专利名称：满充电容量值修正电路、电池组件及充电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及修正二次电池的满充电容量值的满充电容量值修正电路及利用满充电容量值修正电路的电池组件和充电系统。
背景技术：
一直以来，二次电池被广泛应用于便携式个人计算机或数码相机、摄像机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力汽车等车辆、混合动力电梯、组合有太阳能电池或发电装置和二次电池的电源系统、不间断电源装置等电池搭载装置、系统等各种装置、系统中。而且，例如在便携式个人计算机等电子设备中，从使用方便的观点考虑，要显示二次电池的可使用的充电余量、或在电池没电前发出警报。另外，在太阳能电池发电或混合动力汽车等系统或装置中，从对负载稳定供电的观点考虑，需要没成二次电池始终被充电成某种程度的状态。另一方面，从吸收发出的剩余电力或再生电力的需要出发，为了不使二次电池达到满充电而处于无法充电的状态，对充电进行控制，以使充电电量相对于满充电容量(FCC =Full Charge Capacity)的比率(百分率)即SOC(State Of Charge)在例如20%至80%的范围内推移。这样，为了检测二次电池的可使用的充电余量(电池余量)或为了计算S0C，需要知道二次电池的满充电容量。但是，由于二次电池的满充电容量随着二次电池的劣化而减少，因此若原封不动地利用出厂时的满充电容量值来求电池余量或S0C，会导致电池余量或 SOC的计算误差增大。于是，已知有这样一种方法即使在二次电池出厂并开始使用二次电池之后，也使二次电池从满充电状态完全放电，通过累计此时的放电电流来计算满充电容量，并修正或更新满充电容量值。但是，在此种方法中，为了修正满充电容量值等，需要使在装置、系统中处于使用状态的二次电池从满充电状态完全放电，因此修正或更新满充电容量的机会受限。因此，已知还有一种方法，即使二次电池不完全放电，也累计从充电开始到二次电池达到满充电为止的充电电流，并将该累计值与充电开始时的充电电量相加，从而计算满充电容量值(例如，1参照专利文献)。由此，即使二次电池未被完全放电也能够修正满充电容量值。但是，在专利文献1记载的方法中，如果不使二次电池满充电则无法修正满充电容量值。因此，当用户在达到满充电前便停止充电、或如上述的系统、装置那样控制充电不使二次电池满充电的情况下，存在无法修正满充电容量值这一问题。专利文献1 日本专利公开公报特开2006-177764号
发明内容
本发明的目的在于提供一种满充电容量值修正电路、电池组件及充电系统，不使二次电池满充电并且不使二次电池完全放电也能够修正满充电容量值。
本发明所提供的满充电容量值修正电路包括检测流经二次电池的电流的电流值的电流检测部；检测所述二次电池的端子电压值的电压检测部；存储表示所述二次电池的满充电容量的满充电容量值的容量存储部；根据通过基于由所述电流检测部检测出的所述二次电池的充放电电流，累积进行所述二次电池的充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值，将充入在所述二次电池的余量作为累计余量来计算的余量计算部；利用由所述电压检测部检测出的端子电压值，将所述二次电池的余量作为推算余量来推算的余量推算部；以及满充电容量值修正部，该满充电容量值修正部在由所述余量推算部推算出的推算余量达到预先设定的基准值时，通过将相当于所述被推算的推算余量与由所述余量计算部计算出的累计余量之差的差分电量，在该推算余量大于该累计余量时与存储在所述容量存储部的满充电容量值相加，在该推算余量小于该累计余量时从存储在所述容量存储部的满充电容量值中减去，对满充电容量值进行修正。另外，本发明所提供的电池组件包括上述的满充电容量值修正电路和所述二次电池。另外，本发明所提供的充电系统包括上述的满充电容量值修正电路；所述二次电池；以及对所述二次电池充电的充电部。
图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的满充电容量值修正电路的电池组件及充电系统的结构的一例的框图。图2是表示存储于图1所示的表存储部的查阅表的一例的说明图。图3是表示图1所示的满充电容量值修正电路的动作的一例的流程图。图4是概念性地表示二次电池放电的过程中满充电容量值修正电路的动作的说明图。图5是概念性地表示二次电池放电的过程中满充电容量值修正电路的动作的说明图。图6是概念性地表示二次电池被充电的过程中满充电容量值修正电路的动作的说明图。图7是概念性地表示二次电池被充电的过程中满充电容量值修正电路的动作的说明图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。另外，在各附图中标注有相同符号的结构表示相同结构，并省略其说明。图1是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的满充电容量值修正电路5的电池组件2及充电系统1的结构的一例的框图。图1所示的充电系统1组合有电池组件2和设备侧电路3。充电系统1例如为便携式个人计算机或数码相机、移动电话等电子设备、电动汽车、混合动力汽车等车辆等电池搭载设备系统。并且，设备侧电路3例如为这些电池搭载设备系统的主体部分，负载电路34是在这些电池搭载设备系统中，通过来自电池组件2的电力供应而动作的负载电路。
