专利名称：二次电池的电力控制方法及电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制二次电池电量的方法及电源装置，例如涉及进行驱动车辆行驶用马达的电源装置中所包含的电池的电量限制的方法及电源装置。
背景技术：
电源装置，通过增多电池或将单电池串联或并联连接而成的电源组件的个数而能够增大输出电流，另外，利用串联连接的串联个数能够提高输出电压。特别是，在要求大输出的用途、例如汽车等车辆、自行车、工具等所使用的电源装置中，能够采用将多个电池串联连接而增大输出的结构。例如，在像复合动力汽车或燃料电池车等这样靠马达行驶的车辆用电源装置中所使用的大电流、大输出用电源，更是将串联连接多个电池而成的电池组件进行串联连接而增高输出电压，用以增大驱动马达的输出。
这种电源装置中，为了可靠性高地连续使用电池，限制输出以使电池在安全状态使用是很重要的。例如，若发生过放电和过充电等，则电池的寿命降低。为此，必须在电池放电时和充电时等限制能够使用的电量。不过，电池的能够使用的电力随着残余容量而变动。电池的残余容量(state-of-charge(SOC))，一般是从充满电的状态减去放电容量而检测的。放电容量是累积放电电流而运算的。电池的残余容量，由电流和时间的积、即Ah表示，或者可以以充满电的容量(Ah)为100％，由相对于充满电容量的比率(％)表示残余容量。以任意状态表示残余容量，也都是从充满电的状态减去放电容量而检测的。只是，由放电电流的累积值检测的残余容量，常常未定与电池的准确的残余容量一致。那是因为放电电流的大小和温度成为残余容量检测误差的原因。这样，准确地检测电池的残余容量是很困难的，即使是相同电流、电压值，也由于残余容量和电池温度等不同而能够使用的电量不同。特别是若发生所谓的记忆效果，则实质上电池的容量降低，因此，其残余容量检测更加困难。所谓记忆效果，是使镍镉电池和镍氢电池等以浅的放电深度进行循环充放电的情况下，深放电时暂时性地放电电压降低的现象。由于记忆效果而使电池的残余容量变化，从而，不能推定准确的电池残余容量。若错误地检测残余容量，则有时在电池充放电时进行施加过大负载的动作，成为显著降低电池寿命的原因。还有，另一方面，由于电池本身放电而使残余容量变化。由于这些要因，从而推测电池的残余容量很困难，把握准确的残余容量是极为困难的。
考虑到记忆效果等的发生，也想到为了安全而预先将能够使用的电量设定得低，不过，其使用是牺牲了本来能够使用的电力并降低电池的输出，不能充分发挥电池本来的性能。相反，若将电池的能够使用的电量设定得高，则担心超过实际上能够合理使用的电量而进行充放电，成为降低电池寿命的原因。
专利文献1特开昭56-126776号公报发明内容本发明即是为了解决现有的这些问题点而产生的，其主要目的在于提供一种能够对应于电池状态合理设定电池的能够使用的电量的二次电池的电力控制方法及电源装置。
为了实现上述目的，本发明的第1方案是一种进行二次电池充放电时对电力使用量加以限制的二次电池的电力控制方法，根据流过二次电池的充放电电流、充放电电压决定二次电池的电流—电压特性的函数，由用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定的上限电压Vmax、与函数的交点，求得放电限制电流Imax及/或充电限制电流Imin，进行控制使该放电限制电流Imax以上的电流及/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。从而，能够在考虑到记忆效果等的基础上控制能够使用的电量，能够在安全的范围最大限使用二次电池。
另外，本发明的第2方案的二次电池的电力控制方法，是一种进行二次电池充放电时对电力使用量加以限制的二次电池的电力控制方法，测定流过二次电池的充放电电流IL及充放电电压VL，根据它们计算二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，由以下式[数式5]VL＝VOCV-RoIL所表示的直线、与用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定的上限电压Vmax的交点，求得放电限制电流Imax及/或充电限制电流Imin，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电池及/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。从而，能够在考虑到记忆效果等的基础上控制能够使用的电量，能够在安全的范围最大限使用二次电池。
还有，本发明的第3方案的二次电池的电力控制方法，定期地测定二次电池的放电中的放电电压V1、放电电流I1，利用由上述数式1得到的下式[数式6]VOCV＝VL+RoIL更新VOCV，由反映其VOCV的数式5与用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin的交点，求得放电限制电流Imax，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电流不对二次电池通电。从而，在二次电池放电中的各时刻，可以知道还能够增加的放电电流的上限，因此，能够将放电电流值控制在该范围，安全且在可能的范围最大限使用二次电池。特别是，即使随着放电状态而从上述直线上脱离时，也能安全地使用二次电池。
再有，本发明的第4方案的二次电池的电力控制方法，定期地测定二次电池充电中的充电电压V2、放电电流I1，根据数式6更新VOCV，由反映其VOCV的数式5与用以防止二次电池过充电的规定的上限电压Vmax的交点，求得充电限制电流Imin，进行控制使该放电限制电流Imin以上的电流不对二次电池通电。从而，在二次电池放电中的各时刻，可以知道还能够增加的充电电流的上限，因此，能够将充电电流值控制在该范围，安全且在可能的范围最大限充电二次电池。特别是，即使随着充电状态而从上述直线上脱离时，也能安全地使用二次电池。
再有，本发明的第5方案的二次电池的电力控制方法，由放电中某一时刻运算的二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，利用下式 P1imd＝Vmin×(VOCV-Vmin)/Ro运算在那个时刻能够放电的最大放电电量P1imd。从而，可以知道在二次电池放电中的各时刻能够输出的电力量，因此，能够将放电电力值控制在该范围，能够安全且在可能的范围内最大限放电二次电池。
再有，本发明的第6方案的二次电池的电力控制方法，由充电中某一时刻运算的二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，利用下式[数式8]P1imc＝Vmax×(Vmax-VOCV)/Ro运算在那个时刻能够充电的最大放电电量P1imc。从而，可以知道在二次电池放电中的各时刻能够充电的电力量，因此，能够将充电电力值控制在该范围，能够安全且在可能的范围内最大限充电二次电池。
再有，本发明的第7方案的二次电池的电力控制方法，不驱动与二次电池连接的连接设备时，重复多次脉冲放电，检测放电电流及放电电压，根据放电电流IL及放电电压VL，更新二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro。
再有，本发明的第8方案的电池装置，具备具有多个二次电池的电池单元20、用以检测上述电池单元20中所包含的二次电池电压的电压检测部12、用以检测上述电池单元20中包含的二次电池温度的温度检测部14、用以检测上述电池单元20中所包含的二次电池电流的电流检测部16、运算从上述电压检测部12、温度检测部14和电流检测部16输入的信号而检测二次电池的最大限制电流值的控制运算部18和将控制运算部18中运算的残余容量和最大限制电流值等向连接设备传送的通信处理部19，控制运算部18根据流过二次电池的充放电电流、充放电电压的至少任意一个，决定二次电池的电流-电压特性的函数，由用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定的上限电压Vmax与函数的交点，求得放电限制电流Imax及/或充电限制电流Imin，进行控制使该放电限制电流Imax以上的电流及/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。从而，能够在考虑到记忆效果等的基础上控制能够使用的电量，能够在安全的范围最大限使用二次电池。
发明的效果本发明的二次电池的电力控制方法及电源装置，不论二次电池的残余容量多少都能够运算能够使用的最大电量。特别是在依赖于残余容量的电力控制中，若错误推定残余容量则会担心有损准确性，不过，本发明中，不管残余容量的推定准确与否，都能够稳定进行电力控制，能够可靠性高地有效利用电源装置。
