JP5638779B2 - 二次電池の特性検出方法および二次電池装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の特性、特に二次電池の満充電容量および内部抵抗を精度良く検出することのできる二次電池の特性検出方法およびこの特性検出方法を採用した二次電池装置に関する。

二次電池の特性、例えばその満充電容量（最大充電容量）は、その使用に伴って徐々に劣化する。これ故、二次電池の特性（寿命）を正確に把握することが重要である。従来、この種の二次電池の特性（寿命）を把握する手法として、充放電に伴って変化する二次電池の開放端子電圧（ＯＣＶ）をその充放電過程における２点において検出すると共に、その２点間における充放電量を求め、この充放電量と２点の開放端子電圧とから満充電量を算出することが提唱されている（例えば特許文献１を参照）。

また二次電池の内部抵抗と満充電容量との間に所定の相関があることに着目し、充電開始前後における二次電池の端子電圧の変化（上昇電圧）と充電電流とから内部抵抗を算出して、二次電池の満充電容量（寿命）を評価することも提唱されている（例えば特許文献２を参照）。

特開２００８−２６１６６９号公報 特開２００６−１５３６６３号公報

ところで充放電時における二次電池の開放端子電圧は、特許文献１に開示されるように、例えば図７に示すように該二次電池の残容量比（実容量と満充電容量との比；ＳＯＣ）が大きくなるに従って高くなる。しかも開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係が概ね直線的な関係を有する電池もある。このような特性を示す電池としては、例えば３成分正極のリチウムイオン二次電池がある。この種のリチウムイオン二次電池は、その正極に従来のコバルト酸リチウムに代えてＬｉ-Ｎｉ-Ｍｎ-Ｃｏ複合酸化物とコバルト酸リチウムとの混合物を用いたものであり、高電圧で充電しても熱安定性が高く、充電最大電圧を４.３Ｖと高くしてその充電容量を大きくできると言う特徴を有する。

また上記リチウムイオン二次電池においては満充電電圧を高くできることから、残容量に対する無負荷電圧ＯＣＶの変化が大きく、無負荷電圧ＯＣＶからその残容量比（ＳＯＣ［％］）が正確に判定できる。しかしながら開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係が概ね直線的な関係であり、１対１の相対関係を示すといえども、図７において破線にて囲んで示すように電圧変化が殆ど変化することのないフラットな領域が存在する。この為、このフラットな領域にて開放端子電圧を検出して満充電容量を算出した場合、算出誤差が大きくなることが否めない。

また二次電池の内部抵抗は一般的には電池寿命が近付くと、例えば図８に示すように充放電の繰り返し回数が多くなり、或る繰り返し回数を越えると急激に大きくなる。しかし二次電池の内部抵抗自体は、例えば図９に示すように残容量比（ＳＯＣ）および電池温度の影響を受けて変化する。従って内部抵抗から電池寿命を推定する場合には、例えば所定の残容量比において内部抵抗を計測したり、更には計測した内部抵抗を温度補正することが必要となる。

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、二次電池の特性、特に二次電池の満充電容量および内部抵抗を簡易に、しかも精度良く検出することのできる二次電池の特性検出方法を提供することにある。
また同時に本発明は上記特性検出方法を採用することで、二次電池の満充電容量および内部抵抗を簡易に、しかも精度良く検出することのできる二次電池装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係る二次電池の特性検出方法は、開放端子電圧と残容量比との関係において前記開放端子電圧が変化しないフラットな領域を有する二次電池の特性検出方法であって、前記二次電池の開放端子電圧が前記フラットな領域の電圧であるとき、前記フラットな領域を抜け出すに必要な充電量を算出して充電を行い、前記充電量に達したときに前記二次電池に対する充電の一旦中止を行い、前記二次電池の開放端子電圧を検出した後に前記二次電池に対する充電を再開して満充電まで再充電を行い、前記再充電の期間における充電容量と前記一旦中止の時に検出した開放端子電圧および前記満充電後に検出される前記二次電池の開放端子電圧とに基づいて前記二次電池の満充電容量を算出することを特徴としている。

また本発明に係る別の二次電池の特性検出方法は、更に前記充電再開時における前記二次電池の端子電圧の変化量から該二次電池の内部抵抗を算出することを特徴としている。
ちなみに前記予め定められた電圧または前記予め定められた容量は、充電に伴う二次電池の開放端子電圧の変化がフラットな領域を除いて設定されるものである。

また本発明に係る二次電池装置は、開放端子電圧と残容量比との関係において前記開放端子電圧が変化しないフラットな領域を有する二次電池と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池の充電路を遮断して、若しくは充電器の動作を制御して前記二次電池に対する充電をオン・オフ制御する充電制御手段と、前記二次電池の端子電圧と充放電電流とに基づいて該二次電池の満充電容量を算出する演算手段とを具備し、
特に前記充電制御手段は、前記二次電池の開放端子電圧が前記フラットな領域の電圧であるとき、前記フラットな領域を抜け出すに必要な充電量を算出して充電を行い、前記充電量に達したときに前記二次電池に対する充電の一旦中止を行い、前記電圧検出手段が前記二次電池の開放端子電圧を検出した後に前記二次電池に対する充電を再開して満充電まで充電する充電中止・再開手段を備え、
また前記演算手段は、前記再充電の期間における充電電流を積算して前記二次電池の充電容量を算出する充電容量算出手段と、この充電容量算出手段にて求められた充電容量と前記一旦中止の時に検出した開放端子電圧および前記満充電後に検出される前記二次電池の開放端子電圧とに基づいて前記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出手段とを備えることを特徴としている。

また本発明に係る別の二次電池装置は、更に前記演算手段が前記充電再開時における前記二次電池の端子電圧の変化量から該二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、充電中の二次電池の端子電圧が予め設定した電圧に達したとき、或いはその充電容量が予め設定した充電容量に達したときに強制的にその充電を一旦中止させて該二次電池の開放端子電圧を検出し、その後、充電を再開させて満充電まで充電するので、充電中の予め定めた条件下で検出した二次電池の開放電圧および満充電後の開放端子電圧と、再充電期間における充電容量とから、その満充電容量を精度良く算出することができる。

また再充電開始時における二次電池の端子電圧の変化量から該二次電池の内部抵抗を算出するので、内部抵抗の検出条件を前述した充電中の予め定めた条件として規定することができるので、例えば温度補正するだけで簡易にその内部抵抗を精度良く求めることができる。

特に前述した設定条件（端子電圧または充電容量）を、開放端子電圧と残容量比との相関がフラットとなる領域を避けて設定しておくだけで、その誤差要因を効果的に回避することができ、簡易にして効果的に満充電容量の算出精度および内部抵抗の検出精度を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る二次電池装置の要部概略構成を示す図。 図１に示す二次電池装置における制御・演算部の概略的な機能を示す図。 本発明の一実施形態に係る二次電池の特性検出方法を示すものであって、図１に示す二次電池装置にて実行される処理手順の一例を示す図。 本発明に係る二次電池の特性検出方法の概念を示すタイミング図。 放電時における内部抵抗検出手順の一例を示す図。 図５に示す内部抵抗検出の概念を示すタイミング図。 充電時における二次電池の開放端子電圧と残容量比との関係を示す図。 充放電の繰り返しサイクル数による内部抵抗の変化を示す図。 二次電池の残容量率および電池温度に対する内部抵抗の依存性を示す図。

以下、図面を参照して本発明に係る二次電池の劣化度判定方法および二次電池装置について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る二次電池装置の概略構成図であって、１０は二次電池装置としてのパック電池、２０は前記パック電池１０が着脱自在に装着されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯端末等の負荷機器である。このパック電池（二次電池装置）１０は、基本的には二次電池（ＢＡＴ）１１と、該二次電池１１の充放電を制御する制御部（マイクロプロセッサユニット；ＭＰＵ）１２とを備えて構成され、負荷機器２０に装着して使用される。

尚、前記負荷機器２０は、例えばパック電池１０を充電するだけの、いわゆるＡＣアダプターや専用の充電器であっても良い。また前記パック電池１０における二次電池１１は、例えば２６００ｍＡｈ／セル程度の前述した３成分正極のリチウムイオン電池からなる複数の電池セルを２個ずつ並列に接続すると共に、これらの並列接続された電池セルを３段直列に接続した、いわゆる３直２並タイプのものからなる。尚、ここでは３直２並タイプの二次電池１１を例に説明するが、電池セルの並列接続数および直列接続段数は、パック電池の仕様として与えられる定格出力電圧および定格出力電流容量に応じて決定すれば良いものである。

さてパック電池１０における二次電池１１の充放電路には、その充放電を制御するＦＥＴ等のスイッチ素子１３が直列に介装されると共に、充放電電流を検出する電流検出部１４が直列に介挿されている。また前記パック電池１０における制御部（ＭＰＵ）１２は、その主体部である、いわゆるマイコンによる充電制御手段としての制御・演算部１５と、前記二次電池１１の端子電圧、具体的には各段の電池セルの端子電圧（セル電圧）をそれぞれ検出する電圧検出部１６、および前記負荷機器２０との間で情報通信する通信処理部１７と、後述するテーブル１８とを具備して構成される。尚、このテーブル１８は、メモリ素子に記憶されたものであって、後述するように予め求められた前記二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶと、該二次電池１１の残容量率（残容量／実力容量）ＳＯＣとの関係を記述したものである。

そして前記制御・演算部１５は、基本的にはサーミスタ等の温度検出素子１９にて検出される前記二次電池１１の温度（電池温度）、前記電圧検出部１６にて検出されるセル電圧、および前記電流検出部１４にて検出される充放電電流に応じて前記スイッチ素子１３をオン・オフ制御すると共に、通信処理部１７を介して前記負荷機器２０側に制御指令を与えて前記二次電池１１に対する充電電圧や充電電流を制御する機能を備える。このような基本機能に加えて前記制御・演算部１５は、後述するように二次電池１１の満充電容量を算出すると共に該二次電池１１の内部抵抗を求め、これを前記負荷機器２０側に通知する機能を備える。

一方、前記負荷機器２０は、基本的には外部電力（図示せず；商用電源）を受けて該負荷機器２０の本体部である負荷２１を駆動すると共に、前記パック電池１０に対して電力を供給して前述した二次電池１１を充電する制御・電源部２２を備えて構成される。またこの制御・電源部２２は、例えば外部電力の供給が途絶えたとき、前記パック電池１０の二次電池１１から供給される電力にて前記負荷２１を駆動する役割を担う。ちなみに前記制御・電源部２２による二次電池１１の充電は、該二次電池１１がリチウムイオン電池である場合には、例えば最大電流（一般的には０.５〜１Ｃ程度）および最大電圧（一般的には約４.２Ｖ／セル程度）をそれぞれ規制した定電流・定電圧充電により行われる。

尚、制御・電源部２２は、前述したパック電池１０における通信処理部１７との間で、例えばデータラインＳＤＡおよびクロックラインＳＣＬを介してＳＭＢＵＳ方式にて情報通信する。前記パック電池１０の制御部（ＭＰＵ）１２は上記情報通信機能を利用して前記制御・電源部２２の作動を制御する。また逆に前記パック電池１０の制御部（ＭＰＵ）１２は二次電池１１の充電状態に応じて制御・電源部２２に指令を与え、該制御・電源部２２による前記二次電池１１の充電電圧や充電電流を可変設定する。この制御・電源部２２の制御の下で前記二次電池１１に対する充電が制御される。

さて基本的には上述した如く構成されたパック電池（二次電池装置）において本発明が特徴とするところは、前述した制御・演算部１５において充電中の二次電池１１に対してその充電を一旦中止し、該二次電池１１の開放端子電圧（ＯＣＶ）を計測した後、その充電を再開するようにし、そして前述した如く計測した充電途中での開放端子電圧および満充電まで充電した後の前記二次電池１１の開放端子電圧（ＯＣＶ）と、この充電再開期間に二次電池１１に充電した充電容量とに基づいて前記二次電池１１の満充電容量（充電し得る最大の容量）を算出することを特徴としている。

このような満充電容量の算出を実現するべく前記制御・演算部１５は、充電中における前記二次電池１１の充電路を遮断して、若しくは負荷機器（充電器）２０の動作を制御して前記二次電池１１に対する充電をオン・オフ制御する充電制御手段と、前記二次電池１１の端子電圧と充放電電流とに基づいて該二次電池１１の満充電容量を算出する演算手段とを備える。尚、前記充電制御手段の制御の下で負荷機器（充電器）２０側にて前記二次電池１１に対する充電路を遮断するようにしても良い。

具体的には制御・演算部１５は、例えば図２に示すように前記充電制御手段として、前記二次電池１１の端子電圧が予め定めた電圧に達したとき、または該二次電池１１の充電容量が予め定めた容量に達したときに前記二次電池１１に対する充電を一旦中止し、前記電圧検出部（電圧検出手段）１６により該二次電池１１の開放端子電圧を検出した後に前記二次電池１１に対する充電を再開する充電中止・再開手段１５ａと、前記二次電池１１の満充電を検出して該二次電池１１の充電を停止する満充電検出手段１５ｂとを備える。

また制御・演算部１５は前記演算手段として、前記二次電池１１の再充電期間における充電電流を積算して前記二次電池１１の充電容量を算出する充電容量算出手段１５ｃと、
前記二次電池１１の充電停止に連動して該二次電池１１の開放端子電圧（ＯＣＶ）を検出する開放端子電圧検出初段１５ｄと、前記充電容量算出手段１５ｃにて求められた充電容量と前記充電中止時に検出した開放端子電圧Ｖocv１および前記満充電後に検出される前記二次電池１１の開放端子電圧Ｖocv２とに従って該二次電池１１の満充電容量（実力容量）Ｃfullを算出する満充電容量算出手段１５ｅとを備える。

更に制御・演算部１５は前記演算手段として、前記二次電池１１の充電再開時における端子電圧の上昇分、具体的には充電再開直前の二次電池１１の端子電圧と充電再開直後に検出される二次電池１１の端子電圧の差と、該二次電池１１に対する充電電流とから該二次電池１１の内部抵抗Ｒを算出する内部抵抗演算段１５ｆとを備える。そして上述した如く求めた二次電池１１の満充電容量Ｃfullおよび／または内部抵抗Ｒを前述した通信処理部１２を介して外部出力し、例えば前記負荷機器２０に設けられた表示手段（図示せず）にて二次電池１１の寿命を示す情報として表示するものとなっている。

図３はこのような機能を備えた制御・演算部１５により実行される二次電池１１の特性検出方法である特性検出手順の一例を示している。この処理は先ず充電前の二次電池１１の開放端子電圧Ｖocv１を計測することから開始される＜ステップＳ１＞。そして、テーブル１８として予め求められている、例えば図７に示すような二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係を参照して、前記開放端子電圧Ｖocv１がフラットな領域における電圧か否かを判定する＜ステップＳ２＞。

そしてフラットな領域の電圧でないことが確認されたならば、該二次電池１１に対する充電を実行し＜ステップＳ３＞、その充電電流を積算してその充電容量を算出する＜ステップＳ４＞。この処理は二次電池１１が満充電に達するまで行われ＜ステップＳ５＞、満充電に達したならば二次電池１１に対する充電を停止し＜ステップＳ６＞、充電後の前記二次電池１１の開放端子電圧Ｖocv２を測定する＜ステップＳ７＞。

そして充電前に計測した開放端子電圧Ｖocv１と充電完了後に計測した開放端子電圧Ｖocv２とに従い、更にこのときに充電された充電容量Ｃchargeとに従って前記二次電池１１の満充電容量Ｃfullを、例えば
Ｃfull＝Ｃcharge／［（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）／１００］
ＳＯＣ１；ＯＣＣテーブル参照してＶocv１より求めた残容量比［％］
ＳＯＣ２；ＯＣＶテーブル参照してＶocv２より求めた残容量比［％］
として算出する。尚、上述したステップＳ１〜８に示されるところの、充電前の開放端子電圧Ｖocv１と充電完了後の開放端子電圧Ｖocv２とに従う満充電容量Ｃfullの算出法自体は、ステップＳ２を除いて従来より行われている一般的な手法である。

これに対して本願発明が特徴とするところは、前述したように充電前に検出した開放端子電圧Ｖocv１が開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係においてフラットな領域の電圧であることが判定された場合＜ステップＳ２＞、例えば前述した二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係を示すＯＣＶテーブル１８を参照して、フラットな領域を抜け出すに必要な充電容量Ｃを算出する＜ステップＳ１１＞。このフラットな領域を抜け出すに必要な充電容量Ｃについては、例えば前記開放端子電圧Ｖcov１から或る幅を以て求められる残容量比ＳＯＣの最小値と、開放端子電圧ＯＣＶの変化を確認しうる領域での残容量比ＳＯＣとの差を求め、この差に予め求められている二次電池１１の初期満充電容量Ｃinitialを乗じることにより算出するようにすれば良い。

しかる後、二次電池１１に対する充電を開始し＜ステップＳ１２＞、その充電量が前記フラットな領域を抜け出し得る充電量Ｃに達したとき、その充電を一旦中止する＜ステップＳ１３,Ｓ１４＞。そしてこの充電中止状態において前記二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを計測し、前述した如く充電前に求めた開放端子電圧Ｖocv１を求め直す＜ステップＳ１５＞。その後、二次電池１１に対する充電を再開し、前述したステップＳ３からの手順に従って満充電まで充電し、満充電後の開放端子電圧Ｖocv２を測定する＜ステップＳ７＞。そして充電中止時に新たに計測した開放端子電圧Ｖocv１と充電完了後に計測した開放端子電圧Ｖocv２とに従い、テーブル１８を参照して上記各開放端子電圧Ｖocv１,Ｖocv２にそれぞれ対応する残容量比ＳＯＣ１,ＳＯＣ２をそれぞれ求める。そしてこれらの残容量比ＳＯＣ１,ＳＯＣ２と、更にこのときに充電された充電容量Ｃchargeとに従って前記二次電池１１の満充電容量Ｃfullを、例えば
Ｃfull＝Ｃcharge／［（ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）／１００］
として算出する＜ステップＳ８＞。

かくして上述した如くして二次電池１１に対する充電を制御し、二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係がフラットとなる領域を避けて該二次電池１１の充電を一旦中止し、この充電中止時点において該二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを計測するようにした本発明によれば、図４に処理タイミングを示すように充電に伴う二次電池１１の端子電圧の変化を確実に捉えて該二次電池１１の満充電容量（実力容量）Ｃfullを簡易に算出することができる。しかも従来のように、単に充電前の開放端子電圧と満充電後の開放端子電圧とに基づいて満充電容量（実力容量）を算出するものと違って、その算出精度を十分に高めることができ、例えば従来のようにフラットな領域に満充電容量（実力容量）を算出した場合には、その算出結果をキャンセルすると言うような不具合もない。

また二次電池１１に対する充電を、前述したテーブル１８に示される二次電池１１の端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係から、その関係がフラットとなる領域を避けた領域にて強制的に一旦中止し、その充電中止期間における開放端子電圧ＯＣＶを計測すると言う制御を行うだけで、簡易に二次電池１１の満充電容量（実力容量）Ｃfullを正確に算出することができる。換言すれば開放端子電圧ＯＣＶの計測条件を積極的に、かつ強制的に設定して満充電容量（実力容量）Ｃfullの算出に用いる一方の開放端子電圧Ｖocv１を求め、満充電後に計測される開放端子電圧Ｖocv２と併せて満充電容量（実力容量）Ｃfullの算出に供するので、さほどその制御処理負担が増えることもない等の効果が奏せられる。尚、二次電池１１の充電を一旦中止する条件としては、該二次電池１１の端子電圧またはその残容量比ＳＯＣの一方を監視すれば十分である。

また二次電池１１が満充電に至る前の該二次電池１１の前述した端子電圧ＯＣＶと残容量比ＳＯＣとの関係がフラットとならない別の領域において該二次電池１１の充電を今一度中止し、そのときに計測される開放端子電圧Ｖocv２を用いて該二次電池１１の満充電容量（実力容量）Ｃfullを算出するようにしても良い。つまり二次電池１１の充電を複数回に亘って中止し、そのときの開放端子電圧に基づいて満充電容量（実力容量）Ｃfullを求めるようにしても良い。このようにすれば二次電池１１の充電可能容量自体が大きく、満充電するまでに多くの時間が掛かるような場合であっても、満充電前にその満充電容量（実力容量）Ｃfullを評価することが可能となる。従って、いわゆる大容量パック電池の場合に好適である。

また前述したように二次電池１１の残容量比ＳＯＣが所定値に達したときにその充電を一旦中止し、充電再開時に内部抵抗Ｒを求めるようにすれば、二次電池１１の充電再開時の状態を、具体的には一定の残容量比ＳＯＣの下で内部抵抗Ｒを求めることとなる。従って内部抵抗Ｒ自体が図９に示すような温度特性を有する場合であっても、温度検出素子１９を用いて計測される温度情報に従って内部抵抗Ｒを簡易に温度補正することが可能となる。従って内部抵抗Ｒについての評価も精度良く行うことが可能となる。

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。例えば二次電池１１に対する充電の一時的な中止については、パック電池１０が備えるスイッチ素子１３の遮断によって実現しても良いが、負荷機器２０における制御・電源部２２に制御指令を与え、この制御・電源部２２において制御するようにしても良い。また二次電池１１の開放端子電圧の測定に基づく満充電容量の計測と、充電再開時における内部抵抗Ｒの測定の双方を行っても良いことは言うまでもない。その他、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することができる。

ところで二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを測定する場合、二次電池１１の内部状態が化学的に安定するまで長時間に亘って待つことが必要である。特に二次電池１１の放電時には該二次電池１１の分極の影響が大きいので、放電停止後の待ち時間（例えば１〜５時間）が長くなることが否めない。従ってこのような場合には、例えば図５に示す処理手順に従って二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを検出することで、その待ち時間を短くすることが好ましい。

具体的には、例えば図６にその動作タイミング図を示すように、二次電池１１の放電が停止したならば、先ずその時点において二次電池１１の端子電圧Ｖａを測定する＜ステップＳ２１＞。その後、所定の微小時間の経過を待ち＜ステップＳ２２＞、再度前記二次電池１１の端子電圧Ｖｂを計測する＜ステップＳ２３＞。ちなみに上記所定の微小時間は、放電停止した二次電池１１の端子電圧が回復して或る開放電圧に落ち着くまでに要する時間に比較して十分に短い時間である。従って上記端子電圧Ｖａ,Ｖｂの計測は、二次電池１１の放電停止直後における端子電圧の回復の様子を検出することを意味する。

そして上述した如く微小時間を隔てて計測した２つの端子電圧Ｖａ,Ｖｂに基づいて前記放電停止した二次電池１１の端子電圧が所定の開放端子電圧Ｖbatに復帰する電圧復帰カーブを予測し、この電圧復帰カーブに従って該二次電池１１の端子電圧が復帰する開放端子電圧Ｖbatを予測する＜ステップＳ２４＞。しかる後、上述した如く予測した開放端子電圧Ｖbatにて二次電池１１を強制的に定電圧充電する＜ステップＳ２５＞。次いで二次電池１１の定電圧充電が終了したならば、再度、所定の微小時間の経過を待ち＜ステップＳ２７＞、該二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを計測する＜ステップＳ２８＞。

かくしてこのようにして放電停止後の二次電池１１を強制的に定電圧充電すれば、該二次電池１１の端子電圧が自然回復するよりも十分に短い時間でその端子電圧を強制的に回復させることができる。従って放電時における二次電池１１の開放端子電圧ＯＣＶを計測する上で非常に好都合である。特に二次電池１１の電圧回復特性を予測して二次電池１１を強制的に定電圧充電するだけなので、その制御が簡単であり、開放端子電圧の計測を短時間に行う上で非常に効果的である。

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。例えば二次電池１１としては、前述した３成分正極のリチウムイオン二次電池に特定されるものではない。例えば正極にコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等を用いた二次電池、或いはそれらの混合物を用いた二次電池であっても良い。換言すれば前述したように所定の電圧範囲において、図７に示すように無負荷電圧ＯＣＶと残容量比（ＳＯＣ［％］）との関係が、概ね直線的になるような電池、または前述したフラットな領域を除いて概ね１対１の相関関係が或る電池に対して本発明が適用可能である。また無負荷電圧に対して残容量（ＳＯＣ［％］）が変化する全て電池、例えば他のリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー電池、更にニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等に対しても同様に適用することも可能である。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することができる。

１１ 二次電池
１４ 電流検出部
１５ 演算・制御部
１５ａ 充電中止・再開制御出手段
１５ｂ 満充電検出手段
１５ｃ 充電容量演算手段
１５ｄ 開放端子電圧検出手段
１５ｅ 満充電容量演算手段
１５ｆ 内部抵抗演算手段
１６ 電圧検出部
１８ テーブル

Claims (4)

1. 開放端子電圧と残容量比との関係において前記開放端子電圧が変化しないフラットな領域を有する二次電池の特性検出方法であって、
   前記二次電池の開放端子電圧が前記フラットな領域の電圧であるとき、前記フラットな領域を抜け出すに必要な充電量を算出して充電を行い、前記充電量に達したときに前記二次電池に対する充電の一旦中止を行い、前記二次電池の開放端子電圧を検出した後に前記二次電池に対する充電を再開して満充電まで再充電を行い、
   前記再充電の期間における充電容量と前記一旦中止の時に検出した開放端子電圧および前記満充電後に検出される前記二次電池の開放端子電圧とに基づいて前記二次電池の満充電容量を算出することを特徴とする二次電池の特性検出方法。
2. 請求項１に記載の二次電池の特性検出方法において、
   更に前記充電再開時における前記二次電池の端子電圧の変化量から該二次電池の内部抵抗を算出することを特徴とする二次電池の特性検出方法。
3. 開放端子電圧と残容量比との関係において前記開放端子電圧が変化しないフラットな領域を有する二次電池と、前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池の充電路を遮断して、若しくは充電器の動作を制御して前記二次電池に対する充電をオン・オフ制御する充電制御手段と、前記二次電池の端子電圧と充放電電流とに基づいて該二次電池の満充電容量を算出する演算手段とを具備し、
   前記充電制御手段は、前記二次電池の開放端子電圧が前記フラットな領域の電圧であるとき、前記フラットな領域を抜け出すに必要な充電量を算出して充電を行い、前記充電量に達したときに前記二次電池に対する充電の一旦中止を行い、前記電圧検出手段が前記二次電池の開放端子電圧を検出した後に前記二次電池に対する充電を再開して満充電まで充電する充電中止・再開手段を備え、
   前記演算手段は、前記再充電の期間における充電電流を積算して前記二次電池の充電容量を算出する充電容量算出手段と、この充電容量算出手段にて求められた充電容量と前記一旦中止の時に検出した開放端子電圧および前記満充電後に検出される前記二次電池の開放端子電圧とに基づいて前記二次電池の満充電容量を算出する満充電容量算出手段とを備えることを特徴とする二次電池装置。
4. 請求項３に記載の二次電池装置において、
   前記演算手段は、更に前記充電再開時における前記二次電池の端子電圧の変化量から該二次電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段を備えることを特徴とする二次電池装置。
   

Images