二次電池的充電狀態測定裝置以及充電狀態測定方法
【專利說明】二次電池的充電狀態測定裝置以及充電狀態測定方法
[0001]本申請是申請日為2011年01月18日、申請號為201180005535.2、發明名稱為“二次電池的充電狀態測定裝置以及二次電池的充電狀態測定方法”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及基于預先求取的開路電壓-充電狀態特性來測定二次電池的充電狀態的二次電池的充電狀態測定裝置以及二次電池的充電狀態測定方法。
【背景技術】
[0003]相關的二次電池的充電狀態測定裝置以及充電狀態測定方法是用于測定二次電池充放電控制等所需要的充電狀態(下面也標記為“SOC”，S0C是State of Charge的縮寫)的值的裝置以及方法。
[0004]在此，S0C被稱作是各時間點的二次電池的剩余電量相對于滿充電時的二次電池的剩余電量(所謂的電池容量)的比率。
[0005]作為用于測定二次電池的S0C的手法，一般如下述專利文獻1所記載那樣存在下述的手法，即，利用開路電壓-充電狀態特性，根據開路電壓(下面也記為“OCV”，0CV是Open circuit voltage的縮寫)的測定值來求取S0C的手法；和對二次電池的充放電電流進行累計，求取作為該累計值的相對于二次電池的總容量的比率的手法。
[0006]在后者的對二次電池的充放電電流進行累計的手法中，由于作為成為求取S0C時的分母的二次電池的總容量，通常使用二次電池的初始的總容量，因此若二次電池劣化而電池容量降低，則所求取的S0C中就會包含誤差。
[0007]關于這一點，在前者的利用開路電壓-充電狀態特性(下面也記為“0CV-S0C特性”的手法中，認為即使二次電池劣化而二次電池的總容量變化，ocv-soc特性自身也不變化，因此被經常利用。
[0008]先行技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:JP特開2003-68369號公報
[0011]發明的概要
[0012]發明要解決的課題
[0013]但是，已知在利用上述的0CV-S0C特性，根據0CV的測定值來單純地求取S0C的方法中，也會有不一定能正確地測定S0C的情況。
【發明內容】
[0014]本發明鑒于上述狀況而提出，其目的在于，能精度良好地測定二次電池的S0C。
[0015]本發明的二次電池的充電狀態測定裝置的第1特征構成在于由如下單元構成的點，即具備開路電壓測定單元，其測定二次電池的開路電壓；電流累計單元，其對所述二次電池的充電電流或放電電流進行累計；存儲單元，其存儲從基準時間點起的所述二次電池的電池容量的降低程度和開路電壓-充電狀態特性的對應關系、以及在所述基準時間點的電池容量的值或與在所述基準時間點的電池容量的值對應的值；和充電狀態運算單元，其在視作即使從基準時間點起二次電池發生劣化而開路電壓和充電狀態的關系也不發生變化的容量降低估計用開路電壓區域中，在多個開路電壓值間使所述電流累計單元測定充電狀態發生變化的過程中的充電電流或放電電流的累計電流值，使用所述累計電流值和在所述基準時間點的電池容量的值或與在所述基準時間點的電池容量的值對應的值來估計電池容量的降低程度，并基于估計出的電池容量的降低程度和所述對應關系來確定開路電壓-充電狀態特性，應用所確定的開路電壓-充電狀態特性，根據所述開路電壓測定單元測定的開路電壓的測定結果來求取充電狀態。
[0016]通常，已知即使二次電池劣化也認為不發生變化的0CV-S0C特性有時也因二次電池而發生變化。而且，已知在該變化的形態中存在一定的特征。
[0017]S卩，0CV-S0C特性不是在全部區域中都因二次電池的劣化而散亂地變化，而是在某一區域中，ocv-soc特性因二次電池的劣化而變化，在以外的區域，如過去理解那樣，0CV-S0C特性不因二次電池的劣化而變化。該傾向在作為活性物質而混合了 2種以上的含鋰金屬氧化物而形成的二次電池中尤為顯著。
[0018]即使二次電池的ocv-soc特性因二次電池的劣化而變化，若能預先掌握ocv-soc特性如何與二次電池的劣化狀態相應而變化，則通過檢測二次電池的劣化狀態，能進行利用了 ocv-soc特性的S0C的測定。
[0019]在該二次電池的劣化狀態的檢測中，利用即使二次電池劣化而0CV-S0C特性也不發生變化的區域。
[0020]具體地，在即使二次電池劣化而0CV-S0C特性也不發生變化的開路電壓區域中，在多個開路電壓值間，對充電狀態發生變化的過程中的充電電流或放電電流進行累計，來測定累計電流。
[0021]在該開路電壓區域中，由于不管二次電池的劣化狀態如何都能唯一地決定開路電壓和充電狀態的關系，因此，上述累計電流相當于充電狀態的變化部分，實質上求出了該測定時間點的電池容量。
[0022]通過將該電池容量與基準時間點電池容量進行比較，能估計從基準時間點起的電池容量的降低程度。
[0023]另外，作為該基準時間點，雖然設為制造二次電池時的初始是合適的，但也能將在用戶側開始使用二次電池的時間點等適當地設定為基準時間點。
[0024]通過預先求取電池容量的降低程度和0CV-S0C特性的對應關系，能根據估計出的電池容量的降低程度來確定適當的0CV-S0C特性。
[0025]由于從基準時間點起的電池容量的降低程度與二次電池的劣化的程度對應，因此若如上所述使用確定的0CV-S0C特性，根據開路電壓的測定結果來求取充電狀態，則能在也將因二次電池的劣化而引起的0CV-S0C特性的變化考慮在內的狀態下來測定充電狀態。
[0026]在此，優選將同一充電狀態下的所述基準時間點和因劣化而引起的容量降低后的開路電壓的偏差為10mV以下的區域設為所述容量降低估計用開路電壓區域。
[0027]另外，優選將同一充電狀態下的所述基準時間點和因劣化而引起的容量降低后的開路電壓的偏差為2mV以下的區域設為所述容量降低估計用開路電壓區域。
[0028]進而，優選在開路電壓-充電狀態特性中的充電狀態小于100%的開路電壓區域中測定所述累計電流值。
[0029]優選在開路電壓為3.4V以下或3.8V以上的區域中測定所述累計電流值。
[0030]所述二次電池優選是具有混合了 2種以上的含鋰金屬氧化物而形成的正極活性物質的電池，更優選是具有混合了具有尖晶石構造的含鋰金屬氧化物和具有層狀構造的含鋰金屬氧化物而形成的正極活性物質的二次電池。
[0031]所述充電狀態運算單元優選使所述開路電壓測定單元在所述容量降低估計用開路電壓區域中測定多個開路電壓值，在由所述開路電壓測定單元測定了開路電壓的所述多個開路電壓值間，對充電狀態發生變化的過程中的充電電流或放電電流的累計電流值進行測定，使用所述多個開路電壓值、所述累計電流值、和在所述基準時間點的電池容量的值或與在所述基準時間點的電池容量的值對應的值，來估計電池容量的降低程度。
[0032]本發明的二次電池的充電狀態測定裝置的第2特征構成在于具備如下裝置的點，即具備開路電壓測定裝置，其測定二次電池的開路電壓；電流累計裝置，其對所述二次電池的充電電流或放電電流進行累計；存儲裝置，其存儲從基準時間點起的所述二次電池的電池容量的降低程度和開路電壓-充電狀態特性的對應關系、以及在所述基準時間點的電池容量的值或與在所述基準時間點的電池容量的值對應的值；和充電狀態運算裝置，其在視作即使從基準時間點起二次電池發生劣化而開路電壓和充電狀態的關系也不發生變化的容量降低估計用開路電壓區域中，在多個開路電壓值間使所述電流累計裝置測定充電狀態發生變化的過程中的充電電流或放電電流的累計電流值，使用所述累計電流值和在所述基準時間點的電池容量的值或與在所述基準時間點的電池容量的值對應的值來估計電池容量的降低程度，并基于估計出的電池容量的降低程度和所述對應關系來確定開路電壓-充電狀態特性，應用所確定的開路電壓-充電狀態特性，根據所述開路電壓測定裝置測定的開路電壓的測定結果來求取充電狀態。
[0033]本發明的二次電池的充電狀態測定方法的特征構成在于，在視作即使從基準時間點起二次電池發生劣化而開路電壓和充電狀態的關系也不發生變化的容量降低估計用開路電壓區域中，在多個開路電壓值間，對充電狀態發生變化的過程中的充電電流或放電電流進行累計，測定累計電流值，使用所述累計電流值和在所述基準時間點的電池容量的值來估計電池容量的降低程度，基于估計出的電池容量的降低程度、以及預先求取的從基準時間點起的所述二次電池的電池容量的降低程度和開路電壓-存放地址他特性的對應關系，來確定開路電壓-充電狀態特性，應用確定的開路電壓-充電狀態特性，根據開路電壓的測定結果來求取充電狀態。<