專利名稱：剩余容量計(jì)算方法、組電池的出廠前調(diào)整方法、剩余容量計(jì)算裝置以及組電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如使用通過關(guān)閉指令(shut down command)來切換接通/斷開(on/off)的電路，來計(jì)算二次電池的剰余容量的剰余容量計(jì)算方法、組電池的出廠前調(diào)整方法、剰余容量計(jì)算裝置以及組電池。
背景技術(shù)：
在具備進(jìn)行二次電池的充放電、剰余容量的累計(jì)等的控制的控制部的組電池中，基于包含控制部的消耗電流在內(nèi)的放電電流和充電電流來周期性地計(jì)算剩余容量。在這樣的組電池中，由于控制部的消耗電流使二次電池微量地持續(xù)放電，所以在估計(jì)較長期間不 使用的情況下，通過將控制部的功能關(guān)閉來防止二次電池的剰余容量的降低以及過放電。在組電池被關(guān)閉的情況下，由于不僅不執(zhí)行剰余容量的累計(jì)，也不執(zhí)行控制部在此之前所執(zhí)行的所有的處理，所以有時(shí)需要有ー些對(duì)策。例如，在專利文獻(xiàn)I中，公開了如下一種組電池，即，在對(duì)二次電池保持為過放電狀態(tài)的經(jīng)過時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算的組電池中，在關(guān)閉組電池之前，將成為過放電狀態(tài)時(shí)的日期時(shí)間預(yù)先存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，之后，在與外部電氣設(shè)備連接從而從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)，從電氣設(shè)備中獲取日期時(shí)間信息，將恢復(fù)的日期時(shí)間作為從過放電狀態(tài)恢復(fù)的恢復(fù)日期時(shí)間。在公開了同樣技術(shù)的專利文獻(xiàn)2中，記載有從內(nèi)置于組電池的電波時(shí)鐘獲取日期時(shí)間信息這一點(diǎn)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開2007-228703號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開2009-112180號(hào)公報(bào)發(fā)明要解決的課題但是，在將專利文獻(xiàn)I以及2所公開的組電池關(guān)閉進(jìn)行保存的情況下，由于二次電池本身持續(xù)進(jìn)行自放電，所以存在在經(jīng)過比較長的期間保存后與充電器連接而從關(guān)閉恢復(fù)吋，無法忽視關(guān)閉前保存的剰余容量與實(shí)際的剰余容量之間的偏差這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的情況而作，其目的在于提供ー種，在關(guān)閉并被保存后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，能夠計(jì)算出與實(shí)際的剰余容量之間的偏差較小的剰余容量的剰余容量計(jì)算方法、組電池的出廠前調(diào)整方法、剰余容量計(jì)算裝置以及具備該剩余容量計(jì)算裝置的組電池。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算方法，是在切換接通/斷開的計(jì)算部中計(jì)算二次電池的剰余容量的方法，其特征在于，在上述計(jì)算部從斷開切換為接通之后，獲取上述二次電池的開路電壓，基于獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剰余容量。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算方法，其特征在于，預(yù)先存儲(chǔ)表示上述二次電池的開路電壓和容量之間的關(guān)系的放電特性，基于所存儲(chǔ)的放電特性以及獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剰余容量。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算方法，是預(yù)先存儲(chǔ)二次電池的剰余容量，并在切換接通/斷開的計(jì)算部中計(jì)算二次電池的剰余容量的方法，在上述計(jì)算部為斷開的狀態(tài)的前后獲取日期時(shí)間信息，按照根據(jù)獲取到的日期時(shí)間信息的差分的太/小而使修正容量變大/變小的方式來計(jì)算修正容量，從所存儲(chǔ)的剩余容量中減去計(jì)算出的修正容量，來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。本發(fā)明涉及的組電池的出廠前調(diào)整方法，其特征在于，制造使用上述剰余容量計(jì)算方法來計(jì)算二次電池的剰余容量的組電池，對(duì)所制造的組電池，在出廠前從外部進(jìn)行充電使上述計(jì)算部接通，并將接通后的計(jì)算部切換為斷開。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算裝置，是具備切換接通/斷開的計(jì)算部，并計(jì)算二次電池的剰余容量的剰余容量計(jì)算裝置，其特征在干，具備獲取部件，該獲取部件在上述計(jì)算部從斷開切換為接通之后，獲取上述二次電池的開路電壓，該剩余容量計(jì)算裝置基于該獲·取部件獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剰余容量。