專利名稱：二次電池的充電方法及電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以恒流/恒壓對(duì)二次電池進(jìn)行充電的二次電池的充電方法及利用該充電方法對(duì)二次電池進(jìn)行充電的電池組。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池所代表的二次電池的充電過程中，大多采用所謂的恒流/恒壓充電方法，即將端子電壓的上限限制為設(shè)定電壓，以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電，端子電壓上升達(dá)到設(shè)定電壓之后，以恒壓充電進(jìn)行充電。在成為恒壓充電之前，有時(shí)也采用使充電電壓或充電電流階段性降低的方法。另一方面，二次電池在重復(fù)地充放電使用時(shí)及充電后放置(包含保存)時(shí)劣化進(jìn)展，充滿電時(shí)的容量(FCC :Full Charge Capacity)及安全性降低。因此，掌握二次電池的劣化程度來抑制劣化的進(jìn)展是非常重要的。但是，由二次電池的劣化程度決定的壽命和實(shí)質(zhì)上能放電的容量的實(shí)質(zhì)容量(與 FCC同等的容量)不但因?yàn)橹貜?fù)充放電及充電后的放置而降低，而且具有充電時(shí)的設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流越大越降低的傾向。相對(duì)于此，在專利文獻(xiàn)1中公開了以下技術(shù)通過隨著重復(fù)進(jìn)行二次電池的充放電而降低設(shè)定電壓，從而使實(shí)質(zhì)容量的減少(降低)推遲，以延長(zhǎng)壽命。再有，在專利文獻(xiàn)2中公開了以下技術(shù)檢測(cè)二次電池的內(nèi)部電阻、實(shí)質(zhì)容量(學(xué)習(xí)容量)以及充放電循環(huán)數(shù)的任一個(gè)，確定二次電池的劣化度(劣化的程度)，根據(jù)確定后的劣化度來降低設(shè)定電壓。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)3中公開了以下技術(shù)根據(jù)充電的累積循環(huán)數(shù)的增大和保存時(shí)間的經(jīng)過，使學(xué)習(xí)容量減少進(jìn)行校正。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1JP特開2008-5644號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2JP特開2008-2^492號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3JP特開2002-236154號(hào)公報(bào)然而，在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，因?yàn)楦鶕?jù)充放電循環(huán)的累加值或充放電容量 (充電及/或放電后的容量)的累加值單純地降低設(shè)定電壓，所以即使可以延長(zhǎng)二次電池的壽命，也不能每次都評(píng)價(jià)實(shí)際的劣化程度來降低設(shè)定電壓。再有，在專利文獻(xiàn)2公開的技術(shù)中，因?yàn)閰⒄諏⒍坞姵氐膬?nèi)部電阻、實(shí)質(zhì)容量、充放電循環(huán)數(shù)等的指標(biāo)與劣化度的對(duì)應(yīng)關(guān)系模型化之后的表格或函數(shù)來確定劣化度，并根據(jù)所確定的劣化度來降低設(shè)定電壓，所以在劣化度的確定過程中不會(huì)考慮到設(shè)定電壓的降低。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)以正確地校正學(xué)習(xí)容量為目標(biāo)，并不能抑制二次電池的劣化的進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述事情而進(jìn)行的，其目的在于提供一種在考慮了劣化度根據(jù)設(shè)定電壓及設(shè)定電流的降低而變化的基礎(chǔ)上能夠抑制劣化的進(jìn)展的二次電池的充電方法以及利用該充電方法對(duì)二次電池進(jìn)行充電的電池組。本發(fā)明涉及的二次電池的充電方法，基于規(guī)定的設(shè)定電壓及設(shè)定電流，以恒壓/恒流對(duì)二次電池進(jìn)行充電，該二次電池的充電方法的特征在于，計(jì)算隨著所述二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量，針對(duì)所計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量來確定劣化加速系數(shù)，將所確定出的劣化加速系數(shù)和所計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量相乘進(jìn)行校正，對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，計(jì)算根據(jù)通過累加得到的指標(biāo)各自的增加而減少的1個(gè)或多個(gè)劣化系數(shù)，根據(jù)所計(jì)算出的劣化系數(shù)的減少來降低所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。本發(fā)明涉及的二次電池的充電方法的特征在于在計(jì)算出的1個(gè)劣化系數(shù)或計(jì)算出的多個(gè)劣化系數(shù)彼此之間的乘積比規(guī)定的值小的情況下，使所述設(shè)定電壓降低到規(guī)定的電壓。本發(fā)明涉及的二次電池的充電方法的特征在于所述指標(biāo)中包含充放電循環(huán)數(shù)， 針對(duì)所計(jì)算出的充放電循環(huán)數(shù)的增量確定劣化加速系數(shù)，其中該劣化加速系數(shù)根據(jù)所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的大/小而變化為大/小。本發(fā)明涉及的二次電池的充電方法的特征在于所述指標(biāo)中包含以規(guī)定的端子電壓以上的電壓進(jìn)行放置的放置期間，針對(duì)所計(jì)算出的放置期間的增量確定劣化加速系數(shù)， 其中該劣化加速系數(shù)根據(jù)所述端子電壓的高/低而變化為大/小。本發(fā)明涉及的二次電池的充電方法的特征在于在每次累加所述放置期間的增量時(shí)，在進(jìn)行累加之前檢測(cè)所述二次電池的溫度，確定根據(jù)所檢測(cè)出的溫度的高/低而變化為大/小的溫度加速系數(shù)，將所確定出的溫度加速系數(shù)和乘以所述劣化加速系數(shù)而進(jìn)行過校正的放置期間的增量相乘，進(jìn)一步進(jìn)行校正。本發(fā)明涉及的電池組，其基于規(guī)定的設(shè)定電壓及設(shè)定電流，以恒壓/恒流對(duì)二次電池進(jìn)行充電，該電池組的特征在于，包括計(jì)算單元，其計(jì)算隨著所述二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量；確定單元，其針對(duì)該計(jì)算單元計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量來確定劣化加速系數(shù)；校正單元，其將該確定單元確定出的劣化加速系數(shù)和所述計(jì)算單元計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量相乘進(jìn)行校正；累加單元，其對(duì)該校正單元校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加；計(jì)算根據(jù)該累加單元累加得到的指標(biāo)各自的增加而減少的 1個(gè)或多個(gè)劣化系數(shù)的單元；和根據(jù)該單元計(jì)算出的劣化系數(shù)的減少來降低所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的單元。