专利名称：二次电池的剩余容量算出方法以及组式电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于串联连接多个的二次电池的开路电压(开路端子电压、无负载电压)来算出剩余容量的二次电池的剩余容量算出方法、以及执行该剩余容量算出方法来生成剩余容量的数据的组式电池。
背景技术：
现有技术中，搭载于个人计算机(PC)等的电子设备中的二次电池的剩余容量(RC=Remaining Capacity)通过对满充电容量(FCC = Full ChargeCapacity)即满充电状态下的二次电池的电量(电流值X时间)或者电能(功率值X时间)的每一个值加上/减去充电/放电电流或充电/放电功率的累计值(下面称作充放电量)来算出。所谓的剩余容量还能表征为相对于FCC的相对剩余容量(RSOC = Relative State Of Charge)。如此，就算成为RC的算出的基础的FCC与伴随二次电池的使用的劣化相应地减少，但由于在二次电池的实际的使用状态下几乎没有从满充电状态(下面也仅称作满充电)放电到放电终止状态为止(或从放电终止状态充电到成为满充电状态为止)的情况，因此存在缺乏算出正确的FCC的机会这样的实际情况。因此，使用如下方法:在二次电池的电池电压低于与规定的RSOC对应的低电压(表示RSOCS N%的已知的电压；N为整数)的情况下，利用将RSOC补正到N%的技术(例如参照专利文献I)，从满充电时直到检测到上述已知的电压为止，将用累计的“放电量-充电量”除以“ 1-N/100”而得到的容量当作二次电池的FCC，由此来进行学习的方法。另外，在专利文献2中，公开了如下技术:基于在二次电池的充电中中断充电而检测出的开路端子电压(下面称作开路电压)、之后直到满充电为止进行再充电的期间中的充电量、和满充电后检测 出的开路电压，来算出(学习)二次电池的FCC。另外，在专利文献3中，公开了如下技术:根据基于第I以及第2时间点下的二次电池的无负载电压(开路电压)而算出的RSOC的变化量、和第I以及第2时间点之间的充放电量的变化量，来算出(学习)二次电池的FCC。将如此算出(学习)的FCC乘以算出(或检测出)的RS0C，来算出RC，进而，通过对RC加上/减去从算出RC时起的充放电量，来算出新的RC。但是，通过恒流/恒压充电而被充电的二次电池，例如在电压最大的电池单元的电池电压为满充电的检测开始电压以上、且充电电流成为规定值以下的状态持续一定时间以上时，被判定为满充电。在该判定的期间，在电压最大的电池单元的电池电压变得高于满充电的检测电压的情况下，在该时间点判定为满充电。专利文献专利文献I JP特开平5-87896号公报专利文献2 JP特开2011-43460号公报专利文献3 JP特开2008-261669号公报但是，在串联连接多个二次电池的情况下，由于充电前的各二次电池的自身放电量的偏差等的理由，即使任意的二次电池的电池电压变得高于满充电的判定电压，其它的二次电池实际上也未达到满充电，这种情况较普遍。并且，在之后的放电时，充电的充电量小的所述其它的二次电池的电池电压先降低。因此，存在如下问题:到了检测出所述其它的二次电池的低电压并补正RSOC时，才检测出二次电池整体的RC或RSOC的值降低到了无法将PC移转到休止(hibernation)(保存了存储器内容的休止状态)的值。另外，就算在各二次电池的自身放电量中不存在偏差的情况下，在由于劣化等的偏差而使得各二次电池的可充放电的容量间存在差的情况下，也会引起同样的问题。
发明内容
本发明鉴于相关情况而提出，其目的在于，提供一种二次电池的剩余容量算出方法以及组式电池，即使在串联连接多个的二次电池的放电进行而剩余容量(Re)或相对剩余容量(RSOC)成为一定的小的容量以下的情况下，也能适宜地继续放电。本发明所涉及的二次电池的剩余容量算出方法，算出串联连接的多个二次电池的满充电容量，基于所算出的满充电容量来算出所述多个二次电池的剩余容量，所述二次电池的剩余容量算出方法的特征在于，算出每个二次电池的满充电容量，检测各二次电池的开路电压，基于表示所述二次电池的开路电压与相对于满充电容量的相对剩余容量之间的关系的放电特性、以及检测出的开路电压，来算出各个二次电池的相对剩余容量，通过将所算出的相对剩余容量与各个二次电池的满充电容量相乘，来算出各二次电池的剩余容量，将所算出的剩余容量中的最小的剩余容量作为所述多个二次电池的剩余容量。