專利名稱：電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其用于估計(jì)配備在車輛上的電池(組)的充電狀態(tài)。
背景技術(shù)：
通常，次級(jí)電池(組)(即諸如鎳氫電池(組)或者鋰離子電池(組)之類的電池(組))用于驅(qū)動(dòng)混合型電動(dòng)車和包括該混合型車輛的電動(dòng)車中的電動(dòng)機(jī)，該混合型電動(dòng)車具有發(fā)電機(jī)，其通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和再生產(chǎn)生電能，該電動(dòng)機(jī)利用來(lái)自于用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的電池(組)的電能進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
作為所述電池(組)充電狀態(tài)的指示，常使用稱為SOC(充電狀態(tài))的度量方法，SOC為100％代表充分充電狀態(tài)，而SOC為0％則代表充電量為零的狀態(tài)。此外，在電池(組)空載電壓(open voltage)Vocv和電池(組)SOC之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，可以通過(guò)測(cè)量或者估計(jì)電池(組)空載電壓Vocv，從Vocv和SOC之間的相互關(guān)系計(jì)算與該空載電壓Vocv相對(duì)應(yīng)的SOC。
因?yàn)殡姵?組)的充電狀態(tài)(SOC)隨著車輛的行駛狀態(tài)(例如，發(fā)動(dòng)，正常行駛，加速，減速等)以及該車輛的電力負(fù)荷(例如，剎車燈，前燈，雨刷，風(fēng)扇等)而變化，所以必須在電池(組)正被使用的時(shí)候估計(jì)SOC。通常，通過(guò)累計(jì)(integrating)電池(組)的電流(充電/放電電流)值來(lái)估計(jì)SOC的SOC估計(jì)裝置，被作為用于電池(組)的SOC估計(jì)裝置而廣泛使用。
例如，日本專利公開(kāi)2000-166105中所披露的裝置，該裝置如圖14和15所示，其中，當(dāng)用于檢測(cè)電池(組)10充電/放電電流的電流傳感器16正常(S400，S402)，累計(jì)由電池(組)ECU34檢測(cè)到的充電/放電電流值來(lái)估計(jì)SOC(S404)，而另一方面，當(dāng)電流傳感器16異常時(shí)，因?yàn)樵揝OC無(wú)法通過(guò)累計(jì)充電/放電電流而檢測(cè)得到，所述電池(組)充電狀態(tài)由電池(組)ECU 34基于電壓檢測(cè)器12檢測(cè)到的電池(組)電壓確定。
然而，在日本專利公開(kāi)2000-166105的電池(組)充電狀態(tài)控制器中，因?yàn)殡姵?組)充電狀態(tài)是在電流傳感器異常時(shí)，基于從電壓傳感器得到的電池(組)電壓所確定的，所以當(dāng)OCV和SOC關(guān)系曲線的傾斜變化時(shí)，所確定的SOC的估計(jì)精確度將較低。
此外，當(dāng)測(cè)量到的電流值包含誤差或者噪聲時(shí)，電流傳感器中測(cè)量值的累計(jì)方法，也會(huì)帶來(lái)SOC的估計(jì)精確度在SOC估計(jì)單元中降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的提出正是基于對(duì)上述存在的問(wèn)題的考慮，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，使得即使當(dāng)所述的電池(組)電流值包含誤差或者是異常值時(shí)，SOC估計(jì)的精確度也能得到提高。
根據(jù)本發(fā)明的各方面的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有如下的特點(diǎn)。
(1)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其包括電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)電壓，內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于估計(jì)所述電池(組)的內(nèi)部電阻，估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻，所述電池(組)電壓以及該電池(組)的空載電壓，來(lái)計(jì)算所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)(在下文中，將用“SOC”指代)，空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并在該初始計(jì)算后，基于先前估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
根據(jù)本發(fā)明的該方面的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置不是通過(guò)累計(jì)由電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的實(shí)測(cè)電流值來(lái)估計(jì)所述SOC，而是估計(jì)所述電池(組)的內(nèi)部電阻，利用如此估計(jì)的電池(組)內(nèi)部電阻，電池(組)電壓，以及基于先前估計(jì)的SOC計(jì)算得到的所述電池(組)空載電壓，來(lái)確定所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，并基于此估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)。由于這種結(jié)構(gòu)，使得即使當(dāng)電流檢測(cè)器單元檢測(cè)的實(shí)測(cè)電流值是包含誤差的值或者為異常值，仍然可以精確估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)。
(2)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其包括電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)電壓，內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于從所述電池(組)的狀態(tài)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻，估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)的所述內(nèi)部電阻，該電池(組)的所述電壓以及該電池(組)的空載電壓，來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，第一SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)，以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
在根據(jù)本發(fā)明此方面的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，沒(méi)有使用由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)的實(shí)測(cè)電流值，而取而代之以從電池(組)狀態(tài)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻，利用該電池(組)估計(jì)的內(nèi)部電阻，電池(組)電壓，以及基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算得到的該電池(組)空載電壓來(lái)確定該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，并基于該估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)。由于這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的實(shí)測(cè)電流值為包含誤差的值或者異常值，所述電池(組)的充電狀態(tài)也可以不受實(shí)測(cè)電流值的影響，得到精確的估計(jì)。
(3)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括溫度檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的溫度，其中所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元基于該電池(組)溫度估計(jì)所述內(nèi)部電阻。
因?yàn)樗鲭姵?組)溫度和所述電池(組)內(nèi)部電阻存在相互關(guān)系，可以容易地從所述電池(組)溫度計(jì)算所述電池(組)內(nèi)部電阻，例如，預(yù)先測(cè)量所述電池(組)的溫度及其內(nèi)部電阻，并存儲(chǔ)相關(guān)性圖。
(4)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的充電/放電電流，內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)電壓，來(lái)計(jì)算該電池(組)的所述內(nèi)部電阻，以及內(nèi)部電阻校正器單元，用于間歇地校正由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述內(nèi)部電阻而估計(jì)得到的所述估計(jì)的內(nèi)部電阻。
例如，當(dāng)需要估計(jì)電池(組)的SOC，且該電池(組)的內(nèi)部電阻隨時(shí)間過(guò)去而變化時(shí)，可以抑制隨時(shí)間過(guò)去造成電池(組)老化而導(dǎo)致的所述估計(jì)的SOC的誤差增加，并且，例如，通過(guò)從該電池(組)的充電/放電電流和電池(組)電壓計(jì)算該電池(組)的內(nèi)部電阻以及周期性地基于該計(jì)算的內(nèi)部電阻校正估計(jì)的內(nèi)部電阻，以精確估計(jì)SOC。
(5)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述內(nèi)部電阻校正器單元基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述內(nèi)部電阻以及所述實(shí)測(cè)電池(組)溫度，校正所述估計(jì)的內(nèi)部電阻與所述電池(組)的溫度之間的關(guān)系。
利用這種結(jié)構(gòu)，即使在與所述電池(組)溫度相對(duì)應(yīng)的內(nèi)部電阻隨時(shí)間過(guò)去而改變的情況下，例如，可以周期性地校正和更新所述電池(組)溫度和所述電池(組)內(nèi)部電阻之間的相關(guān)性關(guān)系，以使得所述電池(組)SOC的估計(jì)精確度可以隨著時(shí)間過(guò)去得到提高。
(6)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)充電/放電電流，電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的電壓，內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)電壓，來(lái)計(jì)算所述電池(組)的內(nèi)部電阻，估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述電池(組)的所述內(nèi)部電阻，所述電池(組)電壓以及該電池(組)的空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，第二SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)，以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并且在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算所述電池(組)的所述空載電壓。
根據(jù)本發(fā)明的此方面，并沒(méi)有直接累計(jì)由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的實(shí)測(cè)充電/放電電流，而是，基于檢測(cè)到的實(shí)測(cè)充電/放電電流和所述實(shí)測(cè)電壓來(lái)計(jì)算所述電池(組)內(nèi)部電阻，基于計(jì)算得到的所述電池(組)內(nèi)部電阻，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓，以及所述電池(組)空載電壓來(lái)計(jì)算所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，以及通過(guò)累計(jì)所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述SOC。因?yàn)檫@種構(gòu)造，即使當(dāng)由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)得到的實(shí)測(cè)充電/放電電流包含誤差，也可以抑制估計(jì)的SOC的精確度的下降。此外，當(dāng)估計(jì)電池(組)內(nèi)部電阻隨時(shí)間過(guò)去而變化的電池(組)的SOC時(shí)，由于所述電池(組)內(nèi)部電阻從所述電池(組)的充電/放電電流和該電池(組)的實(shí)測(cè)電壓計(jì)算得到，可以抑制由于時(shí)間過(guò)去電池(組)老化而導(dǎo)致的估計(jì)的SOC的誤差增長(zhǎng)。因此，利用這種構(gòu)造，可以精確地估計(jì)所述SOC。
