电池状态推定装置、电池控制装置、电池系统、电池状态推定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提高电池的充电状态的计算精度。本发明专利技术涉及的电池管理装置具备：SOCv运算部，其使用电池的两端电压计算充电状态；SOCi运算部，其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态；SOCw运算部，其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加；SOCi偏重时间运算部，其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池的温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个，计算SOCi偏重时间，所述SOCw运算部在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间，增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。

Battery state estimation device, battery control device, battery system, battery state estimation method

The invention improves the calculation accuracy of the charging state of the battery. The battery management device of the present invention has: the SOCv operation unit, which uses the voltage of two ends of the battery to calculate the charging state; the SOCi operation unit accumulates the current of the battery to calculate the charging state; the SOCw operation unit is used to calculate the charge state of the battery and the SOCi operation section calculated by the SOCv operation Department. The charged state of the calculated battery is weighted together; the SOCi weighs the time operation unit, which is based on the time, the temperature of the battery, the deterioration of the battery, and the deterioration of the battery from the end of the previous system operation of the battery or the end of the charging or discharge in the previous system operation. One or more of the polarization voltages of the battery are calculated, and the SOCi load time is calculated, and the SOCw operation unit increases the proportion of the charge state of the battery calculated by the SOCi operation Department during the period from the start of the system starting to the time of the SOCi weight.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池状态推定装置、电池控制装置、电池系统、电池状态推定方法
本专利技术涉及对电池的充电状态进行推测的技术。
技术介绍
在使用锂离子二次电池、镍氢电池、铅电池、电气双层电容器等蓄电单元的装置、例如电池系统、分散型电力贮存装置、电动汽车中，为了安全且有效地使用蓄电单元，使用检测蓄电单元的状态的状态检测装置。作为蓄电单元的状态，具有表示充电至何种程度或残留能够放电到何种程度的电荷量的充电状态(SOC：StateofCharge)、表示劣化到何种程度的健康状态(SOH：StateofHealth)等。便携设备用或电动汽车等的电池系统中的SOC，能够通过对从满充电开始的放电电流进行积累，计算蓄电单元中残留的电荷量(残存容量)相对于能够最大限度充电的电荷量(总容量)的比来检测。此外，也可以预先在数据表格等中定义电池的两端电压(开路电压)和电池的残存容量的关系，并通过对其进行参照来计算当前的残存容量。并且，也能够将这些方法组合来求出充电状态。电池的开路电压，在从电池的充放电停止起经过时间而成为稳定状态的情况下，能够通过测定而得到，但是在电池系统的运行中，由于产生了因充放电而产生的极化电压，因而难以直接测定开路电压。因此，对电池系统的运行中的电压(闭路电压)或流过电池的电流、电池的温度等的状态量进行测量，并且据此来推定极化电压。一般的方式为将由此得到的极化电压从闭路电压中减去，从而求得开路电压，并计算充电状态。该方式在电池系统的运行中能够实施，但在电池系统停止期间不能测量状态量，因此不能推定极化电压。但是，极化电压具有从产生开始到其消除为止要花费数分钟到数小时的经过时间的性质，因而当电池系统从停止到下次的启动为止的时间较短时，可能无法消除该极化电压，并且电池未成为稳定状态。此时，需要使用极化电压求出开路电压，但是如前所述，由于无法推定电池系统停止期间的极化电压，因而也无法正确推定下次的启动时的极化电压，由于无法求出正确的开路电压，因此可能在充电状态的计算中产生误差。在下述专利文献1中记载了一种方法，该方法基于电池系统停止时间选择根据电池系统启动时的电池电压求出的充电状态SOC1、在前次电池系统结束时存储的充电状态SOC2、根据基于在前次电池系统结束后预定的时间测定的电池电压而推定的开路电压计算出的充电状态SOC3，作为电池系统启动时的初始充电状态。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-145349
技术实现思路
专利技术要解决的课题上述专利文献1记载的技术是假设累积电池的充放电电流来求出电池系统运行中的电池的充电状态的方式而做出的，专门用于正确求出其初始值，即电池系统启动开始时间点的初始充电状态。然而，累积电池的充放电电流而求出的方式，由于电流传感器的误差、电池容量的误差等，可能使充电状态的精度恶化。为了对其进行防范，希望通过与如前述的基于电池的两端电压以及极化电压的充电状态计算方式相组合的复合方式来提高充电状态的精度。但是，该基于电池的两端电压以及极化电压的充电状态计算方式以及使用该方式的复合方式，无法仅通过电池系统启动开始时间点的初始充电状态进行运算，因而无法在启动开始后推定正确的极化电压，存在充电状态的计算精度恶化的课题。用于解决课题的手段本专利技术涉及的电池管理装置的特征在于，具备：SOCv运算部，其使用电池的两端电压计算充电状态；SOCi运算部，其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态；SOCw运算部，其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加；以及SOCi偏重时间运算部，其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个，计算SOCi偏重时间，在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间，所述SOCw运算部增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。专利技术效果根据本专利技术涉及的电池管理装置，在使用对SOCv和SOCi加权相加而得的SOCw来计算电池的充电状态的方式中，即使在从电池系统停止起到下次启动为止的时间短，电池未成为稳定的状态的情况下，在下次系统启动开始后，直到极化的影响消除为止的期间使SOCi的比重变大，由此，不仅在系统启动开始时间点，在其后也能够得到良好的电池的充电状态SOCw的运算精度，其中，SOCv是使用电池的两端电压计算的充电状态，SOCi是对电流进行累积而计算的充电状态。附图说明图1是表示实施方式1涉及的电池系统1000的结构的框图。图2是表示现有的电池状态推定装置110的细节的功能框图。图3是电池400的等价电路图。图4是表示电池400的开路电压OCV和SOC的关系的图。图5是表示电池400的内部电阻R根据SOC以及电池温度T而变化的情况的图。图6是表示极化电压Vp在充电时随时间的经过而变化的图。图7是表示通过本专利技术而变更的电池状态推定装置110的细节的功能框图。图8是表示修正系数Ksoci的设定的一例的图。图9是表示将修正系数Ksoci设定成随时间的经过而增加，且在经过SOCi偏重时间时成为1的例子的图。图10是表示SOCi偏重时间和经过时间t1的关系的例子的图。图11是说明经过时间t1的图。图12是说明经过时间t2的图。图13是表示SOCi偏重时间和电池温度T的关系的例子的图。图14是表示SOCi偏重时间和劣化度SOH的关系的例子的图。图15是表示SOCi偏重时间和极化电压Vp2的关系的例子的图。具体实施方式以下，使用附图说明用于实施本专利技术的方式。实施例1＜实施方式1：系统结构＞图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的电池系统1000的结构的框图。电池系统1000是将电池400积累的电荷作为电力供给到外部装置的系统，具备电池控制装置100、测量部200和输出部300。作为电池系统1000供给电力的对象，例如有电动汽车或混合动力汽车、电车等。电池400例如是锂离子2次电池等可充电的电池。此外，对于镍氢电池、铅电池、电气双层电容器等具有电力贮存功能的设备，也能够适用本专利技术。电池400可以由单个电池单元构成，也可以是将单个单元组合多个而成的模块构造。测量部200是测量电池400的物理特性，例如电池400的两端电压V、流过电池400的电流I、电池400的温度T、电池400的内部电阻R等的功能部，由测量各值的传感器、必要的电路等构成。针对内部电阻R，后述的电池状态推定装置110可以使用其他测量参数间接地进行测量。在本实施方式1中将后者作为前提。即，本实施方式1中的“电阻测量部”相当于电池状态推定装置110自身。输出部300是将电池控制装置100的输出对外部装置(例如电动汽车具备的车辆控制装置等上位装置)进行输出的功能部。电池控制装置100是控制电池400的动作的装置，具备电池状态推定装置110和存储部120。电池状态推定装置110基于测量部200测量出的各测量值(两端电压V、电池电流I、电池温度T)、存储部120存储的电池400的特性信息(电池400的极化电压Vp、内部电阻R等，详细如后述)计算电池400的SOC。计算方法详细如后述。存储部120存储有电池400的内部电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池管理装置，其特征在于，具备：SOCv运算部，其使用电池的两端电压计算充电状态；SOCi运算部，其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态；SOCw运算部，其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加；以及SOCi偏重时间运算部，其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池的温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个，计算SOCi偏重时间，在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间，所述SOCw运算部增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 JP 2016-0150261.一种电池管理装置，其特征在于，具备：SOCv运算部，其使用电池的两端电压计算充电状态；SOCi运算部，其对流过所述电池的电流进行累积来计算充电状态；SOCw运算部，其对所述SOCv运算部计算出的所述电池的充电状态和所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态进行加权相加；以及SOCi偏重时间运算部，其基于从所述电池的前次系统运行结束或者前次系统运行中的充电或者放电的结束起到所述此次系统启动开始为止的经过时间、所述电池的温度、所述电池的劣化度、所述电池的极化电压中的一个或者多个，计算SOCi偏重时间，在从所述此次系统启动开始起的经过时间为所述SOCi偏重时间的期间，所述SOCw运算部增大所述SOCi运算部计算出的所述电池的充电状态的比重。2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村洋平，大川圭一朗，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP