JP2007205883A - Secondary battery capacity estimation device, program, and secondary battery capacity estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池容量推定装置、プログラム及び二次電池容量推定方法、特に、定電流定電圧充電法を利用して二次電池を充電する際に、その二次電池の電池容量を推定する二次電池容量推定装置、プログラム及び二次電池容量推定方法に関する。 The present invention relates to a secondary battery capacity estimation device, a program, and a secondary battery capacity estimation method, and in particular, when a secondary battery is charged using a constant current constant voltage charging method, the battery capacity of the secondary battery is estimated. The present invention relates to a secondary battery capacity estimation device, a program, and a secondary battery capacity estimation method.
リチウムイオン二次電池は、高エネルギ密度の電池であり、パソコン、携帯電話等の主要電源として機器のコンパクト化に貢献している。また、近年、このような高エネルギ密度の特徴が着目され、自動車用、据え置き用のバックアップ電源等の用途への適用を想定した単電池容量が100Ah程度の電池も製造されている。 Lithium ion secondary batteries are high energy density batteries, and contribute to the downsizing of equipment as a main power source for personal computers and mobile phones. In recent years, attention has been paid to such a feature of high energy density, and a battery having a unit cell capacity of about 100 Ah, which is assumed to be applied to a backup power source for automobiles and stationary use, has been manufactured.
このような種々の用途において、リチウムイオン二次電池が使用されているが、いずれの用途においても重要な点はリチウムイオン二次電池の電池容量を把握することである。これは、電池が機器の主電源となっている場合、電池容量はサービスの提供時間に直接影響するためである。このような状況は据え置き用途の電池においても同様である。特に、据え置き用の電池では、通信用電源システムをはじめ、信頼性が要求される設備が多く、リチウムイオン二次電池の電池容量の把握は重要である。 In such various applications, lithium ion secondary batteries are used, and in any application, an important point is to grasp the battery capacity of the lithium ion secondary batteries. This is because when the battery is the main power source of the device, the battery capacity directly affects the service provision time. This situation is the same for a battery for stationary use. In particular, with stationary batteries, there are many facilities that require reliability, such as a communication power supply system, and it is important to know the battery capacity of a lithium ion secondary battery.
従来、各種電池の電池容量の把握は、それらの電池の内部抵抗を測定することにより行われる事が多かった。しかし、電池の内部抵抗の測定は、電池の保守者が対象電池の端子に測定器を接続して行う必要があり、電池容量の測定を自動的に行うことはできなかった。
このようなことから、一部に、電池の放電後の充電特性に着目した電池の電池容量の推定方法も知られている(特許文献1)。
Conventionally, grasping the battery capacities of various batteries has been often performed by measuring the internal resistance of those batteries. However, the measurement of the internal resistance of the battery requires the battery maintainer to connect a measuring instrument to the terminal of the target battery, and the battery capacity cannot be measured automatically.
For this reason, a method for estimating the battery capacity of a battery that is focused on the charge characteristics after the battery is discharged is also known (Patent Document 1).
この特許文献1は、リチウムイオン二次電池のサイクル試験データから、充電時、および放電時の電圧経時変化特性に着目し、充電時においては、4.0(V)から4.15(V)まで電圧が上昇する時間の変化の割合を求め、この比と容量の関係を求めている。一方、放電時にあっては電圧が3.75(V)〜3.6(V)まで低下する時間を、容量を推定する指標とし、この時間の変化の割合と容量の関係を明らかにしている。しかし、特許文献1の技術は、正極・負極の劣化状況を推定するものであり、電池の電池容量を推定することはできなかった。
This
また、リチウムイオン二次電池の容量を推定する方法として特許文献2に記載されている方法が知られている。この特許文献2では、リチウムイオン二次電池に定電流定電圧充電法で充電を行い、定電圧充電モードに到達後の充電電流が、初期の定電流充電モードにおける電流値の1/2の値まで低下する時間を求めており、この時間と電池容量の関係式を明らかにしている。
しかしながら、特許文献2に記載されている方法では、電池の容量を推定するために、充電モードの監視、時間計測、電流計測などの処理を行う必要があり、電池の容量を容易に推定することができず、実用性が低いという問題があった。
However, in the method described in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池の電池容量を容易に推定することができる二次電池容量推定装置、プログラム、及び二次電池容量推定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a secondary battery capacity estimation device, a program, and a secondary battery capacity estimation method that can easily estimate the battery capacity of a secondary battery. It is to provide.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、二次電池の電池容量を推定する二次電池容量推定装置であって、前記二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段とを有することを特徴とする二次電池容量推定装置である。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、二次電池と、前記二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段とを有することを特徴とする二次電池容量推定装置である。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記端子電圧と前記二次電池の電池容量との関係を記録した電池容量推定データを予め記憶する電池データ記憶手段を更に有し、前記電池容量推定手段は、前記電池電圧計測手段が計測した端子電圧に対応する二次電池の電池容量を、前記電池容量推定データから読み出すことにより、前記二次電池の電池容量を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池容量推定装置である。 The invention according to claim 3 further includes battery data storage means for preliminarily storing battery capacity estimation data in which a relationship between the terminal voltage and the battery capacity of the secondary battery is recorded, and the battery capacity estimation means. The battery capacity of the secondary battery is estimated by reading out the battery capacity of the secondary battery corresponding to the terminal voltage measured by the battery voltage measuring means from the battery capacity estimation data. The secondary battery capacity estimation apparatus according to 1 or 2.
また、請求項4に記載の発明は、前記電池電圧計測手段が計測する端子電圧が所定電圧より大きくなった場合に、前記二次電池が劣化していると判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項1から3までのいずれかの項に記載の二次電池容量推定装置である。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、前記電池容量推定手段が推定した電池容量が所定容量以下になった場合に、警報を発する警報発出手段を更に有することを特徴とする請求項1から4までのいずれかの項に記載の二次電池容量推定装置である。
The invention according to
また、請求項6に記載の発明は、コンピュータを、二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段として機能させるためのプログラムである。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a battery voltage measuring means for measuring a terminal voltage of the secondary battery in a constant current charging mode when the computer is charged by a constant current constant voltage charging method. A program for causing a battery capacity estimation unit to estimate a battery capacity of the secondary battery based on the terminal voltage.
また、請求項7に記載の発明は、二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測過程と、前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定過程とを有することを特徴とする二次電池容量推定方法である。
The invention according to
本発明では、二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を電池電圧計測手段により計測し、端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を電池容量推定手段により推定するようにした。
これにより、定電流定電圧充電法を行う場合の定電流充電モードでの二次電池の端子電圧を計測するだけで、二次電池の電池容量を推定することができるので、二次電池容量推定を容易に行うことができる。
In the present invention, when the secondary battery is charged by the constant current constant voltage charging method, the terminal voltage of the secondary battery in the constant current charging mode is measured by battery voltage measuring means, and the secondary battery is based on the terminal voltage. The battery capacity was estimated by battery capacity estimation means.
