二次电池的状态推定装置制造方法及图纸

电池状态推定部（１１０）按照电池模型公式按每个运算周期推定二次电池内部状态，根据推定结果来推定充电率（ＳＯＣ）和电池电流。参数推定部（１３０）获取由传感器测量得到的电池电流（Ｉｂ）、以及由电池状态推定部（１１０）推定得到的充电率（ＳＯＣ）和电池电流（Ｉｔｅ）。参数推定部（１３０）以使得实际电流的累计值与推定电流的累计值的误差（推定误差）相对于充电率（ＳＯＣ）的变化率变得最小的方式推定容量劣化参数。容量劣化参数的推定结果通过电池状态推定部（１１０）反映给电池模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二次电池的状态推定装置，更具体地说，涉及一种按照能够动态 地推定二次电池内部状态的电池模型的二次电池的状态推定装置。
技术介绍
现在使用一种电源系统利用可充放电的二次电池将电源提供给负载，并且根据 需要在该负载的运转中也能够对该二次电池进行充电。代表性的是，具备由二次电池驱动 的电动机作为驱动力源的混合动力汽车、电动汽车装载了这种电源系统。在这种电源系统中，除了二次电池的储存电力被使用于作为驱动力源的电动机的 驱动电力以外，通过该电动机进行再生发电时的发电电力、随着发动机的旋转而发电的发 电机的发电电力等对该二次电池进行充电。在这种电源系统中，对二次电池的状态推定装 置，代表性的是要求准确地求出相对于满充电状态的充电率(S0C:state of charge) 0艮口， 需要在充放电期间、紧接着充放电之后准确地依次推定二次电池的充电率，限制二次电池 的过量充放电。另外，当随着二次电池的使用而二次电池的状态逐渐发生变化(二次电池 劣化)时，二次电池的电池参数(内部电阻、满充电容量等)发生变化。因而，要求与这样 的经年变化对应地高精度地推定二次电池的状态。例如在日本特开2005-37230号公报(专利文献1)中公开了一种劣化检测装置以 及方法，即，通过将根据测量出的电池电流的累计值求出的实测SOC与根据推定出的电池 电流的累计值求出的推定SOC之间的差，与预定量进行比较，来检测电池的劣化。例如在日本特开2003-2M901号公报(专利文献2)中公开了一种电池容量管理 方法，即，根据无负载状态的电池的开路电压算出电池的S0C，并且算出直到无负载状态为 止的负载状态的电池放电电流累计量，根据所算出的SOC和放电电流累计量来算出电池的 总实力容量(总满充电容量)。例如在日本特开2005-269760号公报(专利文献3)中公开了一种用于能够提高 剩余容量的算出精度的充电电池。根据该文献，充电电池具备累计放电量算出单元，其在 充电电池处于放电状态时算出累计放电量而进行存储；元件数据存储单元，其存储充电电 池的等效电路的电路元件的数据；推定放电特性算出单元，其根据元件数据存储单元的数 据和当前放电电流值得到与充电率相应的推定放电特性；充电率算出单元，其根据开始放 电时的充电电池的剩余容量以及之后由累计放电量算出单元算出的累计量来算出；以及放 电特性校正单元，其算出当前充电率的充电电池的电压值与满充电时的电压值之间的差和 根据与当前充电率对应的推定放电特性得到的电压值与满充电时的电压值之间的差的比 率，根据比率来校正推定放电特性。充电电池根据校正后的推定放电特性得到上述开始放 电时的充电电池的剩余容量。专利文献1 日本特开2005-37230号公报专利文献2 日本特开2003-2M901号公报专利文献3 日本特开2005-269760号公报
技术实现思路
在日本特开2005-37230号公报(专利文献1)中，示出根据实测SOC和推定SOC 来判定电池的劣化这一点，但是没有特别示出与劣化的电池有关的其它信息、例如用于算 出开路电压特性或者满充电容量等的技术。根据日本特开2003-2M901号公报(专利文献2)所公开的方法，需要测量无负载 状态下的开路电压。但是，在构成为能够对二次电池进行充放电的电源系统中，有可能产生 这种无负载状态的机会少。另外，即便在产生无负载状态的情况下，也会由电池内部的反应 参与物质的扩散而产生电压变化，因此为了高精度地测量开路电压，需要该无负载状态长 时间持续。例如在上述混合动力汽车或者电动汽车中，被认为产生这种无负载状态的机会 少并且无负载状态的持续时间也短。因而，被认为在混合动力汽车、电动汽车中，通过该方 法来推定电池容量的机会少。另外，在日本特开2003-2M901号公报(专利文献2)所公开 的方法中，以该电池的相对容量值由电池的放电后的开路电压唯一地确定为前提条件，但 是在电池劣化的情况下有时开路电压与相对容量值的关系发生变化，在这种情况下有可能 无法正确地推定总实力容量。日本特开2005-269760号公报(专利文献3)所公开的方法是以放电期间的电流 值为固定的情况为前提的方法。但是，在负载状态发生大变化的情况下，电流值发生大的变 化，因此难以应用该方法。例如在混合动力汽车、电动汽车中，负载状态根据车辆的行驶状 态来发生大的变化，因此电流值也发生大变化。因而，在混合动力汽车、电动汽车中难以应 用该方法。本专利技术是为了解决这样的问题点而完成的，本专利技术的目的在于，在按照电池模型 推定二次电池的状态量的二次电池的状态推定装置中，防止由与电池状态的变化对应的参 数值变化的影响而引起的推定精度的恶化，实现确保与电池的经年变化对应的电池模型的 推定精度。本专利技术的二次电池的状态推定装置具备检测部、电池状态推定部以及参数推定 部。检测部检测二次电池的电池电压、电池电流以及电池温度。电池状态推定部构成为基 于电池温度的检测值、以及作为电池电压和电池电流中的一方的第一状态量的检测值，按 照电池模型公式，依次推定二次电池的充电率、二次电池的开路电压以及作为电池电压和 电池电流中的另一方的第二状态量。参数推定部构成为基于第二状态量的检测值和推定 值，算出表示第二状态量的检测值和推定值之间的差异的推定误差，并且基于充电率和开 路电压中的任一方以及推定误差，推定电池模型公式中使用的参数群中的根据二次电池的 状态变化而变化的预定参数。电池状态推定部使参数推定部的预定参数的推定结果反映到 电池模型公式，由此校正正极开路电位和负极开路电位，并且基于经校正的正极开路电位 和负极开路电位来推定开路电压。根据上述二次电池的状态推定装置，检测出电池状态推定部所推定的第二状态量 的推定值与检测部所检测出的第二状态量的检测值之间的差异(推定误差)，根据该推定 误差和充电率来推定使用于电池模型公式的参数群中的根据二次电池的状态变化而变化 的预定的参数。在由于电池劣化而开路电压特性发生变化的情况下，在由电池状态推定部 算出的开路电压的推定值与电池的实际开路电压之间产生差异。在这种情况下，在由电池状态推定部推定出的第二状态量的推定值与由检测部检测出的第二状态量的检测值之间 也产生推定误差。根据该推定误差和充电率来校正用于电池模型的预定参数，由此校正正 极开路电位和负极开路电位，因此能够校正电池模型的开路电压特性。其结果是，能够高精 度地推定由二次电池的劣化弓I起变化的开路电压特性。优选参数推定部以使得推定误差相对于充电率的变化率变得最小的方式推定预 定的参数。通过设为这种构成，能够将由电池状态推定部推定出的开路电压特性校正为与实 际电池的开路电压特性一致。推定误差相对于充电率的变化率最小(例如变化率为0)意 味着由电池状态推定部推定出的第二状态量的推定值最接近由检测部检测出的第二状态 量的检测值。因而，以使得推定误差相对于充电率的变化率变得最小的方式推定预定的参 数，由此能够高精度地推定开路电压特性。优选第一状态量和第二状态量分别为电池电压和电池电流。推定误差为电池电流 的检测值的累计结果与电池电流的推定值的累计结果之间的差。通过设为这种构成，将检测出的电池温度和电池电压输入到电池模型而能够得到 电池电流的推定值本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种二次电池（１０）的状态推定装置，具备：检测部（２０、３０、４０），其用于检测二次电池（１０）的电池电压、电池电流以及电池温度；电池状态推定部（１１０、１１０Ａ），其构成为：基于上述电池温度的检测值、以及作为上述电池电压和上述电池电流中的一方的第一状态量的检测值，按照电池模型公式，依次推定上述二次电池（１０）的充电率、上述二次电池（１０）的开路电压以及作为上述电池电压和上述电池电流中的另一方的第二状态量；以及参数推定部（１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ），其构成为：基于上述第二状态量的检测值和推定值，算出表示上述第二状态量的检测值和推定值之间的差异的推定误差，并且基于上述充电率和上述开路电压中的任一方以及上述推定误差，推定上述电池模型公式中使用的参数群中的根据上述二次电池（１０）的状态变化而变化的预定参数，上述电池状态推定部（１１０、１１０Ａ），使上述参数推定部（１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ）的上述预定参数的推定结果反映到上述电池模型公式，由此校正正极开路电位和负极开路电位，并且基于经校正的正极开路电位和经校正的负极开路电位来推定上述开路电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：户村修二，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP