СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНОЙ БАТАРЕЕЙ И СИСТЕМА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
METHOD FOR LEAD-ACID BATTERY CONTROL AND POWER SOURCE SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к способу управления свинцово-кислотной батареей и к системе источника питания, в которой используется свинцово-кислотная батарея.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
По мере роста движения за подавление выбросов двуокиси углерода и истощения нефтяных ресурсов, ожидания нацелены на развитие компактных транспортных средств, в которых используется только электрическая энергия (например, свинцово-кислотные батареи или другие аккумуляторные батареи) в качестве источника движущей энергии.
Свинцово-кислотные батареи оказались в состоянии выдерживать жесткие условия использования и имеют умеренную массу, и, таким образом, полезны в качестве источника движущей энергии, например, для приведения в движение транспортных средств.
Различные способы эффективной зарядки свинцово-кислотных батарей исследовались до настоящего времени. В патентном документе 1 (выложенная заявка на патент Японии № 2003-219571) рассматривается способ многократного заряда каждый раз с количеством заряда (синоним - заряженное количество электричества), несколько большим, чем количество разряда (синоним - разряженное количество электричества), разряжаемого после предыдущего заряда. Указывается, что с помощью такого способа, за исключением предписанного восстанавливающего перезаряда (перевод свинцово-кислотной батареи в состояние избыточного заряда и обеспечение восстановления емкости свинцово-кислотной батареи), при исключении избыточного заряда, может быть предотвращено снижение емкости свинцово-кислотной батареи из-за недостаточного заряда.
В свинцово-кислотной батарее, до тех пор, пока количество циклов заряда/разряда, составляющих цикл заряда и немедленно следующий цикл разряда, не достигнет заданного количества циклов (или до тех пор, пока накопленное значение разряженного количества электричества не достигнет заданного значения), зарядка каждый следующий раз с несколько большим количеством заряда, чем величина заряда, получаемая при разрядке после предыдущего заряда, может предотвратить снижение емкости из-за недостаточного заряда. Однако, при этом определено, что, если количество циклов заряда/разряда превышает предписанное количество циклов (или, если накопленное значение разряженного количества электричества превышает заданное значение), при зарядке свинцово-кислотной батареи с количеством заряда, несколько большим, чем количество заряда, получаемого при разрядке после предыдущего заряда, свинцово-кислотная батарея переходит в состояние избыточного заряда, и происходит ухудшение ее параметров.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение было разработано для решения описанных выше задач и предназначено одновременно для решения двух типов задач, связанных со свинцово-кислотными батареями, возникающими из-за случайного заряда (снижение емкости из-за недостаточного заряда и ухудшение характеристик из-за избыточного заряда).
1
max
1
1
1
1
2
,
2
2
1
Способ управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним аспектом изобретения содержит первый этап вычисления, на котором вычисляют первое накопленное заряженное количество электричества путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, и вычисляют первое накопленное разряженное количество электричества путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи; этап определения, на котором определяют, что свинцово-кислотная батарея находится в первой области, которая представляет собой частичную область в цикле срока службы от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи, когда первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет собой первое накопленное разряженное количество электричества, полученное, когда в процессе изменения емкости свинцово-кислотной батареи, возникающем в результате циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи, причем емкость имеет максимальное значение D, и определяют, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, которая представляет собой область после первой области и продолжается до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи, когда первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установленное значение D; второй этап вычисления, на котором, после определения на этапе определения, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, вычисляют второе накопленное заряженное количество электричества, путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда во второй области, и вычисляют второе накопленное разряженное количество электричества, путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда во второй области; и этап управления, на котором управляют заряженным количеством электричества в первой области таким образом, что первое общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой первое накопленное заряженное количество электричества в конце первой области, представляет собой количество электричества, равное произведению первого установочного значения D и первого значения R, установленного заранее, и управляют, после определения, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, заряженным количеством электричества во второй области таким образом, что второе общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой второе накопленное заряженное количество электричествакогда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, представляет собой количество электричества, равное произведению второго установочного значения D, которое представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, и второго значения R, установленного заранее, как значение, меньшее, чем первое значение R.
В соответствии с настоящим изобретением, накопленное значение заряженного количества электричества во всей первой области представляет собой накопленное значение, равное или большее накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области, таким образом, что в первой области может быть снижено уменьшение из-за недостаточного заряда количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено. Дополнительно, пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей второй области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей второй области может быть сделана меньшей, чем пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей первой области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области. Поэтому возможно уменьшить заметное снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено во второй области, вызванное зарядкой с чрезмерным заряженным количеством электричества.
1
1
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, когда первое накопленное разряженное количество электричества, представляющее накопленное значение разряженного количества электричества от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет собой границу между первой областью и второй областью, снижение, из-за недостаточного заряда количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, может быть уменьшено, и когда первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D, ускорение уменьшения количества электричества, связанного с избыточным зарядом, которое может быть заряжено/разряжено, может быть уменьшено.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, путем оценки свойств свинцово-кислотной батареи и многократного выполнения умеренного заряда, по сравнению со способами управления случайной зарядкой свинцово-кислотной батареи, может быть обеспечен более длительный срок службы свинцово-кислотной батареи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.2 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.3 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую еще один другой пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.4 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую еще один другой пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.5 изображает пример корреляции между количеством циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи и емкостью свинцово-кислотной батареи.
Фиг.6 изображает пример пятиэтапного управления зарядом постоянным током от состояния, в котором DOD (глубина разряда: пропорция разряженного количества к номинальной емкости) составляет 80%.
Фиг.7A изображает эффективность заряда в первой области свинцово-кислотной батареи с клапанным регулированием, Фиг.7B изображает эффективность заряда во второй области свинцово-кислотной батареи с клапанным регулированием.
Фиг.8 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую еще один другой пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.9 изображает блок-схему последовательности операций, представляющую еще один другой пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения.
Фиг.10 изображает блок-схему, представляющую один пример системы источника питания в соответствии с вариантом выполнения изобретения.
Фиг.11 изображает блок-схему, представляющую один пример функционального модуля микрокомпьютера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже, со ссылкой на чертежи, поясняются предпочтительные варианты осуществления, предназначенные для выполнения изобретения.
Первый вариант выполнения характеризуется, как описанный ниже способ управления.
15
max
1
На Фиг.1 и Фиг.2 изображены блок-схемы последовательности операций, представляющие пример способа управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с первым вариантом выполнения. Когда свинцово-кислотная батарея, которая представляет собой источник питания, используется, начиная с неиспользованного состояния, блок 43 управления (см. Фиг.11) вычисляет первое установочное значение D, которое представляет собой первое накопленное разряженное количество электричества, когда в процессе изменений емкости свинцово-кислотной батареи, возникающей в результате циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи, емкость становится равной максимальному значению D (этап S10: этап вычисления установочного значения). Здесь первое накопленное разряженное количество электричества означает количество электричества, полученное в результате накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда свинцово-кислотной батареи в первой области. Дополнительно, первое установочное значение D определяют, например, с помощью обработки, описанной ниже.
1m-1
1m-1
1m-1
1m-1
1m-1
1m-1
И свинцово-кислотную батарею заряжают с произвольным заряженным количеством C электричества в ходе заряда на этапе S11 и разряжают с произвольным разряженным количеством D электричества (C>D) в ходе разряда на этапе S12. Здесь нижний индекс "1m-1" означает (m-1)-й цикл в первой области. Например, разряженное количество D электричества означает, в первой области, заряженное количество электричества в цикле заряда, непосредственно предшествующем заряду в m-м цикле управления заряженным количеством электричества. Дополнительно, разряженное количество Dэлектричества означает, в первой области, разряженное количество электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем разряду в произвольном m-м цикле.
1m
1m-1
1
1m
Блок 43 управления (см. Фиг.11) выполняет зарядку таким образом, что заряженное количество электричества в цикле заряда, непосредственно после этапа S12, представляет собой заряженное количество C электричества, равное произведению разряженного количества Dэлектричества на этапе S12 (то есть разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда) и коэффициента R (этап S13: этап управления в первой области). И свинцово-кислотную батарею разряжают с произвольным разряженным количеством D электричества (этап S14).
1m
1m-1
Дополнительно, первый блок 41 вычисления (см. Фиг.11) вычисляет накопленное заряженное количество электричества в первой области (ниже называется первым накопленным заряженным количеством электричества) (этап S15: первый этап вычисления). Здесь первое накопленное заряженное количество электричества означает накопленное значение заряженного количества электричества в каждом цикле заряда свинцово-кислотной батареи в первой области. Дополнительно, первый блок 41 вычисления вычисляет первое накопленное разряженное количество электричества (этап S16: первый этап вычисления). Например, первое накопленное разряженное количество электричества после выполнения разряда на этапах S12 и S14 представляет собой количество электричества, полученное в результате суммирования разряженного количества электричества D на этапе S14 с разряженным количеством D электричества на этапе S12.
1
1
Блок 42 определения (см. Фиг.11) определяет, превышает ли первое накопленное разряженное количество электричества первое установочное значение D (этап S17: этап определения). Если первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D (НЕТ на этапе S17), блок 42 определения определяет, что цикл эксплуатации свинцово-кислотной батареи находится в настоящее время в первой области (этап S18). Здесь первая область представляет собой частичную область в цикле срока службы для срока от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи. Дополнительно, вторая область, описанная ниже, представляет собой область, следующую после первой области, и представляет собой область, продолжающуюся до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи.
2n
2n-1
2
1m
1m
1m
1
После этого обработку, описанную ниже, повторяют. Блок 43 управления выполняет зарядку таким образом, что заряженное количество C электричества в цикле заряда равно заряженному количеству электричества, которое представляет собой произведение разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R (этап S23: этап управления во второй области). Когда произвольное разряженное количество D электричества разряжают в цикле разряда, непосредственно следующем за этим зарядом (этап S14), первый блок 41 вычисления накапливает заряженное количество C электричества с первым накопленным заряженным количеством электричества вплоть до данного момента времени (этап S15). Дополнительно, первый блок 41 вычисления накапливает разряженное количество D электричества с первым накопленным разряженным количеством электричества, вплоть до данного момента времени (этап S16). И блок 42 определения определяет, превышает ли полученное первое накопленное разряженное количество электричества первое установочное значение D (этап S17).
2n-1
2n-1
Здесь нижний индекс "2n-1" означает (n-1)-й цикл во второй области. Например, разряженное количество D электричества означает, во второй области, заряженное количество электричества в цикле заряда, непосредственно предшествующем заряду в n-м цикле управления заряженным количеством электричества. Дополнительно, разряженное количество D электричества означает, во второй области, заряженное количество электричества в цикле заряда, непосредственно предшествующем заряду в произвольном n-м цикле.
1
В результате повторения описанной выше обработки, когда первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D (ДА на этапе S17), блок 42 определения определяет, что жизненный цикл свинцово-кислотной батареи в настоящее время находится во второй области (этап S19).
1m
2
2n-1
Блок 43 управления выполняет управление таким образом, что заряженное количество C21 электричества в последующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное произведению заряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R (этап S20). И свинцово-кислотную батарею разряжают с произвольным заряженным количеством D электричества (этап S21).
2n
2n-1
2
2n-1
Блок 43 управления выполняет управление таким образом, что заряженное количество C электричества на последующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное произведению заряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R (этап S22: этап управления второй областью). Здесь заряженное количество D электричества означает, во второй области, заряженное количество электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем разряду в произвольном n-м цикле.
2n
2n
2n-1
Когда в цикле разряда, непосредственно следующем после этого заряда, произвольное разряженное количество D электричества разряжают (этап S23), второй блок 44 вычисления (см. Фиг.11) вычисляет второе накопленное заряженное количество электричества во второй области (этап S24: второй этап вычисления). Дополнительно, второй блок 44 вычисления вычисляет второе накопленное разряженное количество электричества во второй области (этап S25: второй этап вычисления). Например, второе накопленное разряженное количество электричества после выполнения разряда на этапах S22 и S24 равно количеству электричества, полученному путем добавления разряженного количество D электричества на этапе S24 к разряженному количеству D электричества на этапе S22.
2
2
Блок 42 определения определяет, превышает ли второе накопленное разряженное количество D электричества второе установочное значение D (этап S26). Здесь второе установочное значение D устанавливают заранее, например, с помощью блока 42 определения, и оно представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда во второй области срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается.
2
Когда второе накопленное разряженное количество D электричества превышает второе установочное значение D (ДА на этапе S26), блок 6 уведомления (см. Фиг.10) вырабатывает уведомление о том, что срок службы закончился (этап S27: этап уведомления). Уведомление об окончании срока службы уведомляет пользователя о том, что срок службы свинцово-кислотной батареи закончился, обеспечивая, например, с использованием блока 6 уведомления свечение светодиода.
2
2n
2n-1
2
2n
2n
2n
2
2
С другой стороны, когда второе накопленное разряженное количество электричества меньше, чем второе установочное значение D (НЕТ на этапе S26), описанную ниже обработку повторяют. Блок 43 управления выполняет заряд таким образом, что заряженное количество C электричества в цикле заряда представляет собой количество электричества, равное произведению разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R (этап S22). Когда в цикле разряда, непосредственно следующем после этого заряда, разряжают произвольное разряженное количество D электричества (этап S23), второй блок 44 вычисления вычисляет заряженное количество C электричества и накопленное заряженное количество электричества, вплоть до этого момента времени (этап S24). Дополнительно, вычисляют разряженное количество D электричества и второе накопленное разряженное количество электричества, вплоть до данного момента времени (этап S25). И блок 42 определения определяет, превышает ли полученное второе накопленное разряженное количество электричества второе установочное значение D (этап S26). Описанную выше обработку повторяют до тех пор, пока не будет определено, что второе разряженное количество электричества превысило второе установочное значение D.
1
1
1
2
2
2
1
.
Как пояснялось выше, блок 43 управления управляет заряженным количеством электричества в первой области, таким образом, что все первое заряженное количество C электричества в первой области представляет собой количество электричества, равное произведению первого установочного значения D, которое находится на границе между первой областью и второй областью, и первого значения R, установленного заранее. Дополнительно, блок 43 управления управляет заряженным количеством электричества во второй области таким образом, что второе все заряженное количество C электричества во второй области представляет собой количество электричества, равное произведению второго установочного значения D, которое представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи во второй области заканчивается, и второго значения R, установленного заранее как значение, меньшее, чем первое значение R
Поэтому пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей второй области к накопленному значению разряженного количества электричества во второй области меньше, чем пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей первой области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области. Следовательно, в отличие от первой области, в которой предпочтительно, чтобы соотношение среднего заряженного количества электричества для каждого цикла заряда к среднему разряженному количеству электричества для каждого цикла разряда было большим, причем во второй области отношение среднего заряженного количества электричества для каждого цикла заряда к среднему разряженному количеству электричества для каждого цикла разряда меньше, чем в первой области. Таким образом, уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате избыточного заряда, может быть снижено во второй области.
1
1m-1
1m-1
1m-1
1m-1
1m
На Фиг.3 и 4 изображены блок-схемы последовательности операций, представляющие другие примеры способа управления в соответствии с первым вариантом выполнения. Когда используют свинцово-кислотную батарею, которая представляет собой источник питания, начиная с состояния неиспользования, вычисляют первое установочное значение D (этап S100). И свинцово-кислотную батарею, заряженную с произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S101 заряда, разряжают с произвольным разряженным количеством D электричества (C>D) на этапе S102, и заряжают с произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S103.
1m
1m-1
1
И первый блок 45 вычисления ошибки (см. Фиг.11) вычисляет ошибку, полученную путем вычитания из заряженного C количества электричества, количество электричества (первое опорное разряженное количество электричества), равное произведению разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее (этап S104: первый этап вычисления ошибки). Блок 46 вычисления первого накопленного значения ошибки (см. Фиг.11) последовательно накапливает вычисленные ошибки для вычисления первого накопленного значения ошибки (этап S105: первый этап вычисления накопленной ошибки). После того, как значение первой накопленной ошибки будет вычислено, первый блок 47 вычисления процента (см. Фиг.11) вычисляет первое процентное отношение PER1, которое представляет собой один пример пропорции первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи (этап S106: первый этап вычисления пропорции).
1m
1m
1m-1
И разряд произвольного разряженного количества электричества D выполняют на этапе S107. После этого первый блок 41 вычисления вычисляет первое накопленное заряженное количество электричества (этап S108: первый этап вычисления). Дополнительно, первый блок 41 вычисления вычисляет первое накопленное разряженное количество электричества (этап S109: первый этап вычисления). Например, первое накопленное разряженное количество электричества после выполнения разрядов на этапах S102 и S107 представляет собой накопленное разряженное количество электричества, полученное путем добавления разряженного количества D электричества на этапе S107 к разряженному количеству D электричества на этапе S102.
Блок 42 определения определяет, превышает ли первое процентное отношение PER1 пороговое значение (первое пороговое значение), установленное заранее (этап S110). Если первое процентное отношение PER1 меньше, чем пороговое значение α (НЕТ на этапе S110), тогда обработка на этапах S103-S109 повторяется до тех пор, пока первое процентное отношение не превысит пороговое значение α.
1m-1
1
Если, с другой стороны, определяют, что первое процентное отношение PER1 превышает пороговое значение α (ДА на этапе S110), блок 43 управления выполняет заряд с заряженным количеством электричества, получаемым путем добавления к первому накопленному в это время значению ошибки количества электричества, равного произведению разряженного количества Dэлектричества при исходном разряде, на коэффициент R, установленный заранее (этап S111).
1
1
1
После этого блок 42 определения определяет, превышает ли в данный момент времени первое накопленное разряженное количество электричества первое установочное значение D (этап S112: этап определения). Если первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D (НЕТ на этапе S112), блок 42 определения определяет, что цикл эксплуатации свинцово-кислотной батареи в данный момент времени находится в первой области (этап S113). После этого обработка на этапах S103 и S111 повторяется до тех пор, пока первое накопленное разряженное количество электричества не превысит первое установочное значение D.
1
С другой стороны, когда определяют, что первое накопленное разряженное количество D электричества превышает первое установочное значение D (ДА на этапе S111), блок 42 определения определяет, что цикл эксплуатации свинцово-кислотной батареи в данный момент времени находится во второй области (этап S114).
2n-1
2n-1
2n
После этого выполняют зарядку с произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S115, разрядку произвольного разряженного количества D электричества на этапе S116 и зарядку произвольного заряженного количества C электричества на этапе S117.
2n
2n-1
2
1
И второй блок 48 вычисления ошибки (см. Фиг.11) вычисляет ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества C электричества количества электричества (второе опорное разряженное количество электричества), которое представляет собой произведение разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее, меньшего, чем значение коэффициента R (этап S118: второй этап вычисления ошибки). Вычисленные ошибки последовательно накапливаются вторым блоком 49 вычисления накопленного значения ошибки (см. Фиг.11) для вычисления второго накопленного значения ошибки (этап S119: этап вычисления первого накопленного значения ошибки). После вычисления второго накопленного значения ошибки второй блок 50 вычисления процентного отношения (см. Фиг.11) вычисляет второе процентное отношение PER2, который представляет собой пример пропорции второго накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи (этап S120: этап вычисления второй пропорции).
21
И разряд произвольного разряженного количества D электричества выполняют на этапе S121. После этого второй блок 44 вычисления вычисляет второе накопленное заряженное количество электричества (этап S122: этап второго вычисления). Дополнительно, второй блок 44 вычисления вычисляет второе накопленное разряженное количество электричества (этап S123: второй этап вычисления). Обработку, описанную выше, повторяют до тех пор, пока на этапе S124 не определят, что второе процентное отношение PER2 превышает пороговое значение (второе пороговое значение) β, установленное заранее.
2n-1
2
На этапе S123, если определяют, что второе процентное отношение PER2 превышает пороговое значение β, установленное заранее, блок 43 управления выполняет заряд заряженным количеством электричества, полученным путем добавления ко второму накопленному в это время значению ошибки количества электричества, равного произведению разряженного количества D электричества при исходном разряде и коэффициента R, установленного заранее (этап S125).
2
2
2
2
После этого блок 42 определения определяет, превышает ли второе накопленное к этому времени разряженное количество электричества второе установочное значение D (этап S126). Если определяют, что второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D (ДА на этапе S126), блок 6 уведомления вырабатывает уведомление о том, что срок службы закончился (этап S127). С другой стороны, если определяют, что второе накопленное разряженное количество электричества меньше, чем второе установочное значение D (НЕТ на этапе S126), обработку на этапах S117-S125 повторяют до тех пор, пока не определят, что второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D.
Здесь активность активного материала во второй области является более низкой, чем активность активного материала в первой области, таким образом, что с точки зрения предотвращения возникновения перезаряда, желательно, чтобы второе накопленное значение ошибки было малым, в отличие от первого накопленного значения ошибки. По этой причине, предпочтительно, чтобы пороговое значение β было меньшим значением, чем пороговое значение α.
1
2
1
Как пояснялось выше, при обработке, описанной в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.1 и Фиг.2, после каждого заряда в первой области, заряд выполняют, используя заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда на коэффициент R. С другой стороны, после каждого заряда во второй области, заряд выполняют, используя заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда на коэффициент R, меньший, чем коэффициент R.
Следовательно, при обработке, описанной в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.1 и Фиг.2, в отличие от первой области, в которой предпочтительно, чтобы отношение заряженного количества электричества каждого цикла заряда к разряженному количеству электричества в каждом цикле разряда было высоким, во второй области отношение заряженного количества электричества в каждом цикле заряда к разряженному количеству электричества в каждом цикле разряда было ниже, чем отношение в первой области. Это означает, что уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за избыточного заряда, может быть уменьшено во второй области.
Дополнительно, при обработке, описанной в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.3 и Фиг.4, заряд выполняют в первой области таким образом, чтобы каждый раз, когда первый процент, который представляет собой один пример пропорции первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи, превышает пороговое значение α, первое накопленное значение ошибки в это время представляет собой заряженное количество электричества. С другой стороны, заряд выполняют во второй области таким образом, что каждый раз, когда второй процент, который представляет собой один пример пропорции второго накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи, превышает пороговое значение β, второе накопленное значение ошибки в это время представляет собой заряженное количество электричества.
Следовательно, обработка, описанная в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.3 и Фиг.4, отличается от обработки, описанной в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.1 и Фиг.2, тем, что заряженным количеством электричества управляют в каждом цикле заряда, заряженным количеством электричества управляют после выполнения каждого некоторого количества раз циклов заряда, и, таким образом, существует преимущество в улучшении удобства для пользователя.
1
2
Способ управления в соответствии с блок-схемами последовательности операций, изображенными на Фиг.1 и Фиг.2, обеспечивает возможность управления таким образом, что в первой области заряженное количество электричества в каждом цикле заряда представляет собой количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и соответствующему коэффициенту R. Дополнительно, способ управления в соответствии с блок-схемами последовательности операций, изображенными на Фиг.1 и Фиг.2, обеспечивает возможность управления таким образом, что во второй области заряженное количество электричества в каждом цикле заряда представляет собой количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и соответствующего коэффициента R. Следовательно, такой способ управления предпочтителен, как средство предотвращения уменьшения количества электричества, которым можно заряжать/разряжать свинцово-кислотную батарею.
1m
1m-1
1
1
1
1
2
2
2
Однако в транспортном средстве с электроприводом, в котором свинцово-кислотная батарея используется в качестве источника питания, когда, например, предполагается случай, в котором короткий заряд (приблизительно несколько десятков минут) повторяется во время периодов отдыха водителя в течение дня, и длительный заряд (в течение приблизительно нескольких часов) выполняют в ночное время, трудно выполнять заряду каждый раз с обеспечением блок-схем последовательности операций, изображенных на Фиг.1 и Фиг.2 (то есть такой заряд, чтобы заряженное количество C электричества было равно произведению предшествовавшего разряженного количества D электричества и коэффициента R). В этом случае выполняют такое управление, чтобы первое полностью заряженное количество C электричества было равно произведению первого установочного значения D и коэффициента R, и, дополнительно, таким образом, чтобы второе полностью заряженное количество C электричества было равно произведению второго установочного значения D установки и коэффициента R, как изображено на Фиг.3 и Фиг.4; это означает, что, хотя и не получается в той же степени, как и в способе управления в соответствии с блок-схемами последовательности операций по Фиг.1 и Фиг.2, в которых каждый заряд выполняют, используя заряженное количество электричества, полученное как произведение разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента, тем не менее, могут быть получены предпочтительные результаты первого варианта выполнения.
1
Первое установочное значение D, используемое при обработке, описанной со ссылкой на блок-схемы последовательности операций, изображенные на Фиг.1-Фиг.4, вычисляют, например, в ходе описанной ниже обработки.
Блок 40 накопителя (см. Фиг.11) сохраняет данные, представляющие корреляцию между количеством циклов заряда/разряда и емкостью свинцово-кислотной батареи, такой, как изображена на Фиг.5. На Фиг.5 изображен пример корреляции между количеством циклов заряда/разряда и емкостью свинцово-кислотной батареи.
Этот пример корреляции был получен путем выполнения, в каждом цикле заряда/разряда, разряда с током разряда 20 A и разряженным количеством электричества 48 А·ч, и в последующим пятиэтапным зарядом постоянным током, свинцово-кислотной батареи с номинальной емкостью 50 А·ч в условиях температуры на поверхности, как для 25°C, так и 45°C.
Здесь поясняется пятиэтапный заряд постоянным током. На Фиг.6 изображен пример управления пятиэтапным зарядом постоянным током из состояния, в котором DOD (глубина разряда: отношение разряженного количества к номинальной емкости) составляет 80%. На фигуре "CA" представляет собой величину, обратную времени.
Как изображено на Фиг.6, после того, как начнется заряд первым током (1) заряда, каждый раз, когда напряжение батареи достигает напряжения V переключения (V=14,4+0,03 (25-T), где T представляет собой температуру поверхности батареи), ток заряда последовательно уменьшают до второго тока (2) заряда, третьего тока (3) заряда и четвертого тока (4) заряда.
Здесь, если напряжение батареи превысит напряжение V переключения, реакция заряда вызывает ускорение таких вторичных реакций, как разложение электролита и коррозия решетки положительного электрода. Следовательно, как отмечено выше, ток заряда уменьшают поэтапно каждый раз, когда напряжение батареи достигает напряжения V переключения.
И после того, как заряд будет выполнен, используя четвертый ток (4) заряда, когда напряжение батареи достигает напряжения V переключения, ток заряда переключают с четвертого тока (4) заряда на пятый ток (5) заряда. В примере по Фиг.6 пятый ток (5) заряда имеет то же значение тока, что и четвертый ток (4) заряда.
Заряд после переключения тока заряда на пятый ток (5) заряда выполняют в состоянии, в котором напряжение батареи не ограничено. Таким образом, как показано на чертежах, когда напряжения батареи повышается выше упомянутого напряжения V переключения, заряд выполняют пятым током (4) заряда в течение заданного времени (например, 2,5 часа). Затем заряд заканчивается.
Заряд с таким пятым током (5) заряда представляет собой заряд для перевода батареи в полностью заряженное состояние. Следовательно, предпочтительно, чтобы состояние было таким, чтобы заряженное количество электричества составляло от 107% до 115% разряженного количества электричества. Следовательно, заряд с пятым током (5) заряда продолжается, даже после того, как напряжение батареи повышается выше напряжения V переключения.
max.
Как можно видеть из примера корреляции, изображенного на Фиг.5, в случае, когда температура поверхности свинцово-кислотной батареи составляет 25°C, когда количество циклов заряда/разряда составляет 150, получают емкость для свинцово-кислотной батареи приблизительно 58 А·ч, которая представляет собой пиковое значение. Следовательно, можно видеть, что 150-й цикл заряда/разряда, включенный в циклы разряда, получаемые для емкости 58 А·ч свинцово-кислотной батареи, которая представляет собой пиковое значение, представляет собой цикл заряда/разряда, при котором емкость свинцово-кислотной батареи имеет максимальную емкость CA
1
Следовательно, когда температура поверхности свинцово-кислотной батареи равна 25°C, микрокомпьютер 4 устанавливает, как первое значение D установки, разряженное количество электричества (7200 А·ч), полученное как произведение количества циклов (150) заряда/разряда и разряженного количества электричества (48 А·ч) в одном цикле заряда/разряда.
1
В случае, когда температура поверхности свинцово-кислотной батареи равна 45°C, когда количество циклов заряда/разряда равно 50, получают емкость для свинцово-кислотной батареи приблизительно 54 А·ч, которая представляет собой пиковое значение. Следовательно, в случае, когда температура поверхности равна 45°C, микрокомпьютер 4 устанавливает, как первое значение установочное значение D, разряженное количество электричества (2400 А·ч), полученное как произведение количества циклов (50) заряда/разряда и разряженного количества электричества (то есть, 48 А·ч) в одном цикле заряда/разряда.
1
2
1
2
1
2
1
2
Второй вариант выполнения отличается тем, что в первом варианте выполнения коэффициент R установлен как значение в диапазоне от 1 до 1,5, коэффициент R установлен как значение в диапазоне от 0,9 до 1,25, и, дополнительно, отношение R/R коэффициентов R и Rтаково, что 1 < R/R ≤ 1,66.
На Фиг.7 изображена эффективность заряда свинцово-кислотной батареи с клапанным регулированием; на Фиг.7A изображена эффективность заряда в первой области, и на Фиг.7B показана эффективность заряда во второй области.
Как можно видеть на Фиг.7A, когда в первой области отношение фактически заряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (горизонтальная ось) превышает 80%, происходит отклонение от отношения фактически разряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (вертикальная ось), и эффективность заряда (отношение фактически разряженного количества электричества к фактически заряженному количеству электричества) постепенно уменьшается; следовательно, для адекватного подъема отношения фактически разряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (вертикальная ось), отношение фактически заряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (горизонтальная ось) должно быть сделано равным 100% или выше.
1
Когда начинают заряд свинцово-кислотной батареи из различных SOC (состояние заряда батареи, определяемое как 100%-я глубина разряда), для того, чтобы сделать отношение фактически заряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (горизонтальная ось) равным или больше 100%, заряженное количество электричества в каждом цикле заряда должно быть сделано большим, чем разряженное количество электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда. Для этого значение R, умноженное на каждое заряженное количество электричества, делают равным или больше 1.
С другой стороны, когда отношение фактически заряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (горизонтальная ось) превышает 110%, начинается истинный избыточный перезаряд. В это время, не только заряженное количество электричества, по существу, больше не отражается в разряженном количестве электричества, но при повторном истинном перезаряде ускоряется коррозия решетки положительного электрода, и происходит существенное уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено. Дополнительно, когда отношение фактически заряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи (горизонтальная ось) превышает 150%, не только происходит истинный перезаряд, но и существенно сокращается срок службы свинцово-кислотной батареи.
1
1
В результате экспериментов, в которых заряд выполняли из различных SOC, авторы изобретения определили, что, если значение R равно 1,5 или меньше, можно уменьшить значительное сокращение срока службы свинцово-кислотной батареи. Следовательно, когда начинают зарядку из различных SOC, для уменьшения значительного сокращения срока службы свинцово-кислотной батареи, предпочтительно, чтобы значение R было равно 1,5 или меньше.
С другой стороны, чрезмерные заряженные количества электричества (то есть избыточный заряд количества электричества), происходящие, когда отношение разряженного количества электричества к емкости свинцово-кислотной батареи составляет 90%, больше во второй области, чем в первой области, как можно ясно видеть при сравнении протяженности горизонтальной оси, обозначенной стрелками А на Фиг.7A, и протяженности горизонтальной оси на Фиг.7B.
2
2
В результате экспериментов со значением R, которое устанавливают равным разным значениям во второй области, авторы изобретения определили, что избыточное заряженное количество электричества (протяженность горизонтальной области, обозначенная стрелками на Фиг.7B) представляет собой нижний предел количества электричества. Следовательно, во второй области, для того, чтобы сделать избыточно заряженное количество электричества равным самому нижнему пределу количества электричества, желательно, чтобы диапазон R составлял от 0,9 до 1,25.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Дополнительно, в результате экспериментов, выполненных со значением R, которое изменяли в диапазоне от 1 до 1,5, при изменении значения R в диапазоне от 0,9 до 1,25, авторы изобретения определили, что если отношение R/R значений R и R таково, что 1 < R/R ≤ 1,66, тогда пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей второй области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей второй области меньше, чем отношение накопленного значения заряженного количества электричества во всей первой области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области. Следовательно, предпочтительно, чтобы отношение R/R значений R и Rбыло таким, чтобы 1 ≤ R/R ≤ 1,66.
1
p1
Третий вариант выполнения отличается тем, что во втором варианте выполнения каждый раз, когда повторяют циклы заряда/разряда в первой области P количество раз, установленное заранее, заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда делают таким заряженным количеством электричества, что значение R, полученное путем деления первого накопленного заряженного количества электричества после выполнения цикла заряда, после которого непосредственно следует первое накопленное разряженное количество электричества в это время, представляет собой значение, находящееся в пределах диапазона от 1 до 1,5.
2
p2
Дополнительно, четвертый вариант выполнения отличается тем, что во втором варианте выполнения каждый раз, когда повторяют циклы заряда/разряда во второй области P количество раз, установленное заранее, заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда делают таким заряженным количеством электричества, что значение R, полученное путем деления второго накопленного заряженного количества электричества после выполнения цикла заряда, после которого непосредственно следует второе накопленное разряженное количество электричества в это время, представляет собой значение в пределах диапазона от 1 до 1,5.
На Фиг.8 и Фиг.9 изображены блок-схемы последовательности операций, представляющие примеры способов управления третьего и четвертого вариантов выполнения.
1
1m-1
lm-1
1m-1
lm-1
1m
Когда свинцово-кислотную батарею, которая представляет собой источник питания, используют, начиная с неиспользованного состояния, вычисляют первое установочное значение D (этап S200). И свинцово-кислотную батарею, заряженную произвольным заряженным количеством C электричества во время заряда на этапе S201, разряжают с произвольным разряженным количеством Dэлектричества (где C> D) на этапе S202, и заряжают произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S203.
1m
lm-1
p1
И первый блок 45 вычисления ошибки (см. Фиг.11) вычисляет ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества C электричества количества электричества (первое опорное разряженное количество электричества), равного произведению разряженного количества Dэлектричества в непосредственно предшествующем цикле разряда, и коэффициента R, установленного заранее (этап S204: первый этап вычисления ошибки). Первый блок 46 вычисления накопленного значения ошибки (см. Фиг.11) последовательно накапливает ошибки вычислений для вычисления первого накопленного значения ошибки (этап S205: этап вычисления первой накопленной ошибки).
1m
1m
1m-1
И разряд произвольно разряженного количества D электричества выполняют на этапе S206. После этого, блок 41 первого вычисления вычисляет первое накопленное заряженное количество электричества (этап S207: этап первого вычисления). Дополнительно, блок 41 первого вычисления вычисляет первое накопленное разряженное количество электричества (этап S208: этап первого вычисления). Например, первое накопленное разряженное количество электричества после выполнения заряда на этапах S202 и S206 представляет собой накопленное разряженное количество D электричества, полученное путем суммирования разряженного количества D электричества на этапе S206 c разряженным количеством D электричества на этапе S202.
