JP3747826B2

JP3747826B2 - Secondary battery charge rate estimation device

Info

Publication number: JP3747826B2
Application number: JP2001268327A
Authority: JP
Inventors: 英夫中村; 大次郎湯本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: JP2003075518A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の充電率（ＳＯＣ）を推定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池の充電率ＳＯＣ（充電状態とも言う）は開路電圧Ｖ_０（通電遮断時の電池端子電圧であり、起電力、開放電圧とも言う）と相関があるので、開路電圧Ｖ_０を求めれば充電率を推定することが出来る。しかし、二次電池の端子電圧は、通電を遮断（充放電を終了）した後も安定するまでに時間を要するので、正確な開路電圧Ｖ_０を求めるには、充放電を終了してから所定の時間が必要である。したがって充放電中や充放電直後では、正確な開路電圧Ｖ_０を求めることが出来ないので、上記の方法で充電率ＳＯＣを求めることが出来ない。そのため、従来は、下記のような種々の方法を用いて開路電圧Ｖ_０を推定している。
【０００３】
二次電池の充電率（ＳＯＣ）を推定する技術に関する第一の公知例としては、特開２０００−３２３１８３号公報に記載されたものがある。この公知例においては、所定時間にわたって、電池の端子電圧（単に電圧とも言う）Ｖと電池が充放電される電流Ｉと電池の温度Ｔとを検出し、電流Ｉの積算値Ｑとその変動幅△Ｑを算出し、変動幅△Ｑが所定値より小さい場合に限り、検出した電流Ｉと電圧ＶをＩ−Ｖ直線（Ｖ＝Ｒ・Ｉ＋Ｖ_０）で近似し、その傾きから内部抵抗Ｒを算出し、また切片から電池の開路電圧Ｖ_０を算出し、予め測定しておいた開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣとの相関から、充電率ＳＯＣを算出する技術が記載されている。
【０００４】
また、第二の公知例（論文“適応デジタルフィルタを用いた鉛電池の開路電圧と残存容量の推定”四国総研、四国電力、湯浅電池 T.IEEE Japan Vol.112-C,No.4 1992）に記載された電池状態検出手法は、通電中の二次電池（鉛電池やリチウムイオン電池等の充放電可能な電池）の端子電圧と電流の計測データに、「適応デジタルフィルタ」を用いて開路電圧Ｖ_０を推定（パラメータ同定）して、この値から電池の充電率ＳＯＣを推定するものである。
【０００５】
また、第三の公知例（特開２０００−２６８８８６号公報）に記載された電池状態検出装置は、等価回路モデルを用いて、電池電圧推定値Ｖｍを算出し、計測された電池電圧Ｖとの差異で、電流積算量（放電量）を補正して充電率ＳＯＣを推定し、このＳＯＣ推定値によって電池モデルのパラメータを修正する、という操作を繰り返すものであり、一種の適応アルゴリズムである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のごとき従来例においては次のような問題があった。まず、第一の公知例において、変動幅△Ｑが所定の変動幅より小さい場合でも、電池の開路電圧Ｖ_０は電流Ｉに応じて充放電している最中に時々刻々と変化する特徴がある。第一の公知例では、変動幅△Ｑが所定値より小さい場合に限り充電率ＳＯＣを算出するという構成になっていたため、充電率ＳＯＣを算出できる機会が極めて少ないし、無理に、変動幅△Ｑが所定値より大きい場合に同様の推定を行っても推定誤差が極端に大きくなるという問題があった。
【０００７】
また、第二の公知例においては、実際の電池の物理特性とは全く異なる「非回帰型の電池モデル（出力値が入力値の現在値および過去値だけで決るモデル）」に相当する下記（数４）式に、「適応デジタルフィルタ（逐次型のモデルパラメータ同定アルゴリズム）」を用いて、（数４）式中のパラメータの一つである開路電圧Ｃ_ｊを算出して、この値から充電率ＳＯＣを算出している。
【０００８】
【数４】

ただし、Ｖ_ｊ：端子電圧Ｉ_ｊ−ｋ：ｋサンプル周期前の電流
Ｃ_ｊ：開路電圧ｂ_ｋ，ｊ：定数Ｎ：次数
そのため、実際の電池特性（入力：電流、出力：電圧）に応用した場合、電池特性によっては推定演算が全く収束しなかったり、真値に収束しないという問題があった。
【０００９】
また、第三の公知例においては、モデル推定誤差（Ｖ−Ｖｍ）を用いて、電流積算値（放電量）のみをまず補正してＳＯＣ推定値を確定させてから、このＳＯＣに応じて予め設定したマップに従って電池モデルの各パラメータ（開路電圧を除く）を修正するという構成になっていたため、モデル推定誤差（Ｖ−Ｖｍ）には、当然、開路電圧Ｖ_０（起電力）および内部抵抗値Ｒや容量Ｃ等の全ての影響を受けており、これらを同時に配慮しないと誤った修正を行い真値に推定値が収束しない可能性が高いという問題があった。また、この公知例では、ＳＯＣ推定値と計測温度のみからモデルパラメータ（開路電圧を除く）を算出するという構成になっていたので、電池劣化が、総容量やモデルパラメータに及ぼす影響が考慮されていないため、電池劣化の影響を受けてＳＯＣ推定精度が悪化しやすいという問題があった。
【００１０】
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するためになされたものであり、充電率ＳＯＣおよびその他のパラメータを正確に推定することの出来る二次電池の充電率推定装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明においては、特許請求の範囲に記載するように構成している。すなわち、請求項１においては、「適応デジタルフィルタ」（最小二乗法等を用いた逐次型モデルパラメータ同定手法）を用いて、電流Ｉと端子電圧Ｖの計測値から開路電圧Ｖ_０を推定し、予め求めた開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定する充電率推定装置において、（数１）式に示す連続時間系の電池モデルを用いて、適応デジタルフィルタ演算を行い、（数１）式中のオフセット項である開路電圧Ｖ_０および過渡項であるＡ(ｓ）、Ｂ(ｓ）に対応するパラメータを一括推定するように構成し、さらに前記の推定した各パラメータから電池内部抵抗または電池時定数を求め、予め記憶してある電池内部抵抗と充電率のマップデータ、または電池時定数と充電率のマップデータに基づいて電池劣化度を推定するように構成している。この構成は例えば後記実施例１および実施例２に相当する。
【００１２】
また、請求項２においては、前記（数１）式に示した連続時間系の電池モデルを、離散時間系表現に変換した（数２）式で示される「自己回帰型モデル」を用いて、適応デジタルフィルタ演算を行い、各パラメータ（ａ_ｋ、ｂ_ｋ、ｃ_ｋ、ｒ_ｋ）を一括推定し、さらに、（数３）式を用いて開路電圧Ｖ_０を推定演算するように構成している。この構成は、例えば後記実施例１および実施例２に相当する。
【００１４】
また、請求項３においては、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに電流検出値と端子電圧検出値とを入力して開路電圧推定値を演算する開路電圧推定手段を複数個と、複数の開路電圧推定手段を一定周期で順に初期化する初期化手段と、を備え、複数個の開路電圧推定手段の中から最新の開路電圧推定値を選択し、その値から予め求めた開路電圧と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定するように構成している。この構成は例えば後記実施例４に相当する。
【００１５】
また、請求項４においては、二次電池の温度を検出する手段と、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに電流検出値と端子電圧検出値とを入力して開路電圧推定値を演算する開路電圧推定手段を複数個と、前記温度検出値に基づいて、前記複数の開路電圧推定手段のうちの不適合な開路電圧推定手段を判定し、それを初期化する初期化手段と、を備え、温度検出値に基づいて複数の開路電圧推定手段のうちから最適な開路電圧推定値を選択し、その値から予め求めた開路電圧と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定するように構成している。この構成は、例えば後記実施例３に相当する。
【００１６】
また、請求項５においては、前記複数個の開路電圧推定手段の演算周期を相互に異なる時間に設定している。この構成も例えば後記実施例３に相当する。
【００１７】
また、請求項６においては、前記初期化手段は、最適な開路電圧推定手段が演算する開路電圧推定値を、開路電圧推定値の初期値とするように構成している。この構成は例えば後記実施例３や実施例４に相当する。
【００１８】
また、請求項７においては、前記初期化手段は、最適な開路電圧推定手段が演算した電池の内部抵抗推定値と、前記電流検出値と前記端子電圧検出値から、初期化時の開路電圧推定値を演算し、それを初期値とするように構成している。この構成は例えば後記実施例３や実施例４に相当する。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明においては、二次電池の電流Ｉと端子電圧Ｖと開路電圧Ｖ_０の関係を、（数１）式に示す伝達関数で近似して、開路電圧Ｖ_０の項を定常項（オフセット項）とみなす（定式化する）ことで、「最小二乗法」等の「適応デジタルフィルタ」（公知の推定アルゴリズム）を適用することが可能となる。その結果、(数１）式中のパラメータ（オフセット項であるＶ_０、および過渡項であるＡ(ｓ）やＢ(ｓ）に対応するパラメータ）を一括推定することが可能となる。これらパラメータは、充電率ＳＯＣや温度や劣化度などに影響され、時々刻々変化するものであるが、適応デジタルフィルタにより精度良く逐次推定することが可能である。なお、例えば後記図５に示す開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣの関係は、温度や電池の劣化度に影響されにくく一定の相関関係にあるので、この特性を予め記憶しておけば、開路電圧Ｖ_０から充電率ＳＯＣが直接算出できる。したがって、充電率ＳＯＣについても開路電圧Ｖ_０と同様に、条件によらず正確な推定が可能である、という効果がある。また、請求項１においては、充放電中でも、条件制約なく、常に精度の高い電池劣化度を推定できる、という効果もある。
【００２０】
請求項２に記載の発明においては、具体的な方法の一つとして、連続時間系で記述された（数１）式の等価回路モデルを、離散時間系に変換する際に、オフセット項である開路電圧Ｖ_０を（数２）式の右辺第３項のように展開することで、拡大最小二乗法などの適応デジタルフィルタを適用することが可能となる。その結果、マイコン等による演算で推定処理が実行可能になる、という効果がある。また、請求項２においては、充放電中でも、条件制約なく、常に精度の高い電池劣化度を推定できる、という効果もある。
【００２２】
請求項３に記載の発明においては、複数の開路電圧推定手段を備え、それらを一定周期で順に初期化するので、温度変化等で電池パラメータが変化した場合でも、最新に初期化された開路電圧推定手段によって開路電圧が推定できる。したがって、環境条件が変化した場合に、パラメータ推定値が電池パラメータの変化に追従することができる、という効果がある。
【００２３】
請求項４に記載の発明においては、複数の開路電圧推定手段（適応フィルタ）を備え、電池温度に基づいて不適合な開路電圧推定手段を判断し、それを初期化するので、温度変化で電池パラメータが変化した場合でも、初期化された回路電圧推定手段のパラメータ推定値が電池パラメータの変化に追従することができる。また、初期化の前後で推定値を切り替える際には、若干のハンチングを生じる可能性があるので、初期化は必要最小回数が望ましい。請求項４においては不適合になった開路電圧推定手段のみを初期化するので、初期化を必要最小回数に抑えることが出来る、という効果がある。
【００２４】
請求項５に記載の発明においては、複数個の開路電圧推定手段の演算周期をそれぞれ異なる時間に設定するので、温度により電池パラメータが大きく異なる場合に、それに応じた最適な演算周期の開路電圧推定手段が演算しているために、電池パラメータが変化した場合でも最適な推定（パラメータ同定）を行うことが出来る、という効果がある。
【００２５】
請求項６に記載の発明においては、複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の開路電圧推定値を、開路電圧推定値の初期値としているので、初期化時に電流が０であることに関係なく、適応フィルタの演算を初期化して再度開始できる、という効果がある。
【００２６】
請求項７に記載の発明においては、複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の内部抵抗推定値と、電流検出値と端子電圧検出値から、初期化時に開路電圧推定値の初期値を（数１８）式で演算する。内部抵抗推定値は前回の演算値であるが、電流検出値と端子電圧検出値は初期化する時点の検出値なので、前回演算の開路電圧推定値よりも真値により近い値を初期値として用いることが出来る、という効果がある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を機能ブロックで表した図である。図１において、１は適応フィルタ演算手段であり、開路電圧Ｖ_０(ｋ）をオフセット項とする電池モデルに基づいたものである。この適応フィルタ演算手段１はパラメータベクトルθ(ｋ）演算手段２、ゲイン行列Ｐ(ｋ）演算手段３、オフセット項変数ｒ(ｋ−１）演算手段４からなる。また、５は開路電圧Ｖ_０(ｋ）演算手段、６は開路電圧から充電率を演算するＳＯＣ演算手段である。また、７は電池の電流を検出する電池電流Ｉ(ｋ）計測手段、８は電池の端子電圧を検出する電池電圧Ｖ(ｋ）計測手段である。
【００２８】
図２は、実施例１の具体的な構成を示すブロック図である。この実施例は、二次電池でモータ等の負荷を駆動したり、モータの回生電力で二次電池を充電するシステムに、二次電池の充電率推定装置を設けた例を示す。
図２において、１０は二次電池（単に電池とも言う）、２０はモータ等の負荷、３０は電池の充電状態を推定する電子制御ユニットで、プログラムを演算するＣＰＵやプログラムを記憶したＲＯＭや演算結果を記憶するＲＡＭから成るマイクロコンピュータと電子回路等で構成される。４０は電池から充放電される電流を検出する電流計、５０は電池の端子電圧を検出する電圧計、６０は電池の温度を検出する温度計であり、それぞれ電子制御ユニット３０に接続される。上記の電子制御ユニット３０は前記図１の適応フィルタ演算手段１、開路電圧Ｖ_０(ｋ）演算手段５およびＳＯＣ演算手段６の部分に相当する。また、電流計４０は電池電流Ｉ(ｋ）計測手段７に、電圧計５０は電池電圧Ｖ(ｋ）計測手段８に、それぞれ相当する。
【００２９】
まず、本実施例で用いる「電池モデル」を説明する。図３は、二次電池の等価回路モデルを示す図であり、下記（数５）式で示される。
（数５）式において、モデル入力は電流Ｉ［Ａ］（正値は充電、負値は放電）、モデル出力は端子電圧Ｖ［Ｖ］、Ｒ_１〔Ω］は電荷移動抵抗、Ｒ_２［Ω］は純抵抗、Ｃ_１［Ｆ］は電気二重層容量、Ｖ_０［Ｖ］は開路電圧である。なお、ｓはラプラス演算子である。本モデルは、正極、負極を特に分離していないリダクションモデル（一次）であるが、実際の電池の充放電特性を比較的正確に示すことが可能である。
【００３０】
【数５】

