CN101389971B - 电池寿命判断装置及电池寿命判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以正确地判断蓄电池寿命的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法。期待寿命值选择部(7)参照寿命数据存储部(5)所存储的寿命数据，选择与放电时蓄电池所施加的负载功率及设置有蓄电池(3)的场所的环境温度相应的寿命作为期待寿命值，第一寿命降低量计算部(12a)基于以将蓄电池(3)的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数来计算第一寿命降低量，第二寿命降低量计算部(12b)基于以一定的时间间隔测量出的充放电时或休止时的蓄电池温度的平均值、环境温度、设置蓄电池(3)之后的经过时间来计算第二寿命降低量，残余寿命值计算部(12c)从期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量来计算残余寿命值。

Description

电池寿命判断装置及电池寿命判断方法
技术领域
本发明涉及判断无停电电源装置等所使用的蓄电池寿命的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法，具体而言，是基于镍氢蓄电池独自的举动，来高精度地判断寿命的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法。
背景技术
像无停电电源(UPS)(uninterruptible power supply)等内置备用的蓄电池的装置中，对蓄电池寿命的检测在保养检查方面尤为重要。镍氢蓄电池(nickel-hydrogen storage battery)的寿命的恶化，一般来说，负极的氢吸收合金的腐蚀是其主要原因，但是，使用温度、放电次数、经过时间及放电时的负载功率(load power)的大小等主要因素的影响也较多。这样，判断寿命的要素多种多样，正确地判断使用中的蓄电池的寿命非常不容易。
以往，为了判断镍氢蓄电池的容量或寿命，提出过一种利用寿命末期的内部阻抗增加或放电时的电压变化作为判断寿命的参数的方法。例如，在日本专利公开公报特开平8-138759号公报(以下称作“专利文献1”)中所公开的装置，是根据多个放电电流值所对应的放电电压值的分布计算其倾斜度来进行恶化判断。并且，在日本专利公开公报特开2000-215923号公报(以下称作“专利文献2”)中所公开的装置，是将在放电中测量出的内部阻抗或电池电压与初期进行相对比较来进行恶化判断。这样的寿命判断方法，由于着眼于蓄电池的内部阻抗和由其引起的电压变化与蓄电池的寿命的相关关系，因此在短期可以预测某种程度的寿命这一点上很有效果。
另一方面，还提出了一种从放电负载功率值计算期待寿命值，并将该期待寿命值与以放电次数为变量作为一次函数所计算出的寿命降低量的差作为残余寿命值来计算，以此来判断蓄电池的寿命的方法(例如，参照日本专利公开公报特开2000-243459号公报(以下称作“专利文献3”))。因为该方法不需强制性地使蓄电池放电，即可以适当地补正精度较高的期待寿命值又可以有效地加以利用，因此在铅蓄电池等中很有效果。
然而，在专利文献1及专利文献2所记载的方法中，如果内部阻抗不上升到某种程度则不能判断寿命，而且并没有将成为寿命恶化的主要因素的放电频率及蓄电池温度等考虑在内。在专利文献3所记载的方法中，由于镍氢蓄电池独自的恶化举动(负极的氢吸收合金的腐蚀)，寿命判断所使用的公式不能成为以放电次数为变量的一次函数。因此，不管是哪种方法都存在残余寿命值较大地偏离实际值这样的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题，其目的在于提供可以正确地判断蓄电池的寿命的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法。
本发明所提供的电池寿命判断装置包括：寿命数据存储部，存储表示放电时蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池所设置的场所的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据；负载功率测量部，测量上述蓄电池所施加的负载功率；环境温度测量部，测量上述环境温度；期待寿命值选择部，参照上述寿命数据存储部所存储的上述寿命数据，选择与由上述负载功率测量部测量出的负载功率及由上述环境温度测量部测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值；放电次数计数部，对上述蓄电池的放电次数进行计数；第一寿命降低量计算部，基于以将由上述放电次数计数部计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；平均值计算部，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；经过时间计数部，对设置上述蓄电池之后的经过时间进行计数；第二寿命降低量计算部，基于由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值、由上述环境温度测量部测量出的环境温度、由上述经过时间计数部计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；残余寿命值计算部，从由上述期待寿命值选择部选择出的期待寿命值减去由上述第一寿命降低量计算部计算出的第一寿命降低量以及由上述第二寿命降低量计算部计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
本发明还提供电池寿命判断方法，包括：负载功率测量步骤，测量放电时蓄电池所施加的负载功率；环境温度测量步骤，测量上述蓄电池所设置的场所的环境温度；期待寿命值选择步骤，参照表示放电时上述蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据，选择与在上述负载功率测量步骤中测量出的负载功率及在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值；放电次数计数步骤，对上述蓄电池的放电次数进行计数；第一寿命降低量计算步骤，基于以将在上述放电次数计数步骤中计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；平均值计算步骤，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；经过时间计数步骤，对设置上述蓄电池之后的经过时间进行计数；第二寿命降低量计算步骤，基于在上述平均值计算步骤中计算出的蓄电池温度的平均值、在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度、在上述经过时间计数步骤中被计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；残余寿命值计算步骤，从在上述期待寿命值选择步骤中选择出的期待寿命值减去在上述第一寿命降低量计算步骤中计算出的第一寿命降低量及在上述第二寿命降低量计算步骤中计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
根据上述的结构或方法，在寿命数据存储部中存储表示放电时蓄电池所施加的负载功率及设置有蓄电池的场所的环境温度和蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据。并且，测量蓄电池所施加的负载功率和环境温度，参照寿命数据存储部所存储的寿命数据，与测量出的负载功率及环境温度相应的寿命作为期待寿命值而被选择。计数蓄电池的放电次数，基于以将计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使期待寿命值降低的第一寿命降低量。然后，计算充放电时或休止时蓄电池的温度的平均值。计数设置蓄电池之后的经过时间，基于计算出的蓄电池温度的平均值、测量出的环境温度、计数的经过时间，计算用于使期待寿命值降低的第二寿命降低量。然后，从期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量，计算残余寿命值。
因此，由于与负载功率及环境温度相应的寿命作为期待寿命值而被选择，并从期待寿命值减去基于以将放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数计算出的第一寿命降低量、和基于蓄电池温度的平均值和环境温度以及经过时间计算出的第二寿命降低量，所以，可以使停电时的备用放电和设置蓄电池之后的环境温度或经过时间等不与放电次数直接相关的因素给蓄电池的寿命带来的影响反映到蓄电池的寿命的判断中，从而能够正确地判断蓄电池的寿命。
本发明的目的、特征及优点，通过以下的详细说明和附图将更为显而易见。
附图说明
图1是表示第一实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。
图2是用于说明第一实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
图3是表示第二实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。
