專利名稱：檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的方法、裝置和帶有該裝置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法和適合于實施所述檢測方法的檢測裝置。這里內(nèi)部狀態(tài)意思包括所述可再充電電池的損耗狀態(tài)、剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量＝可放電的容量)、可用容量(＝仍能夠操作設(shè)備的當(dāng)前剩余電量)、充電容量、可存儲電容量以及內(nèi)電阻。本發(fā)明還涉及帶有所述檢測裝置的設(shè)備。本發(fā)明包括檢測所述可再充電電池的所述內(nèi)部狀態(tài)的程序和其中容納有所述程序的媒體，其中程序和媒體可在所述檢測方法和所述檢測裝置中利用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體元件的發(fā)展和微型輕量化高性能可再充電電池的發(fā)展，諸如便攜個人計算機、視頻攝影機、數(shù)字相機、蜂窩電話和包括掌上PC的個人數(shù)字助理這樣的移動設(shè)備迅速發(fā)展起來。
另外，近年來，已經(jīng)預(yù)測到由于空氣中CO2氣體含量增加導(dǎo)致所謂溫室效應(yīng)使全球變暖。例如，在熱電廠中，把通過燃燒礦物染料得到的熱能轉(zhuǎn)換為電能，并且隨著這種礦物染料的燃燒，把大量CO2氣體排放到空氣中。因此，為抑制這種狀況，一種趨勢是禁止新建熱電廠。在這些環(huán)境中，為有效利用熱電廠等的電力發(fā)電機產(chǎn)生的電力，提出所謂的負載均衡作法，其中使用安裝有可再充電電池的負載調(diào)節(jié)器，把夜間不使用的盈余電力存儲在安裝于一般家庭中的可再充電電池中，并且在白天用電需求增加時使用這樣存儲的電力，從而平衡耗電量。
此外，近年來，已經(jīng)建議使用包括可再充電電池并且不消耗任何污染物質(zhì)的電動車輛。另外，還建議使用混合型電力汽車，其中應(yīng)用可再充電電池與內(nèi)燃機或燃料電池的組合，并且提高燃料效率，同時限制污染物質(zhì)的燃燒。作為在這些電動車輛和混合型電力汽車中使用的可再充電電池，希望開發(fā)的是具有高能量密度的高性能可再充電電池。
用在移動設(shè)備、實施負載均衡的負載調(diào)節(jié)器、電動車輛和混合型電力汽車中的這種可再充電電池通常包括使用鋰的還原氧化反應(yīng)的可充電鋰電池(包括鋰離子電池)、鎳氫可再充電電池、鎳鎘可再充電電池和鉛可再充電電池。
順便提及，在移動設(shè)備、負載均衡的負載調(diào)節(jié)器、電動車輛和混合型電力汽車的每一個中，為防止移動設(shè)備、負載調(diào)節(jié)器、電動車輛或混合型電力汽車突然停止，重要的是能準(zhǔn)確地檢測可充電容量(剩余容量)、可用容量和可再充電電池的壽命。
為檢測可再充電電池的可用容量，已知一種方法，其中測量電池電壓并且基于測量的結(jié)果，估測可用容量。
術(shù)語可再充電電池的“剩余容量”指的是可被放電的當(dāng)前存儲的電量。
術(shù)語“可用容量”指的是可再充電電池的當(dāng)前剩余電量，具有所述可再充電電池的設(shè)備(或設(shè)施)用該電量仍可操作?？捎萌萘堪ㄔ谛g(shù)語剩余容量中。
前述的方法適用于鋰離子電池的情況，在這種情況下，陽極材料包括難以轉(zhuǎn)換為石墨并且與石墨不同的含碳材料，由于電池電壓與要被放電的電量成比例地逐漸下降，從而當(dāng)前剩余電量可通過測量電池電壓檢測到。但是，該方法并非總適用于其它可再充電電池中，在這些其它可再充電電池中，其電池電壓與鋰離子可再充電電池(其陽極包括石墨)不同，其電池電壓不與要被放電的電量成比例地逐漸下降，這里，因為電池電壓根據(jù)流過電流而改變并且不與要被放電的電量成比例，所以難以準(zhǔn)確地檢測剩余容量。此外，在其性能已經(jīng)被損耗到接近其壽命的可再充電電池的情況下，檢測剩余容量非常困難。另外，在其陽極材料包括石墨系列的含碳材料的鋰離子可再充電電池的情況下，由于電池電壓相對于要被放電的電量是平坦的，難以根據(jù)前述方法從電池電壓得到剩余容量。
已知有檢測可再充電電池的剩余容量的另一種方法，其中存儲累積的放電電量，并且從充電電量中減去累積的放電電量來得到當(dāng)前剩余電量(即剩余容量)。但是，這個方法具有下面所述的這些不足。即，必須總是存儲電流值和放電時間。此外，在對放電深度未知的可再充電電池執(zhí)行附加充電的情況下，盡管可檢測到那時的充電量，但因為附加充電之前可再充電電池的剩余容量是未知的，故不能準(zhǔn)確檢測在可再充電電池進行充電之后可再充電電池的剩余容量。當(dāng)在這種情況下采用該方法時，由于該方法是通過在放電前比較累積放電電量與剩余容量得到剩余容量的，因此在測量中可能會發(fā)生大的誤差。
因此，該方法難以應(yīng)付其性能已經(jīng)被損耗到接近其壽命的可再充電電池，難以準(zhǔn)確檢測剩余容量。
目前，日本未審專利出版物No.2066/1992公開了一種根據(jù)脈沖放電后電池電壓恢復(fù)特性觀察鉛電池容量的方法。日本未審專利出版物No.136774/1992公開了一種方法，其中對于可再充電電池，在電源接通時，以大電流執(zhí)行暫時放電來檢測電池電壓的下降，檢測到的下降值與預(yù)先判斷的電池電壓值作比較，當(dāng)差值大時，判斷為剩余容量不足。日本未審專利出版物No.16607/1999公開了一種方法，其中對于可再充電電池，測量把規(guī)定電流應(yīng)用了規(guī)定時間周期時的電池電壓，并且將測量的電池電壓與前面建立的電池電壓剩余容量對照表作核對，以獲得電池的剩余容量。但是，對于其性能已經(jīng)損耗成升高內(nèi)電阻或下降電池容量的可再充電電池，這些方法的任何一個都難以準(zhǔn)確檢測剩余電池容量。
另外，日本未審專利出版物No.134742/1997公開了一種方法，其中對于可再充電電池，在流過交變電流的同時，通過阻抗測量設(shè)備測量剛好在到達放電結(jié)束電壓之前的內(nèi)阻抗，以確定可再充電電池的性能是否被損耗。但是，這個方法并不實用，因為用于測量阻抗的這種阻抗測量設(shè)備要求有交變電流產(chǎn)生電路，并且由于這一點，涉及的設(shè)備不可避免地擴大規(guī)模，另外，在操作可再充電電池期間，不能進行測量。
在這些情況下，有一種增長的需求是提供一種甚至在電池容量下降或內(nèi)電阻升高以及性能損耗的時候都能準(zhǔn)確對任何可再充電電池檢測當(dāng)前剩余電量的檢測方法和檢測裝置。此外，為準(zhǔn)確檢測其壽命，即其性能損耗，希望開發(fā)出適用于任何可再充電電池的檢測方法與檢測裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決已有技術(shù)的不足，即在所提出的所有方法中的可再充電電池當(dāng)前剩余電量的檢測精度差。
本發(fā)明的另一目的是提供一種檢測方法，其甚至在可再充電電池是性能損耗的可再充電電池時都能夠以提高的精度檢測任何可再充電電池的當(dāng)前剩余電量。
本發(fā)明的又一目的是提供一種檢測裝置，其甚至在可再充電電池是性能損耗的可再充電電池時都能夠以提高的精度檢測任何可再充電電池的當(dāng)前剩余電量。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種帶有所述檢測裝置的設(shè)備。
本發(fā)明的又一目的是提供一種檢測所述可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的程序以及容納所述程序的媒體，其中程序和媒體都可用在所述檢測方法和所述檢測裝置中。
術(shù)語“內(nèi)部狀態(tài)”意思包括可再充電電池的損耗狀態(tài)、剩余容量(可存儲的電容量)、可用容量以及內(nèi)電阻。
為找到能準(zhǔn)確檢測給定可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的實際可用的檢測方法，本發(fā)明人通過實驗進行了研究，所述內(nèi)部狀態(tài)包括損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量、可用容量和內(nèi)電阻。
尤其，實驗研究以下面方式進行。首先，研究可再充電電池相對于其性能是正常的還是損耗了。在發(fā)現(xiàn)可再充電電池已經(jīng)被損耗的情況下，在檢測可再充電電池之前，根據(jù)這種損耗模式種類的狀況判斷損耗模式，計算剩余容量或內(nèi)電阻。
結(jié)果，發(fā)現(xiàn)這種方式在準(zhǔn)確檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)方面是有效的。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，對于若干正?？稍俪潆婋姵?，提供這些電池的特性數(shù)據(jù)；基于所述數(shù)據(jù)，建立判斷模式；對于待查的給定可再充電電池，判斷電池是否短路、電池的內(nèi)電阻是否升高以及可存儲的電容量相對于前面建立的判斷標(biāo)準(zhǔn)是否下降；之后，根據(jù)電池的狀態(tài)(斷路狀態(tài)、充電狀態(tài)或放電狀態(tài))，獲知電池的損耗程度，并且計算電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)。這樣，可能以高精度檢測電池的內(nèi)部狀態(tài)。
而且，通過裝配帶有設(shè)計成使得根據(jù)本發(fā)明以高精度檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法可發(fā)生作用的電池模塊、設(shè)備或機器，可能使得把可再充電電池用作電源的電池模塊或設(shè)備或機器最大程度地展現(xiàn)性能。
根據(jù)本發(fā)明的檢測方法包括(i)一個步驟，其中提供大量正常未損耗可再充電電池，把這些電池在各種溫度條件下并且以各種充電或放電率獨立地進行充電和放電，這里得到它們的電池電壓和它們的當(dāng)前存儲的電量(它們的電量能夠被放電)或它們的放電容量，并且從這些因素，得到基本數(shù)據(jù)；以及(ii)一個步驟，其中對于待查可再充電電池(ii-a)，測量其電壓值和/或電流值，并且將測量的結(jié)果與所述基本數(shù)據(jù)作比較來判斷(a)可再充電電池(ii-a)短路，(b)可再充電電池(ii-a)的內(nèi)電阻升高，
(c)可再充電電池(ii-a)的可存儲電容量(可被存儲的電量)下降，(d)可再充電電池(ii-a)的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，(e)可再充電電池(ii-a)是未損耗的(正常)。
這里，“正?？稍俪潆婋姵亍敝傅氖强蓪崿F(xiàn)諸如產(chǎn)品(可再充電電池)的額定容量等的性能規(guī)格的可再充電電池。
“可存儲電容量”指的是在可再充電電池中可存儲的電量，其對應(yīng)于產(chǎn)品額定容量。換言之，當(dāng)前存儲的電量(即，剩余容量)代表能從那時的狀態(tài)放電的電量。
在本發(fā)明中，還包括前述項(a)到(e)的兩個或多個的組合的判斷。
上述基本數(shù)據(jù)包括下面的因素(1)對于具有給定開路電壓(Voc)的可再充電電池。測量電池的剩余容量(Q)[當(dāng)前存儲的電量]時開路電壓(Voc)。
關(guān)于電池的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)[當(dāng)前存儲的電量]的Voc(Q)或Q(Voc)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式。函數(shù)Voc(Q)是開路電壓函數(shù)式，作為剩余容量(Q)的函數(shù)。函數(shù)Q(Voc)是剩余容量(Q)的函數(shù)式，作為開路電壓(Voc)的函數(shù)。
(2)對于充足電狀態(tài)的正?？稍俪潆婋姵?，在各種溫度條件下并且以各種放電率Id測量電池電壓Vd。充電暫時中止，此時測量開路電壓(Voc)。電池電壓Vd對Id的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Vd(Voc，Id，T)關(guān)系式?；蛘邚纳厦?1)所述的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式Voc(Q)計算出數(shù)據(jù)或函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或(Vd，Id，T)。
(3)在上面(2)中，當(dāng)電池的內(nèi)電阻作成Rd時，建立關(guān)系表達式Vd＝Voc-Id×Rd或Rd＝(Voc-Vd)/Id。
從這個關(guān)系表達式計算出數(shù)據(jù)或基于數(shù)據(jù)得到函數(shù)式Rd(Voc，Id，T)?；蛘邚年P(guān)于上面(1)中的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式得到內(nèi)電阻(Rd)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Rd(Q，Id，T)或Q(Rd，Id，T)。
(4)對于在溫度條件T下維持的沒有存儲電量的正?？稍俪潆婋姵?，以充電率(Ic)對可再充電電池充電，此時測量電池電壓(Vc)，并且暫時中止充電，此時測量開路電壓(Voc)。
電池電壓(Vc)、開路電壓(Voc)和充電率(Ic)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Vc(Voc，Ic，T)關(guān)系式?；蛘邚年P(guān)于上面(1)中的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Voc(Q)計算電池電壓(Vc)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)。
(5)在上面(4)中，當(dāng)把電池內(nèi)電阻作成Rc時，建立關(guān)系表達式Vc＝Voc+Ic×Rc或Rc＝(Vc-Voc)/Ic。
從這個關(guān)系表達式計算數(shù)據(jù)或基于數(shù)據(jù)獲得函數(shù)式Rc(Voc，Ic，T)?；蛘?，從關(guān)于上面(1)中的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式得到內(nèi)電阻(Rc)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Rc(Q，Ic，T)或Q(Rc，Ic，T)。
前面的基本數(shù)據(jù)包括至少從上面(1)到(5)選擇出的數(shù)據(jù)或函數(shù)式。
根據(jù)本發(fā)明中檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法，在前面的基本數(shù)據(jù)或函數(shù)式的基礎(chǔ)上，并且參考從要在斷路狀態(tài)、充電狀態(tài)或放電狀態(tài)中進行檢測的可再充電電池的開路電壓、電池電壓和內(nèi)電阻選擇出的信息的同時根據(jù)規(guī)定的判斷模式，可準(zhǔn)確檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
在本發(fā)明中，假設(shè)改變充電率或放電率時瞬時電池電壓以指數(shù)函數(shù)e-t/τ表達(e是自然常數(shù)的底，t是時間，τ是電池阻抗等確定的時間常數(shù))，并且基于該函數(shù)，計算內(nèi)電阻、內(nèi)電阻的升高比率和可存儲的電容量的下降比率)，從而可得到剩余容量(可放電容量)。
另外，在本發(fā)明的檢測方法中，通過計算到達操作把可再充電電池用作電源的設(shè)備所需的最大電壓(最低操作電壓)的剩余容量并參考設(shè)備的消耗電流或消耗功率，可找到設(shè)備的剩余操作時間。這樣，可提前避免設(shè)備操作的突然停止，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下用新的可再充電電池更換可再充電電池，或者執(zhí)行對可再充電電池的充電。
本發(fā)明還提供一種檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，所述檢測裝置至少包括(i)電壓檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池的一對端子之間的電壓，(ii)電流檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池中流動的充電或放電電流，(iii)溫度檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池的溫度，以及(iv)存儲裝置，用于存儲預(yù)先獲取的與所述待查可再充電電池同樣種類、同樣類型的正?？稍俪潆婋姵氐幕緮?shù)據(jù)和通過將所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化后得到的函數(shù)式，其中，將存儲在所述存儲裝置(iv)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息作比較來判斷出(1)待查可充電電池短路，或者(2)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(3)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(4)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(5)待查可再充電電池正常；從而檢測所述待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
此外，本發(fā)明還提供一種設(shè)備，設(shè)有一種檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池(Ba)的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，所述檢測裝置至少包括(i)電壓檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池的一對端子之間的電壓，(ii)電流檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池中流動的充電或放電電流，(iii)溫度檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池的溫度，以及(iv)存儲裝置，用于存儲預(yù)先獲取的與所述待查可再充電電池同樣種類、同樣類型的正?？稍俪潆婋姵氐幕緮?shù)據(jù)和通過將所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化后得到的函數(shù)式，其中，從存儲在所述存儲裝置(iv)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息，作比較來判斷出(ii)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(iii)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(iv)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(v)待查可再充電電池正常；從而檢測所述待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。這樣，本發(fā)明提供一種檢測方法和檢測裝置，其能以高精度檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，能容易地控制把可再充電電池用作電源的設(shè)備或設(shè)施電源。另外，可容易地找到設(shè)備或設(shè)施的剩余操作時間、對電源充電需要的定時以及用新的可再充電電池更換可再充電電池需要的定時。另外，通過向把可再充電電池用作電源的電池模塊、充電器、設(shè)備或設(shè)施增加本發(fā)明的檢測裝置，能把作為電源的可再充電電池的性能展現(xiàn)到極致。此外，可使得設(shè)備或設(shè)施有效地操作以把功能最大化。還有，通過向檢查設(shè)備增加本發(fā)明的檢測裝置來在裝運之前確定可再充電電池產(chǎn)品是否良好，可以高精度執(zhí)行可再充電電池產(chǎn)品的裝運檢查。
根據(jù)本發(fā)明，可再充電電池擁有的能量可被最大程度地應(yīng)用，使得可理想地把將可再充電電池用作電源的設(shè)備的操作時間拉長。


圖1表示本發(fā)明中用于檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法的一個實施例的流程圖；圖2表示判斷不操作的可再充電電池中是否存在短路的步驟的流程圖示例；圖3表示檢測方法中的步驟的流程圖的示例，其中從可再充電電池處于斷路狀態(tài)開始對可再充電電池執(zhí)行放電操作，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降；圖4表示計算圖3中的可再充電電池的內(nèi)電阻的升高的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否內(nèi)電阻升高；圖5表示計算圖3中的可再充電電池的可存儲的電容量的下降的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否可存儲的電容量下降；圖6表示步驟的流程圖示例，其中從可再充電電池處于斷路狀態(tài)開始對可再充電電池執(zhí)行充電操作，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降；圖7表示計算圖6中的可再充電電池的內(nèi)電阻的升高的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否內(nèi)電阻升高；圖8表示計算圖6中的可再充電電池的可存儲的電容量的下降的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否可存儲的電容量下降；圖9表示判斷結(jié)束充電操作的可再充電電池中是否存在短路的過程的流程圖的示例；圖10表示對恒定電流恒定電壓充電的可再充電電池，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降的流程圖的示例；圖11表示對處于充電狀態(tài)的且對于電池電壓或電池溫度的改變進行控制的可再充電電池，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降的流程圖的示例；圖12表示對恒定電流充電的可再充電電池，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降的流程圖的示例；圖13表示對放電的可再充電電池，判斷可再充電電池中是否存在短路的流程圖的示例；圖14表示對放電的可再充電電池，判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲的電容量是否下降的流程圖的示例；圖15表示計算圖14中的可再充電電池的內(nèi)電阻的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否內(nèi)電阻升高；圖16表示計算圖14中的可再充電電池的內(nèi)電阻和可存儲的電容量的步驟的流程圖的示例，其中判斷是否可存儲的電容量下降；圖17表示在圖15和16中的充電期間中斷例行程序的細節(jié)的流程圖；圖18表示正?？稍俪潆婋姵氐那€(1)[圖18(1)]、曲線(2)[圖18(2)]和曲線(3)[圖18(3)]，其中所述曲線(1)是開路電壓對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(2)是電池電壓(充電電壓或放電電壓)對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(3)是開路電壓和內(nèi)電阻對于剩余容量的關(guān)系的示例；圖19表示正?？稍俪潆婋姵氐那€(1)[圖19(1)]、曲線(2)[圖19(2)]和曲線(3)[圖19(3)]，其中所述曲線(1)是給定放電率的電池電壓對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(2)是給定電池溫度的電池電壓(放電電壓)對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(3)是開路電壓和電池電壓對于剩余容量的關(guān)系的示例，該圖分別表示放電操作的初始階段、中間階段和結(jié)束階段；圖20表示短路的可再充電電池和未短路的可再充電電池的開路電壓隨著時間的變化的曲線；圖21表示曲線(1)[圖21(1)]、曲線(2)[圖21(2)]和曲線(3)[圖21(3)]，其中所述曲線(1)是其內(nèi)電阻被升高的可再充電電池(a)的內(nèi)電阻和正常可再充電電池(b)的內(nèi)電阻分別相對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(2)是可再充電電池(a)的電池電壓(放電時)和可再充電電池(b)的電池電壓(放電時)分別對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(3)是可再充電電池(a)的電池電壓(充電時)和可再充電電池(b)的電池電壓(充電時)分別對于剩余容量的關(guān)系的示例；圖22表示曲線(1)[圖22(1)]、曲線(2)[圖22(2)]，其中所述曲線(1)是正?？稍俪潆婋姵?a)的開路電壓和其可存儲點容量被下降了的可再充電電池(b)的開路電壓分別相對于剩余容量的關(guān)系的示例，所述曲線(2)是可再充電電池(b)的并且是充電時電池電壓和放電時電池電壓分別相對于剩余容量的關(guān)系的示例；圖23表示關(guān)于正?？稍俪潆婋姵氐那€，表示出充電時開路電壓和電池電壓與剩余容量的關(guān)系的示例，在所述曲線中，還一起表示出設(shè)備可實際應(yīng)用的能量的可用區(qū)域；圖24表示關(guān)于正?？稍俪潆婋姵?a)和其可存儲電容量被下降了的可再充電電池(b)的曲線，其表示電池(a)放電時電池電壓對于剩余容量的關(guān)系以及電池(b)放電時電池電壓對于剩余容量的關(guān)系的示例，在所述曲線中，還一起表示出電池(a)的可用容量與電池(b)的可用容量之間的關(guān)系，這使得可實際應(yīng)用該設(shè)備；圖25表示曲線(1)[圖25(1)]、曲線(2)[圖25(2)]，其中所述曲線(1)是對于從其斷路狀態(tài)進行恒定電流脈沖放電的可再充電電池的并且表示出電池電壓和電流與時間的關(guān)系示例的曲線，所述曲線(2)也是對于所述可再充電電池的并且表示出電池電壓的瞬時性能與從時間常數(shù)等式得到的外推電壓之間的關(guān)系的示例的曲線；圖26表示曲線(1)[圖26(1)]、曲線(2)[圖26(2)]，其中所述曲線(1)是對于從其斷路狀態(tài)進行恒定電流脈沖充電的可再充電電池的并且表示出電池電壓和電流與時間的關(guān)系示例的曲線，所述曲線(2)也是對于所述可再充電電池的并且表示出電池電壓的瞬時性能與從時間常數(shù)等式得到的外推電壓之間的關(guān)系的示例的曲線；圖27表示一恒定電流充電時可再充電電池的電池電壓與充電操作結(jié)束后電池的開路電壓隨著時間的改變之間的關(guān)系的示例曲線；圖28表示曲線(1)[圖28(1)]、曲線(2)[圖28(2)]，其中所述曲線(1)是對于從其斷路狀態(tài)進行恒定電流脈沖放電的可再充電電池的并且表示出電池電壓的改變與時間的關(guān)系示例的曲線，所述曲線(2)也是對于所述可再充電電池的并且表示出放電率的改變與時間的關(guān)系示例的曲線；圖29是表示本發(fā)明中用于檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置的示例的簡圖；圖30是把圖29的檢測裝置與可再充電電池的組合了安裝在電池堆(模塊)中的實施例的簡圖；圖31是表示本發(fā)明中把圖29所示的檢測裝置連接于多個可再充電電池的設(shè)備示例的簡圖；圖32表示商用鋰離子可再充電電池進行恒定電流恒定電壓充電并且之后，反復(fù)放電操作和中止放電操作的循環(huán)時電池電壓的改變與時間的曲線，其中鋰離子電池的額定容量是1300mAh；圖33表示圖32得到的結(jié)果的曲線，其中所述曲線表示放電時電池電壓和一中止放電操作時開路電壓之間的關(guān)系，其中放電時電池電壓從放電時的數(shù)據(jù)到集分放電容量；圖34表示進行了100％充電的商用鋰離子可再充電電池的曲線，其中鋰離子電池的額定容量是1300mAh，所述曲線代表當(dāng)放電率改變時電池電壓對集分放電率的關(guān)系。
具體實施例方式
為解決已有技術(shù)缺點的同時實現(xiàn)本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明人進行了實驗研究。結(jié)果，有下面的發(fā)現(xiàn)。即，把多個正?？稍俪潆婋姵卦谝?guī)定溫度條件下并且以規(guī)定放電率分別進行充電和放電，其中檢查它們當(dāng)前存儲的電量(它們的剩余容量或它們的可放電容量)、它們的開路電壓和它們的內(nèi)電阻。基于所述多個可再充電電池的檢查的特性，把開路電壓與內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)或函數(shù)關(guān)系式作為剩余容量的函數(shù)總結(jié)為基本數(shù)據(jù)。對于要檢查出的給定可再充電電池，檢查其電池電壓和其電流值，接著是與所述基本數(shù)據(jù)作比較來判斷待查的可再充電電池是正常的還是被損耗了。并且基于檢查的結(jié)果，計算可再充電電池的可存儲電容量和/或內(nèi)電阻并計算電池的剩余容量(＝剩余可放電容量＝當(dāng)前存儲的電量)。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)根據(jù)這個方式，可以高精度判斷要檢查的給定可再充電電池是正常的還是被損耗了，并以高精度檢測其剩余容量。
本發(fā)明在這一發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上完成。
下面具體說明本發(fā)明，如果必要還參考附圖。
可再充電電池的開路電壓正比于陽極與陰極的化學(xué)電勢差。根據(jù)給定時間處陽極與陰極的每一個的化學(xué)電勢，決定剩余容量(＝可放電容量＝當(dāng)前存儲的電量)。即，根據(jù)剩余容量改變陽極與陰極的每一個的化學(xué)電勢并將其與剩余容量相關(guān)。換言之，剩余容量和開路電壓彼此相關(guān)。陽極和陰極狀態(tài)根據(jù)剩余容量而不同，其中陽極和陰極的電阻值也不同。在這種連接中，當(dāng)剩余容量改變時，包括這種陽極和這種陰極的可再充電電池的內(nèi)電阻也相應(yīng)改變。
因此，可再充電電池的內(nèi)電阻、開路電壓和剩余容量之間存在關(guān)系。此外，可再充電電池的電池電壓、電流、開路電壓和內(nèi)電阻之間，有下面所述的關(guān)系。
＝[開路電壓]-[放電率]×[內(nèi)電阻][充電時的電池電壓]＝[開路電壓]+[充電率]×[內(nèi)電阻]考慮上面，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)對于給定可再充電電池，當(dāng)?shù)玫絻?nèi)電阻與剩余容量之間的關(guān)系以及開路電壓與剩余容量之間的關(guān)系時，接著參考電池電壓、電流、開路電壓和內(nèi)電阻之間的關(guān)系，可計算剩余容量(＝可放電容量＝當(dāng)前存儲的電量)。
圖18(1)到18(3)以及圖19(1)到19(2)是正?？稍俪潆婋姵氐膱D，分別表示兩種放電率(放電電流)下開路電壓、充電電壓或放電電壓、內(nèi)電阻和開路電壓、電池電壓的關(guān)系，以及兩種電池溫度下放電電壓與剩余容量的的關(guān)系。
尤其，圖18(1)是其額定容量C或可存儲電量(在損耗之前)為100％的可再充電電池的曲線，表示開路電壓(Voc)對剩余容量的關(guān)系式[即100×Q/C％]?，F(xiàn)在，可再充電電池的開路電壓基本不依賴于電池的溫度(T)(電池溫度)但根據(jù)剩余容量而決定。在這一方面，計算電池的開路電壓(Voc)與剩余容量(Q)[或可放電容量]的比，基于結(jié)果，得到開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的關(guān)系的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Voc(Q)或Q(Voc)。
但是，實際上，假設(shè)開路電壓(Voc)為剩余容量(Q)的n階多項式表達式Voc(Q)＝cn×Qn+cn-1×Qn-1+cn-2×Qn-2+....+c1×Q+c0(其中n是正整數(shù))，這里，測量開路電壓(Voc)，接著測量可被放電的電量(即可放電容量)，把得到的測量值與Voc(Q)比較。在這種情況下使用最小平方或牛頓方法進行計算。這樣，得到最接近測量的數(shù)據(jù)的函數(shù)式近似。
圖18(2)是其額定容量在電池溫度在規(guī)定溫度下為常數(shù)時做成100％的可再充電電池的曲線，表示開路電壓(Voc)、充電電壓(Vc)和放電電壓(Vd)對剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的關(guān)系。
圖18(3)是其額定容量或可存儲電容量(在損耗之前)做成100％的可再充電電池的曲線，表示開路電壓以及內(nèi)電阻(R)對剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的關(guān)系。
從圖18(1)到18(3)所示的曲線表示的數(shù)據(jù)，得到關(guān)系表達式Vd＝Voc-Id×Rd[Rd是電池出放電時的內(nèi)電阻，Id是放電電流(或放電率)]或關(guān)系表達式Rd＝(Voc-Vd)/Id。根據(jù)這些關(guān)系式的任何一個，可計算出內(nèi)電阻數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為函數(shù)式來得到Rd(Voc，Id，T)或Rd(Vd，Id，T)[T是電池溫度]。另外，根據(jù)關(guān)系表達式Vc＝Voc+Ic×Rc或Rc＝(Vc-Voc)/Ic，當(dāng)電池充電時內(nèi)電阻為Rc[這里Vc是充電時的電池電壓，Ic是充電電流]，計算出內(nèi)電阻數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為函數(shù)式以得到Rc(Voc，Ic，T)。另外，從圖18(1)所示的數(shù)據(jù)得到的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的這些數(shù)據(jù)或函數(shù)式以及數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式Voc(Q)，可得到內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Rd(Q，Id，T)或Q(Rd，Id，T)。
圖19(1)是額定容量為100％的可再充電電池的曲線，表示放電電壓(Vd)對給定放電電流(Id＝i1，i2)與剩余容量的關(guān)系。現(xiàn)在，根據(jù)放電電流強度，電池的內(nèi)電阻也改變，由于這一點，電池電壓也改變。當(dāng)然，可以說根據(jù)充電時充電電流的強度，改變電池的內(nèi)電阻，并且由于這一點，也改變電池電壓。
圖19(2)是其額定容量或可存儲電容量(在損耗前)為100％的可再充電電池的曲線，表示開路電壓(Voc)和放電電壓(Vd)對給定電池溫度(T＝T1，T2)與剩余容量的關(guān)系。根據(jù)圖19(2)的曲線所示的數(shù)據(jù)，可得到放電時的電池電壓、開路電壓(Voc)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的關(guān)系。這個數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為函數(shù)式以得到Vd(Voc，Id，T)。
從圖18(1)所示的數(shù)據(jù)得到的開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)的這些數(shù)據(jù)或函數(shù)式以及數(shù)據(jù)或函數(shù)式關(guān)系式Voc(Q)，可得到電池電壓的數(shù)據(jù)或函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)。另外，當(dāng)然，可以說可得到充電時可再充電電池電壓(Vc)、開路電壓(Voc)、充電電流(Ic)與電池溫度(T)的數(shù)據(jù)關(guān)系式。這個數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為函數(shù)式來得到Vc(Voc，Ic，T)。
順便提及，前述電池電壓和前述內(nèi)電阻的每一個可用對于位于(i)高于可再充電電池中使用的電解質(zhì)溶液凝固點的溫度范圍或(ii)高于可再充電電池中使用的固化電解質(zhì)的玻璃轉(zhuǎn)變溫度但低于所述固化電解質(zhì)的熔融點的溫度范圍內(nèi)的電池溫度的連續(xù)函數(shù)表達，但當(dāng)電池溫度位于所述溫度范圍(i)或所述溫度范圍(ii)之外的溫度范圍內(nèi)時，所述函數(shù)變得對于電池溫度不連續(xù)。函數(shù)變得不連續(xù)的原因是由于電解質(zhì)溶液或固化電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性在這種溫度范圍內(nèi)突然改變。
現(xiàn)在，基于圖18(1)到18(3)和圖19(1)與19(2)所示的這樣獲取的數(shù)據(jù)，可把可再充電電池的剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)表達為開路電壓的函數(shù)式，電池電壓可通過剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)、電流和電池溫度表達為函數(shù)式，并且內(nèi)電阻也可通過剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)、電流和電池溫度表達為函數(shù)式。
打算獲得的函數(shù)式可通過例如將其假設(shè)為以n級(n為正整數(shù))等式表達的函數(shù)并通過使得用最小平方或牛頓方法把其相對于涉及的數(shù)據(jù)的差別作到最小而得到。
另外，圖19(3)是其額定容量或可存儲電容量(在損耗前)做成100％的可再充電電池的曲線，表示開路電壓和電池電壓對剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的關(guān)系，其分別包括放電操作的開始階段(I)、中間階段(II)和結(jié)束階段(III)。通過以這種方式分割所述關(guān)系，諸如開路電壓、電池電壓和內(nèi)電阻分別與當(dāng)前存儲的電量的關(guān)系的特性可通過簡化了的低維等式表達。
在這個實施例中，實際上，在計算待查的可再充電電池的剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)之前，根據(jù)出于斷路狀態(tài)的可再充電電池的狀況，在充電或放電期間，采用適當(dāng)?shù)呐袛喾椒?，其中通過與提前得到的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦员容^來判斷可再充電電池是否短路、內(nèi)電阻是否升高或者電池是否正常。伺候，遵循檢查的結(jié)果，計算電池的剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)。
在上面判斷中，首先，判斷可再充電電池是否短路。接著，判斷可再充電電池的可存儲容量是否下降或其內(nèi)電阻是否升高。隨后，在這個實施例的檢測方法中，檢測可再充電電池的包括剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)、可存儲電量、內(nèi)電阻、容量下降系數(shù)和電池壽命的內(nèi)部狀態(tài)。圖1表示檢測可再充電電池的這種內(nèi)部狀態(tài)的過程的流程圖的示例。在圖1的實施例中，還表示出可再充電電池用于充電操作的情況或可再充電電池連接于設(shè)備的情況下的流程圖，其中對于前者的情況，計算完充足電量或到充電操作結(jié)束時占用的時間周期，并且對于后者的情況，計算使得能夠利用設(shè)備的可用容量(＝當(dāng)前仍能操作設(shè)備的剩余電量)或可操作設(shè)備的時間周期。另外，圖1的實施例設(shè)計成在判斷可再充電電池是否短路后，判斷是否下降可存儲電容量。但是可采用這樣的流程圖，其中在判斷可再充電電池是否短路后，判斷是否升高內(nèi)電阻，再是判斷可存儲電容量是否下降。
判斷當(dāng)前使用的可再充電電池是否短路的判斷標(biāo)準(zhǔn)包括下面的情況(i)到(iv)。
(i)中止可再充電電池而不進行充電或放電操作、發(fā)現(xiàn)短路電壓隨時間下降的情況；(ii)可再充電電池進行充電時，電池電壓或開路電壓的升高比正?？稍俪潆婋姵匦〉那闆r；(iii)可再充電電池的開路電壓明顯比正常可再充電電池小并且放電時可再充電電池的電池電壓顯著比所述正?？稍俪潆婋姵卮蟮那闆r；(iv)可再充電電池的內(nèi)電阻明顯比正?？稍俪潆婋姵匦〉那闆r。
在可再充電電池落在上述情況(i)到(iv)至少之一中時，判斷可再充電電池中是否出現(xiàn)短路。
圖20曲線表示短路的可再充電電池的開路電壓隨時間的改變，還一起表示出未短路的可再充電電池的開路電壓隨時間的改變。
當(dāng)在判斷是否存在短路時前所使用的可再充電電池未落入上述情況(i)到(iv)中任何一個的情況下，判斷可再充電電池的內(nèi)電阻升高。
(i)可再充電電池的開路電壓基本與正?？稍俪潆婋姵氐南嗤浅潆姇r可再充電電池的電池電壓的升高大于充電時所述正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷旱纳?。
(ii)可再充電電池的開路電壓基本與正常可再充電電池的相同但是放電時可再充電電池的電池電壓的下降大于放電時所述正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷旱南陆?。
(iii)可再充電電池的內(nèi)電阻大于正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻。
圖21(1)是其額定容量(C)或可存儲電容量(在損耗前)為100％的可再充電電池的曲線，表示內(nèi)電阻對剩余容量(Q)[＝當(dāng)前存儲的電量]，即100×Q/C％的關(guān)系，其中可再充電電池的升高的內(nèi)電阻(R’＝a×R+b)與正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻(R)作比較。
圖21(2)是其內(nèi)電阻被升高(R’＝a×Rd+b)的可再充電電池與其內(nèi)電阻是正常的(R＝Rd)的正?？稍俪潆婋姵氐那€，表示對于所述兩個可再充電電池的每一個放電時電池電壓(Vd)對當(dāng)前存儲的電量的百分數(shù)(％)的關(guān)系。
圖21(3)是其內(nèi)電阻被升高(R’＝a×Rc+b)的可再充電電池與其內(nèi)電阻是正常的(R＝Rc)的正?？稍俪潆婋姵氐那€，表示對于所述兩個可再充電電池的每一個充電時電池電壓(Vc)對剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的百分數(shù)(％)的關(guān)系。
現(xiàn)在，在從中止可再充電電池的時間到開始可再充電電池的充電或放電的時間里可再充電電池的瞬時特性的基礎(chǔ)上計算上述內(nèi)電阻。
當(dāng)前使用的可再充電電池不落在判斷是否存在短路的過程中的前面的(i)到(iv)情況的任何一種中而是落在下面的情況(i)和(ii)至少之一中的情況下，判斷為可再充電電池的可存儲電容量被下降。
(i)充電時可再充電電池的電池電壓的升高和開路電壓的升高大于充電時正常可再充電電池的電池電壓的升高和開路電壓的升高。
(ii)放電時可再充電電池的電池電壓的下降和開路電壓的下降小于可再充電電池短路時的電池電壓的下降和開路電壓的下降但大于放電時正常可再充電電池的電池電壓的下降和開路電壓的下降。
對于當(dāng)前使用的并且其內(nèi)電阻不升高但其可存儲電容量(C’)下降正?？稍俪潆婋姵氐目纱鎯﹄娙萘?C)的D倍的可再充電電池，剩余容量[Q’＝D×Q，其中Q是所述正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘縘和開路電壓(Voc)的關(guān)系變?yōu)槿鐖D22(1)所示。這里剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的百分數(shù)％在其對應(yīng)于100×Q/C％的條件下表達，Q是所述可再充電電池的額定容量或可存儲電容量(在損耗前)做成100％時所述正常和容量減少的電池的剩余容量。
從正常可再充電電池的開路電壓(Voc)對所述正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?Q％)的函數(shù)式Voc(Q)，在下降可存儲電容量后開路電壓(Voc)對剩余容量(Q’)的函數(shù)式表達為Voc(Q’/D)。
圖22(2)表示當(dāng)容量減少的可再充電電池進行充電或放電時電池電壓對剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)的關(guān)系的曲線。
對于其可存儲電容量從C下降到C’(C’＝D×C)的可再充電電池，基于正?？稍俪潆婋姵氐暮瘮?shù)式，充電時和放電時電池電壓可表達為Vc(Q’/D，Ic，T)以及Vd(Q’/D，Id，T)。
在當(dāng)前使用的可再充電電池不落在判斷是否存在短路、判斷內(nèi)電阻升高以及判斷可存儲電容量的下降的過程中提到的前述任何一種情況中的情況下，判斷為可再充電電池的沒有損耗而是正常的。
對于判斷為正常的可再充電電池，通過測量開路電壓(Voc)、充電電流(Ic)或放電電流(Id)、電池電壓(V)和電池溫度(T)并使用剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)的關(guān)系式Voc(Q)或者放電時或充電時電流值(I)、電池溫度(T)和電池電壓(V)的關(guān)系式V(Q，I，T)，可得到可再充電電池的剩余容量(Q)。
對于其可存儲電容量下降的可再充電電池，在可再充電電池進行充電之前或之后的一個階段或者在可再充電電池進行放電之前或之后的一個階段，通過計算那時開路電壓(Voc)的改變和剩余容量的升高或下降(＝當(dāng)前存儲的電量)，或者計算充電時電池電壓(Vc)的改變或那時剩余容量的升高或下降來得到可存儲電容量的下降系數(shù)(D)，可得到給定階段的可再充電電池的剩余容量(Q)。
其內(nèi)電阻被升高但可存儲電容量不被升高的可再充電電池具有基本上與其開路電壓是正常的可再充電電池相等的開路電壓。因此，前者的可再充電電池的剩余容量(＝當(dāng)前存儲的電量)可通過測量其開路電壓來獲得。另外，對于前者可再充電電池，在測量電流和電池電壓來得到內(nèi)電阻后，可得到可存儲電容量。
另外，在計算可存儲電容量的下降系數(shù)(D)和升高的內(nèi)電阻(R’)的同時，可得到其可存儲電容量被下降并且其內(nèi)電阻被升高的可再充電電池的剩余容量。
對于其內(nèi)電阻升高的可再充電電池，通過假設(shè)內(nèi)電阻的升高的值(R’)能夠以下面所示的這種正常電阻(R)的函數(shù)表達R’＝a×R，R’＝a×R+b，或R’＝an×Rn+an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+.....+a1×R+a0(n是正整數(shù))并且通過從多個電流和電池電壓的測量值得到常數(shù)a，b，an，an-1，...a1和a0，可得到升高的內(nèi)電阻的值。
對于其可存儲電容量下降的可再充電電池，從把可存儲電容量下降到前面所述的D倍后開路電壓(Voc)對剩余容量(Q’)的關(guān)系式Voc(Q’/D)，并且從充電時的電池電壓(Vc)對實際充電期間剩余量容(Q’)和剩余容量的升高的關(guān)系式Vc(Q’/D，Ic，T)或從放電時的電池電壓(Vd)對實際放電期間剩余容量(Q’)和剩余容量的下降的關(guān)系式Vd(Q’/D，Id，T)，可計算可存儲電容量的下降系數(shù)(D)。
由此，可得到可再充電電池的實際剩余容量(Q’)。
可再充電電池中的術(shù)語“可用容量”等價于仍能操作設(shè)備的當(dāng)前剩余的電量。
在把可再充電電池用作電源的設(shè)備中，可用以操作設(shè)備的最小電壓根據(jù)涉及的設(shè)備的種類或規(guī)模確定。在用在給定設(shè)備中的可再充電電池的電壓變得低于操作設(shè)備所需的最小操作電壓的情況下，甚至在可被放電的某電量應(yīng)保持在可再充電電池中時，也不能使用可再充電電池。這里，可再充電電池中的當(dāng)前的剩余電量叫作“可用容量”。
對可用容量作出說明。當(dāng)操作設(shè)備之前的可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)作為第一剩余容量(Qa)并且可再充電電池的電壓到達設(shè)備的最小操作電壓時的可再充電電池的另一剩余容量(另一當(dāng)前存儲的電量)作為第二剩余容量(Qmin)時，對應(yīng)于從第一剩余容量(Qa)減去第二剩余容量(b)得到的差值的電量對應(yīng)于可用容量。
圖23是正?？稍俪潆婋姵氐那€，表示放電時開路電壓和電池電壓對剩余容量(％)[來自額定容量或可存儲電容量(C)]的關(guān)系，其中當(dāng)使用可再充電電池時把剩余容量作為Q并且可再充電電池的電池電壓到達設(shè)備的最小操作電壓(Vmin)時的另一剩余容量，即可用容量是[Q-Qmin]。
圖24是其可存儲電容量從C下降到C’(C’＝D×C)的可再充電電池(i)和正?？稍俪潆婋姵?ii)的曲線，表示對于兩個可再充電電池的每一個，在放電期間電池電壓對剩余容量(％)的關(guān)系?，F(xiàn)在，當(dāng)其電池溫度為T、其放電電流是Id并且其電池電壓是Vd的容量下降的可再充電電池(i)的剩余容量作為Q’時，在Vd處正常可再充電電池(ii)的剩余容量(Q)變?yōu)镼＝Q’/D(D是可存儲電容量的下降系數(shù))。并且當(dāng)其電池電壓到達設(shè)備的最小操作電壓(Vmin)時的容量下降的可再充電電池(i)的剩余容量為Q’min時，在Vmin處可再充電電池(ii)的剩余容量變?yōu)镼min＝Q’min/D(D是可存儲電容量的下降系數(shù))。因此，從放電時可再充電電池的各個關(guān)系表達式Vd＝Vd(Q’/D，Id，T)和Vmin＝Vd(Q’min/D，Id，T)，可對容量下降的可再充電電池(i)計算在Vd處的剩余容量Q’和在Vmin處的剩余容量Q’min，其中，可再充電電池(i)的可用容量變?yōu)閇Q’-Q’min]。
可操作設(shè)備的時間周期可由用設(shè)備的消耗電流分割上面可用容量得到的時間或通過用設(shè)備的消耗功率分割直到可再充電電池的電池電壓到達設(shè)備的最小操作電壓之前的可再充電電池的可用容量提供的能量得到的時間表達。
在斷路狀態(tài)(或中止?fàn)顟B(tài))中可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)檢測(判斷可再充電電池中是否存在短路)測量中止?fàn)顟B(tài)中給定可再充電電池的開路電壓(Voc)隨時間的改變。
當(dāng)Voc的下降率大于規(guī)定的值(vo)時，即-dVoc/dt＞vo＞0，判斷為可再充電電池短路。
當(dāng)Voc的下降率為0≤-dVoc/dt≤vo，判斷為可再充電電池不短路。
圖2表示判斷待查的可再充電電池中是否存在短路的過程的流程圖。
從中止階段到放電階段可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測當(dāng)待查的給定的可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充放電時，測量電池的開路電壓(Voc)隨時間的改變。此后，電池以電流值I1×?xí)r間t1的電量(q1)從開路電壓(Voc)進行放電，這里，測量直到放電操作結(jié)束之前的時間里電池電壓(V)和放電操作結(jié)束后的開路電壓(Voc)，從而判斷電池正常還是損耗。
圖25(1)用圖形表示了上述操作中電池電壓隨時間的改變和電流隨時間的改變。
上述操作中的放電電流優(yōu)選包括矩形波電流或脈沖電流。
圖3表示對待查的給定的可再充電電池從電池中止階段開始進行放電操作的過程的流程圖，并且判斷內(nèi)電阻是否升高或可存儲電容量是否下降。
在圖3的流程圖中的情況1(S310)中，可存儲電容量大于正?？稍俪潆婋姵氐那懊嬉蟮目纱鎯﹄娙萘浚虼松婕暗目稍俪潆婋姵匾惨暈檎?。另外，在圖3的流程圖中的情況2(S316)中，內(nèi)電阻小于正常可再充電電池的前面要求的內(nèi)電阻但不存在短路，因此涉及的可再充電電池也視為正常。
現(xiàn)在，圖4和圖5分別表示判斷出內(nèi)電阻升高后的內(nèi)電阻計算和判斷出可存儲電容量下降后內(nèi)電阻的計算，其在后面說明。
1.判斷短路的存在如前所述，當(dāng)可再充電電池的開路電壓(Voc)的下降率大于規(guī)定的值(Vo)時，即，-dVoc/dt＞vo＞0，判斷為可再充電電池短路。
2.可再充電電池是否正常或其內(nèi)電阻是否升高的判斷對于判斷為其開路電壓(Voc)的下降率小于判斷(1)中的上述規(guī)定值(Vo)的可再充電電池，可再充電電池以下面方式進行是否正?；蚱鋬?nèi)電阻實際是否升高的判斷。
在可再充電電池是可存儲電容量沒有下降的情況，如參考圖18(1)的曲線所理解的那樣，剩余容量和開路電壓具有對應(yīng)關(guān)系1∶1，其中找到開路電壓和剩余容量之一時，另一個很容易被找到。
參考圖25(1)所示的曲線，測量中止?fàn)顟B(tài)的可再充電電池，測量開路電壓(Voc)。之后，從可再充電電池，放電電流I1×?xí)r間t1的電量q1，其中測量放電操作期間的電池電壓(V)和放電操作結(jié)束后的開路電壓(Voc)。在這種情況下，當(dāng)可再充電電池是可存儲電容量沒有下降的情況時，應(yīng)提供這樣的結(jié)果當(dāng)開路電壓為Voc0時剩余容量(Q)是Q0＝Q(Voc0)，在放電電量q1后剩余容量為Q0-q1，并且開路電壓是Voc(Q0-q1)。這里，剩余容量(Q)用開路電壓(Voc)的函數(shù)式Q＝Q(Voc)表達，并且開路電壓(Voc)用剩余容量(Q)的函數(shù)式Voc＝Voc(Q)表達。
當(dāng)開路電壓Voc(Q0-q1)與測量值Voc1之差為f0≤[Voc(Q0-q1)-Voc1]≤f1(f0＜0＜f1)并且落在相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵禺a(chǎn)品的特性變化范圍中時，認為待查的可再充電電池基本上與正?？稍俪潆婋姵叵嗤＿@樣，把可再充電電池判斷為可存儲電容量沒有減少。
另外，假設(shè)當(dāng)電池放電操作開始時在初始階段可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以下面等式表達V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V為電池電壓，t為放電時間，V1為放電時間外延到無限大時電池的電池電壓，τ為電池內(nèi)電阻等確定的時間常數(shù))。根據(jù)電池電壓到測量的放電時間并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I1從開路電壓Voc0開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1。
圖25(2)表示電池電壓V1和其瞬時特性之間的相關(guān)性的曲線。
當(dāng)可再充電電池的內(nèi)電阻作為R1時，R1可從等式V1＝Voc0-I1×R1和等式R1＝(Voc0-V1)/I1得到?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻R1與對應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻(Rd)[放電時]對前面得到的開路電壓(Voc0)[或剩余容量(Q0)]、放電電流(I1)和電池溫度(T)的關(guān)系表達式Rd(Voc0，I1，T)[或Rd(Q0，I1，T)]的比較。
在上面比較中，(i)當(dāng)(待查的)可再充電電池的內(nèi)電阻R1基本上為正常可再充電電池的內(nèi)電阻Rd(Voc0，I1，T)或Rd(Q0，I1，T)時，換言之，當(dāng)可再充電電池的內(nèi)電阻R1落在相應(yīng)可再充電電池產(chǎn)品的r1≤[R1-Rd(Q0，I1，T)]≤r2(r1＜0＜r2)的變化范圍中時，判斷可再充電電池正常。
(ii)當(dāng)(待查的)可再充電電池的內(nèi)電阻R1落在相應(yīng)可再充電電池產(chǎn)品的[R1-Rd(Q0，I1，T)]＞r2(0＜r2)的變化范圍中時，判斷可再充電電池的內(nèi)電阻升高。
3.可存儲電容量是否下降的判斷對于判斷為其開路電壓(Voc)的下降率小于判斷1中的上述規(guī)定值(Vo)的可再充電電池，可再充電電池以下面方式進行其可存儲電容量是否下降的判斷。
參考圖25(1)所示的曲線，對于中止?fàn)顟B(tài)的可再充電電池，測量開路電壓(Voc0)。之后，從可再充電電池放電電流I1×?xí)r間t1的電量q1，其中測量在放電操作期間的電池的電池電壓(V)和放電操作結(jié)束后電池的開路電壓(Voc1)。在這種情況下，當(dāng)可再充電電池是可存儲電容量沒有下降的情況時，應(yīng)提供這樣的結(jié)果當(dāng)開路電壓為Voc0時的剩余容量(Q)為Q0＝Q(Voc0)，放電電量q1后剩余容量是Q0-q1并且開路電壓為Voc(Q0-q1)。
當(dāng)開路電壓Voc(Q0-q1)與測量值Voc1之差為[Voc(Q0-q1)-Voc1]＞f1(0＜f1)時，把待查的可再充電電池判斷為可存儲電容量減少。
在可再充電電池的內(nèi)電阻是否升高的前面判斷2中，當(dāng)判斷為內(nèi)電阻升高時，以下面方式計算升高的內(nèi)電阻。
當(dāng)假設(shè)內(nèi)電阻從正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻R＝Rd(Q，Id，T)升高到R’＝a×Rd(Q，Id，T)+b(其中，a和b是常數(shù)，Id是放電率(放電電流)，T是放電溫度)時，如下計算升高的內(nèi)電阻值。
圖4表示沿著圖3中的B[S318(內(nèi)電阻升高)]的流程圖。尤其，圖4表示計算可再充電電池的內(nèi)電阻升高的步驟的流程圖的一個例子。
特別是，其要檢查內(nèi)電阻的可再充電電池從其中止?fàn)顟B(tài)至少放電2次。即，從其開路電壓為Voc0的可再充電電池，放電電流I1×?xí)r間t1的電量q1，并且之后，從其開路電壓為Voc1的可再充電電池，放電電流I2×?xí)r間t2的電量q2，其中在放電操作結(jié)束之前的時間里，測量電池電壓(V)并測量放電操作結(jié)束后開路電壓(Voc2)。
假設(shè)放電操作開始的初始階段可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以等式V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V是電池電壓，t是放電時間，V1是放電時間t外延要無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù))表達。
根據(jù)電池電壓V對測量的放電時間并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I1從開路電壓Voc0開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1。
從等式V1＝Voc0-I1×R1或R1＝(Voc0-V1)/I1計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻R1。
類似地，根據(jù)等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ(V是電池電壓，t是放電時間，V2是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù))，計算當(dāng)以放電電流I2從開路電壓Voc1開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2。
從等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻R2。
然后根據(jù)等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0(Q0是開路電壓為Voc0時的剩余容量)和等式R2-[a×Rd(Q0-q1，I2，T)+b]＝0(Q1＝Q0-q1并且是開路電壓為Voc1時的剩余容量)或R2＝[a×Rd(Q1，I，T)+b]＝0，計算常數(shù)a，常數(shù)b和剩余容量Q0，其中在最后一個等式中Q1＝Q(Voc1)。
以這種方式計算升高的內(nèi)電阻Rd’＝a×Rd(Q，Id，T)+b。
在升高的內(nèi)電阻的這個計算中，為估計改變放電電流時的電壓值，使用以時間常數(shù)τ表達的前面等式。但這并非限制性的?？墒褂闷渌軌虮唤频钠渌仁健?br> 在可再充電電池的可存儲電容量是否下降的前面判斷3中，對于判斷為可存儲電容量下降的可再充電電池，當(dāng)假設(shè)下降的可存儲電容量為相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐腄倍(D是常數(shù)0＜D＜1)時，下降的可存儲電容量的值可根據(jù)沿著圖3的C[S319(可存儲電容量下降)]的圖5所示方式獲得。圖5表示計算可再充電電池的可存儲電容量的下降的步驟的流程圖的一個例子。在圖5中的情況2(S334)中，對于其內(nèi)電阻小于前面得到的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻的并且不短路的可再充電電池，判斷為可存儲電容量下降并且內(nèi)電阻不升高。
如下估計下降的可存儲電容量的值。
在圖25(1)中，在從開路電壓為Voc并且處于中止?fàn)顟B(tài)的可再充電電池以電流值I1放電電量q1并且電池的開路電壓變?yōu)閂oc1的情況下，如果電池正常，則當(dāng)開路電壓變?yōu)閂oc0時剩余容量為Q0。但是，由于待查的可再充電電池如上所述可存儲電容量被下降了D倍，當(dāng)開路電壓變?yōu)閂oc0時剩余容量變?yōu)镼0’。
從開路電壓(Voc)對正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?Q)的關(guān)系式Voc(Q)和Q(Voc)，對于其可存儲電容量下降D倍的可再充電電池，當(dāng)可再充電電池的剩余容量乘以1/D時，可再充電電池可被視為相應(yīng)于正常可再充電電池。這種情況如下表達Voc0＝Voc(Q0)＝Voc(Q0’/D)Q0＝Q0’/D＝Q(Voc0)
另外，當(dāng)在電量q1的放電操作后其可存儲電容量被下降的可再充電電池的剩余容量變?yōu)镼0’時，下面關(guān)系式成立Q1’＝Q0’-q1Voc1＝Voc[(Q1’-q1)/D]Q0’/D-q1/D＝Q(Voc1)Q(Voc0)-q1/D＝Q(Voc1)q1/D＝Q(Voc0)-Q(Voc1)D＝q1/[Q(Voc0)-Q(Voc1)]從這里，可估計下降的可存儲電容量的下降常數(shù)D。此時的剩余容量變?yōu)镈×Q(Voc1)。
另外，當(dāng)以與前面的判斷2中同樣的方式獲得的內(nèi)電阻R1落在r1≤[R1-Rd(Q0’/D，I1，T)]≤r2(r1＜0＜r2)的變化范圍中時，判斷要檢查的可再充電電池內(nèi)電阻沒有升高，但可存儲電容量下降。
另外，當(dāng)以與前面的判斷2中同樣的方式獲得的內(nèi)電阻R1落在[R1-Rd(Q0，I1，T)]＞r2(0＜r2)的變化范圍中時，判斷要檢查的可再充電電池內(nèi)電阻升高，并且可存儲電容量下降。
尤其，要檢查的可再充電電池從其中止?fàn)顟B(tài)至少放電2次，即，參考圖25(1)所示的曲線，從其開路電壓為Voc0的可再充電電池，放電電流I1×?xí)r間t1的電量q1，并且之后，從其開路電壓為Voc1的可再充電電池，放電電流I2×?xí)r間t2的電量q2，其中在放電操作結(jié)束之前的時間里，測量電池電壓(V)并測量放電操作結(jié)束后開路電壓(Voc2)。
假設(shè)放電操作開始的初始階段可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以等式V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V是電池電壓，t是放電時間，V1是放電時間t外延要無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù))表達。
根據(jù)電池電壓V到測量的放電時間并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I1從開路電壓Voc0開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1。
從等式V1＝Voc0-I1×R1或R1＝(Voc0-V1)/I1計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻R1。
類似地，根據(jù)等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ(V是電池電壓，t是放電時間，V2是放電時間t外延要無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù))，計算當(dāng)以放電電流I2從開路電壓Voc1開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2。
從等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻R2。
假設(shè)可再充電電池的內(nèi)電阻從Rd(Q，Id，T)升高到a×Rd(Q，Id，T)+b(a和b為常數(shù))。然后根據(jù)等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0和等式R2-[a×RdQ1，I2，T)+b]＝R2-[a×Rd(Q0-q1/D，I2，T)+b]＝0(其中Q0＝Q0’/D，Q1＝Q1’/D，Q0’是開路電壓為Voc0時的剩余容量，Q1’是開路電壓為Voc1時的剩余容量)計算常數(shù)b、D和Q0’。
以這種方式，對于其可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高的可再充電電池，得到內(nèi)電阻的關(guān)系式Rd’＝a×Rd(Q’/D，Id，T)+b(其中Q’是在可存儲電容量下降時的真正的剩余容量)。
從中止?fàn)顟B(tài)向充電狀態(tài)檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)當(dāng)待查的給定可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充放電時，測量電池開路電壓(Voc)隨時間的改變。之后，以電流值Ic1開始對電池的充電操作，這里，測量電池電壓(Vc)。當(dāng)充電電流值Ic1×?xí)r間t1×充放電效率Eff的電量q1來使得電池電壓為Vc1時，結(jié)束充電操作，其中測量電池開路電壓(Voc)隨時間的改變并把以規(guī)定值設(shè)置的電池電壓改變?yōu)閂oc1。以這種方式檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
