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JP2000078756A - Rechargeable battery charge status management device - Google Patents

Rechargeable battery charge status management device

Info

Publication number
JP2000078756A
JP2000078756A JP10240625A JP24062598A JP2000078756A JP 2000078756 A JP2000078756 A JP 2000078756A JP 10240625 A JP10240625 A JP 10240625A JP 24062598 A JP24062598 A JP 24062598A JP 2000078756 A JP2000078756 A JP 2000078756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
state
secondary battery
discharge
open
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10240625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Shigihara
研二 鴫原
Norihito Kurisu
憲仁 栗栖
Hirotaka Hayashida
浩孝 林田
Yoshio Hida
義男 飛田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP10240625A priority Critical patent/JP2000078756A/en
Publication of JP2000078756A publication Critical patent/JP2000078756A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランダムに充放電が繰り返される二次電池の
充電状態を、その端子電圧から正確に検出することので
きる二次電池の充電状態管理装置を提供する。 【解決手段】 二次電池の開放電圧を検出する検出手段
と、二次電池の開放電圧とその充電状態との関係を記憶
したテーブルと、二次電池の最大充電状態を記憶する記
憶手段とを備え、充電状態検出手段は、放電停止後にお
ける開放電圧を検出し(ステップS8)、この開放電圧
に基づいてテーブルを参照してその充電状態SOCxを
求める(ステップS9)。そして充電状態SOCxが記
憶手段に記憶された最小充電状態SOCminを下回ると
き(ステップS10)、該充電状態SOCxを現在の充
電状態SOCとして出力し(ステップS12)、また充
電状態SOCにて最小充電状態SOCminを更新する
(ステップS11)。
(57) [Problem] To provide a secondary battery charge state management device capable of accurately detecting a charge state of a secondary battery that is repeatedly charged and discharged at random from its terminal voltage. SOLUTION: A detecting means for detecting an open-circuit voltage of a secondary battery, a table storing a relation between an open-circuit voltage of the secondary battery and a state of charge thereof, and a storage means for storing a maximum state of charge of the secondary battery are provided. The charge state detecting means detects an open circuit voltage after the discharge is stopped (step S8), and refers to a table based on the open circuit voltage to determine its charge state SOCx (step S9). When the state of charge SOCx is lower than the minimum state of charge SOCmin stored in the storage means (step S10), the state of charge SOCx is output as the current state of charge SOC (step S12). SOCmin is updated (step S11).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル水素電池
等の二次電池の充電状態を正確に検出して、その充電状
態を管理することのできる二次電池の充電状態管理装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery charge state management device capable of accurately detecting the charge state of a secondary battery such as a nickel metal hydride battery and managing the charge state.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】ニッケル水素電池等の二次電池に
おける電池電圧は、充電時と放電時とで異なる変化特性
を示し、一般にヒステリス性を持つ。特にその充電電圧
および放電電圧の変化は、充電開始時や放電開始時の充
電状態によって変化する。従って二次電池に対する充放
電がランダムに繰り返されるような場合、その電池電圧
を以て充電状態を把握することが困難である。
2. Description of the Related Art Battery voltage of a secondary battery such as a nickel-metal hydride battery exhibits different characteristics between charging and discharging, and generally has a hysteresis characteristic. In particular, changes in the charge voltage and the discharge voltage change depending on the state of charge at the start of charging and at the start of discharging. Therefore, when charging and discharging of the secondary battery are repeated at random, it is difficult to grasp the state of charge using the battery voltage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで従来において
は、例えば二次電池の充放電電流を常時検出し、検出さ
れた電流量を該二次電池における充電量の初期値に逐次
積算する等してその充電状態を把握するようにしてい
る。しかしながら電流積算により二次電池の充電量を求
める場合、その積算誤差が累積されるので、充電状態を
正確に把握することができないと言う問題がある。これ
故、二次電池に対する過充電を防止したり、深放電を未
然に防ぐ等の管理を行うことも困難であった。
Therefore, in the prior art, for example, the charge / discharge current of the secondary battery is always detected, and the detected current amount is successively integrated with the initial value of the charge amount in the secondary battery. The state of charge is grasped. However, when the charge amount of the secondary battery is obtained by current integration, there is a problem in that the integration error is accumulated, so that the state of charge cannot be accurately grasped. For this reason, it has also been difficult to perform management such as preventing overcharge of the secondary battery or preventing deep discharge.

【0004】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、二次電池に対する充放電がラン
ダムに繰り返されるような場合であっても、該二次電池
の充電状態を正確に検出し、その充電状態を効果的に管
理することのできる二次電池の充電状態管理装置を提供
することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to reduce the state of charge of a secondary battery even when charging and discharging of the secondary battery are repeated at random. An object of the present invention is to provide a secondary battery charge state management device that can accurately detect the charge state and effectively manage the charge state.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る二次電池の充電状態管理装置は、二次
電池の充放電時における電池電圧とその充電状態との関
係が、図1に示すように所定のヒステリス特性を有する
こと、また放電停止後の開放電圧が、図2に示すように
放電電流に依存することなく安定することに着目してい
る。
In order to achieve the above-mentioned object, a secondary battery charge state management apparatus according to the present invention uses a diagram to show the relationship between the battery voltage and the state of charge during charge / discharge of the secondary battery. It is noted that the device has a predetermined hysteresis characteristic as shown in FIG. 1 and that the open-circuit voltage after the discharge is stopped is stable without depending on the discharge current as shown in FIG.

