充电控制装置、充电控制方法、程序、控制电路以及蓄电系统与流程

文档序号:20769927发布日期:2020-05-15 19:32阅读:219来源:国知局
充电控制装置、充电控制方法、程序、控制电路以及蓄电系统与流程

本发明的实施方式涉及充电控制装置、充电控制方法、程序、控制电路、以及蓄电系统。



背景技术:

锂离子电池等非水电解质二次电池被广泛用于智能手机等电子设备。由于诸如消耗大量电力的原因,这些电子设备经常在充电时使用。然而,当二次电池的soc(充电状态)在接近100%时维持,则有加速二次电池的劣化的趋势。特别是,电池如果重复进行在充电中的使用可能导致容量快速下降,甚至引起电池组等的膨胀。因此,需要能够防止由于在充电中使用电池而引起的劣化的技术。

附图说明

图1是示出具有根据本发明实施方式的充电控制装置的蓄电系统的概略构成的示例的框图;

图2是表示二次电池的特性的示例的图;

图3是表示使用现有的蓄电系统时的充电中的蓄电池的电压和温度的变化的示例的图;

图4是表示根据本实施方式的蓄电系统中的蓄电池在充电时的电压和温度的变化的示例的图;

图5是示出直到决定soc上限值为止的处理流程的示例的流程图;

图6是示出电池特性计算处理的流程的示例的流程图;

图7是示出电池特性计算处理的流程的示例的流程图;

图8a和图8b是示出充电量与开路电压之间的关系的示例的图(充电量-ocv曲线);

图9是示出soc与开路电压之间的关系的示例的图(soc-ocv曲线);

图10是示出充电控制部进行的充电控制处理流程的示例的流程图;

图11是示出根据本发明的实施方式的硬件配置的一个示例的框图。

具体实施方式

作为本发明的实施方式,提供了一种装置,该装置通过控制在充电时使用的二次电池的充电来防止由于二次电池在充电中的使用而导致的二次电池的劣化。

作为本发明的实施方式的充电控制装置包括充电控制部和判断部。充电控制部控制二次电池的充电。判断部判断在二次电池的充电过程中二次电池是否正在被使用。当判断为二次电池正在被使用时,充电控制部在二次电池充满电之前停止二次电池的充电。

下面将参考附图详细描述实施方式。本发明不限于该实施方式。

(本发明的实施方式)

图1是示出了具有根据本发明实施方式的充电控制装置的蓄电系统的概略构成的示例的框图。本发明的蓄电系统包括蓄电池1和充电控制装置2。充电控制装置2包括充电控制部21、测量部22、推定部23、上限值决定部24、判断部25、检测部26、和数据存储部(参考数据获取部)27。推定部23包括劣化状态推定部231和soc信息推定部232。

在图1的示例中将蓄电池1和充电控制装置2描述为是分开的,但是通过使用cpu、控制电路等来实现充电控制装置2,并通过为蓄电池1配置充电控制装置2,可以采用具有充电控制装置2的一个蓄电池(一个蓄电池装置)。此外,通过在使用蓄电池1的诸如膝上型计算机或智能电话的设备中安装程序,该设备可被用作为充电控制装置2。

蓄电池1是由充电控制装置2充电的二次电池。假设蓄电池1是例如为锂离子电池的非水电解质二次电池、非水电解质二次电池的电池组等。然而,蓄电池1不限于这些电池,并且可以是任何可再充电电池。在下文中,除非另外说明,否则术语“蓄电池”包括电池组、电池模块、和单元电池。

例如,蓄电池1可以安装在诸如手机、笔记本电脑、电动自行车、同时使用电力和汽油的混合动力汽车、或无人机的设备中。另外,蓄电池1可以是针对诸如私人住宅、建筑物或工厂的各个结构安装的固定蓄电池。蓄电池1可以与发电系统协同或并网。

充电控制装置2控制蓄电池1的充电。特别是在蓄电池1的充电时使用蓄电池1的情况下,充电控制装置2识别该状况并抑制该状况下的充电。这防止了蓄电池1的劣化快速发展。

图2是表示二次电池的特性的示例的图。图2所示的图表示出了在将soc(充电状态)为100%的二次电池(即充满电的二次电池)存储在45摄氏度的环境的情形下的锂电池的厚度(电池厚度)的变化。从图中可以看出,厚度最初约为4毫米,但经过约50天后会急剧膨胀。因此,已知的是高温和高soc的二次电池的劣化会迅速地发展。

