CN1332474C - 电池装置和电池装置的放电控制方法 - Google Patents

电池装置和电池装置的放电控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1332474C
CN1332474C CNB2005100716703A CN200510071670A CN1332474C CN 1332474 C CN1332474 C CN 1332474C CN B2005100716703 A CNB2005100716703 A CN B2005100716703A CN 200510071670 A CN200510071670 A CN 200510071670A CN 1332474 C CN1332474 C CN 1332474C
Authority
CN
China
Prior art keywords
discharge
final voltage
battery unit
charge
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100716703A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1674350A (zh
Inventor
土谷之雄
佐藤秀幸
樱井将树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1674350A publication Critical patent/CN1674350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1332474C publication Critical patent/CN1332474C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/443—Methods for charging or discharging in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488—Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/448—End of discharge regulating measures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

提供一种电池装置，其中即使在低温环境下使用电池或者电池已经被充电/放电多次，通过基于电池的性能改变和设置终止电池单元放电的终止电压，可以延长放电时间。一种通过检测可充电/放电的电池单元的充电/放电状态来控制操作以向电子装置提供电源电压的电池装置，包括：基于所述电池单元的放电性能设置终止所述电池单元放电的终止电压的终止电压设置部件；和根据使用所述电池单元的条件来改变和控制所述终止电压的设置的终止电压控制器。

Description

电池装置和电池装置的放电控制方法
相关本申请的交叉参考
本申请包含与2004年3月16日向日本专利局提交的日本优先权文本JP2004-074902有关的主题，并通过引用而将其全部内容合并于此。
发明领域
本发明涉及一种用于具有可充电/放电的电池单元(battery cell)等的电池组(battery pack)的电池装置和一种电池装置的放电控制方法。
背景技术
在相关技术中，提供具有电池单元的电池组作为蓄电池(secondary cell)，诸如锂电池、NiCd电池、镍氢电池等。典型地，电池组包括：用于计算电池单元的电池剩余量和用于与其电源为电池单元的电子装置通信的微型计算机；该微型计算机的***电路；和该微型计算机计算电池剩余量所需的电池单元的状态检测电路。
前述电池组可被充电和放电的次数不是无限的。同样，根据电池单元的种类等，充电/放电次数的最大数目被确定为某个数目，在该最大数目内可以维持在使用的允许范围内的充电/放电性能。
本申请人建议：计数完充电/放电次数的最大数目以设置电池剩余量，当电池的充电/放电导致电池单元内的恶化时，电池组可以根据恶化计算充电/放电次数的数目和根据恶化精确地设置电池剩余量作为一种方法；充电/放电计数方法，和设置电池组的电池剩余量的方法(参照专利文件：日本专利申请公开第2000-260486号)。
本申请还建议：计算电池剩余量，即使电池单元内发生温度变化，电池单元可以根据温度变化精确地计算电池剩余量作为一种方法，和计算电池剩余量的方法(参照专利文件：日本专利申请公开第2000-260488号)。
发明内容
为了向使用前述电池的电子装置提供电源电压，在用于检测电池侧的电池单元的电压以控制操作的微型计算机中，根据电池单元的性能设置用于终止电池单元充电的终止电压(end voltage)。
然而，在如锂离子电池等的电池中，在试验中得出如下现象，其中如果电池在低温环境下使用或者充电/放电次数的数目增大，那么电池单元的阻抗增加。这导致如下缺点，其中如果电池单元的阻抗增加，则导致电压降低(voltage drop)，并且如果以相同的终止电压结束使用该电池的装置的操作，那么操作时间(period)就会变短。
下面将描述依赖于使用电池的条件电池单元阻抗的增加。图9是示出基于温度和充电/放电次数的电池单元的阻抗的视图。在图9中，电池91的单元93中包括不使用时在25℃下150mΩ的阻抗部件，如附图标记92所示。当在该条件下进行放电时，单元93的电压降低。这并不意味着单元93中实际存在电阻，而是进行放电时从电压降低中测得的假拟(pseudo)因素。如附图标记94所示，当测量到输出电压降低时，认为产生与存在150mΩ电阻的情况相似的电压降低。从而，在不使用时常温下的假拟阻抗被认为是150mΩ。
图10是示出在低温(0℃)环境下使用时的电池单元阻抗的视图。在图10中，在低温环境中进行放电时，电池101的单元103内的化学反应变慢且输出电压降低。如附图标记104所示，当从电压降低中假拟测量内部电阻值时，其示出了与如附图标记102所示的、添加250mΩ电阻到单元103的情况相似的性能。从而，将在低温时的假拟阻抗设置为250mΩ。
图11是示出在进行100次充电/放电之后电池单元的阻抗的视图。在图11中，随着放电数目的增加和单元113的恶化，单元113内的化学反应变慢，从而降低输出电压。如附图标记114所示，当从电压降低中假拟测量内部电阻值时，其示出了与如附图标记112所示的、添加200mΩ电阻到单元113的情况相似的性能。从而，将在进行100次放电时的假拟阻抗设置为200mΩ。
图12是示出在电池被充电/放电100次之后在低温(0℃)下使用时的电池单元的阻抗的视图。在图12中，当充电/放电次数增加的电池在低温环境中放电时，电池121的单元123内的化学反应变慢，从而进一步降低了输出电压。如附图标记124所示，当从电压降低中假拟测量内部电阻值时，其示出了与如附图标记122所示的、添加350mΩ电阻到单元123的情况相似的性能。从而，将在已经进行了100次充电/放电之后低温下的假拟阻抗设置为350mΩ。
考虑到上述情况，本发明提供一种电池装置，其中即使其电池在低温环境下使用或者其电池已经进行了多次充电/放电，通过根据电池性能改变和设置终止电池单元放电的终止电压，来延长可放电的时间，并且还提供一种电池装置的放电控制方法。
为了解决上述缺点，本发明的电池装置包括：用于根据电池单元的放电性能设置终止电池单元放电的终止电压的终止电压设置部件；和用于根据使用电池单元的条件改变和控制终止电压的设置的终止电压控制器。
从而，在向电子装置提供电源电压的电池装置中，首先，终止电压设置部件基于电池单元的放电性能设置终止电压，该终止电压终止电池单元放电。下面，终止电压控制器根据使用电池单元的条件改变和控制终止电压的设置。电池装置中具有诸如微型计算机和温度检测器件，并且通过电池装置内部的通信获得信息，诸如使用电池单元的条件等。同样，通过使用电池装置的电子装置和该电池装置之间的通信，发送和接收信息，诸如使用电池单元的条件等。另外，电池组本身根据电压变化，对充电/放电次数的数目进行计数。
从而，由于检测使用电池单元的条件和设置终止电池单元放电的点，即使使用放电性能不同的电池单元，由于电池组内部具有终止放电的终止电压，所以可以改变和控制终止电压的设置，从而可以有效地使用电池单元。
此外，本发明的电池装置的放电控制方法包括：根据电池单元的放电性能设置终止电压的步骤，该终止电压终止电池单元放电；和根据使用电池单元的条件改变和控制终止电压的设置的步骤。
从而，当使用电池单元的条件改变时，当电池装置检测到电池单元使用的***温度低于常温或者充电/放电次数的数目增加时，由于电池单元的阻抗增加，所以电池装置认识到电池电压降低变得比一般情况下大。此时，电池装置进行控制，以使得根据电池阻抗的增加改变终止电压的设置。
从而，根据对温度降低和充电/放电次数的数目的检测，当认识到电池阻抗增加时，降低终止输出的终止电压，从而可以有效并长时间地使用电池。
根据本发明，在其中电池单元的阻抗增加的、诸如电池组等的电池装置中，通过降低终止电子装置中的放电的终止电压，可以延长可放电时间。
另外，此时，在用于测量电池温度和充电/放电次数的数目的、诸如电池组等的电池装置中，通过测量它们和认识到电池单元的阻抗增加的事实，可以改变和控制终止电压的设置。
此外，将终止电子装置中的放电的终止电压作为内部数据保存在如电池组等的电池装置中的存储器中。从而，即使使用电池装置，诸如其中电池单元的放电性能不同的电池组，相比相关技术中的技术，其可以有效地提高放电时间。
同样，如涉及到确定使用电池单元的条件的变化，不限于例如设置的如下情况，其中在使用电池单元时***温度的阈值和充电/放电次数的数目被保存在内部存储器中，并且设置的如下情况也是可能的，其中基于在使用电池单元时的***温度和充电/放电次数的数目通过使用内部微型计算机计算终止电压，从而更加具体的设置也是可能的。
此外，除了上述描述，内部微型计算机实际测量电池单元的阻抗，以及根据电阻值计算终止电压，从而更加具体的设置也是可能的。
附图简述
图1是示出本发明实施例应用的电池和装置主体之间的连接的图；
图2是电池微型计算机的结构图；
图3示出终止电压控制操作的流程图；
图4是示出在25℃下100次充电/放电性能的曲线图；
图5是示出在0℃下0次充电/放电性能的曲线图；
图6是示出在0℃下100次充电/放电性能的曲线图；
图7是示出基于使用的温度和充电/放电次数的数目的终止电压设置实例的表；
图8是示出在改变终止电压后的操作时间的表；
图9是示出基于使用的温度和充电/放电次数的数目的电池单元的阻抗的图；
图10是示出在低温(0℃)环境下使用时的电池单元的阻抗的图；
图11是示出已经进行100次充电/放电的电池单元的阻抗的图；和
图12是示出在低温(0℃)下使用的、已经进行100次充电/放电的电池单元的阻抗的图。
具体实施方式
通过参照附图在下文中描述本发明的实施例。应当注意，在下述的实施例中，为了方便将解释内置有微型计算机的信息锂(info-lithium)电池和作为使用该电池的电子装置的数码照相机，该微型计算机用于将信息传送到电子装置/接收来自电子装置的信息。然而，本发明不局限与此。
图1是示出本发明实施例应用的电池和装置主体之间的连接的图。例如，如图1所示可将本发明的实施例应用到电池侧11的电池组，该电池侧11的电池组与装置侧1的摄像机装置连接。
