專利名稱：：二次電池剩余容量計(jì)算方法和電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種二次電池剩余容量計(jì)算方法和電池組，更具體地，涉及一種包含微型計(jì)算機(jī)的電池組中剩余容量計(jì)算方法以及電池組。
背景技術(shù)：
：目前，提供一種包含二次電池如鋰離子二次電池的電子設(shè)備，例如作為便攜式電子設(shè)備電源。在包含鋰離子二次電池的電子設(shè)備中，檢測完全充電以防止鋰離子二次電池的過充電狀態(tài)，同樣地，從鋰離子二次電池的端電壓檢測最終的放電電壓以防止過放電狀態(tài)。例如，設(shè)置電子設(shè)備提供控制以便當(dāng)檢測到最終的放電電壓時使系統(tǒng)停止。作為如上所述的電子設(shè)備的充放電控制，提供例如一種利用鋰離子二次電池端電壓的剩余容量計(jì)算方法(下文將其稱作電壓方法)。具體地，提供一種表達(dá)在放電時充電型電池端電壓與剩余容量關(guān)系的技術(shù)，該技術(shù)參考圖計(jì)算允許終止放電的容量(零容量)，并利用上述的零容量校正累積的剩余容量，以校正由電流積分、隨充電型電池負(fù)載電流的容量改變和隨退化的容量改變等引起的累計(jì)誤差的效應(yīng)，由此允許高精度檢測剩余容量，同樣利用通過另外包含放電電流的關(guān)系產(chǎn)生的三維圖而允許零容量中的誤差最小化，而且通過利用進(jìn)一步包括退化特性的四維圖還允許進(jìn)一步提高剩余容量的檢測精度(例如，見專利文獻(xiàn)1)。[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請公開No.2001-281306
發(fā)明內(nèi)容然而，二次電池的端電壓很大程度上隨如流過連接的負(fù)載的電流、溫度和退化等參數(shù)而進(jìn)行波動，以致利用電壓方法的更精確控制需要提供作為表的例如用于每個參數(shù)的參考值。對于所有參數(shù)中每一個的表的安排需要許多表，其導(dǎo)致包含在微型計(jì)算機(jī)中的ROM(只讀存儲器)的浪費(fèi)，導(dǎo)致難以隨機(jī)增加表數(shù)量的問題。而且，從利用實(shí)際參數(shù)已經(jīng)評價的結(jié)果計(jì)算包含在表中的數(shù)據(jù)，以便在假設(shè)的環(huán)境下可保持高的精確度，反之產(chǎn)生的的問題是僅輕微地偏離實(shí)際參數(shù)就易于引起不希望的大誤差。而且，減少表的數(shù)量可降低存儲容量，但導(dǎo)致指定為參照的參數(shù)數(shù)量降低，以致指定為交互表(inter-table)(交互條件)值的值需要用于內(nèi)插參數(shù)的計(jì)算表達(dá)式。在存在需要進(jìn)行參數(shù)之間內(nèi)插的內(nèi)插涉及如下問題非常難以抑制由考慮參數(shù)相互作用進(jìn)行的內(nèi)插所引起的誤差。通?？衫脼殇囯x子二次電池中剩余容量計(jì)算方法的電流積分方法是可采用的系統(tǒng)以滿足充電電量Q和放電電量Q兩者相等的鋰離子二次電池的特性。該方法允許二次電池在其制造后的最初階段以高精確度計(jì)算剩余容量。然而，測量誤差、在長期保存條件下的自放電以及電池退化等效應(yīng)使得需要消除累積電量的誤差，即通過自制造后長時間逐漸失效或超過幾百次的反復(fù)充電和放電的學(xué)習(xí)(learning)。此時，當(dāng)測量端電壓作為需要允許進(jìn)行學(xué)習(xí)(learning)的校正參考數(shù)據(jù)時，在鋰離子二次電池的情況下的學(xué)習(xí)通常發(fā)生在經(jīng)過大放電電壓改變的上一放電階段。然而，在到現(xiàn)在為止利用電流積分通過計(jì)算已經(jīng)獲得的分量以及以利用電壓測量結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)這樣的方式通過誤差消除而獲得的分量之間的值的大波動頻繁發(fā)生。