二次電池最大容量測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的二次電池最大容量測量裝置包括：電流依存性處理部，根據(jù)從二次電池提取恒定電流期間內(nèi)的電壓的相對值變化量，把所述二次電池的端子間電壓和開路電壓轉(zhuǎn)換成不依賴于負(fù)荷電流的值；誤差運(yùn)算部，計算由所述電流依存性處理部轉(zhuǎn)換的所述二次電池的端子間電壓和開路電壓的誤差。
【專利說明】二次電池最大容量測量裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請基于2012年12月17日向日本特許廳提交的日本專利申請2012-274207號，因此將所述日本專利申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及二次電池最大容量測量裝置。詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及即使二次電池正在被使用時也能測量其最大容量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]能反復(fù)進(jìn)行充電的二次電池作為驅(qū)動混合動力汽車或電動汽車等的行駛電動機(jī)的電源使用。此外，二次電池可以對不依賴于礦物燃料的、例如太陽能發(fā)電能量或風(fēng)力發(fā)電能量這樣的環(huán)境負(fù)荷比較小的能量進(jìn)行積蓄。因此，二次電池正在廣泛用于產(chǎn)業(yè)界、公共機(jī)構(gòu)或一般家庭等。
[0005]一般，這些二次電池通過把規(guī)定數(shù)量的電池單元串聯(lián)，構(gòu)成得到所希望的輸出電壓的電池模塊。此外，二次電池通過把規(guī)定數(shù)量的得到所希望的輸出電壓的電池模塊并聯(lián)，構(gòu)成得到所希望的電流容量(Ah)的電池組。
[0006]例如，作為行駛電動機(jī)的驅(qū)動電源裝在汽車上的二次電池，從充電時間和續(xù)航距離等方便性考慮，目前以鋰離子電池為主。
[0007]可是表示二次電池性能的指標(biāo)之一是電池的最大容量。所述最大容量可以定義為在電池的開路電壓從最大電壓降低到可以使用的最小電壓期間輸出的電量(Ah)。
[0008]圖16表示測量正在使用中的二次電池的最大容量的、現(xiàn)有的二次電池最大容量測量裝置的一個例子的框圖。在圖16中，電流傳感器I測量使用中的二次電池(以下稱為DUT)中流過的電流。電壓傳感器2測量使用中的二次電池DUT端子之間的電壓。
[0009]Δ Q運(yùn)算部3乘以用電流傳感器I測量的電流值，由此求出在某個期間在DUT流過的電量AQ。
[0010]OCV運(yùn)算部4從用電壓傳感器2測量的電壓值和用電流傳感器I測量的電流值，求出在某個期間DUT開路電壓OCV (開路電池電壓)。
[0011]Λ SOC運(yùn)算部5從在OCV運(yùn)算部4中求出的開路電壓0CV，求出在某個期間的充電狀態(tài)SOC (荷電狀態(tài))的變動AS0C。其中，可以利用已知的充電狀態(tài)SOC和開路電壓OCV的關(guān)系求出充電狀態(tài)S0C。
[0012]電池容量測量部(最大容量測量部)6用下式求出DUT的最大容量Q’ max。
[0013]Q，max [Ah] = AQ [Ah] X 100 [%] / Δ SOC [%]
[0014]顯示部7例如在液晶顯示器上顯示用電池容量測量部6測量的最大容量Q’ max ο
[0015]在日本專利公開公報特開2009 - 71986號記載有不用進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算就可以判斷車載電池老化程度的技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]二次電池最大容量測量裝置包括:電流依存性處理部，根據(jù)從二次電池提取恒定電流期間內(nèi)的電壓相對值變化量，把所述二次電池的端子間電壓和開路電壓轉(zhuǎn)換成不依存于負(fù)荷電流的值；以及誤差運(yùn)算部，計算由所述電流依存性處理部轉(zhuǎn)換的所述二次電池的端子間電壓和開路電壓的誤差。
[0017]本發(fā)明的另一種二次電池最大容量測量裝置包括:開路電壓波形運(yùn)算部，被輸入二次電池的多個成組的假定最大容量和假定電量，根據(jù)各組和所述二次電池的電流波形，計算與各組相關(guān)的開路電壓波形；開路電壓波形提取部，根據(jù)所述開路電壓波形和所述電流波形，提取開路電壓派生曲線；端子間電壓波形提取部，根據(jù)所述電流波形和所述二次電池的端子間電壓波形，提取端子間電壓派生曲線；誤差運(yùn)算部，求出所述開路電壓派生曲線和端子間電壓派生曲線的一致度作為評價值；以及最適值運(yùn)算部，輸出所述評價值最小的一組假定最大容量和假定電量中的假定最大容量，作為所述二次電池的最大容量測量值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明一個實(shí)施方式的最大容量測量裝置的框圖。
[0019]圖2是說明圖1所示的最大容量測量裝置的動作流程的流程圖。
[0020]圖3A?3C是在圖1的RAM中逐步裝入的存儲數(shù)據(jù)的說明圖。
[0021]圖4是表示圖1的電流依存性處理部具體例子的框圖。
[0022]圖5A和5B是表示圖4的OCV波形運(yùn)算部中數(shù)據(jù)列具體例子的說明圖。
[0023]圖6是表示圖1的可否測量判斷部的具體例子的框圖。
[0024]圖7是表示圖1的電流依存性處理部其他具體例子的框圖。
[0025]圖8是在充電狀態(tài)SOC為0%?100%下對某市場上銷售的二次電池的開路電壓OCV和開路電壓OCV相對于充電狀態(tài)SOC的斜率進(jìn)行了測量的特性圖。
[0026]圖9是表示二次電池中端子之間電壓V和開路電壓OCV關(guān)系的一個例子的特性圖。
[0027]圖10是舉例表示二次電池在使用中電壓變化的特性圖。
[0028]圖11是舉例表示二次電池的參數(shù)和充電狀態(tài)SOC關(guān)系的特性圖。
[0029]圖12是舉例表示二次電池參數(shù)和開路電壓OCV關(guān)系的特性圖。
[0030]圖13是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的框圖。
[0031]圖14是說明圖13所示的最大容量測量裝置的動作流程的流程圖。
[0032]圖15是表示圖13的電流溫度依存性處理部的具體例子的框圖。
[0033]圖16是表示現(xiàn)有的二次電池最大容量測量裝置的一個例子的框圖。
[0034]在下面的詳細(xì)說明中，出于說明的目的，為了提供對所公開的實(shí)施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細(xì)節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)施一個或更多的實(shí)施方式。在其它的情況下，為了簡化制圖，示意性地示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置。
[0035]為了求出DUT的開路電壓，可以求出輸出電流為OA的時間存在一定的時間。作為車載電池的DUT不時就會因停車而變成離線?？墒窃贒UT是例如用作住宅電源的固定位置用的電池的情況下，由于空調(diào)等有可能始終需要負(fù)荷，DUT的輸出電流未必就是0A。
[0036]本發(fā)明的二次電池最大容量測量裝置，一個目的是要實(shí)現(xiàn)即使在輸出電流不為OA的二次電池使用環(huán)境下，也可以測量該二次電池的最大容量。
[0037]本發(fā)明一種方式的二次電池最大容量測量裝置(本裝置)包括:電流依存性處理部，根據(jù)在從二次電池獲得恒定電流的期間內(nèi)電壓的相對值變化量，把所述二次電池的端子之間電壓和開路電壓轉(zhuǎn)換成不依賴于負(fù)荷電流的值；誤差運(yùn)算部，計算用所述電流依存性處理部轉(zhuǎn)換的所述二次電池的端子之間電壓和開路電壓的誤差。
[0038]在本裝置中，所述電流依存性處理部也可以測量在從所述二次電池獲得恒定電流期間內(nèi)起點(diǎn)電壓和終點(diǎn)電壓的差，由此計算出所述電壓相對值變化量。
[0039]在本裝置中，所述電流依存性處理部利用對從所述二次電池獲得恒定電流期間內(nèi)的電壓微分，也可以計算出所述電壓相對值變化量。
[0040]在本裝置中，所述電流依存性處理部也可以取得包括溫度的環(huán)境要素的測量數(shù)據(jù)，來進(jìn)行處理。
[0041]在本裝置中，也可以包含可否測量判斷部，根據(jù)充電狀態(tài)下的預(yù)測值波形中的充電狀態(tài)分布、和成對的充電狀態(tài)一開路電壓特性的特征點(diǎn)分布，判斷可否測量所述二次電池的最大容量。
[0042]按照本裝置，即使二次電池在使用環(huán)境下，也可以測量該二次電池的最大容量?！揪唧w實(shí)施方式】
[0043]下面用附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是表示本實(shí)施方式的最大容量測量裝置10的框圖。在圖1中，處理器11控制整個最大容量測量裝置10的動作。在處理器11上連接有R0M12、RAM13、顯示部(顯示裝置)14、電流傳感器15、電壓傳感器16、電流依存性處理部17和可否測量判斷部18等。
[0044]ROMl2非易失性地存儲執(zhí)行程序或DUT的特性數(shù)據(jù)等。R0M12是可以從處理器11訪問的。此外，作為非易失性的存儲裝置例如包括磁盤存儲裝置或閃存裝置那樣的可以改寫的非易失性存儲器。
[0045]RAMl3是易失性的數(shù)據(jù)存儲裝置。RAMl3是可以從處理器11訪問的。在RAMl3中，把用電流傳感器15取得的電流值的測量數(shù)據(jù)或用電壓傳感器16取得的電壓值的測量數(shù)據(jù)等作為履歷測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(裝入)。與此同時，在RAM13中，把用電流依存性處理部17測量的最大容量測量值或SOC測量值等也作為最大容量和SOC上次測量值進(jìn)行存儲。作為RAM13可以包括高速隨機(jī)存取存儲器。此外，作為RAM13例如也可以包括磁盤存儲裝置或閃存裝置那樣的可改寫非易失性存儲器。
[0046]顯示部14作為最大容量測量裝置10和用戶之間的輸出接口起作用。顯示部14與處理器11之間傳遞電信號，由此，顯示DUT的最大容量測量值、SOC測量值和這些值的可否測量判斷結(jié)果等。作為顯示部14例如可以使用液晶顯示器或有機(jī)LED。
[0047]電流傳感器15具有檢測在DUT中流動的電流、把檢測出的電流數(shù)據(jù)數(shù)字化的功能。處理器11可以讀取電流傳感器15的電流值。
[0048]電壓傳感器16具有檢測DUT的端子之間電壓，把檢測出的電壓數(shù)據(jù)數(shù)字化的功能。處理器11可以讀取電壓傳感器16的電壓值。
[0049]電流依存性處理部17根據(jù)存儲在RAM13中的電流值和電壓值的履歷測量數(shù)據(jù)，求出DUT的最大容量測量值和SOC測量值等。具體說，電流依存性處理部17根據(jù)從處理器11輸出的開始處理指令，執(zhí)行用于求出最大容量測量值和SOC測量值等的規(guī)定運(yùn)算處理。這些運(yùn)算處理完成后，電流依存性處理部17輸出測量結(jié)束信號。這些運(yùn)算結(jié)果通過處理器11逐步存儲到RAM13中。存儲到RAM13中的運(yùn)算結(jié)果被適當(dāng)讀出。
[0050]可否測量判斷部18根據(jù)存儲在RAM13中的電流值和電壓值的履歷測量數(shù)據(jù)，判斷可否測量最大容量。具體說，可否測量判斷部18根據(jù)從處理器11輸出的開始處理指令，執(zhí)行用于判斷可否測量最大容量的規(guī)定運(yùn)算處理。其運(yùn)算處理結(jié)束后，可否測量判斷部18輸出判斷結(jié)束信號。所述判斷結(jié)果通過處理器11逐步存儲(裝入)RAM13中。存儲到RAM13中的判斷結(jié)果被酌情讀出。
[0051]圖2是說明最大容量測量裝置10動作流程的流程圖。在圖1中，首先處理器11獲得電流值和電壓值(步驟SI)。即處理器11通過電流傳感器15獲得電流值Imon，并且通過電壓傳感器16獲得電壓值Vmon。此外，處理器11在通過設(shè)在處理器11內(nèi)部或外部的時鐘功能部，與這些測量值同時也獲得時刻數(shù)據(jù)tmon。
[0052]處理器11按時刻數(shù)據(jù)tmon的履歷順序,把獲得的電流值Imon和電壓值Vmon逐步存儲到RAMl3中(步驟S2)。
[0053]圖3A?3C是這些逐步存儲到RAM13中的存儲數(shù)據(jù)的說明圖。存儲數(shù)據(jù)是包括測量時刻數(shù)據(jù)t1、電流值Ii和電壓值(端子之間的電壓值)Vi的數(shù)據(jù)列(i = I?N)。圖3A表示電流值和電壓值的履歷，圖3Β表示電流值的履歷，圖3C表示電壓值的履歷。其中，電流值Ii和電壓值Vi的履歷是作為環(huán)形緩沖區(qū)進(jìn)行記錄。在數(shù)據(jù)長超過緩沖區(qū)的長度時，把最老的數(shù)據(jù)刪除。
[0054]在圖2中，把電流值Ii和電壓值Vi的履歷數(shù)據(jù)和表示最后測量的最大容量或充電狀態(tài)的SOC測量值等各種數(shù)據(jù)逐步存儲在RAM13中。處理器11根據(jù)這些數(shù)據(jù)，通過可否測量判斷部18判斷是否可以測量DUT的最大容量(步驟S3)。處理器11把所述可否測量的判斷也逐步存儲在RAM13中。
[0055]在可否測量判斷部18判斷可以測量最大容量的情況下，處理器11通過電流依存性處理部17測量DUT的最大容量和充電狀態(tài)SOC (步驟S4)。處理器11把存儲在RAM13中的電流值和電壓值的履歷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到電流依存性處理部17，并且向電流依存性處理部17輸出開始測量指令。
[0056]根據(jù)開始測量指令，測量DUT的最大容量和充電狀態(tài)SOC的處理結(jié)束后，電流依存性處理部17向處理器11輸出測量結(jié)束信號。處理器11確認(rèn)測量結(jié)束信號后，從電流依存性處理部17獲得最大容量測量值和SOC測量值。然后，處理器11把最大容量測量值和SOC測量值逐步存儲到RAM13中。