例如，电池组11通过通信路径9连接到摄像机装置1的电池连接(attaching)单元上。对摄像机装置1来说，通过端子10从锂离子蓄电池14提供电源电压，并且还通过微型计算机12、通信接口15和存储器13发送电池信息。
这里，在电池组11和作为使用该电池的装置的摄像机装置1之间，除了从锂离子蓄电池14提供电压之外，还通过通信路径9发送和接收电池剩余量、电池终止电压等。
为此，电池组11的微型计算机12的终止电压控制器21控制电池剩余量的计算和可操作电压范围的设置。与此相对应，摄像机装置1的微型计算机2的终止电压设置单元20设置在该装置内部的电源电压供应的终止电压，以及在显示设备4和液晶显示设备5上显示剩余量和终止电压。
应当注意，作为提供到摄像机装置1的内部的电源电压，例如，存在在微型计算机2向存储器3写入数据或者从存储器3中读取数据时的控制电压，在通过摄像机单元(未示出)成像的图像数据被记录在记录单元(未示出)的记录介质上时的控制和驱动电压，以及当摄像机单元(未示出)的镜头被收纳或拉出时的驱动电压。
这里，在本发明的实施例中，电池组11的微型计算机12的终止电压控制器21被构造为具有如下功能单元：根据锂离子蓄电池14的放电性能，设置终止作为电池单元的锂离子蓄电池1 4放电的终止电压的终止电压设置部件；和根据使用锂离子蓄电池14的条件，改变和控制终止电压的设置的终止电压控制器。
图2是电池微型计算机的结构图。下面将描述电池组11的微型计算机12的电路结构。如图2所示，电池组11的微型计算机12准备：作为电池单元的锂离子蓄电池14；通过充电/放电电压控制器18连接到锂离子蓄电池14正极上的正(+)端子19-1；通过电流检测电阻16连接到锂离子蓄电池14负极上的负(-)端子19-3；和通信端子19-2。
锂离子蓄电池14通过正(+)端子19-1和负(-)端子19-3将电源电压提供给外部装置。此外，在锂离子蓄电池14中，充电/放电电压控制器18控制过度放电或过度充电。
此外，电池组11的微型计算机12的终止电压控制器21包括：用于测量和检测流经电流检测电阻16的电流的检测电路；用于使充电/放电电流值和电池电压值数字化的A/D转换器；用于计数已经进行的充电/放电的数目(以下称为“充电/放电次数的数目”)和计算电池剩余量的中央处理单元(以下称为“CPU”)；用于临时存储锂离子蓄电池的现有电压值等的随机存取存储器(以下称为“RAM”)；和存储CPU控制程序的只读存储器(以下称为“ROM”)。
电流检测电路检测在充电或者放电时流经电流检测电阻16的电流，以及将检测到的电流值提供给A/D转换器。A/D转换器将来自电流检测电路的电流值数字化，并将其提供到CPU。A/D转换器还将在锂离子蓄电池14的两个终端的电压数字化，并将其提供到CPU。
用于根据电阻值的变化来测量***温度的热敏电阻17也被安装在电池组11的外壳内。终止电压控制器21具有温度检测电路，该温度检测电路通过测量流经热敏电阻17的电阻的电流来检测温度。该温度检测电路检测在充电或放电时流经温度检测电阻的电流，以及将检测到的电流值提供到A/D转换器。该A/D转换器将来自温度检测电路的电流值数字化，并将其提供到CPU。
解释具有前述结构的终止电压控制器21的该实施例中的功能单元。该终止电压控制器21包括：用于响应于锂离子蓄电池14的假拟电阻的增加，检测锂离子蓄电池14的单元电压31的电压变化以检测充电/放电次数的数目的充电/放电次数测量单元22；用于确定由充电/放电次数测量单元22检测到的充电/放电次数的数目是否进入范围的充电/放电次数确定单元23，在所述范围中锂离子蓄电池14的假拟电阻增加；和根据充电/放电次数的数目，通过降低终止电压来改变终止电压的设置的终止电压设置改变单元26。
此外，终止电压控制器21包括：用于检测锂离子蓄电池14的***温度并检测与锂离子蓄电池14的假拟阻抗的增加相对应的温度降低的***温度测量单元24；用于确定由***温度测量单元24检测到的温度降低进入范围的***温度确定单元25，在所述范围中锂离子蓄电池14的假拟电阻增加；和根据降低的温度，通过降低终止电压来改变终止电压的设置的终止电压设置改变单元26。
终止电压控制器21还包括终止电压发送单元27，通过通信端子19-2将终止电压的可变设置信息提供给电子装置。
此外，终止电压控制器21被配置成减少终止电压以设置在锂离子蓄电池14的放电性能缓慢下降的范围内，该范围是可根据使用锂离子蓄电池的条件改变的。
下面将描述如上所述配置的电池组11中的终止电压控制器21的操作。
图3示出终止电压控制操作的流程图。在图3中，首先，图2示出的充电/放电测量单元22测量充电/放电次数的数目(步骤S1)。下一步，图2示出的***温度测量单元24测量***温度(步骤S2)。然后，终止电压设置改变单元26设置终止电压为3.2V(步骤S3)。
这里，***温度确定单元25确定由***温度测量单元24检测到的温度下降是否在锂离子蓄电池14的假拟电阻增加的范围内(步骤S4)。如果在该温度确定中确定温度降低发生，那么终止电压设置改变单元26进行控制，以降低终止电压例如0.1V(步骤S5)。
下一步，当在温度确定中确定温度降低没有发生时，或者在由于温度降低而控制终止电压使得其降低0.1V之后，充电/放电确定单元23确定充电/放电次数的数目是否超过100次(步骤S6)。如果充电/放电次数的数目超过100次，则该终止电压设置改变单元26进行控制，以便降低终止电压例如0.05V(步骤S7)。最后，终止电压发送单元27将终止电压发送到使用该电池组11的装置。
以这种方式，通过测量充电/放电次数的数目和温度，从而改变终止放电的终止电压，然后将改变的终止电压发送到使用该电池的装置。由于使用该电池的装置被控制以便改变终止电压的设置，所以其可以比以前操作更长的时间。
