提供了一种用于计算二次电池的残余容量的设备。该设备计算充/放电的二次电池中的能量的残余容量。该设备包括运算单元，该运算单元基于与二次电池的残余容量相对应的充/放电电压来估计和计算第一残余容量，基于二次电池的充/放电电流的积分值来计算第二残余容量，根据电压改变率使用第一残余容量或第二残余容量对二次电池的充/放电电压进行加权，以及对加权的结果进行组合以获得二次电池的残余容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于计算二次电池(诸如，铅电池、镍镉电池、镍氢电池、锂二次电池、 锂离子二次电池或者正极包含具有橄榄石结构的锂金属磷酸盐的锂离子二次电池)残余容量的设备。
技术介绍
已知，在检测二次电池中能量的残余容量、或者充电状态(SOC)时，如专利文件 JP-A-2009-129644或JP-A-2006-038494中所公开的那样使用用于检测残余容量的设备。 例如，专利文件JP-A-2009-129644中公开的锂离子二次电池具有确保平坦充放电容量范围的特性。平坦充放电容量范围占电池电容量(其中理论电容量是上限)的等于或大于 50%。在平坦充放电容量范围中，当通过与IC对应的电流对电池充/放电时，端子上施加的电压的变化在充电和放电这二者情况下都落在等于或小于0. 2V的容量范围内。因而，在锂离子二次电池中或在包括JP-A-2009-129644中公开的锂离子二次电池的电池组中，对于电流的充/放电减小了锂离子二次电池的内部电阻的变化。作为结果， 确保变化较小的稳定输出。应当明白，电池的正极由引起较小电压变化的橄榄石材料形成以及负极由类似特性的LT0(钛酸锂)材料形成，以配置电压变化较小的电池单元。专利文件JP-A-2006-038494中公开的用于计算残余容量的设备基于电能储存装置充/放电电流的积分值来计算第一残余容量。该设备还基于根据电能储存装置的内部阻抗估计出的开路电压来计算第二残余容量。随后，该设备计算作为电能储存装置的最终残余容量的第三残余容量。具体地，通过使用根据电能储存装置的使用确定出的权重对第一和第二残余容量加权和通过组合加权后的充电状态来计算第三残余容量。当电能储存装置处于在温度不大于参考温度的充电状态中时，调整权重从而将会使第一残余容量的权值较大。此外，如此配置以使得基于电能储存装置充/放电电流的电流改变率来确定权重。换言之，对基于电流积分计算出的残余容量和基于电压估计计算出的残余容量进行加权和组合以计算最终残余容量。在此情形中，基于电压估计的计算使用根据阻抗估计出的开路电压(0CV)。此外，使用单元温度T和电流改变率Δ I/At作为参数，当电能储存装置处于在温度不大于预定温度的充电状态中时增大基于电流积分计算出的残余容量的权重。以此方式，利用基于电流积分的残余容量和基于开路电压的残余容量这二者的优点计算出高准确性的残余容量。在以上提到的专利文件JP-A-2009-129644中，使用橄榄石材料的电池组或锂离子二次电池受到充/放电控制，根据充/放电控制主要基于电流积分计算出S0C。如以上所提到的，此专利文件中公开的锂离子二次电池具有确保平坦充放电容量范围的输出特性。 因此，当在使用锂离子二次电池或电池组的系统(比如，交通工具或HEMS(家庭能源管理系统))上连续施加高负载时，如以上所提到的基于电流积分的SOC计算会导致大误差。具体地，虽然在系统上连续施加高负载，但充/放电电压相对于SOC的特性线在平坦充放电容量范围中是平坦的，因而基于范围中的电压的SOC计算会致使大误差，从而妨碍实现准确的 SOC计算。在如以上提到的专利文件JP-A-2006-038494中所公开的用于计算残余容量的设备中，根据阻抗估计开路电压，随后基于预先存储的OCV-SOC特性计算残余容量。然而，通过此过程，需要向计算电路添加阻抗测量装置，而致使设备尺寸的增加。另外，阻抗将会随着温度和电流改变率的改变而改变。为此，计算SOC的准确性将会在低温区域或高电流区域中恶化。同时，在该设备中，SOC计算主要基于以下电流积分其中，在某个单元温度和在某个电流改变率处增加通过电流积分获得的残余容量的权重。作为结果，存在在连续施加高负载的条件下检测SOC 时引起大误差的较大概率。