电池组件2具备二次电池4、满充电容量值修正电路5、检流电阻6、温度传感器7、 开关元件Ql、Q2及连接端子11、12、13。另外，满充电容量值修正电路5具有控制部50、电压检测部51、电流检测部52、温度检测部53及通信部M。此外，充电系统1并不一定限于电池组件2与设备侧电路3可分离地的结构，也可以是在充电系统1整体中构成一个满充电容量值修正电路5。另外，也可以由电池组件2和设备侧电路3分担具备满充电容量值修正电路5。另外，二次电池4并非必须被设成电池组件，并且，例如满充电容量值修正电路5也可以构成为车载用的E⑶(Electric Control Unit 电子控制单元)。设备侧电路3具有连接端子31、32、33、负载电路34、充电部35、通信部36、控制部 37及显示部38。充电部35与供电用的连接端子31、32连接，通信部36与连接端子33连接。另外，如果电池组件2被安装于设备侧电路3，则电池组件2的连接端子11、12、13 分别与设备侧电路3的连接端子31、32、33连接。通信部M、36是能够经由连接端子13、33相互收发数据的通信接口电路。充电部35是经由连接端子31、32向电池组件2供应与来自控制部37的控制信号相应的电流、电压的电源电路。充电部35可以是例如从商用电源电压生成电池组件2的充电电流的电源电路，也可以是基于例如太阳光、风力或水力等自然能量来发电的发电装置或通过内燃机等动力发电的发电装置等。显示部38例如可采用液晶显示器、或LED (Light Emitting Diode 发光二极管)。 此外，例如在设备侧电路3为便携式个人计算机或数码相机等电子设备的情况下，也可以利用该电子设备所具有的液晶显示器等显示装置作为显示部38。控制部37例如是利用微电脑而构成的控制电路。而且，如果由通信部36接收到从电池组件2中的控制部50通过通信部M发送来的请求指示，控制部37按照由通信部36 接收到的请求指示控制充电部35，由此从充电部35向连接端子11、12输出与从电池组件2 发送的请求指示相应的电流或电压。在电池组件2中，连接端子11经由开关元件Q2和开关元件Ql与二次电池4的正极相连接。作为开关元件Ql及开关元件Q2，使用例如ρ沟道(p-charmel)的FET(Field Effect Transistor 场效应晶体管)。开关元件Ql的寄生二极管的阴极朝向二次电池4的方向，如果断开则仅切断二次电池4的放电方向的电流。另外，开关元件Q2的寄生二极管的阴极朝向连接端子11的方向，如果断开则仅切断二次电池4的充电方向的电流。开关元件Q1、Q2通常被接通，异常时被断开从而保护二次电池。另外，连接端子12通过检流电阻6与二次电池4的负极连接，构成从连接端子11 经由开关元件Q2、开关元件Q1、二次电池4及检流电阻6到达连接端子12的电流路径。此外，连接端子11、12、13、31、32、33只要将电池组件2和设备侧电路3电连接的结构即可，例如可以是电极或连接器、端子台等，也可以是焊盘(land或pad)等配线图案。检流电阻6是电流检测用的所谓的分流电阻(shunt resistance)，将二次电池4的充电电流及放电电流转换为电压值。此外，也可以利用例如电流互感器(current transformer)或霍尔元件等电流检测元件来代替检流电阻6。
温度传感器7利用例如热敏电阻(thermistor)或热电偶等感热元件构成，例如紧贴在二次电池4上或设置在二次电池4的附近。并且，温度传感器7对温度检测部53输出表示二次电池4的温度t的电压信号。二次电池4可以是例如单电池，还可以是例如多个二次电池串联连接的组电池， 也可以是例如多个二次电池并联连接的组电池，还可以是组合多个二次电池串联和并联连接的组电池。作为二次电池4使用例如锂离子二次电池。此外，二次电池4并不限于锂离子二次电池，也可以使用例如镍氢二次电池或镍镉二次电池等各种二次电池。但是，由于后述的余量推算部502基于二次电池4的端子电压值Vb来推算二次电池4的余量(推算余量Qe，推算余量SOCe)，所以与镍氢二次电池或镍镉二次电池相比，相对于二次电池4的余量变化的端子电压的变化量更大的锂离子二次电池更适于作为二次电池4。电压检测部51利用例如模拟数字转换器构成，检测二次电池4的端子电压(端子间电压)，并将表示该端子电压值Vb的信号输出至控制部50。电流检测部52利用例如模拟数字转换器构成，检测检流电阻6的两端间的电压 Vr,并将表示该电压Vr的信号作为表示流经二次电池4的电流值Ic的信息输出至控制部 50。另外，对于表示电流值Ic的信息(电压Vr)，电流检测部52例如以正值表示对二次电池4充电的方向，以负值表示二次电池4放电的方向。在控制部50中，通过用检流电阻6的电阻值R除该电压Vr，来取得流经二次电池 4的电流值Ic。温度检测部53利用例如模拟数字转换器构成，将从温度传感器7输出的电压信号转换成数字值，并作为表示温度t的信号输出至控制部50。控制部50例如具备执行指定的运算处理的CPU (Central Processing Unit 中央处理单元)、存储有指定控制程序的ROM (Read Only Memory 只读存储器)、临时存储数据的RAM (Random Access Memory 随机访问存储器)、利用例如ROM构成的容量存储部505禾口表存储部506以及它们的周边电路等。并且，控制部50通过执行存储于ROM的控制程序，作为余量计算部501、余量推算部502、满充电容量值修正部503及警报部504而发挥功能。作为初始值的满充电容量值FCC(Full Charge Capacity)例如在电池组件2出厂时被预先存储在容量存储部505。满充电容量值FCC的初始值作为例如通过理论计算或实测测定出的值被预先存储。另外，存储于容量存储部505的满充电容量值FCC通过满充电容量值修正部503被适当修正。表存储部506中预先存储有查阅表LT，该查阅表LT将作为表示充入在二次电池4 的余量的值而预先设定的设定余量、流经二次电池4的电流值Ic、二次电池的温度t与二次电池4的端子电压值Vb对应起来。图2是表示存储于图1所示的表存储部506的查阅表LT的一例的说明图。图2 (a) 示出SOC(设定余量)为95%时的、端子电压值Vb (Vila至、二次电池4的电流值Ic、 二次电池4的温度t之间的对应关系。电流值Ic以正值表示充电方向，以负值表示放电方向。图2(b)示出SOC(设定余量)为50%时的、端子电压值Vb (Vllb至V54b)、二次电池4 的电流值Ic、二次电池4的温度t之间的对应关系。图2 (c)示出SOC(设定余量)为5%时的、端子电压值Vb (V 11C至、电流值IC、二次电池4的温度t之间的对应关系。图2所示的查阅表LT例如通过将利用新的二次电池4实验性地测定出的数据预先存储在ROM中而构成。在图2中，例示出与SOC为95 %、50 %、5 %相对应的查阅表LT，但表存储部506中存储有与SOC为0%至100%整个范围相对应的查阅表LT。这里，由于二次电池4的余量越多即SOC越大，端子电压值Vb越高，所以在电流值 Ic和温度t不变的条件下，在图2(a)、(b)、(c)中，成为V〃a> V〃b> V〃Cr为任意的一个文字)的关系。另外，若电流流经二次电池4，则由于由二次电池4的内阻产生的电压，电流值Ic 越大，端子电压值Vb越高。即，充电时充电电流增大，并且电流值Ic的值越大，端子电压值 Vb越高。另一方面，放电时放电方向的电流减少，作为负值的电流值Ic的绝对值减小，即电流值Ic越大，端子电压值Vb越高(端子电压值Vb的降低量减少)。因此，在图2 (a)、(b)、 (c)中，在SOC和温度t不变的条件下，成为Vl 〃> V2**> V3**> V4**> V5** Γ为任意的一个文字)的关系。另外，二次电池4的余量(SOC)与端子电压值Vb之间的对应关系随着温度t而变化。一般而言，与同一余量(SOC)相对应的端子电压值Vb随温度t的升高而降低。因此， 在图2(a)、(b)、(C)中，在SOC和电流值Ic不变的条件下，成为V*广> V* 2 V* 3 V*4*>V*5* Γ为任意的一个文字)的关系。此外，根据构成电池的正极、负极的材料，有时若温度t升高，与同一余量(SOC)相对应的端子电压值Vb上升。因此，图2 (a)、(b)、(C)中的V* 1*、V* 2*、V* 3*、V* 4*、V * 5 *的关系可以根据二次电池4的特性适当设定。此外，图2所示的查阅表LT使SOC(设定余量)、端子电压值Vb、流经二次电池4 的电流值Ic、二次电池4的温度t相对应，但查阅表LT也可以不包含二次电池4的温度t 作为参数。另外，查阅表LT也可以不包含温度t及电流值Ic作为参数。余量计算部501通过在每单位时间内累计由电流检测部52检测出的电流值Ic，将充入在二次电池4的余电量作为累计余量Qa来计算。此时，电流值Ic以正值表示对二次电池4充电的方向的电流，以负值表示从二次电池4放电的方向的电流，因此，通过余量计算部501，将充入二次电池4的充电电量相加，减去从二次电池4中放出的放电电量，来计算充入在二次电池4的累计余量Qa。另外，余量计算部501还将累计余量Qa相对于存储在容量存储部505的满充电容量值FCC的比率(百分率)作为相当于余量的SOCGtate Of Charge)即累计余量SOCa来计算。由此，余量计算部501用SOC来表示累计余量。累计余量SOCa由以下的式(1)给出。此外，余量计算部501还可以将累计余量Qa 原封不动地作为电池的余量来利用。SOCa = (Qa/FCC) X100(% )......(1)余量推算部502利用由电压检测部51检测出的端子电压值Vb、由电流检测部52 检测出的电流值Ic和温度检测部53检测出的温度，将二次电池4的余量作为推算余量 SOCe来推算。并且，余量推算部502也可以通过将推算余量SOCe换算成电量，将推算余量 Qe作为推算余量来利用。基准值Ref是为了表示二次电池4的SOC接近零而预先设定的值，被设定为例如5 %。此外，在余量推算部502将推算余量Qe作为电池的推算余量来利用的情况下，基准值 Ref也可以是相当于例如5%的SOC的电量。具体而言，在端子电压值Vb、电流值Ic和温度t的组合与查阅表LT中对应起来的端子电压值Vb、电流值Ic和温度t的组合实质上一致的情况下，余量推算部502通过该查阅表LT，将与该端子电压值Vb、电流值Ic及温度t对应的SOC (设定余量)作为用SOC表示充入在二次电池4的电量的推算余量SOCe来推算。这里，在查阅表LT中，由于使端子电压值Vb和SOC相对应，以使二次电池4的SOC 随端子电压值Vb的上升而增大，所以余量推算部502随着端子电压值Vb的上升而增大推算余量SOCe。另外，在查阅表LT中，对于相同的S0C，使电流值Ic和端子电压值Vb相对应，以使端子电压值Vb随电流值Ic的增大即在充电方向上电流值Ic的增大而上升。另外，在查阅表LT中，对于相同的S0C，使电流值Ic和端子电压值Vb相对应，以使端子电压值Vb随放电电流的减少即在放电方向上电流值Ic的绝对值的越小而上升。因此，余量推算部502将由电流检测部52检测出的电流值Ic和由电压检测部51检测出的端子电压值Vb与查阅表 LT进行对照，来推算推算余量SOCe，使推算余量SOCe随电流值Ic的增大而减少，即使推算余量SOCe随充电电流的增大、放电电流的减小而减少。另外，在查阅表LT中，对于相同的S0C，由于使温度t和端子电压值Vb相对应，以使端子电压值Vb随温度t的升高而降低，所以余量推算部502将由温度检测部53检测出的温度t和由电压检测部51检测出的端子电压值Vb与查阅表LT进行对照，来推算推算余量SOCe，使推算余量SOCe随温度t的升高而增大。这样，在查阅表LT中，由于二次电池4的SOC和与二次电池4的SOC(余量)有相关关系的多个参数即端子电压值Vb、电流值Ic及温度t被对应起来，所以电流值Ic或温度t对推算余量SOCe的影响被降低，其结果，余量推算部502能够高精度地推算出推算余量 SOCe。并且，余量推算部502利用以下的式( 计算以电量表示推算余量的推算余量Qe。Qe = (SOCe X FCC)/100......(2)此外，查阅表LT还可以以电量表示设定余量，此时，余量推算部502也可以将通过查阅表LT得到的设定电量直接作为推算余量Qe。但是，在查阅表LT中设定的值为离散的值，而由电压检测部51检测出的端子电压值Vb、由电流检测部52检测出的电流值Ic及温度检测部53检测出的温度t是连续变化的。因此，余量推算部502在实施了例如四舍五入或去尾等近似处理之后，将由电压检测部 51检测出的端子电压值Vb、电流检测部52检测出的电流值Ic及温度检测部53检测出的温度t与查阅表LT进行对照。所谓的“实质上一致”，意味着包括如此对由电压检测部51 检测出的端子电压值Vb、电流检测部52检测出的电流值Ic及温度检测部53检测出的温度 t实施了例如四舍五入或去尾等近似处理后的结果为一致的情况。此外，余量推算部502不限于利用端子电压值Vb、电流值Ic及温度t来推算二次电池4的余量的例子，也可以仅利用端子电压值Vb来推算，也可以利用端子电压值Vb和电流值Ic来推算，或者也可以利用端子电压值Vb和温度t来推算二次电池4的余量。当由余量推算部502推算出的推算余量SOCe达到基准值Ref时，满充电容量值修正部503将存储于容量存储部505的满充电容量值FCC加上差分电量Qd = Qe-Qa，该差分电量相当于该推算出的推算余量Qe与由余量计算部501计算出的累计余量Qa之差。 即，当推算余量Qe大于累计余量Qa时，将存储于容量存储部505的满充电容量值FCC加上 (Qe-Qa)的绝对值，当推算余量Qe小于累计余量Qa时，从存储于容量存储部505的满充电容量值FCC中减去(Qe-Qa)的绝对值，由此修正该满充电容量值FCC。具体而言，满充电容量值修正部503利用下述的式(3)修正满充电容量值FCC。新的FCC — 当前的 FCC+ (Qe-Qa)……(3)当由余量推算部502推算出的推算余量SOCe达到基准值Ref以下时，警报部504 将表示二次电池4的余量接近于零的信号，从通信部M经由通信部36发送至控制部37。 这样，控制部37通过显示部38来显示表示二次电池4的余量接近于零信息或催促用户对二次电池4充电的信息等。接着，对图1所示的满充电容量值修正电路5的动作进行说明。图3是表示图1 所示的满充电容量值修正电路5的动作的一例的流程图。首先，通过电流检测部52检测流经二次电池4的电流值Ic (步骤Si)。接着，通过余量计算部501在每单位时间内累计电流值Ic，来计算充入在二次电池4的累计余量 Qa (步骤S》。接着，通过余量计算部501根据存储于容量存储部505的满充电容量值FCC 和累计余量Qa，利用式(1)计算累计余量SOCa (步骤S3)。接着，由电压检测部51检测端子电压值Vb，由温度检测部53检测二次电池4的温度t (步骤S4)。然后，通过余量推算部502，参照存储于表存储部506的查阅表LT。然后，从查阅表LT中取得与电流值Ic、端子电压值Vb及温度t对应的SOC作为推算余量SOCe (步马聚S5) ο然后，通过满充电容量值修正部503将推算余量SOCe与基准值Ref进行比较(步骤S6)，若推算余量SOCe和基准值Ref不相等(在步骤S6为否)，则重复步骤Sl至S6，另一方面，若推算余量SOCe和基准值Ref相等(在步骤S6为是)，则为了修正满充电容量值 FCC而转移到步骤S7。