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算裝置，其特征在于，具備存儲(chǔ)表示上述二次電池的開路電壓和容量之間的關(guān)系的放電特性的部件，該剩余容量計(jì)算裝置基于該部件所存儲(chǔ)的放電特性以及上述獲取部件獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剰余容量。本發(fā)明涉及的剰余容量計(jì)算裝置，是預(yù)先存儲(chǔ)二次電池的剰余容量，并具備切換接通/斷開的計(jì)算部，計(jì)算二次電池的剰余容量的剰余容量計(jì)算裝置，其特征在干，具備在上述計(jì)算部為斷開的狀態(tài)的前后獲取日期時(shí)間信息的部件；以及按照根據(jù)該部件獲取到的日期時(shí)間信息的差分的大/小而使修正容量變大/變小的方式來計(jì)算修正容量的計(jì)算部件，從所存儲(chǔ)的剩余容量中減去上述計(jì)算部件計(jì)算出的修正容量，來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。本發(fā)明涉及的組電池，其特征在于，具備上述剰余容量計(jì)算裝置；以及由該剩余容量計(jì)算裝置來計(jì)算剩余容量的I個(gè)或多個(gè)二次電池。在本發(fā)明中，根據(jù)在包含計(jì)算剩余容量的計(jì)算部在內(nèi)的控制部從關(guān)閉恢復(fù)之后獲取到的二次電池的開路電壓的高低，重新計(jì)算二次電池的剩余容量。也就是說，與關(guān)閉的期間的長短無關(guān)，按照根據(jù)從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的開路電壓的高/低而使剩余容量變大/變小的方式來進(jìn)行計(jì)算。在本發(fā)明中，通過將在從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)獲取到的二次電池的開路電壓與將開路電壓的高/低和容量的大/小建立關(guān)聯(lián)的放電特性進(jìn)行對(duì)照，來計(jì)算剩余容量。由此，在二次電池的開路電壓和容量處于固定的關(guān)系的情況下，能夠正確地計(jì)算從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的剰余容量。在本發(fā)明中，按照根據(jù)在包含計(jì)算剩余容量的計(jì)算部在內(nèi)的控制部被關(guān)閉之前和從關(guān)閉恢復(fù)之后分別獲取到的日期時(shí)間信息的差分的大/小而使修正容量變大/變小的方式來計(jì)算剩余容量的修正容量，將從在關(guān)閉之前存儲(chǔ)的剰余容量中減去修正容量后得到的容量作為剩余容量。由此，按照根據(jù)控制部關(guān)閉的期間的長/短而使所存儲(chǔ)的剩余容量的減少量變大/變小的方式來進(jìn)行計(jì)算。
在本發(fā)明中，由上述剰余容量計(jì)算裝置來計(jì)算二次電池的剰余容量。由此，能夠?qū)⒃诒容^長的期間的保存之后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，能計(jì)算出與實(shí)際的剰余容量之間的偏差較小的剰余容量的剰余容量計(jì)算裝置應(yīng)用于組電池。在本發(fā)明中，由于在制造后、出廠前進(jìn)行充電將計(jì)算部從斷開切換為接通，之后將計(jì)算部切換為斷開，按照這種方式來進(jìn)行出廠調(diào)整，所以即使在出廠后未使用而原樣保管較長期間的情況下，也能在使用開始時(shí)正確計(jì)算出剰余容量。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)，控制部根據(jù)二次電池的開路電壓的高低來重新計(jì)
算剩余容量。
·
由此，與關(guān)閉的期間的長短無關(guān)，而是按照根據(jù)從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的開路電壓的高/低而使剩余容量變大/變小的方式來進(jìn)行計(jì)算。因此，在關(guān)閉并被保存之后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，能夠計(jì)算出與實(shí)際的剰余容量之間的偏差較小的剰余容量。例如，在來自制造者的組電池出廠后存在庫存期間等情況下(例如，庫存期間較長的情況下)，在使用者從庫存取出使用吋，顯著顯露出上述效果。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的組電池的構(gòu)成例的框圖。圖2(A)是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的電池電壓的說明圖，⑶是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的剰余容量的說明圖，(C)是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的控制部的狀態(tài)的說明圖。圖3是例示構(gòu)成二次電池的I個(gè)電池單元的開路端子電壓和剩余容量比之間的關(guān)系的圖表。圖4是表示對(duì)OCV-RSOC的放電特性進(jìn)行近似的多個(gè)近似曲線的圖表。圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的組電池中在關(guān)閉的恢復(fù)時(shí)計(jì)算RSOC的CPU的處理步驟的流程圖。圖6是表示按照從通信部接收到的指令來進(jìn)行處理的CPU的處理步驟的流程圖。圖7是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的組電池中按照從通信部接收到的指令來進(jìn)行處理的CPU的處理步驟的流程圖。圖8是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的組電池中按照從通信部接收到的指令來進(jìn)行處理的CPU的處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于表示本發(fā)明實(shí)施方式的附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。(實(shí)施方式I)圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的組電池的構(gòu)成例的框圖。圖中10是組電池，組電池10按照可裝卸的方式安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、便攜式終端等的電氣設(shè)備20中。組電池10具備二次電池1，該二次電池I是通過將電池塊B11、B12、B13按順序串聯(lián)連接而構(gòu)成的，其中，電池塊Bll、B12、B13是通過將由鋰離子電池構(gòu)成的電池單元111、112、113、121、122、123、131、132、133，3個(gè)3個(gè)地按順序并聯(lián)連接而構(gòu)成的。在二次電池I中，電池塊B13的正極以及電池塊Bll的負(fù)極分別成為正極端子以及負(fù)極端子。電池塊Bll、B12、B13的電壓被分別獨(dú)立地提供給A/D轉(zhuǎn)換部4的模擬輸入端子，轉(zhuǎn)換為數(shù)字的電壓值后從A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子提供給由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部5。并且，向A/D轉(zhuǎn)換部4的模擬輸入端子提供如下的檢測(cè)輸出，即與二次電池I密接地進(jìn)行配置并由包含熱敏電阻在內(nèi)的電路來對(duì)二次電池I的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度檢測(cè)器3的檢測(cè)輸出、和插裝在二次電池I的負(fù)極端子側(cè)的充放電路中并對(duì)二次電池I的充電電流以及放電電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)電阻2的檢測(cè)輸出。這些檢測(cè)輸出被轉(zhuǎn)換為數(shù)字的檢測(cè)值后從A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子提供給控制部5。在二次電池I的正極端子側(cè)的充放電路中，插裝有由將充電電流以及放電電流分別截?cái)嗟腜溝道型的M0SFEI71、72構(gòu)成的截?cái)嗖?。M0SFET7U72使漏電極彼此之間相對(duì)地串聯(lián)連接。在M0SFEI71、72各自的漏電極以及源電極間并聯(lián)連接的ニ極管是寄生ニ極管 (體ニ極管body diode)。并且,將電源(調(diào)整器regulator) IC6的輸入端子與二次電池I的正極端子側(cè)的充放電路連接，通過電源IC6而穩(wěn)定化后的3. 3V的直流電源經(jīng)由P溝道型的M0SFET61的源電極以及漏電極而提供給搭載有控制部5的控制基板100的3. 3V電源輸入端子。在M0SFET61的源電極以及柵電極間連接有電阻器62?？刂撇?具有CPU51，CPU51與存儲(chǔ)程序等信息的R0M52、存儲(chǔ)暫時(shí)產(chǎn)生的信息的RAM53、對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器54、以及對(duì)組電池10內(nèi)的各部進(jìn)行輸入輸出的I/O端ロ55相互進(jìn)行總線連接。I/O端ロ 55與A/D轉(zhuǎn)換部4的數(shù)字輸出端子、M0SFEI71、72、61各自的柵電扱、以及與電氣設(shè)備20所具有的控制/電源部(充電器)21進(jìn)行通信的通信部9連接。R0M52 是由 EEPROM(ElectricalIy Erasable Programmable ROM,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)或閃速存儲(chǔ)器構(gòu)成的非易失性存儲(chǔ)器。在R0M52中，除程序之外，還保存滿充電容量(FCC :Full Charge Capacity)的學(xué)習(xí)值(=學(xué)習(xí)容量)、充放電的周期數(shù)、剩余容量及曰期信息等各種保存數(shù)據(jù)、和各種設(shè)定數(shù)據(jù)。另外，由控制基板100、電流檢測(cè)電阻2、電源IC6、以及M0SFET61構(gòu)成剩余容量計(jì)算裝置，其中控制基板100至少搭載有A/D轉(zhuǎn)換部4、控制部5、及電阻器62。CPU51按照預(yù)先保存在R0M52中的控制程序來執(zhí)行運(yùn)算以及輸入輸出等的處理。例如，CPU51按照固定周期(例如250m秒)來取入電池塊Bll、B12、B13的電壓值、和二次電池I的充放電電流的檢測(cè)值，基于取入的電壓值以及檢測(cè)值來對(duì)二次電池I的剩余容量進(jìn)行累計(jì)并將其存儲(chǔ)在RAM53中。并且，CPU51對(duì)取入的電池塊Bll、B12、B13的電壓值中的最高的電壓(以下，稱為最大単元電壓)進(jìn)行確定并將其存儲(chǔ)在RAM53中。電壓值以及充放電電流的檢測(cè)值的取入周期不限定于250m秒。并且，CPU51通過生成剰余容量的數(shù)據(jù)，并將生成的數(shù)據(jù)寫入通信部9的未圖示的寄存器中，從而從通信部9中輸出剩余容量的數(shù)據(jù)。截?cái)嗖?在通常的充放電時(shí)通過從1/0端ロ 55向M0SFEI71、72的柵電極提供L(Iow)電平的接通信號(hào)，從而使M0SFEI71、72各自的漏電極以及源電極間導(dǎo)通。在截?cái)啷舜坞姵豂的充電電流的情況下，通過從1/0端ロ 55向M0SFET71的柵電極提供H(high)電平的斷開信號(hào)，從而使M0SFEI71的漏電極以及源電極間的導(dǎo)通截?cái)?。同樣地，在截?cái)喽坞姵豂的放電電流的情況下，通過從1/0端ロ 55向M0SFEI72的柵電極提供H(high)電平的斷開信號(hào)，從而使M0SFEI72的漏電極以及源電極間的導(dǎo)通截?cái)?。在被適當(dāng)充電的二次電池I處于放電狀態(tài)的情況下，至少M(fèi)0SFET72接通，放電電流較大時(shí)，M0SFET71也接通。電氣設(shè)備20具備與控制/電源部21連接的終端部22?？刂?電源部21由未圖示的商用電源供給電カ從而驅(qū)動(dòng)終端部22，并且將充電電流供給到二次電池I的充放電路。并且，控制/電源部21在從商用電源斷絕了電カ供給的情況下，通過從二次電池I的充放電路供給的放電電流來驅(qū)動(dòng)終端部22。在由控制/電源部21進(jìn)行充電的二次電池I為鋰離子電池的情況下，進(jìn)行對(duì)最大電流以及最大電壓進(jìn)行規(guī)定的恒定電流(MAX電流0. 5 IC程度)/恒定電壓(MAX4. 2 4. 4V/電池單元程度)充電，在二次電池I的電池電壓為規(guī)定值以上、以及充電電流在固定時(shí)間以上為規(guī)定值以下的條件時(shí)，成為滿充電。在控制/電源部21以及通信部9之間，以控制/電源部21為服務(wù)器，以通信部9為客戶端，進(jìn)行基于SMBus (System Management Bus,系統(tǒng)管理總線)方式的通信。在該情況下，串行時(shí)鐘(SCL)由控制/電源部21供給，串行數(shù)據(jù)(SDA)在控制/電源部21以及通·信部9間進(jìn)行雙向授受。在本實(shí)施方式中，控制/電源部21按照2秒周期對(duì)通信部9進(jìn)行輪詢(polling)并讀出通信部9的上述寄存器的內(nèi)容。通過該輪詢，例如，二次電池I的剩余容量的數(shù)據(jù)從通信部9向控制/電源部21按照2秒周期進(jìn)行傳遞，在電氣設(shè)備20所具有的未圖示的顯示器中作為剩余容量的值)來顯示。另外，上述輪詢周期的2秒是由控制/電源部21決定的值。在通信部9和控制/電源部21之間也可以通過其他通信方式來進(jìn)行通信。二次電池I的剩余容量是從二次電池I的學(xué)習(xí)容量(由Ah或Wh表示的值)減去放電容量，作為電流的累計(jì)量或電カ的累計(jì)量而計(jì)算出的。剰余容量由以學(xué)習(xí)容量作為100%的百分率來表示。二次電池I的學(xué)習(xí)容量可以是二次電池I從滿充電的狀態(tài)到放電終止電壓為止進(jìn)行放電的期間的放電電流或放電電カ的累計(jì)量，也可以是從放電至放電終止電壓的狀態(tài)到成為滿充電的狀態(tài)為止的充電電流或充電電力的累計(jì)量?？刂撇?由于即使僅僅累計(jì)剩余容量也持續(xù)消耗數(shù)百PA的電流，所以在二次電池I的電池電壓降低為放電終止電壓以下的情況下，為了防止二次電池I的過放電，而關(guān)閉控制基板100。由此，在控制部5關(guān)閉后從二次電池I流出的漏電流為30 ii A左右。另外，組電池10出廠時(shí)，控制基板100被關(guān)閉。在通過CPU51的處理而關(guān)閉控制基板100的情況下，經(jīng)由I/O端ロ 55向M0SFET61的柵電極提供H電平的斷開信號(hào)。在控制基板100被關(guān)閉時(shí)，與電源IC6的輸出端子連接的M0SFET61的柵電極和源電極經(jīng)由電阻器62成為相同電位，所以M0SFET61被保持在斷開狀態(tài)。在開始了從控制/電源部21對(duì)二次電池I的充電的情況下，由未圖示的電路強(qiáng)制地向M0SFET61的柵電極提供L電平的接通信號(hào)，從而M0SFET61接通，控制基板100的關(guān)閉被解除。從控制部5的CPU51開始動(dòng)作之后，立即由I/O端ロ 55向M0SFET61的柵電極持續(xù)提供L電平的接通信號(hào)。接著，說明關(guān)閉控制基板100來保存組電池10的期間的狀態(tài)變化。這樣的關(guān)閉在制造組電池并充電后在出廠前執(zhí)行。圖2的A是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的電池電壓的說明圖，B是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的剰余容量的說明圖，C是示意性表示隔著保存期間而發(fā)生變化的控制部5的狀態(tài)的說明圖。在圖中，橫軸表示時(shí)間(t)，縱軸分別表示電池電壓(相對(duì)值)、剰余容量(相對(duì)值)以及控制部5的狀態(tài)。在圖2中示出在保存期間之前的期間對(duì)二次電池I進(jìn)行充電，在保存期間之后的期間開始使用并開始放電的情況下的例子。其中，保存期間中的時(shí)間軸的比例尺適當(dāng)有所縮小。如圖2C所示，在保存期間之前處于起動(dòng)中的控制部5的狀態(tài)在保存期間開始時(shí)成為關(guān)閉中，在保存期間結(jié)束時(shí)從關(guān)閉恢復(fù)從而再次成為起動(dòng)中。