CN101960691A - 电池组的充电装置和电池组的品质判断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池组的充电装置和电池组的品质判断装置，其中充电控制装置(43)包括：根据二次电池单元(10a)的分散程度σ确定单元电压值的最大值V_maxon的最大值确定单元(62)；判断通过所述最大值确定单元(62)确定出的单元电压值的最大值V_maxon是否达到允许单元电压值V_c的第三判断单元(63)；以及在通过所述第三判断单元(63)判断为单元电压值的最大值V_maxon比允许单元电压值V_c大的情况下，根据单元电压值的最大值V_maxon和允许单元电压值Vc的电压差，来改变通过电压供给单元(41)施加的充电电压的充电电压值改变单元(64)。由此，预防对电池组进行充电时的充放电性能的降低，可提高电池组的可靠性，同时，可确保电池组的安全性。

Description

电池组的充电装置和电池组的品质判断装置

技术领域

本发明涉及电池组的充电装置和电池组的品质判断装置的技术，尤其涉及对串联连接了多个二次电池单元的电池组进行充电的电池组充电装置和对电池组的品质进行判断的电池组品质判断装置。

背景技术

镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池是通过重复进行放电和充电的循环而可重复使用的电池。

但是，若多次对所述二次电池单元进行充电，则因过充电或二次电池的电解液和电极板劣化等原因，二次电池的蓄电容量与初始相比减少了，二次电池的劣化一直进行，最终不能使用二次电池单元。

所述二次电池的劣化的主要原因是过充电，既能防止过充电又能进行充电的方法是公知的(例如，参考专利文献1到专利文献4)。

专利文献1：日本特许第3913443号公报

专利文献2：日本特许第3539123号公报

专利文献3：日本特许第3430439号公报

专利文献4：日本特许第3752249号公报

但是，若对串联连接了二次电池单元的电池组施加同样的充电电压，则因各二次电池单元的特性差异，所述二次电池单元中的一个或多个超过电压，而陷入过充电。因此，有时即使其他二次电池单元正常，由于因过充电而劣化的一个或多个二次电池单元，电池组整体的充放电性能降低了，损害了该电池组的可靠性。为了分别控制各二次电池单元的电压值，需要进行极其复杂的控制，还成为成本增加的原因。

所述电池组需要保障充电时的安全性。因此，需要构成所述电池组的各二次电池单元的电压值不为恒定值以上。例如，在由锂离子电池构成所述二次电池单元的情况下，需要向各二次电池单元施加的电压值为各电池组的制造者所决定的最大施加电压以下。

发明内容

本发明鉴于上述问题，其所要解决的技术问题是提供一种预防充电电池组时的充放电性能的降低，可提高电池组的可靠性，同时可确保电池组的安全性的电池组的充电装置和电池组品质判断装置。

作为本发明的第一方式的电池组的充电装置，对串联连接了多个二次电池单元的电池组进行充电，其特征在于，包括：电压供给单元，其向所述电池组供给预定的充电电压；单元电压值检测单元，其检测构成所述电池组的每个二次电池单元的单元电压值；和充电控制单元，其控制向所述电池组供给的充电电压，所述充电控制单元包括：分散程度计算单元，其根据由所述单元电压值检测单元检测出的单元电压值来计算二次电池单元的分散程度；最大值确定单元，其根据由所述分散程度计算单元计算出的二次电池单元的分散程度来确定单元电压值的最大值；判断单元，其判断通过所述最大值确定单元确定的单元电压值的最大值是否达到预先设置的允许单元电压值；以及充电电压值改变单元，其在通过所述判断单元判断为电压值的最大值比允许单元电压值大的情况下，根据单元电压值的最大值和允许单元电压值的电压差，改变通过所述电压供给单元施加的充电电压。

本发明的电池组的充电装置中，进一步所述单元电压值检测单元设置有检测构成所述电池组的每个二次电池单元的端子单元电压值的检测用端子；根据检测对象的二次电池单元的端子单元电压值与相对于检测对象的二次电池单元处在低电位侧的二次电池单元的端子单元电压值的电位差，对检测对象的二次电池单元的单元电压值进行检测。

本发明的电池组的充电装置中，进一步具有电流值检测单元，检测所述电池组中流过的电流值；所述充电控制单元包括：电压值切换单元，其将对所述电池组的充电电压切换为虽然超过满充电平衡电位值、但没有达到不可逆化学反应区域的预定的充电电压值与以满充电平衡电位值为基准设置的检查电压值；内部电阻值计算单元，其根据通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组施加预定的充电电压值的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值、通过所述电压值切换单元切换为向所述电池组施加检查电压值的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值以及通过所述电流值检测单元检测出的电流值，来计算二次电池单元的内部电阻值；和健康度计算单元，根据由所述内部电阻值计算出的二次电池单元的内部电阻值，来计算二次电池单元的健康度。

