電池狀態計測方法和電池狀態計測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供電池狀態計測方法和電池狀態計測裝置，其能夠高精度地估計二次電池的剩余量狀態。電池狀態計測裝置具備：根據決定了二次電池的充放電停止時的電池電壓與充電率的關系的第一電池特性，來計算出與二次電池的單位時間前的充電率對應的、二次電池的充放電停止時的電池電壓的電壓算出部；算出電壓檢測部檢測到的電池電壓與電壓算出部算出的電池電壓之間的電壓差的電壓差算出部；根據第二電池特性算出與電壓差算出部算出的電壓差對應的、二次電池的充電率的每單位時間的變化量的變化量算出部；以及使用二次電池的單位時間前的充電率和變化量算出部算出的變化量來算出二次電池的單位時間后的充電率的充電率算出部。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及計測二次電池的狀態的技術。
技術介紹
作為現有技術，公知有這樣的電池剩余量運算裝置通過檢測電池的開路電壓并與該電池的開路電壓-電池剩余量的數據進行比較，來求出該電池的剰余量(例如，參照專利文獻I)。專利文獻專利文獻1:日本特開平3-180783號公報但是，關于二次電池的剩余量狀態(剩余容量狀態)，即使電池電壓相同，也會因負載電流的大小等而變動，因此，在上述的現有技術中，有時二次電池的剰余量狀態的估計精度較低。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的在于提供一種能夠高精度地估計二次電池的剩余量狀態的電池狀態計測方法以及電池狀態計測裝置。為了達成上述目的，本專利技術的電池狀態計測方法的特征在于，具備電壓檢測步驟，檢測二次電池的電池電壓；電壓算出步驟，根據決定了所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與充電率之間的關系的第一電池特性，來計算出與所述二次電池的単位時間前的充電率對應的、所述二次電池的充放電停止時的電池電壓；電壓差算出步驟，計算出在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓與在所述電壓算出步驟中算出的電池電壓之間的電壓差；變化量算出步驟，根據第二電池特性，計算出與在所述電壓差算出步驟中計算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量，其中所述第二電池特性決定了以下兩者之間的關系一者是所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另ー者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量；以及充電率算出步驟，使用所述二次電池的単位時間前的充電率與在所述變化量算出步驟中算出的變化量，來算出所述二次電池的単位時間后的充電率。另外，為了達成上述目的，本專利技術的電池狀態計測裝置的特征在于，具備電壓檢測部，其用于檢測二次電池的電池電壓；電壓算出部，其用于根據決定了所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與充電率之間的關系的第一電池特性，來計算出與所述二次電池的単位時間前的充電率對應的、所述二次電池的充放電停止時的電池電壓；電壓差算出部，其用于計算出所述電壓檢測部檢測到的電池電壓與所述電壓算出部算出的電池電壓之間的電壓差；變化量算出部，其用于根據第二電池特性，計算出與所述電壓差算出部計算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量，其中所述第二電池特性決定了以下兩者之間的關系一者是所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與所述電壓檢測部檢測到的電池電壓之間的電壓差、另ー者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量；以及充電率算出部，其用于使用所述二次電池的単位時間前的充電率與所述變化量算出部算出的變化量，來算出所述二次電池的単位時間后的充電率。根據本專利技術，能夠高精度地估計出二次電池的剩余量狀態。附圖說明圖1是表示作為本專利技術的電池狀態計測裝置的一個實施方式的計測電路100的結構的方框圖。圖2是表示二次電池201的充電時和放電時的相對充電率RS0C(Relative Stateof Charge)與電池電壓V之間的關系的電池特性的曲線圖。圖3是表示當前的RSOC的第一計算例的流程圖。圖4是表示二次電池201的充電時和放電時的相對充電率RSOC與電池電壓V之間的關系的電池特性的曲線圖。圖5是表示當前的RSOC的第二計算例的流程圖。符號說明10:電壓檢測部20 :溫度檢測部30 ADC40 電池剩余量管理部41:電壓算出部42:電壓差算出部43 :變化量算出部44:充電率算出部50 :存儲器60 :通信部100:計測電路200 電池組201 : 二次電池202 :保護模塊203:保護電路300:電子設備。具體實施例方式下面，參照附圖對用于實施本專利技術的方式進行說明。圖1是表示作為本專利技術的電池狀態計測裝置的一個實施方式的計測電路100的結構的方框圖。計測電路100是計測二次電池201的剰余量狀態的集成電路(1C)。作為ニ次電池201的具體例，可列舉鋰電池、鎳氫電池等。計測電路100內置于從二次電池201接受電カ供給的電子設備300中。作為電子設備300的具體例，可列舉移動終端(移動電話、便攜游戲機、信息終端、音樂或影像的便攜播放器等)、游戲機、計算機、頭戴送受話器(headset)、照相機等電子設備。 二次電池201內置于電池組200中，該電池組200內置或者外掛于電子設備300中。二次電池201經負載連接端子5、6向電子設備300供電，井能夠利用與負載連接端子5、6連接的未圖示的充電器進行充電。電池組200內置有二次電池201、以及經電池連接端子3、4與二次電池201連接的保護模塊202。保護模塊202是具有保護電路203的電池保護裝置，保護電路203用于保護二次電池201避免過電流、過充電、過放電等異常狀態。計測電路100具備電壓檢測部10、溫度檢測部20、AD轉換器(ADC)30、電池剩余量管理部40、存儲器50以及通信部60。電壓檢測部10檢測二次電池201的兩極間的電池電壓，并將與其電壓檢測值對應的模擬電壓輸出到ADC30。溫度檢測部20檢測二次電池201的周圍溫度，并將與其溫度檢測值對應的模擬電壓輸出到ADC30。溫度檢測部20將計測電路100或者電子設備300的溫度作為二次電池201的周圍溫度檢測出來。溫度檢測部20也可以檢測二次電池201自身的溫度，還可以檢測電池組200內的溫度。ADC30將從電壓檢測部10和溫度檢測部20分別輸出的模擬電壓轉換為數字值，并輸出到電池剩余量管理部40。電池剩余量管理部40是運算處理部，其根據由電壓檢測部10檢測到的二次電池201的電池電壓、由溫度檢測部20檢測到的二次電池201的溫度、以及預先存儲于存儲器50的用于確定二次電池201的電池特性的特性數據，來估計出二次電池201的剩余量狀態。電池剩余量管理部40具有電壓算出部41、電壓差算出部42、變化量算出部43、以及充電率算出部44。對于這些算出部的說明將在后文敘述。作為電池剰余量管理部40的具體例，可以列舉微型計算機等運算處理裝置，作為存儲器50的具體例，可以列舉EEPROM等能夠改寫的非易失性存儲器。通信部60是用于對內置于電子設備300的CPU301等控制部傳送二次電池201的剩余量狀態等電池狀態的接ロ。CPU301等控制部根據從計測電路100取得的二次電池201的剰余量狀態等電池狀態，來執行向使用者顯示二次電池201的剰余量狀態等預定的控制動作。接下來，對二次電池201的電池特性進行說明。由于充放電率的不同和環境溫度的不同，表示充放電過程中的二次電池201的充電率與電池電壓的關系的曲線如圖2所示是不同的。圖2是表示二次電池201的充電時和放電時的相對充電率RSOC與電池電壓V之間的關系的電池特性的曲線圖。相對充電率是以當時的溫度以及電流值從滿充電狀態能夠放電到達到某特定電壓(例如，3.1V)的全容量為100%時的剩余容量的比例。曲線a表示在250C以充電比率0. 5C充電時的特性，曲線b表示在10°C以充電比率0. 25C充電時的特性，曲線C表示在25°C以充電比率0. 25C充電時的特性。曲線e表示在25°C以放電比率0. 25C放電時的特性，曲線f表示在10°C以放電比率0. 25C放電時的特性，曲線g表示在25°C以放電比率0. 5C放電時的特性。