池201的下限电压。
[0084] 在步骤S504中，容量计算器164从充电容量qn中减去Aqn。值Aqn是充电容量 qn的调整宽度，并且其可以被配置为任何的任意值。例如，容量计算器164可以使用具有处 于可充电电池201的额定容量的1/1000到1/100的范围内的值的A qn。具体地，在可充电 电池201的额定容量是lOOOmAh时，可以将Aqn设置为处于ImAh到10mAh的范围内的值。 在S504之后，过程返回到步骤S502。
[0085] 在步骤S505中，容量计算器164将Aqn加到充电容量(^上。接下来，容量计算 器164计算可充电电池201的开路电压（步骤S506)。如果在步骤S506处计算的开路电 压不低于前述下限电压，则过程进行到步骤S508 ;如果不是，则过程返回到步骤S505 (步骤 S507)。
[0086] 在步骤S508中，容量计算器164将当前充电容量9"(8卩，可充电电池201的开路电 压达到电压下限时的基于土 A qn的范围内的充电容量的值）作为下限充电容量qlOTOT记录 在计算结果数据库173中，并且还将在步骤S506处基于当前充电容量q n计算的开路电压记 录在计算结果数据库173中，该步骤与基于qlOT"的充电容量=0相关联。过程在S508之 后进行到步骤S509。
[0087] 在步骤S509中，容量计算器164将Aqn加到充电容量(^上。接下来，容量计算 器164计算可充电电池201的开路电压（步骤S510)。接下来，容量计算器164将在步骤 S510处基于当前充电容量q n计算的开路电压记录在计算数据库173中，该步骤与充电容量 =qn-qlmra相关联（步骤S511)。如果在步骤S510处计算的开路电压不低于前述上限电压， 则过程进行到步骤S513 ;如果不是，则过程返回到步骤S509 (步骤S512)。
[0088] 在步骤S513中，容量计算器164通过从当前充电容量qn( 即，可充电电池201的 开路电压达到上限电压时的基于土 Aqn的范围内的充电容量的值，并且该值约等于上限充 电容量quppJ中减去下限充电容量q lOTtCT来计算可充电电池201的容量（满充电容量），并 且容量计算器164将容量记录在计算结果数据库173中。
[0089] 如上所述，根据第一实施例的计算装置首先计算可充电电池的内部状态参数，并 且然后改变阴极和阳极的至少其中之一的活性材料量的至少其中之一，并且重新计算阴极 和阳极的至少其中之一。因此，根据本文中所公开的计算装置，可以高度准确地估计可充电 电池的内部状态（尤其是初始充电容量），因为可以通过初始充电容量计算处理来重现由 于扩散导致的电压变化，尽管必须引入将活性材料量改变为固定值并且重新计算初始充电 容量的过程。初始充电容量计算处理所需的计算量和工作区相对较小。
[0090] 按照根据第一实施例的计算装置，可以基于以高准确度估计的可充电电池的内部 状态来计算可充电电池的特性（例如，可充电电池的对应于多个充电容量的开路电压、可 充电电池的容量等）。具体地，图12和作为图12的放大图的图13示出了在执行初始充电 容量计算处理的情况下基于内部状态参数计算的开路电压曲线（实线）、在省略初始充电 容量计算处理的情况下基于内部状态参数计算的开路电压曲线（虚线）、以及在以低速率 对电池进行充电时测量的开路电压值（圆圈）。如图12和图13中所示，可以通过引入初始 充电容量计算处理来以高准确度计算可充电电池的对应于多个充电电容的开路电压。
[0091] 可以使用通用计算机作为基础硬件来实施上述实施例中的处理的至少一部分。可 以将实施上述实施例中的每个实施例的处理的程序存储在计算机可读存储介质中用于准 备。将程序作为可安装或可执行的形式的文件存储在存储介质中。存储介质是磁盘、光盘 (⑶-ROM、⑶-R、DVD等）、磁光盘（MO等）、半导体存储器等。也就是说，存储介质可以是任 何形式的，只要程序能够存储在存储介质中并且计算机能够从存储介质读取程序。此外，可 以将实施上述实施例中的每个实施例的处理的程序存储在连接到诸如Internet的网络的 计算机（服务器）上，以便经由网络将其下载到计算机（客户端）中。
[0092] 尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式呈现，并且并不 是要限制本发明的范围。实际上，可以将本文中描述的新颖方法和系统实现为各种其它形 式；在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文中所描述的实施例的形式做出各种删减、 替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在涵盖落在本发明的范围和精神内的这些形式或 修改。
【主权项】
1. 一种计算装置，包括： 第一计算器，其对包括第一电极和第二电极的可充电电池的端子电压值的时间变化执 行回归分析以计算内部状态参数，所述内部状态参数包括至少所述第一电极的活性材料量 和初始充电容量； 第二计算器，其基于所述内部状态参数来计算预定范围内的上限充电容量，所述上限 充电容量基于所述可充电电池的开路电压达到上限电压时的充电容量；以及 第三计算器，其将所述第一电极的所述活性材料量改变为固定值，并且基于所述固定 值和所述上限充电容量来重新计算所述第一电极的所述初始充电容量。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述第三计算器重新计算所述第一电极的所述 初始充电容量，以使得在改变所述第一电极的所述活性材料量之前和之后，所述可充电电 池的对应于所述上限充电容量的所述开路电压不发生改变。3. 根据权利要求1所述的装置，还包括第四计算器，其基于所述内部状态参数、被改变 为所述固定值的所述第一电极的所述活性材料量、以及所述第一电极的重新计算的所述初 始充电容量来计算所述可充电电池的对应于多个充电容量的开路电压。4. 根据权利要求3所述的装置，其中，所述第四计算器还基于所述内部状态参数、被改 变为所述固定值的所述第一电极的所述活性材料量、以及所述第一电极的重新计算的所述 初始充电容量来计算所述可充电电池的容量。5. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极的其中之一包含 石墨型碳或非结晶型碳作为阳极材料。6. -种计算方法，包括： 对包括第一电极和第二电极的可充电电池的端子电压值的时间变化执行回归分析以 计算内部状态参数，所述内部状态参数包括至少所述第一电极的活性材料量和初始充电容 量； 基于所述内部状态参数来计算预定范围内的上限充电容量，所述上限充电容量基于所 述可充电电池的开路电压达到上限电压时的充电容量；以及 将所述第一电极的所述活性材料量改变为固定值，并且基于所述固定值和所述上限充 电容量来重新计算所述第一电极的所述初始充电容量。7. 根据权利要求6所述的方法，重新计算所述第一电极的所述初始充电容量，以使得 在改变所述第一电极的所述活性材料量之前和之后，所述可充电电池的对应于所述上限充 电容量的所述开路电压不发生改变。8. 根据权利要求6所述的方法，还包括基于所述内部状态参数、被改变为所述固定值 的所述第一电极的所述活性材料量、以及所述第一电极的重新计算的所述初始充电容量来 计算所述可充电电池的对应于多个充电容量的开路电压。9. 根据权利要求6所述的方法，还包括基于所述内部状态参数、被改变为所述固定值 的所述第一电极的所述活性材料量、以及所述第一电极的重新计算的所述初始充电容量来 计算所述可充电电池的容量。10. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一电极和所述第二电极的其中之一包含 石墨型碳或非结晶类碳作为阳极材料。
【专利摘要】本发明描述了用于计算可充电电池的内部状态参数的计算装置和计算方法。根据实施例，所述计算装置包括第一计算器、第二计算器和第三计算器。所述第一计算器执行回归分析，以计算包括至少第一电极的活性材料量和初始充电容量的内部状态参数。第二计算器基于所述内部状态参数来计算预定范围内的上限充电容量，所述上限充电容量基于所述可充电电池的开路电压达到上限电压时的充电容量。第三计算器将所述第一电极的所述活性材料量改变为固定值，并且基于所述固定值和所述上限充电容量来重新计算所述第一电极的所述初始充电容量。
【IPC分类】G01R31/36
【公开号】CN104931885
【申请号】CN201510046856
【发明人】杉山畅克, 石井惠奈, 森田朋和, 吉田充伸
【申请人】株式会社东芝
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年1月29日
【公告号】US20150260798