另ー方面，二次電池I的電池電壓以及剩余容量分別如圖2A以及2B所示，在保存期間中通過自放電而逐漸降低，減少空白箭頭的長度的量。該期間的電池電壓以及剩余容量的降低率一般不像圖示的直線那樣是固定的，而是隨著時(shí)間的經(jīng)過而發(fā)生變化。保存期間之后的使用期間中的電池電壓以及剰余容量按照與放電電流的大小相應(yīng)的比例而降低。接著，說明電池電壓和剩余容量之間的關(guān)系。圖3是例示構(gòu)成二次電池I的I個(gè)電池單元的開路端子電壓和剩余容量比之間的關(guān)系的圖表。圖中橫軸表示定義為剩余容量(RC Remaining Capacity)相對(duì)于滿充電容量(FCC)之比的剩余容量比(以下,也稱為RSOC :Relative State Of Capacity) (*% ),縱軸·表示開路端子電壓(以下，也稱為OCV 0pen Circuit Voltage) (V)。本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，二次電池I的溫度以及劣化度都不會(huì)對(duì)RSOC相對(duì)于OCV的放電特性產(chǎn)生較大的影響。另ー方面，在控制基板100從關(guān)閉恢復(fù)后，截?cái)嗖?的M0SFEI71、72立即截?cái)喑浞烹娐?，因此二次電池I的電池電壓被視為大致為0CV。由此，在控制基板100從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，通過將檢測(cè)出的二次電池I的電池電壓與圖3所示的OCV-RSOC的放電特性進(jìn)行對(duì)照，就能夠計(jì)算出RS0C。在本實(shí)施方式I中，作為二次電池I的電池電壓，使用電池單元111、112、113、121、122、123、131、132、133之中的最大單元電壓，但是并不限定于此，例如也可以使用平均的単元電壓。接著，說明將二次電池I的端子電壓與OCV-RSOC的放電特性進(jìn)行對(duì)照的具體方法。圖4是表示對(duì)OCV-RSOC的放電特性進(jìn)行近似的多個(gè)近似曲線的圖表。圖中橫軸表示剩余容量比(RSOC) (% )，縱軸表示開路端子電壓(OCV) (mV)。在圖4中，將粗實(shí)線所示的OCV-RSOC的放電特性分為4個(gè)區(qū)間，從OCV較低的一方開始由分別用細(xì)實(shí)線、虛線、一點(diǎn)劃線、及ニ點(diǎn)劃線來表示的近似曲線A、B、C、及D來對(duì)各個(gè)區(qū)間進(jìn)行近似。在本實(shí)施方式I中，設(shè)近似曲線A、B、C、D為二次曲線，但是并不限定于此，例如也可以使用多個(gè)直線來對(duì)OCV-RSOC的放電特性進(jìn)行直線近似。更具體來說，在OCV-RSOC的放電特性中，由近似曲線A對(duì)OCV小于3400mV的區(qū)域進(jìn)行近似。以下同樣地，由近似曲線B、C、及D分別對(duì)OCV大于3400mV且小于3565mV的范圍、OCV大于3565mV且小于3660mV的范圍、以及OCV大于3660mV的范圍進(jìn)行近似。由此，由近似曲線A、B、C、及D分別對(duì)RSOC小于7%的范圍、從7%到25%的范圍、從25%到53%的范圍、以及大于53%的范圍進(jìn)行近似。以下，使用表示上述組電池10的控制部5的動(dòng)作的流程圖對(duì)上述組電池10的控制部5的動(dòng)作進(jìn)行說明。以下所示的處理由CPU51按照預(yù)先保存在R0M52中的控制程序來執(zhí)行。圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式I涉及的組電池10中在關(guān)閉恢復(fù)時(shí)計(jì)算RSOC的CPU51的處理步驟的流程圖。圖5的處理按照250m秒周期被起動(dòng)，但是并不限定于此。在圖5的處理中，從RAM53讀出的最大單元電壓是如上所述按照250m秒周期寫入RAM53中的電壓。在起動(dòng)了圖5的處理的情況下，CPU51從RAM53中讀出最大單元電壓(Sll)，從圖4所示的4個(gè)近似曲線A、B、C、D之中確定覆蓋讀出的最大単元電壓的I個(gè)近似曲線(S12)。具體來說，如圖4所示，針對(duì)比3400mV低的電壓、3400mV至3565mV、3565mV至3660mV、以及比3660mV高的電壓這樣的各OCV的范圍中所包含的最大単元電壓，確定對(duì)各個(gè)范圍進(jìn)行近似的近似曲線A、B、C、及近似曲線D。之后，CPU51根據(jù)確定出的近似曲線來計(jì)算與讀出的最大単元電壓相對(duì)應(yīng)的RSOC (SI 3) o具體來說，對(duì)于確定出的近似曲線所表示的OCV以及RSOC的關(guān)系式(二次函數(shù))，通過將所讀出的最大單元電壓作為OCV來代入，由此計(jì)算RS0C。并且，CPU51將計(jì)算出的RSOC存儲(chǔ)在RAM53中(S13)并結(jié)束圖5的處理。

