專利名稱：充電設(shè)備、電力存儲(chǔ)設(shè)備以及電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)二次電池充電的充電設(shè)備、電力存儲(chǔ)設(shè)備以及電源設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，諸如鋰離子電池等二次電池廣泛地應(yīng)用在電動(dòng)車以及類似裝置上。二次電池可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)充電設(shè)備再充電并可以重復(fù)使用，因此是極為經(jīng)濟(jì)的。同時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的普通充電設(shè)備，為了盡可能快地使得充電設(shè)備達(dá)到充滿狀態(tài)，在連接二次電池之后立即無(wú)暫停地實(shí)施二次電池的充電，直到實(shí)現(xiàn)充滿電。此外，專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2公開了為在合適的環(huán)境中執(zhí)行充電等而考慮到溫度來(lái)執(zhí)行二次電池的充電等設(shè)備。引用列表專利文獻(xiàn)PLTl JP-A-2010-183789PLTl JP-A-2010-9889
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題同時(shí)，如果在高溫環(huán)境下對(duì)二次電池充電，則電池中的正極物質(zhì)的溶解反應(yīng)和電解液的分解反應(yīng)被加速，并且二次電池容易劣化。為此，為了防止二次電池壽命縮短，可以想到實(shí)施測(cè)量，使得在充電期間，只要可以，則執(zhí)行臨時(shí)充電暫停以防止二次電池溫度升聞。同時(shí)，在專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中公開的設(shè)備考慮到溫度對(duì)二次電池充電，然而，其并不是為了抑制由于在高溫環(huán)境下充電帶來(lái)的劣化。此外，在專利文獻(xiàn)I中公開的設(shè)備不考慮下一次使用電池的時(shí)機(jī)。如果在不考慮該時(shí)機(jī)的情況下執(zhí)行臨時(shí)暫停，則在使用二次電池的時(shí)間之前不會(huì)執(zhí)行充分的充電，并且很可能在使用二次電池時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。此外，在專利文獻(xiàn)2中公開的設(shè)備中，使用者必須輸入驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間，這給使用者造成負(fù)擔(dān)。鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種充電設(shè)備，能夠在抑制劣化的情況下對(duì)二次電池充電，并且在不給使用者造成負(fù)擔(dān)的情況下，避免在下一次使用時(shí)間之前二次電池沒(méi)有充分地充電。問(wèn)題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的一種充電設(shè)備是一種對(duì)二次電池充電的充電設(shè)備，該充電設(shè)備具有下述結(jié)構(gòu)，包括:估計(jì)部，基于二次電池的使用歷史估計(jì)二次電池的習(xí)慣性使用開始時(shí)間；充電允許時(shí)間計(jì)算部，計(jì)算從二次電池的充電開始時(shí)間到最近的習(xí)慣性使用開始時(shí)間的時(shí)間段作為充電允許時(shí)間段；必要充電時(shí)間計(jì)算部，計(jì)算充滿二次電池所需的充電時(shí)間段作為必要充電時(shí)間段；和充電執(zhí)行部，在充電允許時(shí)間段超過(guò)必要充電時(shí)間段時(shí)在劣化抑制充電條件下為二次電池充電，其中劣化抑制充電條件是用于在充電期間執(zhí)行充電的臨時(shí)暫停并在充電允許時(shí)間段內(nèi)充滿二次電池的條件。此外，根據(jù)本發(fā)明的電力存儲(chǔ)設(shè)備具有下述結(jié)構(gòu)，包括:二次電池，由具有上述結(jié)構(gòu)的充電設(shè)備充電；和充電/放電控制單元，執(zhí)行對(duì)二次電池的充電或放電的控制。此外，根據(jù)本發(fā)明的電源設(shè)備具有下述結(jié)構(gòu)，包括:電力存儲(chǔ)設(shè)備；和電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，在充電/放電控制單元的控制下執(zhí)行二次電池和外部設(shè)備之間的電力轉(zhuǎn)換或二次電池和電力系統(tǒng)之間的電力轉(zhuǎn)換，其中電源設(shè)備能夠連接至外部設(shè)備或電力系統(tǒng)。本發(fā)明的有利效果在根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備中，可以在抑制劣化的情況下為二次電池充電，并在不給使用者帶來(lái)負(fù)擔(dān)的情況下，避免在下一次使用時(shí)間之前二次電池沒(méi)有充分充電。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出指示了二次電池的充電時(shí)間段和充電量之間關(guān)系的充電特性的視圖。圖3是與充電條件設(shè)定相關(guān)的流程圖。