CN109683104A - 电池状态推定方法以及电池状态推定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池状态推定方法以及电池状态推定装置。此方法是获取高压电池的开路电压与充电率的相关特性的方法，包括：第1充电工序，将高压电池充电至满充电状态为止；放电工序，从满充电状态放电至下限充电状态为止，通过累计此期间的放电电流而算出高压电池的电池容量；第2充电工序，从下限充电状态再次充电至满充电状态为止，并且在从下限充电状态直至满充电状态为止的期间，每当到达定义了多个的测定点时，将充电停止等待时间，在经过了等待时间的时间后测定高压电池的开路电压，在测定后再次开始充电；以及相关特性获取工序，基于各测定点的充电率与在各测定点处测定的开路电压来获取高压电池的相关特性。

Description

电池状态推定方法以及电池状态推定装置
技术领域
本发明涉及一种电池状态推定方法以及电池状态推定装置。更详细而言，本发明涉及一种获取因其劣化而发生变化的电池的开路电压与充电率的相关特性的电池状态推定方法以及电池状态推定装置。
背景技术
搭载于混合动力车辆(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、插电式混合动力车辆(Plug in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)及电池(battery)式电动运输设备(BatteryElectric Vehicle，BEV)等中的二次电池的输入/输出性能会根据其充电率、电池容量及电阻等二次电池的内部状态而发生变化。因此，为了使二次电池在适合于所述输入/输出性能的形态下使用，必须高精度地推定如上所述的内部状态，尤其是充电率(以下，也有时使用“SOC(State Of Charge)”这一简称)。而且，在二次电池的充电率与所述开路电压(以下，也有时使用“OCV(Open Circuit Voltage)”这一简称)之间存在相关特性。因此，当在行驶中的车辆中推定二次电池的SOC时，多为推定二次电池的OCV，并且将所推定出的OCV输入至将所述相关特性映射(map)化的SOC-OCV映射图，由此来推定SOC。
此外，一般而言，二次电池中的SOC与OCV之间的相关特性不仅根据电池的种类，也会根据其劣化状态而发生变化。因此，在专利文献1中展示了一种技术：预先制作多个如上所述的SOC-OCV映射图，从所述多个SOC-OCV映射图中选择与二次电池的劣化状态相应的适当者，使用此选择的SOC-OCV映射图来推定二次电池的充电率。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2016-23970号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，根据专利文献1的技术，要提高其推定精度，必须相应地预先制作多个SOC-OCV映射图，因此需要庞大的作业时间。而且，在使用多个SOC-OCV映射图的情况下，存储这些映射图的存储器(memory)也必须使用大的存储器。
本发明的目的在于提供一种电池状态推定方法以及电池状态推定装置，并不预先制作多个映射图便能够高精度地获取SOC与OCV的相关特性。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的电池状态推定方法是获取因劣化而发生变化的电池(例如后述的高压电池2)的开路电压与充电率的相关特性的方法，包括：第1充电工序(例如后述的图6的S4的工序)，将电源(例如后述的外部电源95)连接于所述电池，将所述电池充电至满充电状态为止；放电工序(例如后述的图6的S6的工序)，将所述电池从满充电状态放电至下限充电状态为止，通过累计此期间的放电电流来算出所述电池的电池容量；第2充电工序(例如后述的图6的S9～S12的工序)，将所述电池从所述下限充电状态再次充电至满充电状态为止，并且，在从所述下限充电状态直至满充电状态为止的期间内，每当到达所定义的多个测定点时，将充电停止规定时间，在经过所述规定时间后测定所述电池的开路电压，并在所述测定后再次开始充电；以及相关特性获取工序(例如后述的图6的S13的工序)，基于所述各测定点的充电率与在所述各测定点处测定出的开路电压，来获取所述电池的所述相关特性。
(2)此时，优选的是，所述电池被搭载于移动体(例如后述的车辆V)中，所述电源是设在所述移动体外部的外部电源(例如后述的外部电源95)，所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序是对应于在所述移动体的停止中连接有所述外部电源而执行。
(3)此时，优选的是，所述移动体具备能够执行外部充电与外部供电的双向充电器，所述外部充电是利用从所述外部电源供给的电力来对所述电池进行充电，所述外部供电是从所述电池向设于所述移动体外部的外部供给对象放电，所述第1充电工序及所述第2充电工序中的充电与所述放电工序中的放电是使用所述双向充电器来进行。
(4)此时，优选的是，在所述移动体中，搭载有获取可否决定部件，所述获取可否决定部件能够由利用者操作，以选择是否新获取所述相关特性，所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序仅在经由所述获取可否决定部件请求获取所述相关特性的情况下执行。
(5)此时，优选的是，所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序是以从所述电池的使用开始时间点、或前次的相关特性的获取时间点至少经过规定的使用期间为条件而执行。
(6)本发明的电池状态推定装置(例如后述的充电***S)获取因劣化而发生变化的电池(例如后述的高压电池2)的开路电压与充电率的相关特性，包括：电压检测部件(例如后述的电池电压传感器(sensor)62)，检测所述电池的电压；电流检测部件(例如后述的电池电流传感器61)，检测所述电池的电流；充放电部件(例如后述的充电电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)56)，从电源对所述电池供给电力，使所述电池充电至满充电状态为止后，从所述电池对放电对象供给电力，使所述电池放电至下限充电状态为止；电池容量计算部件(例如后述的电池ECU 60及电池容量计算部672)，在通过所述充放电部件将所述电池从所述满充电状态达到所述下限充电状态为止的期间，对由所述电流检测部件所检测的放电电流进行累计，由此来算出所述电池的电池容量；间歇充电部件(例如后述的充电ECU 56)，从所述电源对所述电池供给电力，使所述电池从所述下限充电状态充电至所述满充电状态为止，并且，在从所述下限充电状态直至所述满充电状态为止的期间，每当到达所定义的多个测定点时，将充电暂停规定时间后，再次开始充电；开路电压获取部件(例如后述的电池ECU 60的开路电压获取部673)，在所述各测定点处通过所述间歇充电部件来暂停充电的期间，通过所述电压检测部件来获取所述电池的开路电压；以及相关特性获取部件(例如后述的相关特性获取部674)，基于所述各测定点的充电率与由所述开路电压获取部件在所述各测定点处测定的开路电压，获取所述电池的所述相关特性。
[发明的效果]
(1)本发明的电池状态推定方法中，首先，将电池充电至满充电状态为止(第1充电工序)，进而，将电池从满充电状态放电至下限充电状态为止，并且，通过累计此期间的放电电流来算出电池的电池容量(放电工序)。因而，根据本发明，能够准确地推定电池的电池容量。随后，本发明中，再次将电池从下限充电状态充电至满充电状态为止，并且，在从下限充电状态直至满充电状态为止的期间定义多个测定点，在充电中每当到达测定点时，将充电停止规定时间，在经过所述规定时间后，测定电池的开路电压，在测定后再次开始充电(第2充电工序)。因而，根据本发明，能够抑制各测定点的开路电压的测定精度的下降。而且，在本发明中，先执行放电工序而推定出电池容量，由此，能够以所述电池容量为基准来定义测定点，进而能够抑制各测定点的充电率的推定精度的下降。而且，在本发明中，基于以上述方式获得的各测定点的充电率与开路电压来获取电池的开路电压与充电率之间的相关特性。如上所述，根据本发明，能够精度良好地获取因劣化而发生变化的相关特性。而且，在本发明的电池状态推定方法中，能够在电池达到满充电状态的状态下结束相关特性的推定，因此便利性佳。
(2)如上所述，本发明的电池状态推定方法中，为了获取相关特性，必须进行充电、放电与再充电，因此耗费时间。因此，在本发明的电池状态推定方法中，是在移动体的停止中，即，利用利用者不使用移动体的期间，来进行所述第1充电工序、放电工序、第2充电工序及相关特性获取工序，从而获取相关特性。由此，能够防止损害利用者的便利性。
(3)在本发明的电池状态推定方法中，使用双向充电器来进行第1充电工序及第2充电工序中的充电与放电工序中的放电。由此，在放电工序中，能够将从满充电状态直至下限充电状态为止而从电池放出的电力有效地利用于连接至双向充电器的电力网或电气负载等。
(4)电池的相关特性是随着其劣化的发展而逐渐变化，因此不需要频繁更新。而且，在本发明的电池状态推定方法中，由于必须进行放电与再充电，因此耗费时间。因此，在本发明的电池状态推定方法中，仅在由利用者经由搭载于移动体的获取可否决定部件而选择了新获取相关特性的情况下，才执行第1充电工序、放电工序、第2充电工序及相关特性获取工序，从而获取电池的相关特性。由此，能够防止违反利用者的意愿而重新进行相关特性的获取，从而损害便利性的现象。
(5)如上所述，电池的相关特性是随着其劣化的发展而逐渐变化，因此不需要频繁更新。因此，在本发明的电池状态推定方法中，以从电池的使用开始时间点或前次的相关特性的获取时间点至少经过了规定的使用期间为条件，来执行第1充电工序、放电工序、第2充电工序及相关特性获取工序。由此，能够防止以超过必要的频率来进行相关特性的获取，从而损害利用者的便利性的现象。
(6)根据本发明的电池状态推定装置，起到与所述(1)的电池状态推定方法同样的效果。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式的电池状态推定装置的充电***的结构的图。
图2是表示在电池ECU中所实现的控制模块中的、与高压电池的SOC的推定相关的部分的结构的功能框图。
图3是表示推定高压电池的OCV时所用的高压电池的等效电路模型(model)的结构的图。
图4是表示SOC-OCV映射图的一例的图。
图5是用于说明间歇充电处理的流程的图。
图6是表示本发明的电池状态推定方法的具体流程的流程图。
符号的说明
1：电源***
2：高压电池(电池)
5：外部充电单元
9：外部充电器
21n：主电力线(负极侧主电力线)
21p：主电力线(正极侧主电力线)
22n：主触点(负极侧主触点)
22p：主触点(正极侧主触点)
51：插口
52：充电盖
52a：铰链
53：连接器传感器
54n：副电力线(负极侧副电力线)
54p：副电力线(正极侧副电力线)
55：车载充电器(双向充电器)
56：充电ECU(充放电部件、间歇充电部件)
57：CAN总线
60：电池ECU(电池容量计算部件、开路电压获取部件、相关特性获取部件)
61：电池电流传感器(电流检测部件)
62：电池电压传感器(电压检测部件)
63：电池温度传感器
65：OCV推定部
66：SOC推定部
67：映射学习装置
71：逆变器
72：电压转换器(VCU)
91：连接器
92：第1供电线
93：第2供电线
95：外部电源(电源)
96：电气负载
671：学习要否判定部
672：电池容量计算部(电池容量计算部件)
673：开路电压获取部(开路电压获取部件)
674：相关特性获取部(相关特性获取部件)
C1：静电电容值
CCV：端子电压
I：电流
M：行驶马达
OCV：开路电压
OCV1～OCVN、OCVi：OCV检测值(开放电压值)
P：触控面板(获取可否决定部件)
P1～PN、Pi：测定点
R0、R1：电阻值
R0I：第1压降
S：充电***(电池状态推定装置)
S1～S15：工序
SOC：充电率
SOC1～SOCN：SOC阈值
V：车辆(移动体、电动车辆)
VC：第2压降
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。
图1是表示具备本实施方式的电池状态推定装置的充电***S的结构的图。充电***S是将电动车辆V(以下称作“车辆V”)与外部充电器9组合而构成，所述电动车辆V具备高压电池2及连接于所述高压电池2的插口(inlet)51，所述外部充电器9在将其连接器91连接于插口51时能够对车辆V的高压电池2进行电力的授受。
外部充电器9例如设置在车辆V的利用者的住宅中。外部充电器9具备可连接于插口51的连接器(connector)91、外部电源95、连接外部电源95与连接器91的第1供电线92、设置于住宅中的电气负载96、以及连接电气负载96与第1供电线92的第2供电线93。
外部电源95为交流电源，具体而言，例如是输出AC200V的家庭用交流电源，但本发明并不限于此。电气负载96是设于住宅中的特定的电气制品(例如照明或热水器等)，但本发明并不限于此。电气负载96只要是车辆V的高压电池2的放电对象即可，除了特定的电气制品以外，也可为家庭用二次电池或电力***等。
利用者将外部充电器9连接于车辆V，利用从外部电源95供给的电力来对车辆V的高压电池2进行充电，或者在将从车辆V的高压电池2供给的电力供给至电气负载96时，将连接器91连接于插口51。当将连接器91连接于插口51时，第1供电线92与后述的电力线21p、21n电连接。由此，成为能够进行从外部充电器9的外部电源95对高压电池2的电力供给(以下也简称作“外部充电”)、与从高压电池2对电气负载96的电力供给(以下也简称作“外部供电”)的状态。
车辆V具备与未图示的驱动轮机械连结的行驶马达M、对所述行驶马达M供给电力的电源***1、对从电源***1供给的电力进行转换的逆变器(inverter)71及电压转换器(以下使用“VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)”这一简称)72、以及驾驶员可观察及操作的触控面板(touch panel)P。所述触控面板P例如是使用搭载于车辆V的汽车导航***(car navigation system)的触控面板。
行驶马达M例如为三相交流马达。VCU 72例如是具备多个开关(switching)元件(例如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT))的双向直流-直流(Direct Current-Direct Current，DC-DC)转换器(converter)。VCU 72对经由后述的主电力线21p、21n而从高压电池2供给的直流电压进行升压并供给至逆变器71，或者对从逆变器71供给的直流电压进行降压并供给至高压电池2。逆变器71例如是具备将多个开关元件(例如IGBT)桥(bridge)接而构成的桥电路的、基于脉宽调制的脉宽调制(Pulse WidthModulation，PWM)逆变器。逆变器71的直流输入/输出侧经由主电力线21p、21n而连接于VCU72，逆变器71的交流输入/输出侧连接于行驶马达M的U相、V相、W相的各线圈(coil)。行驶马达M在从高压电池2经由VCU 72及逆变器71而供给有电力时产生驱动力，以进行行驶。而且，行驶马达M通过进行再生运转而生成电力。通过行驶马达M的再生运转而生成的电力经由逆变器71及VCU 72而供给至高压电池2，以对其进行充电。
电源***1具备：高压电池2；正极侧主电力线21p及负极侧主电力线21n(以下，将它们总称作“主电力线21p、21n”)，连接高压电池2与所述VCU 72及逆变器71；外部充电单元5，连接外部充电器9；作为电子控制单元的电池ECU 60，推定高压电池2的内部状态；以及传感器61、62、63，检测高压电池2的状态。
高压电池2是能够进行将化学能转换为电能的放电、与将电能转换为化学能的充电这两者的二次电池。以下，对使用通过锂离子(lithium ion)在电极间移动而进行充放电的所谓锂离子蓄电池来作为所述高压电池2的情况进行说明，但本发明并不限于此。
在主电力线21p、21n中的较VCU 72靠近高压电池2侧，设有对这些电力线21p、21n进行连接或阻断的正极侧主触点(main contactor)22p及负极侧主触点22n(以下，将它们总称作“主触点22p、22n”)。
这些主触点22p、22n是如下所述的常开(normally open)型，即，在未输入有来自外部的指令信号的状态下开放，以阻断高压电池2与VCU 72的连接。这些主触点22p、22n根据来自电池ECU 60的指令信号而闭合或开放。更具体而言，这些主触点22p、22n例如在车辆V的行驶中在高压电池2与VCU 72之间进行充放电的情况下，根据来自电池ECU 60的指令信号而闭合，以连接高压电池2与VCU 72。
电池电流传感器61对从高压电池2向行驶马达M或外部充电器9等负载供给电力时流经高压电池2的放电电流、或从行驶马达M或外部充电器9等向高压电池2供给电力时流经高压电池2的充电电流进行检测，并将与检测值相应的信号发送至电池ECU 60。电池电压传感器62检测高压电池2的端子电压，并将与检测值相应的信号发送至电池ECU 60。电池温度传感器63检测高压电池2的温度，并将与检测值相应的信号发送至电池ECU 60。
电池ECU 60是微型计算机(micro computer)，除了负责主触点22p、22n的开闭控制以外，还负责与高压电池2的内部状态(更具体而言，为高压电池2的SOC[％])的推定相关的控制。此处，所谓SOC，是指将高压电池2的剩余电量相对于电池容量的比例以百分率来表示者。对于在电池ECU 60中推定高压电池2的SOC的具体流程，将在后文参照图2来进行说明。