1
1
1
Блок 43 управления определяет, превышает ли количество циклов заряда/разряда до данного момента времени количество P, установленное заранее (например, как число в диапазоне от 2 до 20) (этап S209). Если количество циклов заряда/разряда меньше, чем P (НЕТ на этапе S209), обработку на этапах S203-S208 повторяют до тех пор, пока не будет определено, что количество циклов заряда/разряда превысило число P.
Здесь блок 43 управления управляет количеством циклов заряда/разряда, каждый из которых содержит цикл заряда и непосредственно следующий цикл заряда, и каждый раз, когда выполняют обработку на этапах S209 и S211, количество циклов заряда/разряда вычисляют вплоть до момента сброса времени, и количество циклов заряда/разряда начинают снова (этап вычисления).
1
1m-1
1
С другой стороны, когда определяют, что количество циклов заряда/разряда превысило число P (ДА на этапе S209), блок 43 управления выполняет заряд с заряженным количеством электричества, полученным путем добавления к первому накопленному значению ошибки в это время, количества электричества, полученного как произведение разряженного количества D электричества при исходном разряде и коэффициента R, установленного заранее (этап S210).
1
1
1
После этого, блок 42 определения определяет, превышает ли первое накопленное разряженное количество электричества, вплоть до данного момента времени, первое установочное значение D (этап S211: этап определения). Если первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D (НЕТ на этапе S211), блок 42 определения определяет, что цикл срока службы свинцово-кислотной батареи в настоящий момент времени находится в первой области (этап S212). И блок 43 управления выполняет сброс вычисленного количества циклов заряда/разряда. Описанную выше обработку повторяют, пока не определят, что первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D.
1
С другой стороны, если определяют, что первое накопленное разряженное количество D электричества превышает первое установочное значение D (ДА на этапе S211), блок 42 определения определяет, что цикл срока службы свинцово-кислотной батареи находится в данный момент времени во второй области (этап S213).
2n-1
2n-1
2n
После этого выполняют заряд с произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S214, разряд с произвольным разряженным количеством D электричества на этапе S215 и заряд с произвольным заряженным количеством C электричества на этапе S216.
2n
2n-1
p2
p1
И второй блок 48 вычисления ошибки (см. Фиг.11) вычисляет ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества C электричества количества электричества (второго опорного разряженного количества электричества), которое представляет собой произведение разряженного количества Dэлектричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее, меньшего, чем значение коэффициента R (этап S217: второй этап вычисления ошибки). Вычисленные ошибки последовательно накапливают с помощью второго блока 49 вычисления накопленного значения ошибки (см. Фиг.11) для вычисления второго накопленного значения ошибки (этап S218: этап вычисления второго накопленного значения ошибки).
1n
2
И разряд произвольного разряженного количества D электричества выполняют на этапе S219. После этого, второй блок 44 вычисления вычисляет второе накопленное заряженное количество электричества (этап S220: второй этап вычисления). Дополнительно, блок 41 вычисления вычисляет второе накопленное разряженное количество электричества (этап S221: второй этап вычисления). Описанную выше обработку повторяют до тех пор, пока на этапе S222 не определяют, что значение, представляющее количество циклов заряда/разряда до данного момента времени, не превысило число P, установленное заранее (например, число в диапазоне от 2 до 20).
Здесь блок 43 управления вычисляет количество циклов заряда/разряда, каждый из которых содержит цикл заряда и непосредственно следующий после него цикл разряда, и каждый раз, когда выполняют обработку на этапах S222 и S224, количество циклов заряда/разряда вычисляют вплоть до момента времени, пока не будет выполнен сброс времени, и количество циклов заряда/разряда начинают снова (этап вычисления).
2
2n-1
2
Когда на этапе S22 определяют, что значение, представляющее количество циклов заряда/разряда, вплоть до этого момента времени, превышает количество P, установленное заранее, блок 43 управления выполняет заряд заряженным количеством электричества, полученным путем добавления ко второму накопленному в это время значению ошибки количества электричества, полученного как произведение разряженного количества D электричества при исходном разряде и коэффициента R, установленного заранее (этап S223).
2
2
2
2
После этого, блок 42 определения определяет, превышает ли второе накопленное разряженное количество электричества до этого времени второе установочное значение D (этап S224). Если второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D (ДА на этапе S224), блок 6 уведомления вырабатывает уведомление о том, что срок службы закончился (этап S225). С другой стороны, если определяют, что второе накопленное разряженное количество электричества меньше, чем второе установочное значение D (НЕТ на этапе S224), обработку на этапах S216-S223 повторяют, пока не определят, что второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D.
В соответствии с блок-схемами последовательности операций, изображенными на Фиг.1 и Фиг.2, все зарядки могут быть выполнены так, чтобы они соответствовали сохранению рабочих характеристик свинцово-кислотной батареи (например, прием заряда свинцово-кислотной батареи), таким образом, чтобы можно было свести к минимуму уменьшение количеств электричества, которые могут быть заряжены/разряжены; но обеспечение следования всех зарядов строго блок-схемам последовательности операций, изображенным на Фиг.1 и Фиг.2, в действительности не совместимо с применяемыми на практике режимами использования систем источника питания, в которых используется свинцово-кислотная батарея в качестве источника питания (например, источник питания для приведения в движение электрического транспортного средства). С другой стороны, для снижения уменьшения количеств электричества свинцово-кислотной батареи до возможной степени, необходимо дополнительно улучшить блок-схемы последовательности операций, изображенные на Фиг.3 и Фиг.4, которые просто сделаны совместимыми с фактически используемыми режимами систем источников питания, в которых применяются свинцово-кислотные батареи в качестве источников питания.
1
1
Следовательно, в блок-схемах последовательности операций, изображенных на Фиг.8 и Фиг.9, каждый раз, когда повторяются циклы заряда/разряда в первой области количество раз P, установленное заранее, блок 43 управления выполняет заряд таким образом, чтобы первое накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное произведению первого накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента RP, установленного как значение в диапазоне от 1 до 1,5.
2
p2
С другой стороны, каждый раз, когда циклы заряда/разряда во второй области повторяют определенное количество раз P, установленное заранее, блок 43 управления выполняет заряд таким образом, чтобы второе накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное произведению второго накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R, установленного как значение в диапазоне от 0,9 до 1,25. Следовательно, заряженным количеством электричества управляют с частотой, более близко соответствующей режиму использования пользователем свинцово-кислотной батареи.
p1
P2
p1
P2
p1
P2
p1
P2
Дополнительно, коэффициент R и коэффициент Rустанавливают таким образом, чтобы отношение R/R коэффициентов R и R удовлетворяло 1 < R/R ≤ 1,66.
p1
P2
p1
P2
p1
p2
p1
p2
1
2
Причины установки коэффициента R как значения в диапазоне от 1 до 1,5, установки коэффициента R как значения в диапазоне 0,9 до 1,25 и установки отношения R/R коэффициентов R и R в диапазоне 1 < R/R ≤ 1,66, являются теми же, что и в случае установки значения коэффициентов R и R.
Здесь в случаях, когда количество циклов заряда/разряда, используемых для вычисления накопленного значения, меньше чем два, при обеспечении совместимости с фактическим режимом использования системы источника питания, в которой применяется свинцово-кислотная батарея в качестве источника питания, ухудшается удобство для пользователя (например, транспортное средство с электроприводом не может перемещаться до тех пор, пока не закончится заряд, и аналогично). Дополнительно, когда количество циклов заряда/разряда, используемых для вычисления накопленного значения, больше чем 20, по существу, аналогично случаям, в которых используются блок-схемы последовательности операций, изображенные на Фиг.3 и Фиг.4, происходит достаточно заметное уменьшение количества электричества свинцово-кислотной батареи.
s1
max
max
1
1
max
max
1
1
Пятый вариант выполнения отличается тем, что в первом варианте выполнения, отношение D/Dмаксимального значения D и первого установочного значения D устанавливают в пределах диапазона от 20 до 200. В свинцово-кислотных батареях, в общем, хотя это зависит от состава электролита и других условий конфигурации, известно, что D/D находится в пределах диапазона от 20 до 200. И известно, что даже когда свинцово-кислотная батарея не полностью заряжена/разряжена, емкость свинцово-кислотной батареи имеет максимальное значение D, когда первое накопленное разряженное количество электричества достигло первого установочного значения D. Если эти факты будут установлены, тогда путем определения массы двуокиси свинца, используемой в свинцово-кислотной батарее, можно получить грубую оценку первого установочного значения D.
Здесь масса двуокиси свинца, используемой в свинцово-кислотной батарее, может быть определена путем разборки свинцово-кислотной батареи и выполнения количественного анализа.
4
2-
Шестой вариант выполнения отличается тем, что, в первом варианте выполнения, конфигурация свинцово-кислотной батареи представляет конфигурацию типа регулируемого клапана. Заряд/разряд свинцово-кислотной батареи сопровождается захватом и выделением ионов сульфата (SO ) в электролите в и из активного материала. По сравнению с конфигурациями жидкого типа, такими, как используются для запуска стартером двигателей внутреннего сгорания, свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием имеют уменьшенное количество электролита, таким образом, что влияние электролита на описанные выше реакции заряда/разряда снижается, и разграничение между первой областью и второй областью становится более четким, так, что предпочтительные результаты использования способа управления такого варианта выполнения улучшаются.
1
Таким образом, в соответствии с принципом работы, свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием выполнена так, что обеспечивается поглощение на отрицательном электроде газообразного кислорода, генерируемого на положительном электроде. И если количество электролита будет чрезмерным, электролит преграждает пути диффузии газа от положительного электрода к отрицательному электроду, так, что поглощение газообразного кислорода на отрицательном электроде затрудняется. Следовательно, в свинцово-кислотной батарее с клапанным регулированием, по сравнению со свинцово-кислотной батареей жидкого типа, количество электролита ограничено до малого количества. Следовательно, происходит флуктуация емкости свинцово-кислотной батареи в соответствии с активностью активного материала положительного электрода, а не количества электролита. Следовательно, разграничение между первой областью и второй областью, граница, на которой первое установочное значение D, при котором активный материал активированного положительного электрода начинает терять активность, является четкой, и предпочтительные результаты использования способа управления в соответствии таким вариантом выполнения улучшаются.
Ниже описан седьмой вариант выполнения.
На Фиг.10 изображена блок-схема, представляющая один пример системы источника питания в соответствии с седьмым вариантом выполнения. На Фиг.11 изображена блок-схема, представляющая один пример функционального модуля микрокомпьютера 4. Свинцово-кислотная батарея 1 электрически подключена к зарядному устройству 2, которое заряжает ее, и к нагрузке 3, через которую ее разряжают. С другой стороны, свинцово-кислотная батарея 1 также подключена к микрокомпьютеру 4. Микрокомпьютер 4 подключен к блоку 6 уведомления. Блок 6 уведомления уведомляет пользователя, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, используя голосовое сообщение, дисплей или аналогичное.
Здесь блок 6 уведомления может быть непосредственно подключен к микрокомпьютеру 4, но блок 6 уведомления и микрокомпьютер 4 также могут быть соединены через канал Bluetooth (зарегистрированный товарный знак) или другую беспроводную сеть, проводную сеть, включающую в себя оптическую передачу данных, или через телефонную сеть или другую существующую информационную сеть.
С помощью этих средств информация, относящаяся к состоянию свинцово-кислотной батареи, вырабатываемая микрокомпьютером 4 (например, информация, обозначающая, что срок службы свинцово-кислотной батареи закончился), может быть передана из свинцово-кислотной батареи 1 и микрокомпьютера 4 в блок 6 уведомления, расположенный в удаленном местоположении, для предоставления уведомления.