本发明所涉及的二次电池的剩余容量算出方法的特征在于，按照时间序列来判定所述二次电池的充电电流以及放电电流是否小于规定电流，判定所述二次电池的充电电流以及放电电流被判定为小于规定电流的状态是否持续了规定时间以上，在判定为持续了规定时间以上的情况下，检测各二次电池的开路电压。本发明所涉及的二次电池的剩余容量算出方法的特征在于，确定具有所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的二次电池，存储对所确定的二次电池进行识别的信息，将根据所存储的信息而识别的二次电池的剩余容量作为所述多个二次电池的剩余容量。本发明所涉及的二次电池的剩余容量算出方法的特征在于，判定所述二次电池是否处于满充电状态，在判定为处于满充电状态后，更新对所述二次电池进行识别的信息。本发明所涉及的组式电池具备:串联连接的多个二次电池；第I算出单元，其算出该二次电池的满充电容量；和生成单元，其基于所算出的满充电容量来生成所述多个二次电池的剩余容量的数据；所述组式电池的特征在于，所述第I算出单元检测每个二次电池的满充电容量，所述组式电池还具备:检测单元，其检测各二次电池的开路电压；第2算出单元，其基于表示所述二次电池的开路电压与相对于满充电容量的相对剩余容量之间的关系的放电特性、以及所述检测单元所检测出的开路电压，来算出各个二次电池的相对剩余容量；和第3算出单元，其通过将该第2算出单元所算出的相对剩余容量与各个二次电池的满充电容量相乘，来算出各二次电池的剩余容量；所述生成单元生成所述第3算出单元所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的数据。本发明所涉及的组式电池的特征在于，所述组式电池还具备:按照时间序列来判定所述二次电池的充电电流以及放电电流是否小于 规定电流的单元；和第I判定单元，其判定该进行判定的单元判定为所述二次电池的充电电流以及放电电流小于规定电流的状态是否持续了规定时间以上；在所述第I判定单元判定为持续了规定时间以上的情况下，所述检测单元检测各二次电池的开路电压。本发明所涉及的组式电池的特征在于，所述组式电池还具备:确定具有所述第3算出单元所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的二次电池的单元；和存储单元，其存储对该进行确定的单元所确定的二次电池进行识别的信息；所述生成单元生成根据所述存储单元所存储的信息而识别的二次电池的剩余容量的数据。本发明所涉及的组式电池的特征在于，所述组式电池还具备第2判定单元，该第2判定单元判定所述二次电池是否处于满充电状态；在所述第2判定单元判定为处于满充电状态的情况下，所述存储单元更新对所述二次电池进行识别的信息。在本发明中，通过公知的方法(例如基于任意的2个时间点的RSOC的变化量和在所述2个时间点间的充放电量的变化量来学习二次电池的FCC的技术；专利文献2详述)来算出串联连接的多个二次电池的各自的满充电容量(FCC)，另一方面，检测各二次电池的开路电压(OCV)，将检测出的OCV与表示二次电池的OCV和RSOC之间的关系的放电特性进行对照来算出各二次电池的RS0C。然后，将算出的RSOC与各个二次电池的FCC相乘来算出各二次电池的RC，将算出的RC中的最小的RC作为多个二次电池整体的剩余容量。由此，个别地算出串联连接的多个二次电池的RC，用算出的RC中的最小的RC来代表多个二次电池整体的剩余容量。由此，自身放电量大于其它的二次电池(或可充放电的容量小于其它的二次电池)的I个二次电池在成为高于放电终止电压的低电压的状态前，在实际确保直到成为放电终止的状态为止的适量的放电量的基础上，对二次电池整体算出适当小的剩余容量。在本发明中，在按照时间序列而检测出的二次电池的充电电流以及放电电流(下面也称作充放电电流)小于规定电流的状态、即不进行充放电的状态持续了规定时间以上的情况下，检测各二次电池的开路电压。
由此，能在除去充电以及放电对二次电池的影响的状态下，更正确地检测开路电压。在本发明中，由于暂且确定为RC最小的二次电池的RC持续为最小的可能性高，因此，存储用于确定具有个别算出的二次电池的RC中的最小RC的二次电池的信息，将根据存储的信息而识别的二次电池的RC作为多个二次电池整体的剩余容量。由此，由于直到更新所述信息为止，决定多个二次电池整体的剩余容量的二次电池都固定，因此能防止剩余容量不连续地变化。另外，在所述信息更新的期间，通过对根据前次更新的信息确定的二次电池的RC加上/减去充放电量，能适时算出新的剩余容量。在本发明中，在电池电压最高的二次电池成为满充电状态后，更新用于确定RC最小的二次电池的信息。由此，在最显著出现RC的差的电压状态下适当地确定RC为最小的二次电池。另夕卜，能在满充电状态的检测后确定存在剩余容量不连续变化的可能性的点。发明的效果根据本发明，由于个别地算出串联连接的二次电池的RC，用算出的RC中的最小的RC来代表多个二次电池整体的剩余容量，因此，在I个二次电池成为高于放电终止电压的低电压的状态前，在确保直到实际成为放电终止的状态为止的适量的放电量的基础上，对二次电池整体算出适当小的剩余容量。因此，即使在串联连接多个的二次电池的放电进行而剩余容量(RC)或相对剩余容量(RSOC)成为一定的小的容量以下的情况下，也能继续适宜的放电。另外，在二次电池的电池电压降低而接近于与规定的RSOC对应的低电压时，能防止比规定的RSOC大的RSOC被突然地补正，从而降低到数值大不相同的规定的RS0C。
图1是表示本发明所涉及的组式电池的构成例的框图。图2是例示了电池块的开路电压(OCV)与相对剩余容量(RSOC)之间的关系的放电特性的图表。图3是用于说明伴随电池块的放电的RSOC的变化的说明图。图4是表示算出二次电池的剩余容量的CPU的处理顺序的流程图。
图5是表示算出二次电池的剩余容量的CPU的处理顺序的流程图。符号的说明I 二次电池11、12、13 电池块10组式电池2电流检测器4 A/D 变换部5控制部51 CPU52 ROM53 RAM54计时器71、72 MOSFET9通信部20电气设备21控制/电源部
具体实施例方式下面，基于表示该实施方式的附图来详述本发明。图1是表示本发明所涉及的组式电池的构成例的框图。图10是组式电池，组式电池10能拆装地安装在个人计算机(PC)、便携式终端等的电气设备20上。组式电池10例如具备二次电池I，所述二次电池I如下地构成:将由锂离子电池构成的电池单元111、112、113、121、122、123、131、132、133三个三个地按顺序并联连接而成的电池块11、12、13按照该顺序串联连接。二次电池I使电池块13的正极以及电池块11的负极分别成为正极端子以及负极端子。电池块11、12、13的电压被各自独立地给出至A/D变换部4的模拟输入端子，在被变换为数字的电压值后，从A/D变换部4的数字输出端子提供给由微型计算机构成的控制部5。对A/D变换部4的模拟输入端子给出:通过与二次电池I紧贴配置并包含热敏电阻在内的电路来检测二次电池I的电池温度的温度检测器3的检测输出；和由装在二次电池I的负极端子侧的充放电路径中并检测二次电池I的充电电流以及放电电流的电阻器构成的电流检测器2的检测输出。这些检测输出被变换为数字的检测值后，从A/D变换部4的数字输出端子给出给控制部5。在二次电池I的正极端子侧的充放电路径中，装有由分别断路充电电流以及放电电流的P沟道型的M0SFET71、72构成的断路器7。M0SFET7U72使漏极电极彼此相对地串联连接。在M0SFET71、72的各自的漏极电极以及源极电极间并联连接的二极管是寄生二极管(体二极管)。M0SFET71、72也可以是N沟道型。控制部5具有CPU51，CPU51经由总线而与存储程序等的信息的R0M52、存储暂时性发生的信息的RAM53、并行地对各种时间进行计时的计时器54、以及对组式电池10内的各部进行输入输出的I/O端口 55相互连接。I/O端口 55与A/D变换部4的数字输出端子、M0SFET7U72的各自的栅极电极以及通信部9连接。通信部9与电气设备20所具有的控制/电源部(充电部)21进行通信。R0M52是由闪速存储器构成的非易失性存储器。