二次电池的劣化判定装置及备用电源制造方法及图纸

本发明专利技术提供二次电池的劣化判定装置及备用电源，包括：过放电检测部，检测作为劣化判定对象的二次电池的过放电；运算部，在通过上述过放电检测部上述过放电被检测出的期间，积算表示上述二次电池的劣化的值；以及判定部，根据由上述运算部积算的积算值判定上述二次电池的劣化状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及二次电池的劣化判定装置及使用该劣化判定装置的备用电源。
技术介绍
二次电池，作为移动设备的电源、备用电源正在广泛普及。但是，二次电池会因 重复充放电、在高温下的使用、过充电、过放电而劣化。如此，在二次电池已劣化的 情况下，出现能够使用的时间縮短、或者不能进行必要的备用等不良现象，所以判定 二次电池的劣化很重要。作为二次电池的劣化判定方法，例如，提出有针对放电时的电流值计测电压的下 降量，算出二次电池的内阻来判定劣化状态的方法(例如，参照日本专利公开公报特 开2003-243042号(以下称作"专利文献l"))等。但是，在备用电源等情况下，若如专利文献l，在放电已经开始的时刻判定劣化， 则在该时刻已无法得到足够的放电容量，所以不能避免出现备用时间不足等不良现象。 因此，需要定期实施进行用于劣化判定的放电的维护等手段。而且，在执行进行用于 劣化判定的放电的维护的过程中，由于不能进行电源的备用，所以发生需要停止备用 功能等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无需仅为了劣化判定而进行放电的二次电池的劣化判 定装置及使用该劣化判定装置的备用电源。本专利技术所涉及的劣化判定装置及备用电源包括过放电检测部，检测作为劣化判 定对象的二次电池的过放电；运算部，在通过上述过放电检测部上述过放电被检测出 的期间，积算表示上述二次电池的劣化的值；以及判定部，根据由上述运算部积算的 积算值，判定上述二次电池的劣化状态。根据该结构，通过过放电检测部，作为劣化判定对象的二次电池的过放电被检测 出。而且，在通过过放电检测部上述二次电池的过放电被检测出的期间，由运算部积4算表示该二次电池的劣化的值。然后，由判定部，根据由运算部积算的积算值来判定 该二次电池的劣化状态，所以无需只为劣化判定而进行放电，就能判定二次电池的劣 化。附图说明图l是本专利技术实施方式的系统的概略结构图。图2是表示过放电的多个判定等级和二次电池的电压的状态的图。图3是表示二次电池的充放电循环数与放电容量之间的关系的坐标图。具体实施例方式以下，关于本专利技术的实施方式，在进行具体说明之前，先说明本专利技术的二次电池 的劣化判定的原理。一般来说，二次电池的劣化的主要原因在于过充电引起的电解液的因电分解的减 少或活性物质的钝化(passivation)，和过放电引起的电解液的因电分解的减少或活性 物质的钝化、失活(inactivation)的情况很多。其中，关于过充电引起的劣化，通常通过优化正极容量和负极容量的平衡设计等， 设计成对于一定程度的过充电具有耐受性，所以很少引起急剧的劣化。另一方面，关 于过放电引起的劣化，因为过放电时正极与负极的电位关系反转等，引起与通常状态 完全不同的电化学反应，所以劣化的程度与过充电相比非常大。另外，对于用作备用电源的二次电池，近年来随着信息化的发展，呈现大型化、 高电压化的趋势。特别是，在消耗功率增大的情况下，若要增加输出电流，则有电路 和元件的焦耳热增大的问题。因此， 一般是通过将输出电压高电压化，来抑制输出电 流的增大，同时增大输出功率。此时，由于二次电池(secondary battery)的单位电池(unit cell)电压被电化学地决定， 所以单位电池串联的数目会增加。但是，若将单位电池串联地连接，由于在串联连接 的全部单位电池中流过的电流为一定，所以，因单位电池间的SOC(充电的状态，State Of Charge)的差，SOC小的单位电池在放电末期就会过放电。因此，需要通过过放电检测单元来避免过放电，但是若因一单位电池的过放电就 停止放电，则即使在其他单位电池中容量有剩余，充分具有备用能力的情况下，容量 有剩余的单位电池的放电受到限制，所以存在限制作为电源整体的能力的问题。