铅蓄电池的寿命推定方法以及电源系统技术方案

本发明专利技术提供一种铅蓄电池的寿命推定方法，通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤：存储在判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值Ａ的存储步骤；算出表示实际条件下的所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量的累计放电电量Ｂ的算出步骤，其中，所述累计放电电量Ｂ为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时的、在所述实际条件下的累计放电电量Ｂ；从所述累计放电阈值Ａ减去所述累计放电电量Ｂ求得差值电量Ａ－Ｂ的减算步骤；利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种铅蓄电池的寿命推定方法以及采用铅蓄电池的电源系统。
技术介绍
在抑制二氧化碳排放及石油资源的枯竭的趋势高涨的时代，人们期待仅以电力 (例如铅蓄电池等二次电池)为动力的小型车辆的开发。特别是铅蓄电池，由于耐用性强且具有适当的重量，因此被认为可用作例如运输 车辆的动力源。关于准确判断该铅蓄电池的使用极限从而合理地进行更换的方法，已探讨各种 方法。例如在日本专利公开公报特开平05-315015号(以下称作“专利文献1”)中，提出 了持续测量连续补充(trickle)或浮动(float)使用的铅蓄电池(被进行连续补充充电 (trickle charge)或浮动充电(float charge)的铅蓄电池)的表面温度，考虑该表面温度 而运算铅蓄电池的容量劣化率的方法。专利文献1中记载，在始终向铅蓄电池供给微弱充 电电流的不间断电源装置中，能够在考虑铅蓄电池的温度依存性的情况下准确运算容量劣 化率。如果利用该方法，能够准确判断在各种用途下使用的铅蓄电池的使用极限，则可认为 其效果较大。专利文献1所示的不间断电源装置用于防备不定期发生的停电，平时并不进行放 电。另一方面，上述运输车辆在平时就放电(行驶)。而且，在运输车辆中，铅蓄电池通过行 驶(放电)和充电的反复，呈现比较显著的SOCGtate of Charge/充电状态)变化。在这 样的用途下，单是测量铅蓄电池的表面温度，无法准确推定该铅蓄电池的寿命。另外考虑到 运输车辆的行驶距离(S0C的变化)并不一定，每次的充电电量也有所不同，因此，可知单是 根据充电次数(循环数)，也难以推定铅蓄电池的寿命。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，其目的在于提供一种在运输车辆的动力源等的循环使 用中采用铅蓄电池时，可准确推定该铅蓄电池的使用极限，准确判断铅蓄电池的合理更换 时期的方法以及可实现该方法的电源系统。本专利技术所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法，通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的 推定部执行以下步骤存储在判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A的存 储步骤；算出实际条件下所述铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量的累计放电电 量B的算出步骤，其中，所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产 生的劣化程度相同时在所述实际条件下的累计放电电量B ；从所述累计放电阈值A减去所 述累计放电电量B求得差值电量A-B的减算步骤；利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的 推定残存寿命的推定步骤。根据此结构，从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A减去表示实际条 件下的铅蓄电池的放电电量的累计值的累计放电电量B (二氧化铅的体积变化的累积值)，根据所得到的值推定铅蓄电池的残存寿命，其中，所述累计放电电量B为与在标准条件下 所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。因此，通过判断用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A与表示二氧化铅 的体积变化的累积值的累计放电电量B的差值，可知二氧化铅的体积变化的累积值有多接 近用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A。因此，铅蓄电池的残存寿命的推定精度 提高，从而可准确推定铅蓄电池的残存寿命。因此，例如在运输车辆的动力源等的循环使用 中采用铅蓄电池时，可准确判断该铅蓄电池的使用极限，准确推定铅蓄电池的合理的更换 时期。另外，易于推定运输车辆的可行驶距离。附图说明图1是表示由电源系统进行的寿命推定处理的一例的流程图。图2是表示算出累计放电电量B的处理的一例的流程图。图3是表示残存寿命推定精度显示处理的一例的流程图。图4是表示铅蓄电池的循环寿命特性的一例的图。图5是表示铅蓄电池的充电电流与系数之间的相关关系的一例的图。图6是表示铅蓄电池的充电电流与温度差之间的相关关系的一例的图。图7是表示铅蓄电池的充电电流与系数之间的相关关系的一例的图。图8是表示将第5及第6实施例组合于第3及第4实施例时的累计放电电量B的 算出处理的一例的流程图。图9是表示铅蓄电池的放电电流与系数之间的相关关系的一例的图。图10是表示过充电电量与系数之间的相关关系的一例的图。图11是表示铅蓄电池的可充性的一例的图。图12是表示SOC与过充电系数之间的相关关系的一例的图。图13是表示差值C。-C8(l与系数之间的相关关系的一例的图。图14是表示组合第3至第12实施例时的累计放电电量B的算出处理的一例的流 程图。图15是表示基于过充电电量(差值C。-C8(l)与铅蓄电池的表面温度的综合系数 (totalcoefficient)的一例的图。图16是表示本专利技术的电源系统的一例的方框图。图17是表示本专利技术的电源系统的另一例的方框图。图18是表示推定部的功能模块的一例的方框图。具体实施例方式以下，利用附图说明用于实施本专利技术的方式。第1实施例是铅蓄电池的寿命推定方法，以利用用于催促铅蓄电池的使用停止的 累计放电阈值A与累计放电电量B的差值(A-B)，来推定铅蓄电池的残存寿命为特征。在此，累计放电电量B是表示与铅蓄电池在标准条件下反复放电而产生的劣化程 度相同时的实际条件下的铅蓄电池的放电电量的积算值的累计放电电量。在此，严密地讲， 累计放电电量也就是铅蓄电池在标准条件下反复放电的结果所得到的放电电量的累计值。但当在与标准条件有所不同的实际条件下进行放电时，所得到的放电电量的累计值是与标 准条件下的放电电量的累计值有所不同的。但是，在本实施例中，为便于说明，将实际条件下铅蓄电池反复放电直至劣化的放 电电量的累计值替换成被视为与所述劣化相同程度地劣化的标准条件下的放电电量的累 计值来作为累计放电电量B。本实施例中所使用的铅蓄电池被交替地反复充电及放电而使用。通常，在铅蓄电 池中采用二氧化铅0 )作为正极的活性物质。本专利技术者们发现，该二氧化铅的利用率 (实际参与电池反应的比率)的变化，与其说与充放电次数相关联，不如说与累计放电电量 更有关联。二氧化铅由于反复进行收缩(充电)与膨胀(放电)这一体积变化而细微化， 因此二氧化铅的电化学反应性发生变化。因此，根据本专利技术者们的看法可推测，二氧化铅的 细微化的进程与其说与单纯的充放电次数相关联倒不如说与二氧化铅的体积变化(二氧 化铅因膨胀引起的体积变化)的累积值(即累计放电电量)更有关联。因此，在本专利技术中， 通过从用于催促铅蓄电池的使用停止的累计放电阈值A，减去表示铅蓄电池在实际条件下 放电电量的累计值的累计放电电量B ( 二氧化铅的体积变化的累积值)，能更加精确地推定 铅蓄电池的残存寿命，其中，所述累计放电电量B为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放 电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量B。另外，也可推定运输车辆的可 行驶距离。以下，利用图1对上述的第1实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法进行说明。 第1实施例所涉及的铅蓄电池的寿命推定方法通过由图16及图17所示的电源系统Sl及 S2进行的寿命推定处理而实现。图1所示的寿命推定处理，每当铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环结束 时，由电源系统Sl及S2的推定部(微电脑4 ；以下称为推定部4)(参照图16及图17)来 执行。推定部4预先存储累计放电阈值A(步骤Sl ；存储步骤)，并算出累计放电电量B (步 骤S2 ；算出步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于，通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的推定部执行以下步骤：　　存储步骤，存储在标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值Ａ，所述标准条件是指所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定值时的条件；　　算出步骤，将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实际条件，算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量Ｂ，其中，所述累计放电电量Ｂ为与在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电电量Ｂ；　　减算步骤，从所述累计放电阈值Ａ减去所述累计放电电量Ｂ求得差值电量Ａ－Ｂ；　　推定步骤，利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-7-2 2008-1729851.一种铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于，通过推定铅蓄电池的推定残存寿命的 推定部执行以下步骤存储步骤，存储在标准条件下判断所述铅蓄电池的寿命时作为基准的累计放电阈值A， 所述标准条件是指所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流为预先设定值时的条 件；算出步骤，将实际测量到的所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放电电流作为实 际条件，算出实际条件下所述铅蓄电池的累计放电电量B，其中，所述累计放电电量B为与 在标准条件下所述铅蓄电池反复放电而产生的劣化程度相同时在实际条件下的累计放电 电量B ；减算步骤，从所述累计放电阈值A减去所述累计放电电量B求得差值电量A-B ；推定步骤，利用所述差值电量推定所述铅蓄电池的推定残存寿命。2.根据权利要求1所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述推定步骤，包含求出所述差值电量A-B对所述累计放电阈值A的比率，S卩(A-B)/A 的比率取得步骤，所述推定部，根据在所述比率取得步骤求出的所述比率(A-B)/A,推定所述铅蓄电池的 推定残存寿命。3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述算出步骤，求出针对所述铅蓄电池放电的每个循环将表示从铅蓄电池放出的电量 的放电电量和反映所述实际条件而求得的系数相乘的值，通过按每个所述循环依次累计将 所述放电电量和所述系数相乘的值，算出如下述公式1所述的累计放电电量B，B = X1B^X2B2+……+XnBn ……(1)其中，1、2、……η是按所述铅蓄电池的每个放电循环所赋予的编号，B1至Bn是各放电 循环中的放电电量，X1至^是各放电循环中的放电电量所乘的系数。4.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于，所述算出步骤还包 括以下步骤当未设定所述系数时，求出将所述系数设为1乘以所述放电电量的值的步骤；依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算，并将所得到的 累计值作为系数设定错误时累计放电电量Berror而存储的步骤；依次对将所述系数设为1乘以所述放电电量而求得的值进行累计计算，并将所得到的 累计值进行累计作为所述累计放电电量B而存储的步骤；求出所述系数设定错误时累计放电电量Berror对所述累计放电电量B的比率的步骤；显示所求出的所述比率Berror/B的步骤。5.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述系数是与所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄电池的温度相对应而被设定的。6.根据权利要求5所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述系数被设定成随所述铅蓄电池的温度增高而增大。7.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述系数是与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电流相对应而被设定的。8.根据权利要求7所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于 所述系数被设定成随所述充电电流的增大而增大。9.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于 所述系数是与所述铅蓄电池放电时的放电电流相对应而被设定的。10.根据权利要求9所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于 所述系数被设定成随所述放电电流的增大而增大。11.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于所述系数是与所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的过充电电量相对应 而被设定的，其中，所述过充电电量是充电电量与以该充电电量刚进行充电之后的放电循环的放电电量之差。12.根据权利要求11所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于 所述系数被设定成随所述过充电电量的增大而增大。13.根据权利要求3所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于当设所述铅蓄电池的放电循环刚结束之后的充电循环的充电电量为C。、所述铅蓄电池 的表面温度为25度、所述放电电流为3时间率的条件下所述铅蓄电池放电时的所述铅蓄 电池的电压达到预先设定的放电终止电压为止的期间内产生的放电电量的80%的值为C8tl 时，所述系数是与所述充电电量和所述理论电量的差值C。-C8(l相对应而被设定的。14.根据权利要求13所述的铅蓄电池的寿命推定方法，其特征在于 所述系数被设定成随所述差值C。-C8(l的增大而增大。15.一种电源系统，其特征在于包括 作为电源的铅蓄电池；用于对所述铅蓄电池进行充电的充电装置；以及 推定所述铅蓄电池的推定残存寿命的推定部，其中，所述推定部， 存储在所述铅蓄电池的表面温度、充电电流以及放...

【专利技术属性】
技术研发人员：室地晴美，吉原靖之，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP