[发明专利]电池老化评估方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电池老化估测方法，且特别是有关于一种利用在充电过程中定电流转定电压操作的相关参数来估测电池老化的方法。

背景技术

电池在使用时会随着环境变化、充放电的循环次数等因素而逐步产生裂化。因此，在电池的劣化过程中，通常会使用不同的计量工具去量测电池的这些老化参数，以决定电池是否仍适合系统使用。

针对电池老化参数的量测，目前已有一些公知技术相继被提，例如：美国专利第2011/133744号、美国专利第6,832,171号、美国专利第6,433,513号以及日本专利特开2007-178333号公报。其中，美国专利第2011/133744号是利用一干扰源来侦测电池内阻，并由此判别电池的老化程度。然而，上述方法必须设置额外的元件来产生干扰源，进而增加系统的硬件成本。

再者，美国专利第6,832,171号是通过纪录电池的阻抗曲线，来侦测电池剩余的可用容量与其容量老化信息。此外，美国专利第6,433,513号是利用电池在充电时其电压区间所对应的电量值，来判断电池的老化程度并预测其使用寿命。然而，上述方法都必需建立庞大的表格来记录或是计算老化程度，且必须持续地更新所记录的数值，进而增加系统的复杂度。

在日本专利特开2007-178333号公报中，其是在电池从定电流充电要转换成定电压充电时，先将电池静止放置一段时间并量测电池的电压变化率，以由此侦测电池的老化程度(deterioration index)。然而，上述方法必须中断电池的充电行为，才能进行电池老化的量测。

发明内容

本发明提供一种电池老化估测方法，利用常用的定电流转定电压的充电方式(简称CC-CV充电方法)，并在充电过程中监测电池的电压、电流、电量、温度等参数，取得充电由定电流转换定电压模式的状态转换点(以下简称转换点)信息，例如：转换点电压、转换点电流、转换点电池温度、转换点估测开路电压等信息，估测电池老化程度。其中转换点估测开路电压为一估测值，其估测方式是以电池转换点电量带入元件特性表查表取得。计算转换点电压与转换点估测开路电压的间的差值，或在定电压模式下经过特定时间的电流下降幅度来估测电池的老化程度。由此，将可在没有设定干扰源或是中断电池充电行为的情况下，来估测电池的老化程度。

本发明提出一种电池老化估测方法，并包括下列步骤。提供定电流/定电压混和充电程序对电池进行充电，其中当电池的端电压未达充电预设电压前，以定电流模式对电池进行充电，当电池的端电压达充电预设电压时，以定电压模式对电池进行充电。以及，利用定电流/定电压混和充电程序中由定电流模式转换至定电压模式的转换点电压、转换点估测开路电压、转换点电流、转换点电池温度，计算电池的老化指标。

在本发明的一实施例中，上述的电池老化估测方法，更包括计算转换点估测开路电压。

在本发明的一实施例中，上述的计算转换点估测开路电压的步骤包括：在执行定电流/定电压混和充电程序之前，依据电池的静置开路电压查询一元件特性表，以取得一剩余电量；在定电流/定电压混和充电程序开始后，累积电池在定电流模式下所获得的充电电量；将剩余电量与累积充电电量相加，以取得转换点电量；以及，根据转换点电量再次查询元件特性表，以取得转换点估测开路电压。

在本发明的一实施例中，上述的计算转换点估测开路电压的步骤包括：在定电流/定电压混和充电程序开始后，累积电池在定电压模式下所获得的充电电量；在完成定电流/定电压混和充电程序后，静置电池以取得电池的静置开路电压，并利用静置开路电压查询元件特性表，以取得电池在完成充电后的查表电量；将查表电量减去充电电量，以取得转换点电量；以及，根据转换点电量再次查询元件特性表，以取得转换点估测开路电压。

在本发明的一实施例中，上述的利用转换点电压、转换点估测开路电压、转换点电流与转换点电池温度，计算老化指标的步骤包括：将转换点电压减去转换点估测开路电压，以取得实际电压差；依据转换点电流与转换点电池温度查询初始压差对照表，以取得预设电压差；以及，将实际电压除以预设电压差，以取得老化指标。