图3是表示使用现有的蓄电系统时的充电中的蓄电池的电压和温度的变化的示例的图。实线图表示蓄电池1的电压,虚线图表示蓄电池1的温度。电压和soc具有相关性,并且soc随着电压的增加而增加。因此,此处将使用电压而不是soc进行描述。图3示出了第一至第三期间。假设在第一期间和第三期间进行了充电,但未使用电池。假设在第二期间内同时进行电池的充电和使用。

在第一期间,随着对蓄电池1的充电,蓄电池1的电压和温度增加。当蓄电池1充满电时停止充电,蓄电池1的电压保持在最大值,并且既不充电也不使用,从而蓄电池1的温度下降到接近常温。

在第二期间,随着电池的使用,蓄电池1的电压开始下降,但是当电压下降到一定程度时进行充电。在图3的示例中,在soc降低至大约95%的时刻进行充电。这样,蓄电池1的电压恢复到最大值,但是由于在充满电时停止充电,因此在使用电池时再次出现电压降。于是,在第二期间,蓄电池1的电压反复上升和下降。另一方面,由于温度也随着电池的充电或使用而升高,因此在第二期间保持高温状态。在图3的示例中,温度保持在45摄氏度左右。

在第三期间,停止使用电池,因此,与第一期间中的完全充满电时一样,蓄电池1的电压保持在最大值,并且温度下降至常温附近。

因此,在这样的同时进行电池的充电和使用的期间内,温度和电压(即soc)保持在较高的水平。所以,蓄电池1的劣化容易进展。当考虑到用户的便利性时,难以禁止在充电时使用电池。因此,需要进行控制以避免具有高温和高soc的状态。

图4是表示根据本实施方式的蓄电系统中的蓄电池1在充电时的电压和温度的变化的示例的图。与图3一样,实线图表示蓄电池1的电压,而虚线图表示蓄电池1的温度。在同时进行电池充电和使用的第二期间内,电池未充满电,并且停止了充电。这是因为,如果同时进行电池的充电和使用,则充电控制装置2在soc达到上限值的时刻停止充电。在电池停止使用的第三期间,重新开始充电以使电池充满电,并且蓄电池1成为充满电的状态。

如图4所示,蓄电池1的温度上升,但是通过该控制将soc抑制在较低水平。因此,在本实施方式中,与使用现有蓄电系统的情况相比,能够抑制蓄电池1的劣化。另外,在图4的示例中,进行控制以使得上限值首先逐渐降低,并且上限值在中间不变。

以此方式,当同时进行电池的充电和使用时,充电控制装置2在电池充满电之前停止充电。尽管仅在电池充满电之前停止充电即有效果,但最好设置考虑到必要soc和劣化进展风险的soc的上限值,并在达到soc的上限值的时刻停止充电。因此,在本实施方式中,设为基于soc的上限值进行控制。

soc的上限值可以预先设置。例如,可以与蓄电池1无关地将soc的80%一致地设定为上限值。然而,优选地,soc的上限值可以根据蓄电池1的劣化状态和温度等而改变。例如,如图2所示,由于蓄电池1的膨胀风险在严重劣化的蓄电池1与未严重劣化的蓄电池1之间显著不同,因此,与未严重劣化的蓄电池1相比,优选降低严重劣化的蓄电池1的soc的上限值。因此,在本实施方式中,根据蓄电池1决定(改变)soc的上限值。

首先,描述决定上限值的流程。图5为示出直到决定soc上限值为止的处理流程的示例的流程图。顺便提及,本流程图是示例,并且只要能够获得必要的处理结果,就可以不限制处理顺序等。各个处理过程的处理结果可以相继储存在数据存储部27等中,并且每个组件可以参考数据存储部27来获取处理结果。后续流程图也是如此。

充电控制部21对蓄电池1充电(s101)。另外,该充电可以是为了增加蓄电池1的充电量而进行,也可以是仅为了决定上限值而进行。另外,可以进行放电而不是充电。测量部22生成至少指示蓄电池1的充电或放电过程中的电压和电流的测量数据(s102)。

推定部23从测量数据推定蓄电池1的状态(s103)。上限值决定部24基于蓄电池1的状态来决定在充电且使用期间的soc的上限值(s104)。

另外,可以通过输出装置(未示出)将所决定的上限值或蓄电池1的状态等输出到充电控制装置2内部或外部的监视器。

接下来,将描述充电控制装置2中包括的组件和处理过程的细节。

充电控制部21控制蓄电池1的充电。例如,可以使用诸如恒定电流和恒定电压充电的一般方法来进行蓄电池1的充电。当蓄电池1的电能被补充并且当推定蓄电池1的状态时,进行蓄电池1的充电。另外,即使在补充蓄电池1的电能时,也可以推定蓄电池1的状态。还有,在本实施方式中,假设当充电控制装置2经由输入装置(未示出)从用户或其他系统等接收到指令时,充电控制部21开始对蓄电池1进行充电。

进一步地,充电控制部21执行控制以通过从检测到soc已达到上限值的检测部26接收指令来停止充电。并且,充电控制部21执行控制以通过从判断重新开始充电的判断部25接收指令来重新开始充电。

另外,蓄电池1的状态也可以根据放电中的数据来估算。因此,充电控制部21可以控制放电以推定蓄电池1的状态。从而,除非另外特别定义,否则推定蓄电池1的状态的“充电”也可以被理解为“放电”。

测量部22对蓄电池1进行测量,并生成表示与蓄电池1有关的信息的测量数据。作为与蓄电池1有关的信息,至少蓄电池1的电压和电流(蓄电池1中的单电池的正极端子与负极端子之间的电压和流过该单电池的电流)包含在测量数据中。另外,也可以包括诸如蓄电池1及其周边的温度等其他信息。另外,如上所述,存在用于补充蓄电池1的电能的充电和用于推定蓄电池1的状态的充电,并且测量数据中包含的信息可以根据该充电类型而不同。

推定部23执行处理以提高蓄电池1的soc推定的精度。另外,当简单地在电池充满电之前停止充电时,充电控制部21需要在测量数据中所示的电压达到完全充电时的电压之前停止充电。因此,可以不必推定soc,并且可以省略推定部23。

推定部23的劣化状态推定部231推定蓄电池1的劣化状态。更具体地,劣化状态推定部231推定能够识别蓄电池1的劣化的蓄电池1的参数值。蓄电池1根据使用时间的长短而劣化。因此,能够通过计算根据蓄电池1的使用时间的长短而增大或降低的与蓄电池1有关的参数来识别蓄电池1的劣化。例如,正极或负极的初始充电量、正极或负极的容量(质量)、电池容量和开路电压等与表示劣化状态的参数相对应,这是因为它们的值随着蓄电池1的使用而增大或减小。因此,存在表示劣化状态的几个参数。可以预先决定或任意选择应该使用哪个参数来表示劣化状态。

优选地,充电曲线分析可以用于推定蓄电池1的劣化状态。例如,考虑将使用蓄电池1的设备被实现为充电控制装置2的情形。在这种情形下,使用充电曲线分析技术可以在不取出电池的情况下高精度地掌握使用中的电池的劣化状态。换言之,可以节省从设备上移除蓄电池1并将其重新安装到用于推定蓄电池1的状态的测量设备的时间和精力。因此,表示劣化状态的参数优选为可以通过充电曲线分析来计算的参数。

但是,并不是不能使用除充电曲线分析以外的技术。可以使用通过使测试电流通过来测量电池容量的充电/放电测试、主要致力于内部电阻值的测量的电流停止法、或诸如ac阻抗测量的电化学测量法。可替代地,可以通过组合这些方法来进行测量。

通过充电曲线分析,基于测量数据计算每个单电池的内部状态参数和电池特性(单元特性)。更具体地,基于测量数据来推定内部状态参数。基于推定的内部状态参数来推定电池特性。如上所述,可以预先判断要用作表示劣化状态的参数,并且可以通过充电曲线分析来计算这些参数。

内部状态参数表示单电池的内部状态。假定内部状态参数包括正极容量(正极的质量)、负极容量(负极的质量)、soc偏差和内部电阻。soc偏差是指正极的初始充电量与负极的初始充电量之差。

可以由内部状态参数计算电池特性,并且该电池特性表示蓄电池1的电压等的特性。电池特性包括电池容量、开路电压(ocv)、ocv曲线等。内部电阻也可以包括在电池特性中。ocv曲线是表示与蓄电池1相关的某个指标与开路电压之间的关系的曲线图(函数)。电池容量是在从正极和负极之间的电位差变为电池的放电终止电压的位置到该电位差变为电池的充电终止电压的位置的范围内的容量。

假定充电曲线分析所需的表达式、参数等预先储存在数据存储部27中。例如,其中存储有表示单电池的正极或负极的充电量与电势之间的关系的函数。

劣化状态推定部231基于测量数据计算内部状态参数,这些参数包括构成单电池的正极或负极的活性物质的量、初始充电量、和单电池的内部电阻。该计算利用基于活性物质量和内部电阻来计算蓄电池1的电压的函数。首先,使用该函数,基于测量数据计算蓄电池1的电压。然后,通过回归计算求出使蓄电池1的计算出的电压与测量数据中电压之差减少的活性物质量及内部电阻。此外,正极可以由多个活性物质构成,但是在本实施方式中,将以正极和负极各自由一种活性物质制成的二次电池为例进行描述。

当对具有均由一种类型的活性物质制成的正极和负极的二次电池进行充电时,时刻“t”的电压(端子电压)“vt”可以由以下表达式表示。

[式1]

其中,“it”表示在时刻“t”的电流值,“qt”表示在时刻“t”的二次电池的充电量。“fc”表示指示正极的充电量与电位之间的关系的函数,“fa”表示指示负极的充电量与电位之间的关系的函数。“qoc”表示正极的初始充电量,并且“mc”表示正极的质量。“qoa”表示负极的初始充电量,并且“ma”表示负极的质量。“r”表示内部电阻。

测量数据中包含的电流值用于电流值“it”。通过对电流值“it”进行时间积分来计算充电量“qt”。假设函数“fc”和函数“fa”作为函数信息记录在数据存储部27中。

正极的初始充电量“qoc”、正极的质量“mc”、负极的初始充电量“qoa”、负极的质量“ma”和内部电阻“r”这余下的5个值(参数集)通过回归计算来估算。此外,各极的活性物质量,也可以视为各极的质量的预定比例来计算。

图6是示出内部状态参数计算处理流程的示例的流程图。劣化状态推定部231进行初始化,对上述参数集设置初始值,并将回归计算的重复计数设定为“0”(s201)。例如,初始值可以是当进行针对活性物质的量的先前计算处理时计算出的值,或者可以使用可设想的值。

劣化状态推定部231计算由以下表达式表示的残差e(s202)。

[式2]

其中,“vbat_t”表示在时刻“t”的端子电压,“tend”表示充电结束时刻。

劣化状态推定部231计算参数集的更新步长(s203)。例如,可以使用高斯-牛顿法(gauss-newtonmethod)或莱芬贝格-马夸特法(levenberg-marquardtmethod)等来计算参数集的更新步长。

劣化状态推定部231判断更新步长的大小是否小于预定大小(s204)。当更新步长的大小小于预定大小时(s204中的“否”),劣化状态推定部231判断计算已经收敛并且输出参数集(s207)。当更新步长的大小大于等于预定阈值时(s204中为是),劣化状态推定部231确认回归计算的重复计数是否超过预定值(s205)。

当回归计算的重复计数超过预定值时(s205中为是),劣化状态推定部231输出参数集(s207)。当回归计算的重复计数小于等于预定值时(s205中为“否”),劣化状态推定部231将在s203中计算出的更新步长添加到参数集中,并将回归计算的重复计数加1(s206)。然后,流程返回到残差的计算(s202)。这是内部状态参数的计算处理的流程图。

劣化状态推定部231进一步根据内部状态参数计算出电池特性。作为示例,将描述计算作为蓄电池1的电池特性的开路电压的情形。劣化状态推定部231使用计算出的正极的初始充电量“qoc”、正极的质量“mc”、负极的初始充电量“qoa”、和负极的质量“ma”来计算充电量与蓄电池1的开路电压之间的关系。

图7是示出电池特性计算处理的流程的示例的流程图。在计算出内部状态参数之后,将启动此流程图。在该流程图中,充电量“qn”以一定值“δqn”递增/递减,找到开路电压从小于下限值的值增加到大于等于下限值的值的充电量“qn0”,并且通过使用“qn0”为初始值,使“qn”每次增加“δqn”直到开路电压超过上限值,并在每次增加时都对此时的充电量和开路电压进行记录。以此方式,可以在从下限值到上限值的开路电压的范围内计算充电量与开路电压之间的关系。充电量“qn0”与开路电压为上限值时的充电量“qn”之差成为电池容量。

