专利名称：二次电池的充电接受极限检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测二次电池可充电的充电率的上限、即充电接受极限时充电率的二次电池的充电接受极限检测方法及其装置。
背景技术：
近年来，对二次电池(蓄电池)的需求正逐年提高，例如在汽车领域，随着接受二次电池供电而工作的电器越来越多地安装于车上，对车载二次电池的要求也越来越高。作为对二次电池的要求，例如需要二次电池维持在一直能使用的状态。为满足这种要求，现有技术中例如已开发出对二次电池的状态进行监视的装置等。作为监视二次电池状态的一个例子，专利文献I中披露了一种方法，该方法通过 将二次电池的过渡变化分为三个不同的时间常量的分量加以近似来推断二次电池的开路电压和剩余容量。像这样地，检测二次电池的充电率(S0C:State of Charge，充电状态)和劣化度(S0H:State of Health，健康状态)的技术在现有技术中公知的有很多。而且，为了维持二次电池的S0C，例如在车载二次电池中，还已知有控制发电机充电的技术。二次电池可充电的电容量有上限，将该上限的SOC称作充电接受极限时的S0C。对具有充电接受极限时的SOC的二次电池进一步再充电基本不会充上，导致能源的无端浪费。并且，在汽车上会不必要地增大发动机的负荷，降低燃油效率。因此，现有技术中，为避免像这样的不必要的充电，提高燃油效率，对二次电池进行充电控制。一般而言，现有技术的充电控制是控制二次电池的充电以使SOC为规定值或处于规定范围内。作为进行这种充电控制的条件的SOC值或范围被固定在事先设好的一定值或一定范围。采用图3说明现有技术的充电控制方法。为说明现有技术的充电控制方法，图3示出了进行充电控制时的SOC的变迁的一例。在蓄电池的充电率控制中对充电电流进行控制(局部充电率控制)，以使SOC维持在规定的充电控制范围(图3所示的上限SOCl与下限S0C2之间的范围)。通过进行这样的充电控制，避免了进行上限SOCl以上的充电等不必要的发电，能减轻发动机的负荷并改善燃油效率。并且，由于进行充电以使蓄电池的SOC不会在下限S0C2以下，所以能够将蓄电池的充电状态维持在适当状态。专利文献I :特开平2005-106615号公报然而，每个二次电池产品都有差别，其劣化状态也不尽相同，所以充电接受极限时的SOC根据每个产品而不同，而且也会因劣化状态的不同而不同。二次电池随着劣化加重，其容量会变小，充电接受极限时的SOC也随之降低。因此，若固定作为进行充电控制的条件的SOC值或范围，则随着充电接受极限时的SOC降低，可进行充电控制的SOC范围也随之变窄。并且，一旦二次电池的劣化进一步加重，还可能无法进行充电控制。因此，最好检测充电接受极限时的SOC来调整进行充电控制的条件，但现有技术中并未知晓检测充电接受极限时的SOC的方法。如图3所示，在现有技术的蓄电池充电控制中，将充电控制范围的上限SOCl和下限S0C2固定在一定值。相对于此，如图4的(a)所例示，蓄电池的可充电上限SOC、也就是充电接受极限时的SOC随蓄电池的劣化同时地降低。图4的(a) (b)是表示蓄电池的充电接受极限时SOC随时间变化的一例的说明图。在此，标号51和52分别表示充电接受极限时的SOC和可充电的充电控制范围。充电接受极限时的SOC的降低是由于在蓄电池的电极板上生成硫酸铅结晶(Sulfation)且其在长时间使用的期间变硬不被分解而引起。随着不被分解的硫酸铅结晶在电极板上增加，电极板的充放电面积减少，牵扯到充电接受极限时的SOC下降。若充电接受极限时的SOC如图4的(a)所示降低，则无法将蓄电池充电到预设的充电控制范围的上限S0C1，低于其的充电接受极限时的S0C51变为可充电上限。其结果，充电控制范围52变为下限S0C2以上且充电接受极限时的S0C51以下，可控范围变窄。