以后，CPU51通過未圖示的恒定周期(例如250m秒)的處理來逐次更新存儲(chǔ)在RAM53 中的 RSOC。接著，說明從通信部9發(fā)送RSOC的數(shù)據(jù)的處理、和進(jìn)行關(guān)閉時(shí)的處理。圖6是表示進(jìn)行與從通信部9接收到的指令相應(yīng)的處理的CPU51的處理步驟的流程圖。圖6的處理按照比來自控制/電源部21的輪詢周期更短的周期(例如I秒周期)被起動(dòng)，但是并不限定于此。在起動(dòng)了圖6的處理的情況下，CPU51判定是否由通信部9接收到了指令(S20)，在未接收到的情況下(S20 :否)，直接結(jié)束圖6的處理。在接收到指令的情況下(S20 :是)，CPU51判定接收到的指令是否是剰余容量的詢問(S21)，在是詢問的情況下(S21:是)，讀出存儲(chǔ)在RAM53中的RSOC (S22)并生成RSOC的數(shù)據(jù)(S23)，從通信部9發(fā)送所生成的數(shù)據(jù)(S24)，并結(jié)束圖6的處理。在步驟S21中，在接收到的指令不是剩余容量的詢問的情況下(S21 :否)，CPU51判定接收到的指令是否是關(guān)閉的請(qǐng)求(S25)。在是關(guān)閉的請(qǐng)求的情況下(S25 :是)，CPU51在從通信部9發(fā)送針對(duì)上述請(qǐng)求的應(yīng)答(S26)之后，經(jīng)由I/O端ロ 55向M0SFET61的柵電極提供H電平的斷開信號(hào)。由此，M0SFET61成為斷開狀態(tài)，電源IC6和控制基板100相分離，控制基板100關(guān)閉(S27)。之后，CPU51結(jié)束圖6的處理。在步驟S25中，在接收到的指令不是關(guān)閉請(qǐng)求的情況下(S25 :否)，CPU51進(jìn)行與接收到的其他指令相對(duì)應(yīng)的處理(S28)，在從通信部9發(fā)送應(yīng)答(S29)之后，結(jié)束圖6的處理。如上根據(jù)本實(shí)施方式I，在包含計(jì)算RSOC的控制部在內(nèi)的控制基板從關(guān)閉恢復(fù)之后，按照確定出的最大単元電壓的高低，重新計(jì)算二次電池的RS0C。也就是說，不論控制部被關(guān)閉的期間的長短，都按照根據(jù)從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的OCV的高/低而使RSOC變大/變小的方式來進(jìn)行計(jì)算。因此，在關(guān)閉并被保存之后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，能夠計(jì)算出與實(shí)際的剰余容量之間的偏差較小的剩余容量。此外，通過將在從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)確定出的最大單元電壓與將OCV的高/低和RSOC的大/小建立關(guān)聯(lián)的放電特性進(jìn)行對(duì)照，來計(jì)算RS0C。這里發(fā)現(xiàn)電池単元的溫度以及劣化度都不會(huì)對(duì)RSOC相對(duì)于OCV的放電特性產(chǎn)生較大的影響。因此，利用二次電池的開路電壓和容量之間存在固定關(guān)系這一事實(shí)，能夠正確地計(jì)算出從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的剩余容量。進(jìn)一步地，還通過剩余容量計(jì)算裝置來計(jì)算二次電池的剩余容量。因此，能夠?qū)⒃陉P(guān)閉并被保存后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下能計(jì)算出與實(shí)際的剩余容量之間的偏差較小的剩余容量的剩余容量計(jì)算裝置應(yīng)用于組電池。進(jìn)一步地，由于按照將在出廠前充電后暫時(shí)開啟的控制基板關(guān)閉的方式來進(jìn)行出廠調(diào)整，所以即使在出廠后未使用而保管較長期間的情況下，也能夠在使用開始時(shí)正確地計(jì)算出剩余容量。另外，在本實(shí)施方式I中，雖然從通信部9發(fā)送作為剩余容量的數(shù)據(jù)而生成的RSOC的數(shù)據(jù)，但是并不限定于此。例如，也可以根據(jù)對(duì)RSOC乘以FCC后得到的RC來生成剩余容量的數(shù)據(jù)，并從通信部9進(jìn)行發(fā)送。
·
(實(shí)施方式2)實(shí)施方式I是在從關(guān)閉恢復(fù)的情況下重新計(jì)算剩余容量的方式，相對(duì)于此，實(shí)施方式2是根據(jù)在關(guān)閉前后獲取到的日期時(shí)間信息的差分來削減所存儲(chǔ)的剩余容量的方式。在本實(shí)施方式2中，由于作為組電池10的放電電流而由電氣設(shè)備20消耗的消耗電流大致固定，所以將安裝在電氣設(shè)備20中的組電池10所能夠使用的剩余時(shí)間表示為剩余容量。另外，可知，在將組電池10關(guān)閉后進(jìn)行保存的情況下，例如每當(dāng)經(jīng)過24個(gè)月時(shí)，由于二次電池I的自放電，換算為電氣設(shè)備20能使用的時(shí)間后，剩余容量減少大約17分鐘。因此，假設(shè)在關(guān)閉期間中剩余容量每I個(gè)月各減少0. 7分鐘(h 17/24)，來修正剩余容量。換句話說，向由(消耗電流)X (時(shí)間)[Ah]表示的容量減少的方向進(jìn)行修正。由于這樣進(jìn)行計(jì)算以及修正的剩余容量以電氣設(shè)備20中的消耗電流大致固定作為前提，所以在該消耗電流的設(shè)定與前提不同的情況下，當(dāng)然上述0.7分鐘/月這樣的比例會(huì)變化。在本實(shí)施方式2中，在從通信部9接收到關(guān)閉請(qǐng)求的情況下，將此時(shí)存儲(chǔ)在RAM53中的剩余容量保存在R0M52中，并且經(jīng)由通信部9獲取日期時(shí)間信息并將其保存在R0M52中，之后將控制基板100關(guān)閉。另一方面，在從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，在初次剩余容量的詢問時(shí)，經(jīng)由通信部9來獲取日期信息，對(duì)從獲取到的日期信息中減去保存的日期信息后得到的關(guān)閉期間乘以0. 7，來計(jì)算修正容量，并從保存的剩余容量中減去修正容量來作為剩余容量。由于實(shí)施方式2涉及的組電池10的構(gòu)成與實(shí)施方式I相同，所以省略其說明。