例如，假设使用具有如图4所示的、在25℃常温下充电/放电次数的数目为0次的充电/放电性能的电池。在这种情况下，在终止电池的使用后，为了保存数据或者进行终止处理，优选终止具有剩余能量的电池。从而，在具有由线41表示的、在25℃下0次充电/放电性能的电池的情况下，将终止电压设置为3.2V。在如线41所示的、在25℃下0次充电/放电性能的情况下，电压急剧地从3.2V降低到3.0V，因此如果在3.2V电压下终止电子装置的使用，则其到达到3.0V为止以在负载为2.0W时大约1分钟的剩余能量终止，该1分钟为从1小时14分到1小时15分的时期。
另一方面，当使用相同的电池时，但该电池已经在25℃常温下进行了100次充电/放电，由于电池的阻抗增加，所以可以确认电压降低与线42所示的、在25℃下100次的充电/放电性能非常相似。即，在使用具有线42所示的、在25℃下100次充电/放电性能的电池的情况下，充电/放电性能仍然缓慢地从3.2V降至3.0V。因此，如果与在常温下的情况类似地设置终止电压为3.2V，在具有在负载为2.0W时大约2分钟的剩余能量的同时，终止到达到3.0V为止的该时间，该两分钟为从1小时8分到1小时10分的时期。从而，在使用具有线42所示的、在25℃下100次充电/放电性能的电池情况下，其被控制以便改变终止电压并将其设置为3.15V。因此，可以以大约1分钟的剩余能量终止从3.1 5V到3.0V的时期，该时期为从1小时9分到1小时10分的时期。应当注意，在该情况下，当电压从3.0V下降时，线42所示的在25℃下100次的充电/放电性能急剧地降低。
同样地，假设如图5所示在0℃的低温环境下使用相同的电池。当电池的***温度降低时，电池单元的阻抗增加，从而阻抗的增加导致变成线52示出的、0℃下0次的充电/放电性能。同样在该情况下，与充电/放电已经进行许多次的情况相似，电压急剧降低。同样地，与线51示出的、在25℃常温下进行0次充电/放电的电池的充电/放电性能相比，在线52表示的、在0℃下0次的充电/放电性能中，如果终止电压被设置为3.2V，在具有在负载为2.0W时大约5分钟的剩余能量的同时，终止到达到3.0V为止的该时间，该5分钟为从0小时54分到0小时59分的时期。从而，在使用具有线52所示的在0℃下0次的充电/放电性能的电池的情况下，其被控制以便改变终止电压并将其设置为3.10V。因此，可以以大约2分钟的剩余能量终止从3.10V到3.0V的时期，该2分钟为从0小时57分到0小时59分的时期。应当注意，在该情况下，当电压从2.8V下降时，线52所示的在0℃下0次的充电/放电性能急剧地降低。
此外，如图6所示，当在0℃低温环境下使用已经进行100次充电/放电的电池时，电压被进一步降低。同样地，与线61示出的在25℃常温下进行0次充电/放电的电池相比，如果终止电压被设置为3.2V，在具有在负载为2.0W时大约9分钟的剩余能量的同时，终止到达到3.0V为止的该时间，该9分钟为从0小时36分到0小时45分的时期。从而，在使用具有线62所示的在0℃下100次的充电/放电性能的电池的情况下，其被控制以便改变终止电压并将其设置为3.05V。因此，可以以大约2分钟的剩余能量终止从3.05V到3.0V的时期，该2分钟为从0小时43分到0小时45分的时期。应当注意，在该情况下，当电压从2.8V下降时，线62所示的在0℃下100次的充电/放电性能急剧地降低。
如上所述，如果终止具有大量剩余能量的电池，就没有极好地示出和有效地利用电池的性能。此外，在前述的环境下电池的寿命变短。
从而，如上所述，在本实施例中，分别控制终止电压以使得在阻抗增加的情况下对其进行改变和设置。例如，当如图4示出的充电/放电次数的数目超过100次时，设置终止电压为3.15V。同样地，可以设置到达到3.0V为止的时期作为在负载为2.0W时大约1分钟的剩余能量，从而使得电池的使用时间变长。
此外，图5示出的在0℃下使用的终止电压被设置为3.1V。因此，到达到3.0V为止的时期具有在负载为2.0W时大约2分钟的剩余能量。同时，电池的使用时间可以从54分钟延长到57分钟。
此外，当如图6所示在0℃环境下使用已经充电/放电超过100次的电池时，设置终止电压为3.05V。从而，到达到3.0V为止的时期具有在负载为2.0W时大约2分钟的剩余能量，以及能够延长电池的使用时间。
图7是示出基于使用的温度和充电/放电次数的数目的终止电压设置实例的表。在图7中，当如附图标记71所示充电/放电次数的数目为0和如附图标记73所示使用温度为25℃时，终止电压为3.20V。当如附图标记71所示充电/放电次数的数目为0和如附图标记74所示使用温度为0℃，终止电压为3.10V。同样，当如附图标记72所示充电/放电次数的数目为100和如附图标记73所示使用温度为25℃时，终止电压为3.15V。当如附图标记72所示充电/放电次数数目为100和如附图标记74所示使用温度为0℃时，终止电压为3.05V。
图8是示出在改变终止电压后的操作时间的表。在图8中，在如附图标记81所示在25℃下放电状态为0次和如附图标记82所示终止电压为3.20V时，放电时间83为1小时14分，与在25℃下0次的情况的对比84为100％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时1分钟。
当如附图标记81所示在25℃下放电状态为100次和如附图标记82所示终止电压为3.20V时，放电时间83为1小时8分，与在25℃下0次的情况的对比84为91.9％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时2分。然而，当如附图标记86所示终止电压为3.1 5V时，放电时间83为1小时9分钟，与在25℃下0次的情况的对比84为93.2％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时1分钟。
当如附图标记81所示在0℃下放电状态为0次和如附图标记82所示终止电压为3.20V时，放电时间83为0小时54分，与在25℃下0次的情况的对比84为73.0％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时5分钟。然而，当如附图标记86所示终止电压为3.10V时，放电时间83为0小时57分，与在25℃下0次的情况的对比84为77.0％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时2分钟。
当如附图标记81所示在0℃下放电状态为100次和如附图标记82所示终止电压为3.20V时，放电时间83为0小时36分，与在25℃下0次的情况的对比84为48.6％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时9分。然而，当如附图标记86所示终止电压为3.05V时，放电时间83为0小时43分，与在25℃下0次的情况的对比84为58.1％，以及到3.0V为止的剩余能量为0小时2分。
如上所述，通过根据温度和充电/放电次数的数目改变终止电压，可以有效并长时间地使用电池。特别地，当增加电池的阻抗时这是非常有效的。
如果由于充电/放电次数的数目增加而使电池单元恶化或者在低温环境下使用电池单元，那么该电池具有增加电池单元阻抗的性能。当阻抗增加时，在相同条件下的输出电压被极大地降低。
从而，当使用已经被多次充电/放电的电池组或者在低温环境下使用电池组时，控制降低终止电池放电的终止电压。从而，可以延长终止放电的装置的操作时间，从而该电池可以比以前更长时间地驱动该装置。
此外，根据电池单元的放电性能，终止电压是不同的。从而，由电池组自身而不是由电子装置设置终止电压，并且将终止电压通过通信发送到电子装置。从而，即使使用放电性能不同的电池单元，也可以有效地使用电池组。
在本发明中，根据单元的***温度和所计数的充电/放电次数的数目，通过计算电池的假拟阻抗增加来改变终止电压。然而，也可以测量***温度和充电/放电次数的数目中的一个来改变终止电压。
本领域技术人员应该明白根据设计需要和其它因素各种变形、组合、副组合和改变都在所附权利要求及其等同的范围内。

Claims (8)

1、一种通过检测可充电/放电的电池单元的充电/放电状态来控制操作以向电子装置提供电源电压的电池装置，包括：
基于所述电池单元的放电性能设置终止所述电池单元放电的终止电压的终止电压设置部件；和
根据使用所述电池单元的条件来改变和控制所述终止电压的设置的终止电压控制器，
其中所述终止电压控制器包括：
通过在所述电池单元充电/放电时检测电压的变化来检测充电/放电次数的数目的充电/放电次数检测部件；和
如果所述充电/放电次数检测部件检测到先前指定的、与所述电池单元的假拟电阻的增加相对应的充电/放电次数的数目，则根据所述先前指定的充电/放电次数的数目减少所述终止电压的所述设置的第一终止电压设置改变部件。
2、根据权利要求1所述的电池装置，其中所述终止电压控制器进一步包括：
检测所述电池单元的***温度的***温度检测部件；和
如果所述***温度检测部件检测到先前指定的、与所述电池单元的假拟电阻的增加相对应的温度降低，则根据所述先前指定的温度降低以降低和改变所述终止电压的所述设置的第二终止电压设置改变部件。
3、根据权利要求1所述的电池装置，其中所述终止电压控制器进一步包括：
将所述终止电压的可变设置信息提供到电子装置的通信部件。
4、根据权利要求1所述的电池装置，其中，所述终止电压控制器降低所述终止电压并将其设置在所述电池单元的放电性能急剧降低之前的缓慢降低的范围内，所述电池单元的放电性能根据使用该电池单元的条件而改变。
5、一种电池装置的放电控制方法，该电池装置通过检测可充电/放电的电池单元的充电/放电状态来控制操作以向电子装置提供电源电压，所述方法包括步骤：
基于所述电池单元的放电性能，设置终止所述电池单元放电的终止电压；和
根据使用所述电池单元的条件，改变和控制所述终止电压的设置，
其中所述改变和控制所述终止电压的设置的步骤包括步骤：
通过在所述电池单元充电/放电时检测电压的变化来检测充电/放电次数的数目；和
如果所述充电/放电次数检测部件检测到先前指定的、与所述电池单元的假拟电阻的增加相对应的充电/放电次数的数目，则根据所述先前指定的充电/放电次数的数目改变和降低所述终止电压的所述设置。
6、根据权利要求5所述的放电控制方法，其中所述改变和控制所述终止电压的设置的步骤进一步包括步骤：
通过检测所述电池单元的***温度，根据所述电池单元的假拟电阻的增加来检测温度降低；和
如果在所述检测***温度的步骤中检测到先前指定的、与所述电池单元的假拟电阻的增加相对应的温度降低，则根据被降低的所述先前指定的温度来降低和改变所述终止电压的所述设置。
7、根据权利要求5所述的放电控制方法，其中所述改变和控制所述终止电压的设置的步骤进一步包括步骤：
通过通信部件将所述终止电压的可变设置信息提供到电子装置。
8、根据权利要求5所述的放电控制方法，其中，在所述改变和控制所述终止电压的设置的步骤中，降低所述终止电压并将其设置在所述电池单元的放电性能急剧降低之前的缓慢降低的范围内，所述电池单元的放电性能根据使用该电池单元的条件而改变。
CNB2005100716703A 2004-03-16 2005-03-16 电池装置和电池装置的放电控制方法 Expired - Fee Related CN1332474C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004074902A JP3897027B2 (ja) 2004-03-16 2004-03-16 バッテリ装置及びバッテリ装置の放電制御方法