圖4是根據(jù)實(shí)施例的充電設(shè)備的充電部的狀態(tài)轉(zhuǎn)換視圖。圖5是示出與普通規(guī)格的充電設(shè)備相關(guān)的二次電池的充電量和溫度的改變狀態(tài)的曲線。圖6是示出與根據(jù)實(shí)施例的充電設(shè)備相關(guān)的二次電池的充電量和溫度的改變狀態(tài)的曲線。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下文中參照附圖描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。在此，作為根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備的一個(gè)示例，描述對(duì)安裝在例如電動(dòng)車、混合動(dòng)力車等中的二次電池充電的充電設(shè)備。1.第一實(shí)施例[充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和使用形式的概述]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例(第一實(shí)施例)的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)。如圖1所示的充電設(shè)備9是一種充電設(shè)備，其對(duì)安裝在例如電動(dòng)車、混合動(dòng)力車等中的二次電池充電，并且包括驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部1、習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2、二次電池連接時(shí)間獲取部3、充電條件設(shè)定部4以及充電部5。同時(shí)，在下文中，術(shù)語(yǔ)“二次電池”指的是充電設(shè)備9的充電目標(biāo)。此外，術(shù)語(yǔ)“車輛”指的是安裝二次電池的車輛。充電設(shè)備9安裝在車輛中或可以不安裝在車輛中。在充電設(shè)備9安裝在車輛中的情形中，通過(guò)充電設(shè)備9對(duì)安裝在車輛中的二次電池實(shí)施充電。另一方面，在充電設(shè)備9不安裝在車輛中的情形中，可以在二次電池從車輛卸下之后通過(guò)充電設(shè)備9執(zhí)行充電?！打?qū)動(dòng)時(shí)間記錄部〉驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部I以年、月、日以及時(shí)刻(時(shí)間單位)來(lái)記錄車輛的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間和驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間，并將所記錄的驅(qū)動(dòng)時(shí)間輸出至習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2。驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部I基于車輛的點(diǎn)火開關(guān)的狀態(tài)、安裝在車輛中的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)、二次電池的剩余電量等確定驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
在基于點(diǎn)火開關(guān)的狀態(tài)確定驅(qū)動(dòng)時(shí)間的情形中，點(diǎn)火開關(guān)從關(guān)改變?yōu)殚_的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間，點(diǎn)火開關(guān)從開改變?yōu)殛P(guān)的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間。在基于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)確定驅(qū)動(dòng)時(shí)間的情形中，車輛導(dǎo)航系統(tǒng)開始操作的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間，車輛導(dǎo)航系統(tǒng)停止的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間。在基于二次電池的剩余電量確定驅(qū)動(dòng)時(shí)間的情形中，二次電池的剩余電量的每單位時(shí)間減少量超過(guò)固定的閾值時(shí)的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間。此外，在驅(qū)動(dòng)開始之后的預(yù)定時(shí)間段期間當(dāng)二次電池的剩余電量沒(méi)有改變時(shí)，預(yù)定時(shí)間段流逝時(shí)的時(shí)間被用作驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間。期望地，在驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部I中存儲(chǔ)一年的如上所述獲得的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間和驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間的集合。