CN104808151A - 蓄电装置的残存容量推定装置 - Google Patents

蓄电装置的残存容量推定装置 Download PDF

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Abstract

包括多个电池的蓄电装置的残存容量推定装置，能通过抑制各电池的残存容量的偏差来防止蓄电装置的残存容量的算出精度恶化。推定单元(11)在由相关系数算出单元(10)算出的各电池(3A、3B…)的相关系数满足规定条件的情况下，进行按所有多个电池(3A、3B…)由第1残存容量算出单元(6)算出的第1残存容量和由第2残存容量算出单元(9)算出的第2残存容量的加权合成。

Description

蓄电装置的残存容量推定装置
技术领域
本发明涉及蓄电装置的残存容量推定装置，特别涉及对包括多个电池(二次电池)的蓄电装置的残存容量进行推定的蓄电装置的残存容量推定装置。
背景技术
以往，对于搭载包括多个电池(二次电池)的蓄电装置、并利用从该蓄电装置供给的电力行驶的混合动力车辆等电动车辆，为了掌握蓄电装置的残存容量是否是能行驶的容量而需要精度良好地推定蓄电装置的残存容量。
作为这种蓄电装置的残存容量推定装置，例如有如下现有技术文献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平11－174135号公报
专利文献2：特开2006－17544号公报
专利文献1所涉及的电池残存容量测定装置对多个电池的各电池的电压值和从多个电池的两端流向负载的电流值进行规定次数的收集，根据基于该收集到的电压值和电流值算出的残存容量中的最小残存容量来测定蓄电装置的残存容量。
专利文献2所涉及的蓄电元件(蓄电装置)的残存容量运算装置将基于开路电压算出的第1残存容量和基于充放电电流的累计值算出的第2残存容量进行加权合成而算出第3残存容量，对蓄电装置的残存容量进行运算。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述专利文献1中，基于各电池的残存容量中的最小值算出蓄电装置的残存容量，因此存在算出的值比实际残存容量小，电池会成为过充电状态。另外，在上述专利文献2中，未按照包括多个电池的蓄电装置的每一电池进行考虑。
因而，以往在包括多个电池的蓄电装置中，按每一电池基于开路电压算出的残存容量由于各电池的温度不同而导致推定精度的偏差，所以蓄电装置的残存容量的推定精度有可能恶化，希望进行改善。
因此，本发明的目的在于在包括多个电池的蓄电装置中，提供能通过抑制各电池的残存容量的偏差而防止蓄电装置的残存容量的算出精度恶化的蓄电装置的残存容量推定装置。
用于解决问题的方案
本发明是蓄电装置的残存容量推定装置，上述蓄电装置包括多个电池，上述蓄电装置的残存容量推定装置的特征在于，具备：电流检测单元，其检测上述多个电池的各电池的电流值；第1残存容量算出单元，其累计上述电流检测单元检测到的上述电流值并且算出第1残存容量；电压检测单元，其检测上述多个电池的各电池的电压值；电压电流存储单元，其将各电池的由上述电压检测单元检测到的上述电压值和由上述电流检测单元检测到的上述电流值作为一组数据进行存储，且存储规定数量组的该数据；近似直线设定单元，其根据上述电压电流存储单元存储的上述电压值和上述电流值设定近似直线；第2残存容量算出单元，其根据上述近似直线设定单元设定的上述近似直线推定开路电池电压值，并根据该开路电池电压值算出各电池的第2残存容量；以及相关系数算出单元，其算出上述多个电池的各电池的相关系数，并且上述残存容量推定装置还具备推定单元，上述推定单元在上述相关系数算出单元算出的上述各电池的相关系数满足规定条件的情况下，通过由上述第1残存容量算出单元算出的上述第1残存容量和由上述第2残存容量算出单元算出的上述第2残存容量计算全部上述多个电池的加权系数并使用算出的加权系数推出该电池的残存容量。
发明效果
本发明在包括多个电池的蓄电装置中能通过抑制各电池的残存容量的偏差来防止蓄电装置的残存容量的算出精度恶化。
附图说明
图1是蓄电装置的残存容量推定装置的***构成图。(实施例)
图2是残存容量推定控制的流程图。(实施例)
图3是算出各第2残存容量的流程图。(实施例)
附图标记说明
1  蓄电装置
2  残存容量推定装置
3A、3B…  电池(二次电池；单元电池)
4  电流检测单元
5  电压检测单元
6  第1残存容量算出单元
7  电压电流存储单元(存储器)
8  近似直线设定单元
9  第2残存容量算出单元
10 相关系数算出单元
11 推定单元
12 电池温度检测单元
具体实施方式
本发明在包括多个电池的蓄电装置中，通过抑制各电池的残存容量的偏差来防止蓄电装置的残存容量的算出精度恶化的目的是通过进行第1残存容量与第2残存容量的加权合成来实现的。
实施例
图1～图3表示本发明的实施例。
如图1所示，在包括混合动力车辆等的电动车辆中搭载有蓄电装置1和该蓄电装置1的残存容量推定装置2。
蓄电装置1包括多个电池(二次电池；单元电池)3A、3B…。
在蓄电装置1中设有：电流检测单元4，其检测在多个电池3A、3B…的各电池中流动的电流值；以及电压检测单元5，其检测多个电池3A、3B…的各电池的电压值。
残存容量推定装置2具备：第1残存容量算出单元6、电压电流存储单元(存储器)7、近似直线设定单元8、第2残存容量算出单元9、相关系数算出单元10以及推定单元11。第1残存容量算出单元6和电压电流存储单元7连接着电流检测单元4。另外，电压电流存储单元7连接着电压检测单元5。