[0057]在可否測量判斷部18判斷不能測量最大容量的情況下，處理器11返回到步驟SI，繼續(xù)獲得電流值和電壓值。
[0058]處理器11通過控制顯示部14，顯示存儲在RAM13中的DUT的最大容量值和SOC值，以及顯示判斷可否測量的結(jié)果(步驟S5)。
[0059]處理器11反復(fù)執(zhí)行這一系列動作，直到判斷處理結(jié)束為止(步驟S6)。
[0060]圖4是表示電流依存性處理部17的具體例子的框圖。在圖4中，電流依存性處理部17包括最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a、0CV波形運(yùn)算部(開路電壓波形運(yùn)算部)17b、OCV波形提取部(開路電壓波形提取部)17c、電壓波形提取部(端子之間電壓波形提取部)17d和誤差運(yùn)算部17e。
[0061]最大容量和SOC最適值運(yùn)算部(最適值運(yùn)算部)17a根據(jù)從處理器11輸出的開始測量指令信號SI，開始測量動作。最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a決定最大容量測量值Ml和SOC測量值M2。最大容量測量值Ml表示連接在裝置上的DUT當(dāng)前最大容量的測量值。SOC測量值M2表示當(dāng)前存儲的電流值和電壓值的履歷X在最新時刻tN的SOC測量值。
[0062]在決定最大容量測量值Ml和SOC測量值M2時，最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a反復(fù)進(jìn)行以下程序。反復(fù)進(jìn)行所述程序，直到求出從誤差運(yùn)算部17e輸出的評價值最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4。
[0063]I)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a決定假定最大容量M3和假定電量M4。
[0064]2)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a把一組假定最大容量M3和假定電量M4輸出至IJ OCV波形運(yùn)算部17b。
[0065]3)0CV波形運(yùn)算部17b根據(jù)這一組假定最大容量M3和假定電量M4、和從處理器11輸入的二次電池的電流波形W1，計算OCV波形W2。然后，OCV波形運(yùn)算部17b把OCV波形W2的運(yùn)算結(jié)果輸出到OCV波形提取部17c。
[0066]4) OCV波形提取部17c根據(jù)從OCV波形運(yùn)算部17b輸入的OCV波形W2和從處理器11輸入的二次電池的電流波形W1，提取(制作)0CV派生曲線(開路電壓派生曲線)CV1。然后，OCV波形提取部17c把提取的OCV派生曲線CVl向誤差運(yùn)算部17e輸出。
[0067]5)電壓波形提取部(端子之間電壓波形提取部)17d根據(jù)從處理器11輸入的二次電池的電流波形Wl和端子之間電壓的波形W3，提取(制作)電壓派生曲線(端子之間電壓派生曲線)CV2。電壓波形提取部17d把提取的電壓派生曲線CV2向誤差運(yùn)算部17e輸出。
[0068]6)誤差運(yùn)算部17e根據(jù)從OCV波形提取部17c輸入的OCV派生曲線CVl和從電壓波形提取部17d輸入的電壓派生曲線CV2，計算誤差的評價值M5。誤差運(yùn)算部17e把評價值M5的運(yùn)算結(jié)果輸入到最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a。
[0069]7)最大容量和SOC最佳值運(yùn)算部17a把評價值M5最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4，作為最大容量測量值Ml和SOC測量值M2，向處理器11輸出。即最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a把評價值M5最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4中的假定最大容量M3，作為最大容量測量值Ml，向處理器11輸出。其中，SOC測量值M2是把假定電量M4用假定最大容量M3去除的值。所述功能是以最大容量和電量為系數(shù)的、典型的曲線擬合，可以使用各種各樣的算法。
[0070]例如作為DUT，在連接開始使用時的最大容量為2500mAh、因老化降低到2000mAh的二次電池的情況下，最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a按以下程序可以求出最大容量測量值Ml和SOC測量值M2。
[0071]a)使假定最大容量M3以5mAh的間隔從2000mAh變化到2500mAh。使假定電量M4每次25mAh從OmAh變化到2500mAh。
[0072]b)對每一組計算評價值M5，把運(yùn)算結(jié)果成組并存儲。
[0073]c)在完成對所有組的計算后，進(jìn)一步尋求評價值M5小的組。把評價值M5更小的組的假定最大容量M3和假定電量M4分別作為最大容量測量值Ml和SOC測量值M2。
[0074]OCV波形運(yùn)算部17b求出作為隨時間變化的開路電壓的OCV波形W2。如圖5B所示，OCV波形W2包括時刻ti和在此時刻ti中的DUT的開路電壓OCV的OCVi (i = I?N)。[0075]OCV波形運(yùn)算部17b事前求出對DUT在O~100%的充電狀態(tài)SOC的開路電壓0CV。OCV波形運(yùn)算部17b參照在時刻ti的充電狀態(tài)SOC下的SOCi，求出OCV特性。如圖5A所示，SOC波形W4包括時刻ti和作為在此時刻的DUT的充電狀態(tài)SOC的SOCi (i = I~N)」。
[0076]如下式所示，可以使用電流波形W1、假定最大容量M3和假定電量M4，累計電流值，求出SOC波形W4。
[0077]SOCi =(假定電量 M4 + Σ ((Ij — I) X (tj — (tj — 11))))/ 假定最大容量 M3
[0078]OCV波形提取部17c根據(jù)電流波形Wl從OCV波形W2提取OCV數(shù)據(jù)。OCV波形提取部17c把提取的OCV數(shù)據(jù)作為OCV派生曲線CVl，向誤差運(yùn)算部17e輸出。
[0079]OCV波形提取部17c用值Yk (k = I~M)的列，制作OCV派生曲線CVl。
[0080]OCV波形提取部17c在判斷電壓Vi相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上與同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率一致時，提取OCVi。這些判斷根據(jù)電流波形Wl進(jìn)行。[0081]OCV波形提取部17c隨著i = I~N的時間變化，從OCV波形W2提取時刻ti和在此時刻ti的作為DUT的開路電壓OCV的OCVi。在判斷電流變化了一定程度以上后，OCV波形提取部17c僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化的電流成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流發(fā)生了變化的次數(shù)。