特別地，在電池的情況下，如對于商用照相機(jī)采用的電池，其中在上一放電階段中計(jì)算剩余放電時間的精確度被考慮為最重要的一點(diǎn)，在上一放電階段進(jìn)行學(xué)習(xí)涉及問題自然不能高精確度計(jì)算上一放電階段中的剩余放電時間。而且，當(dāng)高精確度的計(jì)算剩余容量需要長時間時，學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)在不導(dǎo)致任何錯誤的學(xué)習(xí)的情形來進(jìn)行。然而，當(dāng)以電壓為基礎(chǔ)設(shè)置學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)時，很難能防止錯誤學(xué)習(xí)。這可歸因于一個事實(shí)，即鋰離子二次電池的端電壓隨溫度進(jìn)行電壓波動，且由退化條件以及突然的負(fù)載波動等還引起大的電壓波動。不可能允許微型計(jì)算機(jī)安全地獲得這些參數(shù)。因此，本發(fā)明已著手解決上述的問題，且具體地，是意圖提供一種二次電池剩余容量計(jì)算方法，其目的是使表的容量最小化以存儲在包含在微型計(jì)算機(jī)中的存儲器中，手動總是計(jì)算連續(xù)的自然剩余容量，以便免于在內(nèi)插時引起的誤差以及與在轉(zhuǎn)換參考表時產(chǎn)生的計(jì)算值步進(jìn)無關(guān)，還提供一種電池組。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，為了解決上述的問題，提供一種二次電池剩余容量計(jì)算方法，其有關(guān)檢測多個二次電池的溫度，檢測多個二次電池中每一個的電流和端電壓，使溫度、電流和端電壓數(shù)字化，從數(shù)字化的溫度、電流和端電壓計(jì)算電池極化電壓，從計(jì)算的電池極化電壓和檢測的端電壓二者計(jì)算初始電池電壓，以及參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表以計(jì)算的初始電池電壓為基礎(chǔ)計(jì)算剩余容量率。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種電池組，其包括多個二次電池，檢測多個二次電池溫度的電池溫度檢測裝置，檢測多個二次電池中每一個的電流和端電壓的電壓電流檢測裝置，以及使溫度、電流和端電壓數(shù)字化的控制裝置，該控制裝置從數(shù)字化的溫度、電流和端電壓計(jì)算電池極化電壓，從計(jì)算的電池極化電壓和檢測的端電壓二者計(jì)算初始電池電壓，以及參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表以計(jì)算的初始電池電壓為基礎(chǔ)計(jì)算剩余容量率。如上所述配備電池溫度檢測裝置、電壓電流檢測裝置和控制裝置，使電池溫度、電流和端電壓數(shù)字化(成為數(shù)字值或系數(shù))，以允許只參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表計(jì)算剩余容量率。根據(jù)本發(fā)明，溫度、負(fù)載和退化特性等全都以系數(shù)(或數(shù)字值或數(shù)字化的)表達(dá)，以允許采用單個計(jì)算表達(dá)式滿足計(jì)算，使得在擴(kuò)展到其它類型的設(shè)備時省去了對于許多表估計(jì)充電和放電的需要。根據(jù)本發(fā)明，將多個常規(guī)的現(xiàn)有電池電壓-剩余容量率表統(tǒng)一成單個表允許其容量最小化，以便可獲得微型計(jì)算機(jī)中存儲容量的有效利用。而且，根據(jù)本發(fā)明，即使某些特性系數(shù)是有誤差的，僅需要對誤差的系數(shù)再估計(jì)和再設(shè)置以確保容易執(zhí)行再檢查。