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JP2000078758A - Rechargeable battery charge status management device - Google Patents

Rechargeable battery charge status management device

Info

Publication number
JP2000078758A
JP2000078758A JP10240627A JP24062798A JP2000078758A JP 2000078758 A JP2000078758 A JP 2000078758A JP 10240627 A JP10240627 A JP 10240627A JP 24062798 A JP24062798 A JP 24062798A JP 2000078758 A JP2000078758 A JP 2000078758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
state
charge
secondary battery
charging
maximum
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
JP10240627A
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 JP10240627A priority Critical patent/JP2000078758A/en
Publication of JP2000078758A publication Critical patent/JP2000078758A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (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、二次電池の端子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、充電停止後にお
ける端子電圧を検出し(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大充電状態SOCmaxを上回ると
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にて最大充電状態SOCmax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 voltage of a secondary battery, a table storing a relation between a terminal 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 charging state detecting means detects the terminal voltage after the charging is stopped (step S8), and obtains the charging state SOCx by referring to the table based on the open voltage (step S9). When the state of charge SOCx exceeds the maximum state of charge SOCmax stored in the storage means (step S10), the state of charge SOCx is output as the current state of charge SOC (step S12). The SOCmax 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、また充電停止後の開放電圧が、図2に示すように
充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 charging is stopped without depending on the charging current as shown in FIG.

【0006】即ち、本発明は、二次電池を所定の初期充
電状態SOC0から充電状態SOC3まで充電したときの
充電電圧の変化特性(充電カーブ)Aと、上記初期充電
状態SOC0から前記充電状態SOC3に至る前の充電状
態SOC2まで充電した後、一旦、該二次電池を充電状
態SOC1まで放電させ、その後、再度、前記充電状態
SOC2まで充電したときの充電電圧の変化特性(充電
カーブ)Bとが異なるが、前記充電状態SOC2を越え
て更に充電したときの充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 change characteristic (charging curve) A of the charging voltage when the secondary battery is charged from a predetermined initial state of charge SOC0 to a state of charge SOC3, and the above-mentioned state of charge SOC3 from the initial state of charge SOC0. After the battery is charged to the state of charge SOC2 before reaching the state of charge, the secondary battery is once discharged to the state of charge SOC1, and then the charging voltage change characteristic (charge curve) B when the secondary battery is charged to the state of charge SOC2 again. However, it is noted that the change characteristic of the charging voltage when the battery is further charged beyond the state of charge SOC2 matches the change characteristic A described above.

【0007】特に図2に示すように、充電停止後の二次
電池の開放電圧は、その充電停止時における端子電圧か
らそのインピーダンスと充電電流とに起因して僅かに低
下した後、充電電流に依存して図中破線で示すように異
なる特性で低下するものの、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低下して落ち
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が充電電流に依存
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 charging is stopped slightly decreases from the terminal voltage when the charging is stopped due to the impedance and the charging current, and then decreases. Dependent on the characteristic, as shown by the broken line in the figure, the voltage drops with a different characteristic. Therefore, paying attention to this open-circuit voltage, as shown by the broken line in FIG. 1, the charge / discharge characteristic C does not depend on the charging current, and accurately indicates the charging state at that time.

【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開放電圧V
b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
大充電状態SOCmax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端子電圧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大充電状態SOCmaxを
上回るとき、該充電状態SOCxを現在の充電状態SO
C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大充電状態SOCmax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, as described in claim 1, has an open-circuit voltage V
b, a table storing a relationship between the open-circuit voltage Vb of the secondary battery and its state of charge SOC, for example, as shown in FIG. 1, and a maximum state of charge SOCmax of the secondary battery. And a charge state SOCx of the secondary battery obtained by referring to the table based on the terminal voltage Vb detected by the detection means, and a charge state SOCx obtained from the table.
Exceeds the maximum state of charge SOCmax stored in the storage means, the state of charge SOCx is changed to the current state of charge SOx.
And a charge state detecting means for outputting as C and updating the maximum charge state SOCmax stored in the storage means in the state of charge SOC.

【0009】即ち、テーブルを参照することによって二
次電池の開放電圧Vbから二次電池の充電状態SOCxを
仮に求めるとに、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大充電状態SOCmaxを上
回るか否かを判定する。そして充電状態SOCxが最大
充電状態SOCmaxを上回るとき、前記テーブルに記憶
された特性Aに従って開放電圧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SOCとして出力することを特徴としてい
る。同時にこの充電状態SOCを新たな最大充電状態S
OCmax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, if the state of charge SOCx of the secondary battery is temporarily determined from the open-circuit voltage Vb of the secondary battery by referring to the table, this state of charge SOCx is stored in the storage means. It is determined whether the state exceeds the state SOCmax. When the state of charge SOCx exceeds the maximum state of charge SOCmax, it is determined that the open circuit voltage Vb has changed in accordance with the characteristic A stored in the table, and the state of charge SOCx determined from the table is output as the current state of charge SOC. It is characterized by doing. At the same time, this state of charge SOC is changed to a new maximum state of charge S.
It is characterized in that the storage means is updated as OCmax.

【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充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
記二次電池が充電開始の初期状態SOC0に至ったこと
を検知して前記二次電池の放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大充電
状態SOCmaxに応じて前記二次電池に対する充電を禁
止する充電制御手段を更に備えることを特徴とし、更に
は請求項5に記載するように、前記記憶手段に記憶され
た最大充電状態SOCmaxに応じて前記二次電池を強制
的に放電させ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 charging 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 the initial state of charge SOC0 and prohibiting discharging of the secondary battery is provided. It is further characterized by being provided. Claim 4
And a charging control unit for prohibiting charging of the secondary battery in accordance with the maximum state of charge SOCmax stored in the storage unit. And a discharge control unit for forcibly discharging the secondary battery according to the maximum state of charge SOCmax 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充電特性自体が変化することを
防止し、また二次電池を、一旦、強制的に初期状態まで
放電させることで、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 inhibiting excessive charging and excessive discharging of the secondary battery, the charging characteristic itself is prevented from changing, and the secondary battery is once forcibly discharged to the initial state. Thus, the state of charge SOC by the terminal voltage Vb
The detection accuracy is guaranteed.

【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、特に充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で検出される充電電流から二次電池
BATに対する充電の停止を検出し、充電停止から一定
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、また最大値記憶部6に
記憶された最大充電状態SOCmax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, particularly an open voltage Vb after charging 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 charging of the secondary battery BAT from the charge current detected by the current detection unit 2 and, after a lapse of a predetermined time from the stop of charge, the voltage detection unit 1 Based on the detected open-circuit voltage Vb of the secondary battery BAT, the secondary battery BAT is referred to in accordance with the maximum state of charge SOCmax stored in the maximum value storage section 6 by referring to a table 5 built in the state-of-charge detection section. And has a role of detecting the state of charge SOC.

【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
充電初期状態SOC0から満充電状態SOC3までフル充
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、満充電状態SOC3から深
放電に至る直前の充電状態(充電初期状態)SOC0ま
で連続的に放電させた際の端子電圧Vbと充電状態SO
C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 relationship between the terminal voltage Vb and the state of charge SOC when the secondary battery BAT is fully charged from the predetermined initial state of charge SOC0 to the full state of charge SOC3 is indicated by the characteristics stored in the table 5. In Table 5, the terminal voltage Vb and the state of charge SO when the battery is continuously discharged from the fully charged state SOC3 to the state of charge (initial state of charge) SOC0 immediately before the deep discharge is reached.
The relationship with C 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充電開始初期時の充
電状態SOC0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大値記憶部6に、上
記充電開始初期時の充電状態SOC0を、そのときの最
大充電状態SOCmax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 SOC0 at the beginning of the charge indicated by the charge / discharge characteristics stored in [1] (step S1). Thereafter, in this initial state, the state of charge SOC0 at the start of charging is initially set in the maximum value storage unit 6 as the maximum state of charge SOCmax at that time [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、先ず充電
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で求められる充電電流Ibを入力し[ステップS
4]、充電電流Ibが零(0)となったか否か、つまり
充電が停止したか否かを判定する[ステップS5]。そ
して充電電流Ibが零(0)でない場合には、二次電池
BATに対する充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
電電流Ibの検出が行われることになる。
Thereafter, the charging state detecting section 4 first initializes a counter for measuring a predetermined time after the charging is stopped to zero (0) [Step S3]. In this state, the charging current Ib obtained by the current detecting unit 2 is input [Step S
4], It is determined whether or not the charging current Ib has become zero (0), that is, whether or not charging has stopped [Step S5]. If the charging current Ib is not zero (0), it is determined that the charging of the secondary battery BAT is being continued, and the process returns to step S3 described above. Therefore, in this case, the counter is initialized to zero (0) again, and the detection of the charging current Ib is performed.