外部充电单元5具备：插口51，可连接外部充电器9的连接器91；充电盖(lid)52，保护所述插口51；连接器传感器53，检测连接器91向插口51的连接；正极侧副电力线54p及负极侧副电力线54n(以下，将它们总称作“副电力线54p、54n”)，连接插口51与主电力线21p、21n；车载充电器55，设在这些副电力线54p、54n上；以及作为电子控制单元的充电ECU 56，控制车载充电器55。
副电力线54p、54n是从插口51延伸，到达主电力线21p、21n中的主触点22p、22n与VCU 72之间。当将连接器91连接于插口51时，外部充电器9的第1供电线92与车辆V侧的副电力线54p、54n及主电力线21p、21n电连接。
充电盖52为板状，由车辆V的未图示的车身上所设的铰链(hinge)52a可开闭地轴支撑着。当关闭充电盖52时，所述充电盖52将构成车辆V的外面板(outer panel)的一部分，由此，插口51受到保护。而且，当打开充电盖52时，插口51露出于外部，由此，利用者便能够将连接器91连接于插口51。
连接器传感器53在连接器91未连接于插口51的期间为关闭，当连接器91连接于插口51时，将表示此意旨的信号发送至充电ECU 56。连接器91有无连接于插口51，是由充电ECU 56基于来自所述连接器传感器53的检测信号来判别。
车载充电器55具备功率因数改善电路、整流/平滑电路及逆变器电路等。在车载充电器55中，通过使用这些电路，从而能够根据来自充电ECU 56的控制信号来选择性地发挥外部充电功能与外部供电功能这两个功能，所述外部充电功能是将从外部充电器9的外部电源95供给的交流转换成直流并供给至高压电池2，以对高压电池2进行充电的功能，所述外部供电功能是将从高压电池2供给的直流转换成交流并向外部充电器9的电气负载96放电的功能。
充电ECU 56在电池ECU 60中推定的高压电池2的SOC为规定值以下时，以经由连接器传感器53而检测到连接器91已连接于插口51为契机，使车载充电器55发挥外部充电功能，由此来进行从外部电源95对高压电池2的外部充电。而且，充电ECU 56在高压电池2的SOC为所述规定值以上且由利用者请求了外部供电的执行时，以经由连接器传感器53而检测到连接器91已连接于插口51为契机，使车载充电器55发挥外部供电功能，由此来进行从高压电池2对电气负载96的外部供电。
而且，充电ECU 56在电池ECU 60中请求了后述的学习处理的执行时，执行使车载充电器55依照规定的顺序发挥外部充电功能及外部供电功能的学习处理。另外，对于充电ECU 56中的所述学习处理的具体流程，将在后文参照图2～图6来详细说明。
而且，这些充电ECU 56或电池ECU 60等控制装置是经由控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线(bus)57而相互连接，能够在它们之间适当地收发必要的控制信息，所述CAN总线57是授受各种控制信息的总线型网络(network)。
图2是表示在电池ECU 60中实现的控制模块中的、与高压电池2的SOC的推定相关的部分的结构的功能框图。
电池ECU 60具备：OCV推定部65，基于传感器61～63的检测信号，来推定高压电池2的开路电压(为无电流流经高压电池2的状态下的高压电池2的端子电压，以下，使用“OCV”这一简称)；SOC推定部66，基于对高压电池2中的SOC与OCV之间的相关特性进行了规定的SOC-OCV映射图，来推定与由OCV推定部65所获得的OCV推定值相应的SOC；以及映射学习装置67，执行如下所述的学习处理，即，将在SOC推定部66中规定的SOC-OCV映射图更新为与高压电池2的劣化相应者。
OCV推定部65基于连接于高压电池2的传感器61～63的检测信号，来算出OCV推定值，所述OCV推定值相当于高压电池2的OCV的推定值。OCV推定部65例如基于图3所示的高压电池2的等效电路模型来算出OCV推定值，所述等效电路模型是将电阻值R0的第1内部电阻、与包含电阻值R1的第2内部电阻及静电电容值C1的内部电容器的RC并联电路串联连接而构成。
根据图3的等效电路模型，若设流经电池的电流为I、电池的端子电压为CCV、电池的开路电压为OCV，则端子电压CCV如下述式(1)所示，以从开路电压OCV减去第1电阻中的第1压降(R0I)与RC并联电路中的第2压降(VC)所得的结果来表示。而且，在下述式(1)中，端子电压CCV的值能够基于电池电压传感器62的检测值来确定，电流I的值能够基于电池电流传感器61的检测值来确定，电阻值R0及压降VC的值能够基于电池电流传感器61的检测值或电池温度传感器63的检测值来确定。因此，在OCV推定部65中，通过使用这些传感器61～63的检测值与等效电路模型，从而算出通电中的高压电池2的OCV推定值。
CCV＝OCV-R0I-VC (1)
返回图2，SOC推定部66具备将高压电池2的SOC与OCV之间的相关特性以映射图来表达的SOC-OCV映射图(例如参照图4)，通过将由OCV推定部65所算出的OCV推定值输入至所述SOC-OCV映射图，从而算出与OCV推定值相应的SOC推定值。另外，如图4所示，高压电池2的SOC与OCV之间的相关特性对应于高压电池2的劣化的发展而呈非线性的变化。因此，在SOC推定部66中规定的SOC-OCV映射图的内容通过在映射学习装置67中执行的学习处理，而与高压电池2的劣化的发展一致地得到适当更新。而且，在车辆V的行驶中，在SOC推定部66中算出的高压电池2的SOC推定值例如被用于车辆V的未图示的能量管理(energymanagement)控制。
映射学习装置67具备学习要否判定部671、电池容量计算部672、开路电压获取部673及相关特性获取部674，通过它们来执行学习处理。
