CN104813180B - 二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在发动机起动前也能够事先检测二次电池的劣化的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。在步骤S1中判定为车辆处于停止状态时，在步骤S2中获取稳定时的开路电压OCV，并且在步骤S3、S4中计算内部电阻R1。然而，在步骤S1中判定为启动了启动器21时，在步骤S5中获取最大放电电流值Inew，并且在步骤S6、S7中更新最大放电电流值Is。在步骤S13中，将内部电阻R1补正到标准温度中的内部电阻R1c上，并且在步骤S14中计算最低电压Vs。在步骤S15中，将稳定时的开路电压OCV和最低电压Vs，与预定的阈值进行比较，从而进行二次电池10的劣化判定。
Description
技术领域
本发明涉及一种进行二次电池的劣化判定的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。
背景技术
针对进行装载于车辆上的二次电池的劣化判定的技术，例如，现在公知的有专利文献1，2中所述的技术。在专利文献1中公开了测量开路电压OCV和发动机起动时的最低电压Vst，并且利用确定了OCV和Vst之间的关系的特性图来检测二次电池的劣化的技术。特性图根据OCV及Vst的大小分为五个领域，且通过对数曲线或直线来分割各领域间的边界。
并且，在专利文献2中公开了利用根据二次电池的劣化度的开路电压OCV和内部电阻R之间的关系图进行二次电池的劣化判定的技术。在此，对发动机起动前的电流、电压，以及发动机起动后放电电流的累计值达到预定电量时的电流、电压进行测量，并且利用这些测量值计算内部电阻R。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特许第4626559号
专利文献2：特许第4457781号
发明内容
本发明要解决的技术问题
但是，在现有的二次电池的劣化判定方法及劣化判定装置中存在即使实际上采用起动发动机时的电流、电压来进行劣化判定，在起动发动机为止也无法检测二次电池的劣化等的问题。例如，在长时间停止车辆期间，即使发生二次电池的劣化，直到起动发动机为止无法检测劣化。
并且，由于二次电池的温度，发动机起动时的二次电池的最低电压也受影响，因此存在例如二次电池的温度较高时就要高估最低电压，且无法精确地进行劣化判定的问题。为此，有可能产生例如二次电池的温度判断为处于较高的状态且属于正常之后停止发动机，然后二次电池的温度降低时，即使想要起动发动机也无法起动的问题。
本发明的目的在于提供一种解决这些问题的即使在发动机起动前也能够事先检测二次电池的劣化的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。
解决技术问题的技术手段
本发明的二次电池劣化判定方法的第一方面的特征在于，包括：运行状态判定步骤，对于装载了二次电池的车辆的运行状态，通过所述二次电池的电流值来判定；开路电压获取步骤，获取所述二次电池的开路电压OCV；内部电阻计算步骤，在所述二次电池放电时检测电流以及端子间电压之后，计算所述二次电池的内部电阻R1；最大电流检测步骤，当启动装载于所述车辆而带有预定值以上的放电电流的预定负荷时，检测作为所述放电电流的最大值的最大放电电流值Inew；最大电流更新步骤，将所述检测到的最大放电电流值Inew与之前保存的最大放电电流值Is进行比较后，在较高的一方上更新并保存所述最大放电电流值Is；温度检测步骤，检测所述二次电池的温度；充电状态量推定步骤，推定所述二次电池的充电状态量；内部电阻补正步骤，利用表示事先作成的所述二次电池的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式，通过所述充电状态量推定步骤中推定的充电状态量和所述温度检测步骤中检测到的温度，将所述内部电阻R1补正到预定的标准温度中的内部电阻R1c上；最低电压计算步骤，通过所述开路电压OCV和所述被补正的内部电阻R1c以及所述最大放电电流值Is，利用下面公式
Vs＝OCV-R1c×Is
