二次电池劣化判定方法、二次电池劣化判定装置、及电源系统制造方法及图纸

二次电池劣化判定方法、二次电池劣化判定装置、及电源系统，以两次以上的规定次数重复下述操作，即，根据劣化状态量的设定值由充电状态量计算单元来求蓄电池的充电状态量，接着根据所述充电状态量由劣化状态量计算单元来求所述蓄电池的劣化状态量，将通过所述规定次数的重复而最后求得的所述劣化状态量作为劣化状态量输出值进行输出，将最后求得的所述充电状态量作为充电状态量输出值进行输出，并将所述劣化状态量输出值存储到存储器中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对向负载供电的二次电池的劣化状态进行判定的二次电池劣化状态 判定方法等
，特别涉及推测二次电池的内部阻抗或内部电阻、并根据其推测结果 来判定二次电池的劣化状态的二次电池劣化判定方法等

技术介绍
作为检测蓄电池的充电状态的方法，例如有下述专利文献1所记载的通过利用电 池电压和充电状态的关系(线性)来测定电池电压、从而推测充电状态的方法。当使用该方法时，由于受基于充电或放电的极化状态的影响而在电池电压中产 生大的变动，因此不能测定稳定的电池电压。尤其在汽车中，由于在发动机启动时以及启 动后，从蓄电池向各负载供电，并且也从充电器向蓄电池充电，因此重复进行蓄电池的充放 电，从而不能得到稳定的电池电压，由线性求得的充电状态量的推测会产生非常大的误差。因此，虽然在安装于汽车上的蓄电池、尤其在通常不与负载连接而仅在紧急时向 负载供电的蓄电池中具有以下方法，即在发生车门的打开信号到发动机启动为止的期间内 测定电池电压，将该期间的电池电压的测定数据代入线性形式来推测充电状态量的方法， 以及使计时器长时间工作，通过以一定间隔取得电池电压来取得稳定的电压值，从而推测 充电状态的方法等，但由于均是直接使用测定值的方法，没有考虑蓄电池的劣化状态等，因 此准确性欠妥。另外，作为推测充电时蓄电池的充电状态的方法，有下述方法，即对电流进行时间 积分来计算充电量，将其与电池容量进行比较并归一化，由此来推测蓄电池的充电状态。但是，由于蓄电池的电池容量随着蓄电池的劣化进展而从初始电池容量下降减 少，因此，随该劣化进展而计算出的充电状态的精度与初始值相比变低。尤其当SOC量由于 放电等而比较低时，该趋势表现显著。作为其对策，如下述专利文献1、专利文献2所记载 的，公知有进行电池容量的劣化补正的方法。在文献2、文献3所记载的电池容量劣化补正方法中，通过按照充电状态量来计算 蓄电池的放电电流和电池电压的关系的IV法而得到高负载时残存容量，根据该高负载时 残存容量推测满充电时(充电状态量100%)的残存容量，通过用电池容量除该残存容量 来计算劣化度，并根据该劣化度来补正电池容量。这些方法也是表示测定时刻的充电状态量，仅利用该数值进行判定则准确性欠 妥。另外，作为检测劣化状态的方法，有通过电池的内部电阻的增加来检测劣化状态 的方法；使蓄电池放电，根据其放电时的电压来检测劣化状态的方法；以及根据放电时的电压推测蓄电池的容量，由此检测劣化状态的方法。但是，这些方法均是表示测定时刻的劣 化状态量，没有考虑温度等因素，因此，仅利用该数值进行判定则准确性欠妥。在专利文献4中记载有对安装在汽车上的铅蓄电池等二次电池的劣化状态进行 判定的技术。一般地，二次电池的内部阻抗或内部电阻与二次电池的劣化状态有很强的相关 性，因此，如果能够了解二次电池的内部阻抗或者内部电阻，则能够根据其结果判定二次电 池的劣化程度。由此，能够促使用户更换劣化程度高的二次电池。在具有二次电池的电源系统中，为了能够判定该二次电池的劣化状态，可采用下 述结构，即，对该二次电池进行规定电流的充电或放电，测定此时的电流和电压，根据规定 的运算从测定的电流和电压中计算出内部阻抗或内部电阻。在将二次电池安装到汽车等上的情况下，可以想到会在多种地域及外部环境中使 用，因此，保证二次电池在跨度范围非常广的使用温度中正常工作是非常重要的。另一方面，二次电池的内部阻抗或内部电阻依存于温度而较大地变化，特别是在 低温下有显著增大的趋势。因此，即使在常温下内部阻抗或内部电阻在容许范围内，有时也 会在低温下超出容许范围而给二次电池的使用带来障碍。因此，无论二次电池的使用温度如何都可靠判定其劣化状态是非常重要的，为此， 需要在用某些方法进行了温度补正的基础上对二次电池的内部阻抗或内部电阻进行推测。 由于二次电池的内部阻抗或内部电阻具有复杂的温度特性，因此，难以用简单的近似式对 其进行精度良好的近似，从而不容易高精度地进行内部阻抗或内部电阻的温度补正。