JP2010164322A - Method and device for detecting remaining capacity of battery, and secondary battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電に伴う二次電池の残容量を正確に求めることのできる電池残容量検出方法、電池残容量検出装置および二次電池装置に関する。 The present invention relates to a battery remaining capacity detection method, a battery remaining capacity detection apparatus, and a secondary battery apparatus that can accurately determine the remaining capacity of a secondary battery that accompanies discharge.
二次電池の残容量は、例えばその放電電流を積算して求められる放電容量を、該二次電池の満充電容量から減算することによって求められる。ちなみに残容量は、電流と時間との積[Ah]として、或いは満充電容量に対する比率[%]として表示される。しかし上述した如く放電電流に基づいて求められる残容量は必ずしも正確であるとは限らない。そこで二次電池の残容量が或る程度まで低下したとき、これに伴って電池電圧が低下する性質に着目し、電池電圧が所定の残容量電圧(例えば10%残容量電圧)まで低下したとき、前述した如く放電電流に基づいて求められた残容量を強制的に補正することが提唱されている(例えば特許文献1,2を参照)。
The remaining capacity of the secondary battery is obtained, for example, by subtracting the discharge capacity obtained by integrating the discharge current from the full charge capacity of the secondary battery. Incidentally, the remaining capacity is displayed as a product [Ah] of current and time, or as a ratio [%] to the full charge capacity. However, as described above, the remaining capacity obtained based on the discharge current is not always accurate. Therefore, when the remaining capacity of the secondary battery is reduced to a certain extent, paying attention to the property that the battery voltage is lowered accordingly, the battery voltage is lowered to a predetermined remaining capacity voltage (for example, 10% remaining capacity voltage). As described above, it has been proposed to forcibly correct the remaining capacity obtained based on the discharge current (see, for example,
ちなみに放電時における二次電池の電池電圧の変化とその残容量は、例えば図4に示すように放電電流の大きさによって異なり、上述した所定の残容量電圧(例えば10%残容量電圧)は放電電流が大きい程、低くなる。また残容量が少なくなったときの電池電圧の変化の仕方も放電電流の大きさによって異なり、放電電流が小さい程、その変化が急峻である。そこで一般的には前述した残容量補正を実行する上での判定条件であるN%残容量電圧(判定電圧)とその判定時間(検出時間)とを放電電流値に応じて、例えば次のように可変設定している。 Incidentally, the change in the battery voltage and the remaining capacity of the secondary battery at the time of discharge differ depending on the magnitude of the discharge current as shown in FIG. 4, for example, and the predetermined remaining capacity voltage (for example, 10% remaining capacity voltage) described above is discharged. The higher the current, the lower. Also, the way in which the battery voltage changes when the remaining capacity decreases depends on the magnitude of the discharge current. The smaller the discharge current, the sharper the change. Therefore, in general, the N% remaining capacity voltage (determination voltage) and the determination time (detection time), which are determination conditions for executing the above-described remaining capacity correction, are determined according to the discharge current value, for example, Is variably set.
そして、例えば放電電流値が[7A](=1.75C)であるときには、電池電圧が1.0秒以上に亘って継続して3.0V以下となったとき、これを二次電池の残容量が[10%]に低下したとして検出し、放電電流の積算値を満充電容量から減算して求められた残容量を、強制的に[10%]として補正している。ちなみに電流値が大きいときには、電池常態が安定するまでに時間が掛かる等の理由により、その検出時間を長く設定している。 For example, when the discharge current value is [7 A] (= 1.75 C), when the battery voltage continues to be 3.0 V or lower for 1.0 second or longer, this is indicated as the remaining amount of the secondary battery. It is detected that the capacity has decreased to [10%], and the remaining capacity obtained by subtracting the integrated value of the discharge current from the full charge capacity is forcibly corrected to [10%]. Incidentally, when the current value is large, the detection time is set to be long because it takes time until the battery is stabilized.