若蓄电池的劣化进一步加重，如图4的(b)所例示，充电接受极限时的S0C51变得小于充电控制范围的下限S0C2。在这样的状态下，无法确保充电控制范围，变成一直对蓄电池进行充电。其结果，无法实现发动机的燃油效率改善。为了在蓄电池的劣化加重的情况下也能确保充电控制范围来进行充电控制，对劣化的同时降低的充电接受极限时的S0C51进行检测并基于其如图4的(c)所例示那样地对充电控制范围进行适当调整是必要的。
发明内容
本发明旨在解决这些问题，目的在于提供用于检测二次电池可充电的充电接受极限时的充电率的二次电池充电接受极限检测方法及其装置。本发明的二次电池的充电接受极限检测方法的第一形式用于在规定周期的每周期动作时点检测充电接受极限时的充电率，所述充电接受极限时的充电率是二次电池可充电的充电率的上限，所述充电接受极限检测方法的特征在于在到达所述周期动作时点时，测量所述二次电池的电压、电流及温度，基于所述电流测量值计算所述二次电池的充电率，计算相当于所述电流测量值在规定期间内的平均值的平均电流，计算表示所述电压测量值在规定期间内大于规定的电压阈值的比例的电压超过率，若判断为满足所述温度测量值大于规定的温度阈值、所述电压测量值大于所述电压阈值、所述平均电流在规定的电流阈值范围内、且所述电压超过率大于规定的电压超过率阈值的条件，则计算持续满足所述条件的条件成立持续时间，若判断为所述条件成立持续时间长于规定的持续时间阈值，则将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。本发明的二次电池的充电接受极限检测方法的另一形式的特征在于将规定的加权系数设为W (O < W < I)时，根据在上一次的周期动作时点算出的所述平均电流la’以及所述电流测量值Im按下式计算所述平均电流Ia Ia=Iaj X (1-ff)+ImXff0本发明的二次电池的充电接受极限检测方法的另一形式的特征在于采用m(2以上的自然数)个由I位数据的电压超过判断值和η (2以上的自然数)位构成的η位数据，在所述电压测量值大于所述电压阈值时将所述电压超过判断值的值设为1，除此之外的情形设为0，将第一所述η位数据右移I位并将所述电压超过判断值的值设在左端的起始位，在所述第一 η位数据的所有位被设为所述电压超过判断值的值后，将第二所述η位数据右移一位，并在所述第一 η位数据的值为I的位数在规定个数以上时将所述第二 η位数据的起始位设为1，除此之外的情形设为O，并将所述第一 η位数据的所有位的值清零，以下同样，在对第m个η位数据的所有位设好值后，将所述第m个η位数据的值为I的位数的比例设定为所述电压超过率。本发明的二次电池的充电接受极限检测方法的另一形式的特征在于在判断为所述充电率大于此前所设定的所述充电接受极限时的充电率时，将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。本发明的二次电池的充电接受极限检测装置的第一形式用于在规定周期的每周期动作时点检测充电接受极限时的充电率，所述充电接受极限时的充电率是二次电池可充电的充电率的上限，所述充电接受极限检测装置的特征在于包括状态检测传感器部，所述状态检测传感器部具有测量所述二次电池的电压的电压传感器、测量电流的电流传感器、以及测量温度的温度传感器；存储部；以及运算处理部，所述运算处理部具有充电率计算单元及充电接受极限计算单元，所述充电率计算单元根据所述电流传感器测得的电流测量值和所述存储部中保存的在上一次的周期动作时点算出的上一次的充电率来计算所述周 期动作时点处的充电率，所述充电接受极限计算单元对规定的充电接受极限条件进行判断并在满足所述规定的充电接受极限条件时输出所述充电接受极限时的充电率。