As a result, the secondary battery capacity can be estimated simply by measuring the terminal voltage of the secondary battery in the constant current charging mode when performing the constant current constant voltage charging method. Can be easily performed.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
始めに、本発明の第1の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムの構成の一例を示すブロック図である。この二次電池容量推定システムは、二次電池容量推定装置10a、二次電池30、充電器40を有する。
充電器40は、二次電池30を充電する際に用いられる。本実施形態では、充電器40は、定電流定電圧充電法により二次電池30を充電する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the secondary battery capacity estimation system by the secondary battery capacity estimation apparatus of the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a secondary battery capacity estimation system using the secondary battery capacity estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The secondary battery capacity estimation system includes a secondary battery capacity estimation device 10a, a
The
図2は、本実施形態による定電流定電圧充電法について説明するための図である。図2において、横軸は充電時間(h)を示している。また、縦軸の左側の目盛りは二次電池30の端子電圧(V)を示しており、縦軸の右側の目盛りは充電電流(CA)を示している。なお、電流の表示におけるCAは、二次電池の公称容量をC(Ah)とし、これに一定の係数を乗じることで求まる電流値を示す。
定電流定電圧充電法では、始めに、充電器40から定電流(図2では、0.2(CA))を二次電池30に供給することにより、二次電池30を充電する。充電器40が定電流で二次電池30を充電するモードを定電流充電モードとよび、この定電流充電モードが継続する時間を定電流継続時間(図2では、5(h))とよぶ。この定電流充電モードでは、二次電池30の端子電圧は所定電圧(図2では、4.1(V))に向けて徐々に大きくなる(曲線g01)。
FIG. 2 is a diagram for explaining the constant current constant voltage charging method according to the present embodiment. In FIG. 2, the horizontal axis represents the charging time (h). The scale on the left side of the vertical axis indicates the terminal voltage (V) of the
In the constant current constant voltage charging method, first, the
定電流充電モードにより二次電池30の充電が進行し、二次電池30の端子電圧が設定された電圧(図2では4.1(V))に到達すると、それ以降は充電器40の出力電圧を定電圧(図2では4.1(V))に保ちながら、二次電池30の充電を行う。充電器40が定電圧で二次電池30を充電するモードを定電圧充電モードとよぶ。この定電圧充電モードでは、二次電池30を流れる充電電流は、定電流(図2では、0.2(CA))から0(CA)に向かって徐々に減少する(曲線g02)。
When the charging of the
図3は、図2の定電流充電モードにおける初期の充電電流を変化させた場合の充電特性を示す図である。図3において、横軸は充電時間(h)を示している。また、縦軸の左側の目盛りは二次電池30の端子電圧(V)を示しており、縦軸の右側の目盛りは充電電流(CA)を示している。図3の曲線g08、曲線g05は、それぞれ図2の曲線g01、曲線g02に対応している。
曲線g03〜曲線g05は、定電流定電圧充電法により二次電池30を充電する場合における、二次電池30を流れる電流の電流値を示している。また、曲線g06〜曲線g08は、定電流定電圧充電法により二次電池30を充電する場合における、二次電池30の端子電圧を示している。
FIG. 3 is a diagram showing charging characteristics when the initial charging current in the constant current charging mode of FIG. 2 is changed. In FIG. 3, the horizontal axis represents the charging time (h). The scale on the left side of the vertical axis indicates the terminal voltage (V) of the
A curve g03 to a curve g05 indicate current values of current flowing through the
曲線g03及び曲線g06は定電流充電モードにおける初期の充電電流を1(CA)とした場合の充電特性を示しており、定電流充電モードの継続時間はt01である。また、曲線g04及び曲線g07は定電流充電モードにおける充電電流を0.5(CA)とした場合の充電特性を示しており、定電流充電モードの継続時間はt02である。また、曲線g05及び曲線g08は定電流充電モードにおける充電電流を0.2(CA)とした場合の充電特性を示しており、定電流充電モードの継続時間はt03である。このように、定電流充電モードにおける充電電流が大きくなると、定電流充電モードの継続時間は短くなる(t01<t02<t03)。従って、初期の充電電流が変化した場合には、その充電電流に対応した定電流充電モードの継続時間内で端子電圧を計測する。なお、図3では、定電圧充電モードにおける二次電池30の端子電圧を4.1(V)としており、定電流充電モードでの二次電池30の端子電圧がこの端子電圧4.1(V)に達した場合、定電流定電圧充電法を定電流充電モードから定電圧充電モードへと切り替えている。
Curves g03 and g06 show the charging characteristics when the initial charging current in the constant current charging mode is 1 (CA), and the duration of the constant current charging mode is t01. Curves g04 and g07 show the charging characteristics when the charging current in the constant current charging mode is 0.5 (CA), and the duration of the constant current charging mode is t02. Curves g05 and g08 show the charging characteristics when the charging current in the constant current charging mode is 0.2 (CA), and the duration of the constant current charging mode is t03. Thus, when the charging current in the constant current charging mode is increased, the duration of the constant current charging mode is shortened (t01 <t02 <t03). Therefore, when the initial charging current changes, the terminal voltage is measured within the duration of the constant current charging mode corresponding to the charging current. In FIG. 3, the terminal voltage of the
図1に戻り、二次電池30は、繰り返し充放電が可能な電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池や鉛蓄電池である。ここでは、二次電池30がリチウムイオン二次電池である場合について説明する。二次電池30は、充放電回数や時間の経過などにより、放電特性や充電特性など電池容量が変化する。
Returning to FIG. 1, the
図4は、容量が種々の値まで低下した二次電池30の放電特性の一例を示すグラフであり、一定の電流で放電させた際の放電時間と端子電圧との関係を示している。図4において、横軸は二次電池30の放電時間(h)、縦軸は二次電池30の放電時の端子電圧(V)を示しており、曲線g1〜曲線g4の放電特性は、二次電池30の容量に対応している。
図4において、曲線g1〜曲線g4は、二次電池30の電池容量が、それぞれ60(%)、70(%)、80(%)、100(%)である場合の放電特性を示している。ここで、電池容量が100(%)の場合は、二次電池30が新品であることを意味する。
図4から分かるように、二次電池30の容量が、100(%)(曲線g4)、80(%)(曲線g3)、70(%)(曲線g2)、60(%)(曲線g1)と劣化するに従って、二次電池30の放電時間は、約10時間、約8時間、約7時間、約6時間と短くなる。
FIG. 4 is a graph showing an example of the discharge characteristics of the
In FIG. 4, curves g1 to g4 indicate discharge characteristics when the battery capacity of the
As can be seen from FIG. 4, the capacity of the
図5は、種々の容量の二次電池30を定電流定電圧法で充電した際の特性の一例を示すグラフである。図5において、横軸は二次電池30の充電時間(h)を示している。また、縦軸の左側の目盛りは二次電池30の端子電圧(V)を示しており、縦軸の右側の目盛りは二次電池30の充電電流(CA)を示している。
図5の曲線g11及び曲線g21は、電池容量が60(%)(図4の曲線g1)の放電特性を有する二次電池30を完全に放電させ、その後、所定の充電条件のもとに定電流定電圧充電法により、その二次電池30を充電する場合の充電特性を示している。また、図5の曲線g21及び曲線g22、曲線g31及び曲線g32、曲線g41及び曲線g42は、電池容量が70(%)(図4の曲線g2)、80(%)(図4の曲線g3)、100(%)(図4の曲線g4)の放電特性をそれぞれ有する二次電池30を完全に放電させ、その後、所定の充電条件のもとに定電流定電圧法により、それらの二次電池30を充電する場合の充電特性を示している。ここでは、電池容量が60(%)、70(%)、80(%)、100(%)のいずれの二次電池30の場合にも、所定の充電条件として、充電初期電流Ia、充電設定電圧Va(=4.1(V))としている。
FIG. 5 is a graph showing an example of characteristics when the
Curves g11 and g21 in FIG. 5 indicate that the
