[发明专利]电池的充电率估计装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对使用于电动汽车等的电池的充电率进行估计的电池的充电率估计装置。

背景技术

例如，在电动汽车、混合动力型电动汽车等中，对用于驱动这些车辆的电动机(Electric motor)提供电力，或者从作为发电机发挥功能的电动机充入制动时的能量或从设置在地上的电源进行充电来蓄积电能，因此使用可再充电电池(二次电池)。

在这种情况下，为了使电池长期保持最佳状态，需要总是监视电池的状态、特别是监视充电率(SOC：State of Charge)来进行电池管理。

作为现有的充电率检测方法，已知电流累计法(也称为库伦计数法或者逐次状态记录法)、开路电压法，其中，该电流累计法是用时间序列数据记录所有电池的电压、电流等的输入和输出，利用这些数据对电流进行时间积分来求出当前时刻的电荷量，使用已充入电池的电荷的初始值和满充电容量来求出充电率，该开路电压法是输入电池的输入电流值和端子电压值，使用电池等效电路模型逐次估计作为模型的状态量的开路电压值，根据该开路电压值来估计充电率。

上述各方法既有优点也有缺点，在估计短时间内的充电率的情况下，前者的电流累计法的精度比使用开路电压值估计充电率的后者的开路电压法的精度高，但是需要总是进行观测，且随着时间的经过误差累积而精度变差。与此相对地，在后者的开路电压法的情况下，虽然不需要总是进行观测，但相对于充电率的变化开路电压的变动小，因此在对短时间内的充电量的变动量进行估计时，不如前者的电流累计法。

因此，以往公知对通过这些方法得到的充电率的估计误差进行校正来提高充电率的估计精度的装置和方法。

作为这种现有的电池的充电率估计装置之一，已知如下一种估计装置(例如参照专利文献1)：具备：第一电量计算单元，其利用开路电压估计值计算电池的充电率，基于该充电率计算充入电池的电量的变化量，该开路电压估计值是使用自适应数字滤波器利用开路电压法基于电池的放电电流和端子电压估计出的；第二电量计算单元，其用电流累计法对电池的充放电电流进行时间累计，基于该累计值计算充入电池的电量的变化量；以及偏移量估计单元，其根据利用这两个计算单元分别求出的电荷量的变化之差来估计作为放电电流测量器的测量值误差的偏移量，通过校正偏移量将放电电流测量器的测量值误差抑制得小来提高电流检测值的精度，从而提高充电率等电池的内部状态的估计精度。

另外，作为现有的其它的电池的充电率估计方法，已知如下一种方法(例如参照专利文献2)：执行以下步骤：电池信息获取步骤，测量电池信息(电流值、电压值、温度值)；电流校正步骤，对使用电压值进行校正得到的校正电流值进行累计来计算电流累计值；累计容量计算步骤，对校正电流值进行累计来计算电流累计值，并且计算反映了电流累计值和电池充放电效率的电流累计容量；校正可否判断步骤，基于根据电池信息计算出的电池的顺电压容量来判断可否进行电流累计容量的校正；以及累计校正步骤，与该判断结果相应地校正或者不校正电流累计容量，求出电池的残存容量，通过执行这些步骤来对电池信息的测量误差进行校正以提高充电率计算的精度。

专利文献1：日本特开2010-203854号公报

专利文献2：日本特开2009-250970号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述两个现有发明中分别具有以下问题。

即，在上述前者的现有的充电率估计装置中，对使用电流累计值法和利用了自适应数字滤波器的开路电压法分别估计出的电量的变化量进行比较，根据它们的差来估计电流检测部的误差值(电流测量值的偏移量)。

然而，存在以下问题：利用这些方法求出的电量等的估计值各自具有不同的统计上的特征，因此即使直接比较利用上述方法得到的电量的变化量，也不能避免由上述统计上的特征导致的误差，不能高精度地估计放电电流测量器的检测误差，其结果是电池的充电率的估计精度也降低。

另外，在上述后者的现有的充电率估计方法中，从放电电流测量器的特性根据使用时间、使用情况、使用环境等发生变化这方面来看，无法避免由测量器自身的个体差异导致的偏差。尽管如此，在该现有方法中假设所有放电电流测量器具有相同的特性来进行上述估计，因此存在以下问题：不能应对由与实际特性的差异导致的检测值的误差，不能高精度地估计放电电流测量器的检测误差，其结果是即使利用该方法也难以高精度地估计电池的充电率。