图4是用于说明第二实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
图5是表示第三实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。
图6是用于说明第三实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
图7是在实施例6、实施例1及参照例中，残余寿命值随经过时间的推移的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施例的电池寿命判断装置进行说明。另外，本发明可以在不变更其要点的范围内适当地变更而实施。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。在图1中，电池寿命判断装置1包括寿命判断部2和无停电电源中内置的蓄电池3。另外，具体而言，蓄电池3是由镍氢蓄电池构成。
寿命判断部2包括负载功率测量部4、寿命数据存储部5、环境温度测量部6、期待寿命值选择部7、放电次数计数部8a、经过时间计数部8b、蓄电池温度测量部9、平均值计算部10、残余寿命显示部11、控制部12、充电控制部13及通讯部14。
负载功率测量部4测量负载功率的值。寿命数据存储部5将为每一个一定间隔的环境温度预先求出负载功率和蓄电池寿命之间的关系的寿命数据，以负载功率-蓄电池寿命表格的形式进行存储。环境温度测量部6对设置有蓄电池3的场所的环境温度进行测量。期待寿命值选择部7基于由负载功率测量部4测量出的负载功率及由环境温度测量部6测量出的环境温度，从存储在寿命数据存储部5的寿命数据中选择期待寿命值。
放电次数计数部8a对蓄电池3的放电次数进行计数。经过时间计数部8b对设置蓄电池3之后的经过时间进行计数。蓄电池温度测量部9以一定的时间间隔测量蓄电池温度。平均值计算部10用测量次数除蓄电池温度测量部9所测量出的蓄电池温度之和来计算平均值。
控制部12包括第一寿命降低量计算部12a、第二寿命降低量计算部12b及残余寿命值计算部12c。第一寿命降低量计算部12a将由放电次数计数部8a计数的放电次数转换成时间而换算为寿命降低量。第二寿命降低量计算部12b将由平均值计算部10计算出的蓄电池温度的平均值和由经过时间计数部8b计数的经过时间换算为寿命降低量。残余寿命值计算部12c通过从由期待寿命值选择部7选择出的期待寿命值减去由第一寿命降低量计算部12a计算出的第一寿命降低量及由第二寿命降低量计算部12b计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
具体而言，若设期待寿命值为L0、放电次数为N、第一寿命降低量为L1、设置蓄电池之后的经过时间为D、以一定的时间间隔测量出的充放电时或休止时的蓄电池温度的平均值为Tm、计算期待寿命值时的环境温度为T0、第二寿命降低量为L2、残余寿命值为L，如下所示，分别用下式(1)表示第一寿命降低量L1，用下式(2)表示第二寿命降低量L2，用下式(3)表示残余寿命值L：
L1＝a×ln(b×N)+c         ......(1)
L 2 = d × D × 2 ( T m - T 0 / 10 ) . . . . . . ( 2 )
L＝L0-(L1+L2)             ......(3)。
在此，a、b、c、d是常数。并且，ln表示自然对数的函数。
第一寿命降低量L1按负极的氢吸收合金的腐蚀程度而增加。因此，在变更电池构成条件来抑制腐蚀或使其难以受到腐蚀的影响的情况下，值变小。另外，常数a、b的值基于镍氢蓄电池的结构例如隔离膜的厚度而变化，而常数c的值在镍氢蓄电池中基本恒定。在此，常数b的值具有将放电次数N转换成时间的维度(dimension)。第一寿命降低量计算部12a通过以将由放电次数计数部8a计数的放电次数N转换成时间的值为变量的自然对数函数来计算第一寿命降低量L1。
并且，平均值计算部10计算以一定的时间间隔测量出的充放电时或休止时的蓄电池温度的平均值Tm，第二寿命降低量计算部12b将以该蓄电池温度的平均值Tm和环境温度的测量值T0之差为变量的指数函数的值乘以设置蓄电池之后的经过时间D，来计算第二寿命降低量L2。残余寿命值计算部12c将从期待寿命值L0减去第一寿命降低量L1及第二寿命降低量L2所得的值作为残余寿命值L进行计算，来判断寿命。镍氢蓄电池的寿命随着电池自身的温度上升而以指数函数方式下降。这是因为在高温下氢吸收合金的腐蚀比在常温下更快。通过将该要素附加到第一寿命降低量L1，可以正确地判断镍氢蓄电池的寿命。
第二寿命降低量L2按蓄电池温度的平均值Tm而变化。因此，在变更电池的构成条件来抑制发热或提高散热性的情况下，第二寿命降低量L2变小。另外，常数d对于同种类的蓄电池基本上为恒定的值。
充电控制部13基于由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值来控制蓄电池3的充电。通讯部14与无停电电源主体15进行通讯。通讯部14向无停电电源主体15发送由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值。残余寿命显示部11显示由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值。
另外，蓄电池3与电池寿命判断装置1的各部一体设置。由此，因为蓄电池3与电池寿命判断装置1的各部一体设置，所以，处理变得容易。而且，连接蓄电池3和电池寿命判断装置1的计数部及测量部的距离变短，从而可以缩短线路。
另外，在本实施例中，是蓄电池3和电池寿命判断装置1的各部一体设置，但是，本发明并不特别限定于此，也可以是可以更换蓄电池(装卸)的结构。即，电池寿命判断装置1还可以包括检测蓄电池3的更换的检测部、和在由检测部检测出蓄电池3已经被更换时，对放电次数及经过时间进行复位的复位部。此时，因为检测出已经插入新的蓄电池3，放电次数及经过时间被复位，所以，即使蓄电池的残余寿命值达到规定值并判断出寿命，也可以更换蓄电池，从而能够进行新的蓄电池的寿命判断。
其次，基于流程图对使用图1所示的电池寿命判断装置的电池寿命判断方法具体地进行说明。图2是用于说明第一实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
如果无停电电源中内置的镍氢蓄电池3开始放电，电池寿命判断装置1则开始工作，进行求出期待寿命值L0的动作(步骤S2至S5)、求出第一寿命降低量L1的动作(步骤S6、S7)及求出第二寿命降低量L2的动作(步骤S8至S11)。另外，在本实施例中，时间序列性地进行求出期待寿命值L0的动作、求出第一寿命降低量L1的动作及求出第二寿命降低量L2的动作，但是，本发明并不特别限定于此，也可以更换各动作的顺序，而且，也可以并行地进行各动作。
首先，控制部12对无停电电源中内置的镍氢蓄电池3是否已经开始放电进行判断(步骤S1)。在此，在判断为没有开始放电的情况下(在步骤S1为否)，蓄电池3处于待机状态直到开始放电为止。
另一方面，在判断为已经开始放电的情况下(在步骤S1为是)，环境温度测量部6对设置有蓄电池3的场所的环境温度T0进行测量(步骤S2)。其次，负载功率测量部4对放电时蓄电池3所施加的负载功率的值进行测量(步骤S3)。通常，负载功率的值用表示放电率的放电电流的时间率来表示。
其次，期待寿命值选择部7将由负载功率测量部4测量出的负载功率的测量值与最接近由环境温度测量部6测量出的环境温度的负载功率-蓄电池寿命表的值进行对照(步骤S4)。预先为每一个一定间隔的环境温度求出放电时蓄电池所施加的负载功率和蓄电池寿命之间的关系，将该数据作为负载功率-蓄电池寿命表而预先存储在存储器等寿命数据存储部5。即，寿命数据存储部5为每一个环境温度存储负载功率-蓄电池寿命表。其次，期待寿命值选择部7从负载功率-蓄电池寿命表选择与负载功率值相应的期待寿命值L0并输出到控制部12(步骤S5)。
其次，放电次数计数部8a对蓄电池3的放电次数N进行计数并输出到控制部12(步骤S6)。其次，第一寿命降低量计算部12a基于式(1)，通过以将放电次数N转换成时间的值为变量的自然对数函数计算第一寿命降低量L1(步骤S7)。
其次，平均值计算部10从蓄电池温度测量部9取得每隔一定的时间间隔测量出的蓄电池3的温度(蓄电池温度)(步骤S8)。蓄电池温度测量部9每隔一定的时间间隔对蓄电池3的温度进行测量。
其次，平均值计算部10基于由蓄电池温度测量部9测量出的蓄电池温度和测量次数来计算平均值Tm(步骤S9)。其次，经过时间计数部8b对设置蓄电池3之后的经过时间D进行计数(步骤S10)。
其次，第二寿命降低量计算部12b通过将由经过时间计数部8b计数的经过时间D、由平均值计算部10计算出的蓄电池温度的平均值Tm、以及由环境温度测量部6测量出的环境温度T0代入式(2)，计算第二寿命降低量L2(步骤S11)。
其次，残余寿命值计算部12c基于式(3)计算残余寿命值L。即，残余寿命值计算部12c从由期待寿命值选择部7选择出的期待寿命值L0减去由第一寿命降低量计算部12a计算出的第一寿命降低量L1及由第二寿命降低量计算部12b计算出的第二寿命降低量L2，来计算残余寿命值L(步骤S12)。
将这样求出的残余寿命值L从控制部12输出到残余寿命显示部11。残余寿命显示部11例如由液晶显示器等构成，在其画面上显示由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值L。另外，在本实施例中，是通过显示残余寿命值向用户通知残余寿命值，但是，本发明并不特别限定于此，也可以通过LED等的点灯或声音等向使用者告知寿命。
例如，在使用LED向用户通知残余寿命值时，控制部12以残余寿命值所对应的颜色使LED发光，或判断残余寿命值是否达到规定值，在达到规定值时使LED点灯。例如，控制部12在残余寿命值达到0时使LED点灯。而且，例如，在通过声音等向用户通知残余寿命值时，控制部12从扬声器输出由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值所对应的语音，或判断残余寿命值是否达到规定值，在达到规定值时使预先决定的语音从扬声器输出。例如，控制部12在残余寿命值达到0时使预先决定的语音从扬声器输出。
而且，残余寿命值L通过通讯部14被发送到无停电电源主体15。无停电电源主体15接收由通讯部14发送的残余寿命值L。无停电电源主体15具备残余寿命显示部，在残余寿命显示部显示接收到的残余寿命值L。在本实施例中，电池寿命判断装置1包括残余寿命显示部11。然而，也可以是电池寿命判断装置1不包括残余寿命显示部，而无停电电源主体15包括残余寿命显示部。此时，无停电电源主体15的残余寿命显示部显示由通讯部14发送的残余寿命值L。
并且，充电控制部13基于残余寿命值L控制放电的镍氢蓄电池3的充电。例如，充电控制部13进行控制使得在残余寿命值L为规定值以下时不进行充电。
另外，因为一般情况下镍氢蓄电池都被设置在使用者难以见到的场所，所以，像无停电电源主体的控制部那样，在使用者容易见到的部分设置残余寿命显示部11比较有效。
(第二实施方式)
接着，对第二实施例的电池寿命判断装置进行说明。第二实施例的电池寿命判断方法可以进一步正确地判断镍氢蓄电池的寿命。第二实施例的电池寿命判断方法，将以环境温度的测量值和蓄电池温度的平均值之差为变量的指数函数的值乘以初期的期待寿命值，计算出随时期待寿命值，并将从随时期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量的值作为残余寿命值进行计算，由此来判断寿命。
上述的第一实施例的电池寿命判断方法的期待寿命值L0(与初期期待寿命值同义)严格按照蓄电池的温度履历而以指数函数方式变化。通过将该要素附加到第一实施例的电池寿命判断方法中，可以进一步正确地判断镍氢蓄电池的寿命。
图3是表示第二实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。另外，在图3中，对与第一实施例相同的结构标注了同样的符号，并省略其说明。
图3所示的寿命判断部2包括：负载功率测量部4、寿命数据存储部5、环境温度测量部6、期待寿命值选择部7、放电次数计数部8a、经过时间计数部8b、蓄电池温度测量部9、平均值计算部10、残余寿命显示部11、控制部12、充电控制部13及通讯部14。
控制部12包括第一寿命降低量计算部12a、第二寿命降低量计算部12b、残余寿命值计算部12c及随时期待寿命值计算部12d。随时期待寿命值计算部12d将来自平均值计算部10的信息加进从寿命数据存储部5读出的期待寿命值，来计算随时期待寿命值。即，随时期待寿命值计算部12d将以由环境温度测量部6测量出的环境温度和由平均值计算部10计算出的蓄电池温度的平均值之差为变量的指数函数的值乘以由期待寿命值选择部7选择出的期待寿命值，来计算随时期待寿命值。
残余寿命值计算部12c从由随时期待寿命值计算部12d计算出的随时期待寿命值减去由第一寿命降低量计算部12a计算出的第一寿命降低量及由第二寿命降低量计算部12b计算出的第二寿命降低量，来计算残余寿命值。
具体而言，若设期待寿命值为L0、随时期待寿命值为Lm、第一寿命降低量为L1、计算期待寿命值L0时的环境温度为T0、充放电时或休止时的蓄电池温度的平均值为Tm、第二寿命降低量为L2、残余寿命值为L，如下所示，分别用下式(4)表示随时期待寿命值Lm，用下式(5)表示残余寿命值L：
L m = L 0 × 2 ( T 0 - T m / 10 ) . . . . . . ( 4 )
L＝Lm-(L1+L2)         ......(5)。
其次，基于流程图对使用图3所示的电池寿命判断装置的电池寿命判断方法具体地进行说明。图4是用于说明第二实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
由于图4的步骤S21至S25的处理与图2的步骤S1至S5的处理相同，所以，省略其说明。在第二实施例的电池寿命判断方法中，到求出初期的期待寿命值L0的处理(步骤S5(应为S25))为止均与第一实施例的电池寿命判断方法相同，而其后的动作则有所不同。
平均值计算部10从蓄电池温度测量部9取得每隔一定的时间间隔测量出的蓄电池3的温度(蓄电池温度)(步骤S26)。蓄电池温度测量部9每隔一定的时间间隔对蓄电池3的温度进行测量。其次，平均值计算部10基于由蓄电池温度测量部9测量出的蓄电池温度和测量次数计算平均值Tm(步骤S27)。
其次，随时期待寿命值计算部12d通过将由环境温度测量部6测量出的环境温度T0和由平均值计算部10计算出的蓄电池温度的平均值Tm代入式(4)，计算随时期待寿命值Lm(步骤S28)。
另外，因为图4的步骤S29至S32的处理与图2的步骤S6、S7、S10、S11的处理相同，所以，省略其说明。
其次，残余寿命值计算部12c通过从由随时期待寿命值计算部12d计算出的随时期待寿命值Lm减去第一寿命降低量L1和第二寿命降低量L2，计算残余寿命值L，并对镍氢蓄电池3的寿命进行判断(步骤S33)。步骤S34的处理与图2的步骤S13的处理相同。
根据第二实施例的电池寿命判断方法，由于为了从放电时镍氢蓄电池3所施加的负载功率值计算寿命值，预先准备表示负载功率及环境温度和寿命之间的关系的寿命数据，从该寿命数据中选择与负载功率和环境温度的测量值相应的寿命来作为期待寿命值，所以，可以正确地预测寿命。而且，在因实际的停电而导致蓄电池3发挥本来的备用功能进行放电时，由于因其放电而恶化的蓄电池3的寿命被修正，所以，可以高精度地正确判断镍氢蓄电池的寿命。
(第三实施方式)
接着，对第三实施例的电池寿命判断装置进行说明。第三实施例的电池寿命判断方法可以进一步正确地判断镍氢蓄电池的寿命。在第三实施例的电池寿命判断方法中，在从期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量计算出残余寿命值之后，存储残余寿命值。而且，每一次减去第一寿命降低量及第二寿命降低量都更新残余寿命值，对寿命进行判断。
在上述的第一实施例的电池寿命判断方法中，计算第一寿命降低量及第二寿命降低量、并从残余寿命值减去第二寿命降低量的间隔越短、越能使残余寿命值的精度提高。通过将该要素附加到第一实施例的电池寿命判断方法中，可以进一步正确地判断镍氢蓄电池的寿命。
图5是表示第三实施例的电池寿命判断装置的结构的方框图。另外，在图5中，对与第一实施例相同的结构标注了同样的符号，并省略其说明。
图5所示的寿命判断部2包括：负载功率测量部4、寿命数据存储部5、环境温度测量部6、期待寿命值选择部7、放电次数计数部8a、经过时间计数部8b、蓄电池温度测量部9、平均值计算部10、残余寿命显示部11、控制部12、充电控制部13、通讯部14及寿命值存储部16。控制部12包括第一寿命降低量计算部12a、第二寿命降低量计算部12b及残余寿命值计算部12c。
寿命值存储部16存储由残余寿命值计算部12c计算出的残余寿命值。残余寿命值计算部12c读出存储在寿命值存储部16中的上次计算出的残余寿命值，并从所读出的残余寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量计算最新的残余寿命值。然后，残余寿命值计算部12c将计算出的最新的残余寿命值存储到寿命值存储部16中，更新寿命值存储部16的内容。
具体而言，若设初期的期待寿命值为L0、第一寿命降低量为L1、计算初期期待寿命值L0时的环境温度为T0、充放电时或休止时的蓄电池温度的平均值为Tm、第二寿命降低量为L2、最新的残余寿命值为Lx、上次的残余寿命值为Lx-1、从残余寿命值减去第二寿命降低量L2的间隔为Dx，如下所示，分别用下式(6)表示第二寿命降低量L2，用下式(7)表示残余寿命值Lx：
L 2 = d × D x × 2 ( T m - T 0 / 10 ) . . . . . . ( 6 )
Lx＝Lx-1-(L1+L2)(X≥1)     ......(7)。
其次，基于流程图对使用图5所示的电池寿命判断装置的电池寿命判断方法具体地进行说明。图6是用于说明第三实施例的电池寿命判断装置的动作的流程图。
因为图6的步骤S41的处理与图2的步骤S1的处理相同，所以，省略其说明。在步骤S42中，控制部12判断残余寿命值的计算次数X是否为1。控制部12存储残余寿命值的计算次数。在此，如果判断出计算次数X为1，即，第一次计算残余寿命值(在步骤S42为是)，移至步骤S43的处理。由于步骤S43至S46的处理与图2的步骤S2至S5的处理相同，所以，省略其说明。
另一方面，如果判断出计算次数X不为1(在步骤S42为否)，残余寿命值计算部12c读出存储在寿命值存储部16中的上次的残余寿命值(步骤S47)。其次，环境温度测量部6测量设置有蓄电池3的场所的环境温度T0(步骤S48)。因为从步骤S49至S52为止的处理与图2的步骤S6至S9的处理相同，所以，省略其说明。
其次，经过时间计数部8b，在残余寿命值的计算次数X为1的情况下，对设置蓄电池3之后的经过时间Dx进行计数，在残余寿命值的计算次数X不为1的情况下，对上次的残余寿命值被计算之后的经过时间Dx进行计数(步骤S53)。经过时间计数部8b存储上次的残余寿命值被计算出的时刻，基于该时刻对上次的残余寿命值被计算之后的经过时间Dx进行计数。
其次，第二寿命降低量计算部12b将由经过时间计数部8b计数的经过时间Dx、由平均值计算部10计算出的蓄电池温度的平均值Tm、由环境温度测量部6测量出的环境温度T0代入式(6)，计算第二寿命降低量L2(步骤S54)。
其次，残余寿命值计算部12c基于式(7)计算最新的残余寿命值Lx。即，残余寿命值计算部12c在残余寿命值的计算次数X为1的情况下，从由期待寿命值选择部7选择出的期待寿命值L0减去由第一寿命降低量计算部12a计算出的第一寿命降低量L1及由第二寿命降低量计算部12b计算出的第二寿命降低量L2，计算残余寿命值L。而且，残余寿命值计算部12c在残余寿命值的计算次数X不为1的情况下，从寿命值存储部16读出的上次的残余寿命值Lx-1减去由第一寿命降低量计算部12a计算出的第一寿命降低量L1及由第二寿命降低量计算部12b计算出的第二寿命降低量L2，计算最新的残余寿命值Lx(步骤S55)。
其次，残余寿命值计算部12c将计算出的最新的残余寿命值Lx存储到寿命值存储部16中，更新寿命值存储部16的存储内容(步骤S56)。其次，控制部12对残余寿命值的计算次数X进行累加(步骤S57)。步骤S58的处理与图2的步骤S13的处理相同。
根据第三实施例的电池寿命判断方法，由于为了从放电时镍氢蓄电池3所施加的负载功率值计算寿命值，预先准备表示负载功率及环境温度和寿命之间的关系的寿命数据，从该寿命数据中选择与负载功率和环境温度的测量值相应的寿命作为期待寿命值，所以，可以正确地预测寿命。而且，在因实际的停电而导致蓄电池3发挥本来的备用功能进行放电时，由于因其放电而恶化的蓄电池的寿命被修正，所以，可以高精度地正确判断镍氢蓄电池的寿命。
其次，在各实施例的电池寿命判断方法中，基于上述各式，对在各种条件下计算残余寿命值的实施例进行说明。
(实施例1)
在实施例1中，将在三维多孔体镍中填充了球状氢氧化镍粉末的正极和在镀镍的冲压金属(Punching Metal)上涂敷了氢吸收合金粉末的负极进行组合，使其理论容量比为1/2(负极为正极的两倍)，通过由硫化聚丙烯(polypropylene sulfonate)无纺织物构成的隔离膜(separator)卷绕而构成电极群。在将该电极群插入铁制镀镍的圆筒罐并注入由KOH和NaOH的水溶液构成的电解液之后，用封口板及衬垫密封罐的开口部。这样制造出直径为17mm、高度为50mm、隔离膜的厚度为0.18mm及公称容量(nominal capacity)为1800mAh的圆筒型镍氢蓄电池A。
将该蓄电池A组装到图1的电池寿命判断装置中，使其与电池寿命判断装置形成为一体。然后，针对该镍氢蓄电池，使其充分地经过初期活性化循环之后，在40℃的环境温度下进行下述的充放电试验。期待寿命值(初期期待寿命值)L0通过比较环境温度和从放电电流值的关系中预先抽出的蓄电池的寿命信息来计算。
充电：900mA，当电压从最高到达电压降低5mV时充电停止(所谓-ΔV控制方式)
休止：69小时
在以上的充电及休止后，以放电电流1800mA进行放电直到电压下降到1.0V为止。在该放电重复了300天、900天及1500天时，基于图2的流程图计算出残余寿命值L。该电池寿命判断装置在镍氢蓄电池的残余容量达到1080mAh(公称容量的60％)时判断为到了寿命。
下述的表1的No.1(第1行)中示意了期待寿命值L0、计算期待寿命值L0时的环境温度、放电率(以时间率表示)及寿命判断所使用的式(1)及式(2)的常数a、b、c、d的值，残余寿命值L的计算结果被示意在下述的表2的No.1中。
(实施例2)
在实施例2中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，将放电率替换为时间率×5及时间率×0.5，基于图2的流程图计算出残余寿命值L。在下述的表1的No.2、No.3中分别示意了期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.2、No.3中分别示意了残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.2表示时间率为5倍时的期待寿命值L0，下述的表1的No.3表示时间率为0.5倍时的期待寿命值L0。
(比较例1)
比较例1是相对实施例1至3(应为2)的比较例。在比较例1中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，在与实施例1、实施例2相同的条件下，使用一次函数L＝L0-eN代替式(1)至式(3)计算出残余寿命值L。在此，常数e，基于隔离膜的厚度等镍氢蓄电池的结构而变化，并具有将放电次数N转换成时间的维度(dimension)。在下述的表1的No.9至11中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数e的值，在下述的表2的No.9至11中表示残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.9表示时间率为1倍时的期待寿命值L0，下述的表1的No.10表示时间率为5倍时的期待寿命值L0，下述的表1的No.11表示时间率为0.5倍时的期待寿命值L0。
(实施例3)
在实施例3中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，基于图4的流程图计算出残余寿命值L。此时，电池寿命判断装置采用式(4)及式(5)计算残余寿命值L。在下述的表1的No.4中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.4中表示残余寿命值L的计算结果。另外，蓄电池温度的平均值Tm如下述的表2所示。
(实施例4)
在实施例4中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，除环境温度变为35℃以外，以与实施例1相同的条件计算出残余寿命值L。在下述的表1的No.5表示期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.5表示残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.5表示环境温度为35℃时的期待寿命值L0。
(比较例2)
比较例2是相对实施例4的比较例。在比较例2中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，以与实施例4相同的条件使用一次函数L＝L0-eN计算出残余寿命值L。另外，常数e与比较例1相同。在下述的表1的No.12中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数e的值，在下述的表2的No.12中表示残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.12表示环境温度为35℃时的期待寿命值L0。
(实施例5)
在实施例5中，制造除了隔离膜的厚度为0.18mm，公称容量为1600mAh这一点以外结构与实施例1相同的圆筒型镍氢蓄电池B，并制造了除了隔离膜的厚度为0.26mm，公称容量为1400mAh这一点以外结构与实施例1相同的圆筒型镍氢蓄电池C。对这些蓄电池B、C，以与实施例1相同的条件计算出残余寿命值L。在下述的表1的No.6、No.7中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.6、No.7中表示残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.6表示使用蓄电池B时的期待寿命值L0，下述的表1的No.7表示使用蓄电池C时的期待寿命值L0。
(比较例3)
比较例3是相对实施例5的比较例。在比较例3中，采用实施例5的电池寿命判断装置及蓄电池B、C，以与实施例5相同的条件使用一次函数L＝L0-eN计算出残余寿命值L。另外，常数e与比较例1同样具有将放电次数N转换成时间的维度。在下述的表1的No.13、No.14中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数e的值，在下述的表2的No.13、No.14中表示残余寿命值L的计算结果。另外，下述的表1的No.13表示使用蓄电池B时的期待寿命值L0，下述的表1的No.14表示使用蓄电池C时的期待寿命值L0。
(参照例)
在参照例中，代替在实施例1中用于计算第一寿命降低量L1的式(1)，基于下述的式(8)计算出第一寿命降低量L1。式(8)中的常数f具有与常数b相同的含义但不具有将放电次数N转换成时间的维度。并且，在参照例中，代替在实施例1中用于计算第二寿命降低量L2的式(2)，基于下述的式(9)计算出第二寿命降低量。另外，式(9)中的g为常数。即，暂且以放电次数的维度计算出残余寿命值L。然后将一次的充放电所花费的时间设为72小时(3天)，用时间的维度对寿命进行预测。在下述的表1的No.8中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.8中表示残余寿命值L的计算结果。
L1＝a×ln(f×N)+c           ......(8)
L 2 = g × N × 2 ( T m - T 0 / 10 ) . . . . . . ( 9 ) .