以下，使用表示上述組電池10的控制部5的動(dòng)作的流程圖來說明上述組電池10的控制部5的動(dòng)作。以下所示的處理由CPU51按照預(yù)先保存在R0M52中的控制程序來執(zhí)行。圖7以及圖8是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的組電池中按照從通信部9接收到的指令來進(jìn)行處理的CPU51的處理步驟的流程圖。圖7的處理按照比來自控制/電源部21的輪詢周期短的周期(例如I秒周期)來起動(dòng)，但是并不限定于此。這里使用的初次標(biāo)志是通過從關(guān)閉恢復(fù)時(shí)的初始化處理而被設(shè)置為I的標(biāo)志。此外，關(guān)閉標(biāo)志是從通信部9接收到關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)被設(shè)置為I的標(biāo)志。在起動(dòng)了圖7的處理的情況下，CPU51判定是否由通信部9接收到了指令(S31)，在未接收到的情況下(S31 :否)，直接結(jié)束圖7的處理。在接收到指令的情況下(S31 :是)，CPU51判定接收到的指令是否是剩余容量的詢問(S32)，在是詢問的情況下(S32 :是)，判定初次標(biāo)志是否被設(shè)置為1，即是否是從關(guān)閉恢復(fù)后的第I次的詢問的情況(S33)。在初次標(biāo)志未被設(shè)置為I的情況下(S33 :否)，即是第2次以后的剩余容量的詢問的情況下，CPU51從RAM53中讀出剩余容量(剩余時(shí)間)(S34)，生成剩余容量的數(shù)據(jù)(S35)，從通信部9發(fā)送生成的數(shù)據(jù)(S36)，并結(jié)束圖7的處理。在初次標(biāo)志被設(shè)置為I的情況下(S33 :是)，即是從關(guān)閉恢復(fù)后的第I次的剩余容量的詢問的情況下，CPU51在將初次標(biāo)志清零(S37)后，從通信部9發(fā)送日期信息請(qǐng)求(S38)，并結(jié)束圖7的處理。在步驟S32中，在接收到的指令不是剩余容量的詢問的情況下(S32 :否)，CPU51判定接收到的指令是否是關(guān)閉的請(qǐng)求(S41)。在是關(guān)閉的請(qǐng)求的情況下(S41 :是)，CPU51將關(guān)閉標(biāo)志設(shè)置為1(S42)，在將存儲(chǔ)在RAM53中的剩余容量保存在由非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成的R0M52中(S43)后，從通信部9發(fā)送日期信息請(qǐng)求(S44)，并結(jié)束圖7的處理。接著，說明圖8的處理。在步驟S41中，在接收到的指令不是關(guān)閉的請(qǐng)求的情況下(S41 :否)，CPU51判定接收到的指令是否是日期的設(shè)定(S51)，在是日期的設(shè)定的情況下·(S51 :是)，從通信部9發(fā)送應(yīng)答(S52)。之后，CPU51判定關(guān)閉標(biāo)志是否被設(shè)置為1，即是否已經(jīng)接收了關(guān)閉請(qǐng)求(S53)，在標(biāo)志被設(shè)置為I的情況下(S53 :是)，在將接收日期的設(shè)定指令后獲取到的日期信息保存在R0M52中(S54)之后，將M0SFET61設(shè)為斷開狀態(tài)，將控制基板100關(guān)閉(S55)，并結(jié)束圖7的處理。在步驟S53中，在關(guān)閉標(biāo)志未被設(shè)置為I的情況下(S53 :否)，CPU51從接收日期的設(shè)定指令后獲取到的日期信息中減去保存在R0M52中的日期信息，來計(jì)算關(guān)閉期間(S56)。接著，CPU51使計(jì)算出的關(guān)閉期間成為四舍五入為月單位后的值，并乘以0.7，從而計(jì)算出分鐘單位的修正容量(剩余時(shí)間)(57)。進(jìn)一步地，CPU51從保存在R0M52中的剩余容量中減去計(jì)算出的分鐘單位的修正容量，計(jì)算表示為剩余時(shí)間的剩余容量(S58)，并將計(jì)算出的剩余容量存儲(chǔ)在RAM53中(S59)，并結(jié)束圖7的處理。在步驟S51中，在接收到的指令不是日期的設(shè)定的情況下(S51 :否)，CPU51進(jìn)行與其他指令相對(duì)應(yīng)的處理(S61)，在從通信部9發(fā)送應(yīng)答(S62)之后，結(jié)束圖6的處理。另外，在與實(shí)施方式I相對(duì)應(yīng)的部位附加相同的符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。如上，根據(jù)本實(shí)施方式2，按照根據(jù)在包含計(jì)算剩余容量的控制部在內(nèi)的控制基板被關(guān)閉前從通信部接收并保存在ROM中的日期時(shí)間信息、和從關(guān)閉恢復(fù)后從通信部接收到的日期時(shí)間信息之間的差分的大/小而使剩余容量的修正容量變大/變小的方式進(jìn)行計(jì)算，并將從在關(guān)閉前保存在ROM中的剩余容量中減去修正容量后得到的容量作為剩余容量。因此，能夠按照根據(jù)關(guān)閉期間的長/短而使所存儲(chǔ)的剩余容量的減少量變大/變小的方式來進(jìn)行計(jì)算。另外，在本實(shí)施方式2中，經(jīng)由通信部9獲取日期信息，在從通信部9接收到關(guān)閉請(qǐng)求時(shí)，將獲取到的日期信息保存在R0M52中，但是并不限定于此。例如，也可以準(zhǔn)備從二次電池I始終供電的時(shí)鐘1C，從上述時(shí)鐘IC獲取日期信息，在控制基板100關(guān)閉的期間，將上述時(shí)鐘IC設(shè)為待機(jī)(HALT)狀態(tài)，來保持日期信息。本次公開的實(shí)施方式所有的點(diǎn)均為例示，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限制。本發(fā)明的范圍并不是指上述含義，而是由權(quán)利要求的范圍來表示，意圖包含與權(quán)利要求的范圍均等的意義以及范圍內(nèi)的所有的變更。
