狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法
狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法，能夠容易地推測蓄電元件的開路電壓特性。電池包具備：CS，具有測量各單電池的電壓值V的電壓測量電路；BM，具有存儲器和CPU，存儲器存儲表示單電池的正極電位和放電容量的相關(guān)信息的第1相關(guān)關(guān)系表、以及表示單電池的負(fù)極電位和蓄電容量的相關(guān)信息的第2相關(guān)關(guān)系表。BM的CPU測量放電時的電壓值(V)(S2)，計算出電壓值(V)成為放電終止電壓的放電終止容量(S8)。而且，CPU對存儲在存儲器中的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正以使放電終止容量下的電壓值(V)成為放電終止電壓(S16)，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
【專利說明】狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 由本說明書公開的技術(shù)涉及推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來使用了二次電池等可反復(fù)使用的蓄電元件。蓄電元件擴(kuò)展了電動汽車等當(dāng)前的使用領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中公知有采用二次電池的開路電壓特性來推測二次電池的劣化度的技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)I)。在二次電池中，二次電池的電極電位(正極電位、負(fù)極電位)和電池容量的相關(guān)信息伴隨劣化而發(fā)生變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，測量表示二次電池的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)的相關(guān)信息的開路電壓特性，為了與該測量到的開路電壓特性一致，推測正極的容量維持率、負(fù)極的容量維持率、電池容量的變動率的各參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過推測這些參數(shù)，來決定二次電池的電極電位與電池容量的相關(guān)信息，推測二次電池的劣化度。
[0004]專利文獻(xiàn)I JP特開2011-220917號公報
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)不同，通過決定二次電池等蓄電元件的電極電位和蓄電容量的相關(guān)信息，能夠推測蓄電元件的開路電壓特性，能夠推測蓄電元件的劣化度。在這種情況下，即使利用現(xiàn)有技術(shù)來決定相關(guān)信息，由于現(xiàn)有技術(shù)中包括分別推測多個參數(shù)的處理，因此直到?jīng)Q定相關(guān)信息為止的處理變得復(fù)雜化，產(chǎn)生無法容易地推測蓄電元件的開路電壓特性的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本說明書中，公開了在推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置中容易地推測蓄電元件的開路電壓特性的技術(shù)。
[0007]由本說明書公開的狀態(tài)推測裝置是推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置，具備:電壓測量部，測量上述蓄電元件的開路電壓；存儲器，存儲表示上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息；和控制部，上述控制部具有執(zhí)行以下處理的結(jié)構(gòu):測量處理，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓；計算處理，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量；修正處理，對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成處理，在上述修正處理后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息來生成表示上述蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
[0008]在該狀態(tài)推測裝置中也可構(gòu)成為，上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，使與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量移位與上述修正值相應(yīng)的量。[0009]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，以上述修正值來縮小或者放大與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄
電容量。
[0010]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中沒有修正的相關(guān)信息在上述算出蓄電容量下的上述電極電位，決定上述修正值。
[0011]在該狀態(tài)推測裝置中，上述控制部也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中修正上述蓄電元件的正極容量和負(fù)極容量中具有小的電極容量的電極的上述相關(guān)信息。
[0012]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中修正上述第2相
關(guān)信息。
[0013]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為在上述存儲器中存儲有修正值對應(yīng)表，該修正值對應(yīng)表與上述蓄電元件對應(yīng)地存儲了與上述第I相關(guān)信息相對應(yīng)的第I修正值以及與上述第2相關(guān)信息相對應(yīng)的第2修正值，上述控制部在上述修正處理中，修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息這兩個相關(guān)信息，采用在上述修正值對應(yīng)表中與上述算出蓄電容量相對應(yīng)地存儲的上述第I修正值以及上述第2修正值來修正上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息。
[0014]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述生成處理中，利用上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息從與同一上述蓄電容量相關(guān)聯(lián)的上述正極電位減去上述負(fù)極電位來計算出上述蓄電元件的開路電壓，根據(jù)上述開路電壓和上述蓄電容量之間的相關(guān)信息，生成開路電壓特性。
[0015]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息是在上述蓄電元件的使用初期被測量并被存儲在上述存儲器中的。
[0016]由本說明書公開的發(fā)明還被具體化為生成用于上述狀態(tài)推測裝置的開路電壓特性的開路電壓特性生成方法。由本說明書公開的開路電壓特性生成方法包括:測量步驟，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓；計算步驟，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量；修正步驟，對表示預(yù)先存儲的上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成步驟，在上述修正步驟后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息，生成上述開路電壓特性。
[0017](發(fā)明效果)
[0018]根據(jù)本說明書所公開的發(fā)明，在推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置中，能夠容易地推測蓄電元件的開路電壓特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為表示電池包結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020]圖2為表示電池模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。[0021]圖3為表示第I實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0022]圖4為表示單電池的劣化和開路電壓特性的變化的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖5為表示使用初期的單電池的放電容量與電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0024]圖6為表示使用時的單電池的放電容量和電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0025]圖7為表示第2實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0026]圖8為表示使用時的單電池的放電容量和電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0027]圖9為表示第3實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0028]符號說明:
[0029]10:電池模塊、12:組電池、14:單電池、20:CS、24:電壓測量電路、30:傳感器單元、60:電池包、62:BM、64:電流傳感器、70:CPU、72:電流計量部、74:通信部、76:存儲器。
【具體實施方式】
[0030](本實施方式的概要)
[0031]首先，對本實施方式的狀態(tài)推測裝置的概要進(jìn)行說明。
[0032]在該狀態(tài)推測裝置中，在生成開路電壓特性時，以算出蓄電容量中的正極電位與負(fù)極電位的電位差成為規(guī)定值的條件對預(yù)先存儲在存儲器中的相關(guān)信息進(jìn)行修正，采用修正后的相關(guān)信息生成開路電壓特性。因此，在推測開路電壓特性時，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0033]在該狀態(tài)推測裝置中，在對相關(guān)信息進(jìn)行修正來生成開路電壓特性時，在第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息的至少一個信息中，通過使與蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位(shift)，從而對相關(guān)信息進(jìn)行修正。因此，不需要在存儲器中預(yù)先存儲使蓄電容量相對于第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息分別移位的多個相關(guān)信息，能夠削減存儲器所需的容量。