本发明的电池组的充电装置中，进一步所述充电控制单元具有蓄电量计算单元，其根据所述充电时检测出的电流值和放电电流的电流值，来计算二次电池单元的剩余蓄电量。

作为本发明的第二方式的电池组的品质判断装置中，判断串联连接了多个二次电池单元的电池组的品质，其特征在于，包括：电压供给单元，其向所述电池组供给预定的外部电压；单元电压值检测单元，其检测构成所述电池组的每个二次电池单元的单元电压值；品质判断单元，其判断所述电池组的品质；所述品质判断单元包括：分散程度计算单元，其根据通过所述单元电压值检测单元检测出的单元电压值来计算二次电池单元的分散程度；最大值确定单元，其根据由所述分散程度计算单元计算的二次电池单元的分散程度来确定单元电压值的最大值；判断单元，其判断通过所述最大值确定单元确定出的单元电压值的最大值是否达到预先设置的允许单元电压值。

本发明的电池组的品质判断装置中，进一步所述单元电压值检测单元设置有检测构成所述电池组的每个二次电池单元的端子单元电压值的检测用端子；根据检测对象的二次电池单元的端子单元电压值、与相对于检测对象二次电池单元处在低电位侧的二次电池单元的端子单元电压值的电位差，对检测对象的二次电池单元的单元电压值进行检测。

本发明的电池组的品质判断装置，进一步包括电流值检测单元，检测所述电池组中流过的电流值；所述品质判断单元包括：电压值切换单元，其切换对所述电池组的外部电压的施加和截断；内部电阻值计算单元，其根据通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组施加预定的外部电压的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值、通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组截断外部电压的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值以及通过所述电流值检测单元检测出的电流值，来计算二次电池单元的内部电阻值；和健康度计算单元，其根据由所述内部电阻值计算出的二次电池单元的内部电阻值，来计算二次电池单元的健康度。

(发明的效果)

根据作为本发明的第一方式的电池组的充电装置，可以预防对电池组进行充电时的充放电性能的降低，可提高电池组的可靠性，可确保安全性。

进一步，通过设置每个二次电池单元的检测用端子，可以使各二次电池单元的单元电压值的检测变得容易，可容易判断二次电池单元的特性的差异。

进一步，可不产生过充电地进行充电，同时计算在施加最高充电电压的情况下的表示针对电池组等二次电池的劣化进行状况的指标的二次电池单元的健康度，可使使用者知道电池组整体的替换时期，所以可提高电池组的可靠性和安全性。

进一步，通过从最初开始依次检测所述电池组的剩余蓄电量怎样变化，从而可根据剩余蓄电量容易地判断电池组的充电时期。

根据作为本发明的第二方式的电池组的品质判断装置，可以预防对电池组进行充电时的充放电性能的降低，提高电池组的可靠性，可确保安全性。

进一步，通过设置每个二次电池单元的检测用端子，可使各二次电池单元的单元电压值的检测变得容易，可容易判断二次电池单元的特性差异。

进一步，由于使用者可根据施加了最高充电电压的二次电池单元的健康度获知电池组整体的替换时期，所以可提高电池组的可靠性和安全性。

附图说明

图1是表示本发明的一实施例的充电装置的结构的框图；

图2是表示了电池组的结构的电路图；

图3是表示充电控制的流程的流程图；

图4是表示充电控制的流程的流程图；

图5是表示基于单元电压值的充电控制的流程的流程图；

图6是表示基于内部电阻的健康度的计算流程的流程图；

图7是表示了品质判断装置的结构的框图；

图8是表示品质判断的流程的流程图；

图9是表示基于单元电压值的品质判断流程的流程图；

图10是表示基于内部电阻的健康度计算流程的流程图。

具体实施方式

下面，参考附图来说明实施发明用的最佳方式。

实施例1

说明串联连接了二次电池单元10a的电池组10的充电装置40。本实施例中使用的电池组10串联连接有10个二次电池单元10a(参考图2)。

如图1所示，所述充电装置40包括电压供给装置41、单元电压值检测装置42、充电控制装置43、电流值检测装置44和显示装置46。

所述电压供给装置41向所述电池组10供给预定的充电电压，所述单元电压值检测装置42检测构成所述电池组10的每个二次电池单元10a的单元电压值V_m。

所述充电控制装置43控制向所述电池组10供给的充电电压，所述电流值检测装置44检测所述电池组10中流过的电流值J，所述显示装置46显示健康度SOH(State Of Health)和剩余蓄电量Q_acum等。

所述健康度SOH是表示电池组10等二次电池的劣化进行状况的指标，一般用“当前的蓄电容量”相对“初始蓄电容量”的比来表示。由于该蓄电容量与内部电阻的积为恒定值，所以本发明中，用“当前二次电池的内部电阻值”相对“初始内部电阻值”的倒数比来表示。

接着，说明充电控制装置43。

如图1所示，所述充电控制装置43包括存储部50、电压值切换部45、增加部51、第一判断部52及第二判断部53、分散程度计算部61、最大值确定部62、第三判断部63、充电电压值改变部64、内部电阻值计算部65、健康度计算部66、和剩余蓄电量计算部67。

所述充电控制装置43由执行各种处理的CPU和存储了各种处理程序等的存储器等构成。

所述存储部50存储：比所述电池组10的满充电平衡电压值E_eq低的最低检查电压值E_c；超过该满充电平衡电压值E_eq，但没有达到不可逆化学反应区域的预定充电电压值E_a；和预定节距幅度的电压值ΔE。

所述电压值切换部45将对所述电池组10的充电电压切换到超过满充电平衡电位值E_eq、但没有达到不可逆化学反应区域的预定的充电电压值E_a和以满充电平衡电位值E_eq为基准设置的检查电压值E_c。

第一判断部52判断通过将所述预定节距幅度的电压值ΔE加到之前的检查电压值E_c上而设置新的检查电压值E的增加部51和所述电流值检测装置44检测出的电流值J是否为预先输入设置的判断基准值J_C以下。

所述第二判断部53判断所述第一判断部52进行的上次肯定判断到本次肯定判断的需要时间是否超过上上次肯定判断到上次肯定判断期间的需要时间的r(r是1以上的实数)倍。

所述分散程度计算部61根据由所述单元电压值检测装置42检测出的单元电压值Vm来计算二次电池单元10a的分散程度σ。所谓该分散程度σ是指根据电压值来表示二次电池单元10a的特性差异的值。

所述最大值确定部62根据由所述分散程度计算部61计算出的二次电池单元的分散程度σ，来确定作为施加时单元电压值V_mon的最大值的最大施加时单元电压值V_maxon。

所述第三判断部63判断由所述最大值确定部62确定出的最大施加时单元电压值V_maxon是否达到预先设置的允许单元电压值V_c。

所述充电电压值改变部64在通过所述第三判断部63判断为最大施加时单元电压值V_maxon比允许单元电压值V_c大的情况下，根据最大施加时单元电压值V_maxon和允许单元电压值V_c的电压差，来改变通过所述电压供给装置41施加的充电电压值E_a。

所述内部电阻值计算部65根据在由所述电压值切换部45切换为对所述电池组10施加预定的充电电压值E_a的状态下通过所述单元电压值检测装置42检测出的向二次电池单元10a施加时的单元电压值V_mon、由所述电压值切换部45切换为对所述电池组10施加检查电压值E_c的状态下通过所述单元电压值检测装置42检测出的二次电池单元10a的闭路时的单元电压值V_moff、和通过所述电流值检测装置44检测出的电流值J，计算二次电池单元10a的单元内部电阻值R_m。

所述健康度计算部66计算所述最大值确定部62中表示最大施加时单元电压值v_maxon的最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH，并根据通过所述内部电阻值计算部65计算出的最劣化二次电池单元10M的单元内部电阻值R_m，来计算最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m。

所述剩余蓄电量计算部67根据充电时检测出的电流值J和放电时检测出的放电电流值J_out，来计算二次电池单元10a的剩余蓄电量Q_acum。

接着，说明本实施例的充电控制装置43进行的电池组10的充电流程。

所述充电控制装置43按照下面的步骤来控制所述电池组10的充电。

首先，如图3所示，通过所述最低检查电压值E_c对所述电池组10施加很少时间T₂(步骤S10)，在该很少时间T₂的期间，通过所述电流值检测装置44检测出所述电池组10中流过的电流值J(步骤S20)。

接着，由所述第一判断部52进行所检测出的电流值J的判断(步骤S30)，若该电流值J超过所述判断基准值J_c，则通过所述电压值切换部45，将充电电压切换到所述预定的充电电压值E_a，并通过该预定的充电压值E_a对电池组10施加预定时间T₁(步骤S40)。之后，通过所述电压值切换部45，将充电电压切换到所述最低检查电压值E_c，并返回所述步骤S10。

若所述电流值J为所述判断基准值J_c以下，则通过所述增加部51，在之前的检查电压值E_c上增加所述预定节距幅度的电压值ΔE，而设置新的检查电压值E_c(步骤S50)。

之后，通过所述电压值切换部45，将充电电压切换为所述预定的充电电压值E_a，并通过该预定的充电电压值E_a对电池组10施加预定时间T₁(步骤S60)。所述步骤S60中，在施加预定时间T₁充电电压值E_a的期间，基于单元电压值来进行充电电压控制(步骤S65)。并且，通过所述电压值切换部45将充电电压切换到所述新的检查电压值E_c，并以该新的检查电压值E_c对电池组10施加很少时间T₂(步骤S70)。在该很少时间T₂的期间，根据最劣化二次电池单元10M的单元内部电阻值R_m计算最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m(步骤S75)。

并且，进行通过所述第一判断部52检测出的电流值J的判断(步骤S90)，若该电流值J超过所述判断基准值J_c，则回到所述步骤S50，若该电流值J为所述判断基准值J_c以下，则进入到下面的步骤S100。

如图4所示，步骤S100中，通过所述第二判断部53进行所述第一判断部52进行的从上次肯定判断到本次肯定判断期间的需要时间的判断，若所述第一判断部52进行的上次肯定判断到本次肯定判断期间的需要时间N_e为上上次肯定判断到上次肯定判断期间的需要时间N_e-1的r倍以下，则回到所述步骤S50(参考图3)，若所述第一判断部52进行的上次肯定判断到本次肯定判断期间的需要时间N_e超过上上次肯定判断到上次肯定判断期间的需要时间N_e-1的r倍，则输出充电停止信号(步骤S110)，并停止所述电池组10的充电(步骤S120)。

本实施例的充电装置40中，无论是哪种电池组10，都可获知该电池组10的满充电平衡电压值E_eq，而不管电池组10(二次电池单元10a)的种类和型号等，同时可进行充电，使得充电率大致为100％。即使电池组10的内部结构的一部分破损而劣化，即，即使构成电池组10的二次电池单元10a的一部分破损也有效，可获知该电池组10的当前满充电平衡电压值E_eq，而对当前的蓄电容量充电为大致100％。

接着，说明步骤S65中进行的基于单元电压值的充电电压控制的流程。

如图5所示，通过下面的步骤来进行基于所述单元电压值的充电电压控制。

首先，使用构成所述电池组10的各二次电池单元10a、10a、...的施加时端子单元电压值V_mon来检测施加时单元电压值v_mon(步骤S210)。

这里，说明构成所述电池组10的各二次电池单元10a、10a、...的单元电压值检测方法。

如图2所示，本实施例的单元电压值检测装置42分别设置检测构成电池组10的每个二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_mon的检测用端子42a。通过该检测用端子42a，可以检测出一个二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_1on、两个二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_2on...和m个(m为1≤m≤N的整数)二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_mon。通过使用所述施加时端子单元电压值v_mon，可以通过数式1计算各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon。

【数1】

v_mon＝V_mon-V_(m-1)on

即，如数式1所示，单元电压值检测装置42中，基于检测对象(第m个)二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_mon和相对检测对象二次电池单元10a处于低电位侧的二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_(m-1)on的电位差，来检测检测对象(第m个)二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon。因此，可以使二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon的检测变得容易，可以容易判断特性的差异。

由于N个二次电池单元10a的施加时端子单元电压值V_Non与电池组10整体的施加时端子单元电压值相等，所以若将电池组10的施加时整体电压值设作V_Son，则可用数式2计算。

【数2】

V_Son＝V_Non

接着，使用各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon和施加时平均电压值V_MEANon，来计算分散程度σ和分散指数dev_m(步骤S220)。

用数式3计算各二次电池单元10a的施加时平均电压值V_MEANon。

【数3】

V_MEANon＝V_Son/N

用数式4计算所述二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon的分散程度σ。

【数4】

$\mathrm{\σ}=\sqrt{\frac{1}{N}\underset{m=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({v_{\mathrm{mon}}}^2-{V_{\mathrm{MEANon}}}^2)}$

根据所述分散程度σ、施加时平均电压值V_MEANon、和各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon，通过数式5计算分散指数dev_m。该指数dev_m是指对每个二次电池单元10a表示上述二次电池单元10a的特性差异的程度的指数。

