本发明涉及用于检测可再充电电池内部状态的检测方法和适合于实施所述 检测方法的检测装置。这里内部状态意思包括所述可再充电电池的损耗状态、剩 余容量(＝当前存储的电量＝可放电的容量)、可用容量(＝仍能够操作设备的 当前剩余电量)、充电容量、可存储电容量以及内电阻。本发明还涉及带有所述 检测装置的设备。本发明包括检测所述可再充电电池的所述内部状态的程序和其 中容纳有所述程序的媒体，其中程序和媒体可在所述检测方法和所述检测装置中 利用。

近年来，随着半导体元件的发展和微型轻量化高性能可再充电电池的发展， 诸如便携个人计算机、视频摄影机、数字相机、蜂窝电话和包括掌上PC的个人 数字助理这样的移动设备迅速发展起来。

另外，近年来，已经预测到由于空气中CO2气体含量增加导致所谓温室效应 使全球变暖。例如，在热电厂中，把通过燃烧矿物染料得到的热能转换为电能， 并且随着这种矿物染料的燃烧，把大量CO2气体排放到空气中。因此，为抑制这 种状况，一种趋势是禁止新建热电厂。在这些环境中，为有效利用热电厂等的电 力发电机产生的电力，提出所谓的负载均衡作法，其中使用安装有可再充电电池 的负载调节器，把夜间不使用的盈余电力存储安装于一般家庭中的可再充电电 池中，并且在白天用电需求增加时使用这样存储的电力，从而平衡耗电量。

此外，近年来，已经建议使用包括可再充电电池并且不消耗任何污染物质 的电动车辆。另外，还建议使用混合型电力汽车，其中应用可再充电电池与内燃 机或燃料电池的组合，并且提高燃料效率，同时限制污染物质的燃烧。作为在这 些电动车辆和混合型电力汽车中使用的可再充电电池，希望开发的是具有高能量 密度的高性能可再充电电池。

用在移动设备、实施负载均衡的负载调节器、电动车辆和混合型电力汽车 中的这种可再充电电池通常包括使用锂的还原氧化反应的可充电锂电池(包括锂 离子电池)、镍氢可再充电电池、镍镉可再充电电池和铅可再充电电池。

顺便提及，在移动设备、负载均衡的负载调节器、电动车辆和混合型电力 汽车的每一个中，为防止移动设备、负载调节器、电动车辆或混合型电力汽车突 然停止，重要的是能准确地检测可充电容量(剩余容量)、可用容量和可再充电 电池的寿命。

为检测可再充电电池的可用容量，已知一种方法，其中测量电池电压并且 基于测量的结果，估测可用容量。

术语可再充电电池的“剩余容量”指的是可被放电的当前存储的电量。

术语“可用容量”指的是可再充电电池的当前剩余电量，具有所述可再充 电电池的设备(或设施)用该电量仍可操作。可用容量包括在术语剩余容量中。

前述的方法适用于锂离子电池的情况，在这种情况下，阳极材料包括难以 转换为石墨并且与石墨不同的含碳材料，由于电池电压与要被放电的电量成比例 地逐渐下降，从而当前剩余电量可通过测量电池电压检测到。但是，该方法并非 总适用于其它可再充电电池中，在这些其它可再充电电池中，其电池电压与锂离 子可再充电电池(其阳极包括石墨)不同，其电池电压不与要被放电的电量成比 例地逐渐下降，这里，因为电池电压根据流过电流而改变并且不与要被放电的电 量成比例，所以难以准确地检测剩余容量。此外，在其性能已经被损耗到接近其 寿命的可再充电电池的情况下，检测剩余容量非常困难。另外，在其阳极材料包 括石墨系列的含碳材料的锂离子可再充电电池的情况下，由于电池电压相对于要 被放电的电量是平坦的，难以根据前述方法从电池电压得到剩余容量。

已知有检测可再充电电池的剩余容量的另一种方法，其中存储累积的放电 电量，并且从充电电量中减去累积的放电电量来得到当前剩余电量(即剩余容 量)。但是，这个方法具有下面所述的这些不足。即，必须总是存储电流值和放 电时间。此外，在对放电深度未知的可再充电电池执行附加充电的情况下，尽管 可检测到那时的充电量，但因为附加充电之前可再充电电池的剩余容量是未知 的，故不能准确检测在可再充电电池进行充电之后可再充电电池的剩余容量。当 在这种情况下采用该方法时，由于该方法是通过在放电前比较累积放电电量与剩 余容量得到剩余容量的，因此在测量中可能会发生大的误差。

因此，该方法难以应付其性能已经被损耗到接近其寿命的可再充电电池， 难以准确检测剩余容量。

目前，日本未审专利出版物No.2066/1992公开了一种根据脉冲放电后电池 电压恢复特性观察铅电池容量的方法。日本未审专利出版物No.136774/1992公 开了一种方法，其中对于可再充电电池，在电源接通时，以大电流执行暂时放电 来检测电池电压的下降，检测到的下降值与预先判断的电池电压值作比较，当差 值大时，判断为剩余容量不足。日本未审专利出版物No.16607/1999公开了一 种方法，其中对于可再充电电池，测量把规定电流应用了规定时间周期时的电池 电压，并且将测量的电池电压与前面建立的电池电压剩余容量对照表作核对，以 获得电池的剩余容量。但是，对于其性能已经损耗成升高内电阻或下降电池容量 的可再充电电池，这些方法的任何一个都难以准确检测剩余电池容量。

另外，日本未审专利出版物No.134742/1997公开了一种方法，其中对于 可再充电电池，在流过交变电流的同时，通过阻抗测量设备测量刚好在到达放电 结束电压之前的内阻抗，以确定可再充电电池的性能是否被损耗。但是，这个方 法并不实用，因为用于测量阻抗的这种阻抗测量设备要求有交变电流产生电路， 并且由于这一点，涉及的设备不可避免地扩大规模，另外，在操作可再充电电池 期间，不能进行测量。

在这些情况下，有一种增长的需求是提供一种甚至在电池容量下降或内电 阻升高以及性能损耗的时候都能准确对任何可再充电电池检测当前剩余电量的检 测方法和检测装置。此外，为准确检测其寿命，即其性能损耗，希望开发出适用 于任何可再充电电池的检测方法与检测装置。

本发明旨在解决已有技术的不足，即在所提出的所有方法中的可再充电电 池当前剩余电量的检测精度差。

本发明的另一目的是提供一种检测方法，其甚至在可再充电电池是性能损 耗的可再充电电池时都能够以提高的精度检测任何可再充电电池的当前剩余电 量。

本发明的又一目的是提供一种检测装置，其甚至在可再充电电池是性能损 耗的可再充电电池时都能够以提高的精度检测任何可再充电电池的当前剩余电量

本发明还有一个目的是提供一种带有所述检测装置的设备。

本发明的又一目的是提供一种检测所述可再充电电池的内部状态的程序以 及容纳所述程序的媒体，其中程序和媒体都可用在所述检测方法和所述检测装置 中。

术语“内部状态”意思包括可再充电电池的损耗状态、剩余容量(可存储 的电容量)、可用容量以及内电阻。

为找到能准确检测给定可再充电电池的内部状态的实际可用的检测方法， 本发明人通过实验进行了研究，所述内部状态包括损耗状态、可存储电容量、剩 余容量、可用容量和内电阻。

尤其，实验研究以下面方式进行。首先，研究可再充电电池相对于其性能 是正常的还是损耗了。在发现可再充电电池已经被损耗的情况下，在检测可再充 电电池之前，根据这种损耗模式种类的状况判断损耗模式，计算剩余容量或内电 阻。

结果，发现这种方式在准确检测可再充电电池的内部状态方面是有效的。

在本发明的优选实施例中，对于若干正常可再充电电池，提供这些电池的 特性数据；基于所述数据，建立判断模式；对于待查的给定可再充电电池，判断 电池是否短路、电池的内电阻是否升高以及可存储的电容量相对于前面建立的判 断标准是否下降；之后，根据电池的状态(断路状态、充电状态或放电状态)， 获知电池的损耗程度，并且计算电池的剩余容量(当前存储的电量)。这样，可 能以高精度检测电池的内部状态。

而且，通过装配带有设计成使得根据本发明以高精度检测可再充电电池的 内部状态的检测方法可发生作用的电池模块、设备或机器，可能使得把可再充电 电池用作电源的电池模块或设备或机器最大程度地展现性能。

根据本发明的检测方法包括：

(i)一个步骤，其中提供大量正常未损耗可再充电电池，把这些电池在各种 温度条件下并且以各种充电或放电率独立地进行充电和放电，这里得到它们的电 池电压和它们的当前存储的电量(它们的电量能够被放电)或它们的放电容量， 并且从这些因素，得到基本数据；以及

(ii)一个步骤，其中对于待查可再充电电池(ii-a)，测量其电压值和/或 电流值，并且将测量的结果与所述基本数据作比较来判断：

(a)可再充电电池(ii-a)短路，

(b)可再充电电池(ii-a)的内电阻升高，

(c)可再充电电池(ii-a)的可存储电容量(可被存储的电量)下降，

(d)可再充电电池(ii-a)的可存储电容量下降并且其内电阻升高，

(e)可再充电电池(ii-a)是未损耗的(正常)。

这里，“正常可再充电电池”指的是可实现诸如产品(可再充电电池)的额 定容量等的性能规格的可再充电电池。

“可存储电容量”指的是在可再充电电池中可存储的电量，其对应于产品 额定容量。换言之，当前存储的电量(即，剩余容量)代表能从那时的状态放电 的电量。

在本发明中，还包括前述项(a)到(e)的两个或多个的组合的判断。

上述基本数据包括下面的因素：

(1)对于具有给定开路电压(Voc)的可再充电电池。测量电池的剩余容量 (Q)[当前存储的电量]时开路电压(Voc)。

关于电池的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)[当前存储的电量]的Voc(Q) 或Q(Voc)的数据或函数式关系式。函数Voc(Q)是开路电压函数式，作为剩余容 量(Q)的函数。函数Q(Voc)是剩余容量(Q)的函数式，作为开路电压(Voc) 的函数。

(2)对于充足电状态的正常可再充电电池，在各种温度条件下并且以各种放 电率Id测量电池电压Vd。充电暂时中止，此时测量开路电压(Voc)。电池电压 Vd对Id的数据或函数式Vd(Voc，Id，T)关系式。或者从上面(1)所述的开路电 压(Voc)对剩余容量(Q)的数据或函数式关系式Voc(Q)计算出数据或函数式 Vd(Q，Id，T)或(Vd，Id，T)。

(3)在上面(2)中，当电池的内电阻作成Rd时，建立关系表达式Vd＝Voc- Id×Rd或Rd＝(Voc-Vd)/Id。

从这个关系表达式计算出数据或基于数据得到函数式Rd(Voc，Id，T)。或者 从关于上面(1)中的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的Voc(Q)的数据或函数式 关系式得到内电阻(Rd)的数据或函数式Rd(Q，Id，T)或Q(RD，Id，T)。

(4)对于在温度条件T下维持的没有存储电量的正常可再充电电池，以充 电率(Ic)对可再充电电池充电，此时测量电池电压(Vc)，并且暂时中止充电， 此时测量开路电压(Voc)。

电池电压(Vc)、开路电压(Voc)和充电率(Ic)的数据或函数式Vc(Voc，Ic，T) 关系式。或者从关于上面(1)中的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的数据或函 数式Voc(Q)计算电池电压(Vc)的数据或函数式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)。

(5)在上面(4)中，当把电池内电阻作成Rc时，建立关系表达式 Vc＝Voc+Ic×Rc或Rc＝(Vc-Voc)/Ic。

从这个关系表达式计算数据或基于数据获得函数式Rc(Voc，Ic，T)。或者， 从关于上面(1)中的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的Voc(Q)的数据或函数 式关系式得到内电阻(Rc)的数据或函数式Rc(Q，Ic，T)或Q(Rc，Ic，T)。

前面的基本数据包括至少从上面(1)到(5)选择出的数据或函数式。

根据本发明中检测可再充电电池的内部状态的检测方法，在前面的基本数 据或函数式的基础上，并且参考从要在断路状态、充电状态或放电状态中进行检 测的可再充电电池的开路电压、电池电压和内电阻选择出的信息的同时根据规定 的判断模式，可准确检测可再充电电池的内部状态。

在本发明中，假设改变充电率或放电率时瞬时电池电压以指数函数e-t/τ表 达(e是自然常数的底。t是时间，τ是电池阻抗等确定的时间常数)，并且基 于该函数，计算内电阻、内电阻的升高比率和可存储的电容量的下降比率)，从 而可得到剩余容量(可放电容量)。

另外，在本发明的检测方法中，通过计算到达操作把可再充电电池用作电 源的设备所需的最大电压(最低操作电压)的剩余容量并参考设备的消耗电流或 消耗功率，可找到设备的剩余操作时间。这样，可提前避免设备操作的突然停止， 并且在适当的情况下用新的可再充电电池更换可再充电电池，或者执行对可再充 电电池的充电。

这样，本发明提供一种检测方法和检测装置，其能以高精度检测可再充电 电池的内部状态。根据本发明，能容易地控制把可再充电电池用作电源的设备或 设施电源。另外，可容易地找到设备或设施的剩余操作时间、对电源充电需要的 定时以及用新的可再充电电池更换可再充电电池需要的定时。另外，通过向把可 再充电电池用作电源的电池模块、充电器、设备或设施增加本发明的检测装置， 能把作为电源的可再充电电池的性能展现到极致。此外，可使得设备或设施有效 地操作以把功能最大化。还有，通过向检查设备增加本发明的检测装置来在装运 之前确定可再充电电池产品是否良好，可以高精度执行可再充电电池产品的装运 检查。

根据本发明，可再充电电池拥有的能量可被最大程度地应用，使得可理想 地把将可再充电电池用作电源的设备的操作时间拉长。

图1表示本发明中用于检测可再充电电池的内部状态的检测方法的一个实 施例的流程图；

图2表示判断不操作的可再充电电池中是否存在短路的步骤的流程图示例；

图3表示检测方法中的步骤的流程图的示例，其中从可再充电电池处于断 路状态开始对可再充电电池执行放电操作，判断可再充电电池是否正常、内电阻 是否升高或可存储的电容量是否下降；

图4表示计算图3中的可再充电电池的内电阻的升高的步骤的流程图的示 例，其中判断是否内电阻升高；

图5表示计算图3中的可再充电电池的可存储的电容量的下降的步骤的流 程图的示例，其中判断是否可存储的电容量下降；

图6表示步骤的流程图示例，其中从可再充电电池处于断路状态开始对可 再充电电池执行充电操作，判断可再充电电池是否正常、内电阻是否升高或可存 储的电容量是否下降；

图7表示计算图6中的可再充电电池的内电阻的升高的步骤的流程图的示 例，其中判断是否内电阻升高；

图8表示计算图6中的可再充电电池的可存储的电容量的下降的步骤的流 程图的示例，其中判断是否可存储的电容量下降；

图9表示判断结束充电操作的可再充电电池中是否存在短路的过程的流程 图的示例；

图10表示对恒定电流恒定电压充电的可再充电电池，判断可再充电电池是 否正常、内电阻是否升高或可存储的电容量是否下降的流程图的示例；

图11表示对处于充电状态的且对于电池电压或电池温度的改变进行控制的 可再充电电池，判断可再充电电池是否正常、内电阻是否升高或可存储的电容量 是否下降的流程图的示例；

图12表示对恒定电流充电的可再充电电池，判断可再充电电池是否正常、 内电阻是否升高或可存储的电容量是否下降的流程图的示例；

图13表示对放电的可再充电电池，判断可再充电电池中是否存在短路的流 程图的示例；

图14表示对放电的可再充电电池，判断可再充电电池是否正常、内电阻是 否升高或可存储的电容量是否下降的流程图的示例；

图15表示计算图14中的可再充电电池的内电阻的步骤的流程图的示例， 其中判断是否内电阻升高；

图16表示计算图14中的可再充电电池的内电阻和可存储的电容量的步骤 的流程图的示例，其中判断是否可存储的电容量下降；

图17表示在图15和16中的充电期间中断例行程序的细节的流程图；

图18表示正常可再充电电池的曲线(1)[图18(1)]、曲线(2)[图18 (2)]和曲线(3)[图18(3)]，其中所述曲线(1)是开路电压对于剩余容量 的关系的示例，所述曲线(2)是电池电压(充电电压或放电电压)对于剩余容 量的关系的示例，所述曲线(3)是开路电压和内电阻对于剩余容量的关系的示 例；

图19表示正常可再充电电池的曲线(1)[图19(1)]、曲线(2)[图19 (2)]和曲线(3)[图19(3)]，其中所述曲线(1)是给定放电率的电池电压 对于剩余容量的关系的示例，所述曲线(2)是给定电池温度的电池电压(放电 电压)对于剩余容量的关系的示例，所述曲线(3)是开路电压和电池电压对于 剩余容量的关系的示例，该图分别表示放电操作的初始阶段、中间阶段和结束阶 段；

图20表示短路的可再充电电池和未短路的可再充电电池的开路电压随着时 间的变化的曲线；

图21表示曲线(1)[图21(1)]、曲线(2)[图21(2)]和曲线(3)[图 21(3)]，其中所述曲线(1)是其内电阻被升高的可再充电电池(a)的内电 阻和正常可再充电电池(b)的内电阻分别相对于剩余容量的关系的示例，所述曲 线(2)是可再充电电池(a)的电池电压(放电时)和可再充电电池(b)的电池 电压(放电时)分别对于剩余容量的关系的示例，所述曲线(3)是可再充电电 池(a)的电池电压(充电时)和可再充电电池(b)的电池电压(充电时)分别 对于剩余容量的关系的示例；

图22表示曲线(1)[图22(1)]、曲线(2)[图22(2)]，其中所述曲 线(1)是正常可再充电电池(a)的开路电压和其可存储点容量被下降了的可 再充电电池(b)的开路电压分别相对于剩余容量的关系的示例，所述曲线(2) 是可再充电电池(b)的并且是充电时电池电压和放电时电池电压分别相对于剩 余容量的关系的示例；

图23表示关于正常可再充电电池的曲线，表示出充电时开路电压和电池电 压与剩余容量的关系的示例，在所述曲线中，还一起表示出设备可实际应用的能 量的可用区域；

图24表示关于正常可再充电电池(a)和其可存储电容量被下降了的可再 充电电池(b)的曲线，其表示电池(a)放电时电池电压对于剩余容量的关系以及 电池(b)放电时电池电压对于剩余容量的关系的示例，在所述曲线中，还一起表 示出电池(a)的可用容量与电池(b)的可用容量之间的关系，这使得可实际应 用该设备；

图25表示曲线(1)[图25(1)]、曲线(2)[图25(2)]，其中所述曲 线(1)是对于从其断路状态进行恒定电流脉冲放电的可再充电电池的并且表示 出电池电压和电流与时间的关系示例的曲线，所述曲线(2)也是对于所述可再 充电电池的并且表示出电池电压的瞬时性能与从时间常数等式得到的外推电压之 间的关系的示例的曲线；

图26表示曲线(1)[图26(1)]、曲线(2)[图26(2)]，其中所述曲 线(1)是对于从其断路状态进行恒定电流脉冲充电的可再充电电池的并且表示 出电池电压和电流与时间的关系示例的曲线，所述曲线(2)也是对于所述可再 充电电池的并且表示出电池电压的瞬时性能与从时间常数等式得到的外推电压之 间的关系的示例的曲线；

图27表示一恒定电流充电时可再充电电池的电池电压与充电操作结束后电 池的开路电压随着时间的改变之间的关系的示例曲线；

图28表示曲线(1)[图28(1)]、曲线(2)[图28(2)]，其中所述曲 线(1)是对于从其断路状态进行恒定电流脉冲放电的可再充电电池的并且表示 出电池电压的改变与时间的关系示例的曲线，所述曲线(2)也是对于所述可再 充电电池的并且表示出放电率的改变与时间的关系示例的曲线；

图29是表示本发明中用于检测可再充电电池的内部状态的检测装置的示例 的简图；

图30是把图29的检测装置与可再充电电池的组合了安装在电池堆(模块) 中的实施例的简图；

图31是表示本发明中把图29所示的检测装置连接于多个可再充电电池的 设备示例的简图；

图32表示商用锂离子可再充电电池进行恒定电流恒定电压充电并且之后， 反复放电操作和中止放电操作的循环时电池电压的改变与时间的曲线，其中锂离 子电池的额定容量是1300mAh；

图33表示图32得到的结果的曲线，其中所述曲线表示放电时电池电压和 一中止放电操作时开路电压之间的关系，其中放电时电池电压从放电时的数据到 集分放电容量；

图34表示进行了100％充电的商用锂离子可再充电电池的曲线，其中锂离子 电池的额定容量是1300mAh，所述曲线代表当放电率改变时电池电压对集分放电 率的关系。

为解决已有技术缺点的同时实现本发明的前述目的，本发明人进行了实验 研究。结果，有下面的发现。即，把多个正常可再充电电池在规定温度条件下并 且以规定放电率分别进行充电和放电，其中检查它们当前存储的电量(它们的剩 余容量或它们的可放电容量)、它们的开路电压和它们的内电阻。基于所述多个 可再充电电池的检查的特性，把开路电压与内电阻的数据或函数关系式作为剩余 容量的函数总结为基本数据。对于要检查出的给定可再充电电池，检查其电池电 压和其电流值，接着是与所述基本数据作比较来判断待查的可再充电电池是正常 的还是被损耗了。并且基于检查的结果，计算可再充电电池的可存储电容量和/ 或内电阻并计算电池的剩余容量(＝剩余可放电容量＝当前存储的电量)。结果， 发现根据这个方式，可以高精度判断要检查的给定可再充电电池是正常的还是被 损耗了，并以高精度检测其剩余容量。

本发明在这一发现基础上完成。

下面具体说明本发明，如果必要还参考附图。

[正常可再充电电池的基本数据和函数式的获取]

可再充电电池的开路电压正比于阳极与阴极的化学电势差。根据给定时间 处阳极与阴极的每一个的化学电势，决定剩余容量(＝可放电容量＝当前存储的 电量)。即，根据剩余容量改变阳极与阴极的每一个的化学电势并将其与剩余容 量相关。换言之，剩余容量和开路电压彼此相关。阳极和阴极状态根据剩余容量 而不同，其中阳极和阴极的电阻值也不同。在这种连接中，当剩余容量改变时， 包括这种阳极和这种阴极的可再充电电池的内电阻也相应改变。

因此，可再充电电池的内电阻、开路电压和剩余容量之间存在关系。此外， 可再充电电池的电池电压、电流、开路电压和内电阻之间，有下面所述的关系。

[放电时的电池电压]＝[开路电压]-[放电率]×[内电阻]

[充电时的电池电压]＝[开路电压]+[充电率]×[内电阻]

考虑上面，本发明人发现对于给定可再充电电池，当得到内电阻与剩余容 量之间的关系以及开路电压与剩余容量之间的关系时，接着参考电池电压、电流、 开路电压和内电阻之间的关系，可计算剩余容量(＝可放电容量＝当前存储的电 量)。

图18(1)到18(3)以及图19(1)到19(2)是正常可再充电电池的图， 分别表示两种放电率(放电电流)下开路电压、充电电压或放电电压、内电阻和 开路电压、电池电压的关系，以及两种电池温度下放电电压与剩余容量的的关系。

尤其，图18(1)是其额定容量C或可存储电量(在损耗之前)为100％的 可再充电电池的曲线，表示开路电压(Voc)对剩余容量的关系式[即100×Q/C％]。 现在，可再充电电池的开路电压基本不依赖于电池的温度(T)(电池温度)但根 据剩余容量而决定。在这一方面，计算电池的开路电压(Voc)与剩余容量(Q)[或 可放电容量]的比，基于结果，得到开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的关系的数 据或函数式Voc(Q)或Q(Voc)。

但是，实际上，假设开路电压(Voc)为剩余容量(Q)的n阶多项式表达 式：Voc(Q)＝cn×Qn+cn-1×Qn-1+cn-2×Qn-2+....+c1×Q+c0(其中n是正整数），这里，测 量开路电压(Voc)，接着测量可被放电的电量(即可放电容量)，把得到的测量 值与Voc(Q)比较。在这种情况下使用最小平方或牛顿方法进行计算。这样，得 到最接近测量的数据的函数式近似。

图18(2)是其额定容量在电池温度在规定温度下为常数时做成100％的可 再充电电池的曲线，表示开路电压(Voc)、充电电压(Vc)和放电电压(Vd)对剩余 容量(＝当前存储电量)的关系。

图18(3)是其额定容量或可存储电容量(在损耗之前)做成100％的可再 充电电池的曲线，表示开路电压以及内电阻(R)对剩余容量(＝当前存储的电 量)的关系。

从图18(1)到18(3)所示的曲线表示的数据，得到关系表达式Vd＝Voc- Id×Rd[Rd是电池出放电时的内电阻，Id是放电电流(或放电率)]或关系表达 式Rd＝(Voc-Vd)/Id。根据这些关系式的任何一个，可计算出内电阻数据。这个 数据可被转换为函数式来得到Rd(Voc，Id，T)或Rd(Vd，Id，T)[T是电池温度]。 另外，根据关系表达式Vc＝Voc+Ic×Rc或Rc＝(Vc-Voc)/Ic，当电池充电时内电 阻为Rc[这里Vc是充电时的电池电压，Ic是充电电流]，计算出内电阻数据。 这个数据被转换为函数式以得到Rc(Voc，Ic，T)。另外，从图18(1)所示的数 据得到的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的这些数据或函数式以及数据或函数 式关系式Voc(Q)，可得到内电阻的数据或函数式Rd(Q，Id，T)或Q(Rd，Id，T)。

图19(1)是额定容量为100％的可再充电电池的曲线，表示放电电压(Vd) 对给定放电电流(Id＝i1，i2)与剩余容量的关系。现在，根据放电电流强度，电 池的内电阻也改变，由于这一点，电池电压也改变。当然，可以说根据充电时充 电电流的强度，改变电池的内电阻，并且由于这一点，也改变电池电压。

图19(2)是其额定容量或可存储电容量(在损耗前)为100％的可再充电 电池的曲线，表示开路电压(Voc)和放电电压(Vd)对给定电池温度(T＝T1，T2)与 剩余容量的关系。根据图19(2)的曲线所示的数据，可得到放电时的电池电压、 开路电压(Voc)、放电电流(Id)和电池温度(T)的关系。这个数据可被转换 为函数式以得到Vd(Voc，Id，T)。

从图18(1)所示的数据得到的开路电压(Voc)对剩余容量(Q)的这些数据 或函数式以及数据或函数式关系式Voc(Q)，可得到电池电压的数据或函数式 Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)。另外，当然，可以说可得到充电时可再充电电池电 压(Vc)、开路电压(Voc)、充电电流(Ic)与电池温度(T)的数据关系式。这 个数据可被转换为函数式来得到Vc(Voc，Ic，T）。

顺便提及，前述电池电压和前述内电阻的每一个可用对于位于(i)高于可再 充电电池中使用的电解质溶液凝固点的温度范围或(ii)高于可再充电电池中使 用的固化电解质的玻璃转变温度但低于所述固化电解质的熔融点的温度范围内的 电池温度的连续函数表达，但当电池温度位于所述温度范围(i)或所述温度范围 (ii)之外的温度范围内时，所述函数变得对于电池温度不连续。函数变得不连 续的原因是由于电解质溶液或固化电解质的离子传导性在这种温度范围内突然改 变。

现在，基于图18(1)到18(3)和图19(1)与19(2)所示的这样获取 的数据，可把可再充电电池的剩余容量(＝当前存储的电量)表达为开路电压的 函数式，电池电压可通过剩余容量(＝当前存储的电量)、电流和电池温度表达 为函数式，并且内电阻也可通过剩余容量(＝当前存储的电量)、电流和电池温 度表达为函数式。

打算获得的函数式可通过例如将其假设为以n级(n为正整数)等式表达的 函数并通过使得用最小平方或牛顿方法把其相对于涉及的数据的差别作到最小而 得到。

另外，图19(3)是其额定容量或可存储电容量(在损耗前)做成100％的 可再充电电池的曲线，表示开路电压和电池电压对剩余容量(＝当前存储的电量) 的关系，其分别包括放电操作的开始阶段(I)、中间阶段(II)和结束阶段(III)。 通过以这种方式分割所述关系，诸如开路电压、电池电压和内电阻分别与当前存 储的电量的关系的特性可通过简化了的低维等式表达。

[可再充电电池是否正常的判断]

在这个实施例中，实际上，在计算待查的可再充电电池的剩余容量(＝当 前存储的电量)之前，根据出于断路状态的可再充电电池的状况，在充电或放电 期间，采用适当的判断方法，其中通过与提前得到的正常可再充电电池的特性比 较来判断可再充电电池是否短路、内电阻是否升高或者电池是否正常。伺候，遵 循检查的结果，计算电池的剩余容量(＝当前存储的电量)。

在上面判断中，首先，判断可再充电电池是否短路。接着，判断可再充电 电池的可存储容量是否下降或其内电阻是否升高。随后，在这个实施例的检测方 法中，检测可再充电电池的包括剩余容量(＝当前存储的电量)、可存储电量、 内电阻、容量下降系数和电池寿命的内部状态。图1表示检测可再充电电池的这 种内部状态的过程的流程图的示例。在图1的实施例中，还表示出可再充电电池 用于充电操作的情况或可再充电电池连接于设备的情况下的流程图，其中对于前 者的情况，计算完充足电量或到充电操作结束时占用的时间周期，并且对于后者 的情况，计算使得能够利用设备的可用容量(＝当前仍能操作设备的剩余电量) 或可操作设备的时间周期。另外，图1的实施例设计成在判断可再充电电池是否 短路后，判断是否下降可存储电容量。但是可采用这样的流程图，其中在判断可 再充电电池是否短路后，判断是否升高内电阻，再是判断可存储电容量是否下降。

[是否存在短路的判断]

判断当前使用的可再充电电池是否短路的判断标准包括下面的情况(i)到 (iv)。

(i)中止可再充电电池而不进行充电或放电操作、发现短路电压随时间下 降的情况；

(ii)可再充电电池进行充电时，电池电压或开路电压的升高比正常可再 充电电池小的情况；

(iii)可再充电电池的开路电压明显比正常可再充电电池小并且放电时可 再充电电池的电池电压显著比所述正常可再充电电池大的情况；

(iv)可再充电电池的内电阻明显比正常可再充电电池小的情况。

在可再充电电池落在上述情况(i)到(iv)至少之一中时，判断可再充电电 池中是否出现短路。

图20曲线表示短路的可再充电电池的开路电压随时间的改变，还一起表示 出来短路的可再充电电池的开路电压随时间的改变。

[可再充电电池的内电阻的升高判断]

当在判断是否存在短路时前所使用的可再充电电池未落入上述情况(i)到 (iv)中任何一个的情况下，判断可再充电电池的内电阻升高。

(i)可再充电电池的开路电压基本与正常可再充电电池的相同但是充电时 可再充电电池的电池电压的升高大于充电时所述正常可再充电电池的电池电压的 升高。

(ii)可再充电电池的开路电压基本与正常可再充电电池的相同但是放电时 可再充电电池的电池电压的下降大于放电时所述正常可再充电电池的电池电压的 下降。

(iii)可再充电电池的内电阻大于正常可再充电电池的内电阻。

图21(1)是其额定容量(C)或可存储电容量(在损耗前)为100％的可再 充电电池的曲线，表示内电阻对剩余容量(Q)[＝当前存储的电量]，即100×Q/C％ 的关系，其中可再充电电池的升高的内电阻(R’=a×R+b)与正常可再充电电池的 内电阻(R)作比较。

图21(2)是其内电阻被升高(R’＝a×Rd+b)的可再充电电池与其内电阻是 正常的(R＝Rd)的正常可再充电电池的曲线，表示对于所述两个可再充电电池 的每一个放电时电池电压(Vd)对当前存储的电量的百分数(％)的关系。

图21(3)是其内电阻被升高(R’＝a×Rc+b)的可再充电电池与其内电阻是 正常的(R＝Rc)的正常可再充电电池的曲线，表示对于所述两个可再充电电池 的每一个充电时电池电压(Vc)对剩余容量(＝当前存储的电量)的百分数(％) 的关系。

现在，在从中止可再充电电池的时间到开始可再充电电池的充电或放电的 时间里可再充电电池的瞬时特性的基础上计算上述内电阻。

[可再充电电池的可存储电容量下降的判断]

当前使用的可再充电电池不落在判断是否存在短路的过程中的前面的(i) 到(iv)情况的任何一种中而是落在下面的情况(i)和(ii)至少之一中的情况下， 判断为可再充电电池的可存储电容量被下降。

(i)充电时可再充电电池的电池电压的升高和开路电压的升高大于充电时正 常可再充电电池的电池电压的升高和开路电压的升高。

(ii)放电时可再充电电池的电池电压的下降和开路电压的下降小于可再充 电电池短路时的电池电压的下降和开路电压的下降但大于放电时正常可再充电电 池的电池电压的下降和开路电压的下降。

对于当前使用的并且其内电阻不升高但其可存储电容量(C’)下降正常可再充 电电池的可存储电容量(C)的D倍的可再充电电池，剩余容量[Q’＝D×Q，其中Q 是所述正常可再充电电池的剩余容量]和开路电压(Voc)的关系变为如图22(1) 所示。这里剩余容量(＝当前存储的电量)的百分数％在其对应于100×Q/C％的条 件下表达，Q是所述可再充电电池的额定容量或可存储电容量(在损耗前)做成 100％时所述正常和容量减少的电池的剩余容量。

从正常可再充电电池的开路电压(Voc)对所述正常可再充电电池的剩余容 量(Q％)的函数式Voc(Q)，在下降可存储电容量后开路电压(Voc)对剩余容量 (Q’)的函数式表达为Voc(Q’/D)。

图22(2)表示当容量减少的可再充电电池进行充电或放电时电池电压对剩 余容量(＝当前存储的电量)的关系的曲线。

对于其可存储电容量从C下降到C’(C’＝D×C)的可再充电电池，基于正常可 再充电电池的函数式，充电时和放电时电池电压可表达为Vc(Q’/D，Ic，T)以及 Vd(Q’/D，Id，T)。

[可再充电电池是否正常的判断]

在当前使用的可再充电电池不落在判断是否存在短路、判断内电阻升高以 及判断可存储电容量的下降的过程中提到的前述任何一种情况中的情况下，判断 为可再充电电池的没有损耗而是正常的。

[可再充电电池达到可存储电容量的计算]

对于判断为正常的可再充电电池，通过测量开路电压(Voc)、充电电流(Ic) 或放电电流(Id)、电池电压(V)和电池温度(T)并使用剩余容量(Q)和开路 电压(Voc)的关系式Voc(Q)或者放电时或充电时电流值(I)、电池温度(T)和 电池电压(V)的关系式V(Q，I，T)，可得到可再充电电池的剩余容量(Q)。

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

其内电阻被升高但可存储电容量不被升高的可再充电电池具有基本上与其 开路电压是正常的可再充电电池相等的开路电压。因此，前者的可再充电电池的 剩余容量(＝当前存储的电量)可通过测量其开路电压来获得。另外，对于前者 可再充电电池，在测量电流和电池电压来得到内电阻后，可得到可存储电容量。

另外，在计算可存储电容量的下降系数(D)和升高的内电阻(R’)的同时， 可得到其可存储电容量被下降并且其内电阻被升高的可再充电电池的剩余容量。

[可再充电电池的内电阻的计算]

对于其内电阻升高的可再充电电池，通过假设内电阻的升高的值(R’)能够 以下面所示的这种正常电阻(R)的函数表达：

R’＝a×R，R’＝a×R+b，或R’＝an×Rn+an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+.....+a1×R+a0(n是正整数)

并且通过从多个电流和电池电压的测量值得到常数a，b，an，an-1，...a1和a0， 可得到升高的内电阻的值。

[可再充电电池的可存储电容量的下降系数(比率)的计算]

对于其可存储电容量下降的可再充电电池，从把可存储电容量下降到前面 所述的D倍后开路电压(Voc)对剩余容量(Q’)的关系式Voc(Q’/D)，并且从 充电时的电池电压(Vc)对实际充电期间剩余量容(Q’)和剩余容量的升高的关系 式Vc(Q’/D，Ic，T)或从放电时的电池电压(Vd)对实际放电期间剩余容量(Q’)和 剩余容量的下降的关系式Vd(Q’/D，Id，T)，可计算可存储电容量的下降系数(D)。

由此，可得到可再充电电池的实际剩余容量(Q’)。

[可用在设备中的可用容量以及可操作设备的时间周期]

可再充电电池中的术语“可用容量”等价于仍能操作设备的当前剩余的电 量。

在把可再充电电池用作电源的设备中，可用以操作设备的最小电压根据涉 及的设备的种类或规模确定。在用在给定设备中的可再充电电池的电压变得低于 操作设备所需的最小操作电压的情况下，甚至在可被放电的某电量应保持在可再 充电电池中时，也不能使用可再充电电池。这里，可再充电电池中的当前的剩余 电量叫作“可用容量”。

对可用容量作出说明。当操作设备之前的可再充电电池的剩余容量(当前 存储的电量)作为第一剩余容量(Qa)并且可再充电电池的电压到达设备的最 小操作电压时的可再充电电池的另一剩余容量(另一当前存储的电量)作为第二 剩余容量(Qmin)时，对应于从第一剩余容量(Qa)减去第二剩余容量(b)得到 的差值的电量对应于可用容量。

图23是正常可再充电电池的曲线，表示放电时开路电压和电池电压对剩余 容量(％)[来自额定容量或可存储电容量(C)]的关系，其中当使用可再充电电 池时把剩余容量作为Q并且可再充电电池的电池电压到达设备的最小操作电压 (Vmin)时的另一剩余容量，即可用容量是[Q-Qmin]。

图24是其可存储电容量从C下降到C’(C’＝D×C)的可再充电电池(i)和正常 可再充电电池(ii)的曲线，表示对于两个可再充电电池的每一个，在放电期 间电池电压对剩余容量(％)的关系。现在，当其电池温度为T、其放电电流是 Id并且其电池电压是Vd的容量下降的可再充电电池(i)的剩余容量作为Q’时， 在Vd处正常可再充电电池(ii)的剩余容量(Q)变为Q＝Q’/D(D是可存储电容量 的下降系数)。并且当其电池电压到达设备的最小操作电压(Vmin)时的容量下降 的可再充电电池(i)的剩余容量为Q’min时，在Vmin处可再充电电池(ii)的剩余 容量变为Qmin＝Q’min/D(D是可存储电容量的下降系数)。因此，从放电时可再充 电电池的各个关系表达式Vd＝Vd(Q’/D，Id，T)和Vmin＝Vd(Q’min/D，Id，T)，可对 容量下降的可再充电电池(i)计算在Vd处的剩余容量Q’和在Vmin处的剩余容 量Q’min，其中，可再充电电池(i)的可用容量变为[Q’-Q’min]。

可操作设备的时间周期可由用设备的消耗电流分割上面可用容量得到的时 间或通过用设备的消耗功率分割直到可再充电电池的电池电压到达设备的最小操 作电压之前的可再充电电池的可用容量提供的能量得到的时间表达。

[各种使用状况中可再充电电池的内部状态检测]

在断路状态(或中止状态)中可再充电电池的内部状态检测：

(判断可再充电电池中是否存在短路)