Дополнительно, когда используется такая информационная сеть, количество свинцово-кислотных батарей 1 и количество блоков 6 уведомления, которые уведомляют пользователей об их состоянии, не обязательно должны совпадать; например, количество блоков 6 уведомления может быть ассоциировано с одной свинцово-кислотной батареей 1, так, что каждый из блоков 6 уведомления обеспечивает предоставление уведомления в соответствии с информацией, относящейся к состоянию свинцово-кислотной батареи 1. В этом случае, если множество блоков 6 уведомления, например, установлено в множестве подстанций, в которых находится персонал, осуществляющий техническое обслуживание и инспекцию свинцово-кислотной батареи 1, в случае, когда техническое обслуживание и проверка определенной свинцово-кислотной батареи 1 становятся необходимыми, персонал, осуществляющий техническое обслуживание и инспекцию, может быть отправлен из подстанции, будучи в состоянии выполнить техническое обслуживание и проверку свинцово-кислотной батареи 1.
Дополнительно, в таком варианте выполнения, блоки 6 уведомления могут, например, быть выполнены на основе портативных телефонных терминалов или терминалов PHS (система для персональных мобильных телефонов), эти терминалы находятся у персонала, выполняющего техническое обслуживание и проверку, и информация, относящаяся к состоянию свинцово-кислотных батарей, так же, как информации о положении свинцово-кислотных батарей (ниже называется информацией, относящейся к свинцово-кислотной батарее 1), может быть передана в эти терминалы для предоставления уведомления.
Дополнительно, вместо передачи информации, относящейся к свинцово-кислотным батареям 1 во все блоки 6 уведомления портативного типа, информация о положении для блоков 6 уведомления, измеренная с использованием сигналов JPS, и доступное время работы персонала, занятого техническим обслуживанием и инспекцией, может быть проверена для передачи информации, относящейся к свинцово-кислотной батарее 1, и уведомления только блока 6 уведомления, который находится у персонала, занятого техническим обслуживанием и инспекцией, в положениях, находящихся поблизости к свинцово-кислотной батарее 1, требующей технического обслуживания или инспекции, и которые, дополнительно, имеют доступное рабочее время. Дополнительно, может использоваться конфигурация, в которой информацию, относящуюся к множеству свинцово-кислотных батарей 1, передают в один блок 6 уведомления, для предоставления уведомления. Описанные выше примеры могут применяться для такой конфигурации.
Используя описанное выше, в предпочтительной конфигурации, когда свинцово-кислотная батарея 1 требует определенного вида внимания, то есть, когда необходимы операции замены или инспекции, уведомляют о состоянии свинцово-кислотной батареи с помощью блока 6 уведомления, таким образом, чтобы персонал, занимающийся техническим обслуживанием и инспекцией, имеющий достаточные возможности для реагирования, может быстро оказать такое требуемое внимание для свинцово-кислотной батареи.
Как изображено на Фиг.11, микрокомпьютер 4 содержит, по меньшей мере, блок 40 накопителя, первый блок 41 вычислений, блок 42 определения, блок 43 управления, второй блок 44 вычисления, первый блок 45 вычисления ошибки, первый блок 46 вычисления накопленного значения ошибки, первый блок 47 вычисления процентного отношения (первый блок вычисления пропорции), второй блок 48 вычисления ошибки, второй блок 49 вычисления накопленного значения ошибки и второй блок 50 вычисления процентного отношения (второй блок вычисления пропорции).
1
2
1
2
p1
P2
1
2
В дополнение к различным программам, используемым для работы микрокомпьютера 4, блок 40 сохранения сохраняет описанные выше первое и второе установочные значения D и D. Дополнительно, блок 40 сохранения сохраняет описанные выше коэффициенты R, R, R, R. И блок 40 сохранения сохраняет описанные выше пороговые значения α и β (и числа P и P).
Первый блок 41 вычисления вычисляет первое накопленное заряженное количество электричества, путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, и, дополнительно, вычисляет первое накопленное разряженное количество электричества путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи.
Блок 42 определения определяет, находится ли цикл срока службы свинцово-кислотной батареи в настоящее время в первой области или во второй области, путем сравнения первого накопленного разряженного количества электричества, определенного первым блоком 41 вычисления на основе содержания блока 40 накопителя. Дополнительно, блок 42 определения определяет, превышает ли вычисленное первое процентное отношение (первая пропорция) пороговое значение α, установленное заранее. И блок 42 определения определяет, превышает ли вычисленное второе процентное отношение (вторая пропорция) пороговое значение β, установленное заранее.
Блок 43 управления выполняет различную обработку управления, описанную выше. После того, как блок 42 определения определит, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, второй блок 44 вычисления вычисляет второе накопленное заряженное количество электричества, путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда во второй области, и вычисляет второе накопленное разряженное количество электричества путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда во второй области.
1
После каждого выполнения цикла заряда в первой области, первый блок 45 вычисления ошибки вычисляет ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества во время выполнения цикла заряда первого опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее.
Первый блок 46 вычисления накопленного значения ошибки вычисляет первое накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибок в первой области, путем накопления ошибок после каждого вычисления ошибки. Первый блок 47 вычисления процентного отношения вычисляет первое процентное отношение, которое представляет собой процентное отношение первого значения накопленного значения ошибки относительно номинальной емкости свинцово-кислотной батареи (первая пропорция).
2
После каждого выполнения цикла заряда во второй области, второй блок 48 вычисления ошибки вычисляет ошибку, полученную в результате вычитания из заряженного количества электричества во время выполнения цикла заряда второго опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее.
Второй блок 49 вычисления накопленного значения ошибки вычисляет второе накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибок во второй области, путем накопления ошибок после каждого вычисления ошибки.
Второй блок 50 вычисления процентного отношения вычисляет второе процентное отношение, которое представляет собой процентное отношение от второго накопленного значения ошибки относительно номинальной емкости свинцово-кислотной батареи (вторая пропорция).
1m-1
1
1
Дополнительно, блок 43 управления управляет размыканием и замыканием переключателя 5, соединенного последовательно с зарядным устройством 2. Управление переключателем 5 с помощью блока 43 управления подробно поясняется с использованием блок-схем последовательности операций, изображенных на Фиг.3 и Фиг.4. Когда циклы заряда/разряда начинаются с неиспользовавшейся свинцово-кислотной батареей 1, до момента, когда первое процентное отношение PER1 превысит пороговое значение α, обработку на этапах S103-S109 повторяют; но при заряде на этапе S111, после того, как первое процентное отношение PER1 превысило пороговое значение α, блок 43 управления не замыкает переключатель 5 и заканчивает заряд от зарядного устройства 2, но замыкает переключатель 5, и обеспечивает окончание заряда от зарядного устройства 2 на этапе S111, когда заряженное количество электричества становится заряженным количеством электричества, полученным путем добавления к первому накопленному значению ошибки, когда первое процентное отношение PER1 превысило пороговое значение α, количества электричества, равного произведению разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее. В результате повторения такого заряда, управление может быть выполнено таким образом, что первое общее заряженное количество электричества будет представлять собой количество электричества, равное произведению первого общего разряженного количества электричества и коэффициента R, установленного заранее.
1
И когда определяют на этапе S112, что первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D, блок 42 определения определяет, что началась вторая область (что первая область закончилась).
2n-1
2,
2
Во второй области заряд и разряд повторяют до тех пор, пока второе процентное отношение PER2 не превысит пороговое значение β; при заряде на этапе S125, после того, как второе процентное отношение PER2 превысит пороговое значение β, блок 43 управления не замыкает переключатель 5 и заканчивает заряд от зарядного устройства 2, но замыкает переключатель 5, и обеспечивает окончания заряда от зарядного устройства 2, когда заряженное количество электричества становится заряженным количеством электричества, полученным путем добавления ко второму накопленному значению ошибки, когда второе процентное отношение PER2 превысило пороговое значение β, количество электричества, равное произведению разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента Rустановленного заранее. Путем повторения такого заряда, управление может быть выполнено таким образом, что второе общее заряженное количество электричества представляет собой количество электричества, равное произведению второго общего разряженного количества электричества и коэффициента R, установленного заранее.
2
И когда этап S121, который представляет собой конечный разряд, заканчивается, и определяют, что второе общее разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D, блок 42 определения определяет, что закончилась вторая область (свинцово-кислотная батарея достигла своего предела использования). Предпочтительные результаты седьмого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам первого варианта выполнения.
1
2
1
2
1
2
1
2
Восьмой вариант выполнения отличается тем, что в седьмом варианте выполнения, блок 40 накопителя сохраняет коэффициент R со значением в диапазоне от 1 до 1,5, коэффициент R со значением в диапазоне от 0,9 до 1,25, и тем фактом, что отношение R/R коэффициентов R и R таково, что 1 < R/R≤ 1,66. Предпочтительные результаты восьмого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам второго варианта выполнения.
1
max
max
1
.
Девятый вариант выполнения отличается тем, что в седьмом варианте выполнения отношение D/D максимального значения D и первого установочного значения D представляет собой значение в диапазоне от 20 до 200. Предпочтительные результаты девятого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам пятого варианта выполнения
Десятый вариант выполнения отличается тем, что в седьмом варианте выполнения конфигурация свинцово-кислотной батареи 1 представляет собой конфигурацию с клапанным регулированием. Предпочтительные результаты десятого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам шестого варианта выполнения.
Одиннадцатый вариант выполнения представляет собой вариант выполнения, описанный ниже.
Конфигурация системы источника питания в соответствии с одиннадцатым вариантом выполнения аналогична блок-схемам, изображенным на Фиг.10 и Фиг.11. Ниже приведено подробное описание изобретения с использованием блок-схем последовательности операций, изображенных на Фиг.8 и Фиг.9, с центром внимания на размыкание и замыкание переключателя 5, работа которого отличается от работы в системе источника питания в соответствии с седьмым вариантом выполнения.
1
1
1m-1
1
В одиннадцатом варианте выполнения, когда в первой области количество циклов заряда/разряда достигает заданного количества P в пределах диапазона от 2 до 20 (ДА на этапе S209), выполняют этап S210 заряда. При этом заряде блок 43 управления не замыкает переключатель 5 и заканчивает заряд от зарядного устройства 2, но замыкает переключатель 5 и обеспечивает окончание заряда от зарядного устройства 2 на этапе S210, когда заряженное количество электричества становится заряженным количеством электричества, полученным путем добавления к первому накопленному значению ошибки, когда количество циклов заряда/разряда достигает значения P, количества электричества, равного произведению разряженного количества D электричества в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее. Выполняя такой заряд, управление заряженным количеством электричества в первой области может быть выполнено с более высокой частотой, чем в седьмом варианте выполнения, в котором управление заряженным количеством электричества выполняют после того, как первый процент PER1 превысит пороговое значение α.
2
2
2n-1
2
Дополнительно, когда во второй области количество циклов заряда/разряда достигает заданного количества P в диапазоне от 2 до 20 (ДА на этапе S222), выполняют заряд на этапе S223. При таком заряде блок 43 управления не замыкает переключатель 5 и заканчивает заряд от зарядного устройства 2, но замыкает переключатель 5 и обеспечивает окончание заряда от зарядного устройства 2 на этапе S223, когда заряженное количество электричества становится заряженным количеством электричества, полученным путем добавления ко второму накопленному значению ошибки, когда количество циклов заряда/разряда достигает заданного количества P в диапазоне от 2 до 20, количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества D в непосредственно предшествующем цикле разряда и коэффициента R, установленного заранее. При выполнении такого заряда, управление заряженным количеством электричества во второй области может быть выполнено с более высокой частотой, чем в седьмом варианте выполнения, в котором управление заряженным количеством электричества выполняют после того, как второе процентное отношение PER2 превысит пороговое значение β.
Предпочтительные результаты одиннадцатого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам первого, третьего и четвертого вариантов выполнения.
p1
p2
p1
P2
p1
p2
p2
P2
Двенадцатый вариант выполнения отличается тем, что в одиннадцатом варианте выполнения блок 40 накопителя сохраняет коэффициент R со значением в диапазоне от 1 до 1,5, коэффициент R со значением в диапазоне от 0,9 до 1,25, и тем фактом, что отношение R/R коэффициентов R и R таково, что 1< R/R ≤1,66. Предпочтительные результаты двенадцатого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам комбинации первого - четвертого вариантов выполнения.