计算启动所述负荷时的所述二次电池的最低电压Vs；以及，劣化判定步骤，当所述开路电压OCV大于等于第一阈值且所述最低电压Vs低于第二阈值时，判定为所述二次电池劣化。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述内部电阻计算步骤中，以预定的放电模式使所述二次电池放电，在所述预定的放电模式中放电时检测电流以及端子间电压后，计算所述二次电池的内部电阻R1，在所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态时，执行所述开路电压获取步骤和所述内部电阻计算步骤，在所述运行状态判定步骤中判断为所述负荷已被启动时，执行所述最大电流检测步骤和所述最大电流更新步骤，当进行所述二次电池的劣化判定时，执行所述温度检测步骤，所述充电状态量推定步骤，所述内部电阻补正步骤，所述最低电压计算步骤以及所述劣化判定步骤。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，所述预定的放电模式为大致矩形波，所述大致矩形波包含启动所述负荷时的放电电流的预定的放电频率。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，所述车辆为停止状态时，根据预定的周期或预定的执行请求来执行所述内部电阻计算步骤。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述内部电阻计算步骤中，利用启动所述负荷前后的负荷电流以及应答电压计算所述二次电池的内部电阻R1，在所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态时，执行所述开路电压获取步骤，在所述运行状态判定步骤中判断为所述负荷已被启动时，执行所述内部电阻计算步骤和所述最大电流检测步骤以及所述最大电流更新步骤，当进行所述二次电池的劣化判定时，执行所述温度检测步骤，所述充电状态量推定步骤，所述内部电阻补正步骤，所述最低电压计算步骤以及所述劣化判定步骤。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述开路电压获取步骤中，从所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态且来自所述二次电池的放电电流成为预定值以下的时间点开始，以预定周期获取所述二次电池的端子间电压，若获取到的所述端子间电压达到预定点数，则通过将时间作为变量的指数函数将其近似，并且利用所述指数函数推定所述开路电压OCV。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述开路电压获取步骤中，从所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态且来自所述二次电池的放电电流成为预定值以下的时间点开始，进一步在经过预定时间的时间点上获取所述二次电池的端子间电压，并将其设定至所述开路电压OCV上。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，所述充电状态量包含所述二次电池的充电率和成层化以及极化中的至少一个以上。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述内部电阻补正步骤中，将所述内部电阻R1补正到内部电阻R1c上，其中，所述内部电阻R1c位于与所述标准温度相比进一步仅降低了预定温度差的温度中。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述运行状态判定步骤中，进一步利用装载于所述车辆上的通信装置的信息来判定所述车辆的运行状态。
本发明的二次电池劣化判定方法的其他方面的特征在于，在所述劣化判定步骤中，所述开路电压OCV低于所述第一阈值且所述最低电压Vs低于所述第二阈值时，所述二次电池判定为充电不足。
本发明的二次电池劣化判定装置的第一方面的特征在于，包括：电流传感器，检测二次电池的电流；电压传感器，检测所述二次电池的端子间电压；温度传感器，检测所述二次电池的温度；运行状态判定单元，利用从所述电流传感器中输入的电流值来判定装载了所述二次电池的车辆的运行状态；开路电压获取单元，获取所述二次电池的开路电压OCV；内部电阻计算单元，在所述二次电池放电时，从所述电流传感器以及所述电压传感器中输入电流以及端子间电压之后，计算所述二次电池的内部电阻R1；最大电流检测单元，当启动装载于所述车辆而带有预定值以上的放电电流的预定负荷时，从所述电流传感器中输入所述放电电流之后，检测作为该最大值的最大放电电流值Inew；最大电流更新单元，在所述最大电流检测单元中检测到的最大放电电流值Inew与之前保存的最大放电电流值Is进行比较后，在较高的一方上更新并保存所述最大放电电流值Is；充电状态量推定单元，推定所述二次电池的充电状态量；存储单元，保存表示事先作成的所述二次电池的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式；内部电阻补正单元，从所述存储单元中读取所述表格或关系式后，从充电状态量和温度中将所述内部电阻R1补正到预定的标准温度中的内部电阻R1c上，其中，所述充电状态量通过所述充电状态量推定单元来推定，所述温度通过所述温度传感器来进行检测；最低电压计算单元，通过所述开路电压OCV和所述被补正的内部电阻R1c以及所述最大放电电流值Is，利用下面公式