劣化状态推定部231设定充电量“qn”的初始值(s301)。可以将“qn”的初始值设置为“0”,或者比“0”小了蓄电池1的标称容量的百分之几左右的值。更具体地,如果蓄电池1的标称容量是1000mah,则qn的初始值可以被设置在大约-50mah至0mah的范围内。

劣化状态推定部231计算开路电压(s302)。可以使用以下表达式来计算开路电压。

[式3]

接下来,劣化状态推定部231将计算出的开路电压与预定的下限电压进行比较(s303)。下限电压是由用于蓄电池1的正极活性物质和负极活性物质的组合所决定的值。更具体地,从安全性、寿命和电阻等的观点出发,分别为正极活性物质和负极活性物质定义在各自观点的适当操作范围内的电压,并通过其组合决定作为蓄电池1的使用范围内的下限电压和上限电压。

当开路电压不小于预定下限电压时(s303中为“否”),从充电量“qn”中减去“δqn”(s304),并再次计算开路电压(s302)。当开路电压小于下限电压时(s303为是),劣化状态推定部231在充电量“qn”上加上“δqn”(s305)。以这种方式,充电量“qn”接近于下限值。δqn的值可以设定为任意值。例如,“δqn”可以设置为蓄电池1的标称容量的1/1000至1/100的量级。更具体地,如果蓄电池1的标称容量是1000mah,则“δqn”可以被设置在大约1mah至10mah的范围内。

劣化状态推定部231使用相加后的充电量“qn+δqn”来计算开路电压(s306)。劣化状态推定部231将计算出的开路电压与上述下限电压进行比较(s307)。当开路电压小于下限电压时(s307中为“否”),流程返回至s305,并且将“δqn”再次加到充电量“qn”(s305)。当开路电压大于等于下限值电压时(s307中为是),由于开路电压从小于下限值的值增加到大于等于下限值的值,假设在这种情况下的充电量“qn”为“qn0”,并且将充电量“qn0”和开路电压“en”一起记录(s308)。此外,该充电量“qn0”的值可以作为基准值而表示为0。在该情况下,当进行后续记录时,记录从充电量“qn”的值中减去“qn0”的值而获得的值。

劣化状态推定部231将“δqn”加到充电量“qn”(s309),计算开路电压(s310),并记录从充电量“qn”减去“qn0”而获得的值、以及计算出的开路电压“en”(s311)。

劣化状态推定部231将计算出的开路电压与蓄电池1的预定上限电压进行比较(s312)。蓄电池1的上限电压是由用于蓄电池1的正极活性物质和负极活性物质的组合而决定的值。当开路电压小于预定上限电压时(s312中为“否”),再次返回到将“δqn”加到充电量“qn”的处理(s309)。当开路电压达到或超过预定上限电压时(s312中为“是”),处理结束。以上为示出电池特性计算处理流程的流程图。

图8a和图8b是示出充电量和开路电压之间的关系的示例的图(充电量-ocv曲线)。图8a是由劣化状态推定部231计算出的充电量-ocv曲线。图8b是将图8a中所示的图表的纵轴调整成从下限电压到上限电压为止的图。从而,劣化状态推定部231计算必要的内部状态参数或电池特性。

soc信息推定部232基于由劣化状态推定部231计算出的内部状态参数和电池特性等来推定蓄电池1的soc的信息。更具体地,soc信息推定部232推定蓄电池1的电压、电流和soc中的每两个之间的对应关系。

例如,soc信息推定部232将由劣化状态推定部231计算出的充电量-ocv曲线转换为soc-ocv曲线。可以使用从充电量-ocv曲线计算出的电池容量和充电量来完成从充电量到soc的转换。开路电压可用“电压+c×内部电阻×电流”表示(开路电压=电压+c×内部电阻×电流)。符号“c”代表预定常数。因此,可以从测量数据中包含的电压和电流值来计算soc。