しかしながら上述した判定処理を実行している際に、例えば放電電流が急激に減少すると、減少した放電電流に応じて定められる判定電圧(N%残容量電圧)の下で電池電圧低下の判定と、低下した電池電圧の継続時間の判定が行われるので、電池残容量を不本意に補正することがあった。即ち、放電電流が減少すると、これに伴って判定電圧(N%残容量電圧)と判定時間とが新たに設定される。しかし放電電流が減少しても電池電圧の回復には若干の時間が掛かる。この為、電池電圧の回復期間における平均電圧が、新たに設定された判定電圧(N%残容量電圧)よりも下回る期間が、上記新たに設定された判定時間(継続時間)以上に亘って継続することがある。この結果、回復後の電池電圧が前記判定電圧(N%残容量電圧)よりも高くなる場合であっても、放電電流の積算値を満充電容量から減算して求められた残容量を強制的に[N%]として補正することがあった。 However, when performing the above-described determination process, for example, when the discharge current decreases rapidly, determination of battery voltage drop under a determination voltage (N% remaining capacity voltage) determined according to the decreased discharge current, Since the determination of the duration of the decreased battery voltage is performed, the remaining battery capacity may be corrected unintentionally. That is, when the discharge current decreases, a determination voltage (N% remaining capacity voltage) and a determination time are newly set accordingly. However, even if the discharge current decreases, it takes some time to recover the battery voltage. For this reason, the period during which the average voltage during the recovery period of the battery voltage is lower than the newly set determination voltage (N% remaining capacity voltage) continues over the newly set determination time (duration). There are things to do. As a result, even if the battery voltage after recovery becomes higher than the determination voltage (N% remaining capacity voltage), the remaining capacity obtained by subtracting the integrated value of the discharge current from the full charge capacity is forced. [N%] was sometimes corrected.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、放電電流が急激に減少した場合であっても電池残容量の補正を的確に行うことのできる電池残容量検出方法、電池残容量検出装置および二次電池装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is a battery remaining capacity detection method capable of accurately correcting the remaining battery capacity even when the discharge current is rapidly decreased, It is in providing a battery remaining capacity detection apparatus and a secondary battery apparatus.
本発明は、放電電流が減少しても電池電圧の回復には若干の時間が掛かることに着目してなされている。
そこで上述した目的を達成するべく本発明に係る電池残容量検出方法は、二次電池の放電電流値を積算して放電容量を検出し、該二次電池の満充電容量から上記放電容量を減算して前記二次電池の残容量を求める一方、前記二次電池の電池電圧が前記放電電流値に応じて定められたN%残容量電圧を下回る期間が、前記放電電流値に応じて定められた判定時間に至ったとき、前記満充電容量から前記放電容量を減算して求められた前記二次電池の残容量を予め定められたN%残容量に補正するに際し、
前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測期間中に前記放電電流値に応じて逐次定められる前記判定時間の中で最も長い判定時間を、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る継続時間の判定に用いることを特徴としている。
The present invention has been made paying attention to the fact that it takes some time to recover the battery voltage even if the discharge current decreases.
In order to achieve the above-described object, the battery remaining capacity detection method according to the present invention detects the discharge capacity by integrating the discharge current value of the secondary battery, and subtracts the discharge capacity from the full charge capacity of the secondary battery. While determining the remaining capacity of the secondary battery, a period during which the battery voltage of the secondary battery is lower than the N% remaining capacity voltage determined according to the discharge current value is determined according to the discharge current value. When the remaining capacity of the secondary battery obtained by subtracting the discharge capacity from the full charge capacity is corrected to a predetermined N% remaining capacity when the determination time is reached,
The longest determination time among the determination times sequentially determined according to the discharge current value during the measurement period of the time when the battery voltage is lower than the N% remaining capacity voltage is the battery voltage is the N% remaining capacity voltage. It is characterized in that it is used for determining the duration of time less than.
また本発明に係る電池残容量検出装置は、
<a> 二次電池の放電電流値を検出する電流検出手段と、
<b> この電流検出手段にて検出された放電電流値を積算して放電容量を検出し、該二次電池の満充電容量から上記放電容量を減算して前記二次電池の残容量を求める残容量算出手段と、
<c> 前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
<d> 前記放電電流値に応じて設定されたN%残容量電圧と前記電圧検出手段にて検出された電池電圧とを比較し、該電池電圧が連続して前記N%残容量電圧を下回る時間を計測する計測手段と、
<e> この計測手段にて計測された時間が前記放電電流値に応じて定められた判定時間を越えたとき、前記残容量算出手段にて求められた残容量を予め定められたN%残容量に補正する残容量補正手段と、
<f> 前記計測手段による前記継続時間の計測期間中に前記放電電流値に応じて逐次定められた判定時間の中で最も長い判定時間を前記残容量補正手段における継続時間の判定に用いる判定時間制御手段と
を具備したことを特徴としている。
Moreover, the battery remaining capacity detection device according to the present invention includes:
<a> current detection means for detecting the discharge current value of the secondary battery;
<b> The discharge current value detected by the current detection means is integrated to detect the discharge capacity, and the remaining capacity of the secondary battery is obtained by subtracting the discharge capacity from the full charge capacity of the secondary battery. A remaining capacity calculating means;
<c> Voltage detection means for detecting a terminal voltage of the secondary battery;
<d> The N% remaining capacity voltage set according to the discharge current value is compared with the battery voltage detected by the voltage detecting means, and the battery voltage continuously falls below the N% remaining capacity voltage. A measuring means for measuring time;
<e> When the time measured by the measuring means exceeds the determination time determined in accordance with the discharge current value, the remaining capacity obtained by the remaining capacity calculating means is set to a predetermined N% remaining amount. A remaining capacity correcting means for correcting the capacity;
<f> A determination time in which the longest determination time among the determination times sequentially determined according to the discharge current value during the measurement period of the duration by the measurement unit is used for determination of the duration in the remaining capacity correction unit And a control means.
好ましくは前記二次電池のN%残容量電圧および判定時間は、前記放電電流の大きさを複数段階に区分した電流領域毎に設定されるものであって、前記N%残容量電圧は前記放電電流値が大きい程、低く設定され、前記判定時間は前記放電電流値が大きい程、長く設定されるものであり、前記継続時間の判定に用いる判定時間は、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測期間中に、前記放電電流値に応じて逐次求められる判定時間の中の最も長い時間として決定することが望ましい。 Preferably, the N% remaining capacity voltage and the determination time of the secondary battery are set for each current region in which the magnitude of the discharge current is divided into a plurality of stages, and the N% remaining capacity voltage is the discharge voltage. The larger the current value is, the lower the setting time is. The larger the discharge current value is, the longer the setting time is. The determination time used for the determination of the duration is such that the battery voltage is the N% remaining capacity. It is desirable to determine the longest time among the determination times sequentially obtained according to the discharge current value during the measurement period of the time below the voltage.
具体的には前記判定時間制御手段において、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測を開始した後、前記放電電流値に応じて逐次求められる判定時間を相互に比較し、これらの判定時間の中の最も長い時間を、前記継続時間の判定に用いる判定時間として決定するようにすれば良い。
尚、前記電池電圧については、所定の周期毎に前記放電電流値に応じて定められたN%残容量電圧と比較するようにし、また前記判定時間については前記比較周期の倍数として設定することが望ましい。
Specifically, in the determination time control means, after the measurement of the time during which the battery voltage falls below the N% remaining capacity voltage is started, the determination times sequentially obtained according to the discharge current value are compared with each other. The longest of the determination times may be determined as the determination time used for determining the duration time.
The battery voltage is compared with the N% remaining capacity voltage determined according to the discharge current value every predetermined period, and the determination time is set as a multiple of the comparison period. desirable.
そして本発明に係る二次電池装置は、二次電池と、上述した構成の電池残容量検出装置とを具備したことを特徴としている。 The secondary battery device according to the present invention includes a secondary battery and a battery remaining capacity detection device having the above-described configuration.