[0082]此外，OCV波形提取部17c通過從整個期間的開路電壓OCV減去連續(xù)提取開路電壓OCV的各期間起點(diǎn)的開路電壓0CV，決定(生成)相對電壓(第I相對電壓)Yk。
[0083]Yk = OCVi — OCVO (※七讓=ti 時)
[0084]OCVO:連續(xù)提取開路電壓OCV的各期間起點(diǎn)的開路電壓OCV
[0085]電壓波形提取部17d根據(jù)電流波形Wl從電壓波形W3提取電壓數(shù)據(jù)。電壓波形提取部17d把提取的電壓數(shù)據(jù)作為電壓派生曲線CV2，向誤差運(yùn)算部17e輸出。
[0086]電壓波形提取部17d用值Zk(k = I~Μ)制成電壓派生曲線。
[0087]電壓波形提取部17d在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，提取電壓Vi。它們的判斷根據(jù)電流波形Wl進(jìn)行。
[0088]電壓波形提取部17d隨著i = I~N的時間變化，從電壓波形W3提取時刻ti和在該時刻的電壓Vi。在判斷電流變化在一定程度以上后，電壓波形提取部17d僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化過的電流ΛI(xiàn)成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流變化了的次數(shù)。
[0089]此外，電壓波形提取部17d通過從整個期間的端子之間電壓減去連續(xù)提取端子之間電壓的各期間起點(diǎn)的端子之間電壓，決定(生成)相對電壓(第2相對電壓)Zk。
[0090]Zk = Vi — VO (^tk = ti 時)
[0091]VO:連續(xù)提取電壓的各期間的起點(diǎn)電壓
[0092]誤差運(yùn)算部17e把OCV派生曲線CVl和電壓派生曲線CV2的一致程度作為評價值M5求出。評價值M5越小，OCV派生曲線CVl和電壓派生曲線CV2的一致度越高。求出這樣的評價值M5的簡單例子是在k = I~M時求出相對電壓Yk和Zk (或AZk)之差的平方，取所有的和。
[0093]8)最大容量和SOC最佳值運(yùn)算部17a完成一系列的測量處理后，把測量結(jié)束信號S2向處理器11輸出。
[0094]圖6是表示可否測量判斷部18的具體例子的框圖。在圖6中，可否測量判斷部18包括SOC波形運(yùn)算部18a和SOC判斷部18b。
[0095]SOC波形運(yùn)算部18a隨著從處理器11輸出的判斷開始指令信號S3開始動作。最大容量和充電狀態(tài)SOC都以與前次測量相比變化微小為前題，SOC波形運(yùn)算部18a預(yù)測ti (i=I~N)中的充電狀態(tài)SOC。SOC波形運(yùn)算部18a把預(yù)測結(jié)果作為SOC預(yù)測值波形W5輸出。
[0096]SOC預(yù)測值波形W5包括時刻ti和在該時刻ti的DUT的充電狀態(tài)SOC的預(yù)測值SOC ; i (i = I~N)。把存儲在RAM13中的最后測量的最大容量，作為前次電池容量值Μ6輸入到SOC波形運(yùn)算部18a中。此外，把存儲在RAM13中的最后測量的充電狀態(tài)S0C，作為前次SOC值M7輸入到SOC波形運(yùn)算部18a中。此外，把存儲在RAM13中的電流波形Wl也輸入到SOC波形運(yùn)算部18a中。
[0097]預(yù)測值SOC丨i按下式計算。
[0098]SOC ; i =前次 SOC 值 M7
[0099]— (Σ ((Ij -DX (tj — (tj — I))) (j = I ~N))/ 前次電池容量值 M6
[0100]+ (Σ ((Ij -DX (tj — (tj — I))) (j = I ~i))/前次電池容量值 M6
[0101]SOC判斷部18b通過比較SOC預(yù)測值波形W5中的充電狀態(tài)SOC分布和成對的SOC - OCV特性的特征點(diǎn)分布，使最大容量測量的可否反轉(zhuǎn)。例如在SOC包含在從20%到60%的范圍內(nèi)的情況下，如 預(yù)測值SOC ’ i中不包含20~60%的值，則SOC判斷部18b判斷為不能測量最大容量。
[0102]判斷處理結(jié)束后，SOC判斷部18b把判斷結(jié)果作為可否判斷的信號S4向處理器11輸出，并且再把判斷結(jié)束信號S5向處理器11輸出。
[0103]圖7是表示電流依存性處理部17其他具體例子的框圖。在圖7中，與圖4共同的部分采用相同的符號。在圖7中，電流依存性處理部17包括最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a、0CV波形運(yùn)算部17b、0CV斜率波形提取部17f、電壓斜率波形提取部17g和誤差運(yùn)算部17e。
[0104]OCV斜率波形提取部(開路電壓波形提取部)17f根據(jù)電流波形Wl從OCV波形W2提取OCV數(shù)據(jù)。OCV斜率波形提取部17f把提取的OCV數(shù)據(jù)作為OCV派生曲線CVl向誤差運(yùn)算部17e輸出。OCV派生曲線CVl包括電壓值Yk(k = I~M)的列。在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與相同時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，OCV斜率波形提取部17f提取作為時刻ti的開路電壓OCV的OCVi。然后，OCV斜率波形提取部17f把提取的OCVi加在OCV派生曲線CVl上。
[0105]上述判斷根據(jù)電流波形Wl進(jìn)行。OCV斜率波形提取部17f隨著i = I~N的時間變化，從OCV波形W2提取時刻ti和作為時刻ti的開路電壓OCV的OCVi。在判斷出電流變化在一定程度以上后，OCV斜率波形提取部17f僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。
[0106]瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化過的電流Λ I成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流變化了的次數(shù)。
[0107]設(shè)用時間對OCVi微分的值為Yk，Yk可以用下式表示。所述Yk相當(dāng)于相對電壓。
[0108]Yk = (OCVi — (OCVi — I))/(ti — (ti — I)) (^tk = ti 時)
[0109]電壓斜率波形提取部(端子之間電壓波形提取部)17g根據(jù)電流波形Wl從電壓波形W3提取電壓數(shù)據(jù)。電壓斜率波形提取部17g把提取的電壓數(shù)據(jù)作為電壓派生曲線CV2向誤差運(yùn)算部17e輸出。電壓派生曲線CV2包含值Zk(k = I~Μ)的列。在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，電壓斜率波形提取部17g提取作為時刻ti的電壓V的Vi。然后，電壓斜率波形提取部17g把提取的Vi加在電壓派生曲線CV2上。