测量中止状态中给定可再充电电池的开路电压(Voc)随时间的改变。

当Voc的下降率大于规定的值(vo)时，即-dVoc/dt＞vo＞0，判断为可再充电 电池短路。

当Voc的下降率为0≤-dVoc/dt≤vo，判断为可再充电电池不短路。

图2表示判断待查的可再充电电池中是否存在短路的过程的流程图。

从中止阶段到放电阶段可再充电电池的内部状态的检测

当待查的给定的可再充电电池处于中止状态而不进行充放电时，测量电池 的开路电压(Voc)随时间的改变。此后，电池以电流值I1×时间t1的电量(q1)从 开路电压(Voc)进行放电，这里，测量直到放电操作结束之前的时间里电池电压 (V)和放电操作结束后的开路电压(Voc)，从而判断电池正常还是损耗。

图25(1)用图形表示了上述操作中电池电压随时间的改变和电流随时间的 改变。

上述操作中的放电电流优选包括矩形波电流或脉冲电流。

图3表示对待查的给定的可再充电电池从电池中止阶段开始进行放电操作 的过程的流程图，并且判断内电阻是否升高或可存储电容量是否下降。

在图3的流程图中的情况1(S310)中，可存储电容量大于正常可再充电电 池的前面要求的可存储电容量，因此涉及的可再充电电池也视为正常。另外，在 图3的流程图中的情况2(S216)中，内电阻小于正常可再充电电池的前面要求 的内电阻但不存在短路，因此涉及的可再充电电池也视为正常。

现在，图4和图5分别表示判断出内电阻升高后的内电阻计算和判断出可 存储电容量下降后内电阻的计算，其在后面说明。

1.判断短路的存在

如前所述，当可再充电电池的开路电压(Voc)的下降率大于规定的值(Vo) 时，即，-dVoc/dt＞vo＞0，判断为可再充电电池短路。

2.可再充电电池是否正常或其内电阻是否升高的判断：

对于判断为其开路电压(Voc)的下降率小于判断(1)中的上述规定值(Vo) 的可再充电电池，可再充电电池以下面方式进行是否正常或其内电阻实际是否升 高的判断。    

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

参考图25(1)所示的曲线，测量中止状态的可再充电电池，测量开路电压 (Voc)。之后，从可再充电电池，放电电流I1×时间t1的电量q1，其中测量放电 操作期间的电池电压(V)和放电操作结束后的开路电压(Voc)。在这种情况下， 当可再充电电池是可存储电容量没有下降的情况时，应提供这样的结果：当开路 电压为Voc0时剩余容量(Q)是Q0＝Q(Voc0)，在放电电量q1后剩余容量为Q0-q1， 并且开路电压是Voc(Q0-q1)。这里，剩余容量(Q)用开路电压(Voc)的函数 式Q＝Q(Voc)表达，并且开路电压(Voc)用剩余容量(Q)的函数式Voc＝Voc (Q)表达。

当开路电压Voc(Q0-q1)与测量值Voc1之差为f0≤[Voc(Q0-q1)-Voc1]≤ f1(f0＜0＜f1)并且落在相应正常可再充电电池产品的特性变化范围中时，认为待 查的可再充电电池基本上与正常可再充电电池相同。这样，把可再充电电池判断 为可存储电容量没有减少。

另外，假设当电池放电操作开始时在初始阶段可再充电电池的电池电压的 瞬时特性以下面等式表达：

V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V为电池电压，t为放电时间，V1为放电时间外 延到无限大时电池的电池电压，τ为电池内电阻等确定的时间常数)。根据电池 电压到测量的放电时间并根据所述等式，计算当以放电电流I1从开路电压Voc0 开始放电操作时的时间常数τ和电池电压V1。

图25(2)表示电池电压V1和其瞬时特性之间的相关性的曲线。

当可再充电电池的内电阻作为R1时，R1可从等式V1＝Voc0-I1×R1和等式 R1＝(Voc0-V1)/I1得到。可再充电电池的内电阻R1与对应正常可再充电电池的 内电阻(Rd)[放电时］对前面得到的开路电压(Voc0)[或剩余容量(Q0)]、放电 电流(I1)和电池温度(T)的关系表达式Rd(Voc0，I1，T)[或Rd(Q0，I1，T)]的 比较。

在上面比较中，

(i)当(待查的)可再充电电池的内电阻R1基本上为正常可再充电电池的内 电阻Rd(Voc0，I1，T)或Rd(Q0，I1，T)时，换言之，当可再充电电池的内电阻R1 落在相应可再充电电池产品的r1≤[R1-Rd(Q0，I1，T)]≤r2(r1＜0＜r2)的变化范 围中时，判断可再充电电池正常。

(ii)当(待查的)可再充电电池的内电阻R1落在相应可再充电电池产品的 [R1-Rd(Q0，I1，T)]＞r2(0＜r2)的变化范围中时，判断可再充电电池的内电阻 升高。

3.可存储电容量是否下降的判断

对于判断为其开路电压(Voc)的下降率小于判断1中的上述规定值(Vo)的 可再充电电池，可再充电电池以下面方式进行其可存储电容量是否下降的判断。

参考图25(1)所示的曲线，对于中止状态的可再充电电池，测量开路电压 (Voc0)。之后，从可再充电电池放电电流I1×时间t1的电量q1，其中测量在放 电操作期间的电池的电池电压(V)和放电操作结束后电池的开路电压(Voc1)。 在这种情况下，当可再充电电池是可存储电容量没有下降的情况时，应提供这样 的结果：当开路电压为Voc0时的剩余容量(Q)为Q0=Q(Voc0)，放电电量q1后剩 余容量是Q0-q1并且开路电压为Voc(Q0-q1)。

当开路电压Voc(Q0-q1)与测量值Voc1之差为[Voc(Q0-q1)-Voc1]＞f1(0＜ f1)时，把待查的可再充电电池判断为可存储电容量减少。

[内电阻的升高的计算]

在可再充电电池的内电阻是否升高的前面判断2中，当判断为内电阻升高 时，以下面方式计算升高的内电阻。

当假设内电阻从正常可再充电电池的内电阻R＝Rd(Q，Id，T)升高到 R’＝a×Rd(Q，Id，T)+b(其中，a和b是常数，Id是放电率(放电电流)，T是放电 温度)时，如下计算升高的内电阻值。

图4表示沿着图3中的B[S318(内电阻升高)]的流程图。尤其，图4表示 计算可再充电电池的内电阻升高的步骤的流程图的一个例子。

特别是，其要检查内电阻的可再充电电池从其中止状态至少放电2次。即， 从其开路电压为Voc0的可再充电电池，放电电流I1×时间t1的电量q1，并且之 后，从其开路电压为Voc1的可再充电电池，放电电流I2×时间t2的电量q2，其 中在放电操作结束之前的时间里，测量电池电压(V)并测量放电操作结束后开 路电压(Voc2)。

假设放电操作开始的初始阶段可再充电电池的电池电压的瞬时特性以等式 V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V是电池电压，t是放电时间，V1是放电时间t外延要 无限时电池的电池电压，τ是时间常数)表达。

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

从等式V1＝Voc0-I1×R1或R1＝(Voc0-V1)/I1计算此时可再充电电池的内 电阻R1。

类似地，根据等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ(V是电池电压，t是放电时间， V2是放电时间t外延到无限时电池的电池电压，τ是时间常数)，计算当以放电 电流I2从开路电压Voc1开始放电操作时的时间常数τ和电池电压V2。

从等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2计算此时可再充电电池的内 电阻R2。

然后根据等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0(Q0是开路电压为Voc0时的剩余容 量)和等式R2-[a×Rd(Q0-q1，I2，T)+b]=0(Q1＝Q0-q1并且是开路电压为Voc1时 的剩余容量)或R2＝[a×Rd(Q1，I，T)+b]＝0，计算常数a，常数b和剩余容量Q0，其 中在最后一个等式中Q1=Q(Voc1)。

以这种方式计算升高的内电阻Rd’＝a×Rd(Q，Id，T)+b。

在升高的内电阻的这个计算中，为估计改变放电电流时的电压值，使用以 时间常数τ表达的前面等式。但这并非限制性的。可使用其它能够被近似的其 它等式。

[可存储电容量的下降的计算]

在可再充电电池的可存储电容量是否下降的前面判断3中，对于判断为可 存储电容量下降的可再充电电池，当假设下降的可存储电容量为相应正常可再充 电电池的D倍(D是常数0＜D＜1)时，下降的可存储电容量的值可根据沿着图3 的C[S319(可存储电容量下降)]的图5所示方式获得。图5表示计算可再充电 电池的可存储电容量的下降的步骤的流程图的一个例子。在图5中的情况2 (S334)中，对于其内电阻小于前面得到的相应正常可再充电电池的内电阻的 并且不短路的可再充电电池，判断为可存储电容量下降并且内电阻不升高。

如下估计下降的可存储电容量的值。

在图25(1)中，在从开路电压为Voc并且处于中止状态的可再充电电池以 电流值I1放电电量q1并且电池的开路电压变为Voc1的情况下，如果电池正常， 则当开路电压变为Voc0时剩余容量为Q0。但是，由于待查的可再充电电池如上 所述可存储电容量被下降了D倍，当开路电压变为Voc0时剩余容量变为Q0’。

从开路电压(Voc)对正常可再充电电池的剩余容量(Q)的关系式Voc(Q)和 Q(Voc)，对于其可存储电容量下降D倍的可再充电电池，当可再充电电池的剩 余容量乘以1/D时，可再充电电池可被视为相应于正常可再充电电池。这种情 况如下表达：

Voc0＝Voc(Q0)＝Voc(Q0’/D)

Q0=Q0’/D=Q(Voc0)

另外，当在电量q1的放电操作后其可存储电容量被下降的可再充电电池的 剩余容量变为Q0’时，下面关系式成立：

Q1’=Q0’-q1

Voc1＝Voc[(Q1’- q1)/D]

Q0’/D-q1/D＝Q(Voc1)

Q(Voc0)-q1/D＝Q(Voc1)

q1/D=Q(Voc0)-Q(Voc1)

D＝q1/[Q(Voc0)-Q(Voc1)]

从这里，可估计下降的可存储电容量的下降常数D。此时的剩余容量变为 D×Q(Voc1)。

另外，当以与前面的判断2中同样的方式获得的内电阻R1落在r1≤[R1- Rd(Q0’/D，I1，T)]≤r2(r1＜0＜r2)的变化范围中时，判断要检查的可再充电电 池内电阻没有升高，但可存储电容量下降。

另外，当以与前面的判断2中同样的方式获得的内电阻R1落在[R1-Rd(Q0， I1，T)]＞r2(0＜r2)的变化范围中时，判断要检查的可再充电电池内电阻升高， 并且可存储电容量下降。

尤其，要检查的可再充电电池从其中止状态至少放电2次，即，参考图25 (1)所示的曲线，从其开路电压为Voc0的可再充电电池，放电电流I1×时间t1 的电量q1，并且之后，从其开路电压为Voc1的可再充电电池，放电电流I2×时间 t2的电量q2，其中在放电操作结束之前的时间里，测量电池电压(V)并测量放 电操作结束后开路电压(Voc2)。

假设放电操作开始的初始阶段可再充电电池的电池电压的瞬时特性以等式 V＝V1+(Voc0-V1)×e-t/τ(V是电池电压，t是放电时间，V1是放电时间t外延要 无限时电池的电池电压，τ是时间常数)表达。

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

从等式V1＝Voc0-I1×R1或R1＝(Voc0-V1)/I1计算此时可再充电电池的内 电阻R1。

类似地，根据等式V＝V2+(Voc1-V2)×e-t/τ(V是电池电压，t是放电时间， V2是放电时间t外延要无限时电池的电池电压，τ是时间常数)，计算当以放电 电流I2从开路电压Voc1开始放电操作时的时间常数τ和电池电压V2。

从等式V2＝Voc1-I2×R2或R2＝(Voc1-V2)/I2计算此时可再充电电池的内 电阻R2。

假设可再充电电池的内电阻从Rd(Q，Id，T)升高到a×Rd(Q，Id，T)+b(a和b 为常数)。然后根据等式R1-[a×Rd(Q0，I1，T)+b]＝0和等式R2-[a×RdQ1，I2，T)+b]＝ R2-[a×Rd(Q0-q1/D，I2，T)+b]＝0(其中Q0=Q0’/D，Q1＝Q1’/D，Q0’是开路电压为Voc0 时的剩余容量，Q1’是开路电压为Voc1时的剩余容量)计算常数b、D和Q0’。

以这种方式，对于其可存储电容量下降并且其内电阻升高的可再充电电池， 得到内电阻的关系式Rd’＝a×Rd(Q’/D，Id，T)+b(其中Q’是在可存储电容量下降时 的真正的剩余容量)。

从中止状态向充电状态检测可再充电电池的内部状态

当待查的给定可再充电电池处于中止状态而不进行充放电时，测量电池开 路电压(Voc)随时间的改变。之后，以电流值Ic1开始对电池的充电操作，这里， 测量电池电压(Vc)。当充电电流值Ic1×时间t1×充放电效率Eff的电量q1来使 得电池电压为Vc1时，结束充电操作，其中测量电池开路电压(Voc)随时间的改 变并把以规定值设置的电池电压改变为Voc1。以这种方式检测可再充电电池的 内部状态。

图26(1)图形表示上述操作中电池电压随时间的改变和充电电流随时间的 改变。

通过测量规定时间周期后的开路电压Voc1或通过利用表示开路电压的瞬时 特性的适当等式得到充电操作结束后的开路电压Voc1。

图6表示对可再充电电池从可再充电电池处于断路状态的时间开始进行充 电操作的步骤的流程图例子，其中判断可再充电电池是否正常、内电阻是否升高 或可存储电容量是否下降。

图7和图8分别表示判断为内电阻升高后的内电阻计算和判断为可存储电 容量下降后内电阻的计算，这将在后面说明。

在这个实施例中，描述通过从中止状态进行充电操作来检测可再充电电池 的内部状态的方法。但是这并非限制性的。可再充电电池的内部状态的检测也可 通过以脉冲模式从其充电状态对可再充电电池执行充电操作的方法进行。

1.判断短路的存在

当要检查的可再充电电池(Ba)落在下面的情况(i)到(iii)之一时，判断为 可再充电电池短路。

(i)从剩余容量(Q)和相应正常可再充电电池(Bn)[n表示正常]的开路电 压(Voc)之间的关系Voc(Q)，当开路电压为Voc0时的可再充电电池Ba的剩余容 量Q0和开路电压Voc(Q0+q)和充电后的开路电压Voc1的差为[Voc(Q0+q1)- Voc1]＞g1(g1＞0)。

(ii)从正常可再充电电池(Bn)的剩余容量(Q)、充电电流(Ic)、电池温 度(T)和电池电压(Vc)的关系式Vc(Q，Ic，T)，有[Vc(Q0+q1，Ic，T)-Vc1]＞j1(j1＞0) 的情况。

(iii)从正常可再充电电池(Bn)的开路电压(Voc)、充电电流(Ic)、电 池温度(T)和初始电阻(Rc)的关系式Rc(Voc，Ic，T)有[Rc1- Rc(Voc1，Ic，T)]＜z1(z1＜0)，Rc是电池电压为Vc1时的内电阻。

2.要检查的可再充电电池是否正常、其内电阻是否升高或电容量是否下降 的判断：

从相应的正常可再充电电池的剩余容量(Q)和开路电压(Voc)的关系式 Voc(Q)，对于待查的可再充电电池，得到当开路电压为Voc0时的剩余容量Q0。 当从关系式Voc(Q)得到的开路电压Voc(Q0+q1)与充电操作后的开路电压Voc1之 差为go≤[Voc(Q0+q1)-Voc1]≤g1(go＜0＜g1)时，把可再充电电池判断为可 存储电容量没有减少。

另外，假设当电池充电操作开始时在初始阶段可再充电电池的电池电压(Vc) 的瞬时特性以下面等式表达：

Vc＝V1-(V1-Voc0)×e-t/τ(t为充电时间，V1为充电时间外延到无限大时电 池的电池电压，τ为电池内电阻等确定的时间常数)。根据电池电压Vc到测量 的充电时间并根据所述等式，计算当以充电电流Ic1从开路电压Voc0开始充电操 作时的时间常数τ和电池电压V1。

图26(2)表示电池电压V1和其瞬时特性之间的相关性的曲线。

当可再充电电池的内电阻作为Rc1时，R1可从等式V1＝Voc0+Ic1×Rc1和等 式Rc1＝(V1-Voc0)/Ic1得到。可再充电电池的内电阻Rc1与对应正常可再充电 电池的内电阻(Rc)[充电时]对前面得到的开路电压(Voc0)[或剩余容量(Q0)]、 充电电流(Ic1)和电池温度(T)的关系表达式Rc(Voc0，Ic1，T)或Rc(Q0，Ic1，T) 比较。

在上面比较中，

(i)当(待查的)可再充电电池的内电阻Rc1落在相应正常可再充电电池的 z1≤[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)]≤z2(z1＜0＜z2)的变化范围或j1≤[Vc1-Vc(Q0+q1， Ic1，T)]≤j2(j1＜0＜j2)的变化范围中时，判断可再充电电池正常。

以上述不等式表达的变化范围可包括正常可再充电电池产品的内电阻和电 池电压的特性的许可范围。

(ii)当(待查的)可再充电电池的内电阻Rc1落在[Rc1-Rc(Q0，Ic1，T)] ＞z2(0＜z2)或j2＜[Vc1-Vc(Q0+q1，Ic，T)](0＜j2)的变化范围中时，判断可再充 电电池的内电阻升高。

(iii)另外，当[Voc(Q0+q1)-Voc1]＜go(go＜0)时，把可再充电电池判断为可 存储电容量下降。

[内电阻的升高的计算]

在前面判断2中，当判断为内电阻升高时，以沿着图6的F[S417(内电阻 升高)]的图7所示的方式计算升高的内电阻。图7表示计算可再充电电池的内 电阻升高的步骤的流程图的例子。

尤其，其要检查内电阻的可再充电电池从其中止状态至少充电2次。即， 对开路电压为Voc0的可再充电电池，充电电流Ic1×时间t1的电量q1，并且之后， 对开路电压为Voc1的可再充电电池，充电电流Ic2×时间t2的电量q2，其中在充 电操作结束之前的时间里，测量电池电压(Vc)并测量充电操作结束后开路电 压(Voc2)。以下面方式计算升高的内电阻R’＝a×Rc(Q，Ic，T)+b。

假设充电操作开始的初始阶段电池电压的瞬时特性以等式Vc＝V1-(V1- Voc0)×e-t/τ(t是充电时间，V1是充电时间t外延要无限时电池的电池电压(Vc)， τ是电池的内电阻等决定的时间常数)表达。

在第充电时操作中，根据所述等式，计算当以充电电流Ic1从开路电压Voc0 开始充电操作时的时间常数τ和电池电压V1。

从等式V1＝Voc0+Ic1×Rc1或Rc1＝(V1-Voc0)/Ic1计算此时可再充电电池 的内电阻Rc1。

类似地，在第二充电操作中，根据等式Vc＝V2-(V2-Voc1)×e-t/τ(t是充电 时间，V2是充电时间t外延要无限时电池的电池电压(Vc)，τ是电池的内电阻 等决定的时间常数)，计算当以放电电流Ic2从开路电压Voc1开始充电操作时的 时间常数τ和电池电压V2。

从等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic2计算此时可再充电电池 的内电阻Rc2。

当假设可再充电电池的内电阻的Rc(Q，Ic，T)升高到a×Rc(Q，Ic，T)+b(a，b 是常数)时，上述关系式可如下表达：

Rc1-[a×Rc(Q0，Ic1，T)+b]=0和

Rc2-[a×Rc(Q0+q1，Ic2，T)+b]＝0

或

Q1=Q(Voc1)和Rc2-[a×Rc(Q1，Ic2，T)+b]＝0，(其中Q0是开路电压为Voc0 时的剩余容量，Q1是开路电压为Voc1时的剩余容量)。

通过解出这些等式，可计算出常数a，b并且计算升高的内电阻 Rc’＝a×Rc(Q，Ic，T)+b。

在升高的内电阻的这个计算中，为得到改变充电电流时的电压，使用时间 常数τ表达前面等式。但这并非限制性的。可使用其它能够被近似的其它等式。

[可存储电容量的下降的计算]

