CN103119458A - 充电接受极限判定装置以及充电接受极限判定方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能正确判定充电接受极限的充电接受极限判定装置。其特征在于，具备：测定二次电池1的电压的电压测定单元2，测定流过二次电池1的电流的电流测定单元3，对应于由电压测定单元2以及电流测定单元3测定的电压值以及电流值在电流电压平面上的位置判定二次电池1是否达到了充电接受极限的判定单元4。

Description

充电接受极限判定装置以及充电接受极限判定方法
技术领域
本发明涉及充电接受极限判定装置以及充电接受极限判定方法。
背景技术
专利文献1中公开了基于二次电池的SOC(State of Charge)的状态控制交流发电机的发电量、防止无谓发电的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-16800号公报
发明内容
但是，上述基于SOC的控制，一般来说，如图11所示，按测定的SOC处于指定的范围SOC2～SOC1之间的方式进行控制。但是，将二次电池是新产品时的满充电状态定义为SOC＝100％的情况下，已知像这样定义的SOC随时间经过而变化(值减少)。即，二次电池的可充电上限SOC、即充电接受极限时SOC如图12(a)所示随二次电池的劣化而逐渐降低。应予说明，图12是表示二次电池的充电接受极限时SOC的经时变化的图。在该图中，符号51、52分别表示充电接受极限时SOC、可充电的充电控制范围。
充电接受极限时SOC的降低是电池的电极板上发生硫酸盐化作用(硫酸铅的结晶)、在长期使用的过程中硫酸盐硬质化而未被分解所引发的。如果没有被分解的硫酸盐在电极板上逐渐增加，则电极板的充放电面积减少，导致充电接受极限时SOC降低。
如果充电接受极限时SOC如图12(a)所示逐渐降低，则无法将二次电池充电至预先设定的充电控制范围的上限SOC1，比其低的充电接受极限时SOC51成为可充电的上限。结果充电控制范围52变为在下限SOC2以上并且充电接受极限时SOC51以下，导致可控制的范围变窄。
如果二次电池的劣化进一步发展，则如图12(b)所例示，充电接受极限时SOC51变得小于充电控制范围的下限SOC2。在该状态下，无法确保充电控制范围，导致经常对二次电池进行充电。结果无法改善发动机的燃耗。为了即使二次电池的劣化发展也能够确保充电控制范围、进行充电控制，需要检测随劣化而降低的充电接受极限时SOC51，基于此，如图12(c)所例示地适当调整充电控制范围。
本发明是为了解决前述问题而提出的，目的在于提供一种能够正确判定二次电池的充电接受极限的、二次电池的充电接受极限判定装置以及充电接受极限判定方法。
为了解决上述课题，本发明的充电接受极限判定装置的特征在于具备：测定二次电池的电压的电压测定单元，测定流过上述二次电池的电流的电流测定单元，根据由上述电压测定单元以及上述电流测定单元测定的电压值以及电流值在电流电压平面上的位置判定上述二次电池是否达到充电接受极限的判定单元。
根据这样的构成，能够正确地判定二次电池的充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元基于从上述电流电压平面上指定的基点到对应于上述电压值以及上述电流值的位置的距离，判定上述二次电池是否达到充电接受极限。
根据这样的构成，通过使基点移动，能够容易地应对环境变化等。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元求出在上述电流电压平面上、对应于新测定的上述电压值以及上述电流值的位置和对应于前次测定的上述电压值以及上述电流值的位置的中点，基于从指定的基点到该中点的距离判定上述二次电池是否达到充电接受极限。
根据这样的构成，即使电压值以及电流值变动的情况下，也能够抑制变动，正确地判定充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元基于从前次求出的中点和新求出的中点之间的中点到上述指定基点的距离，判定上述二次电池是否达到充电接受极限。
根据这样的构成，即使在电压值以及电流值大幅变动的情况下也能够抑制变动，正确地判定充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元在上述距离小于指定阈值的情况下判定上述二次电池达到充电接受极限。
根据这样的构成，通过与阈值的比较能够简单地求出充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元在上述距离的加权平均小于指定阈值的情况下判定上述二次电池达到充电接受极限。
根据这样的构成，通过使用加权平均能够简易且正确地判定充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，对应于上述二次电池的劣化重设上述基点。
根据这样的构成，通过重设基点，即使是二次电池劣化的情况也能够简单地应对。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元具有电压值的基准值以及电流值的基准值，测定的电压值以及电流值中的至少一方在上述基准值以下时，将该测定值从判定对象中剔除。
根据这样的构成，在得到不规则的测定值的情况下，通过将其剔除而能够更正确地判定充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，上述判定单元具有电压值的适宜范围以及电流值的适宜范围，测定的电压值或电流值在上述适宜范围外时，将该测定值修正为指定的规定值。
根据这样的构成，在得到不规则的测定值的情况下，通过将其修正为规定值，能够更正确地判定充电接受极限。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，具有算出表示上述二次电池的充电状态的SOC的运算单元，将在通过上述判定单元判定为达到充电接受极限时由上述运算单元算出的SOC作为充电接受极限时SOC。
根据这样的构成，能够求出充电接受极限时SOC，所以例如能够适当地进行充电控制。
另外，其他发明的特征在于，除了上述发明外，在设定了上述充电接受极限时SOC后，由上述运算单元算出了大于上述充电接受极限时SOC的值的SOC时，根据该SOC更新充电接受极限时SOC。
根据这样的构成，即使错误地设定了充电接受极限时SOC的情况下也能够对其进行修正。
另外，本发明的充电接受极限判定方法的特征在于，具备：测定二次电池的电压的电压测定步骤，测定流过上述二次电池的电流的电流测定步骤，根据通过上述电压测定步骤以及上述电流测定步骤测定的电压值以及电流值在电流电压平面上的位置判定上述二次电池是否达到充电接受极限的判定步骤。
根据该方法，能够正确地判定二次电池的充电接受极限。
根据本发明，能够提供可正确地判定二次电池的充电接受极限的充电接受极限判定装置以及充电接受极限判定方法。
附图说明
图1是用于说明本发明的工作原理的原理图。
图2是用于说明图1所示的原理图的工作的图。
图3是用于说明图1所示的原理图的工作的图。
图4是表示本发明的实施方式的构成例的图。
图5是用于说明图4所示的实施方式的工作概况的图。
图6是用于说明图4所示的实施方式的工作的流程图。
图7是用于说明图6所示的流程图的电压超过率计算的详细情况的图。
图8是表示图6所示的实际处理结果的图。
图9是表示由变形实施方式得到的实测结果的图。
图10是表示由变形实施方式得到的实测结果的图。
图11是表示现有的充电控制例的图。
图12是表示现有的充电控制例的图。
具体实施方式
接下来说明本发明的实施方式。应予说明，以下基于图1所示的原理图对本发明的工作原理进行说明，然后对实施方式进行说明。
(A)原理图的说明
图1是用于说明本发明的工作原理的原理图。如该图1所示，本发明的充电接受极限判定装置具有电压测定单元2、电流测定单元3以及判定单元4，判定二次电池1是否达到作为无法更多地接受充电的极限的“充电接受极限”。
此处，二次电池1例如由铅电池等构成。电压测定单元2测定二次电池1的端电压，通知判定单元4。电流测定单元3测定流过二次电池1的电流(充电电流以及放电电流)，通知判定单元4。判定单元4将由电压测定单元2测定的电压值和由电流测定单元3测定的电流值标绘在电流电压平面上，根据标绘的点的位置判定二次电池1是否达到充电接受极限。应予说明，本说明书中，“标绘在电流电压平面上”不仅表示在实际的平面上描画点，还包括如下情况，例如，在存储器等的存储空间上虚拟地描画(确定位置)、在通过指定任意2值而能够取得指定的数据的存储表(例如数组等)中，特别规定对应于任意的电流值以及电压值的数据、以及在函数f(V，I)中求出对应于电压V以及电流I的值。
(B)原理图的工作的说明
接着参照图2说明本申请发明的工作原理。此处，图2是在二次电池1的SOC(State of Charge)从30％变至100％的范围进行充电，将此时测定的电压和电流标绘在电流电压平面上而得的。该例中，标绘在区域61的点对应于SOC为30％～50％的范围，标绘在区域62的点对应于SOC为50％～80％的范围，标绘在区域63的点对应于SOC为80％～90％的范围，标绘在区域64的点对应于SOC为90％～100％的范围。如该图所示，观察到SOC增大并接近充电接受极限时，电压达到14V以上、并且电流成为10A以下的倾向。另外，对应于SOC的值标绘的区域不同。
