專利名稱：組式電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過變更二次電池的最大充電電壓，能選擇設(shè)定為提高該二次電池的 滿充電容量的高容量模式、或延長二次電池的周期壽命的長壽命模式并進行使用，特別是 能簡易地求解出與其工作模式相應(yīng)的相對剩余容量的組式電池。
背景技術(shù)：
具備二次電池、和擔任此二次電池的充放電控制的控制運算部的組式電池，多被 用作安裝在筆記本型的個人計算機(PC)等電子設(shè)備中的電源部。其中，此種組式電池中的 二次電池，例如經(jīng)由電子設(shè)備的電源部被外部電源(商用電源)充電，在該電子設(shè)備從外部 電源上拆除時，代替外部電源承擔向上述電子設(shè)備提供電力的任務(wù)。但是，作為二次電池的例如鋰離子電池的特性，具體地充電容量及周期壽命，如圖 6所示，因其充電電壓不同而大大變化。具體地，在提高最大充電電壓來對二次電池(鋰離 子電池)進行充電的時候，如圖6中特性A所示，雖然可增大充電容量，但周期壽命短。相 反，在降低最大充電電壓來對二次電池(鋰離子電池)進行充電的時候，如圖6中特性B所 示，雖然充電容量下降，但周期壽命變長。因此，考慮著眼于這種電池特性，通過切換二次電池充電時的最大充電電壓，按高 容量模式(RT模式)或長壽命模式(LS模式)選擇地使用組式電池(例如，參照專利文獻 1)。具體地，在高容量模式的情況下，將對二次電池(鋰離子電池)的最大充電電壓設(shè)定為 4.2V/cell，此外在長壽命模式的情況下，將對二次電池(鋰離子電池)的最大充電電壓設(shè) 定為4. lV/cell，進行此充電。專利文獻1 日本特開2002-78222號公報但是，在電子設(shè)備中安裝使用上述的組式電池的時候，正確地把握二次電池的剩 余容量是重要的。其中，關(guān)于二次電池的剩余容量，通常多將該二次電池的滿充電狀態(tài)(滿 充電容量FCC)設(shè)為100%來求解出其剩余容量(RC)的比例，并作為相對剩余容量(RSOC)
進行管理。但是，在選擇設(shè)定上述的高容量模式和長壽命模式進行使用的組式電池中，因設(shè) 定的工作模式不同，故二次電池的標準容量(DC)和滿充電容量(FCC)也不同。為此，要正 確(高精度)地求解出相對剩余容量，例如就需要管理每一工作模式中二次電池的標準容 量、滿充電容量、還有剩余量運算參數(shù)等，因此擔心此管理變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
考慮這種情況而進行本發(fā)明，其目的在于，提供一種組式電池，即使在按照其工作 模式進一步變更工作模式時，也能簡易且高精度地求解出按高容量模式或長壽模式選擇設(shè) 定、使用的二次電池的相對剩余容量。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的組式電池，其特征在于，包括二次電池、和控制此 二次電池的充放電的控制運算部；
上述控制運算部，包括工作模式設(shè)定裝置，選擇設(shè)定高容量模式(RT模式)或長壽命模式(LS模式)，在 高容量模式中，將上述二次電池的最大充電電壓限制在第一電壓，以提高上述二次電池的 滿充電容量，在長壽命模式中，將上述最大充電電壓限制在比上述第一電壓例如低IOOmV 左右的第二電壓，以延長上述二次電池的周期壽命；以及剩余容量計算裝置，根據(jù)上述二次電池的放電電流和放電時間求解該二次電池的 放電容量RD，根據(jù)此放電容量和上述二次電池的滿充電容量FCC計算該二次電池的相對剩 余容量RSOC ；尤其，上述剩余容量計算裝置，在設(shè)定了上述高容量模式及長壽命模式的一個工 作模式時，將該二次電池的標準容量或上述學(xué)習(xí)滿充電容量作為上述滿充電容量使用，在 設(shè)定了另一工作模式時，將在上述標準容量或上述學(xué)習(xí)滿充電容量上乘以規(guī)定系數(shù)后的容 量作為上述滿充電容量使用。優(yōu)選地，上述剩余容量計算裝置，例如在上述高容量模式的設(shè)定時，將該二次電池 的標準容量DC或由上述放電容量求解出的學(xué)習(xí)滿充電容量FCCnew作為上述滿充電容量 FCCto)使用，在長壽命模式的設(shè)定時，將在上述標準容量或?qū)W習(xí)滿充電容量上乘以[1]以下 的規(guī)定系數(shù)、例如90%后的容量作為上述滿充電容量FCCas)使用。優(yōu)選地，其特征在于，在變更了工作模式時，上述剩余容量計算裝置重新計算上述 相對剩余容量。其中，例如，上述二次電池是鋰離子電池，將特定上述高容量模式中的最大充電電 壓的上述第一電壓設(shè)定為4. 2V/cell，將特定上述長壽命模式中的最大充電電壓的上述第 二電壓設(shè)定為4. lV/cell。優(yōu)選地，在高容量模式下，求解用放電時的相對剩余容量的變化量除上述放電容 量而求解出的容量，作為上述學(xué)習(xí)滿充電容量，另外在長壽命模式下，求解將用放電時的相 對剩余容量的變化量除上述放電容量而求解出的容量進一步用上述1以下的規(guī)定系數(shù)除 后的容量，作為上述學(xué)習(xí)滿充電容量。每當規(guī)定的充放電周期結(jié)束時，例如就求解并更新上述學(xué)習(xí)滿充電容量。再有，上述剩余容量計算裝置的結(jié)構(gòu)為上述剩余容量計算裝置，在初次將上述二 次電池充電到滿充電時，基于上述二次電池的標準容量，設(shè)定與工作模式相應(yīng)的上述滿充 電容量并計算相對剩余容量，然后在將上述二次電池放電到規(guī)定的放電下限容量(例如相 對剩余容量4%左右)時，基于所計算的學(xué)習(xí)滿充電容量，設(shè)定與工作模式相應(yīng)的上述滿充 電容量并計算相對剩余容量。另外，上述剩余容量計算裝置在從高容量模式變更為長壽命 模式時，將其最大值限制在100%，求解相對剩余容量。(發(fā)明效果)根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的組式電池，由于無論選擇設(shè)定的工作模式如何，都一維地管理二 次電池的標準容量、及基于該二次電池的放電容量學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)滿充電容量，設(shè)定按照選擇 設(shè)定的工作模式計算相對剩余容量后的成為基準的滿充電容量，所以不僅能求解出二次電 池的放電容量，還能簡易且高精度地計算其相對剩余容量。此外，通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，即 使在切換工作模式時，也能隨著此切換簡易且高精度地重新求解出相對剩余容量。


圖1是本發(fā)明的一實施方式的組式電池的主要部位概括結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的組式電池中的二次電池的電池容量、滿充電容量及相對剩余 容量的關(guān)系的圖。圖3是表示充電控制的流程的圖。圖4是表示放電時的相對剩余容量的計算程序、及學(xué)習(xí)滿充電容量的計算程序的 圖。圖5是表示工作模式變更時的相對剩余容量的計算程序的圖。圖6是表示根據(jù)充電電壓進行變化的二次電池(鋰離子電池)的充電容量及周期 壽命的圖。符號說明10組式電池11 二次電池12控制部15控制·運算部(微處理器)15a工作模式設(shè)定功能(工作模式設(shè)定裝置)15b充放電控制功能(充放電控制裝置)15c滿充電檢測功能(滿充電檢測裝置)15d剩余容量計算功能(剩余容量計算裝置)17通信處理部20電子設(shè)備
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明一個實施方式的組式電池。圖1是表示本發(fā)明的組式電池的主要部位概括結(jié)構(gòu)圖，10是組式電池、20是可自 由拆裝地安裝上述組式電池10的筆記本型個人計算機(PC)等電子設(shè)備。組式電池10結(jié) 構(gòu)基本上包括二次電池(BAT) 11、和控制該二次電池11的充放電的控制部12，且被安裝在 負載設(shè)備20上進行使用。具體地，上述組式電池10中的二次電池11，由所謂3串2并型的形式構(gòu)成，即2 個2個地并聯(lián)連接由例如2600mAh/單元左右的鋰離子電池構(gòu)成的多個電池組，同時3級串 聯(lián)地連接這些并聯(lián)連接的電池組。再有，在此雖然以3串2并型的二次電池11為例進行說 明，但電池組的并聯(lián)連接數(shù)及串聯(lián)連接級數(shù)可以根據(jù)作為電池樣式給予的額定輸出電壓及 額定輸出電流容量來決定。 在組式電池10中的上述二次電池11的充放電電路中，在串聯(lián)地插入控制其充 放電的FET等開關(guān)元件13的同時，還串聯(lián)地插入檢測充放電電流的電流檢測部(分流電 阻)14。此外，設(shè)置在上述組式電池10上的上述控制部12，例如由微處理器(MPU)構(gòu)成，結(jié) 構(gòu)為包括構(gòu)成其主體部的控制 運算部15、分別檢測上述二次電池11的端子電壓具體為 各級的電池組的端子電壓(單元電壓)的電壓檢測部16、和在與上述負載設(shè)備20之間進行 信息通信的通信部17。
其中，上述控制·運算部15基于用熱敏電阻等溫度檢測元件18檢測出的上述二 次電池11的溫度(電池溫度)、用上述電壓檢測部16檢測出的單元電壓、及用上述電流檢 測部14檢測出的充放電電流來監(jiān)視二次電池11的充放電狀態(tài)。而且，上述控制·運算部 15承擔為了保護上述二次電池11避開異常充放電而開·關(guān)控制上述開關(guān)元件13，并且通 過通信處理部17向上述電子設(shè)備20側(cè)給予控制指令來控制對上述二次電池11的充電電 壓和充電電流的任務(wù)。

因此，上述電子設(shè)備20，基本結(jié)構(gòu)為包括控制·電源部22，該控制·電源部22接 受外部電力(未圖示商用電源)驅(qū)動該電子設(shè)備20的本體部即負載21，并且對上述組式 電池10提供電力以對上述二次電池11進行充電。此外，此控制·電源部22，承擔例如在 中斷外部電力的供給時，利用從上述組式電池10的二次電池11提供的電力來驅(qū)動上述負 載21的任務(wù)。通過此控制·電源部22進行的二次電池11的充電，在該二次電池11是鋰 離子電池的時候，如專利文獻1、2中介紹的，通過分別特定了最大電流(通常0. 5 IC左 右)及最大電壓(通常約4. 2V/cell左右)的恒定電流·恒定電壓充電來進行。再有，控制·電源部22具備在與上述組式電池10中的通信處理部17之間，例如 通過數(shù)據(jù)線SDA及時鐘線SCL以SMBUS方式進行信息通信的功能。上述組式電池10的控 制部12利用上述信息通信功能控制上述控制·電源部22的工作，根據(jù)該控制·電源部22 可變地設(shè)定上述二次電池11的充電電壓和充電電流。通過此控制·電源部22的控制，如 后所述，控制了對二次電池11的充電。而且，由微處理器實現(xiàn)的控制·運算部15，通過執(zhí)行預(yù)先登記在存儲器18中的軟 件 程序，實現(xiàn)例如工作模式設(shè)定功能(工作模式設(shè)定裝置)15a、充放電控制功能(充放電 控制裝置)15b、滿充電檢測功能(滿充電檢測裝置)15c、及剩余容量計算功能(剩余容量 計算裝置)15d。再有，上述控制·運算部15除上述功能15a 15d以外，例如還具備二次 電池11的故障·異常監(jiān)視功能和性能(壽命)判定功能等、與組式電阻10的安全運用相 關(guān)的各種功能，但在此由于與本發(fā)明的宗旨無直接關(guān)系，所以省略其說明。上述工作模式設(shè)定功能15a承擔檢測設(shè)置在組式電池10中的未圖示出的模式 切換開關(guān)的狀態(tài)、或接受從上述電子設(shè)備20側(cè)通知的工作模式的選擇指令將上述二次 電池11的運用工作模式例如選擇設(shè)定為高容量模式(Runtime :RT模式)或長壽命模式 (Lifespan =LS模式)的任務(wù)。高容量模式(RT模式)是當上述二次電池11是鋰離子電池 的時候，將該二次電池11的最大充電電壓限制在第一電壓(例如4. 20V/cell)進行充電， 充分地提高二次電池11的充電容量的模式。此外，長壽命模式(LS模式)是通過將上述二 次電池11的最大充電電壓限制在比上述第一電壓更低的第二電壓(例如4. lOV/cell)，故 既能某種程度抑制上述二次電池11的充電容量，又能延長其反復(fù)充放電期間即所謂的周 期壽命的模式。其中，如上所述，通過限制了充電電流及充電電壓的所謂的恒定電流·恒定電壓 充電來進行二次電池(鋰離子電池)11的充電。具體地，在對3串2并地連接了鋰離子電 池組的二次電池11進行充電的情況下，例如使用最大輸出電流為5000mA、最大輸出電壓為 4. 20V/cell的恒定電流 恒定電壓電源來進行恒定電流 恒定電壓充電。上述的第一及第 二電壓是根據(jù)上述的高容量模式(RT模式)或長壽命模式(LS模式)來分別限制根據(jù)此恒 定電流·恒定電壓充電的二次電池11的最大充電電壓的電壓。