图1是表示本发明的一实施方式的电源装置构成的框图。
图2是表示电源的内部电阻Ro及开路电压VOCV、电池电压VL及电池电流IL关系的电路图。
图3是表示电池充放电时的电流-电压特性的曲线图。
图4表示放电中的放电限制电流的运算方法，其中，(a)表示未放电时的最大放电限制电流Imax的决定方法；(b)表示放电中的最大放电限制电流Imax1的决定方法。
图5是表示放电中更新内部电阻、开路电压时的曲线图。
图6表示充电中的充电限制电流的运算方法，其中，(a)表示未充电时的最大充电限制电流Imin的决定方法；(b)表示充电中的最大充电限制电流Imin1的决定方法。
图7是表示充电中更新内部电阻、开路电压时的曲线图。
图中，100-电源装置；10-残余容量检测装置；11-存储器；12-电压检测部；14-温度检测部；16-电流检测部；17-温度传感器；18-控制运算部；19-通信处理部；20-电池单元；22-二次电池；30-连接设备通信端子。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。而以下所示的实施方式，只是例示用以使本发明的技术思想具体化的二次电池的电力控制方法及电源装置，本发明并未仅将二次电池的电力控制方法及电源装置特定为以下形式。另外，其专利要求范围所示的构件，决不是特定为实施方式的构件。还有，各附图所示的构件的大小和位置关系等，为了明确说明而有时会有所夸张。再有，以下说明中，关于同一名称、符号，表示同一或等同构件，适当省略其详细说明。再有，构成本发明的各要素，可以是由同一构件构成多个要素、以一个构件兼用多个要素的形态，且反之，也能够由多个构件分担实现一个构件的机能。
(电源装置100)图1表示本发明的一实施方式的电源装置的构成的框图。该图所示的电源装置100，具备包含二次电池22的电池单元20和残余容量检测装置10。残余容量检测装置10，具备用以检测电池电压的电压检测部12、用以检测电池温度的温度检测部14、用以检测电池中所流电流的电流检测部16和用以运算从电压检测部12、温度检测部14和电流检测部16输入的信号并检测电池残余容量、同时根据残余容量和电池温度等检测电池单元20的最大限制电流值的控制运算部18以及将运算的残余容量和最大限制电流值等向连接设备传送的通信处理部19。通信处理部19与连接设备通信端子30连接。通信处理部19，介由连接设备通信端子30而与连接设备连接，向连接设备传送表示残余容量和最大限制电流值的信号。该例中，作为连接设备，采用汽车等车辆，将电源装置100搭载在车辆上，驱动使车辆行驶的马达M。通信处理部19与设置在车辆上的车辆侧控制部连接而进行通信。以下，关于车辆用电源装置进行说明。
内置于电池单元20内的二次电池22为镍氢电池。不过，电池也可以采用由镍镉电池和锂离子二次电池等。另外，电池，将一个或多个串联、或并联、或串联与并联组合连接。
电压检测部12，检测内置于电池单元20中的二次电池22的电压。图中的电池单元20，串联连接多个二次电池22，因此，电压检测部12检测串联连接的电池的总电压。电压检测部12，将检测的电压作为模拟信号向控制运算部18输出，或者利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号向控制运算部18输出。电压检测部12，以一定的取样周期或者连续地检测电池电压，将检测的电压向控制运算部18输出。
温度检测器14，具备检测内置于电池单元20内的电池温度的温度传感器17。温度传感器17，与电池表面接触，或者介由热传导材料而与电池接触，还或者接近电池表面与电池热耦合而检测电池温度。温度传感器17为热敏电阻。不过，温度传感器17，可以使用PTC和变阻器(varistor)等能够将温度转换成电阻的所有元件。另外，温度传感器17，也可以使用检测从电池放射的红外线而能够以与电池不接触的状态检测温度的元件。温度检测部14，也将检测的电池温度以模拟信号向控制运算部18输出，或者利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号向控制运算部18输出。温度检测部14，以一定的取样周期或者连续地检测电池温度，将检测的电池温度向控制运算部18输出。
电流检测器16，与电池串联地连接电阻元件，以规定周期检测感应在该电池元件两端的电压，检测电池中所流的放电电池。电阻元件为低电阻的电阻器。不过，电阻元件也可以使用晶体管和FET等半导体。电池的充电电流和放电电流其电流流向相反，因而，在电阻元件上感应的正负极性颠倒。从而，由电阻元件的极性判定为放电电流，能够利用在电阻元件上感应的电压检测电流。原因是电流与感应在电阻元件上的电压呈比例。该电流检测部16能够准确地检测电池的放电电流。不过，电流检测部16，也可以采用由引线中所流电流检测漏泄到外部的磁力线从而检测电流的结构。电流检测部16，也将检测的放电电流以模拟信号向控制运算部18输出，或者利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号向控制运算部18输出。电流检测部16，以一定的取样周期或者连续地检测放电电流，将检测的放电电流向控制运算部18输出。
从电压检测部12、温度检测部14和电流检测部16以一定的取样周期向控制运算部18输出数值信号的装置，错开从各个检测部向控制运算部18输出数字信号的定时，从而顺序地向控制运算部18输出数字信号。
控制运算部18，累积电池的放电电流而检测放电容量，减去检测的放电容量来运算电池的残余容量。例如，若充满电容量为1000mAh的电池放电500mAh，则残余容量为50％。从而，随着充满电的电池放电，残余容量逐渐降低。另外，控制运算部18，如后述进行限制能够使用的电流量和电压量等的电力限制。有关电力限制所必需的值和数据、设定等存储在与控制运算部18连接的存储器11中。存储器11可以利用E2PROM等不易失性存储器和RAM等易失性存储器。
(非充放电时的二次电池的电力控制方法)用电源装置驱动车辆，必须准确地检测电池的残余容量。电池的残余容量，一般是检测充电电流和放电电流，累积检测的电流进行运算。该方法，是从充电电流减去放电电流运算残余容量。充电容量是累积充电电流进行运算。放电容量是累积放电电流进行运算。由充电容量和放电容量运算残余容量的方式，使二次电池22为锂离子电池或者镍氢电池还有镍镉电池时都能够运算残余容量。不过，残余容量由于放电电流和电池温度而产生误差。电源装置，监控二次电池的状态，并规定在那个时刻能够使用的电量作为最大电流值和最大电压值。这些最大电流值等根据残余容量决定。不过，若错误检测残余容量，则这些最大电流值的运算也不准确，从而，根据二次电池的状态，则会担心超过这些最大电流值等而进行充放电，从而，担心电池温度和内压上升、电池寿命降低等有损稳定性和可靠性等。为此，本实施方式中不是根据二次电池的残余容量进行电力限制，而是采用由电池电压及电流的实测值运算二次电池的开路电压和内部电阻、根据这些规定最大电流值的方法。以下说明中，关于由电压进行相对于电池充放电的限制的方法进行说明。
若以如图2所示的电路近似地表示电池单元20所包含的二次电池，则电池电流IL及电池电压VL由开路电压VOCV和内部电阻Ro如下式表示。
VL＝VOCV-RoIL若根据上式图示电池单元的电流-电压特性，则能够由如图3所示的曲线图表示。该曲线图，表示电池电压及电流在充电时、放电时变化的状态，图中分别是右侧表示放电时、左侧表示充电时。电池电流IL及电池电压VL能够测定，因此，在图1的电路中，若充放电时由电压检测部12及电流检测部16检测多个它们的值，则由联立方程式能够求得二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro。开路电压VOCV相当于电池的开路电压。这种图3的直线能够由各种方法求得。例如，若测定多个电池电流IL及电池电压VL，则这种测定值发生偏差，从而，不成为直线状，也能够利用最小2乘法等求得近似的直线。内部电阻Ro，也能够利用测定时刻的ΔI(电流变化量)、ΔV(电压变化量)，以内部电阻Ro作为ΔV/ΔI进行运算而求得。
另外，作为求得二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro的方法之一，开路电压VOCV和内部电阻Ro的运算，在不进行车辆驱动时，重复多次脉冲放电，检测放电电流及放电电压，根据放电电流IL及放电电压VL，计算二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro。车辆驱动时，依赖于驱动状态放电、充电，因此，运算开路电压VOCV和内部电阻Ro很难获得期望的状态(在电流值有变化的放电时进行运算，得到多个内部电阻Ro)，不过，该方法，在不进行车辆驱动时，重复多次脉冲放电，因此，能够得到稳定的开路电压VOCV及内部电阻Ro。作为一个可利用的求得开路电压VOCV和内部电阻Ro的方法，内部电阻Ro可预先作成与温度有依赖关系的图表，利用它作为初始值。并且，开路电压VOCV和内部电阻Ro被定期地运算、更新，例如，开路电压VOCV是以每0.1秒、内部电阻Ro是以每放电一次这样规定的定时更新各值。
在此，设定用以防止二次电池过放电的下限电压Vmin及用以防止过充电的上限电压Vmax。下限电压Vmin及上限电压Vmax，对应于使用的二次电池的种类和特性等决定最佳值。并且，由图3的直线和这些下限电压Vmin及上限电压Vmax的交点，求得放电限制电流Imax及充电限制电流Imin。根据这些值，控制运算部18，为了使放电限制电流Imax以上的电流及/或充电限制电流Imin以下的电流(即，绝对值Imin以上)不对二次电池通电而限制充放电。这样，图3所得的放电限制电流Imax、充电限制电流Vmin，若表示为计算式，则可以作为Imax＝(VOCV-Vmin)/R、Imin＝(Vmax-VOCV)/R进行运算。如上所述，能够由图3及上述计算式，求得放电限制电流Imax、充电限制电流Vmin，这是由于以下理由。非充放电时的VOCV，在下一个规定周期或自那个时刻规定期间后，当考虑所测定电流(即能够放电或充电的电流)的允许范围时，则关于允许的电压，不会超过下限电压Vmin、上限电压Vmax。即最大只允许VOCV-Vmin、Vmax-VOCV的电压差量。最大限流动的电流相当于使电压差量的电压短路的状态，此时的电阻相当于短路状态，因此，只为内部电阻Ro，电流值如上述，利用Imax＝(VOCV-Vmin)/R、Imin＝(Vmax-VOCV)/R，能够得到最大限的放电限制电流Imax、充电限制电流Vmin。
(充放电时的二次电池的电力控制方法)
以上，关于运算没有充放电时能够最大通电的充放电电流值的方法进行了说明。即，要求得放电电流0A的时刻的最大放电电流值及充电电流0A的时刻的最大充电电流值，能够适用上述方法。另一方面，关于正在进行充放电中能够充放电的最大电流值，用上述方法则担心不能准确地运算。特别是担心充放电时内部电阻Ro及开路电压VOCV的值变化，有时电池电流及电压从表示图3的电流-电压特性的直线上脱离。关于运算这种充放电中充放电电流最大值的方法，以下，顺次说明。
(放电时的二次电池的电力控制方法)图4表示放电中的放电限制电流的运算方法，分别是图4(a)，与图3同样表示未放电即放电电流0A的时刻的最大放电限制电流Imax的决定方法，图4(b)表示放电中的最大放电限制电流Imax1的决定方法。如上所述，由图4(a)决定表示电流-电压特性的直线，同时，利用该直线与下限电压Vmin的交点得到最大放电限制电流Imax。图4例中，在电流I1下由电压检测部12检测放电中的电池电压V1。如图4(b)所示，(I1，V1)点位于数式8所示的直线上，可以求得在V1的直线上的电流值I1。在该时刻，在下一个规定周期或自那个时刻规定期间后，被测定的放电电流的允许范围可以如以下决定。在该时刻，关于允许的电压，不会超过下限电压Vmin，因此即由图4(b)可知，最大只允许V1-Vmin的电压差量，最大放电电流Imax1为(Imax-I1)。若利用计算式，则最大只允许V1-Vmin的电压差量的电流，为除以内部电阻Ro而算得的值、Imax1＝(V1-Vmin)/Ro。从而，该时刻的最大放电限制电流Imax1可以作为(Imax-I1)运算。图4(b)的例中，最大放电限制电流Imax1为小于(Imax-I1)的值，以该值作为上限控制放电电流从而能够保护二次电池。
接下来，对放电中，更新内部电阻、开路电压的情况进行说明。图5中，经由电流检测部16检测电流I1，经由电压检测部12检测放电中的电池电压V1。如图5所示，(I1，V1)点从数式8所示的直线脱离，而若以该时刻的内部电阻为Ro1，则新的VOCV1能够根据数式8如以下计算。
VOCV1＝V1+RoIL1若由图5说明，则VOCV1为从点(I1，V1)以Ro1的倾斜度倾斜引一直线时与V轴的交点A。将这样得到的VOCV1代入Imax ca1＝(VOCV1-Vmin)/Ro1，从而能够得到更新的放电限制电流Imax ca1。图5中，放电限制电流Imax ca1为从点(I1，V1)引的直线与直线V＝Vmin的交点B的电流值。这样，能够由数式8表示的直线被更新，与上述同样，能够更新放电中的最大放电限制电流Imax1、非充放电时的最大限放电限制电流Imax。