Vs＝OCV-R1c×Is
计算启动所述负荷时的所述二次电池的最低电压Vs；以及，劣化判定单元，当所述开路电压OCV大于等于第一阈值且所述最低电压Vs小于第二阈值时，判定为所述二次电池劣化。
本发明的二次电池劣化判定装置的其他方面的特征在于，还包括：放电单元，通过预定的放电模式使所述二次电池放电；所述内部电阻计算单元，采用所述放电单元从放电时的电流以及端子间电压中计算所述内部电阻R1。
本发明的二次电池劣化判定装置的其他方面的特征在于，所述内部电阻计算单元，采用启动所述负荷前后的负荷电流以及应答电压计算所述二次电池的内部电阻R1。
本发明的二次电池劣化判定装置的其他方面的特征在于，包括所述二次电池的充电控制单元，在所述劣化判定单元中，当所述开路电压OCV低于所述第一阈值且所述最低电压Vs低于所述第二阈值时，所述二次电池判定为充电不足，并且使所述充电控制单元中的充放电平衡目标进一步移动至充电侧上。
发明效果
根据本发明能够提供一种即使在发动机起动前也能够事先检测二次电池的劣化的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。
附图说明
图1是说明本发明的第一实施方式的二次电池劣化判定方法的处理流程的流程图。
图2是示出本发明的第一实施方式的二次电池劣化判定装置的结构的框图。
图3是示出用于第一实施方式的二次电池劣化判定方法的劣化判定的阈值的例子的曲线图。
图4是示出本发明的第二实施方式的二次电池劣化判定装置的结构的框图。
图5是示出发动机起动时启动启动器时的电流电压应答的例子的曲线图。
图6是示出在第一实施方式的二次电池劣化判定装置上添加充电控制单元的应用例子的结构的框图。
具体实施方式
参照附图对本发明的优选实施方式的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置进行详细说明。其中，对于具有相同功能的各结构部，为了简化图示以及说明，标注了相同的符号。
(第一实施方式)
利用图1和2说明根据本发明的第一实施方式的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。图1是说明本实施方式的二次电池劣化判定方法的处理流程的流程图。并且，图2是示出本实施方式的二次电池劣化判定装置100的结构的框图。
在装载于车辆上的二次电池10上连接有用于起动发动机的启动器和灯、空调等的负荷20。本实施方式的二次电池劣化判定装置100是判定装载于如上述的车辆上的二次电池10的劣化的装置。二次电池劣化判定装置100具备分别用于测量并获取二次电池10的电流、电压、以及温度的电流传感器101、电压传感器102、以及温度传感器103。
本实施方式的二次电池劣化判定装置100，根据车辆的运行状态进行以下处理。首先，在车辆处于停止状态且来自二次电池10的放电停止或非常小的情况下，获取二次电池10的稳定时的开路电压OCV以及内部电阻。利用该稳定时的开路电压OCV和内部电阻，计算启动带有预定值以上的放电电流的预定负荷(以下称为对象负荷21)时的最低电压Vs，并且通过其和稳定时的开路电压OCV判定二次电池10的劣化状态。下面将来自二次电池10的放电电流较大的发动机起动用的启动器作为对象负荷21进行说明，但是并不局限于此。
二次电池劣化判定装置100具备用于判定车辆的运行状态的运行状态判定单元110。并且包括：获取二次电池10的稳定时的开路电压OCV以及内部电阻的电阻运算部120；获取发动机起动时的输入到启动器21上的放电电流的最大值(最大放电电流值)最大电流处理部130；以及判定二次电池10的劣化状态的劣化判定处理部140。并且还包括用于保存数据的存储单元150。
运行状态判定单元110，从电流传感器101输入二次电池10的电流值，当来自二次电池10的放电电流停止或非常小时判定车辆为停止状态。车辆为停止状态时，来自二次电池10的放电电流不一定为零，有可能在通信装置或防盗装置等的负荷上流有微弱的电流(暗电流)。因此，采用高于这样的暗电流的阈值来判定车辆的停止状态。
并且，运行状态判定单元110采用从电流传感器101中输入到的电流值来判定发动机起动时的启动器21的起动。在该判定中，也可以采用启动请求启动器21的控制信号等。运行状态判定单元110，若判定车辆的运行状态，则将该判定结果通知给电阻运算部120以及最大电流处理部130。