曲線g11、曲線g21、曲線g31、曲線g41は、定電流定電圧充電法で二次電池30の充電を行った場合の充電時間(h)と充電電流(A)との関係を示しており、曲線g12、曲線g22、曲線g32、曲線g42は、定電流定電圧充電法で二次電池30の充電を行った場合の充電時間(h)と端子電圧(V)との関係を示している。
図5の曲線g11、曲線g21、曲線g31、曲線g41から分かるように、二次電池30の電池容量が、100(%)、80(%)、70(%)、60(%)と劣化するに従って、定電流充電モードである定電流充電モードの継続時間内の所定の時刻tbにおける二次電池30の端子電圧V(100)、V(80)、V(70)、V(60)は大きくなっていく。なお、V(100)とは、電池容量が100%の時の端子電圧を示している。
Curves g11, g21, g31, and g41 show the relationship between the charging time (h) and the charging current (A) when the
As can be seen from the curves g11, g21, g31, and g41 in FIG. 5, the battery capacity of the
図1に戻り、二次電池容量推定装置10aは、電池電圧計測部11、充電電流計測部12、計時部13、電池データ・測定条件入力部14、電池データ記憶部15、演算部16(電池容量推定部、判定部)、電源部17、表示部18、警報発出・送信部19(警報発出部)、外部接続インタフェース部20を有する。
電池電圧計測部11は、二次電池30の端子電圧を計測し、計測した電圧の値を演算部16へ出力する。充電電流計測部12は、二次電池30に流れる電流を計測し、計測した電流の値を演算部16へ出力する。計時部13は、現在時刻などの時刻情報を、演算部16へ出力する。
Returning to FIG. 1, the secondary battery capacity estimation device 10 a includes a battery
The battery
電池データ・測定条件入力部14は、キーボードなどの入力機器により構成される。電池データ・測定条件入力部14は、本実施形態による二次電池容量推定システムの管理者等の操作に基づいて、二次電池30についての二次電池データ(メーカ、製造年、製造ロットなど)や、二次電池容量推定データなどを取得し、電池データ記憶部15へ出力する。
電池データ記憶部15には、電池データ・測定条件入力部14から出力される二次電池データや二次電池容量推定データなどが記録される。二次電池容量推定データは、例えば、以下の図6に示すような二次電池容量推定表などである。
The battery data / measurement
The battery
図6は、本実施形態による電池データ記憶部15に記録される二次電池容量推定表の一例を示す図である。図6において、横軸は端子電圧(V)を示しており、縦軸は二次電池30の電池容量(%)を示している。曲線g7〜曲線g10は、二次電池30として定格容量が40(Ah)のリチウムイオン二次電池を用い、高温加速劣化試験によって、電池の容量を低下させ、定期的に容量試験と回復充電(定電流定電圧充電法)を行って求めた、容量と端子電圧との関係を示している。なお、定電流充電モードにおける充電電流を0.2(CA)、定電圧充電モードにおける端子電圧を4.1(V)とした場合の特性を示している。なお、二次電池の種類、定電流充電モードにおける充電電流、定電圧充電モードにおける端子電圧として、これら以外の条件を使用して、二次電池容量推定表を作成してもよい。
曲線g7は、定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間が、30分の場合における端子電圧と電池容量との関係を記録したデータである。また、曲線g8〜曲線g10は、定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間が、それぞれ60分、90分、120分の場合における端子電圧と電池容量との関係を記録したデータである。なお、ここでは、定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間が、30分、60分、90分、120分における端子電圧と電池容量との関係を二次電池容量推定表として記録しているが、その他の時間における端子電圧と電池容量との関係を二次電池容量推定表として記録してもよい。
図6に示すように、二次電池30の電池容量が小さくなると、端子電圧は大きくなる。二次電池容量推定表(図6)などの二次電池容量推定データは、本実施形態による二次電池容量推定システムの管理者などが二次電池30の定電流充電モードにおける端子電圧と電池容量との関係を予め調べることにより取得する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a secondary battery capacity estimation table recorded in the battery
A curve g7 is data in which the relationship between the terminal voltage and the battery capacity when the time from the start of charging of the
As shown in FIG. 6, when the battery capacity of the
図1に戻り、演算部16は、電池電圧計測部11が計測する二次電池30の端子電圧の値を取得する。また、演算部16は、充電電流計測部12から出力される電流が定電流となった時刻と、現在の時刻とを計時部13から取得することにより、定電流充電モードにより二次電池30の充電が開始されてからの時間を算出する。そして、演算部16は、二次電池30の端子電圧と、定電流充電モードにより二次電池30の充電が開始されてからの時間とに基づいて、二次電池30の電池容量を電池データ記憶部15に記録されている二次電池容量推定データから読み出す。