【0006】即ち、本発明は、二次電池を所定の放電開
始条件である初期充電状態SOC3から充電状態SOC0
まで放電したときの放電電圧の変化特性(放電カーブ)
Aと、上記初期充電状態SOC3から前記充電状態SO
C0に至る前の充電状態SOC1まで放電した後、一旦、
該二次電池を充電状態SOC2まで充電し、その後、再
度、前記充電状態SOC1まで放電したときの放電電圧
の変化特性(放電カーブ)Bとが異なるが、前記充電状
態SOC1を越えて更に放電したときの放電電圧の変化
特性が、前述した変化特性Aに一致することに着目して
いる。
That is, according to the present invention, the secondary battery is charged from the initial state of charge SOC3 which is a predetermined discharge start condition to the state of charge SOC0.
Characteristics of discharge voltage (discharge curve)
A from the initial state of charge SOC3 to the state of charge SO
After discharging to the state of charge SOC1 before reaching C0, once
The secondary battery was charged to the state of charge SOC2, and then changed again (discharge curve) B when discharged to the state of charge SOC1, but was discharged further beyond the state of charge SOC1. Attention is paid to the fact that the change characteristic of the discharge voltage at the time coincides with the change characteristic A described above.

【0007】特に図2に示すように、放電停止後の二次
電池の開放電圧は、その放電停止時における端子電圧か
らそのインピーダンスと放電電流とに起因して僅かに低
下した後、放電電流に依存して図中破線で示すように異
なる特性で上昇するものの、一定時間tの経過後には前
記充電停止時の端子電圧から一定電圧だけ上昇して落ち
着く。従ってこの開放電圧に着目すれば、図1において
破線で示すように、その充放電特性Cが放電電流に依存
することなく、そのときの充電状態を正確に示すことに
着目している。
In particular, as shown in FIG. 2, the open-circuit voltage of the secondary battery after the discharge is stopped slightly decreases from the terminal voltage at the time when the discharge is stopped due to its impedance and the discharge current. However, as shown by a broken line in the figure, the voltage rises with different characteristics, but after a lapse of a certain time t, the voltage rises by a certain voltage from the terminal voltage at the time of stopping charging and settles down. Therefore, paying attention to this open-circuit voltage, as shown by the broken line in FIG. 1, attention is focused on that the charge state at that time is accurately indicated without the charge / discharge characteristic C depending on the discharge current.

【0008】そこで本発明に係る二次電池の充電管理装
置は、請求項1に記載するように二次電池の、特に放電
停止後における開放電圧Vbを検出する検出手段と、前
記二次電池の開放電圧Vbとその充電状態SOCとの、
例えば図1に示すような特性からなる関係を記憶したテ
ーブルと、前記二次電池の最小充電状態SOCminを記
憶する記憶手段と、更に前記検出手段により検出された
放電停止後の開放電圧Vbに基づいて前記テーブルを参
照して前記二次電池の充電状態SOCxを求めると共
に、テーブルから求められ充電状態SOCxが前記記憶
手段に記憶された最小充電状態SOCminを下回ると
き、該充電状態SOCxを現在の充電状態SOCとして
出力すると共にこの充電状態SOCにて前記記憶手段に
記憶する最小充電状態SOCminを更新する充電状態検
出手段を備えたことを特徴としている。
Therefore, a charge management device for a secondary battery according to the present invention includes a detecting means for detecting the open voltage Vb of the secondary battery, particularly after the discharge is stopped, and a charge control device for the secondary battery. Between the open-circuit voltage Vb and its state of charge SOC
For example, based on a table storing a relationship consisting of characteristics as shown in FIG. 1, storage means for storing a minimum state of charge SOCmin of the secondary battery, and further based on an open-circuit voltage Vb after the discharge is stopped detected by the detection means. The state of charge SOCx of the secondary battery is determined by referring to the table, and when the state of charge SOCx determined from the table falls below the minimum state of charge SOCmin stored in the storage means, the state of charge SOCx is charged to the current state of charge. It is characterized in that a charge state detecting means for outputting as the state SOC and for updating the minimum charge state SOCmin stored in the storage means in the charge state SOC is provided.

【0009】即ち、テーブルを参照することによって二
次電池の放電停止後における開放電圧Vbから二次電池
の充電状態SOCxを仮に求めると共に、この充電状態
SOCxが前記記憶手段に記憶されている今までの最小
充電状態SOCminを下回るか否かを判定する。そして
充電状態SOCxが最小充電状態SOCminを下回ると
き、前記テーブルに記憶された特性Cに従って放電停止
時の開放電圧Vbが変化したと判断して、前記テーブル
から求められた充電状態SOCxを現在の充電状態SO
Cとして出力することを特徴としている。同時にこのと
きの充電状態SOCを新たな最小充電状態SOCminと
して前記記憶手段を更新することを特徴としている。
That is, by referring to the table, the state of charge SOCx of the secondary battery is temporarily determined from the open-circuit voltage Vb after the discharge of the secondary battery is stopped, and this state of charge SOCx is stored in the storage means. Is determined to be below the minimum state of charge SOCmin. When the state of charge SOCx is lower than the minimum state of charge SOCmin, it is determined that the open circuit voltage Vb at the time of stopping the discharge has changed according to the characteristic C stored in the table, and the state of charge SOCx obtained from the table is changed to the current state of charge. State SO
C is output. At the same time, the storage means is updated by setting the state of charge SOC at this time as a new minimum state of charge SOCmin.

【0010】ちなみに前記開放電圧Vbは、請求項2に
記載するように前記二次電池の放電を停止した後の一定
時間経過後における電池電圧として検出される。また本
発明の好ましい態様は、請求項3に記載するように、前
記二次電池が放電開始の初期状態SOC0に至ったこと
を検知して前記二次電池の充電を禁止する初期状態検知
手段を更に備えることを特徴としている。また請求項4
に記載するように、前記記憶手段に記憶された最小充電
状態SOCminに応じて前記二次電池に対する放電を禁
止する放電制御手段を更に備えることを特徴としてい
る。
The open-circuit voltage Vb is detected as a battery voltage after a lapse of a predetermined time after the discharge of the secondary battery is stopped. Further, according to a preferred aspect of the present invention, as set forth in claim 3, an initial state detecting means for detecting that the secondary battery has reached an initial state SOC0 of discharge start and prohibiting charging of the secondary battery is provided. It is further characterized by being provided. Claim 4
And a discharge control unit for prohibiting discharge to the secondary battery in accordance with the minimum state of charge SOCmin stored in the storage unit.

【0011】即ち、二次電池の過度な充電と、過度な放
電を禁止することでその放電特性自体が変化することを
防止し、端子電圧Vbによる充電状態SOCの検出精度
を保証するものとなっている。
That is, by prohibiting excessive charging and excessive discharging of the secondary battery, the discharge characteristics themselves are prevented from changing, and the accuracy of detecting the state of charge SOC by the terminal voltage Vb is guaranteed. ing.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る二次電池の充電状態管理装置について説
明する。図3は第1の実施形態に係る充電状態管理装置
の概略構成を示す図であり、図中BATはニッケル水素
電池等の二次電池、PSは二次電池BATの充電電源、
そしてRLは二次電池BATの負荷である。二次電池B
ATを内燃機関と電気モータとを併用したハイブリッド
カーの駆動源として用いるような場合には、上記充電電
源PSは内燃機関等によって駆動される発電機、また負
荷RLは二次電池によって駆動される電動機(モータ)
として実現される。尚、電動機を内燃機関により駆動す
ることで発電機として用いることも勿論可能である。し
かして二次電池BATは、スイッチSW1,SW2を介
して前記充電電源PSまたは負荷RLに選択的に接続さ
れて、その充電と放電がそれぞれ制御される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for managing the state of charge of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the charging state management device according to the first embodiment, in which BAT is a secondary battery such as a nickel-metal hydride battery, PS is a charging power source for the secondary battery BAT,
RL is the load of the secondary battery BAT. Secondary battery B
When the AT is used as a drive source of a hybrid car using both an internal combustion engine and an electric motor, the charging power source PS is driven by a generator driven by an internal combustion engine or the like, and the load RL is driven by a secondary battery. Electric motor
It is realized as. It is needless to say that the electric motor can be used as a generator by being driven by an internal combustion engine. Thus, the secondary battery BAT is selectively connected to the charging power source PS or the load RL via the switches SW1 and SW2, and its charging and discharging are respectively controlled.

【0013】さて前記二次電池BATには、その端子電
圧、特に放電停止後の開放電圧Vbを検出する電圧検出
部1と、その充放電電流Ibを検出する電流検出部2,
そして電池温度Tbを検出する温度検出部3がそれぞれ
設けられている。そして充電状態検出部4は、基本的に
は前記電流検出部2で検出される充放電電流から二次電
池BATに対する放電の停止を検出し、放電停止から一
定時間経過後に前記電圧検出部1にて検出される二次電
池BATの開放電圧Vbに基づき、該充電状態検出部に
内蔵されたテーブル5を参照して、また最小値記憶部6
に記憶された最小充電状態SOCminに従って前記二次
電池BATの充電状態SOCを検出する役割を担う。
The secondary battery BAT has a voltage detector 1 for detecting its terminal voltage, in particular, an open-circuit voltage Vb after the discharge is stopped, and a current detector 2 for detecting its charge / discharge current Ib.
A temperature detector 3 for detecting the battery temperature Tb is provided. The charge state detection unit 4 basically detects the stop of the discharge to the secondary battery BAT from the charge / discharge current detected by the current detection unit 2, and sends the voltage detection unit 1 a predetermined time after the discharge stop. Based on the open-circuit voltage Vb of the secondary battery BAT detected in the above, the table 5 incorporated in the state-of-charge detecting section is referred to, and the minimum value storing section 6 is stored.
Has the role of detecting the state of charge SOC of the secondary battery BAT in accordance with the minimum state of charge SOCmin stored in the storage device.