(实施例6)
在实施例6中，采用实施例1的电池寿命判断装置及蓄电池A，基于图6的流程图计算出残余寿命值L(Lx)。此时，电池寿命判断装置使用式(6)计算出第二寿命降低量L2，使用式(7)计算出残余寿命值L(Lx)。在下述的表1的No.15中表示期待寿命值L0、计算的条件及常数a、b、c、d的值，在下述的表2的No.15中表示残余寿命值L(Lx)的计算结果。
另外，在实施例6中，每隔300天计算第二寿命降低量L2，并从残余寿命值中减去。此时计算出的第二寿命降低量L2如下述的表3所示。表3表示每隔300天计算出的蓄电池温度的平均值Tm及第二寿命降低量L2。图7是在实施例6、实施例1及参照例中残余寿命值随经过时间的推移的示意图。在图7中，四角符号71表示实施例1所计算出的残余寿命值的推移，三角符号72表示参照例所计算出的残余寿命值的推移，菱形符号73表示实施例6所计算出的残余寿命值的推移。
表2按经过时间(天数)表示在上述各实施例1至6、比较例1至3及参照例中求出的残余寿命值L的值和实际测量值的偏离。偏离天数通过从残余寿命值L加上经过天数所得的值减去实际测量值计算而得。例如，在No.1中，因为300天后的残余寿命值L为1061天，实际测量值为1530天，所以，从残余寿命值L加上300天所得的天数减去实际测量值，偏离天数为-169天。
表1
№ 电池   环境温度(℃)   时间率(X)   L0(天数) 判定式 a b c d e f g
  1   A   40   1   1800   (式1、2、3)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
  2   A   40   5   2160   (式1、2、3)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
  3   A   40   0.5   1200   (式1、2、3)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
  4   A   40   1   1800   (式4、5)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
  5   A   35   1   2550   (式1、2、3)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
  6   B   40   1   2190   (式1、2、3)   309   0.035   225   0.34   -   -   -
  7   C   40   1   2700   (式1、2、3)   306   0.034   225   0.34   -   -   -
  8   A   40   1   1800   (式3、8、9)   315   -   225   -   -   0.037   2.7
  9   A   40   1   1800   L0-eN   -   -   -   -   6.45   -   -
  10   A   40   5   2160   L0-eN   -   -   -   -   6.45   -   -
  11   A   40   0.5   1200   L0-eN   -   -   -   -   6.45   -   -
  12   A   35   1   2550   L0-eN   -   -   -   -   6.45   -   -
  13   B   40   1   2190   L0-eN   -   -   -   -   6.15   -   -
  14   C   40   1   2700   L0-eN   -   -   -   -   6.00   -   -
  15   A   40   1   1800   (式1、6、7)   315   0.037   225   0.34   -   -   -
表2
Figure G2007800068036D00161
表3
  经过时间(日)   Tm(℃)   L2(天数)
  300   40   102
  600   41   211
  900   39   306
  1200   51   525
  1500   34   592
由表2可知，No.9至14所示的比较例1至3与实际测量值的偏离较为显著，而No.1至7所示的实施例1至6与实际测量值的偏离微小。经过时间越增加该倾向变得越强。作为其理由，认为是因为氢吸收合金的腐蚀通过循环反复而沉静化，另一方面由于与放电次数无关而依存设置镍氢蓄电池之后的经过时间，因此可以近似本实施例的关系式。
相反，没有考虑与放电次数无关的经过时间这一因素的参照例(No.8)，与实际测量值的偏离也较为明显，虽然不像比较例1至3那样显著。尤其在本例的情况下，因为构成负极理论容量为正极理论容量的两倍的电池，所以假设电池的寿命恶化速度偏离一次函数较大，更接近本实施例的关系式。
而且，与No.1至3所示的实施例1、实施例2的判断结果相比，No.4所示的实施例3的判断结果，经过时间越长则精度越高。作为其理由，认为是因为实施例3比实施例1、实施例2更易于考虑伴随充放电的电池的发热和环境温度的变化。
并且，与No.4所示的实施例3的判断结果相比，No.15所示的实施例6的判断结果，经过时间越长则精度越高。作为其理由，认为是因为计算第二寿命降低量L2的精度得以提高。即，在计算1200天后的寿命降低量时，在No.4中，是计算1200天之中的蓄电池温度的平均值Tm从而计算出第二寿命降低量L2，而在No.15中，是计算每一个300天的蓄电池温度的平均值Tm从而计算出每一个300天的第二寿命降低量L2。然后，每次都从残余寿命值L减去其第二寿命降低量L2，从而认为残余寿命值L的精度得以提高。由此，可以认为，对于1200天后测量出的蓄电池温度的平均值Tm为51℃，No.15比No.4更能够高精度地计算出第二寿命降低量L2。同样，可以认为，对于在1500天后测量出的蓄电池的平均温度为34℃，No.15比No.4更能够高精度地计算出第二寿命降低量L2。
另外，在本实施例1至6中采用散热性较高的金属制的电池罐，但可以认为当采用散热性较低的树脂制的电槽时，式(4)及式(5)的判断效果会变得更为明显。
并且，在本实施例1至6中，作为电池的充电方法，选择了-ΔV控制方式的间歇充电，但即使在进行作为温度控制方式的dT/dt控制方式或计时器控制方式等的间歇充电，或者进行涓流充电(trickle charging)的情况下也可以得到基本上相同的结果。
上述的具体实施例主要包含具有以下结构的发明。
本发明所提供的电池寿命判断装置包括：寿命数据存储部，存储表示放电时蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池所设置的场所的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据；负载功率测量部，测量上述蓄电池所施加的负载功率；环境温度测量部，测量上述环境温度；期待寿命值选择部，参照上述寿命数据存储部所存储的上述寿命数据，选择与由上述负载功率测量部测量出的负载功率及由上述环境温度测量部测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值；放电次数计数部，对上述蓄电池的放电次数进行计数；第一寿命降低量计算部，基于以将由上述放电次数计数部计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；平均值计算部，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；经过时间计数部，对设置上述蓄电池之后的经过时间进行计数；第二寿命降低量计算部，基于由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值、由上述环境温度测量部测量出的环境温度、由上述经过时间计数部计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；残余寿命值计算部，从由上述期待寿命值选择部选择出的期待寿命值减去由上述第一寿命降低量计算部计算出的第一寿命降低量以及由上述第二寿命降低量计算部计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
本发明还提供电池寿命判断方法，包括：负载功率测量步骤，测量放电时蓄电池所施加的负载功率；环境温度测量步骤，测量上述蓄电池所设置的场所的环境温度；期待寿命值选择步骤，参照表示放电时上述蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据，选择与在上述负载功率测量步骤中测量出的负载功率及在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值；放电次数计数步骤，对上述蓄电池的放电次数进行计数；第一寿命降低量计算步骤，基于以将在上述放电次数计数步骤中计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；平均值计算步骤，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；经过时间计数步骤，对设置上述蓄电池之后的经过时间进行计数；第二寿命降低量计算步骤，基于在上述平均值计算步骤中计算出的蓄电池温度的平均值、在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度、在上述经过时间计数步骤中被计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；残余寿命值计算步骤，从在上述期待寿命值选择步骤中选择出的期待寿命值减去在上述第一寿命降低量计算步骤中计算出的第一寿命降低量及在上述第二寿命降低量计算步骤中计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
根据上述的结构或方法，在寿命数据存储部中存储表示放电时蓄电池所施加的负载功率及设置有蓄电池的场所的环境温度和蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据。并且，测量蓄电池所施加的负载功率和环境温度，参照寿命数据存储部所存储的寿命数据，与测量出的负载功率及环境温度相应的寿命作为期待寿命值而被选择。计数蓄电池的放电次数，基于以将计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使期待寿命值降低的第一寿命降低量。然后，计算充放电时或休止时蓄电池的温度的平均值。计数设置蓄电池之后的经过时间，基于计算出的蓄电池温度的平均值、测量出的环境温度、计数的经过时间，计算用于使期待寿命值降低的第二寿命降低量。然后，从期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量，计算残余寿命值。
因此，由于与负载功率及环境温度相应的寿命作为期待寿命值而被选择，并从期待寿命值减去基于以将放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数计算出的第一寿命降低量、和基于蓄电池温度的平均值和环境温度以及经过时间计算出的第二寿命降低量，所以，可以使停电时的备用放电和设置蓄电池之后的环境温度或经过时间等与放电次数没有直接关系的因素给蓄电池的寿命带来的影响反映到蓄电池的寿命的判断中，从而能够正确地判断蓄电池的寿命。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以上述第二寿命降低量计算部将以由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值和由上述环境温度测量部测量出的环境温度之差为变量的指数函数的值乘以由上述经过时间计数部计数的经过时间，计算第二寿命降低量为宜。
根据此结构，因为通过将以计算出的蓄电池温度的平均值和测量出的环境温度之差为变量的指数函数的值乘以计数的经过时间来计算第二寿命降低量，所以，可以正确地计算第二寿命降低量。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以随时期待寿命值计算部将以由上述环境温度测量部测量出的环境温度和由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值之差为变量的指数函数的值乘以由上述期待寿命值选择部选择出的期待寿命值，来计算随时期待寿命值，其中，上述残余寿命值计算部从由上述随时期待寿命值计算部计算出的上述随时期待寿命值减去由上述第一寿命降低量计算部计算出的第一寿命降低量及由上述第二寿命降低量计算部计算出的第二寿命降低量，来计算残余寿命值为宜。
根据此结构，将测量出的环境温度和计算出的蓄电池温度的平均值之差为变量的指数函数的值乘以所选择的期待寿命值来计算随时期待寿命值。并且，从计算出的随时期待寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量来计算残余寿命值。因此，由于期待寿命值被随时修正为适当的值，使用被修正为适当的值的期待寿命值(随时期待寿命值)来计算残余寿命值，所以，可以进一步提高残余寿命值的精度。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以寿命值存储部存储由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值，其中，上述残余寿命值计算部读出上述寿命值存储部所存储的上次计算出的上述残余寿命值并从读出的上述残余寿命值减去上述第一寿命降低量及上述第二寿命降低量来计算最新的残余寿命值为宜。
根据此结构，计算出的残余寿命值被存储在寿命值存储部。并且，读出存储在寿命值存储部的上次计算出的残余寿命值，从读出的残余寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量计算最新的残余寿命值。因此，由于从上次计算出的残余寿命值减去第一寿命降低量及第二寿命降低量来计算最新的残余寿命值，所以，可以提高残余寿命值的计算精度，能够进一步正确地判断蓄电池的寿命。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以上述蓄电池包括镍氢蓄电池为宜。如上所述，负极的氢吸收合金的腐蚀成为影响镍氢蓄电池的寿命的主要原因。氢吸收合金在初期的充放电时因伴随氢的吸收-释放的体积变化而急剧地产生自我粉碎。此时，氢吸收合金的腐蚀被加速，但是，如果某种程度的放电次数重复，腐蚀通过自我粉碎的沉静而被抑制。除此之外，与放电次数无关而伴随设置镍氢蓄电池之后的经过时间，继续进行金属离子从氢吸收合金的表面溶出的腐蚀反应。该腐蚀反应具有环境温度越高越加速的倾向。为此，与通过溶解沉淀活性物质而反复充放电的铅蓄电池等有所不同，镍氢蓄电池特有的寿命恶化，通过用设置蓄电池之后的环境温度或经过时间等不与放电次数直接相关的因素来修正基于放电次数计算出的寿命降低量而予以表示。因此，可以根据镍氢蓄电池的特性正确地计算寿命。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以上述蓄电池与上述电池寿命判断装置的各部被一体设置为宜。根据此结构，因为蓄电池与电池寿命判断装置的各部被一体设置，所以处理变得容易。而且，连接蓄电池和电池寿命判断装置的计数部及测量部的距离变短，从而可以缩短线路。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以还包括向用户通知由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值的通知部为宜。根据此结构，因为计算出的残余寿命值被通知给用户，所以，用户可以知道蓄电池的残余寿命，从而能够对残余寿命较少的蓄电池适当地进行对应。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以还包括发送由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值的发送部为宜。根据此结构，因为计算出的残余寿命值被发送，所以，接收到残余寿命值的设备可以进行适应残余寿命值的动作。
而且，在上述的电池寿命判断装置中，以还包括基于由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值拉控制上述蓄电池的充电的充电控制部为宜。根据此结构，因为基于计算出的残余寿命值来控制蓄电池的充电，所以，可以按照残余寿命值控制蓄电池的充电。
产业上的利用可能性
本发明所涉及的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法可以正确地判断蓄电池的寿命，作为用来判断无停电电源等所使用的蓄电池的寿命的电池寿命判断装置及电池寿命判断方法极为有用。

Claims (9)

1.一种电池寿命判断装置，其特征在于包括：
寿命数据存储部，存储表示放电时蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池所设置的场所的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据；
负载功率测量部，测量上述蓄电池所施加的负载功率；
环境温度测量部，测量上述环境温度；
期待寿命值选择部，参照上述寿命数据存储部所存储的上述寿命数据，将与由上述负载功率测量部测量出的负载功率及由上述环境温度测量部测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值选择；
放电次数计数部，对上述蓄电池的放电次数进行计数；
第一寿命降低量计算部，基于以将由上述放电次数计数部计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；
平均值计算部，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；
经过时间计数部，对设置了上述蓄电池之后的经过时间进行计数；
第二寿命降低量计算部，通过将以由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值和由上述环境温度测量部测量出的环境温度之差为变量的指数函数的值乘以由上述经过时间计数部计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；
残余寿命值计算部，从由上述期待寿命值选择部选择出的期待寿命值减去由上述第一寿命降低量计算部计算出的第一寿命降低量以及由上述第二寿命降低量计算部计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
