CN102057289A - 铅蓄电池的寿命推定方法以及电源系统 - Google Patents

铅蓄电池的寿命推定方法以及电源系统 Download PDF

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室地晴美
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Abstract

本发明提供一种铅蓄电池的寿命推定方法,通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤:存储在判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A的存储步骤;算出表示实际条件下的所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量的累计放电电量B的算出步骤,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时的、在所述实际条件下的累计放电电量B;从所述累计放电阈值A减去所述累计放电电量B求得差值电量A-B的减算步骤;利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定步骤。

Description

铅蓄电池的寿命推定方法以及电源系统
技术领域
本发明涉及一种铅蓄电池的寿命推定方法以及采用铅蓄电池的电源系统。
背景技术
在抑制二氧化碳排放及石油资源的枯竭的趋势高涨的时代,人们期待仅以电力(例如铅蓄电池等二次电池)为动力的小型车辆的开发。
特别是铅蓄电池,由于耐用性强且具有适当的重量,因此被认为可用作例如运输车辆的动力源。
关于准确判断该铅蓄电池的使用极限从而合理地进行更换的方法,已探讨各种方法。例如在日本专利公开公报特开平05-315015号(以下称作“专利文献1”)中,提出了持续测量连续补充(trickle)或浮动(float)使用的铅蓄电池(被进行连续补充充电(trickle charge)或浮动充电(float charge)的铅蓄电池)的表面温度,考虑该表面温度而运算铅蓄电池的容量劣化率的方法。专利文献1中记载,在始终向铅蓄电池供给微弱充电电流的不间断电源装置中,能够在考虑铅蓄电池的温度依存性的情况下准确运算容量劣化率。如果利用该方法,能够准确判断在各种用途下使用的铅蓄电池的使用极限,则可认为其效果较大。
专利文献1所示的不间断电源装置用于防备不定期发生的停电,平时并不进行放电。另一方面,上述运输车辆在平时就放电(行驶)。而且,在运输车辆中,铅蓄电池通过行驶(放电)和充电的反复,呈现比较显著的SOC(State of Charge/充电状态)变化。在这样的用途下,单是测量铅蓄电池的表面温度,无法准确推定该铅蓄电池的寿命。另外考虑到运输车辆的行驶距离(SOC的变化)并不一定,每次的充电电量也有所不同,因此,可知单是根据充电次数(循环数),也难以推定铅蓄电池的寿命。
发明内容
本发明为了解决上述问题,其目的在于提供一种在运输车辆的动力源等的循环使用中采用铅蓄电池时,可准确推定该铅蓄电池的使用极限,准确判断铅蓄电池的合理更换时期的方法以及可实现该方法的电源系统。
本发明所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法,通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤:存储在判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A的存储步骤;算出实际条件下所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量的累计放电电量B的算出步骤,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在所述实际条件下的累计放电电量B;从所述累计放电阈值A减去所述累计放电电量B求得差值电量A-B的减算步骤;利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定步骤。
根据此结构,从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A减去表示实际条件下的铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量B(二氧化铅的体积变化的累积值),根据所得到的值推定铅蓄电池的残存寿命,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。
因此,通过判断用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A与表示二氧化铅的体积变化的累积值的累计放电电量B的差值,可知二氧化铅的体积变化的累积值有多接近用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高,从而可准确推定铅蓄电池的残存寿命。因此,例如在运输车辆的动力源等的循环使用中采用铅蓄电池时,可准确判断该铅蓄电池的使用极限,准确推定铅蓄电池的合理的更换时期。另外,易于推定运输车辆的可行驶距离。
附图说明
图1是表示由电源系统进行的寿命推定处理的一例的流程图。
图2是表示算出累计放电电量B的处理的一例的流程图。
图3是表示残存寿命推定精度显示处理的一例的流程图。
图4是表示铅蓄电池的循环寿命特性的一例的图。
图5是表示铅蓄电池的充电电流与系数之间的相关关系的一例的图。
图6是表示铅蓄电池的充电电流与温度差之间的相关关系的一例的图。
图7是表示铅蓄电池的充电电流与系数之间的相关关系的一例的图。
图8是表示将第5及第6实施例组合于第3及第4实施例时的累计放电电量B的算出处理的一例的流程图。
图9是表示铅蓄电池的放电电流与系数之间的相关关系的一例的图。
图10是表示过充电电量与系数之间的相关关系的一例的图。
图11是表示铅蓄电池的可充性的一例的图。
图12是表示SOC与过充电系数之间的相关关系的一例的图。
图13是表示差值Cc-C80与系数之间的相关关系的一例的图。
图14是表示组合第3至第12实施例时的累计放电电量B的算出处理的一例的流程图。
图15是表示基于过充电电量(差值Cc-C80)与铅蓄电池的表面温度的综合系数(total coefficient)的一例的图。
图16是表示本发明的电源系统的一例的方框图。
图17是表示本发明的电源系统的另一例的方框图。
图18是表示推定部的功能模块的一例的方框图。
具体实施方式
以下,利用附图说明用于实施本发明的方式。
第1实施例是铅蓄电池的寿命推定方法,以利用用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A与累计放电电量B的差值(A-B),来推定铅蓄电池的残存寿命为特征。
在此,累计放电电量B是表示与铅蓄电池在标准条件下反复放电而产生的劣化程度相同时的实际条件下的铅蓄电池的放电电量的积算值的累计放电电量。在此,严密地讲,累计放电电量也就是铅蓄电池在标准条件下反复放电的结果所得到的放电电量的累计值。但当在与标准条件有所不同的实际条件下进行放电时,所得到的放电电量的累计值是与标准条件下的放电电量的累计值有所不同的。
但是,在本实施例中,为便于说明,将实际条件下铅蓄电池反复放电直至劣化的放电电量的累计值替换成被视为与所述劣化相同程度地劣化的标准条件下的放电电量的累计值来作为累计放电电量B。
本实施例中所使用的铅蓄电池被交替地反复充电及放电而使用。通常,在铅蓄电池中采用二氧化铅(PbO2)作为正极的活性物质。本发明者们发现,该二氧化铅的利用率(实际参与电池反应的比率)的变化,与其说与充放电次数相关联,不如说与累计放电电量更有关联。二氧化铅由于反复进行收缩(充电)与膨胀(放电)这一体积变化而细微化,因此二氧化铅的电化学反应性发生变化。因此,根据本发明者们的看法可推测,二氧化铅的细微化的进程与其说与单纯的充放电次数相关联倒不如说与二氧化铅的体积变化(二氧化铅因膨胀引起的体积变化)的累积值(即累计放电电量)更有关联。因此,在本发明中,通过从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A,减去表示铅蓄电池在实际条件下放电电量的累计值的累计放电电量B(二氧化铅的体积变化的累积值),能更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。另外,也可推定运输车辆的可行驶距离。
以下,利用图1对上述的第1实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法进行说明。第1实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法通过由图16及图17所示的电源系统S1及S2进行的寿命推定处理而实现。
图1所示的寿命推定处理,每当铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环结束时,由电源系统S1及S2的推定部(微电脑4;以下称为推定部4)(参照图16及图17)来执行。推定部4预先存储累计放电阈值A(步骤S1;存储步骤),并算出累计放电电量B(步骤S2;算出步骤)。并且,推定部4从累计放电阈值A减去累计放电电量B,得到差值电量A-B(步骤S3;减算步骤)。
接着,推定部4求出在步骤S3求出的差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}(步骤S4;比率取得步骤)。接着,推定部4根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命(步骤S5)。此处,包括步骤S4及S5的连续的处理表示推定步骤。
关于通过这样的处理求出的比率{(A-B)/A},如果累计放电电量B接近0,则接近于1。另一方面,如累计放电电量B接近A,则比率{(A-B)/A}接近于0。因此,比率{(A-B)/A}越接近1,则累计放电电量B越远离累计放电阈值A,从而推定部4可推定为铅蓄电池的推定残存寿命较长。另一方面,比率{(A-B)/A}越接近0,则累计放电电量B越接近累计放电阈值A,从而推定部4可推定为铅蓄电池的推定残存寿命较短。而且,推定部4在接下来铅蓄电池放电时(在步骤S20为“是”),进行算出步骤S2的步骤S21所示的处理,同样地求出比率{(A-B)/A},推定该时刻的残存寿命。
另外,如果使推定部4可参照将比率{(A-B)/A}与作为铅蓄电池的寿命的期间相对应的表格,则推定部4可推定作为铅蓄电池的寿命的期间。例如,求出比率{(A-B)/A}后,推定部4参照表格,得到与该比率相对应的期间后,就能推定残存寿命的具体期间。