本發(fā)明涉及的電池組的特征在于，該電池組還包括計(jì)數(shù)單元，其對(duì)所述二次電池的充放電循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；和計(jì)時(shí)單元，其針對(duì)所述二次電池，對(duì)以規(guī)定的端子電壓以上的電壓進(jìn)行放置的放置期間進(jìn)行計(jì)時(shí)，所述指標(biāo)中包含所述計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)的充放電循環(huán)數(shù)以及所述計(jì)時(shí)單元計(jì)時(shí)的放置期間，所述確定單元針對(duì)所述充放電循環(huán)數(shù)的增量而確定的劣化加速系數(shù)根據(jù)所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的大/小而變化為大/小，所述確定單元針對(duì)所述放置期間的增量而確定的劣化加速系數(shù)根據(jù)所述規(guī)定的端子電壓的高/低而變化為大/小，該電池組還包括在所述累加單元每次進(jìn)行累加時(shí)，在進(jìn)行累加之前檢測(cè)所述二次電池的溫度的單元；確定根據(jù)該單元檢測(cè)出的溫度的高/低而變化為大/小的溫度加速系數(shù)的單元；和將該單元確定出的溫度加速系數(shù)和所述校正單元校正后的放置期間的增量相乘，進(jìn)一步進(jìn)行校正的單元。在本發(fā)明中，對(duì)于隨著二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)的每一個(gè)而言，例如預(yù)先準(zhǔn)備根據(jù)與指標(biāo)相關(guān)的電壓參數(shù)而變化的劣化加速系數(shù)。再有，能夠計(jì)算根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的增加而減少的劣化系數(shù)，還預(yù)先準(zhǔn)備根據(jù)計(jì)算出的劣化系數(shù)的減少而應(yīng)該降低的設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。在所計(jì)算出的劣化系數(shù)為多個(gè)的情況下，例如預(yù)先準(zhǔn)備根據(jù)各劣化系數(shù)彼此之間的乘積的減少而應(yīng)該降低的設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。根據(jù)以上的狀況，針對(duì)1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量來確定劣化加速系數(shù)，將所確定的劣化加速系數(shù)乘以每個(gè)指標(biāo)的增量進(jìn)行校正，并對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，根據(jù)累加得到的每個(gè)指標(biāo)來計(jì)算劣化系數(shù)。而且，在所計(jì)算出的劣化系數(shù)為1個(gè)情況下，根據(jù)該劣化系數(shù)的減少來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流，在所計(jì)算出的劣化系數(shù)為多個(gè)的情況下，例如根據(jù)各劣化系數(shù)彼此之間的乘積的減少來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。由此，根據(jù)所確定出的劣化加速系數(shù)來校正1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量，對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，根據(jù)通過累加得到的指標(biāo)各自的大/小來計(jì)算劣化系數(shù)的大/小，根據(jù)所算出的劣化系數(shù)或劣化系數(shù)彼此之間的乘積來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。因此，在每次根據(jù)劣化的進(jìn)展來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流時(shí)，針對(duì)1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量在降低后確定的劣化加速系數(shù)比降低前要有所減小。也就是說，確定劣化加速系數(shù)，以便劣化系數(shù)隨著指標(biāo)的增大而減少的比率根據(jù)設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的降低而減小。在本發(fā)明中，在針對(duì)1個(gè)指標(biāo)算出的劣化系數(shù)或針對(duì)多個(gè)指標(biāo)的每一個(gè)而算出的劣化系數(shù)彼此之間的乘積比規(guī)定值小的情況下，在充電時(shí)將設(shè)定電壓降低到安全高的電壓為止。由此，在二次電池的劣化進(jìn)展到某種程度情況下，大幅度降低設(shè)定電壓，以便可以使發(fā)生安全上的問題的危險(xiǎn)性大幅度降低。在本發(fā)明中，隨著二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的指標(biāo)的至少1個(gè)是二次電池的充放電循環(huán)數(shù)，針對(duì)該充放電循環(huán)數(shù)的增量而確定的劣化加速系數(shù)是基于根據(jù)此時(shí)的設(shè)定電壓及設(shè)定電流的大/小而變化為大/小的系數(shù)來確定的。由此，因?yàn)榛谧鳛閷?duì)二次電池的劣化最有影響的指標(biāo)之一的充放電循環(huán)數(shù)和設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流來計(jì)算二次電池的劣化系數(shù)，所以能夠適當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)二次電池的劣化度，能夠抑制劣化的進(jìn)展。在本發(fā)明中，隨著二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的指標(biāo)的至少1個(gè)是以規(guī)定的端子電壓以上的電壓放置二次電池的放置期間，針對(duì)該放置期間的增量而確定的劣化加速系數(shù)是基于根據(jù)此時(shí)的二次電池的端子電壓的高/低而變化為大/小的系數(shù)來確定的。由此，因?yàn)榛谧鳛閷?duì)二次電池的劣化最有影響的指標(biāo)之一的放置期間和放置期間內(nèi)的端子電壓，來計(jì)算二次電池的劣化系數(shù)，所以能夠適當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)二次電池的劣化度，能夠抑制劣化的進(jìn)展。在本發(fā)明中，預(yù)先準(zhǔn)備大/小根據(jù)二次電池的溫度的高/低而變化的溫度加速系數(shù)，根據(jù)在每次累加放置期間的增量時(shí)檢測(cè)出的二次電池的溫度來確定溫度加速系數(shù)，并將所確定出的溫度加速系數(shù)和根據(jù)設(shè)定電壓及設(shè)定電流而確定出的劣化加速系數(shù)一起乘以放置期間的增量，以進(jìn)行校正。由此，可以使劣化系數(shù)的計(jì)算反映出二次電池的劣化特性，即與放置期間的增量對(duì)應(yīng)的期間內(nèi)的電池溫度越高，劣化的進(jìn)展越快。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，將針對(duì)二次電池的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量而確定出的劣化加速系數(shù)乘以各自指標(biāo)的增量進(jìn)行校正，對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，并根據(jù)累加得到的指標(biāo)分別計(jì)算劣化系數(shù)，根據(jù)所計(jì)算出的劣化系數(shù)或劣化系數(shù)的乘積來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。