JP074902/2004 2004-03-16
JP074902/04 2004-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1674350A CN1674350A (zh) 2005-09-28
CN1332474C true CN1332474C (zh) 2007-08-15

Family

ID=34836515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100716703A Expired - Fee Related CN1332474C (zh) 2004-03-16 2005-03-16 电池装置和电池装置的放电控制方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7521893B2 (zh)
EP (1) EP1577677A1 (zh)
JP (1) JP3897027B2 (zh)
KR (1) KR101190356B1 (zh)
CN (1) CN1332474C (zh)
HK (1) HK1078684A1 (zh)
SG (1) SG115762A1 (zh)
TW (1) TWI249870B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI300999B (en) * 2006-02-09 2008-09-11 Neotec Semiconductor Ltd Method of end of discharge voltage measurement for battery and calibration thereof
EP2028503B8 (en) * 2006-06-09 2014-04-09 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and device for determining state of health of the battery, and battery power supply system
JP2008029087A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子機器システム
EP1983602A4 (en) * 2007-01-11 2011-03-16 Panasonic Corp DEGRADING DETECTION METHOD FOR A SECONDARY LITHIUM CELL, DEGRADATION KNOWLEDGE, DEGRADING DEPRESSION DEVICE AND CELL PACKAGE WITH THE SAME BATTERY CHARGER
JP2010172047A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Fuji Electric Holdings Co Ltd 瞬低対策装置
FR2949909B1 (fr) * 2009-09-08 2011-10-07 Commissariat Energie Atomique Procede d'utilisation d'un systeme autonome connecte a une batterie
US7888913B1 (en) 2009-09-08 2011-02-15 Intermec Ip Corp. Smart battery charger
CN102498609B (zh) * 2009-09-18 2015-03-25 松下电器产业株式会社 锂二次电池中的正极活性物质的充放电方法、以及包含锂二次电池的充放电***、电池包、电池模块、电子设备和车辆
FR2950742B1 (fr) 2009-09-29 2011-10-07 Commissariat Energie Atomique Procede de charge et procede de determination d'un critere de fin de charge d'une batterie a base de nickel
JP5444190B2 (ja) * 2010-11-01 2014-03-19 Ｎｅｃアクセステクニカ株式会社 バッテリ制御システム、バッテリ制御方法およびバッテリ制御プログラム
TWI416788B (zh) * 2010-11-03 2013-11-21 Ind Tech Res Inst 燃料電池系統
JP5978596B2 (ja) * 2011-11-07 2016-08-24 ソニー株式会社 制御装置および制御方法
CN103178600A (zh) * 2011-12-21 2013-06-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源管理***及方法
JP5968719B2 (ja) * 2012-08-06 2016-08-10 京セラ株式会社 管理システム、管理方法、制御装置及び蓄電池装置
JP5708668B2 (ja) * 2013-01-18 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
DE102013215908A1 (de) * 2013-08-12 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Strom- und temperaturabhängige Spannungsuntergrenzen für das Entladen eines Batteriespeichers
