CN1182482A - 蓄电池的劣化监视方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的蓄电池的劣化监视方法,预先存储蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值;测量充电时的蓄电池温度,求出蓄电池的平均温度上升速度值;用此实际的蓄电池的平均温度上升速度值与所述蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值对照,判断电池的劣化程度。用实际的蓄电池的平均温度上升速度值,与蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值对照,可以与实施充放电的环境温度无关地,容易且可靠地判断电池的劣化程度,因而可以经常正确的掌握蓄电池的劣化状况,可向用户提供电池替换时间、维护的必要性等信息。

Description

蓄电池的劣化监视方法及其设备
本发明涉及作为电源装载于例如电动车辆上的蓄电池的劣化监视方法及其设备。
作为电动车辆电源而装载的蓄电池，例如有Ni-MH二次电池或者铅二次电池等，这些二次电池等经过循环使用后其放电容量逐渐降低。
为此，可以考虑利用电压比较法判断蓄电池的劣化，进行替换、清洗和电解液的补充等维护，但是，作为电压比较法，由于电池电压本身受环境温度的影响而变化，需要温度补偿，所以复杂。
因此，即使在作为电动车辆的电源使用中也经常需要正确地掌握蓄电池的劣化状况，向用户提供电池替换时间、维护的必要性等信息，这些是重要的，但是目前还没有能简单可靠地实现上述要求的办法。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供能简单且可靠地掌握蓄电池劣化状况的蓄电池劣化监视方法及其设备。
本发明的蓄电池劣化监视方法，预先存储蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值；测量充电时的蓄电池温度，求出蓄电池的平均温度上升速度值；用此实际的蓄电池的平均温度上升速度值与所述蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值相对照，判断电池的劣化程度。用实际的蓄电池的平均温度上升速度值，与蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值比较，可以与实施充放电的环境温度无关地，容易且可靠地判断电池的劣化程度，因而可以经常正确地掌握蓄电池的劣化状况，向用户提供电池替换时间、维护的必要性等信息。
而且，蓄电池的平均温度上升速度值是由如下方式确定的，对恒定电流充电开始时的电池温度进行测量、存储，再对充电时间经过预定时间的时刻的电池温度进行测量，求出蓄电池在预定时间的平均温度上升速度的值。由于算出蓄电池的平均温度上升速度，所以使高精度判断成为可能。
而且，按照蓄电池的电池劣化程度的判断，给出劣化程度的显示和/或电池劣化的警告。通过劣化程度的显示和/或电池劣化的警告，可使用户意识到电池替换时间、维护的必要性等。
本发明的蓄电池劣化监视设备，包括：基准值存储装置，用于预先存储蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值；电池温度检测装置，用于测量充电时的蓄电池温度；电池温度上升速度运算装置，用于测量充电时的蓄电池温度，求出蓄电池的平均温度上升速度值；电池劣化程度判断装置，用于对此实际的蓄电池的平均温度上升速度值与所述蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值相对照，判断电池的劣化程度。用实际的蓄电池的平均温度上升速度值，与蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值比较，可以与实施充放电的环境温度无关地，容易且可靠地判断电池的劣化程度，因而可以利用简单设备经常正确地掌握蓄电池的劣化状况，向用户提供电池替换时间、维护的必要性等信息。
而且，电池温度上升速度运算装置，对恒定电流充电开始时的电池温度进行测量、存储，再对充电时间经过预定时间的时刻的电池温度进行测量，求出蓄电池在预定时间的平均温度上升速度。由于利用简单的设备算出蓄电池的平均温度上升速度，所以使高精度判断成为可能。
而且，包括电池劣化警告装置，按照蓄电池的电池劣化程度的判断，给出劣化程度的显示和/或电池劣化的警告。通过劣化程度的显示和/或电池劣化的警告，可使用户意识到电池替换时间、维护的必要性等。
图1是展示蓄电池劣化监视设备的概略结构的框图。
图2是通过反复充放电循环的实验所得的蓄电池经过充放电循环时的可放电容量与充电时的平均温度上升速度的关系说明图。
以下结合附图详细说明本发明的蓄电池的劣化监视方法及其设备的实施例。
图1是展示蓄电池的劣化监视设备的概略结构的框图，图2是通过反复充放电循环的实验所得的蓄电池经过充放电循环时的可放电容量与充电时的平均温度上升速度的关系说明图，其中表示Tup值变化的线代表基准值。
蓄电池的劣化监视设备1，是用于对例如装载于电动助力自行车这类电动车辆的蓄电池2进行劣化监视。把负载4与切换开关5的串联电路和连接器6并联连接到蓄电池2和切换开关3的串联电路上。充电时，通过连接器6与充电器7连接。作为蓄电池2，例如使用Ni-MH二次电池。而且，作为负载4，有诸如电机等。
由控制器8内的充放电控制装置26控制切换开关3、5，电动车辆行驶时闭合两个切换开关3、5，从蓄电池2向负载4放电。该充放电控制装置26控制行驶中向负载4的放电量的调整。而且，电动车辆停驶，例如夜间充电时，蓄电池2通过连接器6与充电器7连接，利用充放电控制装置26控制闭合切换开关3，而断开切换开关5，进行蓄电池2的充电。
这样，根据控制器8的充放电控制装置26的指令，电池2使用相对于负载4的放电和充电器7，交替实施充电(循环使用)，此时，电压传感器9检测蓄电池2的电压，把此电压信息送至充放电控制装置26，检测充电时的-ΔV电压，检测放电时的终止电压。而且，利用温度传感器10监视充电中的电池温度，把温度信息送至控制器8的电池温度检测装置21和充放电控制装置26。
控制器8包括：基准值存储装置20、电池温度检测装置21、电池温度上升速度运算装置22、和电池劣化程度判断装置23。基准值存储装置20，预先存储蓄电池2的平均温度上升速度的基准值(图2中表示Tup值变化的线)。电池温度检测装置21，根据来自温度传感器10的温度信息，测量充电时蓄电池的温度。电池温度上升速度运算装置22，测量充电时的蓄电池2的温度，求出蓄电池2的平均温度上升速度值。亦即，在此实施例中，在例如Ni-MH电池中，在恒定电流充电时，通过检测-ΔV电压、或dT/dt、电池温度，终止第一步的充电，移至之后的充电。按此方法，测量、存储恒定电流充电开始时的电池温度(Ts)，再测量经过预定充电时间例如10分钟的时刻的电池温度(T10)，由
蓄电池的平均温度上升速度值(Tup)＝
[经过10分钟充电后的电池温度(T10)-电池充电开始时的电池温度(Ts)]/10分
求出蓄电池2的10分钟的平均温度上升速度(℃/分)。
电池劣化程度判断装置23，用实际蓄电池2的平均温度上升速度值与蓄电池2的平均电池温度上升速度的基准值进行比较，判断电池的劣化程度。亦即，用实际蓄电池2的平均温度上升速度的Tup值，与预先存储的蓄电池2的平均温度上升速度的Tup值对比，判断蓄电池2的劣化状况。
这里，计算蓄电池2的平均温度上升速度所用时间，并不限于本实施例的10分钟，但是为了提高精度，最好在5分钟以上。充电时间如果是10分钟，则可精确地判断电池温度上升速度，所有Ni-MH电池均可适用。
而且，蓄电池劣化监视装置1，设置有劣化程度显示装置24，用于显示取决于蓄电池2的电池劣化程度的判断的劣化程度；和给出电池劣化警告的电池劣化警告装置25。利用控制器8实行电池劣化程度的判断，利用劣化程度显示装置24执行劣化程度的显示。此劣化程度的显示，通过模拟形式或者数字形式，显示以后能有多少次循环充放电或者以后能行驶多少公里的内容。而且，利用电池劣化警告装置25给出电池劣化的警告。此电池劣化的警告可以由灯泡或蜂鸣器等给出。这样，可以使用劣化程度显示装置24、或者电池劣化警告装置25的简单装置，可使用户确实地意识到电池替换时间、维护的必要性等。
从图2的车辆可能行驶距离(可能放电容量)与蓄电池的平均温度上升速度Tup值的对应关系可知，随着充放电循环的推移，车辆可能行驶距离(可能放电的电池容量)降低，知道蓄电池的平均温度上升速度Tup值增大，当劣化程度在一定程度以上(Tup＝TupD)之后电池容量急剧降低。当Tup＝TupD时，由劣化程度显示装置24显示，或者由电池劣化警告装置25发出警告，可向用户通知在放电容量急剧降低之前的电池替换时间、维护。
在以上说明中，基准值是展示图2的Tup值变化的曲线，但是，本发明并不限于此，例如包括：仅TupD一点作为基准值存储，当实际的平均温度上升速度Tup达到TupD之时起开始给出显示和警告，或存储TupD以外的图2曲线上的数点基准值，当Tup达到各点时进行显示。
如上所述，蓄电池的劣化监视方法及其装置，装载于电动车辆例如电动助力自行车上，用实际的蓄电池的平均温度上升速度值，与蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值比较，可以与实施充放电的环境温度无关地，容易且可靠地判断电池的劣化程度，因而可以经常正确地掌握蓄电池的劣化状况，向用户提供电池替换时间、维护的必要性等信息。通过算出蓄电池的平均温度上升速度，可以高精度地判断蓄电池的劣化。而且，通过劣化程度的显示和/或电池劣化的警告，可利用简单装置确实使用户意识到电池替换时间、维护的必要性等。