由此，利用所確定的劣化加速系數(shù)來校正1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量，對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，根據(jù)通過累加得到的指標(biāo)各自的大/小來計(jì)算劣化系數(shù)的大 /小，并根據(jù)所計(jì)算出的劣化系數(shù)或劣化系數(shù)彼此之間的乘積來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。因此，在每次根據(jù)劣化的程度來降低設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流時(shí)，針對(duì)1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量在降低后確定的劣化加速系數(shù)比降低前要有所減小。也就是說，確定劣化加速系數(shù)，以便劣化系數(shù)隨著指標(biāo)的增大而減少的比率根據(jù)設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的降低而減小。因此可以在考慮了劣化度根據(jù)設(shè)定電壓及設(shè)定電流的降低而有所變化的基礎(chǔ)上， 能夠抑制劣化的進(jìn)展。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的電池組的構(gòu)成例的框圖。圖2是用于說明對(duì)電池的循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法的說明圖。圖3是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池的循環(huán)數(shù)的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖4是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池的循環(huán)數(shù)的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖5是示意地表示循環(huán)劣化系數(shù)隨著電池的循環(huán)數(shù)的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖6是表示在每次發(fā)生循環(huán)數(shù)的增加時(shí)計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)的CPU的處理順序的流程圖。圖7是用于說明對(duì)電池的保存期間進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法的說明圖。圖8是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池的保存期間的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖9是表示時(shí)效老化隨著電池的溫度上升而加速的形態(tài)的曲線圖。圖10是示意地表示保存劣化系數(shù)隨著電池的保存期間的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖11是表示每次發(fā)生保存期間的增加時(shí)計(jì)算保存劣化系數(shù)的CPU的處理順序的流程圖。圖12是表示計(jì)算劣化系數(shù)并更新設(shè)定電壓的CPU的處理順序的流程圖。圖13是表示使FCC與根據(jù)劣化系數(shù)算出的容量一致的CPU的處理順序的流程圖。圖14是通過模擬來表示抑制劣化系數(shù)的降低的形態(tài)的曲線圖。符號(hào)說明
1-電池，10-電池組，111、112、113、121、122、123、131、132、133-電池單元(二次電池)，2_電流檢測(cè)器，3-溫度檢測(cè)器(檢測(cè)溫度的單元)，5_控制部，51-CPU，52-R0M， 53-RAM，54-定時(shí)器(計(jì)時(shí)單元)，71、72_M0SFET，9-通信部，20-負(fù)載設(shè)備，21-控制/電源部。
具體實(shí)施例方式以下基于表示本發(fā)明的實(shí)施方式的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的電池組的構(gòu)成例的框圖。圖中10是電池組，電池組10能夠自由裝卸地安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、便攜式終端等的負(fù)載設(shè)備20上。電池組 10具備電池塊B11、B12、B13按照該順序串聯(lián)連接而成的電池1，其中電池塊是將由鋰離子二次電池構(gòu)成的電池單元111、112、113、121、122、123、131、132、133中的每三個(gè)電池單元按照順序并聯(lián)連接而成的。在電池1中，電池塊B13的正極及電池塊Bll的負(fù)極分別成為正極端子及負(fù)極端子。電池塊Bll、B12、B13的電壓被分別獨(dú)立地提供給A/D轉(zhuǎn)換部4的模擬輸入端子， 被轉(zhuǎn)換為數(shù)字的電壓值之后從A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子提供給由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部5。還向A/D轉(zhuǎn)換部4的模擬輸入端子提供與電池1密接配置且利用包含熱敏電阻的電路檢測(cè)電池1的溫度的溫度檢測(cè)器3的檢測(cè)輸出、以及安裝在電池1的負(fù)極端子側(cè)的充放電電路內(nèi)且由檢測(cè)電池1的充電電流及放電電流的電阻器構(gòu)成的電流檢測(cè)器2的檢測(cè)輸出。這些檢測(cè)輸出被轉(zhuǎn)換為數(shù)字的檢測(cè)值之后從A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子提供給控制部5。在電池1的正極端子側(cè)的充放電電路中安裝有分別對(duì)充電電流及放電電流進(jìn)行切斷的P溝道型的M0SFET71、72所構(gòu)成的斷路器7。M0SFET7U72使漏電極彼此之間相接并串聯(lián)連接。并聯(lián)連接在M0SFET71、72各自的漏電極及源電極間的二極管是寄生二極管(體
二極管)?？刂撇?具有CPTO1，CPU51與以下部件相互之間總線連接存儲(chǔ)程序等信息的 R0M52 ；暫時(shí)存儲(chǔ)產(chǎn)生的信息的RAM53 ；對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的定時(shí)器M以及對(duì)電池組10內(nèi)的各部進(jìn)行輸入輸出的I/O端口 55。I/O端口 55連接著A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子、 M0SFET7U72各自的柵電極以及與負(fù)載設(shè)備20所具備的控制/電源部(充電器)21進(jìn)行通信的通信部 9。R0M52 是由 EEI3ROM(ElectricalIy Erasable ProgrammabIeROM)或閃存構(gòu)成的非易失性存儲(chǔ)器。R0M52中除了程序以外，還存儲(chǔ)電池容量的學(xué)習(xí)值、充放電的循環(huán)數(shù)、保存期間、初始容量(與公稱容量同等)、設(shè)定電壓、設(shè)定電流以及各種設(shè)定數(shù)據(jù)。CPU51依據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在R0M52中的控制程序，執(zhí)行運(yùn)算及輸入輸出等的處理。例如，CPU51以250ms的周期取入電池塊Bll、B12、B13的電壓值和電池1的充放電電流的檢測(cè)值，基于所取入的電壓值及檢測(cè)值對(duì)電池1的剩余容量進(jìn)行累加后使RAM53進(jìn)行存儲(chǔ)。 CPU51還生成剩余容量的數(shù)據(jù)，將所生成的數(shù)據(jù)寫入通信部9的未圖示的寄存器，由此從通信部9輸出剩余容量的數(shù)據(jù)。