【0017】しかして充電電流Ibが零(0)になった
ことが検出されたならば、これを充電の停止として判断
し[ステップS5]、充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S6]。
そしてカウンタによる計測値によって示される充電停止
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、充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
充電電流Ibが検出された場合には、充電停止後に所定
時間が経過する前に充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 charging current Ib has become zero (0), it is determined that the charging has stopped (step S5), and the counter is incremented to measure the time after the charging has stopped. [Step S6].
Then, it is determined whether or not the elapsed time after the stop of charging indicated by the value measured by the counter has reached a predetermined opening time (Step S7). Such increment of the counter and the determination thereof are repeatedly performed until the elapsed time after the charging is stopped reaches the opening time. However, if the charging current Ib is detected again in step S4 when the elapsed time is measured by the counter, it is determined that charging has been restarted before the predetermined time has elapsed after the charging was stopped, and the process is interrupted, and the above-described processing is interrupted. It returns to the processing from step S3.

【0018】しかして二次電池BATの充電停止後に一
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 it is detected that a certain period of time has elapsed after charging 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】次いで前記最大値記憶部6に記憶された最
大充電状態SOCmaxを参照し、上記充電状態SOCxが
上記最大充電状態SOCmaxを上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が最大充電状態SOCmax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、むしろ上記最大値記憶部6
に記憶された最大充電状態SOCmaxからどの程度放電
させた後の充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 maximum state of charge SOCmax stored in the maximum value storage section 6, it is determined whether or not the state of charge SOCx is higher than the maximum state of charge SOCmax [step S10]. If it is determined by this determination that the state of charge SOCx has not reached the maximum state of charge SOCmax, the open voltage Vb at that time belongs to the change characteristic C shown in FIG. Since it is not known whether they belong, the maximum value storage unit 6
Since the charging voltage after discharging from the maximum state of charge SOCmax 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 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が前記最大充電状態SOCmaxを上回るこ
とが検出されたならば、それまでの充電状態の如何に拘
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
までの最大充電状態SOCmaxを上回ってその充電状態
が高められていると判断される。そこでこの場合には、
次に上記充電状態SOCxを最新の最大充電状態である
とし、該充電状態SOCxにて前記最大値記憶部6を更
新する。つまり充電状態SOCxを新たな最大充電状態
SOCmaxとして前記最大値記憶部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S12]。その
後、前記ステップ4に処理に戻り、充電電流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 exceeds the maximum state of charge SOCmax, the open voltage Vb is stored in the table 5 regardless of the state of charge up to that time. 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 higher than the previous maximum state of charge SOCmax. So in this case,
Next, it is assumed that the state of charge SOCx is the latest maximum state of charge, and the maximum value storage unit 6 is updated with the state of charge SOCx. That is, the state of charge SOCx is stored in the maximum value storage unit 6 as a new maximum state of charge SOCmax [Step S11]. At the same time, the state of charge SOCx is output as the current state of charge SOC (step S12). Thereafter, the process returns to the step 4, and a series of processes from the input process of the charging current Ib is repeatedly executed.

【0021】かくして上述した如く構成され、最大値記
憶部6に記憶された最大充電状態SOCmax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、その充電
時の開放電圧Vbから該二次電池BATの充電状態SO
C、特にその最大充電状態SOCmaxを正確に検出する
ことができる。しかも充放電電流Ib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、充電停止後の開放電圧Vbから、その充電状態S
OCを正確に把握することができる。特に充電が停止し
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 maximum charging state SOCmax stored in the maximum 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 at random, the charging state SO of the secondary battery BAT is determined from the open voltage Vb at the time of charging.
C, especially its maximum state of charge SOCmax can be accurately detected. In addition, regardless of the charging / discharging current Ib, and irrespective of the change in the charging / discharging characteristics due to the temporary discharge, the charge state S
OC can be accurately grasped. In particular, since the state of charge SOC is obtained from the terminal voltage Vb after a lapse of a predetermined time after the charging is stopped, the state of charge SOC can be easily and accurately obtained without being affected by the charging current Ib. Practically significant effects can be achieved.

【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の前述した初期状態SOC0を検出する
もので、初期状態SOC0の検出時に前記最大値記憶部
6をリセットすると共に、前記スイッチSW2を開放し
て前記二次電池BATの放電を禁止する役割を担う。ち
なみに初期状態SOC0の検出は、二次電池BATの放
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-mentioned initial state SOC0 of the secondary battery BAT is detected based on each detection value. When the initial state SOC0 is detected, the maximum value storage unit 6 is reset, and the switch SW2 is opened to open the secondary battery BAT. It plays a role of inhibiting the discharge of the battery BAT. Incidentally, the detection of the initial state SOC0 is performed according to the terminal voltage Vb at the time of discharging the secondary battery BAT according to the above-described table 5.
And so on.

【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の深放電を防ぐと共に、その初
期充電状態SOC0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
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 which functions as described above prevents the secondary battery BAT from being deeply discharged, and maintains the initial state of charge SOC0 at the initial state of the charge / discharge characteristics stored in the above-mentioned table 5. 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.

【0024】また更に図6に示すように更に前記最大値
記憶部6に記憶された最大充電状態SOCmaxを所定の
判定閾値と比較して、該最大充電状態SOCmaxが満充
電状態に達したとき、前記二次電池BATに対するそれ
以上の充電を禁止する充電制御部8を設けることも有効
である。この場合には、充電制御部8にて前記スイッチ
SW1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, when the maximum state of charge SOCmax stored in the maximum value storage unit 6 is further compared with a predetermined judgment threshold value, when the maximum state of charge SOCmax reaches the full charge state, It is also effective to provide a charge control unit 8 that prohibits further charging of the secondary battery BAT. In this case, the charge control section 8 may forcibly turn off the switch SW1.

【0025】このような充電制御部8を備えれば、二次
電池BATを過充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大充電状態SOC3
を、その充電禁止の判定閾値としておけば、それ以上の
充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 charge control section 8 prevents the rechargeable battery BAT from being overcharged, so that the battery characteristics of the rechargeable battery BAT do not deteriorate. In particular, the maximum charge state SOC3 of the charge / discharge characteristics stored in Table 5
Is set as the charge prohibition determination threshold, 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 charging. .

【0026】尚、スイッチSW1をオフ動作させて充電
禁止状態にした場合、例えば二次電池BATの放電だけ
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にて初期充電状態SOC0が検出された時点で、上述
した充電禁止をリセットするようにすれば良い。また更
に図7に示すように充電制御部8と並列に、前記最大値
記憶部6に記憶された最大充電状態SOCmaxが満充電
状態に達したとき、前記二次電池BATを強制的に放電
させる放電制御部9を設けることも有用である。ちなみ
に二次電池BATを強制放電させるには、例えば前記二
次電池BATに対してスイッチSW3を介してダミーの
負荷DRLを設け、このダミー負荷DRLを介して二次
電池BATを放電させるようにすれば良い。尚、二次電
池BATの強制放電は、前述した初期状態検出部7の動
作に関連して、その充電状態が前述した初期状態SOC
0に達するまで行われる。
When the switch SW1 is turned off to disable charging, for example, only the discharge of the secondary battery BAT is permitted. Therefore, the initial charging state SOC0 is changed by the initial state detecting unit 7 described above. At the time of detection, the above-described charging prohibition may be reset. Further, as shown in FIG. 7, the secondary battery BAT is forcibly discharged in parallel with the charge control unit 8 when the maximum charge state SOCmax stored in the maximum value storage unit 6 reaches the full charge state. It is also useful to provide the discharge control unit 9. In order to forcibly discharge the secondary battery BAT, for example, a dummy load DRL is provided to the secondary battery BAT via a switch SW3, and the secondary battery BAT is discharged via the dummy load DRL. Good. Note that the forced discharge of the secondary battery BAT is related to the operation of the above-described initial state detection unit 7 and the state of charge is changed to the above-described initial state SOC.
It is performed until it reaches 0.

【0027】このような放電制御部9を備えれば、二次
電池BATを過充電することなく速やかに初期充電状態
に復帰させることができるので、二次電池BATを常に
安定した動作領域で動作させることが可能となり、前述
した充電時における端子電圧Vbからその充電状態を安
定に、且つ正確に検出することが可能となる。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
えば放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大充電
状態を初期状態としてその放電を管理するようにし、放
電に伴う最小充電状態SOCmin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BAT
の強制放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。
With the provision of such a discharge control section 9, the secondary battery BAT can be quickly returned to the initial charge state without overcharging, so that the secondary battery BAT always operates in a stable operation region. It is possible to stably and accurately detect the state of charge from the terminal voltage Vb at the time of the charge described above. 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 at the time of discharging. However, in this case, for example, the maximum charge state of the charge / discharge characteristics stored in the table 5 is set as an initial state, and the discharge is managed. The state of charge at that time may be obtained from the discharge characteristics. Also, the above-mentioned secondary battery BAT
In controlling the forcible discharge, the initial state of charge may be detected from the integrated value of the charge / discharge current, for example. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0028】[0028]

【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充電端子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充電停止後の開放
電圧から充電状態を求め、この充填状態が記憶した最大
充電状態を上回るときに、これを現在の充電状態として
出力し、同時に上記最大充電状態を更新するので、二次
電池の充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し、更には二次電池を
強制的に放電させるので、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充電停止時における
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 (charge / discharge characteristics) between the charge terminal voltage stored in the table and the charge state, the charge state of the secondary battery is calculated from the open voltage after the stop of charging. When the charged state exceeds the stored maximum state of charge, this is output as the current state of charge, and the maximum state of charge is updated at the same time. The state can be easily and accurately detected. In particular, the state of charge can be determined with high accuracy without depending on the charging current. In addition, since the charging and discharging of the secondary battery is controlled in accordance with the detected state of charge, and the secondary battery is forcibly discharged, the charging and discharging characteristics of the secondary battery are stored in the table. Therefore, there is a great practical effect that the state of charge of the secondary battery can always be obtained stably from the open voltage when charging of the secondary battery 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端子電圧と充電
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 a terminal voltage and a state of charge 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.

【図7】本発明の第4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. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a secondary battery charge state management device according to a fourth 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 最大値記憶部 7 初期状態検出部 8 充電制御部 9 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 Maximum value storage part 7 Initial state detection part 8 Charge control part 9 Discharge control part BAT Secondary battery PS Charge 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 CA03 CB11 CB12 CB13 CB23 CB31 CB33 CC04 CC10 CC27 CC28 CD01 2G035 AB03 AC01 AC02 AC19 AD26 AD28 AD45 AD49 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CB01 CC04 DA04 DA13 EA05 5H030 AA03 AA04 AA08 AS20 BB01 BB21 FF44 FF52 Continuing from the front page (72) Inventor Norihito Kurisu 3-4-10 Minamishinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Toshiba Battery Corporation (72) Inventor Hirotaka Hayashida 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref. (72) Inventor Yoshio Tobita 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo F-term (reference) 2G016 CA03 CB11 CB12 CB13 CB23 CB31 CB33 CC04 CC10 CC27 CC28 CD01 2G035 AB03 AC01 AC02 AC19 AD26 AD28 AD45 AD49 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CB01 CC04 DA04 DA13 EA05 5H030 AA03 AA04 AA08 AS20 BB01 BB21 FF44 FF52

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二次電池の充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、 前記二次電池の最大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大充
電状態を上回るとき、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
する最大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。
A detecting means for detecting an open-circuit voltage after charging the secondary battery; a table storing a relationship between the open-circuit voltage of the secondary battery and the state of charge; and a maximum 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 maximum charge state stored in the storage unit. A charging state detecting means for outputting the charging state as a current charging state when the charging state exceeds the current state and updating a maximum charging state stored in the storage means in the charging state. State management device.
【請求項2】 前記開放電圧は、前記二次電池の充電停
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 a 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 charging 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充電開始の初期状
態に至ったことを検知して前記二次電池の放電を禁止す
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 secondary battery charge state management device according to claim 1, further comprising detecting that the secondary battery has reached an initial state of charge start and prohibiting discharge 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大充
電状態に応じて前記二次電池に対する充電を禁止する充
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 the state of charge of a secondary battery according to claim 1, further comprising: charge control means for prohibiting charging of the secondary battery in accordance with the maximum charge state stored in the storage means. A charge state management device for a secondary battery.
【請求項5】 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大充
電状態に応じて前記二次電池を強制的に放電させる放電
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。
5. The apparatus for managing a state of charge of a secondary battery according to claim 1, further comprising discharge control means for forcibly discharging said secondary battery according to a maximum charge state stored in said storage means. A charge state management device for a secondary battery, characterized in that:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072892A (en) * 2002-08-06 2004-03-04 Toyota Motor Corp Electric load driving device, electric load driving method, and computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to drive the electric load
KR101463394B1 (en) * 2012-10-31 2014-11-21 한국전기연구원 Battery management system, and method of estimating battery's state of charge using the same
US10274545B2 (en) 2014-03-18 2019-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Calculation apparatus and method for calculating relationship between charge amount and potential

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