图9是示出soc与开路电压之间的关系的示例的图(soc-ocv曲线)。图9与图8a和8b的不同之处在于,水平轴不是表示充电量,而是soc。图9示出了图8b所示的转换为soc-ocv曲线(实线)的图叠加在初始状态下蓄电池1的soc-ocv曲线(虚线)上。换言之,图9的虚线表示蓄电池1在初始状态下的开路电压,实线表示由于蓄电池1的劣化等引起的变化后(当前)的蓄电池1的开路电压。soc表示当前充电的充电量相对于满充电容量的比例,并由0到1之间或0%到100%之间的值表示。

随着容量减小,变化后的曲线变短,但是从图9可以看出,不仅曲线的长度而且形状本身都在变化。例如,当开路电压为a时,soc为“b1”。然而,如果在初始状态下根据soc-ocv曲线求取开路电压,则soc被求得为“b2”,从而导致soc的推定精度变差。因此,在蓄电池1的当前状态下,可以利用soc-ocv曲线从测量数据中包含的电压和电流准确地计算出soc。

在本实施方式中,如图4中所示,基于充电中的蓄电池1的soc来停止充电。因此,如果不能准确地推定蓄电池1的soc,则也可能存在无法检测到已达到soc的上限值的情形。因此,可能会发生在超过soc的上限值后才停止充电。因此,优选地,通过充电曲线分析来推定当前的蓄电池1的电压、电流和soc各个之间的对应关系。

此外,尽管上文已经描述了二次电池的正极和负极均由一种类型的活性物质制成的情形,但是本实施方式同样适用于其正极和负极中的任一个或两者都由多种活性物质制成的二次电池。

尽管作为内部状态参数计算出的推定值可以用于内部电阻,但是内部电阻根据温度等而变化。因此,劣化状态推定部231可以校正内部电阻。并且,劣化状态推定部231还可以使用校正后的推定值重新计算一次计算出的电池特性。由此,能够提高劣化状态的推定精度。

可以使用在日本未审查专利申请公开no.2017-166874等中描述的已知技术来校正内部电阻。例如,可以这样计算出与温度相对应的内部电阻:将内部电阻分成三个分量(反应电阻“rct”、扩散电阻“rd”和欧姆电阻“rohm”);根据各自固有的温度依赖性校正这三个分量;以及计算这些分量的合计。

上限值决定部24在对电池同时充电和使用时基于与蓄电池1有关的信息决定soc的上限值。此外,当未根据蓄电池1决定soc的上限值时,可以省略上限值决定部24。

soc的上限值也可以基于表示劣化状态的参数与soc的上限值之间的关系表达式或图表来决定(计算)。可替代地,可以将表示劣化状态的参数值分类为预定的(多个)范围,并且可以基于表示分类与soc的上限值之间的对应关系的对应表来决定soc的上限值。对于表示劣化状态的参数,可以使用在推定与soc的对应关系的过程中计算出的参数(内部状态参数和电池特性),并且可以预先决定应使用什么参数。可替代地,可以任意选择多个参数。优选的是,通过使劣化越大的蓄电池1的soc的上限值越低,来尽可能地防止劣化的继续进行。

并且,在决定上限值时也可以考虑蓄电池1或其周围的温度。当温度高于预定阈值时,可以降低soc的上限值。在这种情况下,可以参考表示在储存期间电池的劣化特性的数据,诸如电池劣化速度与soc之间的相关性、以及劣化速度与温度之间的相关性。

每次充电时,上限值决定部24可以改变上限值。例如,如图4所示,每次进行充电直至充电计数超过预定阈值时,上限值可以减小约百分之几。随后,当充电计数超过预定阈值时,上限值可以是固定的。

判断部25判断在蓄电池1的充电过程中蓄电池1是否正在被使用。判断部25可以根据测量数据中包含的测量值的波动来判断对蓄电池1的使用。例如,当蓄电池1的电压在预定时间段内变得低于预定值时,可以判断蓄电池1正在被使用。另一方面,当蓄电池1的温度在预定时间段内没有低于预定值时,可以判断正在使用蓄电池1。

判断部25判断当充电停止时重新开始充电。当测量数据中所示的电压变得低于预定阈值时,将重新开始充电。停止使用蓄电池1时,也可以重新开始充电。用于判断是否停止使用蓄电池1的方法可以与用于判断是否正在使用蓄电池1的方法相同。判断部25的判断结果被发送到充电控制部21,并且充电控制部21基于判断结果控制充电。

此外,可以从外部通知使用或不使用蓄电池1。判断部25可以基于该通知来判断是否使用了蓄电池1。例如,可以通过电信号或通信信号从在使用蓄电池1作为电源的智能手机上执行的应用程序通知蓄电池1的使用。

检测部26检测到蓄电池1的soc已经达到上限值。可以基于测量数据来执行检测。例如,检测部26通过使用与由soc信息推定部232计算出的与soc的对应关系有关的信息,从测量数据中包含的电压和电流值来计算蓄电池1的当前soc。检测部26可以检测到计算出的soc值已达到上限值。

数据存储部(参考数据获取部)27储存充电控制装置2的处理所使用的数据。例如,可以储存在计算soc的上限值时使用的诸如关系表达式、图表和对应表的参考数据。

当与上限值有关的多个参考数据被储存在数据存储部27中时,上限值决定部24可以提取适合于蓄电池1的参考数据并使用该参考数据来计算上限值。这使得可以设定更适合于蓄电池1的上限值。尽管在到目前为止的描述中已经使用基于蓄电池1的劣化状态的参考数据设置了上限值,但即使当蓄电池1处于相同的劣化状态时,适当的上限值也可以根据蓄电池1的标准和历史等而不同,例如类型、使用年限、制造日期、制造商。因此,上限值决定部24优选地基于与蓄电池1有关的信息,例如指示劣化状态的标准、历史参数,来获取用于判断上限值的参考数据。

假设已经基于满足前提条件的多个二次电池预先创建了参考数据。参考数据可以通用于满足前提条件的其他二次电池。对前提条件没有特别限制,但是假定存在各种前提条件。例如,前提条件可以为使得用于二次电池的电极的材料和电极的活性物质的量应落入预定范围内。此外,用于创建参考数据的方法不受特别限制,可以任意决定。

进一步地,数据存储部27可以基于与蓄电池1有关的信息以有线或无线通信或电信号的方式从提供参考数据的设备等获取参考数据。对提供参考数据的设备等没有特别限制。可以是存储参考数据的外部数据库,也可以是生成和提供参考数据的参考数据供应服务器。

对获取参考数据的时机没有特别限制。例如,当在蓄电池1中未找到对应的参考数据时,或者当参考数据供应装置生成新的参考数据时,可以不定期地或定期地获取参考数据。当在数据存储部27中没有找到合适的参考数据时,可以基于上述前提条件等来获取与它们相对应的参考数据。可替代地,可以获取从参考数据供应装置提供的所有参考数据。此外,在获取的参考数据中被认为不必要的参考数据可以不必储存在数据存储部27中。

此外,可以删除已经储存在数据存储部27中的参考数据。例如,可以从数据存储部27中删除满足预定删除条件的参考数据,例如不经常使用的参考数据和超过有效期的参考数据,以节省容量。

下文将描述上限值决定部24决定上限值之后由充电控制部21进行的处理流程。图10是示出充电控制部21进行的充电控制流程的示例的流程图。当充电控制部21接收到充电执行命令时,流程开始。此外,假设充电控制部21已经接收到上限值。

充电控制部21开始充电(s401)。测量部22开始生成测量数据(s402)。在下文中,判断部25和检测部26可以实时地参考测量数据。判断部25基于测量数据判断对蓄电池1的使用(s403)。此外,判断部25可以基于来自外部的通知来判断对蓄电池1的使用。

当判断未使用蓄电池1时(s404中为“否”),进行充电直至蓄电池1被充满电为止,检测部26检测到蓄电池1被充满电并指示充电控制部21停止充电(s405)。另一方面,当判断正在使用蓄电池1时(s404中为“是”),进行充电直至蓄电池1的soc达到上限值为止。随后,检测部26检测到soc已经达到上限值,并指示充电控制部21停止充电(s406)。也就是说,在检测到soc已经达到上限值的时刻,充电控制部21停止对蓄电池1的充电。

充电控制部21从检测部26接收指令并停止充电(s407)。在停止充电之后,判断部25判断充电的重新开始(s408)。该判断可以基于测量数据或基于来自外部的通知来进行。当判断重新开始充电时(s409为“是”),判断部25再次判断对蓄电池1的使用(s403)。因此,当即使在充电重新开始之后判断为正在使用蓄电池1时,重复图4中所示的充电停止和重新开始。另一方面,当在重新开始充电之后判断未使用电池1时,重新开始对电池1的充电,并且可以对电池充电直到其完全充满为止。当判断未重新开始充电时(s409中为“否”),流程结束。例如,在解除充电控制装置2和蓄电池1之间的电连接的时刻,判断部25可以判断不重新开始充电。