斷路器7在通常的充放電時(shí)通過從I/O端口 55向M0SFET71、72的柵電極提供 L(LowJS)電平的導(dǎo)通信號(hào)，從而M0SFET71、72各自的漏電極及源電極間導(dǎo)通。在切斷電池1的充電電流的情況下，通過從I/O端口 55向M0SFET71的柵電極提供H(high，高)電平的截止信號(hào)，從而M0SFET71的漏電極及源電極之間的導(dǎo)通被切斷。同樣，在切斷電池1的放電電流的情況下，通過從I/O端口 55向M0SFET72的柵電極提供H(high，高)電平的截止信號(hào)，從而M0SFET72的漏電極及源電極之間的導(dǎo)通被切斷。在電池1處于適當(dāng)?shù)乇怀潆姷臓顟B(tài)的情況下，斷路器7的M0SFET71、72均導(dǎo)通，電池1成為能夠放電及充電的狀態(tài)。負(fù)載設(shè)備20具備與控制/電源部21連接著的負(fù)載22。由未圖示的商用電源向控制/電源部21提供電力，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載22，并且向電池1的充放電電路提供充電電流?？刂?/電源部21還在從商用電源切斷了電力供給的情況下，利用從電池1的充放電電路提供的放電電流來驅(qū)動(dòng)負(fù)載22。在由控制/電源部21充電的電池1為鋰離子電池的情況下，進(jìn)行規(guī)定了最大的電流及最大的電壓的恒流(MAX電流0. 5 IC左右)/恒壓(MAX4. 2 4. 4V/ 電池單元程度)充電，在電池1的電池電壓為規(guī)定值以上及充電電流為規(guī)定值以下的條件時(shí)被充滿電。在控制/電源部21及通信部9之間，將控制/電源部21作為主要而將包含通信部9在內(nèi)的控制部5作為輔助，進(jìn)行基于SMBus (SystemManagement Bus)方式等通信方式的通信。在本實(shí)施方式中，從控制/電源部21提供串行時(shí)鐘(SCL)，在控制/電源部21及通信部9之間雙向收發(fā)串行數(shù)據(jù)(SDA)。在本實(shí)施方式中，控制/電源部21以2秒的周期對(duì)通信部9進(jìn)行輪詢(polling)，讀取通信部9的上述寄存器的內(nèi)容。通過該輪詢，例如以 2秒的周期從通信部9向控制/電源部21傳輸電池1的剩余容量的數(shù)據(jù)，并作為剩余容量的值(％ )顯示在負(fù)載設(shè)備20所具有的未圖示的顯示器中。另外，上述的輪詢周期的2秒是由控制/電源部21來決定的值。電池1的剩余容量是從電池1的學(xué)習(xí)容量(用Ah或Wh來表示的值)中減去放電容量后作為電流的累加值或電力的累加值而計(jì)算出來的。在本實(shí)施方式中，以將學(xué)習(xí)容量設(shè)為100%的百分率來表示剩余容量(％ )。電池1的學(xué)習(xí)容量既可以是從電池1充滿電的狀態(tài)放電到放電終止電壓的期間內(nèi)的放電電流或放電電力的累加值，也可以是從放電到放電終止電壓的狀態(tài)到成為充滿電的狀態(tài)為止的充電電流或充電電力的累加值。再有，電池1在每次重復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)都會(huì)有少許的劣化。以下，關(guān)于計(jì)數(shù)對(duì)電池 1進(jìn)行充放電的循環(huán)數(shù)(以下單稱為循環(huán)數(shù))，以計(jì)算將電池1的劣化程度進(jìn)行數(shù)值化的循環(huán)劣化系數(shù)的方法進(jìn)行說明。循環(huán)數(shù)在每次相當(dāng)于初始容量(與公稱容量同等)的容量份的放電的累加結(jié)束時(shí)都增加1個(gè)。循環(huán)數(shù)還可以在每次相當(dāng)于電池1的初始容量的容量份的充電及放電的累加完成一遍時(shí)都增加1個(gè)。圖2是用于說明對(duì)電池1的循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法的說明圖。圖2的橫軸表示時(shí)間的經(jīng)過，縱軸表示剩余容量相對(duì)于電池1的初始容量的比率。圖中被賦予“☆”印的部分表示發(fā)生循環(huán)數(shù)的增量(=1個(gè)循環(huán))的點(diǎn)。通過累加循環(huán)數(shù)的增量，從而可以對(duì)循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。被充滿電且剩余容量成為100%的電池1從時(shí)刻TO開始放電，在時(shí)刻Tl剩余容量成為0%的情況下，即放電量的累加值達(dá)到初始容量的情況下，產(chǎn)生1個(gè)循環(huán)數(shù)的增量。 然后，電池1被再次充滿電，從時(shí)刻T2到T3放電，在剩余容量成為50%之后再次被充滿電， 從時(shí)刻T4到T5放電，在剩余容量成為50%時(shí)，產(chǎn)生1個(gè)循環(huán)數(shù)的新增量。該情況下，在累加了 2次50%的放電時(shí)，相當(dāng)于初始容量的放電量的累加完成。接著，對(duì)電池1的循環(huán)數(shù)與實(shí)質(zhì)容量(與FCC同等)的關(guān)系進(jìn)行說明。
圖3是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池1的循環(huán)數(shù)增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖3的橫軸表示循環(huán)數(shù)，縱軸表示實(shí)質(zhì)容量相對(duì)于初始容量的比率。圖中的實(shí)線、虛線及單點(diǎn)劃線分別表示設(shè)定電壓為4. 20V、4. IOV及4. OOV的情況。根據(jù)圖3可知通過降低設(shè)定電壓，從而可以抑制伴隨于循環(huán)數(shù)的增加的實(shí)質(zhì)容量的降低、即劣化度的進(jìn)展。具體是，例如在實(shí)質(zhì)容量相對(duì)于初始容量的比率從100%到 60%的范圍內(nèi)，將設(shè)定電壓從4. 20V降低到4. 10V,由此表示降低到同一實(shí)質(zhì)容量為止的循環(huán)數(shù)大約延長(zhǎng)1.5倍。再有，根據(jù)電池1的特性，也可以說是上述循環(huán)數(shù)延伸的程度變化。 即，在將設(shè)定電壓從4. 20V降低到4. IOV的情況下，也可以說是實(shí)質(zhì)容量的降低因循環(huán)數(shù)的增加而被加速的比率(以下稱為循環(huán)劣化加速系數(shù))從1.0降低到0.7 ( — 1/1.5)。這樣， 將設(shè)定電壓為4. IOV時(shí)的循環(huán)劣化加速系數(shù)確定為0. 7。將設(shè)定電壓為4. OOV時(shí)的循環(huán)劣化加速系數(shù)確定為比0. 7更小的值。也能通過降低設(shè)定電流來抑制伴隨于循環(huán)數(shù)的增加的實(shí)質(zhì)容量的降低。圖4是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池1的循環(huán)數(shù)增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖4的橫軸表示循環(huán)數(shù)，縱軸表示實(shí)質(zhì)容量的絕對(duì)值。圖中的實(shí)線、虛線、單點(diǎn)劃線分別表示設(shè)定電流為0. 8C、0. 7C及0. 5C的情況。在此，“C”是充放電的時(shí)間率，例如IC指的是能夠以1小時(shí)提供相當(dāng)于電池塊B11、B12、B13的各容量(mAh)的電量的電流值(mA)。在圖4中示出 尤其是在循環(huán)數(shù)超過350的區(qū)域內(nèi)，在使設(shè)定電流從0. 8C向0. 7C及0. 5C降低的情況下， 能夠抑制實(shí)質(zhì)容量的降低。另外，在本實(shí)施方式中，以下關(guān)于降低設(shè)定電壓并抑制實(shí)質(zhì)容量的降低的例子進(jìn)行說明。此外，因?yàn)樵O(shè)定電壓(或者設(shè)定電流。以下同樣)在對(duì)循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的期間內(nèi)存在緩慢變化的可能性，所以上述的循環(huán)劣化加速系數(shù)在每次累加循環(huán)數(shù)的增量(在此為 1個(gè)循環(huán))時(shí)都需要進(jìn)行確定。另一方面，循環(huán)劣化加速系數(shù)以設(shè)定電壓為4. 20V時(shí)為基準(zhǔn)，將其值設(shè)為1。因此，在設(shè)定電壓分別為4. IOV及4. OOV時(shí)，循環(huán)數(shù)的增量通過乘以根據(jù)此時(shí)的設(shè)定電壓而被確定的比1還小的循環(huán)劣化加速系數(shù)進(jìn)行校正，從而可以換算為設(shè)定電壓為4. 20V時(shí)的增量。由此，設(shè)定電壓越低，應(yīng)該累加的增量就越相對(duì)較小，累加了增量的循環(huán)數(shù)也越變小，作用為使實(shí)質(zhì)容量的降低推遲。接著，對(duì)根據(jù)換算為設(shè)定電壓為4. 20V時(shí)的循環(huán)數(shù)的累加值，計(jì)算實(shí)質(zhì)容量相對(duì)于初始容量的比率(以下稱為循環(huán)劣化系數(shù))的方法進(jìn)行說明。圖5是示意地表示循環(huán)劣化系數(shù)隨著電池1的循環(huán)數(shù)的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖5的橫軸表示循環(huán)數(shù)，縱軸表示循環(huán)劣化系數(shù)。圖中，實(shí)線例示循環(huán)劣化系數(shù)的變化， 虛線是以連接曲線上的5個(gè)點(diǎn)AO A4的直線對(duì)曲線進(jìn)行了近似之后的線。在根據(jù)循環(huán)數(shù)計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)時(shí)，在本實(shí)施方式中點(diǎn)AO A4的坐標(biāo)值被預(yù)先存儲(chǔ)在R0M52內(nèi)，可以利用直線插補(bǔ)來計(jì)算與任意的循環(huán)數(shù)相應(yīng)的循環(huán)劣化系數(shù)。再有，循環(huán)劣化系數(shù)也可以通過直線插補(bǔ)以外的方法來計(jì)算或確定。接著，利用流程圖詳細(xì)說明上述的處理內(nèi)容。圖6是表示每次發(fā)生循環(huán)數(shù)的增量時(shí)計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)的CPTOl的處理順序的流程圖。以下所示的處理例如每250ms啟動(dòng)1次，依據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)于R0M52內(nèi)的控制程序由 CPTOl來執(zhí)行(以下他同樣)。
再有，累加放電容量是電池1的放電量的累加值，與以下所示的處理分開，例如通過每250ms啟動(dòng)1次的處理累加后的值被存儲(chǔ)在RAM53內(nèi)。循環(huán)劣化加速系數(shù)及循環(huán)劣化系數(shù)被存儲(chǔ)在RAM53內(nèi)。在圖6的處理啟動(dòng)的情況下，CPU51判定存儲(chǔ)在RAM53內(nèi)的累加放電容量是否在 R0M52所存儲(chǔ)的初始容量(公稱容量)以上(Sll)。在比初始容量小的情況下(Sll 否)， CPU51直接結(jié)束處理。在為初始容量以上的情況下(Sll 是)，CPTOl從累加放電容量的內(nèi)容中減去初始容量的內(nèi)容后寫入累加放電容量中(S12)。由此，一旦累加放電容量的累加被復(fù)位就重新開始。然后，CPU51將1作為假設(shè)的值而將1寫入循環(huán)劣化加速系數(shù)中(S13)，判定被寫入R0M52內(nèi)的設(shè)定電壓是否為4. 2V(S14)，在不是4. 2V的情況下(S14 否)、即已經(jīng)降低了設(shè)定電壓的情況下，將循環(huán)劣化加速系數(shù)改寫為0. 7(S15)。其中，在本實(shí)施方式中，雖然根據(jù)2個(gè)階段的設(shè)定電壓的高/低將循環(huán)劣化加速系數(shù)確定為I/O. 7，但是也可以根據(jù)3個(gè)階段以上的設(shè)定電壓的高/低，確定變化為大/小的循環(huán)劣化加速系數(shù)。在結(jié)束了步驟S15的處理時(shí)，或者在步驟S14中設(shè)定電壓為4. 2V時(shí)(S14:是)， CPU51根據(jù)以下的式(1)，將存儲(chǔ)于R0M52內(nèi)的循環(huán)數(shù)與循環(huán)數(shù)的增量(=1)的校正值相加(S16)后對(duì)循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。循環(huán)數(shù)=循環(huán)數(shù)+IX循環(huán)劣化加速系數(shù)......(1)其中，循環(huán)數(shù)的增量并未限定于1，例如也可以在每次對(duì)循環(huán)數(shù)η (η為2以上的整數(shù))進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)都啟動(dòng)圖6的處理，而在式(1)中將1置換為η。然后，CPTOl基于存儲(chǔ)于R0M52內(nèi)的圖5的點(diǎn)AO Α4的坐標(biāo)值和通過累加得到的循環(huán)數(shù)，通過直線插補(bǔ)來計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)(S17)，并將計(jì)算出的值存儲(chǔ)在R0M52內(nèi)后結(jié)束處理。除了伴隨于上述循環(huán)數(shù)的增加的劣化以外，在電池1中，隨著充電后的狀態(tài)下的放置(包含保存)期間的經(jīng)過，劣化也在進(jìn)行。以下，對(duì)計(jì)時(shí)電池1的保存期間、以計(jì)算將電池1的劣化程度數(shù)值化后的保存劣化系數(shù)的方法進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，在電池1的保存期間每經(jīng)過1個(gè)小時(shí)時(shí)，進(jìn)行規(guī)定的處理來計(jì)算保存劣化系數(shù)，但是此時(shí)的時(shí)間間隔并未限定于1個(gè)小時(shí)。圖7是用于說明對(duì)電池1的保存期間進(jìn)行計(jì)時(shí)的方法的說明圖。圖中被賦予“☆” 印的部分表示發(fā)生R0M52所存儲(chǔ)的保存期間的增量(=1小時(shí))的點(diǎn)。通過累加保存期間的增量，從而可以對(duì)保存期間進(jìn)行計(jì)時(shí)。在從上次累加保存期間的增量開始經(jīng)過了 1個(gè)小時(shí)的情況下，取入電池1的溫度(以下稱為電池溫度)和構(gòu)成電池1的電池塊Β11、Β12、 Β13中電壓為最大的電池塊的端子電壓、即電池單元111、112、113、121、122、123、131、132、 133中電壓為最大的電池單元的端子電壓(以下稱為最大單元電壓)。接著對(duì)電池1的保存期間與實(shí)質(zhì)容量的關(guān)系進(jìn)行說明。圖8是表示實(shí)質(zhì)容量隨著電池1的保存期間的增加而減低的形態(tài)的曲線圖。圖8 的橫軸表示保存期間，縱軸表示實(shí)質(zhì)容量相對(duì)于初始容量的比率。圖中的粗實(shí)線、細(xì)實(shí)線、 虛線以及單點(diǎn)劃線分別表示最大單元電壓為4. 20V、4. 15V、4. IOV及4. OOV的情況。根據(jù)圖8可知通過降低最大單元電壓，從而可以抑制伴隨于保存期間的增加的實(shí)質(zhì)容量的降低、即可以抑制劣化度的進(jìn)展。若從全局觀察該圖，則通過將最大單元電