[0110]上述判斷根據(jù)電流波形Wl進(jìn)行。電壓斜率波形提取部17g隨著i = I~N的時間變化，從電壓波形W3提取時刻ti和在時刻ti的電壓Vi。在判斷出電流變化了一定程度以上后，電壓斜率波形提取部17g僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。
[0111]瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化的電流λ I成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流變化了的次數(shù)。
[0112]其中，設(shè)用時間對電壓Vi微分的值為Zk，Zk可以用下式表示。所述Zk也相當(dāng)于相對電壓。
[0113]Zk = (Vi — (Vi — I))/(ti — (ti — I)) (^tk = ti 時)
[0114]采用這樣的結(jié)構(gòu)可以得到以下的效果。
[0115]< A.內(nèi)部電阻的負(fù)荷依存性>
[0116]一般在二次電池中，在流過不隨時間變化的、實(shí)質(zhì)上是恒定電流I的情況下，端子之間電壓V要經(jīng)過伴隨經(jīng)過的時間的過渡現(xiàn)象。此后，端子之間電壓V接近V = OCV-1XRo其中，OCV是開路電壓，R表示二次電池的內(nèi)部電阻。
[0117]在內(nèi)部電阻R與電流無關(guān)、實(shí)質(zhì)上是一定的時，從電流I和端子之間電壓V的關(guān)系，求出內(nèi)部電阻R，將端子之間電壓V與IXR相加，可以求出開路電壓0CV。
`[0118]此外，如電池的充電狀態(tài)SOC和開路電壓OCV的關(guān)系是已知的話，從開路電壓OCV可以求出充電狀態(tài)S0C。如前所述，利用求出充電狀態(tài)S0C，可以測量最大容量。
[0119]可是實(shí)質(zhì)上大家知道內(nèi)部電阻R不是一定的，與電流I有關(guān)。即端子之間電壓V為V = 0CV—IXR(I)。于是難以使用上述的方法。這是因?yàn)橐騼?nèi)部電阻R的電流依存性，難以從端子之間電壓V求出開路電壓OCV。
[0120]另一方面，按照上述本實(shí)施方式的方法通過利用因充電狀態(tài)SOC而變化的開路電壓OCV的特性，實(shí)質(zhì)上不受內(nèi)部電阻R與負(fù)荷依存性的影響，可以確定開路電壓OCV和最大
容量的值。
[0121]此外，因充電狀態(tài)SOC而變化的不僅僅是開路電壓OCV的絕對值。從某種充電狀態(tài)SOC變化到另外的充電狀態(tài)SOC的開路電壓OCV的變化量或開路電壓OCV相對于充電狀態(tài)SOC的斜率，也是因充電狀態(tài)SOC而變化的開路電壓OCV的特性。此外，開路電壓OCV相對于充電狀態(tài)SOC的斜率一般也與充電狀態(tài)SOC —起變化。
[0122]本實(shí)施方式就是利用二次電池的這種特性的。本實(shí)施方式不是利用開路電壓OCV的絕對值，而是利用從某種充電狀態(tài)SOC變化到另外的充電狀態(tài)SOC的開路電壓OCV的變化量或開路電壓OCV相對于充電狀態(tài)SOC的斜率。因此，本實(shí)施方式不會受到內(nèi)部電阻R的電流依存性的影響，可以準(zhǔn)確地確定最大容量。
[0123]圖8表示在充電狀態(tài)SOC為0%~100%的范圍內(nèi)，測量了市場上銷售的某種二次電池(DUT)的開路電壓0CV、和開路電壓OCV相對于充電狀態(tài)SOC的斜率的結(jié)果的一個例子。在所述DUT的情況下，開路電壓OCV的斜率在全充電狀態(tài)SOC下是變化的。特別是充電狀態(tài)SOC在10%~20%附近、充電狀態(tài)SOC在50%~60%附近，在斜率的變化中發(fā)現(xiàn)特征。[0124]<B.消除內(nèi)部電阻的電流負(fù)荷依存性>
[0125]圖9是表示二次電池中的端子之間電壓V和開路電壓OCV關(guān)系的一個例子的特性圖。從二次電池流過不隨時間變化的、實(shí)質(zhì)上是恒定電流I的時間如足夠長，電池的充電狀態(tài)SOC(t)變化。隨著所述充電狀態(tài)SOC(t)的變化，開路電壓OCV(t)也變化。
[0126]此時，靠近端子之間電壓V的電壓V(t)可以用下式表示。
[0127]V(t) = OCV (t) — IXR(I)
[0128]其中，右邊的電流1、內(nèi)部電阻R(I)、IXR(I)實(shí)質(zhì)上都是恒定的，可以看成是常數(shù)。即可以說電壓V(t)是用IXR(I)補(bǔ)償開路電壓OCV(t)的值。
[0129]這可以從把電壓V(t)微分的下式的結(jié)果知道。
[0130]dV(t)/dt = dOCV ' (t)/dt — d (I X R(I))/dt = dOCV ' (t) /dt
[0131]即從電壓V(t)難以求出開路電壓OCV(t)的絕對值?？墒菑碾妷篤(t)可以求出補(bǔ)償開路電壓OCV(t)的值和用時間對開路電壓OCV⑴微分的值。
[0132]而這些值包含了因充電狀態(tài)SOC而變化的開路電壓OCV的特性。這是因?yàn)槌潆姞顟B(tài)soc(t)也因時間而變化。
[0133]假如電流I實(shí)質(zhì)上不是恒定，即使隨著微小的時間變化或內(nèi)部電阻R具有時間依存性，則如果下式成立，其誤差也可以允許。
[0134]dOCV (t) /dt?d (I X R (I)) /dt
[0135]即按照本實(shí)施方式，通過從電壓V(t)求出補(bǔ)償開路電壓OCV(t)的值和用時間對開路電壓OCV (t)微分的值，可以不依賴于負(fù)荷地、求出開路電壓OCV的特性。
[0136]< C.實(shí)際運(yùn)用波形>
[0137]圖10是舉例表示二次電池在使用中的電壓變化的特性圖。二次電池在使用中，反復(fù)產(chǎn)生在二次電池中流動的電流實(shí)質(zhì)上是恒定的期間。或者，會產(chǎn)生因看成在二次電池中流動的電流不隨著時間變化、實(shí)質(zhì)上恒定的、電流變化小的期間。在這些電流實(shí)質(zhì)上是恒定的各個期間，上述電壓v(t)和開路電壓ocv(t)的關(guān)系成立。
[0138]所以如上述說明的那樣，在本實(shí)施方式中，邊監(jiān)視使用中的電池端子之間電壓V(t)，邊把開路電壓OCV(t)作為隨時間變化的波形逐步記錄存儲。由此可以在充電狀態(tài)SOC(t)的測量中使用開路電壓OCV(t)。
[0139]< D.曲線擬合>
[0140]圖11是舉例表示二次電池的參數(shù)和充電狀態(tài)SOC關(guān)系的特性圖。圖12是舉例表示二次電池的參數(shù)和開路電壓OCV關(guān)系的特性圖。二次電池中的電壓V (t)、開路電壓ocv(t)都是矢量。因此難以從電壓V(t)和開路電壓OCV(t)直接求出充電狀態(tài)S0C。
[0141]所以在本實(shí)施方式中，使用曲線擬合的方法得到探索充電狀態(tài)SOC的方法。決定充電狀態(tài)soc(t)的是如下兩個參數(shù)。
[0142]a)最大容量
[0143]b)t = O的電量(可以放電的最大電量)
[0144]如上所述，在本實(shí)施方式中，利用假設(shè)決定這兩個參數(shù)，就可以計算充電狀態(tài)soc(t)。而與參數(shù)真值的偏差作為充電狀態(tài)soc(t)的偏差被反映出。此外，充電狀態(tài)SOC(t)的偏差作為開路電壓OCV(t)的偏差被反映出。
[0145]此時，關(guān)于電壓V(t)和開路電壓OCV(t)，在去除電阻的負(fù)荷依存性后取誤差的平方和。由此可以使開路電壓OCV(t)的真值和計算值的偏差成為標(biāo)量值。這是所述參數(shù)越靠近真值越小的反饋，是驅(qū)動曲線擬合算法的評價值。
[0146]一般二次電池的內(nèi)部電阻R不僅依存于電流，也依存于電池的溫度。例如即使電流不隨時間而變化、實(shí)質(zhì)上是恒定的，如溫度變化則內(nèi)部電阻R也變化。因此下式的關(guān)系不能成立。
[0147]dV (t) /dt = dOCV (t) / dt
[0148]在這種情況下，通過改進(jìn)圖1的最大容量測量裝置10，使在電流實(shí)質(zhì)上恒定的時間內(nèi)不是求出相對電壓Zk，而是在實(shí)質(zhì)上一定的時間內(nèi)求出Zk、電流和溫度，可以解決問題。
[0149]其中，所述方法對于溫度以外的環(huán)境要素也同樣適用。二次電池的內(nèi)部電阻R如受到溫度以外的環(huán)境要素的影響，把溫度傳感器置換成測量該環(huán)境要素的傳感器就可以。
[0150]圖13是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式的最大容量測量裝置10的框圖。在圖13中，與圖1共同的部分采用相同的符號。圖13的最大容量測量裝置10具有電流溫度依存性處理部20，替代圖1的最大容量測量裝置10中的電流依存性處理部17。圖13所示的溫度傳感器19檢測DUT的溫度，把檢測出的溫度數(shù)據(jù)數(shù)字化。溫度傳感器19測量的溫度數(shù)據(jù)可以從處理器11讀取。
[0151]圖14是說明本實(shí)施方式的最大容量測量裝置10的動作流程的流程圖。如圖14所示，首先，處理器11獲得電流值和電壓值(步驟SI)。即處理器11通過電流傳感器15獲得電流值Imon，并且通過電壓傳感器16取得電壓值Vmon。此外，處理器11在獲得這些測量值同時，通過設(shè)在處理器11內(nèi)部或外部的時鐘功能部，也獲得時刻數(shù)據(jù)tmon。
[0152]處理器11按時刻數(shù)據(jù)tmon的履歷順序,把獲得的電流值Imon和電壓值Vmon逐步存儲到RAMl3中(步驟S3)。
[0153]處理器11通過溫度傳感器19也獲得溫度值Tmon (步驟S4)。處理器11把獲得的溫度值Tmon按照時刻數(shù)據(jù)tmon的履歷順序逐步存儲到RAM13中(步驟S4)。逐步存儲到RAMl3中的溫度存儲數(shù)據(jù)是包括測量時刻數(shù)據(jù)ti和溫度值Ti的數(shù)據(jù)列(i = I?N)。在溫度的存儲數(shù)據(jù)中也記錄有溫度值Ti的履歷，作為環(huán)形緩沖區(qū)。在數(shù)據(jù)長超過緩沖區(qū)的長度時，把最老的數(shù)據(jù)刪除。
[0154]例如把電流值I 1、電壓值Vi和與溫度值Ti的履歷數(shù)據(jù)、或表示最后測量的最大容量或充電狀態(tài)的SOC測量值那樣的各種數(shù)據(jù)，逐步存儲到RAM13中。處理器11根據(jù)這些數(shù)據(jù)，通過可否測量判斷部18，判斷可否測量DUT的最大容量(步驟S5)。處理器11把所述可否測量的判斷也逐步存儲到RAM13中。
[0155]可否測量判斷部18在判斷可以測量最大容量的情況下，處理器11通過電流溫度依存性處理部20測量DUT的最大容量和SOC (步驟S6)。處理器11把存儲在RAMl3中的電流值、電壓值、與溫度值的履歷數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)送到電流溫度依存性處理部20。然后，處理器11向電流溫度依存性處理部20輸出開始測量指令。根據(jù)開始測量指令測量DUT的最大容量和SOC的處理結(jié)束后，電流溫度依存性處理部20向處理器11輸出測量結(jié)束信號。處理器11確認(rèn)測量結(jié)束信號后，從電流溫度依存性處理部20獲得最大容量測量值和SOC測量值。然后，處理器11把獲得的最大容量測量值和SOC測量值逐步存儲到RAM13中。
[0156]在可否測量判斷部18判斷不能測量最大容量的情況下，處理器11返回到步驟SI，繼續(xù)獲得電流值和電壓值。
[0157]處理器11通過控制顯示部14，顯示存儲在RAM13中的DUT的最大容量值和SOC值以及測量的可否判斷結(jié)果(步驟S7)。
[0158]處理器11反復(fù)執(zhí)行這一系列動作，直到判斷為處理結(jié)束為止(步驟S8)。
[0159]圖15是表示電流溫度依存性處理部20的具體例子的框圖。在圖15中，電流溫度依存性處理部20包括最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a、OCV波形運(yùn)算部20b、OCV波形提取部20c、電壓波形提取部20d和誤差運(yùn)算部20e。
[0160]最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a根據(jù)從處理器11輸出的開始測量指令信號SI，開始測量動作。最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a決定最大容量測量值Ml和SOC測量值M2。最大容量測量值Ml表示連接在裝置上的DUT的當(dāng)前的最大容量的測量值。SOC測量值M2表示當(dāng)前存儲的電流值和電壓值的履歷X在最新時刻tN的SOC的測量值。
[0161]在決定最大容量測量值Ml和SOC測量值M2時，最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a反復(fù)進(jìn)行以下步驟。反復(fù)進(jìn)行所述步驟，直到求出使從誤差運(yùn)算部20e輸出的評價值為最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4為止。
[0162]I)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a決定假定最大容量M3和假定電量M4。
[0163]2)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a把一組假定最大容量M3和假定電量M4輸出到OCV波形運(yùn)算部20b。
[0164]3) OCV波形運(yùn)算部20b根據(jù)這些一組假定最大容量M3和假定電量M4、以及從處理器11輸入的電流波形Wl，計算OCV波形W2。然后，OCV波形運(yùn)算部20b把OCV波形W2的運(yùn)算結(jié)果輸出到OCV波形提取部20c。
[0165]OCV波形運(yùn)算部20b求出作為隨時間變化的開路電壓的OCV波形W2。如所述圖5B所示，OCV波形W2包括時刻t1、在該時刻ti作為DUT的開路電壓OCV的OCVi (i = I~N)。