[0034]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，在第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息的至少一方中，通過縮小或者放大與蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量，從而修正相關(guān)信息。因此，不需要預(yù)先在存儲器中存儲相對于第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息中的每一個信息縮小或者放大了蓄電容量的多個相關(guān)信息，能夠削減存儲器所需的容量。
[0035]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息進(jìn)行修正。因此，在對要修正一側(cè)的相關(guān)信息進(jìn)行修正時，能夠基于沒有修正一側(cè)的相關(guān)信息來決定修正值，能夠容易修正相關(guān)信息。
[0036]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，修正電極容量小的電極的相關(guān)信息。一般情況下，在蓄電元件中，電極容量小的電極的相關(guān)信息容易發(fā)生變化，伴隨與此，蓄電元件的開路電壓特性發(fā)生變化。因此，通過修正電極容量小的電極的相關(guān)息，能夠生成聞精度的開路電壓特性。
[0037]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，修正負(fù)極的相關(guān)信息、即第2相關(guān)信息。一般情況下，在蓄電元件中，設(shè)定為負(fù)極容量比正極容量小。因此，通過修正電極容量小的負(fù)極的相關(guān)信息,能夠生成高精度的開路電壓特性。
[0038]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息雙方進(jìn)行修正。在這種情況下，由于采用在存儲器中預(yù)先存儲的修正值對應(yīng)表來決定各修正值,因此即使對兩個相關(guān)信息進(jìn)行修正，也能容易修正相關(guān)信息。
[0039]在該狀態(tài)推測裝置中，由于根據(jù)第I相關(guān)信息的正極電位和第2相關(guān)信息的負(fù)極電位生成開路電壓特性，因此能夠容易地生成開路電壓特性。
[0040]在該狀態(tài)推測裝置中，根據(jù)在蓄電元件的使用初期所測量的第I相關(guān)信息以及第2相關(guān)信息生成開路電壓特性，因此能夠生成適于蓄電元件的特性的開路電壓特性。
[0041]〈實施方式1>
[0042]以下，參照圖1至圖6說明實施方式I。
[0043]1.電池包的結(jié)構(gòu)
[0044]圖1為表示本實施方式的電池包60的結(jié)構(gòu)的圖。本實施方式的電池包60被搭載在例如電動汽車或混合動力汽車中，向利用電能工作的動力源供電。
[0045]如圖1所示，電池包60具有多個電池模塊10，并且具有對這些電池模塊進(jìn)行管理的電池管理器(以下，稱為BM)62以及電流傳感器64，該電池模塊10包括由多個單電池14(參照圖2)構(gòu)成的組電池12、和形成了傳感器單元30和通信部28等的基板即單元傳感器(以下，稱為CS) 20。BM62以及CS20為狀態(tài)推測裝置的一例，單電池14為蓄電元件的一例。
[0046]各電池模塊10的組電池12以及電流傳感器64經(jīng)由布線68而被串聯(lián)連接，并與設(shè)置于電動汽車等的外部的充電裝置18或者設(shè)置于電動汽車等的內(nèi)部的動力源等負(fù)載18連接。
[0047]BM62除了中央處理裝置(以下，稱為CPU) 70之外，還具備采用電流傳感器64每隔規(guī)定期間測量組電池12的充電電流或者放電電流(以下稱作充放電電流)的電流值I的電流計量部72以及通信部74。CPU70為控制部的一例。
[0048]如圖1所示，CPU70具有R0M、RAM等存儲器76、以及將作為模擬信號而測量到的電流值I變換為數(shù)字值的模擬-數(shù)字變換機(以下，稱為ADC) 78。在存儲器76中預(yù)先存儲用于對CS20的動作進(jìn)行控制的各種程序(包括電池管理程序)，CPU70按照從存儲器76中讀出的程序進(jìn)行執(zhí)行后述的開路電壓特性生成處理等各部分的控制。
[0049]存儲器76中還存儲有單電池14的正極電位與放電容量之間的相關(guān)關(guān)系表、即第I相關(guān)關(guān)系表(參照圖5的實線)、和單電池14的負(fù)極電位與放電容量之間的相關(guān)關(guān)系表、即第2相關(guān)關(guān)系表(參照圖5單點劃線)。第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表由單電池14的活性物質(zhì)與正極材質(zhì)或者活性物質(zhì)與負(fù)極材質(zhì)的組合決定。在本實施方式中，第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表是采用使用初期的單電池14來計算出的，但也可采用相同的活性物質(zhì)和同一材質(zhì)的電極來單獨計算出并存儲在存儲器76中。放電容量為蓄電容量的一例，第I相關(guān)關(guān)系表為第I相關(guān)信息的一例，第2相關(guān)關(guān)系表為第2相關(guān)信息的一例。
[0050]通信部74經(jīng)由通信線80與各電池模塊10的CS20連接，如后述所述那樣，收取由各CS20測量到的電壓值V、溫度D等信息。CPU70采用這些信息對組電池12的充放電進(jìn)行控制,并且推測各單電池14的S0C。在此，所謂“SOC(state of charge) ”表示蓄電元件的充電狀態(tài)，在滿充電狀態(tài)下SOC成為100%，在結(jié)束放電狀態(tài)下SOC成為0%。
[0051]另外，在電池包60中，除此之外，還設(shè)有受理來自用戶的輸入的操作部(未圖示)、由表示組電池12的劣化狀態(tài)等的液晶顯示器構(gòu)成的顯示部(未圖示)。[0052]圖2示意性表示電池模塊10的結(jié)構(gòu)。組電池12為串聯(lián)連接了多個單電池14的結(jié)構(gòu)，各單電池為可反復(fù)充放電的二次電池。更具體地來說，單電池14為滿充電時兩端間的電壓值大致為4V的鋰離子電池，尤其是采用2種以上的鋰含有金屬氧化物作為正極活性物質(zhì)的鋰離子電池。另外，作為上述鋰含有金屬氧化物，能夠采用例如包含有一種或兩種以上Co、Mn或者Ni等各元素的物質(zhì)。此外，從晶體構(gòu)造來說，將具有尖晶石構(gòu)造的鋰含有金屬氧化物和具有層狀構(gòu)造的鋰含有金屬氧化物進(jìn)行混合而得到的物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)。此外，CS20具有包括電壓測量電路24和溫度傳感器26的傳感器單元30、和通信部28。電壓測量電路24為電壓測量部的一例。
[0053]電壓測量電路24與包括在組電池12中的各單電池14的兩端連接，每隔規(guī)定期間測量各單電池14兩端間的電壓值V[V]。溫度傳感器26以接觸式或者非接觸式每隔規(guī)定期間測量組電池12所包含的各單電池14的溫度D[°C ]。各單電池14兩端間的電壓值V為開路電壓的一例。
[0054]通信部28經(jīng)由通信線80與BM62連接，將由CS測量到的上述電壓值V和溫度D等信息發(fā)送到BM62。BM62將從各CS20發(fā)送的電壓值V和溫度D等存儲在存儲器76中。
[0055]2.開路電壓特性生成處理
[0056]接下來，使用圖3到圖6說明生成各單電池14的開路電壓特性的開路電壓特性生成處理。圖3表示由BM62的CPU70執(zhí)行的開路電壓特性生成處理的流程圖。在該開路電壓特性生成處理中，測量放電中的單電池14的電壓值V，根據(jù)測量到的電壓值V和存儲在存儲器76中的相關(guān)關(guān)系表，生成表示單電池14的開路電壓與示出剩余容量的SOC之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。SOC為內(nèi)部狀態(tài)的一例。
[0057]另外，單電池14的SOC的推測按照各CS20的組電池12所包含的各單電池14依次執(zhí)行。此外，在充放電中所測量的電壓值V和開路電壓不一定是相同的電壓值。但是，通過采用根據(jù)電壓值V推測開路電壓的公知的技術(shù)、或者預(yù)先確定的修正系數(shù)等，能夠與開路電壓同等地處理電壓值V。
[0058]在電池包60中，若例如對電動汽車接入電源、或者對電動汽車開始充電等用戶起動了電池包60，則BM62以及CS20起動，對組電池12的充放電開始。若BM62起動，則CPU70執(zhí)行開路電壓特性生成處理，采用通過開路電壓特性生成處理生成的開路電壓特性來執(zhí)行狀態(tài)推測處理。
[0059]若開始開路電壓特性生成處理，則CPU70開始單電池14的放電，使用電池模塊10的CS20，開始單電池14的溫度D以及電壓值V的測量(S2)。此外，CPU70采用電流計量部72來測量電流值I，對從放電開始起的電流值I進(jìn)行累計計算來計算出放電容量(S4)。
[0060]CPU70在計算出放電容量時，推測放電開始時的單電池14的放電容量。CPU70例如繼續(xù)控制單電池14的充放電，在預(yù)先取得與放電開始時的放電容量相關(guān)的信息的情況下，將該取得的放電容量設(shè)為放電開始時的放電容量。
[0061]此外，CPU70也可根據(jù)放電開始時的單電池14的電流值和預(yù)先取得的開路電壓特性來推測放電開始時的放電容量。圖4表示單電池14的開路電壓特性。單電池14的開路電壓特性伴隨著單電池14的劣化，從實線所示的使用初期的開路電壓特性變化至由雙點劃線所示的規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性。如圖4所示那樣，在單電池14的開路電壓特性中，使用初期的開路電壓特性和規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性中，存在由于劣化而特性發(fā)生了變化的變化區(qū)域R1、和特性不隨劣化而發(fā)生變化的不變區(qū)域R2。
[0062]CPU70在預(yù)先取得使用初期的開路電壓特性，放電開始時的單電池14的電壓值V存在于不變區(qū)域R2的情況下，根據(jù)使用初期的開路電壓特性推測放電開始時的放電容量。具體地來說，如圖4所示，CPU70進(jìn)行預(yù)先使單電池14在短期間內(nèi)放電的預(yù)放電，求取預(yù)放電前的電壓值Vl和與其對應(yīng)的剩余容量SOCl、以及預(yù)放電后的電壓值V2和與其對應(yīng)的剩余容量S0C2。CPU70根據(jù)剩余容量S0C1、S0C2而計算出剩余容量差Λ S0C，根據(jù)在預(yù)放電中測量到的電流值I而計算出放電容量差A(yù)Q。CPU70對計算出的剩余容量差A(yù)SOC和放電容量差A(yù)Q進(jìn)行比較，推測放電開始時的單電池14的放電容量。
[0063]CPU70待機到單電池14的電壓值V達(dá)到放電終止電壓(S6:否)，若電壓值V到達(dá)放電終止電壓(S6:是)，則計算出放電終止電壓下的放電容量、即放電終止容量(S8)。放電終止電壓為基準(zhǔn)值的一例，放電終止容量為算出蓄電容量的一例。
[0064]如圖5所示，在使用初期的單電池中，表示單電池14的電壓值V和放電容量的相關(guān)關(guān)系的特性表可使用第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表來計算出，某放電容量的電壓值V可作為從該放電容量下的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位所得到的值來計算出。因此，放電終止容量可作為第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位和第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位之間的電位差成為放電終止電壓的放電容量來計算出。
