TWI596822B - Liquid lead battery state detection method and liquid lead battery charge control method - Google Patents
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Description
本發明係有關液式鉛電池(battery),具體而言係有關狀態的檢測或充電的控制。
鉛電池的特性會相應於電池的狀態而變化,因此,檢測鉛電池的狀態有助於進行高精度的控制。
例如,在下述之專利文獻1係記載在鉛蓄電池的充電方法中,於充電中以預定的間隔切斷充電電流僅預定時間,測量在即將切斷充電電流之前的電壓與經過預定時間之時點的電壓兩者的電壓差,以該電壓差轉為增加時為基準來切換充電模式(mode)。
專利文獻1 日本國特開平11-176482號公報
然而,在習知技術中係有外擾造成的誤差的影響大之問題。
例如在前述專利文獻1的技術中,由於是取通電時的電池電壓與暫停時的電池電壓之差,故當一
次側電壓的變動等外擾導致充電電流變動,電池電壓因而變動時,有誤檢測狀態等的情形。
本發明乃係為了解決上述問題點而研創,目的在於提供在檢測液式鉛電池的狀態時或控制液式鉛電池的充電時降低外擾造成的誤差的影響之方法。
為了解決上述問題,本發明的方法係液式鉛電池狀態檢測方法,具備下述步驟:以一定週期設置暫停定電流充電的暫停區間,且在暫停區間的各者具備執行下述步驟之步驟:-將從暫停開始時點起經過第1時間的第1時點特定出之步驟;-將從暫停開始時點起經過第2時間的第2時點特定出之步驟;及-取得從第1時點至第2時點為止的電壓減少量之步驟;以及依據電壓減少量從增加轉為減少,檢測出液式鉛電池的狀態之步驟。
依據上述構成,係根據從充電暫停後經過一段時間的時點的電壓減少量,檢測液式鉛電池的狀態。
亦可為,暫停區間的長度係相等於第2時間。
此外,本發明的方法係液式鉛電池狀態檢測方法,具備下述步驟:
以一定週期設置暫停定電流充電的暫停區間,且在暫停區間的各者執行下述步驟之步驟:-將從暫停開始時點起經過第1時間的第1時點特定出之步驟;-將電壓從第1時點起降低僅第1電壓差的第2時點特定出之步驟;及-取得從第1時點至第2時點為止的經過時間之步驟;以及依據經過時間從減少轉為增加,檢測出液式鉛電池的狀態之步驟。
依據上述構成,同樣係根據從充電暫停後經過一段時間的時點的電壓減少量,檢測液式鉛電池的狀態。
此外,本發明的方法係液式鉛電池充電控制方法,具有下述步驟:檢測上述液式鉛電池的狀態之步驟;及根據液式鉛電池的狀態決定充電電流量之步驟。
亦可為,從增加轉為減少或從減少轉為增加一事,係依據在預定個數的連續的暫停區間中電壓減少量的最大值或經過時間的最小值未更新而檢測出。
亦可為,從增加轉為減少或從減少轉為增加一事,係依據下述來檢測出:最後的暫停區間的電壓減少量比前面暫停區間的電壓減少量小;或最後的暫停區間的經過時間比前個暫停區間的經過時間長。
亦可為,從增加轉為減少或從減少轉為增加一事,係根據各暫停區間的電壓減少量或經過時間,使用最小平方法來檢測出。
亦可為復具備:取得液式鉛電池的液溫之步驟;及根據液溫決定第2時間或第1電壓差之步驟。
依據本發明的方法,係將充電暫停區間開始之後不久的外擾造成的誤差大的區域排除,根據經過某程度時間後的變化來檢測出狀態,因此能夠降低外擾造成的誤差的影響。
AX、AY‧‧‧積分充電電流量
Int1、Int2‧‧‧暫停區間
intx‧‧‧暫停時間(暫停區間的長度)
t0‧‧‧時刻(暫停開始時點)
t1、t5‧‧‧時刻(第1時點)
t2、t6‧‧‧時刻(第2時點)
TA‧‧‧時間(第1時間)
TB‧‧‧時間(第2時間)
Tx‧‧‧一定的週期
VD‧‧‧電壓差(第1電壓差)
△T‧‧‧經過時間
△V‧‧‧電壓減少量
第1圖係顯示本發明實施形態1的控制下的電壓的變化之曲線圖(graph)。
第2圖係說明實施形態1中取得電壓減少量的取得方法之曲線圖。
第3圖係說明實施形態1中檢測第3時點的檢測方法之曲線圖。
第4圖係說明實施形態2中取得經過時間的取得方法之曲線圖。
第5圖係說明實施形態3中決定第1時間的決定方法之曲線圖。
第6圖係說明實施形態4的效果之曲線圖。
以下,根據添付圖式說明本發明實施形態。
本發明係有關檢測鉛電池的狀態之方法。所謂的「鉛電池的狀態」,係例如可藉由充電率來表示,但亦可藉由其他物理量或物理量之組合來表示,例如亦可藉由從充電開始時點起的積分電流量來表示。此外,本發明係亦有關根據鉛電池的狀態來控制鉛電池的充電之方法。
本發明的鉛電池乃係液式的鉛電池,例如搭載於車輛。在鉛電池係連接控制鉛電池的充放電動作的控制裝置。控制裝置係例如由電腦(computer)構成,具備微處理器(micro processor)等運算手段及半導體記憶體(memory)等記憶手段。控制裝置係藉由執行儲存在記憶手段的程式(program)來實施本發明的方法(或其各步驟)。
控制裝置係控制對鉛電池之充電的電流值。控制裝置係能夠測量、算出或取得時間及鉛電池的端子間電壓。此外,控制裝置係亦能夠測量、算出或取得鉛電池的充電率、鉛電池的充放電功率、鉛電池的充放電量、鉛電池的充電率等。為了進行該些值的測量或取得,亦可關聯於控制裝置設置適當的感測器(sensor)。另外,在本說明書中,「充電量」有時係指充電的功率量,「放電量」有時係指放電的功率量。
第1圖係顯示本發明實施形態1的控制下的電壓的變化之曲線圖。另外,雖然該曲線圖係使用曲線而表現出電壓值呈連續性變化,但實際上電壓的取得係可採用離散的方式執行,此時,第1圖的曲線圖係亦可採用折線或離散性的描繪(plot)來表現。此點針對第2圖至第6圖的曲線圖亦同。
第1圖的控制係表示以定電流方式進行的充電動作。在該圖中係顯示以電流值I1進行的充電動作之例。在第1圖所示的時間段之前或之後,亦可為執行非以定電流方式進行的充電動作。非以定電流方式進行的充電動作係例如可為以定電壓充電、定電力充電、或準定電壓充電進行的充電動作。
控制裝置係在充電動作中設置暫停定電流充電的暫停區間。在第1圖係顯示暫停區間Int1及Int2。暫停區間係以一定週期設置。在本實施形態中係設該週期為Tx[s]。控制裝置係在該暫停區間的各者暫停充電(亦即令充電電流為0)僅預定的暫停時間。
週期Tx係例如為120秒,但只要相應於控制裝置的控制特性等,在1分鐘至5分鐘之間設定適當的值即可。此外,暫停時間(亦即暫停區間的長度)intx[s]為一定,例如4秒,但針對暫停時間亦同樣只要相應於控制裝置的控制特性等,在1秒至10秒之間設定適當的值即可。
在各暫停區間係暫停充電動作,因此鉛電池的電壓(例如端子間電壓)係隨著時間減少。控制裝置
係針對各暫停區間取得佔該暫停區間一部分的一定時間中的電壓減少量。
第2圖係說明電壓減少量的取得方法之曲線圖。在該曲線圖中,暫停區間的起點(暫停開始時點)為時刻t0,暫停區間的終點(暫停結束時點)為時刻t2。控制裝置係在暫停區間的各者,首先將從時刻t0起經過一定時間TA[s](第1時間)的時刻t1(第1時點)特定出,取得時刻t1時的電壓VA[V]。
接著,控制裝置係將從時刻t0起經過一定時間TB[s](第2時間)的時刻t2(第2時點)特定出,取得時刻t2時的電壓VB[V]。接著,控制裝置係取得從時刻t1至時刻t2為止的電壓減少量△V[V]。例如,電壓減少量△V係藉由以時刻t1時的電壓減去時刻t2時的電壓而以電壓差算出,此時,△V=VA-VB[V]。亦可取絕對值而定義為△V=|VA-VB|。在本實施形態中,時間TB的長度係固定。
此外,在第2圖的例子中雖係以時刻t0為基準來測量時間TB,但在本實施形態中,因時間TA為常數,故以時刻t1為基準來定義第2時間亦相同效果。(此時,可解釋為首先設從時刻t0起經過時間TA(第1時間)的時刻t1為第1時點,接著設從時刻t1起經過一定時間TB-TA的時刻t2為第2時點。)
控制裝置係如上述針對暫停區間的各者取得電壓減少量△V。接著,控制裝置係根據針對各暫停區間取得的電壓減少量△V,檢測電壓減少量△V從增加轉為減少的時點(第3時點)。
第3圖係說明第3時點的檢測方法之曲線圖。隨著充電動作的進行,充電率上升達到100%,充電動作再繼續進行,充電率便超過100%。在第3圖中,時刻t3相當於第3時點(亦即,在時刻t3,電壓減少量△V從增加轉為減少)。另外,實際的曲線圖係含有對應暫停區間的部分,但在第3圖中係為說明上的方便而忽略暫停區間而表現為充電連續地進行。
另外,在第3圖的例子中,橫軸代表充電率[%],以橫軸為基準來顯示時刻t3及積分電流量(後述),但在定電流充電中,時間、充電率及積分電流量係互為一對一對應,因此時間、充電率及積分電流量係能夠互相變換。此外,第3時點乃係關聯於暫停區間的任一者而檢測出,該暫停區間與第3時點之間的嚴謹的時間關係非本質上的,視需要能夠由本發明所屬領域者適當決定。
時刻t3乃係複數個暫停區間的電壓減少量△V隨著時間的經過或按暫停區間的時間順序而從增加轉為減少的時點。亦即,相對於最初的暫停區間的電壓減少量△V,即使下個暫停區間的電壓減少量△V變大,但時間繼續前進而依序設置暫停區間,便會出現電壓減少量△V開始減少的時點。時刻t3係對應於該時點的暫停區間。
時刻t3係可採用任何方式檢測,例如能夠以下述的方式檢測。即,控制裝置係在充電開始後,於每個暫停區間判定電壓減少量△V的最大值是否更新。
此外,當電壓減少量△V的最大值超過某規定次數未更新時,判斷為電壓減少量△V從增加轉為減少。該時點(亦即,判斷為電壓減少量△V從增加轉為減少的暫停區間的時點)便為時刻t3。
在此例中,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係能夠依據在預定個數的連續的暫停區間中電壓減少量△V的最大值未更新來檢測出。作為判定基準的暫停區間的連續個數係例如為5。此時,假設電壓減少量△V在暫停區間Int(N)達到峰值(peak),然後在連續五次的暫停區間Int(N+1)至Int(N+5)中取得的電壓減少量△V皆為暫停區間Int(N)的電壓減少量△V以下,便判定為在暫停區間Int(N+5)中電壓減少量△V從增加轉為減少,時刻t3便檢測出為暫停區間Int(N+5)的時刻。另外,作為判定基準的暫停區間的連續個數係亦可採用其他值。
接著,控制裝置係依據電壓減少量△V從增加轉為減少,檢測出鉛電池的狀態。例如如第3圖所示,依據電壓減少量△V從增加轉為減少,檢測出鉛電池的充電率已達到100%。
電壓減少量△V從增加轉為減少的時點與充電率達到100%的時點係高精度地一致。因此,只要檢測電壓減少量△V從增加達到峰值再轉為減少,便能夠高精度地判定為充電率已達到100%。
此處,在鉛電池的充電中的端子間電壓係有可能含有起因於外擾(一次側電壓的變動等)的誤差。
該外擾係即使暫停充電也未必會立即變成0,在暫停區間的開始之後不久仍有可能殘存某程度的誤差。因此,依據本發明的實施形態1的方法,係將充電暫停區間開始之後不久的外擾造成的誤差大的區域排除,根據經過某程度的時間TA後的變化來檢測出狀態,因此降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠更加正確地檢測鉛電池的狀態。具體而言,係並非使用通電中的一時點與暫停中的一時點之間的電壓差,而是使用暫停中的兩時點之間的電壓差,藉此,抑制充電電流的變動等的影響而能夠高精度地進行檢測。
然後,在本實施形態中,係根據所檢測出的狀態進行充電的控制。具體而言,在本實施形態中,係藉由決定時刻t3以後的充電電流量來進行充電的控制。時刻t3以後的充電電流量係例如能夠以下述的方式決定。
如第3圖所示,控制裝置係取得從充電開始時點至時刻t3為止的積分充電電流量AX[Ah]並予以記憶。接著,根據該值,決定時刻t3以後所應充電的積分充電電流量AY[Ah]。AY與AX之關係係能夠由本發明所屬領域者適當決定,例如能夠將AY以AX的一次函數的形式算出,具體而言,能夠以與AX成比例之值的形式算出。
就具體例而言,當設目標充電率為K[%]時,可採用AY=AX×(K-100)/100[Ah]。例如,在AX=100[Ah]且K=115[%]的情形中,在時刻t3以後,在充電AY=15[Ah]的積分充電電流量的時點,充電便結束。
依據本發明實施形態1的方法,係如上述將充電暫停區間開始之後不久的外擾造成的誤差大的區域排除,根據經過某程度的時間TA後的變化來檢測出狀態,因此降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠實現更加正確的充電控制。
在上述的實施形態1中,能夠施行如下述的變形。
時間TA(第1時間)及時間TB(第2時間)的具體值係能夠由本發明所屬領域者根據實驗等而適當決定。具體而言,出現在電壓的外擾所造成的誤差係有可能隨著時間TA變長而降低,此外,充電動作的時間性效率係有可能隨著時間TB變短而提升。但另一方面,當設計為時間TA長、時間TB短,電壓減少量△V的量測精度便有可能降低,但只要為本發明所屬領域者,當能夠適當設計兩者的平衡。
在實施形態1中,從暫停開始時點起經過時間TB的第2時點與暫停結束時點雖為一致,但該兩時點亦可為相異的時點。亦即,亦可設計為TB<intx。此時,在經過第2時點、算出電壓減少量△V後,暫停區間仍然持續。如此一來,便能夠將作為鉛電池的狀態檢測之參數(parameter)的時間TB與作為充電動作之控制參數的暫停時間intx予以獨立設計,從而能夠進行更加細緻的控制。
此時,時間TB的長度係較佳為以使依存於諸條件的誤差變小之方式決定。例如,當預期電壓減
少量△V會因鉛電池的液溫而變動時,可將時間TB決定為使液溫的變化造成的影響成為最少之值。該決定方法係例如能夠藉由實驗等來實施。
在實施形態1中,所檢測出的狀態(例如充電率為100%的狀態)係用於充電電流量之決定,但只要屬於充電的控制,亦可用於充電電流量之決定以外的處理。此外,所檢測出的狀態係亦能夠用於充電的控制以外。例如,充電率的值係除了在充電動作的直接性控制以外,在關聯於鉛電池的控制中亦具有廣泛的用途,只要為本發明所屬領域者,當能夠適當決定用途。
在實施形態1中,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係依據電壓減少量△V的最大值未更新僅預定次數來檢測出。就變形例而言,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係亦可依據電壓減少量△V減少一次來檢測出。亦即,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係依據最後的暫停區間的電壓減少量△V比前個暫停區間的電壓減少量△V小而檢測出。
此外,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係亦可根據將電壓減少量△V以充電率的函數表示時(例如第3圖的曲線圖)的斜率來檢測出。例如,亦可依據斜率從正變為0來檢測出電壓減少量△V從增加轉為減少。或者,亦可依據斜率從正變為負或從0變為負來檢測出電壓減少量△V從增加轉為減少。
斜率係例如能夠使用差分、導函數、微分係數等,算出方法係能夠由本發明所屬領域者適當設
計。此外,斜率係亦可使用最小平方法算出。此時,電壓減少量△V從增加轉為減少一事係能夠根據各暫停區間的電壓減少量△V,使用最小平方法來檢測出。此外,使用最小平方法進行的電壓減少量△V的斜率的算出方法(例如資料(data)數)係能夠由本發明所屬領域者適當設計,就具體例而言,可使用最新的四個暫停區間的電壓減少量△V。
在實施形態1中係根據一定的經過時間來特定出第2時點。在實施形態2中係根據一定的電壓變化來特定出第2時點。以下,說明與實施形態1之間的不同點。
在實施形態2中,控制裝置係取得在各暫停區間的一部分中電壓降低達一定值所需的經過時間。第4圖係說明該經過時間的取得方法之曲線圖。在該曲線圖中,暫停區間的起點(暫停開始時點)為時刻t4,暫停區間的終點(暫停結束時點)為時刻t7。同實施形態1,控制裝置係在暫停區間的各者,首先將從時刻t4起經過一定時間TA[s](第1時間)的時刻t5(第1時點)特定出,取得時刻t5時的電壓VC[V]。
接著,控制裝置係將電壓從時刻t5起降低僅一定電壓差VD[V](第1電壓差)變成VE[V]的時刻t6(第2時點)特定出(亦即VE=VC-VD或VE=|VC-VD|)。接著,控制裝置係取得從時刻t5至時刻t6為止的經過時間△T[s]。例如,以△T=t6-t5[s]的形式算出。
電壓差VD的大小係能夠由本發明所屬領域者適當設計,但較佳為以使依存於諸條件的誤差變小之方式決定。例如,當預期經過時間△T會因鉛電池的液溫而變動時,可採用使液溫的變化造成的影響成為最少之方式來定決電壓差VD。該決定方法係例如能夠藉由實驗等來實施。
控制裝置係如上述針對暫停區間的各者取得經過時間△T。接著,控制裝置係根據針對各暫停區間取得的經過時間△T,檢測經過時間△T從減少轉為增加的時點(第3時點)。另外,第3時點乃係關聯於暫停區間的任一者而檢測出,該暫停區間與第3時點之間的嚴謹的時間關係非本質上的,視需要能夠由本發明所屬領域者適當決定。
經過時間△T從減少轉為增加的時點即時刻t8(對應第3圖的時刻t3之時刻。未具體圖示)係可採用任意方式檢測,能夠採用與實施形態1或其變形例中檢測出電壓減少量△V從增加轉為減少的時點即時刻t3的方法相同的方法來檢測。
時刻t8係例如能夠以下述的方式檢測。即,控制裝置係在充電開始後,於每個暫停區間判定經過時間△T的最小值是否更新。此外,當經過時間△T的最小值超過某規定次數未更新時,判斷為經過時間△T從減少轉為增加。該時點(亦即,判斷為經過時間△T從減少轉為增加的暫停區間的時點)便為時刻t8。在此例中,經過時間△T從減少轉為增加一事係能夠依據在預
定個數的連續的暫停區間中經過時間△T的最小值未更新來檢測出。
接著,控制裝置係依據經過時間△T從減少轉為增加,檢測出鉛電池的狀態。例如,依據經過時間△T從減少轉為增加,檢測出鉛電池的充電率已達到100%。
經過時間△T從減少轉為增加的時點與充電率達到100%的時點係高精度地一致。因此,只要檢測經過時間△T從減少達到最小值再轉為增加,便能夠高精度地判定為充電率已達到100%。
如上述,依據本發明實施形態2的方法,同實施形態1,係係將充電暫停區間開始之後不久的外擾造成的誤差大的區域排除,根據經過某程度的時間TA後的變化來檢測出狀態,因此降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠更加正確地檢測鉛電池的狀態。
在實施形態2中,亦同實施形態1,係能夠根據所檢測出的狀態進行充電的控制。例如,藉由決定時刻t8以後的充電電流量來進行充電的控制。時刻t8以後的充電電流量係能夠以與實施形態1中的時刻t3以後的充電電流量相同的方式決定。
依據本發明實施形態2的方法,同實施形態1,係將充電暫停區間開始之後不久的外擾造成的誤差大的區域排除,根據經過某程度的時間TA後的變化來檢測出狀態,因此降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠實現更加正確的充電控制。
在上述的實施形態2中,能夠施行與實施形態1相同的變形。例如,時間TA(第1時間)及電壓差VD(第1電壓差)的具體值係能夠由本發明所屬領域者根據實驗等而適當決定。
在實施形態2中,所檢測出的狀態(例如充電率為100%的狀態)係用於充電電流量之決定,但只要屬於充電的控制,亦可用於充電電流量之決定以外的處理。此外,所檢測出的狀態係亦能夠用於充電的控制以外。
經過時間△T從減少轉為增加一事係亦可依據經過時間△T增加一次來檢測出。亦即,經過時間△T從減少轉為增加一事係亦可依據最後的暫停區間的經過時間△T比前個暫停區間的經過時間△T長而檢測出。
此外,經過時間△T從減少轉為增加一事係亦可根據將經過時間△T以充電率的函數表示時的斜率來檢測出。例如,亦可依據斜率從負變為0來檢測出經過時間△T從減少轉為增加。或者,亦可依據斜率從負變為正或從0變為正來檢測出經過時間△T從減少轉為增加。
斜率係例如能夠使用差分、導函數、微分係數等,算出方法係能夠由本發明所屬領域者適當設計。此外,斜率係亦可使用最小平方法算出。此時,經過時間△T從減少轉為增加一事係能夠根據各暫停區間的經過時間△T,使用最小平方法來檢測出。此外,使用最小平方法進行的經過時間△T的斜率的算出方法(例如
資料數)係能夠由本發明所屬領域者適當設計,例如可使用最新的四個暫停區間的經過時間△T。
在實施形態1及2以及其些的變形例中,作為用於將時刻t1及時刻t5(皆是第1時點)特定出之基準的一定時間TA(第1時間)係始終固定。但亦可將時間TA設計為可變。例如,亦可採用就一次的充電處理成為一定之方式於每次充電處理進行變更或決定,亦可於一次的充電處理之間進行變更或變更。
用於算出或決定時間Ta之基準係能夠由本發明所屬領域者適當設計。就該基準的具體例而言,實施形態3乃係使用充電電流相關的量測資料。以下,說明與實施形態1及2之間的不同點。
第5圖係說明實施形態3中決定時間TA(第1時間)的決定方法之曲線圖。在實施形態3中,控制裝置係具備取得出現在充電電流的雜訊(noise)的週期之功能。該功能係能夠使用公知的感測器等來實現。在第5圖的例子中,係在定電流方式的充電中,於充電電流產生有週期P的雜訊。
控制裝置係根據充電電流的週期P,算出或決定時間TA。在本實施形態中,係以成為TA>P的方式決定。該決定方法係能夠由本發明所屬領域者適當設計,例如亦可將比1大的常數CP乘以P而以TA=P×CP算出。
依據本發明的實施形態3的方法,同實施形態1及2,係降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠更加正確地檢測鉛電池的狀態。此外,能夠根據所檢測出的狀態進行充電的控制。
此外,依據實施形態3的方法,係能夠相於對充電電流的雜訊的週期P將時間TA決定為適度長的值,因此,能夠有效率地降低因雜訊造成的電壓變動帶給電壓減少量△V或經過時間△T的誤差,從而能夠進行更加正確的檢測。例如,當週期P短時,雜訊的影響會早點減少,因此提早開始電壓減少量△V或經過時間△T的量測,將量測時間拉長而能夠使量測精度提升。另一方面,當週期P長時,延後開始電壓減少量△V或經過時間△T的量測,等待雜訊的影響充分地減少,藉此而能夠使量測精度提升。
在實施形態3中,變更時間TA的頻度係能夠適當設計。當充電電流的雜訊的週期P為已知時,亦可將時間TA設計為固定值。亦可於每一充電處理決定時間TA。此時,作為決定之基準的週期P係可使用在前個充電處理中取得的值,亦可使用在充電開始後取得的值。此外,亦可於充電處理的途中進行變更,此時係可於每一暫停區間進行變更。當為在充電處理的途中進行變更時,要以哪個時點的週期P作為基準係能夠適當設計。
在上述的實施形態3中係根據出現在充電電流的雜訊的週期P來算出或決定時間TA,就變形例而
言,係亦可根據出現在充電電流的雜訊的振幅來算出或決定時間TA。例如,亦可將事先決定的常數乘以振幅來算出時間TA。此外,亦可根據週期及振幅兩者來算出或決定時間TA。
在實施形態1及其變形例(包括實施形態3)中,作為用於將時刻t2(第2時點)特定出之基準的一定時間TB(第2時間)係始終固定。此外,在實施形態2及其變形例(包括實施形態3)中,作為用於將時刻t6(第2時點)特定出之基準的一定電壓差VD(第1電壓差)係始終固定。但亦可將該些值設計為可變。例如,亦可採用就一次的充電處理成為一定之方式於每次充電處理進行變更或決定,亦可於一次的充電處理之間進行變更或變更。
在實施形態1及其變形例(包括實施形態3)中,用於算出或決定時間TB之基準係能夠由本發明所屬領域者適當設計。此外,在實施形態2及其變形例(包括實施形態3)中,用於算出或決定電壓差VD之基準係能夠由本發明所屬領域者適當設計。就該基準的具體例而言,實施形態4係使用鉛電池的液溫。以下,說明與實施形態1至3之間的不同點。
在實施形態4中,控制裝置係具備鉛電池的液溫之功能。該功能係能夠使用公知的溫度感測器等來實現。控制裝置係首先取得鉛電池的液溫,根據所取得的液溫決定時間TB或電壓差VD。
第6圖係說明實施形態4的效果之曲線圖。該圖係對應實施形態1,顯示將時間TB設計為可變時的效果。係顯示對應四種條件的電壓減少量△V的圖形G1至G4。圖形G1及G2乃係鉛電池的液溫比較低溫時的例子,圖形G3及G4乃係鉛電池的液溫比較高溫時的例子。此外,在各別的液溫,圖形G2及G4乃係將時間TB設為某值TB=bL時的例子,圖形G1及G3乃係設為TB=bH時的例子(其中,bL≠bH)。在此例中,係設想比較低溫的某液溫時的適當之值的例子為bL,比較高溫的某液溫時的適當之值的例子為bH。
橫軸係代表充電率,以虛線表示充電率達到100%的點。在實施形態1中雖係設想電壓減少量△V的峰值對應充電率100%,但實際上係有可能相應於液溫而產生誤差。例如,在液溫低的情形中,設TB=bL而取得電壓減少量△V時(圖形G2)的電壓減少量△V的峰值係比設TB=bH而取得電壓減少量△V的時(圖形G1)的電壓減少量△V的峰值更接近充電率100%的時點(箭頭L)。亦即,能夠更加正確地檢測出達到充電率100%的狀態。
此外,在液溫高的情形中,設TB=bH而取得電壓減少量△V時(圖形G3)的電壓減少量△V的峰值係比設TB=bL而取得電壓減少量△V時(圖形G4)的電壓減少量△V的峰值更接近充電率100%的時點(箭頭H)。亦即,能夠更加正確檢測出達到充電率100%的狀態。
根據液溫算出或決定時間TB的方法係能夠由本發明所屬領域者適當設計。例如,亦可讓控制裝置事先記憶與液溫的各種值(或各種範圍)對應的時間TB的值。或者,亦能夠將時間TB的值以液溫的函數之形式算出。
以上乃係在實施形態1中將時間TB設計為可變的情形的說明,而在實施形態2中將電壓差VD設計為可變的情形亦能夠採用相同構成,能夠獲得相同的效果。
