[发明专利]二次电池劣化判定方法、二次电池劣化判定装置、及电源系统

说明书

本申请是申请日为2006年9月13日、申请号为2006800298391、名称为“二次电池劣化判定方法、二次电池劣化判定装置、及电源系统”的申请的分案申请。

技术领域

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

背景技术

作为检测蓄电池的充电状态的方法，例如有下述专利文献1所记载的通过利用电池电压和充电状态的关系(线性)来测定电池电压、从而推测充电状态的方法。

当使用该方法时，由于受基于充电或放电的极化状态的影响而在电池电压中产生大的变动，因此不能测定稳定的电池电压。尤其在汽车中，由于在发动机启动时以及启动后，从蓄电池向各负载供电，并且也从充电器向蓄电池充电，因此重复进行蓄电池的充放电，从而不能得到稳定的电池电压，由线性求得的充电状态量的推测会产生非常大的误差。

因此，虽然在安装于汽车上的蓄电池、尤其在通常不与负载连接而仅在紧急时向负载供电的蓄电池中具有以下方法，即在发生车门的打开信号到发动机启动为止的期间内测定电池电压，将该期间的电池电压的测定数据代入线性形式来推测充电状态量的方法，以及使计时器长时间工作，通过以一定间隔取得电池电压来取得稳定的电压值，从而推测充电状态的方法等，但由于均是直接使用测定值的方法，没有考虑蓄电池的劣化状态等，因此准确性欠妥。

另外，作为推测充电时蓄电池的充电状态的方法，有下述方法，即对电流进行时间积分来计算充电量，将其与电池容量进行比较并归一化，由此来推测蓄电池的充电状态。

但是，由于蓄电池的电池容量随着蓄电池的劣化进展而从初始电池容量下降减少，因此，随该劣化进展而计算出的充电状态的精度与初始值相比变低。尤其当SOC量由于放电等而比较低时，该趋势表现显著。作为其对策，如下述专利文献1、专利文献2所记载的，公知有进行电池容量的劣化补正的方法。

在文献2、文献3所记载的电池容量劣化补正方法中，通过按照充电状态量来计算蓄电池的放电电流和电池电压的关系的IV法而得到高负载时残存容量，根据该高负载时残存容量推测满充电时(充电状态量：100％)的残存容量，通过用电池容量除该残存容量来计算劣化度，并根据该劣化度来补正电池容量。

这些方法也是表示测定时刻的充电状态量，仅利用该数值进行判定则准确性欠妥。

另外，作为检测劣化状态的方法，有通过电池的内部电阻的增加来检测劣化状态的方法；使蓄电池放电，根据其放电时的电压来检测劣化状态的方法；以及根据放电时的电压推测蓄电池的容量，由此检测劣化状态的方法。但是，这些方法均是表示测定时刻的劣化状态量，没有考虑温度等因素，因此，仅利用该数值进行判定则准确性欠妥。

在专利文献4中记载有对安装在汽车上的铅蓄电池等二次电池的劣化状态进行判定的技术。

一般地，二次电池的内部阻抗或内部电阻与二次电池的劣化状态有很强的相关性，因此，如果能够了解二次电池的内部阻抗或者内部电阻，则能够根据其结果判定二次电池的劣化程度。由此，能够促使用户更换劣化程度高的二次电池。

在具有二次电池的电源系统中，为了能够判定该二次电池的劣化状态，可采用下述结构，即，对该二次电池进行规定电流的充电或放电，测定此时的电流和电压，根据规定的运算从测定的电流和电压中计算出内部阻抗或内部电阻。

在将二次电池安装到汽车等上的情况下，可以想到会在多种地域及外部环境中使用，因此，保证二次电池在跨度范围非常广的使用温度中正常工作是非常重要的。

另一方面，二次电池的内部阻抗或内部电阻依存于温度而较大地变化，特别是在低温下有显著增大的趋势。因此，即使在常温下内部阻抗或内部电阻在容许范围内，有时也会在低温下超出容许范围而给二次电池的使用带来障碍。

因此，无论二次电池的使用温度如何都可靠判定其劣化状态是非常重要的，为此，需要在用某些方法进行了温度补正的基础上对二次电池的内部阻抗或内部电阻进行推测。由于二次电池的内部阻抗或内部电阻具有复杂的温度特性，因此，难以用简单的近似式对其进行精度良好的近似，从而不容易高精度地进行内部阻抗或内部电阻的温度补正。

因此，在专利文献5中记载了通过使用至少三元以上的多项式对内部阻抗的温度特性进行补正来对二次电池的劣化状态进行高精度判定的现有技术。