然后，在步骤S7，通过余量推算部502，根据存储于容量存储部505的满充电容量值FCC和推算余量SOCe，利用式( 计算推算余量Qe (步骤S7)。然后，满充电容量值修正部503根据存储于容量存储部505的满充电容量值FCC、 由余量推算部502推算出的推算余量Qe、以及由余量计算部501计算出的累计余量QajlJ 用式C3)计算新的满充电容量值FCC，将该新的满充电容量值FCC存储于容量存储部505， 从而满充电容量值FCC被修正(步骤S8)。进而，将推算余量Qe作为新的累计余量Qa来更新累计余量Qa (步骤S9)，并再次重复步骤Sl至S9。以上，通过步骤Sl至S9的处理，在推算余量SOCe达到基准值Ref的时刻修正满充电容量值FCC，因此，无须使二次电池4满充电且完全放电就能够修正满充电容量值FCC。另外，若推算余量SOCe为基准值Ref以下，则通过警报部504，向用户通知表示二次电池4的余量接近于零的信息或催促用户对二次电池4充电的信息等告警，因此，用户在被通知这种告警之前，采用使二次电池4放电之类的使用方法的可能性大。这样，由于在推算余量SOCe为基准值Ref以下之前，二次电池4不被充电而是放电的可能性大，所以通过在推算余量SOCe达到基准值Ref的时刻修正满充电容量值FCC，能够提高增加满充电容量值FCC的修正机会的可能性。另外，即使在不具备警报部504的情况下，由于将例如5%左右接近于零的余量作为基准值Ref来设定，所以，对于例如被频繁地移动使用的移动电话之类的设备，用户将电池电量用尽的情况较多，在推算余量SOCe达到基准值Ref以下之前，二次电池4不被充电而是被放电的可能性大，因此，通过在推算余量SOCe达到基准值Ref的时刻修正满充电容量值FCC，能够提高增加满充电容量值FCC的修正机会的可能性。另外，将接近于零的余量即接近于完全放电的余量设定为基准值Ref，所以在接近于完全放电的状态下推算推算余量Qe和推算余量SOCe。这里，由于二次电池越接近于完全放电(S0C为0% )，SOC与端子电压值Vb之间的相关性越高，因此相对于SOC的变化量的端子电压值Vb的变化量增大。因此，电压的测定误差的影响被降低。因此，余量推算部 502通过在接近于完全放电的状态下推算推算余量Qe和推算余量SOCe，能够提高推算余量 Qe和推算余量SOCe的推算精度，其结果，能够提高满充电容量值修正部503的满充电容量值FCC的修正精度。图4、图5是概念性地表示二次电池4放电的过程中满充电容量值修正电路5的动作的说明图。图4、图5中的横轴表示二次电池4从满充电状态起放电时的其放电电量，纵轴表示二次电池4的SOC(累计余量SOCa)。并且，曲线Gl表示二次电池4持续放电时SOC 与放电电量之间的关系的变化。如图4所示，如果二次电池4放电，则SOC降低，并且自满充电状态起的放电电量增大。并且，如果继续原封不动的放电使余量推算部502推算出的推算余量SOCe达到5% (基准值Ref)，则通过余量推算部502，在步骤S7推算推算余量Qe。并且，由满充电容量值修正部503计算差分电量Ole-Qa)，并将该差分电量(Qe-Qa)与满充电容量值FCC相加，从而计算新的满充电容量值FCC (步骤S8)。这里，当推算余量Qe大于累计余量Qa时，将满充电容量值FCC加上差分电量 (Qe-Qa)的绝对值，当推算余量Qe小于累计余量Qa时，从满充电容量值FCC中减去差分电量(Qe-Qa)的绝对值。图4表示推算余量Qe大于累计余量Qa时，图5表示推算余量Qe小于累计余量Qa 时。利用图4概念性地说明该步骤S8的动作，修正前的满充电容量值FCC相当于曲线Gl的延长线(虚线)与0%的SOC相交的点的放电容量FCC1。与之相对，在SOC为5% 时加上差分电量Oie-Qa)的处理相当于使曲线Gl向放电电量增加的方向平移差分电量 Ole-Qa)，此时平移后的曲线与0%的SOC相交的点的放电容量FCC2相当于修正后的满充电容量值FCC。另一方面，如图5所示，在推算余量Qe小于累计余量Qa时，修正前的满充电容量值FCC相当于曲线G2的延长线(虚线)与0%的SOC相交的点的放电容量FCC3。与之相对，在步骤S8中，在SOC为5%时加上差分电量^le-Qa)的处理相当于使曲线G2向放电电量减少的方向平移差分电量Oie-Qa)，此时平移后的曲线与0%的SOC相交的点的放电容量 FCC2相当于修正后的满充电容量值FCC。此外，并非必须具备警报部504。另外，基准值Ref不限于被没定成接近于零的余量的例子。例如，在如太阳能电池发电或混合动力汽车等系统那样，控制SOC使其维持在一定的范围内的情况下，可以在该范围的中央附近设定基准值Ref。例如在将SOC控制在20% 至80%的范围内的情况下，如果设基准值Ref为50%，则由于能够使满充电容量值FCC的修正频率增大，所以降低了因例如劣化等导致满充电容量值FCC与实际的二次电池4的满充电容量的差增大的可能性。图6、图7是概念性地表示二次电池4被充电的过程中满充电容量值修正电路5的动作的说明图。在图6、图7中，示出了基准值Ref被设定为95%的例子。图6、图7中的横轴表示二次电池4被充电时的充电电量，纵轴表示二次电池4的S0C(累计余量SOCa)。并且，曲线G3、G4表示二次电池4被持续充电时SOC与充电电量之间的关系的变化。如图6所示，如果二次电池4被充电，则SOC增大。并且，如果继续原封不动的充电使余量推算部502推算出的推算余量SOCe达到95% (基准值Ref)，则通过余量推算部 502，在步骤S7推算推算余量Qe。并且，由满充电容量值修正部503计算差分电量Ole-Qa)， 并将该差分电量(Qe-Qa)与满充电容量值FCC相加，从而计算新的满充电容量值FCC(步骤 S8)。这里，当推算余量Qe大于累计余量Qa时，将满充电容量值FCC加上差分电量 (Qe-Qa)的绝对值，当推算余量Qe小于累计余量Qa时，从满充电容量值FCC中减去差分电量(Qe-Qa)的绝对值。图6表示推算余量Qe大于累计余量Qa时，图7表示推算余量Qe小于累计余量Qa 时。利用图6概念性地说明该步骤S8的动作，在SOC为95%时，将满充电容量值 FCC加上差分电量(Qe-Qa)的处理相当于使曲线G3向充电电量增加的方向平移差分电量 (Qe-Qa)。此时平移得到的曲线G3’表示基于修正后的满充电容量值FCC的正确的S0C。另一方面，基于图7对推算余量Qe小于累计余量Qa时进行说明。当推算余量 Qe小于累计余量Qa时，在步骤S8中，在SOC为95%时将满充电容量值FCC加上差分电量 (Qe-Qa)的处理即从满充电容量值FCC中减去(Qe-Qa)的绝对值的处理相当于使曲线G4向充电电量减少的方向平移差分电量Oie-Qa)，此时平移后的曲线G4’表示基于修正后的满充电容量值FCC的正确的SOC。即，本发明所提供的满充电容量值修正电路包括检测流经二次电池的电流的电流值的电流检测部；检测所述二次电池的端子电压值的电压检测部；存储表示所述二次电池的满充电容量的满充电容量值的容量存储部根据通过基于由所述电流检测部检测出的所述二次电池的充放电电流，累积进行所述二次电池的充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值，将充入在所述二次电池的余量作为累计余量来计算的余量计算部；利用由所述电压检测部检测出的端子电压值，将所述二次电池的余量作为推算余量来推算的余量推算部；以及满充电容量值修正部，该满充电容量值修正部在由所述余量推算部推算出的推算余量达到预先设定的基准值时，通过将相当于所述被推算的推算余量与由所述余量计算部计算出的累计余量之差的差分电量，在该推算余量大于该累计余量时与存储在所述容量存储部的满充电容量值相加，在该推算余量小于该累计余量时从存储在所述容量存储部的满充电容量值中减去，对满充电容量值进行修正。根据该结构，通过余量计算部，根据通过基于二次电池的充放电电流，累积进行二次电池的充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值，充入在二次电池的余量作为累计余量得以计算。然后，通过余量推算部，利用二次电池的端子电压值，二次电池的余量作为推算余量而被推算。进而，当由余量推算部推算出的推算余量达到所述基准值时，满充电容量值修正部，通过将相当于被推算的推算余量与由余量计算部计算出的累计余量之差的差分电量，在该推算余量大于该累计余量时与存储在容量存储部的满充电容量值相加， 在该推算余量小于该累计余量时从存储在容量存储部的满充电容量值中减去，从而对满充电容量值进行修正。此时，由于认为累积地执行充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值与利用二次电池的端子电压值推算出的二次电池的推算余量之差即差分电量相当于满充电容量值的变化量，所以，通过利用差分电量来修正满充电容量值，能够根据伴随二次电池劣化的实际的满充电容量的减少，修正存储于容量存储部的满充电容量值。并且，即使不使二次电池满充电或完全放电，也能够在累计余量达到所述基准值时修正满充电容量值，因此，无须使二次电池满充电且完全放电便能够修正满充电容量。另外，较为理想的是，所述基准值为所述二次电池未达到满充电且未完全放电的充电状态的范围内的余量。若将所述二次电池未达到满充电且未完全放电的充电状态的范围内的余量作为基准值来设定，则在二次电池未被满充电而且未完全放电时修正满充电容量的可靠性增大。另外，较为理想的是，所述余量推算部推算推算余量，使该推算余量随由所述电压检测部检测出的端子电压值的上升而增增大。由于二次电池被充电的余量越多端子电压越大，所以通过推算推算余量使该推算余量随端子电压值的增大而增大，从而能够推算充入在二次电池的推算余量。另外，较为理想的是，所述余量推算部利用由所述电压检测部检测出的端子电压值和由所述电流检测部检测出的电流值，来推算所述推算余量。二次电池的端子电压根据流经二次电池的电流值而变动。因此，余量推算部除了利用二次电池的端子电压值以外，还利用由电流检测部检测出的电流值来推算推算余量， 由此推算余量的推算精度提高，其结果能够使满充电容量值的修正精度提高。另外，较为理想的是，所述余量推算部推算推算余量，使该推算余量随由所述电流检测部检测出的放电方向的电流值的减少而减小。由于二次电池在放电时，随着放电电流的减少由二次电池的内阻产生的电压下降减少从而端子电压值上升，因此，通过推算推算余量使该推算余量随由电流检测部检测出的放电方向的电流值的减少而减小，能够降低流经二次电池的电流值对端子电压值带来的影响，从而能够提高推算余量的推算精度。另外，较为理想的是，上述结构还具备检测所述二次电池的温度的温度检测部， 所述余量推算部还利用由所述温度检测部检测出的温度来，推算所述推算余量。二次电池的端子电压与余量之间的关系受温度的影响而变动。因此，余量推算部除了利用二次电池的端子电压值以外，还利用由温度检测部检测出的温度来推算推算余量，由此推算余量的推算精度提高，其结果能够提高满充电容量值的修正精度。另外，较为理想的是，上述结构还具备检测所述二次电池的温度的温度检测部， 所述余量推算部利用由所述电压检测部检测出的端子电压值、由所述电流检测部检测出的电流值以及由所述温度检测部检测出的温度，来推算所述推算余量。根据该结构，除了利用二次电池的端子电压值和由电流检测部检测出的电流值以夕卜，还利用由温度检测部检测出的温度来推算推算余量，由此进一步提高推算余量的推算精度，其结果能够进一步提高满充电容量值的修正精度。另外，较为理想的是，所述余量推算部推算推算余量，使该推算余量随由所述温度检测部检测出的温度的升高而增大。在端子电压值随温度的升高而降低的通常的二次电池中，通过推算推算余量使该推算余量随由温度检测部检测出的温度的升高而增大，能够降低二次电池的温度对端子电压值带来的影响，能够提高推算余量的推算精度。另外，较为理想的是，上述结构还具备检测所述二次电池的温度的温度检测部； 以及存储查阅表的表存储部，该查阅表将作为表示充入在所述二次电池的余量的值而被预先设定的设定余量、流经所述二次电池的电流值、所述二次电池的温度与该二次电池的端子电压值对应起来，所述余量推算部通过存储于所述表存储部的查阅表，将与由所述电压检测部检测出的端子电压、由所述电流检测部检测出的电流值以及由所述温度检测部检测出的温度相对应的设定余量作为所述推算余量来推算。根据该结构，由于通过查阅表，二次电池的余量和与该余量有相关关系的端子电压值、电流值及温度被对应起来，所以，余量推算部利用由电压检测部检测出的端子电压、 由电流检测部检测出的电流值及温度检测部检测出的温度，能够降低流经二次电池的电流值或温度的影响，同时能够容易地推算二次电池的推算余量。另外，较为理想的是，在所述查阅表中，所述设定余量用所述二次电池的充电电量相对于所述二次电池的满充电容量值的比率来表示，所述满充电容量值修正部基于由所述余量推算部推算出的作为充电电量相对于所述满充电容量值的比率的推算余量、存储在所述容量存储部的满充电容量值及所述累计余量，来计算所述差分电量。二次电池的端子电压值与充电电量相对于二次电池的满充电容量值的比率之间的相关关系比与充入在二次电池的充电电量的绝对值之间的相关关系更强。因此，在查阅表中，将设定余量表示为二次电池的充电电量相对于二次电池的满充电容量值的比率时， 与用充电电量的绝对值表示设定余量的情况相比，能够更正确地表示二次电池的特性。因此，利用将设定余量表示为充电电量相对于二次电池的满充电容量值的比率的查阅表，满充电容量值修正部基于由余量推算部推算出的作为充电电量相对于满充电容量值的比率的推算余量、存储在容量存储部的满充电容量值及累计余量，来计算差分电量，由此差分电量的计算精度提高，其结果能够提高满充电容量值的修正精度。另外，较为理想的是，所述基准值是为了表示所述余量接近于零而被预先设定的值，上述结构还具备在所述余量计算部计算出的累计余量达到所述基准值时通知告警的警报部。根据该结构，由于在由余量计算部计算出的累计余量接近于零时，通过警报部通知告警，因此，用户在被通知这种告警之前，采用使二次电池放电之类的使用方法的可能性大。这样，由于在累计余量达到基准值以下之前，二次电池不被充电而是放电的可能性大， 所以通过在累计余量达到基准值的时刻修正满充电容量值，能够提高增加满充电容量值的修正机会的可能性。
另外，本发明所提供的电池组件包括上述的满充电容量值修正电路和所述二次电池。根据该结构，在电池组件中，无须使二次电池满充电并且完全放电便能够修正满充电容量值。另外，本发明所提供的充电系统包括上述的满充电容量值修正电路；所述二次电池；以及对所述二次电池充电的充电部。根据该结构，在具备二次电池和对二次电池充电的充电部的充电系统中，无须使二次电池满充电并且完全放电便能够修正满充电容量值。这种结构的满充电容量值修正电路、电池组件及充电系统，无须使二次电池满充电且完全放电就能够修正二次电池的满充电容量值。本申请以2010年3月5日提交的日本国专利申请特愿2010-049531为基础，其内
容包含于本申请。另外，在发明的详细说明的项目中记载的具体的实施方式或实施例，归根到底是明确本发明的技术内容，不应当仅限定于此种具体例而进行狭义解释，在本发明的主旨和技术方案的范围内，能够实施各种变更。产业上的可利用性本发明所涉及的满充电容量值修正电路、电池组件及充电系统能够适合用于便携式个人计算机或数码相机、摄像机、移动电话等电子设备、电动汽车或混合动力汽车等车辆、混合动力电梯、组合有太阳能电池或发电装置和二次电池的电源系统、不间断电源装置等电池搭载装置、系统中。
权利要求
