充電電流的決定方法及電池組的製作方法
2023-05-30 10:29:41 1
專利名稱：充電電流的決定方法及電池組的製作方法
技術領域：
本發明涉及根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來修正充滿電容量的學習值的電池組中的充電電流的決定方法、以及執行該決定方法的電池組。
背景技術：
在以鋰離子電池為代表的二次電池的充電中，主要是在電池電壓達到設定電壓之前以設定電流進行恆流充電、然後以設定電壓進行恆壓充電的所謂的恆流 恆壓充電方式。二P、在充電開始時，使表示充電電流相對於二次電池的標稱容量(DC = Design Capacity)的比例的所謂C比率恆定，由此開始基於恆流的充電。此時，為了防止二次電池因過大的充電電流而處於過電壓，有時會根據充電開始時的二次電池的電壓或者剩餘容量、電池溫度，適當變更充電開始時的C比率(例如參照專利文獻I的表1、2)。此外，使用二次電池來反覆進行充放電(包括保存中的自己放電)，從而二次電池劣化導致充滿電容量與初始容量相比有所下降，因此實質上C比率變高從而加速了二次電池的劣化。因此，優選可靠地掌握充滿電容量的下降程度或者二次電池的劣化程度，來降低作為充電電流的初始值的設 定電流。在此，通過累計使處於充滿電狀態的二次電池放電至放電結束電壓為止的期間的放電電流、或者累計使電壓已下降為放電結束電壓以下的二次電池充電至充滿電狀態為止的期間的充電電流的其中一種方法，能夠正確地算出並學習充滿電容量。其中，在實際的二次電池的使用狀況下，由於上述的學習的機會少，因此公開了使所學習的充滿電容量根據充放電的循環數以規定的比例減少來進行修正的技術(參照專利文獻2)。此外，公開了基於相對於任意2個時間點下的剩餘容量(SOC:State Of Charge)的變化量的上述2個時間點間的充放電容量的變化量，來學習二次電池的充滿電容量的技術(參照專利文獻3)。此外，在使用二次電池而劣化進一步發展的情況下，二次電池的內部電阻增加使得充電時的電池溫度上升，由此進一步加速了二次電池的劣化。與此相對，公開了一種在充電過程中基於使充電電流降低時的電流變化量及電壓變化量來算出二次電池的內部電阻，並根據所算出的內部電阻來降低充電電流由此抑制二次電池的劣化的技術(參照專利文獻4) ο在先技術文獻專利文獻專利文獻I JP特開2009-44946號公報專利文獻2 JP特開2002-236154號公報專利文獻3 JP特開2008-261669號公報專利文獻4 JP特開平9-84277號公報
發明內容
發明要解決的課題
但是，對於二次電池的內部電阻，在充放電的循環數小的期間其變動較少，與此相對，根據二次電池的剩餘容量及溫度會出現較大的變動，因此基於內部電阻的增加無法可靠地掌握二次電池的劣化程度。此外，即便能夠通過專利文獻2公開的技術修正了通過專利文獻3公開的技術已適時學習過的充滿電容量，也僅僅限於此，而沒有給出適當地降低二次電池的充電電流的啟示。本發明是鑑於這種情況而提出的，其目的在於提供一種根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來適當地降低充電電流的方法及電池組。用於解決課題的技術方案本發明涉及的充電電流的決定方法，用於決定具備二次電池的電池組的充電電流，其特徵在於，對所述二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計，來算出充電容量或者放電容量，判定所算出的充電容量或者放電容量是否大於充滿電容量，每當判定為大於充滿電容量時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第I劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。本發明涉及的充電電流的決定方法的特徵在於，確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間，在所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度，確定表示與所檢測的電壓及溫度相應的劣化的速度的劣化速度，對所確定的劣化速度進行累計，判定累計值是否大於規定值，每當判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。本發明涉及的充電電流的決定方法，用於決定具備二次電池的電池組的充電電流，其特徵在於，確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間，在所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度，確定表示與所檢測的電壓及溫度相應的劣化的速度的劣化速度，對所確定的劣化速度進行累計，判定累計值是否大於規定值，每當判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。本發明涉及的充電電流的決定方法，用於決定基於對二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計而得到的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量的電池組的充電電流，其特徵在於，算出所學習的充滿電容量相對於規定容量的比例，根據所算出的比例的大/小來決定所述二次電池的充電電流變大/變小。本發明涉及的充電電流的決定方法的特徵在於，判定所述二次電池是否處於充滿電狀態，在判定為處於充滿電狀態之後，利用所述第I劣化係數或者所述第2劣化係數來修正充滿電容量。本發明涉及的電池組具備二次電池，所述電池組的特徵在於還具備:累計所述二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力，來算出充電容量或者放電容量的單元；判定所算出的充電容量或者放電容量是否大於充滿電容量的單元；和每當該單元判定為大於充滿電容量時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第I劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。本發明涉及的電池組具備二次電池，所述電池組的特徵在於還具備:確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間的單元；在該單元所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度的單元；根據該單元所檢測的電壓及溫度來確定表示劣化的速度的劣化速度的單元；對該單元所確定的劣化速度進行累計的單元；判定該單元所累計的累計值是否大於規定值的單元；和每當該單元判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流的單元。本發明涉及的電池組基於對二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計而得到的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量，所述電池組的特徵在於具備:算出所學習的充滿電容量相對於規定容量的比例的單元；根據該單元所算出的比例的大/小來決定所述二次電池的充電電流變大/變小的單元；和生成所決定的充電電流的數據的單元。在本發明中，每當二次電池的充電容量或者放電容量變得大於充滿電容量時，利用與二次電池的劣化的程度對應的第I劣化係數來修正充電電流。也就是說，每當二次電池的充放電循環數增加I時，根據I充放電循環中的劣化的程度而充電電流被修正得變小。在本發明中，在二次電池的充電電流及放電電流都小於規定電流的期間中，按時間序列檢測二次電池的電池電壓及電池溫度，每當對與所檢測的電池電壓及電池溫度相應的劣化速度進行累計而得到的值大於規定值時，利用與二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正充電電流。也就是說，每當二次電池既不充電也不放電的保存期間中所累計的劣化速度的累計值超過規定值時，根據與所述規定值對應的劣化程度而充電電流被修正得變小。在本發明中，基於對二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計而得到的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量，根據充滿電容量的學習值(學習容量)相對於規定容量的比例的大/小來決定二次電池的充電電流變大/變小。也就是說，伴隨著二次電池的使用而學習容量下降，按照伴隨著二次電池的使用的劣化程度越大則學習容量相對於規定容量的比例越小的方式進行算出，因此二次電池的劣化的程度越大則充電電流被決定得越小。在本發明中，在檢測到二次電池處於充滿電狀態之後，利用第I劣化係數或者第2劣化係數來修正充滿電容量。由此，由於直至二次電池變為充滿電狀態為止充滿電容量的修正被保留，所以如果緊跟著各判定之後利用所述第I劣化係數或者所述第2劣化係數來修正充滿電容量，則有時因充滿電容量被變更而引起容量(％)被急劇變更從而變得不連續，但是根據本發明能夠確保直至二次電池的容量)達到充滿電為止的充電連續性。發明效果根據本發明，每當二次電池的充放電循環增加1、或者每當二次電池被保存規定期間時，根據各自的劣化程度而充電電流被修正得變小。因此，能夠根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來適當降低充電電流。
圖1是表示本發明涉及的電池組的構成例的框圖。圖2是對二次電池的循環數進行計數的方法的說明圖。圖3是例示電池塊的保存期間內的劣化的速度的程度一覽表的圖表。
圖4是說明在低電壓檢測時被進行的RSOC的修正的說明圖。圖5是表示根據二次電池的循環數來修正劣化係數的CPU的處理步驟的流程圖。圖6是表示根據二次電池在保存中的劣化程度來修正劣化係數的CPU的處理步驟的流程圖。圖7是表示算出二次電池的充電電流並發送充電電流的數據的CPU的處理步驟的流程圖。符號說明:I 二次電池10電池組2電流檢測器4A/D 轉換部5控制部51CPU52R0M53RAM54計時器7U72M0SFET9通信部20電氣設備21控制.電源部
具體實施例方式以下，基於表示其實施方式的附圖來詳細說明本發明。圖1是表示本發明涉及的電池組的構成例的框圖。圖中，符號10是電池組，電池組10以可裝卸的方式裝配於個人計算機(PC)、便攜終端等電氣設備20。電池組10具備按照電池塊11、12、13的順序將其串聯連接而成的二次電池I，該電池塊11、12、13是按照例如由鋰離子電池構成的電池單體111、112、113、121、122、123、131、132、133的順序將各3個並聯連接而成的。電池塊13的正極及電池塊11的負極分別成為二次電池I的正極端子及負極端子。電池塊11、12、13的電壓分別獨立地提供給A/D轉換部4的模擬輸入端子，被轉換為數字的電壓值之後，從A/D轉換部4的數字輸出端子提供給由微型計算機構成的控制部
5。向A/D轉換部4的模擬輸入端子提供溫度檢測器3的檢測輸出和電流檢測器2的檢測輸出，其中該溫度檢測器3與二次電池I緊密地配置、並由包含熱敏電阻的電路來檢測二次電池I的電池溫度，該電流檢測器2被插入(介裝)於二次電池I的負極端子側的充放電路徑、並由檢測二次電池I的充電電流及放電電流的電阻器構成。這些的檢測輸出被轉換為數字的檢測值之後，從A/D轉換部4的數字輸出端子提供給控制部5。在二次電池I的正極端子側的充放電路徑中，插入由分別切斷充電電流及放電電流的P溝道型的M0SFET71、72構成的切斷器7。M0SFET7U72的漏電極彼此相對地串聯連接。在M0SFET71、72各自的漏電極與源電極間被並聯連接的二極體是寄生二極體(體二極體)。M0SFET71、72也可以是N溝道型。控制部5具有CPU51，CPU51經由總線而與存儲程序等信息的R0M52、暫時存儲所產生的信息的RAM53、並行地對各種時間進行計時的計時器54、及針對電池組10內的各部進行輸入輸出的I/O埠 55分別進行連接。I/O埠 55與A/D轉換部4的數字輸出端子、M0SFET71、72各自的柵電極、及通信部9連接。通信部9與電氣設備20所具有的控制.電源部(充電部)21進行通信。R0M52是由快閃記憶體構成的非易失性存儲器。在R0M52中除了程序以外，還存儲例如充滿電容量的學習值(學習容量)、後述的二次電池I的劣化速度、劣化係數及充電電流的初始值(即設定電流)。CPU51按照R0M52中預先保存的控制程序來執行運算及輸入輸出等處理。例如，CPU51以250ms為周期取入電池塊11、12、13的電壓值、和二次電池I的充放電電流的檢測值，基於所取入的電壓值及檢測值對二次電池I的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計，將通過累計而算出的充電容量或者放電容量存儲在RAM53中。對充放電電流、充放電電力分別進行累計時的充放電容量的單位為Ah、Wh。再有，CPU51確定所取入的電池塊11、12、13的電壓值之中最高的電壓(以下稱為最大單體電壓)，並將其存儲在RAM53中。電壓值及充放電電流的檢測值的取入周期並不限定於250ms。CPU51還生成剩餘容量、充電電流等數據，並將所生成的數據從通信部9發送至電氣設備20。切斷器7在通常的充放電時從I/O埠 55向M0SFET71、72的柵電極提供L(低)電平的導通信號，由此M0SFET71、72各自的漏電極與源電極間被導通。在切斷二次電池I的充電電流時，從I/O埠 55向M0SFET71的柵電極提供H(高)電平的截止信號，由此M0SFET71的漏電極與源電極間的導通被切斷。同樣，在切斷二次電池I的放電電流時，從I/O埠 55向M0SFET72的柵電極提供H(高)電平的截止信號，由此M0SFET72的漏電極與源電極間的導通被切斷。在M0SFET71、72為N溝道型的情況下，只要將使上述L/H電平反轉之後的H/L電平的導通信號/截止信號提供給柵電極即可。在二次電池I處於被適當地充電的狀態時，切斷器7的M0SFET71、72都導通，二次電池I處於既能放電又能充電的狀態。
電氣設備20具備與控制.電源部21連接的終端部22。控制.電源部21由未圖示的商用電源供給電力來驅動終端部22，並且對二次電池I的充放電路徑供給充電電流。控制.電源部21還在來自商用電源的電力供給被斷開的情況下，通過由二次電池I的充放電路徑供給的放電電流來驅動終端部22。在控制.電源部21進行充電的二次電池I是鋰離子電池的情況下，例如以恆流(MAX電流0.5 IC左右) 恆壓(MAX4.2 4.4V/電池單體左右)進行充電。在二次電池I的電池電壓為充滿電檢測開始電壓以上、且充電電流為規定值以下的狀態持續了一定時間以上時，判定為二次電池I處於充滿電狀態(以下，簡稱為充滿電)。此外，例如也可以在二次電池I的電池電壓變為固定電壓以上時僅在一定期間內使M0SFET71截止來檢測二次電池I的開路電壓(OCV = Open Circuit Voltage)，在檢測出的開路電壓為固定電壓以上的情況下，判定為充滿電。在控制.電源部21與通信部9之間，將控制.電源部21作為主裝置，將包含通信部9的控制部5作為從裝置,來進行基於SMBus (System Management Bus)方式等通信方式的通信。在SMBus方式的情況下，串行時鐘(SCL)從控制.電源部21提供，串行數據(SDA)在控制.電源部21與通信部9之間被雙向授受。在本實施方式中，控制.電源部21以2秒為周期對通信部9進行輪詢(polling)，讀出通信部9要發送的數據的內容。輪詢周期的2秒由控制.電源部21側進行設定。通過該輪詢，例如二次電池I的剩餘容量的數據經由通信部9以2秒為周期被傳送至控制.電源部21，在電氣設備20所具有的未圖示的顯示器中顯示為剩餘容量的值(% )。此外，由控制部5設定的充電電流的初始值、即充電電流的數據與剩餘容量的數據同樣地，經由通信部9被發送至控制.電源部21。在控制.電源部21中，基於從控制部5發送出的充電電流，對二次電池I進行恆流.恆壓充電。接下來，說明根據對二次電池I進行充放電時的循環數的增加來修正充滿電容量的學習值即學習容量的一個方法。再者，充滿電容量的學習通過公知的方法進行，例如基於二次電池I的充電容量和/或放電容量重新算出充滿電容量(FCC = Full ChargeCapacity)。
圖2是對二次電池I的循環數進行計數的方法的說明圖。圖2的橫軸表示時間的經過，縱軸表示剩餘容量相對於二次電池I的相對剩餘容量(RSOC = Relative State OfCharge)即學習容量的比例。圖中被賦予「〇」標記的部分表示循環數產生增量(=I循環)的點。此外，被賦予「 」標記的部分表示學習容量基於循環計數而被修正的點。在圖2中，為了簡單起見，假定RSOC在25%、50%、75%及100%之間變化，假定時刻TO至時刻T19之間沒有學習充滿電容量的機會來進行說明。被充電至充滿電容量而RSOC為100%的二次電池1，在時刻TO Tl期間被放電至50%，在時刻Tl T2期間被充電至75%。同樣，二次電池I在時刻T2 T3期間被放電至50%，在時刻T3 T4期間被充電至75%，在時刻T4 T5期間放電至50%時，從時刻TO起的放電容量達到學習容量由此循環數增加I。然後，例如二次電池I在時刻T5 T6期間被充電至100%，進而在時刻T7檢測到二次電池I充滿電的情況下，學習容量被乘以小於I的第I劣化係數(例如0.9992)來進行修正。在本實施方式中，由於向學習容量變小的方向進行修正，因此修正後的RSOC變大，但RSOC不會超過100%。接下來，二次電池I在時刻T8 T9期間被放電至50%，在時刻T9 TlO期間被充電至100%，在時刻Tll T12期間被放電至50%時，循環數增加I。再接著，二次電池I在時刻T12 T13期間被充電至75%，在時刻T13 T14期間被放電至25%，在時刻T14 T15期間被充電至50%，在時刻T15 T16期間被放電至25%，在時刻T16 T17期間被充電至75%，在時刻T17 T18期間被放電至50%時，循環數進一步增加I。之後，例如在時刻T18 T19期間被繼續充電的二次電池1，在時刻T19檢測到二次電池I充滿電時，學習容量被修正。此時，由於前一次在時刻T9修正學習容量之後循環數增加了 2，因此進行時刻T19下的學習容量的修正相應2循環。此外，通過向學習容量變少的方向進行修正，從而修正後的RSOC以小於100%的比例進行增加。再者，圖2中為了儘量避免在進行了學習容量的修正之際修正後的RSOC不連續地變化，而在二次電池I的循環數增加了 I以上之後，在檢測到充滿電時就修正學習容量，但並不限定於此。此外，雖然在放電容量達到學習容量時使循環數增加I，但也可以在充電容量達到學習容量時使循環數增加I。接著，說明在不對二次電池I進行充放電而持續保存時修正學習容量的其他方法。
圖3是表示電池塊11、12、13的保存期間內的劣化的速度的程度一覽表的圖表。在圖3中，各行的電壓範圍被劃分為「低於4.0V」、「4.0V以上且低於4.1V」以及「4.1V以上」，各列的溫度範圍被劃分為「低於10°C」、「10°C以上且低於30°C」、「30°C以上且低於50°C」及「50°C以上」。電壓範圍及溫度範圍並不限定於上述範圍。二次電池I的劣化速度的程度即劣化速度根據這些電壓範圍及溫度範圍的組合來決定，圖3所示的3行4列的圖表中的值作為與各個電壓範圍及溫度範圍相應的劣化速度而被存儲在R0M52中。二次電池I的劣化速度根據電池塊11、12、13的電壓範圍的高/低、二次電池I的溫度範圍的高/低而從O變化至300。例如，在劣化速度為O的情況下，表示忽略劣化的速度。此外，例如在劣化速度為300的情況下，較之劣化速度為10的情況，表示以30倍的速度進行劣化。在持續保存二次電池I的情況下，電壓最高的電池塊的電池電壓、二次電池I的電池溫度適用於圖3，以確定劣化速度。這是考慮了在被串聯連接的電池塊11、12、13的各電池電壓中產生了不平衡時，電壓最高的電池塊的劣化速度最大。從R0M52中讀出根據這樣的電壓範圍及溫度範圍的組合而確定的劣化速度，所讀出的劣化速度隨著保存期間的經過而被累計，在累計值大於規定值(例如50000)時，學習容量被乘以小於I的第2劣化係數(例如0.99)來進行修正。另外，有時在如上述那樣根據第I及第2劣化係數對二次電池I的學習容量進行修正的期間，會針對學習容量進行不同於上述修正的修正。圖4是說明在低電壓檢測時被進行的RSOC的修正的說明圖。圖4的橫軸表示時間，縱軸表示二次電池I的RS0C。在圖4中用實線(或者虛線)表示時刻T21下的修正前的RSOC高於(或者低於)修正後的RSOC的情況。二次電池I的電池電壓在放電中或者保存中在時刻T21下降至規定的低電壓時，將二次電池I的RSOC強制性修正成規定的比例。例如，在電池塊11、12、13之中電壓最低的電池塊的電池電壓下降至3V時，將二次電池I的RSOC修正為4%或者8%。在進行了這種修正的情況下，假定這種修正的精度比基於第I及第2劣化係數的修正的精度要高，從而將上述的劣化速度的累計值清除為O (零)。如上述那樣將RSOC修正為4% (或者8% )的情況下，按照在此之前算出的放電容量為學習容量的96% (或者92%)的方式來算出學習容量。再者，考慮二次電池I的學習容量相對於標稱容量(DC)的比的大/小與二次電池I的劣化程度的小/大相對應。在此的學習容量既可以是修正前的學習容量，也可以是修正後的學習容量，但優選使用修正後的學習容量。根據上述這種的比的大/小而使二次電池I的充電電流變大/變小，由此實質上抑制了 C比率的上升，因此能夠抑制二次電池I的劣化。在本實施方式中，也可以僅將第I劣化係數分別與充滿電容量、充電電流的初始值(或者緊前面的值)相乘來修正充滿電容量、充電電流。此外，還可以僅將第2劣化係數分別與充滿電容量、充電電流的初始值(或者緊前面的值)相乘來修正充滿電容量、充電電流。再有，也能夠將第I劣化係數及第2劣化係數分別與充滿電容量、充電電流的初始值(或者緊前面的值)相乘來修正充滿電容量、充電電流。再者，也可以在每當降低(修正)充電電流時，還對第I劣化係數、第2劣化係數乘以固定係數，由此能夠使充電電流的降低變大或者變小。
具體而言，對二次電池I的使用開始初期中的充電電流的初始值(設定電流)乘以上述的比值來算出充電電流，生成所算出的充電電流的數據，將所生成的數據從通信部9向電氣設備20輸出。由此,從作為充電器的電氣設備20向電池組10提供被降低之後的充電電流。以下，利用表示上述的電池組的控制部5的動作的流程圖來對其進行說明。以下所示的處理由CPU51按照R0M52中預先保存的控制程序來執行。圖5是表示根據二次電池I的循環數來修正劣化係數的CPU51的處理步驟的流程圖，圖6是表示根據二次電池I在保存中的劣化程度來修正劣化係數的CPU51的處理步驟的流程圖。此外，圖7是表示算出二次電池I的充電電流並發送充電電流的數據的CPU51的處理步驟的流程圖。在此提及的劣化係數是由數值的小/大來表示伴隨著二次電池的使用的劣化程度的大/小。圖5、6的處理被啟動的周期例如為250m秒、20秒，但並不限定於此。此外，圖7的處理在充電開始前被啟動。圖5 7的處理中所使用的劣化係數被存儲在R0M52中。圖5、6的處理中所使用的循環計數標記、循環計數器、累計劣化速度及累計劣化計數器被存儲在RAM53中。其他的運算過程的數據也適當被存儲在RAM53中。在規定的初始化處理中，循環計數標記、循環計數器、累計劣化速度及累計劣化計數器被清除為0，劣化係數被置為I。首先，在圖5的處理被啟動時，CPU51判定循環計數標記是否被置為I (Sll)，在已被置為I的情況下(Sll:是)，將循環計數標記清除為O (S12)，並且將循環計數器增加(加I) (S13)。每當通過與圖5 7所示的處理不同的處理而檢測到二次電池I的放電容量或者充電容量達到了學習容量時，在此的循環計數標記被置為I。在步驟S13的處理結束時、或者步驟Sll中循環計數標記沒有被置為I (Sll:否)時，CPU51判定循環計數器是否為0(S14)。在循環計數器為O (S14:是)時，由於從前一次的劣化係數的修正起循環計數器一次也沒有前進，因此結束圖5的處理。在循環計數器不為O時(S14:否)，CPU51接下來判定是否檢測到二次電池I充滿電(S15)，在沒有檢測到充滿電時(S15:否)，直接結束圖5的處理。充滿電的檢測通過與圖5 7所示的處理不同的處理來進行。在檢測到充滿電時(S15:是)，CPU51將與伴隨著循環數的劣化程度對應的第I劣化係數初始化為I (S16)之後，對RAM53中存儲的第I劣化係數的內容乘以0.9992 (S17)。接著，CPU51使循環計數器減少(減I) (S18)，判定循環計數器是否為0(S19)，在不為O時(S19:否)，處理返回至步驟S17。通過以上的步驟S17至S19的處理，直至循環計數器變為O為止，反覆對第I劣化係數乘以0.9992。由此，與第I劣化係數建立對應後的劣化程度增大。在循環計數器為O時(S19:是)，CPU51對R0M52中存儲的劣化係數的內容乘以RAM53中存儲的第I劣化係數的內容來進行修正(S20)之後，結束圖5的處理。接下來，在圖6的處理被啟動時，CPU51經由A/D轉換部4取入電流檢測器2的電壓，將所取入的電壓換算為電流來檢測充放電電流(S31)。實際上，也可以基於多次取入的電壓來檢測充放電電流。之後，CPU51判定所檢測的充放電電流例如是否大於-1OOmA(放電電流的區域)、並且小於20mA(充電電流的區域)(S32)，在不處於該範圍內時(S32:否)，處理進入後述的步驟S40。
在此，考慮到A/D轉換部4中存在轉換誤差這一點、和電池組10內部中存在表觀上成為充電電流的電流這一點，將小於20mA的電流並不檢測為充電電流。此外，在放電電流的絕對值小於IOOmA時，與完全不進行充放電而保存時等同地進行處理。不過，步驟S32中應與充放電電流比較的電流大小並不限定於-1OOmA及20mA。在所檢測的充放電電流大於-100mA、且小於20mA時(S32:是)，由於判定為尚未進行充放電也無妨，因此CPU51從RAM53中讀出電池塊11、12、13之中的最大單體電壓(S33)。在此，從RAM53讀出的最大單體電壓如上述那樣以250m秒為周期被寫入在RAM53中。之後，CPU51經由A/D轉換部4來檢測二次電池I的電池溫度(S34)。接著，CPU51基於所讀出的最大單體電壓及所檢測的電池溫度，與圖3對應地確定並讀出R0M52中存儲的一個劣化速度(S35)。然後，CPU51對RAM53中存儲的累計劣化速度的內容相加所讀出的劣化速度(S36)。由此，劣化速度以20秒為周期被累計。之後，CPU51判定累計劣化速度是否超過了 50000 (S37)，在沒有超過的情況下(S37:否)，使處理進入步驟 S40。在累計劣化速度超過了 50000時(S37:是)，CPU51將累計劣化速度清除為O (S38)之後，使累計劣化計數器的內容增加(加I) (S39)。然後，CPU51判定累計劣化計數器是否為0(S40)。在累計劣化計數器為O時(S40:是)，由於從前一次的劣化係數的修正起累計劣化計數器一次也沒有前進，因此結束圖6的處理。在累計劣化計數器不為O時(S40:否)，CPU51接下來判定是否檢測到二次電池I充滿電(S41)，在沒有檢測到充滿電時(S41:否)，直接結束圖6的處理。在檢測到充滿電時(S41:是)，CPU51將與二次電池I在保存中的劣化程度對應的第2劣化係數初始化為I (S42)之後，對RAM53中存儲的第2劣化係數的內容乘以0.99 (S43)。接下來，CPU51使累計劣化計數器減少(減I) (S44)，並判定累計劣化計數器是否為O (S45)，在不為O時(S45:否)，使處理返回至步驟S43。通過以上的步驟S43至S45的處理，直至累計劣化計數器變為O為止，反覆對第2劣化係數乘以0.99。由此，與第2劣化係數建立對應後的劣化程度增大。在累計劣化計數器為O時(S45:是)，CPU51對R0M52中存儲的劣化係數的內容乘以RAM53中存儲的第2劣化係數的內容來進行修正(S46)之後，結束圖6的處理。接著，在圖7的處理被啟動時，CPU51從RAM53中讀出電池塊11、12、13之中的最大單體電壓(S52)，並且經由A/D轉換部4來檢測二次電池I的電池溫度(S53)。之後，CPU51基於所讀出的最大單體電壓及所檢測的電池溫度，例如根據R0M52中存儲的表格數據來確定充電電流的初始值(S54)。對於確定與最大單體電壓及電池溫度相應的充電電流的初始值(設定電流)，由於專利文獻I中已詳細記載，因此在此省略說明。接著，CPU51對所確定的充電電流的初始值乘以R0M52中存儲的劣化係數來算出充電電流(S55)，生成所算出的充電電流的數據(S56)，將所生成的數據從通信部9發送至控制.電源部21(S57)。再者，在步驟S55中，也可以將R0M52中存儲的學習容量相對於標稱容量的比例作為劣化係數。此外，充電電流的數據隨著來自控制.電源部21的輪詢而被發送，但是也可以在圖2的說明中在檢測到充滿電之前保留學習容量的修正、或在檢測到充滿電之前保留新算出的充電電流的數據的發送。如以上，根據本實施方式，每當二次電池的放電容量(或者充電容量)變得大於充滿電容量時(即每當計數為I循環時)，對劣化係數乘以與二次電池的劣化程度對應的第I劣化係數(0.9992)來進行修正。由此，每當二次電池的充放電循環數增加I時，按照充電電流隨著一個充放電循環中的劣化程度而變小的方式算出。因此，能夠根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來適當地降低充電電流。此外，在二次電池的充電電流小於20mA且放電電流的絕對值小於IOOmA的期間中，按時間序列檢測最大單體電壓及電池溫度，每當與所檢測的最大單體電壓及電池溫度對應的劣化速度被累計之後的值大於50000時，對劣化係數乘以與二次電池的劣化程度對應的第2劣化係數(0.99)來進行修正。因此，每當在二次電池既沒充電也沒放電的保存期間中所累計的劣化速度的累計值超過規定值時，可按照充電電流隨著與上述規定值對應的劣化程度而變小的方式進行算出。再有,基於二次電池的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量,並按照學習容量相對於標稱容量的比例(劣化係數)的大/小來決定二次電池的充電電流的變大/變小。也就是說，隨著二次電池的使用(循環數的增大及保存期間的經過等)而學習容量會下降，由此按照伴隨著二次電池的使用的劣化程度越大則劣化係數越小的方式進行算出，因此按照二次電池的劣化程度越大則充電電流被決定得越小。因此，能夠根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來適當地降低充電電流。此外，在檢測到二次電池充滿電之後，根據第I劣化係數或者上述第2劣化係數來修正充滿電容量。因此，由於在二次電池變為充滿電狀態之前充滿電容量的修正被保留，所以能夠確保直至二次電池的容量達到充滿電為止的充電的連續性。應該認為本次公開的實施方式全部僅僅是例示，而並非限制性內容。本發明的範圍並不是上述內容，而由權利要求表示，包含與權利要求書等同的內容以及範圍內的全部變更。
權利要求
1.一種充電電流的決定方法，用於決定具備二次電池的電池組的充電電流，其特徵在於， 對所述二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計，來算出充電容量或者放電容量， 判定所算出的充電容量或者放電容量是否大於充滿電容量， 每當判定為大於充滿電容量時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第I劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。
2.根據權利要求1所述的充電電流的決定方法，其特徵在於， 確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間， 在所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度， 確定表示與所檢測的電壓及溫度相應的劣化的速度的劣化速度， 對所確定的劣化速度進行累計， 判定累計值是否大於規定值， 每當判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。
3.一種充電電流的決定方法，用於決定具備二次電池的電池組的充電電流，其特徵在於， 確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間， 在所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度， 確定表示與所檢測的電壓及溫度相應的劣化的速度的劣化速度， 對所確定的劣化速度進行累計， 判定累計值是否大於規定值， 每當判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。
4.一種充電電流的決定方法，用於決定基於對二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計而得到的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量的電池組的充電電流，其特徵在於， 算出所學習的充滿電容量相對於規定容量的比例， 根據所算出的比例的大/小來決定所述二次電池的充電電流變大/變小。
5.根據權利要求1至3任一項所述的充電電流的決定方法，其特徵在於， 判定所述二次電池是否處於充滿電狀態， 在判定為處於充滿電狀態之後，利用所述第I劣化係數或者所述第2劣化係數來修正充滿電容量。
6.一種電池組，具備二次電池， 所述電池組的特徵在於還具備: 累計所述二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力，來算出充電容量或者放電容量的單元； 判定所算出的充電容量或者放電容量是否大於充滿電容量的單元；和 每當該單元判定為大於充滿電容量時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第I劣化係數來修正所述二次電池的充電電流。
7.一種電池組，具備二次電池， 所述電池組的特徵在於還具備: 確定所述二次電池的充電電流及放電電流小於規定電流的期間的單元； 在該單元所確定的期間中按時間序列檢測所述二次電池的電壓及溫度的單元； 根據該單元所檢測的電壓及溫度來確定表示劣化的速度的劣化速度的單元； 對該單元所確定的劣化速度進行累計的單元； 判定該單元所累計的累計值是否大於規定值的單元；和 每當該單元判定為大於規定值時，利用與所述二次電池的劣化的程度對應的第2劣化係數來修正所述二次電池的充電電流的單元。
8.一種電池組，基於對二次電池的充電電流或充電電力、或者放電電流或放電電力進行累計而得到的充電容量或者放電容量來學習充滿電容量， 所述電池組的特徵在於具備: 算出所學習的充滿電容量相對於規定容量的比例的單元； 根據該單元所算出的比例的大/小來決定所述二次電池的充電電流變大/變小的單元；和 生成所決定的充電電流的數據的單元。
全文摘要
本發明提供一種充電電流的決定方法及電池組，根據伴隨著二次電池的使用的劣化程度來適當降低充電電流。每當二次電池的充放電循環數增加1時，針對由數值的小/大來表示伴隨著二次電池的使用的劣化程度的大/小的劣化係數(初始值為1)，乘以第1劣化係數(0.9992)，並且乘以與二次電池的保存期間中的劣化程度對應的第2劣化係數(0.99)。在步驟S55中對充電電流的初始值乘以劣化係數，由此根據劣化係數的大/小來決定二次電池的充電電流變大/變小。
文檔編號H02J7/00GK103178579SQ201210567318
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月24日 優先權日2011年12月26日
發明者川角篤史 申請人:三洋電機株式會社