应予说明，SOC存在2种定义。第1种是以二次电池新品的满充电状态为100％、假定满充电状态的SOC对应于劣化而从100％开始减少的定义。此时，在劣化的情况下，即使满充电，SOC也没有达到100％。第2种是以排除劣化量、仅考虑充电量的值作为SOC的定义。此时，无论劣化的程度如何，始终使满充电的状态为SOC＝100％。本申请中，作为SOC，使用第1种定义。
图3(a)是将接近充电接受极限的状态的二次电池1的电压以及流过二次电池1的电流标绘在电流电压平面上而得的图。如图3(a)所示，接近充电接受极限的二次电池1在14.0～14.5V的范围且-10A～+10A的范围内标绘的点的密度提高。由此可根据标绘在电流电压平面上的何处来判定是否为充电接受极限。
在本发明中，将由电压测定单元2以及电流测定单元3测定的二次电池1的电压和电流标绘在电流电压平面上，标绘的点标绘在例如图3(b)所示的被曲线包围的区域70内的频率高时，可判定为充电接受极限。由此，通过对应于标绘在电流电压平面上的点的位置进行判断，能够准确度良好地检测出充电接受极限。应予说明，由于二次电池1的电压以及电流因与其连接的负载的变动、发电机的变动而不断地变化，因此为了正确地判断充电接受极限，希望基于多次标绘的结果从统计学的观点进行判断。总之，在多次标绘中，例如60％以上进入指定区域内时可判定为充电接受极限。
应予说明，图3(b)的情况要根据是否标绘在椭圆形的区域70内进行判定，但因为是否包含在椭圆内的判定复杂，所以也可以例如图3(d)所示，通过是否标绘在矩形区域71内进行判定。根据该方法，可通过与对应于4边的阈值的比较来判断是否包含，所以能够简化判定处理。
应予说明，以上的原理图中，以区域70、71固定的情况为例进行了说明，但已知一般情况下充电接受极限时SOC因经时变化而逐渐减少。因此，也可以对应于时间经过使区域70、71向图的左侧移动。另外，还可以不标绘在电流电压平面上，而是准备将电流值以及电压值与表示区域的内侧或外侧的信息相对应地存储的表，基于该表判定是否为充电接受极限。应予说明，作为使用表时对应于经年变化的方法，例如可以准备对应于经时变化的多张表，选择对应于时间经过的表。或者，也可以表为1个，将电流值以及电压值标准化后从表中取得对应的值，对应于时间经过使标准化的参数改变。
(C)实施方式的构成的说明
图4是表示本发明的实施方式的充电接受极限判定装置的构成例的图。如该图所示，本实施方式的充电接受极限判定装置10以运算处理部11、电压传感器12、电流传感器13、温度传感器14、存储部15、时标装置16以及I/F(Interface)17为主要构成要素，判定二次电池20是否达到充电接受极限。应予说明，图4所示的例子中，充电用发电机21串联连接于二次电池20，另外，负载22并联连接于二次电池20。
此处，运算处理部11基于存储在存储部15的程序15a以及数据15b执行各种运算处理。电压传感器12测定二次电池20的端电压输出到运算处理部11。电流传感器13测定二次电池20的充电电流(从发电机21流过来的电流)以及放电电流(流向负载22的电流)，输出到运算处理部11。应予说明，以下，将充电电流表现为正，将放电电流表现为负。
温度传感器14测定二次电池20本身或其周边温度，输出到运算处理部11。存储部15例如由ROM(Read Only Memory)以及RAM(RandomAccess Memory)等半导体存储器构成，存储程序15a以及数据15b，并且，在运算处理部11执行程序15a时，作为工作区域进行工作。应予说明，程序15a具有用于使运算处理部11执行后述处理的程序。数据15b具有执行后述处理时必要的数据。
时标装置16生成时间信息并提供给运算处理部11。I/F17在与未图示的外部装置之间授受数据时变换数据的表现形式。
(D)实施方式的工作的说明
接下来说明图4所示的实施方式的工作。以下，首先参照图5说明本实施方式的工作的概要，然后，参照图6的流程图说明详细的工作。
图5是用于说明本实施方式的工作概况的图。该例中，在以电流为纵轴、以电压为横轴的电流电压平面上标绘依序测定的点A～点F。另外，该图中，在横轴上设置基点，并且用分别平行于横轴和纵轴的虚线示出电压以及电流的适宜范围。
首先，在第1次计测中，在对应于由电压传感器12以及电流传感器13测定的电压以及电流的位置标绘点A。在第2次计测中，标绘点B。求出点A和点B的中点(1)，并且求出该中点(1)和基点的距离L1。