根據(jù)本發(fā)明，剩余容量計(jì)算基數(shù)全都以基于相對值的比率(百分比值)計(jì)算，且以以前計(jì)算的相對剩余容量率等為基礎(chǔ)重新計(jì)算絕對值如剩余容量值，使得根本不必?fù)?dān)心絕對值(剩余容量值)誤差的累積。當(dāng)測量誤差和電池退化導(dǎo)致在滿充電容量和測量的累積容量之間不一致時，而需要電流積分方法確保校正絕對值時，本發(fā)明消除了其校正的需要。根據(jù)本發(fā)明，沒有必要對計(jì)算的剩余容量實(shí)行校正，使得消除了由存在或不存在校正而產(chǎn)生的任何步進(jìn)(stepping)以確保自然連續(xù)特性的結(jié)果總是可獲得的。根據(jù)本發(fā)明，以最終的放電電壓為基礎(chǔ)進(jìn)行主要的電子設(shè)備體的斷路(breaking)，以便通過利用相似的電壓方法計(jì)算剩余容量的系統(tǒng)容易地提供與電子設(shè)備體的匹配。根據(jù)本發(fā)明，提供最終放電預(yù)測點(diǎn)，使得即使偏離IR電壓降(電池極化電壓)IRV值，當(dāng)接近最終的放電電壓時，也可以自然地進(jìn)行偏離值的校正。根據(jù)本發(fā)明，即使涉及放電期間的充電和閑置狀態(tài)等，利用在放電時獲得的相對剩余容量率進(jìn)行的放電率積分允許正確地計(jì)數(shù)充放電循環(huán)。通過對于計(jì)算的相對充電率的利用，提供特征以允許與易受退化影響的狀態(tài)(如高負(fù)載的狀態(tài))成正比地計(jì)數(shù)較高的累積放電率，使得可容易檢測最初的二次電池退化。根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于二次電池退化，分開管理二次電池的內(nèi)電阻和滿充電容量(放電容量)的效應(yīng)，因此其可獨(dú)立地設(shè)置以便與特性相匹配。根據(jù)本發(fā)明，提供與最初二次電池退化特性的匹配，使得即使在退化的條件下也可以跟隨溫度變化和負(fù)載波動等的恰當(dāng)方式獲得剩余容量精確度。本發(fā)明的剩余容量計(jì)算方法應(yīng)用到包含微型計(jì)算機(jī)的電池組，使得總是能獲得連續(xù)的自然剩余容量計(jì)算值，而沒有導(dǎo)致微型計(jì)算機(jī)存儲容量的浪費(fèi)，也不受隨如環(huán)境條件和退化的情況而改變的影響。圖1是用于說明根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明獲得的電池組的一個實(shí)施例的方塊圖。圖2A和圖2B是用于說明有關(guān)本發(fā)明控制的流程圖。圖3是用于說明根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明獲得的電池組的無負(fù)載狀態(tài)的特性圖。圖4是用于說明根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明獲得的電池組的放電狀態(tài)(負(fù)載連接狀態(tài))的特性圖。圖5是用于說明鋰離子二次電池應(yīng)用到本發(fā)明的方塊圖。圖6是用于說明溫度系數(shù)應(yīng)用到本發(fā)明的特性圖。圖7是用于說明循環(huán)數(shù)應(yīng)用到本發(fā)明的特性圖。圖8是用于說明剩余容量計(jì)算應(yīng)用到本發(fā)明的特性圖。具體實(shí)施例方式以下參考附圖描述本發(fā)明的一個實(shí)施例。圖1示出根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明獲得的電池組一個實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)。由串聯(lián)連接的多個二次電池構(gòu)成的二次電池組19的正極側(cè)連接正極端子20，而其負(fù)極側(cè)通過電阻18連接負(fù)極端子21。具體地，正極端子20連接參考電壓，而負(fù)極端子21接地。形成二次電池組19的多個二次電池的每一個例如為鋰離子二次電池。電阻18為電流檢測電阻。串聯(lián)連接的電阻14和熱敏電阻15以及串聯(lián)連接的電阻16和熱敏電阻17介于正極端子20和地之間。電阻14和熱敏電阻15之間的連接點(diǎn)以及電阻16和熱敏電阻17之間的連接點(diǎn)連接微型計(jì)算機(jī)12。用于與外部通信采用的通信端子22、23和24從連接負(fù)極端子21的微型計(jì)算機(jī)12伸出。微型計(jì)算機(jī)12連接EEPROM(電可擦除和可編程只讀存儲器)13。EEPROM13連接參考電壓和負(fù)極端子21。連接正極端子20的電壓電流檢測電路11連接形成二次電池組19的多個二次電池的正極和負(fù)極側(cè)，并且還連接電阻18的相對兩端。電壓電流檢測電路11還連接微型計(jì)算機(jī)12。具體地，對于鋰離子二次電池的使用，一定要提供保護(hù)電路。然而，由于保護(hù)電路與本發(fā)明沒有直接關(guān)系，因此省略圖1中保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。電壓電流檢測電路11包含能夠檢測多個二次電池中每一個端電壓的電壓放大器以及通過由電阻18引起電壓降的放大來檢測電流的放大器。而且，可將由微型計(jì)算機(jī)12選擇的二次電池的端電壓作為模擬信號從電壓電流檢測電路11供給微型計(jì)算機(jī)12。同樣地，還將由電壓電流檢測電路11檢測的電流作為模擬信號供給微型計(jì)算機(jī)12。在微型計(jì)算機(jī)12中，利用包含在微型計(jì)算機(jī)中的A/D轉(zhuǎn)換功能將自電壓電流檢測電路11供給的端電壓和電流數(shù)字化(為數(shù)字值)。在微型計(jì)算機(jī)12中，由于溫度的改變熱敏電阻15的阻值改變，使得將借助電阻電壓劃分獲得的模擬電壓供給參考電阻。利用包含在微型計(jì)算機(jī)12中的A/D轉(zhuǎn)換功能使來自熱敏電阻15的電壓數(shù)字化以允許檢測襯底溫度。同樣地，在微型計(jì)算機(jī)12中，由于溫度的改變熱敏電阻17的阻值改變，使得將借助電阻電壓劃分獲得的模擬電壓供給參考電阻。利用包含在微型計(jì)算機(jī)12中的A/D轉(zhuǎn)換功能將來自熱敏電阻17的電壓數(shù)字化以允許檢測二次電池組19的電池溫度。當(dāng)檢測的襯底溫度和檢測的電池溫度之間的差超過規(guī)定值時，微型計(jì)算機(jī)判斷熱敏電阻15和17之一處于斷開狀態(tài)，然后可控制電池組停止。而且，程序存儲在微型計(jì)算機(jī)12中，以便進(jìn)行規(guī)定的控制，并且以供給的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行算術(shù)處理。微型計(jì)算機(jī)還包括剩余容量參考數(shù)據(jù)表存儲部件，使得參考包含的表計(jì)算剩余容量。即使二次電池組19進(jìn)入過放電狀態(tài)也希望保持的如退化系數(shù)和循環(huán)數(shù)的數(shù)據(jù)，存儲在EEPROM13中。參考圖2A和2B的流程圖現(xiàn)在描述上述實(shí)施例的控制。在步驟S1中，利用包含在微型計(jì)算機(jī)中的A/D轉(zhuǎn)換功能將來自電壓電流檢測電路11的端電壓和電流、來自熱敏電阻15的襯底溫度以及來自熱敏電阻17的電池溫度數(shù)字化。在步驟S2中，從數(shù)字化的電流來判斷負(fù)載是否連接到電池組。當(dāng)判斷連接了負(fù)載時，則控制移動到步驟S4。相反，當(dāng)判斷沒有連接負(fù)載時，換句話說，沒有施加負(fù)載，則控制移動到步驟S3。當(dāng)判斷時在進(jìn)行充電時，還判斷連接了負(fù)載，且控制移動到步驟S4。具體地，如果存在閾值，輸入的電流值不大于閾值時，則判斷保持無負(fù)載狀態(tài)。相反，當(dāng)輸入的電流值超過閾值時，則通過由電流符號判斷電流方向來判斷是否在進(jìn)行充電或放電。在步驟S3中，參考如圖3的電池電壓-剩余容量率表所示出的無負(fù)載時放電曲線31獲得剩余容量率。在包含在微型計(jì)算機(jī)中的剩余容量參考數(shù)據(jù)表存儲部分中預(yù)先放置電池電壓-剩余容量率表。在如上所述無負(fù)載狀態(tài)的情況下，在穩(wěn)定狀態(tài)提供電池電壓-剩余容量率關(guān)系，使得參考圖3中示出的電池電壓-剩余容量率表，可從檢測的端電壓直接計(jì)算剩余容量率。接下來，控制移動到步驟S13。另一方面，對于在負(fù)載電流或充電電流流動時的電池電壓，顯示出相當(dāng)不同的剩余容量。因此，即使參考圖3的電池電壓-剩余容量率表中示出的無負(fù)載時的放電曲線31，也不能從如從電壓電流檢測電路11供給的端電壓值獲得精確值。事實(shí)上，在從無負(fù)載時放電曲線31向下移動的條件下提供放電時放電曲線32(在負(fù)載連接時的時間處)。在15V電池電壓的情況下，例如，如果在進(jìn)行放電則獲得約90％的剩余容量，而在無負(fù)載施加時獲得的剩余容量約為60％。由二次電池內(nèi)電阻引起的電壓降為如下原因，即以在連接負(fù)載時檢測的電池電壓為基礎(chǔ)未參考剩余容量率。鋰離子二次電池的內(nèi)電阻高于其它二次電池，例如鎳鉻(NiCd)二次電池和鎳氫(NiMH)二次電池。因此，在連接負(fù)載時內(nèi)或在充電時出現(xiàn)高的電壓降(以下稱作電池極化電壓IRV)。還涉及隨著周圍環(huán)境溫度和退化狀態(tài)等電池極化電壓IRV的大波動的效應(yīng)。電池極化電壓IRV給定為在連接負(fù)載44時通過允許自二次電池43的電流45流過從而在鋰離子二次電池41的內(nèi)電阻42中出現(xiàn)的電壓降，如圖5所示。因此，假設(shè)鋰離子二次電池41的檢測的端電壓為Vo，例如通過從二次電池43的初始電池電壓OCV減去電池極化電壓IRV分量可以得到端電壓Vo。而且，充電時的電流45在放電時電流流動的相反方向流動，使得由電池極化電壓IRV分量加上二次電池43的初始電池電壓OCV獲得端電壓Vo。因此，根據(jù)表達(dá)式(1)表示在放電時(在連接負(fù)載時)鋰離子二次電池41的每一個的端電壓Vo，而在充電時根據(jù)表達(dá)式(2)表示。Vo＝OCV-IRV......(1)Vo＝OCV+IRV......(2)這里，通過在放電方向?qū)⒓犹栙x值到電流值且在充電方向?qū)p號賦值到電流值，根據(jù)以下的表達(dá)式(3)可以得到表達(dá)式(1)和表達(dá)式(2)。這使單一計(jì)算表達(dá)式能適用于滿足對于充電時和放電時兩者的計(jì)算。Vo＝OCV-IRV......(3)而且，從上述的表達(dá)式(3)推出以下的表達(dá)式(4)。OCV＝Vo+IRV......(4)因此，即使在步驟S2中判斷連接了負(fù)載，也可以借助利用上述的表達(dá)式(4)的電池極化電壓IRV的加法或減法，參考具有來自檢測的端電壓Vo的無負(fù)載時放電曲線的電池電壓-剩余容量率表來獲得剩余容量率，而不管充電或放電時。然而，當(dāng)計(jì)算電池極化電壓IRV時，需要將電壓降分量的標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為常量。如上所述，這是因?yàn)殡姵貥O化電壓IRV經(jīng)受隨環(huán)境溫度和退化條件等的大波動。接著，從通過容許電流在最初狀態(tài)瞬間流動而產(chǎn)生的電壓降(電池極化電壓)可以計(jì)算的值規(guī)定為電池Imp標(biāo)準(zhǔn)值，假設(shè)周圍溫度為25度。電池Imp標(biāo)準(zhǔn)值＝IRV/I......(5)利用上述表達(dá)式(5)獲得的計(jì)算值是具有規(guī)定為室溫的25度溫度的最初狀態(tài)的電池標(biāo)準(zhǔn)值。因此，還通過以規(guī)定為“1”的值表示25度的室溫來預(yù)置作為系數(shù)處理的溫度特性。在上述實(shí)施例中，參考包含在微型計(jì)算機(jī)12中的溫度系數(shù)表(見圖6)，從熱敏電阻17獲得的二次電池組19-電池溫度來計(jì)算溫度系數(shù)。