圖26(1)圖形表示上述操作中電池電壓隨時間的改變和充電電流隨時間的改變。
通過測量規(guī)定時間周期后的開路電壓Voc1或通過利用表示開路電壓的瞬時特性的適當(dāng)?shù)仁降玫匠潆姴僮鹘Y(jié)束后的開路電壓Voc1。
圖6表示對可再充電電池從可再充電電池處于斷路狀態(tài)的時間開始進行充電操作的步驟的流程圖例子，其中判斷可再充電電池是否正常、內(nèi)電阻是否升高或可存儲電容量是否下降。
圖7和圖8分別表示判斷為內(nèi)電阻升高后的內(nèi)電阻計算和判斷為可存儲電容量下降后內(nèi)電阻的計算，這將在后面說明。
在這個實施例中，描述通過從中止?fàn)顟B(tài)進行充電操作來檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的方法。但是這并非限制性的。可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測也可通過以脈沖模式從其充電狀態(tài)對可再充電電池執(zhí)行充電操作的方法進行。
1.判斷短路的存在當(dāng)要檢查的可再充電電池(Ba)落在下面的情況(i)到(iii)之一時，判斷為可再充電電池短路。
(i)從剩余容量(Q)和相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵?Bn)[n表示正常]的開路電壓(Voc)之間的關(guān)系Voc(Q)，當(dāng)開路電壓為Voc0時的可再充電電池Ba的剩余容量Q0和開路電壓Voc(Q0+q)和充電后的開路電壓Voc1的差為[Voc(Q0+q1)-Voc1]＞g1(g1＞0)。
(ii)從正常可再充電電池(Bn)的剩余容量(Q)、充電電流(Ic)、電池溫度(T)和電池電壓(Vc)的關(guān)系式Vc(Q，Ic，T)，有[Vc(Q0+q1，Ic，T)-Vc1]＞j1(j1＞0)的情況。
(iii)從正?？稍俪潆婋姵?Bn)的開路電壓(Voc)、充電電流(Ic)、電池溫度(T)和初始電阻(Rc)的關(guān)系式Rc(Voc，Ic，T)有[Rc1-Rc(Voc1，Ic，T)]＜z1(z1＜0)，Rc1是電池電壓為Vc1時的內(nèi)電阻。
2.要檢查的可再充電電池是否正常、其內(nèi)電阻是否升高或電容量是否下降的判斷從相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?Q)和開路電壓(Voc)的關(guān)系式Voc(Q)，對于待查的可再充電電池，得到當(dāng)開路電壓為Voc0時的剩余容量Q0。當(dāng)從關(guān)系式Voc(Q)得到的開路電壓Voc(Q0+q1)與充電操作后的開路電壓Voc1之差為go≤[Voc(Q0+q1)-Voc1]≤g1(go＜0＜g1)時，把可再充電電池判斷為可存儲電容量沒有減少。
另外，假設(shè)當(dāng)電池充電操作開始時在初始階段可再充電電池的電池電壓(Vc)的瞬時特性以下面等式表達Vc＝V1-(V1-Voc0)×e-t/τ(t為充電時間，V1為充電時間外延到無限大時電池的電池電壓，τ為電池內(nèi)電阻等確定的時間常數(shù))。根據(jù)電池電壓Vc到測量的充電時間并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以充電電流Ic1從開路電壓Voc0開始充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1。
圖26(2)表示電池電壓V1和其瞬時特性之間的相關(guān)性的曲線。
當(dāng)可再充電電池的內(nèi)電阻作為Rc1時，R1可從等式V1＝Voc0+Ic1×Rc1和等式Rc1＝(V1-Voc0)/Ic1得到。可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1與對應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻(Rc)[充電時]對前面得到的開路電壓(Voc0)[或剩余容量(Q0)]、充電電流(Ic1)和電池溫度(T)的關(guān)系表達式Rc(Voc0，Ic1，T)或Rc(Q0，Ic1，T)比較。
在上面比較中，(i)當(dāng)(待查的)可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1落在相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膠1≤[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)]≤z2(z1＜0＜z2)的變化范圍或j1≤[Vc1-Vc(Q0+q1，Ic1，T)]≤j2(j1＜0＜j2)的變化范圍中時，判斷可再充電電池正常。
以上述不等式表達的變化范圍可包括正?？稍俪潆婋姵禺a(chǎn)品的內(nèi)電阻和電池電壓的特性的許可范圍。
(ii)當(dāng)(待查的)可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1落在[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)]＞z2(0＜z2)或j2＜[Vc1-Vc(Q0+q1，Ic，T)] (0＜j2)的變化范圍中時，判斷可再充電電池的內(nèi)電阻升高。
(iii)另外，當(dāng)[Voc(Q0+q1)-Voc1]＜go(go＜0)時，把可再充電電池判斷為可存儲電容量下降。
在前面判斷2中，當(dāng)判斷為內(nèi)電阻升高時，以沿著圖6的F[S417(內(nèi)電阻升高)]的圖7所示的方式計算升高的內(nèi)電阻。圖7表示計算可再充電電池的內(nèi)電阻升高的步驟的流程圖的例子。
尤其，其要檢查內(nèi)電阻的可再充電電池從其中止?fàn)顟B(tài)至少充電2次。即，對開路電壓為Voc0的可再充電電池，充電電流Ic1×?xí)r間t1的電量q1，并且之后，對開路電壓為Voc1的可再充電電池，充電電流Ic2×?xí)r間t2的電量q2，其中在充電操作結(jié)束之前的時間里，測量電池電壓(Vc)并測量充電操作結(jié)束后開路電壓(Voc2)。以下面方式計算升高的內(nèi)電阻R’＝a×Rc(Q，Ic，T)+b。
假設(shè)充電操作開始的初始階段電池電壓的瞬時特性以等式Vc＝V1-(V1-Voc0)×e-t/τ(t是充電時間，V1是充電時間t外延要無限時電池的電池電壓(Vc)，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù))表達。
在第一充電操作中，根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以充電電流Ic1從開路電壓Voc0開始充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1。
從等式V1＝Voc0+Ic1×Rc1或Rc1＝(V1-Voc0)/Ic1計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1。
類似地，在第二充電操作中，根據(jù)等式Vc＝V2-(V2-Voc1)×e-t/τ(t是充電時間，V2是充電時間t外延要無限時電池的電池電壓(Vc)，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù))，計算當(dāng)以放電電流Ic2從開路電壓Voc1開始充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2。
從等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic2計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻Rc2。
當(dāng)假設(shè)可再充電電池的內(nèi)電阻的Rc(Q，Ic，T)升高到a×Rc(Q，Ic，T)+b(a，b是常數(shù))時，上述關(guān)系式可如下表達Rc1-[a×Rc(Q0，Ic1，T)+b]＝0和Rc2-[a×Rc(Q0+q1，Ic2，T)+b]＝0或Q1＝Q(Voc1)和Rc2-[a×Rc(Q1，Ic2，T)+b]＝0，(其中Q0是開路電壓為Voc0時的剩余容量，Q1是開路電壓為Voc1時的剩余容量)。
通過解出這些等式，可計算出常數(shù)a，b并且計算升高的內(nèi)電阻Rc’＝a×Rc(Q，Ic，T)+b。
在升高的內(nèi)電阻的這個計算中，為得到改變充電電流時的電壓，使用時間常數(shù)τ表達前面等式。但這并非限制性的?？墒褂闷渌軌虮唤频钠渌仁?。
在前面判斷2中，對于判斷為可存儲電容量下降的可再充電電池，當(dāng)假設(shè)下降的可存儲電容量為相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐腄倍(D是常數(shù)0＜D＜1)時，下降的可存儲電容量的值可根據(jù)沿著圖6的G[S418(可存儲電容量下降)]的圖8所示方式獲得。圖8表示計算可再充電電池的可存儲電容量的下降的步驟的流程圖的一個例子。在圖8中的情況2(S434)中，對于其內(nèi)電阻小于前面得到的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻的并且不短路的可再充電電池，判斷為可存儲電容量下降。
在圖26(1)中，在對其開路電壓為Voc并且處于中止?fàn)顟B(tài)的可再充電電池以電流值Ic1充電電量q1并且電池的開路電壓變?yōu)閂oc1的情況下，如果電池正常，則當(dāng)開路電壓為Voc0時剩余容量為Q0。但是，由于待查的可再充電電池如上所述可存儲電容量被下降了D倍，當(dāng)開路電壓為Voc0時剩余容量變?yōu)镼0’。
從開路電壓(Voc)對正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?Q)的關(guān)系式Voc(Q)和Q(Voc)，對于其可存儲電容量下降D倍的可再充電電池，當(dāng)可再充電電池的剩余容量乘以1/D時，可再充電電池可被視為相應(yīng)于正?？稍俪潆婋姵?。這種情況如下表達Voc0＝Voc(Q0)＝Voc(Q0’/D)Q0＝Q0’/D＝Q(Voc0)另外，當(dāng)在電量q1的充電操作后其可存儲電容量被下降的可再充電電池的剩余容量變?yōu)镼0’時，下面關(guān)系式成立Q1’＝Q0’+q1Voc1＝Voc[(Q0’+q1)/D]Q0’/D+q1/D＝Q(Voc1)Q(Voc0)+q1/D＝Q(Voc1)q1/D＝Q(Voc1)-Q(Voc0)D＝q1/[Q(Voc1)-Q(Voc0)]從這里，可計算下降的可存儲電容量的下降常數(shù)D。此時的剩余容量變?yōu)镈×Q(Voc1)。
尤其，要檢查的可再充電電池從其中止?fàn)顟B(tài)至少充電2次。即，對于其開路電壓為Voc0的可再充電電池，在第一充電操作中(看圖26(1))以脈沖充電電流Ic1×?xí)r間t1的電量q1。在第一充電操作結(jié)束之后，對其開路電壓在第一充電操作后為Voc1的可再充電電池，在第二充電操作中(看圖26(2)，其中充電量與充電電流Ic2和充電時間t有關(guān))脈沖充電電流Ic2×?xí)r間t2的電量q2，在充電操作結(jié)束之前的時間里，測量電池電壓(Vc)并測量第二充電操作結(jié)束后開路電壓(Voc2)。
假設(shè)第二充電操作中電池電壓(Vc)的瞬時特性以等式Vc＝V2-(V2-Voc1)×e-t/τ(t是充電時間，V2是放電時間t外延要無限時電池的電池電壓(Vc)，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù))表這。
根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以充電電流Ic2從開路電壓Voc1開始充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2。
從等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic1計算此時可再充電電池的內(nèi)電阻Rc2。
假設(shè)可再充電電池的內(nèi)電阻從Rc(Q×D，Ic，T)升高到a×Rc(Q×D，Ic，T)+b(a和b為常數(shù))時，上面關(guān)系式如下表示Rc1-[a×Rc(Q0’/D，Ic1，T)+b]＝0和Rc2-[a×Rc(Q1’/D+q1/D，Ic2，T)+b]＝0或Q1＝Q1’/D＝Q(Voc1)和Rc2-[a×Rc(Q1’/D，Ic2，T)+b]＝0。
通過解出這些方程，計算出常數(shù)a和b，計算出其可存儲電容量下降的可再充電電池的升高的內(nèi)電阻Rc’＝a×Rc(Q’/D，Ic，T)+b。
充電操作結(jié)束后檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)在待查的可再充電電池的充電操作在電池電壓VCE結(jié)束后，通過測量電池電壓隨時間的改變和估計開路電壓(Voc)檢測電池的內(nèi)部狀態(tài)。
圖27表示恒定電路充電的可再充電電池的電池電壓與充電結(jié)束后電池的開路電壓隨時間的改變之間的關(guān)系的例子。
如下進行上述開路電壓(Voc)的估計。從充電操作結(jié)束的時間開始經(jīng)歷規(guī)定周期的時間后開路電壓變?yōu)殚_路電壓VocE?；蛘邷y量離開充電操作結(jié)束的時間t和此時的開路電壓，其中以給定的值穩(wěn)定的開路電壓變?yōu)閂ocE。
假設(shè)開路電壓(Voc)的瞬時特性以等式Voc＝VocE+(VcE-VocE)×e-t/τ(t是充電時間，VocE是把充電時間t外延到無限的電池的電池電壓，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù))表達。
根據(jù)所述等式，從在大量點測量的Voc值得到時間常數(shù)τ，并得到開路電壓VocE的真正值。
當(dāng)開路電壓(Voc)隨時間的改變，即待查的可再充電電池的開路電壓(Voc)的下降率-dVocE/dt大于規(guī)定值(Vc)，即-dVoc/dt＞Vc＞0時，判斷可再充電電池短路。
另外，當(dāng)在充電操作結(jié)束時可再充電電池的電池電壓VcE小于相應(yīng)的正常可再充電電池的電池電壓(mo＞0)，即VcE＜mo時，判斷待查的電池被短路。
圖9表示判斷過程的流程的一個例子。
根據(jù)恒定電流恒定電壓充電，對可再充電電池以規(guī)定的恒定電流值執(zhí)行恒定電流充電操作，當(dāng)電池電壓到達規(guī)定的上限電池電壓VcL時，把恒定電流充電操作轉(zhuǎn)換到恒定電壓充電操作，對其電池電壓變?yōu)閂cL的可再充電電池以等于電池電壓VcL的恒定電壓值執(zhí)行恒定電壓充電操作，在經(jīng)歷規(guī)定周期時間后，結(jié)束充電操作。當(dāng)以這種方式對可再充電電池充電時，判斷可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
在這個恒定電流恒定電壓充電方法中，當(dāng)可再充電電池的充電操作正常完成而在其充電過程中沒有中止充電操作時，可再充電電池的當(dāng)前存儲的電量(即剩余容量)完充足電到大致100％的可存儲電容量。
在該判斷中，待查的可再充電電池(Bb)根據(jù)上面的恒定電流恒定電壓充電方法充電，使得在完充足電后其設(shè)置的開路電壓為VocE。
通過和正?？稍俪潆婋姵?Bn)作比較判斷可再充電電池(Bb)的內(nèi)部狀態(tài)，如下所述。
1.短路是否存在的判斷當(dāng)可再充電電池(Bb)落在下面的情況(i)到(iv)之一時，判斷可再充電電池為短路。
(i)在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓隨時間的改變(-dVocE/dt)大于正常可再充電電池(Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情況。
(ii)當(dāng)整個充電操作結(jié)束時可再充電電池(Bb)的電池電壓(VcE)小于正常可再充電電池(Ba)的(mo)，即VcE＜mo(0＜mo)的情況。
(iii)恒定電流充電操作的可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高(dVc/dt)小于正?？稍俪潆婋姵?Ba)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情況。
(iv)從充電操作開始可再充電電池(Bb)的電池溫度(T)的溫升(dT/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情況。
2.內(nèi)電阻升高的判斷當(dāng)恒定電流充電操作中可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高率(dVc/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)并且在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(ko)時，即0＜VocE＜ko，可再充電電池(Bb)判斷為內(nèi)電阻升高。
3.可存儲電容量的下降的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的用于從規(guī)定電池電壓達到上限電壓(VcL)的時間周期小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)或在恒定電流充電操作中可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高率(dVc/dt)大于正常可再充電電池(Ba)的升高率(dVcn/dt)，即dVc/dt＞dVcn/dt＞0時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)大于可再充電電池(Bn)的(ko)，即VocE＞ko＞0時，判斷為可再充電電池(Bb)的可存儲電容量下降。
4.可再充電電池是否正常的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的用于從規(guī)定電池電壓達到上限電壓(VcL)的時間周期大致和正?？稍俪潆婋姵?Bn)相同或在恒定電流充電操作中可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高率(dVc/dt)大致和正?？稍俪潆婋姵?Ba)的升高率(dVcn/dt)相同，即s0≤dVc/dt≤s1(0＜s0＜s1))時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)和可再充電電池(Bn)的(ko)大致相同或稍大，即VocE≥ko＞0時，判斷為可再充電電池(Bb)正常。
圖10表示上面判斷過程的流程圖。
在使用恒定電流充電方法的充電方法中，對可再充電電池的充電進行操作，使得通過檢測電池溫度隨時間的改變和/或電池電壓隨時間的改變，即通過檢測在充電操作的最后一個階段電池溫度的升高和/或在充電操作的最后一個階段電池電壓的下降來控制或結(jié)束充電操作。尤其，當(dāng)在充電操作的最后一個階段電池溫度升高和/或電池電壓下降時，結(jié)束充電，其中認為可再充電電池完充足電到可存儲電容量的大致100％。
待查的每個正?？稍俪潆婋姵?Bn)和可再充電電池(Bb)通過上面方法進行充電。
通過和正常可再充電電池(Bn)作比較判斷待查的可再充電電池(Bb)的內(nèi)部狀態(tài)，如下所述。
1.短路是否存在的判斷當(dāng)可再充電電池(Bb)落入下面的情況(i)到(iv)之一時，可再充電電池判斷為短路。
(i)在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓隨時間的改變(-dVocE/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情況。
(ii)從充電操作開始可再充電電池(Bb)的電池溫度(T)的溫升(dT/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情況。
(iii)恒定電流充電操作的可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高(dVc/dt)小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情況。
2.內(nèi)電阻升高的判斷當(dāng)恒定電流充電操作中可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高率(dVc/dt)大于正常可再充電電池(Bn)的(s1)，即dVc/dt＞s1(0＜s1)，并且在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(ko)時，即0＜VocE≤ko，可再充電電池(Bb)判斷為內(nèi)電阻升高。
3.可存儲電容量的下降的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高率(dVc/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(s1)，即dVc/dt＞s1(0＜s1)時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)大于可再充電電池(Ba)的(ko)，即VocE＞ko＞0時，判斷為可再充電電池(Bb)的可存儲電容量下降。
4.可再充電電池是否正常的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高率(dVc/dt)大致和正常可再充電電池(Bn)的升高率(dVcn/dt)相同，即s0≤dVc/dt≤s1(0＜s0＜s1))時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)和可再充電電池(Bn)的(ko)大致相同或稍大，即VocE≥ko＞0時，判斷為可再充電電池正常。
圖11表示上面判斷過程的流程圖。
在充電方法的恒定電流充電操作中，當(dāng)對可再充電電池的開路電壓小于某電壓值并且經(jīng)歷規(guī)定的時間周期后，充電結(jié)束。但是在可再充電電池的電池電壓到達規(guī)定上限電壓VcL的情況下，結(jié)束充電操作。
通過和正?？稍俪潆婋姵?Bn)作比較判斷可再充電電池(Bb)的內(nèi)部狀態(tài)，如下所述。
1.短路是否存在的判斷當(dāng)可再充電電池(Bb)落入下面的情況(i)到(iv)之一時，可再充電電池判斷為短路。
(i)在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓隨時間的改變(-dVocE)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情況。
(ii)當(dāng)整個充電操作結(jié)束時可再充電電池(Bb)的電池電壓(VcE)小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(mo)，即VcE＜mo(0＜mo)的情況。
(iii)恒定電流充電操作的可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高(dVc/dt)小于正常可再充電電池(Bn)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情況。
(iv)從充電操作開始可再充電電池(Bb)的電池溫度(T)的溫升(dT/dt)大于正常可再充電電池(Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情況。
2.內(nèi)電阻升高的判斷當(dāng)恒定電流充電操作中可再充電電池(Bb)的電池電壓(Vc)的升高率(dVc/dt)大于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(s1)，即dVc/dt＞s1(0＜s1)，并且在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)小于正?？稍俪潆婋姵?Bn)的(ko)時，即0＜VocE＜ko，可再充電電池(Bb)判斷為內(nèi)電阻升高。
3.可存儲電容量的下降的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高率(dVc/dt)大于正常可再充電電池(Bn)的(dVcn/dt)，即dVc/dt＞dVcn/dt＞0時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)大于可再充電電池(Bn)的(ko)，即VocE＞ko＞0時，判斷為可再充電電池(Bb)的可存儲電容量下降。
4.可再充電電池是否正常的判斷當(dāng)在恒定電流充電操作中，可再充電電池(Bb)的電池電壓的升高率(dVc/dt)大致和正常可再充電電池(Bn)的升高率(dVcn/dt)相同，即s0≤dVc/dt≤s1(0＜s0＜s1))時，以及在完充足電后可再充電電池(Bb)的開路電壓(VocE)和可再充電電池(Bn)的(ko)大致相同或稍大，即VocE≥ko＞0時，判斷為可再充電電池正常。
圖12表示上面判斷過程的流程圖。
在放電狀態(tài)可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測對于待查的處于放電狀態(tài)的可再充電電池，測量放電電流Ido和電池電壓Vd。
當(dāng)可再充電電池落入下面的情況(i)和(ii)時，判斷可再充電電池短路或其剩余容量很小。
(i)電池電壓小于規(guī)定電壓值的情況(ii)電池電壓(Vd)下降率(-dVd/dt)大于規(guī)定電壓值×1，即-dVd/dt＞×1(0＜×1)。
另外，當(dāng)電池電壓大于規(guī)定電壓值或電池電壓(Vd)下降率(-dVd/dt)小于規(guī)定電壓值×1，即0＜-dVd/dt≤×1時，判斷可再充電電池正?；蚩稍俪潆婋姵刂谐霈F(xiàn)短路以外的損耗模式。
圖13表示上面判斷過程的流程圖。
對于上面從放電時的電池電壓隨時間的改變判斷為沒有短路的并且處于穩(wěn)定放電狀態(tài)的可再充電電池，其中可再充電電池的電池溫度為T，放電電流為Id，電池電壓為Vd0，在從可再充電電池放電了電量q后，電池電壓在穩(wěn)定放電狀態(tài)以放電電流Id變?yōu)閂d1并且在這種情況下可再充電電池是正常達到情況下，當(dāng)電池電壓為Vd0時開路電壓(Voc)和剩余容量(Q)[當(dāng)前存儲的電量]分別變?yōu)閂oc0和Q0，從原來得到的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐奶匦躁P(guān)系表達在這種情況下可再充電電池的特定關(guān)系，如下所述。
Voc0＝Voc(Q0)Q0＝Q(Voc0)
Vd0＝Vd(Id0，Q0，T)Q0＝Q(Vd0，Id0，T)Q0-q＝Q(Vd1，Id1，T)Vd1＝Vd(Id1，Q0-q，T)這樣，可如下判斷可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
1.判斷可再充電電池是否正常從前面得到的相應(yīng)的可再充電電池的剩余容量、放電電流、電池溫度和電池電壓的關(guān)系式，(i)當(dāng)y1≤[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]≤y2(y1＜0＜y2)或(ii)w1≤Q(Id1，Vd1，T)-[Q(Id0，Vd0，T)-q]≤w2(w1＜0＜w2)時，判斷為可再充電電池正常2.內(nèi)電阻的升高判斷從前面得到的相應(yīng)的可再充電電池的剩余容量、放電電流、電池溫度和電池電壓的關(guān)系式，(i)當(dāng)[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＞y2(0＜y2)或(ii)Q(Id1，Vd1，T)-[Q(Id0，Vd0，T)-q]＞w2(0＜w2)時，判斷為可再充電電池內(nèi)電阻升高。
3.可存儲電容量的下降的判斷從前面得到的相應(yīng)的可再充電電池的剩余容量、放電電流、電池溫度和電池電壓的關(guān)系式，(i)當(dāng)[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＜y1(y1＜0)或(ii)Q(Id1，Vd1，T)-[Q(Id0，Vd0，T)-q]＜w1(w1＜0)時，判斷為可再充電電池可存儲電容量下降。
圖14表示上面判斷過程的流程圖。
說明書中的各種閥值(v0，f0，f1，r1，r2，go，g1，j1，j2，z1，z2，ve，mo，ko，so，s1，uo，×1，w1，w2，y1，y2等)和流程圖根據(jù)可再充電電池的種類和類型而不同，不能單一地決定。這些從與待查的可再充電電池的種類和類型相同的正常可再充電電池的實際測量值來決定。
在大致為穩(wěn)定放電狀態(tài)的可再充電電池的放電電流被改變n次(其中n為正整數(shù)，n＝1，2，3，4，...)的情況下，在這個實施例中，通過測量改變放電電流時電池電壓的瞬時特性，檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。圖28(1)和圖28(2)所示的曲線分別表明電池電壓隨時間的改變和在穩(wěn)定充電時放電電流被改變4次的放電電流隨時間的改變?？稍诜烹姇r故意發(fā)生改變。在這種情況下改變放電的放電電流矩形波形的脈沖電流。另外，當(dāng)放電的改變不影響使用可再充電電池的設(shè)備時，放電的改變可通過使放電為脈沖狀態(tài)來產(chǎn)生，使得放電電流間歇地變?yōu)?。
在穩(wěn)定狀態(tài)下放電電流為In0并且此時的電池電壓為Vd0的情況下，在把放電電流改變到In1時，放電電流In1×?xí)r間tn1的電量qn并且放電返回到穩(wěn)定放電電流In0下的放電，當(dāng)放電改變時電池電壓在幾個點測量。假設(shè)當(dāng)放電電流改變時電池電壓(V)的瞬時特性以等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ(t是放電時間，Vn1是把放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù)，n為正整數(shù)，n＝1，2，3，4，...)。
根據(jù)測量的電池電壓到自放電電流改變時的時間開始的時間t并根據(jù)所述等式，估計時間常數(shù)τ和Vn1的真正值，使用得到的結(jié)果，檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
圖28(1)中的V11，V21，V31和V41是當(dāng)放電電流改變4次時的電池電壓。尤其，圖28(1)所示的曲線表示在假設(shè)放電電流改變4次時電池電壓的瞬時特性可用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表達的情況下對應(yīng)與Vn1(n＝1，2，3，4)的電池電壓的改變關(guān)系。
對于上面判斷2(從穩(wěn)定狀態(tài)的放電)中判斷為內(nèi)電阻升高的可再充電電池，描述在假設(shè)可再充電電池的內(nèi)電阻例如使得它從Ra(Q，Id，T)下降到a×Rd(Q，Id，T)+b的情況下計算內(nèi)電阻和剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)的方法。
當(dāng)放電電流從穩(wěn)定放電狀態(tài)至少改變3次時，例如，當(dāng)以放電電流I10穩(wěn)定放電的電池電壓為V10時，假設(shè)把放電電流改變到I11并且從電池電壓V10放電電流值I11×?xí)r間t11的電量q1，把電池電壓從V10改變到V20；接著，把穩(wěn)定放電的放電電流I20改變到I21并且從電池電壓V20放電電流值I21×?xí)r間t21的電量q2，把電池電壓從V20改變到V30；把穩(wěn)定放電的放電電流I21改變到I31并且從電池電壓V30放電電流值I31×?xí)r間t31的電量q3，把電池電壓從V30改變到V40。在這種情況下，當(dāng)穩(wěn)定放電的放電電流In0被改變到In1并且放電電流值In1×?xí)r間tn1的電量qn時，假設(shè)放電電流改變的情況下電池電壓的瞬時特性可用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表達(t是放電時間，Vn1是把放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù)，n為正整數(shù)，n＝1，2，3，4，...)。
根據(jù)測量的電池電壓V到自放電電流改變時的時間開始的時間t并根據(jù)所述等式，估計放電電流In0被改變到In1時的時間常數(shù)τ和Vn1的真正值。
接著，當(dāng)放電電流為In0并且電池電壓為Vn0以及當(dāng)內(nèi)電阻Rd’表達為Rd’(Q，I，T)時具有剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)的可再充電電池的開路電壓為Vocno的這種情況下，此時的關(guān)系式如下表示。
Vocno＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn0，In1，T)[n＝1，2，3...]當(dāng)電池電壓為V10、V20、V30時剩余電容變?yōu)镼10、Q20、Q30，下面的關(guān)系式成立。
Q20＝Q10-q1Q30＝Q20-q2＝Q10-q1-q2另外，下面的關(guān)系式成立。
V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+bRd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+bRd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+bRd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+bRd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+b
Rd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+b(a，b為常數(shù))通過解出這些等式，得到剩余容量Q10、常數(shù)a，b，另外，得到損耗來提供內(nèi)電阻的可再充電電池的當(dāng)前剩余容量Q30和內(nèi)電阻Rd’(Q，I，T)。