电阻运算部120包括：获取二次电池10的稳定时的开路电压OCV的开路电压获取单元121；计算二次电池10的内部电阻R1的内部电阻计算单元122；以预定的放电模式使二次电池10放电的放电单元123；推定二次电池10的充电状态量的充电状态量推定单元124；以及将内部电阻R1补正到预定的标准温度中的补正内部电阻R1c上的内部电阻补正单元125。
电阻运算部120，若从运行状态判定单元110中输入车辆处于停止状态的判定结果，则在预定的时间内执行开路电压获取单元121以及内部电阻计算单元122。并且，通过来自内部电阻计算单元122的请求执行放电单元123。进一步地，通过来自劣化判定处理部140的请求来执行充电状态量推定单元124以及内部电阻补正单元125。
开路电压获取单元121，获取二次电池10处于开路状态且为稳定时的端子间电压的稳定时的开路电压OCV。获取稳定时的开路电压OCV的方法有以下两种方法，可以采用任意的一种方法，也可以采用两种方法。获取到的稳定时的开路电压OCV例如保存至存储单元150上。
获取稳定时的开路电压OCV的第一方法是从车辆发动机停止之后，来自二次电池10的放电电流成为预定值以下的时间点开始，以预定周期获取端子间电压(开路电压)，若获取到的电压值成为预定点数，则通过将时间作为变量的指数函数将其近似。通过利用短时间内获取到的预定点数的电压值来求出指数函数的近似式，从而停止或充分降低来自二次电池10的放电后，能够推定经过了长时间的稳定时的开路电压OCV。
获取稳定时的开路电压OCV的第二方法是从车辆发动机停止之后，来自二次电池10的放电电流成为预定值以下的时间点开始，在进一步经过预定时间的时间点上，获取二次电池10的端子间电压(开路电压)，并且将其用作稳定时的开路电压OCV。在该方法中，需要将放电电流变成预定值以下的经过时间设置为1天左右。因此，优选地，在车辆停止后首先利用第一方法获取稳定时的开路电压OCV，然后停止期间经过1天以上的时候利用第二方法获取并更新稳定时的开路电压OCV。
在运行状态判定单元110中判定车辆为停止状态时，执行本实施方式的内部电阻计算单元122。内部电阻计算单元122，在车辆停止后的预定的时间内执行放电单元123。放电单元123，其采用串联的半导体开关或电阻元件等来构成，且从二次电池10以预定的放电模式放电。优选地，以包含启动启动器21时的放电电流的预定放电频率地设定放电单元123的放电模式，其中，启动器21为对象负荷。作为放电模式，例如可采用大致矩形波。或者可以是预定的放电频率的正弦波。
内部电阻计算单元122，分别从电流传感器101、电压传感器102中获取利用放电单元123从二次电池10放电时的电流以及端子间电压。并且，从这时的电流电压应答中计算二次电池10的内部电阻R1。获取到的二次电池10的内部电压R1，例如保存至存储单元150上。
一方面，若在运行状态判定单元110中判定启动器21的启动，则执行最大电流处理部130的处理。最大电流处理部130包括最大电流检测单元131以及最大电流更新单元132，首先执行最大电流检测单元131。最大电流检测单元131，从电流传感器101中获取启动启动器21后起动发动机期间的放电电流，并检测该期间的放电电流的最大值(最大放电电流值)Inew。如果在最大电流检测单元131中检测出最大放电电流值Inew，则接下来执行最大电流更新单元132。
最大电流更新单元132，输入保存至存储单元150上的之前的最大放电电流值Is，并且将其与最大电流检测单元131中检测到的最新的最大放电电流值Inew进行比较。并且，当最新的最大放电电流值Inew高于之前的最大放电电流值Is时，在最新的最大放电电流值Inew上更新并保存保存至存储单元150上的最大放电电流值Is。
优选地，适当进行根据劣化判定处理部140的二次电池10的劣化判定，例如，优选地，在发动机起动之前进行。或者，也可以每隔一定期间定期进行。即使车辆停止中，通过适当进行劣化判定处理部140，从而在发动机起动前的较早阶段就能够知道二次电池10的劣化。
劣化判定处理部140包括：最低电压计算单元141和劣化判定单元142。若开始劣化判定处理部140的处理，则首先依次执行包含于电阻运算部120上的充电状态量推定单元124和内部电阻补正单元125。并且，采用内部电阻补正单元125中补正的二次电池10的内部电阻，通过最低电压计算单元141计算发动机起动时的最低电压，在该最低电压的基础上，在劣化判定单元142中进行二次电池10的劣化判定。
充电状态量推定单元124推定根据劣化判定处理部140进行劣化判定时的二次电池10的充电状态量。在此，充电状态量上含有二次电池10的充电率，并且能够含有二次电池10的内部的极化和成层化等。可通过累计充放电电流等的方法计算充电率。或者，可以采用开路电压获取单元121中计算出的稳定时的开路电压，通过预定的相关公式来计算充电率。并且，例如，基于充放电历史，采用预定的表格或函数来可推定极化和成层化。
内部电阻补正单元125，从温度传感器103中输入二次电池10的温度。并且输入内部电阻计算单元122中计算的内部电阻R1，以及充电状态量推定单元124中推定的充电状态量。进一步地，从存储单元150中读取表示事先作成且保存至存储单元150上的二次电池10的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式。
根据读取到的表格或关系式和二次电池10的温度以及充电状态量，将内部电阻R1补正到标准温度中的内部电阻上，并且将其作为被补正的内部电阻R1c输出至最低电压计算单元141上。将表示保存至存储单元150上的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的关系式设为例如f(T，SOC)时，可通过下面公式
R1c＝R1×f(T，SOC)
计算被补正的内部电阻R1c。在此，T表示二次电池10的温度，SOC表示充电状态量中的一个充电率。
最低电压计算单元141，从电阻运算部120输入被补正的内部电阻R1c和稳定时的开路电压OCV，并且从存储单元150中输入最大电流处理部130中更新的最大放电电流值Is。并且，利用下面公式计算最低电压Vs。
Vs＝OCV-R1c×Is
通过上面公式计算出的最低电压Vs为伴随发动机起动时的放电导致的电压下降而产生的二次电池10的最低电压。
劣化判定单元142，输入最低电压计算单元141中计算的最低电压Vs和稳定时的开路电压OCV，并且基于预定的阈值判定二次电池10的劣化。图3示出了劣化判定单元142中用于劣化判定的阈值的例子。劣化判定单元142，采用相对于稳定时的开路电压OCV的第一阈值Vt1和相对于最低电压Vs的第二阈值Vt2，进行二次电池10的劣化判定。
在图3中，当稳定时的开路电压OCV大于等于第一阈值Vt1且最低电压Vs低于第二阈值Vt2时，判定为二次电池10劣化。并且，稳定时的开路电压OCV低于第一阈值Vt1且最低电压Vs低于第二阈值Vt2时，判定为二次电池10充电不足。最低电压Vs大于等于第二阈值Vt2时，与稳定时的开路电压OCV无关地判定为二次电池10位正常状态。
在本实施方式的二次电池劣化判定装置100中，利用图1进一步对进行二次电池10的劣化判定的本实施方式的二次电池劣化判定方法的处理流程进行了详细说明。图1(a)示出了基于车辆的运行状态进行的处理流程，图1(b)示出了在预定的时间内实施的劣化判定的处理流程。
基于图1(a)示出的运行状态的处理中，运行状态判定单元110例如以预定的周期从电流传感器101中输入电流值，采用其来判定车辆的运行状态(步骤S1)。运行状态的判定结果，判定为车辆处于停止状态时进入步骤S2，判定为启动了启动器(对象负荷)21时，进入步骤S5。
在步骤S2中，采用开路电压获取单元121获取稳定时的开路电压OCV。在接下来的步骤S3中，根据来自内部电阻计算单元122的请求执行放电单元123，从二次电池10中以预定的放电模式进行放电。并且在步骤S4中，根据内部电阻计算单元122从放电中的电流电压应答中计算二次电池10的内部电阻R1。然而，可任意地先进行根据开路电压获取单元121的步骤S2的处理和根据内部电阻计算单元122的步骤S3、S4的处理。并且，不仅车辆停止后可以获取1次内部电阻计算单元122的内部电阻R1，例如，车辆停止后在经过每个预定时间内也可以获取内部电阻计算单元122的内部电阻R1。
然而，在步骤S1中判定为启动了启动器21时，在步骤S5中，根据最大电流检测单元131获取启动启动器21时的最大放电电流值Inew。在步骤S6中，将获取到的最新的最大放电电流值Inew与保持至存储单元150上的之前的最大放电电流值Is进行比较，当最新的最大放电电流值Inew大于之前的最大放电电流值Is时，在步骤S7中，在最新的最大放电电流值Inew上更新最大放电电流值Is。通过最大电流更新单元132进行步骤S6、S7的处理。
其次，采用图1(b)说明进行劣化判定时的处理流程。若在步骤S11中开始劣化判定，则在步骤S12中根据充电状态量推定单元124推定此时的二次电池10的充电状态量。接下来在步骤S13中，内部电阻补正单元125采用二次电池10的温度、充电状态量、以及预定的表格或函数，将内部电阻R1补正到标准温度中的内部电阻R1c上。在步骤S14中，最低电压计算单元141采用稳定时的开路电压OCV、更新最大放电电流值Is、以及被补正的内部电阻R1c计算最低电压Vs。
在步骤S15中，根据劣化判定单元142进行稳定时的开路电压OCV和第一阈值Vt1的比较，以及最低电压Vs和第二阈值Vt2的比较。其结果，当稳定时的开路电压OCV大于等于第一阈值Vt1且最低电压Vs低于第二阈值Vt2时，进入判定为二次电池10劣化的步骤S16。并且，稳定时的开路电压OCV低于第一阈值Vt1且最低电压Vs低于第二阈值Vt2时，进入判定为二次电池10充电不足的步骤S17。进一步地，在步骤S15中出现除此之外的判定结果时，进入步骤S18并结束处理。