CN103985917B (zh) * 2014-06-09 2017-05-10 河南顺之航能源科技有限公司 一种锂电池低温充放电方法
US10046652B2 (en) * 2015-05-07 2018-08-14 Ricoh Company, Ltd. Charge control apparatus, movable body, and charge control method
CN105808409B (zh) * 2016-03-28 2019-06-25 联想(北京)有限公司 一种信息处理方法及电子设备
CN106299513A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 东莞新能源科技有限公司 一种高功率锂电池的使用方法、装置及电池管理***
CN110138027A (zh) * 2019-04-29 2019-08-16 安徽师范大学 一种低温下锂电池高效放电控制***及控制方法
CN112311038B (zh) * 2019-07-31 2023-04-18 荣耀终端有限公司 一种充放电保护电路、终端设备及电池放电控制方法
CN113517727B (zh) * 2020-04-10 2024-06-25 北京小米移动软件有限公司 关机方法及装置
GB2618525A (en) * 2022-05-03 2023-11-15 Siemens Energy AS Energy storage system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222279A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Japan Storage Battery Co Ltd 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法
JPH09322417A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 電池の放電方法
CN1266991A (zh) * 1999-03-05 2000-09-20 索尼公司 电池组件、充放电计数和设置电池组件剩余电量的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2846838C2 (de) 1978-10-27 1983-01-20 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren zur Ladung von Batterien mit zwischenzeitlicher Entladung
JP3363583B2 (ja) 1994-05-25 2003-01-08 キヤノン株式会社 ２次電池のローバッテリー検出装置及びその方法
JP3121732B2 (ja) 1994-11-04 2001-01-09 三菱電機株式会社 二次電池のパラメータ測定方法ならびにそれを用いた二次電池の充放電制御方法および寿命予測方法、ならびに、二次電池の充放電制御装置およびそれを用いた電力貯蔵装置
US6023151A (en) 1998-03-16 2000-02-08 Eveready Battery Company, Inc. Method and device for enhancing smart battery performance
US6163131A (en) * 1998-04-02 2000-12-19 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
JP2000023374A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Fuji Photo Film Co Ltd 二次電池の識別装置および方法
JP2000041341A (ja) 1998-07-17 2000-02-08 Sony Corp 電源制御方法及び２次電池駆動型電子機器
JP4491849B2 (ja) 1999-03-05 2010-06-30 ソニー株式会社 バッテリーセルの充放電回数検出装置、及び、バッテリーセルの充放電回数検出方法
MY125512A (en) 1999-03-05 2006-08-30 Sony Corp Battery pack, method for charging/discharging counting and method for setting residual capacity of the battery pack
JP4052418B2 (ja) 2000-02-15 2008-02-27 日立マクセル株式会社 電池容量検出方法および装置並びに電池パック
JP2003132955A (ja) 2001-10-23 2003-05-09 Nec Yonezawa Ltd 非水電解質二次電池の充放電方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222279A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Japan Storage Battery Co Ltd 密閉形鉛蓄電池の劣化状態検出方法
JPH09322417A (ja) * 1996-05-29 1997-12-12 Sanyo Electric Co Ltd 電池の放電方法
CN1266991A (zh) * 1999-03-05 2000-09-20 索尼公司 电池组件、充放电计数和设置电池组件剩余电量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW200532966A (en) 2005-10-01
KR101190356B1 (ko) 2012-10-11
JP2005269708A (ja) 2005-09-29
SG115762A1 (en) 2005-10-28
US7521893B2 (en) 2009-04-21
US20050206348A1 (en) 2005-09-22
KR20060043670A (ko) 2006-05-15
JP3897027B2 (ja) 2007-03-22
HK1078684A1 (en) 2006-03-17
EP1577677A1 (en) 2005-09-21
CN1674350A (zh) 2005-09-28
TWI249870B (en) 2006-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1332474C (zh) 电池装置和电池装置的放电控制方法
CN101740801B (zh) 电池组和控制电池组的方法
US5684387A (en) Voltage cutoff compensation method for a battery in a charger
US6100670A (en) Multi-functional battery management module operable in a charging mode and a battery pack mode
US6897635B2 (en) Method for predicting remaining charge of portable electronics battery
US7808244B2 (en) System and method for determining state of charge of a battery utilizing initial voltage and current measurement and a previous estimate of battery resistance
CN100382408C (zh) 蓄电池充电方法、蓄电池剩余容量比率计算方法及电池组
JP2000032677A (ja) バッテリパックの温度及び識別を決定する装置
CN110506215A (zh) 一种确定电池内短路的方法及装置
US8502504B1 (en) Model-based battery fuel gauges and methods
US20150056479A1 (en) method for connecting battery cells in a battery, battery, and monitoring device
EP1020972A2 (en) Battery charger
JP5125070B2 (ja) 電池制御装置、電池制御方法、電池パック、電子機器、電池制御プログラムおよび制御回路
WO2008065910A1 (en) Accumulator failure detecting device, accumulator failure detecting method, accumulator failure detecting program, and computer-readable recording medium containing the accumulator failure detecting program
US9897657B2 (en) Method and apparatuses for determining a state of charge
WO2003001643A1 (en) Detecting a remaining battery capacity and a battery remaining capacity circuit
US9077197B2 (en) Battery residual amount measurement system, computer-readable medium storing battery residual amount measurement program, and battery residual amount measurement method
JP6896965B2 (ja) バッテリーのための等価回路モデルのパラメータ推定方法及びバッテリー管理システム
CN102033204A (zh) 电池电量检测电路、方法以及电子***
JP2010008133A (ja) 携帯型充電器およびそれに用いる二次電池の劣化診断方法
JP2023543779A (ja) バッテリー管理システム、バッテリーパック、電気車両及びバッテリー管理方法
JP7285963B2 (ja) バッテリー管理装置及び方法
KR20220149428A (ko) 반도체 장치 및 배터리 잔량 감시 방법
KR101365160B1 (ko) 지능형 배터리 충전장치
JP4241540B2 (ja) 電池の満充電判定方法、充電システム及び充電器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1078684

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070815

Termination date: 20200316