本発明によれば放電電流の減少に伴ってN%残容量電圧が新たに設定された場合であっても、その判定時間を長くすることで電池電圧の回復に要する時間遅れを吸収し、これによって不本意なN%残容量補正を防止することができる。換言すれば減少した放電電流に応じて設定される電圧判定時間(継続時間)として、放電電流が減少する前の大電流時の電圧判定時間(継続時間)を採用することで電池電圧の回復に要する時間遅れを吸収して電池電圧の判定を行い、これによってN%残容量補正を的確に行うことができる。 According to the present invention, even when the N% remaining capacity voltage is newly set as the discharge current decreases, the time delay required for the recovery of the battery voltage is absorbed by increasing the determination time. Thus, unintentional N% remaining capacity correction can be prevented. In other words, the voltage determination time (duration) set according to the decreased discharge current is used to recover the battery voltage by adopting the voltage determination time (duration) at the time of large current before the discharge current decreases. The battery voltage is determined by absorbing the required time delay, and thus N% remaining capacity correction can be performed accurately.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る電池残容量検出方法および電池残容量検出装置について説明する。また本発明に係る二次電池装置は、二次電池と電池残容量検出装置とを具備した、いわゆるパック電池として実現される。
図1はパック電池の概略構成図であって、10は二次電池、20は電池残容量検出装置である。二次電池10は、複数の電池セルを直・並列に接続して所要とする電池電圧と電池容量を確保した、例えばリチウムイオン電池である。この二次電池10は、図示しない充電器に接続されて充電されると共に、電池残容量検出装置20を介して図示しない電子機器(負荷)に接続されて該電子機器の電力源として使用される。
Hereinafter, a battery remaining capacity detection method and a battery remaining capacity detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Further, the secondary battery device according to the present invention is realized as a so-called pack battery including a secondary battery and a battery remaining capacity detection device.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a battery pack, in which 10 is a secondary battery and 20 is a battery remaining capacity detection device. The
電池残容量検出装置20は、基本的には二次電池10の放電電流値を検出する電流検出部(電流検出手段)21と、この電流検出部21にて検出された放電電流に基づいて前記二次電池10の残容量を求める残容量演算部(残容量算出手段)22と、前記二次電池10の端子電圧(電池電圧)を検出する電圧検出部(電圧検出手段)23とを備えて構成される。
The battery remaining
ちなみに前記残容量演算部22は、例えばマイクロプロセッサを用いて実現されるものであって、前記電流検出部21にて検出された放電電流値を逐次積算して前記二次電池10の放電容量を算出し、予め求められている該二次電池10の満充電容量から上記放電容量を減算することでその残容量を求める役割を担う。また前記残容量演算部22は、前記電圧検出部23にて検出される電池電圧から二次電池10の残容量が予め設定したN%残容量(例えば10%残容量;一般的には3〜12%の範囲の値としての低残容量が利用できる)に達したか否かを判定し、後述するようにN%残容量に達したことを検出した場合には、前述した如く求めた残容量を強制的にN%残容量に補正する残容量補正部(残容量補正手段)24を備える。
Incidentally, the remaining capacity calculation unit 22 is realized by using, for example, a microprocessor, and sequentially accumulates the discharge current values detected by the
尚、N%残容量に達したか否かの判定は、計測部(計測手段)25において前記電池電圧が予め設定されたN%残容量電圧を下回るか否か、また電池電圧がN%残容量電圧を下回る期間が予め設定した判定時間に亘って継続するか否かを判定することによって行われる。ちなみにN%残容量電圧および判定時間は、放電電流の大きさに応じて、例えば前述した表1に示したように放電電流の大きさを複数段階に区分した電流領域毎に予め設定されており、メモリ26に登録されている。そして残容量判定に用いられるN%残容量電圧および判定時間は、前記電流検出部21にて検出された放電電流値に応じて前記メモリ25から選択的に求められて前記計測部25に与えられる。前述した残容量補正部24は、この計測部25にて二次電池10の残容量がN%残容量に達したことが検出されたときに起動されて残容量補正を実行する。また上述した如く求められる二次電池10の残容量については、通信処理部28を介して前述した電子機器に適宜通知される。
The determination as to whether or not the N% remaining capacity has been reached is made by determining whether or not the battery voltage falls below a preset N% remaining capacity voltage in the measuring unit (measurement means) 25, and whether or not the battery voltage is N% remaining. This is performed by determining whether or not the period below the capacity voltage continues for a preset determination time. Incidentally, the N% remaining capacity voltage and the determination time are set in advance for each current region in which the magnitude of the discharge current is divided into a plurality of stages as shown in Table 1, for example, according to the magnitude of the discharge current. Are registered in the
ここで本発明に係る電池残容量検出装置20が特徴とするところは上述した基本機能に加えて、前記残容量演算部22が判定時間制御部(判定時間制御手段)27を備えている点にある。この判定時間制御部27は、前記計測部25において前記電池電圧がN%残容量電圧を下回ることが検出されたとき、その継続時間の計測期間中に前記放電電流値の変化に応じて逐次求められる判定時間の中で最も長い判定時間を該計測部25における継続時間の判定に採用する役割を担う。
Here, the battery remaining
具体的には前記計測部25が、放電電流値に応じて設定したN%残容量電圧の下で電池電圧を判定し、該電池電圧がN%残容量電圧を下回ったときからその状態の継続時間を計測している期間において前記放電電流が減少し、これに伴って新たにN%残容量電圧(判定電圧)とその判定時間が求められたとき、前記判定時間制御部27は放電電流の変化に応じて求められた複数の判定時間の中で最も長い判定時間を採択し、これを前記計測部25に与える判定条件(判定時間)として設定する役割を担っている。従って放電電流が急激に減少し、これに伴って前記メモリ26から新たに求められる判定時間が短くなった場合でも、放電電流が減少する前に設定されていた大電流時の長い判定時間がそのまま前記計測部25における残容量判定に使用される。この結果、前記電池電圧が新たに設定されたN%残容量電圧(判定電圧)を下回る期間が、上述した大電流時の長い判定時間に亘って継続した場合にのみ、計測部25は二次電池10の残容量がN%残容量に達したことを検出することになる。
Specifically, the
図2は、電池残容量検出装置20における上述したN%残容量判定の処理手順の一例を示している。この判定処理は、例えば所定の周期(例えば250m秒)毎に実行される。具体的には、先ず二次電池10の電池電圧(1周期の平均電池電圧;平均電池電圧は、前記所定の周期より短い周期、例えば20m秒毎に求められる電池電圧の平均値として算出される)と、そのときの放電電流値に応じて前記メモリ26から求められたN%残容量電圧(判定電圧)とを比較することから実施される<ステップS1>。ちなみに放電初期時のように二次電池10の電池電圧が十分に高く、N%残容量電圧(判定電圧)まで低下していない場合には、残容量補正が不要であるので、前回の判定時間(カウント値)を[0]にリセットすると共に<ステップS2>、継続時間カウンタを[0]にリセットする<ステップS3>。更にN%残容量の判定処理を実行中である旨を示す残容量検出フラグを[0]にリセットする<ステップS4>。
FIG. 2 shows an example of the processing procedure of the above-described N% remaining capacity determination in the battery remaining
尚、前記継続時間カウンタおよび判定時間(カウント値)は、ここでのN%残容量判定処理が所定の周期(例えば250m秒)で繰り返し実行されることから、前記電池電圧が前記N%残容量電圧(判定電圧)を下回る状態が連続する周期の数として設定されるものである。具体的には前述した表1に示したように検出時間(判定時間)が1.0秒として設定される場合には、前記判定時間(カウント値)は[1.0秒÷250m秒=4回]として与えられる。また逆に継続時間カウンタによる計数値が6回である場合には、その継続時間は[250m秒×4回=1.5秒]として求められることになる。 The duration time counter and the determination time (count value) are determined so that the N% remaining capacity determination process is repeatedly executed at a predetermined cycle (for example, 250 msec). It is set as the number of periods in which the state below the voltage (determination voltage) continues. Specifically, when the detection time (determination time) is set as 1.0 seconds as shown in Table 1 above, the determination time (count value) is [1.0 seconds ÷ 250 milliseconds = 4. Times]. Conversely, when the count value by the duration counter is 6 times, the duration time is obtained as [250 msec × 4 times = 1.5 seconds].