即使在中間溫度，還通過計(jì)算從其有關(guān)值內(nèi)插獲得的值找到溫度系數(shù)。根據(jù)表達(dá)式(6)和表達(dá)式(7)可以得到溫度系數(shù)的計(jì)算表達(dá)式。這里，假設(shè)直流Imp為極化電壓/電流，換句話說，在出現(xiàn)1(A)電流流過時的電壓降低分量(在放電時)或電壓升高分量(在充電時)。直流Imp＝(無負(fù)載時電壓-每個溫度環(huán)境下的放電電壓)/電流......(6)溫度系數(shù)＝直流Imp/在25度時的直流Imp......(7)另外，具有內(nèi)電阻效應(yīng)的因素也包括退化，且關(guān)于退化，類似地，還利用預(yù)測量的數(shù)據(jù)計(jì)算系數(shù)。然而，如由表達(dá)式(8)和圖7中所示，以直線形提供退化系數(shù)，而不同于溫度系數(shù)。因此，在上述實(shí)施例中，將退化系數(shù)增加規(guī)定的循環(huán)的增量，具體地，例如為50循環(huán)增量，而沒有分開提供用于退化系數(shù)的表。退化系數(shù)的最初值也為“1.00”。退化系數(shù)＝退化系數(shù)+常量(系數(shù)增量)......(8)如上所述，根據(jù)以由預(yù)估算獲得的規(guī)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以系數(shù)形式表示溫度和退化特性。接著，以下描述控制計(jì)算剩余容量率。在步驟S2中，判斷進(jìn)行放電或充電，并控制移動到步驟S4。在步驟S4中，利用上述的表達(dá)式(6)和表達(dá)式(7)計(jì)算溫度系數(shù)。在步驟S5中，利用表達(dá)式(9)計(jì)算由圖8中參考數(shù)字81示出的電池極化電壓IRV。IRV＝電池Imp標(biāo)準(zhǔn)值(常量)×溫度系數(shù)×退化系數(shù)×電流值......(9)在步驟S6中，利用上述表達(dá)式(4)通過使用檢測的端電壓來計(jì)算由圖8中參考數(shù)字82示出的初始電池電壓(二次電池43的端電壓)OCV。在步驟S7中，參考來自計(jì)算的電池電壓OCV的電池電壓-剩余容量率表，從無負(fù)載時放電曲線31獲得由圖8中參考數(shù)字83示出的剩余容量率。然而，該剩余容量率給出為無負(fù)載時放電位置，換句話說，為暫時的剩余容量率，使得有必要進(jìn)行處理以計(jì)算要在考慮負(fù)載的條件下獲得的相對充電率。在步驟S8中，從檢測的電流方向判斷是否在進(jìn)行放電。當(dāng)判斷在進(jìn)行放電時，則控制移動到步驟S9。相反，當(dāng)判斷在進(jìn)行充電時，則控制移動到步驟S20。在步驟S9中，計(jì)算由圖8中參考數(shù)字84示出的最終放電預(yù)測點(diǎn)。例如，在硬碳型鋰離子二次電池的情況下，放電容量隨著負(fù)載條件大大地改變。因此，在上述實(shí)施例中，計(jì)算最終的放電預(yù)測點(diǎn)以獲得全部的電池放電容量，即可放電容量率，其中全部的電池放電容量表示二次電池在現(xiàn)有負(fù)載狀態(tài)中如何可放電。使用以下計(jì)算方法通過將最終的放電電壓加上如通過利用計(jì)算的電壓來參考電池電壓-剩余容量率表的表達(dá)式(10)所示的先前計(jì)算的電壓降IRV，來計(jì)算最終放電時電壓(二次電池43的端電壓)OCV。最終的放電時電壓OCV＝最終的放電電壓+IRV......(10)在步驟S10中，如表達(dá)式(11)所示，從100％無負(fù)載時電池容量減去最終的放電預(yù)測點(diǎn)，并計(jì)算由圖8中參考數(shù)字85示出的可放電容量率。放電容量率＝100％-最終的放電預(yù)測點(diǎn)......(11)在步驟S11中，如表達(dá)式(12)所示，從暫時的剩余容量率和最終的放電預(yù)測點(diǎn)計(jì)算可放電剩余容量率，并通過獲得的可放電剩余容量率值除以全部的可放電容量率來計(jì)算由圖8中參考數(shù)字86示出的相對的剩余容量率。