【0014】ちなみに上記テーブル5は、二次電池BA
Tの開放電圧Vbとその充電状態SOCとの図1に示す
ような関係(変化特性C)を該二次電池BATに固有な
電池特性に応じて予め記憶したものである。このテーブ
ル5に記憶された特性によって二次電池BATを所定の
放電初期状態SOC3からその下限の充電状態SOC0ま
で連続して放電した際の端子電圧Vbと充電状態SOC
との関係が示される。尚、テーブル5に、下限の充電状
態SOC0から満充電状態(放電初期状態)SOC3まで
連続的に充電させた際の端子電圧Vbと充電状態SOC
との関係を、併せて記憶しておくようにしても良い。つ
まり二次電池BATの許容された最大動作保証範囲での
充放電特性をテーブル5に記憶させておけば良い。
By the way, the above-mentioned table 5 contains the secondary battery BA.
The relationship (change characteristic C) between the open circuit voltage Vb of T and the state of charge SOC thereof as shown in FIG. 1 is stored in advance in accordance with the battery characteristics unique to the secondary battery BAT. The terminal voltage Vb and the state of charge SOC when the secondary battery BAT is continuously discharged from the predetermined initial state of discharge SOC3 to the state of charge SOC0 at the lower limit thereof according to the characteristics stored in the table 5.
Is shown. Table 5 shows the terminal voltage Vb and the state of charge SOC when the battery is continuously charged from the lower limit state of charge SOC0 to the fully charged state (initial discharge state) SOC3.
May be stored together. That is, the charge / discharge characteristics of the secondary battery BAT within the allowable maximum operation guarantee range may be stored in the table 5.

【0015】さて前記充電状態検出部4は、例えば図4
に示す処理手順に従って前記二次電池BATの充電状態
SOCを検出する。即ち、充電状態検出部4は、先ず二
次電池BATを所定の初期状態、具体的にはテーブル5
に記憶された充放電特性に示される放電開始初期時の充
電状態SOC3に初期設定する[ステップS1]。しか
る後、この初期状態において前記最小値記憶部6に、上
記放電開始初期時の充電状態SOC3を、そのときの最
小充電状態SOCminとして初期設定する[ステップS
2]。これらの処理は、例えば装置の運用開始に先立つ
前処理として実行される。
The charge state detector 4 is, for example, shown in FIG.
, The state of charge SOC of the secondary battery BAT is detected. That is, the charging state detecting unit 4 first sets the secondary battery BAT in a predetermined initial state,
Is initially set to the state of charge SOC3 at the beginning of the discharge indicated by the charge / discharge characteristics stored in [1] (step S1). Thereafter, in this initial state, the state of charge SOC3 at the beginning of the discharge start is initially set as the minimum state of charge SOCmin in the minimum value storage unit 6 [Step S].
2]. These processes are executed, for example, as pre-processes prior to the start of operation of the device.

【0016】しかる後、充電状態検出部4は、先ず放電
停止後の所定時間を計測する為のカウンタを零(0)に
初期設定する[ステップS3]。この状態で前記電流検
出部2で求められる充放電電流Ibを入力し[ステップ
S4]、充放電電流Ibが零(0)となったか否か、つ
まり放電が停止したか否かを判定する[ステップS
5]。そして充放電電流Ibが零(0)でない場合に
は、二次電池BATに対する放電が継続されていると判
断して前述したステップS3の処理に復帰する。従って
この場合には、前記カウンタが再度零(0)に初期設定
されて、充放電電流Ibの検出が行われることになる。
Thereafter, the state-of-charge detecting section 4 first initializes a counter for measuring a predetermined time after the discharge is stopped to zero (0) [Step S3]. In this state, the charge / discharge current Ib obtained by the current detection unit 2 is input [Step S4], and it is determined whether the charge / discharge current Ib has become zero (0), that is, whether the discharge has stopped [ Step S
5]. When the charge / discharge current Ib is not zero (0), it is determined that the discharge to the secondary battery BAT is continued, and the process returns to the step S3 described above. Therefore, in this case, the counter is initialized to zero (0) again, and the detection of the charging / discharging current Ib is performed.

【0017】しかして充放電電流Ibが零(0)になっ
たことが検出されたならば、これを放電の停止として判
断し[ステップS5]、放電停止後の時間を計時するべ
く前記カウンタをインクリメントする[ステップS
6]。そしてカウンタによる計測値によって示される放
電停止後の経過時間が、所定の開放時間に達したか否か
を判定する[ステップS7]。このようなカウンタのイ
ンクリメントとその判定は、放電停止後の経過時間が前
記開放時間に達するまで繰り返し行われる。但し、カウ
ンタによる経過時間の計測時に前記ステップS4によっ
て再び充放電電流Ibが検出された場合には、放電停止
後の所定時間が経過する前に放電が再開されたとして、
その処理を中断し、前述したステップS3からの処理に
復帰する。
If it is detected that the charge / discharge current Ib has become zero (0), it is determined that the discharge has stopped [Step S5], and the counter is counted to measure the time after the discharge has stopped. Increment [Step S
6]. Then, it is determined whether or not the elapsed time after the discharge stop indicated by the value measured by the counter has reached a predetermined opening time [Step S7]. The increment of the counter and the determination thereof are repeatedly performed until the elapsed time after the stop of the discharge reaches the opening time. However, if the charging / discharging current Ib is detected again in step S4 when the elapsed time is measured by the counter, it is determined that the discharge has been restarted before a predetermined time has elapsed after the discharge is stopped.
The process is interrupted, and the process returns to the process from step S3 described above.

【0018】しかして二次電池BATの放電停止後に一
定の時間経過が検出された場合には[ステップS7]、
次に前記電圧検出部1にて検出される二次電池BATの
開放電圧Vbを入力する[ステップS8]。そして入力
した開放電圧Vbに従い、前記テーブル5を参照して該
開放電圧Vbに相当する充電状態SOCを、仮の充電状
態SOCxとして求める[ステップS9]。
If a certain time has elapsed after the discharge of the secondary battery BAT is stopped (step S7),
Next, the open-circuit voltage Vb of the secondary battery BAT detected by the voltage detector 1 is input [Step S8]. Then, according to the input open-circuit voltage Vb, the state of charge SOC corresponding to the open-circuit voltage Vb is determined as a temporary state of charge SOCx by referring to the table 5 [Step S9].

【0019】次いで前記最小値記憶部6に記憶された最
小充電状態SOCminを参照し、上記充電状態SOCxが
上記最小充電状態SOCminを下回っているか否かを判
定する[ステップS10]。この判定により前記充電状
態SOCxが最小充電状態SOCminに達していないこと
が判断された場合には、そのときの開放電圧Vbが前述
した図1に示す変化特性Cに属するか、或いは変化特性
Bに属するかが不明なので、むしろ上記最小値記憶部6
に記憶された最小充電状態SOCminからどの程度充電
させた後の放電電圧かが不明なので、これを無視する。
そして前記ステップS4の処理に戻り、再度、充放電電
流Ibの入力処理からの一連の処理を繰り返し実行す
る。
Next, referring to the minimum state of charge SOCmin stored in the minimum value storage unit 6, it is determined whether or not the state of charge SOCx is lower than the minimum state of charge SOCmin (step S10). When it is determined by this determination that the state of charge SOCx has not reached the minimum state of charge SOCmin, the open voltage Vb at that time belongs to the change characteristic C shown in FIG. It is not clear whether the minimum value belongs or not.
Since the discharge voltage after charging from the minimum state of charge SOCmin stored in is not known, this is ignored.
Then, the process returns to the step S4, and a series of processes from the input process of the charging / discharging current Ib is repeatedly executed again.

【0020】これに対して上記ステップS5において充
電状態SOCxが前記最小充電状態SOCminを下回るこ
とが検出されたならば、それまでの放電状態の如何に拘
わらず、開放電圧Vbがテーブル5に記憶された充放電
特性Cに従って変化していると判断される。つまりそれ
までの最小充電状態SOCminを下回ってその充電状態
が低下している判断される。そこでこの場合には、次に
上記充電状態SOCxを最新の最小充電状態SOCminで
あるとし、該充電状態SOCxにて前記最小値記憶部6
を更新する。つまり充電状態SOCxを新たな最小充電
状態SOCminとして前記最小値記憶部6に記憶する
[ステップS11]。同時にこの充電状態SOCxを現
在の充電状態SOCとして出力する[ステップS1
2]。その後、前記ステップ4に処理に戻り、充放電電
流Ibの入力処理からの一連の処理を繰り返し実行す
る。
On the other hand, if it is detected in step S5 that the state of charge SOCx falls below the minimum state of charge SOCmin, the open circuit voltage Vb is stored in the table 5 irrespective of the current state of discharge. It is determined that it has changed according to the charge / discharge characteristics C. That is, it is determined that the state of charge is lower than the minimum state of charge SOCmin. Therefore, in this case, it is assumed that the state of charge SOCx is the latest minimum state of charge SOCmin, and the minimum value storage unit 6 is stored in the state of charge SOCx.
To update. That is, the charge state SOCx is stored in the minimum value storage unit 6 as a new minimum charge state SOCmin [Step S11]. At the same time, the state of charge SOCx is output as the current state of charge SOC [Step S1]
2]. Thereafter, the process returns to the step 4, and a series of processes from the input process of the charging / discharging current Ib is repeatedly executed.