在步骤S16中，进行判定为二次电池10劣化时的处理。作为一例子，将二次电池10劣化的信息通知给驾驶员，并且引导进行该交换。并且在步骤S17中，能够将二次电池10充电不足的信息通知给驾驶员。
根据本实施方式的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置100，即使在车辆停止期间也可以根据内部电阻计算单元122定期计算二次电池10的内部电阻R1，并且根据劣化判定处理部140进行二次电池10的劣化判定，从而，即使在车辆长时间停止的状态下，也能够在发动机起动前判定二次电池10是否劣化。
并且，在本实施方式的二次电池10的劣化判定中，将内部电阻补正到预定的标准温度中的内部电阻后使用内部电阻，从而例如不管发动机发动机室内是高温还是低温都能够高精度地进行劣化判定。并且，即使在二次电池10的充电率和内部的成层化(电解液不均匀)、极化等的充电状态量的影响下也可补正内部电阻后利用，从而与二次电池10的充放电历史无关地能够高精度地进行劣化判定。在本实施方式中，虽然计算最低电压后用于劣化判定，但是作为用于最低电压的计算的最大放电电流值，可以利用之前的发动机起动时的放电电流的最大值，从而能够在最严格的条件下进行二次电池10的劣化判定。
其中，在上述说明的实施方式中，内部电阻补正单元125将内部电阻计算单元122中计算的内部电阻R1补正到标准温度中的内部电阻而计算被补正的内部电阻R1c。标准温度例如设定为25℃，但是并不局限于标准温度，也可以将内部电阻补正到与其不同的其他预定温度上。作为一例子，可以将补正至与标准温度相比仅低于预定温度差的温度(例如10℃)中的内部电阻上的内部电阻用于补正内部电阻R1c上。由于在低温中二次电池的内部电阻变大，因此伴随发动机起动时的放电而电压也大大下降，从而产生的二次电池10的最低电压也降低。从而，与采用标准温度中的内部电阻的情况相比在更严格的条件下也能够进行二次电池10的劣化判定。在图1示出的步骤S13中，根据内部电阻补正单元125，采用表示充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式和二次电池10的温度以及充电状态量，将内部电阻R1补正到与标准温度相比仅降低了预定温度差的温度中的内部电阻R1c上。以下，通过进行步骤S14～17的处理而进行二次电池10的劣化判定。
图6示出了本实施方式的应用例子。图6示出了在第一实施方式的二次电池劣化判定装置100上添加充电控制单元160的应用例子100’的结构。充电控制单元160，其连接于交流发电机30上，并且根据二次电池10的状态具有控制二次电池10的充电的功能。具体地，二次电池10接近充满电时，降低交流发电机30的输出，增加从二次电池10至负荷20的放电电流。相反地，二次电池10的充电率较低时，提高交流发电机30的输出，降低从二次电池10至负荷20的放电电流，或者充电至二次电池10上。在本实施方式中，当在图1中的步骤S17中判断为二次电池10充电不足时，充电控制单元160向充电的方向控制二次电池10。通过设置这样的充电控制单元160，早些解决二次电池10的充电不足的问题，且能够防止因充电不足而阻碍负荷操作的问题。
(第二实施方式)
利用图4说明根据本发明的第二实施方式的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置。图4是示出本实施方式的二次电池劣化判定装置200的结构的框图。
与第一实施方式的二次电池劣化判定装置100比较，本实施方式的二次电池劣化判定装置200在电阻运算部220上不具备放电单元123。在本实施方式中，为了获取二次电池10的内部电阻R1，取代车辆停止时以预定的放电模式放电，采用启动带有预定值以上的放电电流的对象负荷21时的电流电压应答而获取内部电阻R1。作为对象负荷21，在此也将发动机起动用的启动器作为对象来进行说明。
图5示出了发动机起动时启动启动器21时的电流电压应答的例子。在图5中，将启动启动器21前的二次电池10的电压以及电流分别设为Va、Ia，将检测启动器21的启动后经过预定时间时的电压以及电流分别设为Vb、Ib。本实施方式的内部电阻计算单元222，从电压传感器102以及电流传感器101中获取启动器21启动前后的电压Va、Vb以及电流Ia、Ib。
在内部电阻计算单元222中，利用电压Va、Vb以及电流Ia、Ib根据下面的公式计算内部电阻R1。
R1＝(Vb-Va)/(Ib-Ia)
