检测可再充电电池内部状态的方法、装置和带有该装置的设备
2020-01-13

检测可再充电电池内部状态的方法、装置和带有该装置的设备

一种检测待查可再充电电池(Ba)的内部状态的检测方法,所述内部状态包括损耗状态,可存储电容量,剩余容量和待查可再充电电池(Ba)的内电阻,包括:(1)提供作为所述待查可再充电电池(Ba)的参考可再充电电池的正常非损耗可再充电电池的特性的基本数据(BD)的步骤;以及(2)对于所述待查可再充电电池(Ba),测量其电压值或/和电流值,将测出的结果与所述步骤(1)中得到的所述基本数据(BD)相比较,判断所述待查可再充电电池(Ba)是否处于损耗模式以及检测其内部状态。

4.可再充电电池是否正常的判断当在恒定电流充电操作中,可再充电电池(Bb)的电池电压的升高率(dVc/dt)大致和正常可再充电电池(Bn)的升高率(dVcn/dt)相同,即s0≤dVc/dt≤s1(0<s0<s1))时,以及在完充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压(VocE)和可再充电电池(Bn)的(k0)大致相同或稍大,即VocE≥k0>0时,判断为可再充电电池正常。

对于其可存储电容量下降的可再充电电池,在可再充电电池进行充电之前或之后的一个阶段或者在可再充电电池进行放电之前或之后的一个阶段,通过计算那时开路电压(Voc)的改变和剩余容量的升高或下降(=当前存储的电量),或者计算充电时电池电压(Vc)的改变或那时剩余容量的升高或下降来得到可存储电容量的下降系数(D),可得到给定阶段的可再充电电池的剩余容量(Q)。

3.可存储电容量的下降的判断当在恒定电流充电操作中,可再充电电池(Bb)的电池电压(Vc)的升高率(dVc/dt)大于正常可再充电电池(Bn)的(s1),即dVc/dt>s1(0<s1)时,以及在完充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压(VocE)大于可再充电电池(Ba)的(k0),即VocE>k0>0时,判断为可再充电电池(Bb)的可存储电容量下降。

另外,在把正常可再充电电池或正常电池组的电压数据、电流、电流改变状态、电流改变频率等存储在检测装置的控制部分的情况下,不仅对于检测装置而且对于使用可再充电电池或电池组的设备,可获知用户的操作模式和使用频率。在这种情况下,从通过本发明方法计算的各个可再充电电池的可用容量(当前剩余电量),参考获知的用户的操作模式和使用频率,通过把计算使用可再充电电池的设备的驱动时间所需要的平均消耗电流或功率数字化成证实这些事实的谷值(vale),可更准确地检测可再充电电池的可用容量。

根据电池电压V对测量的放电时间并根据所述等式,计算当以放电电流I1从开路电压Voc0开始放电操作时的时间常数τ和电池电压V1。

图4表示沿着图3中的B的流程图。尤其,图4表示计算可再充电电池的内电阻升高的步骤的流程图的一个例子。

本发明还提供一种检测可再充电电池内部状态的检测装置,所述内部状态包括所述待查可再充电电池的损耗状态、可存储电容量、剩余容量和内电阻,所述检测装置至少包括(i)电压检测装置,用于检测待查可再充电电池的一对端子之间的电压,(ii)电流检测装置,用于检测所述待查可再充电电池中流动的充电或放电电流,(iii)温度检测装置,用于检测所述待查可再充电电池的温度,以及(iv)存储装置,用于存储预先获取的与所述待查可再充电电池同样种类、同样类型的正常可再充电电池的基本数据和通过将所述基本数据数字化后得到的函数式,其中,将存储在所述存储装置(iv)中的所述基本数据或所述函数式以及从所述电压检测装置(i)、所述电流检测装置(ii)和所述温度检测装置(iii)得到的信息作比较来判断出:(1)待查可充电电池短路,或者(2)待查可再充电电池的内电阻升高,或者(3)待查可再充电电池的可存储电容量下降,或者(4)待查可再充电电池的可存储电容量下降并且其内电阻升高,或者(5)待查可再充电电池正常;从而检测所述待查可再充电电池的内部状态。

本发明的检测装置的例子图29是表示本发明的用于检测各个可再充电电池的内部状态的具有图29所示的这种电路的检测装置的例子的简图。内部状态通常包括可再充电电池的损耗状态、可存储电容量、剩余容量(当前存储的电量)和内电阻,如前所述。

在可再充电电池是可存储电容量没有下降的情况,如参考图18(1)的曲线所理解的那样,剩余容量和开路电压具有对应关系1∶1,其中找到开路电压和剩余容量之一时,另一个很容易被找到。

在使用恒定电流充电方法的充电方法中,对可再充电电池的充电进行操作,使得通过检测电池温度随时间的改变和/或电池电压随时间的改变,即通过检测在充电操作的最后一个阶段电池温度的升高和/或在充电操作的最后一个阶段电池电压的下降来控制或结束充电操作。尤其,当在充电操作的最后一个阶段电池温度升高和/或电池电压下降时,结束充电,其中认为可再充电电池完充足电到可存储电容量的大致100%。

(ii)从充电的暂时中止,根据表示电池电压的瞬时特性的前面的等式作为时间常数τ测量可再充电电池的开路电压Voc。测量此时可再充电电池的剩余容量。

通过和正常可再充电电池(Bn)作比较判断可再充电电池(Bb)的内部状态,如下所述。