本发明的二次电池的充电接受极限检测装置的另一形式的特征在于所述充电接受极限计算单元计算表示所述电压测量值在规定期间内大于规定的电压阈值的比例的电压超过率，并且在判断为满足作为所述充电接受极限条件的、所述温度测量值大于规定的温度阈值、所述电压测量值大于所述电压阈值、所述平均电流在规定的电流阈值范围内、且所述电压超过率大于规定的电压超过率阈值的条件时，计算持续满足所述条件的条件成立持续时间，并且在判断为所述条件成立持续时间长于规定的持续时间阈值时，将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。本发明的二次电池的充电接受极限检测装置的另一形式的特征在于所述运算处理部还具有充电控制范围计算单元，所述充电控制范围计算单元基于所述充电接受极限计算单元算出的充电接受极限时的充电率来计算对所述二次电池的充电控制范围。发明效果根据本发明，能够提供用于检测二次电池可充电的充电接受极限时的充电率的二次电池的充电接受极限检测方法及其装置。
图I是用于说明本发明第一实施方式所涉及的二次电池的充电接受极限检测方法的流程图。图2是表示第一实施方式的充电接受极限检测装置的结构的框图。图3是用于说明现有技术的充电控制方法的说明图。图4的(a) (C)是用于说明二次电池的充电接受极限的说明图。图5是表示电压超过率计算中用到的数据的存储器结构的一例的说明图。图6是示意性示出周期设为IOms时的电压变化的一例的图表。图7是表示以SOC为参数时电压测量值比电流测量值的变化的图表。图8是表示SOC约为95%时电压测量值比电流测量值的变化的图表。
图9是表示接近于充电接受极限的状态下电流测量值和平均电流Ia (加权系数W=O. 002)的变化的图表。图10是表示接近于充电接受极限的状态下电流测量值和平均电流Ia (加权系数W=O-OD的变化的图表。图11是表示在电池10可充电的状态下电流测量值和平均电流Ia (加权系数W=O. 002)的变化的图表。图12是表示电压测量值、电流测量值、S0C、平均电流以及充电接受极限时SOC随时间的变化的图表。
具体实施例方式参照附图详细说明本发明优选实施方式中的二次电池充电接受极限检测方法及·其装置。此外，对具有同一功能的各组成部分标注同一标号以简化图示和说明。下面是以安装在汽车上的二次电池(蓄电池)为例来说明本发明实施方式，但并不限定于此，任何被进行充电控制的二次电池均可。本发明旨在提供用于检测蓄电池充电接受极限时的SOC的二次电池充电接受极限检测方法及其装置。作为本发明的另一目的，旨在提供采用检测到的充电接受极限时SOC设定适当的充电控制范围的二次电池充电接受极限检测方法及其装置。下面，采用图I和图2来说明本发明第一实施方式所涉及的二次电池充电接受极限检测方法及其装置。图I是用于说明第一实施方式的充电接受极限检测方法的流程图，图2是表示第一实施方式的充电接受极限检测装置的结构的框图。如图2所示，本实施方式的充电接受极限检测装置包括状态检测传感器部110、运算处理部120、和存储部130。状态检测传感器部110包括测量蓄电池10的各电压的电压传感器111、测量电流的电流传感器112、和测量温度的温度传感器113。充电接受极限检测装置100例如被设置在包括蓄电池10的蓄电池电源系统I内。蓄电池10上连接有发电机(alternator)20和负载30，具有对负载30提供必要的电流、另外由发电机20充电的结构。运算处理部120包括SOC计算单元121、充电接受极限计算单元122及充电控制范围计算单元123。SOC计算单元121基于电流传感器112测量的电流测量值对蓄电池10的充电率(SOC)进行计算。充电接受极限计算单元122采用本实施方式的充电接受极限检测方法来计算满足蓄电池10的充电接受极限条件时的S0C。进而，充电控制范围计算单元123基于充电接受极限计算单元122算出的充电接受极限时的SOC来计算对蓄电池10的充电控制范围。本实施方式的充电接受极限检测方法中，设以下条件作为充电接受极限条件。( I)蓄电池10的温度大于规定的温度阈值；(2)蓄电池10的电压大于规定的电压阈值；(3)蓄电池10的平均电流在规定的电流阈值范围内；(4)电压超过率大于规定的电压超过率阈值；(5)上述(I) (4)的条件成立的持续时间长于规定的持续时间阈值。上述各阈值预先存储在存储部130，可通过读入它们来用于条件成立的判断。