[0166]4) OCV波形提取部20c根據(jù)從OCV波形運(yùn)算部20b輸入的OCV波形W2和從處理器11輸入的電流波形Wl和溫度波形W6，提取OCV派生曲線CVl。然后，OCV波形提取部20c把提取的OCV派生曲線CVl輸出到誤差運(yùn)算部20e。
[0167]OCV派生曲線CVl包括值Yk (k = I~M)的列。在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，OCV波形提取部20c提取OCVi0然后，OCV波形提取部20c把提取的OCVi加在OCV派生曲線CVl上。
[0168]上述判斷根據(jù)電流波形Wl和溫度波形W6進(jìn)行。OCV波形提取部20c隨著i = I~N的時間變化，從OCV波形W2提取溫度Ti和開路電壓OCVi。如判斷電流變化到一定程度以上或溫度變化到一定程度以上，則其后OCV波形提取部20c僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。
[0169]瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化的電流Λ I或溫度AT成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流和溫度變化了的次數(shù)。此外，OCV波形提取部20c利用從整個期間的開路電壓OCV減去連續(xù)提取開路電壓OCV的各期間起點(diǎn)的開路電壓0CV，決定相對電壓Yk。
[0170]Yk = OCVi — OCVO (※七讓=ti 時)
[0171]OCVO:連續(xù)提取開路電壓OCV的各期間始點(diǎn)的開路電壓OCV
[0172]5)電壓波形提取部20d根據(jù)從處理器11輸入的電流波形Wl、電壓波形W3、和溫度波形W6，提取電壓派生曲線CV2。然后，電壓波形提取部20d把提取的電壓派生曲線CV2輸出到誤差運(yùn)算部20e。電壓派生曲線CV2包含值Zk(k = I~Μ)。
[0173]電壓波形提取部20d在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上是一致的時，提取電壓Vi。然后，電壓波形提取部20d把提取的電壓Vi加在電壓派生曲線CV2上。
[0174]上述判斷根據(jù)電壓波形W3和溫度波形W6進(jìn)行。電壓波形提取部20d隨著i =I~N的時間變化，從電壓波形W3提取溫度Ti和電壓Vi。電壓波形提取部20d在判斷出電流變化在一定程度以上或溫度變化在一定程度以上后，僅在瞬態(tài)響應(yīng)時間期間停止提取。
[0175]瞬態(tài)響應(yīng)時間以與變化的電流Λ I或溫度AT成比例的方式?jīng)Q定。瞬態(tài)響應(yīng)時間僅存在判斷出電流變化了的次數(shù)。此外，電壓波形提取部20利用從整個期間的電壓減去連續(xù)提取電壓的各期間的起點(diǎn)電壓，決定Zk。
[0176]Zk = Vi — VO (^tk = ti 時)
[0177]VO:連續(xù)提取電壓的各期間的起點(diǎn)電壓
[0178]6)誤差運(yùn)算部20e根據(jù)從OCV波形提取部20c輸入的OCV派生曲線CVl和從電壓波形提取部20d輸入的電壓派生曲線CV2，計算誤差的評價值M5。然后，誤差運(yùn)算部20e把評價值M5的運(yùn)算結(jié)果輸入到最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a。
[0179]7)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部20a把評價值M5最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4，作為最大容量測量值Ml和SOC測量值M2，向處理器11輸出。其中，SOC測量值M2是用假定最大容量M3去除假定電量M4的值。所述功能是把最大容量和電量作為系數(shù)的典型的曲線擬合，可以適用各種各樣的算法。
[0180]8)最大容量和SOC·最適值運(yùn)算部20a完成一系列測量處理后，把測量結(jié)束信號S2向處理器11輸出。
[0181]如以上說明的那樣，按照本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)在輸出電流不為OA的二次電池的使用環(huán)境中，也可以測量該二次電池最大容量的二次電池最大容量測量裝置。
[0182]此外，OCV波形提取部17c在判斷端子之間電壓相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，提取開路電壓0CV，并且可以構(gòu)成用所述開路電壓OCV生成第I相對電壓Yk。此外，電壓波形提取部17d在判斷端子之間電壓相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，提取端子之間電壓Vi，并且可以構(gòu)成使用所述端子之間電壓Vi生成第2相對電壓Zk。
[0183]在決定最大容量測量值Ml以及SOC測量值M2時，最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a可以反復(fù)進(jìn)行以下步驟。可以反復(fù)進(jìn)行該步驟，直到求出從誤差運(yùn)算部17e輸出的評價值最小的、一組假定最大容量M3和假定電量M4。I)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a決定假定最大容量M3和假定電量M4。2)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a把一組假定最大容量M3和假定電量M4輸出到OCV波形運(yùn)算部17b。3) OCV波形運(yùn)算部17b根據(jù)這一組假定最大容量M3和假定電量M4、以及從處理器11輸入的二次電池的電流波形W1，運(yùn)算OCV波形W2。然后，OCV波形運(yùn)算部17b把OCV波形W2的運(yùn)算結(jié)果輸出到OCV波形提取部17c。4) OCV波形提取部17c根據(jù)從OCV波形運(yùn)算部17b輸入的OCV波形W2和從處理器11輸入的電流波形Wl，提取(制成)OCV派生曲線(開路電壓派生曲線)CVl。然后，OCV波形提取部17c把提取的OCV派生曲線CVl輸出到誤差運(yùn)算部17e。5)電壓波形提取部(端子間電壓波形提取部)17d根據(jù)從處理器11輸入的電流波形Wl和電壓波形W3，提取電壓派生曲線(端子間電壓派生曲線)CV2。然后，電壓波形提取部17d把提取的電壓派生曲線CV2輸出到誤差運(yùn)算部17e。6)誤差運(yùn)算部17e根據(jù)從OCV波形提取部17c輸入的OCV派生曲線CVl和從電壓波形提取部17d輸入的電壓派生曲線CV2，計算誤差的評價值M5。誤差運(yùn)算部17e把評價值M5的運(yùn)算結(jié)果輸入到最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a。7)最大容量和SOC最適值運(yùn)算部17a把評價值M5最小的一組假定最大容量M3和假定電量M4，作為最大容量測量值Ml和SOC測量值M2，向處理器11輸出。
[0184]電壓波形提取部17d在判斷電壓Vi相對于時間的斜率與同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，提取電壓Vi，也可以構(gòu)成把提取的電壓Vi加在電壓派生曲線上。此外，OCV波形提取部17c在判斷電壓Vi相對于時間的斜率和同一時刻ti的開路電壓OCV相對于時間的斜率實(shí)質(zhì)上一致時，提取OCVi，也可以構(gòu)成把提取的OCVi加在OCV派生曲線CVl上。
[0185]電壓波形提取部20d也可以根據(jù)從處理器11輸入的電流波形Wl和電壓波形W3、溫度波形W6，從電壓波形W3提取電壓派生曲線CV2。
[0186]本發(fā)明的二次電池最大容量測量裝置也可以是以下所示的第I?第5的二次電池
最大容量測量裝置。
[0187]第I 二次電池最大容量測量裝置是在使用中測量二次電池的最大容量的二次電池最大容量測量裝置中，設(shè)置有:電流依存性處理裝置，根據(jù)從所述二次電池提取的不隨時間變化的恒定電流的期間內(nèi)的電壓的相對值變化量，把所述二次電池的端子之間電壓和開路電壓轉(zhuǎn)換成不依存于負(fù)荷電流的值；誤差運(yùn)算裝置，計算用所述電流依存性處理裝置轉(zhuǎn)換的所述二次電池的端子之間電壓和開路電壓的誤差。
[0188]第2 二次電池最大容量測量裝置是在第I 二次電池最大容量測量裝置中，作為所述電壓相對值變化量，測量在從所述二次電池提取不隨時間變化的恒定電流的期間內(nèi)的起點(diǎn)電壓和終點(diǎn)電壓的差分。
[0189]第3 二次電池最大容量測量裝置是在第I 二次電池最大容量測量裝置中，作為所述電壓相對值變化量，對從所述二次電池提取不隨時間變化的恒定電流的期間內(nèi)的電壓進(jìn)行微分。
[0190]第4 二次電池最大容量測量裝置是在從第I到第3中任一項(xiàng)的二次電池最大容量測量裝置中，所述電流依存性處理裝置獲得包含溫度的環(huán)境要素的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0191]第5 二次電池最大容量測量裝置是從第I到第4中任一項(xiàng)的二次電池最大容量測量裝置中，設(shè)置有可否測量判斷裝置，根據(jù)充電狀態(tài)的預(yù)測值波形中的充電狀態(tài)分布和成對的充電狀態(tài)一開路電壓特性的特征點(diǎn)分布，判斷可否對所述二次電池測量最大容量。
[0192]出于示例和說明的目的已經(jīng)給出了所述詳細(xì)的說明。根據(jù)上面的教導(dǎo)，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細(xì)說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經(jīng)通過文字以特有的結(jié)構(gòu)特征和/或方法過程對所述主題進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，權(quán)利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特征和具體過程作為實(shí)施權(quán)利要求書的示例進(jìn)行了說明。
【權(quán)利要求】
1.一種二次電池最大容量測量裝置，其特征在于，包括: 電流依存性處理部，根據(jù)從二次電池提取恒定電流期間內(nèi)的電壓相對值變化量，把所述二次電池的端子間電壓和開路電壓轉(zhuǎn)換成不依存于負(fù)荷電流的值；以及 誤差運(yùn)算部，計算由所述電流依存性處理部轉(zhuǎn)換的所述二次電池的端子間電壓和開路電壓的誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于， 所述電流依存性處理部測量在從所述二次電池提取恒定電流期間內(nèi)的起點(diǎn)電壓和終點(diǎn)電壓的差分，由此計算所述電壓相對值變化量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于， 所述電流依存性處理部對從所述二次電池提取恒定電流期間內(nèi)的電壓進(jìn)行微分，由此計算所述電壓相對值變化量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于， 所述電流依存性處理部取得包含溫度的、環(huán)境要素的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于，包括: 可否測量判斷部，根據(jù)充電狀態(tài)的預(yù)測值波形中的充電狀態(tài)分布和成對的充電狀態(tài)一開路電壓特性的特征點(diǎn)分布，判斷可否測量所述二次電池的最大容量。
6.一種二次電池最大`容量測量裝置，其特征在于，包括: 開路電壓波形運(yùn)算部，被輸入二次電池的多個成組的假定最大容量和假定電量，根據(jù)各組和所述二次電池的電流波形，計算與各組相關(guān)的開路電壓波形； 開路電壓波形提取部，根據(jù)所述開路電壓波形和所述電流波形，提取開路電壓派生曲線.端子間電壓波形提取部，根據(jù)所述電流波形和所述二次電池的端子間電壓波形，提取端子間電壓派生曲線； 誤差運(yùn)算部，求出所述開路電壓派生曲線和端子間電壓派生曲線的一致度作為評價值；以及 最適值運(yùn)算部，輸出所述評價值最小的一組假定最大容量和假定電量中的假定最大容量，作為所述二次電池的最大容量測量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于， 所述開路電壓波形提取部從整個期間的開路電壓減去連續(xù)提取開路電壓的各期間起點(diǎn)的開路電壓，由此決定第I相對電壓并將其包含在所述開路電壓派生曲線中， 所述端子間電壓波形提取部從整個期間的端子間電壓減去連續(xù)提取端子間電壓的各期間起點(diǎn)的端子間電壓，由此決定第2相對電壓并將其包含在所述端子間電壓派生曲線中， 所述誤差運(yùn)算部根據(jù)所述第I相對電壓和第2相對電壓，計算所述評價值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于， 所述誤差運(yùn)算部根據(jù)所述第I相對電壓和所述第2相對電壓之差的平方，計算所述評價值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池最大容量測量裝置，其特征在于，所述開路電壓波形提取部判斷出端子間電壓相對于時間的斜率與同時刻的開路電壓相對于時間的斜率一致時，提取開路電壓，并且用所述開路電壓生成所述第I相對電壓，所述端子間電壓波形提取部判斷出端子間電壓相對于時間的斜率與同時刻的開路電壓相對于時間的斜率一致時，提取端子間電壓，并且用所述端子間電壓生成所述第2相對電壓。`
【文檔編號】G01R31/36GK103869251SQ201310629659
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】浜野哲志, 田中竜太, 中込勝, 吉武哲 申請人:橫河電機(jī)株式會社