符號(hào)說明I二次電池2電流檢測(cè)電阻4A/D轉(zhuǎn)換部(獲取部件)5控制部(計(jì)算部)51CPU52ROM(進(jìn)行存儲(chǔ)的部件)53RAM6電源 IC 7截?cái)嗖?通信部10組電池20電氣設(shè)備
權(quán)利要求
1.一種剩余容量計(jì)算方法，是在切換接通/斷開的計(jì)算部中計(jì)算二次電池的剩余容量的方法， 上述剩余容量計(jì)算方法的特征在于， 在上述計(jì)算部從斷開切換為接通之后，獲取上述二次電池的開路電壓， 基于獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的剩余容量計(jì)算方法，其特征在于， 預(yù)先存儲(chǔ)表示上述二次電池的開路電壓和容量之間的關(guān)系的放電特性， 基于所存儲(chǔ)的放電特性以及獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
3.一種剩余容量計(jì)算方法，是預(yù)先存儲(chǔ)二次電池的剩余容量，并在切換接通/斷開的計(jì)算部中計(jì)算二次電池的剩余容量的方法， 上述剩余容量計(jì)算方法的特征在于， 在上述計(jì)算部為斷開的狀態(tài)的前后獲取日期時(shí)間信息， 按照根據(jù)獲取到的日期時(shí)間信息的差分的大/小而使修正容量變大/變小的方式來計(jì)算修正容量， 從所存儲(chǔ)的剩余容量中減去計(jì)算出的修正容量，來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
4.一種組電池的出廠前調(diào)整方法，其特征在于， 制造使用權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的剩余容量計(jì)算方法來計(jì)算二次電池的剩余容量的組電池， 對(duì)所制造的組電池，在出廠前從外部進(jìn)行充電使上述計(jì)算部接通， 并將接通后的計(jì)算部切換為斷開。
5.一種剩余容量計(jì)算裝置，是具備切換接通/斷開的計(jì)算部，并計(jì)算二次電池的剩余容量的剩余容量計(jì)算裝置， 上述剩余容量計(jì)算裝置的特征在于， 具備獲取部件，該獲取部件在上述計(jì)算部從斷開切換為接通之后，獲取上述二次電池的開路電壓， 上述剩余容量計(jì)算裝置基于該獲取部件獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的剩余容量計(jì)算裝置，其特征在于， 具備存儲(chǔ)表示上述二次電池的開路電壓和容量之間的關(guān)系的放電特性的部件， 上述剩余容量計(jì)算裝置基于該部件所存儲(chǔ)的放電特性以及上述獲取部件獲取到的開路電壓來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
7.一種剩余容量計(jì)算裝置，是預(yù)先存儲(chǔ)二次電池的剩余容量，并具備切換接通/斷開的計(jì)算部，計(jì)算二次電池的剩余容量的剩余容量計(jì)算裝置， 上述剩余容量計(jì)算裝置的特征在于，具備 在上述計(jì)算部為斷開的狀態(tài)的前后獲取日期時(shí)間信息的部件；以及按照根據(jù)該部件獲取到的日期時(shí)間信息的差分的大/小而使修正容量變大/變小的方式來計(jì)算修正容量的計(jì)算部件， 從所存儲(chǔ)的剩余容量中減去上述計(jì)算部件計(jì)算出的修正容量，來計(jì)算上述二次電池的剩余容量。
8.—種組電池,其特征在于,具備權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的剩余容量計(jì)算裝置；以及由該剩余容量計(jì)算裝置來計(jì)算剩余容量的I個(gè)或多個(gè)二次電池。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在關(guān)閉并被保存后從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，能夠計(jì)算出與實(shí)際的剩余容量之間的偏差較小的剩余容量的剩余容量計(jì)算方法、組電池的出廠前調(diào)整方法、剩余容量計(jì)算裝置及組電池。通過將連接在電源IC(6)和3.3V電源端子之間的MOSFET(61)設(shè)為斷開狀態(tài)，將包含計(jì)算RSOC(剩余容量比)的控制部(5)在內(nèi)的控制基板(100)關(guān)閉。在控制基板(100)從關(guān)閉恢復(fù)的情況下，將最大單元電壓確定為OCV(開路端子電壓)，并將其與將OCV的高/低和RSOC的大/小關(guān)聯(lián)起來的固定的放電特性進(jìn)行對(duì)照，確定對(duì)放電特性進(jìn)行近似的二次曲線，對(duì)確定出的二次曲線所表示的二次函數(shù)代入確定出的最大單元電壓，來計(jì)算RSOC。
文檔編號(hào)H01M10/058GK102788958SQ20121014407
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者小林雅幸, 山本亮介, 川角篤史, 榎本尚文, 貝野友美 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社