在前面判断2中，对于判断为可存储电容量下降的可再充电电池，当假设 下降的可存储电容量为相应正常可再充电电池的D倍(D是常数0＜D＜1)时，下 降的可存储电容量的值可根据沿着图6的G[S418(可存储电容量下降)]的图8 所示方式获得。图8表示计算可再充电电池的可存储电容量的下降的步骤的流程 图的一个例子。在图8中的情况2(S434)中，对于其内电阻小于前面得到的相 应正常可再充电电池的内电阻的并且不短路的可再充电电池，判断为可存储电容 量下降。

在图26(1)中，在对其开路电压为Voc并且处于中止状态的可再充电电池 以电流值Ic1充电电量q1并且电池的开路电压变为Voc1的情况下，如果电池正 常，则当开路电压为Voc0时剩余容量为Q0。但是，由于待查的可再充电电池如 上所述可存储电容量被下降了D倍，当开路电压为Voc0时剩余容量变为Q0’。

从开路电压(Voc)对正常可再充电电池的剩余容量(Q)的关系式Voc(Q)和 Q(Voc)，对于其可存储电容量下降D倍的可再充电电池，当可再充电电池的剩 余容量乘以1/D时，可再充电电池可被视为相应于正常可再充电电池。这种情 况如下表达：

Voc0＝Voc(Q0)＝Voc(Q0’/D)

Q0＝Q0’/D＝Q(Voc0)

另外，当在电量q1的充电操作后其可存储电容量被下降的可再充电电池的 剩余容量变为Q0’时，下面关系式成立：

Q1’＝Q0’+q1

Voc1＝Voc[(Q0’+q1)/D]

Q0’/D+q1/D＝Q(Voc1)

Q(Voc0)+q1/D＝Q(Voc1)

q1/D＝Q(Voc1)-Q(Voc0)

D＝q1/[Q(Voc1)-Q(Voc0)]

从这里，可计算下降的可存储电容量的下降常数D。此时的剩余容量变为 D×Q(Voc1)。

尤其，要检查的可再充电电池从其中止状态至少充电2次。即，对于其开 路电压为Voc0的可再充电电池，在第充电时操作中(看图26(1))以脉冲充电 电流Ic1×时间t1的电量q1。在第充电时操作结束之后，对其开路电压在第充电 时操作后为Voc1的可再充电电池，在第二充电操作中(看图26(2)，其中充电 量与充电电流Ic2和充电时间t有关)脉冲充电电流Ic2×时间t2的电量q2，在 充电操作结束之前的时间里，测量电池电压(Vc)并测量第二充电操作结束后 开路电压(Voc2)。

假设第二充电操作中电池电压(Vc)的瞬时特性以等式Vc＝V2-(V2- Voc1)×e-t/τ(t是充电时间，V2是放电时间t外延要无限时电池的电池电压(Vc)， τ是电池的内电阻等决定的时间常数)表达。

根据所述等式，计算当以充电电流Ic2从开路电压Voc1开始充电操作时的 时间常数τ和电池电压V2。

从等式V2＝Voc1+Ic2×Rc2或Rc2＝(V2-Voc1)/Ic1计算此时可再充电电池 的内电阻Rc2。

假设可再充电电池的内电阻从Rc(Q×D，Ic，T)升高到a×Rc(Q×D，Ic，T)+b(a 和b为常数)时，上面关系式如下表示：

Rc1-[a×Rc(Q0’/D，Ic1，T)+b]＝0和

Rc2-[a×Rc(Q1’/D+q1/D，Ic2，T)+b]＝0

或

Q1＝Q1’/D＝Q(Voc1)和Rc2-[a×Rc(Q1’/D，Ic2，T)+b]＝0。

通过解出这些方程，计算出常数a和b，计算出其可存储电容量下降的可再 充电电池的升高的内电阻Rc’＝a×Rc(Q’/D，Ic，T)+b。

充电操作结束后检测可再充电电池的内部状态

在待查的可再充电电池的充电操作在电池电压VCE结束后，通过测量电池电 压随时间的改变和估计开路电压(Voc)检测电池的内部状态。

图27表示恒定电路充电的可再充电电池的电池电压与充电结束后电池的开 路电压随时间的改变之间的关系的例子。

如下进行上述开路电压(Voc)的估计。从充电操作结束的时间开始经历规定 周期的时间后开路电压变为开路电压VocE。或者测量离开充电操作结束的时间t 和此时的开路电压，其中以给定的值稳定的开路电压变为VocE。

假设开路电压(Voc)的瞬时特性以等式Voc=VocE+(VcE-VocE)×e-t/τ(t是充电 时间，VocE是把充电时间t外延到无限的电池的电池电压，τ是电池的内电阻 等决定的时间常数)表达。

根据所述等式，从在大量点测量的Voc值得到时间常数τ，并得到开路电 压VocE的真正值。

[判断短路的存在]

当开路电压(Voc)随时间的改变，即待查的可再充电电池的开路电压(Voc) 的下降率-dVocE/dt大于规定值(Vc)，即-dVoc/dt＞Vc＞0时，判断可再充电电池 短路。

另外，当在充电操作结束时可再充电电池的电池电压VcE小于相应的正常可 再充电电池的电池电压(mo＞0)，即VcE＜mo时，判断待查的电池被短路。

图9表示判断过程的流程的一个例子。

[恒定电流恒定电压充电操作中可再充电电池的内部状态判断]

根据恒定电流恒定电压充电，对可再充电电池以规定的恒定电流值执行恒 定电流充电操作，当电池电压到达规定的上限电池电压VcL时，把恒定电流充电 操作转换到恒定电压充电操作，对其电池电压变为VcL的可再充电电池以等于电 池电压VcL的恒定电压值执行恒定电压充电操作，在经历规定周期时间后，结束 充电操作。当以这种方式对可再充电电池充电时，判断可再充电电池的内部状态。

在这个恒定电流恒定电压充电方法中，当可再充电电池的充电操作正常完 成而在其充电过程中没有中止充电操作时，可再充电电池的当前存储的电量(即 剩余容量)完充足电到大致100％的可存储电容量。

在该判断中，待查的可再充电电池(Bb)根据上面的恒定电流恒定电压充电方 法充电，使得在完充足电后其设置的开路电压为VocE。

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

1.短路是否存在的判断

当可再充电电池(Bb)落在下面的情况(i)到(iv)之一时，判断可再充电电池 为短路。

(i)在完充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压随时间的改变(-dVocE/dt) 大于正常可再充电电池(Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情况。

(ii)当整个充电操作结束时可再充电电池(Bb)的电池电压(VcE)小于正常可 再充电电池(Ba)的(mo)，即VcE＜mo(0＜mo)的情况。

(iii)恒定电流充电操作的可再充电电池(Bb)的电池电压的升高(dVc/dt) 小于正常可再充电电池(Ba)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情况。

(iv)从充电操作开始可再充电电池(Bb)的电池温度(T)的温升(dT/dt)大 于正常可再充电电池(Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情况。

2.内电阻升高的判断

当恒定电流充电操作中可再充电电池(Bb)的电池电压(Vc)的升高率 (dVc/dt)大于正常可再充电电池(Bn)并且在完充足电后可再充电电池(Bb)的开 路电压(VocE)小于正常可再充电电池(Bn)的(Ko)时，即0＜VocE＜ko，可再充电 电池(Bb)判断为内电阻升高。

3.可存储电容量的下降的判断

当在恒定电流充电操作中，可再充电电池(Bb)的用于从规定电池电压达到上 限电压(VcL)的时间周期小于正常可再充电电池(Bn)或在恒定电流充电操作中可 再充电电池(Bb)的电池电压的升高率(dVc/dt)大于正常可再充电电池(Ba)的升高 率(dVcn/dt)，即dVc/dt＞dVcn/dt＞0时，以及在完充足电后可再充电电池(Bb) 的开路电压(VocE)大于可再充电电池(Bn)的(ko)，即VocE＞ko＞0时，判断为 可再充电电池(Bb)的可存储电容量下降。

4.可再充电电池是否正常的判断

当在恒定电流充电操作中，可再充电电池(Bb)的用于从规定电池电压达到上 限电压(VcL)的时间周期大致和正常可再充电电池(Bn)相同或在恒定电流充电操 作中可再充电电池(Bb)的电池电压的升高率(dVc/dt)大致和正常可再充电电池 (Ba)的升高率(dVcn/dt)相同，即s0≤dVc/dt≤s1(0＜s0＜s1))时，以及在完充足 电后可再充电电池(Bb)的开路电压(VocE)和可再充电电池(Bn)的(ko)大致相 同或稍大，即VocE≥ko＞0时，判断为可再充电电池(Bb)正常。

图10表示上面判断过程的流程图。

[在使用恒定电流充电方法对可再充电电池充电同时监测电池温度或电池电 压的改变的情况下可再充电电池的内部状态的判断]

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

待查的每个正常可再充电电池(Bn)和可再充电电池(Bb)通过上面方法进行 充电。

通过和正常可再充电电池(Bn)作比较判断待查的可再充电电池(Bb)的内部状 态，如下所述。

1.短路是否存在的判断

当可再充电电池(Bb)落入下面的情况(i)到(iv)之一时，可再充电电池判 断为短路。

(i)在完充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压随时的改变(-dVocE/dt) 大于正常可再充电电池(Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情况。

(ii)从充电操作开始可再充电电池(Bb)的电池温度(T)的温升(dT/dt)大 于正常可再充电电池(Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情况。

(iii)恒定电流充电操作的可再充电电池(Bb)的电池电压(Vc)的升高 (dVc/dt)小于正常可再充电电池(Bn)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情况。

2.内电阻升高的判断

当恒定电流充电操作中可再充电电池(Bb)的电池电压(Vc)的升高率(dVc/dt) 大于正常可再充电电池(Bn)的(s1)，即dVc/dt＞s1(0＜s1)，并且在完充足电后 可再充电电池(Bb)的开路电压(VocE)小于正常可再充电电池(Bn)的(ko)时，即 0＜VocE≤ko，可再充电电池(Bb)判断为内电阻升高。

3.可存储电容量的下降的判断

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

4.可再充电电池是否正常的判断

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

图11表示上面判断过程的流程图。

[在使用恒定电流充电的充电方法中恒定电流充电结束的可再充电电池的内 部状态的判断]

在充电方法的恒定电流充电操作中，当对可再充电电池的开路电压小于某 电压值并且经历规定的时间周期后，充电结束。但是在可再充电电池的电池电压 到达规定上限电压VcL的情况下，结束充电操作。

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

1.短路是否存在的判断

当可再充电电池(Bb)落入下面的情况(i)到(iv)之一时，可再充电电池判 断为短路。

(i)在完充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压随时间的改变(-dVocE)大 于正常可再充电电池(Bn)的(Ve)，即-dVocE/dt＞Ve＞0的情况。

(ii)当整个充电操作结束时可再充电电池(Bb)的电池电压(VcE)小于正常可 再充电电池(Bn)的(mo)，即VcE＜mo(0＜mo)的情况。

(iii)恒定电流充电操作的可再充电电池(Bb)的电池电压的升高(dVc/dt) 小于正常可再充电电池(Bn)的(so)，即dVc/dt＜so(0＜so)的情况。

(iv)从充电操作开始可再充电电池(Bb)的电池温度(T)的温升(dT/dt)大 于正常可再充电电池(Bn)的(uo)，即dT/dt＞uo(uo＞0)的情况。

2.内电阻升高的判断

当恒定电流充电操作中可再充电电池(Bb)的电池电压(Vc)的升高率(dVc/dt) 大于正常可再充电电池(Bn)的(s1)，即dVc/dt＞s1(0＜s1)，并且在完充足电后 可再充电电池(Bn)的开路电压(VocE)小于正常可再充电电池(Bn)的(ko)时，即 0＜VocE＜ko，可再充电电池(Bb)判断为内电阻升高。

3.可存储电容量的下降的判断

当在恒定电流充电操作中，可再充电电池(Bb)的电池电压的升高率(dVc/dt) 大于正常可再充电电池(Bn)的(dVcn/dt)，即dVc/dt＞dVcn/dt＞0时，以及在完 充足电后可再充电电池(Bb)的开路电压(VocE)大于可再充电电池(Bn)的(ko)， 即VocE＞ko＞0时，判断为可再充电电池(Bb)的可存储电容量下降。

4.可再充电电池是否正常的判断

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

图12表示上面判断过程的流程图。

在放电状态可再充电电池的内部状态的检测

对于待查的处于放电状态的可再充电电池，测量放电电流Ido和电池电压 Vd。

当可再充电电池落入下面的情况(i)和(ii)时，判断可再充电电池短路或 其剩余容量很小。

(i)电池电压小于规定电压值的情况

(ii)电池电压(Vd)下降率(-dVd/dt)大于规定电压值×1，即-dvd/dt＞×1 (0＜×1)。

另外，当电池电压大于规定电压值或电池电压(Vd)下降率(-dVd/dt)小 于规定电压值×1，即0＜-dVd/dt≤×1时，判断可再充电电池正常或可再充电电池 中出现短路以外的损耗模式。

图13表示上面判断过程的流程图。

[从其稳定放电状态检测可再充电电池的内部状态]

对于上面从放电时的电池电压随时间的改变判断为没有短路的并且处于稳 定放电状态的可再充电电池，其中可再充电电池的电池温度为T，放电电流为Id， 电池电压为Vd0，在从可再充电电池放电了电量q后，电池电压在稳定放电状态 以放电电流Id变为Vd1并且在这种情况下可再充电电池是正常达到情况下，当 电池电压为Vd0时开路电压(Voc)和剩余容量(Q)[当前存储的电量]分别变为Voc0 和Q0，从原来得到的相应正常可再充电电池的特性关系表达在这种情况下可再 充电电池的特定关系，如下所述。

Voc0=Voc(Q0)

Q0＝Q(Voc0)

Vd0=Vd(Id0，Q0，T)

Q0=Q(Vd0，Id0，T)

Q0-q＝(Vd1，Id1，T)

Vd1=Vd(Id1，Q0-q，T)

这样，可如下判断可再充电电池的内部状态。

1.判断可再充电电池是否正常

从前面得到的相应的可再充电电池的剩余容量、放电电流、电池温度和电 池电压的关系式，(i)当y1≤[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]≤y2(y1＜0＜y2)或(ii)w1≤Q(Id1， Vd1，T)-[Q(Id0，Vd0，T)-q]≤w2(w1＜0＜w2)时，判断为可再充电电池正常

2.内电阻的升高判断

从前面得到的相应的可再充电电池的剩余容量、放电电流、电池温度和电 池电压的关系式，(i)当[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＞y2(0＜y2)或(ii)Q(Id1，Vd1，T)- [Q(Id0，Vd0，T)-q]＞w2(0＜w2)时，判断为可再充电电池内电阻升高。

3.可存储电容量的下降的判断

从前面得到的相应的可再充电电池的剩余容量、放电电流、电池温度和电 池电压的关系式，(i)当[Vd1-Vd(Q0-q，Id1，T)]＜y1(y1＜0)或(ii)Q(Id1，Vd1，T)- [Q(Id0，Vd0，T)-q]＜w1(w1＜0)时，判断为可再充电电池可存储电容量下降。

图14表示上面判断过程的流程图。

说明书中的各种阀值(v0，f0，f1，r1，r2，go，g1，j1，j2，z1，z2，ve，mo，ko，so，s1，uo， ×1，w1，w2，y1，y2等)和流程图根据可再充电电池的种类和类型而不同，不能单一 地决定。这些从与待查的可再充电电池的种类和类型相同的正常可再充电电池的 实际测量值来决定。

[从稳定放电改变放电时可再充电电池的内部状态的检测]

在大致为稳定放电状态的可再充电电池的放电电流被改变n次(其中n为 正整数，n＝1，2，3，4，...)的情况下，在这个实施例中，通过测量改变放电电流 时电池电压的瞬时特性，检测可再充电电池的内部状态。图28(1)和图28(2) 所示的曲线分别表明电池电压随时间的改变和在稳定充电时放电电流被改变4次 的放电电流随时间的改变。可在放电时故意发生改变。在这种情况下改变放电的 放电电流矩形波形的脉冲电流。另外，当放电的改变不影响使用可再充电电池的 设备时，放电的改变可通过使放电为脉冲状态来产生，使得放电电流间歇地变为 0。

在稳定状态下放电电流为In0并且此时的电池电压为Vd0的情况下，在把放 电电流改变到In1时，放电电流In1×时间tn1的电量qn并且放电返回到稳定放电 电流In0下的放电，当放电改变时电池电压在几个点测量。假设当放电电流改变 时电池电压(V)的瞬时特性以等式V=Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ(t是放电时间，Vn1是 把放电时间t外延到无限时电池的电池电压，τ是电池的内电阻等决定的时间 常数，n为正整数，n＝1，2，3，4，...)。

根据测量的电池电压到自放电电流改变时的时间开始的时间t并根据所述 等式，估计时间常数τ和Vn1的真正值，使用得到的结果，检测可再充电电池的 内部状态。

图28(1)中的V11，V21，V31和V41是当放电电流改变4次时的电池电压。尤 其，图28(1)所示的曲线表示在假设放电电流改变4次时电池电压的瞬时特性 可用等式V＝Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表达的情况下对应与Vn1(n＝1，2，3，4)的电池电 压的改变关系。

[内电阻的计算]

对于上面判断2(从稳定状态的放电)中判断为内电阻升高的可再充电电池， 描述在假设可再充电电池的内电阻例如使得它从Ra(Q，Id，T)下降到 a×Rd(Q，Id，T)+b的情况下计算内电阻和剩余容量(当前存储的电量)的方法。

当放电电流从稳定放电状态至少改变3次时，例如，当以放电电流I10稳定 放电的电池电压为V10时，假设把放电电流改变到I11并且从电池电压V10放电电 流值I11×时间t11的电量q1，把电池电压从V10改变到V20；接着，把稳定放电的 放电电流I20改变到I21并且从电池电压V20放电电流值I21×时间t21的电量q2，把 电池电压从V20改变到V30；把稳定放电的放电电流I21改变到I31并且从电池电压 V30放电电流值I31×时间t31的电量q3，把电池电压从V30改变到V40。在这种情况 下，当稳定放电的放电电流In0被改变到In1并且放电电流值In1×时间tn1的电量 qn时，假设放电电流改变的情况下电池电压的瞬时特性可用等式V＝Vn1+(Vn0- Vn1)×e-t/τ表达(t是放电时间，Vn1是把放电时间t外延到无限时电池的电池电 压，τ是电池的内电阻等决定的时间常数，n为正整数，n＝1，2，3，4，...)。

根据测量的电池电压V到自放电电流改变时的时间开始的时间t并根据所 述等式，估计放电电流In0被改变到In1时的时间常数τ和Vn1的真正值。

接着，当放电电流为In0并且电池电压为Vn0以及当内电阻Rd’表达为 Rd’(Q，I，T)时具有剩余容量(当前存储的电量)的可再充电电池的开路电压为 Vocno的这种情况下，此时的关系式如下表示。

Vocno＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn0，In1，T)[n＝1，2，3...]

当电池电压为V10、V20、V30时剩余电容变为Q10、Q20、Q30，下面的关系式成 立。

Q20＝Q10-q1

Q30＝Q20-q2＝Q10-q1-q2

另外，下面的关系式成立。

V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)

V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)

V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)

Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+b

Rd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+b

Rd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+b

Rd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+b

Rd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+b

Rd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+b

(a，b为常数)

通过解出这些等式，得到剩余容量Q10、常数a，b，另外，得到损耗来提供 内电阻的可再充电电池的当前剩余容量Q30和内电阻Rd’(Q，I，T)。

图15和附属于图15的图17所示的流程图表示判断在图14中升高内电阻 后如上计算出内电阻和当前剩余容量的过程的例子。

在内电阻的上面的计算中，为估计改变放电电流时的电池电压，使用应用 了时间常数τ的等式。可使用其它能够近似的适当的等式。

[可存储电容量下降时下降系数和内电阻的计算]

对于在上面判断3中(稳定状态的放电)判断为可存储电容量下降的可再 充电电池，描述通过假设充电电池的可存储电容量从C下降到C’＝D×C(D是大于 0小于1的常数)并且可再充电电池的内电阻从Ra(Q，Id，T)升高到 Rd’(Q，Id，T)＝a×Rd(Q，Id，T)+b(a，b都是常数)计算下降的可存储电容量的下降 系数和内电阻的方法。这里，由于上面的可存储电容量的下降的假设，从前面得 到的正常可再充电电池的放电电流与电池电压的关系计算的相应正常可再充电电 池的剩余容量Q变为实际下降到Q’＝D×Q的结果。

当放电电流从稳定放电状态至少改变4次时，尤其例如，当以放电电流I10 稳定放电的电池电压为V10时，假设把放电电流改变到I11并且从电池电压V10放 电电流值I11×时间t11的电量q1，把电池电压从V10改变到V20；接着，把稳定放 电的放电电流I20改变到I21并且从电池电压V20放电电流值I21×时间t21的电量q2， 把电池电压从V20改变到V30；随后把稳定放电的放电电流I30改变到I31并且从电 池电压V30放电电流值I31×时间t31的电量q3，把电池电压从V30改变到V40；另外， 把稳定放电的放电电流I40改变到I41并且从电池电压V40放电电流值I41×时间t41 的电量q4，把电池电压从V40改变到V50。

在这种情况下，当稳定放电的放电电流In0被改变到In1并且放电电流值In1× 时间tn1的电量qn时，假设放电电流改变的情况下电池电压的瞬时特性可用等式 V=Vn1+(Vn0-Vn1)×e-t/τ表达(t是放电时间，Vn1是把放电时间t外延到无限时电池 的电池电压，τ是电池的内电阻等决定的时间常数，n为正整数，n＝1，2，3，4，...)。

根据测量的电池电压V到自放电电流改变时的时间开始的时间t并根据所 述等式，估计放电电流In0被改变到In1时的时间常数τ和Vn1的真正值。

接着，当放电电流为In0并且电池电压为Vn0以及当内电阻Rd’表达为 Rd’(Q，I，T)时具有剩余容量(当前存储的电量)的可再充电电池的开路电压为 Vocn0的这种情况下，此时的关系式如下表示。

Vocno＝Vn0+In0×Rd’(Qn0，In0，T)＝Vn1+In1×Rd’(Qn01，In1，T)[n＝1，2，3...]

当电池电压为V10、V20、V30、V40时剩余电容变为Q10、Q20、Q30、Q40，下面的 关系式成立。

当Q=Q’/D，

Q20’＝Q10’-q1

Q30’＝Q20’-q2＝Q10’-q1-q2

Q40’＝Q30’-q3＝Q10’-q1-q2-q3

即，当Q10＝Q10’/D，Q20=(Q10’-q1)/D，Q30=(Q10’-q1-q2)/D和Q40＝(Q10’-q1- q2-q3)/D时，

V10-V11＝I11×Rd’(Q10，I11，T)-I10×Rd’(Q10，I10，T)

V20-V21＝I21×Rd’(Q20，I21，T)-I20×Rd’(Q20，I20，T)

V30-V31＝I31×Rd’(Q30，I31，T)-I30×Rd’(Q30，I30，T)

V40-V41＝I41×Rd’(Q40，I41，T)-I40×Rd’(Q40，I40，T)

Rd’(Q10，I10，T)＝a×Rd(Q10，I10，T)+b

Rd’(Q10，I11，T)＝a×Rd(Q10，I11，T)+b

Rd’(Q20，I20，T)＝a×Rd(Q20，I20，T)+b

Rd’(Q20，I21，T)＝a×Rd(Q20，I21，T)+b

Rd’(Q30，I30，T)＝a×Rd(Q30，I30，T)+b

Rd’(Q30，I31，T)＝a×Rd(Q30，I31，T)+b

Rd’(Q40，I40，T)=a×Rd(Q40，I40，T)+b

Rd’(Q40，I41，T)＝a×Rd(Q40，I41，T)+b

(a，b为常数)

通过解出这些等式，得到常数a，b、D和Q10＝Q10’/D。另外，得到损耗到D 倍的可再充电电池的可存储电容量。

对于从稳定放电改变的放电，通过故意遵循它使得放电电流In1大于稳定放 电电流In0以及In1＝In0+ΔId，可更准确地检测可再充电电池的内部状态。这 里放电电流In1优选小于0.5小时率(2C)的放电电流值。

图16和附属于图16的图17所示的流程图表示判断在图14中下降可存储 电容量后如上计算出内电阻和当前剩余容量的过程的例子。

判断为正常的可再充电电池的剩余容量的计算

在中止状态、充电状态或放电状态中判断为正常的可再充电电池的剩余容 量(当前存储的电量)如下计算。

1.在可再充电电池处于中止状态的情况下

参考处于中止状态的可再充电电池(要被检查)的测量开路电压Voc0并参 考相应正常可再充电电池的前面得到的开路电压(Voc)与剩余容量(Q)的关系 Voc(Q)，建立函数式Voc(Q0)=Voc0或Q0=Q(Voc)。

根据函数式，可估计待查的可再充电电池的剩余容量Q0。

2.在可再充电电池处于充电状态的情况下

(i)对于被检查的可再充电电池，测量充电电流、电池温度和电池电压。 参考相应正常可再充电电池的前面得到的电池电压(Vc)与剩余容量(Q)、充电 电流(Ic)、电池温度(T)的关系表达式Vc(Q，Ic，T)或Q(Vc，Ic，T)，可估计待查 的可再充电电池的剩余容量Q。

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

(iii)从待查的可再充电电池的在放电电流Ic下的充电结束电池电压VcE的 测量值以及从相应正常可再充电电池的电池电压(Vc)与剩余容量(Q)、充电电 流(Ic)、电池温度(T)的前面的关系表达式，当充电操作结束时待查的可再充电 电池的剩余容量变为QE时，建立函数式VcE=Vc(QE，Ic，T)或Q(VcE，Ic，T)。或从 前面得到的相应正常可再充电电池的开路电路(Voc)对剩余容量的关系表达式， 建立函数式Voc(QE)=VocE或QE=Q(VocE)。使用这些函数式，可估计待查的可再 充电电池的剩余容量QE。

通过使用上述方法(i)到(iii)之一估计待查的可再充电电池的剩余容量。

3.处于放电状态的可再充电电池的情况下

(i)用于放电操作的(待查的)可再充电电池的剩余容量参考前面得到的相 应正常可再充电电池的电池电压(Vd)与剩余容量(Q)、放电电流(Id)和电池 温度(T)的关系表达式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)来估计。

(ii)用于放电操作的(待查的)可再充电电池的剩余容量参考前面得到的 相应正常可再充电电池的内电阻(Rd)与剩余容量(Q)、放电电流(Id)和电池 温度(T)的关系表达式Q(Rd，Id，T)来估计。

待查的可再充电电池的剩余容量可通过使用上述方法(i)和(ii)之一来估 计。

可再充电电池用于充电操作时或结束充电操作时其内电阻升高的可再充电 电池的剩余容量的计算

在电池从中止状态用于充电操作并且电池中止的操作期间可再充电电池被 判断为没有短路并且可存储电容量没有下降但内电阻升高时，估计充电时升高的 内电阻Rc’(Q，Ic，T)。根据充电操作时开路电压(Voc)和电池电压(Vc)、充电电 流(Ic)以及内电阻Rc’之间的函数式Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)关系式，计算 电池用于充电操作时或充电操作结束时待查的可再充电电池的剩余容量。

可再充电电池用于放电操作时其内电阻升高的可再充电电池的剩余容量的 计算

在电池从中止状态用于放电操作并且电池中止的操作期间被判断为没有短 路并且可存储电容量没有下降但内电阻升高的可再充电电池，或者从稳定放电期 间放电的改变的计算，估计放电时升高的内电阻Rd’(Q，Id，T)。从开路电压(Voc) 和电池电压(Vd)、放电电流(Id)以及放电操作时的内电阻[Rd’(Q，Id，T)]之间 的函数式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，Id，T)关系式，把放电操作时的电池电压表达为 电池电压(Vd)对剩余容量(Q)、放电电流(Id)和电池温度(T)的函数式 Vd＝Vd’(Q，Id，T)。

基于此，通过测量放电时操作时(待查的)可再充电电池的电池电压(Vd)、 放电电流(Id)、电池温度(T)和剩余容量(Q)可计算。

电池用于充电操作时或充电操作结束时其可存储电容量下降的可再充电电 池的剩余容量的计算

对于在电池从中止状态用于充电操作并且电池中止的操作中被判断为可存 储电容量下降的可再充电电池，估计下降的可存储电容量的下降系数D(0＜D＜1)。 如下计算可再充电电池的剩余容量(当前存储的电容量)。

1.在可再充电电池的内电阻不升高的情况下

把估计的可再充电电池的剩余容量(视为正常)乘以D倍得到的值作为实 际的剩余容量。当充电操作结束时(一完充足电)可再充电电池的可存储电容量 变为相应正常可再充电电池的名义容量的D倍。

2.在可再充电电池的内电阻升高的情况下

估计可再充电电池的升高的内电阻Rc’(Q，Ic，T)。根据开路电压(Voc)、电 池电压(Vc)、充电电流(Ic)和充电时的内电阻(Rc’)的相关公式 Vc＝Voc(Q)+Ic×Rc’(Q，Ic，T)关系式，计算可再充电电池的剩余容量Q。得到的Q 乘以D以得到值Q’＝D×Q。把这个值作为可再充电电池的实际剩余容量。

另外，乘以相应正常可再充电电池的可存储电容量C(名义容量)得到的值 可视为充电操作结束(一完充足电)时(待查的)可再充电电池的可存储电容量 C’。

另外，当启动电池的初始阶段可再充电电池的名义容量或其可存储电容量 为C时，在电池损耗后相对于可再充电电池的可存储电容量的电池性能可被计算 为C’/C或100× C’/C[％]。当电池损耗后相对于可再充电电池的可存储电容量的 电池性能变为例如小于60％时，可判断可再充电电池超出其寿命。

电池用于放电操作时其可存储电容量下降的可再充电电池的剩余容量的计 算

对于在电池从中止状态用于充电操作并且电池中止的操作期间被判断为可 存储电容量下降的可再充电电池，或从稳定放电期间放电的改变的计算，估计下 降的可存储电容量的下降系数D(0＜D＜1)。如下得到可再充电电池的剩余容量(当 前存储的电容量)。

1.在可再充电电池的内电阻不升高的情况下

把估计的可再充电电池的剩余容量(视为正常)乘以D倍得到的值作为实 际的剩余容量。可再充电电池的可存储电容量变为相应正常可再充电电池的名义 容量的D倍。

2.在可再充电电池的内电阻升高的情况下

估计可再充电电池的下降的可存储电容量的下降系数D。根据函数式 Rd’(Q，Id，T)得到放电时操作时可再充电电池的升高的内电阻。

根据开路电压(Voc)、电池电压(Vd)、放电电流(Id)和放电时操作时的内 电阻(Rd’)的相关公式Vd＝Voc(Q)-Id×Rd’(Q，I，dT)关系式，把放电时操作时的可 再充电电池的电池电压(Vd)表达为表面剩余容量(Q)、放电电流(Id)和电池温 度(T)的函数式Vd＝Vd’(Q，Id，T)关系式。从电池电压(Vd)、放电电流(Id)和 电池温度(T)的测量结果可计算表面剩余容量(Q)。计算的Q乘以D以得到值 Q’＝D×Q。把这个值作为可再充电电池的实际剩余容量。

直到充电操作结束之前的时间周期的计算

通过用前面所述方法估计充电操作期间可再充电电池的剩余容量(Q)，充 电操作结束时可计算到达剩余容量之前的时间周期。

设备可使用的可用容量(当前剩余的电量)的计算

对于用在设备中作为电源的可再充电电池，在电池用于放电操作时的可再 充电电池的剩余容量通过前面所述方法来估计后，通过计算电池电压变为能驱动 设备的最小电压Vmin时的可再充电电池的剩余容量Qmin，可估计设备中使用的 可用容量(Q-Qmin)[当前剩余的电量]。

设备的驱动持续时间的计算

设备可使用的出充电电池的可用容量(Q-Qmin)如上所述计算。当设备消耗 的平均消耗电流为i并且设备消耗的平均消耗功率为p时，设备的驱动持续时 间可根据等式h＝(Q-Qmin)/i或h＝(Vd+Vmin)×(Q-Qmin)/2p计算。

平均消耗电流值或平均消耗功率值优选根据设备操作模式和用户设备的使 用频率计算。

可应用根据本发明的检测可再充电电池的内部状态的检测方法的可再充电 电池

本发明的检测方法可用于任何可再充电电池。作为这种可再充电电池的特 定例子，提到了例如可充电锂(离子)电池、可充电镍-镉氢电池、可充电镍 -锌电池和可充电铅酸电池。此外，本发明的检测方法可用于一次电池。在这 种情况下，对于给定的待查一次电池，当提供对应于所述给定的一次电池的一次 电池产品时，并且对于一次电池产品。可放电容量和开路电压之间的关系和放电 电流、电池电压、电池温度和可放电容量之间的关系的测量数据可提前得到，可 计算放电时操作时的(要检查的)一次电池的剩余容量或中止时间。另外，对于 把一次电池用作电源的设备，可计算设备使用的一次电池的近似可用容量。

检测可再充电电池的内部状态的检测装置

本发明提供一种检测装置，用于检测可再充电电池的内部状态。本发明的 检测装置至少包括(i)用于检测各个可再充电电池的一对端子之间的电压的电压 检测装置，(ii)用于检测所述各个可再充电电池中流动的电流(充电电流或放 电电流)的电流检测装置，(iii)用于检测所述各个可再充电电池的温度的温度 检测装置和(iv)用于存储与所述各个可再充电电池的种类和类型相同的名义可 再充电电池的前面得到的基本数据或把所述基本数据数字化得到的函数式的存储 装置，其中从存储在所述存储装置(iv)的所述基本数据或所述函数式和从所述 电压检测装置(i)、所述电流检测装置(ii)和所述温度检测装置(iii)得到的信 息，检测所述各个可再充电电池的内部状态。

本发明的检测装置最好具有用于处理所述基本数据和从所述电压检测装置 (i)、所述电流检测装置(ii)和所述温度检测装置(iii)得到的所述信息的操作 装置(v)。操作装置(v)优选具有一个或多个从一组中选择出的装置，该组包 括(1)计算所述各个可再充电电池的剩余容量(当前存储的电量)的计算装置， (2)用于计算所述各个可再充电电池的内电阻的计算装置，(3)用于计算设备可 使用的所述各个可再充电电池的可用电容(当前剩余的电量)的计算装置，(4) 用于计算所述设备消耗的平均消耗电流或平均消耗功率的计算装置，(5)用于计 算所述各个可再充电电池的充电操作结束之前的时间的计算装置，(6)用于计算 所述充电操作结束后所述各个可再充电电池的剩余容量的计算装置。

另外，本发明的检测装置最好具有用于判断所述各个可再充电电池是正常 还是损耗并用于判断所述各个可再充电电池损耗时的损耗模式的判断装置。

另外，本发明的检测装置最好具有输出从所述电压检测装置(i)、所述电 流检测装置(ii)和所述温度检测装置(iii)得到的所述信息和/或与所述各个可 再充电电池的内部状态相关的信息的输出装置或用于指示这些信息的指示装置。

本发明的检测装置的例子

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

本发明的检测装置的电路结构包括用于连接可再充电电池和设备本体的一 对端子2101、用于检测可再充电电池的一对端子之间的电压(内端子电压)的 电池电压检测部分2102、用于检测可再充电电池的温度的电池温度检测部分 2103、用于检测可再充电电池的充电或放电电流的电流传感电阻器2104、放大 器2105、电阻器1(2106)、电阻器2(2107)、晶体管1(2108)、晶体管2(2109) 和控制部分2110。电阻器1(2106)、电阻器2(2107)、晶体管1(2108)、晶 体管2(2109)一起用于把充电或放电脉冲电流增加到可再充电电池。端子2101 用于分别容易地并且可靠地把要根据本发明的检测方法被检查的可再充电电池、 电池组(其中封装有1个或多个可再充电电池)或可再充电电池模块电连接与 设备本体。带有高输入阻抗的电池电压检测部分2102用于检测各个可再充电电 池的阳极与阴极之间的内端子电压，其中检测到的电压的信息从电池电压检测部 分2102输出到控制部分2110。电池温度检测部分2103用于通过例如热敏器或 热电偶检测各个可再充电电池的温度，其中检测到的电池温度信息从电池温度检 测部分2103输出到控制部分2110。检测各个可再充电电池的充电或放电电流并 通过电流传感电阻器2104将其转换为电压信号，把来自电流传感电阻器2104 的电压信号输入到放大器2105，带有电流信息的电压信号被放大，并且电流信 息被输入到控制部分2110。包括电阻器1(2106)、电阻器2(2107)、晶体管1 (2108)、晶体管2(2109)的脉冲电流增加部分用于把对应于电压信号波形的 值的电流从控制部分流向包含电流传感电阻器2104和与端子2101电连接的各 个可再充电电池的系统。电压信号波包括矩形波、步进式(stepwise)波或包括 这些波的波。

控制部分2110在其内部或外部具有存储器。前面得到的对应于电连接于端 子2101的各个可再充电电池的正常可再充电电池的特性数据表或基于正常可再 充电电池的所述数据的近似曲线的函数式 Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存储在控制部分 2110的存储器中，其中Q是正常可再充电电池的剩余容量(当前存储的电量)、 Voc是正常可再充电电池的开路电压，T是正常可再充电电池的温度、Id是正常 可再充电电池的放电电流，Vd是电池进行放电时正常可再充电电池的电池电压， Ic是正常可再充电电池的充电电流，Vc是电池进行充电时正常可再充电电池的 电池电压。Rd是电池进行放电时正常可再充电电池的内电阻，Rc是电池进行充 电时正常可再充电电池的内电阻。

根据本发明的带有温度(T)检测装置、电流(I)检测装置、电压(V)检 测装置和用于连接于端子(2101)的各个可再充电电池的脉冲电流增加装置的 检测装置，如上所述，通过执行前面描述的检测过程的执行操作，可进行各个可 再充电电池的内部状态检测。

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

此外，在本发明的检测装置中，可提供指示功能装置，用于指示可再充电 电池的计算的可存储电容量、计算的可用容量和可存储电容量的计算的损耗率的 信息；指示功能装置，用于指示可再充电电池的剩余寿命的判断结果；和指示功 能装置，用于指示消耗的功率等的信息。在这种情况下，可把可再充电电池的当 前准确状态通知用户。作为这些指示功能装置，这里提到液晶显示器、发声器、 如报警蜂鸣器和警示灯的警报器。

图29所示的根据本发明的上述检测装置可通过连接于给定的待查的可再充 电电池而被独立地驱动。在图29所示的检测装置中，驱动设备所需电源没有示 出。驱动设备的电源可从外部提供。或者，驱动设备的电源可从经调节器连接于 设备的待查的可再充电电池提供。

图30是表示本发明的检测装置的另一例子的简图，其中图29所示的检测 装置与可再充电电池(2111)组合并被容纳在电池模块(或电池组)中，具有 图30所示的这种电路结构。

图30所示的检测装置的电路结构具有电池模块(或电池组)的正端子2112、 电池模块的负端子2113(负端子2113还可用作充电负端子)、充电正端子2114、 电池电压监视输出端子2115和与要连接的设备的通信机构2116。

通过具有这种通信机构，具有容纳其中的本发明的检测装置的电池模块能 通知可再充电电池2111或电池组的内部状态的信息，如剩余容量、寿命等，给 连接的设备并且从设备外部得到充电或充电电流改变的信息。

另外，如果必要，在图29所示的情况中的操作之后，可使这个实施例的设 备的控制部分执行控制，以防止可再充电电池(2111)被过充电(2117)或过 放电(2118)。