1壓降低0. 10V,從而降低到同一實(shí)質(zhì)容量為止的保存期間則大約延長(zhǎng)至1. 5倍。也就是說，在最大單元電壓從作為基準(zhǔn)的電壓開始僅降低了 0. IOV的情況下，實(shí)質(zhì)容量的降低因保存期間的經(jīng)過而被加速的比率(以下稱為保存劣化加速系數(shù))從1. 0降低到0. 6 0.7( = 1/1.5)。在本實(shí)施方式中，在具有0. IV的電壓寬度的電壓范圍內(nèi)大致地捕捉成為上述基準(zhǔn)的電壓，將最大單元電壓為4. 15V以上時(shí)的保存劣化加速系數(shù)設(shè)為1。由此，最大單元電壓降低到4. 15V 4. 05V的電壓范圍內(nèi)時(shí)的保存劣化加速系數(shù)例如被確定為0.6，最大單元電壓比4. 05還低時(shí)的保存劣化加速系數(shù)被確定為比0. 6更小的值。另外，如后述的實(shí)施方式所描述的，也可以將最大單元電壓比4. 05低時(shí)的保存劣化系數(shù)一律設(shè)為“0”。作為規(guī)定端子電壓的單元電壓對(duì)應(yīng)于規(guī)定的殘存容量(％)，也可以取代規(guī)定的端子電壓，而利用規(guī)定的殘存容量(％)。再有，如后所述，根據(jù)最大單元電壓的電壓范圍的高/低來確定保存劣化加速系數(shù)是為了與以下實(shí)情吻合，即電池組10在保存期間內(nèi)重復(fù)進(jìn)行控制/電源部21的充電與微小放電。還有，通過這樣地使最大單元電壓的電壓范圍的高/低和保存劣化加速系數(shù)的大/小相對(duì)應(yīng)，從而可以根據(jù)原本無階段地變化的最大單元電壓，容易地確定保存劣化加速系數(shù)。接下來，對(duì)電池1的溫度與時(shí)效老化的關(guān)系進(jìn)行說明。圖9是表示時(shí)效老化隨著電池1的溫度上升而被加速的形態(tài)的曲線圖。圖9的橫軸表示電池溫度，縱軸表示電池1的時(shí)效老化因以25°C為基準(zhǔn)的電池溫度而被加速的比率 (以下稱為溫度加速系數(shù))。圖中的實(shí)線表示依據(jù)所謂的“10°C -2倍法則”、即阿列紐斯法則的曲線，虛線表示以連接曲線上的5個(gè)點(diǎn)BO B4的直線對(duì)曲線進(jìn)行近似之后的線。在根據(jù)電池溫度來計(jì)算(或確定)溫度加速系數(shù)時(shí)，在本實(shí)施方式中在R0M52內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)點(diǎn) BO B4的坐標(biāo)值，可以通過直線插補(bǔ)來計(jì)算與任意的電池溫度相對(duì)應(yīng)的溫度加速系數(shù)。在此，因?yàn)樽畲髥卧妷杭半姵販囟染哂性趯?duì)保存期間進(jìn)行計(jì)時(shí)的期間內(nèi)緩慢地變化的可能性，所以上述保存劣化加速系數(shù)及溫度加速系數(shù)在每次累加保存期間的增量時(shí)都需要進(jìn)行確定。另一方面，保存劣化加速系數(shù)及溫度加速系數(shù)分別以最大單元電壓的電壓范圍為4. 20V 4. 15V時(shí)及電池溫度為25°C時(shí)為基準(zhǔn)，將各自的值設(shè)為1。因此，在最大單元電壓低于4. 15V的情況及電池溫度不同于25°C的情況下，保存期間的增量通過乘以根據(jù)此時(shí)的最大單元電壓及電池溫度而分別確定的保存劣化加速系數(shù)及溫度加速系數(shù)進(jìn)行校正，從而可以換算為最大單元電壓為4. 20V 4. 15V且電池溫度為25°C時(shí)的增量。由此，最大單元電壓及電池溫度越低，則應(yīng)該累加的增量就越相對(duì)較小，累加而得到的保存期間也變短，作用為使實(shí)質(zhì)容量的降低推遲。接著，對(duì)根據(jù)換算為最大單元電壓為4. 20V 4. 15V且電池溫度為25°C時(shí)的保存期間的累加值來計(jì)算實(shí)質(zhì)容量相對(duì)于初始容量的比率(以下稱為保存劣化系數(shù))的方法進(jìn)行說明。圖10是示意地表示保存劣化系數(shù)隨著電池1的保持期間的增加而降低的形態(tài)的曲線圖。圖10的橫軸表示保存期間，縱軸表示保存劣化系數(shù)。圖中的粗實(shí)線與細(xì)實(shí)線分別表示最大單元電壓為4. 20V的情況及為4. 15V的情況。再有，虛線是利用連接處于粗實(shí)線與細(xì)實(shí)線的大致中間位置的5個(gè)點(diǎn)CO C4的直線對(duì)距離粗實(shí)線及細(xì)實(shí)線相等的曲線進(jìn)行近似之后的線。
在負(fù)載22未工作時(shí)，在將電池組10連接到控制/電源部21的狀態(tài)下直接進(jìn)行保存的情況下，電池1例如往返充滿電的狀態(tài)和剩余容量為95%的狀態(tài)。而且，在此期間，最大單元電壓在圖10的粗實(shí)線與細(xì)實(shí)線之間上下變化。因此，可以認(rèn)為此期間的最大單元電壓由與連接點(diǎn)CO C4的直線上的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓(約為4. 175V)來代表。再有，也可以說是上述的“約為4. 175V”的值根據(jù)電池組10的控制方法的不同而變化。在根據(jù)保存期間計(jì)算保存劣化系數(shù)時(shí)，在本實(shí)施方式中，在R0M52內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)點(diǎn) CO C4的坐標(biāo)值，可以通過直線插補(bǔ)來計(jì)算與任意的保存期間的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的保存劣化系數(shù)。接著，利用流程圖詳細(xì)說明上述的處理內(nèi)容。圖11是表示在每次發(fā)生保存期間的增量時(shí)計(jì)算保存劣化系數(shù)的CPTOl的處理順序的流程圖。以下所示的處理例如每250ms啟動(dòng)1次。其中，保存期間是對(duì)保存(放置)電池組10的時(shí)間進(jìn)行累加而得到的，與以下的處理分開，通過例如每250ms啟動(dòng)1次的處理，以250ms為單位進(jìn)行累加后存儲(chǔ)在RAM53內(nèi)。 保存劣化加速系數(shù)、溫度加速系數(shù)及保存劣化系數(shù)被存儲(chǔ)在RAM53內(nèi)。再有，將保存期間及保存期間的初始值設(shè)為0。在啟動(dòng)圖11的處理的情況下，CPTOl判定RAM53所存儲(chǔ)的保存期間是否為1小時(shí)以上(S21)。在不滿1小時(shí)的情況下(S21 否)，CPU51直接結(jié)束處理。在為1小時(shí)以上的情況下(S21 是)，CPTO1從保存期間的內(nèi)容中減去1小時(shí)(S22)。由此，一旦保存期間的累加被復(fù)位就重新開始。然后，CPU51作為假設(shè)的值而將0寫入保存劣化加速系數(shù)(S23)，并且判定經(jīng)由A/ D轉(zhuǎn)換部4取入的最大單元電壓是否在4. 15V以上(SM)，在為4. 15V以上的情況下(SM 是)，將保存劣化加速系數(shù)改寫為1 (S2Q。在最大單元電壓不滿4. 15V的情況下(SM 否)， CPTOl判定最大單元電壓是否在4. 05V以上(S^)，在為4. 05V以上的情況下(5沈是)，將保存劣化加速系數(shù)改寫為0. 6 (S27)。在結(jié)束了步驟S25的處理時(shí)、結(jié)束了步驟S27的處理時(shí)或者在步驟S26中最大單元電壓不滿4. 05V時(shí)(S^ 否)，CPTOl檢測(cè)電池溫度(S31)，并基于檢測(cè)出的溫度和圖9的點(diǎn)BO B4的坐標(biāo)值，計(jì)算溫度加速系數(shù)(S3》后存儲(chǔ)到RAM53內(nèi)。然后，CPU51利用以下的式(2)將R0M52所存儲(chǔ)的保存期間與保存期間的增量(=1小時(shí))的校正值相加(S33) 后對(duì)保存期間進(jìn)行計(jì)時(shí)。保存期間=保存期間+IX保存劣化加速系數(shù)X溫度加速系數(shù)......(2)接著，CPU51基于累加而得到的保存期間和圖10的點(diǎn)CO C4的坐標(biāo)值，計(jì)算保存劣化系數(shù)(S34)，然后存儲(chǔ)到RAM53內(nèi)，結(jié)束處理。以下，對(duì)在每次檢測(cè)充滿電時(shí)基于通過圖6所示的處理而算出的循環(huán)劣化系數(shù)和通過圖11所示的處理而算出的保存劣化系數(shù)來更新設(shè)定電壓的處理進(jìn)行說明。其中，更新設(shè)定電壓的處理并未限定于一定要以充滿電的檢測(cè)為契機(jī)而進(jìn)行的處理。圖12是表示計(jì)算劣化系數(shù)并更新設(shè)定電壓的CPTOl的處理順序的流程圖。以下所示的處理例如每250ms啟動(dòng)1次。在啟動(dòng)圖12的處理的情況下，CPU51判定通過未圖示的充電處理是否檢測(cè)出充滿電(S41)，在未檢測(cè)出的情況下(S41 否)，直接結(jié)束處理。