学习要否判定部671经由触控面板P来询问利用者的意愿，由此来判定学习处理的执行要否。高压电池2的劣化会随着其使用而逐渐发展，因此，高压电池2的SOC与OCV之间的相关特性也会逐渐变化。而且，如后文详细说明的那样，学习处理从开始至结束为止，需要数小时左右的时间。因此，即使频繁地执行学习处理，利益也少。
因此，学习要否判定部671在从高压电池2的使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了规定的使用期间的情况下，例如在车辆V的停止时，使触控面板P上显示询问利用者要否执行学习处理的消息(message)(具体而言，例如“是否要学习电池特性？”)。此处，使用期间是预料SOC-OCV映射图的内容会表现出有意的变化的期间，具体而言，例如为半年。而且，学习要否判定部671在使触控面板P上显示了消息的结果为，从利用者受理了不请求学习处理的执行的操作(具体而言，例如触碰按钮(button)“否(NO)”的操作)的情况下，不请求学习处理的执行。
而且，学习要否判定部671在使触控面板P上显示了消息的结果为，从利用者受理了请求学习处理的执行的操作(具体而言，例如触碰按钮“是(YES)”的操作)的情况下，对充电ECU 56及电池容量计算部672请求学习处理的执行。
充电ECU 56在从学习要否判定部671收到学习处理的执行请求时，依序执行第1充电处理、放电处理与间歇充电处理。
首先，在第1充电处理中，充电ECU 56使高压电池2充电，直至高压电池2达到满充电状态为止。此处，所谓满充电状态，是指高压电池2的SOC达到100％的状态。高压电池2是否为满充电状态，例如能够根据高压电池2的电压是否为规定的上限电压以上来判定。
而且，在放电处理中，充电ECU 56使高压电池2放电，直至高压电池2从满充电状态达到下限充电状态为止。此处，所谓下限充电状态，是指高压电池2的SOC达到0％的状态。高压电池2是否为下限充电状态，例如能够根据高压电池2的电压是否为规定的下限电压以下来判定。
而且，在间歇充电处理中，充电ECU 56使高压电池2间歇地充电，直至高压电池2从下限充电状态再次达到满充电状态为止。更具体而言，充电ECU 56如图5所示，在从表示SOC为0％的状态的下限充电状态，直至表示SOC为100％的状态的满充电状态为止的期间，以在后述的电池容量计算部672中算出的电池容量推定值为基准，来定义三个以上的多个(N个)测定点P1、P2、…、PN-1、PN。此处，编号最小的测定点P1相当于下限充电状态，编号最大的测定点PN相当于满充电状态。充电ECU 56在从下限充电状态充电至满充电状态为止的期间，当高压电池2的SOC的推定值到达对每个测定点P1、P2、…、PN-1、PN规定的SOC阈值SOC1(＝0)、SOC2、…、SOCN-1、SOCN(＝100)时，每次将对高压电池2的充电暂停规定的等待时间(例如数分钟左右)，在经过了所述等待时间的时间后，再次开始充电。
另外，测定点的位置，即在每个测定点对SOC规定的SOC阈值的大小，既可以在从下限充电状态直至满充电状态为止的期间内成为等间隔的方式而设定，也可以在料想SOC与OCV之间的相关特性会表现出大的变化的特定区域中变得特别密的方式而设定。
返回图2，电池容量计算部672在因充电ECU 56执行放电处理而高压电池2从满充电状态直至下限充电状态为止的期间内，对由电池电流传感器61所检测的高压电池2的放电电流进行累计，由此算出高压电池2的当前电池容量的推定值即电池容量推定值。
开路电压获取部673在充电ECU 56执行第1充电处理或放电处理后，或者在充电ECU 56执行间歇充电处理的期间，如上所述，在各测定点P1～PN处将充电暂停等待时间以上的期间内，使用电池电压传感器62来获取高压电池2的OCV的检测值。此处，为了使用电池电压传感器62来尽可能精度良好地检测OCV，优选的是，开路电压获取部673并非在各测定点P0～PN处刚刚将充电暂停之后，而是在从充电暂停开始经过等待时间以上的时间后，即，在即将通过充电ECU 56来再次开始充电之前，读取电池电压传感器62的检测值。通过以上所述，在开路电压获取部673中，如图5所示，在每个各测定点P1、P2、…、PN-1、PN处获取OCV检测值OCV1、OCV2、…、OCVN-1、OCVN。
相关特性获取部674基于各测定点P1、P2、…、PN-1、PN处的SOC阈值SOC1、SOC2、…、SOCN-1、SOCN与由开路电压获取部673在各测定点P1、P2、…、PN-1、PN处获取的OCV检测值OCV1、OCV2、…、OCVN-1、OCVN，来构建依据当前的高压电池2的新的SOC-OCV映射图。更具体而言，相关特性获取部674利用已知的插值算法，来制作通过由SOC阈值SOC1～SOCN及OCV检测值OCV1～OCVN所确定的N个检测点的曲线，由此来构建新的SOC-OCV映射图，进而，利用新构建的SOC-OCV映射图来替换SOC推定部66中规定的SOC-OCV映射图。
图6是表示在充电ECU 56及电池ECU 60中，对高压电池2的SOC与OCV之间的相关特性进行学习的学习处理的具体流程的流程图。图6的流程图例如是根据下述操作而开始，即，利用者打开充电盖52，进而将连接器91***插口51内，从而充电ECU 56及电池ECU 60启动。
首先，在S1中，充电ECU 56判别是否连接有能够执行双向充电(即，高压电池2的外部充电与外部供电这两者)的外部充电器。若S1的判别为是，则转向S2，若为否，则转向S15。
在S2中，充电ECU 56利用电池温度传感器63来获取高压电池2的当前温度，并判别所述电池温度是否为规定温度(例如0℃)以上。若S2的判别为是，则判断为高压电池2的温度是适合于执行以下说明的学习处理的温度，并转向S3。而且，若S2的判别为否，则判断为高压电池2的温度并非适合于执行学习处理的温度，并转向S15。若高压电池2的温度过低，则其性能会下降，因此并不适合于执行学习处理。
在S3中，充电ECU 56判别是否由学习要否判定部671请求了学习处理的执行。如上所述，在学习要否判定部671中，若从高压电池2的使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了使用期间，且由利用者进行了请求学习处理的执行的操作，则请求学习处理的执行。若S3的判别为是，则转向S4，开始一连串的学习处理。而且，若S3的判别为否，则转向S15。
首先，在S4中，充电ECU 56执行第1充电处理，并转向S5。更具体而言，充电ECU 56使车载充电器55发挥外部充电功能，由此，将外部电源95的电力供给至高压电池2，使高压电池2进行充电，直至由电池电压传感器62所检测的电池电压到达上限电压为止，即，直至高压电池2达到满充电状态为止。充电ECU 56在高压电池2达到满充电状态时，停止车载充电器55，停止高压电池2的充电及放电。
在S5中，电池ECU 60的开路电压获取部673在从高压电池2达到满充电状态而停止充电及放电开始，将无电流流经高压电池2的状态维持规定的等待时间(例如数分钟左右)后，读取电池电压传感器62的检测值，由此来获取满充电时开放电压值OCVN。
在S6中，充电ECU 56执行放电处理，并转向S7。更具体而言，充电ECU 56使车载充电器55发挥外部供电功能，由此，从高压电池2对电气负载96供给电力，使高压电池2进行放电，直至由电池电压传感器62所检测的电池电压到达下限电压为止，即，直至高压电池2达到下限充电状态为止。充电ECU 56在高压电池2达到下限充电状态时，停止车载充电器55，停止高压电池2的充电及放电。另外，在充电ECU 56中执行放电处理的期间，电池ECU 60的电池容量计算部672以规定的周期来读取电池电流传感器61的检测值，进而算出所述累计值。
在S7中，电池ECU 60的开路电压获取部673从高压电池2达到下限充电状态而停止充电及放电开始，将无电流流经高压电池2的状态维持等待时间后，读取电池电压传感器62的检测值，由此来获取下限充电时开放电压值OCV1。
在S8中，电池ECU 60的电池容量计算部672算出所述放电处理中高压电池2从满充电状态直至下限充电状态为止的期间内的、电池电流传感器61的检测值I的累计值，将其作为电池容量值Capa。
接下来，在S9中，充电ECU 56及电池ECU 60反复执行S10～S12的处理，直至高压电池2从下限充电状态达到满充电状态为止，换言之，直至后述的计数值(counter)i(2至N为止的整数)的值到达测定点的个数即N为止。此处，高压电池2是否达到满充电状态，例如既能够与S4同样地根据电池电压是否达到上限电压来判断，也能够根据充电中的电池电流传感器61的检测值的累计值是否达到S8中算出的电池容量值Capa来判断。
在S10中，充电ECU 56执行间歇充电处理，并转向S11。更具体而言，充电ECU 56以在S9中算出的电池容量值Capa为基准，在从下限充电状态直至满充电状态为止的期间内定义N个测定点P1～PN，并且，使车载充电器55发挥外部充电功能，由此，将外部电源95的电力供给至高压电池2，使高压电池2进行充电，直至高压电池2到达由计数值i所确定的测定点Pi(此处，计数值i是将初始值设为2的整数，在后述的S12中逐次增量(increment)1)为止，即，直至高压电池2达到满充电状态为止。充电ECU 56在高压电池2到达测定点Pi时，停止车载充电器55，使高压电池2的充电及放电停止等待时间。此处，高压电池2是否已到达测定点Pi，例如能够根据充电中的电池电流传感器61的检测值的累计值是否达到充电量(Capa/N-1)×i来判断。
在S11中，电池ECU 60的开路电压获取部673在从高压电池2到达测定点Pi而停止充电及放电开始，将无电流流经高压电池2的状态维持等待时间后，读取电池电压传感器62的检测值，由此来获取测定点Pi处的OCV检测值OCVi。在S12中，充电ECU 56将计数值i加1，并返回S10，朝向下个测定点Pi+1再次开始充电。如上所述，在S9～S12的处理中，一边由充电ECU56执行间歇充电处理，一边由开路电压获取部673获取各测定点P2～PN-1处的OCV检测值OCV2～OCVN-1。另外，OCV检测值OCV1及OCVN已分别在之前执行的S7及S5中获取，因此在S9～S12中不需要积极地获取。
在S13中，电池ECU 60的相关特性获取部674利用已知的插值算法，制作通过由在之前的处理中获取的SOC阈值SOC1～SOCN及OCV检测值OCV1～OCVN所确定的N个检测点的曲线，由此来构建新的SOC-OCV映射图，并转向S14。
在S14中，相关特性获取部674利用此次在S13中新构建的SOC-OCV映射图，来替换当前的SOC推定部66中规定的SOC-OCV映射图，并转向S15。
在S15中，将充电***S设为关闭，结束图6的处理。另外，如上所述的学习处理从S4中开始直至S14中结束为止，需要数小时左右的时间。因此，也存在下述情况，即：在学习处理的执行中，利用者拆下连接器91而启动车辆V。在此种情况下，优选的是中断执行中的学习处理，继续使用旧的SOC-OCV映射图。
根据本实施方式的电池状态推定方法，起到以下效果。
(1)在电池状态推定方法中，首先，将高压电池2充电至满充电状态为止(S4的第1充电工序)，进而，将高压电池2从满充电状态放电至下限充电状态为止，并且，通过累计此期间的放电电流来算出高压电池2的电池容量推定值(S6的放电工序)。此处，在电池状态推定方法中，通过使用从满充电状态直至下限充电状态为止的放电电流的累计值，虽耗费时间，但能够精度良好地推定高压电池2的电池容量。随后，在电池状态推定方法中，再次将高压电池2从下限充电状态充电至满充电状态为止，并且，在从下限充电状态直至满充电状态为止的期间定义多个测定点P1～PN，在充电中每当到达各测定点时，将充电停止规定的等待时间以上，在经过了所述等待时间以上的时间后，测定高压电池2的OCV，在测定后再次开始充电(S9～S12的第2充电工序)。此处，在电池状态推定方法中，在充电中每当到达各测定点P1～PN时，将充电停止等待时间以上后才测定OCV，由此，尽管会耗费相应的时间，但能够精度良好地测定各测定点P1～PN处的OCV。而且，如上所述，在电池状态推定方法中，通过先执行放电工序，从而能够精度良好地推定电池容量，因此能够以所述电池容量为基准来定义测定点P1～PN，进而能够精度良好地推定各测定点P1～PN处的SOC。而且，在电池状态推定方法中，基于如以上那样获得的各测定点P1～PN处的SOC阈值SOC1～SOCN与OCV检测值OCV1～OCVN，来新构建高压电池2的SOC-OCV映射图。如上所述，根据电池状态推定方法，一旦充电至满充电状态，随后放电至下限充电状态，进而，随后进行充电至满充电状态，由此，尽管会耗费时间，但能够精度良好地构建因劣化而发生变化的SOC-OCV映射图。而且，如上所述，通过使用准确的SOC-OCV映射图，也能够准确地推定高压电池2的SOC。而且，在电池状态推定方法中，能够在高压电池2达到满充电状态的状态下结束SOC-OCV映射图的构建，因此便利性佳。
(2)在电池状态推定方法中，为了新构建SOC-OCV映射图，必须进行充电、放电与再充电，因此耗费时间。因此，在电池状态推定方法中，是在车辆V的停止中，即，利用利用者不使用车辆V的期间，来进行所述第1充电工序、放电工序、第2充电工序及相关特性获取工序，从而获取相关特性。由此，能够防止损害利用者的便利性。
(3)在电池状态推定方法中，使用能够发挥外部充电功能与外部供电功能的双向型车载充电器55，来进行第1充电工序及第2充电工序中的充电、与放电工序中的放电。由此，在放电工序中，能够将从满充电状态直至下限充电状态为止而从高压电池2放出的电力有效地利用于连接至车载充电器55的电力网或电气负载等。
(4)高压电池2的相关特性是随着其劣化的发展而逐渐变化，因此不需要频繁更新。而且，在电池状态推定方法中，由于必须进行放电与再充电，因此耗费时间。因此，在电池状态推定方法中，仅在由利用者经由搭载于车辆V的触控面板P而请求了相关特性的新获取的情况下，才执行学习处理，以获取高压电池2的SOC-OCV映射图。由此，能够防止违背利用者的意愿而构建SOC-OCV映射图，从而损害便利性的现象。
(5)如上所述，高压电池2的相关特性是随着其劣化的发展而逐渐变化，因此不需要频繁更新。因此，在电池状态推定方法中，以从高压电池2的使用开始时间点或前次的相关特性的获取时间点至少经过了规定的使用期间为条件，来执行学习处理。由此，能够防止以超过必要的频率来进行学习处理，从而损害利用者的便利性的现象。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于此。也可在本发明的主旨的范围内适当变更细节结构。
例如，在所述实施方式中，学习要否判定部671在从高压电池2的使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了规定的使用期间的情况下，经由触控面板P来询问利用者要否执行学习处理，进而，当利用者进行了请求学习处理的执行的操作时，对充电ECU 56及电池容量计算部672请求执行学习处理。即，在所述实施方式中，在满足从使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了使用期间(第1条件)、及利用者进行了请求学习处理的执行的操作(第2条件)这两个条件的情况下，请求学习处理的执行，但本发明并不限于此。例如也可在学习要否判定部中，当满足所述两个条件中的任一个时，请求学习处理的执行。即，学习要否判定部也可在从使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了使用期间时，不论利用者的意愿如何，均请求学习处理的执行。而且，学习要否判定部也可在任意时机(timing)由利用者经由触控面板P而进行了请求学习处理的执行的操作时，即便未从使用开始时间点或前次的学习处理的执行时间点经过了使用期间，仍请求学习处理的执行。
而且，例如在所述实施方式中，对适用于搭载能够选择性地发挥外部充电功能与外部供电功能这两个功能的车载充电器55的车辆V的情况进行了说明，但本发明并不限于此。本发明的电池状态推定方法以及电池状态推定装置也能够适用于搭载不具备外部供电功能且具备外部充电功能的车载充电器的车辆。而且，在适用于如上所述的车辆的情况下，优选的是，在图6的S6中的放电处理中，从高压电池2向搭载于车辆中的车载负载(具体而言，例如为行驶马达M、辅机负载或放电电阻等)强制放电，直至由电池电压传感器62所检测的电池电压到达下限电压为止，即，直至高压电池2达到下限充电状态为止。

Claims (14)

1.一种电池状态推定方法，获取因劣化而发生变化的电池的开路电压与充电率的相关特性，所述电池状态推定方法的特征在于，包括：
第1充电工序，将电源连接于所述电池，将所述电池充电至满充电状态为止；
放电工序，将所述电池从所述满充电状态放电至下限充电状态为止，通过累计此期间的放电电流来算出所述电池的电池容量；
第2充电工序，将所述电池从所述下限充电状态再次充电至所述满充电状态为止，并且，在从所述下限充电状态直至所述满充电状态为止的期间内，每当到达所定义的多个测定点时，将充电停止规定时间，在经过所述规定时间后测定所述电池的开路电压，并在所述测定后再次开始充电；以及
相关特性获取工序，基于所述各测定点的充电率与在所述各测定点处测定出的开路电压，来获取所述电池的所述相关特性。
2.根据权利要求1所述的电池状态推定方法，其特征在于，
所述电池被搭载于移动体中，
所述电源是设在所述移动体外部的外部电源，
所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序是对应于在所述移动体的停止中连接有所述外部电源而执行。
3.根据权利要求2所述的电池状态推定方法，其特征在于，
所述移动体具备能够执行外部充电与外部供电的双向充电器，所述外部充电是利用从所述外部电源供给的电力来对所述电池进行充电，所述外部供电是从所述电池向设于所述移动体外部的外部供给对象放电，
所述第1充电工序及所述第2充电工序中的充电与所述放电工序中的放电是使用所述双向充电器来进行。
4.根据权利要求2或3所述的电池状态推定方法，其特征在于，
在所述移动体中，搭载有获取可否决定部件，所述获取可否决定部件能够由利用者操作，以选择是否新获取所述相关特性，
所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序仅在经由所述获取可否决定部件请求获取所述相关特性的情况下执行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池状态推定方法，其特征在于，
所述第1充电工序、所述放电工序、所述第2充电工序及所述相关特性获取工序是以从所述电池的使用开始时间点、或前次的相关特性的获取时间点至少经过规定的使用期间为条件而执行。
6.一种电池状态推定装置，其获取因劣化而发生变化的电池的开路电压与充电率的相关特性，所述电池状态推定装置的特征在于，包括：
电压检测部件，检测所述电池的电压；
电流检测部件，检测所述电池的电流；
充放电部件，从电源对所述电池供给电力，使所述电池充电至满充电状态为止后，从所述电池对放电对象供给电力，使所述电池放电至下限充电状态为止；
电池容量计算部件，在通过所述充放电部件将所述电池从所述满充电状态达到所述下限充电状态为止的期间，对由所述电流检测部件所检测的放电电流进行累计，由此来算出所述电池的电池容量；
间歇充电部件，从所述电源对所述电池供给电力，使所述电池从所述下限充电状态充电至所述满充电状态为止，并且，在从所述下限充电状态直至所述满充电状态为止的期间，每当到达所定义的多个测定点时，将充电暂停规定时间后，再次开始充电；
开路电压获取部件，在所述各测定点处通过所述间歇充电部件来暂停充电的期间，通过所述电压检测部件来获取所述电池的开路电压；以及
相关特性获取部件，基于所述各测定点的充电率与由所述开路电压获取部件在所述各测定点处测定的开路电压，获取所述电池的所述相关特性。
7.根据权利要求6所述的电池状态推定装置，其特征在于，
所述电池被搭载于移动体中，
所述电源是设在所述移动体外部的外部电源，
所述充放电部件对所述电池的充电及放电、所述间歇充电部件对所述电池的充电、及所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取是对应于在所述移动体的停止中连接有所述外部电源而执行。
8.根据权利要求7所述的电池状态推定装置，其特征在于，
所述移动体具备能够执行外部充电与外部供电的双向充电器，所述外部充电是利用从所述外部电源供给的电力来对所述电池进行充电，所述外部供电是从所述电池向设于所述移动体外部的外部供给对象放电，
所述充放电部件对所述电池的充电及放电、及所述间歇充电部件对所述电池的充电是使用所述双向充电器来进行。
9.根据权利要求7或8所述的电池状态推定装置，其特征在于，
在所述移动体中，搭载有获取可否决定部件，所述获取可否决定部件能够由利用者操作，以选择是否新获取所述相关特性，
所述充放电部件对所述电池的充电及放电、所述间歇充电部件对所述电池的充电、及所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取仅在经由所述获取可否决定部件请求获取所述相关特性的情况下执行。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电池状态推定装置，其特征在于，
所述充放电部件对所述电池的充电及放电、所述间歇充电部件对所述电池的充电、及所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取是以从所述电池的使用开始时间点、或前次的相关特性的获取时间点至少经过规定的使用期间为条件而执行。
11.一种电池状态推定装置，其获取因劣化而发生变化的电池的开路电压与充电率的相关特性，所述电池状态推定装置的特征在于，包括：
电压检测部件，检测所述电池的电压；
电流检测部件，检测所述电池的电流；
间歇充电部件，从电源对所述电池供给电力，使所述电池从下限充电状态充电至满充电状态为止，并且，在从所述下限充电状态直至所述满充电状态为止的期间，每当到达所定义的多个测定点时，将充电暂停规定时间后，再次开始充电；
开路电压获取部件，在所述各测定点处通过所述间歇充电部件来暂停充电的期间，通过所述电压检测部件来获取所述电池的开路电压；以及
相关特性获取部件，基于所述各测定点的充电率与由所述开路电压获取部件在所述各测定点处测定的开路电压，获取所述电池的所述相关特性。
12.根据权利要求11所述的电池状态推定装置，其特征在于，
所述电池被搭载于移动体中，
所述电源是设在所述移动体外部的外部电源，
所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取是对应于在所述移动体的停止中连接有所述外部电源而执行。
13.根据权利要求12所述的电池状态推定装置，其特征在于，
在所述移动体中，搭载有获取可否决定部件，所述获取可否决定部件能够由利用者操作，以选择是否新获取所述相关特性，
所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取仅在经由所述获取可否决定部件请求获取所述相关特性的情况下执行。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的电池状态推定装置，其特征在于，
所述相关特性获取部件对所述相关特性的获取是以从所述电池的使用开始时间点、或前次的相关特性的获取时间点至少经过规定的使用期间为条件而执行。
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