第1残存容量算出单元6累计由电流检测单元4检测到的电流值来算出第1残存容量。
电压电流存储单元7存储规定数量的由电压检测单元5检测到的电压值和由电流检测单元4检测到的电流值的组。
近似直线设定单元8基于由电压电流存储单元7存储的电压值和电流值设定近似的近似直线。
第2残存容量算出单元9基于根据由近似直线设定单元8设定的近似直线而推定的开路电池电压值算出各电池的第2残存容量。
相关系数算出单元10算出多个电池的各电池的相关系数(表示电流值与电压值的关系的指标，通常为－1～1的值)。该相关系数根据例如算出第2残存容量以后保持的各电池的电流值和电压值的关系算出。具体地，根据以固定间隔和固定数量取得的各电池的电流值与电压值的关系，按各电池分别用最小乘方法求出近似的一次曲线(算出一次曲线的斜率和截距：电压＝内部电阻×电流+未进行充放电时的电压)，此时，算出各电池的相关系数。
推定单元11在由相关系数算出单元10算出的各电池的相关系数满足规定条件的情况下，进行按所有多个电池由第1残存容量算出单元6算出的第1残存容量和由第2残存容量算出单元9算出的第2残存容量的加权合成。即，相关系数被用作各电池的加权条件。另外，在该实施例中，基本上是对根据电流值算出的第1残存容量以既定的比例进行与第2残存容量有关的加权。
在推定单元11中，上述规定条件在多个电池的全部相关系数为第1规定值以上、且由相关系数算出单元10算出的各电池的相关系数的最大值与最小值的差为第2规定值以下的情况下成立。
另外，推定单元11基于多个各电池的温度设定加权合成的比例。因此，推定单元11连接着检测各电池的温度的电池温度检测单元12。
接着，沿着图2的流程图说明该实施例所涉及的蓄电装置1的残存容量推定。
如图2所示，当残存容量推定装置2的程序启动时(步骤A01)，首先，在第1残存容量算出单元6中，累计由电流检测单元4检测到的电流值来算出各电池的第1残存容量(步骤A02)。
接着，在第2残存容量算出单元9中，算出各电池的第2残存容量(步骤A03)。沿着后述的图3的流程图详细地说明该各电池的第2残存容量的算出。
之后，在相关系数算出单元10中，算出上述多个电池的各电池的相关系数的最大值和最小值(步骤A04)。
接着，在推定单元11中，判断全部电池的相关系数是否是第1规定值以上(步骤A05)。
在该步骤A05为“是”的情况下，在推定单元11中判断相关系数的最大值与最小值的差是否是第2规定值以下(步骤A06)。
在该步骤A06为“是”的情况下，在推定单元11中进行全部电池的加权合成(步骤A07)。
另一方面，在上述步骤A05为“否”的情况下，或者在上述步骤A06为“否”的情况下，在推定单元11中，将各电池的残存容量设为第1残存容量(步骤A08)。
在上述步骤A07的处理后，或者在上述步骤A08的处理后，算出(推定)蓄电装置1的最终残存容量(SOC)(步骤A09)。
之后，将该程序结束(步骤A10)。
沿着图3的流程图说明图2的上述步骤A03的第2残存容量算出单元9中的各电池的第2残存容量的算出。
如图3所示，当各电池的第2残存容量的算出程序启动时(步骤B01)，首先，由电流检测单元4检测电流值(步骤B02)，并且由电压检测单元5检测电压值(步骤B03)，进而将该检测到的电流值和电压值存储于电压电流存储单元7(步骤B04)。
接着，在推定单元11中判断由电压电流存储单元7存储的电流值与电压值的组的数量是否为规定数量以上(步骤B05)。
在该步骤B05为“否”的情况下，返回上述步骤B02。
另一方面，在该步骤B05为“是”的情况下，在近似直线设定单元8中，设定近似直线(步骤B06)，在相关系数算出单元10中，算出各电池的相关系数(表示电流值与电压值的关系的指标)(步骤B07)，接着算出各电池的第2残存容量(步骤B08)。
之后，将该程序返回(步骤B09)。
其结果是，在该实施例中，推定单元11在由相关系数算出单元10算出的各电池(3A、3B…)的相关系数满足规定条件的情况下，进行按全部多个电池(3A、3B…)由第1残存容量算出单元6算出的第1残存容量和由第2残存容量算出单元9算出的第2残存容量的加权合成。
由此，在包括多个电池的蓄电装置1中，能抑制各电池的残存容量(SOC)的推定精度的偏差，精度良好地推定蓄电装置1的残存容量(SOC)。因而能防止各电池(3A、3B…)的过充电和过放电，另外，如果是电动车辆(EV车辆)，则可使用的残存容量(SOC)的范围增大且可续航距离延长，另外，如果是混合动力车辆(HEV车辆)，则能确保适当的可充放电电力，能有助于提高燃油效率。
另外，在推定单元11中，上述规定条件在多个电池的全部相关系数为第1规定值以上、且各电池的相关系数的最大值与最小值的差为第2规定值以下的情况下成立。
由此，能防止由各电池的相关系数的偏差造成的残存容量的推定精度的降低。
而且，推定单元11基于多个各电池的温度设定加权合成的比例。
由此，能防止由各电池的温度造成的各电池的残存容量的推定精度降低。一般地，在各电池的温度低的情况下，内部电阻值变高，在充放电时，有各电池的电压的振幅变大(易于求出近似直线)、相关系数变高的倾向。但是，在各电池的温度低的情况下，由于所谓极化的现象，还存在输出与本来的各电池的电压不同的电压的倾向，因此无法完全判断为由于相关系数高所以被推定的残存容量(SOC)的精度也高。因此，在各电池的温度极端低的情况下，例外地，通过减少与该电池的第2残存容量有关的加权合成的比例，能精度良好地推定各电池的残存容量(SOC)。
工业上的可利用性
本发明所涉及的残存容量推定装置不限于混合动力车辆，还能应用于电动汽车等其它电动车辆。

Claims (3)

1.一种蓄电装置的残存容量推定装置，上述蓄电装置包括多个电池，上述蓄电装置的残存容量推定装置的特征在于，具备：电流检测单元，其检测上述多个电池的各电池的电流值；第1残存容量算出单元，其累计上述电流检测单元检测到的上述电流值并且算出第1残存容量；电压检测单元，其检测上述多个电池的各电池的电压值；电压电流存储单元，其将各电池的由上述电压检测单元检测到的上述电压值和由上述电流检测单元检测到的上述电流值作为一组数据进行存储，且存储规定数量组的该数据；近似直线设定单元，其根据上述电压电流存储单元存储的上述电压值和上述电流值设定近似直线；第2残存容量算出单元，其根据上述近似直线设定单元设定的上述近似直线推定开路电池电压值，并根据该开路电池电压值算出各电池的第2残存容量；以及相关系数算出单元，其算出上述多个电池的各电池的相关系数，并且上述残存容量推定装置还具备推定单元，上述推定单元在上述相关系数算出单元算出的上述各电池的相关系数满足规定条件的情况下，通过由上述第1残存容量算出单元算出的上述第1残存容量和由上述第2残存容量算出单元算出的上述第2残存容量计算全部上述多个电池的加权系数并使用算出的加权系数推出该电池的残存容量。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置的残存容量推定装置，其特征在于，
上述规定条件是全部上述多个电池的相关系数为第1规定值以上、且上述相关系数算出单元算出的上述各电池的相关系数的最大值与最小值的差为第2规定值以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的蓄电装置的残存容量推定装置，其特征在于，
上述推定单元根据上述多个电池的各电池的温度设定加权系数的比例。
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