技术实现思路
实施例提供了用于非常准确地计算具有较大平坦充放电电压范围的二次电池的残余容量的紧凑小尺寸设备。作为实施例的一方面，提供了用于计算二次电池残余容量的设备，该设备计算充/ 放电的二次电池中的能量的残余容量。该设备包括运算单元，该运算单元基于与二次电池的残余容量相对应的充/放电电压来估计和计算第一残余容量，基于二次电池的充/放电电流的积分值来计算第二残余容量，根据电压改变率使用第一残余容量或第二残余容量对二次电池的充/放电电压进行加权，以及对加权的结果进行组合以获得二次电池的残余容量。附图说明在附图中图1是示例了根据实施例，使用用于计算二次电池残余容量的设备的电池系统的配置的方框图；图2是示例了锂离子二次电池的预定阈值Vth、电压改变率线AV和充/放电电压线VL的图；图3Α是示例了作为二次电池的第一查找表(LUT)相关温度Τ、在温度T的CCV和在CCV的视在SOC的表的图；图;3Β是示例了作为二次电池的第二 LUT相关温度Τ、在第一 LUT的温度T获得的视在SOC和真实SOC的表的图；图4是示例了图2中示例的充/放电电压线VL中的区域A至D中加权的简单示例的图；图5是示例了在图2中示例的充/放电电压线VL中的电压改变率dV/dt、阈值 (3X 10_5V/s)、电流积分SOCi和使用电流积分SOCi进行加权的图；以及图6是示例了计算锂离子二次电池残余容量的过程的流程图。具体实施例方式参照附图，在下文中将描述本专利技术的实施例。遍及说明书中参照的图，为图之间相互对应的组件给出同样附图标记以求略去不必要的解释。图1是示例了根据实施例，使用用于计算二次电池残余容量的设备的电池系统的配置的方框图。如图1中所示，电池系统10包括电池组11、CPU (中央处理单元)21、电流检测器 31和充/放电控制器41。电池组11包括串联的二次电池lla、llb、. . .、llm和Iln和分别检测二次电池IlaUlb.....Ilm和Iln的单元温度的温度传感器12aU2b.....12m和12n。CPU 21具有作为用于计算二次电池IlaUlb.....Ilm和Iln的残余容量的设备的处理功能。电流检测器31检测充/放电电流I，S卩，去往电池组11的充电电流或来自电池组 11的放电电流。充/放电控制器41连接到负载装置51。充/放电控制器41还以可分离方式连接到市电电源52。负载装置51使用系统(诸如电动电源、家用或商用的空气调节器、或者交通工具的混合电动机或电动机等)的电负载。负载装置51执行适合经由充/放电控制器41从电池组11向该系统提供的电源的预定操作。充/放电控制器41允许电池组11响应于来自CPU 21的充/放电指示向负载装置51提供(放电)电源。同时，充/放电控制器41允许把来自市电电源52的电源输出到电池组11。使用来自市电电源52的输出，对电池组11充电。或者，如果负载装置51具有如由交通工具的混合电动机执行的生成电源的功能，则充/放电控制器41产生控制以使得把来自负载装置51的电源充电到电池组11。在本实施例中，二次电池Ila至Iln中的每个都由正极使用具有橄榄石结构的锂金属磷酸盐的锂离子二次电池构建。或者，可以使用不同的二次电池，诸如，铅电池、镍镉电池、镍氢电池、锂二次电池或锂离子二次电池。向CPU 21，二次电池Ila至Iln输出各输出电压Va,Vb.....Vm和Vn,以及由各温度传感器12a至12η检测的各单元温度Ta、Tb、· ·本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉田周平，铃木觉，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。