1
max
max
1
Тринадцатый вариант выполнения отличается тем, что в одиннадцатом варианте выполнения отношение D/D максимального значения D и первого установочного значения D представляет собой значение в диапазоне от 20 до 200. Предпочтительные результаты тринадцатого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам комбинации первого, третьего, четвертого и пятого вариантов выполнения.
Четырнадцатый вариант выполнения отличается тем, что в одиннадцатом варианте выполнения конфигурация свинцово-кислотной батареи 1 представляет собой конфигурацию, регулируемую клапаном. Предпочтительные результаты четырнадцатого варианта выполнения аналогичны предпочтительным результатам комбинации первого, третьего, четвертого и шестого вариантов выполнения.
Изобретение, имеющее следующую конфигурацию, в принципе, включено в описанные выше конкретные варианты выполнения.
1
max
1
1
1
1
2
2
2
1
Способ управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с одним аспектом изобретения отличается тем, что он содержит первый этап вычисления, на котором вычисляют первое накопленное заряженное количество электричества путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, и вычисляют первое накопленное разряженное количество электричества путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи; этап определения, на котором определяют, что свинцово-кислотная батарея находится в первой области, которая представляет собой частичную область в цикле срока службы от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи, когда первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет собой первое накопленное разряженное количество электричества, полученное, когда, в процессе изменения емкости свинцово-кислотной батареи, которая возникает из-за циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи, емкость представляет собой максимальное значение D, и определяют, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, которая представляет собой область, следующую после первой области, и продолжается до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи, когда первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D; второй этап вычисления, на котором, после определения на этапе определения, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, вычисляют второе накопленное заряженное количество электричества путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда во второй области и вычисляют второе накопленное разряженное количество электричества путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда во второй области; и этап управления, на котором управляют заряженным количеством электричества в первой области таким образом, что первое общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой первое накопленное заряженное количество электричества в конце первой области, представляет собой количество электричества, равное произведению первого установочного значения D и первого значения R, установленного заранее, и управляют, после определения, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, заряженным количеством электричества во второй области таким образом, что второе общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой второе накопленное заряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, представляет собой количество электричества, равное произведению второго установочного значения D, которое представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, и второго значения R, установленного заранее, как значение, меньшее, чем первое значение R.
1
max
Первая область, определенная таким способом, представляет собой область, в которой первое накопленное заряженное количество электричества, которое представляет собой накопленное значение заряженного количества электричества для каждого цикла заряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет собой первое накопленное разряженное количество электричества, когда емкость свинцово-кислотной батареи имеет максимальное значение D в процессе изменения емкости свинцово-кислотной батареи, возникающего в результате использования свинцово-кислотной батареи в циклах заряда/разряда. В этой первой области, после начала циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи, активный материл положительного электрода активируется, и емкость свинцово-кислотной батареи повышается.
x
n
4
4
В этой первой области меньшие количества оксидов свинца (PbO, PbO (1<x<2)), основных сульфатов свинца ((PbO)PbSO (n = от 1 до 4)) и сульфата свинца (PbSO), остающегося в активном материале положительного электрода, преобразуются в двуокись свинца, и двуокись свинца активируют, и как считается, в результате расширения ее площади поверхности, количество электричества, которое может быть разряжено на единицу массы активного материала положительного электрода постоянно увеличивается. Дополнительно, в первой области активная масса положительного электрода активируется таким образом, что, конечно, количество электричества, которое может быть заряжено, также увеличивается.
Если заряженное количество электричества в этой первой области недостаточно (более конкретно, если заряд/разряд продолжается, при котором заряд выполняют с меньшим заряженным количеством электричества, чем в непосредственно предшествующем разряженном количестве электричества), тогда описанная выше активация активного материла положительного электрода затрудняется, активность теряется, и количество электричества, которое может быть заряжено/разряжено, продолжает уменьшаться.
Следовательно, необходимо управлять заряженным количеством электричества в первой области таким образом, чтобы накопленное заряженное количество электричества во всей первой области становилось накопленным значением, равным или больше, чем накопленное значение всего разряженного количества электричества во всей первой области, и для исключения недостатка заряженного количества электричества, учитывая потери количества электричества, используемого во время заряда (например, количества электричества, необходимого для преобразования низких оксидов свинца и сульфатов свинца, или основных сульфатов свинца в двуокись свинца, или количества электричества, расходуемого при возникновении газообразного кислорода, который неизбежно возникает на положительной пластине электрода, и тому подобное).
1
1
1
Следовательно, в способе управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением, заряженным количеством электричества в первой области управляют таким образом, чтобы накопленное значение заряженного количества электричества во всей первой области (то есть первое общее заряженное количество С электричества, которое представляет собой накопленное заряженное количество электричества в конце первой области) представляло собой количество электричества, равное произведению первого установочного значения D и первого значения R, установленного заранее.
1
1
1
1
1
Здесь первое установочное значение D представляет собой накопленное разряженное количество электричества во время окончания первой области (то есть первое общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой накопленное разряженное количество электричества в конце первой области), так, что способ управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением обеспечивает возможность управления заряженным количеством электричества в первой области таким образом, что первое общее заряженное количество С электричества становится количеством электричества, равным произведению первого общего заряженного количества Сэлектричества и первого значения R, установленного заранее.
1
Следовательно, способ управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением может в первой области сделать первое общее заряженное количество Сэлектричества во всей первой области количеством электричества, равным или больше, чем первое общее разряженное количество электричества во всей первой области.
Таким образом, в способе управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением, накопленное значение заряженного количества электричества во всей первой области представляет собой накопленное значение, равное или больше, чем накопленное значение разряженного количества электричества во всей первой области, таким образом, что недостаток заряженного количества электричества может быть исключен в первой области. Следовательно, в первой области уменьшение в результате недостаточного заряда количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, может быть снижено.
1
Дополнительно, вторая область, определенная в соответствии с данным способом, представляет собой область, в которой первое общее разряженное количество электричества, которое представляет собой накопленное разряженное количество электричества в конце первой области, превышает первое установочное значение D. В этой второй области начинается потеря активности активного материала положительного электрода. В этой второй области происходит фрагментация двуокиси свинца, и более конкретно, фрагментация двуокиси свинца, имеющего кластерную структуру, и считается, что в результате отделения от исходного материала, его функция активного материала постепенно теряется. В этой второй области количество электричества, которое может быть заряжено/разряжено на единицу массы двуокиси свинца, продолжает постепенно уменьшаться. Когда в этой второй области заряженное количество электричества избыточно, происходит коррозия положительного электрода (коллектор тока), и количество электричества, которое может быть заряжено/разряжено снижается более заметно.
Следовательно, требуется осуществлять управление заряженным количеством электричества во второй области таким образом, что во второй области пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей второй области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей второй области будет меньше, чем пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей первой области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области для снижения заметного уменьшения количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате заряда с избыточно заряженным количеством электричества.
2
2
2
1
Следовательно, в способе управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением, заряженным количеством электричества во второй области управляют таким образом, что второе общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой второе накопленное заряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, представляет собой количество электричества, равное произведению второго установочного значения D, которое представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, и второго значения R, установленного заранее, как значение, меньшее, чем первое значение R.
2
2
1
2
2
1
Здесь, второе установочное значение D представляет собой накопленное разряженное количество электричества во второй области, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается (то есть второе общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой накопленное разряженное количество электричества в конце второй области), таким образом, что в способе управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с данным изобретением, заряженным количеством электричества во второй области можно управлять так, чтобы второе общее заряженное количество C электричества представляло собой количество электричества, равное произведению второго общего заряженного количества Cэлектричества и второго значения R, установленного заранее, как значение, меньшее, чем первое значение R.
Следовательно, используя способ управления свинцово-кислотной батареей в соответствии с настоящим изобретением, пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей второй области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей второй области может быть сделана меньшей, чем пропорция накопленного значения заряженного количества электричества во всей первой области к накопленному значению разряженного количества электричества во всей первой области. Следовательно, во второй области, может быть уменьшено значительное сокращение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате заряда с избыточными заряженным количеством электричества.
Емкость свинцово-кислотной батареи означает разряженное количество электричества, которое может быть извлечено из свинцово-кислотной батареи в предписанных условиях разряда. Еще в более общем случае, емкость свинцово-кислотной батареи означает разряженное количество электричества, когда свинцово-кислотную батарею разряжают из состояния, в котором состояние заряда (SOC) свинцово-кислотной батареи составляет 100%, пока не будет достигнуто состояние 0%. Такие условия разряда, как скорость разряда, напряжение отсечки разряда и температура батареи во время разряда устанавливают соответственно в соответствии с моделью или вариантом применения свинцово-кислотной батареи.
1
1
В соответствии с настоящим изобретением, используя описанные выше принципы, когда первое накопленное разряженное количество электричества, представляющее накопленное значение разряженного количества электричества с начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет границу между первой областью и второй областью, уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено, и после того, как первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D, ускорение уменьшения количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за избыточного заряда, может быть уменьшено.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, можно оценивать свойства свинцово-кислотной батареи, и соответствующий заряд можно повторять таким образом, чтобы по сравнению со способом управления, в котором свинцово-кислотную батарею заряжают случайным образом, можно было обеспечить более длительный срок службы свинцово-кислотной батареи.
1
2
1
2
1
2
В описанном выше способе желательно, чтобы первое значение R представляло собой значение в диапазоне от 1 до 1,5, чтобы второе значение R представляло собой значение в диапазоне от 0,9 до 1,25, и, кроме того, чтобы отношение R/R первого значения R и второго значения R было больше, чем 1 и равно или меньше, чем 1,66.
1
1
2
2
1
С помощью такого способа первое значение R представляет собой значение в диапазоне от 1 до 1,5, таким образом, чтобы все первое заряженное количество электричества C можно было сделать количеством электричества, равным или большим, чем первое общее разряженное количество электричества. Дополнительно, второе значение R является действительным в диапазоне от 0,9 до 1,25, таким образом, чтобы пропорция второго всего заряженного количества C электричества ко второму всему разряженному количеству электричества могла быть сделана меньшей, чем пропорция первого всего заряженного количества C электричества к первому всему разряженному количеству электричества.
1
1
Следовательно, когда первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D, которое находится на границе между первой областью и второй областью, уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть предотвращено, и после того, как первое накопленное разряженное количество электричества превысит первое установочное значение D, ускорение уменьшения количестве электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за избыточного заряда, может быть предотвращено.
1
В описанном выше способе желательно, чтобы был дополнительно предусмотрен этап вычисления установочного значения, на котором вычисляют первое установочное значение D в соответствии с температурой поверхности свинцово-кислотной батареи.
Обычно активность активного материала положительного электрода свинцово-кислотной батареи отличается в соответствии с температурой поверхности. Например, чем выше температура поверхности, тем выше активность активного материала положительного электрода, и, чем ниже температура поверхности, чем ниже активность. И чем выше активность активного материала положительного электрода, тем меньше накопленное разряженное количество электричества (то есть меньше количество циклов разряда), при котором емкость свинцово-кислотной батареи является максимальной, и чем ниже активность активного материала положительного электрода, тем больше накопленное разряженное количество электричества (то есть тем больше количество циклов разряда), при которых емкость свинцово-кислотной батареи является максимальной.
1
1
Используя этот способ, первое установочное значение D, которое представляет собой накопленное разряженное количество электричества, при котором емкость свинцово-кислотной батареи максимальна, вычисляют в соответствии с температурой поверхности свинцово-кислотной батареи, которая влияет на емкость свинцово-кислотной батареи; следовательно, первое установочное значение D может быть вычислено в соответствии со средой использования свинцово-кислотной батареи, и может быть реализован способ управления, подходящий для фактической среды использования.
2
2
В описанном выше способе желательно, чтобы этап определения, превысило ли второе накопленное разряженное количество электричества, вычисленное во второй области, второе установочное значение D, и этап разрешения обработки уведомления был предусмотрен дополнительно, когда второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D.