相對的剩余容量率＝(暫時的剩余容量率-最終的放電預(yù)測點(diǎn))/可放電容量率......(12)當(dāng)進(jìn)行充電時，從利用上述的表達(dá)式(4)計(jì)算的電池電壓OCV，參考電池電壓-剩余容量率表中所示的無負(fù)載連接時放電曲線31，在步驟S20中獲得相對剩余容量率。鋰離子二次電池的充電系統(tǒng)涉及恒流和恒壓充電，使得不同于放電時，在充電時不進(jìn)行最終放電預(yù)測點(diǎn)的計(jì)算(步驟S9、可放電容量的計(jì)算(步驟S10)以及相對的剩余容量的計(jì)算(步驟S11)。而且，對于充電時的充電容量，假設(shè)參考容量為100％。在步驟S12中，從計(jì)算的相對剩余容量率計(jì)算剩余容量。如由表達(dá)式(13)所示，計(jì)算通過從表達(dá)式(11)獲得的可放電容量率乘規(guī)定的參考容量值可獲得的可放電容量。然后，如由表達(dá)式(14)所示，通過從表達(dá)式(12)獲得的相對剩余容量率乘在先計(jì)算的可放電容量可以計(jì)算剩余容量?？煞烹娙萘浚絽⒖既萘恐怠量煞烹娙萘柯?100......(13)剩余容量＝可放電容量×相對剩余容量率/100......(14)在步驟S13中，計(jì)算累積的放電率以計(jì)數(shù)充電/放電循環(huán)。如由表達(dá)式(15)所示，從在先檢測時獲得的相對剩余容量和現(xiàn)在檢測時獲得的計(jì)算的相對剩余容量率之間的差計(jì)算Δ剩余容量率，上述計(jì)算以這種方式實(shí)現(xiàn)提前存儲在先檢測時獲得的相對容量率。然后，如由表達(dá)式(16)所示，通過上述剩余容量率的積分計(jì)算累積的放電率。Δ剩余容量率＝在先測量時的相對剩余容量率-現(xiàn)在的相對剩余容量率......(15)累積的放電率＝累積的放電率+Δ剩余容量率......(16)在步驟S14中，判斷計(jì)算的累積放電率是否不小于100％。當(dāng)判斷累積的放電率不小于100％時，控制移動到步驟S15。相反，當(dāng)判斷累積的放電率小于100％時，流程圖結(jié)束。在以下的處理中，采用不論何時累積的放電率達(dá)到100％時使循環(huán)數(shù)增值的方法，由此即使涉及放電過程中的充電和閑置的狀態(tài)等，也可以正確地進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)以保證可容易檢測初始電池退化。在步驟S15中，循環(huán)數(shù)加1。在步驟S16中，使累積的放電率復(fù)位。在步驟S17中，判斷循環(huán)數(shù)是否達(dá)到50的倍數(shù)。當(dāng)判斷循環(huán)數(shù)達(dá)到50的倍數(shù)時，則控制移動到步驟S18。相反，當(dāng)判斷循環(huán)數(shù)還沒有達(dá)到50的倍數(shù)時，則結(jié)束該流程圖。在步驟S18中，加上由上述表達(dá)式(8)獲得的退化系數(shù)。在步驟S19中，減去鋰離子二次電池的參考容量。步驟S18和S19的控制是對于如下事實(shí)所必需的處理，即鋰離子二次電池的退化具有不僅降低內(nèi)電阻而且降低放電容量的特性，如上所述。然后，結(jié)束流程圖。在上述實(shí)施例中，二次電池組19由串聯(lián)連接的多個二次電池構(gòu)成?？蛇x地，二次電池組19可以為并聯(lián)連接的多個二次電池或串聯(lián)和并聯(lián)連接的多個二次電池。在上述實(shí)施例中，不論何時循環(huán)數(shù)達(dá)到50的倍數(shù)，進(jìn)行退化系數(shù)的增加和參考容量的減去?？商娲?，用于退化系數(shù)的增加和參考容量的減去的循環(huán)數(shù)并不限于50的倍數(shù)。權(quán)利要求1.一種二次電池剩余容量計(jì)算的方法，包括如下步驟檢測多個二次電池的溫度；檢測所述多個二次電池中每一個的電流和端電壓；使所述的溫度、所述的電流以及所述的端電壓數(shù)字化；從所述數(shù)字化的溫度、電流和端電壓計(jì)算電池極化電壓；從所述計(jì)算的電池極化電壓和所述檢測的端電壓計(jì)算初始電池電壓；以及參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表以所述計(jì)算的初始電池電壓為基礎(chǔ)計(jì)算剩余容量率。2.根據(jù)權(quán)利要求1的二次電池剩余容量計(jì)算方法，其中所述的計(jì)算所述電池極化電壓的步驟包含以與負(fù)載波動相同的方式處理充電電流和放電電流二者。3.根據(jù)權(quán)利要求1的二次電池剩余容量計(jì)算方法，其中所述計(jì)算所述電池極化電壓的步驟包含計(jì)算最終的放電預(yù)測點(diǎn)；在其負(fù)載的條件下獲得全部的電池放電容量，以及計(jì)算相對的剩余容量率。4.根據(jù)權(quán)利要求1的二次電池剩余容量計(jì)算方法，所述的方法還包括通過來自所述計(jì)算的剩余容量率的Δ剩余容量率的積分計(jì)算累積的放電率，以及不論何時所述計(jì)算的累積放電率達(dá)到預(yù)定值，就增加充放電計(jì)數(shù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求4的二次電池剩余容量計(jì)算方法，所述方法還包括不論何時所述的充放電計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)先指定的值，就增加退化系數(shù)并減去參考容量。6.一種電池組，包括多個二次電池；用于檢測所述多個二次電池溫度的電池溫度檢測裝置；用于檢測所述多個二次電池中每一個的電流和端電壓的電壓電流檢測裝置；以及控制裝置，該控制裝置用于使所述的溫度、所述的電流和所述的端電壓數(shù)字化，從所述數(shù)字化的溫度、電流和端電壓計(jì)算電池極化電壓，從所述計(jì)算的電池極化電壓和所述檢測的端電壓兩者計(jì)算初始電池電壓，并參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表、以所述計(jì)算的初始電池電壓為基礎(chǔ)來計(jì)算剩余容量率。7.根據(jù)權(quán)利要求6的電池組，其中所述的控制裝置以與負(fù)載波動相同的方式處理充電電流和放電電流二者。8.根據(jù)權(quán)利要求6的電池組，其中所述的控制裝置計(jì)算最終的放電預(yù)測點(diǎn)，在其負(fù)載的條件下獲得全部的電池放電容量，并且計(jì)算相對的剩余容量率。9.根據(jù)權(quán)利要求6的電池組，還包括用于通過來自所述計(jì)算的剩余容量率的Δ剩余容量率的積分來計(jì)算累積放電率，以及用于不論何時所述計(jì)算的累積放電率達(dá)到預(yù)定值時就增加充放電計(jì)數(shù)值的裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9的電池組，還包括不論何時所述充放電計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)先指定的值時，用于增加退化系數(shù)，以及減去參考容量的裝置。全文摘要一種二次電池剩余容量計(jì)算方法，包含如下步驟檢測多個二次電池的溫度；檢測多個二次電池的電流和端電壓；使這些溫度、電流以及端電壓數(shù)字化；從數(shù)字化的溫度、電流和端電壓計(jì)算電池極化電壓；從計(jì)算的電池極化電壓和檢測的端電壓二者計(jì)算初始電池電壓；以及參考預(yù)先安排的剩余容量參考數(shù)據(jù)表以所述計(jì)算的初始電池電壓為基礎(chǔ)計(jì)算剩余容量率。文檔編號H01M10/48GK1601296SQ20041009051公開日2005年3月30日申請日期2004年7月29日優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日發(fā)明者穗刈正樹,太田美德,仲野內(nèi)淳申請人:索尼株式會社