在第3次计测中，标绘点C，求出点C和前次的中点(1)之间的中点(2)，求出中点(2)和基点的距离L2。在第4次计测中，标绘点D，求出点D和前次的中点(2)之间的中点(3)，求出中点(3)和基点的距离L3。
在第4次计测中，标绘点E。此处，因为点E的电压在适宜范围外，所以没有求出中点以及距离，并维持前次的中点(3)。在第5次计测中，标绘点F。因为点F在适宜范围内，所以求出点F和前次的中点(3)之间的中点(4)，求出中点(4)和基点的距离L4。
对于如上所述地求出的距离，求出加权平均，该加权平均在指定的阈值以下、并且后述的其他参数在指定时间以上满足条件时，判定达到充电接受极限，以此时的二次电池20的SOC为充电接受极限时SOC。通过以上的处理，能够求出二次电池20是否达到充电接受极限，并且求出充电接受极限时SOC。
接下来参照图6说明本实施方式的详细工作。图6所示的流程图通过利用运算处理部11读取程序15a并执行而实现。应予说明，该流程图在指定的周期(例如几十毫秒周期)内执行。如果该流程图开始，则执行以下步骤。
步骤S10：运算处理部11确定图5所示的基点。具体而言，作为基点，例如可以以点(14.5V，0A)为基点。应予说明，二次电池20随劣化的进行，充电接受极限时的电压降低。铅蓄电池的情况下，其寿命为2～3年左右，如果接近寿命的末期，则充电接受极限时的电压减少零点几V左右。因此，通过对应于表示电池状态的(SOH：State of Health)，使基点最大减少零点几V(例如0.1～0.5V)左右，能够求出对应于二次电池20的劣化的最佳基点。应予说明，也可以不使基点对应于SOH移动，而是使基点对应于二次电池20的内阻抗的变化(增加)而移动，或者，使基点仅对应于时间的经过而移动。另外，也可以测定二次电池20的电压稳定的发动机起动前的电压，对应于该电压的变化(减少)推定劣化，移动基点。
步骤S11：运算处理部11算出二次电池20的SOC。应予说明，作为算出SOC的方法，例如有使用二次电池20的数理模型的方法等，任何方法都可以使用。
步骤S12：运算处理部11参照来自温度传感器14的输出，判定二次电池20的温度是否在适宜范围内，在为适宜范围的情况下(步骤S12：Yes)进入步骤S 13，其他情况下(步骤S12：No)进入步骤S30。具体而言，二次电池20在温度为0℃以下时无法正确测定，所以在来自温度传感器14的输出大于0℃的情况下进入步骤S13。
步骤S13：运算处理部11参照来自电压传感器12的输出，判定二次电池20的电压是否在适宜范围内，判定为适宜范围的情况下(步骤S13：Yes)进入步骤S14，其他情况下(步骤S13：No)进入步骤S15。具体而言，来自电压传感器12的输出大于12.5V的情况下进入步骤S14。
步骤S14：运算处理部11参照来自电流传感器13的输出，判定流过二次电池20的电流是否在适宜范围内，判定为适宜范围的情况下(步骤S14：Yes)进入步骤S17，其他情况下(步骤S14：No)进入步骤S15。具体而言，来自电流传感器13的输出大于-15A的情况下进入步骤S17。
步骤S15：运算处理部11维持前次的中点。即，像图5的点E那样，电压或电流偏离适宜范围的情况下，不设定新的中点，维持前次的中点(3)。由此，如果下次处理中电流、电压为适宜，则求出例如点F和维持的中点(3)之间的中点(4)，求出中点(4)和基点的距离L4。
步骤S16：运算处理部11将表示电压没有超过指定值(本例中为12.5V)的电压超过值设定为“0”。应予说明，该电压超过值是用1bit表示的信息，该信息用于后述步骤S23的计算。
步骤S17：运算处理部11判定是否为第1次处理，是第1次处理的情况下(步骤S17：Yes)进入步骤S18，其他情况下进入步骤S19。例如，图5的点A的情况下，因为是第1次处理，不存在前次的中点，无法求出距离，所以进入步骤S18。
步骤S18：运算处理部11将当前值设定为中点。例如，图5的点A的情况下，因为将作为当前值的点A设定为中点，所以在下次处理中求出作为中点的点A和新的点B之间的中点(1)。
步骤S19：运算处理部11确定2点(前次的中点和对应于本次的测定值的标绘点)的中点。具体而言，图5所示的第2次处理的情况下，因为在第1次处理中通过步骤S18的处理将点A设定为中点，所以确定了点A和点B的中点(1)。另外，第3次处理中确定中点(1)和点C的中点(2)。
步骤S20：运算处理部11计算从中点到基点的距离。具体而言，中点(1)的情况下，算出中点(1)和基点之间的距离L1，中点(2)的情况下，算出中点(2)和基点之间的距离L2。