根据劣化判定处理部140进行二次电池10的劣化判定时，与第一实施方式相同地，根据上面公式计算出的内部电阻R1，通过内部电阻补正单元125补正之后，用于计算最低电压Vs。
在本实施方式中，虽然采用了启动发动机起动时的启动器21时的电流电压应答来获取二次电池10的内部电阻，但是并不局限于此，也可以采用启动带有预定值以上的放电电流的其他负荷时的电流电压应答，或者可以采用充电时的电流电压应答来获取内部电阻。根据本实施方式的二次电压劣化判定方法及二次电池劣化判定装置200，无需进行用于获取内部电阻的放电，因此能够控制来自二次电池10的放电。
其中，本实施方式中的表述示出了根据本发明的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置的一例子，但是并不局限于此。在不超出本发明的主旨的范围内可以适当更改本实施方式中的二次电池劣化判定方法及二次电池劣化判定装置的细部结构以及详细的操作等。
附图标记
10 二次电池
20 负荷
30 交流发电机
100、200 二次电池劣化判定装置
101 电流传感器
102 电压传感器
103 温度传感器
110 运行状态判定单元
120 电阻运算部
121 开路电压获取单元
122、222 内部电阻计算单元
123 放电单元
124 充电状态量推定单元
125 内部电阻补正单元
130 最大电流处理部
131 最大电流检测单元
132 最大电流更新单元
140 劣化判定处理部
141 最低电压计算单元
142 劣化判定单元
150 存储单元
160 充电控制单元
Claims (15)
1.一种二次电池劣化判定方法，其特征在于，包括：
运行状态判定步骤，对于装载了二次电池的车辆的运行状态，通过所述二次电池的电流值来判定；
开路电压获取步骤，获取所述二次电池的开路电压OCV；
内部电阻计算步骤，在所述二次电池放电时检测电流以及端子间电压之后，计算所述二次电池的内部电阻R1；
最大电流检测步骤，当启动装载于所述车辆而带有预定值以上的放电电流的预定负荷时，检测作为所述放电电流的最大值的最大放电电流值Inew；
最大电流更新步骤，将所述检测到的最大放电电流值Inew与之前保存的最大放电电流值Is进行比较后，在较高的一方上更新并保存所述最大放电电流值Is；
温度检测步骤，检测所述二次电池的温度；
充电状态量推定步骤，推定所述二次电池的充电状态量；
内部电阻补正步骤，利用表示事先作成的所述二次电池的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式，通过所述充电状态量推定步骤中推定的充电状态量和所述温度检测步骤中检测到的温度，将所述内部电阻R1补正到预定的标准温度中的内部电阻R1c上；
最低电压计算步骤，通过所述开路电压OCV和所述被补正的内部电阻R1c以及所述最大放电电流值Is，利用下面公式
Vs＝OCV-R1c×Is
计算启动所述负荷时的所述二次电池的最低电压Vs；以及，
劣化判定步骤，当所述开路电压OCV大于等于第一阈值且所述最低电压Vs低于第二阈值时，判定为所述二次电池劣化。
2.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述内部电阻计算步骤中，以预定的放电模式使所述二次电池放电，在所述预定的放电模式中放电时检测电流以及端子间电压后，计算所述二次电池的内部电阻R1，
在所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态时，执行所述开路电压获取步骤和所述内部电阻计算步骤，
在所述运行状态判定步骤中判断为所述负荷已被启动时，执行所述最大电流检测步骤和所述最大电流更新步骤，
当进行所述二次电池的劣化判定时，执行所述温度检测步骤，所述充电状态量推定步骤，所述内部电阻补正步骤，所述最低电压计算步骤以及所述劣化判定步骤。
3.根据权利要求2所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
所述预定的放电模式为大致矩形波，所述大致矩形波包含启动所述负荷时的放电电流的预定的放电频率。
4.根据权利要求2或3所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
所述车辆为停止状态时，根据预定的周期或预定的执行请求来执行所述内部电阻计算步骤。
5.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述内部电阻计算步骤中，利用启动所述负荷前后的负荷电流以及应答电压计算所述二次电池的内部电阻R1，
在所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态时，执行所述开路电压获取步骤，
在所述运行状态判定步骤中判断为所述负荷已被启动时，执行所述内部电阻计算步骤和所述最大电流检测步骤以及所述最大电流更新步骤，
当进行所述二次电池的劣化判定时，执行所述温度检测步骤，所述充电状态量推定步骤，所述内部电阻补正步骤，所述最低电压计算步骤以及所述劣化判定步骤。
6.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述开路电压获取步骤中，从所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态且来自所述二次电池的放电电流成为预定值以下的时间点开始，以预定周期获取所述二次电池的端子间电压，若获取到的所述端子间电压达到预定点数，则通过将时间作为变量的指数函数将其近似，并且利用所述指数函数推定所述开路电压OCV。
7.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述开路电压获取步骤中，从所述运行状态判定步骤中所述车辆判定为停止状态且来自所述二次电池的放电电流成为预定值以下的时间点开始，进一步在经过预定时间的时间点上获取所述二次电池的端子间电压，并将其设定至所述开路电压OCV上。
8.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
所述充电状态量包含所述二次电池的充电率和成层化以及极化中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述内部电阻补正步骤中，将所述内部电阻R1补正到内部电阻R1c上，其中，所述内部电阻R1c位于与所述标准温度相比进一步仅降低了预定温度差的温度中。
10.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述运行状态判定步骤中，进一步利用装载于所述车辆上的通信装置的信息来判定所述车辆的运行状态。
11.根据权利要求1所述的二次电池劣化判定方法，其特征在于，
在所述劣化判定步骤中，所述开路电压OCV低于所述第一阈值且所述最低电压Vs低于所述第二阈值时，所述二次电池判定为充电不足。
12.一种二次电池劣化判定装置，其特征在于，包括：
电流传感器，检测二次电池的电流；
电压传感器，检测所述二次电池的端子间电压；
温度传感器，检测所述二次电池的温度；
运行状态判定单元，利用从所述电流传感器中输入的电流值来判定装载了所述二次电池的车辆的运行状态；
开路电压获取单元，获取所述二次电池的开路电压OCV；
内部电阻计算单元，在所述二次电池放电时，从所述电流传感器以及所述电压传感器中输入电流以及端子间电压之后，计算所述二次电池的内部电阻R1；
最大电流检测单元，当启动装载于所述车辆而带有预定值以上的放电电流的预定负荷时，从所述电流传感器中输入所述放电电流之后，检测作为该最大值的最大放电电流值Inew；
最大电流更新单元，在所述最大电流检测单元中检测到的最大放电电流值Inew与之前保存的最大放电电流值Is进行比较后，在较高的一方上更新并保存所述最大放电电流值Is；
充电状态量推定单元，推定所述二次电池的充电状态量；
存储单元，保存表示事先作成的所述二次电池的充电状态量以及温度和内部电阻之间关系的表格或关系式；
内部电阻补正单元，从所述存储单元中读取所述表格或关系式后，从充电状态量和温度中将所述内部电阻R1补正到预定的标准温度中的内部电阻R1c上，其中，所述充电状态量通过所述充电状态量推定单元来推定，所述温度通过所述温度传感器来进行检测；
最低电压计算单元，通过所述开路电压OCV和所述被补正的内部电阻R1c以及所述最大放电电流值Is，利用下面公式
Vs＝OCV-R1c×Is
计算启动所述负荷时的所述二次电池的最低电压Vs；以及，
劣化判定单元，当所述开路电压OCV大于等于第一阈值且所述最低电压Vs小于第二阈值时，判定为所述二次电池劣化。
13.根据权利要求12所述的二次电池劣化判定装置，其特征在于，还包括：
放电单元，通过预定的放电模式使所述二次电池放电；
所述内部电阻计算单元，采用所述放电单元从放电时的电流以及端子间电压中计算所述内部电阻R1。
14.根据权利要求12所述的二次电池劣化判定装置，其特征在于，
所述内部电阻计算单元，采用启动所述负荷前后的负荷电流以及应答电压计算所述二次电池的内部电阻R1。
15.根据权利要求12所述的二次电池劣化判定装置，其特征在于，
包括所述二次电池的充电控制单元，在所述劣化判定单元中，当所述开路电压OCV低于所述第一阈值且所述最低电压Vs低于所述第二阈值时，所述二次电池判定为充电不足，并且使所述充电控制单元中的充放电平衡目标进一步移动至充电侧上。
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