在R0M52中，除了程序以外，还存储例如满充电容量的学习值(学习容量)、以及充电电流的初始值(即设定电流)。CPU51按照预先保存在R0M52中的控制程序来执行运算以及输入输出等的处理。例如，CPU51以250ms周期来取入电池块11、12、13的电压值、二次电池I的充放电电流的检测值，基于取入的电压值以及检测值，来对二次电池I的充电电流或充电功率、或者放电电流或放电功率进行累计，将通过累计而算出的充电量或放电量存储在RAM53中。分别累计了充放电电流、充放电功率的情况下的充放电量的单位成为Ah、Wh。电压值以及充放电电流的检测值的取入周期并不限定于250ms。CPU51还生成剩余容量、相对剩余容量、充电电流等的数据，经由通信部9将所生成的数据发送给电气设备20。断路器7通过在通常的充放电时，从I/O端口 55向M0SFET71、72的栅极电极给出L(低)电平的导通信号，使M0SFET71`、72各自的漏极电极以及源极电极之间导通。在使二次电池I的充电电流断路的情况下，通过从I/O端口 55向M0SFET71的栅极电极给出H(高)电平的断开信号，来使M0SFET71的漏极电极以及源极电极间断路。同样地，在使二次电池I的放电电流断路的情况下，通过从I/O端口 55向M0SFET72的栅极电极给出H(高)电平的断开信号，来使M0SFET72的漏极电极以及源极电极之间的导通断路。在M0SFET71、72都是N沟道型的情况下，将上述的L/H电平反转后得到的H/L电平的导通信号/断开信号给出至栅极电极即可。在二次电池I处于被适当地充电的状态中，断路器7的M0SFET71、72都导通，二次电池I成为能进行放电以及充电的状态。电气设备20具备与控制/电源部21连接的终端部22。控制/电源部21通过未图示的商用电源来被供电，从而驱动终端部22，并且将充电电流提供给二次电池I的充放电路径。控制/电源部21还在来自商用电源的供电断绝的情况下，通过从二次电池I的充放电路径提供的放电电流来驱动终端部22。在控制/电源部21进行充电的二次电池I是锂离子电池的情况下，例如，以恒电流(MAX电流0.5 IC程度)/恒电压(MAX4.2 4.4V/电池单元程度)来进行充电。在电压最大的电池块的电池电压为满充电检测开始电压以上、且充电电流为规定值以下的状态持续了一定时间以上时，CPU51判定为二次电池I处于满充电状态(下面还仅称作满充电)。另外，例如在电压最大的电池块中，在电池电压成为一定电压以上时，使M0SFET71断开一定期间(例如60分钟，或15 90分钟)，来检测开路电压(OCV = Open Circuit Voltage),在检测出的开路电压为一定电压以上的情况下,判定为满充电。也可以取代基于开路电压的满充电的判定，在充电中的电压为最大的电池块中电池电压为规定电压以上的情况下，判定为满充电。在控制/电源部21以及通信部9之间，以控制/电源部21为主机，以包含通信部9在内的控制部5为子机,来进行基于SMBus (SystemManagement Bus)方式等的通信方式的通信。在SMBus方式的情况下，从控制/电源部21提供串行时钟(SCL)，在控制/电源部21以及通信部9之间双向收发串行数据(SDA)。在本实施方式中，控制/电源部21以2秒周期来对通信部9进行轮询(polling)，读取通信部9要发送的数据的内容。轮询周期的2秒在控制/电源部21侧设定。通过该轮询，例如二次电池I的剩余容量以及相对剩余容量的数据经由通信部9，以2秒周期而交接给控制/电源部21，在电气设备20所具有的未图示的显示器上显示为相对剩余容量的值(％)。另外，由控制部5设定的充电电流的初始值、即充电电流的数据与剩余容量的数据相同地，经由通信部9而发送给控制/电源部21。在控制/电源部21中，基于从控制部5发送来的充电电流来对二次电池I进行恒电流/恒电压充电。接下来，说明算出(学习)构成二次电池I的I个电池块的满充电容量(FCC)的方法。图2是例示电池块11、12、13的开路电压(OCV)与相对剩余容量(RSOC)之间的关系的放电特性的图表。图中横轴表示定义为剩余容量(RC)相对于满充电容量(FCC)的比的相对剩余容量)，纵轴表示开路电压(V)。