Claims (6)

1.一种蓄电池的劣化监视方法，其特征在于，预先存储蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值；测量充电时的蓄电池温度，求出蓄电池的平均温度上升速度值；用此实际的蓄电池的平均温度上升速度值与所述蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值对照，判断电池的劣化程度。
2.根据权利要求1的蓄电池的劣化监视方法，其特征在于，蓄电池的平均温度上升速度值是由如下方式确定的，对恒定电流充电开始时的电池温度进行测量、存储，再对充电时间经过预定时间的时刻的电池温度进行测量，求出蓄电池在预定时间的平均温度上升速度值。
3.根据权利要求1或2的蓄电池的劣化监视方法，其特征在于，按照所述蓄电池的电池劣化程度的判断，给出劣化程度的显示和/或电池劣化的警告。
4.一种蓄电池的劣化监视设备，其特征在于包括：基准值存储装置，用于预先存储蓄电池的平均温度上升速度的基准值；电池温度检测装置，用于测量充电时的蓄电池温度；电池温度上升速度运算装置，用于测量充电时的蓄电池温度，求出蓄电池的平均温度上升速度值；电池劣化程度判断装置，用此实际的蓄电池的平均温度上升速度值与所述蓄电池的平均电池温度上升速度的基准值对照，判断电池的劣化程度。
5.根据权利要求4的蓄电池的劣化监视设备，其特征在于，电池温度上升速度运算装置，对恒定电流充电开始时的电池温度进行测量、存储，再对充电时间经过预定时间的时刻的电池温度进行测量，求出蓄电池在预定时间的平均温度上升速度。
6.根据权利要求4或5的蓄电池的劣化监视设备，其特征在于包括：按照蓄电池的电池劣化程度的判断，给出劣化程度显示的劣化程度显示装置和/或给出电池劣化警告的电池劣化警告装置。
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