JP2013178166A - Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery - Google Patents
Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013178166A JP2013178166A JP2012042253A JP2012042253A JP2013178166A JP 2013178166 A JP2013178166 A JP 2013178166A JP 2012042253 A JP2012042253 A JP 2012042253A JP 2012042253 A JP2012042253 A JP 2012042253A JP 2013178166 A JP2013178166 A JP 2013178166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- charge
- remaining capacity
- discharge
- capacity
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、二次電池の開放電圧（即ち開放端子電圧、又は無負荷電圧）に基づいて残容量を補正する二次電池の残容量補正方法、二次電池の残容量算出方法、並びに補正及び算出した残容量のデータを生成するパック電池に関する。 The present invention relates to a method for correcting a remaining capacity of a secondary battery, a method for calculating a remaining capacity of the secondary battery, a correction method for correcting the remaining capacity based on the open circuit voltage (that is, open terminal voltage or no-load voltage) of the secondary battery, The present invention relates to a battery pack that generates data of calculated remaining capacity.
従来、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の電子機器に搭載される二次電池の残容量（ＲＣ＝Remaining Capacity ）は、満充電容量（ＦＣＣ＝Full Charge Capacity ）即ち満充電状態における二次電池の電気量（電流値×時間）又は電力量（電力値×時間）の夫々に対して、充電／放電電流又は充電／放電電力の積算値（以下、充放電量という）を加算／減算して算出されている。いわゆる残容量は、ＦＣＣに対する相対残容量（ＲＳＯＣ＝Relative State Of Charge ）として表されることもある。このようにＲＣの算出の元になるＦＣＣは、二次電池の使用に伴う劣化に応じて低下するにも関わらず、二次電池の実際の使用状態において満充電状態（以下、単に満充電ともいう）から放電終止状態になるまで放電（又は放電終止状態から満充電状態になるまで充電）されることが殆どないため、正確なＦＣＣを算出する機会に乏しいのが実情である。 Conventionally, the remaining capacity (RC = Remaining Capacity) of a secondary battery mounted on an electronic device such as a personal computer (PC) is the full charge capacity (FCC = Full Charge Capacity), that is, the amount of electricity of the secondary battery in a fully charged state. Calculated by adding / subtracting the charge / discharge current or the integrated value of charge / discharge power (hereinafter referred to as charge / discharge amount) for each of (current value × time) or power amount (power value × time). Yes. The so-called remaining capacity may be expressed as a relative remaining capacity with respect to FCC (RSOC = Relative State Of Charge). In this way, the FCC from which the RC is calculated is reduced in accordance with deterioration due to the use of the secondary battery, but the fully charged state (hereinafter simply referred to as full charge) in the actual usage state of the secondary battery. In fact, there is little opportunity to calculate an accurate FCC, since there is almost no discharge (or charge from the discharge end state to the fully charged state) until the end of discharge state.
そこで、二次電池の電池電圧が所定のＲＳＯＣに対応する低電圧（ＲＳＯＣがＮ％であることを示す既知の電圧；Ｎは整数）より低下した場合に、ＲＳＯＣをＮ％に補正する技術（例えば、特許文献１参照）を利用して、満充電のときから上記既知の電圧を検出するまでに積算した「放電量−充電量」を「１−Ｎ／１００」で除して得た容量を、二次電池のＦＣＣとして学習する方法が用いられている。
Therefore, when the battery voltage of the secondary battery falls below a low voltage corresponding to a predetermined RSOC (a known voltage indicating that the RSOC is N%; N is an integer), a technique for correcting the RSOC to N% ( For example, using “
また特許文献２では、第１及び第２時点における二次電池の無負荷電圧（開放電圧）から算出したＲＳＯＣの変化量と、第１及び第２時点の間における充放電量の変化量とから、二次電池のＦＣＣを算出（学習）する技術が開示されている。このようにして算出（学習）したＦＣＣを、算出（若しくは検出）したＲＳＯＣに乗じてＲＣが算出され、更に、ＲＣを算出したときからの充放電量をＲＣに加算／減算することによって新たなＲＣが算出される。
Moreover, in
一方、放電効率が１００％以下となるような大電流で二次電池が放電する場合、二次電池の満充電容量が実質的に低下することが知られている（例えば特許文献３参照）。二次電池を充電するときにも同様のことが起こる。この点を残容量の算出に反映させるため、特許文献３では、放電電流（Ｉ）及び該放電電流を検出する時間間隔（Δｔ）の積を放電効率の逆数で重み付けした値を、そのときのＲＣ（残容量）から逐次減算することにより、ＲＣを算出する技術が開示されている。この場合、ＲＳＯＣは、算出したＲＣをＦＣＣで除算することによって算出される。
On the other hand, it is known that when the secondary battery is discharged with a large current such that the discharge efficiency is 100% or less, the full charge capacity of the secondary battery is substantially reduced (see, for example, Patent Document 3). The same thing happens when charging a secondary battery. In order to reflect this point in the calculation of the remaining capacity, in
しかしながら、放電効率が１００％以下となる電流で二次電池が放電する場合、特許文献３に開示された技術を用いて放電期間の終わり際に算出されたＲＣ，ＲＳＯＣが、放電停止後に検出された開放電圧に基づいて算出されるＲＣ，ＲＳＯＣより小さくなるため、あたかも充電によってＲＣ及びＲＳＯＣが回復したかのように見える問題があった。この問題は、二次電池の充放電中の内部抵抗による電圧降下が、充放電停止後に解消されることが一因であると考えられる。
However, when the secondary battery is discharged at a current with a discharge efficiency of 100% or less, RC and RSOC calculated at the end of the discharge period using the technique disclosed in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二次電池の充放電が停止しているにも関わらず、あたかも充電されたかのように見せることなく残容量を補正する二次電池の残容量補正方法、二次電池の残容量算出方法及びパック電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose of the present invention is to reduce the remaining capacity without making it appear as if the secondary battery is charged, even though charging / discharging of the secondary battery is stopped. To provide a method for correcting the remaining capacity of a secondary battery to be corrected, a method for calculating the remaining capacity of a secondary battery, and a battery pack.
本発明に係る二次電池の残容量補正方法は、残容量が予め算出されている二次電池の開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を補正する方法において、前記二次電池の開放電圧と満充電容量に対する相対残容量との関係を示す放電特性、及び検出した開放電圧に基づいて、前記二次電池の相対残容量を算出し、算出した相対残容量に前記二次電池の満充電容量を乗ずることにより、前記二次電池の第２の残容量を算出し、算出した第２の残容量が前記二次電池の補正前の残容量より小さいか否かを判定し、小さい場合、算出した第２の残容量を前記二次電池の補正後の残容量とすることを特徴とする。 The method for correcting the remaining capacity of the secondary battery according to the present invention includes a method for correcting the remaining capacity of the secondary battery based on an open circuit voltage of the secondary battery whose remaining capacity is calculated in advance. Based on the discharge characteristics indicating the relationship between the voltage and the relative remaining capacity with respect to the full charge capacity, and the detected open-circuit voltage, the relative remaining capacity of the secondary battery is calculated, and the calculated relative remaining capacity is set to the full capacity of the secondary battery. By multiplying the charge capacity, the second remaining capacity of the secondary battery is calculated, and it is determined whether or not the calculated second remaining capacity is smaller than the remaining capacity before correction of the secondary battery. The calculated second remaining capacity is used as the corrected remaining capacity of the secondary battery.
本発明に係る二次電池の残容量算出方法は、二次電池の充放電電流に充放電効率を予め対応付けておき、前記充放電電流を時系列的に検出し、検出した充放電電流を、該充放電電流に対応する充放電効率に応じた重み付けを行って積算した結果に基づいて、前記二次電池の残容量を算出する方法において、検出した充放電電流の大きさが所定の大きさより小さいか否かを判定し、小さい場合、請求項１に記載の二次電池の残容量補正方法により補正した残容量を、前記二次電池の残容量とすることを特徴とする。
In the secondary battery remaining capacity calculation method according to the present invention, the charge / discharge efficiency of the secondary battery is associated with charge / discharge efficiency in advance, the charge / discharge current is detected in time series, and the detected charge / discharge current is calculated. In the method of calculating the remaining capacity of the secondary battery based on the result obtained by performing weighting according to the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current and integrating the detected charge / discharge current, the detected charge / discharge current has a predetermined magnitude. If it is smaller, the remaining capacity corrected by the method for correcting the remaining capacity of the secondary battery according to
本発明に係る二次電池の残容量算出方法は、検出した充放電電流を積算して前記二次電池の満充電状態からの充放電量を算出し、算出した充放電量に前記二次電池の満充電容量及び前記充放電効率の積を加えた容量で前記二次電池の残容量を除して得られる値により、前記重み付けを行うことを特徴とする。 The method for calculating the remaining capacity of the secondary battery according to the present invention calculates the charge / discharge amount from the fully charged state of the secondary battery by integrating the detected charge / discharge currents, and calculates the charge / discharge amount to the secondary battery. The weighting is performed by a value obtained by dividing the remaining capacity of the secondary battery by a capacity obtained by adding the product of the full charge capacity and the charge / discharge efficiency.
本発明に係る二次電池の残容量算出方法は、前記残容量補正方法により前記二次電池の残容量を補正した場合、補正後の残容量から前記二次電池の満充電容量を減じて得られる容量を、前記二次電池の充放電量とすることを特徴とする。 The secondary battery remaining capacity calculation method according to the present invention is obtained by subtracting the full charge capacity of the secondary battery from the corrected remaining capacity when the remaining capacity of the secondary battery is corrected by the remaining capacity correction method. The capacity obtained is the charge / discharge amount of the secondary battery.
本発明に係るパック電池は、残容量が予め算出された二次電池と、該二次電池の開放電圧を検出する検出手段とを備え、算出された残容量を検出した開放電圧に基づいて補正して、補正後の残容量のデータを生成するパック電池において、前記二次電池の開放電圧と満充電容量に対する相対残容量との関係を示す放電特性、及び前記検出手段が検出した開放電圧に基づいて、前記二次電池の相対残容量を算出する手段と、該手段が算出した相対残容量に前記二次電池の満充電容量を乗ずることにより、前記二次電池の第２の残容量を算出する算出手段と、該算出手段が算出した第２の残容量が前記二次電池の補正前の残容量より小さいか否かを判定する判定手段と、該判定手段が小さいと判定した場合、前記算出手段が算出した第２の残容量を前記二次電池の補正後の残容量とするようにしてあることを特徴とする。 The battery pack according to the present invention includes a secondary battery whose remaining capacity is calculated in advance, and a detection unit that detects an open circuit voltage of the secondary battery, and corrects based on the calculated open circuit voltage. In the battery pack that generates the corrected remaining capacity data, the discharge characteristics indicating the relationship between the open circuit voltage of the secondary battery and the relative remaining capacity with respect to the full charge capacity, and the open circuit voltage detected by the detection means And calculating a relative remaining capacity of the secondary battery, and multiplying the relative remaining capacity calculated by the means by the full charge capacity of the secondary battery to obtain a second remaining capacity of the secondary battery. A calculating means for calculating, a determining means for determining whether the second remaining capacity calculated by the calculating means is smaller than the remaining capacity before correction of the secondary battery, and when determining that the determining means is small, Second remaining capacity calculated by the calculating means Characterized in that are set as the residual capacity corrected for the secondary battery.
本発明に係るパック電池は、前記二次電池の充放電電流に充放電効率を予め対応付けてあり、前記充放電電流を時系列的に検出する第２の検出手段と、該第２の検出手段が検出した充放電電流を、該充放電電流に対応する充放電効率に応じた重み付けを行って積算する積算手段と、該積算手段の積算結果に基づいて、前記二次電池の残容量を算出する手段とを備えることを特徴とする。 In the battery pack according to the present invention, charge / discharge efficiency is associated with charge / discharge current of the secondary battery in advance, and the second detection means detects the charge / discharge current in time series, and the second detection An integration unit that integrates the charge / discharge current detected by the unit by weighting according to the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current, and the remaining capacity of the secondary battery based on the integration result of the integration unit And means for calculating.
本発明に係るパック電池は、前記第２の検出手段が検出した充放電電流を積算して前記二次電池の満充電状態からの充放電量を算出する第２の算出手段を備え、前記積算手段は、前記第２の算出手段が算出した充放電量に前記二次電池の満充電容量及び前記充放電効率の積を加えた容量で前記二次電池の残容量を除して得られる値により、前記重み付けを行うようにしてあることを特徴とする。 The battery pack according to the present invention includes second calculation means for calculating a charge / discharge amount from a fully charged state of the secondary battery by integrating the charge / discharge current detected by the second detection means, and The means is a value obtained by dividing the remaining capacity of the secondary battery by the capacity obtained by adding the product of the full charge capacity and the charge / discharge efficiency of the secondary battery to the charge / discharge amount calculated by the second calculation means. Thus, the weighting is performed.
本発明に係るパック電池は、前記第２の算出手段は、前記判定手段が小さいと判定した場合、前記二次電池の補正後の残容量から満充電容量を減じて得られる容量を、前記二次電池の充放電量とするようにしてあることを特徴とする。 In the battery pack according to the present invention, when the second calculation means determines that the determination means is small, the capacity obtained by subtracting the full charge capacity from the corrected remaining capacity of the secondary battery is calculated as the second battery. The charge / discharge amount of the secondary battery is used.
本発明にあっては、検出した二次電池の開放電圧を、開放電圧及び相対残容量の関係を示す放電特性に適用して相対残容量を算出し、算出した相対残容量に満充電容量を乗じて得られる第２の残容量が、予め算出されている補正前の残容量より小さい場合に、補正前の残容量を第２の残容量に置き換えることにより、第２の残容量を補正後の残容量とする。
これにより、開放電圧に基づいて算出された第２の残容量によって二次電池の残容量が補正される際に、補正後の残容量が補正前の残容量より大きくなることが防止される。特に、二次電池を充放電せずに保管し続けて電池電圧及び残容量が低下した場合に、低下した電池電圧に応じて残容量が適切に補正される。
In the present invention, the detected residual voltage of the secondary battery is applied to the discharge characteristics indicating the relationship between the open voltage and the relative remaining capacity to calculate the relative remaining capacity, and the calculated relative remaining capacity is set to the full charge capacity. When the second remaining capacity obtained by multiplication is smaller than the pre-correction remaining capacity calculated in advance, the second remaining capacity is corrected by replacing the remaining capacity before correction with the second remaining capacity. Remaining capacity.
Thereby, when the remaining capacity of the secondary battery is corrected by the second remaining capacity calculated based on the open circuit voltage, the corrected remaining capacity is prevented from becoming larger than the uncorrected remaining capacity. In particular, when the secondary battery continues to be stored without being charged / discharged and the battery voltage and the remaining capacity decrease, the remaining capacity is appropriately corrected according to the decreased battery voltage.
本発明にあっては、時系列的に検出した二次電池の充放電電流、即ち正／負の符号付きで検出した充電電流／放電電流を、検出した充放電電流に対応する充放電効率に応じた重み付けを行って積算し、積算した結果に基づいて二次電池の残容量（ＲＣ）を算出する。具体的には、それ自体公知の方法（特許文献３に詳しい）を用いた以下の式（１）によって、時刻ｔの時間ΔＴ後におけるＲＣ（ｔ＋ΔＴ）を逐次算出する。
ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）
＝ＲＣ（ｔ）＋∫（充放電電流／充放電効率）Δｔ・・・・・・・（１）
ここでΔｔは充放電電流を検出する時間間隔を表し、充放電効率は充放電電流の大きさの大／小に応じて小／大に変化する。
In the present invention, the charging / discharging current of the secondary battery detected in time series, that is, the charging current / discharging current detected with a positive / negative sign is converted into the charging / discharging efficiency corresponding to the detected charging / discharging current. A corresponding weighting is performed and integration is performed, and the remaining capacity (RC) of the secondary battery is calculated based on the integration result. Specifically, RC (t + ΔT) after time ΔT at time t is sequentially calculated by the following equation (1) using a method known per se (detailed in Patent Document 3).
RC (t + ΔT)
= RC (t) + ∫ (charge / discharge current / charge / discharge efficiency) Δt (1)
Here, Δt represents a time interval for detecting the charge / discharge current, and the charge / discharge efficiency changes to small / large according to the magnitude of the charge / discharge current.
式（１）によって残容量を算出する間に検出した充放電電流の大きさが所定の電流より小さいことから、充電も放電もされていないことが示される場合は、二次電池の開放電圧を検出し、検出した開放電圧に基づいて算出した第２の残容量で二次電池の残容量を置き換えて補正する。
これにより、充放電効率の大小が考慮された見せかけの（見かけ上の）残容量が時間ΔＴおきに算出され続け、その間に充放電が停止した場合に、開放電圧に基づいて二次電池の残容量が補正される。このため、充放電が開始又は再開された時から見せかけの残容量が適切に算出されるようになる。
When the charging / discharging current detected during the calculation of the remaining capacity by the equation (1) is smaller than the predetermined current, it is indicated that neither charging nor discharging is performed. It detects and correct | amends by replacing the remaining capacity of a secondary battery with the 2nd remaining capacity calculated based on the detected open circuit voltage.
As a result, the apparent (apparent) remaining capacity taking into consideration the magnitude of the charge / discharge efficiency is continuously calculated every time ΔT, and when the charge / discharge is stopped during that time, the remaining capacity of the secondary battery is determined based on the open circuit voltage. The capacity is corrected. For this reason, the apparent remaining capacity is appropriately calculated from the time when charging / discharging is started or restarted.
本発明にあっては、二次電池の符号付きの充放電電流を満充電状態から単純に積算して算出した符号付きの充放電量（充電量−放電量）と、残容量を算出する時の充放電電流に対応する充放電効率を満充電容量（ＦＣＣ）に掛け合わせた結果とを加算する。そして加算結果で二次電池の残容量（ＲＣ）を除して得られる値によって重み付けした充放電電流を積算することにより、残容量を算出する。具体的には、式（１）の右辺の第２項で積算される充放電電流に対して、以下の式（２）から算出される値で重み付けを行う。
重みの値＝ＲＣ／（ＦＣＣ×充放電効率＋充放電量）・・・・・・（２）
これにより、例えば充放電電流を積算する際の重み付けの値として、従来式（１）で用いられていた充放電効率の逆数に代えて、その時々の充放電効率で充放電可能な最大容量（即ちＦＣＣ×充放電効率）が加味された式（２）から算出される値が用いられる。このため、充放電中に充放電電流が変化した場合であっても、残容量が正確に算出される。
In the present invention, when calculating the charge / discharge amount (charge amount-discharge amount) with the sign and the remaining capacity calculated by simply integrating the charge / discharge current with the sign of the secondary battery from the fully charged state. The result obtained by multiplying the full charge capacity (FCC) by the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current is added. Then, the remaining capacity is calculated by integrating the charge / discharge current weighted by the value obtained by dividing the remaining capacity (RC) of the secondary battery by the addition result. Specifically, the charging / discharging current integrated in the second term on the right side of Expression (1) is weighted with a value calculated from Expression (2) below.
Weight value = RC / (FCC × charge / discharge efficiency + charge / discharge amount) (2)
Thus, for example, as a weighting value when integrating the charge / discharge current, instead of the reciprocal of the charge / discharge efficiency used in the conventional formula (1), the maximum capacity (that can be charged / discharged at the current charge / discharge efficiency ( That is, a value calculated from the equation (2) in consideration of FCC × charge / discharge efficiency is used. For this reason, even if it is a case where charging / discharging electric current changes during charging / discharging, remaining capacity is calculated correctly.
本発明にあっては、二次電池の残容量（ＲＣ）を補正した場合、満充電状態からの充放電電流を単純に積算して算出していた符号付きの充放電量（充電量−放電量；充電量及び放電量は正の容量）を、二次電池の補正後の残容量から満充電容量（ＦＣＣ）を減算した容量に置き換えて式（２）に適用する。具体的に言うと、満充電状態から放電のみが行われる場合は、式（２）中の「充放電量」が「−放電量」となるから、そのうちの「放電量」を「ＦＣＣ−補正後のＲＣ」に置き換える。
つまり、開放電圧に基づいて算出した残容量をＦＣＣから減じた容量は、その開放電圧と同じ電池電圧になるまで満充電状態から１００％の放電効率で放電したときの放電量と同等であるから、補正後の残容量に対応するように式（２）の充放電量を調整する。
これにより、二次電池の開放電圧を検出して残容量が低下する方向に補正される場合に、二次電池の残容量と充放電量との関係が、二次電池の開放電圧に応じて一意に決まる関係となるように調整される。
In the present invention, when the remaining capacity (RC) of the secondary battery is corrected, a signed charge / discharge amount (charge amount-discharge) calculated by simply integrating the charge / discharge current from the fully charged state. The amount; the charge amount and the discharge amount are positive capacities) is replaced with a capacity obtained by subtracting the full charge capacity (FCC) from the corrected remaining capacity of the secondary battery, and applied to Equation (2). More specifically, when only discharging is performed from the fully charged state, the “charge / discharge amount” in the equation (2) becomes “−discharge amount”. Replace with “RC after”.
In other words, the capacity obtained by subtracting the remaining capacity calculated based on the open circuit voltage from the FCC is equivalent to the discharge amount when discharging at 100% discharge efficiency from the fully charged state until the same battery voltage as the open circuit voltage is reached. Then, the charge / discharge amount of equation (2) is adjusted so as to correspond to the corrected remaining capacity.
As a result, when the open circuit voltage of the secondary battery is detected and the remaining capacity is corrected to decrease, the relationship between the remaining capacity of the secondary battery and the charge / discharge amount depends on the open circuit voltage of the secondary battery. It is adjusted to be a uniquely determined relationship.
本発明によれば、二次電池の開放電圧に基づいて算出した第２の残容量が、二次電池の補正前の残容量より小さい場合に、第２の残容量を二次電池の補正後の残容量とするため、補正後の残容量が補正前の残容量より大きくなることが防止される。
従って、二次電池の充放電が停止しているにも関わらず、あたかも充電されたかのように見せることなく残容量を補正することが可能となる。
According to the present invention, when the second remaining capacity calculated based on the open-circuit voltage of the secondary battery is smaller than the remaining capacity before correction of the secondary battery, the second remaining capacity is adjusted after correction of the secondary battery. Therefore, the remaining capacity after correction is prevented from becoming larger than the remaining capacity before correction.
Therefore, it is possible to correct the remaining capacity without making it appear as if it has been charged, even though charging / discharging of the secondary battery is stopped.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。図中１０はパック電池であり、パック電池１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末等の電気機器２０に着脱可能に装着される。パック電池１０は、例えばリチウムイオン電池からなる電池セル１１１，１１２，１１３，１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３を３個ずつ順に並列接続してなる電池ブロック１１，１２，１３を、この順番に直列接続してなる二次電池１を備える。二次電池１は、電池ブロック１３の正極及び電池ブロック１１の負極が夫々正極端子及び負極端子となるようにしてある。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a battery pack according to
電池ブロック１１，１２，１３の電圧は、夫々独立してＡ／Ｄ変換部４のアナログ入力端子に与えられ、デジタルの電圧値に変換されてＡ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子から、マイクロコンピュータからなる制御部５に与えられる。Ａ／Ｄ変換部４のアナログ入力端子には、二次電池１に密接して配置されており、サーミスタを含む回路によって二次電池１の電池温度を検出する温度検出器３の検出出力と、二次電池１の負極端子側の充放電路に介装されており、二次電池１の充電電流及び放電電流を検出する抵抗器からなる電流検出器２の検出出力とが与えられている。これらの検出出力は、デジタルの検出値に変換されてＡ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子から制御部５に与えられる。
The voltages of the battery blocks 11, 12, and 13 are each independently applied to the analog input terminal of the A /
二次電池１の正極端子側の充放電路には、充電電流及び放電電流を夫々遮断するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ７１，７２からなる遮断器７が介装されている。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２は、ドレイン電極同士を突き合わせて直列に接続してある。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２夫々のドレイン電極及びソース電極間に並列接続されているダイオードは、寄生ダイオード（ボディダイオード）である。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２は、Ｎチャネル型であってもよい。
The charge / discharge path on the positive electrode terminal side of the
制御部５は、ＣＰＵ５１を有し、ＣＰＵ５１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５３、各種時間を並列的に計時するタイマ５４、及びパック電池１０内の各部に対して入出力を行うＩ／Ｏポート５５と互いにバス接続されている。Ｉ／Ｏポート５５は、Ａ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子、ＭＯＳＦＥＴ７１，７２夫々のゲート電極、及び通信部９に接続されている。通信部９は、電気機器２０が有する制御・電源部（充電部）２１と通信する。ＲＯＭ５２は、フラッシュメモリからなる不揮発性メモリである。ＲＯＭ５２には、プログラムの他に、例えば満充電容量の学習値（学習容量）、及び充電電流の初期値（即ち設定電流）が記憶される。
The
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従って、演算及び入出力等の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５１は、２５０ｍｓ周期で電池ブロック１１，１２，１３の電圧値と、二次電池１の充放電電流の検出値とを取り込み、取り込んだ電圧値及び検出値に基づいて二次電池１の充電電流若しくは充電電力又は放電電流若しくは放電電力を積算し、積算によって算出した充電量又は放電量をＲＡＭ５３に記憶する。充放電電流，充放電電力を夫々積算した場合の充放電量の単位は、Ａｈ，Ｗｈとなる。電圧値及び充放電電流の検出値の取り込み周期は２５０ｍｓに限定されない。ＣＰＵ５１は、また、残容量、相対残容量、充電電流等のデータを生成し、生成したデータを通信部９を介して電気機器２０に送信する。
The
遮断器７は、通常の充放電時にＩ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７１，７２のゲート電極にＬ（ロウ）レベルのオン信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７１，７２夫々のドレイン電極及びソース電極間が導通するようになっている。二次電池１の充電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７１のゲート電極にＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７１のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。同様に二次電池１の放電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７２のゲート電極にＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７２のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２をＮチャネル型とした場合は、上記のＬ／Ｈレベルを反転させたＨ／Ｌレベルのオン信号／オフ信号をゲート電極に与えればよい。二次電池１が適当に充電された状態にある場合、遮断器７のＭＯＳＦＥＴ７１，７２は共にオンしており、二次電池１は放電及び充電が可能な状態となっている。
The
電気機器２０は、制御・電源部２１に接続された端末部２２を備える。制御・電源部２１は、図示しない商用電源より電力を供給されて端末部２２を駆動すると共に、二次電池１の充放電路に充電電流を供給する。制御・電源部２１は、また、商用電源から電力の供給が絶たれた場合、二次電池１の充放電路から供給される放電電流により、端末部２２を駆動する。制御・電源部２１が充電する二次電池１がリチウムイオン電池の場合は、例えば、定電流（ＭＡＸ電流０．５〜１Ｃ程度）・定電圧（ＭＡＸ４．２〜４．４Ｖ／電池セル程度）にて充電が行われる。
The
電圧が最大の電池ブロックの電池電圧が満充電検出開始電圧以上、且つ充電電流が所定値以下の状態が一定時間以上継続した場合、ＣＰＵ５１が、二次電池１が満充電状態にある（満充電）と判定する。また例えば、電圧が最大の電池ブロックにおいて、電池電圧が一定電圧以上となったときに一定期間（例えば６０分、又は１５分〜９０分）だけＭＯＳＦＥＴ７１をオフさせて開放電圧（ＯＣＶ＝Open Circuit Voltage ）を検出し、検出した開放電圧が一定電圧以上である場合、満充電と判定するようにしてもよい。開放電圧による満充電の判定に代えて、充電中の電圧が最大の電池ブロックで電池電圧が所定電圧以上である場合に、満充電と判定するようにしてもよい。
When the battery voltage of the battery block having the maximum voltage is equal to or higher than the full charge detection start voltage and the state where the charging current is equal to or lower than the predetermined value continues for a certain time or longer, the
制御・電源部２１及び通信部９間では、制御・電源部２１をマスタに、通信部９を含む制御部５をスレーブにしてＳＭＢｕｓ（System Management Bus ）方式等の通信方式による通信が行われる。ＳＭＢｕｓ方式の場合、シリアルクロック（ＳＣＬ）は制御・電源部２１から供給され、シリアルデータ（ＳＤＡ）は制御・電源部２１及び通信部９間で双方向に授受される。本実施の形態１では、制御・電源部２１が通信部９を２秒周期でポーリングして通信部９が送信しようとするデータの内容を読み出す。ポーリング周期の２秒は、制御・電源部２１側の設定による。
Communication between the control /
このポーリングにより、例えば、二次電池１の残容量及び相対残容量のデータが、通信部９を介して制御・電源部２１に２秒周期で受け渡され、電気機器２０が有する図示しない表示器に相対残容量の値（％）として表示される。また、制御部５にて設定された充電電流の初期値、即ち充電電流のデータは、残容量のデータと同様に通信部９を介して制御・電源部２１に送信される。制御・電源部２１では、制御部５から送信された充電電流に基づいて、二次電池１を定電流・定電圧充電する。
By this polling, for example, the remaining capacity and relative remaining capacity data of the
次に、一の電池ブロックの満充電容量（ＦＣＣ）を、二次電池１のＦＣＣとして算出する方法について説明する。
図２は、電池ブロック１１，１２，１３の開放電圧（ＯＣＶ）と相対残容量（ＲＳＯＣ）との関係を例示する放電特性のグラフである。図中横軸は、ＦＣＣに対するＲＣの比として定義されるＲＳＯＣ（％）を表し、縦軸はＯＣＶ（Ｖ）を表す。本実施の形態１では、電池ブロック１１，１２，１３が満充電状態となる電圧が４．２Ｖであり、放電終止電圧が３Ｖである。
Next, a method for calculating the full charge capacity (FCC) of one battery block as the FCC of the
FIG. 2 is a graph of discharge characteristics illustrating the relationship between the open circuit voltage (OCV) and the relative remaining capacity (RSOC) of the battery blocks 11, 12, and 13. In the figure, the horizontal axis represents RSOC (%) defined as the ratio of RC to FCC, and the vertical axis represents OCV (V). In the first embodiment, the voltage at which the battery blocks 11, 12, 13 are fully charged is 4.2V, and the end-of-discharge voltage is 3V.
ＦＣＣは、例えば特許文献２に詳しい公知の方法によって算出する。つまり、図２に示すグラフを関数又はテーブルとしてＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶しておき、任意の２つの時点で検出した一の電池ブロックのＯＣＶを、記憶した関数又はテーブルに適用してＲＳＯＣを各別に算出し、算出したＲＳＯＣの差分（ΔＲＳＯＣ）と、前記時点間におけるＲＣの変化量（ΔＲＣ）とを以下の式（３）に適用してＦＣＣを算出する。適当な電池ブロックについて式（３）による算出を適時繰り返すことにより、二次電池１のＦＣＣを学習することができる。学習したＦＣＣは、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶する。
The FCC is calculated by, for example, a known method detailed in
ＦＣＣ＝ΔＲＣ／（ΔＲＳＯＣ／１００）・・・・・・・・・・・（３）
ここでは、時点１，時点２で検出した一の電池ブロックのＯＣＶをＯＣＶ１，ＯＣＶ２とするとき、図２よりΔＲＳＯＣが「ＲＳＯＣ１−ＲＳＯＣ２」として算出される。また、前記時点１，時点２間におけるΔＲＣは、その間の充放電電流を積算することによって算出される。但し、ここでの充電電流及び放電電流は、互いに符号が異なる値として検出されるものである。
FCC = ΔRC / (ΔRSOC / 100) (3)
Here, when the OCV of one battery block detected at
次に、二次電池１について算出（学習）したＦＣＣに基づいて、それ自体公知の方法により、二次電池１のＲＣを算出する方法について説明する。
ＲＣの算出に先立ち、先ず二次電池１の電池ブロック１１，１２，１３のＯＣＶが各別に検出されて、ＲＣの算出の基になる電池ブロックが特定される。この場合、各ＯＣＶがより正確に検出されるようにするため、二次電池１が充電も放電もされていない期間が所定時間（例えば１時間）以上継続したときにＯＣＶが検出される。二次電池１が充電も放電もされていないことを確認するには、充放電電流（の絶対値）が所定電流より小さいことを確認すればよい。
Next, a method for calculating the RC of the
Prior to calculation of RC, first, OCVs of the battery blocks 11, 12, and 13 of the
以上のようにして特定された電池ブロックのＯＣＶを、上述のとおりＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶された関数又はテーブルに適用することにより、特定された電池ブロックのＲＳＯＣが算出される。このＲＳＯＣと、式（３）によって算出（学習）されたＦＣＣとを以下の式（４）に適用することによって算出されるＲＣを、二次電池１のＲＣとする。
ＲＣ＝ＲＳＯＣ×ＦＣＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
By applying the OCV of the battery block specified as described above to the function or table stored in the
RC = RSOC x FCC (4)
さて、二次電池１のＦＣＣ（Ａｈ）に対する放電電流（Ａ）の比で表される放電レート（時間率の逆数）が大きいほど、ＦＣＣに対する放電可能な電気容量（放電容量）の比で表される放電効率が低下することが知られている。
図３は、二次電池１の積算放電量に応じて算出されるＲＣ及びＲＳＯＣを例示する説明図である。図の横軸は、「−充放電量」に相当する積算放電量（放電量−充電量）を表す。縦軸はＲＣ及びＲＳＯＣを表し、ＲＣがＦＣＣから０に低下するのに応じて、ＲＳＯＣが１００％から０％に低下する。
Now, the larger the discharge rate (reciprocal of the time rate) expressed by the ratio of the discharge current (A) to the FCC (Ah) of the
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating RC and RSOC calculated according to the accumulated discharge amount of the
二次電池１が１００％の放電効率で放電する場合、図３に実線で示すように、積算放電量がＦＣＣに達したときにＲＣ，ＲＳＯＣが０，０％となる。これに対し、二次電池１が放電効率η（０＜η＜１）で放電した場合、図３に破線で示すように、積算放電量がＦＣＣ×ηに達したときにＲＣ，ＲＳＯＣが０，０％となる。換言すれば、同じ積算放電量に対して放電効率が小さいほどＲＣ，ＲＳＯＣが小さくなる。また、二次電池１について算出されるＲＣ，ＲＳＯＣは、放電効率が１及びη夫々の場合に、傾きが−１及び−１／ηの直線に沿って低下する。
When the
放電効率は、放電レートのみならず、二次電池１の電池温度によっても変動する。
図４は、放電電流に対する放電効率の変化を例示するグラフである。図の横軸は放電電流（ｍＡ）を表し、縦軸は放電効率（％）を表す。図中実線及び破線の夫々は、電池温度が２０℃及び１０℃の場合の放電効率の変化を示す。電池温度が２０℃の場合、放電電流が１００ｍＡから２００ｍＡの間では放電効率が１００％であり、放電電流が２００ｍＡから増加するに連れて放電効率が徐々に低下する。これに対し、電池温度が１０℃の場合、放電電流が１００ｍＡで既に放電効率が９０％まで低下し、電池温度が２０℃の場合よりも放電電流の増加に対する放電効率の低下の割合が大きい。本実施の形態１では、電池温度をパラメータとして、放電電流に対する放電効率の値が予めＲＯＭ５２に記憶される。
The discharge efficiency varies not only with the discharge rate but also with the battery temperature of the
FIG. 4 is a graph illustrating the change in discharge efficiency with respect to the discharge current. In the figure, the horizontal axis represents discharge current (mA), and the vertical axis represents discharge efficiency (%). Each of the solid line and the broken line in the figure shows the change in discharge efficiency when the battery temperature is 20 ° C. and 10 ° C. When the battery temperature is 20 ° C., the discharge efficiency is 100% when the discharge current is between 100 mA and 200 mA, and the discharge efficiency gradually decreases as the discharge current increases from 200 mA. On the other hand, when the battery temperature is 10 ° C., the discharge efficiency is already reduced to 90% at a discharge current of 100 mA, and the rate of decrease in discharge efficiency relative to the increase in discharge current is larger than when the battery temperature is 20 ° C. In the first embodiment, the value of the discharge efficiency with respect to the discharge current is stored in the
ところで、二次電池１が、満充電状態から１００％の放電効率で緩やかに放電した場合、各電池ブロック１１，１２，１３の電池電圧は、時間の経過と共に低下するＲＳＯＣに応じて、図２の放電特性と同じ曲線を描いて低下して行く。但し、二次電池１の内部抵抗による電圧降下が無視できない場合は、放電中の電池電圧が、図２の放電特性に対応する電圧よりも低い電圧として検出される。以下では簡単のため、各電池ブロック１１，１２，１３の電圧のばらつきが無視できるものとし、一の電池ブロックについて説明する。
図５のＡは放電中及び放電の停止後における一の電池ブロックの電池電圧及び相対残容量（ＲＳＯＣ）の時間変化を模式的に示すグラフであり、Ｂは放電電流の時間変化を示すグラフである。Ａ，Ｂの横軸は時間を表し、Ａの縦軸は電池電圧及び相対残容量を表し、Ｂの縦軸は放電電流を表す。
By the way, when the
FIG. 5A is a graph schematically showing the time change of the battery voltage and the relative remaining capacity (RSOC) of one battery block during and after the discharge is stopped, and B is a graph showing the time change of the discharge current. is there. The horizontal axes of A and B represent time, the vertical axis of A represents the battery voltage and the relative remaining capacity, and the vertical axis of B represents the discharge current.
例えば満充電状態の二次電池１が比較的大きな一定の放電電流で時刻Ｔ１０からＴ１１まで放電した場合、上述した内部抵抗の電圧降下による影響を受けるため、図５Ａに太い実線で示される電池電圧は、図２の放電特性に対応して太い一点鎖線で示される曲線上の点の電圧よりも低い電圧として検出される。また、この間の放電効率が１００％より小さい場合、細い実線で示されるＲＳＯＣは、放電効率が１００％の場合に対応して細い一点鎖線で示される直線上の点のＲＳＯＣよりも低い値として算出される。
For example, when the fully charged
その後、時刻Ｔ１１で放電が停止した場合、一の電池ブロックの内部抵抗に電圧降下が生じなくなるため、電池電圧は、図２の放電特性に対応する電圧まで上昇する。この電圧はＯＣＶに相当しており、ＯＣＶに基づいて算出されるＲＳＯＣは、時刻Ｔ１０からＴ１１までの上記放電電流による放電量と同じだけの放電量を１００％の放電効率で放電した場合のＲＳＯＣと略同一となる。従って、例えば時刻Ｔ１１の直前に３０％に低下していたＲＳＯＣが、時刻Ｔ１１で急に４０％に補正されることが起こり得る。その後、時刻Ｔ１１からＴ１２までの間、無視できるほどの放電電流で長い時間をかけて二次電池１が放電した場合、電池電圧が３Ｖに低下するまでの間に、ＲＳＯＣが４０％から０％に向けて低下して行く。
Thereafter, when the discharge stops at time T11, the voltage drop does not occur in the internal resistance of one battery block, so the battery voltage rises to a voltage corresponding to the discharge characteristics of FIG. This voltage corresponds to the OCV, and the RSOC calculated based on the OCV is the RSOC when the discharge amount equal to the discharge amount due to the discharge current from time T10 to T11 is discharged with 100% discharge efficiency. Is almost the same. Therefore, for example, it may happen that RSOC that has been reduced to 30% just before time T11 is suddenly corrected to 40% at time T11. Thereafter, when the
上述のように補正によってＲＳＯＣが急増する場合、式（４）によって算出されるＲＣも急増し、二次電池１が充電されていないにも関わらず、劣化したＲＳＯＣが不自然に復活するように見えるため、使用者にとって好ましいものではない。
一方では、ＯＣＶに基づくＲＳＯＣの補正が有効に作用する場合がある。本実施の形態１では、以下に示すようなＲＳＯＣの補正を行う。
図６のＡは放電停止中及び放電の開始後における一の電池ブロックの電池電圧及び相対残容量（ＲＳＯＣ）の時間変化を模式的に示すグラフであり、Ｂは放電電流の時間変化を示すグラフである。Ａ，Ｂの横軸は時間を表し、Ａの縦軸は電池電圧及び相対残容量を表し、Ｂの縦軸は放電電流を表す。
As described above, when the RSOC rapidly increases due to the correction, the RC calculated by the equation (4) also increases rapidly so that the deteriorated RSOC is restored unnaturally even though the
On the other hand, RSOC correction based on OCV may work effectively. In the first embodiment, the following RSOC correction is performed.
6A is a graph schematically showing the time change of the battery voltage and the relative remaining capacity (RSOC) of one battery block during and after the discharge is stopped, and B is a graph showing the time change of the discharge current. It is. The horizontal axes of A and B represent time, the vertical axis of A represents the battery voltage and the relative remaining capacity, and the vertical axis of B represents the discharge current.