如上述,依據本發明實施形態4的方法,同實施形態1及2,係降低外擾造成的誤差的影響,從而能夠更加正確地檢測鉛電池的狀態。此外,能夠根據所檢測出的狀態進行充電的控制。
此外,依據實施形態4,係能夠相應於液溫適當地決定時間TB或電壓差VD,因此能夠更加正確地進行狀態的評估(例如充電率達到100%的狀態的檢測)。
I1‧‧‧電流值
Int1‧‧‧暫停區間
intx‧‧‧暫停時間(暫停區間的長度)
t0‧‧‧時刻(暫停開始時點)
t1‧‧‧時刻(第1時點)
t2‧‧‧時刻(第2時點)
TA‧‧‧時間(第1時間)
TB‧‧‧時間(第2時間)
VA‧‧‧時刻t1時的電壓
VB‧‧‧時刻t2時的電壓
△V‧‧‧電壓減少量
Claims (12)
- 一種檢測液式鉛電池狀態之方法,具備下述步驟:以一定週期設置暫停定電流充電的暫停區間,且在前述暫停區間的各者執行下述步驟之步驟:-將從暫停開始時點起經過第1時間的第1時點特定出之步驟;-將從暫停開始時點起經過第2時間的第2時點特定出之步驟;及-取得從第1時點至第2時點為止的電壓減少量之步驟;以及依據前述電壓減少量從增加轉為減少,檢測出液式鉛電池的狀態之步驟。
- 如請求項1之方法,其中前述暫停區間的長度係相等於前述第2時間。
- 如請求項1之方法,其中前述電壓減少量從增加轉為減少一事,係依據在預定個數的連續的暫停區間中前述電壓減少量的最大值未更新來檢測出。
- 如請求項1之方法,其中前述電壓減少量從增加轉為減少一事,係依據下述來檢測出:-最後的暫停區間的前述電壓減少量比前個暫停區間的前述電壓減少量小。
- 如請求項1之方法,其中前述電壓減少量從增加轉為減少一事,係根據各暫停區間的前述電壓減少量,使用最小平方法來檢測出。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中復具備:取得前述液式鉛電池的液溫之步驟;及根據前述液溫決定前述第2時間或前述第1電壓差之步驟。
- 一種檢測液式鉛電池狀態之方法,具備下述步驟:以一定週期設置暫停定電流充電的暫停區間,且在前述暫停區間的各者具備執行下述步驟之步驟:-將從暫停開始時點起經過第1時間的第1時點特定出之步驟;-將電壓從第1時點起降低僅第1電壓差的第2時點特定出之步驟;及-取得從第1時點至第2時點為止的經過時間之步驟;以及依據前述經過時間從減少轉為增加,檢測出液式鉛電池的狀態之步驟。
- 如請求項7之方法,其中前述經過時間從減少轉為增加一事,係依據在預定個數的連續的暫停區間中前述經過時間的最小值未更新來檢測出。
- 如請求項7之方法,其中前述經過時間從減少轉為增加一事,係依據下述來檢測出:-最後的暫停區間的前述經過時間比前個暫停區間的前述經過時間長。
- 如請求項7之方法,其中前述經過時間從減少轉為增加一事,係根據各暫停區間的前述經過時間,使用最 小平方法來檢測出。
- 如請求項7至10中任一項之方法,其中復具備:取得前述液式鉛電池的液溫之步驟;及根據前述液溫決定前述第2時間或前述第1電壓差之步驟。
- 一種控制液式鉛電池充電之方法,具備有下述步驟:使用如請求項1至11中任一項之方法檢測液式鉛電池的狀態之步驟;及根據前述液式鉛電池的狀態決定充電電流量之步驟。
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JP2015012652A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 株式会社豊田自動織機 | 充電電流の多段階制御方法および多段階制御装置 |
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