(7)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)的充電/放電電流，電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)該電池(組)的電壓，內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于從所述電池(組)的狀態(tài)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻，第一估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓以及所述電池(組)的空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，第一SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第一估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)，內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的內(nèi)部電阻，第二估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述電池(組)的所述內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓以及所述電池(組)的所述空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，第二SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第二估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)，切換單元，用于基于所述電池(組)的狀態(tài)，在來(lái)自于所述第一SOC估計(jì)器單元的SOC和來(lái)自于所述第二SOC估計(jì)器單元的SOC之間進(jìn)行切換，以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并且在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
在本發(fā)明的此方面，因?yàn)樗龅谝籗OC估計(jì)器單元和所述第二SOC估計(jì)器單元可以切換，所以即使當(dāng)由所述電流檢測(cè)器單元所檢測(cè)到的實(shí)測(cè)充電/放電電流包含誤差或者是異常值時(shí)，也能夠精確估計(jì)所述SOC。
(8)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括異常性檢測(cè)器單元，其用于比較由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元計(jì)算得到的所述估計(jì)的充電/放電電流值，并且在這兩個(gè)充電/放電電流值之間的差大于預(yù)定差的時(shí)候確定該電流檢測(cè)器單元異常，而當(dāng)此差等于或小于預(yù)定差異的時(shí)候確定該電流檢測(cè)器單元正常，其中，所述切換單元在所述異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元異常時(shí)，切換到來(lái)自于所述第一SOC估計(jì)器單元的SOC，而在所述異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器正常時(shí)，切換到來(lái)自于所述第二SOC估計(jì)器單元的SOC。
由于確定所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值是否用于計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流值，受到所述異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元是否異常，然后從所述第一和第二SOC估計(jì)器單元選擇其一的影響，所以可以更精確地估計(jì)所述SOC。
(9)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述溫度檢測(cè)器單元放置于所述電池(組)中、該電池(組)的表面或者接近該電池(組)的所述表面。
一般而言，所述電池(組)的溫度隨該電池(組)的內(nèi)部電阻的變化而變化。因此，在接近所述電池(組)表面、所述電池(組)表面上或者該電池(組)中提供溫度檢測(cè)器單元，可以檢測(cè)到與所述電池(組)的內(nèi)部電阻高度相關(guān)的電池(組)溫度。于是，所述估計(jì)的SOC的精確度得到提高。
(10)根據(jù)本發(fā)明另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述第一SOC估計(jì)器單元，所述第二SOC估計(jì)器單元以及所述SOC估計(jì)器單元中的至少一個(gè)以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC。
由于以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC，可以更多地了解所述電池(組)的更新近的充電狀態(tài)。
(11)根據(jù)本發(fā)明另一方面，更優(yōu)選的是，上述電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的充電/放電電流，第一電池(組)全容量計(jì)算器單元，用于基于由所述SOC估計(jì)器單元或所述第一SOC估計(jì)器單元估計(jì)得到的所述SOC，以及由所述電流檢測(cè)器單元在所述SOC估計(jì)時(shí)檢測(cè)到的所述電池(組)的所述充電/放電電流的累計(jì)值來(lái)確定該電池(組)的全容量，以及第三SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第一電池(組)全容量計(jì)算器單元得到的所述電池(組)的所述全容量以及由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流來(lái)估計(jì)該電池(組)的充電狀態(tài)。
一般而言，當(dāng)基于通過(guò)利用所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓值計(jì)算得到的該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述SOC時(shí)，可以估計(jì)到正確的SOC，因?yàn)榧词褂捎陔姵?組)老化引起所述容量改變，也不會(huì)改變所述SOC與所述空載電壓之間的關(guān)系。然而，當(dāng)計(jì)算所述空載電壓的時(shí)候，如果不考慮所述電池(組)的極化電壓及其微小變化，所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流值會(huì)由于極化電壓及其變化而稍有下降，因此，有時(shí)候不可能得到很高精確度的估計(jì)。另一方面，如相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中所進(jìn)行的那樣，當(dāng)基于所述電池(組)的實(shí)測(cè)電流值估計(jì)所述SOC時(shí)，則只有當(dāng)所述初始SOC精確，所述電流檢測(cè)器單元的精確度很高，并且所述電池(組)的全容量總是恒定的情況下，才可能有高精確度的估計(jì)。因此，即使不考慮所述電池(組)極化電壓，通過(guò)了解電池(組)老化所引起的所述電池(組)全容量的變化也可以更精確地估計(jì)所述SOC。
(12)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括第二電池(組)全容量計(jì)算器單元，用于基于由所述第一SOC估計(jì)器單元或者所述第二SOC估計(jì)器單元估計(jì)到的所述SOC以及在該SOC估計(jì)過(guò)程中由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的充電/放電電流的累計(jì)值來(lái)確定該電池(組)的全容量，以及第四SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第二電池(組)全容量計(jì)算器單元得到的所述電池(組)的所述全容量以及由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流來(lái)估計(jì)該電池(組)的充電狀態(tài)。
與本發(fā)明的上述方面類似，根據(jù)本發(fā)明的此方面，可以考慮由于電池(組)老化引起的所述電池(組)全容量變化以能夠更加精確地估計(jì)所述SOC。
(13)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括剩余容量檢測(cè)器單元，其用于檢測(cè)所述電池(組)內(nèi)每一個(gè)單獨(dú)電池(cell)的剩余容量，以及剩余能量計(jì)算器單元，其用于基于由所述剩余容量檢測(cè)器單元得到的每一個(gè)單獨(dú)電池的所述剩余容量來(lái)檢測(cè)最小剩余容量，并基于此最小剩余容量計(jì)算所述電池(組)的剩余能量的數(shù)量。
利用根據(jù)本發(fā)明此方面的構(gòu)造，即使當(dāng)所述電池(組)老化且容量改變，仍然可以獲知能夠從該電池(組)獲取的剩余能量的最小數(shù)量。
(14)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元，或者所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元，基于所述電池(組)內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓、所述電池(組)空載電壓以及極化電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的所述估計(jì)的充電/放電電流。
通過(guò)考慮所述電池(組)中的極化電壓，可以更精確地估計(jì)所述SOC。例如，當(dāng)所述電池(組)為鋰電池(組)時(shí)，極化可能影響所述SOC的估計(jì)，因此，優(yōu)先選擇如所述方法計(jì)算所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流，尤其對(duì)于鋰電池(組)而言。
(15)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元，其用于比較由用于檢測(cè)所述電池(組)充電/放電電流的所述電流檢測(cè)器單元所檢測(cè)到的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元、所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元以及所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元中之一所確定的所述估計(jì)的充電/放電電流值，并在這兩個(gè)電流值的差大于預(yù)定差時(shí)確定該電流檢測(cè)器單元異常，而當(dāng)此差等于或小于預(yù)定值時(shí)確定此電流檢測(cè)器單元正常，其中，當(dāng)所述電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元異常時(shí)，基于所述估計(jì)的充電/放電電流值來(lái)估計(jì)所述SOC，而當(dāng)所述電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元正常時(shí)，利用所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值來(lái)估計(jì)所述SOC。
通過(guò)利用所述電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元，可以確定所述電流檢測(cè)器單元的精確度并且可以利用更加準(zhǔn)確的充電/放電電流值來(lái)更精確地估計(jì)所述SOC。
(16)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，取決于所述電池(組)的環(huán)境溫度，所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和所述估計(jì)的充電/放電電流值之一被選擇，所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值是由所述用于檢測(cè)所述電池(組)的所述充電/放電電流的電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的，并且所述估計(jì)的充電/放電電流值是由所述估計(jì)的充電/放電電流檢測(cè)器單元、所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元和所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元三者之一所確定的，并且基于此被選擇的充電/放電電流值估計(jì)所述SOC。
取決于所述電池(組)的環(huán)境溫度的溫度范圍，可能出現(xiàn)所述電流檢測(cè)器單元的檢測(cè)精確度很高，且所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值的精確度很高的情況，也可能出現(xiàn)所述估計(jì)的充電/放電電流值的精確度很高的情況。因此，通過(guò)基于具有更高精確度的充電/放電電流值估計(jì)所述SOC，可以更精確地估計(jì)所述SOC。
(17)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，上述電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還包括充電/放電禁止單元，其用于在考慮所述極化電壓的情況下當(dāng)所述電池(組)的所述充電/放電電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，禁止該電池(組)的充電和放電。
考慮所述極化電壓的所述電池(組)充電/放電電流值可以在寬于諸如電流傳感器的電流檢測(cè)器單元的正常使用范圍(例如，-120A～120A)的范圍以內(nèi)精確地獲取，并且，因此，利用考慮極化電壓的所述電池(組)充電/放電電流值來(lái)確定所述電池(組)的充電和放電禁止條件的設(shè)置很有效。
(18)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述溫度檢測(cè)器單元置于所述電池(組)中、所述電池(組)表面上或者接近所述電池(組)表面。
如所述，通過(guò)檢測(cè)與所述電池(組)內(nèi)部電阻具有高相關(guān)性的所述電池(組)溫度，可以提高估計(jì)所述SOC的精確度。
(19)根據(jù)本發(fā)明的另一方面，更優(yōu)選的是，在上述的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置中，所述第一SOC估計(jì)器單元、所述第二SOC估計(jì)器單元以及所述SOC估計(jì)器單元中的至少一個(gè)以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC。
通過(guò)以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC，可以獲知更新近的電池(組)充電狀態(tài)。


圖1是框圖，示出了這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在其中根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例或者第二優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置被應(yīng)用于混合型電動(dòng)車輛；圖2是流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第二SOC估計(jì)器單元的工作；圖3是示圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第二SOC估計(jì)器單元所估計(jì)的電池(組)的估計(jì)的SOC的自動(dòng)收斂以及該電池(組)實(shí)際SOC；圖4是流程圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的第一SOC估計(jì)器單元的工作示例；圖5是框圖，示出了這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在其中根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置被應(yīng)用于混合型電動(dòng)車輛；圖6是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的第一SOC估計(jì)器單元的另一種樣例結(jié)構(gòu)的工作；圖7是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的第一SOC估計(jì)器單元和第二SOC估計(jì)器單元的切換操作；圖8是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第五優(yōu)選實(shí)施例的作為示例的SOC估計(jì)的工作；圖9是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第六優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算所述電池(組)剩余能量的數(shù)量的工作示例；圖10是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第七優(yōu)選實(shí)施例的SOC估計(jì)的工作示例；圖11是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第八優(yōu)選實(shí)施例的SOC估計(jì)的工作示例；圖12是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實(shí)施例的SOC估計(jì)的工作示例；圖13是流程圖，其用于解釋根據(jù)本發(fā)明第十優(yōu)選實(shí)施例的SOC估計(jì)的工作示例；圖14是框圖，示出了這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在其中根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池(組)充電狀態(tài)控制器被應(yīng)用于混合型電動(dòng)車輛；圖15是流程圖，其用于解釋根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電池(組)充電狀態(tài)控制器的SOC估計(jì)器單元的工作。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照?qǐng)D例描述本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例。
第一優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第一樣例裝置> 圖1是框圖，示出了這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在其中根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置被應(yīng)用于混合型電動(dòng)車輛。電池(組)10是電池組，其中有多個(gè)電池串聯(lián)連接，并包括，例如，鎳氫(Ni-MH)電池(組)和鋰離子電池(組)的電池。
電池(組)10的電壓由電壓檢測(cè)器12測(cè)量，該電壓檢測(cè)器12是電壓檢測(cè)器單元且該測(cè)量的電壓被提供給電池(組)ECU 14。電流傳感器16為電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的電流，其亦與電池(組)ECU 14連接，以使得此檢測(cè)的電池(組)電流值被提供給電池(組)ECU 14。用于檢測(cè)所述電池(組)的溫度的溫度計(jì)26被提供給電池(組)10，該檢測(cè)電池(組)溫度的值同樣被提供給電池(組)ECU 14。這里，溫度計(jì)26放置于電池(組)10中、電池(組)10的表面或者接近電池(組)10的表面。此外，用于測(cè)量空載電壓的繼電器1置于電池(組)10和電流傳感器16之間。類似的，用于測(cè)量空載電壓的繼電器2置于電池(組)10和DC/DC轉(zhuǎn)換器32之間。車輛負(fù)載38通過(guò)12V電池(組)36與此DC/DC轉(zhuǎn)換器連接。車輛負(fù)載38的樣例包括，例如，剎車燈，電動(dòng)風(fēng)扇，吹風(fēng)機(jī)，前燈，霧燈，除霧器，雨刷等需求。HVECU 18接收來(lái)自附屬傳感器等的信號(hào)，并向用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)24的輸出等的E/GECU 28輸出用于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出指示，并且從E/GECU 28接收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制信息。此外，HVECU 18向電動(dòng)機(jī)ECU 38輸出轉(zhuǎn)矩指示等，并從電動(dòng)機(jī)ECU 38接收電動(dòng)控制信息的輸入。電動(dòng)機(jī)ECU 38還控制逆變器20上的切換操作。這種方式下，到電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸入被確定，并且驅(qū)動(dòng)輪可根據(jù)所述輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)。在此實(shí)施例中，描述了這樣的結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)電壓檢測(cè)器單元，一個(gè)電流檢測(cè)器單元，以及一個(gè)溫度計(jì)，但獨(dú)立組件的數(shù)目并沒(méi)有加以限制，為了提高檢測(cè)精確度，也可以在多個(gè)位置上放置多個(gè)電壓檢測(cè)器單元，多個(gè)電流檢測(cè)器單元，或者多個(gè)溫度計(jì)，比如，每個(gè)電池中一個(gè)組件。作為圖1中電流檢測(cè)器單元的電流傳感器16可能是，比如，利用磁性檢測(cè)電流的電流傳感器。
電池(組)ECU 14利用所提供的電池(組)電壓以及所提供的電池(組)電流，且其具有如下所述的第一，第二，第三，第四SOC檢測(cè)器單元中的至少一個(gè)。電池(組)ECU 14向HVECU 18提供從這些SOC檢測(cè)器單元之一中檢測(cè)到的所述SOC。
HVECU 18基于諸如加速度、剎車壓力級(jí)別以及車速等信息來(lái)確定轉(zhuǎn)矩指示，并控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸出以使得該輸出與所述轉(zhuǎn)矩指示相匹配。換言之，HVECU 18控制在逆變器20的切換，并且同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)24的輸出。采用這種構(gòu)造，到電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸入被確定，并且電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸出被控制以與所述轉(zhuǎn)矩指示相匹配。
電池(組)10基于，例如，所述車輛的行駛狀態(tài)(例如，啟動(dòng)，正常行駛，加速，減速等)，車輛負(fù)載(例如，剎車燈，前燈，雨刷，風(fēng)扇等負(fù)載)以及所述電池(組)的充電狀態(tài)，來(lái)進(jìn)行充電或者放電。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D2描述根據(jù)本發(fā)明的第二SOC估計(jì)器單元的示例工作。在本實(shí)施方案的樣例中，為當(dāng)由電流傳感器16測(cè)量的實(shí)測(cè)充電/放電電流值包含誤差時(shí)所導(dǎo)致的錯(cuò)誤積累問(wèn)題提供了解決方案。
當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通(S100)前測(cè)量初始電池(組)電壓V0。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；此用法在以下描述中類似)，并且電流傳感器16在繼電器1和2接通(S104)后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)充電/放電電流in。所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn基于所述電池(組)電壓Vn和實(shí)測(cè)電池(組)電流in確定(S106)。接著，估計(jì)的充電/放電電流In基于實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn確定，電池(組)空載電壓Vocvn-1基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)以及通過(guò)計(jì)算確定的電池(組)內(nèi)部電阻Rn確定(S108)。在S108中，在初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)此估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S110)。利用預(yù)先存貯的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于計(jì)算得到的SOCn來(lái)計(jì)算Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC。
如圖3所示，利用上述本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的第二SOC估計(jì)器單元，通過(guò)累計(jì)估計(jì)的充電/放電電流值而估計(jì)得到的估計(jì)的SOC趨向真實(shí)SOC，因此，所述電池(組)的充電狀態(tài)(SOC)的估計(jì)精確度可以得到提高。換言之，如下等式(1)得到滿足電流I＝(Vm-Vocv)/R (1)其中Vm表示所述實(shí)測(cè)電壓，R表示所述內(nèi)部電阻，且Vocv表示所述空載電壓。
如用Ireal表示真實(shí)電流值，則以下等式(2)得到滿足真實(shí)電流Ireal＝(Vm-Vocv-real)/R (2)如果所述估計(jì)的Vocv大于Vocv-real，也即，如果Vocv-real＜Vocv，如下等式(3)得到滿足(Vm-Vocv1)/R＝I1＜Ireal(3)如果，另一方面，估計(jì)的Vocv小于Vocv-real，也即，如果Vocv-real＞Vocv2，如下等式(4)得到滿足(Vm-Vocv2)/R＝I2＞Ireal(4)因此，如圖3所示，可以得出結(jié)論，如果所述估計(jì)的SOC大于所述實(shí)際SOC，所述充電/放電電流值I1總是被估計(jì)為小于所述實(shí)際電流值Ireal，而當(dāng)所述估計(jì)的SOC小于所述實(shí)際SOC，所述電流值I2總是被估計(jì)為大于所述實(shí)際電流值Ireal。從而，隨著時(shí)間推移，此估計(jì)的SOC向?qū)嶋HSOC自動(dòng)收斂，并且相應(yīng)的，根據(jù)本發(fā)明的SOC估計(jì)裝置的SOC估計(jì)精確度得到提高。
所以，即使當(dāng)電流傳感器16的實(shí)測(cè)充電/放電電流值包含誤差，估計(jì)的SOC的精度下降也可以得到抑制。
第二優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第二示例裝置> 根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，并且與第一優(yōu)選實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字并不再進(jìn)行描述。
圖1所示的電池(組)ECU 14中的根據(jù)本發(fā)明的第一SOC估計(jì)器單元的樣例的工作如圖4所示。
當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S200)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S202)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；在以下描述中類似)，并且溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S204)。確定如下描述的SOCn的估計(jì)操作m是否執(zhí)行了10次(S206)。當(dāng)估計(jì)的操作的次數(shù)m小于10，此估計(jì)的操作的次數(shù)m增加1(S208)，且利用預(yù)先存貯的電池(組)溫度T和電池(組)內(nèi)部電阻R的相關(guān)性圖從實(shí)測(cè)電池(組)溫度Tn估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S210)。利用實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn，基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的電池(組)空載電壓Vocvn-1以及電池(組)的估計(jì)的內(nèi)部電阻Rn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S212)。在S212中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)此估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S214)。利用預(yù)先存貯的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于已確定的SOCn來(lái)計(jì)算Vocvn-1(S216)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
如果，另一方面，SOCn估計(jì)操作的次數(shù)達(dá)到10(S206)，此估計(jì)操作的次數(shù)重置為0(S220)，且電流傳感器16測(cè)量充電/放電電流in(S222)。然后，所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn被從電池(組)電壓Vn和實(shí)測(cè)充電/放電電流in計(jì)算得到(S224)，并且電池(組)溫度Tn也在此時(shí)得到測(cè)量。上述預(yù)先存儲(chǔ)的電池(組)溫度T與電池(組)內(nèi)部電阻R的相關(guān)性圖被校正，以便校正由于例如電池(組)老化引起的內(nèi)部電阻R和電解(dissociation)溫度T之間關(guān)系中的偏差(S226)。步驟S210及其后續(xù)步驟基于由經(jīng)過(guò)所述校正的校正和更新的T-R相關(guān)性圖執(zhí)行。一般而言，由電流傳感器16即時(shí)測(cè)量的充電/放電電流in是準(zhǔn)確的，并且因此，可以如下所述，通過(guò)采用實(shí)測(cè)充電/放電電流in的校正來(lái)維持所述估計(jì)的SOC的精確度。
從圖4中S204到S216的操作序列通常在8毫秒內(nèi)完成，但此時(shí)間也可能更長(zhǎng)，例如，將近1秒鐘。
利用上述的第一SOC估計(jì)器單元，由于所述電池(組)的內(nèi)部電阻基本上無(wú)需利用從電流傳感器16得到的充電/放電電流來(lái)進(jìn)行估計(jì)，即使當(dāng)由電流傳感器16測(cè)量得到的實(shí)測(cè)充電/放電電流值包含誤差或者為異常值，仍可以高度精確地估計(jì)該電池(組)的充電狀態(tài)，而不會(huì)受到實(shí)測(cè)充電/放電電流值的影響。此外，通過(guò)基于所述計(jì)算得到的內(nèi)部電阻，周期性地校正所述估計(jì)的內(nèi)部電阻，可以抑制隨著時(shí)間推移電池(組)老化所引起的估計(jì)的SOC誤差的增加。
第三優(yōu)選實(shí)施例<不使用電流檢測(cè)器單元的第三樣例裝置>
根據(jù)本實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置除了不具有電流傳感器16外，具有與上述的第一和第二優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)。與第一和第二優(yōu)選實(shí)施例相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字并不再進(jìn)行描述。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D6描述圖5中所示的電池(組)ECU 14中根據(jù)本發(fā)明的第一SOC估計(jì)器單元的另一個(gè)樣例的工作。
當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S300)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S302)。電壓檢測(cè)器12在繼電器2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；在以下描述中類似)，且溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304)。然后，利用預(yù)先存儲(chǔ)的電池(組)溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R的相關(guān)性圖，基于測(cè)量到的電池(組)溫度Tn估計(jì)所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)。利用所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn，基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)所確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，以及所述電池(組)的估計(jì)的內(nèi)部電阻Rn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S308)。在S308中，在初始計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)此估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S310)。利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于已確定的SOCn來(lái)計(jì)算Vocvn-1(S312)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
由于上述的第一SOC估計(jì)器單元無(wú)需利用電流傳感器16來(lái)估計(jì)所述SOC，即使在電流傳感器16的輸出包含噪聲的環(huán)境中，也可以不受電流傳感器16的輸出的影響，精確地估計(jì)所述SOC。此外，本實(shí)施例的優(yōu)越性在于，在所述電池(組)的內(nèi)部電阻和所述電池(組)溫度不隨時(shí)間的推移而發(fā)生很大變化時(shí)，本實(shí)施例不具有昂貴的電流傳感器，并可以降低裝置的成本。本實(shí)施例的優(yōu)越性還體現(xiàn)在，例如，多個(gè)所述電池(組)的內(nèi)部電阻與所述電池(組)溫度之間的相關(guān)性圖相應(yīng)于時(shí)間推移而預(yù)先存儲(chǔ)的情況。如關(guān)于本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例所述的一樣，也可以通過(guò)利用所述實(shí)測(cè)充電/放電電流in計(jì)算所述電池(組)的內(nèi)部電阻，同時(shí)測(cè)量所述電池(組)溫度，并利用計(jì)算得到的所述電池(組)內(nèi)部電阻和所測(cè)量的電池(組)溫度來(lái)校正所述相關(guān)性圖，從而連續(xù)地校正所述電池(組)的內(nèi)部電阻與所述電池(組)的溫度之間的相關(guān)性圖(也即，圖4中的步驟S206-S210和S220-S226)。
第四優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第四樣例裝置>
在本發(fā)明的另一種構(gòu)造中，可以在圖1所示的電池(組)ECU 14中提供電流傳感器異常性確定單元，其用于將由電流檢測(cè)器16檢測(cè)到的實(shí)測(cè)充電/放電電流in與如下所述的估計(jì)的充電/放電電流In相比較，如果充電/放電電流in和In之間的差的絕對(duì)值某個(gè)預(yù)定差，確定此電流傳感器16異常，而如果此差等于或小于預(yù)定差，則此電流傳感器16正常。在此構(gòu)造中，圖7所示的第一SOC估計(jì)器單元和第二SOC估計(jì)器單元以切換方式工作。
當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；在以下描述中類似)，并且電流傳感器16在繼電器1和2接通(S104)后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)充電/放電電流in。然后，基于所述電池(組)電壓Vn和所述實(shí)測(cè)電池(組)電流in計(jì)算所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S106)?；趯?shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1以及通過(guò)計(jì)算得到的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn，計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流In(S108)。然后，比較所述實(shí)測(cè)電池(組)充電/放電電流in和所述估計(jì)的充電/放電電流In，并且，當(dāng)這兩個(gè)電流值的差大于預(yù)定差，確定此電流傳感器16異常(S109)，所述開(kāi)關(guān)切換到所述第一SOC估計(jì)器單元，電壓檢測(cè)器12測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；在以下描述中類似)，溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304)。利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述電池(組)溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R之間的相關(guān)性圖，從所測(cè)量的電池(組)溫度Tn估計(jì)所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)。然后，利用所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn，基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，以及所述電池(組)的估計(jì)的內(nèi)部電阻Rn，來(lái)計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流In(S308)。在S308中，在初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為電池(組)空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)此估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S310)。另一方面，當(dāng)所述電流值之間的差等于或者小于預(yù)定差，確定電流傳感器16正常(S109)，并且累計(jì)所述估計(jì)的充電/放電電流In以通過(guò)所述第二SOC估計(jì)器單元估計(jì)SOCn(S110)。在S108中，在初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于已確定的SOCn來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。在以上述切換方式使用第一和第二估計(jì)器單元的裝置中，即使當(dāng)電流傳感器16暫時(shí)異常，在確定電流傳感器16異常后，仍然可以通過(guò)步驟S304-S310和S112精確地估計(jì)所述SOC(S109)。
此外，在本實(shí)施例中，將所述電池(組)的實(shí)測(cè)充電/放電電流in與所述估計(jì)的充電放電電流In進(jìn)行比較，當(dāng)該電流值之間的差大于預(yù)定差時(shí)，確定電流傳感器16異常。然而，本發(fā)明并不限于這種構(gòu)造，作為選擇地，當(dāng)所述電池(組)的充電/放電電流in的變化變大時(shí)，也可以切換到所述第二SOC估計(jì)器單元，以替代圖7的步驟S109(S304-S310)。
所述第一SOC估計(jì)器單元的優(yōu)越性在于，例如，所述電池(組)的內(nèi)部電阻與所述電池(組)的溫度之間的多個(gè)相關(guān)性圖隨時(shí)間推移相應(yīng)于不同的時(shí)間點(diǎn)被預(yù)先存儲(chǔ)。此外，還可以利用所述實(shí)測(cè)充電/放電電流in連續(xù)地計(jì)算所述電池(組)的內(nèi)部電阻，測(cè)量此時(shí)刻的電池(組)溫度，并利用計(jì)算得到的所述電池(組)的內(nèi)部電阻以及在所述第一SOC估計(jì)器單元中的實(shí)測(cè)電池(組)溫度來(lái)校正所述電池(組)的內(nèi)部電阻和溫度之間的相關(guān)性圖(也即，圖4中的過(guò)程S206-S210和S220-S226)。
作為本發(fā)明的另一種構(gòu)造，其優(yōu)點(diǎn)在于使用了這樣一種構(gòu)造，在其中提供了第三SOC估計(jì)器單元，用于累計(jì)由電流傳感器16測(cè)量到的實(shí)測(cè)電池(組)充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述SOC，對(duì)于該SOC的估計(jì)基本上是利用該第三SOC估計(jì)器單元，并且，當(dāng)電流傳感器16異常或者所述實(shí)測(cè)電流值包含誤差時(shí)(包括上述第四優(yōu)選實(shí)施例的步驟S109的情況以及所述電池(組)充電/放電電流變化很大的情況)，估計(jì)器單元切換到第一到第三優(yōu)選實(shí)施例中的所述第一SOC估計(jì)器單元或者第二SOC估計(jì)器單元，以估計(jì)所述SOC。
第五優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第五樣例裝置> 根據(jù)本實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的第一到第四實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，因此，與第一到第四實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字，并不再進(jìn)行描述。
圖1所示的電池(組)ECU 14中的根據(jù)本發(fā)明的示例性的第三或者第四SOC估計(jì)器單元如圖8中所示進(jìn)行工作。此外，在本實(shí)施例中，在如圖1所示的電池(組)ECU14中提供了電池(組)容量計(jì)算器單元，用于周期性地或者連續(xù)地計(jì)算所述電池(組)的容量。
如圖8所示，當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。繼電器1和2接通后，電壓檢測(cè)器12在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；在以下描述中類似)，并且在繼電器1和2接通后，電流傳感器16在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量此電池(組)的當(dāng)前充電/放電電流in(S104)?；谒鲭姵?組)電壓Vn和所述實(shí)測(cè)電池(組)電流in計(jì)算該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S106)?；谒鰧?shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1以及通過(guò)計(jì)算確定的該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn，來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S108)。在S108中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)實(shí)測(cè)電壓V0作為所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S110)。
然后，電池(組)ECU 14中的電池(組)全容量計(jì)算器裝置基于以下等式(5)并利用所述SOCn和所述實(shí)測(cè)電流in(單位為mA)的累計(jì)值來(lái)確定全容量Ahn(單位為A/h)(320)。在公式(5)中，使用一秒的實(shí)測(cè)電流in的累計(jì)值為示例。
SOCn＝(實(shí)測(cè)電流in的累計(jì)值/所述電池(組)的全容量Ahn)×(100/3600)(5)由以上等式，可確定所述電池(組)的全容量Ahn，且在測(cè)量所述電池(組)容量后，利用如下等式(6)并基于實(shí)測(cè)電流in+1的累計(jì)值來(lái)確定SOCn+1(S322)。
SOCn+1＝(實(shí)測(cè)電流in+1的累計(jì)值/所述電池(組)的全容量Ahn)×(100/3600)(6)SOCn由已確定的SOCn+1代替，利用基于已確定的SOCn(S112)并預(yù)先存貯的SOC和空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖確定Vocvn-1，并基于此Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC(S324)。
一般而言，當(dāng)基于通過(guò)計(jì)算所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓值得到的該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述SOC時(shí)，即使由于電池(組)老化引起所述容量的變化，所述SOC和所述空載電壓之間的關(guān)系卻不會(huì)改變，因此，可以準(zhǔn)確地估計(jì)該SOC。然而，當(dāng)在計(jì)算所述空載電壓的時(shí)候，不考慮極化電壓及其微小變化，基于該空載電壓的所述電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流值的精確度會(huì)輕微下降，從而，難以高度精確地估計(jì)所述SOC。另一方面，當(dāng)如同相關(guān)技術(shù)一樣基于所述電池(組)的實(shí)測(cè)電流值估計(jì)所述SOC，則只有在所述初始SOC正確，電流傳感器16的精確度很高，并且所述電池(組)的全容量總是穩(wěn)定的條件下，才可能實(shí)現(xiàn)高精確度地估計(jì)。因此，如同本實(shí)施例，基于所述電池(組)的全容量來(lái)估計(jì)所述SOC，可以更精確地估計(jì)該SOC。
第六優(yōu)選實(shí)施例<具有所述電池(組)能量的剩余量計(jì)算功能的第六樣例裝置> 除了第一到第五優(yōu)選實(shí)施例中的組件外，本實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置還具有計(jì)算所述電池(組)剩余能量數(shù)量的功能。
在本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施例中，提供了剩余容量檢測(cè)器，用于檢測(cè)圖1的電池(組)中的每一個(gè)單獨(dú)電池中的剩余容量。剩余容量檢測(cè)器的輸出發(fā)送到電池(組)ECU 14中配置的用于計(jì)算所述電池(組)的剩余能量數(shù)量的計(jì)算器裝置。此剩余容量檢測(cè)器可以配置在電池(組)10中，或者可選擇地，也可以配置于電池(組)10的外部。
如圖9所示，當(dāng)IG切換到ON時(shí)，剩余容量檢測(cè)器檢測(cè)電池(組)10中每一個(gè)單獨(dú)電池的剩余容量(S330)。然后，電池(組)ECU 14中的剩余能量數(shù)量計(jì)算器裝置從所述剩余容量檢測(cè)器輸出的多個(gè)單獨(dú)電池的剩余容量中檢測(cè)出最小剩余容量(S332)，并且通過(guò)將此最小剩余容量乘以單獨(dú)電池個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)算所述電池(組)剩余能量的最小量。
在這種方式中，即使當(dāng)電池(組)10中的電池單獨(dú)地老化，并且每個(gè)電池的容量改變，仍然可以得知能夠從電池(組)10中獲得的剩余容量的最小量。
第七優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第七樣例裝置> 根據(jù)本發(fā)明第七優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的第一到第五優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，因此，與第一到第五優(yōu)選實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字，并不再進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的第七優(yōu)選實(shí)施例中，在考慮到極化電壓情況下，在圖1中的電池(組)ECU 14中對(duì)估計(jì)的充電/放電電流的估計(jì)將如下進(jìn)行描述。
如圖10所示，當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量此當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；此用法在以下描述中類似)，電流傳感器16在繼電器1和2接通后在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)的充電/放電電流in，并且基于電池(組)10中的電流密度以及所述電池(組)的電池中的電解物或活性物的單位導(dǎo)電率來(lái)測(cè)量極化電壓Vdyn(S344)?；陔姵?組)電壓Vn和實(shí)測(cè)電池(組)電流in確定內(nèi)部電阻Rn(S106)?；趯?shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，通過(guò)計(jì)算確定的該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn，以及極化電壓Vdyn來(lái)計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流In(S348)。在S348中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)所述估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S110)。通過(guò)箭頭40，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC和所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖基于所述確定的SOCn來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于此Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC。
在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，使用了由圖1的電流傳感器16所測(cè)量的實(shí)測(cè)電流in，但是本發(fā)明并不限于此種構(gòu)造，其可以應(yīng)用這樣一種構(gòu)造，在其中，不使用圖5所示的電流傳感器16，而利用電壓檢測(cè)器12和溫度計(jì)26確定實(shí)測(cè)電壓和電池(組)溫度，電壓檢測(cè)器12測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn，溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304)，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述電池(組)溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R之間的相關(guān)性圖基于實(shí)測(cè)電池(組)溫度Tn估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)，如圖6所示，基于所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的電池(組)空載電壓Vocvn-1，以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和極化電壓Vdyn，來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S348)，如圖10所示，并累計(jì)此估計(jì)的充電/放電電流In來(lái)估計(jì)SOCn(S110)。與前類似，通過(guò)箭頭40，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖基于所述確定的SOCn來(lái)確定Vocvn-1，并基于此Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC。
通過(guò)如前所述考慮所述電池(組)的極化電壓，可以更加精確地估計(jì)所述SOC。特別地，在鋰電池(組)中，充電或者放電時(shí)的極化現(xiàn)象可能影響所述SOC的估計(jì)，從而，上述結(jié)構(gòu)應(yīng)用到鋰電池(組)中時(shí)，可以使所述精確度提高±5％～±10％。
此外，也可以在估計(jì)SOCn的S110中應(yīng)用上述的第五優(yōu)選實(shí)施例的構(gòu)造。換言之，如前關(guān)于第五優(yōu)選實(shí)施例所述，可以應(yīng)用這樣一種構(gòu)造，在其中基于上述等式(5)利用SOCn和電池(組)ECU 14中配備的電池(組)全容量計(jì)算器單元中的實(shí)測(cè)電流in的累計(jì)值來(lái)確定所述電池(組)的全容量Ahn(S320)，且在利用等式(6)測(cè)量所述電池(組)的全容量后，基于實(shí)測(cè)電流in+1的累計(jì)值確定SOCn+1(S322)，SOCn由已確定的SOCn+1代替(S324)，通過(guò)箭頭50，基于已確定的SOCn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖確定Vocvn-1(S112)，并基于此Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC。
第八優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第八樣例裝置> 根據(jù)本發(fā)明第八優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的第一到第七優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，因此，與第一到第七優(yōu)選實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字并不再進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的第八優(yōu)選實(shí)施例中，在考慮極化電壓情況下，在圖1的電池(組)ECU 14中對(duì)估計(jì)的充電/放電電流的估計(jì)如下所述，并且，同時(shí)，圖1中的電池(組)ECU 14中還配備了另一個(gè)電流傳感器異常性確定單元。該電流傳感器異常性確定單元比較由電流傳感器16檢測(cè)的實(shí)測(cè)充電/放電電流in和如下將描述的估計(jì)的充電/放電電流In，并在該充電/放電電流in和In之間的差的絕對(duì)值大于預(yù)定差時(shí)，確定此電流傳感器16異常，而在此差等于或小于預(yù)定差時(shí)，確定此電流傳感器16正常。在這種構(gòu)造中，圖11所示的SOC估計(jì)器單元被切換。
如圖11所示，當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；此用法在以下描述中類似)，電流傳感器16在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量所述電池(組)的當(dāng)前充電/放電電流in，并且基于電池(組)10中的電流密度以及所述電池(組)的電池中的電解物或活性物的單位導(dǎo)電率，來(lái)測(cè)量極化電壓Vdyn(344)?；谒鲭姵?組)電壓Vn和所述實(shí)測(cè)電池(組)電流in確定所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S346)。然后，基于所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和極化電壓Vdyn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In。在S348中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。
然后，比較所述電池(組)的實(shí)測(cè)充電/放電電流in和所述估計(jì)的充電/放電電流In。當(dāng)電流值in和In的差的絕對(duì)值大于預(yù)定差，確定此電流傳感器16異常(S305)，并累計(jì)所述估計(jì)的充電/放電電流值In來(lái)估計(jì)SOCn(S354)。另一方面，當(dāng)所述電流值差的絕對(duì)值等于或者小于預(yù)定差，確定電流傳感器16正常(S305)，累計(jì)所述電池(組)的實(shí)測(cè)充電/放電電流in來(lái)估計(jì)SOCn(S352)?；谝汛_定的SOCn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，使用了由圖1中的電流傳感器16所測(cè)量的實(shí)測(cè)電流in，但是本發(fā)明并不限于此種構(gòu)造，其還可以應(yīng)用這樣一種構(gòu)造，在其中，不使用圖5所示的電流傳感器16，而利用電壓檢測(cè)器12和溫度計(jì)26確定實(shí)測(cè)電壓和電池(組)溫度，也即，可以應(yīng)用這樣一種構(gòu)造，其中，如圖6所示，電壓檢測(cè)器12測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn，并且溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304)，基于測(cè)量到的電池(組)溫度Tn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述電池(組)的溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R之間的相關(guān)性圖來(lái)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)，然后，如圖11所示，利用所述測(cè)量到的電池(組)電壓Vn、基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的估計(jì)的內(nèi)部電阻Rn和所述極化電壓Vdyn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S348)，比較所述電池(組)實(shí)測(cè)充電/放電電流in和估計(jì)的充電/放電電流In，并且，當(dāng)該電流值的差的絕對(duì)值大于預(yù)定差時(shí)，確定此電流傳感器16異常(S305)，并累計(jì)該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流值In來(lái)估計(jì)SOCn(S354)。另一方面，當(dāng)所述電流值的差的絕對(duì)值等于或者小于預(yù)定差，確定電流傳感器16正常(S305)，累計(jì)該電池(組)的實(shí)測(cè)充電/放電電流in來(lái)估計(jì)SOCn(S352)。然后，基于已確定的SOCn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，來(lái)確定Vocvn-1，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
利用上述結(jié)構(gòu)，可以確定電流傳感器16的精確度，從而可以利用更精確的充電/放電電流值來(lái)更精確地估計(jì)此SOC。
第九優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第九樣例裝置> 根據(jù)本發(fā)明第九優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的第一到第八優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，因此，與第一到第八優(yōu)選實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字并不再進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的第九優(yōu)選實(shí)施例中，在考慮到極化電壓的情況下，在圖1中的電池(組)ECU 14中對(duì)估計(jì)的充電/放電電流的估計(jì)如下所述，并且，圖1的電池(組)ECU 14中還配置了切換單元，其用于根據(jù)所述電池(組)的環(huán)境溫度在SOC估計(jì)器單元間進(jìn)行切換，如圖12所示。如此處所用的，所述電池(組)的環(huán)境溫度可以是接近圖1中的電池(組)10的外壁的溫度，或是該電池(組)或者車輛的外部環(huán)境的溫度。
如圖12所示，當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；此用法在以下描述中類似)，電流傳感器16在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下檢測(cè)所述電池(組)的當(dāng)前充電/放電電流in，基于電池(組)10中的電流密度以及該電池(組)的電池中的電解物或活性物的單位導(dǎo)電率來(lái)測(cè)量極化電壓Vdyn，并且另一個(gè)溫度計(jì)(未示出)測(cè)量該電池(組)的環(huán)境溫度(S364)。
然后，確定所述電池(組)的環(huán)境溫度是否在一個(gè)極低的溫度范圍內(nèi)(例如，-30℃～-20℃)(S366)，并且，當(dāng)所述電池(組)的環(huán)境溫度非常低時(shí)，累計(jì)所述實(shí)測(cè)充電/放電電流in來(lái)估計(jì)SOCn(S352)。另一方面，當(dāng)所述電池(組)的環(huán)境溫度不在此極低的溫度范圍內(nèi)時(shí)，基于所述電池(組)電壓Vn和所述實(shí)測(cè)電池(組)電流in確定該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S346)。此外，基于所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、所述基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和所述極化電壓Vdyn來(lái)計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流In(S348)。在S348中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)的實(shí)測(cè)電壓V0作為該電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。然后，累計(jì)所述估計(jì)的充電/放電電流值In來(lái)估計(jì)SOCn(S354)。利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于根據(jù)所述電池(組)的環(huán)境溫度確定的SOCn來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1估計(jì)下一個(gè)SOC。
在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，使用了由圖1中的電流傳感器16測(cè)量到的實(shí)測(cè)電流in，但是本發(fā)明并不限于此種構(gòu)造，其可以應(yīng)用一種構(gòu)造，在其中，不使用圖5所示的電流傳感器16，而使用電壓檢測(cè)器12和溫度計(jì)26，并使用所述實(shí)測(cè)電壓和所述電池(組)溫度。也即，可以應(yīng)用一種構(gòu)造，其中，如圖6所示，電壓檢測(cè)器12測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn，溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304) 基于實(shí)測(cè)電池(組)溫度Tn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述電池(組)溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R之間的相關(guān)性圖來(lái)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)，并且，當(dāng)該電池(組)的環(huán)境溫度不在所述極低的溫度范圍內(nèi)，利用所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、所述基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和所述極化電壓Vdyn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S348)，如圖12所示。然后，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖，基于已確定的SOCn來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
取決于所述電池(組)的環(huán)境溫度的溫度范圍，可能得到此類情形，其中，電流傳感器16的檢測(cè)精確度很高，所述估計(jì)的充電/放電電流值的精確度很高，從而，可以利用更精確的值估計(jì)所述SOC。例如，接近極低溫度范圍(例如，-30℃～-20℃)，所述電池(組)的內(nèi)部電阻和所述極化電壓增大，因此，步驟S348中的估計(jì)的充電/放電電流值的精確度可能降低。這種情況下，通過(guò)累計(jì)來(lái)自于電流傳感器16的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流in以在極低溫度范圍內(nèi)估計(jì)所述SOC，可以提高所述SOC的精確度。
第十優(yōu)選實(shí)施例<具有電流檢測(cè)器單元的第十樣例裝置>
根據(jù)第十優(yōu)選實(shí)施例的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置具有與上述的第一到第九優(yōu)選實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，因此，與第一到第九優(yōu)選實(shí)施例中相同的那些組件將被賦予相同的參考數(shù)字并不再進(jìn)行描述。
在本發(fā)明的第十優(yōu)選實(shí)施例中，在考慮到電池(組)極化電壓的情況下，在圖1中的電池(組)ECU 14中對(duì)估計(jì)的充電/放電電流的估計(jì)如下所述，并且，圖1中的電池(組)ECU 14中還配置了充電/放電禁止單元，其用于判斷下面描述的估計(jì)的充電/放電電流In的絕對(duì)值是否超過(guò)了預(yù)定值，并且當(dāng)該估計(jì)的充電/放電電流In的絕對(duì)值超過(guò)了預(yù)定值時(shí)，禁止該電池(組)的充電和放電。
如圖13所示，當(dāng)IG切換到ON，電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通前測(cè)量初始電池(組)電壓V0(S100)。然后，將此初始電池(組)電壓V0設(shè)置為空載電壓Vocv1(S102)。電壓檢測(cè)器12在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn(n為1～n，不包括0；此用法在以下描述中類似)，電流傳感器16在繼電器1和2接通后，在有負(fù)載狀態(tài)下檢測(cè)當(dāng)前電池(組)充電/放電電流in，并且基于電池(組)10中的電流密度以及該電池(組)的電池中的電解物或活性物的單位導(dǎo)電率來(lái)測(cè)量極化電壓Vdyn(S344)。基于所述電池(組)電壓Vn和所述實(shí)測(cè)電池(組)電流in確定所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S346)。然后，利用所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、所述基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和所述極化電壓Vdyn來(lái)確定估計(jì)的充電/放電電流In(S348)。在S348中，初始計(jì)算所述估計(jì)的充電/放電電流In時(shí)，所述電池(組)實(shí)測(cè)電壓V0作為所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1使用。
然后，確定所述估計(jì)的充電/放電電流值In的絕對(duì)值是否大于某個(gè)預(yù)定值(S370)，并且，當(dāng)該估計(jì)的充電/放電電流值In的絕對(duì)值大于此預(yù)定值時(shí)，確定此電流為異常電流，并禁止所述電池(組)的充電/放電(S372)。另一方面，當(dāng)所述估計(jì)的充電/放電電流值In的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值，累計(jì)該估計(jì)的充電/放電電流值In來(lái)估計(jì)SOCn(S354)。然后，基于已確定的SOCn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
在上述的優(yōu)選實(shí)施例中，使用了由圖1中的電流傳感器16測(cè)量到的實(shí)測(cè)電流in，但是本發(fā)明并不限于此種構(gòu)造，其可以應(yīng)用一種構(gòu)造，在其中，不使用圖5所示的電流傳感器16，而使用電壓檢測(cè)器12和溫度計(jì)26，并使用實(shí)測(cè)電壓和電池(組)溫度。也即，可以應(yīng)用這樣一種構(gòu)造，在其中，如圖6所示，電壓檢測(cè)器12測(cè)量當(dāng)前電池(組)電壓Vn，溫度計(jì)26測(cè)量當(dāng)前電池(組)溫度Tn(S304)，并且基于實(shí)測(cè)電池(組)溫度Tn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述電池(組)溫度T與所述電池(組)的內(nèi)部電阻R之間的相關(guān)性圖估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻Rn(S306)，并且，如圖13所示，利用所述實(shí)測(cè)電池(組)電壓Vn、所述基于預(yù)先估計(jì)的充電狀態(tài)(SOC)確定的所述電池(組)的空載電壓Vocvn-1，以及通過(guò)計(jì)算確定的所述電池(組)的內(nèi)部電阻Rn和所述極化電壓Vdyn來(lái)計(jì)算估計(jì)的充電/放電電流值In(S348)，確定該估計(jì)的充電/放電電流值In的絕對(duì)值是否大于預(yù)定值(例如，120A的絕對(duì)值)(S370)，與前述類似，當(dāng)所述絕對(duì)值大于此預(yù)定值時(shí)，禁止該電池(組)的充電和放電(S372)，另一方面，當(dāng)該估計(jì)的充電/放電電流值In的絕對(duì)值等于或小于預(yù)定值時(shí)，累計(jì)該估計(jì)的充電/放電電流值In來(lái)估計(jì)SOCn(S354)，基于已確定的SOCn，利用預(yù)先存儲(chǔ)的所述SOC與所述空載電壓Vocv之間的相關(guān)性圖來(lái)確定Vocvn-1(S112)，并基于該Vocvn-1來(lái)估計(jì)下一個(gè)SOC。
一般而言，由于電流傳感器的設(shè)計(jì)，當(dāng)電流超出正常適用范圍時(shí)(例如，-120A～120A)時(shí)，電流傳感器不能準(zhǔn)確測(cè)量電流值。另一方面，考慮極化電壓情況下的估計(jì)的充電/放電電流In允許利用電流傳感器16在比該實(shí)測(cè)充電/放電電流in更廣的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。因此，對(duì)于在更廣范圍內(nèi)高精確的估計(jì)的充電/放電電流In而言，無(wú)論是否超過(guò)某個(gè)預(yù)先設(shè)定為異常電流值的預(yù)定值，都可以有效設(shè)定所述電池(組)充電/放電的禁止條件。
在上述第一到第十優(yōu)選實(shí)施例的任何一個(gè)中，更優(yōu)越的是，可以以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC。利用這種構(gòu)造，可以得知所述電池(組)更新近的充電狀態(tài)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以精確地估計(jì)所述SOC。
雖然對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本說(shuō)明書(shū)并不被用于限制本發(fā)明。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置用于，例如，估計(jì)配備在車輛中的電池(組)的充電狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，包括電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)電壓；內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于估計(jì)所述電池(組)的內(nèi)部電阻；估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)內(nèi)部電阻，所述電池(組)電壓以及該電池(組)的空載電壓，來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流；SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)SOC；空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并在該初始計(jì)算后，基于先前估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
2.一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，包括電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)電壓；內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于從所述電池(組)的狀態(tài)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻；估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)內(nèi)部電阻，所述電池(組)電壓以及該電池(組)的空載電壓，來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流；第一SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)；以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括溫度檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的溫度；其中所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元基于該電池(組)溫度估計(jì)所述內(nèi)部電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的充電/放電電流；內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的電壓，來(lái)計(jì)算該電池(組)的所述內(nèi)部電阻；以及內(nèi)部電阻校正器單元，用于間歇地校正由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述內(nèi)部電阻而估計(jì)得到的所述估計(jì)的內(nèi)部電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述內(nèi)部電阻校正器單元基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述內(nèi)部電阻以及所述實(shí)測(cè)電池(組)溫度，校正所述估計(jì)的內(nèi)部電阻與所述電池(組)的溫度之間的關(guān)系。
6.一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)充電/放電電流；電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的電壓；內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)電壓，來(lái)計(jì)算所述電池(組)的內(nèi)部電阻；估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述電池(組)的所述內(nèi)部電阻，所述電池(組)電壓以及該電池(組)的空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流；第二SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)；以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為所述電池(組)的所述空載電壓，并且在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算所述電池(組)的所述空載電壓。
7.一種電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)電池(組)的充電/放電電流；電壓檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的電壓；內(nèi)部電阻估計(jì)器單元，用于從所述電池(組)的狀態(tài)估計(jì)該電池(組)的內(nèi)部電阻；第一估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻估計(jì)器單元確定的所述電池(組)內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓以及所述電池(組)的空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流；第一SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第一估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)；內(nèi)部電阻計(jì)算器單元，用于基于由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流以及由所述電壓檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的內(nèi)部電阻；第二估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，用于基于由所述內(nèi)部電阻計(jì)算器單元確定的所述電池(組)的所述內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓以及所述電池(組)的所述空載電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的估計(jì)的充電/放電電流；第二SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第二估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元確定的所述估計(jì)的充電/放電電流來(lái)估計(jì)所述電池(組)的充電狀態(tài)；切換單元，用于基于所述電池(組)的狀態(tài)，在來(lái)自于所述第一SOC估計(jì)器單元的SOC和來(lái)自于所述第二SOC估計(jì)器單元的SOC之間進(jìn)行切換；以及空載電壓計(jì)算器單元，用于在初始計(jì)算所述充電/放電電流時(shí)，將所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)電壓設(shè)置為該電池(組)的所述空載電壓，并且在該初始計(jì)算后，基于預(yù)先估計(jì)的SOC計(jì)算該電池(組)的所述空載電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括異常性檢測(cè)器單元，用于比較由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元計(jì)算得到的所述估計(jì)的充電/放電電流值，并且在這兩個(gè)充電/放電電流值之間的差大于預(yù)定差的時(shí)候確定該電流檢測(cè)器單元異常，而當(dāng)此差等于或小于預(yù)定差的時(shí)候確定該電流檢測(cè)器單元正常，其中所述切換單元在所述異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元異常時(shí)，切換到來(lái)自于所述第一SOC估計(jì)器單元的SOC，而在所述異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器正常時(shí)，切換到來(lái)自于所述第二SOC估計(jì)器單元的SOC。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或5的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述溫度檢測(cè)器單元放置于所述電池(組)中、該電池(組)的表面或者接近該電池(組)的所述表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述第一SOC估計(jì)器單元，所述第二SOC估計(jì)器單元以及所述SOC估計(jì)器單元中的至少一個(gè)以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括電流檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)的充電/放電電流；第一電池(組)全容量計(jì)算器單元，用于基于由所述SOC估計(jì)器單元或所述第一SOC估計(jì)器單元估計(jì)得到的所述SOC，以及由所述電流檢測(cè)器單元在所述SOC估計(jì)時(shí)檢測(cè)到的所述電池(組)的所述充電/放電電流的累計(jì)值，來(lái)確定該電池(組)的全容量；以及第三SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第一電池(組)全容量計(jì)算器單元得到的所述電池(組)的所述全容量以及由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流來(lái)估計(jì)該電池(組)的充電狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4到8中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括第二電池(組)全容量計(jì)算器單元，用于基于由所述第一SOC估計(jì)器單元或者所述第二SOC估計(jì)器單元估計(jì)到的所述SOC以及在該SOC估計(jì)過(guò)程中由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的充電/放電電流的累計(jì)值來(lái)確定該電池(組)的全容量，以及第四SOC估計(jì)器單元，用于基于由所述第二電池(組)全容量計(jì)算器單元得到的所述電池(組)的所述全容量以及由所述電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的所述電池(組)的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流來(lái)估計(jì)該電池(組)的充電狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括剩余容量檢測(cè)器單元，用于檢測(cè)所述電池(組)內(nèi)每一個(gè)單獨(dú)電池的剩余容量；以及剩余能量計(jì)算器單元，用于基于由所述剩余容量檢測(cè)器單元得到的每一個(gè)單獨(dú)電池的所述剩余容量來(lái)檢測(cè)最小剩余容量，并基于此最小剩余容量計(jì)算所述電池(組)的剩余能量的數(shù)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元，所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元，或者所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元，基于所述電池(組)內(nèi)部電阻、所述電池(組)電壓、所述電池(組)空載電壓以及極化電壓來(lái)計(jì)算該電池(組)的所述估計(jì)的充電/放電電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元，用于比較由用于檢測(cè)所述電池(組)充電/放電電流的所述電流檢測(cè)器單元所檢測(cè)到的所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和由所述估計(jì)的充電/放電電流計(jì)算器單元、所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元以及所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元中之一所確定的所述估計(jì)的充電/放電電流值，并在這兩個(gè)電流值的差大于預(yù)定差時(shí)確定該電流檢測(cè)器單元異常，而當(dāng)此差等于或小于預(yù)定值時(shí)確定此電流檢測(cè)器單元正常，其中當(dāng)所述電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元異常時(shí)，基于所述估計(jì)的充電/放電電流值來(lái)估計(jì)所述SOC，而當(dāng)所述電流檢測(cè)異常性檢測(cè)器單元確定所述電流檢測(cè)器單元正常時(shí)，利用所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值來(lái)估計(jì)所述SOC。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中考慮到所述電池(組)的環(huán)境溫度，所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值和所述估計(jì)的充電/放電電流值之一被選擇，所述實(shí)測(cè)充電/放電電流值是由所述用于檢測(cè)所述電池(組)的所述充電/放電電流的電流檢測(cè)器單元檢測(cè)到的，并且所述估計(jì)的充電/放電電流值是由所述估計(jì)的充電/放電電流檢測(cè)器單元、所述第一充電/放電電流計(jì)算器單元和所述第二充電/放電電流計(jì)算器單元三者之一所確定的，并且基于此被選擇的充電/放電電流值估計(jì)所述SOC。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括充電/放電禁止單元，用于在考慮所述極化電壓的情況下當(dāng)所述電池(組)的所述充電/放電電流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，禁止該電池(組)的充電和放電。
18.根據(jù)權(quán)利要求11到17中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述溫度檢測(cè)器單元被置于所述電池(組)中、所述電池(組)表面上或者接近所述電池(組)表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求11到18中任何一個(gè)的電池(組)充電狀態(tài)估計(jì)裝置，其中所述第一SOC估計(jì)器單元、所述第二SOC估計(jì)器單元以及所述SOC估計(jì)器單元中的至少一個(gè)以預(yù)定間隔周期性地估計(jì)所述SOC。
全文摘要
電池(組)ECU通過(guò)累計(jì)由電流傳感器測(cè)量的電池(組)電流來(lái)估計(jì)SOC，并且如果充電/放電電流波動(dòng)很大，由電壓傳感器測(cè)量電池(組)電壓V
文檔編號(hào)H01M10/48GK1668933SQ0381657
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者三井正彥, 中山佳行 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社