因此，在专利文献5中记载了通过使用至少三元以上的多项式对内部阻抗的温度 特性进行补正来对二次电池的劣化状态进行高精度判定的现有技术。另外，一般地，由于电池的阻抗和电池的劣化度或放电能力有很强的相关性，因 此，如果能够了解电池的阻抗，则能够由此推测电池的劣化度或放电能力。由此，能够促使 用户更换劣化度高或放电能力低下的电池。在具有电池的电源系统中，为了能够推测该电池的劣化度或放电能力，一直以来 公知有下述方法，即，对该电池流过规定的充电电流或放电电流，测定此时的电流和电压， 根据规定的运算从测定的电流和电压中计算出阻抗。如果测定条件相同，则电池的阻抗成为正确表示电池的劣化度或放电能力的指 标，但在用于实际的系统时，作为典型示例考虑用于汽车上时，在汽车用电池中经常流过由 来自交流发电机的充电电流和供给于各电气安装机器的放电电流等的正常动作引起的充 放电电流。因此，在除了所述的规定的充电电流或放电电流之外还重叠有由这些正常动作引 起的充放电电流的状态下进行阻抗测定，忽视由该重叠的充放电电流引起的测定条件的差 异来进行阻抗测定。专利文献1日本特表2004-530880号公报；专利文献2 日本特开平6-59003号公报；专利文献3 日本特开2000-166109号公报；专利文献4 日本特开2001-228226号公报；专利文献5 日本特开2005-91217号公报。蓄电池根据条件/状态，充放电能力变化很大。作为该条件/状态，有充电状态量 的变化和蓄电池的劣化。以该充电状态量的计算为基础的蓄电池内部的蓄积量根据基于环 境的温度变化、充电或放电而有所变化。由于充电状态量通常由长时间放电时的放电能力、放电特性来限定，因此，蓄电池 的劣化必然影响到充电状态量的计算。另一方面，当计算劣化状态时，虽然是根据定义进行 计算，但充电状态量的影响也不小。因此，通过某些方法对充电状态量和劣化状态量进行补正。在迄今为止的检测方法中，由于用所谓的计算充电状态时的劣化补正和计算劣化 状态时的充电状态量补正的各检测方法中的条件因素进行了考虑，因此，劣化状态检测和 充电状态检测双方容易产生精度差，难以进行蓄电池的最优管理。在上述以往的二次电池的劣化判定方法中存在以下问题。为了计算内部阻抗，向 二次电池充放规定的电流，并测定此时的电流和电压，当所述规定的电流是20Hz以下的低 频交流电流时，即使是基于专利文献5的方法也能够进行二次电池的劣化判定。当将所述规定的电流设为20Hz以下的低频交流电流时，存在无法忽视噪声的问 题。即，当向二次电池充电所述规定的电流时，虽然使用交流发电机进行充电，但在20Hz以 下的低频交流电流中不能忽视来自交流发电机的噪声。另外，在对所述规定的电流进行放 电时，也会受到来自负载的噪声的影响。因此，为了不受来自交流发电机或负载的噪声影响，作为所述规定的电流需要使 用IOOHz以上的交流电流。另外，当使用脉冲状的直流电流作为所述规定的电流时，需要将 脉冲电流施加后IOms以内的电流测定值和电压测定值用于内部电阻的计算。不过，当使用IOOHz以上的交流电流或对于脉冲状电流的IOms以内的响应来作为 所述规定的电流时，利用专利文献5记载的二次电池的劣本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种二次电池劣化判定方法，其根据向负载供电的二次电池的内部阻抗或内部电阻来判定所述二次电池的劣化状态，所述二次电池劣化判定方法的特征在于，预先设定规定的温度特性函数，该温度特性函数包括至少一个以上的指数项和一个调整参数，并表示所述内部阻抗或所述内部电阻的温度依存性，以所述二次电池按规定电流进行充电或放电时的电流测定值以及电压测定值为基础，计算所述内部阻抗或所述内部电阻，将所述二次电池按所述规定电流进行充电或放电时的所述二次电池的温度测定值和所述计算出的内部阻抗或内部电阻代入所述温度特性函数中来确定所述调整参数的值，将所述确定的调整参数的值和规定的基准温度代入所述温度特性函数来计算基准内部阻抗或基准内部电阻，根据所述计算出的基准内部阻抗或基准内部电阻来判定所述二次电池的劣化状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩根典靖，木村贵史，藤村幸司，渡边勇一，佐藤敏幸，岩花史和，饭岛崇，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP