[发明专利]蓄电池容量测量系统和蓄电池容量测量方法

说明书

本发明提供了一种蓄电池容量测量系统，所述蓄电池容量测量系统即使在构成电池模块的电池单元中的最大容量比其它电池单元的最大容量小的恶化电池单元中的充电处理结束并且不能获取用于测量其它电池单元的最大容量的数据的情况下，也可利用恶化电池单元的特性来估算其它电池单元的最大容量。

技术领域

本发明涉及用于测量蓄电池的最大容量的蓄电池容量测量系统和蓄电池容量测量方法。

本申请要求于2016年1月21日提交的日本专利申请No.2016-009902的优先权，该申请的内容以引用方式并入本文中。

背景技术

本申请在下文中所引用或确定的所有专利、专利申请、专利公开、科学论文等将以引用方式全文并入本文中，以便更充分地描述本发明所属领域的状态。

从利用相对小的环境载荷(诸如通过不依赖化石燃料的太阳能发电或风力发电)来积累能量的观点来看，可再充电的蓄电池被用作混合动力车、电动汽车等的运行电机的电源，并且还被广泛地用于工业领域、公共机构、普通家庭等。

通常，这种蓄电池配置为将预定数量的电池单元(cell)串联连接以获取期望的输出电压的电池模块，或者配置为将提供期望的输出电压的预定数量的电池模块并联连接以获取期望的电流容量(Ah)的电池组。

电池的最大容量被用作表示蓄电池的性能的指标。可将最大容量定义为在电池的开路电压在电池的可用电压范围内从最大电压降至可用最小电压之前输出的电流容量(Ah)。

每当蓄电池反复地充电和放电时，由于用于导电的活性材料的失活或副反应，蓄电池的特性恶化并且最大容量逐渐减小。活性材料是正电极材料和负电极材料。例如，在Li(锂)离子电池中，将碳材料用于负电极并且将锂过渡金属氧化物用于正电极。

在蓄电池中，活性材料的能量在接近充电状态(SOC，电池的剩余容量与最大容量的比率)的下限和上限的区域中朝着过度充电或过度放电状态偏离，因而，其恶化快速发展。

因此，在蓄电池中，必须限制接近最大电压和最小电压的区域中的充电和放电。通过在预定SOC范围中操作蓄电池，与执行过度充电或过度放电的情况相比，可以抑制恶化并延长蓄电池的寿命。这里，预定SOC范围通常在最大容量的50％±30％(也就是说，约20％至约80％)的范围内。

为了在预定SOC范围内管理和操作蓄电池，准确地获悉SOC是重要的。可以通过对电池充电或放电时的充电/放电电流进行积分来获取SOC。然而，当利用充电/放电电流获取SOC时，电流传感器的模拟/数字(A/D)转换误差在电池的长期操作中积累。为了校正误差，必须在特定时间执行SOC校准操作。由于SOC被定义为剩余容量与最大容量的比率，因此，为了准确地获悉SOC，准确地获悉恶化过程中蓄电池的最大容量是必要的。

通常在对蓄电池完全充电之后通过允许蓄电池通过微电流完全放电的同时对微电流(微放电电流)进行时间积分来获取最大容量。

因此，例如，在固定电力存储系统中，SOC暂时地脱离正常操作模式下的SOC范围，并且操作模式从正常操作模式切换为长时间测量最大容量的估算模式。

这里，随着与估算模式相关联的时间增加，蓄电池停止操作的时间增加，并且蓄电池的操作效率降低。

因此，当想要获取蓄电池的最大容量时，必须在不脱离正常操作模式下的SOC范围的情况下短时间低成本地估算恶化的电池的最大容量。