JP2011181443A - 非水電解液2次電池、充電制御方法、充電制御コンピュータプログラム、充電制御装置、2次電池システム、2次電池電力源、および、電池応用装置 - Google Patents

非水電解液2次電池、充電制御方法、充電制御コンピュータプログラム、充電制御装置、2次電池システム、2次電池電力源、および、電池応用装置 Download PDF

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Abstract

【課題】安全性と信頼性を向上させた非水電解液2次電池、充電制御方法、充電制御コンピュータプログラム、充電制御装置、2次電池システム、2次電池電力源、電池応用装置を提供することを目的とする。
【解決手段】非水電解液2次電池1は、外囲器11で周囲を保護され、外部に導出された外部電極12を備え、充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態(目標充電状態SOCu)を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部18を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池、充電制御方法、充電制御コンピュータプログラム、充電制御装置、2次電池システム、2次電池電力源、および、電池応用装置に関する。
電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池(例えば、リチウムイオン電池)は、非水電解液を適用することから水の電気分解電圧を超える高い電圧を得られること、貯蔵エネルギーが大きいことなどから注目されており、種々の電子機器の電源として、あるいは、車両用の電源、大型装置の電源などとして適用されだしている。
また、非水電解液2次電池は、充電が必要であり、充電に対する提案も種々なされている。さらに、充電に伴う温度特性についてもいくつかの課題が指摘されている。
例えば、電池の温度が低いほど充電状態を大きくする、つまり、温度と充電状態との間に負の相関を持たせることによって出力特性を一定に維持する電池の制御方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、低い温度での高い充電状態の確保、高い温度での低い充電状態の確保を目標値対温度特性曲線として設定し、目標値に充電状態をあわせる充電制御をすることによって、2次電池の寿命を延長することが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2002−345165号公報 特表2009−514504号公報
しかし、従来の充電制御技術においては次のような問題がある。これまで非水電解液2次電池は例えば携帯電話機やノートパソコン等の電源として使用されてきた。これらの機器は製品寿命が短いことから、製品寿命が電池寿命と同等であった。しかし近年、非水電解液2次電池は住宅関連の電気設備用電源や車両用電源といった大容量で長寿命な機器に採用されてきており、非水電解液2次電池の電池交換が必要となるような状況が生じている。
また、非水電解液2次電池の充電における温度特性は、非水電解液2次電池に用いられる材料、製造メーカ、製造ロットなどにより異なるため、従来のような制御方法では、例えば電池交換をしたときに交換後の非水電解液2次電池に対する適切な充電制御を容易に、かつ高精度に実施することができないという問題があった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、非水電解液2次電池であって、周囲温度に応じた目標充電状態を目標充電状態温度特性データとして保有することにより、安全性と信頼性を向上させた非水電解液2次電池を提供することを目的とする。
また、本発明は、本発明に係る非水電解液2次電池の充電制御方法であって、目標充電状態温度特性データに基づいて周囲温度に応じた目標充電状態に充電することにより、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させる充電制御方法を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る充電制御方法をコンピュータに実行させる充電制御コンピュータプログラムであって、目標充電状態温度特性データに基づいて周囲温度に応じた目標充電状態に充電することにより、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させる充電制御コンピュータプログラムを提供することを他の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る充電制御方法を実行する充電制御装置であって、目標充電状態温度特性データに基づいて周囲温度に応じた目標充電状態に充電することにより、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させる充電制御装置を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る充電制御装置と充電対象としての非水電解液2次電池とを備える2次電池システムであって、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させる2次電池システムを提供することを他の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る2次電池システムと、充電電力を供給する充電用電源とを備える2次電池電力源であって、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることにより、安全性と信頼性が高く、効率的で経済的な2次電池電力源を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、本発明に係る2次電池システムを搭載した電池応用装置であって、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることにより、安全性と信頼性の高い電池応用装置を提供することを他の目的とする。
本発明に係る非水電解液2次電池は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池であって、充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部を備えることを特徴とする。
したがって、本発明に係る非水電解液2次電池は、充電する際に、周囲温度に応じた目標充電状態(目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取って充電することが可能となり、周囲温度に応じて予め設定された固有の目標充電状態に充電することができるので、固有の充電特性に応じて適切に充電することにより、安全性と信頼性を向上させることができる。また、例えば、電池交換で新規に設置する場合に、充電制御の設定をデータ保有部から読み取った目標充電状態温度特性データに基づいて容易に、かつ高精度に実施できるので、従来のような充電制御のための設定をする必要が生じない。
本発明に係る非水電解液2次電池では、前記データ保有部は、メモリを有することを特徴とする。
したがって、本発明に係る非水電解液2次電池は、内蔵されたメモリに記憶されたデータ(目標充電状態温度特性データ)を電気的に読み取らせることが可能となるので、読み取ったデータに基づいて充電を容易に、かつ高精度に制御することができる。
本発明に係る非水電解液2次電池では、前記データ保有部は、外囲器の表面に表された光学式図形コードであることを特徴とする。
したがって、本発明に係る非水電解液2次電池は、光学式図形コード(例えば2次元図形コード)に変換されたデータ(目標充電状態温度特性データ)を光学的に読み取らせることが可能となるので、読み取ったデータに基づいて充電を容易に、かつ高精度に制御することができる。
また、本発明に係る充電制御方法は、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御方法であって、前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとを備えることを特徴とする。
したがって、本発明に係る充電制御方法は、非水電解液2次電池に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができる。
また、本発明に係る充電制御コンピュータプログラムは、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電をコンピュータに制御させる充電制御コンピュータプログラムあって、前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
したがって、本発明に係る充電制御コンピュータプログラムは、非水電解液2次電池に対してコンピュータを用いて充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をコンピュータによってデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができる。
また、本発明に係る充電制御装置は、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置であって、前記データ保有部から前記目標充電状態温度特性データを読み取るデータ読取部と、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部で検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出する目標充電状態抽出部と、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知する実充電状態検知部と、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較する充電状態比較部と、前記実充電状態が前記目標充電状態より低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行する充電制御部とを備えることを特徴とする。
したがって、本発明に係る充電制御装置は、非水電解液2次電池に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができる。
また、本発明に係る2次電池システムは、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムであって、前記充電制御装置は、本発明に係る充電制御装置であることを特徴とする。
したがって、本発明に係る2次電池システムは、非水電解液2次電池に対する充電を容易に、かつ高精度に実行し、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムとすることができる。
また、本発明に係る2次電池電力源は、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システム、および、前記非水電解液2次電池に対する充電電力を供給する充電用電源を備える2次電池電力源であって、前記2次電池システムは、本発明に係る2次電池システムであることを特徴とする。
したがって、本発明に係る2次電池電力源は、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムを備えることから、安全性と信頼性が高く、効率的で経済的な2次電池電力源とすることができる。
また、本発明に係る電池応用装置は、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムを搭載した電池応用装置であって、前記2次電池システムは、本発明に係る2次電池システムであることを特徴とする。
したがって、本発明に係る電池応用装置は、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムを備えることから、安全性と信頼性の高い電池応用装置とすることができる。
本発明に係る非水電解液2次電池は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池であって、充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部を備える。
したがって、本発明に係る非水電解液2次電池は、充電する際に、周囲温度に応じた目標充電状態(目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取って充電することが可能となり、周囲温度に応じて予め設定された固有の目標充電状態に充電することができるので、固有の充電特性に応じて適切に充電することにより、安全性と信頼性を向上させることができるという効果を奏する。また、例えば、電池交換で新規に設置する場合に、充電制御の設定をデータ保有部から読み取った目標充電状態温度特性データに基づいて容易に、かつ高精度に実施できるので、従来のような充電制御のための設定をする必要が生じないという効果を奏する。
また、本発明に係る充電制御方法は、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御方法であって、前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとを備える。
したがって、本発明に係る充電制御方法は、非水電解液2次電池に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る充電制御コンピュータプログラムは、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電をコンピュータに制御させる充電制御コンピュータプログラムあって、前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとをコンピュータに実行させる。
したがって、本発明に係る充電制御コンピュータプログラムは、非水電解液2次電池に対してコンピュータを用いて充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をコンピュータによってデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る充電制御装置は、本発明に係る非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置であって、前記データ保有部から前記目標充電状態温度特性データを読み取るデータ読取部と、前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部で検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出する目標充電状態抽出部と、前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知する実充電状態検知部と、前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較する充電状態比較部と、前記実充電状態が前記目標充電状態より低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行する充電制御部とを備える。
したがって、本発明に係る充電制御装置は、非水電解液2次電池に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る2次電池システムは、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムであって、前記充電制御装置は、本発明に係る充電制御装置である。
したがって、本発明に係る2次電池システムは、非水電解液2次電池に対する充電を容易に、かつ高精度に実行し、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムとすることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る2次電池電力源は、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システム、および、前記非水電解液2次電池に対する充電電力を供給する充電用電源を備える2次電池電力源であって、前記2次電池システムは、本発明に係る2次電池システムである。
したがって、本発明に係る2次電池電力源は、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムを備えることから、安全性と信頼性が高く、効率的で経済的な2次電池電力源とすることができるという効果を奏する。
また、本発明に係る電池応用装置は、非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムを搭載した電池応用装置であって、前記2次電池システムは、本発明に係る2次電池システムである。
したがって、本発明に係る電池応用装置は、非水電解液2次電池の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムを備えることから、安全性と信頼性の高い電池応用装置とすることができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係る非水電解液2次電池の外観の概略構成を示す斜視図である。 図1に示した非水電解液2次電池が備えるデータ保有部の実施例であるデータ保有部(実施例1)の配置状態を拡大して示す平面図である。 図2Aに示したデータ保有部の端子部の状態を示す側面図である。 図1に示した非水電解液2次電池が備えるデータ保有部の実施例であるデータ保有部(実施例2)の配置状態を拡大して示す平面図である。 図1に示した非水電解液2次電池が備えるデータ保有部の実施例である光学式図形(実施例3)の配置状態を拡大して示す平面図である。 本発明の実施の形態2に係る充電制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図1および図5に示した非水電解液2次電池(データ保有部)が保有する目標充電状態温度特性データの一例をグラフ化して示すグラフである。 本発明の実施の形態3に係る充電制御方法および充電制御コンピュータプログラムの処理ステップを示すフローチャートである。 図7に示したフローチャートによる充電制御の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態4に係る2次電池システムおよび2次電池電力源の主要構成ブロックを示すブロック図である。 本発明の実施の形態5に係る電池応用装置の主要構成ブロックを示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
<実施の形態1>
図1ないし図4を参照して、本実施の形態に係る非水電解液2次電池について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る非水電解液2次電池1の外観の概略構成を示す斜視図である。
本実施の形態に係る非水電解液2次電池1は、電極間に非水電解液(内部構造については、図示しない。)を有する非水電解液2次電池1であって、外囲器11で周囲を保護され、外部に導出された外部電極12を備えている。また、非水電解液2次電池1は、充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態(目標充電状態SOCu:図6参照)を目標充電状態温度特性データ(図6参照)として保有するデータ保有部18を備える。
したがって、非水電解液2次電池1は、充電する際に、周囲温度に応じた目標充電状態SOCu(目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部18から読み取って充電することが可能となり、周囲温度に応じて予め設定された固有の目標充電状態SOCuに充電することができるので、固有の充電特性に応じて適切に充電することにより、安全性と信頼性を向上させることができる。また、例えば、電池交換で新規に設置する場合に、充電制御の設定をデータ保有部18から読み取った目標充電状態温度特性データに基づいて容易に、かつ高精度に実施できるので、従来のような充電制御のための設定をする必要が生じない。
なお、充電状態SOC(State Of Charge)は、充電率とも言われる。
データ保有部18としては、例えば電気式、光学式などとすることが可能であり、電気式接触型(データ保有部18f)を図2A、図2Bに、電気式非接触型(データ保有部18s)を図3に、光学式(光学式図形コード18p)を図4に示す。また、データ保有部18には、目標充電状態温度特性データの他に、電池データ(電池型番、製品番号、充電回数)などを保有させておくことができる。
本発明で周囲温度とする対象としては、非水電解液2次電池1が設置された場所(環境)の温度、非水電解液2次電池1の外囲器11の表面(温度検知範囲13)での温度、非水電解液2次電池1の外囲器11の内部での温度などを適宜選定しておけば良い。また、温度測定の容易性、精度、電池特性への影響度などを参照して選定することができる。本実施の形態では、外囲器11の表面に温度検知範囲13を予め設定した状態を示す。
なお、温度検知範囲13は、周囲温度(例えば外囲器11の表面での温度)を検知するときの基準領域とされている。温度検知範囲13に対して温度センサー25s(図5参照)を接触させて非水電解液2次電池1の周囲温度を検知することができる。また、非水電解液2次電池1(外囲器11)の内部での温度を測定するときは、熱伝導性のよい部材を温度検知範囲13から外囲器11の内側へ延長させておくことで高精度に内部での温度を検知することができる。また、非水電解液2次電池1が設置された場所の温度を周囲温度とするときは、非水電解液2次電池1の外囲器11に対して適宜の周辺位置に温度センサー25sを配置しておけば良い。
なお、非水電解液2次電池1の主な構成は、以下のとおりとした。
正極には、面積が290mm×230mm、厚みが20μmのアルミニウム箔を適用した。アルミニウム箔の両面に、活物質として100μm厚のLiMn24を塗工した。負極には、面積が300mm×240mm、厚みが10μmの銅箔を適用した。銅箔の両面に、活物質として60μm厚の黒鉛を塗工した。
3枚の正極および4枚の負極をそれぞれ交互に積層し、正極と負極の間に面積が300×240mm、厚みが25μmのポリエチレンセパレータ(空隙率=60%、透気度=100sec/100cm3)を挟み込んで積層体を形成した。正極の端部、負極の端部の活物質を塗工していない部分にアルミニウム端子、ニッケル端子を熱融着し、積層体を350mm×270mmのアルミニウム箔を絶縁性フィルムにラミネートしたアルミラミネートフィルムで両側から挟み、3辺を熱融着した。
開口してある1辺から電解液として、1M−LiPF6(六フッ化リン酸リチウム)/EC(エチレンカーボネート)+DMC(ジメチルカーボネート)を70g(グラム)注入し、減圧下で密閉して非水電解液2次電池1を完成した。電解液にリチウム塩を使用することから、非水電解液2次電池1は、リチウムイオン電池を構成する。この構成での非水電解液2次電池1の初回放電容量は9.8Ah〜10.1Ahであった。
非水電解液2次電池1の構成としては、上述した例に限らず、正極は、リチウムイオン2次電池に使用される公知の正極活物質を用いることができる。例えばマンガン系だけでなく、コバルト系、鉄系材料も使用可能である。負極は、リチウムイオン2次電池に使用される公知の負極活物質を用いることができる。例えば黒鉛だけでなく、錫の酸化物、シリコン系の負極活物質等、合金系の負極活物質も使用可能である。
電解液の成分は、リチウムイオン2次電池に使用される公知の材料が挙げられる。ジメチルカーボネートでなく、例えば、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(MEC)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、アセトニトリルなどのいずれか、または複数を含むものであっても、リチウムイオン電池では同様な特性を有する。
図2Aは、図1に示した非水電解液2次電池1が備えるデータ保有部18の実施例であるデータ保有部18f(実施例1)の配置状態を拡大して示す平面図である。
図2Bは、図2Aに示したデータ保有部18fの端子部18ftの状態を示す側面図である。
本実施例で示すデータ保有部18fは、データ保有部18を電気式接触型として構成したものである。データ保有部18fは、端子部18ftと、メモリ18mとを備える。つまり、データ保有部18は、メモリ18mを有する。したがって、非水電解液2次電池1は、内蔵されたメモリ18mに記憶されたデータ(目標充電状態温度特性データ:図6参照)を電気的に読み取らせることが可能となるので、読み取ったデータに基づいて充電を容易に、かつ高精度に制御することができる。
メモリ18mには、目標充電状態温度特性データが保有(記録/記憶)されている。メモリ18mは、例えば、データを予め書き込んだ読み取り専用のROM(Read Only Memory)形式で構成することも可能であるが、データの書き込みの容易性を考慮すれば、例えばフラッシュメモリのような書き換え自由なメモリ形式とすることが望ましい。
メモリ18mを外部からの書き込み可能な一時記憶メモリとした場合は、電池製造工程を終了した後、外部からデータを書き込むことでデータの変更を容易に施すことが可能となるので、どのような電池仕様に対しても目標充電状態温度特性データの登録を容易に実行することができる。
メモリ18mの内容は、端子部18ft、インターフェース28s(図5参照)を介して外部から直接的に読み取ることができる構成とされている。端子部18ft、インターフェース28sは、例えばUSB(Universal Serial Bus)形式とすることができる。
図3は、図1に示した非水電解液2次電池1が備えるデータ保有部18の実施例であるデータ保有部18s(実施例2)の配置状態を拡大して示す平面図である。
本実施例で示すデータ保有部18sは、データ保有部18を電気式非接触型として構成したものである。電気式である点で実施例1(図2A、図2B)の場合と同様であるので、共通する事項については説明を省略することがある。
データ保有部18sは、無線通信部18stと、メモリ18mとを備える。メモリ18mには、実施例1の場合と同様に目標充電状態温度特性データ(図6参照)が保有(記録/記憶)されている。つまり、データ保有部18は、メモリ18mを有する。したがって、実施例1と同様の作用効果を奏する。
なお、無線通信部18stとして無線通信方式でのデータ通信としたが、無線通信に限らず、例えば電磁誘導結合方式などを適用することも可能である。
メモリ18mは、実施例1と同様であるので説明は省略する。メモリ18mの内容は、無線通信部18st、インターフェース28s(図5参照)を介して外部から間接的に読み取ることができる構成とされている。無線通信部18st、インターフェース28sは、例えばRFID(Radio Frequency Identification)形式とすることができる。RFIDの具体例としては、ICタグなどがある。
目標充電状態温度特性データは、メモリ18mに電気的に登録してあることから、充電制御装置2(図5参照)は、目標充電状態温度特性データをメモリ18mから電気的に容易に、かつ高精度に読み出すことができる。
図4は、図1に示した非水電解液2次電池1が備えるデータ保有部18の実施例である光学式図形コード18p(実施例3)の配置状態を拡大して示す平面図である。
本実施例で示す光学式図形コード18pは、データ保有部18を光学式として構成したものである。つまり、データ保有部18は、外囲器11の表面に表された光学式図形コード18pである。したがって、非水電解液2次電池1は、光学式図形コード18pに変換して表示されたデータ(目標充電状態温度特性データ:図6参照)を光学的に読み取らせることが可能となるので、読み取ったデータに基づいて充電を容易に、かつ高精度に制御することができる。
光学式図形コード18pは、例えば、2次元図形コードであり、目標充電状態温度特性データを2次元図形コードに置き換えてある。光学式図形コード18pをインターフェース28s(図5参照)によって外部から読み取ることで目標充電状態温度特性データを外部から読み取ることができる。
なお、インターフェース28sは、例えば光学式読取装置で構成され、光学式図形コード18pを外部から読み取ることができる。本実施例では、インターフェース28sは、例えばCCD撮像装置などの光学式図形読取装置で構成される。
光学式図形コード18pとしては、既存の規格化された各種の図形コード(1次元図形コード、2次元図形コード)を利用することが可能である。種々の図形コードが規格化されているが、規格に応じて適宜適用することが可能であるので詳細は省略する。なお、1次元図形コードの例としては、バーコードがあり、2次元図形コートの例としては、QRコード(登録商標)がある。
また、非水電解液2次電池1の充電制御用として特有の図形コードを規格化し、充電制御装置2(図5参照)、2次電池システム30(図9)などの規格化を図ることも可能である。
光学式図形コード18pは、例えば、外囲器11に印刷して形成する、あるいは、図形コードを印刷したシールを外囲器11に貼り付けるなど、比較的簡単な工程で形成することができる。また、光学式図形読取装置を適用して電気的に非接触として読み取りが可能となる。
<実施の形態2>
図5および図6を参照して、本実施の形態に係る充電制御装置について説明する。なお、充電制御の対象とする非水電解液2次電池は、実施の形態1の非水電解液2次電池1とするので、適宜符号を援用して主に異なる技術事項について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る充電制御装置2の概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態に係る充電制御装置2は、充電制御コンピュータプログラム(実施の形態3参照)を実行するハードウエア資源としてCPU(中央処理装置)を内蔵する充電制御部20を備える。つまり、充電制御装置2(充電制御部20)は、コンピュータとして動作する。
また、充電制御部20は、充電制御コンピュータプログラム21をプログラム記憶部に記憶し、充電制御コンピュータプログラム21を具体的に実行する手段として、読取データ記憶部22d、目標充電状態抽出部23、充電状態比較部24、温度検知部25、実充電状態検知部26を備える。目標充電状態抽出部23、充電状態比較部24は、充電制御部20の演算機能を利用することができる。
温度検知部25は、非水電解液2次電池1の温度を検知する温度センサー25sに接続され、温度センサー25sからの情報に基づいて非水電解液2次電池1の温度を処理可能なデータとして検知する。実充電状態検知部26は、非水電解液2次電池1の電圧を検知する電圧計26sに接続され、電圧計26sからの情報に基づいて非水電解液2次電池1の実充電状態SOCr(図8参照)をデータとして検知する。
なお、温度センサー25s、電圧計26sは、センサー部2sとして充電制御装置2の外部に外付けすることが可能である。また、センサー部2sと充電制御装置2とは一体化することも可能である。
温度センサー25sは、例えばサーミスタなどを適用して温度を抵抗値に変換することで温度を検知することが可能である。例えば温度検知範囲13(非水電解液2次電池1)にサーミスタを接触させて測定することができる。また、電圧計26sは、高抵抗を分圧して電圧信号を生成し、電圧信号に基づいて非水電解液2次電池1の電圧を検出して実充電状態SOCrを検知することが可能である。温度センサー25sおよび電圧計26sは、非水電解液2次電池1に連結され、温度検知部25および実充電状態検知部26に信号を適宜の信号線を介して送信する構成としてある。
データ読取部28は、インターフェース28sを介して非水電解液2次電池1のデータ保有部18が保有する目標充電状態温度特性データ(図6参照)を読み取り、読み取った目標充電状態温度特性データを読取データ記憶部22dへ登録する。読取データ記憶部22dは、目標充電状態温度特性データを一時的に記憶するメモリであり、例えばフラッシュメモリで構成される。
データ読取部28、読取データ記憶部22dは、非水電解液2次電池1を交換したとき、非水電解液2次電池1に固有の特性値として目標充電状態温度特性データを読み取り、記憶させる形態とすることができ、非水電解液2次電池1を次に交換するまで記憶させる形態とすることができる。交換したときに目標充電状態温度特性データを非水電解液2次電池1に対応させて読み取り、読取データ記憶部22dに登録しておくことによって、次の交換のときまで、目標充電状態温度特性データの読み取りを不要にすることができ、効率的に充電制御装置2を作動させることができる。
なお、充電制御を実行する都度(充電の都度)、データ読取部28、読取データ記憶部22dを動作させる形態とすることもできる。