圖15和附屬于圖15的圖17所示的流程圖表示判斷在圖14中升高內(nèi)電阻后如上計算出內(nèi)電阻和當(dāng)前剩余容量的過程的例子。
在內(nèi)電阻的上面的計算中，為估計改變放電電流時的電池電壓，使用應(yīng)用了時間常數(shù)τ的等式。可使用其它能夠近似的適當(dāng)?shù)牡仁健?br> 對于在上面判斷3中(穩(wěn)定狀態(tài)的放電)判斷為可存儲電容量下降的可再充電電池，描述通過假設(shè)充電電池的可存儲電容量從C下降到C’＝D×C(D是大于0小于1的常數(shù))并且可再充電電池的內(nèi)電阻從Ra(Q，Id，T)升高到Rd’(Q，Id，T)＝a×Rd(Q，Id，T)+b(a，b都是常數(shù))計算下降的可存儲電容量的下降系數(shù)和內(nèi)電阻的方法。這里，由于上面的可存儲電容量的下降的假設(shè)，從前面得到的正?？稍俪潆婋姵氐姆烹婋娏髋c電池電壓的關(guān)系計算的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘縌變?yōu)閷嶋H下降到Q’＝D×Q的結(jié)果。
當(dāng)放電電流從穩(wěn)定放電狀態(tài)至少改變4次時，尤其例如，當(dāng)以放電電流I10穩(wěn)定放電的電池電壓為V10時，假設(shè)把放電電流改變到I11并且從電池電壓V10放電電流值I11×?xí)r間t11的電量q1，把電池電壓從V10改變到V20；接著，把穩(wěn)定放電的放電電流I20改變到I21并且從電池電壓V20放電電流值I21×?xí)r間t21的電量q2，把電池電壓從V20改變到V30；隨后把穩(wěn)定放電的放電電流I30改變到I31并且從電池電壓V30放電電流值I31×?xí)r間t31的電量q3，把電池電壓從V30改變到V40；另外，把穩(wěn)定放電的放電電流I40改變到I41并且從電池電壓V40放電電流值I41×?xí)r間t41的電量q4，把電池電壓從V40改變到V50。
在這種情況下，當(dāng)穩(wěn)定放電的放電電流In0被改變到In1并且放電電流值In1×?xí)r間tn1的電量qn時，假設(shè)放電電流改變的情況下電池電壓的瞬時特性可用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表達(t是放電時間，Vn1是把放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是電池的內(nèi)電阻等決定的時間常數(shù)，n為正整數(shù)，n＝1，2，3，4，...)。
根據(jù)測量的電池電壓V到自放電電流改變時的時間開始的時間t并根據(jù)所述等式，估計放電電流In0被改變到In1時的時間常數(shù)τ和Vn1的真正值。
接著，當(dāng)放電電流為In0并且電池電壓為Vn0以及當(dāng)內(nèi)電阻Rd’表達為Rd’(Q，I，T)時具有剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)的可再充電電池的開路電壓為Vocno的這種情況下，此時的關(guān)系式如下表示。
Vocno＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn01，In1，T)[n＝1，2，3...]當(dāng)電池電壓為V10、V20、V30、V40時剩余電容變?yōu)镼10、Q20、Q30、Q40，下面的關(guān)系式成立。
當(dāng)Q＝Q’/D，Q20’＝Q10’-q1Q30’＝Q20’-q2＝Q10’-q1-q2Q40’＝Q30’-q3＝Q10’-q1-q2-q3即，當(dāng)Q10＝Q10’/D，Q20＝(Q10’-q1)/D，Q30＝(Q10’-q1-q2)/D和Q40＝(Q10’-q1-q2-q3)/D時，V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)V40-V41＝I41×Rd’(Q40，I41，T)-I40×Rd’(Q40，I40，T)Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+bRd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+bRd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+bRd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+bRd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+bRd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+b
Rd’(Q40，I40，T)＝a×Rd(Q40，I40，T)+bRd’(Q40，I41，T)＝a×Rd(Q40，I41，T)+b(a，b為常數(shù))通過解出這些等式，得到常數(shù)a，b、D和Q10＝Q10’/D。另外，得到損耗到D倍的可再充電電池的可存儲電容量。
對于從穩(wěn)定放電改變的放電，通過故意遵循它使得放電電流In1大于穩(wěn)定放電電流In0以及In1＝In0+ΔId，可更準(zhǔn)確地檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。這里放電電流In1優(yōu)選小于0.5小時率(2C)的放電電流值。
圖16和附屬于圖16的圖17所示的流程圖表示判斷在圖14中下降可存儲電容量后如上計算出內(nèi)電阻和當(dāng)前剩余容量的過程的例子。
判斷為正常的可再充電電池的剩余容量的計算在中止?fàn)顟B(tài)、充電狀態(tài)或放電狀態(tài)中判斷為正常的可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)如下計算。
1.在可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)的情況下參考處于中止?fàn)顟B(tài)的可再充電電池(要被檢查)的測量開路電壓Voc0并參考相應(yīng)正常可再充電電池的前面得到的開路電壓(Voc)與剩余容量(Q)的關(guān)系Voc(Q)，建立函數(shù)式Voc(Q0)＝Voc0或Q0＝Q(Voc)。
根據(jù)函數(shù)式，可估計待查的可再充電電池的剩余容量Q0。
2.在可再充電電池處于充電狀態(tài)的情況下(i)對于被檢查的可再充電電池，測量充電電流、電池溫度和電池電壓。參考相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐那懊娴玫降碾姵仉妷?Vc)與剩余容量(Q)、充電電流(Ic)、電池溫度(T)的關(guān)系表達式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)，可估計待查的可再充電電池的剩余容量Q。
(ii)從充電的暫時中止，根據(jù)表示電池電壓的瞬時特性的前面的等式作為時間常數(shù)τ測量可再充電電池的開路電壓Voc。測量此時可再充電電池的剩余容量。
(iii)從待查的可再充電電池的在放電電流Ic下的充電結(jié)束電池電壓VcE的測量值以及從相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?Vc)與剩余容量(Q)、充電電流(Ic)、電池溫度(T)的前面的關(guān)系表達式，當(dāng)充電操作結(jié)束時待查的可再充電電池的剩余容量變?yōu)镼E時，建立函數(shù)式VcE＝Vc(QE，Ic，T)或Q(VcE，Ic，T)?；驈那懊娴玫降南鄳?yīng)正常可再充電電池的開路電路(Voc)對剩余容量的關(guān)系表達式，建立函數(shù)式Voc(QE)＝VocE或QE＝Q(VocE)。使用這些函數(shù)式，可估計待查的可再充電電池的剩余容量QE。
通過使用上述方法(i)到(iii)之一估計待查的可再充電電池的剩余容量。
3.處于放電狀態(tài)的可再充電電池的情況下(i)用于放電操作的(待查的)可再充電電池的剩余容量參考前面得到的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?Vd)與剩余容量(Q)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的關(guān)系表達式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)來估計。
(ii)用于放電操作的(待查的)可再充電電池的剩余容量參考前面得到的相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻(Rd)與剩余容量(Q)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的關(guān)系表達式Q(Rd，Id，T)來估計。
待查的可再充電電池的剩余容量可通過使用上述方法(i)和(ii)之一來估計。
可再充電電池用于充電操作時或結(jié)束充電操作時其內(nèi)電阻升高的可再充電電池的剩余容量的計算在電池從中止?fàn)顟B(tài)用于充電操作并且電池中止的操作期間可再充電電池被判斷為沒有短路并且可存儲電容量沒有下降但內(nèi)電阻升高時，估計充電時升高的內(nèi)電阻Rc’(Q，Ic，T)。根據(jù)充電操作時開路電壓(Voc)和電池電壓(Vc)、充電電流(Ic)以及內(nèi)電阻Rc’之間的函數(shù)式Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)關(guān)系式，計算電池用于充電操作時或充電操作結(jié)束時待查的可再充電電池的剩余容量。
可再充電電池用于放電操作時其內(nèi)電阻升高的可再充電電池的剩余容量的計算在電池從中止?fàn)顟B(tài)用于放電操作并且電池中止的操作期間被判斷為沒有短路并且可存儲電容量沒有下降但內(nèi)電阻升高的可再充電電池，或者從穩(wěn)定放電期間放電的改變的計算，估計放電時升高的內(nèi)電阻Rd’(Q，Id，T)。從開路電壓(Voc)和電池電壓(Vd)、放電電流(Id)以及放電操作時的內(nèi)電阻[Rd’(Q，Id，T)]之間的函數(shù)式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，Id，T)關(guān)系式，把放電操作時的電池電壓表達為電池電壓(Vd)對剩余容量(Q)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的函數(shù)式Vd＝Vd’(Q，Id，T)。
基于此，通過測量放電時操作時(待查的)可再充電電池的電池電壓(Vd)、放電電流(Id)、電池溫度(T)和剩余容量(Q)可計算。
電池用于充電操作時或充電操作結(jié)束時其可存儲電容量下降的可再充電電池的剩余容量的計算對于在電池從中止?fàn)顟B(tài)用于充電操作并且電池中止的操作中被判斷為可存儲電容量下降的可再充電電池，估計下降的可存儲電容量的下降系數(shù)D(0＜D＜1)。如下計算可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電容量)。
1.在可再充電電池的內(nèi)電阻不升高的情況下把估計的可再充電電池的剩余容量(視為正常)乘以D倍得到的值作為實際的剩余容量。當(dāng)充電操作結(jié)束時(一完充足電)可再充電電池的可存儲電容量變?yōu)橄鄳?yīng)正?？稍俪潆婋姵氐拿x容量的D倍。
2.在可再充電電池的內(nèi)電阻升高的情況下估計可再充電電池的升高的內(nèi)電阻Rc’(Q，Ic，T)。根據(jù)開路電壓(Voc)、電池電壓(Vc)、充電電流(Ic)和充電時的內(nèi)電阻(Rc’)的相關(guān)公式Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)關(guān)系式，計算可再充電電池的剩余容量Q。得到的Q乘以D以得到值Q’＝D×Q。把這個值作為可再充電電池的實際剩余容量。
另外，乘以相應(yīng)正常可再充電電池的可存儲電容量C(名義容量)得到的值可視為充電操作結(jié)束(一完充足電)時(待查的)可再充電電池的可存儲電容量C’。
另外，當(dāng)啟動電池的初始階段可再充電電池的名義容量或其可存儲電容量為C時，在電池損耗后相對于可再充電電池的可存儲電容量的電池性能可被計算為C’/C或100×C’/C[％]。當(dāng)電池損耗后相對于可再充電電池的可存儲電容量的電池性能變?yōu)槔缧∮?0％時，可判斷可再充電電池超出其壽命。
電池用于放電操作時其可存儲電容量下降的可再充電電池的剩余容量的計算對于在電池從中止?fàn)顟B(tài)用于充電操作并且電池中止的操作期間被判斷為可存儲電容量下降的可再充電電池，或從穩(wěn)定放電期間放電的改變的計算，估計下降的可存儲電容量的下降系數(shù)D(0＜D＜1)。如下得到可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電容量)。
1.在可再充電電池的內(nèi)電阻不升高的情況下把估計的可再充電電池的剩余容量(視為正常)乘以D倍得到的值作為實際的剩余容量?？稍俪潆婋姵氐目纱鎯﹄娙萘孔?yōu)橄鄳?yīng)正?？稍俪潆婋姵氐拿x容量的D倍。
2.在可再充電電池的內(nèi)電阻升高的情況下估計可再充電電池的下降的可存儲電容量的下降系數(shù)D。根據(jù)函數(shù)式Rd’(Q，Id，T)得到放電時操作時可再充電電池的升高的內(nèi)電阻。
根據(jù)開路電壓(Voc)、電池電壓(Vd)、放電電流(Id)和放電時操作時的內(nèi)電阻(Rd’)的相關(guān)公式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，I，dT)關(guān)系式，把放電時操作時的可再充電電池的電池電壓(Vd)表達為表面剩余容量(Q)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的函數(shù)式Vd＝Vd’(Q，Id，T)關(guān)系式。從電池電壓(Vd)、放電電流(Id)和電池溫度(T)的測量結(jié)果可計算表面剩余容量(Q)。計算的Q乘以D以得到值Q’＝D×Q。把這個值作為可再充電電池的實際剩余容量。
直到充電操作結(jié)束之前的時間周期的計算通過用前面所述方法估計充電操作期間可再充電電池的剩余容量(Q)，充電操作結(jié)束時可計算到達剩余容量之前的時間周期。
設(shè)備可使用的可用容量(當(dāng)前剩余的電量)的計算對于用在設(shè)備中作為電源的可再充電電池，在電池用于放電操作時的可再充電電池的剩余容量通過前面所述方法來估計后，通過計算電池電壓變?yōu)槟茯?qū)動設(shè)備的最小電壓Vmin時的可再充電電池的剩余容量Qmin，可估計設(shè)備中使用的可用容量(Q-Qmin)[當(dāng)前剩余的電量]。
設(shè)備的驅(qū)動持續(xù)時間的計算設(shè)備可使用的出充電電池的可用容量(Q-Qmin)如上所述計算。當(dāng)設(shè)備消耗的平均消耗電流為i并且設(shè)備消耗的平均消耗功率為p時，設(shè)備的驅(qū)動持續(xù)時間可根據(jù)等式h＝(Q-Qmin)/i或h＝(Vd+Vmin)×(Q-Qmin)/2p計算。
平均消耗電流值或平均消耗功率值優(yōu)選根據(jù)設(shè)備操作模式和用戶設(shè)備的使用頻率計算。
可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法的可再充電電池本發(fā)明的檢測方法可用于任何可再充電電池。作為這種可再充電電池的特定例子，提到了例如可充電鋰(離子)電池、可充電鎳—鎘電池、可充電鎳—氫電池、可充電鎳—鋅電池和可充電鉛酸電池。此外，本發(fā)明的檢測方法可用于一次電池。在這種情況下，對于給定的待查一次電池，當(dāng)提供對應(yīng)于所述給定的一次電池的一次電池產(chǎn)品時，并且對于一次電池產(chǎn)品。可放電容量和開路電壓之間的關(guān)系和放電電流、電池電壓、電池溫度和可放電容量之間的關(guān)系的測量數(shù)據(jù)可提前得到，可計算放電時操作時的(要檢查的)一次電池的剩余容量或中止時間。另外，對于把一次電池用作電源的設(shè)備，可計算設(shè)備使用的一次電池的近似可用容量。
檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置本發(fā)明提供一種檢測裝置，用于檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。本發(fā)明的檢測裝置至少包括(i)用于檢測各個可再充電電池的一對端子之間的電壓的電壓檢測裝置，(ii)用于檢測所述各個可再充電電池中流動的電流(充電電流或放電電流)的電流檢測裝置，(iii)用于檢測所述各個可再充電電池的溫度的溫度檢測裝置和(iv)用于存儲與所述各個可再充電電池的種類和類型相同的名義可再充電電池的前面得到的基本數(shù)據(jù)或把所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化得到的函數(shù)式的存儲裝置，其中從存儲在所述存儲裝置(iv)的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式和從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息，檢測所述各個可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
本發(fā)明的檢測裝置最好具有用于處理所述基本數(shù)據(jù)和從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的所述信息的運算裝置(v)。運算裝置(v)優(yōu)選具有一個或多個從一組中選擇出的裝置，該組包括(1)計算所述各個可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)的計算裝置，(2)用于計算所述各個可再充電電池的內(nèi)電阻的計算裝置，(3)用于計算設(shè)備可使用的所述各個可再充電電池的可用電容(當(dāng)前剩余的電量)的計算裝置，(4)用于計算所述設(shè)備消耗的平均消耗電流或平均消耗功率的計算裝置，(5)用于計算所述各個可再充電電池的充電操作結(jié)束之前的時間的計算裝置，(6)用于計算所述充電操作結(jié)束后所述各個可再充電電池的剩余容量的計算裝置。
另外，本發(fā)明的檢測裝置最好具有用于判斷所述各個可再充電電池是正常還是損耗并用于判斷所述各個可再充電電池損耗時的損耗模式的判斷裝置。
另外，本發(fā)明的檢測裝置最好具有輸出從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的所述信息和/或與所述各個可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)相關(guān)的信息的輸出裝置或用于指示這些信息的指示裝置。
本發(fā)明的檢測裝置的例子圖29是表示本發(fā)明的用于檢測各個可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的具有圖29所示的這種電路的檢測裝置的例子的簡圖。內(nèi)部狀態(tài)通常包括可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)和內(nèi)電阻，如前所述。
本發(fā)明的檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)包括用于連接可再充電電池和設(shè)備本體的一對端子2101、用于檢測可再充電電池的一對端子之間的電壓(內(nèi)端子電壓)的電池電壓檢測部分2102、用于檢測可再充電電池的溫度的電池溫度檢測部分2103、用于檢測可再充電電池的充電或放電電流的電流傳感電阻器2104、放大器2105、電阻器1(2106)、電阻器2(2107)、晶體管1(2108)、晶體管2(2109)和控制部分2110。電阻器1(2106)、電阻器2(2107)、晶體管1(2108)、晶體管2(2109)一起用于把充電或放電脈沖電流增加到可再充電電池。端子2101用于分別容易地并且可靠地把要根據(jù)本發(fā)明的檢測方法被檢查的可再充電電池、電池組(其中封裝有1個或多個可再充電電池)或可再充電電池模塊電連接與設(shè)備本體。帶有高輸入阻抗的電池電壓檢測部分2102用于檢測各個可再充電電池的陽極與陰極之間的內(nèi)端子電壓，其中檢測到的電壓的信息從電池電壓檢測部分2102輸出到控制部分2110。電池溫度檢測部分2103用于通過例如熱敏器或熱電偶檢測各個可再充電電池的溫度，其中檢測到的電池溫度信息從電池溫度檢測部分2103輸出到控制部分2110。檢測各個可再充電電池的充電或放電電流并通過電流傳感電阻器2104將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，把來自電流傳感電阻器2104的電壓信號輸入到放大器2105，帶有電流信息的電壓信號被放大，并且電流信息被輸入到控制部分2110。包括電阻器1(2106)、電阻器2(2107)、晶體管1(2108)、晶體管2(2109)的脈沖電流增加部分用于把對應(yīng)于電壓信號波形的值的電流從控制部分流向包含電流傳感電阻器2104和與端子2101電連接的各個可再充電電池的系統(tǒng)。電壓信號波包括矩形波、步進式(stepwise)波或包括這些波的波。
控制部分2110在其內(nèi)部或外部具有存儲器。前面得到的對應(yīng)于電連接于端子2101的各個可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正常可再充電電池的所述數(shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存儲在控制部分2110的存儲器中，其中Q是正常可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)、Voc是正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓，T是正常可再充電電池的溫度、Id是正常可再充電電池的放電電流，Vd是電池進行放電時正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?，Ic是正常可再充電電池的充電電流，Vc是電池進行充電時正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?，Rd是電池進行放電時正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻，Rc是電池進行充電時正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻。
根據(jù)本發(fā)明的帶有溫度(T)檢測裝置、電流(I)檢測裝置、電壓(V)檢測裝置和用于連接于端子(2101)的各個可再充電電池的脈沖電流增加裝置的檢測裝置，如上所述，通過執(zhí)行前面描述的檢測過程的執(zhí)行操作，可進行各個可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)檢測。
另外，在把正常可再充電電池或正常電池組的電壓數(shù)據(jù)、電流、電流改變狀態(tài)、電流改變頻率等存儲在檢測裝置的控制部分的情況下，不僅對于檢測裝置而且對于使用可再充電電池或電池組的設(shè)備，可獲知用戶的操作模式和使用頻率。在這種情況下，從通過本發(fā)明方法計算的各個可再充電電池的可用容量(當(dāng)前剩余電量)，參考獲知的用戶的操作模式和使用頻率，通過把計算使用可再充電電池的設(shè)備的驅(qū)動時間所需要的平均消耗電流或功率數(shù)字化成證實這些事實的谷值(vale)，可更準(zhǔn)確地檢測可再充電電池的可用容量。
此外，在本發(fā)明的檢測裝置中，可提供指示功能裝置，用于指示可再充電電池的計算的可存儲電容量、計算的可用容量和可存儲電容量的計算的損耗率的信息；指示功能裝置，用于指示可再充電電池的剩余壽命的判斷結(jié)果；和指示功能裝置，用于指示消耗的功率等的信息。在這種情況下，可把可再充電電池的當(dāng)前準(zhǔn)確狀態(tài)通知用戶。作為這些指示功能裝置，這里提到液晶顯示器、發(fā)聲器、如報警蜂鳴器和警示燈的警報器。
圖29所示的根據(jù)本發(fā)明的上述檢測裝置可通過連接于給定的待查的可再充電電池而被獨立地驅(qū)動。在圖29所示的檢測裝置中，驅(qū)動設(shè)備所需電源沒有示出。驅(qū)動設(shè)備的電源可從外部提供?；蛘?，驅(qū)動設(shè)備的電源可從經(jīng)調(diào)節(jié)器連接于設(shè)備的待查的可再充電電池提供。
圖30是表示本發(fā)明的檢測裝置的另一例子的簡圖，其中圖29所示的檢測裝置與可再充電電池(2111)組合并被容納在電池模塊(或電池組)中，具有圖30所示的這種電路結(jié)構(gòu)。
圖30所示的檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)具有電池模塊(或電池組)的正端子2112、電池模塊的負端子2113(負端子2113還可用作充電負端子)、充電正端子2114、電池電壓監(jiān)視輸出端子2115和與要連接的設(shè)備的通信機構(gòu)2116。
通過具有這種通信機構(gòu)，具有容納其中的本發(fā)明的檢測裝置的電池模塊能通知可再充電電池2111或電池組的內(nèi)部狀態(tài)的信息，如剩余容量、壽命等，給連接的設(shè)備并且從設(shè)備外部得到充電或充電電流改變的信息。
另外，如果必要，在圖29所示的情況中的操作之后，可使這個實施例的設(shè)備的控制部分執(zhí)行控制，以防止可再充電電池(2111)被過充電(2117)或過放電(2118)。
此外，可把本發(fā)明的檢測裝置容納在可再充電電池或電池組的充電器中。在這種情況下，把待查的可再充電電池或待查的電池組設(shè)置到電池充電器中，在那里在開始充電之前或在充電操作期間可鑒別可再充電電池的剩余容量。這樣，可獲知完充足電之前所需的剩余時間并且將得到的結(jié)果作為指示或信息通知給外部。還可把可再充電電池的損耗狀態(tài)或剩余壽命作為指示或信息通知給外部。
另外，本發(fā)明的檢測裝置可容納在使用可再充電電池的設(shè)備中。在這種情況下，對于設(shè)備，通過稍微的改變，以連接于設(shè)備的可再充電電池或電池組的可用容量和壽命代表的其內(nèi)部狀態(tài)可被鑒別開來。還可使設(shè)備本體的控制部分具有本發(fā)明的檢測裝置的控制部分的功能。在這種情況下，可省略本發(fā)明的檢測裝置的控制部分。
順便提及，在本發(fā)明的檢測裝置中，更加有效的方式是在控制部分與溫度(T)檢測裝置、電流(I)檢測裝置和電壓(V)檢測裝置的每一個之間提供一個串行或并行連接的處理部分，用于處理檢測信號波形。尤其，例如，對于溫度(T)檢測裝置、電流(I)檢測裝置的每一個尤其的輸出，提供與控制部分并行連接的差分器(differentiator)，其中通過差分器，從溫度(T)檢測裝置、電流(I)檢測裝置之一檢測到信息信號的改變，接著把該信息通知控制部分。在這種情況下，在控制部分，可檢測溫度(T)改變和電流(I)改變，而不必要總是觀察溫度(T)和電流(I)。這種情況使得可下降控制部分的負荷。此外，還有效地提供例如串行連接在電壓(V)檢測裝置與控制部分之間的積分器，其中部分信號處理在控制部分中提前進行。這也使得下降控制部分的負荷。
在本發(fā)明的檢測裝置的上述實施例中，在控制部分的存儲器中，要求存儲前面得到的對應(yīng)于待查的可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正?？稍俪潆婋姵氐乃鰯?shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)。這意味著待查的可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)檢測可僅在前面得到的對應(yīng)于待查的可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正常可再充電電池的所述數(shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存儲在控制部分的存儲器中時被執(zhí)行。
但是，通過使本發(fā)明的檢測裝置具有下面所述功能，可檢測不同可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
即，例如，為實現(xiàn)多種不同的待查的可再充電電池的檢測，提供提前在控制部分的存儲器中存儲前面得到的幾種正常可再充電電池的特性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表或基于所述數(shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)。在這種情況下，提供類型選擇裝置，用于選擇適合于檢測檢測裝置中的給定待查的可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的可再充電電池類型。使類型選擇裝置具有通過無線或射頻電信號或光信號的切換輸入功能或輸入功能。在待查的可再充電電池或具有提供其中的可再充電電池的電池模塊(或電池組)有與外部的通信功能的情況下，使檢測裝置的控制部分具有對應(yīng)于所述通信功能的通信功能。這樣，可鑒別電池類型信息和可再充電電池或電池模塊(或電池組)，并選擇適合于電池類型的所述數(shù)據(jù)或所述功能公式。
在前面描述的本發(fā)明的檢測裝置的實施例中，描述了該對端子(2101)、電池電壓檢測部分(2102)、電池溫度檢測部分(2103)、電流傳感電阻器(2104)和放大器(2105)被單一使用的情況。本發(fā)明不限于這個實施例。
圖31是表示本發(fā)明的檢測裝置的另一例子的簡圖，其中，圖29所示的檢測裝置連接于多個可再充電電池，具有圖31所示的電路結(jié)構(gòu)。
圖31所示的檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)基本上包括用于連接多個(待查的)可再充電電池(n個)與設(shè)備本體的多個端子(2301A～2301N，每一個包括一對端子)，分別用于檢測可再充電電池之一的一對端子之間的電壓(內(nèi)端子電壓)的多個電池電壓檢測部分(2302A～2302N)、用于分別檢測可再充電電池之一的溫度的多個電池溫度檢測部分(2303A～2303N)、用于檢測可再充電電池的每一個的充電或放電電流的電流傳感電阻器(2304)、放大器(2305)、電阻器1(2306)、電阻器2(2307)、晶體管1(2308)、晶體管2(2309)和控制部分(2310)。電阻器1(2306)、電阻器2(2307)、晶體管1(2308)、晶體管2(2309)一起用于把充電或放電脈沖電流增加到，每個可再充電電池。
端子(2301A～2301N)用于分別容易地并且可靠地把可再充電電池之一電連接與設(shè)備本體。電池電壓檢測部分(2302A～2302N)的每一個用于以高輸入阻抗檢測可再充電電池的每一個的陽極與陰極之間的內(nèi)端子電壓，其中在每種情況下，檢測到的電壓的信息從電池電壓檢測部分輸出到控制部分(2310)。每個電池溫度檢測部分(2303a～2303N)用于通過例如熱敏器或熱電偶檢測每個可再充電電池的溫度，其中在每種情況下，檢測到的電池溫度信息從電池溫度檢測部分輸出到控制部分2310。檢測每個可再充電電池的充電或放電電流并通過電流傳感電阻器(2304)將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，把來自電流傳感電阻器2104的電壓信號輸入到放大器2305，其中將電壓信號處理為電壓信息，并將電壓信息輸入到控制部分(2310)。包括電阻器1(2306)、電阻器2(2307)、晶體管1(2308)、晶體管2(2309)的脈沖電流增加部分用于把對應(yīng)于電壓信號波形的值的電流從控制部分流向在可再充電電池之間包含電流傳感電阻器2304的系統(tǒng)，其中陽極和陰極與端子(2301A～2301N)之一電連接。電壓信號波包括矩形波、步進式(stepwise)波或包括這些波的波。
控制部分2310在其內(nèi)部或外部具有存儲器。前面得到的與電連接于端子(2301A～2301N)之一的各個要檢查的可再充電電池的類型和種類相同的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正?？稍俪潆婋姵氐乃鰯?shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存儲在控制部分(2310)的存儲器中，其中Q是正常可再充電電池之一的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)、Voc是所述正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓，T是所述正?？稍俪潆婋姵氐臏囟?、Id是所述正常可再充電電池的放電電流，Vd是電池進行放電時所述正常可再充電電池的電池電壓，Ic是所述正?？稍俪潆婋姵氐某潆婋娏?，Vc是電池進行充電時所述正常可再充電電池的電池電壓，Rd是電池進行放電時所述正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻，Rc是電池進行充電時所述正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻。
在圖31所示的帶有用于各個分別連接于端子(2301A～2301N)之一的可再充電電池的溫度(T)檢測裝置、電流(I)檢測裝置、電壓(V)檢測裝置中，通過根據(jù)前面所述的檢測過程進行檢測，可檢測每個可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)(包括損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻)。
在本實施例中，為檢測多個(待查的)可再充電電池的溫度，提供多個電池溫度檢測部分(2303A～2303N)。所有電池溫度檢測部分(2303A～2303N)并非總是使用。例如。在把多個(待查的)可再充電電池安裝在大致相同的環(huán)境中的情況下，可僅提供幾個溫度檢測部分，并且共享這些溫度見部分提供的溫度信息。