控制·運算部15中的上述充放電控制功能15b，承擔特定與上述的工作模式相應(yīng) 的制約條件具體地為最大充電電壓來控制對二次電池11的充電、或特定最大放電電流來 控制上述二次電池11的放電的任務(wù)。此外，上述滿充電檢測功能15c，在上述充電控制下 監(jiān)視二次電池11的充電電流，例如當充電電流變?yōu)镮OOmA以下、此狀態(tài)持續(xù)經(jīng)過規(guī)定時間 (例如3分鐘)時，檢測其將二次電池11充電到滿充電為止。此外，控制 運算部15中的上述剩余容量運算功能15d，基本上累計根據(jù)上述電流 檢測部14檢測出的上述二次電池11的充放電電流值和電壓值的積求解出的電力量(AW 單位[AV]或[W])，或根據(jù)充放電電流值和此電流通電時間求解出的量(ΔΙ 單位[mAh])， 計算其充電容量(CC:Charge Capacity)或放電容量(DCC :Discharge Capacity)。然后， 計算出剩余容量(RC Remaining Capacity)相對于上述二次電池11的滿充電容量(FCC Full Charge Capacity)的比例，作為相對剩余容量(RSOC =Relative State Of Charge), 承擔這樣的任務(wù)。具體地，上述相對剩余容量(RSOC)，在充電時將上述充電容量(CC)作為剩余容 量(RC)使用，在放電時將從其滿充電電流(FCC)中減去上述放電容量(DCC)后的容量 (FCC-DCC)作為剩余容量(RC)求解出，計算為RSOC = RC/FCC X 100 [ % ]。然后，將用此剩余容量運算功能15d求解出的二次電池11的相對剩余容量(RSOC) 通過上述的通信處理部17通知給電子設(shè)備20?；旧希谌缟鲜鰳?gòu)成的組式電池10中，本發(fā)明特征在于，無論上述的工作模式 如何，都一維地管理上述二次電池11的標準容量(DC =Design Capacity)和滿充電容量 (FCC)，并且唯一地求解出伴隨上述二次電池11充放電的充電容量(RC)或放電容量(DCC)， 按照上述工作模式計算上述二次電池11的相對剩余容量(RSOC)。即，在將組式電池10的工作模式如上所述，選擇設(shè)定為高容量模式(RT模式)或 長壽命模式(LS模式)進行運用時，在正確地把握其相對剩余容量(RSOC)的時候，通常需 要按照其工作模式分別管理其標準容量(DC)或滿充電容量(FCCto)、FCCas))。此外，擔心產(chǎn) 生按照工作模式個別管理其剩余容量(RC)的需要等、使此處理復(fù)雜化。在此方面，在本發(fā)明中，無論上述的工作模式如何，都一維地管理二次電池11的 標準容量(CC)和滿充電容量(FCC)，如下面的說明所示，按照工作模式求解出其相對剩余 容量(RSOC)。概括地如圖2所示，在高容量模式(RT模式)中，由于二次電池11能充電到 其標準容量(DC)，故將此標準容量(DC)定為其滿充電容量(FCCto))。相對于此，在長壽命 模式(LS模式)中，由于降低其最大充電電壓限制充電量，所以按照其限制的程度，例如計 算出上述標準容量(DC)的90%作為其滿充電容量(FCCas))。然后，在按照這些工作模式 求解出的滿充電容量(FCC(KT)、FCCas))之下，按照此時的剩余容量(RC)計算相對剩余容量 (RSOC)。因此，在二次電池11的剩余容量(RC)是例如圖2中不到長壽命模式(LS模式)中 的滿充電容量(FCCto))的[RC1]情況下，求解出長壽命模式(LS模式)中的相對剩余容量 (RSOC)為a[ = RCl/FCCas)]，此外，求解出高容量模式(RT模式)中的相對剩余容量(RSOC) 為b[ = RC1/FCC(et)]。然后，當在此狀態(tài)下切換其工作模式的時候，通過變更此滿充電容量 (FCC)來重新求解出相對剩余容量(RSOC)。
再有，在二次電池11的剩余容量(RC)是例如圖2中超過了長壽命模式(LS模式) 中的滿充電容量(FCCas)的[RC3]情況下，雖然求解出高容量模式(RT模式)中的相對剩余 容量(RSOC)為b[ = RC3/FCC(KT)]，但在此狀態(tài)下切換到長壽命模式(LS模式)的時候，求 解出其相對剩余容量(RSOC)作為100% (滿充電狀態(tài))。然后，一直到剩余容量(RC)下降 到上述滿充電容量(FCCas) = RC2)為止，求解出其相對剩余容量(RSOC)為100%。圖3示出如上所述按照工作模式求解相對剩余容量(RSOC)的組式電池10充電時 的工作處理程序。如此處理程序所示，在二次電池11充電時，首先，判定在此時設(shè)定的工作 模式〈步驟Sl>，在高容量模式(RT模式)的情況下，例如，將最大充電電壓設(shè)定為4200mV/ cell (第一電壓)、對二次電池11開始充電〈步驟S2>。相對于此，在設(shè)定長壽命模式(LS 模式)的情況下，設(shè)定比上述第一電壓僅低lOOmV/cell的第二電壓4100mV/cell為最大充 電電壓，對二次電池11開始充電。在此，作為對二次電池11進行充電的電源，在高容量模式(RT模式)和長壽命模 式(LS模式)中使用相同的電源，特別地在長壽命模式(LS模式)時，只要進行將電池電壓 限制在第二電壓以下這樣的控制即可。具體地，只要進行例如在電池電壓達到第二電壓時 停止充電、或每當電池電壓達到第二電壓時就降低充電電流的控制即可。此外，毫無疑問， 在高容量模式(RT模式)時，使用最大充電電壓為4200mV/cell (第一電壓)的第一電源對 二次電池11進行充電，在長壽命模式(LS模式)時，使用最大充電電壓為4100mV/cell (第 二電壓)的第二電源對二次電池11進行充電。通過例如最大充電電流為5000mA的恒定電流 恒定電壓充電，來進行對此二次電 池11的充電。而且，在充電時，在由預(yù)先設(shè)定的每單位時間的充放電電流求解出的充電量 AW上乘以規(guī)定系數(shù)K求解出上述每單位時間的實際充電量，通過將其逐次相加在剩余容 量(RC)上，來更新該剩余容量〈步驟S4、S5>。這樣求解出的剩余容量(RC)例如被用于充 電時的二次電池11的充電超前情況的監(jiān)視器等中。再有，上述系數(shù)K，雖然是用于調(diào)整剩余 容量(RC)的增加率，但也可以根據(jù)需要省略。然后，一面判定二次電池11是否達到滿充電狀態(tài)〈步驟S6、S7>，一面重復(fù)進行 上述的充電處理。其中，上述滿充電的判定，例如通過判定二次電池11的充電電流下降到 IOOmA以下的狀態(tài)是否持續(xù)3分鐘以上來進行。而且，在滿足上述條件時，在上述二次電池 11的上述的各工作模式中一直充電到滿充電為止，才停止此充電〈步驟S8、S9>。通過這樣 的充電控制，上述二次電池11在高容量模式(RT模式)的時候被充電到FCC(KT)，此外在長 壽命模式(LS模式)的時候被充電到FCCas)。另一方面，在二次電池11的放電時，例如如圖4所示，管理其剩余容量(RC)具體 地為其放電容量(DCC)。在此放電時，也首先判定在此時設(shè)定的工作模式〈步驟Sll>。然 后，在設(shè)定高容量模式(RT模式)的情況下，將其滿充電容量(FCCam)設(shè)定為該二次電池11 的標準容量(DC)或后述的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)〈步驟S12>。具體地，在二次電池11的 最初的充電后的放電時，設(shè)定該二次電池11的標準容量(DC)為其滿充電容量(FCCto))，在 第二次充電后的放電時，如后所述，根據(jù)其之前的放電時的放電容量學(xué)習(xí)二次電池11的滿 充電容量，故設(shè)定在此時刻求解出的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)作為滿充電容量(FCCto))。然后，在放電時，在由預(yù)先設(shè)定的每單位時間的充放電電流求解出的放電量AW 上乘以規(guī)定系數(shù)K求解出上述每單位時間的實際放電量，通過將其逐次相加在放電容量(DCC)上，來更新該放電容量〈步驟S13>。再有，對于上述的放電系數(shù)K，可根據(jù)需要進行省 略。然后，根據(jù)求解出的放電容量(DCC)和如上所述設(shè)定的滿充電容量(FCC(KT))，計算相對 剩余容量(RSOC) <步驟S14>為RSOC = RC/FCC(et)= 1-DCC/FCC(et)。持續(xù)執(zhí)行此處理，直至上述相對剩余容量(RSOC)下降到其放電下限容量即4% < 步驟S15>。然后，當相對剩余容量(RSOC)下降到4%時，根據(jù)此時的放電容量(DCC)學(xué)習(xí) 二次電池11的滿充電容量(FCC)〈步驟S16>為FCCnew = DCC/(100-4)N。再有，上述N是表示放電效率的系數(shù)。相對于此，在放電時的工作模式是長壽命模式(LS模式)的情況下，首先，在該二 次電池11的標準容量(DC)或上述學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)上例如乘以90%來設(shè)定其滿 充電容量(FCCto))〈步驟S17>。具體地，在二次電池11的最初的充電后的放電時，在該二 次電池11的標準容量(DC)上乘以90%來設(shè)定滿充電容量(FCCas)),在第二次充電后的放 電時，如后所述，根據(jù)其之前的放電時的放電容量學(xué)習(xí)二次電池11的滿充電容量，故在此 時刻求解出的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)上乘以90%來設(shè)定滿充電容量(FCCas))。再有，上述90%表示預(yù)先求解出的上述高容量模式(RT模式)中的滿充電容量 (FCCtefl)和長壽命模式(LS模式)中的滿充電容量(FCCas))的容量比。然后，在放電時與上述的高容量模式(RT模式)時同樣地，求解每單位時間的實際 放電量，通過將其逐次相加在放電容量(DCC)上，來更新該放電容量(DCC)〈步驟S18>。然 后，根據(jù)求解出的放電容量(DCC)和如上所述設(shè)定的滿充電容量(FCCas)),計算相對剩余容 量(RSOC)〈步驟S19>為RSOC = RC/FCC(ls)= 1-DCC/FCC(ls)。即使此處理也持續(xù)執(zhí)行到上述相對剩余容量(RSOC)下降到其放電下限容量即 4%〈步驟S20>。然后，在相對剩余容量(RSOC)下降到4%以下時，根據(jù)此時的放電容量 (DCC)學(xué)習(xí)二次電池11的滿充電容量(FCC)〈步驟S21>為FCCnew = DCC/(100—4) N+90[% ]。即為了一維管理滿充電容量(FCC)，而通過用90]去除根據(jù)上述放電容量 (DCC)求解出的滿充電容量，就能以二次電池11的標準容量(DC)為基礎(chǔ)(基準)求解出其 學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)。但是，在不進行二次電池11的充放電時，例如如圖5所示的處理程序，判定是否進 行工作模式的變更〈步驟S41>。然后，在進行從長壽命模式(LS模式)向高容量模式(RT 模式)的變更的情況下，首先，重新求解出上述的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)作為變更后的 高容量模式(RT模式)的滿充電容量(FCC(KT))〈步驟S42>。然后，根據(jù)重新求解出的滿充 電容量(FCC(KT))和此時的放電容量(DCC)重新計算相對剩余容量(RSOC)〈步驟S43>為RSOC = RC/FCC(et) = CC/FCC(et)= 1-DCC/F(X(KT)。
相對于此，在進行從高容量模式(RT模式)向長壽命模式(LS模式)的變更的情 況下，首先，在上述的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)上乘以90%，作為變更后的長壽命模式(LS 模式)中的滿充電容量(FCCas))被重新求解出〈步驟S44>。然后，判定此時的剩余容量 (RC)是否在如上所述重新求解出的滿充電容量(FCCas))以上〈步驟S45>，在剩余容量(RC) 在滿充電容量(FCC⑽)以上的情況下，以相對剩余容量(RSOC)為100%重新求解出 < 步驟 S46>。但是，在剩余容量(RC)不到滿充電容量(FCCas))的情況下，重新計算相對剩余容 量(RSOC) <步驟S47>為RSOC = RC/FCC(ls)= CC/FCC(ls)= 1-DCC/FCC(ls)。S卩，在變更了工作模式時，根據(jù)其工作模式重新求解出滿充電容量(FCC)，在重新 求解出的滿充電容量(FCC)之下，重新計算相對剩余容量(RSOC)。因此，如上所述，根據(jù)一 維管理二次電池11的標準容量(DC)或滿充電容量(FCC)的本組式電池10，按照選擇設(shè)定 的工作模式，能簡易且高精度地求解出此時的相對剩余容量(RSOC)。而且，將二次電池11 的滿充電容量(FCC)作為高容量模式(RT)中的滿充電容量進行管理，在長壽命模式(LS) 中，只在其上乘以規(guī)定系數(shù)(例如90%)求解出滿充電容量(FCC㈣。而且，即使變更了工 作模式，也由于二次電池11的剩余容量(RC)本身沒有變化，而起到減少高精度地求解出相 對剩余容量(RSOC)后的處理負擔等的效果。再有，本發(fā)明不限于上述的實施方式。在此，雖然示出了將二次電池11的運用工 作模式選擇設(shè)定為高容量模式(RT)和長壽命模式(LQ的2級別的例子，但毫無疑問，也可 以設(shè)定上述高容量模式(RT)和長壽命模式(LQ的中間的模式。此情況下，例如，將對二次 電池11的最大充電電壓限制在4. 05V/cell來設(shè)定中容量(中壽命)模式，只要在上述規(guī) 定容量(DC)上乘以95%來設(shè)定此中容量(中壽命)模式中的滿充電容量即可。此外，在圖4所示的實施方式中，通過從[1(100% )]中減去放電容量(DCC)相對 于滿充電容量(FCC)的比例，求解出相對剩余容量(RSOC)。但是，毫無疑問，也可以通過從 滿充電容量(FCC)中減去放電時的放電容量(DCC)來求解剩余容量(RC)，基于此剩余容量 (RC)和滿充電容量(FCC)計算出相對剩余容量(RSOC)。在上述的實施方式中，雖然將學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)作為高容量模式(RT)的 最大可充電容量進行學(xué)習(xí)，但也可以將學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)看作共同的學(xué)習(xí)滿充電 容量，在此共同的學(xué)習(xí)滿充電容量上乘以系數(shù)求解出各模式中的學(xué)習(xí)滿充電容量。此情況 下，例如在學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)上乘以系數(shù)[1]求解出高容量模式(RT)中的學(xué)習(xí)滿 充電容量，此外，也可以在學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)上乘以系數(shù)
求解出長壽命模式 中的學(xué)習(xí)滿充電容量。并且，還可以作為長壽命模式(LS)中的最大可充電容量進行學(xué)習(xí)。此情況下，只 要用[1]以下的系數(shù)去除此學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew)，換言之，乘以[1]以上的系數(shù)，就能 求解出高容量模式(RT)中的滿充電容量。此外，也可以分別在高容量模式(RT)及長壽命模式(LQ中單個地學(xué)習(xí)其學(xué)習(xí)滿 充電容量(FCCnew(RT)、FCCnewas))。而且，在工作模式進行[RT — LS]的切換時，在此切換點求解出的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnewto)) 上乘以規(guī)定系數(shù)(例如90% )求解新的學(xué)習(xí)滿 充電容量(FCCnewas)；相反，在工作模式進行[LS —RT]的切換時，只要用規(guī)定系數(shù)(例如 90%)去除在此切換時刻求解出的學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnewas))，求解適合新的工作模式的 學(xué)習(xí)滿充電容量(FCCnew(KT))即可。此外，本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍中可實施各種變 形。
權(quán)利要求
1.一種組式電池，其特征在于，包括二次電池；和控制此二次電池的充放電的控制運算部；上述控制運算部，包括工作模式設(shè)定裝置，選擇設(shè)定高容量模式或長壽命模式，在高容量模式中，將上述二次 電池的最大充電電壓限制在第一電壓，以提高上述二次電池的滿充電容量，在長壽命模式 中，將上述最大充電電壓限制在比上述第一電壓更低的第二電壓，以延長上述二次電池的 周期壽命；以及剩余容量計算裝置，根據(jù)上述二次電池的放電電流和放電時間或放電電流和電池電壓 來求解該二次電池的放電容量，根據(jù)此放電容量和上述二次電池的滿充電容量來計算該二 次電池的相對剩余容量；該剩余容量計算裝置，在設(shè)定了上述高容量模式及長壽命模式的一個工作模式時，將 該二次電池的標準容量或?qū)W習(xí)滿充電容量作為上述滿充電容量使用，在設(shè)定了另一工作模 式時，將在上述標準容量或上述學(xué)習(xí)滿充電容量上乘以規(guī)定系數(shù)后的容量作為上述滿充電 容量使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，上述剩余容量計算裝置，在設(shè)定了上述高容量模式時，將該二次電池的標準容量或上 述學(xué)習(xí)滿充電容量作為滿充電容量使用，在設(shè)定了長壽命模式時，將在上述標準容量或上 述學(xué)習(xí)滿充電容量上乘以1以下的規(guī)定系數(shù)后的容量作為滿充電容量使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，在變更了工作模式時，上述剩余容量計算裝置重新計算上述相對剩余容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，上述二次電池是鋰離子電池，將特定上述高容量模式中的最大充電電壓的上述第一 電壓設(shè)定為4. 2V/cell，將特定上述長壽命模式中的最大充電電壓的上述第二電壓設(shè)定為 4. lV/celL·
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，在高容量模式下，求解用放電時的相對剩余容量的變化量除上述放電容量而求解出的 容量，作為上述學(xué)習(xí)滿充電容量；在長壽命模式下，求解將用放電時的相對剩余容量的變化 量除上述放電容量而求解出的容量進一步用上述1以下的規(guī)定系數(shù)除后的容量，作為上述 學(xué)習(xí)滿充電容量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，每當規(guī)定的充放電周期結(jié)束時，就求解并更新上述學(xué)習(xí)滿充電容量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，上述剩余容量計算裝置，在初次將上述二次電池充電到滿充電時，基于上述二次電池 的標準容量，設(shè)定與工作模式相應(yīng)的上述滿充電容量并計算相對剩余容量，然后在將上述 二次電池放電到規(guī)定的放電下限容量時，基于所計算的學(xué)習(xí)滿充電容量，設(shè)定與工作模式 相應(yīng)的上述滿充電容量并計算相對剩余容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組式電池，其特征在于，上述剩余容量計算裝置在從高容量模式變更為長壽命模式時，將其最大值限制在100%，求解相對剩余容量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能簡易地求解出高容量模式及長壽模式中的相對剩余容量的組式電池。其特征在于，包括剩余容量計算裝置，該剩余容量計算裝置根據(jù)二次電池的放電電流和放電時間求解該二次電池的放電容量，根據(jù)此放電容量和上述二次電池的滿充電容量計算該二次電池的相對剩余容量；該剩余容量計算裝置例如在設(shè)定了上述高容量模式時，將該二次電池的標準容量或上述學(xué)習(xí)滿充電容量作為上述滿充電容量使用；在設(shè)定了長壽命模式時，將在上述標準容量或上述學(xué)習(xí)滿充電容量上乘以[1]以下的規(guī)定系數(shù)后的容量作為上述滿充電容量使用。
文檔編號H02J7/00GK102097835SQ20101058281
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者川角篤史, 松浦信一 申請人:三洋電機株式會社