在檢測(cè)出充滿電的情況下(S41 是)，CPTOl根據(jù)以下的式( 來計(jì)算劣化系數(shù)(S42)。劣化系數(shù)=循環(huán)劣化系數(shù)X保存劣化系數(shù)......(3)然后，CPU51判定所算出的劣化系數(shù)是否比0.7(設(shè)定值)大(S43)，在大的情況下(S43 是)，直接結(jié)束處理。在劣化系數(shù)為0. 7以下的情況下(S43 否)，CPTOl判定劣化系數(shù)是否比0. 3小(S44)。在為0. 3以上的情況下(S44 否)、即劣化系數(shù)為0. 7以下且為 0.3以上的情況下，CPTOl將設(shè)定電壓從4. 2V降低到4. 1V(S45)，結(jié)束處理。在劣化系數(shù)小于0. 3的情況下(S44 是)，CPU51將設(shè)定電壓降低到3. 8V(S46)，結(jié)束處理。如上所述，通過基于所算出的劣化系數(shù)來降低應(yīng)進(jìn)行充電時(shí)的設(shè)定電壓，從而在與為了進(jìn)行剩余容量的顯示等而另外算出的FCC的偏差變大的情況下，需要對(duì)FCC進(jìn)行校正。圖13是表示使FCC與根據(jù)劣化系數(shù)而算出的容量一致的CPTOl的處理順序的流程圖。以下所示的處理例如每250ms啟動(dòng)1次。其中，充滿電后連續(xù)放電的容量是通過與以下處理不同的處理例如以250ms的周期進(jìn)行累加的。在啟動(dòng)圖13的處理的情況下，CPTOl判定此時(shí)是否為應(yīng)該更新FCC的時(shí)刻(S51)。 作為應(yīng)該更新FCC的時(shí)刻的例子，舉出電池1從充滿電到連續(xù)放電之后到達(dá)更新學(xué)習(xí)容量的點(diǎn)之時(shí)(例如電池單元111、112、113、121、122、123、131、132、133中的電壓最小的電池單元的端子電壓達(dá)到放電終止電壓之時(shí))。在不是應(yīng)該更新FCC的時(shí)刻的情況下(S51 否)， CPU51直接結(jié)束處理。在此時(shí)是應(yīng)該更新FCC的時(shí)刻的情況下(S51 是)，CPTO1將從充滿電后被連續(xù)放電容量暫時(shí)設(shè)為FCC(S52)。然后，CPU51根據(jù)以下的式(4)來計(jì)算劣化容量(S53)。劣化容量=初始容量X劣化系數(shù)......(4)接著，CPTOl判定所算出的劣化容量是否比FCC小(S54)。在劣化容量為FCC以上的情況下(SM:否)，CPU51直接結(jié)束處理。該情況下，F(xiàn)CC為通過以往的方法計(jì)算出的值。 在劣化容量比FCC小的情況下(SM 是)，CPU51將所算出的劣化容量設(shè)為FCC (S5Q，結(jié)束處理。由此，F(xiàn)CC的值被校正為與電池1的劣化吻合的值。最后，對(duì)基于如上所述算出的劣化系數(shù)降低了設(shè)定電壓的效果進(jìn)行說明。圖14是通過模擬來表示劣化系數(shù)的降低被抑制的形態(tài)的曲線圖。圖14的橫軸表示電池組10的使用期間，縱軸表示劣化系數(shù)。圖中，實(shí)線表示未降低設(shè)定電壓的情況，虛線表示在劣化系數(shù)降低到0.5及0.3時(shí)分別使設(shè)定電壓降低到4. IOV及3. 80V的情況。再有， 單點(diǎn)劃線表示將劣化系數(shù)降低到0. 7及0. 3時(shí)分別使設(shè)定電壓降低到4. IOV及3. 80V的情況。作為電池組10的使用期間的使用條件，設(shè)想使作為負(fù)載設(shè)備20的PC在1周內(nèi)大約工作50小時(shí)，在此期間發(fā)生1個(gè)循環(huán)的充放電的狀況。將電池1的工作時(shí)的溫度設(shè)為33°C， 將不工作時(shí)的溫度設(shè)為23°C。根據(jù)圖14所示的模擬的結(jié)果可知如虛線所示，在劣化系數(shù)分別降低到0.5及 0. 7時(shí)開始將設(shè)定電壓降低的情況下，與不降低設(shè)定電壓的情況相比，劣化系數(shù)降低到0. 3 的期間分別延伸到大約半年及大約1年。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，針對(duì)作為隨著電池組的使用而增大的指標(biāo)的循環(huán)數(shù)的增量(1個(gè)循環(huán))和作為隨著時(shí)間的經(jīng)過而增大的指標(biāo)的電池組的保存期間的增量(1個(gè)小時(shí))，確定循環(huán)劣化加速系數(shù)和保存劣化加速系數(shù)，將所確定的各劣化加速系數(shù)分別乘以
141個(gè)循環(huán)及1個(gè)小時(shí)進(jìn)行校正，對(duì)校正后的增量分別進(jìn)行累加，根據(jù)累加而得到的循環(huán)數(shù)及保存期間分別計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)及保存劣化系數(shù)。而且，根據(jù)循環(huán)劣化系數(shù)及保存劣化系數(shù)的乘積的減少來降低設(shè)定電壓。由此，根據(jù)所確定的循環(huán)劣化加速系數(shù)及保存劣化加速系數(shù)來校正以1個(gè)循環(huán)為單位的增量及以1個(gè)小時(shí)為單位的增量，分別累加校正后的增量，根據(jù)通過累加得到的循環(huán)數(shù)及保存期間各自的大/小來計(jì)算循環(huán)劣化系數(shù)及保存劣化系數(shù)的大/小，并根據(jù)所計(jì)算出的劣化系數(shù)彼此的乘積來降低設(shè)定電壓。因此，在每次根據(jù)劣化的進(jìn)展降低設(shè)定電壓時(shí)，對(duì)于1個(gè)循環(huán)單位的增量及1個(gè)小時(shí)單位的增量而言，降低后確定的循環(huán)劣化加速系數(shù)及保存劣化加速系數(shù)比降低前有所減小。也就是說，按照循環(huán)劣化系數(shù)及保存劣化系數(shù)隨著循環(huán)數(shù)及保存期間各自的增大而減少的比率根據(jù)設(shè)定電壓的降低而變小的方式，確定各劣化加速系數(shù)。因此，在考慮了劣化度根據(jù)設(shè)定電壓的降低而有所變化的基礎(chǔ)上，能夠抑制劣化的進(jìn)展。再有，在針對(duì)循環(huán)數(shù)及保存期間分別計(jì)算出的劣化系數(shù)彼此之間的乘積小于0. 3 的情況下，將設(shè)定電壓降低到在充電時(shí)安全度高的3. 8V。由此，在二次電池的劣化進(jìn)展到某種程度的情況下，較大程度地降低設(shè)定電壓，能夠使發(fā)生安全上的問題的危險(xiǎn)性大幅度降低。進(jìn)而，針對(duì)充放電循環(huán)數(shù)的增量而確定的循環(huán)劣化加速系數(shù)是根據(jù)基于此時(shí)的設(shè)定電壓的高/低而變化為大/小的系數(shù)來確定的。由此，基于作為對(duì)二次電池的劣化最有影響的指標(biāo)之一的充放電循環(huán)數(shù)和設(shè)定電壓，能夠計(jì)算二次電池的劣化系數(shù)，因此能夠適當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)二次電池的劣化度，并抑制劣化的進(jìn)展。還有，針對(duì)保存期間的增量而確定的保存劣化加速系數(shù)是根據(jù)基于此時(shí)的端子電壓的高/低而變化為大/小的系數(shù)來確定的。由此，基于作為對(duì)二次電池的劣化最有影響的指標(biāo)之一的放置期間和放置期間中的端子電壓，能夠計(jì)算二次電池的劣化系數(shù)，因此能夠適當(dāng)?shù)卦u(píng)價(jià)二次電池的劣化度，并抑制劣化的進(jìn)展。另外，預(yù)先準(zhǔn)備根據(jù)電池的溫度的高/低而變化為大/小的溫度加速系數(shù)，根據(jù)在每次累加保存期間的增量時(shí)檢測(cè)出的電池的溫度來確定溫度加速系數(shù)，將所確定的溫度加速系數(shù)和根據(jù)設(shè)定電壓而確定的保存劣化加速系數(shù)一起乘以保存期間的增量進(jìn)行校正。由此，能夠使保存劣化系數(shù)的計(jì)算反映出二次電池的劣化特性，S卩與放置期間的增量對(duì)應(yīng)的期間內(nèi)的電池電壓越高、劣化的進(jìn)展越快。此外，在本實(shí)施方式中，雖然針對(duì)循環(huán)數(shù)及保存期間分別計(jì)算劣化系數(shù)來降低設(shè)定電壓，但所應(yīng)采用的指標(biāo)并未限于循環(huán)數(shù)及保存期間，只要是隨著電池1的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的指標(biāo)，也可以采用其他的指標(biāo)。再有，雖然是根據(jù)預(yù)先準(zhǔn)備的多個(gè)值來確定循環(huán)劣化加速系數(shù)及保存劣化加速系數(shù)，但并未限于此，也可以在每次發(fā)生與循環(huán)劣化加速系數(shù)及保存劣化加速系數(shù)分別相關(guān)的增量時(shí)進(jìn)行計(jì)算。還有，雖然是根據(jù)循環(huán)劣化系數(shù)及保存劣化系數(shù)的乘積的減少來降低設(shè)定電壓，但也可以與設(shè)定電壓一起(或者取代設(shè)定電壓)降低設(shè)定電流。 本次公開的實(shí)施方式在所有方面都只是例示，并不應(yīng)認(rèn)為是限定性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是上述的含義，而是由專利申請(qǐng)的范圍來表示，意味著包含與專利申請(qǐng)的范圍均等的含義及范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
1.一種二次電池的充電方法，基于規(guī)定的設(shè)定電壓及設(shè)定電流，以恒壓/恒流對(duì)二次電池進(jìn)行充電，該二次電池的充電方法的特征在于，計(jì)算隨著所述二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量， 針對(duì)所計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量來確定劣化加速系數(shù)， 將所確定出的劣化加速系數(shù)和所計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量相乘進(jìn)行校正， 對(duì)校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加，計(jì)算根據(jù)通過累加得到的指標(biāo)各自的增加而減少的1個(gè)或多個(gè)劣化系數(shù)， 根據(jù)所計(jì)算出的劣化系數(shù)的減少來降低所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池的充電方法，其特征在于，在計(jì)算出的1個(gè)劣化系數(shù)或計(jì)算出的多個(gè)劣化系數(shù)彼此之間的乘積比規(guī)定的值小的情況下，使所述設(shè)定電壓降低到規(guī)定的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池的充電方法，其特征在于， 所述指標(biāo)中包含充放電循環(huán)數(shù)，針對(duì)所計(jì)算出的充放電循環(huán)數(shù)的增量確定劣化加速系數(shù)，其中該劣化加速系數(shù)根據(jù)所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的大/小而變化為大/小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的二次電池的充電方法，其特征在于， 所述指標(biāo)中包含以規(guī)定的端子電壓以上的電壓進(jìn)行放置的放置期間，針對(duì)所計(jì)算出的放置期間的增量確定劣化加速系數(shù)，其中該劣化加速系數(shù)根據(jù)所述端子電壓的高/低而變化為大/小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池的充電方法，其特征在于，在每次累加所述放置期間的增量時(shí)，在進(jìn)行累加之前檢測(cè)所述二次電池的溫度， 確定根據(jù)所檢測(cè)出的溫度的高/低而變化為大/小的溫度加速系數(shù)， 將所確定出的溫度加速系數(shù)和乘以所述劣化加速系數(shù)而進(jìn)行過校正的放置期間的增量相乘，進(jìn)一步進(jìn)行校正。
6.一種電池組，其基于規(guī)定的設(shè)定電壓及設(shè)定電流，以恒壓/恒流對(duì)二次電池進(jìn)行充電，該電池組的特征在于，包括計(jì)算單元，其計(jì)算隨著所述二次電池的使用或時(shí)間的經(jīng)過而增大的1個(gè)或多個(gè)指標(biāo)各自的增量；確定單元，其針對(duì)該計(jì)算單元計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量來確定劣化加速系數(shù)； 校正單元，其將該確定單元確定出的劣化加速系數(shù)和所述計(jì)算單元計(jì)算出的指標(biāo)各自的增量相乘進(jìn)行校正；累加單元，其對(duì)該校正單元校正后的指標(biāo)各自的增量進(jìn)行累加； 計(jì)算根據(jù)該累加單元累加得到的指標(biāo)各自的增加而減少的1個(gè)或多個(gè)劣化系數(shù)的單元；和根據(jù)該單元計(jì)算出的劣化系數(shù)的減少來降低所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組，其特征在于， 該電池組還包括計(jì)數(shù)單元，其對(duì)所述二次電池的充放電循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；和計(jì)時(shí)單元，其針對(duì)所述二次電池，對(duì)以規(guī)定的端子電壓以上的電壓進(jìn)行放置的放置期間進(jìn)行計(jì)時(shí)，所述指標(biāo)中包含所述計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)的充放電循環(huán)數(shù)以及所述計(jì)時(shí)單元計(jì)時(shí)的放置期間，所述確定單元針對(duì)所述充放電循環(huán)數(shù)的增量而確定的劣化加速系數(shù)根據(jù)所述設(shè)定電壓及/或設(shè)定電流的大/小而變化為大/小，所述確定單元針對(duì)所述放置期間的增量而確定的劣化加速系數(shù)根據(jù)所述規(guī)定的端子電壓的高/低而變化為大/小， 該電池組還包括在所述累加單元每次進(jìn)行累加時(shí)，在進(jìn)行累加之前檢測(cè)所述二次電池的溫度的單元； 確定根據(jù)該單元檢測(cè)出的溫度的高/低而變化為大/小的溫度加速系數(shù)的單元；和將該單元確定出的溫度加速系數(shù)和所述校正單元校正后的放置期間的增量相乘，進(jìn)一步進(jìn)行校正的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二次電池的充電方法及電池組。在每1個(gè)循環(huán)中利用循環(huán)劣化加速系數(shù)對(duì)二次電池的充放電進(jìn)行校正后累加循環(huán)數(shù)，在每1小時(shí)內(nèi)利用保存劣化加速系數(shù)對(duì)以規(guī)定的端子電壓以上的電壓保存二次電池時(shí)的保存期間進(jìn)行校正后累加保存期間。將根據(jù)累加后的循環(huán)數(shù)算出的循環(huán)劣化系數(shù)和根據(jù)累加后的保存期間算出的保存劣化系數(shù)之積作為劣化系數(shù)(步驟S42)。在劣化系數(shù)為0.3～0.7時(shí)(步驟S43、S44否)，將低電壓/低電流充電中的設(shè)定電壓從4.2V降低到4.1V(S45)，在劣化系數(shù)比0.3小時(shí)(S43否，S44是)，將設(shè)定電壓降低到3.8V(S46)。由此，在考慮了劣化度根據(jù)設(shè)定電壓及設(shè)定電流的降低而變化的基礎(chǔ)上能抑制劣化的進(jìn)展。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102386454SQ20111024098
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者小林崇朗, 西川透 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社