另外，在本實施例中，通過多個電池電壓檢測部分(2302A～2302N)，檢測對應(yīng)于電池電壓檢測部分(2302A～2302N)之一的每個可再充電電池的內(nèi)端子電壓(陽極與陰極之間的電壓)，接著輸入到控制部分(2310)。在這種情況下，可獨立地把電池電壓檢測部分(2302A～2302N)的輸出輸入到電路切換裝置(包括例如多路復(fù)用器)并且根據(jù)控制部分(2310)的要求，僅把可再充電電池中選擇的一個的電壓信息輸出到控制部分(2310)。
上面描述了多個可再充電電池串聯(lián)連接于檢測裝置的情況。并不限于此。通過提供規(guī)定數(shù)目的電流檢測部分來檢測各個并聯(lián)連接串中可再充電電池的充電或放電電流，本發(fā)明的檢測裝置還可適合于若干(待查的)可再充電電池串聯(lián)連接和并聯(lián)連接以具有若干并聯(lián)連接串的情況，其中在并聯(lián)串中規(guī)定數(shù)目的可再充電電池串聯(lián)連接。
在這種情況下，各個電流檢測部分的輸出經(jīng)電流傳感電阻器的電流電壓轉(zhuǎn)換變?yōu)殡妷盒盘枴Ｒ虼?，基于電流檢測部分的輸出的電壓信號可獨立地被輸入到電路切換裝置(包括例如多路復(fù)用器)并且根據(jù)控制部分(2310)的要求，僅把可再充電電池中選擇的一個的電壓信息輸出到控制部分(2310)。
上面描述的檢測裝置的一個原理上的特征是設(shè)備基本上具有用于待查的可再充電電池的電池溫度(T)檢測裝置(a)、用于可再充電電池的充電或放電電流(I)檢測裝置(b)、用于可再充電電池的電池電壓(V)檢測裝置(c)，如果必要還包括用于可再充電電池的脈沖電流增加裝置(d)以及存儲裝置(e)，該存儲裝置用于存儲前面得到的與待查的可再充電電池對應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正常可再充電電池的所述數(shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，其中從存儲在所述存儲裝置(e)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從電池溫度(T)檢測裝置(a)、充電或放電電流(I)檢測裝置(b)、電池電壓(V)檢測裝置(c)得到的信息，檢測待查的可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
在上面的函數(shù)式中，Voc是正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓，T是正?？稍俪潆婋姵氐臏囟?、Id是正?？稍俪潆婋姵氐姆烹婋娏?，Vd是電池進行放電時正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?，Ic是正?？稍俪潆婋姵氐某潆婋娏?，Vc是電池進行充電時正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷?，Rd是電池進行放電時正常可再充電電池的內(nèi)電阻，Rc是電池進行充電時正常可再充電電池的內(nèi)電阻。
在帶有必不可少的這種硬件的本發(fā)明的檢測裝置中，通過輸入用于實施本發(fā)明的檢測方法的規(guī)定的程序來檢測待查的可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)并輸入前面得到的與待查的可再充電電池對應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正?？稍俪潆婋姵氐乃鰯?shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，可實踐本發(fā)明的檢測方法。從而，具有安裝其中的規(guī)定控制程序的存儲媒體是本發(fā)明的一個實施例。
下面描述這個存儲媒體。
例如，通常連接可再充電電池的便攜型個人計算機具有主要用于主體操作的主控制部分和主要用于與外圍設(shè)備進行交換的子控制部分。在子控制部分中，在很多情況下，安裝在或連接于主體的可再充電電池(或電池組(模塊))的內(nèi)端子電壓(陽極和陰極之間的電壓)和溫度可被監(jiān)測。在可再充電電池連接于主體時，監(jiān)測在系統(tǒng)中流動的電流的狀態(tài)。在得到監(jiān)測信息的子控制部分中，通過輸入本發(fā)明的控制程序和前面得到的與個人計算機中的所述可再充電電池對應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦詳?shù)據(jù)表或基于正?？稍俪潆婋姵氐乃鰯?shù)據(jù)的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，個人計算機中的可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)可被檢測。在這種情況下，可把所述控制程序、所述數(shù)據(jù)表或所述函數(shù)式輸入到主控制部分中。
前述的個人計算機不提供本發(fā)明的這種脈沖電流增加裝置。一訪問例如正使用的硬件或外圍設(shè)備，就改變計算機中的消耗電流以引起可再充電電池的放電電流改變。放電電流的改變被視為落在前面所述的待查的可再充電電池的放電電流通過脈沖電流增加裝置來改變以檢測電池的內(nèi)部狀態(tài)的情況中。
對硬盤或外圍設(shè)備的訪問在主控制部分或子控制部分的要求基礎(chǔ)上執(zhí)行。這樣，在輸入本發(fā)明的控制程序的主控制部分或子控制部分中，提前識別出訪問硬盤或外圍設(shè)備的事件的發(fā)生。
連接可再充電電池的設(shè)備中可再充電電池的放電電流的這種改變不僅在個人計算機中而且在其他設(shè)備中也會發(fā)生。例如，當(dāng)使用可再充電電池的蜂窩電話處于發(fā)射狀態(tài)時、使用可再充電電池等的數(shù)碼相機用于曝光(flash)操作等時也會發(fā)生。因此，通過得知這種設(shè)備的消耗電流改變來檢測其中使用的可再充電電池的放電電流的改變，可進行內(nèi)部狀態(tài)的檢測(包括損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻)。此外，檢測到的內(nèi)部狀態(tài)信息還在應(yīng)用本發(fā)明的設(shè)備中已經(jīng)存在的規(guī)定的部分表示。
如前所述，本發(fā)明的檢測方法使得甚至在可再充電電池處于充電狀態(tài)、放電狀態(tài)或不執(zhí)行充電或放電的中止?fàn)顟B(tài)或者可再充電電池是損耗的、其可存儲電容量被下降或其內(nèi)電阻被升高的可再充電電池時都能夠精確地計算給定待查的可再充電電池的剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)。因此，對于使用可再充電電池作為電源的設(shè)備，不僅能準(zhǔn)確地鑒別設(shè)備的剩余驅(qū)動時間而且能鑒別可再充電電池的交換時間。這樣，通過在這種設(shè)備中安裝使用根據(jù)本發(fā)明的用于檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法的檢測裝置，可把設(shè)備的性能和設(shè)備中使用的可再充電電池的性能最大化。
作為這種通過安裝本發(fā)明的檢測裝置而使其性能被最大化的設(shè)備，這里提到例如分別具有信息通信功能的蜂窩電話和個人數(shù)字助理、把可再充電電池用作電源的計算機工具，如電動車輛和混合電力汽車。
另外，這里還提到包括其中安裝了本發(fā)明的檢測裝置的電池組(其中封裝一個可再充電電池或串聯(lián)或并聯(lián)連接的多個可再充電電池)的電池模塊和安裝了本發(fā)明的檢測裝置的充電器。對于這種電池模塊，可使電池模塊具有與設(shè)備進行可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的信息的交換的通信功能。
另外，作為其性能通過安裝本發(fā)明的檢測裝置而被提高的另外的設(shè)備(或系統(tǒng))，還提到例如用于檢測可再充電電池產(chǎn)品是否良好的設(shè)備和功率存儲設(shè)備。
下面，將參考例子具體描述本發(fā)明。應(yīng)理解這些例子僅是為了圖示目的并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
例A[獲取正?？稍俪潆婋姵靥匦缘幕緮?shù)據(jù)]參考圖32-34，就開路電壓(Voc)對剩余容量(Q)(或可放電容量)的關(guān)系Voc(Q)而論，舉例描述獲取給定正常可再充電電池的數(shù)據(jù)或函數(shù)式的方法，就電池電壓(V)與涉及電池溫度(T)、電流(I)(在連接正?？稍俪潆婋姵氐南到y(tǒng)中流動的)以及剩余容量(Q)的關(guān)系V(Q，I，T)和涉及所述T、所述I和所述Q的內(nèi)電阻(R)的關(guān)系R(Q，I，T)而論，舉例描述獲取所述正?？稍俪潆婋姵氐臄?shù)據(jù)或函數(shù)式的方法。
圖32是用以下方式對可再充電電池進行充放電時直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池的充放電特性曲線，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示電池電壓。即，首先，在最大充電電壓4.2V的條件下利用恒定的恒流電壓充電方法對可再充電電池充電2.5小時，在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以1A的充電電流對可再充電電池進行恒流充電直至電池電壓達到4.2V，接著進行恒壓充電。在該充電操作之后，中止可再充電電池一段預(yù)定時間段，此后，對可再充電電池進行放電，其中重復(fù)以0.2C(＝0.26A)的放電電流對可再充電電池進行放電15分鐘(放電電量相當(dāng)于可再充電電池額定電容量的5％)然后中止可再充電電池預(yù)定時間段的放電周期直至可再充電電池的電池電壓達到預(yù)定切斷電壓(2.75V)。
圖33是間歇放電操作時電池電壓對放電量的關(guān)系曲線與每次放電操作后中止時開路電壓對放電量的關(guān)系曲線，放電量基于對圖32所示放電操作時數(shù)據(jù)的積分。圖33中，虛線示出了每次放電操作(間歇放電操作)后中止時可再充電電池的開路電壓的探測結(jié)果，實線示出了間歇放電操作時可再充電電池的電池電壓的探測結(jié)果，其中每個尖峰信號部分表示放電操作被中止和可再充電電池被中止時的時間點。
上面積分的放電量表示通過從可再充電電池的額定容量(或可存儲電容量)中減去可放電的電量(即，剩余容量)得到的電量。所以，可以理解圖33示出了放電(見實線曲線)到剩余容量Q時開路電壓Voc(見，虛線曲線)和電池電壓Vd的關(guān)系。
另外，通過將放電電流(0.2C)變?yōu)榻o定放電電流
重復(fù)前面的測量程序。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在任何情況下，都不改變前面的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系，不同之處在于電池電壓達到前述放電切斷電壓時剩余容量在每種情況下是不同的。
在該實施例中，通過以這種方式得到的電池特性曲線，讀出開路電壓對任意剩余容量從而得到離散數(shù)據(jù)，在離散數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)表)。此外，從數(shù)據(jù)庫中，是關(guān)于所述數(shù)據(jù)庫的近似曲線的函數(shù)式Voc(Q)。
圖34是在可再充電電池溫度保持在25℃的條件下以0.1C(＝0.13A)，0.2C(＝0.26A)，0.5C(＝0.65A)、1.0C(＝1.3A)，1.5C(＝1.95A)，和2.0C(＝2.6A)各個放電電流對可再充電電池放電時，直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池的放電特性曲線。在圖34中，橫坐標(biāo)表示積分的放電量，縱坐標(biāo)表示電池電壓。積分的放電電路表示通過從可再充電電池的額定容量(或可存儲電容量)中減去可放電的電量(即，剩余容量)得到的電量。在圖34中，在每種情況下以規(guī)定放電電流對可再充電電池進行放電之前，在最大充電電壓4.2V的條件下利用恒定的恒流電壓充電方法對可再充電電池充電2.5小時，在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以1A的充電電流對可再充電電池進行恒流充電直至電池電壓達到4.2V，接著進行恒壓充電，從而使可再充電電池處于充足電狀態(tài)。此后，使可再充電電池中止規(guī)定的時間段，此后，對可再充電電池進行放電操作。
將每個充電電流下的電池特性曲線表達為關(guān)于該曲線的近似曲線的函數(shù)。
另外，在作為其中安裝了可再充電電池的儀器的操作環(huán)境的各個溫度-20℃、-10℃、0℃、40℃和50℃下，與上面一樣得到與放電操作時的電池特性有關(guān)的數(shù)據(jù)。通過根據(jù)所述離散數(shù)據(jù)得到的電池特性曲線，讀出開路電壓和電池電壓對任意剩余容量，準(zhǔn)備放電操作時電池電壓Vd和內(nèi)電阻Rd對剩余容量Q的關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(數(shù)據(jù)表)。此外，從數(shù)據(jù)庫，函數(shù)式Vd(Q，Id，T)和Rd(Q，Id，T)分別表示了與所述數(shù)據(jù)庫有關(guān)的近似曲線。
在作為在上面針對鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)得到的前面的數(shù)據(jù)表例子的表1中，示出了放電操作時開路電壓Voc(V)對剩余容量Q[Ah]的關(guān)系以及放電操作時當(dāng)電池溫度為25℃時在每個恒定電流Id(＝0.13A，0.26A，0.65A，1.3A，1.95A，和2.6A)處電池電壓Vd(V)對剩余容量Q[Ah]的關(guān)系。
作為剩余容量或積分放電量函數(shù)的開路電壓開路電壓Voc可看作僅由剩余容量Q決定的函數(shù)。在這方面，代替前面數(shù)據(jù)表的是，可以將開路電壓Voc表示成例如如下所述的剩余容量Q的函數(shù)。
Voc(Q)＝Pn×Qn+Pn-1×Qn-1+Pn-2×Qn-2+......+P1×Q1+P0×Q0(根據(jù)可再充電電池的種類、類型、額定容量等，Pn-Po是不同的常數(shù))下面描述得到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)的近似曲線的函數(shù)式的一個實際例子。
當(dāng)將可再充電電池的可存儲容量(額定容量)作成C時、將在特定時間點處所述電池的剩余容量作成Q時，可以將積分的放電量表達成(C-Q)。在該實施例中，假設(shè)開路電壓Voc是積分放電量(C-Q)的12維多項式。在針對鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)得到的關(guān)于開路電壓Voc和積分放電量(C-Q)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，計算出開路電壓Voc對剩余容量Q的函數(shù)式。這里，作為可再充電電池的額定容量，C的值是1.3Ah。剩余容量Q能取的范圍是0≤Q≤C。計算出的開路電壓Voc對剩余容量Q的函數(shù)式如下。
Voc(Q)＝-661.900042980173225×(C-Q)12+4678.290484010105502×(C-Q)11-14335.21335398782685×(C-Q)10+24914.67028729754384×(C-Q)9-26969.20124879933792×(C-Q)8+18786.93847206758073×(C-Q)7-8401.942857432433812×(C-Q)6+2331.619009308063141×(C-Q)5-370.18004193870911×(C-Q)4+26.914989189437676×(C-Q)3+0.445460210498741×(C-Q)2-0.883133725562348×(C-Q)+4.188863096991684作為剩余容量或積分的放電量的函數(shù)的內(nèi)電阻當(dāng)電池處于放電操作中時，放電電池的放電電流Id、開路電壓Voc、電池電壓Vd和內(nèi)電阻Rd之間的關(guān)系可以表達成Vd＝Voc-Id×Rd。當(dāng)電池處于充電操作中時，可再充電電池的充電電流Ic、開路電壓Voc、電池電壓Vc和內(nèi)電阻Rd之間的關(guān)系可表達成Vc＝Voc+Ic×Rc。此外，可以將內(nèi)電阻看成電池溫度的函數(shù)。在這方面，電池電壓V對剩余容量Q的關(guān)系和內(nèi)電阻R對剩余容量Q的關(guān)系可以分別表達成V(Q，I，T)的近似曲線和R(Q，I，T)的近似曲線，其中所述V(Q，I，T)是電池電壓V關(guān)于剩余容量Q、電流I和電池溫度T的函數(shù)，所述R(Q，I，T)是內(nèi)電阻R關(guān)于剩余容量Q、電流I和電池溫度T的函數(shù)。
現(xiàn)在，當(dāng)將可再充電電池的電池溫度作為T時，可再充電電池的放電電流作為I，可再充電電池的可存儲電容量(額定容量)作為C，在特定時間處的可再充電電池的剩余容量作為Q，可以將可再充電電池的積分放電量表達成(C-Q)。
在這方面，放電操作時涉及與剩余容量有關(guān)的內(nèi)電阻Rd的關(guān)系公式Rd(Q，I，T)可以表達為例如涉及以下所述的剩余容量或放電量的n-維的函數(shù)式。在這種情況下，剩余容量Q的可取范圍是0≤Q≤C。
Rd(Q，I，T)＝Fn×(C-Q)n+Fn-1×(C-Q)n-1+Fn-2×(C-Q)n-2+......+F1×(C-Q)1+F0×(C-Q)0(其中可以Fn-F0中每一個表達成函數(shù)式Fn＝Gn(T)×Hn(I)或Fn＝Gn(T)+Hn(I)，Gn(T)是電池溫度T的函數(shù)，Hn(I)是電流的函數(shù))或者，將所述Fn至所述F0作成以下樣子Fn＝Kn.m×Im+Kn.m-1×Im-1+Kn.m-2×Im-2......+Kn.1×I1+Kn.0×I0Fn-1＝Kn-1.m×Im+Kn-1.m-1×Im-1+Kn-1.m-2×Im-2......+Kn-1.1×I1+Kn-1.0×I0……F0＝K0.m×Im+K0.m-1×Im-1+K0.m-2×Im-2......+K0.1×I1+K0.0×I0Kn.m至K0.m、Kn.m-1至K0.m-1......K0.m至K0.0的每一個可以分別表達成電池溫度T的函數(shù)。
作為得到前面函數(shù)式的一個實際例子，下面，示出了一個例子，其中，針對直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的鋰離子可再充電電池，示出了通過對可再充電電池如前面描述的那樣進行充電和放電得到的關(guān)于與剩余容量Q(或積分放電量)、放電電流(I)和電池溫度(T)有關(guān)的內(nèi)電阻(Rd)的基本數(shù)據(jù)，所述基本數(shù)據(jù)用Rd(Q，I，T)的近似曲線的函數(shù)式表達。在該實施例中，假設(shè)內(nèi)電阻Rd可以用積分放電量(C-Q)的12維多項式表達[C是上述可再充電電池的額定容量(1300mAh＝1.3Ah)]，計算出能適合與內(nèi)電阻有關(guān)的基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式。下面描述放電操作時計算出的內(nèi)電阻Rd(Q，I，T)的函數(shù)式。
Rd(Q，I，T)＝F12×(C-Q)12+F11×(C-Q)11+F10×(C-Q)10+····+F1×(C-Q)1+F0×(C-Q)0這里，系數(shù)F12-F0可以分別用下面的電流值(I)的五維多項式表達。
F12＝K12.5×I5+K12.4×I4+K12.3×I3+K12.2×I2+K12.1×I1+K12.0×I0F11＝K11.5×I5+K11.4×I4+K11.3×I3+K11.2×I2+K11.1×I1+K11.0×I0····F0＝K0.5×I5+K0.4×I4+K0.3×I3+K0.2×I2+K0.1×I1+K0.0×I0而且系數(shù)K0.0至K12.5能夠分別由電池溫度(T)的下面的四維多項式表達。
3766345.644136840012×T2+709567942.1204522848×T-5.001923236648273e+10K8.0＝12.033631252687844×T4-13677.64824440043594×T3+5818483.242671614513×T2-1.097858196917345e+9×T+7.751905044076741e+10K9.0＝-12.238187331253075×T4+13925.33526539518061×T3-5930710.459638201632×T2+1.120421761057557e+9×T-7.921808331037033e+10K10.0＝7.893435909900529×T4-8989.98957545310077×T3+3832542.024125073105×T2-724796162.165166378×T+5.130331180844828e+10K11.0＝-2.925896962983863×T4+3335.077681152527475×T3-1423000.113370831124×T2+269356095.2803371549×T-1.908424205759282e+10K12.0＝0.474786593515207×T4-541.575826871208278×T3+231252.3383636772924×T2-43807985.50071253628×T+3.106470547152108e+9K0.1＝0.000002810514762×T4-0.002898202547079×T3+1.105541936798752×T2-184.521855864246987×T+11343K1.1＝0.000551705428643872×T4-0.618741510687609×T3+259.586933909031927×T2-48283.85493898519053×T+3359573.6900693262K2.1＝-0.0195475060621×T4+22.088617721865582×T3-9341.226422357953197×T2+1752157.602624612628×T-122996540.8737580031
K3.1＝0.325763020172631×T4-369.724916377202248×T3+157069.7521357303194×T2-29601894.0842731744×T+2.088209856891993e+9K4.1＝-2.908705926352533×T4+3309.493716794020656×T3-1409607.063310474623×T2+266370644.6106990278×T-1.884257213245936e+10K5.1＝15.522568640313624×T4-17689.339928652651×T3+7546667.398559059016×T2-1.428474185012642e+9×T+1.012224248948845e+11K6.1＝-52.917599424765683×T4+60369.46012100671942×T3-25783514.46398825198×T2+4.88600354697663e+9×T-3.46629897478479e+11K7.1＝119.343894918586244×T4-136256.5889387205825×T3+58241129.37237557024×T2-1.104580399434835e+10×T+7.84285673315848e+11K8.1＝-180.13279743136772×T4+205783.2935366885795×T3-88013024.84585164488×T2+1.670262265534591e+10×T-1.186691748976397e+12K9.1＝179.977612805760856×T4-205704.7138883229345×T3+88022247.56138792634×T2-1.671265663160231e+10×T+1.188005733152792e+12K10.1＝-114.22103353999718×T4+130600.7620928548568×T3-55907464.3364872858×T2+1.061943998671068e+10×T-7.551911324552615e+11K11.1＝41.695827710871889×T4-47691.58228996800608×T3+20422870.60793861002×T2-3.880626435474761e+9×T+2.760661086077543e+11K12.1＝-6.666496484950264×T4+7627.427708115624228×T3-3267274.46735554561×T2+621019135.6699528694×T-4.419293458561603e+10K0.2＝-0.0000149877533689156×T4+0.016264765981062×T3-6.586433677933296×T2+1179.630127694138537×T-78854.88604895926256K1.2＝-0.001671225994427×T4+1.877401817058471×T3-789.07213084094451×T2+147061.7484517464472×T-10255014.040370674804K2.2＝0.050857806024981×T4-57.421146649059438×T3+24263.23108479666916×T2-4547478.023707655258×T+318979066.9375175238K3.2＝-0.767138695737053×T4+869.501589442514955×T3-368895.5433750267257×T2+69431079.11021871865×T-4.891503969447994e+9K4.2＝6.458605207522703×T4-7339.346130055530012×T3+3122145.968177304138×T2-589259323.2726836204×T+4.163276005699007e+10K5.2＝-33.210693487729266×T4+37806.52151914418209×T3-16112231.32226052508×T2+3.046667102485437e+9×T-2.156707719286414e+11K6.2＝110.41654910551955×T4-125855.3597195415496×T3+53705964.79313132912×T2-1.0168738968952e+10×T+7.208109075952678e+11K7.2＝-244.609733706370236×T4+279071.9859447662602×T3-119200855.458073914×T2+2.259145651305348e+10×T-1.602974000459222e+12K8.2＝364.280446611480329×T4-415899.7378741699504×T3+177773139.5446700454×T2-3.37170978830763e+10×T+2.394178279874176e+12K9.2＝-360.133009104473672×T4+411398.5785509308916×T3-175950132.9841732085×T2+3.339073499857018e+10×T-2.372399659849292e+12K10.2＝226.571828904114568×T4-258946.2668825854489×T3+110800467.2156397104×T2-2.103706218735303e+10×T+1.495396594538536e+12K11.2＝-82.097460356641946×T4+93865.67427578115894×T3-40180264.4568978697×T2+7.631883991534069e+9×T-5.427255754183317e+11K12.2＝13.041315019963541×T4-14915.89122739454251×T3+6387139.428232744336×T2-1.213605887380284e+9×T+8.633362065024582e+10K0.3＝0.0000251678427397413×T4-0.027749417567646×T3+11.431003896028034×T2-2085.159978444959506×T+142128.8166474564059K1.3＝0.001751449385998×T4-1.965532828562073×T3+825.198818901071149×T2-153608.5966555425257×T+10697382.97613775916
K2.3＝-0.045992909613442×T4+51.765049403509529×T3-21800.6951406261469×T2+4071656.867690694518×T-284551801.1211410761K3.3＝0.609139955562425×T4-687.607714664136665×T3+290488.4805661713472×T2-54432601.20337542892×T+3.817251073175302e+9K4.3＝-4.654946445586634×T4+5267.515010680999694×T3-2231088.309676257428×T2+419202946.5956563354×T-2.948124603910822e+10K5.3＝22.286869517195672×T4-25270.05467747936928×T3+10725593.31009998918×T2-2.019626285390959e+9×T+1.423544581998099e+11K6.3＝-70.273845850297775×T4+79808.32413277083833×T3-33930159.44685647637×T2+6.400054181017841e+9×T-4.51914538369342e+11K7.3＝149.601386715460876×T4-170118.3903450048529×T3+72421280.32549875974×T2-1.367911124421202e+10×T+9.672544733460782e+11K8.3＝-216.080536475273817×T4+245972.965744795074×T3-104825836.75099624693×T2+1.982151737409837e+10×T-1.403160810753543e+12K9.3＝208.528016714157587×T4-237582.0518041840696×T3+101339354.76017145813×T2-1.917950228946529e+10×T+1.358957382793612e+12K10.3＝-128.648630272366432×T4+146680.9468983050902×T3-62612523.06659654528×T2+1.185900191909874e+10×T-8.409099766116382e+11K11.3＝45.862214041144405×T4-52323.81826514477143×T3+22349358.16426483542×T2-4.235780194080044e+9×T+3.005522361710247e+11K12.3＝-7.185307946068086×T4+8202.238421019834277×T3-3505436.076118038502×T2+664747740.961967349×T-4.719465114689993e+10K0.4＝-0.0000192255394011085×T4+0.021451855148696×T3-8.949177062086774×T2+1654.341424624854653×T-114347.8315392331278K1.4＝-0.000816454884929378×T4+0.915963370235589×T3-384.394885101222144×T2+71516.78036990862165×T-4977237.941760426387K2.4＝0.018665516848548×T4-20.945499132537545×T3+8792.787151743495997×T2-1636507.520356033929×T+113940643.510729596K3.4＝-0.208551404290907×T4+234.064252746103051×T3-98280.91590542987979×T2+18297020.93438888714×T-1.274317674892173e+9K4.4＝1.339574048511812×T4-1503.615180965887021×T3+631459.032932954724×T2-117585216.0713095963×T+8.191520568488794e+9K5.4＝-5.41634189133107×T4+6080.279572206331977×T3-2553905.465719996486×T2+475671351.9166372418×T-3.314607225791437e+10K6.4＝14.554042749470186×T4-16340.35331930969369×T3+6864766.807159300894×T2-1.278884505325829e+9×T+8.91410026807912e+10K7.4＝-26.702810592234627×T4+29985.37313494967748×T3-12599908.78297643736×T2+2.347923449255732e+9×T-1.637030338813723e+11K8.4＝33.616003692593779×T4-37755.79519816931134×T3+15868689.48295781203×T2-2.957814271722582e+9×T+2.062859919415767e+11K9.4＝-28.549327238622432×T4+32071.84076537256988×T3-13482853.98914256319×T2+2.513751298973701e+9×T-1.753644153967844e+11K10.4＝15.615889964970963×T4-17546.34309475550617×T3+7378066.55368669983×T2-1.375903085110361e+9×T+9.601048284484978e+10K11.4＝-4.961400910069002×T4+5575.897482064596261×T3-2345115.56629166659×T2+437428445.089415431×T-3.053090860965102e+10K12.4＝0.695014380923983×T4-781.253406883600064×T3+328646.8735752489884×T2-61314347.82639360428×T+4.280426730538583e+9K0.5＝0.0000055685857458958×T4-0.006269943903778×T3+2.640726168426087×T2-493.072682310015125×T+34439.01298486242012
K1.5＝0.000161459388938338×T4-0.181685886575457×T3+76.48491361543168×T2-14275.91988238808517×T+996832.7974418463418K2.5＝-0.003644982089995×T4+4.101798825788432×T3-1726.917806184043457×T2+322373.2470881768968×T-22513770.08513562009K3.5＝0.040176201294742×T4-45.2111990768366×T3+19035.3292236953348×T2-3553687.279590429272×T+248205168.0678731203K4.5＝-0.252724149200711×T4+284.364088978607867×T3-119717.74444384659×T2+22349178.49348734319×T-1.5609506067017e+9K5.5＝0.99321211747314×T4-1117.34604256486864×T3+470334.9616640359164×T2-87793226.38023105264×T+6.13128593721498e+92117431.804731178563×T2-394939977.4744403362×T+2.756315841920568e+10K10.5＝-2.35745032434141×T4+2648.891592185625086×T3-1113825.013085700106×T2+207708652.5919890404×T-1.449351552776621e+10K11.5＝0.722700953370907×T4-811.891530954773657×T3+341327.5026830868446×T2-63640350.16188571602×T+4.439957102906778e+9K12.5＝-0.098012110608512×T4+110.090753050316849×T3-46276.03871921345126×T2+8626818.395340621472×T-601771718.735604167在上述函數(shù)式中，常數(shù)項中的“e+9”“e+10”，“e+11”和“e+12”分別表示“×109”“×1010”“×1011”和“×1012”
如上所述，在該實施例中，涉及內(nèi)電阻Rd(Q，I，T)的近似曲線的函數(shù)式首先由剩余容量Q的十二維多項式表示[整數(shù)放電量]，然后由關(guān)于十二維多項式中系數(shù)的電流值I的五維多項式表示，最后由關(guān)于五維多項式中系數(shù)的電池溫度T的四維多項式表示。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于要獲得的這些多項式的維數(shù)和這些多項式的階數(shù)。此外，表示可再充電電池的基本數(shù)據(jù)的上述函數(shù)式不限于這種n維多項式。
待查可再充電電池的剩余容量的檢測例1在這個例子中，作為待查的可再充電電池(即，待查可再充電電池)，提供三個分別處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充電或放電的直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池(作為例1，例2和例3)。根據(jù)本發(fā)明的檢測方法針對它們的內(nèi)部狀態(tài)檢測這三個待查可再充電電池。
在例子A中，對于對應(yīng)于三個待查可再充電電池(例1-例3)中的每一個的正常商用鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)，獲取剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)的關(guān)系的與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Voc(Q)和Q(Voc)。
參考以上與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或以上用于相應(yīng)正?？稍俪潆婋姵氐暮瘮?shù)式Voc(Q)和Q(Voc)并根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的圖3所示的判斷程序，對例1-3進行判斷。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)例1-3不短路，是正常的。
接著，三個待查可再充電電池(例1-3)中的每一個都用以下方式進行充放電。即，用恒定恒流電壓充電方法在最大充電電壓4.2V的條件下對每個待查可再充電電池充電2.5小時，在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以1A的充電電流對可再充電電池進行恒流充電直至電池電壓達到4.2V，接著進行恒壓充電，從而使可再充電電池處于充足電狀態(tài)。此后，使可再充電電池中止規(guī)定的時間段，此后，以0.2C(＝0.26A)的放電電流對可再充電電池進行放電以釋放對應(yīng)于額定容量的規(guī)定百分比(例1為20％，例2為50％，例3為80％)的電量。在這種情況下，例1-3的剩余容量必須分別是額定容量的20％，50％，80％。
接著，對于例1-3中的每一個，以下列方式檢測其剩余容量的值。首先，測量放電操作之后例1-3中的每一個的開路電壓(Voc)。參考上述剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)以及測出的開路電壓的關(guān)系Q(Voc)，檢測例1-3中的每一個的剩余容量的值。之后，以恒定放電電流0.2C(＝0.26A)對例1-3中的每一個放電，為了確認所檢測的剩余容量值是正確的，測量放電量(被釋放的電量)。
以上得到的測出的開路電壓值、檢測出的剩余容量值和測量出的例1-3的放電量值見表2。
另外，利用能得到百分比(％)的等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]作為測出的開路電壓值、檢測出的剩余容量值(根據(jù)本發(fā)明的檢測方法得到的)和測量出的放電量的狀態(tài)的檢測精確率，得到例1-3中每個例子的精確率。得到的結(jié)果見表2。
從表2的結(jié)果可見，可以理解例1-3的檢測精確率在明顯的精度上彼此是一致的。特別地，檢測精確率的值表示被檢測的量和被測量的量之間的誤差很小，小于電池額定容量的1％，所以，檢測準(zhǔn)確度很高。
例2在這個例子中，至于待查可再充電電池，提供三個在不進行充電或放電的情況下分別處于中止?fàn)顟B(tài)的直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池(作為例1，例2和例3)。根據(jù)本發(fā)明的檢測方法針對它們的內(nèi)部狀態(tài)檢測這三個待查可再充電電池。
在例子A中，對于對應(yīng)于三個待查可再充電電池(例1-例3)中的每一個的正常商用鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)，獲取剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)的關(guān)系與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Voc(Q)和Q(Voc)。
根據(jù)圖6所示的程序，對三個待查可再充電電池(例1-3)中的每一個0.2C(＝0.26A)的放電電流進行放電，接著以0.2C(＝0.26A)的充電電流進行恒流充電，當(dāng)在充放電庫侖效率的基礎(chǔ)上充電量變成額定容量的規(guī)定百分比時(例1為20％，例2為50％，例3為80％)，此時施加充電脈沖以測量待查可再充電電池的電池電壓和開路電壓。接著，參考與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或用于相對應(yīng)的正常可再充電電池的函數(shù)式Voc(Q)和Q(Voc)并根據(jù)本發(fā)明檢測方法的圖6的表所示的程序，發(fā)現(xiàn)例1-3不短路，是正常的，檢測待查可再充電電池的剩余容量。以這種方式，檢測從事充電操作的三個待查可再充電電池(例1-3)中的每一個的剩余容量值。在充電操作終止之后，以恒定放電電流0.2C(＝0.26A)對例1-3中的每一個進行放電，測量放電量(釋放的電量)以便確認測出的剩余容量值是正確的。
以上得到的例1-3的測出的開路電壓值、檢測出的剩余容量值和測量出的放電量值如表3所示。
另外，象例1一樣，用等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]，得到例1-3中的每一個的檢測精確率(％)。得到的結(jié)果見表3。
從表3所示的結(jié)果，可以理解例1-3的檢測精確率在明顯的精度上彼此是一致的。特別地，檢測精確率的值表示被檢測的量和被測量的量之間的誤差很小，小于電池額定容量的1％，所以，檢測準(zhǔn)確度很高。
例3在這個例子中，至于待查可再充電電池，提供九個分別處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充電或放電的直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的檢測方法針對它們的內(nèi)部狀態(tài)檢測這九個待查可再充電電池。
在例A中，對于對應(yīng)于九個待查可再充電電池中的每一個的正常商用鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)，獲取電池溫度(T)、放電電流(Id)、電池電壓(Vd)和放電操作時正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?Q)之間的關(guān)系的與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Vd(Q，Id，T)和Q(Vd，Id，T)。
在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以0.2C(＝0.26A)的充電電流對九個待查可再充電電池中的每一個可再充電電池進行充電，在那里，可再充電電池被充足電的。將由此充足電的九個待查可再充電電池分成三組(1)-(3)，每組包含三個待查可再充電電池。此后，如下所述，分別對組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池恒流放電，參考上述相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐呐c特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或上述函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)以及根據(jù)圖14所示的流程圖的程序，發(fā)現(xiàn)組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池是正常的(見圖14中的S1006)，接著檢測它們的剩余容量(見圖14中的S1007)。
特別地，在保持可再充電電池的溫度(T)為25℃的條件下，以1.0C(＝1.3A)的恒定放電電流(Id)分別對組(1)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到260mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到650mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1040mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
在保持可再充電電池的溫度(T)為0℃的條件下，以0.2C(＝0.26A)的恒定放電電流(Id)分別對組(2)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到260mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到650mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1040mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
在保持可再充電電池的溫度(T)為40℃的條件下，以0.5C(＝0.65A)的恒定放電電流(Id)分別對組(3)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到260mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到650mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1040mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
此后，在規(guī)定條件下分別對組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池放電，為了確認測出的剩余容量值是正確的，測量每個可再充電電池的放電量(釋放的電量)。
以上得到的九個待查可再充電電池的測量出的電池電壓值、檢測出的剩余容量值和測量出的放電量值如表4所示。
另外，如例1一樣，用等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]，得到九個待查可再充電電池中每一個的檢測精確率(％)。得到的結(jié)果見表4。
從表4所示的結(jié)果，可以理解九個待查可再充電電池的檢測精確率在明顯的精度上彼此是一致的。特別地，檢測精確率的值表示被檢測的量和測量出的量之間的誤差很小，小于電池額定容量的2％，所以，檢測準(zhǔn)確度很高。
例4在這個例子中，至于待查可再充電電池，提供一個處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充電或放電的直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh的商用鋰離子可再充電電池。根據(jù)本發(fā)明的檢測方法針對它們的內(nèi)部狀態(tài)檢測這個待查可再充電電池。
在例A中，對于對應(yīng)于待查可再充電電池的正常商用鋰離子可再充電電池(直徑為17mm、長度為67mm、額定容量為1300mAh)，獲取電池溫度(T)、放電電流(Id)、電池電壓(Vd)和放電操作時正常可再充電電池的剩余容量(Q)之間的關(guān)系的與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Vd(Q，Id，T)和Q(Vd，Id，T)。
在檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)之前，對待查可再充電電池進行充電和放電周期程序，一個周期包含步驟(a)用恒定恒流電壓充電方法在最大充電電壓4.2V的條件下對待查可再充電電池充電2.5小時，其中在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以1A的充電電流對可再充電電池進行恒流充電直至電池電壓達到4.2V，接著進行恒壓充電；步驟(b)中止可再充電電池20分鐘；步驟(c)以650mA(＝0.5C＝0.65A)的放電電流對可再充電電池進行恒流放電直至電池電壓達到2.75V；步驟(d)中止可再充電電池20分鐘；將以上步驟重復(fù)200次。
以與以上步驟(a)同樣的方式對如此持續(xù)工作的待查可再充電電池進行充電，接著在保持可再充電電池的溫度為25℃的條件下，以0.5C(＝650mA＝0.65A)對其進行放電。在該放電操作期間，隨著圖14、16和17所示的流程圖，使650mA×5秒的放電脈沖電流加倍到恒定放電電流，從而出現(xiàn)四次放電電流變化，在那里測量電池電壓，計算遞減的可存儲電容量的遞減系數(shù)D和遞增的內(nèi)電阻值，參考上述相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐呐c特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或上述函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)，檢測剩余容量值。
此后，以0.2C(＝0.26A)的放電電流對待查可再充電電池進行放電，為了確認測出的剩余容量值是正確的，測量每個可再充電電池的放電量(釋放的電量)。
測出的電池電壓值和放電電路值見表5所示。在表5中，Vno是放電電流n次改變之前的電池電壓值，Vn1是放電電流改變后的電池電壓值，是從等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ，In0是其n次改變之前的放電電流值，In1是其n次改變后的的放電電流值。
以上得到的計算出的遞減系數(shù)D、計算出的內(nèi)電阻值和檢測出的剩余容量值和測量出的放電量值如表6所示。
表6中示出的遞增的內(nèi)電阻值是通過假設(shè)能由R’＝a×R+b表達計算出的一個值(其中R是待查可再充電電池正常是的內(nèi)電阻，a和b都是常數(shù))。
另外，如例1一樣，用等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]，得到待查可再充電電池的檢測精確率(％)。得到的結(jié)果見表6。
從表6所示的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在額定容量的約3.5％的誤差范圍內(nèi)計算出的剩余容量與實際剩余容量一致。
還發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的檢測方法，甚至對于性能已經(jīng)變壞的待查可再充電電池，也能高精度地檢測剩余容量。
另外，在這個例子中，將放電電流的改變次數(shù)作成計算剩余容量所需的最小數(shù)(4次)。但是，即使在改變次數(shù)增加時，也能高精度地計算剩余容量。
例5在這個例子中，除了取代了三個待查鋰離子可再充電電池之外重復(fù)例1的程序，提供三個分別處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充電或放電的AA-尺寸、額定容量為1550mAh的商用鎳金屬氫可再充電電池(作為例1，例2和例3)。
另外，對于對應(yīng)于三個待查可再充電電池(例1-例3)中的每一個的AA-尺寸、額定容量為1550mAh的正常商用鎳氫可充電產(chǎn)品，以與例A相同的方式，獲取剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)的關(guān)系的與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Voc(Q)和Q(Voc)。
參考以上與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或以上用于相應(yīng)正常可再充電電池的函數(shù)式Voc(Q)和Q(Voc)并根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的圖3所示的判斷程序，對例1-3進行判斷。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)例1-3不短路，是正常的。
接著，三個待查可再充電電池(例1-3)中的每一個都用以下方式進行充放電。即，用310mA的恒定充電電流對每個待查可再充電電池充電7.5小時，從而使可再充電電池充足電。此后，使可再充電電池中止規(guī)定的時間段，此后，以0.2C(＝310mA)的放電電流對可再充電電池進行放電，釋放對應(yīng)于額定容量的規(guī)定百分比(例1為20％，例2為50％，例3為80％)的電量。在這種情況下，例1-3的剩余容量必須分別是額定容量的20％，50％，80％。
接著，對于例1-3中的每一個，以下列方式根據(jù)圖3所示的流程圖的程序檢測其剩余容量的值。首先，測量放電操作之后例1-3中的每一個的開路電壓(Voc)。參考上述剩余容量(Q)和開路電壓(Voc)以及測出的開路電壓的關(guān)系Q(Voc)，檢測例1-3中的每一個的剩余容量的值。之后，以恒定放電電流0.2C對例1-3中的每一個放電，為了確認所檢測的剩余容量值是正確的，測量放電量(被釋放的電量)。
以上得到的測出的開路電壓值、檢測出的剩余容量值和測量出的例1-3的放電量值見表7。
另外，如例1一樣，用等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]，得到例1-3中每一個的檢測精確率(％)。得到的結(jié)果見表7。
從表7所示的結(jié)果，可以理解例1-3的檢測精確率在明顯的精度上彼此是一致的。特別地，檢測精確率的值表示被檢測的量和測量出的量之間的誤差很小，所以，檢測準(zhǔn)確度很高。
例6在這個例子中，除了取代了九個商用鋰離子可再充電電池之外重復(fù)例3的程序，提供九個分別處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充電或放電的AA-尺寸、額定容量為1550mAh的商用鎳金屬氫可再充電電池。
根據(jù)本發(fā)明的檢測方法針對它們的內(nèi)部狀態(tài)檢測這九個待查可再充電電池。
另外，對于對應(yīng)于九個待查可再充電電池(例1-例9)中的每一個的AA-尺寸、額定容量為1550mAh的正常商用鎳氫可充電產(chǎn)品，以與例A相同的方式，獲取放電操作時正?？稍俪潆婋姵氐碾姵販囟?T0、放電電流(Id)、電池電壓(Vd)和剩余容量(Q)之間的關(guān)系的與特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)以及基于所述基本數(shù)據(jù)的函數(shù)式Vd(Q，Id，T)和Q(Vd，Id，T)。
用0.2C的充電電流對九個待查可再充電電池(例1-例9)中的每個充電7.5小時，從而使可再充電電池充足電。將由此充足電的九個待查可再充電電池分成三組(1)-(3)，每組包含三個待查可再充電電池。此后，如下所述，分別對組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池恒流放電，參考上述相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐呐c特性相關(guān)的基本數(shù)據(jù)或上述函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)以及根據(jù)圖14所示的流程圖的程序，發(fā)現(xiàn)組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池是正常的(見圖14中的S1006)，接著檢測它們的剩余容量(見圖14中的S1007)。
特別地，在保持可再充電電池的溫度(T)為25℃的條件下，以1.0C的恒定放電電流(Id)分別對組(1)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到310mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到775mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1240mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
在保持可再充電電池的溫度(T)為0℃的條件下，以0.2C的恒定放電電流(Id)分別對組(2)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到310mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到775mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1240mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
在保持可再充電電池的溫度(T)為40℃的條件下，以0.5C的恒定放電電流(Id)分別對組(3)的三個待查可再充電電池進行放電。在該放電操作中，對于三個待查可再充電電池中的一個電池，在放電量達到310mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下的兩個待查可再充電電池中的一個，在放電量達到775mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓；對于剩下可再充電電池，在放電量達到1240mAh時，發(fā)現(xiàn)可再充電電池是正常的，接著檢測剩余容量值，測量電池電壓。
此后，在規(guī)定條件下分別對組(1)-(3)每一組的三個待查可再充電電池放電，為了確認測出的剩余容量值是正確的，測量每個可再充電電池的放電量(釋放的電量)。
以上得到的九個待查可再充電電池的測量出的電池電壓值、檢測出的剩余容量值和測量出的放電量值如表4所示。
另外，如例1一樣，用等式[(檢測出的剩余容量-放電量)/額定容量×100]，得到九個待查可再充電電池中每一個的檢測精確率(％)。得到的結(jié)果見表8。
從表8所示的結(jié)果，可以理解九個待查可再充電電池的檢測精確率在明顯的精度上彼此是一致的。特別地，檢測精確率的值表示被檢測的量和測量出的量之間的誤差很小，小于電池額定容量的2％，所以，檢測準(zhǔn)確度很高。
從例1-6得到的結(jié)果顯然，根據(jù)檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法，對于可再充電電池來說，不管它是處于正常狀態(tài)還是處于損耗的狀態(tài)，都能極高精度地檢測剩余容量(當(dāng)前存儲的電量)。這種情況可以使人們能檢測其中用可再充電電池作為電源的儀器的作用時間。而且，能準(zhǔn)確地檢測關(guān)系到使用壽命的可再充電電池可存儲電容量的下降。
另外，本發(fā)明可以用于各種電池以便檢測它們的內(nèi)部狀態(tài)。
表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

表8

權(quán)利要求
1.一種檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，所述檢測方法包括(1)一個步驟，其中提供用于所述待查可再充電電池的作為參考可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦缘幕緮?shù)據(jù)；以及(2)一個步驟，其中對于待查可再充電電池，測量其電壓值和/或電流值，并且將測量的結(jié)果與在所述步驟(1)中得到的所述基本數(shù)據(jù)作比較來判斷出(i)待查可再充電電池短路，或者(ii)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(iii)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(iv)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(v)待查可再充電電池正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，在所述判斷之后，計算待查可再充電電池的剩余容量或其能夠操作儀器的可用容量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，首先進行判斷待查可再充電電池是否短路的判斷步驟，接著進行判斷待查可再充電電池是否可存儲電容量下降，或是否電池的內(nèi)電阻升高的判斷步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中(1)當(dāng)電池情況落在下列(i)到(iv)中的任何一種情況中時判斷待查可再充電電池是短路的(i)中止待查可再充電電池而不進行充電或放電操作時，隨著時間的流逝電池開路電壓下降的情況；(ii)充電時，待查可再充電電池的電池電壓或開路電壓的升高比對應(yīng)于待查可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐男〉那闆r；(iii)與正?？稍俪潆婋姵叵啾?，待查可再充電電池的開路電壓比正?？稍俪潆婋姵氐男〔⑶曳烹姇r待查可再充電電池的電池電壓的下降比正?？稍俪潆婋姵氐拇蟮那闆r；(iv)待查可再充電電池的內(nèi)電阻比正?？稍俪潆婋姵氐男〉那闆r；(2)當(dāng)在判斷(1)中判斷出待查可再充電電池不是短路但落在以下情況(i)到(iii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻升高(i)待查可再充電電池的開路電壓基本與正?？稍俪潆婋姵氐南嗤浅潆姇r前者電池電壓的升高大于后者電池電壓的升高，(ii)待查可再充電電池的開路電壓基本與正?？稍俪潆婋姵氐南嗤欠烹姇r前者電池電壓的下降大于后者電池電壓的下降，以及(iii)待查可再充電電池的內(nèi)電阻大于正常可再充電電池的內(nèi)電阻；(3)當(dāng)在判斷(1)中判斷出待查可再充電電池不是短路的但落在以下情況(i)到(ii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降(i)充電時待查可再充電電池的電池電壓的升高和充電后其開路電壓的升高比正常可再充電電池的大，以及(ii)放電時待查可再充電電池的電池電壓的下降和放電后其開路電壓的下降比待查可再充電電池是短路的情況中的小但大于正?？稍俪潆婋姵氐那闆r；以及(4)當(dāng)待查可再充電電池未落在以上判斷(1)-(3)中提到的任何一種情況中時，判斷它是正常的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，所述基本數(shù)據(jù)包括選自以下(1)-(5)中提到的一個或多個數(shù)據(jù)或函數(shù)式(1)對于正?？稍俪潆婋姵?，通過在所述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的測量結(jié)果或函數(shù)式得到開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)的基本數(shù)據(jù)；(2)對于處于充足電狀態(tài)的所述正?？稍俪潆婋姵兀诟鞣N電池溫度T下并且以各種放電流Id對可再充電電池放電時測量的電池電壓Vd、充電暫時中止時測量的開路電壓Voc、所述放電電流Id和所述電池溫度T之間關(guān)系的基本數(shù)據(jù)或者在所述數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得到的函數(shù)式Vd(Voc，Id，T)；以及參考前述數(shù)據(jù)和前述函數(shù)式并且還參考上面(1)中描述的開路電壓Voc對剩余容量的關(guān)系Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式得到的電池電壓有關(guān)的函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式；(3)在上面(2)中，當(dāng)正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻作成Rd時，由關(guān)系表達式Vd＝Voc-Id×Rd或Rd＝(Voc-Vd)/Id計算出與內(nèi)電阻有關(guān)的基本數(shù)據(jù)，或者在所述數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的函數(shù)式Rd(Voc，Id，T)或Rd(Vd，Id，T)，此外，參考前述數(shù)據(jù)和前述函數(shù)式并且還參考上面(1)中描述的開路電壓Voc的關(guān)系Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式得到的與內(nèi)電阻有關(guān)的函數(shù)式Rd(Q，Id，T)或Q(Rd，Id，T)的基本數(shù)據(jù)或函數(shù)式；(4)對于以上正?？稍俪潆婋姵兀?dāng)其剩余容量為零時，在各種電池溫度T以各種充電電流Ic對可再充電電池充電時測量的電池電壓Vc、暫時中止充電時測量的開路電壓Voc、所述充電電流Ic和所述電池溫度T之間關(guān)系的數(shù)據(jù)或在所述數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得到的函數(shù)式Vc(Voc，Ic，T)，此外，參考前述數(shù)據(jù)和前述函數(shù)式并且還參考上面(1)中描述的開路電壓Voc的關(guān)系Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式得到的與電池電壓有關(guān)的函數(shù)式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式；(5)在上面(4)中，當(dāng)把正常可再充電電池內(nèi)電阻作成Rc時，從關(guān)系表達式Vc＝Voc+Ic×Rc或Rc＝(Vc-Voc)/Ic計算出的與內(nèi)電阻相關(guān)的數(shù)據(jù)，或者在所述數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得到函數(shù)式Rc(Voc，Ic，T)，此外，參考前述數(shù)據(jù)和前述函數(shù)式并且還參考上面(1)中描述的開路電壓Voc的關(guān)系Voc(Q)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式得到的與內(nèi)電阻有關(guān)的函數(shù)式Rc(Q，Ic，T)或Q(Rc，Ic，T)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，當(dāng)待查可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)時，測量其開路電壓Voc隨時間的改變；當(dāng)Voc的下降率-dVoc/dt大于規(guī)定的值Vo時，即-dVoc/dt＞Vo＞0，判斷為待查可再充電電池短路，當(dāng)Voc的上升率為0≤-dVoc/dt≤Vo時，判斷為待查可再充電電池不短路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其中，當(dāng)待查可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充放電時，參考關(guān)系Q(Voc)的數(shù)據(jù)或關(guān)系表達式，計算所述可再充電電池的剩余容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其中，當(dāng)待查可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充放電時，通過測量開路電壓Voc隨時間的改變、從測出的開路電壓放電電流值×?xí)r間t1的電量q1、以及測量直至所述放電中止時的所述電池持續(xù)時的電池電壓V以及放電中止后的所述電池的開路電壓Voc，判斷所述可再充電電池是正常還是損耗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其中，按如下描述完成待查可再充電電池的判斷(1)當(dāng)開路電壓Voc的下降率-dVoc/dt大于規(guī)定值Vo時，即，-dVoc/dt＞Vo＞0，判斷為可再充電電池短路；(2)當(dāng)待查可再充電電池不對應(yīng)以上(1)時，參考權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)，當(dāng)正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓為Voc0時估計剩余容量Q0＝Q(Voc0)，在從Q0放電電量q1后并且正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓Voc(Q0-q1)與測出的待查可再充電電池的開路電壓Voc1之差為f0≤[Voc(Q0-q1)-Voc1]≤f1，其中f0＜0＜f1時，估計正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓Voc＝Voc(Q0-q1)，這個范圍是作為產(chǎn)品的正?？稍俪潆婋姵氐奶匦缘目扇菰S的變化范圍，把待查可再充電電池判斷為可存儲電容量沒有減少，并且，假設(shè)當(dāng)待查可再充電電池在放電開始時在初始階段待查可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以下面等式表達V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ，其中V為電池電壓，t為放電時間，V1為放電時間外延到無限大時電池的電池電壓，τ為電池內(nèi)電阻等確定的時間常數(shù)，根據(jù)對測量的放電時間的電池電壓V并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I1從開路電壓Voc0開始放電時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1，當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻作為R1時，得到等式V1＝Voc0-I1×R1或等式R1＝(Voc0-V1)/I1；根據(jù)該等式，估計待查可再充電電池的內(nèi)電阻R1，將待查可再充電電池的內(nèi)電阻R1與從權(quán)利要求5的(3)中提到的函數(shù)式Rd(Voc，Id，T)或Rd(Q0，Id，T)得到的正常可再充電電池的內(nèi)電阻Rd(Voc0，I1，T)或Rd(Q0，I1，T)相比較，執(zhí)行如下判斷(i)當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻R1基本上為正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rd(Voc0，I1，T)或Rd(Q0，I1，T)時，換言之，當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻R1落在作為產(chǎn)品的正?？稍俪潆婋姵豶1≤[R1-Rd(Q0，I1，T)]≤r2，其中r1＜0＜r2這一容許變化范圍中時，判斷待查可再充電電池正常，以及(ii)當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻R1落在[R1-Rd(Q0，I1，T)]＞r2的變化范圍中時，其中0＜r2，判斷待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高；以及(3)當(dāng)待查可再充電電池不對應(yīng)于以上(1)且正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓Voc(Q0-q1)與待查可再充電電池的測量開路電壓Voc1之差在[Voc(Q0-q1)-Voc1]＞f1范圍內(nèi)時，其中0＜f1，把待查可再充電電池判斷為可存儲電容量減少。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測方法，其中，在權(quán)利要求9的判斷(2)-(ii)中，當(dāng)判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大時，對于待查可再充電電池，從開路電壓Voc1放電電流I2×?xí)r間t2的電量q2，測量直到放電操作終止的電池電壓持續(xù)時間和放電操作終止后的開路電壓Voc2，然后假設(shè)放電操作開始的初始階段待查可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ表達，其中V是電池電壓，t是放電時間，V2是放電時間t外延至無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)對測量的放電時間的電池電壓V并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I2從開路電壓Voc1開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2，然后，從等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2計算此時待查可再充電電池的內(nèi)電阻R2，繼續(xù)假設(shè)將待查可再充電電池的內(nèi)電阻從正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rd(Q，Id，T)增加到a×Rd(Q，Id，T)+b，其中a和b都是常數(shù)，根據(jù)等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)和等式R2-[a×Rd(Q0-q1，I2，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)或使用Q1＝Q0-q1＝Q(Voc1)的等式R2-[a×Rd(Q1，I2，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)，計算常數(shù)a和常數(shù)b估計升高的內(nèi)電阻Rd’＝a×Rd(Q，Id，T)+b的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測方法，其中，在權(quán)利要求9的判斷(3)中，當(dāng)判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降時，通過假設(shè)待查可再充電電池的可存儲電容量C’是正?？稍俪潆婋姵氐目纱鎯﹄娙萘緾的D倍，其中D是常數(shù)且0＜D＜1并且使待查可再充電電池的剩余容量Q0’是Q0’＝Q0×D，其中Q0是正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘?，D是常數(shù)且0＜D＜1，參考對應(yīng)于待查可再充電電池的開路電壓Voc0的正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘縌0，待查可再充電電池的剩余容量Q0’＝Q0×D，對應(yīng)于待查可再充電電池的開路電壓Voc1的正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘縌1，以及待查可再充電電池的剩余容量Q1’＝Q0’-q1＝Q1×D，還參考在權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的函數(shù)式Voc(Q)＝Voc(Q0’/D)＝Voc0和Voc(Q1)＝Voc(Q1’/D)＝Voc(Q0’/D-q1/D)＝Voc1，估計常數(shù)D的值和剩余容量Q1’＝Q0’-q1＝Q1×D的值，按如下所述完成待查可再充電電池的判斷(i)當(dāng)在權(quán)利要求9的(2)中計算的內(nèi)電阻R1和從以上基本數(shù)據(jù)估計的內(nèi)電阻Rd(Q0’/D，I1，T)之間的差落在r1≤[R1-Rd(Q0’/D，I1，T)]≤r2，其中r1＜0＜r2的范圍中時，待查可再充電電池被判斷為內(nèi)電阻不升高但可存儲電容量下降，以及(ii)當(dāng)所述差落在[R1-Rd(Q0’/D，I1，T)]＞r2，其中0＜r2的范圍中時，判斷待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高且可存儲電容量下降；接著，對于待查可再充電電池，從開路電壓Voc0放電電流值I1×?xí)r間t1的電量q1，并且之后，放電電流值I2×?xí)r間t2的電量q2，其中測量直到放電操作結(jié)束的時間里待查可再充電電池的電池電壓和放電操作結(jié)束后的開路電壓Voc2，假設(shè)放電操作開始的初始階段待查可再充電電池的電池電壓的瞬時特性以等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ表達，其中V是電池電壓，t是放電時間，V2是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)對測量的放電時間的電池電壓V并根據(jù)所述等式，計算當(dāng)以放電電流I2從開路電壓Voc1開始放電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2，接著從等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2計算此時待查可再充電電池的內(nèi)電阻R2，假設(shè)將待查可再充電電池的內(nèi)電阻從正常可再充電電池的內(nèi)電阻Rd(Q，Id，T)增加到a×Rd(Q，Id，T)+b，其中a和b都是常數(shù)，根據(jù)等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)和等式R2-[a×Rd(Q1，I2，T)+b]＝R2-[a×Rd(Q0-q1/D，I2，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)，Q0＝Q0’/D，Q1＝Q0-q1/D＝Q1’/D，Q0’和Q1’分別為開路電壓為Voc0時的剩余容量和開路電壓為Voc1時的剩余容量，計算常數(shù)a和常數(shù)b以估計待查可再充電電池的升高的內(nèi)電阻Rd’＝a×Rd(Q’/D，Id，T)+b的值，Q’是可存儲電容量下降時的真正剩余容量，從而能檢測待查可再充電電池的損耗的狀態(tài)和剩余容量。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的檢測方法，其中，對于處于中止?fàn)顟B(tài)而不進行充放電的待查可再充電電池，在測量其開路電壓Voc之后，測量電池的電池電壓Vc的充電電流Ic1開始對所述可再充電電池充電，接著當(dāng)電池的電池電壓變?yōu)閂c1時在充電操作終止處充電時間t1×充放電效率Eff的電量q1，測量隨著時間的推移電池的開路電壓Voc的變化，將穩(wěn)定的電池的開路電壓作為Voc1或者測量規(guī)定時間段過去之后電池的開路電壓Voc1。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的檢測方法，其中(1)當(dāng)待查可再充電電池落在以下(i)-(iii)中任何一種情況中時，判斷待查電池是短路的；(i)參考權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)，估計當(dāng)正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓為Voc0時的正常可再充電電池的剩余容量Q0，當(dāng)參考權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)估計的正常可再充電電池的開路電壓Voc(Q0+q1)和待查可再充電電池的開路電壓Voc1的差落在[Voc(Q0+q1)-Voc1]＞g1，其中g(shù)1＞0的范圍中時，(ii)根據(jù)權(quán)利要求5的(4)中提到的電池電壓Vc對剩余容量、放電電流和溫度的函數(shù)式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)這一基本數(shù)據(jù)估計的正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷篤c(Q0+q1，Ic1，T)和待查可再充電電池的電池電壓Vc1之差落在[Vc(Q0+q1，Ic1，T)-Vc1]＞j1，其中j1＞0的范圍內(nèi)時，以及(iii)根據(jù)權(quán)利要求5的(5)中提到的內(nèi)電阻有關(guān)的函數(shù)Rc(Q，Ic，T)或Q(Rc，Ic，T)這一基本數(shù)據(jù)估計的正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rc(Voc0，Ic，T)和根據(jù)等式Rc1＝(Vc1-Voc1)/Ic1得到的待查可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1之差落在[Rc1-Rc(Voc1，Ic1，T)]＜z1，其中z1＜0的范圍內(nèi)時；(2)當(dāng)正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓Voc(Q0+q1)和以上(1)-(i)中的待查可充電電池的開路電壓Voc1之差落在g0≤[Voc(Q0+q1)-Voc1)≤g1，其中g(shù)0＜0＜g1的范圍內(nèi)時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量不下降，接著假設(shè)電池的充電操作開始時在初始階段待查可再充電電池的電池電壓Vc的瞬時特性用以下等式表達Vc＝V1-(V1-Voc0)×e-t/τ，其中t是充電時間，V1是充電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)對測量的充電時間t的電池電壓Vc以及根據(jù)所述等式，計算從開路電壓Voc0以充電電流Ic1啟動充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V1，按如下所述對待查可再充電電池進行判斷，判斷根據(jù)等式V1＝Voc0+Ic1×Rc1或Rc1＝(V1-Voc0)/Ic1得到的待查可再充電電池的內(nèi)電阻Rc1和參考權(quán)利要求5的(5)中提到的內(nèi)電阻有關(guān)的函數(shù)式Rc(Q，Ic，T)或Q(Rc，Ic，T)這一基本數(shù)據(jù)估計的正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rc(Voc0，Ic1，T)或Rc(Q0，Ic1，T)之差；(i)當(dāng)所述差值落在z1≤[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)]≤z2，其中z1＜0＜z2范圍內(nèi)或j1≤[Vc1-Vc(Q0+q1，Ic1，T)]≤j2，其中j1＜0＜j2的范圍內(nèi)時，判斷待查可再充電電池是正常的，(ii)當(dāng)所述差值落在[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)]＞z2，其中0＜z2的范圍內(nèi)或j2＜[Vc1-Vc(Q0+q1，Ic，T)]，其中0＜j2的范圍內(nèi)時，判斷可再充電電池內(nèi)電阻增大，以及(iii)當(dāng)所述差值落在[Voc(Q0+q1)-Voc1]＜g0，其中g(shù)0＜0的范圍內(nèi)時，判斷可再充電電池可存儲電容量下降，從而，能檢測待查可再充電電池的損耗狀態(tài)和剩余容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的檢測方法，其中在權(quán)利要求13的判斷(2)-(ii)中，當(dāng)判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大時，對于處于中止?fàn)顟B(tài)的待查可再充電電池，至少進行兩次充電，即，從電池電壓Voc0充電電流值Ic1×?xí)r間t1的電量q1，接著充電電流值Ic2×?xí)r間t2的電量q2，并測量待查可再充電電池持續(xù)至充電操作終止的電池電壓Vc和充電操作終止后的待查可再充電電池的開路電壓Voc2，接著假設(shè)在充電操作開始的初始階段待查可再充電電池的電池電壓的瞬時特性用等式Vc＝V2-(V2-Voc1)×e-t/τ表達，其中Vc是電池電壓，t是放電時間，V2是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)對測量的放電時間的電池電壓V以及根據(jù)所述等式，計算從開路電壓Voc1以放電電流Ic2啟動充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2，然后從等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic2計算此時待查可再充電電池的內(nèi)電阻Rc2，接著假設(shè)待查可再充電電池的內(nèi)電阻從正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rc(Q，Ic，T)增大到a×Rc(Q，Ic，T)+b，其中a和b都是常數(shù)，根據(jù)等式Rc1-[a×Rc(Q0，Ic1，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)和等式Rc2-[a×Rc(Q0+q1，Ic2，T)+b]＝0或利用等式Q1＝Q(Voc1)的等式Rc2-[a×Rc(Q1，Ic2，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)，計算常數(shù)a和常數(shù)b，估計增大的內(nèi)電阻Rc’＝a×Rc(Q，Ic，T)+b，從而能檢測待查可再充電電池的損耗狀態(tài)和剩余容量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的檢測方法，其中在權(quán)利要求13的判斷(2)-(iii)中，當(dāng)判斷可存儲電容量下降時，通過假設(shè)待查可再充電電池的可存儲電容量C’是正?？稍俪潆婋姵氐目纱鎯﹄娙萘緾的D倍，其中D是常數(shù)，0＜D＜1并使待查可再充電電池的剩余容量Q0’為Q0’＝Q0×D，其中Q0是正常可再充電電池的剩余容量，D是常數(shù)，0＜D＜1，參考對應(yīng)于待查可再充電電池的開路電壓Voc0的正常可再充電電池的剩余容量Q0，待查可再充電電池的剩余容量Q0’＝Q0×D，對應(yīng)于待查可再充電電池的開路電壓Voc1的正?？稍俪潆婋姵氐氖Ｓ嗳萘縌1和待查可再充電電池的剩余容量Q1’＝Q0’-q1＝Q1×D，還參考在權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的函數(shù)式Voc(Q0)＝Voc(Q0’/D)＝Voc0和Voc(Q1)＝Voc(Q1’/D)＝Voc(Q0’/D-q1/D)＝Voc1，估計常數(shù)D的值和剩余容量Q1’＝Q0’-q1＝Q1×D的值，對待查可再充電電池進行如下判斷，(i)當(dāng)權(quán)利要求13的(2)中計算出的內(nèi)電阻Rc1和從以上基本數(shù)據(jù)估計的內(nèi)電阻Rc(Q0’/D，Ic1，T)之差落在z1≤[Rc1-Rc(Q0’/D，Ic1，T)]≤z2，其中z1＜0＜z2的范圍內(nèi)時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻不增大但可存儲電容量下降，以及(ii)當(dāng)所述差值落在[Rc1-Rc(Q0’/D，Ic1，T)]＞z2，其中0＜z2的范圍內(nèi)時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大，可存儲電容量下降；接著，對于待查可再充電電池，從開路電壓Voc1充電電流值Ic2×?xí)r間t2的電量q2，測量待查可再充電電池持續(xù)至充電操作終止的電池電壓和充電操作終止后的開路電壓Voc2，通過假設(shè)在充電操作開始的初始階段待查可再充電電池的電池電壓的瞬時特性用等式Vc＝V2-(V2-Voc1)×e-t/τ表達，其中Vc是電池電壓，t是充電時間，V2是充電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)對測量的充電時間t的電池電壓Vc以及根據(jù)所述等式，計算從開路電壓Voc1以充電電流Ic2啟動充電操作時的時間常數(shù)τ和電池電壓V2，然后從等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic2計算此時待查可再充電電池的內(nèi)電阻Rc2，接著假設(shè)待查可再充電電池的內(nèi)電阻從正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rc(Q0’/D，Ic，T)增大到a×Rc(Q0’/D，Ic，T)+b，其中a和b都是常數(shù)，根據(jù)等式Rc1-[a×Rc(Q0’/D，Ic1，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)和等式Rc2-[a×Rc(Q0’/D+q1/D，Ic2，T)+b]＝0或利用等式Q1＝Q1’/D＝Q(Voc1)的等式Rc2-[a×Rd(Q1’/D，Ic2，T)+b]＝0，其中a和b都是常數(shù)，計算常數(shù)a和常數(shù)b，估計待查可再充電電池的增大的內(nèi)電阻Rc’＝a×Rc(Q’/D，Ic，T)+b的值，其中Q’是可存儲電容量下降時真正的剩余容量，從而能檢測待查可再充電電池的損耗狀態(tài)和剩余容量。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，對待查可再充電電池進行充電，使充電操作終止在電池電壓VcE，在那里檢測電池的開路電壓Voc隨時間的變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，對待查可再充電電池進行充電，使充電操作終止在電池電壓VcE，在那里檢測規(guī)定時間段過去之后電池的開路電壓VocE。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的檢測方法，其中，測量自充電操作終止開始的時間t和待查可再充電電池在此時的開路電壓Voc，通過使開路電壓Voc變成穩(wěn)定狀態(tài)時的待查可再充電電池的開路電壓為VocE，并假定開路電壓Voc可以用等式Voc＝VocE+(VcE-VocE)×e-t/τ表示，其中Voc是開路電壓，t是時間，VocE是時間t外延到無限時的開路電壓，τ是時間常數(shù)，根據(jù)這個等式和在多個時間點上測量的Voc值，計算時間常數(shù)τ，估計VocE的值。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的檢測方法，其中，當(dāng)待查可再充電電池落在以下情況(i)和(ii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池是短路的；(i)待查可再充電電池的開路電壓Voc隨時間的變化即開路電壓的下降率-dVoc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓下降率Ve即-dVocE/dt＞Ve＞0時，以及(ii)待查可再充電電池的充電終止電壓VcE小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐某潆娊K止電壓mo時，即VcE＜m0，其中0＜m0時。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，用恒流恒壓充電方法對待查可再充電電池進行充電，其中，以規(guī)定的恒定電流值對待查可再充電電池進行充電直至電池電壓達到規(guī)定的上限電池電壓VcL，在這個恒流充電操作之后，以恒壓VcL對電池電壓為VcL的待查可再充電電池充電，在規(guī)定的時間段過去之后，終止充電操作，判斷待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)同時按如下所述與對應(yīng)于待查可再充電電池且已經(jīng)用恒流恒壓充電方法進行充電的正?？稍俪潆婋姵叵啾容^(1)當(dāng)待查可再充電電池落在以下情況(i)-(iii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池是短路的；(i)在恒流恒壓充電操作中充足電之后待查可再充電電池的開路電壓VocE隨時間的變化-dVocE/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膙e即-dVocE/dt＞Ve＞0；(ii)整個充電操作終止時待查可再充電電池的電池電壓VcE小于相應(yīng)的正常可再充電電池的m0，即VcE＜m0，其中0＜m0，以及(iii)恒流充電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷涸龃舐蕇0，即，dVc/dt＜s0，其中0＜s0；(2)當(dāng)恒流充電時待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷涸龃舐蕇1，即dVc/dt＞s1＞0，并且在恒流恒壓充電操作中充足電之后待查可再充電電池的開路電壓VocE小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐拈_路電壓Vocn，即0＜VocE＜Vocn，其中Vocn＝k0時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大；(3)當(dāng)在待查可再充電電池的恒流充電操作中從規(guī)定的電池電壓達到上限電壓VcL所消耗的時間短于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵鼗蛘咴诤懔鞒潆娭写榭稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷篤c的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1，即dVc/dt＞s1＞0，并且在恒流恒壓充電操作中充足電之后待查可再充電電池的開路電壓VocE大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐腣ocn，即VocE≥Vocn＞0，其中Vocn＝k0時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降；(4)當(dāng)在待查可再充電電池的恒流充電操作中從規(guī)定的電池電壓達到上限電壓VcL所消耗的時間與相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵鼗鞠嗤蛘咴诤懔鞒潆姴僮髦写榭稍俪潆婋姵氐碾姵仉妷篤c的增大率dVc/dt與相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1基本相同，即s0≤dVc/dt≤s1，其中0＜s0＜s1，并且在恒流恒壓充電操作中充足電之后待查可再充電電池的開路電壓VocE與相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐腣ocn基本相同或大于它，即0＜Vocn≤VocE，其中Vocn＝k0時，判斷待查可再充電電池是正常的；從而能檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，當(dāng)通過檢測其電池電壓，電池電壓隨時間的變化，電池的電池溫度或電池溫度隨時間的變化，而終止待查可再充電電池的恒流充電時，(1)當(dāng)待查可再充電電池落在以下情況(i)-(iii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池是短路的(i)充足電后待查可再充電電池的開路電壓VocE隨時間的變化-dVocE/dt大于對應(yīng)于待查可再充電電池且以與待查可再充電電池同樣的方式進行了恒流充電的正常可再充電電池的ve，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情況，(ii)恒流充電操作時待查可再充電電池的電池溫度T的增大率dT/dt大于相應(yīng)的正常可再充電電池的u0，即dT/dt＞u0＞0的情況，以及(iii)恒流充電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕0，即0＜dVc/dt＜s0的情況；(2)當(dāng)恒流充電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正常可再充電電池的s1，即dVc/dt＞s1＞0，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐腣ocn，即0＜VocE＜Vocn，其中Vocn＝k0時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大；(3)當(dāng)恒流充電操作期間待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1，即，dVc/dt＞s1＞0，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE大于相應(yīng)的正常可再充電電池的Vocn，即VocE＞Vocn，其中Vocn＝k0，0＜Vocn時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降；(4)當(dāng)恒流充電操作期間待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt與相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1基本相同，即，s0≤dVc/dt≤s1，其中0＜s0＜s1，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE基本等于或大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐腣ocn，其中Vocn＝k0，即0＜Vocn≤VocE時，判斷待查可再充電電池是正常的；從而能檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，當(dāng)自恒流充電開始過去規(guī)定時間之后終止待查可再充電電池的恒流充電操作時或者當(dāng)待查可再充電電池的電池電壓達到規(guī)定的上限電壓VcL時，(1)當(dāng)待查可再充電電池落在以下情況(i)-(iii)中任何一種情況中時，判斷待查可再充電電池是短路的(i)充足電后待查可再充電電池的開路電壓VocE隨時間的變化-dVocE/dt大于對應(yīng)于待查可再充電電池且以與待查可再充電電池同樣的方式進行了恒流充電的正?？稍俪潆婋姵氐腣e，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情況，(ii)恒流充電操作終止時待查可再充電電池的電池電壓VcE小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膍0，即VcE＜m0，其中m0＞0的情況，以及(iii)恒流充電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt小于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕0，即0＜dVc/dt＜s0的情況；(2)當(dāng)恒流充電操作期間待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1，即，dVc/dt＞s1＞0，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE小于相應(yīng)的正常可再充電電池的Vocn，即，0＜VocE＜Vocn，其中，所述Vocn＝k0時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大；(3)當(dāng)恒流充電操作期間待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1，即，dVc/dt＞s1＞0，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE大于相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐腣ocn，其中Vocn＝k0，即VocE＞Vocn，其中0＜Vocn時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降；(4)當(dāng)恒流充電操作期間待查可再充電電池的電池電壓Vc的增大率dVc/dt與相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膕1基本相同，即，s0≤dVc/dt≤s1，其中0＜s0＜s1，并且恒流充電操作終止之后待查可再充電電池的開路電壓VocE基本等于或大于相應(yīng)的正常可再充電電池的Vocn，其中Vocn＝k0，即0＜Vocn≤VocE時，判斷待查可再充電電池是正常的；從而能檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，當(dāng)待查可再充電電池處于放電狀態(tài)時，判斷待查可再充電電池處于最后一個階段，在這個階段能夠被放電的剩余電量幾乎沒有，或者，當(dāng)電池電壓小于來自對應(yīng)于待查可再充電電池的正常可再充電電池的基本數(shù)據(jù)的規(guī)定電壓值或者當(dāng)電池電壓Vd的下降率-dVd/dt大于來自所述基本數(shù)據(jù)的規(guī)定值x1，即，-dVd/dt＞x1，其中0＜x1時，判斷為被短路。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，當(dāng)待查可再充電電池處于放電狀態(tài)時，測量放電操作的放電電流Id0和待查可再充電電池的電池電壓Vd，當(dāng)電池電壓Vd比對應(yīng)于待查可再充電電池的正?？稍俪潆婋姵氐幕緮?shù)據(jù)一個規(guī)定電壓值大時或者當(dāng)電池電壓Vd的下降率-dVd/dt小于來自所述基本數(shù)據(jù)的規(guī)定值x1，即，0＜-dVd/dt＜x1時，判斷待查可再充電電池是正常的或者處于非短路的損耗模式。