充电接受极限检测装置100若从启动时的启动状态转移至按规定周期连续动作的运行状态，则在各周期动作时点使用状态检测传感器部110测量蓄电池10的电压、电流及温度。并且，运算处理部120按照本实施方式的充电接受极限检测方法在各周期动作时点采用上述测量值计算蓄电池10的充电接受极限成立时的S0C。下面，用图I说明本实施方式的充电接受极限检测方法的处理流程。当充电接受极限检测装置100处于运行状态时，运算处理部120中在规定周期td (例如IOms)的周期动作时点定期执行下述的处理。首先，在步骤SI中，通过状态检测传感器部110的各传感器取得蓄电池10的温度测量值Tm、电压测量值Vm和电流测量值Im。在步骤S2中，使用SOC计算单元121将蓄电池10的SOC更新为最新值。在将电流测量值Im为正时视为充电电流、为负时视为放电电流的情况下，例如可通过将假设电流Im在周期td期间被充放电时的容量加到在上一次周期动作时点算出的SOC上来进行SOC的更新。在步骤S3中，判断温度测量值Tm是否大于温度阈值Tt。在温度测量值Tm为温度 阈值Tt以下的低温状态下，几乎不进行蓄电池10的充电。因此，在温度测量值Tm为温度阈值Tt以下的情况下，判断为不满足用于判断充电接受极限的条件并进入步骤S14。相反，若温度测量值Tm大于温度阈值Tt，则进入步骤S4以判断充电接受极限的其它条件。温度阈值Tt例如可设为0°C。在步骤S4中，判断电压测量值Vm是否大于电压阈值Vt。发明人发现在蓄电池10的充电率SOC处于接近充电接受极限的状态下，电压测量值Vm为接近于14V的值或大于等于14V的值。因此，将电压阈值Vt设定为接近于14V的值，并在电压测量值Vm为该电压阈值Vt以下时进行步骤S9的处理，而当电压测量值Vm大于电压阈值Vt时进入下一步骤S5以判断充电接受极限的其它条件。电压阈值Vt例如可设为13. 5V。在步骤S5中，为选择蓄电池10的平均电流Ia的计算方法，判断在上一次的周期动作时点算出的平均电流(设为la’)是否大于规定的电流阈值It。平均电流Ia是将步骤SI中取得的电流测量值Im与在此之前的每一周期动作时点所取得的电流测量值按规定的方法加以平均而得的平均值。在充电接受极限测量装置100刚变成运行状态后的平均电流Ia的计算中，由于没有在此之前的周期动作时点算出的平均电流Ia’，所以需要采用其它的计算方法。因此，为了能够判断是否是对刚变成运行状态后的平均电流Ia的计算，在变成运行状态之前的启动状态时事先对平均电流Ia设定规定的初始值。将该初始值设为比电流测量值Im足够大的值(位数更大的值)。此外，将电流阈值It设为比电流测量值Im足够大且又小于平均电流Ia的初始值的值(比平均电流Ia的初始值小但又接近该初始值的值)。通过像上述这样设定平均电流Ia的初始值以及电流阈值It，从而在刚变为运行状态后的处理中，满足步骤S5的条件而进行步骤S6中的平均电流Ia的计算。此外，当刚变为运行状态后的第一个周期动作时点未满足步骤S3或步骤S4的条件而在第二次及其之后的周期动作时点才首次满足步骤S3及步骤S4的条件并进入步骤S5时，同样也满足步骤S5的条件而进行步骤S6中的平均电流Ia的计算。相反，不满足步骤S5的条件时接着进入步骤S7,根据另一计算式计算平均电流la。
在步骤S6中，根据下式计算平均电流la。Ia=Im(I)另外，在步骤S7中，根据下式计算平均电流la。Ia=Iaj X (1-ff)+ImXff(2)在此，W表示加权系数(O < W < I)。并且，式(2)右边的la’表示在上一次的周期动作时点算出的平均电流。式(I)用于大于电流阈值It的情况，在为电流阈值It以下的情况下，采用式(2)计算平均电流la。对于采用式(2)的平均电流Ia的计算方法，无需为计算平均电流Ia而保存在此之前所取得的电流测量值Im，只要将在上一次的周期动作时点算出的平均电流la’保存在存储部130中即可。在式(2)中，通过适当设定加权系数W，可得到优选的平均电流la。采用式(2)计算平均电流Ia可大幅削减所需的存储器容量。在步骤S6或步骤S7中算出平均电流Ia后接着进入步骤S8，对应于在步骤S4中作出的电压测量值Vm大于电压阈值Vt的判断，将电压超过判断值JV设为I。相反，若步骤S4中判断为电压测量值Vm在电压阈值Vt以下，则在步骤S9中将电压超过判断值JV设为O。电压超过判断值JV是值为O或I的I位的数据。在步骤S8或步骤S9中将电压超过判断值JV设为O或I后接着进入步骤SlO。在步骤SlO中，采用在步骤S8或步骤S9中设好的电压超过判断值JV计算电压超过率RV。计算电压超过率的方法用图5来加以说明。图5中示出了存储器结构的一个例子，该结构使得存储部130用小的容量存储了根据电压超过判断值JV的值算出电压超过率RV所需的数据。在此，将3个η (自然数)位的数据(第一至第三η位数据DTl至DT3)用于存储电压超过率计算用数据。例如可将η的值设为10。第一 η位数据DTl用于保存电压超过判断值JV的值。在将η位数据DTl的数据右移I位后，将最新的电压超过判断值JV的值设置在起始(左端)的位。接着，在设完η位U个周期)的电压超过判断值JV的值之后，判断η位中值为I的位的数量是否在规定个数以上。其结果，当值为I的位存在规定个数以上时，在将第二 η位数据DT2的数据右移I位后将起始的位设为判断值I。相反，当值为I的位不足规定个数时，同样地右移后将起始的位设为判断值O。然后，将第一 η位数据DTl的所有位的值清零。在η为10的情况下，上述的规定个数例如可以设为8。与上述同样，对第二 η位数据DT2设置I或O的判断值，在设完η位(ηXη个周期)的判断值之后，接着对第二 η位数据DT2判断η位中值为I的位的数量是否在规定个数以上。其结果，当值为I的位存在规定个数以上时，在将第三η位数据DT3的数据右移I位后将起始的位设为判断值I。相反，当值为I的位不足规定个数时，同样地右移后将起始的位设为判断值O。然后，将第二 η位数据DT2的所有位的值清零。在此也是η为10的情况下，上述的规定个数例如可设为8。像上述这样设置后的第三η位数据DT3用于电压超过率RV的计算。第一至第三η位数据DTl至DT3在充电接受极限检测装置100转移至运行状态之前即被全部清零。接着，在第三η位数据DT3的η位全部被设为判断值I或O之前，将电压超过率RV的值设为 O。在对第三η位数据DT3的η位全部(ηΧηΧη个周期)设置判断值之后，计算电压超过率RV的值。第三η位数据DT3的η位中值为I的位的数量的比例被计算作为电压超过率RV。例如，当η为10、值为I的位有8个时，电压超过率RV的值为80%。在第三η位数据DT3的η位全部被设为判断值之后，右移I位时末尾(右端)位的数据作废。综上，通过使用三个η位数据DTI至DT3，可采用η X η X η个周期的电压超过判断值JV的信息来计算电压超过率RV。并且，只需3η位的存储器即可将ηΧηΧη个周期的电压超过判断值JV的信息保存于存储部130，从而可大幅消减所需的存储器容量。图6示意性示出了 η为10、周期td为IOms时的电压变化的一例。此时，可采用30位的存储器并根据IOs (lOmsXIOXlOXlO)期间的电压测量值Vm计算电压超过率(图6所示的斜线部分的比例)。在此使用了三个η位数据DTl至DT3，但并不局限于此，可增加或减少η位数据的个数。并且，通过随之减少或增加位数η，也可以做到将与上述实施方式同程度的电压超过判断值JV的信息量保存于存储部130。在步骤SlO中算出电压超过率RV后，在步骤Sll中判断电压超过率RV是否大于电压超过率阈值Rt。若判断结果为电压超过率RV大于电压超过率阈值Rt，则进入下一步 骤S12，相反，若判断电压超过率RV在电压超过率阈值Rt以下，则进入步骤S14。 在步骤S12中，判断平均电流Ia是否落入规定的电流阈值范围内。在此，判断平均电流Ia是否为接近于O的值，具体而言，采用负的阈值Itl和正的阈值It2进行判断。SP，在平均电流Ia落入大于Itl而小于It2的电流阈值范围内时判断为满足充电接受极限条件并进入步骤S13，在除此之外的情形下判断为不满足充电接受极限条件并进入步骤S14。在步骤S13中，按tc=tc’+td更新满足充电接受极限条件后所经过的时间、即条件成立持续时间tc。在此,右边的tc’表示在上一次周期动作时点所更新的条件成立持续时间。相反，在进入步骤S14的情况下,将条件成立持续时间tc清零。条件成立持续时间tc也在充电接受极限检测装置100转移至运行状态之前清零。在步骤S13中更新了条件成立持续时间tc之后进入步骤S15。在步骤S14中将条件成立持续时间tc清零之后进入步骤S17。在步骤S15中，判断条件成立持续时间tc是否长于规定的持续时间阈值tt。若判断条件成立持续时间tc长于规定的持续时间阈值tt，则进入步骤S16，在除此之外的情形下进入步骤S17。在步骤S16中，因满足全部的充电接受极限条件，故将步骤S2中更新的SOC设为充电接受极限时的S0C，接着进入步骤S19。相反，若判断为有任一充电接受极限条件不被满足而进入步骤S17，则将步骤S2中更新的最新SOC与此前所设定的充电接受极限时的SOC进行比较，若判断为最新SOC大于此前的充电接受极限时的S0C，则进入步骤S18，在除此之外的情形下进入步骤S19。在步骤S18中，将步骤S2中更新的最新SOC设为充电接受极限时的S0C，接着进入步骤S19。在充电接受极限检测装置100对充电接受极限时SOC的周期性更新临时停止、随后又重新开启时SOC比之前有增加的情况下，上述步骤S17和步骤S18的处理无条件地更新充电接受极限时的S0C。即，当步骤S2中更新的最新SOC比前一次算出的充电接受极限时充电率更大时，不管充电接受极限条件成立与否都将充电接受极限时SOC更新为最新S0C。由此，在SOC有增加时可立刻更新充电接受极限时的充电率。在步骤S19中，使用在步骤S16或步骤S18中所设定的充电接受极限时的S0C、或到前一次周期动作时点时为止所设定的充电接受极限时的SOC来计算蓄电池10的充电控制范围。充电控制范围可通过将控制范围的上限设为充电接受极限时S0C、将从该上限减去规定的充电率所得的值设为下限来进行设定。并且，也可以根据设好的充电控制范围和步骤S2中更新的SOC计算可充电容量和可放电容量。在图I所示的本实施方式的充电接受极限检测方法的处理流程中，对于充电接受极限的成立条件，在步骤S4中判断针对电压测量值Vm的条件，在步骤S12中判断针对平均电流的条件。其是基于蓄电池10的电压和电流随着SOC呈现出图7、图8所示那样的变化。图7示出了以SOC为参数时的电压测量值比电流测量值的变化，分别用标号61、62、63和64表示SOC为30 50%、50 80%、80 90%以及90 100%时的电压测量值比电流测量值的变化。另外，图8示出了 SOC约为95%时的电压测量值比电流测量值的变化。由图7、图8可知，蓄电池10的SOC接近于充电接受极限(S0C为90 1000%)时，电压接近于14V或在其以上，电流的绝对值约在IOA以下。由此，优选将电压阈值Vt设为例如13. 5V。
对于步骤S7中计算的平均电流Ia和在该计算中使用的加权系数W，采用图9、图10、图11中示出的一例在以下进行说明。图9示出了在蓄电池10接近于充电接受极限状态下所测量的电流测量值Im和将其代入式(2)并设加权系数W为W=O. 002时算出的平均电流Ia的变化。同样，图10示出了设加权系数W为W=O. 01时的平均电流Ia的变化。另外，图11示出了在蓄电池10处于可充电状态下所测量的电流测量值Im和将其代入式(2)并设加权系数W为W=O. 002时算出的平均电流Ia的变化。由图9、图10可知，当蓄电池10接近于充电接受极限状态时，平均电流显示出接近于OA的值。由图11可知，与蓄电池10接近于充电接受极限状态时相比，蓄电池10处于可充电状态时的平均电流更大。由此，例如可将电流阈值范围Itl It2设为一 IA 1A。另一方面，可知图10所示的加权系数W为W=O. 01时平均电流Ia不稳定。由此，优选将加权系数W设为O. 002的程度。下面，以图12说明使用本实施方式的蓄电池10的充电接受极限检测方法和充电接受极限检测装置来计算充电接受极限时的SOC的一例。图12是示出蓄电池10的电压测量值Vm、电流测量值Im、S0C、平均电流Ia及充电接受极限时的SOC随时间的变化的图表。图12示出了在横轴的时间t=tl的时点满足充电接受极限条件、并且该状态经过时间t2的时点持续到时间t3的一例。从时间tl至时间t2的持续时间与持续时间阈值tt相等，从时间t2的时点至时间t3的时点更新充电接受极限时的S0C。充电接受极限时的SOC在时间t2 t3的各时点被更新为那时的S0C。如以上说明的实施方式所述，根据本发明的充电接受极限检测方法及其装置，可检测二次电池可充电的充电接受极限的时点处的充电率，由此即使是劣化状态的二次电池也能根据那时的状态适当调整充电控制范围。并且，还可以根据充电控制范围来计算二次电池的当前的可充电容量和可放电容量。进而，能够大幅削减计算充电接受极限时的充电率所需的存储器容量，并能以低成本提供本发明的充电接受极限检测装置。本实施方式中的描述示出了根据本发明的二次电池充电接受极限检测方法及其装置的一例，但本发明并不局限于此。在不脱离本发明主旨的范围内可对本实施方式中的二次电池的充电接受极限检测方法及其装置的细节结构及详细动作等进行适当更改。附图标记说明
I电源系统10蓄电池20发电机30负载100充电接受极限检测装置110状态检测传感器部111电压传感器112电流传感器113温度传感器120运算处理部121SOC计算单元122充电接受极限计算单元123充电控制范围计算单元
130存储部
权利要求
1.一种二次电池的充电接受极限检测方法，用于在规定周期的每周期动作时点检测充电接受极限时的充电率，所述充电接受极限时的充电率是二次电池可充电的充电率的上限，所述充电接受极限检测方法的特征在于 在到达所述周期动作时点时， 测量所述二次电池的电压、电流及温度， 基于所述电流测量值计算所述二次电池的充电率， 计算相当于所述电流测量值在规定期间内的平均值的平均电流， 计算表示所述电压测量值在规定期间内大于规定的电压阈值的比例的电压超过率， 若判断为满足所述温度测量值大于规定的温度阈值、所述电压测量值大于所述电压阈值、所述平均电流在规定的电流阈值范围内、且所述电压超过率大于规定的电压超过率阈值的条件，则计算持续满足所述条件的条件成立持续时间， 若判断为所述条件成立持续时间长于规定的持续时间阈值，则将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。
2.根据权利要求I所述的二次电池的充电接受极限检测方法，其特征在于 将规定的加权系数设为W (0 < W < I)时，根据在上一次的周期动作时点算出的所述平均电流la’以及所述电流测量值Im按下式计算所述平均电流Ia Ia=Iaj X (I-W)+ImXff0
3.根据权利要求I或2所述的二次电池的充电接受极限检测方法，其特征在于 采用m (2以上的自然数)个由I位数据的电压超过判断值和n (2以上的自然数)位构成的n位数据， 在所述电压测量值大于所述电压阈值时将所述电压超过判断值的值设为1，除此之外的情形设为0， 将第一所述n位数据右移I位并将所述电压超过判断值的值设在左端的起始位， 在所述第一 n位数据的所有位被设为所述电压超过判断值的值后，将第二所述n位数据右移一位，并在所述第一 n位数据的值为I的位数在规定个数以上时将所述第二 n位数据的起始位设为1，除此之外的情形设为0，并将所述第一 n位数据的所有位的值清零， 以下同样，在对第m个n位数据的所有位设好值后，将所述第m个n位数据的值为I的位数的比例设定为所述电压超过率。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的二次电池的充电接受极限检测方法，其特征在于 在判断为所述充电率大于此前所设定的所述充电接受极限时的充电率时，将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。
5.一种二次电池的充电接受极限检测装置，用于在规定周期的每周期动作时点检测充电接受极限时的充电率，所述充电接受极限时的充电率是二次电池可充电的充电率的上限，所述充电接受极限检测装置的特征在于包括 状态检测传感器部，所述状态检测传感器部具有测量所述二次电池的电压的电压传感器、测量电流的电流传感器、以及测量温度的温度传感器； 存储部；以及 运算处理部，所述运算处理部具有充电率计算单元及充电接受极限计算单元，所述充电率计算单元根据所述电流传感器测得的电流测量值和所述存储部中保存的在上一次的周期动作时点算出的上一次的充电率来计算所述周期动作时点处的充电率，所述充电接受极限计算单元对规定的充电接受极限条件进行判断并在满足所述规定的充电接受极限条件时输出所述充电接受极限时的充电率。
6.根据权利要求5所述的二次电池的充电接受极限检测装置，其特征在于 所述充电接受极限计算单元 计算表示所述电压测量值在规定期间内大于规定的电压阈值的比例的电压超过率，并且 在判断为满足作为所述充电接受极限条件的、所述温度测量值大于规定的温度阈值、所述电压测量值大于所述电压阈值、所述平均电流在规定的电流阈值范围内、且所述电压超过率大于规定的电压超过率阈值的条件时，计算持续满足所述条件的条件成立持续时间，并且 在判断为所述条件成立持续时间长于规定的持续时间阈值时，将所述充电率设定为所述充电接受极限时的充电率。
7.根据权利要求5或6所述的二次电池的充电接受极限检测装置，其特征在于 所述运算处理部还具有充电控制范围计算单元，所述充电控制范围计算单元基于所述充电接受极限计算单元算出的充电接受极限时的充电率来计算对所述二次电池的充电控制范围。
全文摘要
本发明提供检测二次电池可充电的充电接受极限时的充电率的二次电池充电接受极限检测方法及其装置。本实施方式的充电接受极限检测方法中，若在步骤S3判断为温度测量值(Tm)大于温度阈值(Tt)，在步骤S4判断为电压测量值(Vm)大于电压阈值(Vt)，在步骤S11判断为电压超过率(RV)大于电压超过率阈值(Rt)，并在步骤S12判断为平均电流(Ia)在规定的电流阈值范围内，则在步骤S13计算满足充电接受极限条件的条件成立持续时间(tc)。接着，若在步骤S15判断为条件成立持续时间(tc)长于规定的持续时间阈值(tt)，则在步骤S16中设定充电接受极限时的SOC。
文档编号G01R31/36GK102713653SQ20118000690
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月5日
发明者野元伸一 申请人:古河As株式会社, 古河电气工业株式会社