〈習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部〉基于從驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部I接收的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間和驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間，習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2估計(jì)習(xí)慣性地開始使用(在本實(shí)施例中與車輛驅(qū)動(dòng)同步)二次電池時(shí)的時(shí)間(習(xí)慣性使用開始時(shí)間)Tef,并輸出所估計(jì)的習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef至充電條件設(shè)定部4。習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2以天為單位、以周為單位或以月單位估計(jì)習(xí)慣性使用開始時(shí)間。例如，以天為單位的習(xí)慣性使用開始時(shí)間是通過(guò)比較數(shù)天各自的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間并選擇在一周的K天或更多天中匹配的一個(gè)驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間而獲得的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間。K是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的固定值。此外，以周為單位的習(xí)慣性使用開始時(shí)間是例如通過(guò)比較數(shù)周的特定數(shù)天各自的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間并選擇在一個(gè)月的L天或更多天中匹配的一個(gè)驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間而獲得的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間。L是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的固定值。此外，以月為單位的習(xí)慣性使用開始時(shí)間是例如通過(guò)比較特定日期的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間并選擇在一年的M天或更多天中匹配的一個(gè)驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間而獲得的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間。M是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的固定值。此外，在驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間和隨后的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間之間的間隔比預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值小的情況下，可以確定僅執(zhí)行空閑停止等并且驅(qū)動(dòng)是連續(xù)的，在這種情況下可以將驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間從習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2進(jìn)行確定所用的素材中去除。同時(shí)，可以不執(zhí)行這個(gè)過(guò)程，并且驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部I可以不記錄驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)間，而是可以僅記錄驅(qū)動(dòng)開始時(shí)間?！炊坞姵剡B接時(shí)間獲取部〉在充電設(shè)備9連接至電源(例如商用電源)并且包括二次電池的電池組連接至充電設(shè)備9的時(shí)間點(diǎn)(即，當(dāng)可能進(jìn)行充電的時(shí)間點(diǎn))處，二次電池連接時(shí)間獲取部3將時(shí)間(二次電池連接時(shí)間)TSI信息輸出至充電條件設(shè)定部4。同時(shí)，二次電池連接時(shí)間Tsi可看作有可能通過(guò)充電設(shè)備9對(duì)二次電池充電時(shí)的時(shí)間?！闯潆姉l件設(shè)定部〉如上所述，充電條件設(shè)定部4從習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部2接收習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef并從二次電池連接時(shí)間獲取部3接收二次電池連接時(shí)間TSI。在輸入二次電池連接時(shí)間Tsi的時(shí)間點(diǎn)，充電條件設(shè)定部4基于每個(gè)輸入信息設(shè)定二次電池的充電條件并將充電條件輸出到充電部5。在此，在本實(shí)施例中，假定連接至充電設(shè)備9的電池組包括存儲(chǔ)器和預(yù)先記錄在所述存儲(chǔ)器中的顯示了二次電池的充電時(shí)間段和充電量之間關(guān)系的充電特性(見圖2)。