【0021】かくして上述した如く構成され、最小値記
憶部6に記憶された最小充電状態SOCminを参照しな
がら、テーブル5に記憶された充放電特性に従って二次
電池BATの開放電圧Vbからその充電状態SOCを求
める本装置によれば、仮に二次電池BATに対する充放
電がランダムに繰り返される場合であっても、その放電
時の開放電圧Vbから該二次電池BATの充電状態SO
Cを正確に検出することができる。しかも充放電電流I
bに依存することなく、また一時的な放電による充放電
特性の変化に拘わりなく、放電停止後の開放電圧Vbか
ら、その充電状態SOCを正確に把握することができ
る。特に放電が停止した後の所定時間経過後における端
子電圧Vbから充電状態SOCを求めるので、充放電電
流Ibの影響を受けることなしに、簡易にして高精度に
充電状態SOCを求めることができる等の実用上大きな
効果を奏しうる。
Thus, the charging state is determined from the open-circuit voltage Vb of the secondary battery BAT in accordance with the charging / discharging characteristics stored in the table 5 while referring to the minimum charging state SOCmin stored in the minimum value storage unit 6 as described above. According to this apparatus for calculating the SOC, even if the charging and discharging of the secondary battery BAT are repeated randomly, the state of charge SO of the secondary battery BAT is determined from the open voltage Vb at the time of discharging.
C can be accurately detected. Moreover, the charge / discharge current I
The state of charge SOC can be accurately grasped from the open-circuit voltage Vb after the discharge is stopped, without depending on b and regardless of the change in the charge / discharge characteristics due to the temporary discharge. In particular, since the state of charge SOC is obtained from the terminal voltage Vb after a lapse of a predetermined time after the discharge is stopped, the state of charge SOC can be easily and accurately obtained without being affected by the charging / discharging current Ib. Can have a great effect in practice.

【0022】ところで本発明に係る二次電池の充電状態
管理装置は、前述した図3に示す構成に加えて、例えば
図5に示すように更に初期状態検出部7を備えて構成す
ることもできる。即ち、初期状態検出部7は、前記電圧
検出部1、電流検出部2,および温度検出部3にてそれ
ぞれ検出される端子電圧Vb、充放電電流Ib、そして電
池温度Tbを入力し、これらの各検出値に基づいて前記
二次電池BATの前述した放電初期状態SOC3を検出
するもので、初期状態SOC3の検出時に前記最小値記
憶部6をリセットすると共に、前記スイッチSW1を開
放して前記二次電池BATの充電を禁止する役割を担
う。ちなみに初期状態SOC3の検出は、二次電池BA
Tの充電時における端子電圧Vbに従い、前述したテー
ブル5を参照する等して行われる。
By the way, the apparatus for managing the state of charge of a secondary battery according to the present invention can be configured to further include an initial state detector 7 as shown in FIG. 5, for example, in addition to the above-described configuration shown in FIG. . That is, the initial state detection unit 7 inputs the terminal voltage Vb, the charge / discharge current Ib, and the battery temperature Tb detected by the voltage detection unit 1, the current detection unit 2, and the temperature detection unit 3, respectively. The above-described initial discharge state SOC3 of the secondary battery BAT is detected based on each detection value. When the initial state SOC3 is detected, the minimum value storage unit 6 is reset, and the switch SW1 is opened to open the secondary battery BAT. It plays a role in prohibiting charging of the next battery BAT. Incidentally, the detection of the initial state SOC3 is based on the detection of the secondary battery BA.
In accordance with the terminal voltage Vb at the time of charging of T, the operation is performed by referring to Table 5 described above.

【0023】このように機能する初期状態検出部7を備
えれば、二次電池BATの過充電を防ぐと共に、その初
期充電状態SOC3を前述したテーブル5に記憶した充
放電特性の初期状態に保つことができるので、実際の二
次電池BATの充放電特性が前記テーブル5に記憶され
た充放電特性から変化することがない。従って前述した
放電時の開放電圧Vbに基づく充電状態SOCの検出精
度を、常に安定に保証することが可能となる。
The provision of the initial state detector 7 functioning in this way prevents the rechargeable battery BAT from being overcharged and keeps the initial state of charge SOC3 at the initial state of the charge / discharge characteristics stored in the table 5 described above. Therefore, the actual charge / discharge characteristics of the secondary battery BAT do not change from the charge / discharge characteristics stored in the table 5. Therefore, it is possible to always stably guarantee the detection accuracy of the state of charge SOC based on the above-described open voltage Vb at the time of discharging.