另外,也可采用推定部4通过对比率{(A-B)/A}乘以或加上预先设定的指定系数,来推定作为铅蓄电池的寿命的期间的结构。
第2实施例以在第1实施例中,每次放电循环得到的放电电量乘以系数,通过累计该值来算出累计放电电量B为特征。即,第2实施例在上述的步骤S2所示的算出步骤,按铅蓄电池的每个放电循环求出表示被放出的电量的放电电量乘以系数的值,通过依次累计放电电量乘以系数的值,从而算出累计放电电量B。
铅蓄电池的寿命以上述的二氧化铅的体积变化的累积为主要原因,但也受影响电化学反应性的其他因素(具体后述)的影响。另外这些因素的影响在各放电循环下各不相同,难以作为一义的数值进行控制。因此,如下述公式(1)所示,通过将按各放电循环得到的放电电量乘以根据实际的放电条件设定的系数,并累计该值,来算出表示作为实际条件下的铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量、即累计放电电量B,亦即为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量。
据此,得到将影响二氧化铅的电反应性的因素的影响考虑进去的累计放电电量B,推定出包含影响二氧化铅的电反应性的因素的铅蓄电池的实际条件下的残存寿命。因此,能够基于铅蓄电池的实际使用条件,更加精确地判断铅蓄电池的使用极限。
此外,所谓标准条件是指铅蓄电池的表面温度、充电电流、放电电流为预先设定的值的条件。另外,所谓实际条件是指铅蓄电池的表面温度、充电电流、放电电流为实际测量值的条件。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
另外,上述公式(1)也可表示为以下的[数1]。
[数1]
B = Σ i = 1 n x i B i
以下,利用图2对上述的第2实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法进行说明。第2实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法通过由图16及图17所示的电源系统S1及S2进行的寿命推定处理而实现。
图2所示的算出步骤由电源系统S1及S2的推定部4(参照图16及图17)进行。推定部4进行步骤S20至步骤S26所示的处理。
如果铅蓄电池放电(在步骤S20为“是”),推定部4通过对放电电流积分放电时间,来测量相应放电循环中的放电电量并存储(步骤S21)。而且,如果通过后述的处理已设定有系数x(在步骤S22为“是”),推定部4求出将所测量的放电电量乘以相应放电循环的系数x的值(步骤S23),并累计所求出的值,将得到的值作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。另一方面,如果通过后述的处理未设定系数x(在步骤S22为“否”),则进行指定的错误处理。错误处理由第1处理部471至第5处理部475(参照图18)进行。
作为错误处理,假设未设定的系数x为1,求出将该系数“1”与在步骤S21测量的放电电量相乘的值,并存储所求出的值(步骤S25及S26)。接着,推定部4对该系数(系数为“1”)与放电电量的相乘的值进行累计,并将所得到的值作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。
如上,推定部4即使在未设定系数x的情况下,也可将未设定的系数x假定为“1”,并累计将其与放电电量相乘所得的值,从而与未设定系数时废弃测量的放电电量值的情况相比,实际条件下的铅蓄电池的放电电量的累计值的误差减少。
然后,推定部4进行图3的步骤S200至S204所示的处理。即,推定部4进行将推定铅蓄电池的残存寿命的精度通知给用户的残存寿命推定精度显示处理。
该处理是根据只对发生系数设定错误时测量的放电电量依次进行累计所得到的累计值(放电电量Berror)与不区分是否发生系数设定错误而依次累计所测量的放电电量所得到的累计值(累计放电电量B)的比率的大小,来通知残存寿命的推定精度的处理。
图3是表示残存寿命推定精度显示处理的一例的流程图。推定部4依次累计在发生系数设定错误时(在步骤S22未设定系数x时)测量的放电电量Berror(步骤S201)。推定部4将得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储(步骤S202)。
然后,推定部4求出系数设定错误时累计放电电量Berror与迄今为止的累计放电电量B的比率Berror/B,并将求出的值显示于显示部7(参照图16及图17)(步骤S203及S204)。推定部在以上的残存寿命推定精度显示处理结束后,返回图3的步骤S2的处理。
如上,推定部4在未设定系数x时,进行残存寿命推定精度显示处理,因此,用户可知系数设定错误时累计放电电量Berror在累计放电电量B中所占的比例,可认识到推定残存寿命的精度。
例如,可知系数设定错误时累计放电电量Berror在累计放电电量B中所占的比例越接近“1”,则由影响铅蓄电池的寿命的因素决定的系数未在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较低。另一方面,系数设定错误时累计放电电量Berror在累计放电电量B中所占的比例越接近“0”,系数在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较高。
在以上所示的算出步骤算出的累计放电电量B在图1所示的步骤S3(减算步骤)所利用。
如上所示,通过对按每个放电循环得到的放电电量乘以系数x,并累计该乘积值而算出累计放电电量B。因此,求出表示对从铅蓄电池向外部释放的电量进行累计的值的累计放电电量B。因此,根据第2实施例,能够精确判断从铅蓄电池向外部累计释放的电量,因此可精确判断铅蓄电池的使用极限。
以下所示的第3至第12实施例以进行设定第2实施例中利用的系数x的处理为特征。以下,利用图4至图15,分别说明第3至第12实施例在何时、如何设定系数x。
第3实施例以在第2实施例中,推定部4的第1系数设定部450(参照图18)与相应放电中的铅蓄电池的温度(例如表面温度)相对应地设定系数x为特征。第4实施例以在第3实施例中,铅蓄电池的温度越高,第1系数设定部450将系数x设得越大为特征。通常,在铅蓄电池的温度较高时,铅蓄电池容易过充电,因此铅蓄电池的寿命变短。即,铅蓄电池在高温下进行充电时,存在铅栅板的腐蚀反应加速而容易过充电的倾向。因此,在相应放电中的铅蓄电池的温度较高时,下一次充电开始时刻的铅蓄电池的温度也变高,容易过充电,因此铅蓄电池的残存寿命变短。因此,通过反映该倾向,在相应放电中的铅蓄电池的温度较高时将系数x设定得较大,可更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命。
图4是表示串联接连6个3时间率额定容量(在铅蓄电池的表面温度为25度,放电电流为3时间率的条件下铅蓄电池进行放电时,铅蓄电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量;以下相同)为60Ah的单位电池得到的、标称电压12V的铅蓄电池(松下电器株式会社制造的EV用阀控式铅蓄电池)的循环寿命特性的图。另外,循环寿命在铅蓄电池的表面温度各异的条件下,通过以下所示的实验被判断。即,反复执行以6A(10时间率)进行36Ah的充电和以20A(3时间率)进行30Ah的放电,以累计放电电量B为3000Ah时刻的放电电量56Ah为初期电量,将放电电量降低至该初期电量56Ah的80%(44.8Ah)的时刻判断为已到寿命。
以下,在本说明书中,所谓3时间率额定容量60Ah是指铅蓄电池在铅蓄电池的表面温度为25度,放电电流为3时间率的条件下放电时,铅蓄电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量为60Ah。
由图4也可知,当以25℃下达到寿命为止的累计放电电量B为基础进行判断时,0℃下达到寿命为止的累计放电电量B大于25℃下达到寿命为止的累计放电电量B。另一方面,45℃下达到寿命为止的累计放电电量B小于25℃下达到寿命为止的累计放电电量B。
如上所示,达到寿命为止的累计放电电量B随着温度的变化而偏离25℃下的累计放电电量B。根据图4,可如下所示地通过实验表示累计放电电量B。当设25℃下达到寿命为止的累计放电电量B为1时,0℃下达到寿命为止的累计放电电量B表示为1/0.914。另外,当设25℃下达到寿命为止的累计放电电量B为1时,45℃下达到寿命为止的累计放电电量B表示为1/1.600。
如此,温度越高累计放电电量B越大,温度越低累计放电电量B越小,这是由于温度越高铅栅板的腐蚀反应越加快,温度越低铅栅板的腐蚀反应越减慢。
在本实施例中,实验性地将25度下达到寿命为止的累计放电电量B设为1,将此时得到的各温度下达到寿命为止的累计放电电量B的分母设为系数x。因此,由于0℃下的累计放电电量B的分母为0.914,因此,0℃下的系数x为0.914。而且,由于45℃下的累计放电电量B的分母为1.600,因此,45℃下的系数x为1.600。依次改变铅蓄电池的表面温度而进行如上所述的实验,并实验性地将25度下达到寿命为止的累计放电电量B设为1,将此时得到的各温度下达到寿命为止的累计放电电量B的分母设为系数x,从而得到图5所示的温度-系数相关关系图。
图5所示的温度-系数相关关系图是绘制了系数x的温度依存性的图。在第3及第4实施例中,反映从图5所示的温度-系数相关关系图推定的系数的变化,更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命。即,第1系数设定部450如果知道铅蓄电池的表面温度,就根据图5所示的温度-系数相关关系图取得与该表面温度相对应的系数x,并设定取得的系数x。
另外,在上述的第3实施例中,也可以采用铅蓄电池的温度越低,第1系数设定部450越增大系数x的结构。
通常,在铅蓄电池的充电容易不足的条件下,铅蓄电池中会呈现以下所示的倾向。即,当放电循环中的铅蓄电池的表面温度较低时,在紧接其后的充电循环开始的时刻,铅蓄电池的表面温度保持低温。此时,铅蓄电池中容易发生充电不足,因此铅蓄电池的残存寿命变短。
另一方面,当放电循环中的铅蓄电池的表面温度为高温时,在紧接其后的充电循环开始的时刻,铅蓄电池的表面温度保持高温。此时,铅蓄电池的充电效率较高,因此充电不足解消。由此,铅蓄电池的残存寿命变长。
因此,在铅蓄电池的充电容易不足的条件下,反映此种倾向,如果放电循环中的铅蓄电池的表面温度越低将系数x设定得越大,则铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。另外,作为铅蓄电池的充电容易不足的条件,例如可举出3时间率额定容量60Ah的铅蓄电池被恒压充电(14.7V控制,最大充电电流12A,充电时间6小时)的条件。
第5实施例以在第2实施例中,推定部4的第2系数设定部451(参照图18)与相应放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流相对应地设定系数为特征。第6实施例以在第5实施例中,充电电流越大,第2系数设定部451越增大系数为特征。如此,放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流越大,第2系数设定部451将系数x设定得越大,其理由如下所示。
即,由于铅蓄电池自身为电阻,当充电电流较大时,焦耳热引起的铅蓄电池的发热也变大。通过反映该现象,在相应放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流较大时将系数x设定得较大,可更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命。
图6是表示在25℃环境下以各种充电电流对上述的铅蓄电池充电时的、铅蓄电池的充电开始时温度与铅蓄电池的充电终止时温度之间的温度差。即,图6表示充电电流值-温度差相关关系图。
由图6可知,以时间率表示的充电电流的值越大,充电终止时的铅蓄电池温度与充电开始时的铅蓄电池温度之间的温度差(充电终止时上升温度)越大。因此可知,当充电电流较大时,铅蓄电池中产生的焦耳热引起的发热变大。在此,当推定部4掌握第4实施例所示的系数x的温度依存性(参照图5),则可进行以下处理。
即,推定部4假定图5所示的温度-系数相关关系图是绘制了铅蓄电池以10时间率的充电电流被充电的条件下的系数x的温度依存性的图。另外,推定部4假定图5所示的温度(℃)相当于以10时间率的充电电流被充电的条件下的充电终止时的铅蓄电池温度与充电开始时的铅蓄电池温度之间的温度差(充电终止时上升温度)。
在这样的条件下,推定部4求出10时间率充电时的充电终止时上升温度与图6所示的对应于各充电电流值的充电终止时终止温度之差。于是,得到图6的最右列所示的“与10时间率充电时的充电终止时上升温度之差”。
而且,如图6所示,推定部4当时间率为1时,作为“与10时间率充电时的充电终止时上升温度之差”得到15℃的值,因此假定铅蓄电池不是在25℃,而是在加上15℃的40℃的条件被进行充电。于是,从图5所示的温度-系数相关关系图,作为对应于40℃的系数x,得到约为1.43的值。
同样,推定部4当时间率为10时,作为“与10时间率充电时的充电终止时上升温度之差”得到0℃的值,因此视铅蓄电池在实际的温度即25℃的条件下被进行充电。于是,从图5所示的温度-系数相关关系图,作为对应于25℃的系数x得到1。
同样,如图6所示,推定部4当时间率为40时,作为“与10时间率充电时的充电终止时上升温度之差”得到-7℃的值,因此假定铅蓄电池不是在25℃,而是在减去7℃的18℃的条件被进行充电。于是,从图5所示的温度-系数相关关系图,作为对应于18℃的的系数x而得到约为0.92的值。
推定部4,如果将对应于各时间率执行上述的处理而得到的系数x的值与假定的温度相关联地绘制,则可得到图7所示的充电电流-系数相关关系图。因此,推定部4从图7所示的充电电流-系数相关关系图,得到对应于充电电流的系数x,从而可更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命。
另外,第5及第6实施例中,代替第3及第4实施例中的铅蓄电池的表面温度的测量而测量充电电流,根据充电电流推定表面温度,再从推定的表面温度求出系数x。如果将此种第5及第6实施例组合于第3及第4实施例,则因错误而没能设定对应于表面温度的系数x的情况下,也可基于对应于充电电流的系数x,实现精度高的残存寿命推定。
图8是表示将第5及第6实施例组合于第3及第4实施例时的累计放电电量B的算出处理的一例的流程图。
推定部4,如果铅蓄电池放电(在步骤S20为“是”),通过以放电时间积分放电电流,来测量相应放电循环中的放电电量并进行存储(步骤S21)。接着,推定部4测量并存储铅蓄电池的表面温度(步骤S30)。另一方面,铅蓄电池不是被放电而是被充电时(在步骤S20为“否”以及在步骤S33为“是”),推定部4测量并存储充电电流(步骤S34)。
然后,当进行了上述的基于表面温度的系数x的设定时(在步骤S31为“是”),推定部4求出对测量的放电电量乘以已设定的系数x的值(步骤S23),并累计所求出的值,将得到的值作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。
另外,在未进行上述的基于表面温度的系数x的设定时,推定部4判定是否进行了上述的基于充电电流的系数x的设定(步骤S32)。其结果,当进行了基于充电电流的系数x设定时(在步骤S32为“是”),推定部4求出对测量的放电电量乘以已设定的系数x的值(步骤S23),并累计所求出的值,将得到的值作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。
另一方面,当基于表面温度的系数x的设定以及基于充电电流的系数x的设定均未进行时(在步骤S31为“否”以及在步骤S32为“否”),进行上述的错误处理(步骤S24至S26)以及残存寿命推定精度显示处理(步骤S200至S204)。
第7实施例以在第2实施例中,推定部4的第3系数设定部452(参照图18)与相应放电的放电电流相对应地设定系数为特征。第8实施例以在第7实施例中,放电电流越大,第3系数设定部452越增大系数为特征。第3系数设定部452根据预先存储于推定部4中的放电电流-系数相关关系图(参照图9),设定对应于放电电流的系数。如此,放电电流越大,第3系数设定部452将系数x设定得越大,其理由如下所示。
即,已知,即使对于新品或相同劣化率的铅蓄电池,基于放电电流的不同所能取出的电量也有所不同。另外,由于铅蓄电池自身为电阻,当放电电流较大时,焦耳热引起的铅蓄电池的发热也变大。因此,放电步骤中的放电结束后,至下一次充电为止未能得到充分冷却时,充电时的铅蓄电池的表面温度依然较高。如果在刚刚结束放电之后的铅蓄电池的表面温度较高的状态下进行充电,则如前所述,铅蓄电池的残存寿命会变短。因此,通过反映该现象,当相应放电中的放电电流较大时将系数x设定得较大,可更加精确地推定铅蓄电池的残存寿命。
第9实施例以在第2实施例中,推定部4的第4系数设定部453(参照图18)与在相应放电循环之前的充电循环中的后述的过充电电量相对应地设定系数为特征。第10实施例以在第9实施例中,过充电电量越大,第4系数设定部453越增大系数为特征。第4系数设定部453根据预先存储于推定部4中的过充电电量-系数相关关系图(参照图10),设定对应于后述的过充电电量的系数。以下,结合图11说明,过充电电量越大,第4系数设定部453将系数x设定得越大的理由。
图11是将通常的铅蓄电池的可充性与充电电量的差异一起表示的图。
在图11中,横轴相当于充电电量(Charge Input)相对于理论满充电电量的比,纵轴相当于放电电量(Delivered Capacity)相对于理论满充电电量的比。如图11所示,即使充电电流较小时,如果充电电量(Charge Input)超过理论满充电电量(标称容量;以下相同)的80%,则由充电电量(Charge Input)和放电电量(Delivered Capacity)所得到的线也开始偏离充电电量与放电电量为相同值的理想线(ideal line),充电中耗费但未用于放电的电量的比例增加。
即,如图11所示,即使充电电流小如0.05CA(其中,CA为时间率的倒数)时,如充电电量超过理论满充电电量的80%,则得到的放电电量将小于根据理想线得到的放电电量。另外,如图11所示,充电电流为0.1CA及0.15CA时,即便充电电量未达到理论满充电电量(标称容量)的80%,只要超过理论充电电量的大约65%,则由充电电量与放电电量得到的线就开始偏离理想线。其结果,充电电量与以该充电电量进行的充电刚结束之后的放电循环中的放电电量之间产生差。
这样的差被称为过充电电量。使充电电流在0.05CA至0.15CA的范围内变化,同时求出这样的差,将求出的值绘制的区域用图11中以斜线表示的区域A示出。这样的过充电电量越多,越容易产生铅栅板(集流体)的腐蚀引起的劣化,因此铅蓄电池的寿命变短。在此,推定部4掌握铅蓄电池在怎样的SOC范围内进行充放电,算出相应放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量,并且过充电电量越大,则将系数x设定得越大。
下面,对推定部4进行的SOC掌握处理以及推定部4进行的过充电电量算出处理进行说明。
关于推定部4掌握铅蓄电池在怎样的SOC范围内进行充放电,例如推定部4通过在每当铅蓄电池的充放电循环终止时执行以下的处理而实现。即,推定部4预先存储初期电量(参照图4),以放电时间积分放电电流,从而测量放电循环中的放电电量,以充电时间积分充电电流,从而测量紧接其后的充电循环中的充电电量。接着,推定部4从初期电量中减去放电电量,然后加上充电电量。通过该处理,推定部4可掌握铅蓄电池在怎样的SOC范围内进行充放电。
另外,关于推定部4算出过充电电量,例如通过以下的处理实现。在推定部4预先记录有表示SOC与过充电系数a的相关关系的数据。在此,过充电系数a是以各SOC下未用于充电反应的电量表示的数值被用作系数而确定的系数。表示SOC与过充电系数a的相关关系的数据例如表示为图12所示的SOC-过充电系数相关关系图。
该SOC-过充电系数相关关系图通过在铅蓄电池的表面温度保持一定温度的状态下,使一定值的充电电流在铅蓄电池的SOC互不相同的状态流过的实验而得到。即,SOC-过充电系数相关关系图通过在表面温度及充电电流为一定时,改变铅蓄电池的SOC,并每次求出各SOC下未用于充电反应的电量的实验而得到。
例如,图12所示的相关关系图通过对于3时间率额定容量60Ah的铅蓄电池,在铅蓄电池的表面温度为25度的条件下进行的以下所示的实验而得到。即,图12所示的相关关系图通过如下实验得到,即在该条件下,向铅蓄电池中持续流入0.1CA(6A)的充电电流,并使SOC在大约75%的状态至大约120%之间变化,同时每次求出各SOC下未用于充电反应的电量。
如图12所示,使充电电流持续流入铅蓄电池,其结果,视为对铅蓄电池充电了使SOC超过100%的充电电量。此时,如图12中的虚线所示,未用于充电反应的电量(即过充电系数a)急剧增加。
推定部4利用这样的表示SOC与过充电系数a的相关关系的数据,求出过充电电量。即,推定部4利用放电循环中的放电电量及该放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电量,进行上述的SOC掌握处理。于是,推定部4可掌握在怎样的SOC范围内进行了充放电。
而且,推定部4根据图12所示的SOC-过充电系数相关关系图,得到与所掌握的SOC范围相对应的过充电系数a。然后,推定部4依次累计所测量的充电电量乘以与所掌握的各SOC范围相对应的各过充电系数a的值。其结果所得到的值为相应放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量。
例如,对于3时间率额定容量60Ah的铅蓄电池,在铅蓄电池的表面温度为25度的条件下,从SOC为50%的状态开始,以0.1CA即6A,充电了36Ah。
此时,关于使SOC从50%成为75%的状态所需的充电电量(本例中为15Ah),如图12的SOC-过充电系数相关关系图所示,通过充电使SOC从50%成为75%的状态的期间,过充电系数a的值保持为0。因此,使SOC从50%成为75%的状态的期间,过充电电量为0Ah。
然而,如果SOC超过75%的状态,则如图12所示,存在过充电区域。因此,SOC超过75%的状态后,推定部4通过如上所述的处理求出过充电电量。
例如,SOC处于89%至90%的范围内时,与该范围内的SOC相对应的过充电系数a为“0.1”。因此,从SOC为89%的状态到90%的状态期间测量的充电电量之和(本例中为0.6Ah)乘以与89%至90%的范围内的各SOC相对应的过充电系数a“0.1”的值,为SOC处于89%至90%的范围内时的过充电电量。
通过在超过75%的SOC的范围内进行这样的处理,求出整体的过充电电量(2.7Ah)。
此处,随着过充电电量增大,用于铅栅板的腐蚀反应或电解液中的水的电解的电量要比用于铅蓄电池的充电反应的电量更加增大,因此铅蓄电池的劣化加速,残存寿命缩短。因此,通过设定与过充电电量的大小相对应的系数x,可实现精确的铅蓄电池残存寿命推定。
第11实施例以在第2实施例中,当设相应放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电量为Cc,表示3时间率额定容量的理论电量的80%值为C80时,推定部4的第5系数设定部454(参照图18)与差值Cc-C80相对应地设定系数x为特征。第12实施例以在第11实施例中,使推定部4具有随着差值Cc-C80越大,第5系数设定部454越增大系数x的功能为特征。
第5系数设定部454根据预先存储于推定部4中的“Cc-C80”-“系数”关系图(参照图13),设定与差值“Cc-C80”相对应的系数x。如此,差值Cc-C80越大,第5系数设定部454将系数x设定得越大,其理由如下所示。
即,即使假设推定部4不具有如第9及第10实施例那样求出图11的区域A的运算功能,只要推定部4能够掌握铅蓄电池的充放电在怎样的SOC范围内进行,即可求出上述的Cc及C80
例如,对于3时间率额定容量60Ah的铅蓄电池,在铅蓄电池的表面温度为25度的条件下,从SOC为50%的状态开始,以0.1CA即6A,充电了36Ah的充电电量。此时,在所述充电中,如明确从SOC为50%开始充电,则可将在3时间率额定容量即60Ah的50%(30Ah)上加上实际充电电量(36Ah)得到的电量62Ah作为Cc。另一方面,可将3时间率额定容量60Ah的80%(48Ah)作为C80
而且,根据从Cc(62Ah)减去C80(48Ah)的值,得到差值Cc-C80(14Ah)。另外,推定部4可通过上述的处理掌握在怎样的SOC范围内进行充放电。
可知这样的差值Cc-C80越大,实际的充电电量超过3时间率额定容量的80%就越多。另一方面,可知差值Cc-C80越小,实际的充电电量超过3时间率额定容量的80%就越少。另外,如果差值Cc-C80为0或负值,则可知实际的充电电量未超过3时间率额定容量的80%。因此,可将差值Cc-C80视为上述的过充电电量。
因此,通过对应于差值Cc-C80,当该差值越大时将系数x设定得越大,从而虽然比第9及第10实施例精度稍低,但可简便地推定铅蓄电池的残存寿命。
以上说明了分别采用第3至4、5至6、7至8、9至10及11至12实施例的情况,但毋庸置疑,通过组合采用这些实施例,可进一步提高铅蓄电池残存寿命的推定精度。
图14是表示组合第3至第12实施例时的累计放电电量B的算出处理的一例的流程图。
当铅蓄电池放电时(在步骤S20为“是”),推定部4以放电时间积分放电电流,从而测量并存储相应放电循环中的放电电量(步骤S21)。接着,推定部4测量并存储铅蓄电池的表面温度(步骤S30),然后推定部4测量并存储放电电流(步骤S37)。
另外,当铅蓄电池在步骤S20的放电刚结束之后的充电循环中被充电时(在步骤S20为“否”,以及在步骤S33为“是”),推定部4测量并存储充电电流(步骤S34)。然后,推定部4通过以充电时间积分所测量的充电电流,从而测量并存储充电电量Cc(步骤S45)。
然后,推定部4利用所得到的放电电量及充电电量Cc进行上述的SOC掌握处理,掌握铅蓄电池中在怎样的SOC范围内进行了充放电(步骤S38)。而且,推定部4得到与所掌握的各SOC范围相对应的各过充电系数a(步骤S39)。
接着,推定部4判定是否基于铅蓄电池的表面温度设定有系数x(步骤S31)。当基于表面温度设定有系数x时(在步骤S31为“是”),推定部4进行以下所示的处理。另外,当基于充电电流设定系数x时(在步骤S32为“是”),以及基于放电电流设定有系数x时(在步骤S39为“是”),推定部4也进行同样的处理。
即,推定部4判断是否通过上述的处理算出了过充电电量(步骤S40)。当算出了过充电电量时(在步骤S41为“是”),推定部4根据图15所示的综合系数图取得与所得到的表面温度及过充电电量相对应的系数即综合系数X(步骤S41)。接着,推定部4求出综合系数X乘以所测量的放电电量的值(步骤S42),并累计所求出的值来作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。
另一方面,当未算出过充电电量时(在步骤S41为“否”),判断是否测量充电电量Cc(步骤S43)。当已测量充电电量Cc时(在步骤S43为“是”),算出差值Cc-C80(步骤S44),并取得与得到的差值Cc-C80及表面温度相对应的综合系数X(步骤S41)。接着,推定部4求出综合系数X乘以所测量的放电电量的值(步骤S42),并累计所求出的值来作为累计放电电量B而存储(步骤S24)。
另外,当系数x、过充电电量、充电电量Cc均未得到时(在步骤S31、步骤S32、步骤S39、步骤S40及步骤S43均为“否”),执行上述的错误处理(步骤S24至S26)及残存寿命推定精度显示处理(步骤S200至S204)。
如上,推定部4利用与过充电电量(或差值Cc-C80)相对应的综合系数而得到累计放电电量B。在此,推定部预先存储图15所示的综合系数图。在综合系数图中,在表面温度低、过充电电量(或差值Cc-C80)小的区域,反映了充电不足引起的寿命缩短。另外,在表面温度高、过充电电量(或差值Cc-C80)大的区域,反映了正极栅板腐蚀引起的寿命缩短。
如上所述,当造成铅蓄电池达到寿命的因素各异时,也可通过组合利用多个因素,来提高残存寿命的推定精度。
另外,即使在基于表面温度及过充电电量(或差值Cc-C80)的综合系数X的设定中出现错误时,只要利用基于充电电流或放电电流与3时间率额定容量之差的其他系数,也可提高推定精度。
第13实施例涉及一种电源系统,具有以下特征,即包括:作为电源的铅蓄电池;用于对该铅蓄电池进行充电的充电器(充电装置);存储用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阀值A,且累计每次放电循环中得到的放电电量而算出累计放电电量B,并利用累计放电阀值A与累计放电电量B的差值推定残存寿命的推定部。在此,铅蓄电池1被反复充电及放电地被使用。
另外,第13实施例的具体结构在图16及图17中表示为电源系统S1及S2。并且第13实施例的效果与第1实施例的效果相同。另外,图16及图17所示的电源系统S1及S2的详细结构将在后面详述。
第14实施例以在第13实施例中,每次放电循环得到的放电电量乘以系数,通过累计该值算出累计放电电量B为特征。第14实施例的具体结构也在图16及图17中表示为电源系统S1及S2。另外,第14实施例的效果与第2实施例的效果相同。
第15实施例以在第14实施例中,设置有测量铅蓄电池的温度的温度测量部,并使推定部4具有对应于该温度测量部的测量值而设定系数的功能为特征。第16实施例以在第15实施例中,使推定部具有温度越高则越增大系数的功能为特征。
图16是表示第13至第16实施例所涉及的电源系统的一个例子的方框图。在电源系统S1中,铅蓄电池1与用于对其充电的充电器(充电装置)2以及采用电动设备的负载3电连接。另一方面,铅蓄电池1还与微电脑4连接。该微电脑4至少构成推定部,并且与在接近铅蓄电池1的状态下测量铅蓄电池1的表面温度的温度测量部5连接。推定部(微电脑4)至少具有以下所示的4个功能。第1,推定部(微电脑4)存储用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阀值A。第2,推定部(微电脑4)对应于温度测量部5的测量值,对每次放电循环中得到的放电电量设定不同的系数x。在此,推定部(微电脑4)具有铅蓄电池的表面温度越高,将系数x的值设定得越大的功能。第3,推定部(微电脑4)对每个放电循环中得到的放电电量乘以系数x,通过累计该值,如下述公式(1),算出累计放电电量B。第4,推定部(微电脑4)求出累计放电阀值A与累计放电电量B的差值(差值电量A-B)。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
第5,推定部(微电脑4)求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。第6,推定部(微电脑4)根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命。
另外,图16中仅显示第13至第16实施例所涉及的基本结构,但将推定部(微电脑4)的推定结果显示于显示部(例如显示器或电灯的忽亮忽灭等)也是一种理想的结构。另外,较为理想的是,以无线数据、声音数据、电子数据等数据的形式通知推定部(微电脑4)的推定结果。在此,第15及第16实施例的效果分别与第3及第4实施例的效果相同。
第17实施例以在第14实施例中,设置测量相应放电循环之前的充电循环中的充电电流的电流测量部,并使推定部具有对应于该电流测量部的测量值而设定系数的功能为特征。第18实施例以在第17实施例中,使推定部具有随充电电流越大越增大系数的功能为特征。
图17是表示第17及第18实施例所涉及的电源系统的一个例子的方框图。在电源系统S2中,铅蓄电池1与用于对其充电的充电器(充电装置)2以及采用电动设备的负载3电连接。另一方面铅蓄电池1还与微电脑4连接。该微电脑4至少构成推定部,并且与测量铅蓄电池1的充电电流的电流测量部6连接。推定部(微电脑4)至少发挥以下所示的4个功能。第1,推定部(微电脑4)存储用于催促铅蓄电池1的使用停止的累计放电阀值A。第2,推定部(微电脑4)与电流测量部6的测量值相对应地对每次放电循环得到的放电电量设定不同的系数x。在此,推定部(微电脑4)具有随充电电流越大,越增大系数x的值的功能。第3,推定部(微电脑4)对每个放电循环中得到的放电电量乘以系数x,通过累计该值,如下述公式(1),算出累计放电电量B。第4,推定部(微电脑4)求出累计放电阀值A与B的差值(差值电量A-B)。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
第5,推定部(微电脑4)求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。第6,推定部(微电脑4)根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命。
另外,图17中仅显示第17及第18实施例所涉及的基本结构,但将推定部(微电脑4)的推定结果显示于显示部(例如显示器或电灯的忽亮忽灭等)也是一种理想的结构。另外,较为理想的是,以无线数据、声音数据、电子数据等数据的形式通知推定部(微电脑4)的推定结果。在此,第17及第18实施例的效果分别与第5及第6实施例的效果相同。
第19实施例以在第14实施例中,设置测量相应放电中的放电电流的电流测量部,并使推定部具有与该电流测量部的测量值相对应地设定系数的功能为特征。第20实施例以在第19实施例中,使推定部具有随充电电流越大越增大系数的功能为特征。
第19及第20实施例可利用图17说明。具体而言,通过使电流测量部6测量铅蓄电池1的放电电流,并且推定部(微电脑4)发挥以下的功能,可实现第19及第20实施例。第1,推定部(微电脑4)存储用于催促铅蓄电池1的使用停止的累计放电阀值A。第2,推定部(微电脑4)与电流测量部6的测量值相对应地对每次放电循环得到的放电电量设定不同的系数x。在此,推定部(微电脑4)具有随放电电流越大,越增大系数x的值的功能。第3,推定部(微电脑4)对每个放电循环中得到的放电电量乘以系数x,通过累计该值,如下述公式(1),算出累计放电电量B。第4,推定部(微电脑4)求出累计放电阀值A与累计放电电量B的差值(差值电量A-B)。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
第5,推定部(微电脑4)求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。第6,推定部(微电脑)4根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命。
另外,图17中仅显示第19及第20实施例所涉及的基本结构,但将推定部(微电脑4)的推定结果显示于显示部(例如显示器或电灯的忽亮忽灭等)也是一种理想的结构。另外,较为理想的是,以无线数据、声音数据、电子数据等数据的形式通知推定部(微电脑4)的推定结果。在此,第19及第20实施例的效果分别与第7至8实施例的效果相同。
第21实施例以在第14实施例中,使推定部具有算出相应放电循环之前的充电循环中的过充电电量,并与该过充电电量相对应地设定系数的功能为特征。第22实施例以在第21实施例中,使推定部具有随过充电电量越大越增大系数的功能为特征。在此,过充电电量如上所述,指充电电量与紧接以该充电电量充电之后的放电循环中的放电电量之差。
第21至22实施例也可利用图17说明。作为一例,如图17所示,通过在微电脑4中进一步添加计时器47,推定部(微电脑4)发挥以下的功能,从而可实现第21及第22实施例。第1,推定部(微电脑4)存储用于催促铅蓄电池1的使用停止的累计放电阀值A。第2,推定部(微电脑4)存储过充电区域(图11中以斜线显示的区域A)。第3,推定部(微电脑4)在掌握铅蓄电池1的SOC的基础上,通过将作为电流测量部6的测量值与计时器47测量的充电时间的乘积而算出的充电电量相加,求出铅蓄电池1的充电后SOC值。第4,推定部(微电脑4)将上述的铅蓄电池1的充电后SOC值与过充电区域(图11中以斜线显示的区域A)进行对照,算出紧接相应放电循环之前的充电循环中的过充电电量。第5,推定部(微电脑4)与上述过充电电量相对应地对每次放电循环得到的放电电量设定不同的系数x。在此,推定部(微电脑4)具有随充电电流越大而越增大系数x的值的功能。第6,推定部(微电脑4)对每个放电循环中得到的放电电量乘以系数x,通过累计该值,如下述公式(1),算出累计放电电量B。第7,推定部(微电脑4)求出累计放电阀值A与B的差值(差值电量A-B)。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
第8,推定部(微电脑4)求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。第9,推定部(微电脑)4根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命。
另外,除上述结构之外,还将推定部的推定结果显示于显示部(例如显示器或电灯的闪烁等)的结构,也是一种理想的结构。另外,较为理想的是,以无线数据、声音数据、电子数据等数据的形式通知推定部(微电脑4)的推定结果。在此,第21及第22实施例的效果分别与第9及第10实施例的效果相同。
第23实施例以在第14实施例中,使推定部具有当设相应放电循环之前的充电循环中的充电电量为Cc,3时间率额定容量的80%的值为C80时,算出差值Cc-C80,并与该差值相对应地设定系数的功能为特征。第24实施例以在第23实施例中,使推定部具有随差值Cc-C80越大,越增大系数的功能为特征。
第23及第24实施例也可利用图17说明。更详细而言,省略了上述第21及第22实施例中的存储过充电区域(图11中以斜线显示的区域A)的功能。以下显示其具体一例。
第1,推定部(微电脑4)存储用于催促铅蓄电池1的使用停止的累计放电阀值A。第2,推定部(微电脑4)在掌握铅蓄电池1的SOC的基础上,通过加上作为电流测量部6的测量值与计时器47测量的充电时间的乘积而算出的充电电量,求出铅蓄电池1的充电后SOC值。第3,当设根据上述充电后的SOC值求出的充电电量为Cc,3时间率额定容量的80%的值为C80时,推定部(微电脑4)算出差值Cc-C80。第4,推定部(微电脑4)与差值Cc-C80相对应地对每次放电循环得到的放电电量设定不同的系数x。在此,推定部(微电脑4)具有随差值Cc-C80越大,越增大系数x的值的功能。第5,推定部(微电脑4)对每个放电循环中得到的放电电量乘以系数x,通过累计该值,如下述公式(1),算出累计放电电量B。第6,推定部(微电脑4)求出累计放电阀值A与累计放电电量B的差值(差值电量A-B)。
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的各放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
第7,推定部(微电脑4)求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。第8,推定部(微电脑)4根据求出的比率{(A-B)/A},推定铅蓄电池的推定残存寿命。
另外,除上述结构之外,还将推定部(微电脑4)的推定结果显示于显示部(例如显示器或电灯的忽亮忽灭等)的结构也是一种理想的结构。另外,较为理想的是,以无线数据、声音数据、电子数据等数据的形式通知推定部(微电脑4)的推定结果。在此,第23及第24实施例的效果分别与第11及第12实施例的效果相同。
以上说明了分别采用第15至16、17至18、19至20、21至22及23至24实施例的情况,但毋庸置疑,通过组合采用这些实施例,可提高铅蓄电池残存寿命的推定精度。如上所述,组合第15至第24实施例时的累计放电电量B的算出处理是与图14的流程图所示处理相同的处理。
以下,对构成第1至第24实施例的核心的推定部4的功能模块进行说明。如图18所示,推定部4包括,控制部40、存储部41、算出部42、减算部43、比率取得部44、系数设定部45及过充电电量算出部46。并且,如上所述,温度测量部5及电流测量部6中的任意其中之一与推定部4连接。另外,在图18中,实线箭头表示数据的流动。虚线箭头表示信号的流动。
在图18所示的推定部4中,控制部40对推定部4进行整体控制。存储部41存储用于该推定部4动作的控制程序。另外,存储部41存储推定铅蓄电池1的残存寿命所需的数据。在此,作为推定铅蓄电池1的残存寿命所需的数据,例如可举出累计放电阀值A、累计放电电量B、用于求出累计放电电量B的各种数据、系数x、对放电电量乘以系数x所得的值、以及用于设定系数x的各种数据。
减算部43求出从累计放电阈值A减去累计放电电量B所得的值(差值电量A-B)。比率取得部44求出差值电量A-B对累计放电阈值A的比率{(A-B)/A}。系数设定部45设定系数x。
系数设定部45具有上述的第1至第5系数设定部450至454。第1至第5系数设定部450至454利用用于设定系数x的各种数据设定系数x。过充电电量算出部46通过上述的方法算出铅蓄电池进行放电的放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量。
另外,推定部4具有第1处理部471至第5处理部475。第1处理部471在进行算出步骤时如未求出系数,则求出将系数x设为1而与放电电量相乘的值。第2处理部472依次累计将系数x设为1而与放电电量相乘的值,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储于存储部41中。
第3处理部473累计将系数x设为1而与放电电量相乘的值,并将所得到的值作为累计放电电量B而存储于存储部41中。第4处理部474求出系数设定错误时累计放电电量Berror对累计放电电量B的比率。第5处理部475将求出的比率(Berror/B)显示于显示部7(参照图16及图17)。
上述的具体实施例主要包括具有以下结构的发明。
本发明所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法,通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤:存储步骤,存储在标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A,所述标准条件是指所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定值时的条件;算出步骤,将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实际条件,算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量B,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B;减算步骤,从所述累计放电阈值A减去所述累计放电电量B求得差值电量A-B;推定步骤,利用所述差值电量来推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
在铅蓄电池中采用二氧化铅(PbO2)作为正极的活性物质。本发明者们发现,该二氧化铅的利用率(实际参与电池反应的比率)的变化,与其说与充放电次数有关,不如说与累计放电电量更有关联。在铅蓄电池反复充电及放电时,二氧化铅由于反复进行收缩(充电)与膨胀(放电)这一体积变化而微细化,因此二氧化铅的电化学反应性发生变化。因此,根据本发明者们的看法,可推测二氧化铅的微细化的进程,与其说与单纯的充放电次数有关,不如说与二氧化铅的体积变化(二氧化铅膨胀引起的体积变化)的累积值(即累计放电电量)更有关系。因此,根据该结构,从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A,减去表示实际条件下的所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量B(二氧化铅的体积变化的累积值),根据所得到的值推定铅蓄电池的残存寿命,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。
因此,通过判断用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A与表示二氧化铅的体积变化的累积值的累计放电电量B的差值,可知二氧化铅的体积变化的累积值有多接近用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高,从而可精确推定铅蓄电池的残存寿命。因此,例如在运输车辆的动力源等的循环使用中采用铅蓄电池时,可精确判断该铅蓄电池的使用极限,可精确地推定铅蓄电池的合理更换时期。另外,易于推定运输车辆的可行驶距离。
另外,本发明中设累计放电电量为二氧化铅的体积变化的累积值,但也可取而代之采用累计充电电量,由于累计充电电量为二氧化铅的体积变化(收缩)的累积值,因此也能得到与累计放电电量同样的效果。但考虑到部分充电电量被用于伴随过充电的副反应(即不视为二氧化铅的体积变化的累积值),还是采用累计放电电量较为理想。
在上述结构中,较为理想的是,所述推定步骤包含求出所述差值电量A-B对所述累计放电阈值A的比率,即{(A-B)/A}的比率取得步骤,所述推定部根据在所述比率取得步骤求出的所述比率{(A-B)/A},推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
根据该结构,比率{(A-B)/A}越接近1,则累计放电电量B越远离累计放电阈值A,从而可推定铅蓄电池的推定残存寿命较长。另一方面,比率{(A-B)/A}越接近0,则累计放电电量B越接近累计放电阈值A,从而可推定铅蓄电池的推定残存寿命较短。因此,可简单地判断铅蓄电池的残存寿命。
在上述结构中,较为理想的是,所述算出步骤,求出针对所述铅蓄电池放电的每个循环将表示从铅蓄电池放出的电量的放电电量和反映所述实际条件而求得的系数相乘的值,通过按每个所述循环依次累计将所述放电电量和所述系数相乘的值,算出如下述公式(1)所述的累计放电电量B,
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的每个放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环的放电电量所乘的系数。
根据该结构,影响电化学反应性的其他因素(例如,由于在高温下充电、过充电触发铅栅板(集流体)的腐蚀)被反映于累计放电电量B的算出。因此,能够进行结合铅蓄电池的实际使用条件的残存寿命推定,从而铅蓄电池的残存寿命推定精度提高。
从考虑影响每次的放电的因素(例如,由于放电电流大小的差异,即使是刚制成的未劣化的铅蓄电池,可取出的放电电量也有所差异)的观点来看,将系数与用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阀值A相乘也可得到同样的效果。另外,较为理想的是,在铅蓄电池的规格及充放电条件相同的情况下,系数与累计放电阀值A相乘。
然而,由于铅蓄电池自身为电阻,随放电电流越大,焦耳热引起的铅蓄电池的发热则越大,因此至下一次充电为止未得到充分冷却时,下一次充电开始时的铅蓄电池的表面温度依然较高。如果在铅蓄电池表面温度较高的状态下充电,则如上所述,铅蓄电池的残存寿命变短。因此,将系数与根据放电电流得到的放电电量相乘的情况下,可将影响铅蓄电池的寿命的放电电流值反映于残存寿命的推定,从而寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述算出步骤还包括以下步骤:当未设定所述系数时,求出将所述系数设为1乘以所述放电电量的值的步骤;依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储的步骤;依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为所述累计放电电量B而存储的步骤;求出所述系数设定错误时累计放电电量Berror对所述累计放电电量B的比率的步骤;显示所求出的所述比率Berror/B的步骤。
根据该结构,当未设定系数时,依次累计将系数假设为1而与放电电量相乘的值,并将得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储。另外,累计将系数设为1而与放电电量相乘的值,并将所得到的值作为累计放电电量B而存储。
而且,求出系数设定错误时累计放电电量Berror对累计放电电量B的比率,并显示所求出的所述比率(Berror/B)。因此,用户可知在累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例,可知推定残存寿命的精度。
例如,在累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例越接近“1”,可知基于影响铅蓄电池的寿命的因素决定的系数越是未在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较低。另一方面,在累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例越接近“0”,可知系数越在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数与所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池的温度相对应而被设定。
铅蓄电池的温度影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,与铅蓄电池放电时的铅蓄电池的温度相对应地设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数随所述铅蓄电池的温度增高而增大。
根据该结构,在铅蓄电池的劣化容易加速的高温下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流相对应而被设定。
铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,与放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流相对应地设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数随所述充电电流的增大而增大。
根据该结构,由于在如充电电流较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数与所述铅蓄电池放电时的放电电流相对应而被设定。
铅蓄电池放电时的放电电流影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,与铅蓄电池放电时的放电电流相对应地设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数随所述放电电流的增大而增大。
根据该结构,在放电电流较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量相对应而被设定,所述过充电电量是充电电量与以该充电电量充电的充电循环刚结束之后的放电循环中的放电电量之差。
放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,与放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量相对应地设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数随所述过充电电量的增大而增大。
根据该结构,在过充电电量较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,当设所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电量为Cc、所述铅蓄电池的表面温度为25度、所述放电电流为3时间率的条件下所述铅蓄电池放电时所述铅蓄电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量的80%的值为C80时,所述系数与所述充电电量与所述理论电量的差值Cc-C80相对应而被设定。
差值Cc-C80影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于差值Cc-C80而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述系数随所述差值Cc-C80的增大而增大。
根据该结构,在差值Cc-C80较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
另外,本发明所涉及的电源系统包括:作为电源的铅蓄电池;用于对所述铅蓄电池进行充电的充电装置;以及推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定部,其中,所述推定部,
存储在所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定的值的标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A;将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实际条件,算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量B,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B;利用所述累计放电阈值A与所述累计放电电量B的差值,推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
根据该结构,从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A,减去表示实际条件下的所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量B(二氧化铅的体积变化的累积值),根据所得到的值推定铅蓄电池的残存寿命,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。
因此,通过判断用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A与表示二氧化铅的体积变化的累积值的累计放电电量B的差值,可知二氧化铅的体积变化的累积值有多接近用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高,从而可精确推定铅蓄电池的残存寿命。因此,例如在运输车辆的动力源等的循环使用中采用铅蓄电池时,可精确判断该铅蓄电池的使用极限,精确推定铅蓄电池的合理更换时期。另外,易于推定运输车辆的可行驶距离。
在上述结构中,较为理想的是,所述推定部包括:存储所述累计放电阀值A的存储部;算出所述累计放电电量B的算出部;从所述存储部中存储的所述累计放电阈值A减去通过所述算出部算出的所述累计放电电量B而得到差值电量A-B的减算部;以及求出通过所述减算部所得到的所述差值电量A-B对所述累计放电阈值A的比率,即{(A-B)/A}的比率取得部,其中,根据所述比率{(A-B)/A},推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
根据该结构,比率{(A-B)/A}越接近1,则累计放电电量B越远离累计放电阈值A,从而可推定铅蓄电池的推定残存寿命较长。另一方面,比率{(A-B)/A}越接近0,则累计放电电量B越接近累计放电阈值A,从而推定部4可推定铅蓄电池的推定残存寿命较短。因此,可简单地判断铅蓄电池的残存寿命。
在上述结构中,较为理想的是,所述算出部求出针对所述铅蓄电池放电的每个循环将表示从铅蓄电池放出的电量的放电电量和反映所述实际条件而求出的系数相乘的值,通过按每个所述循环依次累计将所述放电电量和所述系数相乘的值,算出如下述公式(1)所述的累计放电电量B,
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的每个放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环的放电电量所乘的系数。
根据该结构,影响电化学反应性的其他因素(例如,由于在高温下充电、过充电,而触发铅栅板(集流体)的腐蚀)被反映于累计放电电量B的算出中。因此,能够进行结合铅蓄电池的实际使用条件的残存寿命推定,从而铅蓄电池的残存寿命推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述推定部包括:存储部;当未设定所述系数时,求出将所述系数设为1乘以所述放电电量的值的第1处理部;依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储于所述存储部中的第2处理部;依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为所述累计放电电量B而存储于所述存储部中的第3处理部;求出所述系数设定错误时累计放电电量Berror对所述累计放电电量B的比率的第4处理部;显示所求出的所述比率(Berror/B)的第5处理部。
根据该结构,当未设定有系数x时,依次累计将系数假设为1而与放电电量相乘的值,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储。另外,累计将系数设为1而与放电电量相乘的值,并将得到的值作为累计放电电量B而存储。
而且,求出系数设定错误时累计放电电量Berror对累计放电电量B的比率,并显示所求出的所述比率(Berror/B)。因此,用户可知累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例,可认识到推定残存寿命的精度。
例如,累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例越接近“1”,可知由影响铅蓄电池的寿命的因素确定的系数越是未在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较低。另一方面,累计放电电量B中系数设定错误时累计放电电量Berror所占的比例越接近“0”,可知系数越是在残存寿命的推定中得到考虑。因此,可知残存寿命的推定精度较高。
在上述结构中,较为理想的是,所述电源系统还包括测量所述铅蓄电池的温度高低的温度测量部,所述推定部还包括与所述温度测量部的测量值相对应地设定所述系数的第1系数设定部。
铅蓄电池放电时的铅蓄电池的温度影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于铅蓄电池放电时的铅蓄电池的温度而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述第1系数设定部将所述系数设定成随所述温度测量部的测量值的增大而增大。
根据该结构,在铅蓄电池的劣化容易加速的高温下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述电源系统还包括测量所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流的大小的电流测量部,所述推定部还包括与所述电流测量部的测量值相对应地设定所述系数的第2系数设定部。
放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电流而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述第2系数设定部将所述系数设定成随所述电流测量部的测量值的增大而增大。
根据该结构,在充电电流较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述电源系统还包括测量所述铅蓄电池放电时的放电电流的大小的电流测量部,所述推定部还包括与所述电流测量部的测量值相对应地设定所述系数的第3系数设定部。
铅蓄电池放电时的放电电流影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于铅蓄电池放电时的放电电流而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述第3系数设定部将所述系数设定成随所述电流测量部的测量值的增大而增大。
根据该结构,在放电电流较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述推定部还包括算出所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量的过充电电量算出部、以及与所算出的所述过充电电量相对应地设定所述系数的第4系数设定部,其中,所述过充电电量是充电电量与以该充电电量充电刚结束之后的放电循环中的放电电量之差。
放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于放电循环刚结束之后的充电循环中的过充电电量而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述第4系数设定部将所述系数设定成随所述过充电电量的增大而增大。
根据该结构,在过充电电量较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述推定部还包括第5系数设定部,当设所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环中的充电电量为Cc、所述铅蓄电池的表面温度为25度、所述放电电流为3时间率的条件下所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量的80%的值为C80时,与所述充电电量与所述理论电量的差值Cc-C80相对应地设定所述系数。
差值Cc-C80影响铅蓄电池是加速劣化还是缓慢劣化。因此,根据该结构,对应于差值Cc-C80而设定系数。因此,铅蓄电池的残存寿命的推定精度提高。
在上述结构中,较为理想的是,所述第5系数设定部将所述系数设定成随所述差值Cc-C80的增大而增大。
根据该结构,在差值Cc-C80较大,铅蓄电池的劣化容易加速的情况下,将系数设定得较大,因此铅蓄电池的残存寿命的推定精度进一步提高。
产业上的可利用性
本发明的铅蓄电池的寿命推定方法及电源系统,有助于精确判断可耐用、高安全性的铅蓄电池的使用极限,促进铅蓄电池的合理更换时期的正确推定,对产业发展的影响较大。

Claims (28)

1.一种铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于,通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤:
存储步骤,存储在标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A,所述标准条件是指所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定值时的条件;
算出步骤,将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实际条件,算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量B,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B;
减算步骤,从所述累计放电阈值A减去所述累计放电电量B求得差值电量A-B;
推定步骤,利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
2.根据权利要求1所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述推定步骤,包含求出所述差值电量A-B对所述累计放电阈值A的比率,即(A-B)/A的比率取得步骤,
所述推定部,根据在所述比率取得步骤求出的所述比率(A-B)/A,推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述算出步骤,求出针对所述铅蓄电池放电的每个循环将表示从铅蓄电池放出的电量的放电电量和反映所述实际条件而求得的系数相乘的值,通过按每个所述循环依次累计将所述放电电量和所述系数相乘的值,算出如下述公式1所述的累计放电电量B,
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的每个放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环中的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
4.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于,所述算出步骤还包括以下步骤:
当未设定所述系数时,求出将所述系数设为1乘以所述放电电量的值的步骤;
依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储的步骤;
依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值进行累计作为所述累计放电电量B而存储的步骤;
求出所述系数设定错误时累计放电电量Berror对所述累计放电电量B的比率的步骤;
显示所求出的所述比率Berror/B的步骤。
5.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数是与所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池的温度相对应而被设定的。
6.根据权利要求5所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数被设定成随所述铅蓄电池的温度增高而增大。
7.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数是与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电流相对应而被设定的。
8.根据权利要求7所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数被设定成随所述充电电流的增大而增大。
9.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数是与所述铅蓄电池放电时的放电电流相对应而被设定的。
10.根据权利要求9所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数被设定成随所述放电电流的增大而增大。
11.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数是与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的过充电电量相对应而被设定的,其中,
所述过充电电量是充电电量与以该充电电量刚进行充电之后的放电循环的放电电量之差。
12.根据权利要求11所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数被设定成随所述过充电电量的增大而增大。
13.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
当设所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电量为Cc、所述铅蓄电池的表面温度为25度、所述放电电流为3时间率的条件下所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量的80%的值为C80时,所述系数是与所述充电电量和所述理论电量的差值Cc-C80相对应而被设定的。
14.根据权利要求13所述的铅蓄电池的寿命推定方法,其特征在于:
所述系数被设定成随所述差值Cc-C80的增大而增大。
15.一种电源系统,其特征在于包括:
作为电源的铅蓄电池;
用于对所述铅蓄电池进行充电的充电装置;以及
推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定部,其中,所述推定部,
存储在所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定的值的标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A;
将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实际条件,算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量B,其中,所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B;
利用所述累计放电阈值A与所述累计放电电量B的差值,推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
16.根据权利要求15所述的电源系统,其特征在于,所述推定部包括:
存储所述累计放电阀值A的存储部;
算出所述累计放电电量B的算出部;
从所述存储部中存储的所述累计放电阈值A减去通过所述算出部算出的所述累计放电电量B而得到差值电量A-B的减算部;以及
求出所述减算部所得到的所述差值电量A-B对所述累计放电阈值A的比率,即(A-B)/A的比率取得部,
所述推定部,根据所述比率(A-B)/A来推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。
17.根据权利要求15或16所述的电源系统,其特征在于:
所述算出部,求出针对所述铅蓄电池放电的每个循环将表示从铅蓄电池放出的电量的放电电量和反映所述实际条件而求得的系数相乘的值,通过按每个所述循环依次累计将所述放电电量和所述系数相乘的值,算出如下述公式1所述的累计放电电量B,
B=x1B1+x2B2+……+xnBn    ……(1)
其中,1、2、……n是按所述铅蓄电池的每个放电循环所赋予的编号,B1至Bn是各放电循环的放电电量,x1至xn是各放电循环中的放电电量所乘的系数。
18.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于,所述推定部包括:
存储部;
当未设定所述系数时,求出将所述系数设为1乘以所述放电电量的值的第1处理部;
依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储于所述存储部中的第2处理部;
依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算,并将所得到的累计值作为所述累计放电电量B而存储于所述存储部中的第3处理部;
求出所述系数设定错误时累计放电电量Berror对所述累计放电电量B的比率的第4处理部;
显示所求出的所述比率Berror/B的第5处理部。
19.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于还包括:测量所述铅蓄电池的温度的高低的温度测量部,
所述推定部还包括与所述温度测量部的测量值相对应地设定所述系数的第1系数设定部。
20.根据权利要求19所述的电源系统,其特征在于:
所述第1系数设定部将所述系数设定成随所述温度测量部的测量值的增大而增大。
21.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于还包括:测量所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电流的大小的电流测量部,
所述推定部还包括与所述电流测量部的测量值相对应地设定所述系数的第2系数设定部。
22.根据权利要求21所述的电源系统,其特征在于:
所述第2系数设定部将所述系数设定成随所述电流测量部的测量值的增大而增大。
23.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于还包括:测量所述铅蓄电池放电时的放电电流的大小的电流测量部,
所述推定部还包括与所述电流测量部的测量值相对应地设定所述系数的第3系数设定部。
24.根据权利要求23所述的电源系统,其特征在于:
所述第3系数设定部将所述系数设定成随所述电流测量部的测量值的增大而增大。
25.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于,所述推定部还包括:
算出所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的过充电电量的过充电电量算出部;以及
与所算出的所述过充电电量相对应地设定所述系数的第4系数设定部,其中,
所述过充电电量是充电电量与以该充电电量刚进行充电之后的放电循环的放电电量之差。
26.根据权利要求25所述的电源系统,其特征在于:
所述第4系数设定部将所述系数设定成随所述过充电电量的增大而增大。
27.根据权利要求17所述的电源系统,其特征在于:所述推定部还包括第5系数设定部,所述第5系数设定部当设所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电量为Cc、所述铅蓄电池的表面温度为25度、所述放电电流为3时间率的条件下所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量的80%的值为C80时,与所述充电电量和所述理论电量的差值Cc-C80相对应地设定所述系数。
28.根据权利要求27所述的电源系统,其特征在于:
所述第5系数设定部将所述系数设定成随所述差值Cc-C80的增大而增大。
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