在本实施方式中，电池块11、12、13成为满充电状态的电压为4.2V，放电终止电压为3V。FCC例如通过专利 文献2的详细的公知的方法来算出。即，将图2所示的图表作为函数或表而存储在R0M52或RAM53中，将在任意的2个时间点检测出的I个电池块的OCV应用在所存储的函数或表中，来个别地算出RS0C，将算出的RSOC的差分(ARSOC)、和所述时间点之间的剩余容量的变化量(ARC)应用在以下的式(I)中来算出FCC。通过适时地反复基于式⑴的算出，能学习FCC。FCC= Δ RC/( ARSOC/100)......(I)在此，在将在时间点1、时间点2检测出的I个电池块的OCV设为0CV1、0CV2时，根据图2将八1^0(:算出为“1 0(:1-1 (0”。另外，所述时间点1、时间点2之间的Λ RC通过累计其间的充放电电流而算出。其中，在此的充电电流以及放电电流作为符号彼此不同的值而被检测出。接下来，说明基于针对各电池块11、12、13而算出(学习)的FCC来算出剩余容量的本发明所涉及的方法。在剩余容量的算出前，首先个别地检测二次电池I的电池块11、12、13的0CV。这种情况下，为了更正确地检测各0CV，在未对二次电池I进行充电和放电的期间持续了规定时间(例如I个小时)以上时检测0CV。要确认未对二次电池I进行充电和放电，只要确认充放电电流(的绝对值)小于规定电流即可。通过将如以上那样检测出的电池块11、12、13的OCV如上述那样应用到存储在R0M52或RAM53中的函数或表中，来个别地算出电池块11、12、13的RSOC。通过将算出的各RSOC应用在以下的式(2)中，来个别地算出电池块11、12、13的RC。RC = RSOC X FCC......(2)在此，FCC是通过式(I)，针对各电池块11、12、13算出(学习)的值。基于通过式⑵算出的各RC中的哪个RC来作为二次电池I的剩余容量成为问题，在本实施方式中将值最小 的RC作为二次电池I的剩余容量。如此选择的理由，使用下面所示的图3来进行说明。图3是用于说明伴随着电池块11、12、13的放电的RSOC的变化的说明图。图中横轴表示相对剩余容量(％)，纵轴表示开路电压(V)。图3中的实线与图2所示的实线相同，都是例示电池块11、12、13的OCV与RSOC之间的关系的线。即使在电池块11、12、13中可充放电的容量大致一致的情况下，也有在电池块11、12、13之间在自身放电量中出现差的情况。例如，在电池块11、13的自身放电量为最小、最大的情况下，即使如图3的点Al所示那样电池块11的电池电压成为4.2V的满充电状态，电池块12、13的电池电压也如点B1、点Cl所示那样停留在低于4.2V的状态。就算在这样的情况下，也会判定为二次电池I处于满充电状态。另一方面，只要在电池块11、12、13中可充放电的容量大致相同，不管自身放电量的大小如何，通过式⑴算出的电池块11、12、13的各自的FCC都会大致恒定。然后，将二次电池I成为满充电状态时的剩余容量作为上述FCC，通过在FCC上加上/减去此时起的充放电量，来适时算出二次电池I的剩余容量，这是现有的方法。作为更具体的示例，想定如下情况:二次电池I成为满充电状态时的电池块11、12、13的RSOC为100%、96%、92%，之后，直到电池块11的RSOC降低到11%为止都让二次电池I进行放电。在电池块11、12、13中可充放电的容量大致相同，这种情况下，在电池块11在图3所示的实线上从点Al移动到点A2的期间，电池块12、13分别从点B1、点Cl移动到点B2、点C2。点B2、C2下的RSOC成为7%、3%。—般，在电池块11、12、13中的电压最小的电池块的电池电压降低到与点B2 (或点C2)对应的电压的情况下，将二次电池I的剩余容量补正为7% (或3% )。即，根据现有的方法，在电池块13的电池电压到达相当于RSOC的7% (或3% )的低电压的情况下，电压最大的电池块11的RSOC从满充电状态的100%减去放电电流(或放电功率)的量后而成为11 %，但作为二次电池I整体的RS0C，从该11 %被突然地补正为数值大不相同的7 % (或3% )。由此，在检测出电池块13的低电压时，表示作为二次电池I整体的剩余容量已经只剩下VA (或3% )。与此相对，在本实施方式中，由于从二次电池I成为满充电状态时起基于电池模块13的RC来算出二次电池I的剩余容量，因此要防止如上所述那样到此为止为11%以上的剩余容量突然间成为7% (或3%)的情况。另外，由于针对电池块11、12、13个别地算出FCC，因此即使在电池块11、12、13中可充放电的容量中存在大小的差的情况下，在新算出剩余容量时，也基于RC最小的电池块的RC来算出二次电池I的剩余容量。另外，在本实施方式中，在未进行充电和放电的期间持续了 I个小时以上的情况下，新算出二次电池I的剩余容量，但也可以限定在检测出二次电池I处于满充电状态之后，新算出二次电池I的剩余容量。
下面，使用表示上述组式电池的控制部5的动作的流程图来对其进行说明。以下所示的处理由CPU51按照预先保存在R0M52中的控制程序来执行。图4、5是表示算出二次电池I的剩余容量的CPU51的处理顺序的流程图。起动图4的处理的周期例如为250毫秒，但并不限定于此。在图4、5的处理中使用的计时中标记以及满充电标记存储在RAM53中，通过规定的初始化处理而被清零。计时中标记是表示已经开始计时的标记，满充电标记是表示在与图4、5不同的未图示的处理中，检测到二次电池I的满充电状态的标记。其它的运算过程的数据也适宜地存储在RAM53中。此外，在R0M52或RAM53中还存储与图2所示的图表对应的表的值、和在未图示的其它的处理中算出的各电池块11、12、13的FCC。在起动图4的处理的情况下，CPU51经由A/D变换部4来取入电流检测器2的电压，将取入的电压换算为电流从而检测出充放电电流(Sll)。实际上，也可以基于多次取入的电压来检测充放电电流。之后，CPU51判定检测出的充放电电流是否大于例如-5mA(放电电流的区域)、且小于20mA(充电电流的区域)(S12)，在不处于该范围内的情况下(S12:否)，之后不执行任何步骤而结束图4的处理。
在此，考虑在A/D变换部4中存在变换误差这一点、和在组式电池10内部存在成为表面上的充电电流的电流这一点，不将小于20mA的充电电流以及绝对值小于5mA的放电电流检测为充放电电流。但是，在步骤S12中应与充放电电流比较的电流值并不限定于20mA 以及-5mA。由于在检测出的充放电电流大于_5mA且小于20mA的情况下(步骤S12:是)判定为不进行充放电也无妨，因此CPU51为了确认是否已经在计时中，判定计时中标记是否被置为I (S13)。在未被置为I的情况下(S13:否)，CPU51使用计时器54来开始计时(S14)，并且将计时中标记置为I (S15)，并结束图4的处理。在步骤S13中计时中标记被置为I的情况下(S13:是)，即已经开始了计时的情况下，CPU51判定从计时开始起是否经过了 I个小时(S16)，在未经过的情况下(S16:否)，暂且结束图4的处理。在经过了 I个小时的情况下(S16:是)，CPU51在为了准备下一次的计时而将计时中标记清零(S17)后，经由A/D变换部4来检测各电池块11、12、13的0CV(S18)。之后，CPU51通过将检测出的OCV应用在存储于R0M52或RAM53中的表中，由此算出各电池块11、12、13的RSOC (S19)。然后，如上述那样，在获得在2个时间点检测出的各电池块11、12、13的OCV时，通过利用式(I)来算出各电池块11、12、13的FCC。进而，CPU51通过将算出的RS0C、和存储于R0M52或RAM53中的各电池块11、12、13的FCC应用在式(2)中，来算出各电池块11、12、13的RC (S20)，将算出的各RC暂时性地存储在RAM53中(S21)。接下来移转到图5，CPU51判定满充电标记是否被置为1(S22)，在未被置为I的情况下(S22:否)，将处理移转到后述的步骤S26。在满充电标记被置为I的情况下(S22:是)，即在未图示的其它的处理中检测到二次电池I处于满充电状态的情况下，CPU51为了准备下一次的满充电状态的检测而将满充电标记清零(S23)。之后，CPU51确定存储在RAM53中的电池块11、12、13的RC中的RC最小的电池块(S24)，将确定的电池块的连续编号(例如1、2、3)存储到RAM53中(S25)。在此的连续编号是用于识别电池块11、12、13的信息，也可以使用连续编号以外的信息来识别电池块11、
12、13。
接下来，CPU51读取存储在RAM53中的电池块的连续编号(S26)，从RAM53中读取根据所读取的连续编号而识别的电池块的RC(S27)。进而，CPU51根据所读取的RC来生成通信数据(S28)，在将所生成的图像数据经由通信部9而发送给控制/电源部21 (S29)后，结束图5的处理。在以上的流程图中，通过未图示的处理来算出每个电池块的FCC的公知的手段与权利要求中记载的“第I算出单元”对应，步骤S28与权利要求中记载的“生成单元”对应，步骤S18与权利要求中记载的“检测单元”对应，步骤S19与权利要求中记载的“第2算出单元”对应，步骤S20与权利要求中记载的“第3算出单元”对应。另外，步骤S12与权利要求中记载的“按照时间序列来判定的单元”对应，步骤S16与权利要求中记载的“第I判定单元”对应，步骤S24与权利要求中记载的“确定二次电池的单元”对应，步骤S25以及RAM53与权利要求中记载的“存储单元”对应，步骤S22与权利要求中记载的“第2判定单元”对应。另外，在本实施方式中，在图5所示的步骤S22中判定满充电标记是否被置为I，但也可以不进行该判定，每次都执行步骤S24、S25。这种情况下，不管二次电池I是否处于满充电状态，都进行剩余容量的算出。另外，在本实施方式中，在未进行二次电池I的充放电的期间算出剩余容量，但也可以通过对如此算出的剩余容量加上/减去之后的充放电量，由此算出随时剩余容量。进而，在本实施方式中仅生成剩余容量的通信数据，但也可以通过将算出的剩余容量除以FCC来算出RS0C，根据算出的RSOC来生成并发送RSOC的通信数据。如以上那样，根据本实施方式，通过公知的方法来算出(学习)串联连接的3个电池块的各自的FCC自身，另一方面，检测各电池块的0CV，将检测出的OCV与表示电池块的OCV和RSOC之间的关系的放电特性进行对照，从而算出各电池块的RS0C。然后，将算出的RSOC与各个电池块的FCC相乘来算出各电池块的RC，将算出的RC中的最小的RC作为二次电池的整体的剩余容量。由此，个别地算出串联连接的多个电池块的RC，用算出的RC中的最小的RC来代表二次电池整体的剩余容量。因此，自身放电量大于其它的电池块(或可充放电的容量小于其它的电池块)的I个电池块在成为相当于RSOC的7%或3%的低电压状态前，例如算出为二次电池整体的RSOC为11%以上，且确保直到成为3V放电终止的状态为止的适量的放电量。因此，即使在串联连接多个的电池块的放电进行而剩余容量(RC)或相对剩余容量(RSOC)成为一定的小的容量以下的情况下，也能继续适宜的放电。另外，在每隔250毫秒检测出的二次电池的充放电电流为小于20mA且大于_5mA的状态、即不进行充放电的状态持续了 I个小时以上的情况下，检测各电池块的0CV。因此，能以除去了充电以及放电对电池块的影响的状态来更正确地检测0CV。进而，由于暂且确定为RC最小的电池块的RC持续为最小的可能性高，因此，将确定具有个别算出的电池块的RC中的最小RC的电池块的连续编号存储在RAM中，将根据存储的连续编号而识别的电池块的RC作为二次电池整体的剩余容量。
因此，直到更新连续编号为止，决定二次电池整体的剩余容量的电池块都固定，因此能防止剩余容量不连续地变化。另外，在连续编号更新的期间，通过对根据前次更新的连续编号确定的电池块的RC加上/减去充放电量，能适时算出新的剩余容量。进而，另外，在电池电压最闻的电池块成为满充电状态后，更新确定RC为最小的电池块的连续编号。因此，能在最显著出现RC的差的电压状态下适当地确定RC为最小的电池块。另夕卜，能在满充电状态的检测后确定存在剩余容量不连续变化的可能性的点。在本次公开的实施方式中，全部点都是例示，并应认为不是限定。本发明的范围并非上述的意义，是被权利要求的范围所表示，还包含与权利要求的范围等同的意义以及范围内的全部 的变更。
权利要求
1.一种二次电池的剩余容量算出方法，算出串联连接的多个二次电池的满充电容量，基于所算出的满充电容量来算出所述多个二次电池的剩余容量，所述二次电池的剩余容量算出方法的特征在于， 算出每个二次电池的满充电容量， 检测各二次电池的开路电压， 基于表示所述二次电池的开路电压与相对于满充电容量的相对剩余容量之间的关系的放电特性、以及检测出的开路电压，来算出各个二次电池的相对剩余容量， 通过将所算出的相对剩余容量与各个二次电池的满充电容量相乘，来算出各二次电池的剩余容量， 将所算出的剩余容量中的最小的剩余容量作为所述多个二次电池的剩余容量。
2.根据权利要求1所述的二次电池的剩余容量算出方法，其特征在于， 按照时间序列来判定所述二次电池的充电电流以及放电电流是否小于规定电流，判定所述二次电池的充电电流以及放电电流被判定为小于规定电流的状态是否持续了规定时间以上， 在判定为持续了规定时间以上的情况下，检测各二次电池的开路电压。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池的剩余容量算出方法，其特征在于， 确定具有所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的二次电池， 存储对所确定的二次电池进行识别的信息， 将根据所存储的信息而识别的二次电池的剩余容量作为所述多个二次电池的剩余容量。
4.根据权利要求3所述的二次电池的剩余容量算出方法，其特征在于， 判定所述二次电池是否处于满充电状态， 在判定为处于满充电状态后，更新对所述二次电池进行识别的信息。
5.一种组式电池，具备:串联连接的多个二次电池；第I算出单元，其算出该二次电池的满充电容量；和生成单元，其基于所算出的满充电容量来生成所述多个二次电池的剩余容量的数据，所述组式电池的特征在于， 所述第I算出单元检测每个二次电池的满充电容量， 所述组式电池还具备: 检测单元，其检测各二次电池的开路电压； 第2算出单元，其基于表示所述二次电池的开路电压与相对于满充电容量的相对剩余容量之间的关系的放电特性、以及所述检测单元所检测出的开路电压，来算出各个二次电池的相对剩余容量；和 第3算出单元，其通过将该第2算出单元所算出的相对剩余容量与各个二次电池的满充电容量相乘，来算出各二次电池的剩余容量， 所述生成单元生成所述第3算出单元所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的数据。
6.根据权利要求5所述的组式电池，其特征在于， 所述组式电池还具备: 按照时间序列来判定所述二次电池的充电电流以及放电电流是否小于规定电流的单元；和第I判定单元，其判定该进行判定的单元判定为所述二次电池的充电电流以及放电电流小于规定电流的状态是否持续了规定时间以上， 在所述第I判定单元判定为持续了规定时间以上的情况下，所述检测单元检测各二次电池的开路电压。
7.根据权利要求5或6所述的组式电池，其特征在于， 所述组式电池还具备: 确定具有所述第3算出单元所算出的剩余容量中的最小的剩余容量的二次电池的单元；和 存储单元，其存储对该进行确定的单元所确定的二次电池进行识别的信息， 所述生成单元生成根据所述存储单元所存储的信息而识别的二次电池的剩余容量的数据。
8.根据权利要求7所述的组式电池，其特征在于， 所述组式电池还具备第2判定单元，该第2判定单元判定所述二次电池是否处于满充电状态， 在所述第2判定单元判定为处于满充电状态的情况下，所述存储单元更新对所述二次电池进行识别的信息 。
全文摘要
本发明提供即使在串联连接多个的二次电池的放电进行而剩余容量(RC)或相对剩余容量(RSOC)成为一定的小的容量以下的情况下也能继续适宜的放电的二次电池的剩余容量算出方法以及组式电池。提供由公知的方法算出(学习)串联连接的3个电池块的各自的FCC自身，另一方面，检测各电池块的OCV，将检测出的OCV与表示电池块的OCV和RSOC之间的关系的图3的放电特性进行对照来算出各电池块的RSOC。然后，将算出的RSOC与各个电池块的FCC相乘来算出各电池块的RC，将算出的RC中的最小的RC作为二次电池整体的剩余容量。
文档编号H01M10/48GK103226183SQ201210500828
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年1月31日
发明者贝野友美 申请人:三洋电机株式会社