[发明专利]二次电池剩余容量推定装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于推定可充电二次电池的剩余容量的装置和方法，特别涉及以更高的稳定性避免二次电池过度充电和过度放电的技术。

背景技术

用于多种领域的二次电池需要适当的充电/放电控制，以便得到其高效率的运行。这要求以高的准确性推定二次电池的剩余容量(充电状态，下面简称为SOC)。

传统而言，所谓的电流积分方案是已知的，其中，对二次电池的输入/输出电流进行积分，以便推定SOC。在这种电流积分方案中，例如，在电池没有充分充电的情况下，由于包括对电流传感器准确性的高依赖性或者进行电流积分的处理装置(CPU)舍去最低有效位、自放电引起的容量减小等等带来的误差所产生的影响在内的原因，推定准确性的提高受到限制。

因此，为了提高推定准确性，提出了将电池的电动势电压(electromotive voltage)(开路电压，下面简称为OCV)和电流积分值均用于推定电池的剩余容量(SOC)(例如日本特开No.2003-149307)。具体而言，提出了这样的电池剩余容量计算方法，其特征在于通过电池的电动势电压确定SOC校正参数，并将校正参数用于对基于电流积分的SOC进行校正。

类似地，作为使用二次电池的电流积分和输出电压计算剩余容量的方法，提出了这样的剩余容量控制方法：其依赖于输出电压对用于基于电流积分的剩余容量推定的充电效率η进行校正(例如日本特开No.2002-369391)。

特别地，基于推定的SOC，安装在混合动力车等等之上的二次电池受到充电/放电控制，以便将SOC的控制中心值假设为边界对充电或放电给出较高优先级。另外，在包括控制中心值的SOC管理范围内设置上限和下限值，以防止过度充电与过度放电。换句话说，充电在超过管理上限值的情况下受到限制或禁止，放电在落在管理下限值之下的情况下受到限制或禁止。

因此，为了保证二次电池充电/放电控制的安全性，也就是说，避免二次电池的过度充电与过度放电，希望以更高的准确度在SOC管理范围的上下限值附近推定SOC推定值。因此，SOC校正因数被设置为在SOC管理范围的上下限值附近较大。

然而，校正值被确定为使得基于充电/放电电流积分值的推定SOC接近于基于电动势电压的推定SOC。因此，即使基于电流积分值的推定SOC(例如85％)与基于电动势电压的推定SOC(例如80％)相比接近于管理上限值(例如90％)，基于积分值的推定SOC受到大的校正以进一步降低，也就是说，远离管理上限值。考虑到避免二次电池的过度充电，上述校正产生负面影响，正好相反，这增大了过度充电的可能性。

类似地，即使基于电流积分值的推定SOC(例如15％)与基于电动势电压的推定SOC(例如20％)相比密切接近于管理下限值(例如10％)，基于电流积分值的推定SOC受到大的校正以进一步上升，也就是说，远离管理下限值，正好相反，这增大了过度放电的可能性。

另外，二次电池剩余容量的时间变化率依赖于二次电池的充电/放电电流的大小而改变。因此，在剩余容量接近于管理上限值的情况下，大的充电电流的产生可导致过度充电。在剩余容量接近于管理下限值的情况下，大的放电电流的产生可导致过度放电。

发明内容

完成本发明以解决上面描述的问题。本发明的一个目的在于提供一种二次电池用剩余容量推定装置以及方法，其用于以高的准确性推定二次电池的剩余容量，同时，以更大的稳定性防止过度充电与过度放电。

根据本发明一实施形态，提供了一种用于可充电二次电池的剩余容量推定装置。用于二次电池的剩余容量推定装置包含：第一推定单元，其基于从上一次剩余容量推定时开始的二次电池充电/放电容量来计算二次电池剩余容量的第一推定值；第二推定单元，其基于二次电池的状态值计算二次电池剩余容量的第二推定值；校正单元，其基于根据上一次计算的剩余容量值与第二推定值之间的偏差的校正值对第一推定值进行校正，并产生二次电池的剩余容量推定值，上一次计算的剩余容量值为在上一次剩余容量推定时推定的二次电池剩余容量推定值。校正单元基于上一次计算的剩余容量值的大小以及上一次计算的剩余容量值与第二推定值之间的大小关系来计算校正值。