此外,充电控制部21在重新开始充电时对充电计数进行计数,充电控制部21可以使用与该计数相对应的上限值。以这种方式,可以进行逐渐降低上限值的处理,如图4所示。

如上所述,根据本实施方式,当在充电的同时使用蓄电池1时,在蓄电池1充满之前停止充电并且抑制了soc。这使得能够防止在充电时的使用所引起的蓄电池1的劣化。

根据本实施方式,可以通过使用充电曲线分析来提高蓄电池1的soc推定的精度。这使得当蓄电池1的soc达到期望值时能够停止充电。

此外,根据本实施方式,考虑到了蓄电池1的劣化状态来决定上限值。这使得可以将soc限制在适合于蓄电池1的水平。

此外,上述系统配置是示例,并且系统配置不限于上述配置。例如,如果可以通过通信信号或电信号从充电控制装置2接收到处理所需的信息,并且可以将处理结果移交给充电控制装置2,则充电控制装置2的某些组件可以位于充电控制装置2的外部。例如,设置有推定部23的推定装置可以位于充电控制装置2的外部。

并且,上述实施方式中的各个处理可以通过专用电路来实现或者可以使用软件(程序)来实现。当使用软件(程序)时,根据上述实施方式,例如可以通过使用通用计算机设备作为基本硬件并使得安装在计算机设备上的诸如中央处理单元(cpu)之类的处理器执行程序来进行这些处理。

图11是示出根据本发明的实施例的硬件配置的示例的框图。充电控制装置2可以被实施为计算机装置3,该计算机装置具有经由总线36连接的处理器31、主存储装置32、辅助存储装置33、网络接口34和设备接口35。

处理器31从辅助存储装置33读取程序,在主存储装置32上展开程序并执行该程序,从而能实现充电控制装置2的各个组件的每个功能。

处理器31是包括计算机的控制装置和计算装置的电子电路。对于处理器31,例如可以使用通用处理器、中央处理器(cpu)、微处理器、数字信号处理器(dsp)、控制器、微控制器、状态机、专用集成电路、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)以及这些组件的组合。

还可以通过在计算机装置3中预先安装要由每个设备执行的程序来实现根据本实施方式的充电控制装置2。可替换地,根据情况,充电控制装置2也可以通过在计算机装置3中安装储存在诸如cd-rom的存储介质中的程序或经由网络分配的程序来实现。

主存储装置32是临时存储要由处理器31执行的指令和各种数据等的存储装置,并且可以是诸如dram的易失性存储器或诸如mram的非易失性存储器。辅助存储装置33是永久地存储程序和数据的存储设备,并且可以是闪存等。

网络接口34是用于通过无线或有线通信与通信网络4建立连接的接口。网络接口34允许计算机装置3经由通信网络4连接到外部装置5a。例如,当参考数据获取部与诸如云的参考数据供应装置进行通信时,外部装置5a对应于参考数据供应装置。

设备接口35是与外部装置5b直接连接的接口,如usb。也就是说,计算机装置3可以经由网络连接到外部装置5,或者可以直接连接。外部装置5(5a和5b)可以是充电控制装置2的外部装置、充电控制装置2的内部装置、外部存储介质、和存储装置中的任何一种。当参考数据获取部经由设备接口35从外部存储介质或存储装置获取参考数据时,外部装置5b对应于参考数据供应装置。

此外,外部装置5可以是输入装置或输出装置。输入装置包括诸如键盘、鼠标、触摸面板之类的装置,并将通过这些装置输入的信息提供给计算机装置3。来自输入装置的信号被输出至处理器31。

计算机装置3可以由诸如安装有处理器31等的半导体集成电路之类的专用硬件构成。专用硬件可以与诸如为ram和rom的存储装置的组合构成。可以将计算机装置3结合在蓄电池1中。

尽管已经描述了某些实施方式,但是这些实施方式仅以示例的方式给出,并且不意图限制本发明的范围。实际上,本文描述的新颖实施方式可以以多种其他形式来体现。并且,在不脱离本发明的精神的情况下,可以对本文所述实施方式的形式进行各种省略、替换和变型。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这种形式或变型。

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