2
С помощью такого способа выполняют уведомление, когда второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, так, что пользователь может видеть, что срок службы свинцово-кислотной батареи закончился.
1
2
В описанном выше способе желательно, чтобы на этапе управления разряженным количеством электричества в каждом цикле заряда в первой области управляли таким образом, чтобы разряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляло собой значение, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем каждому циклу заряда, и первого значения R, и заряженным количеством электричества в каждом цикле заряда во второй области управляли таким образом, чтобы заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляло собой значение, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем каждому циклу заряда, и второго значения R.
1
2
С помощью такого способа, в первой области, заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и первого значения R. Дополнительно, во второй области заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и второго значения R.
Это означает, как в первой области, так и во второй области, что заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляет собой заряженное количество электричества, которое может снизить уменьшение количества электричества, которое свинцово-кислотная батарея может заряжать/разряжать, таким образом, чтобы можно было повторять обоснованный заряд, и можно было достичь еще большего срока службы свинцово-кислотной батареи.
1
Желательно, чтобы описанный выше способ дополнительно имел первый этап вычисления ошибки, на котором вычисляют, после каждого выполнения цикла заряда в первой области, ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда, первого опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее; этап вычисления первого накопленного значения ошибки, на котором вычисляют первое накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки в первой области в результате накопления ошибки при каждом вычислении ошибки; этап вычисления первой пропорции, состоящий в вычислении первой пропорции, которая представляет собой пропорцию первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи; этап определения первой пропорции, состоящий в определении, превысила ли вычисленная первая пропорция первое пороговое значение, установленное заранее; и этап коррекции, состоящий в, когда определяют, что первая пропорция превышает первое пороговое значение, выполнении заряда таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества.
1
Используя такой способ, когда в первой области пропорция первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи превышает первое пороговое значение, заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества. Это означает, что даже когда случайный заряд повторяют в первой области, первое общее заряженное количество электричества представляет собой количество электричества, равное произведению первого общего разряженного количества электричества и коэффициента R. Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено при подтверждении фактического состояния использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
2
Желательно, чтобы описанный выше способ дополнительно имел второй этап вычисления ошибки, на котором вычисляют, после каждого выполнения цикла заряда во второй области, ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда второго опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее; второй этап вычисления накопленного значения ошибки, на котором вычисляют второе накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки во второй области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки; второй этап вычисления пропорции, на котором вычисляют вторую пропорцию, которая представляет собой пропорцию второго значения накопленной ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи; второй этап определения пропорции, на котором определяют, превысила ли вычисленная вторая пропорция второе пороговое значение, установленное заранее; и этап коррекции, в соответствии с которым, когда определяют, что вторая пропорция превысила второе пороговое значение, выполняют заряд таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества.
2
С помощью такого способа, когда во второй области пропорция второго накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи превышает второе пороговое значение, заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества. Это означает, даже когда случайный заряд повторяют во второй области, второе общее заряженное количество электричества представляет собой количество электричества, равное произведению второго общего разряженного количества электричества и коэффициента R. Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено, при соответствии фактического состояния использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
1
P1
В описанном выше способе желательно, чтобы каждый раз, когда циклы заряда/разряда повторяют в первой области количество раз P, установленное заранее, заряд выполняют в непосредственно следующем цикле заряда таким образом, чтобы первое накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой количество электричества, равное произведению первого накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R, установленного заранее в диапазоне от 1 до 1,5.
1
В соответствии с таким способом, каждый раз, когда циклы заряда/разряда в первой области повторяют количество раз P, установленное заранее, заряженное количество электричества делают таким, чтобы первое накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда могло уменьшить снижение количества электричества, которым можно зарядить/разрядить свинцово-кислотную батарею, так, чтобы снижение количества электричества, которое можно зарядить/разрядить, из-за недостаточного заряда, можно было уменьшить при соответствии фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
2
p2
В описанном выше способе желательно, чтобы каждый раз, когда циклы заряда/разряда повторяют во второй области количество раз P, установленное заранее, заряд выполняют в непосредственно следующем цикле заряда таким образом, чтобы второе накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой количество электричества, равное произведению второго накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R, установленного заранее в диапазоне от 0,9 до 1,25.
2
С помощью такого способа, каждый раз, когда циклы заряда/разряда во второй области повторяют количество раз P, установленное заранее, заряженное количество электричества делают таким, чтобы второе накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда могло уменьшить значительное снижение количества электричества, которым свинцово-кислотная батарея может быть заряжена/разряжена, так, чтобы значительное снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за чрезмерного заряда, можно было уменьшить при соответствии фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
1
1
Желательно, чтобы описанный выше способ дополнительно имел первый этап вычисления ошибки, на котором вычисляют после каждого выполнения цикла заряда в первой области, ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного когда выполняют цикл заряда, первого опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее; этап вычисления первого накопленного значения ошибки, на котором вычисляют первое накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки в первой области, полученное в результате накопления ошибки после каждого вычисления ошибки; этап подсчета, на котором подсчитывают, после каждого выполнения цикла заряда/разряда в первой области, количество выполнения циклов заряда/разряда; и этап коррекции, на котором корректируют первое накопленное заряженное количество электричества, путем выполнения заряда каждый раз, когда число P циклов заряда/разряда повторяют, таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время.
1
1
p1
Используя такой способ, каждый раз, когда число P циклов заряда/разряда повторяют в первой области, заряд выполняют таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества. Это означает, даже когда случайный заряд повторяют в первой области, первое накопленное заряженное количество электричества непосредственно следующих P повторений циклов заряда/разряда представляет собой количество электричества, равное произведению первого накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R. Следовательно, уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено, при соответствии фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
2
2
Желательно, чтобы описанный выше способ дополнительно имел второй этап вычисления ошибки, на котором вычисляют после каждого выполнения цикла заряда во второй области ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда, второго опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее; этап вычисления второго накопленного значения ошибки, на котором вычисляют второе накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки во второй области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки; этап подсчета, на котором подсчитывают, после каждого выполнения цикла заряда/разряда во второй области, количества выполнений циклов заряда/разряда; и этап коррекции, на котором корректируют второе накопленное заряженное количество электричества, путем выполнения заряда, каждый раз, когда количество P циклов заряда/разряда повторяется, таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки в это время.
2
2
p2
Используя такой способ каждый раз, когда количество P циклов заряда/разряда повторяют во второй области, заряд выполняют таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества. Это означает, что, даже когда случайный заряд повторяют во второй области, второе накопленное заряженное количество электричества, непосредственно следующее после P повторений циклов заряда/разряда, представляет собой количество электричества, равное произведению второго накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R. Следовательно, значительное снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено из-за чрезмерного заряда, может быть уменьшено при соответствии фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
1
2
В описанном выше способе желательно, чтобы числа P и P, установленные заранее, представляли собой числа в диапазоне от 2 до 20.
С помощью такого способа каждый раз, когда в диапазоне от 2 до 20 циклов заряда/разряда выполняют в первой области и во второй области, первое или второе непосредственно следующее накопленное заряженное количество электричества принимают как заряженное количество электричества, которое может уменьшить снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено. Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, может быть уменьшено при соответствующей частоте, соответствующей фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
1
max
1
max
В описанном выше способе желательно, чтобы отношение D/D первого установочного значения D к максимальному значению D находилось в диапазоне от 20 до 200.
1
max
С помощью такого способа обычную свинцово-кислотную батарею, для которой отношение D/D находится в диапазоне от 20 до 200, можно использоваться, для воплощения способа управления в соответствии с настоящим изобретением.
В описанном выше способе желательно, чтобы свинцово-кислотная батарея была выполнена как свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием.
1
Обычно свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием имеют герметично закрытые конфигурации, таким образом, что электролит добавлять невозможно, и, таким образом, что емкость такой свинцово-кислотной батареи изменяется в соответствии с активностью активного материала положительного электрода, а не в связи с количеством электролита. Следовательно, существует четкое разграничение между первой областью и второй областью, имеющей в качестве границы первое установочное значение D, при котором активный материал активированного положительного электрода начинает терять активность, и, таким образом, могут быть улучшены предпочтительные результаты использования способа управления в соответствии с настоящим изобретением.
1
max
1
1
1
1
2
2
2,
1
Дополнительно, система источника питания в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения отличается тем, что содержит свинцово-кислотную батарею в качестве источника питания; зарядное устройство, предназначенное для заряда свинцово-кислотной батареи; первый блок вычисления, который вычисляет первое накопленное заряженное количество электричества путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, и который вычисляет первое накопленное разряженное количество электричества, путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи; блок определения, который определяет, что свинцово-кислотная батарея находится в первой области, которая представляет собой частичную область в цикле срока службы от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи до тех пор, пока срок службы свинцово-кислотной батареи не закончится, когда первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет собой первое накопленное разряженное количество электричества, получаемое, когда в процессе изменения емкости свинцово-кислотной батареи, возникающей в зависимости от циклов заряда/разряда свинцово-кислотной батареи, емкость имеет максимальное значение D, и определяет, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, которая представляет собой область после первой области и продолжается до тех пор, пока не закончится срок службы свинцово-кислотной батареи, когда первое накопленное разряженное количество электричества превышает первое установочное значение D; второй блок вычисления, который после определения блоком определения, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, вычисляет второе накопленное заряженное количество электричества, путем накопления заряженного количества электричества для каждого цикла заряда во второй области, и вычисляет второе накопленное разряженное количество электричества, путем накопления разряженного количества электричества для каждого цикла разряда во второй области; и блок управления, который управляет заряженным количеством электричества в первой области таким образом, что первое общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой первое накопленное заряженное количество электричества в конце первой области, представляет собой количество электричества, равное произведению первого установочного значения D и первого значения R, установленного заранее, и после того, как блок определения определяет, что свинцово-кислотная батарея находится во второй области, управляет заряженным количеством электричества во второй области таким образом, что второе общее заряженное количество C электричества, которое представляет собой второе накопленное заряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, представляет собой количество электричества, равное произведению второго установочного значения D, которое представляет собой второе накопленное разряженное количество электричества, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, и второго значения R установленного заранее, как значение, меньшее, чем первое значение R.
1
1
С помощью такой конфигурации, когда первое накопленное разряженное количество электричества, представляющее накопленное значение разряженного количества электричества от начала циклического использования свинцово-кислотной батареи, меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет границу между первой областью и второй областью, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного разряда, может быть уменьшено, и после того, как первое накопленное разряженное количество электричества превысит первое установочное D, ускорение снижения количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за избыточного заряда, может быть уменьшено.
Следовательно, с помощью настоящего изобретения можно оценивать свойства свинцово-кислотной батареи и можно повторять обоснованный заряд таким образом, что по сравнению с контрольным способом, в котором свинцово-кислотную батарею заряжают случайно, может быть достигнут более длительный срок службы свинцово-кислотной батареи.
1
2
1
2
1
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы первое значение R было значением в диапазоне от 1 до 1,5, чтобы второе значение R было значением в диапазоне от 0,9 до 1,25, и, дополнительно, чтобы отношение R/R первого значения R и второго значения R было больше 1 и было равно или меньше, чем 1,66.
1
1
2
2
1
С помощью такой конфигурации первое значение R представляет собой значение в диапазоне от 1 до 1,5, таким образом, чтобы первое полное заряженное количество C электричества можно было бы сделать количеством электричества, равным или большим, чем первое полное разряженное количество электричества. Дополнительно, второе значение R действительно в диапазоне от 0,9 до 1,25, таким образом, что пропорцию второго полного разряженного количества электричества ко второму полному заряженному количеству C электричества можно сделать меньшей, чем пропорция первого полного разряженного количества электричества к первому полному заряженному количеству C электричества.
1
1
Следовательно, когда первое накопленное разряженное количество электричества меньше, чем первое установочное значение D, которое представляет границу между первой областью и второй областью, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате недостаточного заряда, может быть уменьшено, и после того, как первое накопленное разряженное количество электричества превысит первое установочное значение D, можно снизить ускорение снижения количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате избыточного заряда.
1
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы блок управления вычислял первое установочное значение D в соответствии с температурой поверхности свинцово-кислотной батареи.
1
1
В соответствии с такой конфигурацией, первое установочное значение D, которое представляет собой накопленное разряженное количество электричества, при котором емкость свинцово-кислотной батареи максимальна, вычисляют в соответствии с температурой поверхности свинцово-кислотной батареи, которая влияет на емкость свинцово-кислотной батареи; следовательно, первое установочное значение D может быть вычислено в соответствии с условиями использования свинцово-кислотной батареи, и может быть реализован способ управления, в соответствии с фактическими условиями использования.
2
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы был дополнительно предусмотрен блок уведомления, предназначенный для выполнения обработки уведомления, и чтобы блок определения определял, превысило ли второе накопленное разряженное количество электричества, вычисленное во второй области, второе установочное значение D, и чтобы блок уведомления выполнял обработку уведомления, когда блок определения определяет, что второе накопленное разряженное количество электричества превысило второе установочное значение D.
2
В соответствии с такой конфигурацией выполняют уведомление, когда второе накопленное разряженное количество электричества превышает второе установочное значение D в момент времени, когда срок службы свинцово-кислотной батареи заканчивается, таким образом, чтобы пользователь мог видеть, что срок службы свинцово-кислотной батареи закончился.
1
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы блок управления управлял заряженным количеством электричества для каждого цикла заряда в первой области таким образом, чтобы заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляло собой значение, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем каждому циклу заряда, и первого значения R, и управлял заряженным количеством электричества для каждого цикла заряда во второй области таким образом, чтобы заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляло собой значение, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем каждому циклу заряда, и второго значения R.
1
2
В соответствии с такой конфигурацией, в первой области заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем заряженному количеству электричества и первому значению R. Дополнительно, во второй области, заряд выполняют таким образом, чтобы заряженное количество электричества для каждого цикла заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственном предшествующем заряженному количеству электричества, и второго значения R.
Это означает, как в первой области, так и во второй области, заряженное количество электричества для каждого цикла заряда делают заряженным количеством электричества, которое позволяет уменьшить снижение количества электричества, которым может быть заряжена/разряжена свинцово-кислотная батарея, таким образом, что более обоснованный заряд может повторяться, и может быть достигнут еще более длительный срок службы свинцово-кислотной батареи.
1
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы были дополнительно предусмотрены первый блок вычисления ошибки, который вычисляет, после каждого выполнения цикла заряда в первой области, ошибку, получаемую путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда, первого опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее, блок вычисления первого накопленного значения ошибки, который вычисляет первое накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки в первой области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки, и блок вычисления первой пропорции, который вычисляет первую пропорцию, которая представляет собой пропорцию первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи; и что блок определения определяет, превышает ли вычисленная первая пропорция первое пороговое значение, установленное заранее, и когда определено, что первая пропорция превышает первое пороговое значение, блок управления выполняет коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества, выполняя заряд таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время.
1.
В соответствии с такой конфигурацией, когда в первой области пропорция первого накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи превышает первое пороговое значение, заряд выполняют таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества. Это означает, что, даже когда заряд повторяют в первой области, первое общее заряженное количество электричества становится количеством электричества, равным произведению первого общего разряженного количества электричества и коэффициента R Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате недостаточного заряда, может быть уменьшено при соответствии фактическому состоянию использования свинцово-кислотной батареи пользователем.
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы были предусмотрены дополнительно второй блок вычисления ошибки, который вычисляет, после каждого выполнения цикла заряда во второй области, ошибку, получаемую путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда, второго опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее, блок вычисления второго накопленного значения ошибки, который вычисляет второе накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки во второй области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки, и второй блок вычисления пропорции, который вычисляет вторую пропорцию, которая представляет собой пропорцию второго накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи; и чтобы блок определения определял, превышает ли вычисленная вторая пропорция второе пороговое значение, установленное заранее, и когда определяют, что вторая пропорция превышает второе пороговое значение, блок управления выполняет коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества, выполняя заряд таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному в это время значению ошибки.
2
С помощью такой конфигурации, когда во второй области пропорция второго накопленного значения ошибки к номинальной емкости свинцово-кислотной батареи превышает второе пороговое значение, выполняют заряд таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки в это время, и выполняют коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества. Это означает, что, даже когда заряд повторяют во второй области, второе общее заряженное количество электричества становится количеством электричества, равным произведению второго общего разряженного количества электричества и коэффициента R. Следовательно, значительное снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за чрезмерного заряда, может быть уменьшено при соответствии фактического состояния использования пользователем свинцово-кислотной батареи.
1
p1
2
p2
p1
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы каждый раз, когда циклы заряда/разряда повторяют в первой области количество раз P, установленное заранее, блок управления выполнял заряд в непосредственно следующем цикле заряда таким образом, чтобы первое накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой количество электричества, равное произведению первого накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R, установленного заранее, и чтобы каждый раз, когда циклы заряда/разряда повторяют во второй области количество раз P, установленное заранее, блок управления выполнял заряд в непосредственно следующем цикле заряда таким образом, чтобы второе накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего цикла заряда представляло собой количество электричества, равное произведению второго накопленного разряженного количества электричества в это время и коэффициента R, установленного заранее, как значение, меньшее, чем коэффициент R.
1
Используя такую конфигурацию, каждый раз, когда количество P, установленное заранее, циклы заряда/разряда повторяют в первой области, первое накопленное заряженное количество электричества после выполнения непосредственно следующего после цикла заряда является заряженным количеством электричества, которое может уменьшить снижение количества электричества, которым может быть заряжена/разряжена свинцово-кислотная батарея, таким образом, чтобы снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено при более полном соответствии фактическому состоянию использования пользователем.
1
1
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы были предусмотрены дополнительно блок вычисления первой ошибки, который вычисляет, после каждого выполнения цикла заряда в первой области, ошибку, получаемую в результате вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда первого опорного разряда разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее, и блок вычисления первого накопленного значения ошибки, который вычисляет первое накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки в первой области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки; и чтобы блок управления вычислял, после каждого выполнения цикла заряда/разряда в первой области, количество циклов выполнения заряда/разряда и выполнял коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества, выполняя заряд каждый раз, когда повторяют количество Pциклов заряда/разряда, таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному в это время значению ошибки.
1
1
p1
Благодаря такой конфигурации, каждый раз, когда количество Pциклов заряда/разряда повторяют в первой области, заряд выполняют таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное первому накопленному значению ошибки, и выполняют коррекцию первого накопленного заряженного количества электричества. Это означает, что, даже когда заряд повторяют в первой области, первое накопленное заряженное количество электричества, непосредственно после повторения количества Pциклов заряда/разряда, представляет собой количество электричества, равное произведению первого накопленного разряженного количества электричества и коэффициента R. Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, из-за недостаточного заряда, может быть уменьшено при соответствии фактическому состоянию использования пользователем свинцово-кислотной батареи.
2
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы были предусмотрены дополнительно блок вычисления второй ошибки, который вычисляет после каждого выполнения цикла заряда во второй области, ошибку, полученную путем вычитания из заряженного количества электричества, полученного, когда выполняют цикл заряда, второго опорного разряженного количества электричества, равного произведению разряженного количества электричества в цикле разряда, непосредственно предшествующем циклу заряда, и коэффициента R, определенного заранее, и блок вычисления второго накопленного значения ошибки, который вычисляет второе накопленное значение ошибки, которое представляет собой накопленное значение ошибки во второй области, путем накопления ошибки после каждого вычисления ошибки; и чтобы блок управления вычислял, после каждого выполнения цикла заряда/разряда во второй области, количество выполнения циклов заряда/разряда, и выполнял коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества, путем выполнения заряда каждый раз, когда количество P циклов заряда/разряда повторяют таким образом, что заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикле заряда представляет собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному в это время значению ошибки.
2
2
P2
Благодаря такой конфигурации, каждый раз, когда повторяют количество P циклов заряда/разряда, заряд выполняют таким образом, чтобы заряженное количество электричества в непосредственно следующем цикла заряда представляло собой заряженное количество электричества, равное второму накопленному значению ошибки, и выполняют коррекцию второго накопленного заряженного количества электричества. Это означает, даже когда случайный заряд повторяют во второй области, второе накопленное заряженное количество электричества, непосредственно после повторения количества P циклов заряда/разряда, представляет собой количество электричества, равное произведению второго накопленного разряженного количества электричества и коэффициента R. Следовательно, можно снизить значительное уменьшение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, в результате чрезмерного заряда, при соответствии фактическому состоянию использования пользователем свинцово-кислотной батареи.
1
2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы числа P и P, установленные заранее, представляли собой числа в диапазоне от 2 до 20.
С помощью такой конфигурации, каждый раз, когда выполняют количество циклов заряда/разряда в диапазоне от 2 до 20 в первой области и во второй области, первое или второе накопленное непосредственно следующее заряженное количество электричества принимают как заряженное количество электричества, которое может уменьшить снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено. Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, может быть уменьшено, при соответствующей частоте, соответствующей фактическому состоянию использования пользователем свинцово-кислотной батареи.
P1
P2
p1
p2
p1
p2
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы коэффициент R представлял собой значение в диапазоне от 1 до 1,5, чтобы коэффициент R представлял собой значение в диапазоне от 0,9 до 1,25, и, дополнительно, чтобы отношение R/R коэффициентов R и R было больше, чем 1, и было равно или меньше, чем 1,66.
1
1
2
1
В соответствии с такой конфигурацией, коэффициент R делают равным значению в диапазоне от 1 до 1,5, таким образом, чтобы каждый раз, когда повторяют количество P циклов заряда/разряда в первой области, непосредственно следующее первое накопленное заряженное количество электричества может быть сделано количеством электричества, равным или большим, чем первое накопленное разряженное количество электричества в это время. Дополнительно, коэффициент R сделан равным значению в диапазоне от 0,9 до 1,25, таким образом, чтобы пропорция непосредственно следующего второго накопленного заряженного количества электричества ко второму накопленному разряженному количеству электричества в это время могла быть сделана меньшей, чем пропорция первого накопленного заряженного количества электричества, непосредственно после повторения количества P циклов заряда/разряда в первой области к первому накопленному разряженному количеству электричества в это время.
Следовательно, снижение количества электричества, которое может быть заряжено/разряжено, может быть уменьшено, при соответствующей частоте, соответствующей фактическому состоянию использования пользователем.
1
max
1
max
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы отношение D/D первого установочного значения D к максимальному значению D представляло собой отношение в диапазоне от 20 до 200.
1
max
В соответствии с такой конфигурацией, обычную свинцово-кислотную батарею, для которой D/D находится в диапазоне от 20 до 200, можно использовать для того, чтобы выполнять управление свинцово-кислотной батареей.
В описанной выше конфигурации желательно, чтобы свинцово-кислотная батарея была выполнена как свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием.
1
Обычно свинцово-кислотные батареи, регулируемые клапаном, имеют герметичную конфигурацию, таким образом, что добавлять электролит невозможно, и, таким образом, емкость такой свинцово-кислотной батареи изменяется в соответствии с активностью активного материала положительного электрода, а не в зависимости от количества электролита. Следовательно, с помощью такой конфигурации может быть обеспечено четкое разграничение между первой областью и второй областью, имеющей в качестве границы первое установочное значение D, при котором активный материал активированного положительного электрода начинает терять активность.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Способ управления свинцово-кислотной батареей и система источника питания в соответствии с настоящим изобретением способствуют использованию свинцово-кислотных батарей, которые являются безопасными и могут противостоять жестким условиям использования, в источниках питания электрических транспортных средств, в которых заряд преимущественно является нерегулярным, и, таким образом, может в значительной степени повлиять на промышленное развитие.