25.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其中當(dāng)待查可再充電電池在放電時處于基本穩(wěn)定的狀態(tài)時，放電操作的放電電流為Id0，待查可再充電電池的電池溫度為T，待查可再充電電池的電池電壓為Vd0，電池的剩余容量為Q0，在放電掉電量q之后，處于穩(wěn)定狀態(tài)的待查可再充電電池的電池電壓在放電電流Id1處變成Vd1，參考權(quán)利要求5的(1)中提到的開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)和權(quán)利要求5的(2)中提到的電池電壓Vd對剩余容量、放電電流以及溫度的關(guān)系Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)這一基本數(shù)據(jù)，估計當(dāng)電池電壓為Vd0時的正常可再充電電池的電池電壓Vd0＝Vd(Q0，Id0，T)和剩余容量Q0＝Q(Vd0，Id0，T)，估計當(dāng)電池電流為Id1且電池電壓為Vd1時的剩余容量從Q0變成Q0-q時的電池電壓Vd(Q0-q，Id1，T)以及正常可再充電電池的剩余容量Q(Vd1，Id1，T)，按如下所述對待查可再充電電池進行判斷(1)(i)當(dāng)y1≤[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]≤y2，其中y1＜0＜y2或(ii)當(dāng)w1≤Q(Vd1，Id1，T)-[Q(Vd0，Id0，T)-q]≤w2，其中w1＜0＜w2時，判斷待查可再充電電池是正常的；(2)(i)當(dāng)[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＞y2，其中0＜y2或(ii)當(dāng)Q(Vd1，Id1，T)-[Q(Vd0，Id0，T)-q]＞w2，其中0＜w2時，判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大；以及(3)(i)當(dāng)[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＜y1，其中y1＜0或(ii)當(dāng)Q(Id1，Vd1，T)-[Q(Id0，Vd0，T)-q]＜w1，其中w1＜0時，判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降；從而能檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的檢測方法，其中，對于基本處于穩(wěn)定狀態(tài)的待查可再充電電池來說，在所述穩(wěn)定狀態(tài)下，放電電流是穩(wěn)定的放電電流In0，電池電壓為Vn0，當(dāng)放電電流被改變n次，n是1，2，3，4，…這樣的正整數(shù)，使得放電電流從In0變成In1時，放電電流值In1×?xí)r間tn1的電量qn，此后，使放電電流返回到穩(wěn)定放電電流In0，測量放電電流改變時多個時間點上的電池電壓V，通過假設(shè)放電電流改變時電池電壓V的瞬時特性可以用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表示，其中t是放電時間，Vn1是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，n是1，2，3，4，…這樣的正整數(shù)，根據(jù)測出的電池電壓V對自從放電電流改變時的時間t以及根據(jù)所述等式，估計時間常數(shù)τ，估計Vn1的真實值，從而檢測可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的檢測方法，其中，在待查可再充電電池的放電電流至少改變?nèi)问沟卯?dāng)在放電電流I10處處于穩(wěn)定放電的電池電壓為V10時的情況下，將放電電流變?yōu)镮11，從電池電壓V10放電電流I11×?xí)r間t11的電量q1，電池電壓從V10變?yōu)閂20，接著，穩(wěn)定放電的放電電流I20變?yōu)镮21，從電池電壓V20放電電流值I21×?xí)r間t21的電量q2，電池電壓從V20變?yōu)閂30，將穩(wěn)定放電的放電電流I30變成I31，從電池電壓V30放電電流值I31×?xí)r間t31的電量q3，電池電壓從V30變?yōu)閂40，其中，結(jié)果，穩(wěn)定放電的放電電流In0變?yōu)镮n1，放電電流值In1×?xí)r間tn1的電量qn，此時在權(quán)利要求25的(2)中判斷待查可再充電電池內(nèi)電阻增大，接著，假設(shè)待查可再充電電池的內(nèi)電阻從相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐膬?nèi)電阻Rd(Q，Id，T)變?yōu)閮?nèi)電阻Rd’(Q，Id，T)＝a×Rd(Q，Id，T)+b，其中a和b是常數(shù)，此外假設(shè)放電電流每次改變時電池電壓的瞬時特性用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表示，其中t是放電時間，Vn1是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，n是1，2，3，4，…這樣的正整數(shù)，根據(jù)測出的電池電壓V對自從放電電流改變時的時間t以及根據(jù)所述等式，估計放電電流In0變?yōu)镮n1時的時間常數(shù)τ，估計Vn1的真實值，此外，當(dāng)放電電流為In0且電池電壓為Vn0時剩余容量為Qn0的待查可再充電電池的開路電壓Vocn0表示為Vocn0＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn0，In1，T)，其中n＝1，2，3…，當(dāng)電池電壓為V10，V20和V30時剩余容量作成Q10，Q20和Q30時，建立以下關(guān)系Q20＝Q10-q1Q30＝Q20-q2＝Q10-q1-q2V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+bRd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+bRd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+bRd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+bRd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+bRd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+b其中a，b為常數(shù)，通過解出這些等式，估計剩余容量Q10、常數(shù)a和b，估計被損耗而增大內(nèi)電阻的可再充電電池的當(dāng)前剩余容量Q30和內(nèi)電阻Rd’(Q，I，T)，從而檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的檢測方法，其中，在電池溫度為T時放電電流從穩(wěn)定放電狀態(tài)至少改變四次使得在放電電流I10處處于穩(wěn)定放電的電池電壓為V10時的情況下，將放電電流變?yōu)镮11，從電池電壓V10放電電流I11×?xí)r間t11的電量q1，電池電壓從V10變?yōu)閂20，接著，穩(wěn)定放電的放電電流I20變?yōu)镮21，從電池電壓V20放電電流值I21×?xí)r間t21的電量q2，電池電壓從V20變?yōu)閂30，將穩(wěn)定放電的放電電流I30變成I31，從電池電壓V30放電電流值I31×?xí)r間t31的電量q3，電池電壓從V30變?yōu)閂40，最后，穩(wěn)定放電的放電電流I40變?yōu)镮41，從電池電壓V40放電電流值I41×?xí)r間t41的電量q4，電池電壓從V40變?yōu)閂50，其中，結(jié)果，穩(wěn)定放電的放電電流In0變?yōu)镮n1，放電電流值In1×?xí)r間tn1的電量qn，此時在權(quán)利要求25的(3)中判斷待查可再充電電池可存儲電容量下降，接著，假設(shè)待查可再充電電池的可存儲電容量從C下降到C’＝D×C，其中D是0＜D＜1的常數(shù)，假設(shè)待查可再充電電池的剩余容量從相應(yīng)正?？沙潆姷氖Ｓ嗳萘縌下降到剩余容量Q’＝D×Q，假設(shè)待查可再充電電池的內(nèi)電阻從相應(yīng)的正常可再充電電池的內(nèi)電阻Rd(Q，Id，T)增大到內(nèi)電阻Rd’(Q，Id，T)＝a×Rd(Q，Id，T)+b，其中a和b都是常數(shù)，接著，假設(shè)放電電流每次改變時電池電壓的瞬時特性用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表示，其中t是放電時間，Vn1是放電時間t外延到無限時電池的電池電壓，τ是時間常數(shù)，n是1，2，3，4，…這樣的正整數(shù)，根據(jù)測出的電池電壓V對自從放電電流改變時的時間t以及根據(jù)所述等式，估計放電電流In0變?yōu)镮n1時的時間常數(shù)τ，估計Vn1的真實值，接著，當(dāng)放電電流為In0、電池電壓為Vn0時，具有剩余容量為Qn0的待查可再充電電池的開路電壓Vocn0表示為Vocn0＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn0，In1，T)，其中n＝1，2，3…，當(dāng)電池電壓為V10，V20，V30和V40時剩余容量作成Q10，Q20，Q30和Q40時，建立以下關(guān)系當(dāng)Q＝Q’/D時，Q20’＝Q10’-q1Q30’＝Q20’-q2＝Q10’-q1-q2Q40’＝Q30’-q3＝Q10’-q1-q2-q3當(dāng)Q10＝Q10’/D，Q20＝(Q10’-q1)/D，Q30＝(Q10’-q1-q2)/D和Q40＝(Q10’-q1-q2-q3)/D時，V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)V40-V41＝I41×Rd’(Q40，I41，T)-I40×Rd’(Q40，I40，T)Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+bRd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+bRd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+bRd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+bRd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+bRd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+bRd’(Q40，I40，T)＝a×Rd(Q40，I40，T)+bRd’(Q40，I41，T)＝a×Rd(Q40，I41，T)+b其中，a，b為常數(shù)，通過解出這些等式，估計常數(shù)a，b、D和Q10＝Q10’/D的值，估計損耗到D倍的可存儲電容量值和增大的內(nèi)電阻的值，從而檢測待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26～28中任一項所述的檢測方法，其中，故意流動ΔId的電流，使放電電流In1變成大于穩(wěn)定放電電流In0的In1＝In0+ΔId。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的檢測方法，其中，放電電流In1小于2C的電流值。
31.根據(jù)權(quán)利要求9，12，20，21，22和25中任一項所述的檢測方法，其中，對于判斷為正常的待查可再充電電池，按如下所述檢測其內(nèi)部狀態(tài)(1)當(dāng)待查可再充電電池處于中止?fàn)顟B(tài)，用從待查可再充電電池的開路電壓Voc0導(dǎo)出的關(guān)系Voc(Q0)＝Voc0或Q0＝Q(Voc0)的函數(shù)式或數(shù)據(jù)以及權(quán)利要求5的(1)中提到的基本數(shù)據(jù)，估計待查可再充電電池的剩余容量Q0；(2)當(dāng)待查可再充電電池處于充電期間時，通過以下方式(i)-(iii)中的任何一個估計待查可再充電電池的剩余容量(i)通過測量充電操作期間待查可再充電電池的充電電流，待查可再充電電池的電池溫度和電池電壓，參考權(quán)利要求5的(4)中提到的基本數(shù)據(jù)和電池電壓Vc對剩余容量、放電電流和溫度的函數(shù)式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)，估計待查可再充電電池的剩余容量，(ii)臨時中止充電操作，測量待查可再充電電池的充電時間t和開路電壓Voc，估計此時待查可再充電電池的剩余容量，以及(iii)通過測量待查可再充電電池的充電終止電壓VcE和充電操作終止后待查可再充電電池的開路電壓VocE，參考從權(quán)利要求5的(4)中提到的從電池電壓Vc對剩余容量、放電電流和溫度的函數(shù)式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)這一基本數(shù)據(jù)或函數(shù)式導(dǎo)出的關(guān)系VcE(QE，Ic，T)或Q(VcE，Ic，T)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式或者從權(quán)利要求5的(1)中提到的從開路電壓Voc對剩余容量Q的關(guān)系Voc(Q)或Q(Voc)這一基本數(shù)據(jù)或函數(shù)式導(dǎo)出的關(guān)系Voc(QE)＝VocE或QE＝Q(VocE)的數(shù)據(jù)或函數(shù)式，估計待查可再充電電池的剩余容量；(3)當(dāng)待查可再充電電池處于放電期間時，通過以下方式(i)-(ii)中的任一種方式估計待查可再充電電池的剩余容量(i)參考權(quán)利要求5的(2)中提到的函數(shù)式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)，估計待查可再充電電池的剩余容量，以及(ii)通過估計待查可再充電電池的內(nèi)電阻Rd，參考權(quán)利要求5的(3)中提到的內(nèi)電阻Rd對剩余容量Q、放電電流、和溫度的關(guān)系Q(Rd，Id，T)的基本數(shù)據(jù)，估計待查可再充電電池的剩余容量。
32.根據(jù)權(quán)利要求14所述的檢測方法，其中，對于判斷為不短路、可存儲電容量不下降但內(nèi)電阻增大的待查可再充電電池，估計充電操作時增大的內(nèi)電阻Rc’(Q，Ic，T)，參考電池電壓、開路電壓Voc(Q)、充電電流Ic和充電操作時內(nèi)電阻Rc’(Q，Ic，T)之間關(guān)系的關(guān)系表達式Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)，從測出的充電電流值、充電操作終止時的電池電壓和開路電壓值估計充電操作終止時待查可再充電電池的可存儲電容量C’。
33.根據(jù)權(quán)利要求10或27所述的檢測方法，其中，對于判斷為不短路、可存儲電容量不下降但內(nèi)電阻增大的待查可再充電電池，估計放電操作時待查可再充電電池的增大的內(nèi)電阻Rd’(Q，Id，T)，參考所述增大的內(nèi)電阻的關(guān)系表達式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，Id，T)，在所述關(guān)系表達式中，Vd是電池電壓，Voc(Q)是開路電壓，Q是剩余容量，Id是放電電流，Rd’(Q，Id，T)是所述內(nèi)電阻，還參考函數(shù)式Vd＝Vd’(Q，Id，T)，其中T是電池溫度，測量放電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vd、放電電流Id和電池溫度T，計算待查可再充電電池的剩余容量Q。
34.根據(jù)權(quán)利要求15所述的檢測方法，其中，對于判斷出可存儲電容量下降的待查可再充電電池，估計下降的可存儲電容量的下降系數(shù)D，其中0＜D＜1，以及(1)當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻不下降時，估計可存儲電容量是相應(yīng)的正常可再充電電池的額定容量的D倍，以及(2)當(dāng)內(nèi)電阻增大時，參考關(guān)系表達式Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)，Vc是電池電壓，Voc是開路電壓，Q是剩余容量，Ic是充電電流，Rc’(Q，Id，T)是所述增大的內(nèi)電阻，計算待查可再充電電池的剩余容量Q，將充足電終止時計算的值Q乘以D，估計所得到的值作為充足電終止時可存儲電容量C’。
35.根據(jù)權(quán)利要求11或28所述的檢測方法，其中，判斷出待查可再充電電池可存儲電容量下降，以及(1)當(dāng)待查可再充電電池的內(nèi)電阻不下降時，估計下降的可存儲電容量的下降系數(shù)D，0＜D＜1，估計待查可再充電電池的可存儲電容量是相應(yīng)的正?？稍俪潆婋姵氐念~定容量的D倍，以及(2)當(dāng)內(nèi)電阻增大時，估計放電操作時下降的可存儲電容量的下降系數(shù)和增大的內(nèi)電阻作為函數(shù)式Rd’(Q，Id，T)，參考關(guān)系表達式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，Ic，T)，Vc是電池電壓，Voc(Q)是開路電壓，Q是剩余容量，Ic是充電電流，Rd’(Q，Id，T)是所述增大的內(nèi)電阻，還參考函數(shù)式Vd＝Vd(Q，Id，T)，T是電池溫度，測量放電操作時待查可再充電電池的電池電壓Vd、放電電流Id和電池溫度T，估計待查可再充電電池的視在剩余容量Q，將視在剩余容量Q乘以D，得到剩余容量Q’＝D×Q，作為待查可再充電電池的真實剩余容量。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的檢測方法，其中，對于充電期間的待查可再充電電池，計算其剩余容量Q，計算充電操作終止時直至達到剩余容量的時間。
37.根據(jù)權(quán)利要求32或34所述的檢測方法，其中，對于充電期間的待查可再充電電池，計算其剩余容量Q，計算充電操作終止時直至達到剩余容量的時間。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的檢測方法，其中，對于充電期間的待查可再充電電池，在計算其剩余容量Q，計算電池電壓變成其中用待查可再充電電池作為電源的儀器的最小驅(qū)動電壓Vmin時的待查可再充電電池的剩余容量Qmin之后，計算仍可使儀器操作的待查可再充電電池的可用容量Q-Qmin。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的檢測方法，其中，對于充電期間的待查可再充電電池，在計算其剩余容量Q，計算電池電壓變成其中用待查可再充電電池作為電源的儀器的最小驅(qū)動電壓Vmin時的待查可再充電電池的剩余容量Qmin之后，計算仍可使儀器操作的待查可再充電電池的可用容量Q-Qmin。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的檢測方法，其中，對于充電期間的待查可再充電電池，在計算其剩余容量Q，計算電池電壓變成其中用待查可再充電電池作為電源的儀器的最小驅(qū)動電壓Vmin時的待查可再充電電池的剩余容量Qmin之后，計算仍可使儀器操作的待查可再充電電池的可用容量Q-Qmin。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的檢測方法，其中，在計算待查可再充電電池的可用容量Q-Qmin之后，根據(jù)等式h＝(Q-Qmin)/i，其中h是儀器的驅(qū)動時間，i是儀器的平均消耗電流或者h＝(Vd+Vmin)×(Q-Qmin)/2p，其中p是平均消耗功率，計算儀器的殘留驅(qū)動時間。
42.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其中，溫度T是-20℃至+50℃范圍內(nèi)的一個溫度。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的檢測方法，其中，平均消耗電流的值或平均消耗功率的值是在用戶操作模式和儀器的使用頻率基礎(chǔ)上計算的一個值。
44.根據(jù)權(quán)利要求32或34所述的檢測方法，其中，當(dāng)充電操作終止時所獲得的待查可再充電電池的剩余容量被作成C’，且在初始使用階段將待查可再充電電池的額定容量和剩余容量作成C時，計算損耗后的待查可再充電電池的性能作為C’/C或100×C’/C(％)。
45.根據(jù)權(quán)利要求32所述的檢測方法，其中，當(dāng)與損耗后的待查可再充電電池的剩余容量有關(guān)的性能100×C’/C(％)變成小于60％時，判斷待查可再充電電池超過了使用壽命。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的檢測方法，其中，當(dāng)與損耗后的待查可再充電電池的剩余容量有關(guān)的性能100×C’/C(％)變成小于60％時，判斷待查可再充電電池超過了使用壽命。
47.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，待查可再充電電池是其中使用鋰的氧化還原反應(yīng)的可再充電電池。
48.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，待查可再充電電池是其中在電池陽極中使用貯氫合金的可再充電電池。
49.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，待查可再充電電池是在陰極中使用鎳氫的可再充電電池。
50.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，待查可再充電電池是鎳鎘可再充電電池。
51.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其中，待查可再充電電池是鉛酸可再充電電池。
52.一種檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，其中，所述檢測裝置至少包括(i)電壓檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池的一對端子之間的電壓，(ii)電流檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池中流動的充電或放電電流，(iii)溫度檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池的溫度，以及(iv)存儲裝置，用于存儲預(yù)先獲取的與所述待查可再充電電池同樣種類、同樣類型的正?？稍俪潆婋姵氐幕緮?shù)據(jù)和通過將所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化后得到的函數(shù)式，其中，將存儲在所述存儲裝置(iv)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息作比較來判斷出(1)待查可再充電電池短路，或者(2)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(3)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(4)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(5)待查可再充電電池正常；從而檢測所述待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的檢測裝置，還包括電流流動改變檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池中流動的電流的變化。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的檢測裝置，還包括波形處理裝置，用于處理從電壓檢測裝置(i)、電流檢測裝置(ii)和溫度檢測裝置(iii)每一個中輸出的信號波形。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的檢測裝置，還包括運算裝置，用于處理從電壓檢測裝置(i)、電流檢測裝置(ii)和溫度檢測裝置(iii)每一個得到的基本數(shù)據(jù)和信息。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的檢測裝置，其中，運算裝置有選自以下組的一個或多個裝置，所述組包括(1)計算裝置，用于至少計算待查可再充電電池的剩余容量或內(nèi)電阻，(2)計算裝置，用于計算可使用儀器的待查可再充電電池的可用容量以及至少所述儀器消耗的平均消耗電流或平均消耗功率，以及(3)計算裝置，用于至少計算直至待查可再充電電池終止所需的時間或所述充電操作終止后待查可再充電電池的剩余容量。
57.根據(jù)權(quán)利要求52所述的檢測裝置，還包括判斷裝置，用于判斷待查可再充電電池是正常的還是損耗的，還判斷待查可再充電電池被損耗時的損耗模式。
58.根據(jù)權(quán)利要求52所述的檢測裝置，還包括一種裝置，用于至少輸出從電壓檢測裝置(i)、電流檢測裝置(ii)和溫度檢測裝置(iii)每一個得到的信息或與待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)有關(guān)的信息。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的檢測裝置，包括指示裝置，用于至少指示從電壓檢測裝置(i)、電流檢測裝置(ii)和溫度檢測裝置(iii)每一個得到的信息或與待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)有關(guān)的信息。
60.一種電池模塊，至少包括一個可再充電電池，并且設(shè)有一種檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，其中，所述檢測裝置至少包括(i)電壓檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池的一對端子之間的電壓，(ii)電流檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池中流動的充電或放電電流，(iii)溫度檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池的溫度，以及(iv)存儲裝置，用于存儲預(yù)先獲取的與所述待查可再充電電池同樣種類、同樣類型的正常可再充電電池的基本數(shù)據(jù)和通過將所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化后得到的函數(shù)式，其中，將存儲在所述存儲裝置(iv)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息作比較來判斷出(1)待查可再充電電池短路，或者(2)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(3)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(4)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(5)待查可再充電電池正常；從而檢測所述待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的電池模塊，具有對儀器的通信裝置。
62.一種設(shè)備，設(shè)有一種檢測可再充電電池內(nèi)部狀態(tài)的檢測裝置，所述內(nèi)部狀態(tài)包括所述待查可再充電電池的損耗狀態(tài)、可存儲電容量、剩余容量和內(nèi)電阻，其中，所述檢測裝置至少包括(i)電壓檢測裝置，用于檢測待查可再充電電池的一對端子之間的電壓，(ii)電流檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池中流動的充電或放電電流，(iii)溫度檢測裝置，用于檢測所述待查可再充電電池的溫度，以及(iv)存儲裝置，用于存儲預(yù)先獲取的與所述待查可再充電電池同樣種類、同樣類型的正常可再充電電池的基本數(shù)據(jù)和通過將所述基本數(shù)據(jù)數(shù)字化后得到的函數(shù)式，其中，將存儲在所述存儲裝置(iv)中的所述基本數(shù)據(jù)或所述函數(shù)式以及從所述電壓檢測裝置(i)、所述電流檢測裝置(ii)和所述溫度檢測裝置(iii)得到的信息作比較來判斷出(1)待查可再充電電池短路，或者(2)待查可再充電電池的內(nèi)電阻升高，或者(3)待查可再充電電池的可存儲電容量下降，或者(4)待查可再充電電池的可存儲電容量下降并且其內(nèi)電阻升高，或者(5)待查可再充電電池正常；從而檢測所述待查可再充電電池的內(nèi)部狀態(tài)。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，具有通信裝置。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是蜂窩電話或個人數(shù)字助理。
65.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是計算機。
66.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是交通工具。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的設(shè)備，其中所述交通工具是帶輪子的機器。
68.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是對可再充電電池充電的充電器。
69.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，具有對可再充電電池充電的充電器。
70.根據(jù)權(quán)利要求62所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備是檢查可再充電電池產(chǎn)品是好還是壞的儀器。
全文摘要
一種檢測待查可再充電電池(Ba)的內(nèi)部狀態(tài)的檢測方法，所述內(nèi)部狀態(tài)包括損耗狀態(tài)，可存儲電容量，剩余容量和待查可再充電電池(Ba)的內(nèi)電阻，包括(1)提供作為所述待查可再充電電池(Ba)的參考可再充電電池的正常非損耗可再充電電池的特性的基本數(shù)據(jù)(BD)的步驟；以及(2)對于所述待查可再充電電池(Ba)，測量其電壓值或/和電流值，將測出的結(jié)果與所述步驟(1)中得到的所述基本數(shù)據(jù)(BD)相比較，判斷所述待查可再充電電池(Ba)是否處于損耗模式以及檢測其內(nèi)部狀態(tài)。
文檔編號H01M10/48GK101034141SQ20071008961
公開日2007年9月12日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月23日
發(fā)明者川上総一郎, 出藏靖三郎 申請人:佳能株式會社