図６において、時刻Ｔ２０からＴ２１までの間では、二次電池１が放電していない。その間の経過時間が比較的短い場合、電池電圧は、図６Ａに太い一点鎖線で示される満充電電圧に維持されており、ＲＳＯＣは、細い一点鎖線で示される１００％に維持されている。その後、時刻Ｔ２１からＴ２３までの間、放電効率が１００％となる一定の放電電流（図６Ｂでは実線及び一点鎖線で示す）で二次電池１が放電した場合、図２の放電特性に対応して太い一点鎖線で示される曲線に沿って、電池電圧が３Ｖに低下するまでの間に、細い一点鎖線で示されるＲＳＯＣが１００％から０％に向けて低下して行く。
In FIG. 6, the
これに対し、時刻Ｔ２０からＴ２１までの経過時間が比較的長い場合、自己放電及び／又は回路の暗電流による影響を受けるため、電池電圧は、図６Ａに太い実線で示されるように時間の経過と共に緩やかに低下する。その後、時刻Ｔ２１から、時刻Ｔ２３より前の時刻Ｔ２２までの間、上記と同じ一定の放電電流で二次電池１が放電した場合、図２の放電特性に対応して太い実線で示される曲線に沿って、電池電圧が３Ｖに低下するまでの間に、細い一点鎖線で示されるＲＳＯＣが０％まで下がりきらない（図中の両矢印参照）。このため、時刻Ｔ２２に至るまでに、例えば端末部２２でシャットダウンの準備をすることができなくなる。
On the other hand, when the elapsed time from time T20 to T21 is relatively long, the battery voltage is affected by self-discharge and / or dark current of the circuit, so that the battery voltage has elapsed over time as shown by a thick solid line in FIG. 6A. It gradually decreases with time. After that, when the
そこで、本実施の形態１では、時刻Ｔ２０からＴ２１までの放電停止中に、一の電池ブロックの電池電圧をＯＣＶとして検出し、検出したＯＣＶに基づくＲＳＯＣ（又はＲＣ）が、他の処理にて逐次算出されているＲＳＯＣ（又はＲＣ）より小さい場合に、ＲＳＯＣ（及び／又はＲＣ）を適時補正する。これにより、ＲＳＯＣは、図６Ａに細い実線で示すように時間の経過と共に低下して、太い実線で示される電池電圧に随時対応するものとなる。つまり、時刻Ｔ２１からＴ２２までの間では、細い実線で示されるＲＳＯＣが、細い一点鎖線で示されるＲＳＯＣを「Ｔ２２−Ｔ２３」だけ横軸方向に平行移動させたものとなるため、電池電圧が３Ｖとなる時刻Ｔ２２で、ＲＳＯＣが０％となるようにすることができる。 Therefore, in the first embodiment, the battery voltage of one battery block is detected as OCV during the discharge stop from time T20 to T21, and the RSOC (or RC) based on the detected OCV is determined by other processing. If it is smaller than the RSOC (or RC) calculated sequentially, the RSOC (and / or RC) is corrected in a timely manner. As a result, the RSOC decreases with time as indicated by a thin solid line in FIG. 6A and corresponds to the battery voltage indicated by the thick solid line as needed. That is, during the period from time T21 to T22, the RSOC indicated by the thin solid line is obtained by translating the RSOC indicated by the thin alternate long and short dash line by “T22-T23” in the horizontal axis direction, so that the battery voltage is 3V. At time T22, the RSOC can be set to 0%.
以下では、上述したパック電池１０の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５１により実行される。
図７は、二次電池１の残容量を算出するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。図７の処理が起動される周期は、例えば２５０ｍ秒であるが、これに限定されるものではない。
Below, operation | movement of the
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the
図７の処理で用いられる計時中フラグ及び補正フラグは、ＲＡＭ５３に記憶されており、所定の初期化処理にて０にクリアされる。計時中フラグは、既に計時を開始していることを示すフラグであり、補正フラグは、後述する実施の形態２で説明する他の処理に対して、残容量（ＲＣ）を補正したことを通知するフラグである。例えば前記他の処理にて算出されたＲＣが、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されている。その他の演算過程のデータについては、適宜ＲＡＭ５３に記憶される。加えて、図２に示したグラフに対応するテーブル値が、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されている。
The timekeeping flag and the correction flag used in the process of FIG. 7 are stored in the
図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、Ａ／Ｄ変換部４を介して電流検出器２の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ１１）。実際には、複数回取り込んだ電圧に基づいて充放電電流を検出するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ５１は、検出した充放電電流が、例えば−５０ｍＡ（放電電流の領域）より大きく、且つ５０ｍＡ（充電電流の領域）より小さいか否かを判定し（Ｓ１２）、この範囲内にない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、その後は何も実行せずに図７の処理を終了する。
When the process of FIG. 7 is activated, the
尚、ステップＳ１２で充放電電流と比較すべき電流値は、５０ｍＡ及び−５０ｍＡに限定されるものではない。 Note that the current value to be compared with the charge / discharge current in step S12 is not limited to 50 mA and −50 mA.
検出した充放電電流が−５０ｍＡより大きく、且つ５０ｍＡより小さい場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、充放電が行われていないと判定して差し支えないため、ＣＰＵ５１は、充放電が行われていない時間を既に計時中であるか否かを確認するために、計時中フラグが１にセットされているか否かを判定する（Ｓ１３）。１にセットされていない場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、タイマ５４を用いて計時を開始する（Ｓ１４）と共に、計時中フラグを１にセットして（Ｓ１５）図７の処理を終了する。
When the detected charging / discharging current is larger than −50 mA and smaller than 50 mA (S12: YES), it may be determined that charging / discharging has not been performed. In order to confirm whether or not the time is being measured, it is determined whether or not the time-keeping flag is set to 1 (S13). If it is not set to 1 (S13: NO), the
ステップＳ１３で計時中フラグが１にセットされている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、即ち既に計時が開始されている場合、ＣＰＵ５１は、計時を開始してから例えば１時間が経過したか否かを判定し（Ｓ１６）、経過していない場合（Ｓ１６：ＮＯ）、一旦図７の処理を終了する。１時間が経過した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、次回の計時に備えて計時中フラグを０にクリアした（Ｓ１７）後、Ａ／Ｄ変換部４を介して各電池ブロック１１，１２，１３のＯＣＶを検出する（Ｓ１８；請求項に記載の検出手段）。
When the timekeeping flag is set to 1 in step S13 (S13: YES), that is, when timekeeping has already started, the
その後、ＣＰＵ５１は、例えばＯＣＶが最小（又は最大）の電池ブロックを特定し、特定した電池ブロックのＯＣＶを、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶した図２に対応するテーブルに適用することによって電池ブロックのＲＳＯＣを算出する（Ｓ１９；請求項に記載の相対残容量を算出する手段）。そして、ＣＰＵ５１は、算出したＲＳＯＣとＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されたＦＣＣの学習値とを式（４）に適用することにより、ＯＣＶに基づく補正のための残容量として第２ＲＣ（請求項に記載の第２の残容量）を算出する（Ｓ２０；請求項に記載の算出手段）。
Thereafter, the
次いで、ＣＰＵ５１は、算出した第２ＲＣが、上述した他の処理で算出されてＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されているＲＣよりも小さいか否かを判定し（Ｓ２１；請求項に記載の判定手段）、小さい場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されているＲＣを第２ＲＣに置き換える（Ｓ２２）と共に、ＲＣを補正したことを示す補正フラグを１にセットして（Ｓ２３）、図７の処理を終了する。第２ＲＣが、記憶されているＲＣより小さくない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＲＣを補正せずに図７の処理を終了する。
Next, the
以上のように本実施の形態１によれば、ＯＣＶが最小（又は最大）の電池ブロックのＯＣＶを、ＯＣＶ及びＲＳＯＣの関係を示す放電特性に適用してＲＳＯＣを算出し、算出したＲＳＯＣにＦＣＣを乗じて得られる第２ＲＣが、他の処理で算出されている補正前のＲＣより小さい場合に、補正前のＲＣを第２ＲＣに置き換えることにより、第２ＲＣを補正後のＲＣとする。
これにより、開放電圧（ＯＣＶ）に基づいて算出された第２の残容量（第２ＲＣ）によって二次電池の残容量が補正される際に、補正後の残容量（ＲＣ）が補正前の残容量より大きくなることが防止される。特に、二次電池を充放電せずに保管し続けて電池電圧及び残容量が低下した場合に、低下した電池電圧に応じて残容量が適切に補正される。
従って、二次電池の充放電が停止しているにも関わらず、あたかも充電されたかのように見せることなく残容量を補正することが可能となる。
As described above, according to the first embodiment, the OCV of the battery block with the minimum (or maximum) OCV is applied to the discharge characteristics indicating the relationship between the OCV and the RSOC, and the RSOC is calculated. When the second RC obtained by multiplying is smaller than the uncorrected RC calculated by other processing, the second RC is made the corrected RC by replacing the uncorrected RC with the second RC.
Thus, when the remaining capacity of the secondary battery is corrected by the second remaining capacity (second RC) calculated based on the open circuit voltage (OCV), the corrected remaining capacity (RC) is changed to the remaining capacity before correction. It is prevented from becoming larger than the capacity. In particular, when the secondary battery continues to be stored without being charged / discharged and the battery voltage and the remaining capacity decrease, the remaining capacity is appropriately corrected according to the decreased battery voltage.
Therefore, it is possible to correct the remaining capacity without making it appear as if it has been charged, even though charging / discharging of the secondary battery is stopped.
（実施の形態２）
実施の形態１が、それ自体公知の方法で算出した二次電池１の残容量（ＲＣ）を、一の電池ブロックのＯＣＶに基づいて補正する形態であるのに対し、実施の形態２は、二次電池１の充放電電流を該充放電電流に応じた重み付けを行って積算した結果に基づいて、二次電池１のＲＣを算出する形態である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the remaining capacity (RC) of the
さて、充放電中の時刻ｔにおける残容量ＲＣ（ｔ）に対し、時間ΔＴ後（但し、ΔＴ≧Δｔ）における残容量ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）は、上述の式（１）を一般化した以下の式（５）によって算出することができる。
ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）
＝ＲＣ（ｔ）＋∫{（充放電電流／充放電効率）Δｔ}・・・・・・（５）
ここで、充放電電流は、正／負の符号付きで検出される充電電流／放電電流であり、「１／充放電効率」は、積算されるべき充放電電流に対する重みの値に相当する。
Now, with respect to the remaining capacity RC (t) at time t during charging / discharging, the remaining capacity RC (t + ΔT) after time ΔT (where ΔT ≧ Δt) is obtained by generalizing the above-described expression (1). It can be calculated by (5).
RC (t + ΔT)
= RC (t) + ∫ {(charge / discharge current / charge / discharge efficiency) Δt} (5)
Here, the charge / discharge current is a charge current / discharge current detected with a positive / negative sign, and “1 / charge / discharge efficiency” corresponds to a weight value for the charge / discharge current to be integrated.
式（５）の右辺の第２項にて、時間ΔＴの間における充放電電流が重みを付けて積算される。充放電電流が一定の場合は充放電効率も一定となるから、式（５）が以下の式（６）に変形される。
ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）＝ＲＣ（ｔ）−Δ積算放電量／充放電効率・・・（６）
ここで、Δ積算放電量は、図３で説明した積算放電量（放電量−充電量）の時間ΔＴにおける変化分である。
In the second term on the right side of Equation (5), the charge / discharge current during time ΔT is weighted and integrated. When the charging / discharging current is constant, the charging / discharging efficiency is also constant. Therefore, the equation (5) is transformed into the following equation (6).
RC (t + ΔT) = RC (t) −ΔIntegrated discharge amount / Charge / discharge efficiency (6)
Here, the Δ accumulated discharge amount is a change in time ΔT of the accumulated discharge amount (discharge amount−charge amount) described in FIG.
また、「ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）−ＲＣ（ｔ）」をΔＲＣと置き換えると、式（６）が以下の式（７）に変形される。
ΔＲＣ＝−Δ積算放電量／充放電効率・・・・・・・・・・・・・（７）
Further, when “RC (t + ΔT) −RC (t)” is replaced with ΔRC, the equation (6) is transformed into the following equation (7).
ΔRC = -ΔIntegrated discharge amount / Charge / discharge efficiency (7)
更に式（７）を変形して、次の式（８）が得られる。
ΔＲＣ／Δ積算放電量＝−１／充放電効率・・・・・・・・・・・（８）
充放電効率が放電効率ηである場合、式（８）の左右両辺は、図３に破線で示す直線の傾きを表しているから、式（６）を用いて二次電池１の満充電状態（ＲＣ＝ＦＣＣ）からＲＣを逐次算出するということは、図３の破線に沿って低下するＲＣを算出することを意味する。
Further, equation (7) is modified to obtain the following equation (8).
ΔRC / ΔIntegrated discharge amount = -1 / Charge / discharge efficiency (8)
When the charge / discharge efficiency is the discharge efficiency η, the left and right sides of the equation (8) represent the slope of the straight line shown by the broken line in FIG. 3, and therefore the fully charged state of the
次に、放電中に放電電流が変化することにより、放電効率が変化する場合について説明する。
図８は、本発明の実施の形態２に係るパック電池１０で放電中の放電効率の変化に応じて算出されるＲＣ及びＲＳＯＣを例示する説明図である。図の横軸は積算放電量を表し、縦軸はＲＣ及びＲＳＯＣを表す。二次電池１が満充電状態から放電効率η１で放電を開始した場合、二次電池１について算出されるＲＣ，ＲＳＯＣは、図８に実線で示されるように、傾きが−１／η１で横軸上の切片がＦＣＣ×η１である直線に沿って低下する。
Next, the case where the discharge efficiency changes due to the change in the discharge current during discharge will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating RC and RSOC calculated according to changes in discharge efficiency during discharge in the
その後、放電効率がη１からη２に変化した場合、ＲＣ，ＲＳＯＣは、傾きが−１／η２で横軸上の切片がＦＣＣ×αである直線に沿って低下する。一方、二次電池１が満充電状態から放電効率η２で放電した場合のＲＣ，ＲＳＯＣを示す直線は、図８に一点鎖線で示されるように、横軸上の切片がＦＣＣ×η２となるが、上記αはη２とは異なるものである。つまり、放電効率がη１からη２に変化した場合、二次電池１としては積算放電量がＦＣＣ×η２となるまで放電する容量があるにも関わらず、公知の方法によれば、積算放電量がＦＣＣ×αとなるまでしか放電できないものとして、ＲＣ，ＦＣＣが算出される。
Thereafter, when the discharge efficiency changes from η1 to η2, RC and RSOC decrease along a straight line having an inclination of −1 / η2 and an intercept on the horizontal axis of FCC × α. On the other hand, the straight line indicating RC and RSOC when the
そこで、本実施の形態２では、放電効率がη１からη２に変化した場合、式（６）の右辺の第２項で充放電電流を積算するときの重み付けを、「１／充放電効率」とは異なるものとすることにより、正確なＲＣ，ＲＳＯＣが算出されるようにする。
図９は、放電中の放電効率が変化した後に積算される充放電電流に対する重み付けを説明する説明図である。図の横軸は積算放電量を表し、縦軸はＲＣ及びＲＳＯＣを表す。図９では、図８との違いに着目して説明する。
Therefore, in the second embodiment, when the discharge efficiency is changed from η1 to η2, the weight when integrating the charge / discharge current in the second term on the right side of Equation (6) is “1 / charge / discharge efficiency”. By making them different, accurate RC and RSOC are calculated.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the weighting for the charge / discharge current accumulated after the discharge efficiency during discharge changes. The horizontal axis of the figure represents the integrated discharge amount, and the vertical axis represents RC and RSOC. In FIG. 9, the description will be given focusing on the difference from FIG.
放電中に放電効率がη１からη２に変化した場合、積算放電量がＦＣＣ×η２となる時にＲＣ，ＲＳＯＣが丁度０（％）となるためには、放電効率がη２になった後に算出されるＲＣ，ＲＳＯＣが、図８に実線の下半分で示されるように、横軸上の切片がＦＣＣ×η２である直線に沿って低下すればよい。この直線上の点（積算放電量、ＲＣ）及び上記切片を通る直線の傾きは「−ＲＣ／（ＦＣＣ×η２−積算放電量）」で表される。放電効率がη２からη３に変化した場合は、上記の傾きの分母をη３にすればよい。 When the discharge efficiency changes from η1 to η2 during discharge, RC and RSOC are just 0 (%) when the integrated discharge amount is FCC × η2, so that the discharge efficiency is calculated after η2 RC and RSOC may be lowered along a straight line whose intercept on the horizontal axis is FCC × η2, as indicated by the lower half of the solid line in FIG. The point on this straight line (cumulative discharge amount, RC) and the slope of the straight line passing through the intercept are represented by “−RC / (FCC × η2−cumulative discharge amount)”. When the discharge efficiency is changed from η2 to η3, the denominator of the slope may be set to η3.
つまり、式（６）を用いてＲＣを算出する際に、充放電電流の大きさに対応する充放電効率の変化に応じ、以下の式（９）から算出される値によって、積算されるべき充放電電流に対する重み付けを行う。
重みの値＝ＲＣ／（ＦＣＣ×充放電効率−積算放電量）・・・・・（９）
That is, when calculating RC using Equation (6), it should be integrated by the value calculated from Equation (9) below according to the change in charge / discharge efficiency corresponding to the magnitude of the charge / discharge current. The charge / discharge current is weighted.
Weight value = RC / (FCC × charge / discharge efficiency−integrated discharge amount) (9)
式（９）によって算出される重みの値を倍率とする場合、この倍率を式（６）に適用することにより、以下の式（１０）が得られる。
ＲＣ（ｔ＋ΔＴ）＝ＲＣ（ｔ）−倍率×Δ積算放電量・・・・・（１０）
When the weight value calculated by the equation (9) is a magnification, the following equation (10) is obtained by applying this magnification to the equation (6).
RC (t + ΔT) = RC (t) −magnification × Δintegrated discharge amount (10)
式（９）による充放電電流の重み付けは、一の電池ブロックのＯＣＶに基づいて二次電池１のＲＣを補正した場合にも適用することができる。
図１０は、ＲＣの補正後に算出されるＲＣ及びＲＳＯＣを例示する説明図である。図の横軸は積算放電量を表し、縦軸はＲＣ及びＲＳＯＣを表す。例えば、満充電状態のまま放置又は保管された二次電池１の電池電圧が、自己放電等の影響で低下した場合、一の電池ブロックのＯＣＶに基づいてＲＣがＲＣ１に補正される。以下では、補正後に１００％の放電効率で放電が開始されるものとする。
The weighting of the charging / discharging current according to the equation (9) can be applied even when the RC of the
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating RC and RSOC calculated after RC correction. The horizontal axis of the figure represents the integrated discharge amount, and the vertical axis represents RC and RSOC. For example, when the battery voltage of the
放電効率が１００％（＝１）の場合、式（９）による重みの値は「ＲＣ／（ＦＣＣ−積算放電量）」となる、つまり、ＲＣの補正後に算出されるＲＣ，ＲＳＯＣは、傾きが「−ＲＣ／（ＦＣＣ−積算放電量）」の直線に沿って低下する。そしてこの直線は、積算放電量が０（ゼロ）の時のＲＣがＲＣ１であるから、図１０に一点鎖線で示すように、縦軸上の切片がＲＣ１で、横軸上の切片がＦＣＣとなる。つまり、０（ゼロ）から積算した積算放電量がＦＣＣとなる時に、ＲＣ，ＲＳＯＣが丁度０（％）となる。 When the discharge efficiency is 100% (= 1), the weight value according to the equation (9) is “RC / (FCC−integrated discharge amount)”. That is, RC and RSOC calculated after RC correction are slopes. Decreases along a straight line “−RC / (FCC−cumulative discharge amount)”. In this straight line, since the RC when the integrated discharge amount is 0 (zero) is RC1, the intercept on the vertical axis is RC1 and the intercept on the horizontal axis is FCC as shown by a one-dot chain line in FIG. Become. That is, RC and RSOC are just 0 (%) when the accumulated discharge amount accumulated from 0 (zero) is FCC.
上記の重み付けによるＲＣの算出は、積算放電量の増加に対するＲＣの低下の割合を意図的に小さくして辻褄を合わせるものと言える。一方、二次電池１のＲＣをＲＣ１に補正した場合、二次電池１が既に「ＦＣＣ−ＲＣ１」だけ放電したものと考えられるため、本実施の形態２では、その時に例えば０（ゼロ）となっている積算放電量を「ＦＣＣ−ＲＣ１」に置き換える。これにより、式（９）による重み付けを行う場合であっても、ＲＣの補正後に算出されるＲＣ，ＲＳＯＣは、図１０に実線で示すように、二次電池１の実際の放電状態を反映したものとなる。
It can be said that the calculation of RC by the above weighting is intended to reduce the ratio of the decrease in RC with respect to the increase in the integrated discharge amount, and to match the wrinkles. On the other hand, when the RC of the
以下では、上述したパック電池１０の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５１により実行される。
図１１は、二次電池１の充放電電流を検出して放電量を積算するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートであり、図１２は、二次電池１の残容量を算出するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。図１１の処理が起動される周期は２５０ｍ秒であるが、これに限定されるものではない。また、図１２の処理が起動される周期は、図１１の処理が起動される周期と同じ２５０ｍ秒でもよいし、それよりも長い周期であってもよい。
Below, operation | movement of the
FIG. 11 is a flowchart showing the processing procedure of the
図１１，１２の処理で用いられるカウンタ２及びカウンタ１は、ＲＡＭ５３に記憶されており、二次電池１の満充電の検出時に０にクリアされる。その他の演算過程のデータについては、適宜ＲＡＭ５３に記憶される。加えて、図４に示したグラフに対応するテーブル値が、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されている。
The
図１１の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、Ａ／Ｄ変換部４を介して電流検出器２の電圧を取り込み、取り込んだ電圧を電流に換算して充放電電流を検出する（Ｓ３１；請求項に記載の第２の検出手段）。その後、ＣＰＵ５１は、検出した充放電電流をＲＡＭ５３に記憶する（Ｓ３２）。ここで充放電電流を検出して記憶する代わりに、実施の形態１の図７に示す処理中のステップＳ１１にて検出した充放電電流がＲＡＭ５３に記憶されるようにしてもよい。
When the processing of FIG. 11 is activated, the
次いで、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３に記憶したカウンタ２の内容から、検出した充放電電流を減算して（Ｓ３３；請求項に記載の第２の算出手段）カウンタ２を更新し、図１１の処理を終了する。ここで減算される充放電電流は、充電電流／放電電流が正／負の符号付きで検出される電流であるから、ステップＳ３３で更新されるカウンタ２は、初期値（０）に対して放電電流が加算されて行くものである。また、ステップＳ３３が１時間に１４４００回実行されるから、カウンタ２の値を１４４００で除した値が、積算放電量となる。
Next, the
次に図１２の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３に記憶した充放電電流を読み出す（Ｓ４１）と共に、Ａ／Ｄ変換部４を介して二次電池１の電池温度を検出し（Ｓ４２）、検出した充放電電流及び電池温度を、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶した図４に対応するテーブルに適用することによって、充放電電流に応じた充放電効率（η）を特定する（Ｓ４３）。
Next, when the process of FIG. 12 is started, the
その後、ＣＰＵ５１は、実施の形態１の図７に示す処理でセットされる補正フラグが、１にセットされているか否かを判定し（Ｓ４４）、セットされている場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、補正フラグを０にクリアした（Ｓ４５）後に、ＲＡＭ５３に記憶したカウンタ２の内容を、「（ＦＣＣ−ＲＣ）×１４４００」、即ち、満充電容量からＲＣを減算して１４４００倍した値に置き換える（Ｓ４６）。これにより、ＲＣが補正されたときに、カウンタ２も補正される。
Thereafter, the
ステップＳ４６の処理を終えた場合、又はステップＳ４４で補正フラグが１にセットされていない場合（Ｓ４４：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、式（９）を用い、重みの値を倍率として算出する（Ｓ４７）。ここでは、充放電効率がη、積算放電量が「カウンタ２／１４４００」であるから、倍率が「ＲＣ／（ＦＣＣ×η−カウンタ２／１４４００）」によって算出される。ＲＣはＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されている残容量である。
When the process of step S46 is completed, or when the correction flag is not set to 1 in step S44 (S44: NO), the
その後、ＣＰＵ５１は、積算放電量（放電量−充電量）の変化分として、Δ積算放電量を「（カウンタ２−カウンタ１）／１４４００」によって算出する（Ｓ４８）。ここでカウンタ１は、後述するように図１２の処理が前回起動されたときのカウンタ２の値である。つまり、Δ積算放電量は、図１２の処理が前回起動されてから今回起動されるまでの間における積算放電量の増分に相当する。
Thereafter, the
次いで、ＣＰＵ５１は、ステップＳ４７で算出した倍率を式（１０）に適用し、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶したＲＣから「倍率×Δ積算放電量」を減算することによって、新たにＲＣを算出して（Ｓ４９；請求項に記載の積算手段及び残容量を算出する手段）ＲＣの記憶内容を更新する。その後、ＣＰＵ５１は、式（４）を用い、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶したＲＣを、ＲＯＭ５２又はＲＡＭ５３に記憶されたＦＣＣの学習値で除算することによって、ＲＳＯＣを算出し（Ｓ５０）、カウンタ２の内容をカウンタ１に保存して（Ｓ５１）図１２の処理を終了する。ステップＳ４９，５０で算出されたＲＣ及び／又はＲＳＯＣは、その後、通信データに変換されて通信部９経由で制御・電源部２１に送信される。
Next, the
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location corresponding to
以上のように本実施の形態１，２によれば、２５０ｍ秒おきに、又はそれよりも長い時間ΔＴおきに検出した二次電池の充放電電流を、検出した充放電電流に対応する充放電効率に応じた重み付けを行って積算し、積算した結果に基づいて二次電池のＲＣを算出する。ＲＣを算出する間に検出した充放電電流の大きさから、充電も放電もされていないことが示される場合は、各電池ブロックのＯＣＶを検出し、例えば最小（又は最大）のＯＣＶに基づいて算出した第２ＲＣで二次電池のＲＣを置き換えて補正する。
これにより、充放電効率の大小が考慮された見せかけの残容量（ＲＣ）が時間ΔＴおきに算出され続け、その間に充放電が停止した場合に、開放電圧（ＯＣＶ）に基づいて二次電池の残容量が補正される。従って、充放電が開始又は再開された時から見せかけの残容量を適切に算出することが可能となる。
As described above, according to the first and second embodiments, the charging / discharging current of the secondary battery detected every 250 milliseconds or every longer time ΔT is charged / discharged corresponding to the detected charging / discharging current. Weighting according to efficiency is performed and integration is performed, and RC of the secondary battery is calculated based on the integration result. When the charge / discharge current detected during the calculation of RC indicates that neither charging nor discharging is performed, the OCV of each battery block is detected, for example, based on the minimum (or maximum) OCV Correction is performed by replacing the RC of the secondary battery with the calculated second RC.
As a result, the apparent remaining capacity (RC) taking into account the magnitude of the charge / discharge efficiency continues to be calculated every time ΔT, and when the charge / discharge is stopped during that time, the secondary battery based on the open circuit voltage (OCV) The remaining capacity is corrected. Therefore, it is possible to appropriately calculate the apparent remaining capacity from the time when charging / discharging is started or restarted.
また、本実施の形態２によれば、二次電池の符号付きの充放電電流を満充電状態から単純に積算して算出した「−積算放電量（即ち、−カウンタ２／１４４００）」と、ＲＣを算出する時の充放電電流に対応する充放電効率をＦＣＣに掛け合わせた結果とを加算し、加算結果でＲＣを除して得られる値によって重み付けした充放電電流を積算することにより、見せかけのＲＣを算出する。
従って、充放電電流を積算する際の重み付けの値として、その時々の充放電効率で充放電可能な最大容量（即ちＦＣＣ×充放電効率）が加味された値が用いられるため、充放電中に充放電電流が変化した場合であっても、見せかけの残容量を正確に算出することが可能となる。
In addition, according to the second embodiment, “−integrated discharge amount (that is, −counter 2/14400)” calculated by simply integrating the charge / discharge current with a sign of the secondary battery from the fully charged state, By adding the result obtained by multiplying the FCC by the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current when calculating RC, and adding the charge / discharge current weighted by the value obtained by dividing RC by the addition result, Calculate the apparent RC.
Therefore, since a value that takes into account the maximum capacity (that is, FCC × charge / discharge efficiency) that can be charged / discharged at the current charge / discharge efficiency is used as the weighting value when integrating the charge / discharge current, during charge / discharge Even if the charge / discharge current changes, the apparent remaining capacity can be accurately calculated.
更に、本実施の形態２によれば、二次電池のＲＣを補正した場合、カウンタ２を「（ＦＣＣ−補正後のＲＣ）×１４４００」に置き換える。つまり、それまで充放電電流を単純に積算して算出していた符号付きの「積算放電量（＝カウンタ２／１４４００）」を、ＦＣＣから補正後のＲＣを減算した容量に置き換える。
従って、残容量が低下する方向に補正される場合に、二次電池の残容量と充放電量との関係が、二次電池の開放電圧に応じて一意に決まる関係となるように調整することが可能となる。
Furthermore, according to the second embodiment, when the RC of the secondary battery is corrected, the
Therefore, when the remaining capacity is corrected in the decreasing direction, the relationship between the remaining capacity of the secondary battery and the charge / discharge amount is adjusted so as to be uniquely determined according to the open-circuit voltage of the secondary battery. Is possible.
尚、実施の形態２にあっては、式（９）で算出される重みの値（倍率）の範囲に制限を設けていないが、例えば放電が進行して積算放電量が増大している状態で、放電電流が増加して放電効率が大幅に低下したような場合に、倍率が大きくなり過ぎることがある。このような場合は、倍率の上限を例えば４程度に制限してもよい。また、算出された倍率が負になる場合は、例えば倍率を１に補正して残容量の算出の破綻を防ぐことが好ましい。 In the second embodiment, there is no limit on the range of the weight value (magnification) calculated by the equation (9), but for example, the discharge progresses and the integrated discharge amount increases. When the discharge current is increased and the discharge efficiency is greatly reduced, the magnification may be excessively increased. In such a case, the upper limit of the magnification may be limited to about 4, for example. Further, when the calculated magnification becomes negative, it is preferable to correct the magnification to 1, for example, to prevent failure of the remaining capacity calculation.
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 二次電池
１１，１２，１３ 電池ブロック
１０ パック電池
２ 電流検出器
４ Ａ／Ｄ変換部
５ 制御部
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ タイマ
９ 通信部
２０ 電気機器
２１ 制御・電源部
DESCRIPTION OF
52 ROM
53 RAM
54 Timer 9
Claims (8)
前記二次電池の開放電圧と満充電容量に対する相対残容量との関係を示す放電特性、及び検出した開放電圧に基づいて、前記二次電池の相対残容量を算出し、
算出した相対残容量に前記二次電池の満充電容量を乗ずることにより、前記二次電池の第２の残容量を算出し、
算出した第２の残容量が前記二次電池の補正前の残容量より小さいか否かを判定し、
小さい場合、算出した第２の残容量を前記二次電池の補正後の残容量とすること
を特徴とする二次電池の残容量補正方法。 In the method of correcting the remaining capacity of the secondary battery based on the open voltage of the secondary battery whose remaining capacity is calculated in advance,
Based on the discharge characteristics indicating the relationship between the open voltage of the secondary battery and the relative remaining capacity relative to the full charge capacity, and the detected open voltage, the relative remaining capacity of the secondary battery is calculated,
Calculating the second remaining capacity of the secondary battery by multiplying the calculated relative remaining capacity by the full charge capacity of the secondary battery;
It is determined whether the calculated second remaining capacity is smaller than the remaining capacity before correction of the secondary battery,
In the case of being small, the calculated second remaining capacity is set as the remaining capacity after correction of the secondary battery.
検出した充放電電流の大きさが所定の大きさより小さいか否かを判定し、
小さい場合、請求項１に記載の二次電池の残容量補正方法により補正した残容量を、前記二次電池の残容量とすること
を特徴とする二次電池の残容量算出方法。 The charge / discharge efficiency of the secondary battery is associated with charge / discharge efficiency in advance, the charge / discharge current is detected in time series, and the detected charge / discharge current is determined according to the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current. In a method for calculating the remaining capacity of the secondary battery based on the result of weighting and integrating,
Determine whether the detected charge / discharge current magnitude is smaller than a predetermined magnitude,
In the case of being small, the remaining capacity corrected by the method for correcting the remaining capacity of the secondary battery according to claim 1 is set as the remaining capacity of the secondary battery.
算出した充放電量に前記二次電池の満充電容量及び前記充放電効率の積を加えた容量で前記二次電池の残容量を除して得られる値により、前記重み付けを行うこと
を特徴とする請求項２に記載の二次電池の残容量算出方法。 Calculating the amount of charge / discharge from the fully charged state of the secondary battery by integrating the detected charge / discharge current,
The weighting is performed by a value obtained by dividing the remaining capacity of the secondary battery by a capacity obtained by adding the product of the full charge capacity and the charge / discharge efficiency of the secondary battery to the calculated charge / discharge amount. The method for calculating the remaining capacity of the secondary battery according to claim 2.
を特徴とする請求項３に記載の二次電池の残容量算出方法。 When the remaining capacity of the secondary battery is corrected by the remaining capacity correction method, the capacity obtained by subtracting the full charge capacity of the secondary battery from the corrected remaining capacity is set as the charge / discharge amount of the secondary battery. The method for calculating the remaining capacity of the secondary battery according to claim 3.
前記二次電池の開放電圧と満充電容量に対する相対残容量との関係を示す放電特性、及び前記検出手段が検出した開放電圧に基づいて、前記二次電池の相対残容量を算出する手段と、
該手段が算出した相対残容量に前記二次電池の満充電容量を乗ずることにより、前記二次電池の第２の残容量を算出する算出手段と、
該算出手段が算出した第２の残容量が前記二次電池の補正前の残容量より小さいか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が小さいと判定した場合、前記算出手段が算出した第２の残容量を前記二次電池の補正後の残容量とするようにしてあること
を特徴とするパック電池。 A secondary battery whose remaining capacity is calculated in advance, and a detecting means for detecting an open voltage of the secondary battery, the calculated remaining capacity is corrected based on the detected open voltage, and the corrected remaining capacity In a battery pack that generates
Means for calculating the relative remaining capacity of the secondary battery based on the discharge characteristics indicating the relationship between the open voltage of the secondary battery and the relative remaining capacity with respect to the full charge capacity, and the open voltage detected by the detecting means;
Calculating means for calculating a second remaining capacity of the secondary battery by multiplying the relative remaining capacity calculated by the means by the full charge capacity of the secondary battery;
Determining means for determining whether the second remaining capacity calculated by the calculating means is smaller than the remaining capacity before correction of the secondary battery;
A pack battery characterized in that, when it is determined that the determination means is small, the second remaining capacity calculated by the calculation means is set as the corrected remaining capacity of the secondary battery.
前記充放電電流を時系列的に検出する第２の検出手段と、
該第２の検出手段が検出した充放電電流を、該充放電電流に対応する充放電効率に応じた重み付けを行って積算する積算手段と、
該積算手段の積算結果に基づいて、前記二次電池の残容量を算出する手段とを備えること
を特徴とする請求項５に記載のパック電池。 The charge / discharge efficiency is associated with the charge / discharge current of the secondary battery in advance,
Second detection means for detecting the charge / discharge current in time series;
Integrating means for integrating the charge / discharge current detected by the second detection means by performing weighting according to the charge / discharge efficiency corresponding to the charge / discharge current;
The battery pack according to claim 5, further comprising: a unit that calculates a remaining capacity of the secondary battery based on an integration result of the integration unit.
前記積算手段は、前記第２の算出手段が算出した充放電量に前記二次電池の満充電容量及び前記充放電効率の積を加えた容量で前記二次電池の残容量を除して得られる値により、前記重み付けを行うようにしてあること
を特徴とする請求項６に記載のパック電池。 A second calculating means for calculating the charge / discharge amount from the fully charged state of the secondary battery by integrating the charge / discharge current detected by the second detecting means;
The integrating means is obtained by dividing the remaining capacity of the secondary battery by a capacity obtained by adding the product of the full charge capacity and the charge / discharge efficiency of the secondary battery to the charge / discharge amount calculated by the second calculating means. The battery pack according to claim 6, wherein the weighting is performed according to a value obtained.
を特徴とする請求項７に記載のパック電池。 When the second calculation means determines that the determination means is small, a capacity obtained by subtracting the full charge capacity from the corrected remaining capacity of the secondary battery is used as the charge / discharge amount of the secondary battery. The battery pack according to claim 7, wherein the battery pack is configured as described above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012042253A JP2013178166A (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012042253A JP2013178166A (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013178166A true JP2013178166A (en) | 2013-09-09 |
Family
ID=49269935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012042253A Pending JP2013178166A (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013178166A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223852A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 京セラ株式会社 | Power storage device |
| CN106950501A (en) * | 2017-03-09 | 2017-07-14 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | A kind of dump energy computational methods of Li-ion batteries piles |
| US10338147B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-07-02 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods and apparatus for determining a relative state of charge of a battery |
| CN111231758A (en) * | 2019-10-11 | 2020-06-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | Battery capacity estimation method and device, electronic equipment and medium |
| EP4277076A1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device with estimating battery state |
| CN117517979A (en) * | 2023-12-19 | 2024-02-06 | 浙江地芯引力科技有限公司 | Battery parameter updating method and device, electronic equipment and storage medium |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829505A (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | Method for estimating residual capacity of battery |
| JP2001186669A (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Sony Corp | Battery device and method of detecting residual capacity of battery |
| JP2009042182A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Calculating method of remaining capacity of battery |
| JP2009216403A (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | Residual amount estimating device for secondary battery |
-
2012
- 2012-02-28 JP JP2012042253A patent/JP2013178166A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829505A (en) * | 1994-07-15 | 1996-02-02 | Toshiba Corp | Method for estimating residual capacity of battery |
| JP2001186669A (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Sony Corp | Battery device and method of detecting residual capacity of battery |
| JP2009042182A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Calculating method of remaining capacity of battery |
| JP2009216403A (en) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | Residual amount estimating device for secondary battery |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016223852A (en) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 京セラ株式会社 | Power storage device |
| US10338147B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-07-02 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods and apparatus for determining a relative state of charge of a battery |
| US10520553B2 (en) | 2016-10-31 | 2019-12-31 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods and system for a battery |
| CN106950501A (en) * | 2017-03-09 | 2017-07-14 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | A kind of dump energy computational methods of Li-ion batteries piles |
| CN106950501B (en) * | 2017-03-09 | 2019-06-25 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | A kind of remaining capacity calculation method of Li-ion batteries piles |
| CN111231758A (en) * | 2019-10-11 | 2020-06-05 | 中国第一汽车股份有限公司 | Battery capacity estimation method and device, electronic equipment and medium |
| EP4277076A1 (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device with estimating battery state |
| CN117517979A (en) * | 2023-12-19 | 2024-02-06 | 浙江地芯引力科技有限公司 | Battery parameter updating method and device, electronic equipment and storage medium |
| CN117517979B (en) * | 2023-12-19 | 2024-04-05 | 浙江地芯引力科技有限公司 | Battery parameter updating method and device, electronic equipment and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5174104B2 (en) | Secondary battery charging method and battery pack | |
| EP2492702B1 (en) | Power supply apparatus | |
| JP2013156202A (en) | Method for calculating residual capacity of secondary cell and battery pack | |
| US20130080094A1 (en) | Device for Depth of Energy Prediction of a Battery and a Method for the Same | |
| JP2013178166A (en) | Residual capacity correction method of secondary battery, residual capacity calculation method of secondary battery and pack battery | |
| CN109671997B (en) | Electronic device and charging method | |
| JP5897701B2 (en) | Battery state estimation device | |
| JP5843051B2 (en) | Pack battery and secondary battery discharge control method | |
| JP2013135510A (en) | Determination method of charging current and battery pack | |
| JP2008253129A (en) | Method for quick charging lithium-based secondary battery and electronic equipment using same | |
| EP3444625A1 (en) | Electricity storage device, electricity storage system, and power supply system | |
| JPH11329512A (en) | Secondary battery capacity deterioration judging method and its judging device | |
| JP4817647B2 (en) | Secondary battery life judgment method. | |
| JP2011043460A (en) | Characteristic detection method of secondary battery, and secondary battery device | |
| JP2012242135A (en) | Residual capacity calculation method, pre-shipment adjustment method of packed battery, residual capacity calculation device, and packed battery | |
| JP2018048916A (en) | Circuit for detecting remaining life of rechargeable battery, electronic apparatus and automobile using the same, and method for detecting charge state | |
| CN111527644A (en) | Rechargeable battery abnormality detection device and rechargeable battery abnormality detection method | |
| US20120098498A1 (en) | Battery pack, semiconductor device, portable apparatus and method of reporting full charge | |
| JP2005345369A (en) | Device and method for displaying battery remaining quantity | |
| JP2013250159A (en) | Residual capacity calculation method for secondary battery, and pack battery | |
| JP2004191152A (en) | Remaining life estimating device and method for secondary battery | |
| KR101473156B1 (en) | The way of forecasting the life cycle of rechargeable secondary batteries | |
| JP4329543B2 (en) | Battery level measuring device | |
| JP6631377B2 (en) | Charge amount calculation device, computer program, and charge amount calculation method | |
| JP2011233414A (en) | Method for generating remaining capacity data of secondary battery and battery pack |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150107 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151201 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160329 |