此外，可把本发明的检测装置容纳在可再充电电池或电池组的充电器中。 在这种情况下，把待查的可再充电电池或待查的电池组设置到电池充电器中，在 那里在开始充电之前或在充电操作期间可鉴别可再充电电池的剩余容量。这样， 可获知完充足电之前所需的剩余时间并且将得到的结果作为指示或信息通知给外 部。还可把可再充电电池的损耗状态或剩余寿命作为指示或信息通知给外部。

另外，本发明的检测装置可容纳在使用可再充电电池的设备中。在这种情 况下，对于设备，通过稍微的改变，以连接于设备的可再充电电池或电池组的可 用容量和寿命代表的其内部状态可被鉴别开来。还可使设备本体的控制部分具有 本发明的检测装置的控制部分的功能。在这种情况下，可省略本发明的检测装置 的控制部分。

顺便提及，在本发明的检测装置中，悠从大处着眼提供处理部分，用于处 理串行或并行连接在控制部分与温度(T)检测装置、电流(I)检测装置和电 压(V)检测装置的每一个之间的检测信号波形。尤其，例如，对于温度(T) 检测装置、电流(I)检测装置的每一个尤其的输出，提供与控制部分并行连接 的差分器(differentiator)，其中通过差分器，从温度(T)检测装置、电流(I) 检测装置之一检测到信息信号的改变，接着把该信息通知控制部分。在这种情况 下，在控制部分，可检测温度(T)改变和电流(I)改变，而不必要总是观察 温度(T)和电流(I)。这种情况使得可下降控制部分的负荷。此外，还有效地 提供例如串行连接在电压(V)检测装置与控制部分之间的积分器，其中部分信 号处理在控制部分中提前进行。这也使得下降控制部分的负荷。

在本发明的检测装置的上述实施例中，在控制部分的存储器中，要求存储 前面得到的对应于待查的可再充电电池的正常可再充电电池的特性数据表或基于 正常可再充电电池的所述数据的近似曲线的函数式 Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)。这意味着待查的 可再充电电池的内部状态检测可仅在前面得到的对应于待查的可再充电电池的正 常可再充电电池的特性数据表或基于正常可再充电电池的所述数据的近似曲线的 函数式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存储在控 制部分的存储器中时被执行。

但是，通过使本发明的检测装置具有下面所述功能，可检测不同可再充电 电池的内部状态。

即，例如，为实现多种不同的待查的可再充电电池的检测，提供提前在控 制部分的存储器中存储前面得到的几种正常可再充电电池的特性数据的数据表或 基于所述数据的近似曲线的函数式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc（Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T) 和Rc(Q，Ic，T)。在这种情况下，提供类型选择装置，用于选择适合于检测检测 装置中的给定待查的可再充电电池的内部状态的可再充电电池类型。使类型选择 装置具有通过无线或射频电信号或光信号的切换输入功能或输入功能。在待查的 可再充电电池或具有提供其中的可再充电电池的电池模块(或电池组)有与外部 的通信功能的情况下，使检测装置的控制部分具有对应于所述通信功能的通信功 能。这样，可鉴别电池类型信息和可再充电电池或电池模块(或电池组)，并选 择适合于电池类型的所述数据或所述功能公式。

在前面描述的本发明的检测装置的实施例中，描述了该对端子(2101)、电 池电压检测部分(2102)、电池温度检测部分(2103)、电流传感电阻器(2104) 和放大器(2105)被单一使用的情况。本发明不限于这个实施例。

图31是表示本发明的检测装置的另一例子的简图，其中，图29所示的检 测装置连接于多个可再充电电池，具有图31所示的电路结构。

图31所示的检测装置的电路结构基本上包括用于连接多个(待查的)可再 充电电池(n个)与设备本体的多个端子(2301A~2301N，每一个包括一对端子)， 分别用于检测可再充电电池之一的一对端子之间的电压(内端子电压)的多个电 池电压检测部分(2302A~2302N)、用于分别检测可再充电电池之一的温度的多 个电池温度检测部分(2303A~2303N)、用于检测可再充电电池的每一个的充电 或放电电流的电流传感电阻器(2304)、放大器(2305)、电阻器1(2306)、电 阻器2(2307)、晶体管1(2308)、晶体管2(2309)和控制部分(2310)。电阻 器1(2306)、电阻器2(2307)、晶体管1(2308)、晶体管2(2309)一起用于 把充电或放电脉冲电流增加到，每个可再充电电池。

端子(2301A~2301N)用于分别容易地并且可靠地把可再充电电池之一电连接 与设备本体。电池电压检测部分(2302A~2302N)的每一个用于以高输入阻抗检 测可再充电电池的每一个的阳极与阴极之间的内端子电压，其中在每种情况下， 检测到的电压的信息从电池电压检测部分输出到控制部分(2310)。每个电池温 度检测部分(2303a~2303N)用于通过例如热敏器或热电偶检测每个可再充电 电池的温度，其中在每种情况下，检测到的电池温度信息从电池温度检测部分输 出到控制部分2310。检测每个可再充电电池的充电或放电电流并通过电流传感 电阻器(2304)将其转换为电压信号，把来自电流传感电阻器2104的电压信号 输入到放大器2305，其中将电压信号处理为电压信息，并将电压信息输入到控 制部分(2310)。包括电阻器1(2306)、电阻器2(2307)、晶体管1(2308)、 晶体管2(2309)的脉冲电流增加部分用于把对应于电压信号波形的值的电流从 控制部分流向在可再充电电池之间包含电流传感电阻器2304的系统，其中阳极 和阴极与端子(2301A~2301N)之一电连接。电压信号波包括矩形波、步进式 (stepwise)波或包括这些波的波。

控制部分2310在其内部或外部具有存储器。前面得到的与电连接于端子 (2301A~2301N)之一的各个要检查的可再充电电池的类型和种类相同的正常可 再充电电池的特性数据表或基于正常可再充电电池的所述数据的近似曲线的函数 式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)被存储在控制部 分(2310)的存储器中，其中Q是正常可再充电电池之一的剩余容量(当前存 储的电量)、Voc是所述正常可再充电电池的开路电压，T是所述正常可再充电 电池的温度、Id是所述正常可再充电电池的放电电流，Vd是电池进行放电时所 述正常可再充电电池的电池电压，Ic是所述正常可再充电电池的充电电流，Vc 是电池进行充电时所述正常可再充电电池的电池电压，Rd是电池进行放电时所 述正常可再充电电池的内电阻，Rc是电池进行充电时所述正常可再充电电池的 内电阻。

在图31所示的带有用于各个分别连接于端子(2301A~301N)之一的可再 充电电池的温度(T)检测装置、电流(I)检测装置、电压(V)检测装置中， 通过根据前面所述的检测过程进行检测，可检测每个可再充电电池的内部状态(包 括损耗状态、可存储电容量、剩余容量和内电阻)。

在本实施例中，为检测多个(待查的)可再充电电池的温度，提供多个电 池温度检测部分(2303A~2303N)。所有电池温度检测部分(2303A~2303N)并非 总是使用。例如。在把多个(待查的)可再充电电池安装在大致相同的环境中的 情况下，可仅提供几个温度检测部分，并且共享这些温度见部分提供的温度信息。

另外，在本实施例中，通过多个电池电压检测部分(2302A~2302N)，检测 对应于电池电压检测部分(2302A~2302N)之一的每个可再充电电池的内端子电 压(阳极与阴极之间的电压)，接着输入到控制部分(2310)。在这种情况下，可 独立地把电池电压检测部分(2302A~2302N)的输出输入到电路切换装置(包括 例如多路复用器)并且根据控制部分(2310)的要求，仅把可再充电电池中选择 的一个的电压信息输出到控制部分(2310)。

上面描述了多个可再充电电池串联连接于检测装置的情况。并不限于此。 通过提供规定数目的电流检测部分来检测各个并联进接串中可再充电电池的充电 或放电电流，本发明的检测装置还可适合于若干(待查的)可再充电电池串联连 接和并联连接以具有若干并联连接串的情况，其中在并联串中规定数目的可再充 电电池串联连接。

在这种情况下，各个电流检测部分的输出经电流传感电阻器的电流电压转 换变为电压信号。因此，基于电流检测部分的输出的电压信号可独立地被输入到 电路切换装置(包括例如多路复用器)并且根据控制部分(2310)的要求，仅把 可再充电电池中选择的一个的电压信息输出到控制部分(2310)。

上面描述的检测装置的一个原理上的特征是设备基本上具有用于待查的可 再充电电池的电池温度(T)检测装置(a)、用于可再充电电池的充电或放电电 流(I)检测装置(b)、用于可再充电电池的电池电压(V)检测装置(c)，如果 必要还包括用于可再充电电池的脉冲电流增加装置(d)以及存储装置(e)，该存 储装置用于存储前面得到的与待查的可再充电电池对应的正常可再充电电池的特 性数据表或基于正常可再充电电池的所述数据的近似曲线的函数式 Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，其中从存储在所 述存储装置(e)中的所述基本数据或所述函数式以及从电池温度(T)检测装置 (a)、充电或放电电流(I)检测装置(b)、电池电压(V)检测装置(c)得到的信 息，检测待查的可再充电电池的内部状态。

在上面的函数式中，Voc是正常可再充电电池的开路电压，T是正常可再充 电电池的温度、Id是正常可再充电电池的放电电流，Vd是电池进行放电时正常 可再充电电池的电池电压，Ic是正常可再充电电池的充电电流，Vc是电池进行 充电时正常可再充电电池的电池电压，Rd是电池进行放电时正常可再充电电池 的内电阻，Rc是电池进行充电时正常可再充电电池的内电阻。

在带有必不可少的这种硬件的本发明的检测装置中，通过输入用于实施本 发明的检测方法的规定的程序来检测待查的可再充电电池的内部状态并输入前面 得到的与待查的可再充电电池对应的正常可再充电电池的特性数据表或基于正常 可再充电电池的所述数据的近似曲线的函数式 Voc(Q)，Vd(Q，Id，T)，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，可实践本发明的 检测方法。从而，具有安装其中的规定控制程序的存储媒体是本发明的一个实施 例。

下面描述这个存储媒体。

例如，通常连接可再充电电池的便携型个人计算机具有主要用于主体操作 的主控制部分和主要用于与外围设备进行交换的子控制部分。在子控制部分中， 在很多情况下，安装在或连接于主体的可再充电电池(或电池组(模块))的内 端子电压(阳极和阴极之间的电压)和温度可被监测。在可再充电电池连接于主 体时，监测在系统中流动的电流的状态。在得到监测信息的子控制部分中，通过 输入本发明的控制程序和前面得到的与个人计算机中的所述可再充电电池对应的 正常可再充电电池的特性数据表或基于正常可再充电电池的所述数据的近似曲线 的函数式Voc(Q)，Vd(Q，Id，T，Vc(Q，Ic，T)，Rd(Q，Id，T)和Rc(Q，Ic，T)，个人计 算机中的可再充电电池的内部状态可被检测。在这种情况下，可把所述控制程序、 所述数据表或所述函数式输入到主控制部分中。

前述的个人计算机不提供本发明的这种脉冲电流增加装置。一访问例如正 使用的硬件或外围设备，就改变计算机中的消耗电流以引起可再充电电池的放电 电流改变。放电电流的改变被视为落在前面所述的待查的可再充电电池的放电电 流通过脉冲电流增加装置来改变以检测电池的内部状态的情况中。

对硬盘或外围设备的访问在主控制部分或子控制部分的要求基础上执行。 这样，在输入本发明的控制程序的主控制部分或子控制部分中，提前识别出访问 硬盘或外围设备的事件的发生。

连接可再充电电池的设备中可再充电电池的放电电流的这种改变不仅在个 人计算机中而且在其他设备中也会发生。例如，当使用可再充电电池的蜂窝电话 处于发射状态时、使用可再充电电池等的数码相机用于曝光(flash)操作等时也 会发生。因此，通过得知这种设备的消耗电流改变来检测其中使用的可再充电电 池的放电电流的改变，可进行内部状态的检测(包括损耗状态、可存储电容量、 剩余容量和内电阻)。此外，检测到的内部状态信息还在应用本发明的设备中已 经存在的规定的部分表示。

[采用本发明中的用于检测可再充电电池的内部状态的检测方法和设备的设 备]

如前所述，本发明的检测方法使得甚至在可再充电电池处于充电状态、放 电状态或不执行充电或放电的中止状态或者可再充电电池是损耗的、其可存储电 容量被下降或其内电阻被升高的可再充电电池时都能够精确地计算给定待查的可 再充电电池的剩余容量(当前存储的电量)。因此，对于使用可再充电电池作为 电源的设备，不仅能准确地鉴别设备的剩余驱动时间而且能鉴别可再充电电池的 交换时间。这样，通过在这种设备中安装使用根据本发明的用于检测可再充电电 池的内部状态的检测方法的检测装置，可把设备的性能和设备中使用的可再充电 电池的性能最大化。

作为这种通过安装本发明的检测装置而使其性能被最大化的设备，这里提 到例如分别具有信息通信功能的蜂窝电话和个人数字助理、把可再充电电池用作 电源的计算机工具，如电动车辆和混合电力汽车。

另外，这里还提到包括其中安装了本发明的检测装置的电池组(其中封装 一个可再充电电池或串联或并联连接的多个可再充电电池)的电池模块和安装了 本发明的检测装置的充电器。对于这种电池模块，可使电池模块具有与设备进行 可再充电电池的内部状态的信息的交换的通信功能。

另外，作为其性能通过安装本发明的检测装置而被提高的另外的设备(或 系统)，还提到例如用于检测可再充电电池产品是否良好的设备和功率存储设备。

下面，将参考例子具体描述本发明。应理解这些例子仅是为了图示目的并 非旨在限制本发明的范围。

                               例A

[获取正常可再充电电池特性的基本数据]

参考图32-34，就开路电压(Voc)对剩余容量(Q)(或可放电容量)的关 系Voc(Q)而论，举例描述获取给定正常可再充电电池的数据或函数式的方法， 就电池电压(V)与涉及电池温度(T)、电流(I)(在连接正常可再充电电池的 系统中流动的)以及剩余容量(Q)的关系V(Q，I，T)和涉及所述T、所述I 和所述Q的内电阻(R)的关系R(Q，I，T)而论，举例描述获取所述正常可再 充电电池的数据或函数式的方法。

图32是用以下方式对可再充电电池进行充放电时直径为17mm、长度为 67mm、额定容量为1300mAh的商用锂离子可再充电电池的充放电特性曲线，横 坐标表示时间，纵坐标表示电池电压。即，首先，在最大充电电压4.2V的条件 下利用恒定的恒流电压充电方法对可再充电电池充电2.5小时，在保持可再充 电电池的温度为25℃的条件下，以1A的充电电流对可再充电电池进行恒流充电 直至电池电压达到4.2V，接着进行恒压充电。在该充电操作之后，中止可再充 电电池一段预定时间段，此后，对可再充电电池进行放电，其中重复以0.2C (＝0.26A)的放电电流对可再充电电池进行放电15分钟(放电电量相当于可再 充电电池额定电容量的5％)然后中止可再充电电池预定时间段的放电周期直至 可再充电电池的电池电压达到预定切断电压(2.75V)。

图33是间歇放电操作时电池电压对放电量的关系曲线与每次放电操作后中 止时开路电压对放电量的关系曲线，放电量基于对图32所示放电操作时数据的 积分。图33中，虚线示出了每次放电操作(间歇放电操作)后中止时可再充电 电池的开路电压的探测结果，实线示出了间歇放电操作时可再充电电池的电池电 压的探测结果，其中每个尖峰信号部分表示放电操作被中止和可再充电电池被中 止时的时间点。

上面积分的放电量表示通过从可再充电电池的额定容量(或可存储电容量) 中减去可放电的电量(即，剩余容量)得到的电量。所以，可以理解图33示出 了放电(见实线曲线)到剩余容量Q时开路电压Voc(见，虚线曲线)和电池电 压Vd的关系。

另外，通过将放电电流(0.2C)变为给定放电电流[0.1C(=0.13A)，0.5C (＝0.65A)，1.0C(＝1.3A)，1.5C(＝1.95A)，或2.0C(＝2.6A)]重复前面的测 量程序。结果，发现在任何情况下，都不改变前面的开路电压Voc对剩余容量Q 的关系，不同之处在于电池电压达到前述放电切断电压时剩余容量在每种情况下 是不同的。

在该实施例中，通过以这种方式得到的电池特性曲线，读出开路电压对任 意剩余容量从而得到离散数据，在离散数据基础上，准备开路电压Voc对剩余 容量Q的关系的数据库(数据表)。此外，从数据库中，是关于所述数据库的近 似曲线的函数式Voc(Q)。

图34是在可再充电电池温度保持在25℃的条件下以0.1C(＝0.13A)，0.2C (＝0.26A)，0.5C(=0.65A)、1.0C(＝1.3A)，1.5C(＝1.95A)，和2.0C(＝2.6A) 各个放电电流对可再充电电池放电时，直径为17mm、长度为67mm、额定容量为 1300mAh的商用锂离子可再充电电池的放电特性曲线。在图34中，横坐标表示 积分的放电量，纵坐标表示电池电压。积分的放电电路表示通过从可再充电电池 的额定容量(或可存储电容量)中减去可放电的电量(即，剩余容量)得到的电 量。在图34中，在每种情况下以规定放电电流对可再充电电池进行放电之前， 在最大充电电压4.2V的条件下利用恒定的恒流电压充电方法对可再充电电池充 电2.5小时，在保持可再充电电池的温度为25℃的条件下，以1A的充电电流对 可再充电电池进行恒流充电直至电池电压达到4.2V，接着进行恒压充电，从而 使可再充电电池处于充足电状态。此后，使可再充电电池中止规定的时间段，此 后，对可再充电电池进行放电操作。

将每个充电电流下的电池特性曲线表达为关于该曲线的近似曲线的函数。

另外，在作为其中安装了可再充电电池的仪器的操作环境的各个温度-20℃、 -10℃、0℃、40℃和50℃下，与上面一样得到与放电操作时的电池特性有关的 数据。通过根据所述离散数据得到的电池特性曲线，读出开路电压和电池电压对 任意剩余容量，准备放电操作时电池电压Vd和内电阻Rd对剩余容量Q的关系 的数据库(数据表)。此外，从数据库，函数式Vd(Q，Id，T)和Rd(Q，Id， T)分别表示了与所述数据库有关的近似曲线。

在作为在上面针对锂离子可再充电电池(直径为17mm、长度为67mm、额定 容量为1300mAh)得到的前面的数据表例子的表1中，示出了放电操作时开路电 压Voc(V)对剩余容量Q[Ah]的关系以及放电操作时当电池温度为25℃时在每 个恒定电流Id(=0.13A，0.26A，0.65A，1.3A，1.95A，和2.6A)处电池电压 Vd(V)对剩余容量Q[Ah]的关系。

作为剩余容量或积分放电量函数的开路电压：

开路电压Voc可看作仅由剩余容量Q决定的函数。在这方面，代替前面数 据表的是，可以将开路电压Voc表示成例如如下所述的剩余容量Q的函数。

Voc(Q)＝Pn×Qn+Pn-1×Qn-1+Pn-2×Qn-2+......+P1×Q1+P0×Q0

(根据可再充电电池的种类、类型、额定容量等，Pn-Po是不同的常数)

下面描述得到的开路电压Voc对剩余容量Q的关系Voc(Q)的近似曲线的 函数式的一个实际例子。

当将可再充电电池的可存储容量(额定容量)作成C时、将在特定时间点 处所述电池的剩余容量作成Q时，可以将积分的放电量表达成(C-Q)。在该实 施例中，假设开路电压Voc是积分放电量(C-Q)的12维多项式。在针对锂离 子可再充电电池(直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh)得到的关 于开路电压Voc和积分放电量(C-Q)的基础数据的基础上，计算出开路电压Voc 对剩余容量Q的函数式。这里，作为可再充电电池的额定容量，C的值是1.3Ah。 剩余容量Q能取的范围是0≤Q≤C。计算出的开路电压Voc对剩余容量Q的函数 式如下。 Voc(Q)＝-661.900042980173225×(C-Q)12+4678.290484010105502× (C-Q)11-14335.21335398782685×(C-Q)10+24914.67028729754384×(C -Q)9-26969.20124879933792×(C-Q)8+18786.93847206758073×(C-Q) 7-8401.942857432433812×(C-Q)6+2331.619009308063141×(C-Q)5-3 70.18004193870911×(C-Q)4+26.914989189437676×(C-Q)3+0.44546 0210498741×(C-Q)2-0.883133725562348×(C-Q)+4.188863096991684

作为剩余容量或积分的放电量的函数的内电阻

当电池处于放电操作中时，放电电池的放电电流Id、开路电压Voc、电池 电压Vd和内电阻Rd之间的关系可以表达成Vd=Voc-Id×Rd。当电池处于充电 操作中时，可再充电电池的充电电流Ic、开路电压Voc、电池电压Vc和内电阻 Rd之间的关系可表达成Vc＝Voc+Ic×Rc。此外，可以将内电阻看成电池温度 的函数。在这方面，电池电压V对剩余容量Q的关系和内电阻R对剩余容量Q 的关系可以分别表达成V(Q，I，T)的近似曲线和R(Q，I，T)的近似曲线， 其中所述V(Q，I，T)是电池电压V关于剩余容量Q、电流I和电池温度T的 函数，所述R(Q，I，T)是内电阻R关于剩余容量Q、电流I和电池温度T的 函数。

现在，当将可再充电电池的电池温度作为T时，可再充电电池的放电电流 作为I，可再充电电池的可存储电容量(额定容量)作为C，在特定时间处的可 再充电电池的剩余容量作为Q，可以将可再充电电池的积分放电量表达成(C-Q)。

在这方面，放电操作时涉及与剩余容量有关的内电阻Rd的关系公式Rd(Q， I，T)可以表达为例如涉及以下所述的剩余容量或放电量的n-维的函数式。在 这种情况下，剩余容量Q的可取范围是0≤Q≤C。

Rd(Q，I，T)＝Fn×(C-Q)n+Fn-1×(C-Q)n-1+Fn-2×(C-Q)n-2+……+ F1×(C-Q)1+F0×(C-Q)0

(其中可以Fn-F0中每一个表达成函数式Fn＝Gn(T)×Hn(I)或Fn=Gn(T) +Hn(I)，Gn(T)是电池温度T的函数，Hn(I)是电流的函数)

或者，将所述Fn至所述F0作成以下样子：

Fn＝Kn.m×Im+Kn.m-1×Im-1+Kn.m-2×Im-2……+Kn.1×I1+Kn.0×I0

Fn-1=Kn-1.m×Im+Kn-1.m-1×Im-1+Kn-1.m-2×Im-2……+Kn-1.1×I1+Kn-1.0×I0

……

F0＝K0.m×Im+K0.m-1×Im-1+K0.m-2×Im-2……+K0.1×I1+K0.0×I0

Kn.m至K0.m、Kn.m-1至K0.m-1......K0.m至K0.0的每一个可以分别表达成电池温 度T的函数。

作为得到前面函数式的一个实际例子，下面，示出了一个例子，其中，针 对直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh的锂离子可再充电电池，示 出了通过对可再充电电池如前面描述的那样进行充电和放电得到的关于与剩余容 量Q(或积分放电量)、放电电流(I)和电池温度(T)有关的内电阻(Rd)的 基本数据，所述基本数据用Rd(Q，I，T)的近似曲线的函数式表达。在该实施 例中，假设内电阻Rd可以用积分放电量(C-Q)的12维多项式表达[C是上述可 再充电电池的额定容量(1300mAh＝1.3Ah)]，计算出能适合与内电阻有关的基 本数据的函数式。下面描述放电操作时计算出的内电阻Rd(Q，I，T)的函数式。

Rd(Q，I，T)＝F12x(C-Q)12+F11x(C-Q)22+F10 x(C-Q)10+....+F1x(C-Q)1+F0x(C-Q)0

这里，系数F12-F0可以分别用下面的电流值(I)的五维多项式表达。

F12＝K12.5xI5+K12.4xI4+K12.3xI3+K12.2xI2+K12.1 xI1+K12.0xI0

F11＝K11.5xI5+K11.4xI4+K11.3xI3+K11.2xI2+K11.1 xI1+K11.0xI0

....

F0＝K0.5xI5+K0.4xI4+K0.3xI3+K0.2xI2+K0.1x I1+K0.0xI0

而且系数K0.0至K12.5能够分别由电池温度(T)的下面的四维多项式表达。 K0.0＝0.0000003728422193×T4-0.0004690399886317×T3+ 0.219630909372119×T2-45.393541420206056×T+3495 K1.0＝-0.0000179118075830736×T4+0.019047317301656×T3- 7.507153217164846×T2+1295.900128065855824×T- 82320.66124016915274 K2.0＝0.0008393300954506×T4-0.925251141189932×T3+ 380.532287220051614×T2-69147.14363160646462×T+4 K3.0＝-0.017185353004619×T4+19.234599304257944×T3- 8046.433143414219558×T2+1490563.733755752211×T- 103127364.48805916309 K4.0＝0.169551698762352×T4-190.999908140883917×T3+ 80470.07880103871866×T2-15024311.89118036628×T+ 1.048650819771948e+9 K5.0＝-0.955959118340144×T4+1080.745597758554595×T3- 457103.8624067021883×T2+85709740.95309616626×T- 6.01059936858493e+9 K6.0＝3.375841083746783×T4-3825.451933311166158×T3+ 1622083.712826749077×T2-304991211.3940501213×T+ 2.145317715502894e+10 K7.0＝-7.810843719833634×T4+8866.183584053051163×T3- 3766345.644136840012×T2+709567942.1204522848×T- 5.001923236648273e+10 K8.0＝12.033631252687844×T4-13677.64824440043594×T3+ 5818483.242671614513×T2-1.097858196917345e+9×T+ 7.751905044076741e+10 K9.0＝-12.238187331253075×T4+13925.33526539518061×T3- 5930710.459638201632×T2+1.120421761057557e+9×T- 7.921808331037033e+10 K10.0＝7.893435909900529×T4-8989.98957545310077×T3+ 3832542.024125073105×T2-724796162.165166378×T+ 5.130331180844828e+10 K11.0＝-2.925896962983863×T4+3335.077681152527475×T3- 1423000.113370831124×T2+269356095.2803371549×T- 1.908424205759282e+10 K12.0＝0.474786593515207×T4-541.575826871208278×T3+ 231252.3383636772924×T2-43807985.50071253628×T+ 3.106470547152108e+9 K0.1＝0.000002810514762×T4-0.002898202547079×T3+ 1.105541936798752×T2-184.521855864246987×T+11343 K1.1＝0.000551705428643872×T4-0.618741510687609×T3+ 259.586933909031927×T2-48283.85493898519053×T+ 3359573.6900693262 K2.1＝-0.0195475060621×T4+22.088617721865582×T3- 9341.226422357953197×T2+1752157.602624612628×T- 122996540.8737580031 K3.1＝0.325763020172631×T4-369.724916377202248×T3+ 157069.7521357303194×T2-29601894.0842731744×T+ 2.088209856891993e+9 K4.1＝-2.908705926352533×T4+3309.493716794020656×T3- 1409607.063310474623×T2+266370644.6106990278×T- 1.884257213245936e+10 K5.1＝15.522568640313624×T4-17689.339928652651×T3+ 7546667.398559059016×T2-1.428474185012642e+9×T+ 1.012224248948845e+11 K6.1＝-52.917599424765683×T4+60369.46012100671942×T3- 25783514.46398825198×T2+4.88600354697663e+9×T- 3.46629897478479e+11 K7.1＝119.343894918586244×T4-136256.5889387205825×T3+ 58241129.37237557024×T2-1.104580399434835e+10×T+ 7.84285673315848e+11 K8.1＝-180.13279743136772×T4+205783.2935366885795×T3- 88013024.84585164488×T2+1.670262265534591e+10×T- 1.186691748976397e+12 K9.1＝179.977612805760856×T4-205704.7138883229345×T3+ 88022247.56138792634×T2-1.671265663160231e+10×T+ 1.188005733152792e+12 K10.1＝-114.22103353999718×T4+130600.7620928548568×T3- 55907464.3364872858×T2+1.061943998671068e+10×T- 7.551911324552615e+11 K11.1＝41.695827710871889×T4-47691.58228996800608×T3+ 20422870.60793861002×T2-3.880626435474761e+9×T+ 2.760661086077543e+11 K12.1＝-6.666496484950264×T4+7627.427708115624228×T3- 3267274.46735554561×T2+621019135.6699528694×T- 4.419293458561603e+10 K0.2＝-0.0000149877533689156×T4+0.016264765981062×T3- 6.586433677933296×T2+1179.630127694138537×T- 78854.88604895926256 K1.2＝-0.001671225994427×T4+1.877401817058471×T3- 789.07213084094451×T2+147061.7484517464472×T- 10255014.040370674804 K2.2＝0.050857806024981×T4-57.421146649059438×T3+ 24263.23108479666916×T2-4547478.023707655258×T+ 318979066.9375175238 K3.2＝-0.767138695737053×T4+869.501589442514955×T3- 368895.5433750267257×T2+69431079.11021871865×T- 4.891503969447994e+9 K4.2＝6.458605207522703×T4-7339.346130055530012×T3+ 3122145.968177304138×T2-589259323.2726836204×T+ 4.163276005699007e+10 K5.2＝-33.210693487729266×T4+37806.52151914418209×T3- 16112231.32226052508×T2+3.046667102485437e+9×T- 2.156707719286414e+11 K6.2＝110.41654910551955×T4-125855.3597195415496×T3+ 53705964.79313132912×T2-1.0168738968952e+10×T+ 7.208109075952678e+11 K7.2＝-244.609733706370236×T4+279071.9859447662602×T3- 119200855.458073914×T2+2.259145651305348e+10×T- 1.602974000459222e+12 K8.2＝364.280446611480329×T4-415899.7378741699504×T3+ 177773139.5446700454×T2-3.37170978830763e+10×T+ 2.394178279874176e+12 K9.2＝-360.133009104473672×T4+411398.5785509308916×T3- 175950132.9841732085×T2+3.339073499857018e+10×T- 2.372399659849292e+12 K10.2＝226.571828904114568×T4-258946.2668825854489×T3+ 110800467.2156397104×T2-2.103706218735303e+10×T+ 1.495396594538536e+12 K11.2＝-82.097460356641946×T4+93865.67427578115894×T3- 40180264.4568978697×T2+7.631883991534069e+9×T- 5.427255754183317e+11 K12.2＝13.041315019963541×T4-14915.89122739454251×T3+ 6387139.428232744336×T2-1.213605887380284e+9×T+ 8.633362065024582e+10 K0.3＝0.0000251678427397413×T4-0.027749417567646×T3+ 11.431003896028034×T2-2085.159978444959506×T+ 142128.8166474564059 K1.3＝0.001751449385998×T4-1.965532828562073×T3+ 825.198818901071149×T2-153608.5966555425257×T+ 10697382.97613775916 K2.3＝-0.045992909613442×T4+51.765049403509529×T3- 21800.6951406261469×T2+4071656.867690694518×T- 284551801.1211410761 K3.3＝0.609139955562425×T4-687.607714664136665×T3+ 290488.4805661713472×T2-54432601.20337542892×T+ 3.817251073175302e+9 K4.3＝-4.654946445586634×T4+5267.515010680999694×T3- 2231088.309676257428×T2+419202946.5956563354×T- 2.948124603910822e+10 K5.3＝22.286869517195672×T4-25270.05467747936928×T3+ 10725593.31009998918×T2-2.019626285390959e+9×T+ 1.423544581998099e+11 K6.3＝-70.273845850297775×T4+79808.32413277083833×T3- 33930159.44685647637×T2+6.400054181017841e+9×T- 4.51914538369342e+11 K7.3＝149.601386715460876×T4-170118.3903450048529×T3+ 72421280.32549875974×T2-1.367911124421202e+10×T+ 9.672544733460782e+11 K8.3＝-216.080536475273817×T4+245972.965744795074×T3- 104825836.75099624693×T2+1.982151737409837e+10×T- 1.403160810753543e+12 K9.3＝208.528016714157587×T4-237582.0518041840696×T3+ 101339354.76017145813×T2-1.917950228946529e+10×T+ 1.358957382793612e+12 K10.3＝-128.648630272366432×T4+146680.9468983050902×T3- 62612523.06659654528×T2+1.185900191909874e+10×T- 8.409099766116382e+11 K11.3＝45.862214041144405×T4-52323.81826514477143×T3+ 22349358.16426483542×T2-4.235780194080044e+9×T+ 3.005522361710247e+11 K12.3＝-7.185307946068086×T4+8202.238421019834277×T3- 3505436.076118038502×T2+664747740.961967349×T- 4.719465114689993e+10 K0.4＝-0.0000192255394011085×T4+0.021451855148696×T3- 8.949177062086774×T2+1654.341424624854653×T- 114347.8315392331278 K1.4＝-0.000816454884929378×T4+0.915963370235589×T3- 384.394885101222144×T2+71516.78036990862165×T- 4977237.941760426387 K2.4＝0.018665516848548×T4-20.945499132537545×T3+ 8792.787151743495997×T2-1636507.520356033929×T+ 113940643.510729596 K3.4＝-0.208551404290907×T4+234.064252746103051×T3- 98280.91590542987979×T2+18297020.93438888714×T- 1.274317674892173e+9 K4.4＝1.339574048511812×T4-1503.615180965887021×T3+ 631459.032932954724×T2-117585216.0713095963×T+ 8.191520568488794e+9 K5.4＝-5.41634189133107×T4+6080.279572206331977×T3- 2553905.465719996486×T2+475671351.9166372418×T- 3.314607225791437e+10 K6.4＝14.554042749470186×T4-16340.35331930969369×T3+ 6864766.807159300894×T2-1.278884505325829e+9×T+ 8.91410026807912e+10 K7.4＝-26.702810592234627×T4+29985.37313494967748×T3- 12599908.78297643736×T2+2.347923449255732e+9×T- 1.637030338813723e+11 K8.4＝33.616003692593779×T4-37755.79519816931134×T3+ 15868689.48295781203×T2-2.957814271722582e+9×T+ 2.062859919415767e+11 K9.4＝-28.549327238622432×T4+32071.84076537256988×T3- 13482853.98914256319×T2+2.513751298973701e+9×T- 1.753644153967844e+11 K10.4＝15.615889964970963×T4-17546.34309475550617×T3+ 7378066.55368669983×T2-1.375903085110361e+9×T+ 9.601048284484978e+10 K11.4＝-4.961400910069002×T4+5575.897482064596261×T3- 2345115.56629166659×T2+437428445.089415431×T- 3.053090860965102e+10 K12.4＝0.695014380923983×T4-781.253406883600064×T3+ 328646.8735752489884×T2-61314347.82639360428×T+ 4.280426730538583e+9 K0.5＝0.0000055685857458958×T4-0.006269943903778×T3+ 2.640726168426087×T2-493.072682310015125×T+ 34439.01298486242012 K1.5＝0.000161459388938338×T4-0.181685886575457×T3+ 76.48491361543168×T2-14275.91988238808517×T+ 996832.7974418463418 K2.5＝-0.003644982089995×T4+4.101798825788432×T3- 1726.917806184043457×T2+322373.2470881768968×T- 22513770.08513562009 K3.5＝0.040176201294742×T4-45.2111990768366×T3+ 19035.3292236953348×T2-3553687.279590429272×T+ 248205168.0678731203 K4.5＝-0.252724149200711×T4+284.364088978607867×T3- 119717.74444384659×T2+22349178.49348734319×T- 1.5609506067017e+9 K5.5＝0.99321211747314×T4-1117.34604256486864×T3+ 470334.9616640359164×T2-87793226.38023105264×T+ 6.13128593721498e+9 K6.5＝-2.577149995346287×T4+2898.568018064226635×T3- 1219882.472908790689×T2+227667403.1106119156×T- 1.589763369995698e+10 K7.5＝4.546336695206962×T4-5112.045211581619696×T3+ 2150963.609311953653×T2-401358455.5349878669×T+ 2.802150292308567e+10 K8.5＝-5.493312202741592×T4+6175.273952080845447×T3- 2597737.064942202996×T2+484624717.2114210725×T- 3.382866307244066e+10 K9.5＝4.479715688077147×T4-5034.625069146578426×T3+ 2117431.804731178563×T2-394939977.4744403362×T+ 2.756315841920568e+10 K10.5＝-2.35745032434141×T4+2648.891592185625086×T3- 1113825.013085700106×T2+207708652.5919890404×T- 1.449351552776621e+10 K11.5＝0.722700953370907×T4-811.891530954773657×T3+ 341327.5026830868446×T2-63640350.16188571602×T+ 4.439957102906778e+9 K12.5＝-0.098012110608512×T4+110.090753050316849×T3- 46276.03871921345126×T2+8626818.395340621472×T- 601771718.735604167

在上述函数式中，常数项中的“e+9”“e+10”，“e+11”和“e+12”分别表 示“×109”“×1010”“×1011”和“×1012”

如上所述，在该实施例中，涉及内电阻Rd(Q，I，T)的近似曲线的函数式 首先由剩余容量Q的十二维多项式表示[整数放电量]，然后由关于十二维多项 式中系数的电流值I的五维多项式表示，最后由关于五维多项式中系数的电池温 度T的四维多项式表示。

应当理解，本发明不限于要获得的这些多项式的维数和这些多项式的阶数。 此外，表示可再充电电池的基本数据的上述函数式不限于这种n维多项式。

                待查可再充电电池的剩余容量的检测

在这个例子中，作为待查的可再充电电池(即，待查可再充电电池)，提供 三个分别处于中止状态而不进行充电或放电的直径为17mm、长度为67mm、额定 容量为1300mAh的商用锂离子可再充电电池(作为例1，例2和例3)。根据本 发明的检测方法针对它们的内部状态检测这三个待查可再充电电池。

在例子A中，对于对应于三个待查可再充电电池(例1-例3)中的每一个 的正常商用锂离子可再充电电池(直径为17mm、长度为67mm、额定容量为 1300mAh)，获取剩余容量(Q)和开路电压(Voc)的关系的与特性相关的基本 数据以及基于所述基本数据的函数式Voc(Q)和Q(Voc)。

参考以上与特性相关的基本数据或以上用于相应正常可再充电电池的函数 式Voc(Q)和Q(Voc)并根据本发明的检测方法的图3所示的判断程序，对例 1-3进行判断。结果，发现例1-3不短路，是正常的。

接着，三个待查可再充电电池(例1-3)中的每一个都用以下方式进行充放 电。即，用恒定恒流电压充电方法在最大充电电压4.2V的条件下对每个待查可 再充电电池充电2.5小时，在保持可再充电电池的温度为25℃的条件下，以1A 的充电电流对可再充电电池进行恒流充电直至电池电压达到4.2V，接着进行恒 压充电，从而使可再充电电池处于充足电状态。此后，使可再充电电池中止规定 的时间段，此后，以0.2C(＝0.26A)的放电电流对可再充电电池进行放电以释 放对应于额定容量的规定百分比(例1为20％，例2为50％，例3为80％)的电 量。在这种情况下，例1-3的剩余容量必须分别是额定容量的20％，50％，80％。

接着，对于例1-3中的每一个，以下列方式检测其剩余容量的值。首先， 测量放电操作之后例1-3中的每一个的开路电压(Voc)。参考上述剩余容量(Q) 和开路电压(Voc)以及测出的开路电压的关系Q(Voc)，检测例1-3中的每一 个的剩余容量的值，之后，以恒定放电电流0.2C(＝0.26A)对例1-3中的每一 个放电，为了确认所检测的剩余容量值是正确的，测量放电量(被释放的电量)。

以上得到的测出的开路电压值、检测出的剩余容量值和测量出的例1-3的 放电量值见表2。

另外，利用能得到百分比(％)的等式[(检测出的剩余容量-放电量)/额 定容量×100]作为测出的开路电压值、检测出的剩余容量值(根据本发明的检 测方法得到的)和测量出的放电量的状态的检测精确率，得到例1-3中每个例 子的精确率。得到的结果见表2。