一方、二次電池10の電池電圧が前記N%残容量電圧(判定電圧)を下回っている場合には<ステップS1>、現在の放電電流の大きさに応じて前記メモリ26から求められる判定時間(カウント値)と、前回(1周期前)求められた判定時間(カウント値)との大きい方を選択し、これを今回の残容量判定に用いる判定時間として設定する<ステップS5>。そして上述した如く設定した判定時間を前回(1周期前)の判定時間(カウント値)として更新する<ステップS6>と共に、前記継続時間カウンタの値を[1]だけ歩進(インクリメント;+1)する<ステップS7>。
On the other hand, when the battery voltage of the
この処理によって電池電圧がN%残容量電圧(判定電圧)を連続して下回っている時間が前記継続時間カウンタにより計測され、また残容量判定に用いられる判定時間が、判定時間の検出期間中における最も長い判定時間として設定される。そして上述した如く判定時間(カウント値)を設定し、また継続時間カウンタにより前記電池電圧がN%残容量電圧(判定電圧)を連続して下回っている時間(カウント値)が求められたならば、前記継続時間カウンタの値(継続時間)が前記判定時間(カウント値)を越えたか否かを判定する<ステップS8>。そして継続時間カウンタの値(継続時間)が前記判定時間(カウント値)を越えた場合には、これを前記二次電池10の残容量がN%残容量に達したとして残量検出フラグを[1]に設定する<ステップS9>。逆に継続時間カウンタの値(継続時間)が前記判定時間(カウント値)に満たない場合には、これを前記二次電池10の残容量がN%残容量まで低下していないとして前記残量検出フラグを[0]にリセットする<ステップS4>。そして前述した残容量補正部24は、このような残量検出フラグを受け、該残量検出フラグが[1]のときに前記二次電池10の残容量がN%残容量に達したとして、その残容量補正を実行する。
The time during which the battery voltage continuously falls below the N% remaining capacity voltage (determination voltage) by this processing is measured by the duration counter, and the determination time used for remaining capacity determination is determined during the determination time detection period. It is set as the longest judgment time. If the determination time (count value) is set as described above, and the time (count value) during which the battery voltage is continuously lower than the N% remaining capacity voltage (determination voltage) is obtained by the continuous time counter. Then, it is determined whether or not the value of the duration counter (duration) exceeds the determination time (count value) <step S8>. If the value of the continuous time counter (continuous time) exceeds the determination time (count value), the remaining capacity detection flag is set to indicate that the remaining capacity of the
かくして上述した如くして二次電池10の電池電圧からN%残容量判定を行い、該二次電池10の残容量を補正する電池残容量検出装置(電池残容量検出方法)20によれば、電池電圧がN%残容量電圧(判定電圧)を下回っている時間を計測中にその放電電量が変化し、特に放電電流が急激に減少して前記N%残容量電圧(判定電圧)が今までより高い電圧値として新たに設定されても、その判定時間が継続時間判定期間中における最も長い判定時間として、つまり大電流時の長い判定時間のまま残される。従って放電電流の減少に伴う電池電圧の変化に遅れが伴う場合であっても、その電池電圧から誤ってN%残容量に達したとして判定することがなくなる。
Thus, according to the battery remaining capacity detection device (battery remaining capacity detection method) 20 that performs N% remaining capacity determination from the battery voltage of the
具体的には図3に例示するように二次電池10(容量4000mAH)の放電電流が18A(=4.5C)である場合には、表1に示す判定条件から10%残容量電圧が2.8Vとして設定され、その判定時間が2.0秒(8周期)として設定される。そしてこの条件下において二次電池10の電池電圧が上記10%残容量電圧[2.8V]を下回ったときから当該状態の継続時間の計測を開始した途端、10%残容量電圧が2.8Vが1.5Aに急激に減少したとすると、一定周期後の次回の残量判定タイミングには、変化した放電電流の大きさに応じて前記メモリ26のから10%残容量電圧が3.1Vとして求められ、その判定時間が0.5秒(2周期)として求められる。
Specifically, as illustrated in FIG. 3, when the discharge current of the secondary battery 10 (capacity 4000 mAH) is 18 A (= 4.5 C), the 10% remaining capacity voltage is 2 based on the determination conditions shown in Table 1. .8V is set, and the determination time is set as 2.0 seconds (8 cycles). Under this condition, the measurement of the duration of the state starts when the battery voltage of the
このようにしてメモリ26から求められる判定条件をそのまま用いて残容量判定を行った場合、例えば図3に示すように0.25秒後における判定処理と、0.5秒後における判定処理とにおいて2回に亘って連続して10%残容量判定条件を満たすことになるので、電池電圧の回復が遅れているだけにも拘わらず、これを電池残量が10%残容量まで低下下として誤判定してしまうことになる。
When the remaining capacity determination is performed using the determination condition obtained from the
この点、本装置(方法)においては、前述したようにその判定時間を、継続時間判定期間中における最も長い判定時間として設定するので、この例においては放電電流が18Aであったときの判定時間2.0秒(8周期)としてそのまま残される。この結果、0.5秒後移行における判定処理においても二次電池10の電池電圧が、新たに設定された10%残容量電圧よりも下回っているか否かが判定される。従って電池電圧の回復に伴ってその判定条件が満たされなくなるので、具体的には電池電圧が10%残容量電圧よりも高くなるので、二次電池10の残容量が10%残容量まで低下したとして誤判定することがなくなる。この結果、二次電池10の残容量が真に10%残容量まで低下したときにだけ、放電電流に応じて求められる残容量を強制的に10%残容量に補正することが可能となる。換言すれば放電電流の変化に伴う二次電池10の電池電圧の変化が遅れを伴う場合であっても、該二次電池10の電池電圧がN%残容量電圧まで低下したことを確実(的確)に検出してその残容量補正を行うことが可能となる。
In this respect, in the present apparatus (method), as described above, the determination time is set as the longest determination time in the duration determination period, and in this example, the determination time when the discharge current is 18A. It is left as it is for 2.0 seconds (8 cycles). As a result, also in the determination process in the transition after 0.5 seconds, it is determined whether or not the battery voltage of the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは二次電池10としてリチウムイオン電池を例に説明したが、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池であるある場合にも同様に適用することができる。またN%残容量としては、例示した10%残容量に特定されないことも言うまでもない。更には前述した特許文献1,2にそれぞれ示されるように、二次電池10の電池温度を検出して残容量を補正する機能を備える場合においても本発明を同様に適用することができる。その他、電流検出部21等については公知の手法を用いて実現すれば十分であり、要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
The present invention is not limited to the embodiment described above. Although the lithium ion battery has been described as an example of the
10 二次電池
20 残容量検出装置
21 電流検出部
22 残容量演算部
23 電圧検出部
24 残容量補正部
25 計測部
26 メモリ
27 判定時間制御部
28 通信処理部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測期間中に前記放電電流値に応じて逐次定められる前記判定時間の中で最も長い判定時間を、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る継続時間の判定に用いることを特徴とする電池残容量検出方法。 While integrating the discharge current value of the secondary battery to detect the discharge capacity and subtracting the discharge capacity from the full charge capacity of the secondary battery to obtain the remaining capacity of the secondary battery, the battery of the secondary battery When the period during which the voltage falls below the N% remaining capacity voltage determined according to the discharge current value reaches the determination time determined according to the discharge current value, the discharge capacity is subtracted from the full charge capacity. When correcting the remaining capacity of the secondary battery determined in this way to a predetermined N% remaining capacity,
The longest determination time among the determination times sequentially determined according to the discharge current value during the measurement period of the time when the battery voltage is lower than the N% remaining capacity voltage is the battery voltage is the N% remaining capacity voltage. The remaining battery capacity detection method characterized by using it for determination of the continuation time less than this.