(充电时的二次电池的电力控制方法)同样，根据图6，说明充电中的充电限制电流的运算方法。分别是图6(a)，与图3同样表示未充电即充电电流0A的时刻的最大充电限制电流Imin的决定方法，图6(b)表示充电中的最大充电限制电流Imin1的决定方法。如上所述由图6(a)利用电流-电压特性直线与上限电压Vmax的交点得到最大充电限制电流Imin。另一方面，在电流I2下由电压检测部12检测充电中的电池电压V2。在图6例中，在电流I2下由电压检测部12检测放电中的电池电压V2。如图6(b)所示，(I2，V2)点位于数式8所表示的直线上，可以求得在V2的直线上的电流值I2。
在该时刻，在下一个规定周期或自那个时刻规定期间后，被测定的放电电流的允许范围可以如以下决定。在该时刻，关于允许的电压，不会超过上限电压Vmax，因此，即由图6(b)可知，最大只允许Vmax-V2的电压差量，最大充电电流Imin2为(Imin-I2)。
若利用计算式，则最大只允许Vmax-V2的电压差量的电流，为除以内部电阻Ro而算得的值、Imin2＝(Vmax-V2)/Ro。从而，以该值作为上限控制充电电流从而能够保护二次电池。
接下来，对充电中，更新内部电阻、开路电压的情况进行说明。图7中，经由电流检测部16检测电流I2，经由电压检测部12检测电池电压V2。如图7所示，(I2，V2)点从数式8所表示的直线脱离，而若以该时刻的内部电阻为Ro2，则新的VOCV2能够根据数式8如以下计算。
VOCV2＝V2+RoIL2图7中，VOCV2为从点(I2，V2)以Ro2的倾斜度倾斜引一直线时与V轴的交点C。将这样得到的VOCV2代入Imin＝(Vmax-VOCV2)/Ro2，从而能够得到(I2，V2)时刻的最大限的充电限制电流Imin ca1。图7中，充电限制电流Imin ca1为从点(I2，V2)引的直线与直线V＝Vmax的交点D的电流值。这样，能够更新由数式8表示的直线，与上述同样，能够更新充电中的最大充电限制电流Imin2、非充充电时的最大限充电限制电流Imin。
根据以上实施例的方法，不运算二次电池的残余容量而是作为电量的限制值算出电流值的限制值，因此，能够不受由于残余容量推定误差的影响而进行可靠性高的稳定的电力控制。再有，只利用残余容量进行电力限制时，作为残余容量推定发生错误时的矫正，与上述方法比较也可以采用小的。
还有，上述例中，使电池特性近似呈直线，不过，当然也可以近似呈二次方曲线、三次方曲线等高次方曲线。
根据如以上运算的最大充放电电流，控制运算部18运算限制电力，控制充放电以使不使用超过该值的电力。例如，若算出在某一时刻最大充放电电流值，则控制充放电电流以使不增加该值以上的电流。从而，控制运算部18可以把握能够使用的电流的上限，将电流控制在该范围内而安全地利用二次电池。
能够利用的最大电量，可以如以下求得。如上所述，设定用以防止二次电池过放电的下限电压Vmin及用以防止过充电的上限电压Vmax，根据图3，求得放电限制电流Imax及充电限制电流Imin。在电流为0或在放电中某一时刻的下一个规定周期或自那个时刻规定期间后，能够放电的最大放电电量P1imd，若作为电池电流IL、电池电压VL、二次电池的开放电压VOCV、内部电阻Ro，则能够由下式算出。
P1imd＝Vmin×(VL-Vmin)/Ro电流为0或充电中某一时刻的能够充电的最大充电电力量P1imd，能够由下式算出。
P1imc＝Vmax×(Vmax-VL)/Ro由上式，能够计算从现在状态到下一个规定周期或自那个时刻规定期间后即下一个瞬间是否到达上下限电压的电力。
产业上的可利用性本发明的二次电池的电力控制方法及电池装置，能够适用为复合动力汽车和电动汽车等车辆用电源装置等高输出、大电流的电源装置。
权利要求
1.一种二次电池的电力控制方法，其在进行二次电池充放电时对电力使用量加以限制，其特征在于根据流过二次电池的充放电电流、充放电电压决定二次电池的电流—电压特性的函数，由用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定的上限电压Vmax、与上述函数的交点，求得放电限制电流Imax、及/或充电限制电流Imin，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电流及/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。