2.根据权利要求1所述的电池寿命判断装置，其特征在于还包括：随时期待寿命值计算部，将以由上述环境温度测量部测量出的环境温度和由上述平均值计算部计算出的蓄电池温度的平均值之差为变量的指数函数的值乘以由上述期待寿命值选择部选择出的期待寿命值，计算随时期待寿命值，其中，
上述残余寿命值计算部，从由上述随时期待寿命值计算部计算出的上述随时期待寿命值减去由上述第一寿命降低量计算部计算出的第一寿命降低量及由上述第二寿命降低量计算部计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
3.根据权利要求1或2所述的电池寿命判断装置，其特征在于还包括：寿命值存储部，存储由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值，其中，
上述残余寿命值计算部，读出上述寿命值存储部所存储的上次计算出的上述残余寿命值，并从所读出的上述残余寿命值减去上述第一寿命降低量及上述第二寿命降低量，计算最新的残余寿命值。
4.根据权利要求1或2中所述的电池寿命判断装置，其特征在于：上述蓄电池包括镍氢蓄电池。
5.根据权利要求1或2中所述的电池寿命判断装置，其特征在于：上述蓄电池与上述电池寿命判断装置的各部一体设置。
6.根据权利要求1或2中所述的电池寿命判断装置，其特征在于还包括：通知部，向用户通知由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值。
7.根据权利要求1或2所述的电池寿命判断装置，其特征在于还包括：发送部，发送由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值。
8.根据权利要求1或2中所述的电池寿命判断装置，其特征在于还包括：充电控制部，基于由上述残余寿命值计算部计算出的上述残余寿命值，控制上述蓄电池的充电。
9.一种电池寿命判断方法，其特征在于包括以下步骤：
负载功率测量步骤，测量放电时蓄电池所施加的负载功率；
环境温度测量步骤，测量上述蓄电池所设置的场所的环境温度；
期待寿命值选择步骤，参照表示放电时上述蓄电池所施加的负载功率及上述蓄电池的环境温度与上述蓄电池的寿命之间的关系的寿命数据，将与在上述负载功率测量步骤中测量出的负载功率及在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度相应的寿命作为期待寿命值选择；
放电次数计数步骤，对上述蓄电池的放电次数进行计数；
第一寿命降低量计算步骤，基于以将在上述放电次数计数步骤中计数的放电次数转换成时间的值为变量的自然对数函数，计算用于使上述期待寿命值降低的第一寿命降低量；
平均值计算步骤，计算充放电时或休止时上述蓄电池的温度的平均值；
经过时间计数步骤，对设置了上述蓄电池之后的经过时间进行计数；
第二寿命降低量计算步骤，通过将以在上述平均值计算步骤中计算出的蓄电池温度的平均值和在上述环境温度测量步骤中测量出的环境温度之差为变量的指数函数的值乘以在上述经过时间计数步骤中被计数的经过时间，计算用于使上述期待寿命值降低的第二寿命降低量；
残余寿命值计算步骤，从在上述期待寿命值选择步骤中选择出的期待寿命值减去在上述第一寿命降低量计算步骤中计算出的第一寿命降低量及在上述第二寿命降低量计算步骤中计算出的第二寿命降低量，计算残余寿命值。
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5431685B2 (ja) * 2007-10-02 2014-03-05 パナソニック株式会社 電池寿命判定装置及び電池寿命判定方法
JP5076835B2 (ja) * 2007-11-26 2012-11-21 株式会社ニプロン 二次電池の劣化状態判定システム
US9160200B2 (en) * 2007-12-28 2015-10-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Configurable battery end-of-life indicator
JP2010139260A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Hitachi Ltd 二次電池の余寿命推定システムおよび余寿命推定方法
US8310899B2 (en) 2008-12-23 2012-11-13 Fairfield Industries Incorporated Multiple receiver line deployment and recovery
US10042068B2 (en) 2008-12-23 2018-08-07 Fairfield Industries Incorporated Conveyance system and method for underwater seismic exploration
US8407018B2 (en) * 2009-03-24 2013-03-26 American Power Conversion Corporation Battery life estimation
CN102081144B (zh) * 2009-11-30 2013-03-27 中国移动通信集团甘肃有限公司 蓄电池故障监控告警装置及系统
EP2571138B1 (en) * 2010-05-11 2016-04-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric power supply system
DE102010031337A1 (de) * 2010-07-14 2012-01-19 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Ermittlung der voraussichtlichen Lebensdauer wenigstens einer Batteriezelle, Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und Kraftfahrzeug
CN101937062A (zh) * 2010-07-29 2011-01-05 福州联鸿精密模具有限公司 一种用于检测蓄电池电压与使用寿命状况的指示器
US8612801B2 (en) 2011-01-25 2013-12-17 Dell Products, Lp System and method for extending system uptime while running on backup power
CN102175978B (zh) * 2011-02-21 2013-08-07 华为技术有限公司 电池寿命的检测方法和设备
CN102353905B (zh) * 2011-07-01 2014-05-07 曙鹏科技（深圳）有限公司 电池寿命的预测方法及检测电池寿命的装置
WO2013014930A1 (ja) * 2011-07-28 2013-01-31 三洋電機株式会社 バッテリシステム、バッテリ制御装置、電動車両、移動体および電源装置
US9625532B2 (en) * 2011-10-10 2017-04-18 Battelle Energy Alliance, Llc Method, system, and computer-readable medium for determining performance characteristics of an object undergoing one or more arbitrary aging conditions
DE102011120891A1 (de) * 2011-12-10 2013-06-13 Dräger Medical GmbH Verfahren zur Versorgung eines medizinischen Gerätes
EP2607910B1 (en) * 2011-12-23 2016-03-23 Samsung SDI Co., Ltd. A device and method for estimating life of a secondary battery
KR101227951B1 (ko) * 2012-04-30 2013-01-30 서훈 배터리 상태 진단 장치
JP5874543B2 (ja) * 2012-06-08 2016-03-02 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子の寿命推定装置、寿命推定方法及び蓄電システム
US9144691B2 (en) * 2012-10-22 2015-09-29 Moshe Ein-Gal Optimizing intensity maps for plural orientations using segmented radiation fields
US9465078B2 (en) * 2012-11-02 2016-10-11 Fairfield Industries, Inc. Battery capacity and durability prediction method
US9228568B2 (en) 2013-03-06 2016-01-05 General Electric Company Methods for scheduling the replacement of wind turbine batteries and related systems
KR102205293B1 (ko) * 2014-04-18 2021-01-20 삼성전자주식회사 배터리 수명의 추정에서 발생하는 오차를 보정하는 방법 및 장치
KR101708457B1 (ko) * 2014-10-31 2017-02-20 주식회사 엘지화학 이차 전지의 건강 상태 추정 장치 및 방법
KR102637021B1 (ko) * 2014-12-23 2024-02-16 인텔 코포레이션 다수의 위치에 기초한 배터리 수명 추정
CN104635166A (zh) * 2015-02-06 2015-05-20 芜湖大学科技园发展有限公司 一种基于电池管理系统的锂电池健康状态评估方法
CN105322621B (zh) * 2015-11-26 2018-02-16 深圳市伊力科电源有限公司 新型ups节能控制系统及方法
US10114137B2 (en) 2016-03-31 2018-10-30 Fairfield Industries, Inc. Underwater seismic exploration with a helical conveyor and skid structure
US10151848B2 (en) 2016-03-31 2018-12-11 Fairfield Industries, Inc. Helical conveyor for underwater seismic exploration
US10048397B2 (en) 2016-03-31 2018-08-14 Fairfield Industries, Inc. Conveyance system and method for underwater seismic exploration
US9841522B2 (en) 2016-03-31 2017-12-12 Fairfield Industries, Inc. Loading a helical conveyor for underwater seismic exploration
US10018742B2 (en) 2016-03-31 2018-07-10 Fairfield Industries, Inc. Skid structure for underwater seismic exploration
US10034246B2 (en) * 2016-05-10 2018-07-24 Honeywell International Inc. Systems and methods to increase battery life in and identify misuse of a wireless device using environmental sensors
CN106226699B (zh) * 2016-07-11 2019-01-22 北京航空航天大学 一种基于时变权重最优匹配相似性的锂离子电池寿命预测方法
CN106229564B (zh) * 2016-07-13 2019-05-07 佛山科学技术学院 一种基于云智能监控的蓄电池故障诊断修复方法及系统
US11811248B2 (en) 2016-07-21 2023-11-07 C.E. Niehoff & Co. Vehicle generator using battery charging profiles
CN107632265A (zh) * 2017-09-09 2018-01-26 北京工业大学 一种统计负载功率变化预测燃料电池剩余寿命的方法
JP7249155B2 (ja) * 2018-09-20 2023-03-30 積水化学工業株式会社 蓄電池管理装置および蓄電池管理方法
US10770914B2 (en) 2018-11-05 2020-09-08 C.E. Niehoff & Co. Dual control loop for charging of batteries
JP7044044B2 (ja) * 2018-12-07 2022-03-30 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化度推定装置および二次電池の劣化度推定方法
WO2020153866A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for monitoring a battery state using a battery twin
CN110673036B (zh) * 2019-07-24 2021-09-28 广州中国科学院计算机网络信息中心 基于obd计算技术的车辆故障预警方法及系统
CN112585487A (zh) * 2019-11-29 2021-03-30 深圳市大疆创新科技有限公司 电池寿命检测方法、电池、电子设备和存储介质
CN114172238A (zh) * 2021-11-30 2022-03-11 深圳市道通智能航空技术股份有限公司 一种电池的剩余寿命估计方法及充放电系统
CN115389964B (zh) * 2022-10-24 2023-01-31 杭州科工电子科技有限公司 一种电池寿命预测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1616981A (zh) * 2003-11-14 2005-05-18 索尼公司 电池组及电池剩余电量计算方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2666389B2 (ja) * 1988-07-12 1997-10-22 株式会社豊田自動織機製作所 電気車のバッテリ保守管理装置
JPH0232276A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Yuasa Battery Co Ltd 蓄電池の寿命検知方法
JP2936441B2 (ja) * 1992-05-14 1999-08-23 松下電器産業株式会社 蓄電池の容量劣化率演算方法と劣化診断装置
JP3285720B2 (ja) * 1994-11-08 2002-05-27 松下電器産業株式会社 組電池の劣化検出方法及び劣化検出装置
DE19540827C2 (de) * 1994-11-17 1998-07-02 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustandes einer Batterie
JP2000023388A (ja) * 1998-07-03 2000-01-21 Hitachi Ltd 二次電池システム
JP2000215923A (ja) 1999-01-25 2000-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池劣化判定装置
JP2000243459A (ja) 1999-02-19 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電池の寿命判定方法およびそれを用いた寿命判定装置
DE10394007T5 (de) * 2002-12-31 2006-02-02 Midtronics, Inc., Willowbrook Vorrichtung und Verfahren zum Vorhersagen der verbleibenden Entladezeit einer Batterie
EP1450173A3 (de) * 2003-02-24 2009-07-22 Daimler AG Verfahren zur Ermittlung der Alterung einer Batterie
JP3913206B2 (ja) * 2003-09-17 2007-05-09 松下電器産業株式会社 二次電池の劣化判定回路
US7482784B2 (en) * 2003-07-15 2009-01-27 Panasonic Corporation Degradation judgment circuit for secondary battery
CN100448100C (zh) * 2004-08-05 2008-12-31 松下电器产业株式会社 镍氢蓄电池的寿命判定方法及寿命判定装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1616981A (zh) * 2003-11-14 2005-05-18 索尼公司 电池组及电池剩余电量计算方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-215923A 2000.08.04 *
JP特开2000-243459 2000.09.08 *
JP特开平2-22582A 1990.01.25 *
JP特开平2-32276A 1990.02.02 *
JP特开平5-315015A 1993.11.26 *
JP特开平8-138759A 1996.05.31 *

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