曲線d表示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池狀態計測方法，其特征在于，具備：電壓檢測步驟，檢測二次電池的電池電壓；電壓算出步驟，根據決定了所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與充電率之間的關系的第一電池特性，來計算出與所述二次電池的單位時間前的充電率對應的、所述二次電池的充放電停止時的電池電壓；電壓差算出步驟，計算出在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓與在所述電壓算出步驟中算出的電池電壓之間的電壓差；變化量算出步驟，根據第二電池特性，計算出與在所述電壓差算出步驟中計算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量，其中所述第二電池特性決定了以下兩者之間的關系：一者是所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量；以及充電率算出步驟，使用所述二次電池的單位時間前的充電率和在所述變化量算出步驟中算出的變化量，來算出所述二次電池的單位時間后的充電率。

【技術特征摘要】
2011.09.29 JP 2011-2156031.一種電池狀態計測方法，其特征在于，具備 電壓檢測步驟，檢測二次電池的電池電壓； 電壓算出步驟，根據決定了所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與充電率之間的關系的第一電池特性，來計算出與所述二次電池的單位時間前的充電率對應的、所述二次電池的充放電停止時的電池電壓； 電壓差算出步驟，計算出在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓與在所述電壓算出步驟中算出的電池電壓之間的電壓差； 變化量算出步驟，根據第二電池特性，計算出與在所述電壓差算出步驟中計算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量，其中所述第二電池特性決定了以下兩者之間的關系一者是所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量；以及 充電率算出步驟，使用所述二次電池的單位時間前的充電率和在所述變化量算出步驟中算出的變化量，來算出所述二次電池的單位時間后的充電率。2.根據權利要求1所述的電池狀態計測方法，其特征在于， 所述第一電池特性包括 第三電池特性，其決定了所述二次電池的充電停止時的電池電壓與充電率之間的關系；以及 第四電池特性，其決定了所述二次電池的放電停止時的電池電壓與充電率之間的關系， 所述電壓算出步驟中，根據所述第三電池特性，算出與所述二次電池的單位時間前的充電率對應的、所述二次電池的充電停止時的電池電壓，根據所述第四電池特性，算出與所述二次電池的單位時間前的充電率對應的、所述二次電池的放電停止時的電池電壓。3.根據權利要求2所述的電池狀態計測方法，其特征在于， 所述第二電池特性包括 第五電池特性，其決定了以下兩者之間的關系一者是所述二次電池的充電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量；以及 第六電池特性，其決定了以下兩者之間的關系一者是所述二次電池的放電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量， 所述變化量算出步驟中，根據所述第五電池特性，算出與在所述電壓差算出步驟中算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量，根據所述第六電池特性，算出與在所述電壓差算出步驟中算出的電壓差對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量。4.根據權利要求1或2所述的電池狀態計測方法，其特征在于， 所述電池狀態計測方法具有檢測所述二次電池的溫度的溫度檢測步驟， 所述第二電池特性決定了以下三者之間的關系一者是所述二次電池的充放電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量、再一者是所述二次電池的溫度， 在所述變化量算出步驟中，計算出與在所述電壓差算出步驟中算出的電壓差和在所述溫度檢測步驟中檢測到的溫度兩者對應的、所述二次電池的充電率的每單位時間的變化量。5.根據權利要求4所述的電池狀態計測方法，其特征在于， 所述第二電池特性包括 第七電池特性，其決定了以下三者之間的關系一者是所述二次電池的充電停止時的電池電壓與在所述電壓檢測步驟中檢測到的電池電壓之間的電壓差、另一者是所述二次電池的充電率的每單位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小野公壽，
申請(專利權)人：三美電機株式會社，
類型：發明
國別省市：