前記継続時間の判定に用いる判定時間は、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測期間中に、前記放電電流値に応じて逐次求められる判定時間の中の最も長い時間として決定されるものである請求項1に記載の電池残容量検出方法。 The N% remaining capacity voltage and the determination time of the secondary battery are set for each current region in which the magnitude of the discharge current is divided into a plurality of stages, and the N% remaining capacity voltage is the discharge current value. Is set to be lower, the determination time is set to be longer as the discharge current value is increased,
The determination time used for the determination of the duration is determined as the longest time among the determination times sequentially obtained according to the discharge current value during the measurement period of the time when the battery voltage falls below the N% remaining capacity voltage. The method for detecting a remaining battery capacity according to claim 1.
この電流検出手段にて検出された放電電流値を積算して放電容量を検出し、該二次電池の満充電容量から上記放電容量を減算して前記二次電池の残容量を求める残容量算出手段と、
前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電電流値に応じて設定されたN%残容量電圧と前記電圧検出手段にて検出された電池電圧とを比較し、該電池電圧が連続して前記N%残容量電圧を下回る時間を計測する計測手段と、
この計測手段にて計測された時間が前記放電電流値に応じて定められた判定時間を越えたとき、前記残容量算出手段にて求められた残容量を予め定められたN%残容量に補正する残容量補正手段と、
前記計測手段による前記継続時間の計測期間中に前記放電電流値に応じて逐次定められた判定時間の中で最も長い判定時間を該計測手段における継続時間の判定に用いる判定時間制御手段と
を具備したことを特徴とする電池残容量検出装置。 Current detection means for detecting the discharge current value of the secondary battery;
Calculating the remaining capacity of the secondary battery by integrating the discharge current value detected by the current detection means to detect the discharge capacity and subtracting the discharge capacity from the full charge capacity of the secondary battery Means,
Voltage detecting means for detecting a terminal voltage of the secondary battery;
The N% remaining capacity voltage set according to the discharge current value is compared with the battery voltage detected by the voltage detecting means, and the time during which the battery voltage continuously falls below the N% remaining capacity voltage is measured. Measuring means to perform,
When the time measured by the measuring means exceeds a determination time determined according to the discharge current value, the remaining capacity obtained by the remaining capacity calculating means is corrected to a predetermined N% remaining capacity. Remaining capacity correction means for
A determination time control unit that uses the longest determination time among the determination times sequentially determined according to the discharge current value during the measurement period of the duration by the measurement unit to determine the duration in the measurement unit. What is claimed is: A battery remaining capacity detection device.
前記判定時間制御手段は、前記電池電圧が前記N%残容量電圧を下回る時間の計測を開始した後、前記放電電流値に応じて逐次求められる判定時間を相互に比較し、これらの判定時間の中の最も長い時間を、前記継続時間の判定に用いる判定時間として決定するものである請求項4に記載の電池残容量検出装置。 The N% remaining capacity voltage and determination time of the secondary battery are set for each current region in which the magnitude of the discharge current is divided into a plurality of stages, and the N% remaining capacity voltage of the secondary battery is The discharge current value is set larger as the discharge current value is larger, and the determination time is set longer as the discharge current value is larger.
The determination time control means compares the determination times sequentially obtained according to the discharge current value after starting the measurement of the time when the battery voltage falls below the N% remaining capacity voltage, The battery remaining capacity detection device according to claim 4, wherein the longest time is determined as a determination time used for determining the duration.
前記放電電流値に応じて定められる判定時間は、前記比較周期の倍数として設定されるものである請求項4に記載の電池残容量検出装置。 The measuring means compares the battery voltage with a N% remaining capacity voltage determined according to the discharge current value at predetermined intervals,
The battery remaining capacity detection device according to claim 4, wherein the determination time determined according to the discharge current value is set as a multiple of the comparison period.
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