【0024】また更に図6に示すように更に前記最小値
記憶部6に記憶された最小充電状態SOCminを所定の
判定閾値と比較して、該最小充電状態SOCminが下限
の充電状態SOC0に達したとき、前記二次電池BAT
に対するそれ以上の放電を禁止する放電制御部8を設け
ることも有効である。この場合には、放電制御部8にて
前記スイッチSW2を強制的にオフ動作させるようにす
れば良い。
Further, as shown in FIG. 6, the minimum state of charge SOCmin stored in the minimum value storage unit 6 is further compared with a predetermined judgment threshold value, and the minimum state of charge SOCmin reaches the lower limit state of charge SOC0. When the secondary battery BAT
It is also effective to provide a discharge control unit 8 that prohibits any further discharge from. In this case, the discharge control unit 8 may forcibly turn off the switch SW2.

【0025】このような放電制御部8を備えれば、二次
電池BATを過放電することがなくなるので、二次電池
BATの電池特性を劣化させる虞がなくなる。特にテー
ブル5に記憶された充放電特性の最小充電状態SOC0
を、その放電禁止の判定閾値としておけば、それ以上の
放電によって実際の二次電池BATの充放電特性が前記
テーブル5に記憶された充放電特性から変化することを
未然に防止することができる。
The provision of such a discharge control section 8 prevents the secondary battery BAT from being over-discharged, so that the battery characteristics of the secondary battery BAT do not deteriorate. In particular, the minimum state of charge SOC0 of the charge / discharge characteristics stored in Table 5
Is set as the discharge prohibition determination threshold value, it is possible to prevent the actual charge / discharge characteristics of the secondary battery BAT from being changed from the charge / discharge characteristics stored in the table 5 due to further discharge. .

【0026】尚、スイッチSW2をオフ動作させて放電
禁止状態にした場合、例えば二次電池BATの充電だけ
が許可されることになるので、前述した初期状態検出部
7にて初期放電状態SOC3が検出された時点で、上述
した放電禁止をリセットするようにすれば良い。尚、本
発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
例えば充電時における開放電圧Vbから同様にして充電
状態SOCを求めるようにしても良い。但し、この場合
には、例えばテーブル5に記憶した充放電特性の最小充
電状態を初期状態としてその充電を管理するようにし、
充電に伴う最大充電状態SOCmaxを記憶しながらテー
ブル5に記憶された充放電特性からそのときの充電状態
を求めるようにすれば良い。また前述した二次電池BA
Tの充電を制御するに際しては、例えばその充放電電流
の積算値からその初期充電状態を検出するようにしても
良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。
When the switch SW2 is turned off and the discharge is prohibited, only the charging of the secondary battery BAT is permitted, for example. At the time of detection, the above-described discharge prohibition may be reset. Note that the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, the state of charge SOC may be similarly obtained from the open voltage Vb during charging. However, in this case, for example, the charge is managed with the minimum charge state of the charge / discharge characteristics stored in Table 5 as an initial state.
The state of charge at that time may be obtained from the charge / discharge characteristics stored in the table 5 while storing the maximum state of charge SOCmax associated with charging. Also, the above-mentioned secondary battery BA
In controlling the charging of T, the initial state of charge may be detected, for example, from the integrated value of the charge / discharge current. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、テ
ーブルに記憶された開放電圧とその充電状態との関係
(充放電特性)に従って二次電池の放電停止後の開放電
圧から充電状態を求め、この充電状態が記憶した最小充
電状態を下回るときに、これを現在の充電状態として出
力し、同時に上記最小充電状態を更新するので、二次電
池の放電停止時における開放電圧からその充電状態を簡
易に、且つ正確に検出することができる。特に充放電電
流に依存することなしに、高精度に充電状態を求めるこ
とができる。しかも検出された充電状態に応じて二次電
池に対する充電および放電を制御するので、二次電池の
充放電特性を前記テーブルに記憶された充放電特性に合
わせておくことができ、従って常に安定に二次電池の放
電停止時における開放電圧からその充電状態を求めるこ
とが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, according to the relationship between the open circuit voltage stored in the table and the state of charge (charge / discharge characteristics), the state of charge of the secondary battery is determined from the open circuit voltage after the discharge is stopped. When the state of charge is lower than the stored minimum state of charge, it is output as the current state of charge, and at the same time, the minimum state of charge is updated. Can be easily and accurately detected. In particular, the state of charge can be determined with high accuracy without depending on the charge / discharge current. In addition, since charging and discharging of the secondary battery are controlled in accordance with the detected state of charge, the charging and discharging characteristics of the secondary battery can be matched with the charging and discharging characteristics stored in the table, so that the battery is always stable. This has a great effect in practical use, such as being able to determine the state of charge of the secondary battery from the open voltage when the discharge is stopped.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基礎となる二次電池の開放電圧と充電
状態との関係(変化特性)を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship (change characteristic) between an open-circuit voltage and a charged state of a secondary battery as a basis of the present invention.

【図2】二次電池の充電時における端子電圧と、充電停
止後における開放電圧の変化を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing changes in terminal voltage during charging of a secondary battery and changes in open-circuit voltage after charging is stopped.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a secondary battery charge state management device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る充電状態管理装置における充電状
態検出部での処理動作の手順を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a procedure of a processing operation in a charge state detection unit in the charge state management device according to the present invention.

【図5】本発明の第2の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a secondary battery charge state management device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態に係る二次電池の充電
状態管理装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a secondary battery charge state management device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧検出部 2 電流検出部 3 温度検出部 4 充電状態検出部 5 テーブル 6 最小値記憶部 7 初期状態検出部 8 放電制御部 BAT 二次電池 PS 充電電源 RL 負荷 DRL ダミー負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage detection part 2 Current detection part 3 Temperature detection part 4 Charge state detection part 5 Table 6 Minimum value storage part 7 Initial state detection part 8 Discharge control part BAT Secondary battery PS Charging power supply RL load DRL dummy load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗栖 憲仁 東京都品川区南品川3丁目4番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 林田 浩孝 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝内 (72)発明者 飛田 義男 東京都港区芝浦1丁目1番1号 株式会社 東芝内 Fターム(参考) 2G016 CA00 CA03 CB11 CB12 CB13 CB21 CB22 CB23 CB31 CB32 CB33 CC01 CC02 CC03 CC04 CC14 CC27 CC28 2G035 AA01 AB03 AC01 AC02 AC19 AD23 AD26 AD27 AD28 AD45 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 DA04 DA13 EA05 EA07 5H030 AA03 AA04 AA08 AS08 AS18 BB01 BB21 FF44 FF52  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Norihito Kurisu 3-4-10 Minamishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Toshiba Battery Corporation (72) Inventor Hirotaka Hayashida 72 Horikawa-cho, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref. (72) Inventor Yoshio Tobita 1-1-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo F-term (reference) 2G016 CA00 CA03 CB11 CB12 CB13 CB21 CB22 CB23 CB31 CB32 CB33 CC01 CC02 CC03 CC04 CC14 CC27 CC28 2G035 AA01 AB03 AC01 AC02 AC19 AD23 AD26 AD27 AD28 AD45 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 DA04 DA13 EA05 EA07 5H030 AA03 AA04 AA08 AS08 AS18 BB01 BB21 FF44 FF52

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次電池の放電後における開放電圧を検
出する検出手段と、 前記二次電池の開放電圧とその充電状態との関係を記憶
したテーブルと、 前記二次電池の最小充電状態を記憶する記憶手段と、 前記検出手段により検出された開放電圧に基づいて前記
テーブルを参照して前記二次電池の充電状態を求めると
共に、この充電状態が前記記憶手段に記憶された最小充
電状態を下回るとき、該充電状態を現在の充電状態とし
て出力すると共にこの充電状態にて前記記憶手段に記憶
する最小充電状態を更新する充電状態検出手段とを具備
したことを特徴とする二次電池の充電状態管理装置。
1. A detecting means for detecting an open-circuit voltage after discharging of a secondary battery, a table storing a relationship between an open-circuit voltage of the secondary battery and its charge state, and a minimum charge state of the secondary battery. A storage unit for storing, and a charge state of the secondary battery is obtained by referring to the table based on the open-circuit voltage detected by the detection unit, and the charge state is a minimum charge state stored in the storage unit. A charging state detection unit that outputs the state of charge as a current state of charge when the state of charge falls below the current state of charge and updates a minimum state of charge stored in the storage unit in the state of charge. State management device.
【請求項2】 前記開放電圧は、前記二次電池の放電停
止時から所定時間経過後における該二次電池の電池電圧
として求められることを特徴とする請求項1に記載の二
次電池の充電状態管理装置。
2. The charging of the secondary battery according to claim 1, wherein the open-circuit voltage is obtained as a battery voltage of the secondary battery after a lapse of a predetermined time from when the discharge of the secondary battery is stopped. State management device.
【請求項3】 請求項1に記載の二次電池の充電状態管
理装置において、更に前記二次電池が放電開始の初期状
態に至ったことを検知して前記二次電池の充電を禁止す
る初期状態検知手段を備えることを特徴とする二次電池
の充電状態管理装置。
3. The charge state management device for a secondary battery according to claim 1, further comprising: detecting that the secondary battery has reached an initial state of discharge start, and prohibiting charging of the secondary battery. An apparatus for managing a state of charge of a secondary battery, comprising a state detecting means.
【請求項4】 請求項1に記載の二次電池の充電状態管
理装置において、更に前記記憶手段に記憶された最小充
電状態に応じて前記二次電池に対する放電を禁止する放
電制御手段を備えることを特徴とする二次電池の充電状
態管理装置。
4. The apparatus for managing a state of charge of a secondary battery according to claim 1, further comprising discharge control means for inhibiting discharge to said secondary battery according to a minimum charge state stored in said storage means. A charge state management device for a secondary battery.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103884994A (en) * 2014-03-03 2014-06-25 中国东方电气集团有限公司 SOC online detection and correcting method preventing lithium ion battery from over discharging

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