从表2的结果可见，可以理解例1-3的检测精确率在明显的精度上彼此是 一致的。特别地，检测精确率的值表示被检测的量和被测量的量之间的误差很小， 小于电池额定容量的1％，所以，检测准确度很高。

                            例2

在这个例子中，至于待查可再充电电池，提供三个在不进行充电或放电的 情况下分别处于中止状态的直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh的 商用锂离子可再充电电池(作为例1，例2和例3)。根据本发明的检测方法针 对它们的内部状态检测这三个待查可再充电电池。

在例子A中，对于对应于三个待查可再充电电池(例1-例3)中的每一个 的正常商用锂离子可再充电电池(直径为17mm、长度为67mm、额定容量为 1300mAh)，获取剩余容量(Q)和开路电压(Voc)的关系与特性相关的基本数 据以及基于所述基本数据的函数式Voc(Q)和Q(Voc)。

根据图6所示的程序，对三个待查可再充电电池(例1-3)中的每一个0.2C (＝0.26A)的放电电流进行放电，接着以0.2C(＝0.26A)的充电电流进行恒流 充电，当在充放电库仑效率的基础上充电量变成额定容量的规定百分比时(例1 为20％，例2为50％，例3为80％)，此时施加充电脉冲以测量待查可再充电电池 的电池电压和开路电压。接着，参考与特性相关的基本数据或用于相对应的正常 可再充电电池的函数式Voc(Q)和Q(Voc)并根据本发明检测方法的图6的表 所示的程序，发现例1-3不短路，是正常的，检测待查可再充电电池的剩余容 量。以这种方式，检测从事充电操作的三个待查可再充电电池(例1-3)中的每 一个的剩余容量值。在充电操作终止之后，以恒定放电电流0.2C(＝0.26A)对 例1-3中的每一个进行放电，测量放电量(释放的电量)以便确认测出的剩余 容量值是正确的。

以上得到的例1-3的测出的开路电压值、检测出的剩余容量值和测量出的 放电量值如表3所示。

另外，象例1一样，用等式[(检测出的剩余容量-电量)/额定容量×100]， 得到例1-3中的每一个的检测精确率(％)。得到的结果见表3。

从表3所示的结果，可以理解例1-3的检测精确率在明显的精度上彼此是 一致的。特别地，检测精确率的值表示被检测的量和被测量的量之间的误差很小， 小于电池额定容量的1％，所以，检测准确度很高。

                            例3

在这个例子中，至于待查可再充电电池，提供九个分别处于中止状态而不 进行充电或放电的直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh的商用锂离 子可再充电电池。根据本发明的检测方法针对它们的内部状态检测这九个待查可 再充电电池。

在例A中，对于对应于九个待查可再充电电池中的每一个的正常商用锂离 子可再充电电池(直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh)，获取电池 温度(T)、放电电流(Id)、电池电压(Vd)和放电操作时正常可再充电电池的 剩余容量(Q)之间的关系的与特性相关的基本数据以及基于所述基本数据的函 数式Vd(Q，Id，T)和Q(Vd，Id，T)。

在保持可再充电电池的温度为25℃的条件下，以0.2C(＝0.26A)的充电电 流对九个待查可再充电电池中的每一个可再充电电池进行充电，在那里，可再充 电电池被充足电的。将由此充足电的九个待查可再充电电池分成三组(1)-(3)， 每组包含三个待查可再充电电池。此后，如下所述，分别对组(1)-(3)每一 组的三个待查可再充电电池恒流放电，参考上述相应的正常可再充电电池的与特 性相关的基本数据或上述函数式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)以及根据图 14所示的流程图的程序，发现组(1)-(3)每一组的三个待查可再充电电池是 正常的(见图14中的S1006)，接着检测它们的剩余容量(见图14中的S1007)。

特别地，在保持可再充电电池的温度(T)为25℃的条件下，以1.0C(＝1.3A) 的恒定放电电流(Id)分别对组(1)的三个待查可再充电电池进行放电。在该 放电操作中，对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到260mAh 时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩 下的两个待查可再充电电池中的一个，在放电量达到650mAh时，发现可再充电 电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池， 在放电量达到1040mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值， 测量电池电压。

在保持可再充电电池的温度(T)为0℃的条件下，以0.2C(＝0.26A)的恒 定放电电流(Id)分别对组(2)的三个待查可再充电电池进行放电。在该放电 操作中，对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到260mAh时， 发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下的 两个待查可再充电电池中的一个，在放电量达到650mAh时，发现可再充电电池 是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池，在放 电量达到1040mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测 量电池电压。

在保持可再充电电池的温度(T)为40℃的条件下，以0.5C(＝0.65A)的 恒定放电电流(Id)分别对组(3)的三个待查可再充电电池进行放电。在该放 电操作中，对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到260mAh时， 发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下的 两个待查可再充电电池中的一个，在放电量达到650mAh时，发现可再充电电池 是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池，在放 电量达到1040mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测 量电池电压。

此后，在规定条件下分别对组(1)-(3)每一组的三个待查可再充电电池 放电，为了确认测出的剩余容量值是正确的，测量每个可再充电电池的放电量(释 放的电量)。

以上得到的九个待查可再充电电池的测量出的电池电压值、检测出的剩余 容量值和测量出的放电量值如表4所示。

另外，如例1一样，用等式[(检测出的剩余容量-放电量)/额定容量×100]， 得到九个待查可再充电电池中每一个的检测精确率(％)。得到的结果见表4。

从表4所示的结果，可以理解九个待查可再充电电池的检测精确率在明显 的精度上彼此是一致的。特别地，检测精确率的值表示被检测的量和测量出的量 之间的误差很小，小于电池额定容量的2％，所以，检测准确度很高。

                              例4

在这个例子中，至于待查可再充电电池，提供一个处于中止状态而不进行 充电或放电的直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh的商用锂离子可 再充电电池。根据本发明的检测方法针对它们的内部状态检测这个待查可再充电 电池。

在例A中，对于对应于待查可再充电电池的正常商用锂离子可再充电电池 (直径为17mm、长度为67mm、额定容量为1300mAh)，获取电池温度(T)、放电 电流(Id)、电池电压(Vd)和放电操作时正常可再充电电池的剩余容量(Q) 之间的关系的与特性相关的基本数据以及基于所述基本数据的函数式Vd(Q，Id， T)和Q(Vd，Id，T)。

在检测待查可再充电电池的内部状态之前，对待查可再充电电池进行充电 和放电周期程序，一个周期包含步骤(a)：用恒定恒流电压充电方法在最大充电 电压4.2V的条件下对待查可再充电电池充电2.5小时，其中在保持可再充电电 池的温度为25℃的条件下，以lA的充电电流对可再充电电池进行恒流充电直至 电池电压达到4.2V，接着进行恒压充电；步骤(b)：中止可再充电电池20分钟； 步骤(c)：以650mA(＝0.5C＝0.65A)的放电电流对可再充电电池进行恒流放电 直至电池电压达到2.75V；步骤(d)：中止可再充电电池20分钟；将以上步骤 重复200次。

以与以上步骤(a)同样的方式对如此持续工作的待查可再充电电池进行充 电，接着在保持可再充电电池的温度为25℃的条件下，以0.5C(＝650mA＝0.65A) 对其进行放电。在该放电操作期间，随着图14、16和17所示的流程图，使650mA ×5秒的放电脉冲电流加倍到恒定放电电流。从而出现四次放电电流变化，在 那里测量电池电压，计算递减的可存储电容量的递减系数D和递增的内电阻值。 参考上述相应的正常可再充电电池的与特性相关的基本数据或上述函数式Vd (Q，Id，T)或Q(Vd，Id，T)，检测剩余容量值。

此后，以0.2C(=0.26A)的放电电流对待查可再充电电池进行放电，为了 确认测出的剩余容量值是正确的，测量每个可再充电电池的放电量(释放的电 量)。

测出的电池电压值和放电电路值见表5所示。在表5中，Vn0是放电电流n 次改变之前的电池电压值，Vn1是放电电流改变后的电池电压值。是从等式V＝Vn1+ (Vn0-Vn1)×e-t/τ，In0是其n次改变之前的放电电流值，In1是其n次改变后的 的放电电流值。

以上得到的计算出的递减系数D、计算出的内电阻值和检测出的剩余容量值 和测量出的放电量值如表6所示。

表6中示出的递增的内电阻值是通过假设能由R’=a×R+b表达计算出的 一个值(其中R是待查可再充电电池正常是的内电阻，a和b都是常数)。

另外，如例1一样，用等式[(检测出的剩余容量-放电量)/额定容量×100]， 得到待查可再充电电池的检测精确率(％)。得到的结果见表6。

从表6所示的结果，发现在额定容量的约3.5％的误差范围内计算出的剩余 容量与实际剩余容量一致。

还发现，根据本发明的检测方法，甚至对于性能已经变坏的待查可再充电 电池，也能高精度地检测剩余容量。

另外，在这个例子中，将放电电流的改变次数作成计算剩余容量所需的最 小数(4次)。但是，即使在改变次数增加时，也能高精度地计算剩余容量。

                            例5

在这个例子中，除了取代了三个待查锂离子可再充电电池之外重复例1的 程序，提供三个分别处于中止状态而不进行充电或放电的从AA-尺寸、额定容量为 1550mAh的商用镍金属氢可再充电电池(作为例1，例2和例3)。

另外，对于对应于三个待查可再充电电池(例1-例3)中的每一个的AA-尺 寸、额定容量为1550mAh的正常商用镍氢可充电产品，以与例A相同的方式， 获取剩余容量(Q)和开路电压(Voc)的关系的与特性相关的基本数据以及基 于所述基本数据的函数式Voc(Q)和Q(Voc)。

参考以上与特性相关的基本数据或以上用于相应正常可再充电电池的函数 式Voc(Q)和Q(Voc)并根据本发明的检测方法的图3所示的判断程序，对例 1-3进行判断。结果，发现例1-3不短路，是正常的。

接着，三个待查可再充电电池(例1-3)中的每一个都用以下方式进行充放 电。即，用310mA的恒定充电电流对每个待查可再充电电池充电7.5小时，从 而使可再充电电池充足电。此后，使可再充电电池中止规定的时间段，此后，以 0.2C(＝310mA)的放电电流对可再充电电池进行放电，释放对应于额定容量的 规定百分比(例1为20％，例2为50％，例3为80％)的电量。在这种情况下， 例1-3的剩余容量必须分别是额定容量的20％，50％，80％。

接着，对于例1-3中的每一个，以下列方式根据图3所示的流程图的程序 检测其剩余容量的值。首先，测量放电操作之后例1-3中的每一个的开路电压 (Voc)。参考上述剩余容量(Q)和开路电压(Voc)以及测出的开路电压的关 系Q(Voc)，检测例1-3中的每一个的剩余容量的值。之后，以恒定放电电流0.2C 对例1-3中的每一个放电，为了确认所检测的剩余容量值是正确的，测量放电 量(被释放的电量)。

以上得到的测出的开路电压值、检测出的剩余容量值和测量出的例1-3的 放电量见表7。

另外，如例1一样，用等式[(检测出的剩余容量-放电量)/额定容量×100]， 得到例1-3中每一个的检测精确率(％)。得到的结果见表7。

从表7所示的结果，可以理解例1-3的检测精确率在明显的精度上彼此是 一致的。特别地，检测精确率的值表示被检测的量和测量出的量之间的误差很小， 所以，检测准确度很高。

                            例6

在这个例子中，除了取代了九个商用锂离子可再充电电池之外重复例3的 程序，提供九个分别处于中止状态而不进行充电或放电的AA-尺寸、额定容量为 1550mAh的商用镍金属氢可再充电电池。

根据本发明的检测方法针对它们的内部状态检测这九个待查可再充电电 池。

另外，对于对应于九个待查可再充电电池(例1-例9)中的每一个的AA-尺 寸、额定容量为1550mAh的正常商用镍氢可充电产品，以与例A相同的方式， 获取放电操作时正常可再充电电池的电池温度(TO、放电电流(Id)、电池电压 (Vd)和剩余容量(Q)之间的关系的与特性相关的基本数据以及基于所述基本 数据的函数式Vd(Q，Id，T)和Q(Vd，Id，T)。

用0.2C的充电电流对九个待查可再充电电池(例1-例9)中的每个充电7.5 小时，从而使可再充电电池充足电。将由此充足电的九个待查可再充电电池分成 三组(1)-(3)，每组包含三个待查可再充电电池。此后，如下所述，分别对 组(1)-(3)每一组的三个待查可再充电电池恒流放电，参考上述相应的正常 可再充电电池的与特性相关的基本数据或上述函数式Vd(Q，Id，T)或Q(Vd， Id，T)以及根据图14所示的流程图的程序，发现组(1)-(3)每一组的三个 待查可再充电电池是正常的(见图14中的S1006)，接着检测它们的剩余容量(见 图14中的S1007)。

特别地，在保持可再充电电池的温度(T)为25℃的条件下，以1.0C的恒 定放电电流(Id)分别对组(1)的三个待查可再充电电池进行放电。在该放电 操作中，对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到310mAh时， 发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下的 两个待查可再充电电池中的一个，在放电量达到775mAh时，发现可再充电电池 是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池，在放 电量达到1240mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测 量电池电压。

在保持可再充电电池的温度(T)为0℃的条件下，以0.2C的恒定放电电 流(Id)分别对组(2)的三个待查可再充电电池进行放电。在该放电操作中， 对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到310mAh时，发现可再 充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下的两个待查 可再充电电池中的一个，在放电量达到775mAh时，发现可再充电电池是正常的， 接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池，在放电量达到 1240mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压。

在保持可再充电电池的温度(T)为40℃的条件下，以0.5C的恒定放电电 流(Id)分别对组(3)的三个待查可再充电电池进行放电。在该放电操作中， 对于三个待查可再充电电池中的一个电池，在放电量达到310mAh时，发现可再 充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下的两个待查 可再充电电池中的一个，在放电量达到775mAh时，发现可再充电电池是正常的， 接着检测剩余容量值，测量电池电压；对于剩下可再充电电池，在放电量达到 1240mAh时，发现可再充电电池是正常的，接着检测剩余容量值，测量电池电压。

此后，在规定条件下分别对组(1)-(3)每一组的三个待查可再充电电池 放电，为了确认测出的剩余容量值是正确的，测量每个可再充电电池的放电量(释 放的电量)。

以上得到的九个待查可再充电电池的测量出的电池电压值、检测出的剩余 容量值和测量出的放电量值如表4所示。

另外，如例1一样，用等式[(检测出的剩余容量-放电量)/额定容量×100]， 得到九个待查可再充电电池中每一个的检测精确率(％)。得到的结果见表8。

从表8所示的结果，可以理解九个待查可再充电电池的检测精确率在明显 的精度上彼此是一致的。特别地，检测精确率的值表示被检测的量和测量出的量 之间的误差很小，小于电池额定容量的2％，所以，检测准确度很高。

从例1-6得到的结果显然，根据检测可再充电电池内部状态的检测方法， 对于可再充电电池来说，不管它是处于正常状态还是处于损耗的状态，都能极高 精度地检测剩余容量(当前存储的电量)。这种情况可以使人们能检测其中用可 再充电电池作为电源的仪器的作用时间。而且，能准确地检测关系到使用寿命的 可再充电电池可存储电容量的下降。

另外，本发明可以用于各种电池以便检测它们的内部状态。

                                            表1 剩余容量   (Ah)   Voc   (V)   Vd(V) Id＝0.13A   Vd(V) Id-0.26A Vd(V) Id-0.65A   Vd(V) Id＝1.3A   Vd(V) Id＝1.95A   Vd(V) Id＝2.6A     1.3  4.189     4.172     4.158      4.094     4.043      3.959     3.894     1.2  4.111     4.077     4.050      3.945     3.851      3.728     3.619     1.1  4.044     4.012     3.980      3.876     3.779      3.654     3.545     1.0  3.986     3.944     3.911      3.804     3.710      3.598     3.500     0.9  3.933     3.893     3.860      3.757     3.665      3.555     3.460     0.8  3.879     3.841     3.811      3.705     3.611      3.501     3.408     0.7  3.833     3.795     3.767      3.656     3.563      3.463     3.378     0.6  3.806     3.772     3.740      3.629     3.538      3.440     3.356     0.5  3.789     3.755     3.717      3.606     3.510      3.407     3.320     0.4  3.770     3.724     3.690      3.567     3.474      3.375     3.290     0.3  3.747     3.701     3.670      3.547     3.457      3.358     3.268     0.2  3.712     3.680     3.642      3.507     3.425      3.316     3.215     0.1  3.676     3.622     3.583      3.409     3.334      3.226     3.125

                                        表2 开路电压         (V) 测出的剩余容 量 (Ah) 放电量 (Ah) (测出的剩余容量-放电量)/额定 容量              ×100(％) 例    1     4.008     1.0583     1.0612     -0.2231 例    2     3.817     0.6633     0.6712     -0.6077 例    3     3.735     0.2710     0.2812     -0.7846

                                        表3 开路电压          (V) 测出的剩余容 量 (Ah) 放电量 Ah ) (测出的剩余容量-放电量)/额定 容量     ×100(％) 例    1     3.726     0.2482     0.2565     -0.6385 例    2     3.811     0.6368     0.6465     ＝0.7462 例    3     3.994     1.0333     1.0365     -0.2462

                                表4 例号 电池电压 (V) 测出的剩余容量 (Ah) 放电量 (Ah) (测出的剩余容量-放电量)/额定 容量       ×100(％) (1) T＝25℃ I＝1.0C   1   3.733    1.0472     1.0367      0.8077   2   3.549    0.6458     0.6467     -0.0692   3   3.450    0.2504     0.2567     -0.4846 (2) T＝0℃ I＝0.2C   4   3.730    0.9338     0.9458     -1.1308   5   3.537    0.5366     0.5585     -1.6846   6   3.304    0.1571     0.1685     -0.8769 (3) T＝40℃ I＝0.5C   7   3.859    1.0124     1.0134     -0.0769   8   3.675    0.6069     0.6234     -1.2692   9   3.575    0.2263     0.2334     -0.5462

                                    表5   温度    ：25℃ Vn0〔V〕 Vn1〔V〕 In0〔A〕 In1〔A〕     第一电流变化   3.800   3.577   0.650   1.300     第二电流变化   3.750   3.537   0.650   1.300     第三电流变化   3.700   3.521   0.650   1.300     第四电流变化   3.650   3.497   0.650   1.300

                                    表6 根据本发明测出的剩余容量(测出量)                                    〔Ah〕      0.8249     实际放电量                     〔Ah〕      0.7791 (测出的剩余容量-放电量)/额定容量                                 ×100(％)      3.5231   下降的可存储电容量的下降系数D      0.8764     算出的内电阻                 R＝a×R+b      2.4973×R-0.1600

                                        表7 开路电压         (V)  测出的剩余容量              (Ah) 放电量          (Ah) (测出量-放电量)/额定容量                ×100(％) 例    1     1.320     1.2464     1.2483        0.1226 例    2     1.290     0.7738     0.7833       -0.6129 例    3     1.243     0.3131     0.3183       -0.3355

                                            表8   例号 电池电压 (V) 测出的剩余容 量 (Ah) 放电量 (Ah) (测出的剩余容量-放电量)/额定 容量     ×100(％) (1) T＝25℃ I＝1.0C    1 1.203   1.1613   1.1639     -0.1677    2 1.175   0.6870   0.6989     -0.7677    3 1.114   0.2319   0.2339     -0.1290 (2) T＝0℃ I＝0.2C    4 1.229   1.1681   1.1667      0.0903    5 1.209   0.6793   0.7018     -1.4516    6 1.168   0.2388   0.2367      0.1355 (3) T＝40℃ I＝0.5C    7 1.241   1.1971   1.2000     -0.1671    8 1.220   0.7273   0.7350      0.4968    9 1.171   0.2668   0.2700     -0.2065