因此，本专利技术，能在需要备用时尽可能地发挥作为电源整体的能力的同时，能够 准确地把握由过放电引起的二次电池的劣化，在适当的时期实施必要的电池维护。图3是表示对边使二次电池过放电边实施耐久试验的情况和不让过放电而实施耐 久试验的情况进行比较的试验结果的坐标图。耐久试验所使用的电池是3000mAh的 圆筒形镍氢蓄电池。将该电池在2CTC环境下，以充电电流为3A，充电至电池电压从 峰值降低10mV来实现满充电，然后以10A的放电电流放电到端子电压为0V。不让过放电的二次电池就此停止放电。对于让过放电的二次电池，之后再以IOA， 分别实施20秒钟的过放电、和40秒钟的过放电两种实验。关于没让过放电的单位电 池，在100循环后仍具有初期的98%以上的容量，几乎劣化未加重。另一方面，关于在每个放电循环进行了 IOA、 20秒的过放电的单位电池，放电容 量在第36循环降低到初期的95%,在第68循环降低到初期的90%。另外，关于每 个放电循环进行IOA、 40秒的过放电的单位电池，放电容量在第20循环降低到初期 的95%，在第36循环降低到初期的90%。从该结果可知，电池的过放电急剧促进容量劣化。另夕卜，相对于10A、 20秒钟的 过放电的电池，IOA、 40秒钟的过放电的电池以大致两倍的速度劣化，由此还可知， 过放电的量与劣化之间存在非常良好的关联(good correlation)。如此，由于过放电量与电池的劣化之间存在良好的关联，所以当负载电流大致能 估计的情况下，通过检测二次电池的过放电并积算过放电的持续时间，能够准确地把 握二次电池的劣化。此外，当负载电流的变动大、难以估计电流值的情况下，通过积 算从过放电时的电流和过放电的持续时间即过放电时间求出的放电电量，能够准确地 把握二次电池的劣化。另外，根据电池的种类，还存在过放电的等级阶段性地变化、并且各个阶段中的 劣化促进因素不同的情况。在这样的情况下，通过在过放电的检测单元中设置多个判 定等级，以不同的系数积算各个判定等级中判定的过放电时间、过放电积算电量，能 够进行二次电池的准确的劣化判定。以下，参照附图，对用于实施本专利技术的实施例进行说明。 (第一实施例)图1是本专利技术的第一实施例的使用劣化判定装置的备用电源系统的概略结构图。 图1所示的备用电源系统包括电池模块1、电流计测部4和ECU(Electric ControlUnit:电控单元)5。此时，由电流计测部4和ECU5构成劣化判定装置的一个例子。 电池模块1与电流计测部4串联连接，再与负载连接。电池模块l串联连接至少 一个以上的二次电池2而构成。二次电池2的电压与设置在ECU5内部的过放电检测 部3的输入连接。电流计测部4与ECU5内部的过放电电量积算运算部(overdischarge electric amount integrating section)7连接。ECU5的内部还包括存储器8和CPU9 (判定部)。 CPU9在ECU5的内部与存储器8、过放电检测部3、过放电电量积算运算部7、过放 电时间积算运算部6连接，进行数据的收发和各部分的控制。过放电检测部3测量各个二次电池2的电压，并向CPU发送其电压值的数据。 CPU9根据被发送来的电压值数据进行过放电等级的判定。电流计测部4测量电池模 块1的放电电流或充电电流，并向过放电电量积算运算部7发送充放电电流值的数据。若从电池模块l向负载放电，则二次电池2的电压下降，最终会低于预先设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池的劣化判定装置，其特征在于包括：　过放电检测部，检测作为劣化判定对象的二次电池的过放电；　运算部，在通过所述过放电检测部所述过放电被检测出的期间，积算表示所述二次电池的劣化的值；以及　判定部，根据由所述运算部积 算的积算值判定所述二次电池的劣化状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村忠雄，铃木达彦，
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[日本]