步骤S21：运算处理部11计算距离的加权平均。具体而言，使用下式进行计算。
[数1]
最新平均距离＝前次平均距离×(1-W)+最新距离×W···(1)
此处，W为加权系数，具体而言，例如W＝0.002。应予说明，对于使加权系数W的值发生变化时的计算结果，参照图8以后详述。如果说明最新平均距离的具体计算方法，则是在第2次处理中算出最新距离L1，但因为此时不存在前次平均距离，所以该情况下，通过下式求出最新平均距离。即，最新距离L1成为最新平均距离。
[数2]
最新平均距离＝最新距离···(2)
因为在第3次处理中，作为最新距离算出L2，所以基于式(1)，执行下面的计算，最新平均距离＝L1×(1-W)+L2×W，算出最新平均距离。在第4次处理中，以前次计算的最新平均距离为前次平均距离，基于新算出的距离L3，计算最新平均距离＝前次平均距离×(1-W)+L3×W。应予说明，通过像这样地使用加权平均，从而没有必要存储全部距离数据，所以能够减少存储部15的必须容量。
步骤S22：运算处理部11将电压超过值设定为“1”。即，进入步骤S22的处理的情况是步骤S13中电压被判定为适宜范围，电压超过指定值(本实施方式的情况下为12.5V)，所以将电压超过值设定为“1”。
步骤S23：运算处理部11计算电压超过率。具体而言，如图7所示，将在步骤S16或步骤S17中设定的电压超过值代入10bit的寄存器DT1的MSB(Most Significant Bit)。此处，寄存器DT1中已经存入数据的情况下，在存入新数据前，将寄存器DT1仅右移1bit。然后，寄存器DT1存满时(10bit全部存入数据时)，10bit中“1”存在8个以上时，将DT2的MSB设定为“1”，“1”为7个以下时将寄存器DT2的MSB设定为“0”，并且将寄存器DT1的全部bit清零。另外，将寄存器DT2右移1bit。重复这样的工作，在寄存器DT2存满时(10bit全部存入数据时)，10bit中“1”存在8个以上时将寄存器DT3的MSB设定为“1”，“1”为7个以下时，将DT3的MSB设定为“0”，并且将寄存器DT2的全部bit清零。另外，将寄存器DT3右移1bit。
步骤S24：运算处理部11判定电压超过率是否在指定的范围内，判定为指定的范围内时(步骤S24：Yes)进入步骤S25，其他情况下(步骤S24：No)进入步骤S30。具体而言，图7所示的寄存器DT3的10bit中，8bit以上为“1”的情况下进入步骤S25，7bit以下的情况下进入步骤S30。
步骤S25：运算处理部11判定距离是否在指定的范围内，判定为指定的范围内时(步骤S25：Yes)进入步骤S26，其他情况下(步骤S25：No)进入步骤S30。具体而言，步骤S21的处理中由式(1)算出的距离的加权平均值例如小于“2”的情况下，判定为Yes，进入步骤S26，其他情况下进入步骤S30。应予说明，判定值“2”为一例，也可以为其他值。
步骤S26：运算处理部11参照来自时标装置16的输出，测定条件成立持续时间。具体而言，参照来自时标装置16的输出计算步骤S24中电压超过值在指定的范围内、并且步骤S25中距离在指定的范围内的持续时间。
步骤S27：运算处理部11判定条件成立持续时间是否在指定的范围内，判定为指定的范围内时(步骤S27：Yes)进入步骤S28，其他情况下(步骤S27：No)进入步骤S31。具体而言，步骤S26中测定的条件成立持续时间例如在500秒以上时判定为Yes进入步骤S28，其他情况下进入步骤S31。
步骤S28：运算处理部11确定充电接受极限时SOC。即，步骤S24、S25的条件持续满足一定时间(500秒)以上的情况下，判定为二次电池20达到充电接受极限，将此时的SOC(步骤S11中算出的SOC)设定为充电接受极限时SOC。应予说明，也可以将二次电池20达到充电接受极限的情况、以及、充电接受极限时SOC经由I/F17通知外部的装置。
步骤S29：运算处理部11基于步骤S28中求出的充电接受极限时SOC算出可充电容量以及可放电容量。具体而言，如图12所示，如果确定了充电接受极限时SOC51，则基于该值算出可充电容量SOC1以及可放电容量SOC2。
步骤S30：运算处理部11将条件成立持续时间设定为“0”。具体而言，进入步骤S30的处理是步骤S12中判定为温度不在适宜范围内的情况、步骤S24中判定为电压超过率不在指定的范围内的情况、或、步骤S25中判定为距离不在指定的范围内的情况中的任一种，所以该情况下没有继续满足条件，从而将条件成立持续时间重置为“0”。
步骤S31：运算处理部11判定最新SOC是否大于充电接受极限时SOC，最新SOC＞充电接受极限时SOC成立时(步骤S31：Yes)进入步骤S32，其他情况下(步骤S31：No)进入步骤S29。更具体而言，步骤S28中确定了充电接受极限时SOC后，在步骤S11中算出大于它的值的SOC时，推测充电接受极限时SOC不正确，所以在步骤S31中判定是否发生该事态，发生时进入步骤S32，更新充电接受极限时SOC。
步骤S32：运算处理部11根据最新的SOC更新充电接受极限时SOC。然后进入步骤S29的处理。
图8(a)是表示对接近充电接受极限的二次电池20执行以上处理时的距离随时间的推移的图，图8(b)是表示对可充电状态的二次电池20执行以上处理时的距离随时间的推移的图。上述图中，横轴表示时间(秒)，纵轴表示距离。另外，各点表示在步骤S20中算出的距离，连续线表示在步骤S21中算出的平均距离。如图8(a)所示，在接近充电接受极限的情况下，与图8(b)的可充电的情况相比，表示平均距离的连续线为更小的值。另外，平均距离没有上下变动，而是平滑地推移。因此，根据本实施方式，能够正确地判定二次电池20的充电接受极限。
(F)变形实施方式
应予说明，上述各实施方式是一例，除此之外还存在各种变形实施方式。例如，在以上的实施方式中，作为式(1)的加权系数W的值，使用0.002，但也可以使用其他值。应予说明，一般情况下希望加权系数W的值不是太大的值。具体而言，在图8(a)中，作为加权系数W的值使用0.002，在图8(c)中，作为加权系数W的值使用0.01。由图8(a)以及图8(c)的比较可知，作为加权系数W的值为0.01时，平均距离上下大幅变动。所以，作为加权系数W的值，希望使用低于0.01的值。
另外，以上的实施方式中，在电流电压平面上标绘测定值，求出位于标绘的点和前次求出的中点之间的中点，求出该中点和基点的距离，但也可以为其他方法。具体而言，也可以求出标绘了测定值的点和基点的距离。或者，还可以求出标绘了测定值的点和标绘了前次的测定值的点的中点，求出该中点与基点的距离。
另外，在前述实施方式中，将步骤S13以及步骤S14中电压以及电流不在适宜范围内的情况从计算对象中剔除，但也可以不将它们剔除。或者，不在适宜范围内的情况下，也可以修正为规定值。具体而言，在电压为12.3V的情况下，可以将其修正为规定值12.5V，或者，在电流为-16A的情况下，可以将其修正为规定值-15A。此处，也可以仅电压值以及电流值中的任一方在适宜范围外时执行这样的修正，双方在适宜范围外的情况下将它们的测定值从计算对象中剔除。或者，双方在适宜范围外时也可以将它们的测定值都进行修正。
图9、10是表示由前述变形实施方式得到的测定结果的图。即，图9(a)是求出标绘了测定值的点和基点的距离时(例如求出图5中点A～点F分别与基点的距离时)的测定结果，图9(b)是求出标绘了测定值的点和前次的中点之间的中点与基点的距离时的测定结果，图9(c)是求出标绘了测定值的点和前次的中点之间的中点与基点的距离的情况并剔除12.5V以下的情况的测定结果，图9(d)是求出标绘了测定值的点和前次的中点之间的中点与基点的距离的情况并剔除了12.5V以下以及-15A以下的情况(与图6同样的情况)的测定结果。另外，图10(a)～(d)给出改变纵轴的坐标刻度表示在与图9(a)～(d)同样的条件下测定时的测定结果而得的结果(将距离0～50的范围改为距离0～10的范围进行表示的结果)。应予说明，这些测定时的SOC为95附近的值。由图10(a)、(b)的比较可知，使用中点的实施方式抑制了平均距离向上下方向的变动。另外，由图9(c)、(d)的比较可知，通过将-15A以下从计算对象中剔除，标绘在距离“10”以上的点变少。应予说明，对于将12.5V以下从计算对象中剔除时的效果，虽然由图9(b)、(c)以及图10(b)、(c)的比较并不明显，但通过将12.5V以下从计算对象中剔除，特别是在SOC低的区域能够抑制距离的变动。
另外，在图6所示的实施方式中，第1次处理没有进行距离测定，在第2次处理以后测定距离，但也可以例如在第1次处理中，求出从图5所示的点A到基点的距离，以其为距离L0，在第2次以后的处理中与上述情况同样地计算距离L1、L2、···。当然，此时，步骤S21的处理可以基于式(2)求出最新平均距离，在第2次以后的处理中基于式(1)求出最新平均距离。
另外，图6所示的实施方式在步骤S12中不满足温度条件的情况下，只是将条件成立持续时间设定为“0”，但例如也可以配合加权平均值进行重置。此时，满足温度条件的情况下，在步骤S17中判定为第1次，从而可再次正确地测定距离。
另外，对于步骤S12～S14的温度、电压以及电流的适宜范围，作为固定值进行说明，但例如也可以使其对应于经年变化而发生变化或者对应于使用环境而发生变化。同样地，对于步骤S24、S25、S27的电压超过率的判定值、距离的判定值以及条件成立持续时间，也可以对应于经年变化或使用环境等设为可变值。
另外，上述各实施方式中，将测定值标绘在电流电压平面上，但并非必须进行标绘，只要分开基点与中点或测定点之间的距离即可。例如，可以使用数学式求出它们之间的点的距离。
符号说明
1 二次电池
2 电压测定单元
3 电流测定单元
4 判定单元
10 充电接受极限检测装置
11 运算处理部
12 电压传感器
13 电流传感器
14 温度传感器
15 存储部
16 时标装置
17 接口
20 二次电池
21 发电机
22 负载

Claims (12)

1.一种充电接受极限判定装置，其特征在于，具备：
电压测定单元，测定二次电池的电压，
电流测定单元，测定流过所述二次电池的电流，
判定单元，对应于由所述电压测定单元以及所述电流测定单元测定的电压值以及电流值在电流电压平面上的位置判定所述二次电池是否达到充电接受极限。
2.如权利要求1所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元基于从所述电流电压平面上指定的基点到对应于所述电压值以及所述电流值的位置的距离，判定所述二次电池是否达到充电接受极限。
3.如权利要求1所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元求出在所述电流电压平面上、对应于新测定的所述电压值以及所述电流值的位置和对应于前次测定的所述电压值以及所述电流值的位置的中点，基于从指定的基点到该中点的距离，判定所述二次电池是否达到充电接受极限。
4.如权利要求3所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元基于从前次求出的中点和新求出的中点之间的中点到所述指定的基点的距离，判定所述二次电池是否达到充电接受极限。
5.如权利要求2～4中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元在所述距离小于指定的阈值时判定所述二次电池达到充电接受极限。
6.如权利要求2～4中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元在所述距离的加权平均小于指定的阈值时判定所述二次电池达到充电接受极限。
7.如权利要求2～6中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，对应于所述二次电池的劣化，重设所述基点。
8.如权利要求1～7中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元具有电压值的基准值以及电流值的基准值，在测定的电压值以及电流值中的至少一方在所述基准值以下时，将该测定值从判定对象中剔除。
9.如权利要求1～7中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，所述判定单元具有电压值的适宜范围以及电流值的适宜范围，测定的电压值或电流值在所述适宜范围外时，将该测定值修正为指定的规定值。
10.如权利要求1～9中的任一项所述的充电接受极限判定装置，其中，具有算出表示所述二次电池的充电状态的SOC的运算单元，
将由所述判定单元判定为达到充电接受极限时由所述运算单元算出的SOC作为充电接受极限时SOC。
11.如权利要求10所述的充电接受极限判定装置，其特征在于，设定了所述充电接受极限时SOC后，在由所述运算单元算出了大于所述充电接受极限时SOC的值的SOC的情况下，根据该SOC更新充电接受极限时SOC。
12.一种充电接受极限判定方法，其特征在于，具备：
电压测定步骤，测定二次电池的电压，
电流测定步骤，测定流过所述二次电池的电流，
判定步骤，对应于由所述电压测定步骤以及所述电流测定步骤测定的电压值以及电流值在电流电压平面上的位置判定所述二次电池是否达到充电接受极限。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5842907B2 (ja) * 2013-12-26 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 電源制御装置、電源制御方法
FR3018360B1 (fr) * 2014-03-07 2016-02-26 Renault Sas Methode d'estimation d'un etat de charge d'une batterie comportant plusieurs cellules presentant une plage d'utilisation d'etat de charge variable
EP3518376B1 (en) 2016-09-23 2021-08-25 Furukawa Electric Co., Ltd. Secondary battery state detection device and secondary battery state detection method
DE102016220718A1 (de) * 2016-10-21 2018-04-26 Osram Gmbh Elektronisches Betriebsgerät für Lichtquellen
JP6567582B2 (ja) 2017-03-08 2019-08-28 株式会社東芝 充放電制御装置、使用条件作成装置、プログラム、及び蓄電システム
CN107803350B (zh) * 2017-10-31 2018-10-02 深圳市恒翼能科技有限公司 一种锂电池自动分选的方法、存储介质及电池分选装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004361253A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Toyo System Co Ltd 二次電池検査方法および検査装置
CN1812220A (zh) * 2005-01-26 2006-08-02 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 一种手机电池的充电控制方法及其装置
JP2006220616A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Denso Corp 車両用蓄電装置の内部状態検出方式
US20060271316A1 (en) * 2004-11-05 2006-11-30 Farhad Ahmed Method for determining battery capacity
CN101833068A (zh) * 2009-06-04 2010-09-15 深圳市朗科科技股份有限公司 手机电池剩余电量的检测装置及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001016800A (ja) 1999-06-30 2001-01-19 Harness Syst Tech Res Ltd 車載バッテリ監視装置
JP3475894B2 (ja) * 1999-09-13 2003-12-10 株式会社日本自動車部品総合研究所 車両用二次電池の満充電判定装置及び残存容量算出装置
EP1691209B1 (en) * 2005-02-14 2008-10-01 Denso Corporation Method and apparatus for detecting charged state of secondary battery based on neural network calculation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004361253A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Toyo System Co Ltd 二次電池検査方法および検査装置
US20060271316A1 (en) * 2004-11-05 2006-11-30 Farhad Ahmed Method for determining battery capacity
CN1812220A (zh) * 2005-01-26 2006-08-02 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 一种手机电池的充电控制方法及其装置
JP2006220616A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Denso Corp 車両用蓄電装置の内部状態検出方式
CN101833068A (zh) * 2009-06-04 2010-09-15 深圳市朗科科技股份有限公司 手机电池剩余电量的检测装置及方法

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