充電條件設(shè)定部4從所述存儲(chǔ)器讀取充電特性的數(shù)據(jù)并設(shè)定充電條件。在下文中參照?qǐng)D3中示出的流程圖描述用于設(shè)定充電條件的方法的示例?；诙坞姵氐某潆娞匦詳?shù)據(jù)，充電條件設(shè)定部4計(jì)算將二次電池從當(dāng)前充電量Wsf充電至充滿電量Wltltl所必需的時(shí)間段(必要充電時(shí)間段)AT。此外，進(jìn)一步地，充電條件設(shè)定部4計(jì)算從二次電池連接時(shí)間Tsi到最近的習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef的時(shí)間段(充電允許時(shí)間段)Ta (步驟SI)。同時(shí)，在充電設(shè)備9中，當(dāng)有可能充電時(shí)立即設(shè)定充電條件，并開始充電。由此，二次電池連接時(shí)間Tsi可看作是與開始充電時(shí)的時(shí)間(充電開始時(shí)間)相同的時(shí)間。接下來(lái)，充電條件設(shè)定部4確定充電允許時(shí)間段Ta是否超過(guò)必要充電時(shí)間段八1'(步驟52)。并且，在充電允許時(shí)間段T a超過(guò)必要充電時(shí)間段Λ T(步驟S2中的Y)的情況下，可以說(shuō)在預(yù)期開始下一次使用二次電池的時(shí)間之前還有時(shí)間余裕(在下文中，有稱為“充電時(shí)間余?！钡那樾?來(lái)實(shí)現(xiàn)滿充電。在這種情形中，充電條件設(shè)定部4將充電條件設(shè)定為劣化抑制充電條件(步驟S3)。該劣化抑制充電條件是用于在充電期間每當(dāng)二次電池的溫度達(dá)到充電限制溫度Ct時(shí)執(zhí)行充電臨時(shí)暫停(用于將充電停止預(yù)定時(shí)間段(臨時(shí)暫停時(shí)間段)的操作)的充電條件。根據(jù)該充電條件，在臨時(shí)暫停期間，可以停止二次電池由于充電導(dǎo)致的溫度升高并通過(guò)熱輻射的方式降低二次電池的溫度。結(jié)果，與不執(zhí)行臨時(shí)暫停的情形相比，可以在不引發(fā)高溫的情況下對(duì)二次電池充電并抑制二次電池的劣化。同時(shí)，可以通過(guò)使用多種實(shí)驗(yàn)結(jié)果等的多種方法來(lái)決定充電限制溫度CT(預(yù)先設(shè)定的閾值)，使得至少在充電允許時(shí)間段Ta內(nèi)充滿二次電池。作為示例，可以使用下面公式⑴計(jì)算充電限制溫度CT。Ct = C1-C2X (Ta - ΔΤ)(I)其中Cl和C2是通過(guò)實(shí)驗(yàn)等獲得的固定值。根據(jù)上述公 式(1)，根據(jù)充電允許時(shí)間段Ta和必要充電時(shí)間段AT之差設(shè)定充電限制溫度CT。更具體地，充電允許時(shí)間段T a和必要充電時(shí)間段Λ T之差越大，即充電的時(shí)間余裕程度越大，充電限制溫度Ct設(shè)定得越低。此外，還可以例如根據(jù)二次電池的特性將充電限制溫度Ct設(shè)定為固定值。此外，充電的臨時(shí)暫停時(shí)間段可以設(shè)定為例如預(yù)定時(shí)間段，或設(shè)定為其中二次電池的溫度下降到特定值的時(shí)段。此外，劣化抑制充電條件可以設(shè)定成使得充電臨時(shí)暫停時(shí)間段的總和不超過(guò)充電允許時(shí)間段Ta和必要充電時(shí)間段AT之差。例如，當(dāng)充電臨時(shí)暫停時(shí)間段的總和試圖超過(guò)充電允許時(shí)間段Ta和必要充電時(shí)間段AT之差時(shí)，即使隨后二次電池的溫度達(dá)到充電限制溫度Ct，也可以不執(zhí)行充電的臨時(shí)暫停。據(jù)此，可以更加確定地在充電允許時(shí)間段T a內(nèi)充滿二次電池。另一方面，在充電允許時(shí)間段Ta不超過(guò)必要充電時(shí)間段ΛΤ(在步驟S2中的N)的情形中，充電條件設(shè)定部4將充電條件設(shè)定為通常充電條件(步驟S4)。同時(shí)，通常充電條件是在充電期間不執(zhí)行臨時(shí)暫停的充電條件。同時(shí)，可以說(shuō)，充電允許時(shí)間段Ta不超過(guò)必要充電時(shí)間段AT意味著沒(méi)有充電時(shí)間余裕。因此，在這種情形中，如上所述，充電條件設(shè)定部4將充電條件設(shè)定為通常充電條件，使得盡可能快地進(jìn)行充電(在預(yù)期開始下一次使用二次電池的時(shí)間之前充電盡可能地接近滿充電)?！闯潆姴俊诞?dāng)充電條件設(shè)定部4設(shè)定充電條件時(shí)，充電部5根據(jù)充電條件立即開始充電。同時(shí)，在本實(shí)施例中，作為基本的充電方法，采用一種方法(所謂的恒定電流-電壓充電方法)，其中使用恒定電流執(zhí)行充電，直到二次電池的電壓達(dá)到固定電SVct，隨后通過(guò)使用恒定電壓執(zhí)行充電，然而可以采用其他方法。此外，充電部5包括用于檢測(cè)二次電池的溫度的裝置(例如，溫度傳感器及類似裝置，放置為在二次電池連接至充電設(shè)備9的情況下接觸二次電池)，并且能夠監(jiān)測(cè)二次電池的溫度。此外，充電部5還包括用于檢測(cè)二次電池的電壓的裝置，并且能夠監(jiān)測(cè)二次電池的電壓。在此，圖4示出在充電條件設(shè)定為劣化抑制充電條件的情形中充電部5的狀態(tài)轉(zhuǎn)換視圖。首先，在充電設(shè)備9連接至包括電源(例如商用電源)和二次電池的電池組之前，充電部5處于充電部5暫停充電的狀態(tài)(充電暫停狀態(tài)Sll)。