データ保有部18がデータ保有部18f(電気式接触型)であれば、インターフェース28sは、例えばUSB形式とすることができる。データ保有部18がデータ保有部18s(電気式非接触型)であれば、インターフェース28sは、例えばRFID形式とすることができる。また、データ保有部18が光学式図形コード18pであれば、光学式図形読取装置とすることができる。
また、充電制御装置2は、非水電解液2次電池1を充電するために充電用電源3から供給される充電用の電力を非水電解液2次電池1に供給して充電制御を実行する。なお、本実施の形態での充電用電源3は、例えば交流電源(商用電源)を整流して得られる直流電源、再生可能なエネルギーを利用した再生可能エネルギー利用電源などを適宜適用することができる。
充電制御装置2は、非水電解液2次電池1に対する充電の制御を例えば次のように実行する。なお、詳細なフローについては、実施の形態3(図7、図8)で説明する。
温度検知部25は、非水電解液2次電池1の周囲温度を検知する。目標充電状態抽出部23は、温度検知部25で検知した周囲温度に応じた目標充電状態SOCu(図6参照)を目標充電状態温度特性データ(読取データ記憶部22d)から抽出する。実充電状態検知部26は、非水電解液2次電池1の充電状態を実充電状態SOCr(図8参照)として検知する。
次に、充電状態比較部24は、検知した周囲温度での目標充電状態SOCuと実充電状態SOCrとを比較する。充電制御部20は、実充電状態SOCrが目標充電状態SOCuより低いとき、非水電解液2次電池1に対する充電を実行する。
つまり、本実施の形態に係る充電制御装置2は、実施の形態1に係る非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2であって、データ保有部18から目標充電状態温度特性データを読み取るデータ読取部28と、非水電解液2次電池1の周囲温度を検知する温度検知部25と、温度検知部25で検知した周囲温度に応じた目標充電状態SOCuを目標充電状態温度特性データから抽出する目標充電状態抽出部23と、非水電解液2次電池1の充電状態を実充電状態SOCrとして検知する実充電状態検知部26と、目標充電状態SOCuと実充電状態SOCrとを比較する充電状態比較部24と、実充電状態SOCrが目標充電状態SOCuより低いときは、非水電解液2次電池1に対する充電を実行する充電制御部20とを備える。
したがって、本発明に係る充電制御装置2は、非水電解液2次電池1に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態SOCuとして予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態SOCuを示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部18から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態SOCuに充電することができるので、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させることができる。
図6は、図1および図5に示した非水電解液2次電池1(データ保有部18)が保有する目標充電状態温度特性データの一例をグラフ化して示すグラフである。
つまり、図6は、データ保有部18(メモリ18m、光学式図形コード18p)が保有する目標充電状態温度特性データをグラフ化したものである。横軸を充電時の周囲温度(℃)とし、縦軸を充電状態SOC(%)として、目標充電状態温度特性データを示す。図6で、周囲温度(℃)の数値は、10℃間隔で示すが、これに限らず、さらに細かい間隔でのデータ、あるいは逆に大きい間隔でのデータとすることも可能である。
目標充電状態温度特性データそのものは、例えば、周囲温度に対する充電状態SOC(目標充電状態SOCu)を一覧表形式にしたテーブルとしてデータ保有部18(メモリ18m、光学式図形コード18p)に保有させてある(実施の形態1)。充電制御装置2は、データ保有部18に保有された目標充電状態温度特性データを、インターフェース28s、データ読取部28を介してデータ保有部18から読み取って読取データ記憶部22dに記憶する。
従来技術で説明したとおり、非水電解液2次電池1(例えば、リチウムイオン電池)は、充電するときの温度による信頼性への影響が大きいことが一般的に指摘されている。
非水電解液2次電池1は、低温側(例えば5℃に対するマイナス10℃〜マイナス20℃)での充電において、非水電解液での析出物が発生することが指摘されている。本実施の形態では、非水電解液2次電池1の低温側での充電による析出物の発生を防止するために、目標充電状態SOCuを最大の目標充電状態SOCu(例えば周囲温度20℃〜30℃での95%)に比較して低い状態で充電することによって析出物の発生を防止する。
非水電解液2次電池1は、高温側(例えば40℃に対するプラス50℃〜プラス60℃)での充電において、非水電解液による発火現象を生じる恐れが指摘されている。本実施の形態では、非水電解液2次電池1の高温側での充電による発火現象の発生を防止するために、目標充電状態SOCuを最大の目標充電状態SOCu(例えば周囲温度20℃〜30℃での95%)に比較して低い状態で充電することによって発火現象の発生を防止する。
本実施の形態では、非水電解液2次電池1に対して予め信頼性試験を実施し、充電時の周辺温度に対する好ましい目標充電状態SOCuを求めた。つまり、周囲温度20℃〜30℃に対して高温側では釘刺し試験(発火特性試験)を実施し、また、周囲温度20℃〜30℃に対して低温側では析出物発生特性を確認し、周囲温度(℃)に対する充電状態SOC(%)として例えば図示したとおりの目標充電状態SOCuを設定した。
つまり、安定した充電特性が得られ、安全性と高い信頼性を確保する条件として、周囲温度が20℃〜30℃のときに対して95%の充電状態SOCを目標充電状態SOCuとして設定した。また、周囲温度がマイナス20℃のときは、約50%の充電状態SOC、周囲温度がマイナス10℃のときは、約65%の充電状態SOC、周囲温度が0℃のときは、約80%の充電状態SOC、周囲温度が10℃のときは、約90%の充電状態SOC、周囲温度が40℃のときは、約85%の充電状態SOC、周囲温度が50℃のときは、約70%の充電状態SOC、周囲温度が60℃のときは、約55%の充電状態SOCをそれぞれ目標充電状態SOCuとして設定した。
なお、これらの数値は本実施の形態に係る非水電解液2次電池1についての例示であり、本実施の形態に係る非水電解液2次電池1での数値に過ぎない。したがって、非水電解液2次電池1の内部構造(材料、構造)が異なれば異なる数値を設定する場合がある。
本実施の形態に係る非水電解液2次電池1、充電制御装置2によれば、非水電解液2次電池1のデータ保有部18に保有させた目標充電状態温度特性データ(実施の形態1)を、インターフェース28s、データ読取部28を介してデータ保有部18から読み取って充電制御装置2(読取データ記憶部22d)に記憶することが可能となる。
<実施の形態3>
図7および図8を参照して、本実施の形態に係る充電制御方法、および充電制御コンピュータプログラムについて説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る充電制御方法および充電制御コンピュータプログラムの処理ステップを示すフローチャートである。
本実施の形態に係る充電制御方法および充電制御コンピュータプログラムは、コンピュータを内蔵する充電制御装置2(実施の形態2:図5)によって実行される。以下、コンピュータ(充電制御装置2、CPUで構成された充電制御部20)に実行させる充電制御方法およびコンピュータを動作させる充電制御コンピュータプログラムの処理ステップについて説明する。
本実施の形態に係る充電制御方法(充電制御コンピュータプログラム)は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池1(実施の形態1)に対する充電を制御する充電制御方法(充電制御方法をコンピュータに実行させる充電制御コンピュータプログラム)であり、次のステップS11〜ステップS19の処理を実行する。
ステップS11:
非水電解液2次電池1のデータ保有部18が保有する目標充電状態温度特性データ(図6。周囲温度対目標充電状態相関特性を示すデータ。つまり、周囲温度に対応させて充電を停止する目標としての目標充電状態SOCuを示すデータ。)を読み取る。目標充電状態温度特性データを読み取った後、ステップS12、ステップS15の処理を実行する。なお、インターフェース28s、データ読取部28を介してデータ保有部18から読み取られた目標充電状態温度特性データは、読取データ記憶部22dに記憶される。
読取データ記憶部22dでのデータ記憶は、次の目標充電状態温度特性データが入力されるまで保持することが望ましい。読取データ記憶部22dを書き換え可能なメモリで構成しておけば、非水電解液2次電池1が交換されたとき、読取データ記憶部22dに記憶される目標充電状態温度特性データの書き換えを容易に実行できる。したがって、非水電解液2次電池1を交換したときでも引き続いて同様に充電制御を実行することができる。
本ステップ、ステップS12、ステップS15はいずれを先に処理しても良い。したがって、本ステップは、ステップS12、ステップS15の後に実行することも可能である。しかし、以降のステップでの目標充電状態温度特性データの利用の便宜を考慮して本ステップを先に処理しておくことが望ましい。また、本ステップは、ステップS13の前に実行する必要がある。
なお、目標充電状態温度特性データは、非水電解液2次電池1を交換したときに1度だけ非水電解液2次電池1から読み取る形態としておき、以降の充電処理では、読み取りを省略する形態とすることができる。また、充電処理をする都度、非水電解液2次電池1から読み取る形態とすることもできる。
ステップS12:
非水電解液2次電池1の周囲温度を検知する。周囲温度は、非水電解液2次電池1(温度検知範囲)に近接して配置された温度センサー25sを介して温度検知部25(図5)によって検知される。周囲温度を検知した後、ステップS13へ移行する。なお、本ステップは、ステップS15に対して並行して実施することも可能である。また、周囲温度については、実施の形態1で説明したとおり、非水電解液2次電池1の形態に対応させて種々の検知形態を選択することが可能である。
ステップS13:
ステップS11で読み取った目標充電状態温度特性データからステップS12で検知した周囲温度に対応する目標充電状態SOCuを抽出する。なお、本ステップは、目標充電状態抽出部23によって実行される。
ステップS15:
非水電解液2次電池1の実際の充電状態を実充電状態SOCr(図8参照)として検知する。実充電状態SOCrは、例えば電圧計26sを介して実充電状態検知部26(図5)によって検知される。実充電状態SOCrを検知した後、ステップS17へ移行する。
なお、本ステップは、ステップS11、ステップS12もしくはステップS13に対して並行して実施することが可能である。また、本ステップは、ステップS11、ステップS12もしくはステップS13に対して前後いずれのタイミングでも実施することが可能である。
本実施の形態では、実充電状態SOCrの検知手段として電圧計26sを採用したが、他の検知手段を適宜採用することも可能である。
ステップS17:
ステップS13で周囲温度に対応させて抽出された目標充電状態SOCuとステップS15で検知された実充電状態SOCrとを比較する。つまり、実充電状態SOCrは目標充電状態SOCuより低いか否かを判断する。なお、本ステップは、充電状態比較部24によって実行される。
ステップS18:
実充電状態SOCrが目標充電状態SOCuより低いとき(ステップS17:YES)は、非水電解液2次電池1に対する充電を実行する。なお、本ステップは、充電制御部20によって実行される。
また、適宜の周期でステップS12、ステップS15へ戻ることによって周囲温度への追随が容易となるのでさらに高精度に充電を制御することができる。
ステップS19:
実充電状態SOCrが目標充電状態SOCuより高いとき(ステップS17:NO)は、非水電解液2次電池1に対する充電はしないで処理(コンピュータプログラム)を終了する。なお、本ステップは、充電制御部20によって実行される。
図8は、図7に示したフローチャートによる充電制御の一例を示すグラフである。
横軸の周囲温度と、縦軸の充電状態SOCとで定義される座標において、曲線で示される目標充電状態SOCuは、目標充電状態温度特性データである。目標充電状態温度特性データに対して、各周囲温度のときの実充電状態SOCrを例示している。実充電状態SOCrから目標充電状態SOCuに向けて示す矢印が充電処理を示す。
本実施の形態に係る目標充電状態温度特性データでは、例えば、周囲温度がT1(℃)のとき目標充電状態はSOCu8、周囲温度がT2(℃)のとき目標充電状態はSOCu6、周囲温度がT3(℃)のとき目標充電状態はSOCu4、周囲温度がT4(℃)のとき目標充電状態はSOCu2、周囲温度がT5(℃)のとき目標充電状態はSOCu1、周囲温度がT6(℃)のとき目標充電状態はSOCu1、周囲温度がT7(℃)のとき目標充電状態はSOCu3、周囲温度がT8(℃)のとき目標充電状態はSOCu5、周囲温度がT9(℃)のとき目標充電状態はSOCu7と予め設定されている。
つまり、周囲温度T5のときの目標充電状態SOCu1、周囲温度T6のときの目標充電状態SOCu1を最大値(極大値)とし、低温側では、目標充電状態SOCu8<目標充電状態SOCu6<目標充電状態SOCu4<目標充電状態SOCu2<目標充電状態SOCu1の関係とされ、高温側では、目標充電状態SOCu1>目標充電状態SOCu3>目標充電状態SOCu5>目標充電状態SOCu7の関係とされている。つまり、目標充電状態温度特性データは、横軸に対して目標充電状態SOCu1を極大値とする上向きの凸状曲線(山形曲線)となっている。
なお、周囲温度は、T1<T2<T3<T4<T5<T6<T7<T8<T9とし、T5、T6は、特定温度として、例えば図6の場合のように20℃、30℃とすることができる。また、周囲温度の設定は、必要に応じて、5℃単位、10℃単位などとして段階的に設定することが可能であり、中間的な温度を検知した場合は、補完法(外挿法)を適用して適宜の目標充電状態SOCuを抽出(演算)することが可能である。ここでは、例示として代表的に9点の周囲温度を示したがさらに細分化しても良い。
例えば、周囲温度がT1(℃)のとき実充電状態はSOCr4、周囲温度がT2(℃)のとき実充電状態はSOCr6、周囲温度がT3(℃)のとき実充電状態はSOCr9、周囲温度がT4(℃)のとき実充電状態はSOCr8、周囲温度がT5(℃)のとき実充電状態はSOCr3、周囲温度がT6(℃)のとき実充電状態はSOCr7、周囲温度がT7(℃)のとき実充電状態はSOCr2、周囲温度がT8(℃)のとき実充電状態はSOCr1、周囲温度がT9(℃)のとき実充電状態はSOCr5であったとした場合の充電制御について説明する。
周囲温度T1のときは、実充電状態SOCr4から目標充電状態SOCu8への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T2のときは、実充電状態SOCr6から目標充電状態SOCu6への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T3のときは、実充電状態SOCr9から目標充電状態SOCu4への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T4のときは、実充電状態SOCr8から目標充電状態SOCu2への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T5のときは、実充電状態SOCr3から目標充電状態SOCu1への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T6のときは、実充電状態SOCr7から目標充電状態SOCu1への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T7のときは、実充電状態SOCr2から目標充電状態SOCu3への充電を矢符号のとおり実行する。周囲温度T9のときは、実充電状態SOCr5から目標充電状態SOCu7への充電を矢符号のとおり実行する。
また、周囲温度T8のときは、実充電状態SOCr1は、目標充電状態SOCu5より高い充電状態であることから、充電は不要(不都合)であり、充電は実行しないで充電制御を終了する。
上述したとおり、本実施の形態に係る充電制御方法では、周囲温度に対応させて予め設定されている目標充電状態SOCuを目標充電状態温度特性データから抽出して現実の充電状態である実充電状態SOCrと比較し、不足する充電量に対応させて充電を施すことから、安全性と信頼性の高い充電制御方法となる。つまり、周囲温度の状態に応じた適切な充電状態で非水電解液2次電池1を充電するので、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を確保することができる。
なお、図8では、周囲温度が一定の場合に単純化して充電状態(充電制御)を説明したが、充電制御の途中で周囲温度が変動することもありうる。そのような場合に対応するためには、図7で示したステップの実行周期を短くすれば良い。つまり、ステップS18からステップS12、ステップS15へ戻る時間を短縮してより頻繁にステップS12、ステップS13、ステップS15を実行するようにすれば良い。
上述したとおり、本実施の形態に係る充電制御方法は、実施の形態1に係る非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御方法であって、データ保有部18から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、非水電解液2次電池1の周囲温度を検知するステップと、検知した周囲温度に応じた目標充電状態を目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、非水電解液2次電池1の充電状態を実充電状態として検知するステップと、目標充電状態と実充電状態とを比較するステップと、実充電状態が目標充電状態よりも低いときは、非水電解液2次電池1に対する充電を実行するステップとを備える。
したがって、本実施の形態に係る充電制御方法は、非水電解液2次電池1に対して充電を施すとき、固有の目標充電状態として予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態を示す目標充電状態温度特性データ)をデータ保有部18から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態に充電することができるので、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させることができる。
上述したとおり、本実施の形態に係る充電制御方法は、実施の形態1に係る非水電解液2次電池1に対する充電をコンピュータに制御させる充電制御コンピュータプログラムあって、データ保有部18から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、非水電解液2次電池1の周囲温度を検知するステップと、検知した周囲温度に応じた目標充電状態を目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、非水電解液2次電池1の充電状態を実充電状態として検知するステップと、目標充電状態と実充電状態とを比較するステップと、実充電状態が目標充電状態よりも低いときは、非水電解液2次電池1に対する充電を実行するステップとをコンピュータに実行させる。
したがって、本実施の形態に係る充電制御コンピュータプログラムは、非水電解液2次電池1に対してコンピュータを用いて充電を施すとき、固有の目標充電状態SOCuとして予め設定された充電条件(周囲温度に応じて予め設定された目標充電状態SOCuを示す目標充電状態温度特性データ)をコンピュータによってデータ保有部18から読み取ることにより、周囲温度に応じた目標充電状態SOCuに充電することができるので、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させることができる。
<実施の形態4>
図9を参照して、本実施の形態に係る2次電池システム30、および、2次電池システム30を適用した2次電池電力源40について説明する。なお、非水電解液2次電池1、充電制御装置2、充電用電源3は、実施の形態1ないし実施の形態3の場合と同様であるので、適宜符号を援用し主に異なる事項について説明する。
図9は、本発明の実施の形態4に係る2次電池システム30および2次電池電力源40の主要構成ブロックを示すブロック図である。
非水電解液2次電池1に充電制御装置2が設けられた状態とされて2次電池システム30が構成されている。また、2次電池システム30に対しては、充電用電源3が接続されて充電用電源3から充電用の電力が供給される状態とされて2次電池電力源40が構成されている。2次電池システム30(非水電解液2次電池1)には、負荷としての電池負荷50が接続されている。
本実施の形態に係る2次電池システム30は、電極間に非水電解液を有し充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態(目標充電状態SOCu:図6参照)を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部18を備える非水電解液2次電池1と、非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2とを備える。また、充電制御装置2は、実施の形態2に記載した充電制御装置2をそのまま適用することができる。
したがって、本実施の形態に係る2次電池システム30は、非水電解液2次電池1に対する充電を容易に、かつ高精度に実行し、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させた2次電池システム30とすることができる。
2次電池システム30は、例えば、携帯電子機器、後述する電池応用装置60(図10、実施の形態5参照)などへ搭載することが可能である。
また、本実施の形態に係る2次電池電力源40は、非水電解液2次電池1と、非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2とを備える2次電池システム30、および、非水電解液2次電池1に対する充電電力を供給する充電用電源3を備える2次電池電力源40である。
したがって、本実施の形態に係る2次電池電力源40は、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させた2次電池システムを備えることから、安全性と信頼性が高く、効率的で経済的な2次電池電力源40とすることができる。
なお、充電用電源3としては、再生可能なエネルギーを利用した再生エネルギー電源(再生エネルギー発電システム)を適用することが望ましい。再生エネルギー電源を活用することによって、効率的で経済的な2次電池電力源40となる。
再生エネルギー電源の具体例としては、太陽光発電システム、風力発電システム、水力発電システム、地熱発電システム、バイオマス発電システム、雪氷熱利用発電システム、海洋温度差発電システム、潮汐発電システムなどを適用することができる。必要に応じて、化石燃料使用発電システム(火力発電システム)、原子力発電システムなどを適用することができる。
したがって、2次電池電力源40は、大規模な設備にした場合は、例えば、発電所、家庭用電力供給システム(太陽光発電システム)などとして実現することができる。
<実施の形態5>
図10を参照して、本実施の形態に係る電池応用装置60について説明する。
図10は、本発明の実施の形態5に係る電池応用装置60の主要構成ブロックを示すブロック図である。
電池応用装置60は、例えば移動体、あるいは、電動工具などとして具体化される。つまり、実施の形態4に係る2次電池システム30(非水電解液2次電池1、充電制御装置2)を搭載した電池応用装置(電池負荷でもある。)について説明する。非水電解液2次電池1、充電制御装置2、2次電池システム30は、実施の形態1ないし実施の形態4の場合と同様であるので、適宜符号を援用し主に異なる事項について説明する。なお、電池応用装置60としての移動体、電動工具は、2次電池システム30(非水電解液2次電池1、充電制御装置2)を備える点で共通し、電池負荷としての機構動作部が異なるだけであるので、本実施の形態では、電池応用装置60の具体例として併せて説明する。
本実施の形態に係る電池応用装置60(移動体)は、移動体として必要な機構動作部(車輪駆動部など)を電池負荷65として備える。電池応用装置60(移動体)は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池1と、非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2とを備える2次電池システム30を搭載している。また、2次電池システム30は、実施の形態4で記載した2次電池システム30である。
したがって、本発明に係る電池応用装置60(移動体)は、安全性と信頼性の高い2次電池システム30を搭載することから、安全性と信頼性の高い移動体(電池応用装置60)となる。
なお、移動体としては、例えば、自動車、電車、電動バイク、電動自転車、フォークリフト、ボート、フェリー、飛行機、気球などがあり、いずれに対しても同様に2次電池システム30(非水電解液2次電池1、充電制御装置2)を適用することができる。
本実施の形態に係る電池応用装置60(電動工具)は、電動工具として必要な機構動作部(ドリルを回転させる回転駆動部など)を電池負荷65として備える。電池応用装置60(電動工具)は、電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池1と、非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2とを備える2次電池システム30を搭載している。また、2次電池システム30は、実施の形態4で記載した2次電池システム30である。
したがって、本発明に係る電池応用装置60(電動工具)は、安全性と信頼性の高い2次電池システム30を搭載することから、安全性と信頼性の高い電動工具(電池応用装置60)となる。
なお、電動工具としては、例えば、電動ドリル、電動鋸などがあり、いずれに対しても同様に2次電池システム30(非水電解液2次電池1、充電制御装置2)を適用することができる。
上述したとおり、本実施の形態に係る電池応用装置60は、電極間に非水電解液を有し充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態(目標充電状態SOCu:図6参照)を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部18を備える非水電解液2次電池1と、非水電解液2次電池1に対する充電を制御する充電制御装置2とを備える2次電池システム30を搭載した電池応用装置60(移動体、電動工具)であって、2次電池システムは、実施の形態4に記載の2次電池システム30である。
したがって、本実施の形態に係る電池応用装置60は、非水電解液2次電池1の安全性と信頼性を向上させた2次電池システム30を備えることから、安全性と信頼性の高い電池応用装置60とすることができる。
また、電池応用装置60は、上述したとおり、移動体または電動工具とすることが望ましい。
1 非水電解液2次電池
2 充電制御装置
2s センサー部
3 充電用電源
11 外囲器
12 外部電極
13 温度検知範囲
18、18f、18s データ保有部
18m メモリ
18p 光学式図形コード(データ保有部)
20 充電制御部
21 充電制御コンピュータプログラム
22d 読取データ記憶部
23 目標充電状態抽出部
24 充電状態比較部
25 温度検知部
25s 温度センサー
26 実充電状態検知部
26s 電圧計
28 データ読取部
28s インターフェース
30 2次電池システム
40 2次電池電力源
50 電池負荷
60 電池応用装置(移動体/電動工具)
65 電池負荷(機構動作部)
SOC 充電状態
SOCr 実充電状態
SOCu 目標充電状態

Claims (9)

  1. 電極間に非水電解液を有する非水電解液2次電池であって、
    充電するときの周囲温度に応じて充電を停止する目標として予め設定された目標充電状態を目標充電状態温度特性データとして保有するデータ保有部を備えること
    を特徴とする非水電解液2次電池。
  2. 請求項1に記載の非水電解液2次電池であって、
    前記データ保有部は、メモリを有すること
    を特徴とする非水電解液2次電池。
  3. 請求項1に記載の非水電解液2次電池であって、
    前記データ保有部は、外囲器の表面に表された光学式図形コードであること
    を特徴とする非水電解液2次電池。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか一つに記載の非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御方法であって、
    前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、
    前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、
    検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、
    前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、
    前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、
    前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとを備えること
    を特徴とする充電制御方法。
  5. 請求項1から請求項3までのいずれか一つに記載の非水電解液2次電池に対する充電をコンピュータに制御させる充電制御コンピュータプログラムあって、
    前記データ保有部から目標充電状態温度特性データを読み取るステップと、
    前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知するステップと、
    検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出するステップと、
    前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知するステップと、
    前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較するステップと、
    前記実充電状態が前記目標充電状態よりも低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行するステップとをコンピュータに実行させること
    を特徴とする充電制御コンピュータプログラム。
  6. 請求項1から請求項3までのいずれか一つに記載の非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置であって、
    前記データ保有部から前記目標充電状態温度特性データを読み取るデータ読取部と、
    前記非水電解液2次電池の周囲温度を検知する温度検知部と、
    前記温度検知部で検知した前記周囲温度に応じた目標充電状態を前記目標充電状態温度特性データから抽出する目標充電状態抽出部と、
    前記非水電解液2次電池の充電状態を実充電状態として検知する実充電状態検知部と、
    前記目標充電状態と前記実充電状態とを比較する充電状態比較部と、
    前記実充電状態が前記目標充電状態より低いときは、前記非水電解液2次電池に対する充電を実行する充電制御部とを備えること
    を特徴とする充電制御装置。
  7. 非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムであって、
    前記充電制御装置は、請求項6に記載の充電制御装置であること
    を特徴とする2次電池システム。
  8. 非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システム、および、前記非水電解液2次電池に対する充電電力を供給する充電用電源を備える2次電池電力源であって、
    前記2次電池システムは、請求項7に記載の2次電池システムであること
    を特徴とする2次電池電力源。
  9. 非水電解液2次電池と、前記非水電解液2次電池に対する充電を制御する充電制御装置とを備える2次電池システムを搭載した電池応用装置であって、
    前記2次電池システムは、請求項7に記載の2次電池システムであること
    を特徴とする電池応用装置。
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