[0065]但是,如圖6所不,若由于使用而導(dǎo)致單電池14劣化,貝U第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表中的至少一方會從使用初期的單電池14的相關(guān)關(guān)系表發(fā)生變化。在圖6中表示了由于單電池14的劣化而第2相關(guān)關(guān)系表發(fā)生了變化的例子。因此，不能采用第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表計算出使用中的單電池14的特性表。
[0066]在本實施方式中，CPU70通過修正相關(guān)關(guān)系表來適應(yīng)相關(guān)關(guān)系表的變化，采用修正后的相關(guān)關(guān)系表來計算出使用中的單電池14的特性表。在本實施方式中，執(zhí)行對單電池14的正極容量和負(fù)極容量中與電極容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正的修正處理(S10?S16)。具體地來說，CPU70通過使第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位相對應(yīng)地存儲的放電容量移位，從而修正第2相關(guān)關(guān)系表。
[0067]在修正處理中，CPU70首先檢測沒有修正的第I相關(guān)關(guān)系表的放電終止容量中的正極電位作為基準(zhǔn)正極電位(SlO)。接下來，CPU70在第2相關(guān)關(guān)系表中，檢測與基準(zhǔn)正極電位的電位差成為放電終止電壓的基準(zhǔn)負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的放電容量作為對應(yīng)放電容量(S12)。CPU70從放電終止容量中減去對應(yīng)放電容量來計算出差分放電容量(S14)。差分放電容量為修正值的一例。
[0068]CPU70從在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有的放電容量中一律減去差分放電容量，使第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S16)。由此，如圖6的箭頭82所示那樣，由中空的單點劃線所示的第2相關(guān)關(guān)系表被修正為由單點劃線所示的修正后的第2相關(guān)關(guān)系表。其結(jié)果，單電池14的特性表也如圖6的箭頭84所示，從中空的虛線所示的關(guān)系被修正為由虛線所示的關(guān)系，從放電終止容量下的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位而得到的值成為放電終止電壓。
[0069]修正處理后，CPU70根據(jù)第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表生成開路電壓特性(S18)。CPU70從與同一放電容量相關(guān)聯(lián)的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位，推測與該放電容量對應(yīng)的單電池14的電壓值V(參照圖6虛線)。CPU70從I中減去與推測出的電壓值V建立了對應(yīng)關(guān)系的放電容量除以放電終止容量而得到的值來計算出SOC，生成表示SOC與電壓值V之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
[0070]通過開路電壓特性生成處理，CPU70能夠生成圖4中由雙點劃線所示的規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性。CPU70在開路電壓特性生成處理結(jié)束后，采用通過開路電壓特性生成處理生成的開路電壓特性來執(zhí)行狀態(tài)推測處理。
[0071]3.本實施方式的效果
[0072](I)在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，以放電終止容量下的電壓值V成為放電終止電壓的條件對預(yù)先存儲在存儲器76中的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性。因此，在生成開路電壓特性時，能夠采用放電終止容量下的電壓值V這樣的一個參數(shù)來生成開路電壓特性，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0073](2)在本實施方式的電池模塊10中，在修正第2相關(guān)關(guān)系表時，計算出差分放電容量，通過使與單電池14的負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位與差分放電容量相應(yīng)的量，從而修正第2相關(guān)關(guān)系表。因此，與將移位了與各種放電容量相應(yīng)的量的多個第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中、并且從其中選出與單電池14的狀態(tài)相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表的情況相比，能夠削減用于預(yù)先在存儲器76中存儲第2相關(guān)關(guān)系表的容量。
[0074](3)在本實施方式的電池模塊10中,在修正第2相關(guān)關(guān)系表時,基于沒有修正的第I相關(guān)關(guān)系表來計算出差分放電容量。因此，采用預(yù)先在存儲器76中存儲的第I相關(guān)關(guān)系表，能夠容易且正確地計算出差分放電容量。
[0075](4)在本實施方式的電池模塊10中，修正單電池14的正極容量和負(fù)極容量中與容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表。一般來說，單電池14中，電極容量小的電極的相關(guān)關(guān)系表容易發(fā)生變化，伴隨與此，單電池14的開路電壓特性發(fā)生變化。此外，一般來說，在單電池14中設(shè)定成負(fù)極容量比正極容量小。在該電池模塊10中，對與電極容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正，因此能夠高精度地生成開路電壓特性。
[0076](5)在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，根據(jù)與同一放電容量相關(guān)聯(lián)的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位，推測單電池14的電壓值V，根據(jù)推測出的電壓值V和放電容量之間的關(guān)系，生成開路電壓特性。根據(jù)該電池模塊10，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表，能夠容易地生成開路電壓特性。
[0077](6)在本實施方式的電池模塊10中，基于采用使用初期的單電池14而計算出的第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表,生成開路電壓特性，因此能夠聞精度地生成適于單電池14的特性的開路電壓特性。
[0078]<實施方式2>
[0079]使用圖7、8來說明實施方式2。在本實施方式中，與第I實施方式的不同點在于，在對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正時，在第2相關(guān)關(guān)系表中對與負(fù)極電位對應(yīng)地存儲的放電容量進(jìn)行縮小修正。在以下的說明中，針對與實施方式I相同的內(nèi)容省略重復(fù)的記載。
[0080]1.開路電壓特性生成處理
[0081]圖7表示由BM62的CPU70執(zhí)行的本實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0082]CPU70計算出放電終止容量(S8)，若檢測出對應(yīng)放電容量(S12)，則放電終止容量除以對應(yīng)放電容量，由此計算出放電容量比率(S22)。放電容量比率為修正值的另一例。[0083]CPU70對在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量一律乘以放電容量比率，對第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量進(jìn)行縮小修正(S24)。由此，如圖8的從箭頭86向箭頭88的變化所示那樣，由中空的單點劃線所示的第2相關(guān)關(guān)系表被修正為由單點劃線所示的修正后的第2相關(guān)關(guān)系表。其結(jié)果，單電池14的特性表也如圖8的箭頭90所示那樣，從由中空的虛線所示的關(guān)系被修正為由虛線所示的關(guān)系。修正處理后，CPU70根據(jù)第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
[0084]2.本實施方式的效果
[0085]在本實施方式的電池模塊10中，在對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正時，計算出放電容量比率，使用放電容量比率來縮小與單電池14的負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量，從而對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正。因此，與將以各種比率對放電容量進(jìn)行了放大或者縮小的多個第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中、并從其中選出與單電池14的狀態(tài)相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表的情況相比，能夠削減用于將第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中的容量。
[0086]<實施方式3>
[0087]使用圖9來說明實施方式3。在本實施方式中，與第I實施方式以及第2實施方式的不同點在于，在生成開路電壓特性時，修正第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表這兩個表。在以下的說明中，針對與實施方式I以及第2實施方式相同的內(nèi)容省略重復(fù)的記載。
[0088]1.電池包的結(jié)構(gòu)
[0089]如圖1虛線所示，在CPU70的存儲器76中按各單電池14存儲修正值對應(yīng)表。在修正值對應(yīng)表中，與放電容量建立對應(yīng)關(guān)系來存儲用于修正第I相關(guān)關(guān)系表的第I修正容量，并且存儲用于修正第2相關(guān)關(guān)系表的第2修正容量。第I修正容量為第I修正值的一例，第2修正容量為第2修正值的一例。
[0090]2.開路電壓特性生成處理
[0091]圖9表示由BM62的CPU70執(zhí)行的本實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0092]若計算出放電終止容量(S8)，則CPU70在修正值對應(yīng)表中選出與放電終止容量建立了對應(yīng)關(guān)系的第I修正容量以及第2修正容量(S32)。CPU70從第I相關(guān)關(guān)系表中與正極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量中一律減去選出的第I修正容量，使第I相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S34)。此外，CPU70從在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量中一律減去選出的第2修正容量，使第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S36)。修正處理后，CPU70根據(jù)修正后的第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
[0093]3.本實施方式的效果
[0094]在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息雙方進(jìn)行修正，因此能夠高精度地生成開路電壓特性。在這種情況下，使用預(yù)先存儲在存儲器76中的修正值對應(yīng)表來選出各修正容量，因此能夠容易地修正相關(guān)關(guān)系表。
[0095]<其他實施方式>
[0096]本說明書公開的技術(shù)并不限于上述記載以及通過【專利附圖】
【附圖說明】的實施方式，例如以下各種方式也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0097](I)在上述實施方式中，作為蓄電元件的一例而表示了二次電池的單電池14，但并不限于此，蓄電元件也可以是伴隨電化學(xué)現(xiàn)象的電容器等。[0098](2)在上述實施方式中，以使用放電中的單電池14來生成開路電壓特性為例進(jìn)行了說明，但也可以使用充電中的單電池14來生成開路電壓特性。
[0099](3)在上述實施方式1、2中，單電池14的正極容量比負(fù)極容量小，采用對與負(fù)極容量對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正的例子進(jìn)行了說明，但在單電池14的正極容量比負(fù)極容量大的情況下，也可以修正與正極容量相對應(yīng)的第I相關(guān)關(guān)系表。
[0100](4)在上述實施方式1、2中，采用了在計算出放電容量時使用電流計量部72來測量電流值1、并對自放電開始起的電流值I進(jìn)行累計來計算出放電容量的例子進(jìn)行了說明，但放電容量的計算方法并不限于此。例如，也可根據(jù)單電池14的溫度D的履歷、即溫度履歷、將單電池14的I次充電和放電作為一個周期的周期數(shù)來推測放電容量。在使用了溫度履歷的放電容量的計算中，也可利用電池被放置在高溫下時容量劣化的性質(zhì)，根據(jù)暴露在高溫環(huán)境下的時間來推測容量的劣化度，由此推測放電容量。此外，在采用了周期數(shù)的放電容量的計算中，也可根據(jù)周期數(shù)來推測容量的劣化度，由此推測放電容量。
[0101](5)在上述實施方式3中，在修正值對應(yīng)表中存儲第I修正容量以及第2修正容量，在對第I相關(guān)關(guān)系表(第2相關(guān)關(guān)系表)進(jìn)行修正時，采用使與單電池14的正極電位(負(fù)極電位)相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位與第I修正容量(第2修正容量)相應(yīng)的量來進(jìn)行修正的例子進(jìn)行了說明，但并不限于此。例如，在對第I相關(guān)關(guān)系表(第2相關(guān)關(guān)系表)進(jìn)行修正時，也可采用第I修正容量(第2修正容量)對與單電池14的正極電位(負(fù)極電位)相關(guān)聯(lián)的蓄電容量進(jìn)行縮小或者放大來進(jìn)行修正。
[0102](6)在上述實施方式中，作為控制部的一例列舉了具備一個CPU70等的BM62的例子。但是，控制部也可為具備多個CPU的結(jié)構(gòu)、具備ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)等硬件電路的結(jié)構(gòu)、具備硬件電路以及CPU雙方的結(jié)構(gòu)?？傊?控制部只要是利用軟處理或硬件電路來執(zhí)行上述開路電壓特性生成處理的單元即可。
[0103](7)在上述實施方式中，作為CPU70讀入后執(zhí)行的程序，列舉了存儲器76中存儲的程序。但是，程序并不限于此，也可為在硬盤裝置、閃存(注冊商標(biāo))等非易失性存儲器、CD-R等存儲介質(zhì)等中存儲的程序。
[0104]〈參考例〉
[0105]說明參考例的實施方式。
[0106]由參考例公開的狀態(tài)推測裝置是推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置，具備:測量上述蓄電元件的開路電壓的電壓測量部；存儲表示規(guī)定狀態(tài)下的上述蓄電元件的基準(zhǔn)開路電壓與蓄電容量之間的相關(guān)信息的開路電壓特性的存儲器；和和控制部，上述控制部具有執(zhí)行以下處理的構(gòu)成:測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓的測量處理；計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量的計算處理；和修正上述開路電壓特性以使上述算出蓄電容量下的上述基準(zhǔn)開路電壓成為上述基準(zhǔn)值的修正處理。
[0107]在由參考例公開的狀態(tài)推測裝置中，在修正并生成預(yù)先存儲在存儲器中的開路電壓特性時，以算出蓄電容量下的基準(zhǔn)開路電壓成為基準(zhǔn)值的條件進(jìn)行修正。因此，在推測開路電壓特性時，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易地修正并生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0108]在由參考例公開的狀態(tài)推測裝置中，如圖4實線所示，在存儲器中存儲使用初期的單電池的開路電壓特性，通過對該開路電壓特性進(jìn)行修正來生成圖4中雙點劃線所示的使用中的單電池的開路電壓特性，而這一點不同于第I實施方式至第3實施方式。
[0109]具體地來說，在存儲器中存儲由圖8中中空的虛線所示的使用初期的單電池14的特性表，并在該特性表中，存儲有電壓值V成為放電結(jié)束電壓的對應(yīng)放電容量。CPU在使用中的單電池14中，計算出電壓值V成為放電終止電壓的放電終止容量，放電終止容量除以對應(yīng)放電容量，從而計算出放電容量比率。
[0110]CPU對在特性表中與電壓值V建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量一律乘以放電容量比率，對特性表的放電容量進(jìn)行縮小修正。由此，如圖8的箭頭90所示，由中空的虛線所示的特性表被修正為由虛線所示的特性表。CPU采用修正后的特性表來生成開路電壓特性。
【權(quán)利要求】
1.一種狀態(tài)推測裝置，其推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)，該狀態(tài)推測裝置具備: 電壓測量部，測量上述蓄電元件的開路電壓； 存儲器，存儲表示上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息；和控制部， 上述控制部具有執(zhí)行以下處理的結(jié)構(gòu): 測量處理，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓； 計算處理，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量； 修正處理，對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成處理，在上述修正處理后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息來生成表示上述蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，使與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量移位與上述修正值相應(yīng)的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，以上述修正值來縮小或者放大與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中沒有修正的相關(guān)信息在上述算出蓄電容量下的上述電極電位，決定上述修正值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中修正上述蓄電元件的正極容量和負(fù)極容量中具有小的電極容量的電極的上述相關(guān)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中修正上述第2相關(guān)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的狀態(tài)推測裝置，其中，在上述存儲器中存儲有修正值對應(yīng)表，該修正值對應(yīng)表與上述蓄電元件對應(yīng)地存儲了與上述第I相關(guān)信息相對應(yīng)的第I修正值以及與上述第2相關(guān)信息相對應(yīng)的第2修正值，上述控制部在上述修正處理中，修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息這兩個相關(guān)信息，采用在上述修正值對應(yīng)表中與上述算出蓄電容量相對應(yīng)地存儲的上述第I修正值以及上述第2修正值來修正上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述生成處理中，利用上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息從與同一上述蓄電容量相關(guān)聯(lián)的上述正極電位減去上述負(fù)極電位來計算出上述蓄電元件的開路電壓，根據(jù)上述開路電壓和上述蓄電容量之間的相關(guān)信息，生成開路電壓特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息是在上述蓄電元件的使用初期被測量并被存儲在上述存儲器中的。
10.一種開路電壓特性生成方法，生成表示蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)信息的開路電壓特性，該開路電壓特性生成方法包括: 測量步驟，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓； 計算步驟，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量； 修正步驟，對表示預(yù)先存儲的上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和 生成步驟，在上述修正 步驟后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息，生成上述開路電壓特性。
【文檔編號】G01R31/36GK103675697SQ201310425115
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】瀨島賢一, 水田芳彥, 中村將司, 關(guān)口寬, 長谷川英史, 北野真也 申請人:株式會社杰士湯淺國際
【專利摘要】本發(fā)明提供一種狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法，能夠容易地推測蓄電元件的開路電壓特性。電池包具備：CS，具有測量各單電池的電壓值V的電壓測量電路；BM，具有存儲器和CPU，存儲器存儲表示單電池的正極電位和放電容量的相關(guān)信息的第1相關(guān)關(guān)系表、以及表示單電池的負(fù)極電位和蓄電容量的相關(guān)信息的第2相關(guān)關(guān)系表。BM的CPU測量放電時的電壓值(V)(S2)，計算出電壓值(V)成為放電終止電壓的放電終止容量(S8)。而且，CPU對存儲在存儲器中的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正以使放電終止容量下的電壓值(V)成為放電終止電壓(S16)，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
【專利說明】狀態(tài)推測裝置、開路電壓特性生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 由本說明書公開的技術(shù)涉及推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來使用了二次電池等可反復(fù)使用的蓄電元件。蓄電元件擴(kuò)展了電動汽車等當(dāng)前的使用領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中公知有采用二次電池的開路電壓特性來推測二次電池的劣化度的技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)I)。在二次電池中，二次電池的電極電位(正極電位、負(fù)極電位)和電池容量的相關(guān)信息伴隨劣化而發(fā)生變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，測量表示二次電池的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)的相關(guān)信息的開路電壓特性，為了與該測量到的開路電壓特性一致，推測正極的容量維持率、負(fù)極的容量維持率、電池容量的變動率的各參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過推測這些參數(shù)，來決定二次電池的電極電位與電池容量的相關(guān)信息，推測二次電池的劣化度。
[0004]專利文獻(xiàn)I JP特開2011-220917號公報
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)不同，通過決定二次電池等蓄電元件的電極電位和蓄電容量的相關(guān)信息，能夠推測蓄電元件的開路電壓特性，能夠推測蓄電元件的劣化度。在這種情況下，即使利用現(xiàn)有技術(shù)來決定相關(guān)信息，由于現(xiàn)有技術(shù)中包括分別推測多個參數(shù)的處理，因此直到?jīng)Q定相關(guān)信息為止的處理變得復(fù)雜化，產(chǎn)生無法容易地推測蓄電元件的開路電壓特性的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本說明書中，公開了在推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置中容易地推測蓄電元件的開路電壓特性的技術(shù)。
[0007]由本說明書公開的狀態(tài)推測裝置是推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置，具備:電壓測量部，測量上述蓄電元件的開路電壓；存儲器，存儲表示上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息；和控制部，上述控制部具有執(zhí)行以下處理的結(jié)構(gòu):測量處理，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓；計算處理，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量；修正處理，對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成處理，在上述修正處理后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息來生成表示上述蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
[0008]在該狀態(tài)推測裝置中也可構(gòu)成為，上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，使與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量移位與上述修正值相應(yīng)的量。[0009]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，以上述修正值來縮小或者放大與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄
電容量。
[0010]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中沒有修正的相關(guān)信息在上述算出蓄電容量下的上述電極電位，決定上述修正值。
[0011]在該狀態(tài)推測裝置中，上述控制部也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中修正上述蓄電元件的正極容量和負(fù)極容量中具有小的電極容量的電極的上述相關(guān)信息。
[0012]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述修正處理中修正上述第2相
關(guān)信息。
[0013]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為在上述存儲器中存儲有修正值對應(yīng)表，該修正值對應(yīng)表與上述蓄電元件對應(yīng)地存儲了與上述第I相關(guān)信息相對應(yīng)的第I修正值以及與上述第2相關(guān)信息相對應(yīng)的第2修正值，上述控制部在上述修正處理中，修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息這兩個相關(guān)信息，采用在上述修正值對應(yīng)表中與上述算出蓄電容量相對應(yīng)地存儲的上述第I修正值以及上述第2修正值來修正上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息。
[0014]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述控制部在上述生成處理中，利用上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息從與同一上述蓄電容量相關(guān)聯(lián)的上述正極電位減去上述負(fù)極電位來計算出上述蓄電元件的開路電壓，根據(jù)上述開路電壓和上述蓄電容量之間的相關(guān)信息，生成開路電壓特性。
[0015]在該狀態(tài)推測裝置中，也可構(gòu)成為上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息是在上述蓄電元件的使用初期被測量并被存儲在上述存儲器中的。
[0016]由本說明書公開的發(fā)明還被具體化為生成用于上述狀態(tài)推測裝置的開路電壓特性的開路電壓特性生成方法。由本說明書公開的開路電壓特性生成方法包括:測量步驟，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓；計算步驟，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量；修正步驟，對表示預(yù)先存儲的上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成步驟，在上述修正步驟后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息，生成上述開路電壓特性。
[0017](發(fā)明效果)
[0018]根據(jù)本說明書所公開的發(fā)明，在推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置中，能夠容易地推測蓄電元件的開路電壓特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為表示電池包結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020]圖2為表示電池模塊結(jié)構(gòu)的示意圖。[0021]圖3為表示第I實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0022]圖4為表示單電池的劣化和開路電壓特性的變化的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖5為表示使用初期的單電池的放電容量與電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0024]圖6為表示使用時的單電池的放電容量和電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0025]圖7為表示第2實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0026]圖8為表示使用時的單電池的放電容量和電壓值的相關(guān)關(guān)系的曲線圖。
[0027]圖9為表示第3實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0028]符號說明:
[0029]10:電池模塊、12:組電池、14:單電池、20:CS、24:電壓測量電路、30:傳感器單元、60:電池包、62:BM、64:電流傳感器、70:CPU、72:電流計量部、74:通信部、76:存儲器。
【具體實施方式】
[0030](本實施方式的概要)
[0031]首先，對本實施方式的狀態(tài)推測裝置的概要進(jìn)行說明。
[0032]在該狀態(tài)推測裝置中，在生成開路電壓特性時，以算出蓄電容量中的正極電位與負(fù)極電位的電位差成為規(guī)定值的條件對預(yù)先存儲在存儲器中的相關(guān)信息進(jìn)行修正，采用修正后的相關(guān)信息生成開路電壓特性。因此，在推測開路電壓特性時，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0033]在該狀態(tài)推測裝置中，在對相關(guān)信息進(jìn)行修正來生成開路電壓特性時，在第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息的至少一個信息中，通過使與蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位(shift)，從而對相關(guān)信息進(jìn)行修正。因此，不需要在存儲器中預(yù)先存儲使蓄電容量相對于第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息分別移位的多個相關(guān)信息，能夠削減存儲器所需的容量。
[0034]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，在第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息的至少一方中，通過縮小或者放大與蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量，從而修正相關(guān)信息。因此，不需要預(yù)先在存儲器中存儲相對于第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息中的每一個信息縮小或者放大了蓄電容量的多個相關(guān)信息，能夠削減存儲器所需的容量。
[0035]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息進(jìn)行修正。因此，在對要修正一側(cè)的相關(guān)信息進(jìn)行修正時，能夠基于沒有修正一側(cè)的相關(guān)信息來決定修正值，能夠容易修正相關(guān)信息。
[0036]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，修正電極容量小的電極的相關(guān)信息。一般情況下，在蓄電元件中，電極容量小的電極的相關(guān)信息容易發(fā)生變化，伴隨與此，蓄電元件的開路電壓特性發(fā)生變化。因此，通過修正電極容量小的電極的相關(guān)息，能夠生成聞精度的開路電壓特性。
[0037]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，修正負(fù)極的相關(guān)信息、即第2相關(guān)信息。一般情況下，在蓄電元件中，設(shè)定為負(fù)極容量比正極容量小。因此，通過修正電極容量小的負(fù)極的相關(guān)信息,能夠生成高精度的開路電壓特性。
[0038]在該狀態(tài)推測裝置中，在修正相關(guān)信息來生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息雙方進(jìn)行修正。在這種情況下，由于采用在存儲器中預(yù)先存儲的修正值對應(yīng)表來決定各修正值,因此即使對兩個相關(guān)信息進(jìn)行修正，也能容易修正相關(guān)信息。
[0039]在該狀態(tài)推測裝置中，由于根據(jù)第I相關(guān)信息的正極電位和第2相關(guān)信息的負(fù)極電位生成開路電壓特性，因此能夠容易地生成開路電壓特性。
[0040]在該狀態(tài)推測裝置中，根據(jù)在蓄電元件的使用初期所測量的第I相關(guān)信息以及第2相關(guān)信息生成開路電壓特性，因此能夠生成適于蓄電元件的特性的開路電壓特性。
[0041]〈實施方式1>
[0042]以下，參照圖1至圖6說明實施方式I。
[0043]1.電池包的結(jié)構(gòu)
[0044]圖1為表示本實施方式的電池包60的結(jié)構(gòu)的圖。本實施方式的電池包60被搭載在例如電動汽車或混合動力汽車中，向利用電能工作的動力源供電。
[0045]如圖1所示，電池包60具有多個電池模塊10，并且具有對這些電池模塊進(jìn)行管理的電池管理器(以下，稱為BM)62以及電流傳感器64，該電池模塊10包括由多個單電池14(參照圖2)構(gòu)成的組電池12、和形成了傳感器單元30和通信部28等的基板即單元傳感器(以下，稱為CS) 20。BM62以及CS20為狀態(tài)推測裝置的一例，單電池14為蓄電元件的一例。
[0046]各電池模塊10的組電池12以及電流傳感器64經(jīng)由布線68而被串聯(lián)連接，并與設(shè)置于電動汽車等的外部的充電裝置18或者設(shè)置于電動汽車等的內(nèi)部的動力源等負(fù)載18連接。
[0047]BM62除了中央處理裝置(以下，稱為CPU) 70之外，還具備采用電流傳感器64每隔規(guī)定期間測量組電池12的充電電流或者放電電流(以下稱作充放電電流)的電流值I的電流計量部72以及通信部74。CPU70為控制部的一例。
[0048]如圖1所示，CPU70具有R0M、RAM等存儲器76、以及將作為模擬信號而測量到的電流值I變換為數(shù)字值的模擬-數(shù)字變換機(以下，稱為ADC) 78。在存儲器76中預(yù)先存儲用于對CS20的動作進(jìn)行控制的各種程序(包括電池管理程序)，CPU70按照從存儲器76中讀出的程序進(jìn)行執(zhí)行后述的開路電壓特性生成處理等各部分的控制。
[0049]存儲器76中還存儲有單電池14的正極電位與放電容量之間的相關(guān)關(guān)系表、即第I相關(guān)關(guān)系表(參照圖5的實線)、和單電池14的負(fù)極電位與放電容量之間的相關(guān)關(guān)系表、即第2相關(guān)關(guān)系表(參照圖5單點劃線)。第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表由單電池14的活性物質(zhì)與正極材質(zhì)或者活性物質(zhì)與負(fù)極材質(zhì)的組合決定。在本實施方式中，第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表是采用使用初期的單電池14來計算出的，但也可采用相同的活性物質(zhì)和同一材質(zhì)的電極來單獨計算出并存儲在存儲器76中。放電容量為蓄電容量的一例，第I相關(guān)關(guān)系表為第I相關(guān)信息的一例，第2相關(guān)關(guān)系表為第2相關(guān)信息的一例。
[0050]通信部74經(jīng)由通信線80與各電池模塊10的CS20連接，如后述所述那樣，收取由各CS20測量到的電壓值V、溫度D等信息。CPU70采用這些信息對組電池12的充放電進(jìn)行控制,并且推測各單電池14的S0C。在此，所謂“SOC(state of charge) ”表示蓄電元件的充電狀態(tài)，在滿充電狀態(tài)下SOC成為100%，在結(jié)束放電狀態(tài)下SOC成為0%。
[0051]另外，在電池包60中，除此之外，還設(shè)有受理來自用戶的輸入的操作部(未圖示)、由表示組電池12的劣化狀態(tài)等的液晶顯示器構(gòu)成的顯示部(未圖示)。[0052]圖2示意性表示電池模塊10的結(jié)構(gòu)。組電池12為串聯(lián)連接了多個單電池14的結(jié)構(gòu)，各單電池為可反復(fù)充放電的二次電池。更具體地來說，單電池14為滿充電時兩端間的電壓值大致為4V的鋰離子電池，尤其是采用2種以上的鋰含有金屬氧化物作為正極活性物質(zhì)的鋰離子電池。另外，作為上述鋰含有金屬氧化物，能夠采用例如包含有一種或兩種以上Co、Mn或者Ni等各元素的物質(zhì)。此外，從晶體構(gòu)造來說，將具有尖晶石構(gòu)造的鋰含有金屬氧化物和具有層狀構(gòu)造的鋰含有金屬氧化物進(jìn)行混合而得到的物質(zhì)作為正極活性物質(zhì)。此外，CS20具有包括電壓測量電路24和溫度傳感器26的傳感器單元30、和通信部28。電壓測量電路24為電壓測量部的一例。
[0053]電壓測量電路24與包括在組電池12中的各單電池14的兩端連接，每隔規(guī)定期間測量各單電池14兩端間的電壓值V[V]。溫度傳感器26以接觸式或者非接觸式每隔規(guī)定期間測量組電池12所包含的各單電池14的溫度D[°C ]。各單電池14兩端間的電壓值V為開路電壓的一例。
[0054]通信部28經(jīng)由通信線80與BM62連接，將由CS測量到的上述電壓值V和溫度D等信息發(fā)送到BM62。BM62將從各CS20發(fā)送的電壓值V和溫度D等存儲在存儲器76中。
[0055]2.開路電壓特性生成處理
[0056]接下來，使用圖3到圖6說明生成各單電池14的開路電壓特性的開路電壓特性生成處理。圖3表示由BM62的CPU70執(zhí)行的開路電壓特性生成處理的流程圖。在該開路電壓特性生成處理中，測量放電中的單電池14的電壓值V，根據(jù)測量到的電壓值V和存儲在存儲器76中的相關(guān)關(guān)系表，生成表示單電池14的開路電壓與示出剩余容量的SOC之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。SOC為內(nèi)部狀態(tài)的一例。
[0057]另外，單電池14的SOC的推測按照各CS20的組電池12所包含的各單電池14依次執(zhí)行。此外，在充放電中所測量的電壓值V和開路電壓不一定是相同的電壓值。但是，通過采用根據(jù)電壓值V推測開路電壓的公知的技術(shù)、或者預(yù)先確定的修正系數(shù)等，能夠與開路電壓同等地處理電壓值V。
[0058]在電池包60中，若例如對電動汽車接入電源、或者對電動汽車開始充電等用戶起動了電池包60，則BM62以及CS20起動，對組電池12的充放電開始。若BM62起動，則CPU70執(zhí)行開路電壓特性生成處理，采用通過開路電壓特性生成處理生成的開路電壓特性來執(zhí)行狀態(tài)推測處理。
[0059]若開始開路電壓特性生成處理，則CPU70開始單電池14的放電，使用電池模塊10的CS20，開始單電池14的溫度D以及電壓值V的測量(S2)。此外，CPU70采用電流計量部72來測量電流值I，對從放電開始起的電流值I進(jìn)行累計計算來計算出放電容量(S4)。
[0060]CPU70在計算出放電容量時，推測放電開始時的單電池14的放電容量。CPU70例如繼續(xù)控制單電池14的充放電，在預(yù)先取得與放電開始時的放電容量相關(guān)的信息的情況下，將該取得的放電容量設(shè)為放電開始時的放電容量。
[0061]此外，CPU70也可根據(jù)放電開始時的單電池14的電流值和預(yù)先取得的開路電壓特性來推測放電開始時的放電容量。圖4表示單電池14的開路電壓特性。單電池14的開路電壓特性伴隨著單電池14的劣化，從實線所示的使用初期的開路電壓特性變化至由雙點劃線所示的規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性。如圖4所示那樣，在單電池14的開路電壓特性中，使用初期的開路電壓特性和規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性中，存在由于劣化而特性發(fā)生了變化的變化區(qū)域R1、和特性不隨劣化而發(fā)生變化的不變區(qū)域R2。
[0062]CPU70在預(yù)先取得使用初期的開路電壓特性，放電開始時的單電池14的電壓值V存在于不變區(qū)域R2的情況下，根據(jù)使用初期的開路電壓特性推測放電開始時的放電容量。具體地來說，如圖4所示，CPU70進(jìn)行預(yù)先使單電池14在短期間內(nèi)放電的預(yù)放電，求取預(yù)放電前的電壓值Vl和與其對應(yīng)的剩余容量SOCl、以及預(yù)放電后的電壓值V2和與其對應(yīng)的剩余容量S0C2。CPU70根據(jù)剩余容量S0C1、S0C2而計算出剩余容量差Λ S0C，根據(jù)在預(yù)放電中測量到的電流值I而計算出放電容量差A(yù)Q。CPU70對計算出的剩余容量差A(yù)SOC和放電容量差A(yù)Q進(jìn)行比較，推測放電開始時的單電池14的放電容量。
[0063]CPU70待機到單電池14的電壓值V達(dá)到放電終止電壓(S6:否)，若電壓值V到達(dá)放電終止電壓(S6:是)，則計算出放電終止電壓下的放電容量、即放電終止容量(S8)。放電終止電壓為基準(zhǔn)值的一例，放電終止容量為算出蓄電容量的一例。
[0064]如圖5所示，在使用初期的單電池中，表示單電池14的電壓值V和放電容量的相關(guān)關(guān)系的特性表可使用第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表來計算出，某放電容量的電壓值V可作為從該放電容量下的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位所得到的值來計算出。因此，放電終止容量可作為第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位和第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位之間的電位差成為放電終止電壓的放電容量來計算出。
[0065]但是,如圖6所不,若由于使用而導(dǎo)致單電池14劣化,貝U第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表中的至少一方會從使用初期的單電池14的相關(guān)關(guān)系表發(fā)生變化。在圖6中表示了由于單電池14的劣化而第2相關(guān)關(guān)系表發(fā)生了變化的例子。因此，不能采用第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表計算出使用中的單電池14的特性表。
[0066]在本實施方式中，CPU70通過修正相關(guān)關(guān)系表來適應(yīng)相關(guān)關(guān)系表的變化，采用修正后的相關(guān)關(guān)系表來計算出使用中的單電池14的特性表。在本實施方式中，執(zhí)行對單電池14的正極容量和負(fù)極容量中與電極容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正的修正處理(S10?S16)。具體地來說，CPU70通過使第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位相對應(yīng)地存儲的放電容量移位，從而修正第2相關(guān)關(guān)系表。
[0067]在修正處理中，CPU70首先檢測沒有修正的第I相關(guān)關(guān)系表的放電終止容量中的正極電位作為基準(zhǔn)正極電位(SlO)。接下來，CPU70在第2相關(guān)關(guān)系表中，檢測與基準(zhǔn)正極電位的電位差成為放電終止電壓的基準(zhǔn)負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的放電容量作為對應(yīng)放電容量(S12)。CPU70從放電終止容量中減去對應(yīng)放電容量來計算出差分放電容量(S14)。差分放電容量為修正值的一例。
[0068]CPU70從在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有的放電容量中一律減去差分放電容量，使第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S16)。由此，如圖6的箭頭82所示那樣，由中空的單點劃線所示的第2相關(guān)關(guān)系表被修正為由單點劃線所示的修正后的第2相關(guān)關(guān)系表。其結(jié)果，單電池14的特性表也如圖6的箭頭84所示，從中空的虛線所示的關(guān)系被修正為由虛線所示的關(guān)系，從放電終止容量下的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位而得到的值成為放電終止電壓。
[0069]修正處理后，CPU70根據(jù)第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表生成開路電壓特性(S18)。CPU70從與同一放電容量相關(guān)聯(lián)的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位減去修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位，推測與該放電容量對應(yīng)的單電池14的電壓值V(參照圖6虛線)。CPU70從I中減去與推測出的電壓值V建立了對應(yīng)關(guān)系的放電容量除以放電終止容量而得到的值來計算出SOC，生成表示SOC與電壓值V之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
[0070]通過開路電壓特性生成處理，CPU70能夠生成圖4中由雙點劃線所示的規(guī)定使用期間經(jīng)過后的開路電壓特性。CPU70在開路電壓特性生成處理結(jié)束后，采用通過開路電壓特性生成處理生成的開路電壓特性來執(zhí)行狀態(tài)推測處理。
[0071]3.本實施方式的效果
[0072](I)在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，以放電終止容量下的電壓值V成為放電終止電壓的條件對預(yù)先存儲在存儲器76中的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性。因此，在生成開路電壓特性時，能夠采用放電終止容量下的電壓值V這樣的一個參數(shù)來生成開路電壓特性，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0073](2)在本實施方式的電池模塊10中，在修正第2相關(guān)關(guān)系表時，計算出差分放電容量，通過使與單電池14的負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位與差分放電容量相應(yīng)的量，從而修正第2相關(guān)關(guān)系表。因此，與將移位了與各種放電容量相應(yīng)的量的多個第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中、并且從其中選出與單電池14的狀態(tài)相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表的情況相比，能夠削減用于預(yù)先在存儲器76中存儲第2相關(guān)關(guān)系表的容量。
[0074](3)在本實施方式的電池模塊10中,在修正第2相關(guān)關(guān)系表時,基于沒有修正的第I相關(guān)關(guān)系表來計算出差分放電容量。因此，采用預(yù)先在存儲器76中存儲的第I相關(guān)關(guān)系表，能夠容易且正確地計算出差分放電容量。
[0075](4)在本實施方式的電池模塊10中，修正單電池14的正極容量和負(fù)極容量中與容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表。一般來說，單電池14中，電極容量小的電極的相關(guān)關(guān)系表容易發(fā)生變化，伴隨與此，單電池14的開路電壓特性發(fā)生變化。此外，一般來說，在單電池14中設(shè)定成負(fù)極容量比正極容量小。在該電池模塊10中，對與電極容量小的負(fù)極容量相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正，因此能夠高精度地生成開路電壓特性。
[0076](5)在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，根據(jù)與同一放電容量相關(guān)聯(lián)的第I相關(guān)關(guān)系表的正極電位和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表的負(fù)極電位，推測單電池14的電壓值V，根據(jù)推測出的電壓值V和放電容量之間的關(guān)系，生成開路電壓特性。根據(jù)該電池模塊10，采用修正后的第2相關(guān)關(guān)系表，能夠容易地生成開路電壓特性。
[0077](6)在本實施方式的電池模塊10中，基于采用使用初期的單電池14而計算出的第I相關(guān)關(guān)系表以及第2相關(guān)關(guān)系表,生成開路電壓特性，因此能夠聞精度地生成適于單電池14的特性的開路電壓特性。
[0078]<實施方式2>
[0079]使用圖7、8來說明實施方式2。在本實施方式中，與第I實施方式的不同點在于，在對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正時，在第2相關(guān)關(guān)系表中對與負(fù)極電位對應(yīng)地存儲的放電容量進(jìn)行縮小修正。在以下的說明中，針對與實施方式I相同的內(nèi)容省略重復(fù)的記載。
[0080]1.開路電壓特性生成處理
[0081]圖7表示由BM62的CPU70執(zhí)行的本實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0082]CPU70計算出放電終止容量(S8)，若檢測出對應(yīng)放電容量(S12)，則放電終止容量除以對應(yīng)放電容量，由此計算出放電容量比率(S22)。放電容量比率為修正值的另一例。[0083]CPU70對在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量一律乘以放電容量比率，對第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量進(jìn)行縮小修正(S24)。由此，如圖8的從箭頭86向箭頭88的變化所示那樣，由中空的單點劃線所示的第2相關(guān)關(guān)系表被修正為由單點劃線所示的修正后的第2相關(guān)關(guān)系表。其結(jié)果，單電池14的特性表也如圖8的箭頭90所示那樣，從由中空的虛線所示的關(guān)系被修正為由虛線所示的關(guān)系。修正處理后，CPU70根據(jù)第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
[0084]2.本實施方式的效果
[0085]在本實施方式的電池模塊10中，在對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正時，計算出放電容量比率，使用放電容量比率來縮小與單電池14的負(fù)極電位相關(guān)聯(lián)的蓄電容量，從而對第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正。因此，與將以各種比率對放電容量進(jìn)行了放大或者縮小的多個第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中、并從其中選出與單電池14的狀態(tài)相對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表的情況相比，能夠削減用于將第2相關(guān)關(guān)系表預(yù)先存儲在存儲器76中的容量。
[0086]<實施方式3>
[0087]使用圖9來說明實施方式3。在本實施方式中，與第I實施方式以及第2實施方式的不同點在于，在生成開路電壓特性時，修正第I相關(guān)關(guān)系表和第2相關(guān)關(guān)系表這兩個表。在以下的說明中，針對與實施方式I以及第2實施方式相同的內(nèi)容省略重復(fù)的記載。
[0088]1.電池包的結(jié)構(gòu)
[0089]如圖1虛線所示，在CPU70的存儲器76中按各單電池14存儲修正值對應(yīng)表。在修正值對應(yīng)表中，與放電容量建立對應(yīng)關(guān)系來存儲用于修正第I相關(guān)關(guān)系表的第I修正容量，并且存儲用于修正第2相關(guān)關(guān)系表的第2修正容量。第I修正容量為第I修正值的一例，第2修正容量為第2修正值的一例。
[0090]2.開路電壓特性生成處理
[0091]圖9表示由BM62的CPU70執(zhí)行的本實施方式的開路電壓特性生成處理的流程圖。
[0092]若計算出放電終止容量(S8)，則CPU70在修正值對應(yīng)表中選出與放電終止容量建立了對應(yīng)關(guān)系的第I修正容量以及第2修正容量(S32)。CPU70從第I相關(guān)關(guān)系表中與正極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量中一律減去選出的第I修正容量，使第I相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S34)。此外，CPU70從在第2相關(guān)關(guān)系表中與負(fù)極電位建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量中一律減去選出的第2修正容量，使第2相關(guān)關(guān)系表的放電容量移位(S36)。修正處理后，CPU70根據(jù)修正后的第I相關(guān)關(guān)系表和修正后的第2相關(guān)關(guān)系表來生成開路電壓特性(S18)。
[0093]3.本實施方式的效果
[0094]在本實施方式的電池模塊10中，在生成開路電壓特性時，對第I相關(guān)信息和第2相關(guān)信息雙方進(jìn)行修正，因此能夠高精度地生成開路電壓特性。在這種情況下，使用預(yù)先存儲在存儲器76中的修正值對應(yīng)表來選出各修正容量，因此能夠容易地修正相關(guān)關(guān)系表。
[0095]<其他實施方式>
[0096]本說明書公開的技術(shù)并不限于上述記載以及通過【專利附圖】
【附圖說明】的實施方式，例如以下各種方式也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0097](I)在上述實施方式中，作為蓄電元件的一例而表示了二次電池的單電池14，但并不限于此，蓄電元件也可以是伴隨電化學(xué)現(xiàn)象的電容器等。[0098](2)在上述實施方式中，以使用放電中的單電池14來生成開路電壓特性為例進(jìn)行了說明，但也可以使用充電中的單電池14來生成開路電壓特性。
[0099](3)在上述實施方式1、2中，單電池14的正極容量比負(fù)極容量小，采用對與負(fù)極容量對應(yīng)的第2相關(guān)關(guān)系表進(jìn)行修正的例子進(jìn)行了說明，但在單電池14的正極容量比負(fù)極容量大的情況下，也可以修正與正極容量相對應(yīng)的第I相關(guān)關(guān)系表。
[0100](4)在上述實施方式1、2中，采用了在計算出放電容量時使用電流計量部72來測量電流值1、并對自放電開始起的電流值I進(jìn)行累計來計算出放電容量的例子進(jìn)行了說明，但放電容量的計算方法并不限于此。例如，也可根據(jù)單電池14的溫度D的履歷、即溫度履歷、將單電池14的I次充電和放電作為一個周期的周期數(shù)來推測放電容量。在使用了溫度履歷的放電容量的計算中，也可利用電池被放置在高溫下時容量劣化的性質(zhì)，根據(jù)暴露在高溫環(huán)境下的時間來推測容量的劣化度，由此推測放電容量。此外，在采用了周期數(shù)的放電容量的計算中，也可根據(jù)周期數(shù)來推測容量的劣化度，由此推測放電容量。
[0101](5)在上述實施方式3中，在修正值對應(yīng)表中存儲第I修正容量以及第2修正容量，在對第I相關(guān)關(guān)系表(第2相關(guān)關(guān)系表)進(jìn)行修正時，采用使與單電池14的正極電位(負(fù)極電位)相關(guān)聯(lián)的蓄電容量移位與第I修正容量(第2修正容量)相應(yīng)的量來進(jìn)行修正的例子進(jìn)行了說明，但并不限于此。例如，在對第I相關(guān)關(guān)系表(第2相關(guān)關(guān)系表)進(jìn)行修正時，也可采用第I修正容量(第2修正容量)對與單電池14的正極電位(負(fù)極電位)相關(guān)聯(lián)的蓄電容量進(jìn)行縮小或者放大來進(jìn)行修正。
[0102](6)在上述實施方式中，作為控制部的一例列舉了具備一個CPU70等的BM62的例子。但是，控制部也可為具備多個CPU的結(jié)構(gòu)、具備ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)等硬件電路的結(jié)構(gòu)、具備硬件電路以及CPU雙方的結(jié)構(gòu)?？傊?控制部只要是利用軟處理或硬件電路來執(zhí)行上述開路電壓特性生成處理的單元即可。
[0103](7)在上述實施方式中，作為CPU70讀入后執(zhí)行的程序，列舉了存儲器76中存儲的程序。但是，程序并不限于此，也可為在硬盤裝置、閃存(注冊商標(biāo))等非易失性存儲器、CD-R等存儲介質(zhì)等中存儲的程序。
[0104]〈參考例〉
[0105]說明參考例的實施方式。
[0106]由參考例公開的狀態(tài)推測裝置是推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)的狀態(tài)推測裝置，具備:測量上述蓄電元件的開路電壓的電壓測量部；存儲表示規(guī)定狀態(tài)下的上述蓄電元件的基準(zhǔn)開路電壓與蓄電容量之間的相關(guān)信息的開路電壓特性的存儲器；和和控制部，上述控制部具有執(zhí)行以下處理的構(gòu)成:測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓的測量處理；計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量的計算處理；和修正上述開路電壓特性以使上述算出蓄電容量下的上述基準(zhǔn)開路電壓成為上述基準(zhǔn)值的修正處理。
[0107]在由參考例公開的狀態(tài)推測裝置中，在修正并生成預(yù)先存儲在存儲器中的開路電壓特性時，以算出蓄電容量下的基準(zhǔn)開路電壓成為基準(zhǔn)值的條件進(jìn)行修正。因此，在推測開路電壓特性時，與需要推測多個參數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠容易地修正并生成蓄電元件的開路電壓特性。
[0108]在由參考例公開的狀態(tài)推測裝置中，如圖4實線所示，在存儲器中存儲使用初期的單電池的開路電壓特性，通過對該開路電壓特性進(jìn)行修正來生成圖4中雙點劃線所示的使用中的單電池的開路電壓特性，而這一點不同于第I實施方式至第3實施方式。
[0109]具體地來說，在存儲器中存儲由圖8中中空的虛線所示的使用初期的單電池14的特性表，并在該特性表中，存儲有電壓值V成為放電結(jié)束電壓的對應(yīng)放電容量。CPU在使用中的單電池14中，計算出電壓值V成為放電終止電壓的放電終止容量，放電終止容量除以對應(yīng)放電容量，從而計算出放電容量比率。
[0110]CPU對在特性表中與電壓值V建立了對應(yīng)關(guān)系的所有放電容量一律乘以放電容量比率，對特性表的放電容量進(jìn)行縮小修正。由此，如圖8的箭頭90所示，由中空的虛線所示的特性表被修正為由虛線所示的特性表。CPU采用修正后的特性表來生成開路電壓特性。
【權(quán)利要求】
1.一種狀態(tài)推測裝置，其推測蓄電元件的內(nèi)部狀態(tài)，該狀態(tài)推測裝置具備: 電壓測量部，測量上述蓄電元件的開路電壓； 存儲器，存儲表示上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息；和控制部， 上述控制部具有執(zhí)行以下處理的結(jié)構(gòu): 測量處理，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓； 計算處理，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量； 修正處理，對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和生成處理，在上述修正處理后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息來生成表示上述蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)關(guān)系的開路電壓特性。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，使與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量移位與上述修正值相應(yīng)的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:根據(jù)上述算出蓄電容量決定修正值，針對上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息，以上述修正值來縮小或者放大與上述蓄電元件的電極電位相關(guān)聯(lián)的上述蓄電容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中包括如下處理:修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中的一個相關(guān)信息，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息中沒有修正的相關(guān)信息在上述算出蓄電容量下的上述電極電位，決定上述修正值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中修正上述蓄電元件的正極容量和負(fù)極容量中具有小的電極容量的電極的上述相關(guān)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述修正處理中修正上述第2相關(guān)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的狀態(tài)推測裝置，其中，在上述存儲器中存儲有修正值對應(yīng)表，該修正值對應(yīng)表與上述蓄電元件對應(yīng)地存儲了與上述第I相關(guān)信息相對應(yīng)的第I修正值以及與上述第2相關(guān)信息相對應(yīng)的第2修正值，上述控制部在上述修正處理中，修正上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息這兩個相關(guān)信息，采用在上述修正值對應(yīng)表中與上述算出蓄電容量相對應(yīng)地存儲的上述第I修正值以及上述第2修正值來修正上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述控制部在上述生成處理中，利用上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息從與同一上述蓄電容量相關(guān)聯(lián)的上述正極電位減去上述負(fù)極電位來計算出上述蓄電元件的開路電壓，根據(jù)上述開路電壓和上述蓄電容量之間的相關(guān)信息，生成開路電壓特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的狀態(tài)推測裝置，其中， 上述第I相關(guān)信息以及上述第2相關(guān)信息是在上述蓄電元件的使用初期被測量并被存儲在上述存儲器中的。
10.一種開路電壓特性生成方法，生成表示蓄電元件的開路電壓和內(nèi)部狀態(tài)之間的相關(guān)信息的開路電壓特性，該開路電壓特性生成方法包括: 測量步驟，測量充放電時的上述蓄電元件的開路電壓； 計算步驟，計算出上述開路電壓成為規(guī)定值時的上述蓄電元件的算出蓄電容量； 修正步驟，對表示預(yù)先存儲的上述蓄電元件的正極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第I相關(guān)信息、以及表示上述蓄電元件的負(fù)極電位和蓄電容量之間的相關(guān)信息的第2相關(guān)信息中的至少一個相關(guān)信息進(jìn)行修正，以使上述算出蓄電容量下的上述正極電位和上述負(fù)極電位的電位差成為上述規(guī)定值；和 生成步驟，在上述修正 步驟后，根據(jù)上述第I相關(guān)信息和上述第2相關(guān)信息，生成上述開路電壓特性。
【文檔編號】G01R31/36GK103675697SQ201310425115
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】瀨島賢一, 水田芳彥, 中村將司, 關(guān)口寬, 長谷川英史, 北野真也 申請人:株式會社杰士湯淺國際
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