1.一种满充电容量值修正电路，其特征在于包括电流检测部，检测流经二次电池的电流的电流值；电压检测部，检测所述二次电池的端子电压值；容量存储部，存储表示所述二次电池的满充电容量的满充电容量值；余量计算部，根据通过基于由所述电流检测部检测出的所述二次电池的充放电电流累积地进行所述二次电池的充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值，将充入在所述二次电池的余量作为累计余量来计算；余量推算部，利用由所述电压检测部检测出的端子电压值，将所述二次电池的余量作为推算余量来推算；以及满充电容量值修正部，当由所述余量推算部推算出的推算余量达到预先设定的基准值时，通过将相当于所述被推算的推算余量与由所述余量计算部计算出的累计余量之差的差分电量，在该推算余量大于该累计余量时与存储在所述容量存储部的满充电容量值相加， 在该推算余量小于该累计余量时从存储在所述容量存储部的满充电容量值中减去，对满充电容量值进行修正。
2.根据权利要求1所述的满充电容量值修正电路，其特征在于所述基准值是所述二次电池未达到满充电且未完全放电的充电状态的范围内的余量。
3.根据权利要求1或2所述的满充电容量值修正电路，其特征在于所述余量推算部推算所述推算余量，使该推算余量随由所述电压检测部检测出的端子电压值的上升而增大。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的满充电容量值修正电路，其特征在于所述余量推算部，利用由所述电压检测部检测出的端子电压值和由所述电流检测部检测出的电流值来推算所述推算余量。
5.根据权利要求4所述的满充电容量值修正电路，其特征在于所述余量推算部推算所述推算余量，使该推算余量随由所述电流检测部检测出的放电方向的电流值的减少而减小。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的满充电容量值修正电路，其特征在于还包括 检测所述二次电池的温度的温度检测部，其中，所述余量推算部，利用由所述电压检测部检测出的端子电压值和由所述温度检测部检测出的温度来推算所述推算余量。
7.根据权利要求4或5所述的满充电容量值修正电路，其特征在于还包括检测所述二次电池的温度的温度检测部，其中，所述余量推算部，利用由所述电压检测部检测出的端子电压值、由所述电流检测部检测出的电流值以及由所述温度检测部检测出的温度，来推算所述推算余量。
8.根据权利要求6或7所述的满充电容量值修正电路，其特征在于所述余量推算部推算所述推算余量，使该推算余量随由所述温度检测部检测出的温度升高而增大。
9.根据权利要求1或2所述的满充电容量值修正电路，其特征在于还包括检测所述二次电池的温度的温度检测部；以及存储查阅表的表存储部，该查阅表将作为表示充入在所述二次电池的余量的值而预先设定的设定余量、流经所述二次电池的电流值、所述二次电池的温度与该二次电池的端子电压值对应起来，其中，所述余量推算部，通过存储在所述表存储部的查阅表，将与由所述电压检测部检测出的端子电压、由所述电流检测部检测出的电流值及由所述温度检测部检测出的温度相对应的设定余量作为所述推算余量来推算。
10.根据权利要求9所述的满充电容量值修正电路，其特征在于在所述查阅表中，所述设定余量用所述二次电池的充电电量相对于所述二次电池的满充电容量值的比率来表示，所述满充电容量值修正部，基于由所述余量推算部推算出的作为充电电量相对于所述满充电容量值的比率的推算余量、存储在所述容量存储部的满充电容量值及所述累计余量，来计算所述差分电量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的满充电容量值修正电路，其特征在于 所述基准值是为了表示所述余量接近零而预先设定的值，所述满充电容量值修正电路还包括，在由所述余量计算部计算出的累计余量达到所述基准值时，通知告警的警报部。
12.—种电池组件，其特征在于包括如权利要求1至11中任一项所述的满充电容量值修正电路；以及二次电池。
13.一种充电系统，其特征在于包括如权利要求1至11中任一项所述的满充电容量值修正电路； 二次电池；以及对所述二次电池充电的充电部。
全文摘要
一种满充电容量值修正电路，包括检测流经二次电池的电流的电流检测部；检测二次电池的端子电压值的电压检测部；存储二次电池的满充电容量值的容量存储部；基于二次电池的充放电电流，根据累积地进行二次电池的充电电量的相加和放电电量的相减而得到的累计值，将充入在二次电池的余量作为累计余量来计算的余量计算部；利用由电压检测部检测出的端子电压值将二次电池的余量作为推算余量来推算的余量推算部；以及满充电容量值修正部，当所述推算余量达到预先设定的基准值时，通过将相当于该推算余量与所述累计余量之差的差分电量，在该推算余量大于该累计余量时与存储在容量存储部的满充电容量值相加，在该推算余量小于该累计余量时从存储在容量存储部的满充电容量值中减去，对满充电容量值进行修正。
文档编号G01R31/36GK102472803SQ20118000269
公开日2012年5月23日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年3月5日
发明者中山正人, 仲辻俊之, 龟山寿 申请人:松下电器产业株式会社