電源部17は、商用電源などの交流電源21から電力の供給を受け、二次電池容量推定装置10aの演算部16などに電量を供給することにより、二次電池容量推定装置10aの各部を駆動させる。表示部18は、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示機器により構成される。表示部18は、演算部16が求めた二次電池30の電池容量などのデータを画面に表示する。
Returning to FIG. 1, the
The
警報発出・送信部19は、演算部16が求めた二次電池30の電池容量が、電池データ記憶部15に予め記憶されている所定容量よりも低下した場合に、アラームを鳴らすなどにより警報を発出する。また、警報発出・送信部19は、外部接続インタフェース部20を介して、インターネットなどのネットワーク経由で、本実施形態による二次電池容量推定システムの管理者に対して、メールを送信することなどにより、二次電池30の電池容量が所定容量(例えば、30(%))よりも低下したことを通知する。
外部接続インタフェース部20は、二次電池容量推定装置10aをLAN(Local Area Network)などのネットワークに接続することにより、外部機器との間でデータ通信を行う。
The alarm issuing / transmitting
The external
図7は、本実施形態による二次電池容量推定システムの処理の一例を示すフローチャートである。二次電池30の電池容量を推定する前提として、電池データ・測定条件入力部14は、電池データ・測定条件入力部14から入力される蓄電池データ(二次電池30のメーカ、製造年、ロットなど)や、二次電池容量推定データ(図6参照)を取得し(ステップS06)、電池データ記憶部15に記録する。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing of the secondary battery capacity estimation system according to the present embodiment. As a premise for estimating the battery capacity of the
二次電池30の電池容量を推定する場合には、始めに、二次電池30が完全放電状態にあるか否かを判定する(ステップS01)。二次電池30が完全放電状態にない場合には、ステップS01で「No」と判定し、完全放電状態になるまで二次電池30の放電を行い(ステップSS02)、ステップS03へ進む。一方、二次電池30が完全放電状態にある場合には、ステップS01で「Yes」と判定し、ステップS03へ進む。
When estimating the battery capacity of the
そして、充電器40により定電流定電圧充電法を用いて、二次電池30の充電を実施する(ステップS03)。また、演算部16は、定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間を、計時部13から出力される時刻に基づいて算出する。そして、演算部16は、定電流充電モードにおける二次電池30の端子電圧を計測する(ステップS04)。
演算部16は、ステップS04で計測した、二次電池30の端子電圧と定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間、及び二次電池の容量とに基づいて作成され、電池データ記憶部15に記録されている二次電池容量推定データから二次電池30の電池容量を読み出す(ステップS05)。
Then, the
The
そして、演算部16は、ステップS05で求めた二次電池30の電池容量が、所定容量(例えば、30(%))以上であるか否かについて判定する(ステップS07)。この所定容量のデータは、例えば、ステップS06の処理において、二次電池データや二次電池容量推定データとともに、電池データ・測定条件入力部14から入力される。
And the calculating
ステップS05で求めた電池容量が、所定容量以上ではない場合には、ステップS07で「No」と判定し、警報を発出する(ステップS08)。つまり、表示部18に「二次電池の電池容量が、所定容量よりも小さくなりました」などの警告のメッセージを表示したり、警報発出・送信部19から外部接続インタフェース部20を介して、本実施形態による二次電池容量推定システムの管理者に対して警告のメールを送信する。そして、その後、表示部18には二次電池30の電池容量を表示する。
If the battery capacity obtained in step S05 is not greater than or equal to the predetermined capacity, it is determined as “No” in step S07, and an alarm is issued (step S08). That is, a warning message such as “the battery capacity of the secondary battery has become smaller than the predetermined capacity” is displayed on the
一方、ステップS05で求めた電池容量が、所定容量以上である場合には、ステップS07で「Yes」と判定し、表示部18は二次電池30の電池容量を表示する(ステップS09)。
そして、演算部16は、定電流定電圧充電法による二次電池30の充電が完了したか否かについて判定する(ステップS10)。この判定は、演算部16が、充電電流計測部12から出力される電流値が所定の閾値以下(例えば、測定値が0)になったか否かを基準として行う。
二次電池30の充電が完了していない場合には、ステップS10で「No」と判定し、定電流定電圧充電法による二次電池30の充電を継続する(ステップS11)。そして、再度、ステップS10へ進む。
On the other hand, when the battery capacity calculated | required by step S05 is more than predetermined capacity, it determines with "Yes" by step S07, and the
And the calculating
If the charging of the
一方、二次電池30の充電が完了している場合には、ステップS10で「Yes」と判定し、図7のフローチャートによる処理を終了する。
なお、演算部16は、上述したステップS05で計測した二次電池30の端子電圧が所定電圧より大きくなった場合に、二次電池30が劣化していると判定して、表示部18に表示するようにしてもよい。この所定時間のデータは、例えば、ステップS06の処理において、二次電池データや二次電池容量推定データとともに、電池データ・測定条件入力部14から入力される。
On the other hand, when the charging of the
Note that the
次に、本発明の第2の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムについて説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態による二次電池容量推定装置10bは、二次電池30を内蔵している点において、第1の実施形態による二次電池容量推定装置10a(図1)と相違する。二次電池容量推定装置10bの構成は、二次電池容量推定装置10aの構成(図1)と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
また、本実施形態による二次電池容量推定装置10bの処理は、図7に示したフローチャートの処理と同じであるので、その説明を省略する。
Next, the secondary battery capacity estimation system by the secondary battery capacity estimation apparatus of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a secondary battery capacity estimation system using the secondary battery capacity estimation apparatus according to the second embodiment of the present invention. The secondary battery capacity estimation device 10b according to the present embodiment is different from the secondary battery capacity estimation device 10a (FIG. 1) according to the first embodiment in that the
Moreover, since the process of the secondary battery capacity estimation apparatus 10b by this embodiment is the same as the process of the flowchart shown in FIG. 7, the description is abbreviate | omitted.
次に、本発明の第3の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムについて説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態の二次電池容量推定装置による二次電池容量推定システムの構成の一例を示すブロック図である。この二次電池容量推定システムは、二次電池容量推定装置10cと充電器40とからなる。なお、本実施形態において、第1の実施形態(図1)と同様の構成を採る部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
二次電池容量推定装置10cは、電池電圧計測部11、電池データ記憶部15、演算部16、警報発出・送信部19、外部接続インタフェース部20、二次電池30を内蔵している。電池電圧計測部11、電池データ記憶部15、演算部16、警報発出・送信部19、外部接続インタフェース部20は、基板51上に配置されており、二次電池30又は外部電源から電力の供給を受けて駆動する。
なお、第1の実施形態では電池データ・測定条件入力部14から入力される二次電池30についての各種データ(図6の二次電池容量推定表など)を電池データ記憶部15が記憶していたが、本実施形態では二次電池30についての各種データを電池データ記憶部15が予め記憶している。
本実施形態による二次電池容量推定装置10cの処理は、図7に示したフローチャートの処理と同じであるので、その説明を省略する。
Next, the secondary battery capacity estimation system by the secondary battery capacity estimation apparatus of the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a secondary battery capacity estimation system by the secondary battery capacity estimation apparatus according to the third embodiment of the present invention. This secondary battery capacity estimation system includes a secondary battery capacity estimation device 10 c and a
The secondary battery capacity estimation device 10c includes a battery
In the first embodiment, the battery
The processing of the secondary battery capacity estimation device 10c according to the present embodiment is the same as the processing of the flowchart shown in FIG.
上述した本発明の第1〜第3の実施形態による二次電池容量推定システムでは、定電流定電圧充電法により二次電池30を充電する際に、二次電池30の端子電圧と、定電流充電モードにより二次電池30の充電を開始してからの時間とに基づいて、電池データ記憶部15に記録されている二次電池容量推定データから二次電池30の電池容量を求めるようにした。よって、人間が電池の端子電圧を測定して電池容量を算出する必要がなくなるため、二次電池30の電池容量を容易に求めることができる。
なお、二次電池30を組み合わせた組電池においても、充電時に組電池内の各セルの充電特性を測定するだけで、任意のセルの容量推定・劣化判定を行うことが可能である。
In the secondary battery capacity estimation system according to the first to third embodiments of the present invention described above, when charging the
Even in the assembled battery in which the
なお、以上説明した実施形態において、図1及び図8の電池電圧計測部11、充電電流計測部12、計時部13、電池データ・測定条件入力部14、電池データ記憶部15、演算部16、電源部17、表示部18、警報発出・送信部19、外部接続インタフェース部20の機能又はこの機能の一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより二次電池容量推定装置の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
In the embodiment described above, the battery
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
10a〜10c・・・二次電池容量推定装置、11・・・電池電圧計測部、12・・・充電電流計測部、13・・・計時部、14・・・電池データ・測定条件入力部、15・・・電池データ記憶部、16・・・演算部、17・・・電源部、18・・・表示部、19・・・警報発出・送信部、20・・・外部接続インタフェース部、30・・・二次電池、40・・・充電器、50・・・基板
10a to 10c ... secondary battery capacity estimation device, 11 ... battery voltage measurement unit, 12 ... charging current measurement unit, 13 ... timing unit, 14 ... battery data / measurement condition input unit, DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、
前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段と、
を有することを特徴とする二次電池容量推定装置。 A secondary battery capacity estimation device for estimating the battery capacity of a secondary battery,
Battery voltage measuring means for measuring a terminal voltage of the secondary battery in a constant current charging mode when charging the secondary battery by a constant current constant voltage charging method;
Battery capacity estimating means for estimating the battery capacity of the secondary battery based on the terminal voltage;
A secondary battery capacity estimation device comprising:
前記二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、
前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段と、
を有することを特徴とする二次電池容量推定装置。 A secondary battery,
Battery voltage measuring means for measuring a terminal voltage of the secondary battery in a constant current charging mode when charging the secondary battery by a constant current constant voltage charging method;
Battery capacity estimating means for estimating the battery capacity of the secondary battery based on the terminal voltage;
A secondary battery capacity estimation device comprising:
前記電池容量推定手段は、前記電池電圧計測手段が計測した端子電圧に対応する二次電池の電池容量を、前記電池容量推定データから読み出すことにより、前記二次電池の電池容量を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載の二次電池容量推定装置。 Battery data storage means for storing in advance battery capacity estimation data in which the relationship between the terminal voltage and the battery capacity of the secondary battery is recorded;
The battery capacity estimating means estimates the battery capacity of the secondary battery by reading out the battery capacity of the secondary battery corresponding to the terminal voltage measured by the battery voltage measuring means from the battery capacity estimation data. The secondary battery capacity estimation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
二次電池を定電流定電圧充電法で充電する場合における定電流充電モードでの前記二次電池の端子電圧を計測する電池電圧計測手段と、
前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定手段、
として機能させるためのプログラム。 Computer
Battery voltage measuring means for measuring the terminal voltage of the secondary battery in the constant current charging mode when charging the secondary battery by a constant current constant voltage charging method;
Battery capacity estimating means for estimating the battery capacity of the secondary battery based on the terminal voltage;
Program to function as.
前記端子電圧に基づいて前記二次電池の電池容量を推定する電池容量推定過程と、
を有することを特徴とする二次電池容量推定方法。
A battery voltage measurement process for measuring the terminal voltage of the secondary battery in the constant current charging mode when charging the secondary battery by a constant current constant voltage charging method;
A battery capacity estimation process for estimating a battery capacity of the secondary battery based on the terminal voltage;
A secondary battery capacity estimation method comprising:
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