【数5】

${\mathrm{dev}}_{\mathrm{mn}}=\frac{10\×(v_{\mathrm{mon}}-V_{\mathrm{MEANon}})}{\mathrm{\σ}}+50$

接着，通过所述最大值确定部62，基于由所述分散程度计算部61计算出的二次电池单元10a的分散程度σ，根据上述步骤S220中计算出的分散指数dev_m来确定上述的单元电压值的最大值(步骤S230)。

在这里，比较所述步骤S220中计算出的各二次电池单元10a的分散指数dev_m，并确定得到了最大的分散指数dev_m的最大施加时单元电压值v_maxon。表示了所述最大施加时单元电压值V_maxon的最劣化二次电池单元10M是单元内部电阻值R_m与其他二次电池单元10a不同的二次电池单元10a，即，劣化的可能性高，进行过充电的可能性高。

接着，使用所述第三判断部63，来判断通过所述最大值确定部62确定出的单元最大施加时单元电压值v_maxon是否达到了预先设置的允许单元电压值v_c(步骤S240)。

在判断为比所述允许单元电压值V_c大的情况下，按照通过所述充电电压值改变部264根据数式6来降低施加时整体电压值V_son的方式，根据最大施加时单元电压值V_maxon和允许单元电压值V_c的电压差，来改变通过所述电压供给装置41施加的充电电压值E_a(步骤S250)。

【数6】

V_Son＝V_Son-(v_maxon-v_c)

之后，终止基于所述单元电压值的充电电压控制。在判断为最大施加时单元电压值v_maxon为允许单元电压值v_c以下的情况下，终止基于所述单元电压值的充电电压控制。

另外，按二次电池单元的每个种类来规定所述允许单元电压值V_c，例如对于锂离子电池规定为4.2V。

接着，说明步骤S75中进行的最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m的计算流程。

所述最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m的计算通过下面的步骤来进行。

首先，如图6所示，检测闭路时单元电压值V_moff、和电流值J(步骤S310)。在这里，所述闭路时单元电压值是使用所述数式3，根据闭路时端子单元电压V_moff和V_(m-1)off来计算的。使用所述电流值检测装置44来检测电流值J。

接着，通过内部电阻值计算部65来计算单元内部电阻值R_m(步骤S320)。通过数式7计算所述单元内部电阻值R_m。

【数7】

R_m＝Δv_m/I

作为计算所述单元内部电阻值R_m的对象的二次电池单元10a是得到最大的分散指数dev_m的最劣化二次电池单元10M。并不限于所述最劣化二次电池单元10M，还可以以任意的二次电池单元10a为对象。

另外，在最初的充电时，通过所述数式7计算初始单元内部电阻值R_mint。

所述Δv_m是所述各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon和各二次电池单元10a的闭路时单元电压值v_moff的电压差，用数式8来计算。

【数8】

Δv_m＝v_mon-v_moff

接着，通过健康度计算部66计算作为表示二次电池单元10a的劣化进行状况的指标的单元健康度SOH_m(步骤S330)。

所述单元健康度SOH_m是表示二次电池单元10a的劣化进行状况的指标，用当前的蓄电容量相对初始蓄电容量的比表示，由于蓄电容量和内部电阻的积恒定，所以用当前的单元内部电阻值R_m相对初始单元内部电阻值R_mint的倒数比来表示，若设初始单元内部电阻值为R_mint，则可以用数式9计算。

【数9】

SOH_m＝R_mint/R_m×100

即，通过预先计算初始单元内部电阻值R_mint，从而可根据当前的单元内部电阻值R_m计算单元健康度SOH_m。

在最初的充电时，将初始单元内部电阻值R_mint代入单元内部电阻值R_m，其结果是单元健康度SOH_m为100。

并且，由显示部46来显示步骤S330中计算出的健康度SOH(步骤S340)。

可以看出所述各二次电池单元10a的单元内部电阻值R_m在充电终止期限之前取大致恒定值。若充电终止，则伴随不可逆化学反应，一般单元内部电阻值R_m变大。因此，若充电率为70％左右，则可以准确计算各二次电池10a本来的单元内部电阻值R_m。

本实施例中，使用施加时单元电压值V_mon、闭路时单元电压值V_moff和电流值J来计算单元内部电阻值R_m，但是还可将电池组10整体的施加时整体电压值V_son、闭路时整体电压值v_soff、和电流值J代入数式7和数式8来计算电池组10整体的内部电阻值R，或将所述内部电阻值R和初始内部电阻值R_int代入数式9，来计算所述电池组10整体的健康度SOH。

接着，通过由所述剩余蓄电量计算部67，将由步骤S210检测出的电流值J与时间相乘，从而计算所述电池组10的剩余蓄电量Q_acum(步骤S350)。

所述剩余蓄电量Q_acum与将所述电池组10的电流值J乘以时间后的乘积值Q_charge相等。

并且，通过显示部46显示步骤S350中计算出的剩余蓄电量Q_acum(步骤S360)。

如上这样，本实施例的充电装置40可确定构成电池组10的二次电池单元10a中的、被施加了充电电压值E_a后的最劣化二次电池单元10M，并将对所述最劣化二次电池单元10M施加的充电电压值E_a保持在恒定值以下并加以施加，同时进行充电，由于构成为不用分别控制各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon，而控制电池组10的施加时整体电压值V_son，所以可以预防对电池组10进行充电时的充放电性能的降低，确保电池组10的可靠性和安全性。另外，充电控制变得容易，同时可以降低制造成本。

对于构成所述电池组10的各二次电池单元10a的任何一个都可从单元内部电阻值R的随时变化知道劣化程度，由于使用者可以知道电池组10整体的替换时间，所以可以防止电池组10突然发生问题，可以提高电池组10的可靠性和安全性。

即，在单元健康度SOH_m表示低的值时，在电池组10整体的健康度SOH高的情况下，仅表示单元健康度SOH_m低的二次电池单元劣化的可能性高，在电池组10整体的健康度SOH低的情况下，电池组10整体劣化的可能性高。

进一步，通过从初始开始依次检测所述电池组10的剩余蓄电量Q_acum怎样变化，从而可以根据剩余蓄电量Q_acum容易地判断电池组10的充电时期。

作为本实施例的充电装置40，可以作为始终组装有电池组10的设备，例如作为充电装置装载型电动车等来构成。在为这种构成的情况下，可以从初始开始依次检测所述电池组10的剩余蓄电量Q_acum怎样变化。

实施例2

接着，说明作为判断串联连接多个二次电池单元10a的电池组10的品质的品质判断装置的检测器200。

如图7所示，所述检测器200包括电压供给装置241、单元电压值检测装置242、品质判断装置243、电流值检测装置244、和显示部246。

所述电压供给装置241向所述电池组10供给预定的外部电压。

所述单元电压值检测装置242、电流值检测装置244、和显示单元246分别与上述实施例(参考图1)的单元电压值检测装置42、电流值检测装置44、和显示单元46为同样的结构，所以省略详细的说明。

接着说明所述品质判断装置243。

如图7所示，所述品质判断装置243是判断电池组10的品质的装置，由执行各种处理的CPU和存储各种处理程序等的存储器等构成。具体为，包括存储部250、电压值切换部245、分散程度计算部261、最大值确定部262、内部电阻值计算部265、和健康度计算部266。

所述存储部250存储所述二次电池单元10a的允许单元电压值v_c。

所述电压值切换部245切换外部电压对所述电池组10的施加或截断。

所述分散程度计算部261、最大值确定部262、内部电阻值计算部265、和健康度计算部266分别与上述实施例(参考图1)的分散程度计算部61、最大值确定部62、内部电阻值计算部65、和健康度计算部66为同样的结构，所以省略详细的说明。

接着，说明使用了所述品质判断装置243的品质判断的流程。

首先，如图8所示，将所述电压值切换部245设作“ON”，从所述电压供给装置241施加外部电压，并进行基于单元电压值的品质判断(步骤S510)。并且，将所述电压值切换部245设作“OFF”，截断外部电压，根据最劣化二次电池单元10M的单元内部电阻值R_m计算最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m(步骤S520)。

如图9所示，通过下面的步骤来进行基于所述单元电压值的品质判断。

首先，使用构成所述电池组10的各二次电池单元10a、10a、...的施加时端子单元电压值V_mon来检测施加时单元电压值v_mon(步骤S610)。

这里，构成所述电池组10的各二次电池单元10a、10a、...的单元电压值检测方法与上述实施例中的单元电压值计算方法相同(参考图5)，使用所述数式1检测各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon，使用数式2计算所述电池组10的施加时整体电压值V_son。

接着，通过所述分散程度计算部261，根据各二次电池单元10a的施加时单元电压值V_mon和施加时平均电压值V_MEANon计算分散程度σ、和分散指数dev_m(步骤S620)。

这里，施加时平均电压值V_MEANon、分散程度σ和分散指数dev_m的计算方法与上述的实施例中的计算方法同样(参考图5)，并分别使用数式3计算施加时平均电压值V_MEANon，使用数式4计算分散程度σ，使用数式5计算分散指数dev_m。

接着，通过所述最大值确定部262，基于通过所述分散程度计算部263计算出的二次电池单元10a的分散程度σ，并根据上述步骤S620中计算出的分散指数dev_m确定上述单元电压值的最大值。(步骤S630)。

比较所述步骤S620中计算出的各二次电池单元10a的分散指数dev_m，来确定得到了最大的分散指数dev_m的最劣化二次电池单元10M的最大施加时单元电压值V_maxon。

得到了所述最大施加时单元电压值v_maxon的最劣化二次电池单元10M是单元内部电阻值R_m与其他二次电池单元10a不同的二次电池单元10a，即，劣化的可能性高，进行过充电的可能性高。

接着，通过所述第四判断部263，判断由所述最大值确定部262确定的最大施加时单元电压值v_maxon是否达到预先设置的允许单元电压值v_c(步骤S640)。

在判断为所述最大施加时单元电压值v_maxon比允许单元电压值v_c大的情况下，通过显示部246显示所述最劣化二次电池单元10M的最大施加时单元电压值v_maxon(步骤S650)。这时，与所述最大施加时单元电压值v_maxon的显示一起，也可对使用者显示使其知道二次电池单元10a的劣化的警告。之后，终止基于所述单元电压值的品质判断。在判断为最大施加时单元电压值V_maxon为允许单元电压值v_c以下的情况下，终止基于所述单元电压值的品质判断。

接着，如图8所示，根据最劣化二次电池单元10M的单元内部电阻值R_m，计算最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m(步骤S520)。

通过下面的步骤来进行所述最劣化二次电池单元10M的单元健全度SOH_m的计算。

首先，如图10所示，检测上述截断时单元电压值v_mshut和电流值J(步骤S710)。

在这里，截断时单元电压值v_mshut是使用所述数式1，根据截断时端子单元电压值V_mshut和v_(m-1)shut计算出的。使用所述电流值检测装置44检测电流值J。

接着，通过内部电阻值计算部265，计算单元内部电阻值R_m。所述单元内部电阻值R_m与上述实施例中的计算方法相同(参考图6)，同样可以从数式7中计算。

作为计算所述单元内部电阻值R_m的对象的二次电池单元10a是得到了最大分散指数dev_m的最劣化二次电池单元10M。并不限于所述最劣化二次电池单元10M，还可将任意的二次电池单元10a作为对象。

这里，在最初的充电时，从所述数式7计算初始单元内部电阻R_mint。

所述数式7的Δv_m是所述各二次电池单元10a的施加时单元电压值v_mon和各二次电池单元10a的截断时单元电压值v_mshut的电压差，可由数式10计算。

【数10】

Δv_m＝v_mon-v_mshut

接着，通过所述健康度计算部266，计算作为表示二次电池单元10a的劣化进行状况的指标的单元健康度SOH_m(步骤S730)。

所述单元健康度SOH_m是表示二次电池单元10a的劣化进行状况的指标，用当前的蓄电容量相对初始蓄电容量的比来表示，由于蓄电容量和内部电阻的积恒定，所以可用当前的单元内部电阻值R_m相对初始单元内部电阻值R_mint的倒数比来表示，若设初始单元内部电阻值为R_mint，则可以用所述数式9计算。

本实施例中，使用施加时单元电压值v_mon、截断时单元电压值v_mshut、和电流值J来计算单元内部电阻值R_m，但是也可将电池组10整体的施加时整体电压值V_son、截断时整体电压值V_Sshut、和电流值J代入数式7和数式10来计算电池组10整体的内部电阻值R，或将所述内部电阻值R和初始内部电阻值R_int代入数式9来计算所述电池组10整体的健康度SOH。

通过显示部246来显示单元内部电阻值R_m、单元健康度SOH_m(步骤S740)。之后，终止所述最劣化二次电池单元10M的单元健康度SOH_m的计算。

这样，在本实施例的检测器200中，构成为判断构成电池组10的二次电池单元10a中，有无比允许单元电压值v_c大的最大施加时单元电压值v_maxon，所以可以预防对该电池组10进行充电时的充放电性能的降低，确保电池组10的可靠性和安全性。可以根据电池组10的分散程度σ和最大施加时单元电压值v_maxon判断是电池组10整体劣化还是二次电池单元10a劣化。

另外，使用者可根据电池组10的健康度知道电池组10的替换时期，所以可以防止电池组10忽然发生问题，可以提高电池组10的可靠性和安全性。

(产业上的可用性)

本发明的电池组的充电装置和电池组的品质判断装置优选适用于对串联连接了多个二次电池单元的电池组进行充电的充电装置。

Claims (7)

1.一种电池组的充电装置，对串联连接了多个二次电池单元的电池组进行充电，其特征在于，包括：

电压供给单元，其向所述电池组供给预定的充电电压；

单元电压值检测单元，其检测构成所述电池组的每个二次电池单元的单元电压值；和

充电控制单元，其控制向所述电池组供给的充电电压，

所述充电控制单元包括：

分散程度计算单元，其根据由所述单元电压值检测单元检测出的单元电压值来计算二次电池单元的分散程度；

最大值确定单元，其根据由所述分散程度计算单元计算出的二次电池单元的分散程度来确定单元电压值的最大值；

判断单元，其判断通过所述最大值确定单元确定的单元电压值的最大值是否达到预先设置的允许单元电压值；和

充电电压值改变单元，其在通过所述判断单元判断为电压值的最大值比允许单元电压值大的情况下，根据单元电压值的最大值和允许单元电压值的电压差，改变通过所述电压供给单元施加的充电电压。

2.根据权利要求1所述的电池组的充电装置，其特征在于，

所述单元电压值检测单元设置有检测构成所述电池组的每个二次电池单元的端子单元电压值的检测用端子，

根据检测对象的二次电池单元的端子单元电压值与相对于检测对象的二次电池单元处在低电位侧的二次电池单元的端子单元电压值的电位差，对检测对象的二次电池单元的单元电压值进行检测。

3.根据权利要求1或2所述的电池组的充电装置，其特征在于：

该充电装置还具有电流值检测单元，其检测所述电池组中流过的电流值；

所述充电控制单元包括：

电压值切换单元，其将对所述电池组的充电电压切换为虽然超过满充电平衡电位值、但没有达到不可逆化学反应区域的预定的充电电压值与以满充电平衡电位值为基准设置的检查电压值；

内部电阻值计算单元，其根据通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组施加预定的充电电压值的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值、通过所述电压值切换单元切换为向所述电池组施加检查电压值的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值以及通过所述电流值检测单元检测出的电流值，来计算二次电池单元的内部电阻值；和

健康度计算单元，其根据由所述内部电阻值计算出的二次电池单元的内部电阻值，来计算二次电池单元的健康度。

4.根据权利要求3所述的电池组的充电装置，其特征在于：

所述充电控制单元具有蓄电量计算单元，其根据所述充电时检测出的电流值和放电电流的电流值，来计算二次电池单元的剩余蓄电量。

5.一种电池组的品质判断装置，其对串联连接了多个二次电池单元的电池组的品质进行判断，其特征在于，包括：

电压供给单元，其向所述电池组供给预定的外部电压；

单元电压值检测单元，其检测构成所述电池组的每个二次电池单元的单元电压值；和

品质判断单元，其判断所述电池组的品质，

所述品质判断单元包括：

分散程度计算单元，其根据通过所述单元电压值检测单元检测出的单元电压值来计算二次电池单元的分散程度；

最大值确定单元，其根据由所述分散程度计算单元计算出的二次电池单元的分散程度来确定单元电压值的最大值；和

判断单元，其判断通过所述最大值确定单元确定出的单元电压值的最大值是否达到预先设置的允许单元电压值。

6.根据权利要求5所述的电池组的品质判断装置，其特征在于，

所述单元电压值检测单元设置有检测构成所述电池组的每个二次电池单元的端子单元电压值的检测用端子；

根据检测对象的二次电池单元的端子单元电压值、与相对于检测对象的二次电池单元处在低电位侧的二次电池单元的端子单元电压值的电位差，对检测对象的二次电池单元的单元电压值进行检测。

7.根据权利要求5或6所述的电池组的品质判断装置，其特征在于，

该品质判断装置还包括电流值检测单元，其检测所述电池组中流过的电流值；

所述品质判断单元包括：

电压值切换单元，其切换外部电压对所述电池组的施加和截断；

内部电阻值计算单元，其根据通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组施加预定的外部电压的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值、通过所述电压值切换单元切换为对所述电池组截断外部电压的状态下由所述单元电压值检测单元检测出的二次电池单元的单元电压值以及通过所述电流值检测单元检测出的电流值，来计算二次电池单元的内部电阻值；和

健康度计算单元，其根据由所述内部电阻值计算出的二次电池单元的内部电阻值，来计算二次电池单元的健康度。

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