电池状态检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测诸如电池的劣化程度和内部电阻这样的电池状态的电池状态检测装置。
【背景技术】
[0002]例如，诸如锂离子充电电池或镍氢充电电池这样的二次电池安装在各种车辆上作为电动机的电源，该各种车辆诸如使用电动机行驶的电动车辆(EV)和使用发动机及电动机行驶的混合动力车辆(HEV)。
[0003]已知的是:这样的二次电池由于重复的充电和放电而逐渐劣化，并且可存储容量(诸如电流容量和电力容量)逐渐降低。在使用二次电池的电动车辆等中，通过检测二次电池的劣化程度来获得可存储的容量，并且计算车辆使用该二次电池能够行驶的距离、二次电池的寿命等。
[0004]作为表示二次电池的劣化程度的指标中的一种，存在作为当前可存储容量与初始可存储容量的比例的SOH(健康状态)。已知SOH与二次电池的内部电阻相关。如果获得二次电池的内部电阻，则能够基于内部电阻检测SOH。
[0005]例如，将在电压和电流中变得恒定的直流信号、或在电压和电流的波形中变得恒定的交流信号施加于二次电池。能够基于其响应获得二次电池的内部电阻。在专利文献I等中公开了测量这样二次电池的内部电阻的技术的一个实例。
[0006]在通过组合多个单电池而形成的电池组中，从外部对变为测量对象(下文简称为“被测量电池”)的单电池通电。此时，根据在专利文献I中公开的方法，抗流线圈设置在被测量电池与和该被测量电池相邻的其它单电池之间，以抑制流经除了被测量电池之外的单电池的分流电流。结果，排除了连接于被测量电池的其它单电池的影响。测量被测量电池的在通电之前的电压、和被测量电池的当从通电开始过去预定时间时的电压。根据这些电压之间的差电压和来自外部的通电电流来计算内部电阻。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]专利文献I JP H9-54147 A
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]然而，根据在专利文献I中公开的方法，在将被测量电池的端子(例如，负极侧)作为基准的情况下，通过使用电压计测量被测量电池的电极之间的电压V。这样的被测量电池的内部电阻很小。因此，如图5示意性地所示，与由于被测量电池的电动势部e的电动势产生的电压Ve相比，由于内部电阻r产生的电压Vr很小。因此，包括在通过使用电压计测量的电压V(V = Ve+Vr)中的由于内部电阻而产生的电压Vr的比例变得非常小。因此，在测量误差等的影响下，难以从通过使用电压计测量的电压V中以足够精度地检测到由于被测量电池的内部电阻而产生的电压Vr。结果，存在被测量电池的内部电阻和诸如与内部电阻相关的SOH这样的电池状态的检测精度变低的问题。
[0012]本发明旨在解决这样的问题。换句话说，本发明的目的是提供一种能够抑制电池状态的检测精度降低的电池状态检测装置。
[0013]解决问题的方案
[0014]为了实现该目的，根据第一方面的本发明是一种检测二次电池的状态的电池状态检测装置，包括:差电压输出单元，其具有第一输入端子和第二输入端子，该差电压输出单元构造成根据分别输入到所述第一输入端子和所述第二输入端子的电压之间的差值而输出差电压；切换开关，其构造成将所述二次电池的第一电极排他地连接于所述第一输入端子和所述第二输入端子；第一电容器，其设置在所述第一输入端子与所述二次电池的第二电极之间；第二电容器，其设置在所述第二输入端子与所述二次电池的所述第二电极之间；充电单元，其构造成使预定的充电电流流经所述二次电池，以对所述二次电池充电；充电控制单元，其构造成:在通过所述充电单元进行所述二次电池的充电期间，当所述二次电池的所述第一电极与所述第二电极之间的电压已经变为预定的状态检测电压时，控制所述充电单元停止所述二次电池的充电；连接切换控制单元，其构造成:在对所述二次电池充电时，控制所述切换开关将所述二次电池的所述第一电极连接于所述第一输入端子，并且在所述二次电池的充电暂停时，将所述二次电池的所述第一电极连接于所述第二输入端子；和电池状态检测单元，其构造成:在所述切换开关由所述连接切换控制单元控制以将所述二次电池的所述第一电极的连接从所述第一输入端子切换为所述第二输入端子之后，当由所述第二电容器保持的电压已经变得稳定时，基于从所述差电压输出单元输出的差电压和所述充电电流来检测所述二次电池的状态。
[0015]在根据第一方面的本发明中，根据第二方面的本发明是所述电池状态检测装置，还包括:放电单元，其构造成使放电电流从所述二次电池流出，以使所述二次电池放电，该放电电流的值与所述充电电流的值相同；和放电控制单元，其构造成:当利用所述充电控制单元停止由所述充电单元进行的所述二次电池的充电时，控制所述放电单元使所述二次电池放电。
[0016]在根据第一或第二方面的本发明中，根据第三方面的本发明是所述电池状态检测装置，其中，所述差电压输出单元构造成输出通过将所述差值以预定的放大因子放大而得到的电压作为所述差电压。
[0017]发明的有益效果
[0018]根据在第一方面中陈述的本发明，差电压输出单元具有第一输入端子和第二输入端子，并且根据分别输入到所述第一输入端子和所述第二输入端子的电压之间的差值而输出差电压。切换开关将所述二次电池的第一电极排他地连接于所述第一输入端子和所述第二输入端子。第一电容器设置在所述第一输入端子与所述二次电池的第二电极之间，以保持所述第一输入端子与所述二次电池的第二电极之间的电压。第二电容器设置在所述第二输入端子与所述二次电池的第二电极之间，以保持所述第二输入端子与所述二次电池的第二电极之间的电压。充电单元使预定的充电电流流经所述二次电池，并且对所述二次电池充电。在通过所述充电单元进行所述二次电池的充电时，当所述二次电池的电极之间的电压已经变为预定的状态检测电压时，充电控制单元控制所述充电单元停止所述二次电池的充电。在对所述二次电池充电时，连接切换控制单元控制所述切换开关将所述二次电池的所述第一电极连接于所述第一输入端子，并且在所述二次电池的充电暂停时，连接切换控制单元将所述二次电池的所述第一电极连接于所述第二输入端子。在利用连接切换控制单元控制切换开关、以将二次电池的第一电极的连接从第一输入端子切换为第二输入端子之后，当由第二电容器保持的电压已经变得稳定时，电池状态检测单元基于从差电压输出单元输出的差电压和充电电流检测二次电池的状态。
[0019]因此，在充电时，二次电池的第一电极通过切换开关连接于差电压输出单元的第一输入端子。结果，电荷从二次电池和充电单元流入到第一电容器。由于比较长时间地进行二次电池的充电，所以第一电容器存储电荷直到其容量上限。与充电时的二次电池的电极之间的电压相同的电压保持在第一电容器中。在充电暂停时，二次电池的第一电极通过切换开关连接于差电压输出单元的第二输入端子。结果，电荷从二次电池流入到第二电容器。如果第二电容器存储电荷直到其容量上限，则由第二电容器保持的电压变得稳定。此时，与充电暂停时的二次电池的电极之间的电压相同的电压保持在第二电容器中。在充电时的二次电池的电极之间的电压Vc变为由二次电池的电动势产生的电压Vec与由于通过二次电池的内部电阻的充电电流的流动而产生的电压Vr之和(Vc = Vec+Vr)。在充电暂停时的二次电池的电极之间的电压Vd变为与由于二次电池的电动势产生的电压Ved相同的值(Vd = Ved)。当第二电容器的电压变得稳定时，充到二次电池内的电荷的一部分已经流经第二电容器。然而，与二次电池的容量相比，其量是可忽略地小。因此，能够将包括在由第一电容器保持的电压中的由于二次电池的电动势产生的电压Vec (即，在充电时的二次电池的电极之间的电压Vc)和包括在由第二电容器保持的电压中的由于二次电池的电动势产生的电压Ved( S卩，在充电暂停时的二次电池的电极之间的电压)视为相同的值(Vec=Ved)。因此，在充电时的二次电池的电极之间的电压Vc与在充电暂停时的二次电池的电极之间的电压Vd之间的差值AV变为由于通过内部电阻的充电电流的流动而产生的电压Vr(AV = Vc-Vd = Vr)0因此，不使用通过利用电压计测量的电压。分别保持在充电时的二次电池的电极之间的电压与充电暂停时的二次电池的电极之间的电压。取决于电压之间的差值的差电压变为取决于二次电池的内部电阻的值。因此，能够通过使用差电压检测二次电池的状态，抑制二次电池的状态的检测精度降低。
[0020]根据第二方面中记载的本发明，还包括:放电单元，其构造成使与所述充电电流的值相同的放电电流从所述二次电池流出，以使所述二次电池放电；和放电控制单元，其构造成:当利用所述充电控制单元停止由所述充电单元进行的所述二次电池的充电时，控制所述放电单元使所述二次电池放电。结果，在充电暂停时，二次电池通过放电单元放电。此时的二次电池的电极之间的电压Vd变为由二次电池的电动势产生的电压Ved、与由流过二次电池的内部电阻的具有与充电电流相同的值的放电电流产生的电压Vr之间的差值(Vd =Ved - Vr)。当第二电容器的电压已经变得稳定时，能够将包括在由第一电容器保持的电压中的由于二次电池的电动势产生的电压Vec ( S卩，充电时的二次电池的电极之间的电压Vc)和包括在由第二电容器保持的电压中的由于二次电池的电动势产生的电压Ved (即，在充电暂停时的二次电池的电极之间的电压)视为相同的值(Vec = Ved)。因此，在充电时的二次电池的电极之间的电压Vc与在放电时的二次电池的电极之间的电压Vd之间的差值Δ V变为由于通过内部电阻的充电电流的流动而产生的电压Vr的二倍的值(AV = Vc-Vd =VrX2)。因此，不使用通过利用电压计测量的电压。分别保持在充电时的二次电池的电极之间的电压与充电暂停时的二次电池的电极之间的电压。取决于这些电压之间的差值的差电压变为取决于二次电池的内部电阻的值。因此，