接下來(lái)，如果包括二次電池的電池組連接至充電設(shè)備9并且充電條件設(shè)定部4設(shè)定充電條件，則充電部5轉(zhuǎn)換到使用恒定電流對(duì)二次電池充電的狀態(tài)(恒定電流充電狀態(tài)S12)。此外，如果二次電池的溫度達(dá)到充電限制溫度Ct，則充電部5轉(zhuǎn)換為充電暫停狀態(tài)Sll (在這種情形中是臨時(shí)暫停)。并且，在到達(dá)臨時(shí)暫停狀態(tài)之后流逝預(yù)定時(shí)間段時(shí)，臨時(shí)暫停被撤銷并且充電部5轉(zhuǎn)換為恒定電流充電狀態(tài)S12。此外，如果由于恒定電流充電而進(jìn)行充電并且二次電池的電壓達(dá)到固定電壓VCT，則充電部5轉(zhuǎn)換為使用恒定電壓對(duì)二次電池充電的狀態(tài)(恒定電壓充電狀態(tài)S13)。接下來(lái)，如果二次電池的充電量達(dá)到滿充電量W.，充電部5轉(zhuǎn)換為充電暫停狀態(tài)SI I (在這種情況下充電完成)。同時(shí)，在恒定電流充電狀態(tài)S12或恒定電壓充電狀態(tài)S13下，如果充電設(shè)備9和二次電池彼此斷開，充電部5轉(zhuǎn)換為充電暫停狀態(tài)Sll (在這種情況下充電停止)。[二次電池的充電量和溫度的改變狀態(tài)]如上所述，在存在充電時(shí)間余裕的情形中，充電設(shè)備9根據(jù)劣化抑制充電條件為二次電池充電，因此與在不考慮充電時(shí)間余裕不執(zhí)行臨時(shí)暫停的情況下執(zhí)行充電的規(guī)格(在下文中為了方便稱為“普通規(guī)格”)的充電設(shè)備相比，可以在不引發(fā)高溫的情況下為二次電池充電。為了容易理解，圖5和6示出表示二次電池的充電量和溫度的改變狀態(tài)示例的曲線。圖5是與普通規(guī)格的充電設(shè)備相關(guān)的曲線，而圖6是與根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備相關(guān)的曲線。為了容易比較，圖6中的虛線示出的曲線示出圖5中示出的曲線的一部分。同時(shí)，在兩個(gè)圖中，上部曲線表示充電量的改變狀態(tài)，下部曲線表示二次電池溫度的改變狀態(tài)。此外，除了與充電條件相關(guān)的內(nèi)容以外，在兩個(gè)圖中各種條件是相同的。此外，從習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef開始二次電池的使用。如圖5所不,在普通規(guī)格的充電設(shè)備中，從充電開始時(shí)間執(zhí)行充電,直到充電量達(dá)到滿充電量W.，而不執(zhí)行臨時(shí)暫停。結(jié)果，二次電池的溫度連續(xù)地上升，直到在充電量達(dá)到滿充電量Wltltl稍前的時(shí)間(直到由于充電導(dǎo)致的發(fā)熱量變?yōu)樾∮跓彷椛淞?，并達(dá)到峰值時(shí)間的溫度Te。另一方面，如圖6所示，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電設(shè)備9中，從充電開始時(shí)間執(zhí)行充電，同時(shí)在每次二次電池的溫度達(dá)到充電限制溫度Ct時(shí)執(zhí)行臨時(shí)暫停(如圖6中的著色部分)，直到充電量達(dá)到滿充電量W.。結(jié)果，在每次執(zhí)行臨時(shí)暫停時(shí)二次電池的溫度連續(xù)下降，并且即使在峰值時(shí)間二次電池的溫度也被限制在充電限制溫度Ct以下。如上所述，在根據(jù)本實(shí)施例的充電設(shè)備9執(zhí)行充電的時(shí)間段期間，二次電池的溫度(特別是峰值溫度)顯著低于普通規(guī)格充電設(shè)備執(zhí)行充電的時(shí)間段期間二次電池的溫度。由此，根據(jù)本實(shí)施例的充電設(shè)備9，與普通規(guī)格的充電設(shè)備相比，可以對(duì)二次電池充電，同時(shí)抑制劣化。同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例中的充電設(shè)備9，與通過(guò)普通規(guī)格的充電設(shè)備的充電相比，二次電池達(dá)到滿充電量的時(shí)間被延遲。然而，根據(jù)本實(shí)施例的充電設(shè)備9，可以在習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef之前將二次電池充電至滿充電量，此外，在習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef之前的時(shí)間點(diǎn)處，開始使用二次電池的可能性低。由此，盡管如上所述二次電池達(dá)到滿充電量的時(shí)間被延遲，但是在下一次使用時(shí)間之前二次電池沒(méi)有充分充電的情形的可能性低，可以說(shuō)，不會(huì)發(fā)生較大問(wèn)題。2.第二實(shí)施例根據(jù)第一實(shí)施例的充電設(shè)備9能夠構(gòu)成為對(duì)多種用途的二次電池充電，例如用在車輛的電源設(shè)備中的二次電池，用在大型電力存儲(chǔ)電池中的二次電池等。此外，可以使用由充電設(shè)備9充電的二次電池(例如用在大型電力存儲(chǔ)電池中的二次電池)構(gòu)成電力存儲(chǔ)設(shè)備和電源設(shè)備。作為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電力存儲(chǔ)設(shè)備和電源設(shè)備，下文描述使用充電設(shè)備9充電的二次電池的設(shè)備。圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的電源設(shè)備400的結(jié)構(gòu)的框圖。電源設(shè)備400包括電力存儲(chǔ)設(shè)備410和電力轉(zhuǎn)換設(shè)備(電力轉(zhuǎn)換部)420。電力存儲(chǔ)設(shè)備410包括:由總計(jì)m個(gè)200[1]至200[m]構(gòu)成的電池單元411 (可以稱為“二次電池200”)；主控制器412;以及電流檢測(cè)部413。在本實(shí)施例中，m是2或更大的整數(shù)。然而，m可以為I。二次電池200[1]至200[m]的每一個(gè)是根據(jù)第一實(shí)施例的充電設(shè)備9充電的二次電池。同時(shí)，二次電池200[1]至200[m]分別通過(guò)彼此分離的充電設(shè)備9充電，然而，可以采用一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中一個(gè)充電設(shè)備9為多個(gè)二次電池200充電。此外，可以采用一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中一個(gè)充電設(shè)備9對(duì)所有二次電池200充電(即，對(duì)電池單元411充電)。二次電池200[I]至200[m]彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接。在本示例中，二次電池200[I]至200[m]彼此串聯(lián)連接。在二次電池200[I]至200[m]中，二次電池的具有最低電勢(shì)的負(fù)電極(負(fù)輸出端子)和二次電池的具有最高電勢(shì)的正電極通過(guò)電力線431連接至電力轉(zhuǎn)換設(shè)備420。電流檢測(cè)部413檢測(cè)流過(guò)電力線431的電流，S卩，電池單元411和電力轉(zhuǎn)換設(shè)備420之間的電流值，并輸出所檢測(cè)的電流值至主控制器412。電力轉(zhuǎn)換設(shè)備420包括DC/DC轉(zhuǎn)換器421和DC/AC轉(zhuǎn)換器422。DC/DC轉(zhuǎn)換器421包括輸入/輸出端子421a和421b，同時(shí)DC/AC轉(zhuǎn)換器422包括輸入/輸出端子422a和422b。DC/DC轉(zhuǎn)換器421的輸入/輸出端子421a通過(guò)電力線431連接至電池系統(tǒng)單元411。輸入/輸出端子421b和422a彼此連接并連接至電力輸出部TO1。輸入/輸出端子422b能夠連接至電力輸出部PU2和電力系統(tǒng)432，電力系統(tǒng)432是與電源設(shè)備400分離的電力系統(tǒng)。同時(shí)，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備400和電力輸出部PUl之間的連接以及電力轉(zhuǎn)換設(shè)備400和電力輸出部PU2之間的連接并不是必須的。作為外部設(shè)備的示例的電力輸出部PUl和PU2包括輸出口。例如，多種負(fù)載連接至電力輸出部PUl和TO2?？梢韵氲剑總€(gè)電力輸出部PUl和PU2是負(fù)載。電力系統(tǒng)432包括商用電源或太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池也可連接至輸入/輸出端子421b，在這種情形中，基于通過(guò)太陽(yáng)能電池發(fā)電的直流電壓可供給至輸入/輸出端子421b。在使用包括太陽(yáng)能電池和電力調(diào)節(jié)器的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)432的情形中，電力調(diào)節(jié)器的AC輸出部(交流輸出部)可連接至輸入/輸出端子422b。在主控制器412的控制下，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備420使用DC/DC轉(zhuǎn)換器421和DC/AC轉(zhuǎn)換器422執(zhí)行二次電池200 [I]至200 [m]與電力輸出部PUl之間和二次電池200[1]至200[m]與電力輸出部PU2之間的電力轉(zhuǎn)換，或二次電池200 [I]至200[m]與電力系統(tǒng)432之間的電力轉(zhuǎn)換?；陔娏鳈z測(cè)部413等檢測(cè)的電流值，主控制器412控制DC/DC轉(zhuǎn)換器421和DC/AC轉(zhuǎn)換器422，從而控制二次電池200 [I]至200[m]的每一個(gè)的充電和放電。然而，主控制器412可以僅控制二次電池200[I]至200[m]的每一個(gè)的充電或放電。此外，主控制器412可以接收信號(hào)(狀態(tài)信號(hào)ST)，其與二次電池的狀態(tài)相關(guān)并基于來(lái)自二次電池200[1]至200[m]的每一個(gè)的輸出電壓的檢測(cè)值等。換句話說(shuō)，例如，可以準(zhǔn)備為每個(gè)二次電池200生成狀態(tài)信號(hào)ST的設(shè)備，并且這些設(shè)備可以發(fā)送狀態(tài)信號(hào)ST至主控制器412。在這種情況下，主控制器412接收二次電池200 [i]的狀態(tài)信號(hào)[i]的每一個(gè)(其中i是I至m的整數(shù))。狀態(tài)信號(hào)ST包括:例如指示二次電池200的充電許可的充電許可信號(hào)；指示二次電池200的充電禁止的充電禁止信號(hào)；指示二次電池200的放電許可的放電許可信號(hào)；以及指示二次電池200的放電禁止的放電禁止信號(hào)。此外在必要時(shí)，狀態(tài)信號(hào)ST包括:請(qǐng)求二次電池200的充電的充電請(qǐng)求信號(hào)；和請(qǐng)求二次電池200的放電的放電請(qǐng)求信號(hào)。此外，主控制器412可以基于狀態(tài)信號(hào)以及電流檢測(cè)部413檢測(cè)的電流，控制二次電池200[1]至200[m]的每一個(gè)的充電和放電(或兩者之一)。例如，在狀態(tài)信號(hào)ST[1]至ST[m]的每一個(gè)包括放電許可信號(hào)或放電請(qǐng)求信號(hào)的情形中，在主控制器412的控制下，DC/DC轉(zhuǎn)換器421基于來(lái)自二次電池200 [I]至200[m]的輸出電力將來(lái)自電池單元411的輸出直流電力轉(zhuǎn)換為另一直流電力并從輸入/輸出端子421b輸出該直流電力，而DC/AC轉(zhuǎn)換器422將來(lái)自輸入/輸出端子421b的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力并從輸入/輸出端子422b輸出該交流電力。或者，在狀態(tài)信號(hào)ST[1]至ST[m]的每一個(gè)包括充電許可信號(hào)或充電請(qǐng)求信號(hào)的情形中，例如在主控制器412的控制下，DC/AC轉(zhuǎn)換器422將來(lái)自電力系統(tǒng)432的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力并從輸入/輸出端子422a輸出該直流電力，而DC/DC轉(zhuǎn)換器421將來(lái)自輸A /輸出端子422a的直流電力轉(zhuǎn)換為另一直流電力并從輸入/輸出端子421a輸出該另一直流電力。由此，通過(guò)來(lái)自輸入/輸出端子421a的直流電力為二次電池200 [I]至200[m]的每一個(gè)充電。在上述結(jié)構(gòu)中，主控制器412是執(zhí)行二次電池200[1]至200[m]的充電和放電控制的充電/放電控制單元的一個(gè)示例。此外，主控制器412可以具有用以檢測(cè)來(lái)自二次電池200的每一個(gè)的輸出電壓值的功能；基于檢測(cè)結(jié)果，可以確定是對(duì)二次電池200充電還是放電，并根據(jù)確定結(jié)果控制電力轉(zhuǎn)換設(shè)備420。此外，與圖7的結(jié)構(gòu)示例不同，電力存儲(chǔ)設(shè)備410和電源設(shè)備400可以形成為使得電池單元411僅包括一個(gè)二次電池200(例如，二次電池200[1])。上面的電源設(shè)備400能夠?qū)τ谑褂猛ㄟ^(guò)充電設(shè)備9充電的二次電池200而言更有利。例如，在電源設(shè)備400對(duì)二次電池200充電的情形中，可以更加確定地防止二次電池200的充電量不足。此外,例如在電源設(shè)備400對(duì)二次電池200放電的情形中，二次電池200中累積的電力能夠用于更多用途。3.其他如上所述，充電設(shè)備9包括:基于二次電池的使用歷史估計(jì)二次電池的習(xí)慣性使用開始時(shí)間Tef的功能部(估計(jì)部)；計(jì)算從二次電池連接時(shí)間Tsi (二次電池的充電開始時(shí)間)至最近使用開始時(shí)間Tef作為充電允許時(shí)間段Ta的功能部(充電允許時(shí)間計(jì)算部)；計(jì)算充滿二次電池所需的充電時(shí)間段作為必要充電時(shí)間段ΛΤ的功能部(必要充電時(shí)間計(jì)算部)；和在充電允許時(shí)間段Ta不超過(guò)必要充電時(shí)間段AT時(shí)在通常充電條件下對(duì)二次電池充電并且在充電允許時(shí)間段Ta超過(guò)必要充電時(shí)間段AT時(shí)在劣化抑制充電條件下對(duì)二次電池充電的功能部(充電執(zhí)行部)。并且，劣化抑制充電條件是用于在充電期間執(zhí)行充電臨時(shí)暫停并對(duì)二次電池充電使得在充電允許時(shí)間段內(nèi)Ta實(shí)現(xiàn)滿充電的充電條件。因此，根據(jù)充電設(shè)備9，可以對(duì)二次電池充電，同時(shí)抑制劣化，并只要可能，避免二次電池在下一次使用時(shí)間之前沒(méi)有充分充電的情形。此外，進(jìn)一步，根據(jù)充電設(shè)備9，基于二次電池的使用歷史，估計(jì)二次電池的習(xí)慣性使用開始時(shí)間，并基于所估計(jì)的結(jié)果計(jì)算充電允許時(shí)間段等，由此可以在不給使用者帶來(lái)負(fù)擔(dān)(不要求使用者輸入二次電池的使用時(shí)間等)的情況下在劣化抑制充電條件下執(zhí)行充電。在上文中，描述了本發(fā)明的實(shí)施例，然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可以作出多種修改，并投入實(shí)際使用。下面描述一些修改示例。根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備和充電方法的充電目標(biāo)不限于鋰離子電池并且可應(yīng)用于一般的具有存儲(chǔ)劣化風(fēng)險(xiǎn)的二次電池。此外，作為根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備和充電方法的充電目標(biāo)的二次電池不限于用于車輛的二次電池。此外，在上面的實(shí)施例中，指示二次電池的充電時(shí)間段和充電量之間關(guān)系的充電特性存儲(chǔ)在包含在電池組中的存儲(chǔ)器內(nèi)，然而，指示作為充電目標(biāo)的二次電池的充電時(shí)間段和充電量之間關(guān)系的充電特性可以預(yù)先存儲(chǔ)在充電設(shè)備中。此外，指示二次電池的充電時(shí)間段和充電量之間關(guān)系的充電特性隨著二次電池的使用而改變，因而，根據(jù)本發(fā)明的充電設(shè)備可以具有針對(duì)充電特性改變的學(xué)習(xí)功能。例如，根據(jù)二次電池的使用歷史，可以重寫所存儲(chǔ)的有關(guān)充電特性的內(nèi)容，或者可以校正和使用所存儲(chǔ)的充電特性。工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可應(yīng)用于對(duì)二次電池充電的充電設(shè)備。附圖標(biāo)記列表I 驅(qū)動(dòng)時(shí)間記錄部
2習(xí)慣性使用開始時(shí)間估計(jì)部3二次電池連接時(shí)間獲取部4充電條件設(shè)定部5充電部9充電設(shè)備200二次電池400電源設(shè)備410電力存儲(chǔ)設(shè)備
·
411電池單元412主控制器413電流檢測(cè)部420電力轉(zhuǎn)換設(shè)備421DC/DC 轉(zhuǎn)換器422DC/AC 轉(zhuǎn)換器431電力線432電力系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種對(duì)二次電池充電的充電設(shè)備,所述充電設(shè)備包括: 估計(jì)部，基于二次電池的使用歷史估計(jì)二次電池的習(xí)慣性使用開始時(shí)間； 充電允許時(shí)間計(jì)算部，計(jì)算從二次電池的充電開始時(shí)間到最近習(xí)慣性使用開始時(shí)間的時(shí)間段作為充電允許時(shí)間段； 必要充電時(shí)間計(jì)算部，計(jì)算充滿二次電池所需的充電時(shí)間段作為必要充電時(shí)間段；和充電執(zhí)行部，當(dāng)充電允許時(shí)間段超過(guò)必要充電時(shí)間段時(shí)在劣化抑制充電條件下對(duì)二次電池充電，其中 劣化抑制充電條件是用于在充電期間執(zhí)行充電的臨時(shí)暫停并對(duì)二次電池充電使得在充電允許時(shí)間段內(nèi)充滿二次電池的條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的充電設(shè)備，還包括:溫度檢測(cè)部，檢測(cè)二次電池的溫度，其中 當(dāng)所檢測(cè)的溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，執(zhí)行臨時(shí)暫停。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的充電設(shè)備，其中 根據(jù)充電允許時(shí)間段和必要充電時(shí)間段之差設(shè)定所述閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的充電設(shè)備，其中 充電的臨時(shí)暫停時(shí)間段的總和被設(shè)定為不超過(guò)充電允許時(shí)間段和必要充電時(shí)間段之差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的充電設(shè)備，其中 二次電池是安裝在車輛內(nèi)的電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電設(shè)備，其中 估計(jì)部基于車輛的點(diǎn)火開關(guān)的狀態(tài)、安裝在車輛內(nèi)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)以及二次電池剩余電量來(lái)累積使用歷史的信息。
7.一種電力存儲(chǔ)設(shè)備，包括: 二次電池，由根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電設(shè)備充電；和 充電/放電控制單元，執(zhí)行對(duì)二次電池的充電或放電的控制。
8.—種電源設(shè)備,包括: 如權(quán)利要求7所述的電力存儲(chǔ)設(shè)備；和 電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，在充電/放電控制單元的控制下執(zhí)行二次電池和外部設(shè)備之間的電力轉(zhuǎn)換或二次電池和電力系統(tǒng)之間的電力轉(zhuǎn)換，其中電源設(shè)備可連接至外部設(shè)備或電力系統(tǒng)。
全文摘要
一種充電設(shè)備，包括估計(jì)單元，基于二次電池的使用歷史估計(jì)二次電池的習(xí)慣性使用開始時(shí)間；允許充電時(shí)間計(jì)算單元，計(jì)算從二次電池的充電開始時(shí)間到最近使用開始時(shí)間的時(shí)間段作為允許充電時(shí)間段；必要充電時(shí)間計(jì)算單元，計(jì)算充滿二次電池所需的充電時(shí)間段作為必要充電時(shí)間；和充電器單元，在允許充電時(shí)間超過(guò)必要充電時(shí)間時(shí)在劣化抑制充電條件下對(duì)二次電池充電。在劣化抑制充電條件下，充電設(shè)備在充電期間執(zhí)行臨時(shí)的充電暫停，并在對(duì)二次電池充電使得在允許充電時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)滿充電。
文檔編號(hào)H02J7/04GK103155347SQ20118004866
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者飯?zhí)锍?申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社