2.一种二次电池的电力控制方法，其在进行二次电池充放电时对电力使用量加以限制，其特征在于测定流过二次电池的充放电电流IL及充放电电压VL，根据它们计算二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，由下式的数式1所表示的直线、与用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定的上限电压Vmax的交点，求得放电限制电流Imax及/或充电限制电流Imin，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电流/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。VL＝VOCV-RoIL[数式1]
3.根据权利要求2所述的二次电池的电力控制方法，其特征在于定期地测定二次电池的放电中的放电电压V1、放电电流I1，根据由上述数式1得到的下式的数式2更新VOCV，由反映其VOCV的数式1与用以防止二次电池过放电的规定的下限电压Vmin的交点，求得放电限制电流Imax，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电流不对二次电池通电。VOCV＝VL+RoIL[数式2]
4.根据权利要求2所述的二次电池的电力控制方法，其特征在于定期地测定二次电池充电中的充电电压V2、放电电流I1，根据数式2更新VOCV，由反映其VOCV的数式1与用以防止二次电池过充电的规定的下限电压Vmax的交点，求得充电限制电流Imin，进行控制以使该放电限制电流Imin以上的电流不对二次电池通电。
5.根据权利要求2任意一项所述的二次电池的电力控制方法，其特征在于由在放电中某一时刻运算的二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，利用下式数式3运算在该时刻能够放电的最大放电电量Plimd。Plimd＝Vmin×(VOCV-Vmin)/Ro[数式3]
6.根据权利要求2～4任意一项所述的二次电池的电力控制方法，其特征在于由充电中某一时刻运算的二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro，利用下式数式4运算在该时刻能够充电的最大放电电量Plimc。Plimc＝Vmax×(Vmax-VOCV)/Ro[数式4]
7.根据权利要求1～6任意一项所述的二次电池的电力控制方法，其特征在于在不驱动与二次电池连接的连接设备时，重复多次脉冲放电，检测放电电流及放电电压，根据放电电流IL及放电电压VL，更新二次电池的开路电压VOCV和内部电阻Ro。
8.一种电池装置，其特征在于具备具有多个二次电池的电池单元(20)、用以检测上述电池单元(20)中所包含的二次电池电压的电压检测部(12)、用以检测上述电池单元(20)中包含的二次电池温度的温度检测部(14)、用以检测上述电池单元(20)中所包含的二次电池电流的电流检测部(16)、用以运算从上述电压检测部(12)、温度检测部(14)和电流检测部(16)输入的信号而检测出二次电池的最大限制电流值的控制运算部(18)、和将上述控制运算部(18)中运算的残余容量、最大限制电流值向连接设备传送的通信处理部(19)；控制运算部(18)，根据流过二次电池的充放电电流、充放电电压中的至少任意一个决定二次电池的电流—电压特性的函数，由用以防止二次电池过放电的规定下限电压Vmin及/或用以防止过充电的规定上限电压Vmax、与上述函数的交点，求得放电限制电流Imax及/或充电限制电流Imin，进行控制以使该放电限制电流Imax以上的电流及/或充电限制电流Imin以下的电流不对二次电池通电。
全文摘要
一种能够对应于电池状态合理设定电池的能够使用的电量的二次电池的电力控制方法。该电力控制方法，在进行二次电池充放电时对电力使用量加以限制，根据流过二次电池的充放电电流、充放电电压决定二次电池的电流－电压特性的函数，由用以防止二次电池过放电的规定下限电压(V
文档编号H02J7/00GK1767309SQ20051008492
公开日2006年5月3日 申请日期2005年7月25日 优先权日2004年10月28日
发明者山内丰 申请人:三洋电机株式会社