上記（数５）式に零次ホールドを付加してＺ変換することで、線形離散時間システム（数６）式を得る。
【００３１】
【数６】

ただし、ａ_１、ｂ_０、ｂ_１は定数、ｚ^−１は遅延演算子
Ｖ(ｋ）は現時点の端子電圧、Ｖ(ｋ−ｎ）はｎサンプル周期前の端子電圧を示すものであり、以後、他の変数もこれに準ずる。
【００３２】
次に、「拡大最小二乗法」と呼ばれる公知の「適応デジタルフィルタ（逐次型同定アルゴリズム）」を一般形でまず説明する。
線形離散時間システムで記述されるプラントモデルを（数７）式とする。
【００３３】
【数７】

ただし、Ａ(ｚ^−１）、Ｂ(ｚ^−１）はｚ^−１の多項式
ｎはＡ(ｚ^−１）、Ｂ(ｚ^−１）の次数
ｙ(ｋ）は出力、ｕ(ｋ）は入力、ｒ(ｋ）は式誤差（雑音）
上記のｒ(ｋ）は一般に白色雑音ではなく、通常の「最小二乗法」を用いると推定値に偏り（バイアス）が生じる（電池の場合、開路電圧が数７式の右辺第２項の定常値に相当）。この問題に対応する幾つかの改良手法の一つとして、「拡大最小二乗法」がある。この手法では、（数８）式のように式誤差を改めて定義する。
【００３４】
【数８】

ただし、ｅ(ｋ）は平均値零で分散σ^２の白色雑音
Ｃ(ｚ^−１）はｚ^−１の多項式
ｐはＣ(ｚ^−１）の次数
上記の（数７）式、（数８）式を用いて下記（数９）式が求まる。
【００３５】
【数９】

更に（数１１）式の定義を用いて（数９）式を（数１０）式に変形する。
【００３６】
【数１０】

なお、（数１０）式中のＴは行列の配置を示す。
【００３７】
【数１１】

ｋ時点のパラメータ推定値をθ^＊(ｋ）とすると、逐次推定アルゴリズムは（数１２）式に示すようになる。
【００３８】
【数１２】

次に、前記（数６）式の電池モデルに以上の適応フィルタアルゴリズムを適用する。（数１０）式において下記（数１３）式のように定義すると、（数６）式と（数９）式のモデルが一致するので前述の同定アルゴリズム（数１２）式を適用することができ、パラメータθ(ｋ）を推定することができる。
【００３９】
【数１３】

なお、ｒ^＊(ｋ）の導出には下記（数１４）式を用いる。
【００４０】
【数１４】

上記のように「適応フィルタ」で同定されたパラメータθ^＊(ｋ）から下記（数１５）式に示すように、電池の重要パラメータである開路電圧Ｖ_０、内部抵抗Ｒ_１＋Ｒ_２、時定数Ｒ_１・Ｃ_１が求まる。
【００４１】
【数１５】

図４は、電子制御ユニット３０のマイクロコンピュータが行う処理のフローチャートである。図４のルーチンは一定周期Ｔ_０毎に実施される。なお、（ｋ）は今回の値、（ｋ−ｎ）はｎサンプル周期前（ｎ周期前の演算）の値を意味する。
【００４２】
ステップＳ１０では、電流Ｉ(ｋ）、端子電圧Ｖ(ｋ）、温度Ｔ(ｋ）を計測する。
ステップＳ２０では、ＳＯＣ推定演算（同定アルゴリズム）を実行するか否かを判定する。電子制御ユニット３０は、バッテリ遮断リレーの制御も行っており、リレー遮断時（電流Ｉ＝０）は推定を停止してステップＳ３０へ進む。リレー締結時（オン状態時）は、推定演算を実行する。
【００４３】
ステップＳ３０では、端子電圧Ｖ(ｋ）を端子電圧初期値Ｖ_ｉｎｉとして記憶する。
ステップＳ４０では、端子電圧差分値△Ｖ(ｋ）＝Ｖ(ｋ）−Ｖ_ｉｎｉを演算する。これは、非ゼロの電圧値が「適応デジタルフィルタ」に初期値として入力されると誤った推定をする可能性があり、これを避けるためである。なお、電源リレー締結開始時から適応フィルタ演算を行うので、電流値Ｉ(ｋ）はゼロを初期値として入力される。したがって、電流値Ｉ(ｋ）は、必ずしも偏差を用いる必要性はない。
【００４４】
ステップＳ５０では、ノイズ除去の為に、電流Ｉ(ｋ）および端子電圧差分値△Ｖ(ｋ）にローパスフィルタ演算を行う。
ステップＳ６０では、電池モデルである（数１０）式、（数１３）式における入力ベクトルω(ｋ）を設定する。
ステップＳ７０では、電池モデルにおけるオフセット項変数ｒ(ｋ−１）を（数１４）式に基づいて算出する〔図１のオフセット項変数演算手段４に相当〕。
【００４５】
ステップＳ８０では、ゲイン行列Ｐ(ｋ）を（数１２−２）式に基づいて演算する（図１のゲイン行列演算手段３に相当）。
ステップＳ９０では、電池モデルにおけるパラメータベクトルθ^＊(ｋ）を（数１２−１）式に基づいて算出する（図１のパラメータベクトル演算手段２に相当）。
ステップＳ１００では、開路電圧Ｖ_０(ｋ）を算出する（図１の開路電圧演算手段５に相当）。本実施例の場合、（数１５）式で求まるのは、同定アルゴリズム開始時からの開路電圧の変化分△Ｖ_０(ｋ）であるから、下記（数１６）式に示すように、開路電圧初期値Ｖ_０_ｉｎｉ（＝端子電圧初期値Ｖ_ｉｎｉ）を加算して開路電圧Ｖ_０(ｋ）を算出する。
【００４６】
【数１６】

ステップＳ１１０では、図５に示すような開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣの相関マップを用いて、上記で算出したＶ_０(ｋ）から充電率ＳＯＣ(ｋ）を算出する（図１のＳＯＣ演算手段６に相当）。なお、図５中のＶ_ＬはＳＯＣ＝０％に、Ｖ_ＨはＳＯＣ＝１００％に相当する開路電圧である。
【００４７】
（実施例２）
図６は、実施例２の処理を示すフローチャートであり、前記図４のフローチャートにステップＳ１２０、Ｓ１３０の処理を追加し、電池の劣化度を算出するように構成したものである。
ステップＳ１２０では、（数１５）式に基づいて、電池内部抵抗Ｒ(ｋ）、または時定数Ｔ_ｄ(ｋ）を逐次推定する。そしてステップＳ１３０では、予め記憶しておいた電池特性マップ（図７）を用いて、電池劣化度を算出する。ただし、図７Ａは電池内部抵抗に対応するマップ、図７Ｂは時定数に対応するマップである。これらのマップは、電池温度Ｔ(ｋ）に応じて、予め複数枚のマップが記憶されており、温度計６０で計測した電池温度に応じて適合するマップが選択される。
【００４８】
図８は、実施例１および実施例２における各数値の推定シミュレーション結果の一例を示す図であり、比較的詳細な電池モデル（開路電圧Ｖ_０が充放電積算量、効率および図５の非線形特性で算出される）を用いたシミュレーション結果である。図８から判るように、実線で示した推定値は破線で示した真値に良く収束しており、充放電最中でも常に、正確な開路電圧Ｖ_０が推定できていることが確認できる。
【００４９】
（実施例３）
これまで説明したように、実施例１、実施例２に記載の発明は、通電中の二次電池（鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の充放電可能な電池）の端子電圧と電流に、適応デジタルフィルタを用いて開路電圧（通電遮断時の端子電圧、起電力）を推定（パラメータ同定）して、この値から電池のＳＯＣ（充電率）を推定する構成である。しかし、上記の構成では次のごとき問題が残る。
すなわち、適応デジタルフィルタに用いている最小二乗法による逐次型モデルパラメータ同定手法は、電池モデルからの推定電圧と実電圧の偏差にゲインを乗じたものを、パラメータ推定値の前回値に加算して、逐次演算でパラメータ推定値を同定する手法である。そして、偏差に乗じるゲインが時間と共に減って行く「漸減ゲイン方式」を用いた演算方式という構成になっているため、パラメータ同定を開始してパラメータ推定値が真値に収束した後に、温度変化で電池パラメータが変化した場合は、パラメータ同定を続けていても「漸減ゲイン方式」のためにゲインが小さくなって行くので、パラメータ推定値が電池パラメータの変化に追従できない。
【００５０】
また、適応デジタルフィルタに用いている最小二乗法による逐次型モデルパラメータ同定手法は、一定の演算周期で適応デジタルフィルタを演算するという構成になっているが、温度により電池パラメータは大きく変化し、それに応じた最適な演算周期があるので、一定の演算周期では電池パラメータが変化した場合には最適に同定できない。
【００５１】
以下、実施例３、実施例４として、実施例１をさらに改良して、上記のごとき問題を解決した構成を説明する。
前記のように、演算で求めるパラメータ推定値が収束した後に、外的なパラメータ（例えば温度）が変化すると、その変化に追随出来ない。そのため、実施例３および実施例４においては、複数の開路電圧推定手段を備え、電池温度に応じて不適合な開路電圧推定手段を判断し、それを初期化する構成（実施例３）、または一定周期で各開路電圧推定手段を順に初期化する構成（実施例４）とし、開路電圧推定手段をリセットしながら、最も新しく求めた推定値を用いるように構成している。これにより新しい環境に適応したパラメータ推定値を用いることが出来る。なお、開路電圧推定手段が１個では、初期化してから新しい推定値が求まるまでの間（例えば１０分程度の時間が必要）は充電率を求めることが出来ない。したがって最少でも２個の開路電圧推定手段を設ける必要がある。
【００５２】
実施例３においては、電池温度が変化した場合には、温度が変化する前に推定値が収束した開路電圧推定手段を初期化する。これにより常に温度に適応した推定値を求めることが出来る。
また、演算周期は電池温度に応じて最適な演算周期があるので、温度に応じて演算周期を変えている。例えば２５℃では１秒、０℃では０.５秒、−２５℃では０.１秒程度であり、温度の高い方が最適な演算周期は長くなる傾向がある。
【００５３】
また、初期化する際の初期値としては、１演算前の最適推定値を用いる方法と、１演算前の内部抵抗Ｒの値を用い、ＶとＩは今回の値を用いてＶ＝ＲＩ＋Ｖ_０で求めたＶ_０を用いる方法とがある。
【００５４】
図９は、実施例３を機能ブロックで表した図である。この実施例は、複数の開路電圧推定手段を備え、電池温度に応じて不適合な開路電圧推定手段を判断し、それを初期化するように構成したものである。
図９において、１１は開路電圧推定手段Ａ、１２は開路電圧推定手段Ｂであり、それぞれ前記図１の適応フィルタ演算手段１と開路電圧演算手段５の部分に相当する。１３は開路電圧推定手段Ａ１１と開路電圧推定手段Ｂ１２を初期化する初期化手段、１４は開路電圧から充電率を演算するＳＯＣ演算手段、１５は電池電流計測手段（図１の７に相当）、１６は電池電圧計測手段（図１の８に相当）、１７は電池温度検出手段（図２の温度計６０に相当）である。
なお、具体的な構成を示すブロック図は前記図２と同様である。
【００５５】
図１１は、図９の開路電圧推定手段Ａ１１に相当する演算処理を示すフローチャート、図１２は、図９の開路電圧推定手段Ｂ１２に相当する演算処理を示すフローチャート、図１３は、図９の初期化手段１３に相当する演算処理を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、図１１において、このルーチンは一定周期Ｔ_Ａ毎に実施される。周期Ｔ_Ａは、或る温度（例えば２５℃）に最適な演算周期である。また、前記（数１２−１）式、（数１２−２）式、（数１３）式、（数１４）式、（数１５）式の演算で使用される全ての変数と定数は、周期Ｔ_Ａ毎のルーチンで使用されるものであり、図１２の周期Ｔ_Ｂ毎のルーチンで使用されるものとは異なる。なお、（ｋ）は今回の値、（ｋ−ｑ）はｑ回前の値を意味する。また、初期化要求フラグＦＩＮＩＡの初期状態は１である。
【００５７】
まず、ステップＳＡ１０では、電流検出手段１５で検出した電流ＩＡ(ｋ）と、端子電圧検出手段１６で検出した端子電圧ＶＡ(ｋ）とを読み込む。
ステップＳＡ２０では、初期化要求フラグに基づいて初期化を判断する、初期化要求フラグＦＩＮＩＡ＝１（初期化：要）の場合はステップＳＡ３０へ進む。ＦＩＮＩＡ＝０（初期化：不要）の場合はステップＳＡ４０へ進む。
ステップＳＡ３０では、初期化処理を行う。すなわち、初期値を例えば下記（数１７）式に設定して適応デジタルフィルタ（同定アルゴリズムとも言う）の初期化を行い、演算開始時点における電流初期値ＩＡｉｎｉと、端子電圧初期値ＶＡｉｎｉと、開路電圧初期値Ｖ_０Ａｉｎｉを算出し、ステップＳＡ４０へ進む。
【００５８】
【数１７】

上記の演算開始時点における電流初期値ＩＡｉｎｉと、端子電圧初期値ＶＡｉｎｉと、開路電圧初期値Ｖ_０Ａｉｎｉは下記のようになる。
ＩＡｉｎｉ＝ＩＡ(ｋ）
ＶＡｉｎｉ＝ＶＡ(ｋ）
Ｖ_０Ａｉｎｉ＝ＶＡ(ｋ)−ＮＡＩＢＵ(ｋ−１)×ＩＡ(ｋ）
ＦＩＮＩＡ＝０
ＦＳＨＵＡ＝０（ＦＳＨＵＡは収束フラグ）
ただし、ＮＡＩＢＵ(ｋ−１）は、最新の内部抵抗最適値である。演算開始時が電流ＩＡ＝０であれば、開路電圧初期値は端子電圧初期値に等しい。また、収束フラグをクリアする。
ここでは、複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の内部抵抗推定値と、電流検出値と端子電圧検出値から、初期化時に開路電圧推定値の初期値を下記の（数１８）式で演算する。

なお、開路電圧初期値として、最新の開路電圧推定値の最適値Ｖ_０(ｋ−１）を用いる方法もある。
Ｖ_０Ａｉｎｉ＝Ｖ_０(ｋ−１）
前記のように、最適な開路電圧推定手段が演算する最新の開路電圧推定値を初期値とした場合には、その値は初期化する時点よりも以前の推定値であるので、開路電圧の真値から多少ずれている可能性がある。したがって、上記（数１８）式のように構成すれば、内部抵抗推定値は前回値であるが、電流検出値と端子電圧検出値は初期化する時点の検出値なので、開路電圧の真値により近い初期値を用いることが出来る。
【００５９】
ステップＳＡ４０では、下記のように、その時の電流、電圧値から初期値を減算して電流差分値△ＩＡ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＡ(ｋ）を算出する。
△ＩＡ(ｋ)＝ＩＡ(ｋ)−ＩＡｉｎｉ
△ＶＡ(ｋ)＝ＶＡ(ｋ)−ＶＡｉｎｉ
ステップＳＡ４２では、開路電圧推定手段Ａ１１の推定値が収束したか否かを、電流差分値△ＩＡ(ｋ）で判定する。つまり、電流差分値が充分大きな所定値（例えば５Ａ）であれば、推定値は収束していると判断（ＹＥＳ）出来る。したがって、△ＩＡ(ｋ）≧所定値の場合は収束したものと判断してステップＳＡ４４へ進み、その他の場合（ＮＯ）はステップＳＡ５０へ進む。
なお、収束判定を確実にするために、電流差分値が充分大きな所定値を、所定時間経過した場合に収束したと判断するように構成してもよい。ステップＳＡ４４では、開路電圧推定手段Ａ１１の推定値が収束したとして、収束フラグＦＳＨＵＡ＝１とする（収束処理）。
【００６０】
ステップＳＡ５０では、電流差分値△ＩＡ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＡ(ｋ）に、ノイズ除去のために適切なローパスフィルタ処理をし、処理後に改めて電流差分値△ＩＡ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＡ(ｋ）とする。
ステップＳＡ６０では、適応デジタルフィルタに、△ＩＡ(ｋ）および△ＶＡ(ｋ）を入力して、前記（数１３）式を演算する。なお、電流差分値と端子電圧差分値を入力するのは、適応デジタルフィルタ内の推定パラメータの初期値を約０としているので、推定演算開始時に推定パラメータが発散しないように、入力を全て０とするためである。
ｕ(ｋ)＝△ＩＡ(ｋ)、ｙＡ(ｋ)＝△ＶＡ(ｋ)
θ^Ｔ(ｋ)＝{−ａ_１(ｋ)，ｂ_０(ｋ)，ｂ_１(ｋ)，−ｃ_１(ｋ)}
ω^Ｔ(ｋ)＝{ｙ(ｋ−１)，ｕ(ｋ)，ｕ(ｋ−１)，ｒ(ｋ−１)}
なお、ｒ(ｋ−１)は（数１４）式で算出する。
【００６１】
ステップＳＡ７０では、（数１２−１）式、（数１２−２）式、（数１４）式を演算する。
ステップＳＡ８０では、（数１５）式を演算し、下記のように、△Ｖ_０Ａ(ｋ）、Ｒ_１＋Ｒ_２、Ｒ_１・Ｃ_１、△ＶＡ(ｋ)を求める。ただし、△Ｖ_０Ａ(ｋ）は推定演算開始時からの開路電圧推定値の変化分、△ＶＡ(ｋ）は推定演算開始時からの端子電圧推定値の変化分である。

ステップＳＡ９０では、下記のように、開路電圧推定値Ｖ_０Ａ(ｋ）と端子電圧推定値ＶＡ(ｋ）を算出する。つまり、ステップＳＡ８０で算出した△Ｖ_０Ａ(ｋ）は同定アルゴリズム開始時からの開路電圧の変化分であるから、それに開路電圧初期値Ｖ_０Ａｉｎｉを加算して開路電圧推定値Ｖ_０Ａ(ｋ）を算出する。また、△ＶＡ(ｋ）は同定アルゴリズム開始時からの端子電圧の変化分であるから、それに端子電圧初期値ＶＡｉｎｉを加算して端子電圧推定値ＶＡ(ｋ）を算出する。
Ｖ_０Ａ(ｋ)＝△Ｖ_０Ａ(ｋ)＋Ｖ_０Ａｉｎｉ
ＶＡ(ｋ)＝△ＶＡ(ｋ)＋ＶＡｉｎｉ
ステップＳＡ１００では、次回の演算に必要な数値を保存して、開路電圧推定手段Ａ１１の今回演算を終了する。
【００６２】
図１２は、開路電圧推定手段Ｂ１２のフローチャートであり、このルーチンは一定周期Ｔ_Ｂ毎に実施される。周期Ｔ_Ｂは、或る温度（例えば０℃）に最適な演算周期である。また、前記（数１２−１）式、（数１２−２）式、（数１３）式、（数１４）式、（数１５）式の演算で使用される全ての変数と定数は、周期Ｔ_Ｂ毎のルーチンで使用されるものであり、図１１の周期Ｔ_Ａ毎のルーチンで使用されるものとは異なる。また、初期化要求フラグＦＩＮＩＢの初期状態は１である。
【００６３】
ステップＳＢ１０では、電流検出手段１５で検出した電流ＩＢ(ｋ）と、端子電圧検出手段１６で検出した端子電圧ＶＢ(ｋ）とを読み込む。
ステップＳＢ２０では、初期化要求フラグに基づいて初期化を判断する。つまり、初期化要求フラグＦＩＮＩＢ＝１（要）の場合はステップＳＢ３０へ進む。ＦＩＮＩＢ＝０（不要）の場合はステップＳＢ４０へ進む。
ステップＳＢ３０では、初期化処理を行う。すなわち、初期値を例えば前記（数１７）式に設定して適応デジタルフィル（同定アルゴリズムとも言う）の初期化を行い、演算開始時点における電流初期値ＩＢｉｎｉと、端子電圧初期値ＶＢｉｎｉと、開路電圧初期値Ｖ_０Ｂｉｎｉを算出し、ステップＳＢ４０へ進む。
【００６４】
上記の演算開始時点における電流初期値ＩＢｉｎｉと、端子電圧初期値ＶＢｉｎｉと、開路電圧初期値Ｖ_０Ｂｉｎｉは下記のようになる。ただし、ＮＡＩＢＵ(ｋ−１）は最新の内部抵抗最適値である。演算開始時が電流ＩＢ＝０であれば、開路電圧初期値は端子電圧初期値に等しい。また、収束フラグをクリアする。
ＩＢｉｎｉ＝ＩＢ(ｋ)
ＶＢｉｎｉ＝ＶＢ(ｋ)
Ｖ_０Ｂｉｎｉ＝ＶＢ(ｋ)−ＮＡＩＢＵ(ｋ−１)×ＩＢ(ｋ)
ＦＩＮＩＢ＝０
ＦＳＨＵＢ＝０
ここでは、複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の内部抵抗推定値と、電流検出値と端子電圧検出値から、初期化時に開路電圧推定値の初期値を前記（数１８）式で演算する。
【００６５】
なお、開路電圧初期値として、下記のように、最新の開路電圧推定値の最適値Ｖ_０(ｋ−１）とする方法もある。
Ｖ_０Ｂｉｎｉ＝Ｖ_０(ｋ−１)
ステップＳＢ４０では、下記のように、電流差分値△ＩＢ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＢ(ｋ）を算出する。
△ＩＢ(ｋ)＝ＩＢ(ｋ)−ＩＢｉｎｉ
△ＶＢ(ｋ)＝ＶＢ(ｋ)−ＶＢｉｎｉ
ステップＳＢ４２では、開路電圧推定手段Ｂ１２の推定値が収束したか否かを、電流差分値△ＩＢ(ｋ）で判定する。つまり、電流差分値が充分大きな所定値（例えば５Ａ）であれば、推定値は収束していると判断出来る。したがって、
△ＩＢ(ｋ）≧所定値の場合は、収束したと判断（ＹＥＳ）してステップＳＢ４４へ進み、その他の場合（ＮＯ）はステップＳＢ５０へ進む。なお、収束判定を確実にするために、電流差分値が充分大きな所定値を、所定時間経過した場合に収束したと判断するように構成してもよい。
【００６６】
ステップＳＢ４４では、開路電圧推定手段Ｂ１２の推定値が収束したとして、収束フラグＦＳＨＵＢ＝１とする。
ステップＳＢ５０では、電流差分値△ＩＢ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＢ(ｋ）に、ノイズ除去のために適切なローパスフィルタ処理をし、処理後に改めて電流差分値△ＩＢ(ｋ）と端子電圧差分値△ＶＢ(ｋ）とする。
【００６７】
ステップＳＢ６０では、適応デジタルフィルタに、△ＩＢ(ｋ）および△ＶＢ(ｋ）を入力して、（数１３）式を演算する。電流差分値と端子電圧差分値を入力するのは、適応デジタルフィルタ内の推定パラメータの初期値を約０としているので、推定演算開始時に推定パラメータが発散しないように、入力を全て０とするためである。
ｕ(ｋ）＝△ＩＢ(ｋ)、ｙＢ(ｋ)＝△ＶＢ(ｋ)
θ^Ｔ(ｋ)＝{−ａ_１(ｋ)，ｂ_０(ｋ)，ｂ_１(ｋ)，−ｃ_１(ｋ)}
ω^Ｔ(ｋ)＝{ｙ(ｋ−１)，ｕ(ｋ)，ｕ(ｋ−１)，ｒ(ｋ−１)}
ｒ(ｋ−１）は（数１４）式から算出する。
【００６８】
ステップＳＢ７０では、（数１２−１）式、（数１２−２）式、（数１４）式を行う。
ステップＳＢ８０では、（数１５）式を行う。ただし、△Ｖ_０Ｂ(ｋ）は推定演算開始時からの開路電圧推定値の変化分であり、△ＶＢ(ｋ）は推定演算開始時からの端子電圧推定値の変化分である。

ステップＳＢ９０では、下記のように、開路電圧推定値Ｖ_０Ｂ(ｋ）と端子電圧推定値ＶＢ(ｋ）を算出する。つまり、ステップＳＢ８０で算出した△Ｖ_０Ｂ(ｋ）は同定アルゴリズム開始時からの開路電圧の変化分であるから、それに開路電圧初期値Ｖ_０Ｂｉｎｉを加算して開路電圧推定値Ｖ_０Ｂ(ｋ）を算出する。また、△ＶＢ(ｋ）は同定アルゴリズム開始時からの端子電圧の変化分であるから、それに端子電圧初期値ＶＢｉｎｉを加算して端子電圧推定値ＶＢ(ｋ）を算出する。
Ｖ_０Ｂ(ｋ)＝△Ｖ_０Ｂ(ｋ)＋Ｖ_０Ｂｉｎｉ
ＶＢ(ｋ)＝△ＶＢ(ｋ)＋ＶＢｉｎｉ
ステップＳＢ１００では、次回の演算に必要な数値を保存して、開路電圧推定手段Ｂ１２の今回の演算を終了する。
【００６９】
図１３は、前記図９の初期化手段１３に相当する演算処理を示すフローチャートであり、開路電圧推定手段Ａ１１と開路電圧推定手段Ｂ１２との何れの推定手段を選択するかを決定する。このルーチンは一定周期Ｔ_Ｃ毎に実施される。周期Ｔ_Ｃは、前記の周期Ｔ_Ａと周期Ｔ_Ｂより小さい値である。なお、図１３においては、開路電圧推定手段Ａ１１を推定器Ａ、開路電圧推定手段Ｂ１２を推定器Ｂと表示している。
【００７０】
ステップＳＣ１０では、図１０の電池温度検出手段１７で検出した電池温度Ｔ(ｋ）を読み込む。この際、ノイズ除去のためにフィルタ処理をしてもよい。ステップＳＣ２０では、初期化の必要性を判定する。この判定は前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＴ(ｋ）に基づいて行う。つまりＣＮＴＩＮＩ(ｋ）≧所定値（例えば１０分）の場合は、初期化が必要と判断してステップＳＣ３０へ進む。その他の場合はＣ２５へ進む。ただし、初期値ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）＝０である。
【００７１】
ステップＳＣ２５では、前回初期化からの時間を計数する。
ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝ＣＮＴＩＮＩ(ｋ−１)＋１
ステップＳＣ３０では、電池温度Ｔ(ｋ）に基づいて、開路電圧推定手段Ａ１１と開路電圧推定手段Ｂ１２とのうちで、その時の温度に適合していない推定手段を判定する。つまり開路電圧推定手段の演算周期は所定の温度に適合するように設定されているので、二つの開路電圧推定手段の設定温度のうちで、その時の温度との差が大きい方の手段を不適合と判断する。例えば、開路電圧推定手段Ａ１１の設定温度が２５℃で、開路電圧推定手段Ｂ１２の設定温度が０℃であった場合に、Ｔ(ｋ）≧所定値(例えば１５℃）の場合は、開路電圧推定手段Ａ１１の方が適合しているので、より適合していない方の開路電圧推定手段Ｂ１２を初期化するためステップＳＣ４０へ進む。その他の場合、開路電圧推定手段Ｂ１２が適合しているので、ステップＳＣ５０へ進む。
【００７２】
ステップＳＣ４０では、開路電圧推定手段Ａ１１が適合している場合なので、開路電圧推定手段Ｂ１２を初期化するために、初期化フラグを１とする。ただし、実際の初期化処理を行うのは前記図１２のステップＳＢ３０である。また、ここで初期化されるので、前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）と収束フラグＦＳＨＵＢをクリアする。
ＦＩＮＩＢ＝１、ＦＳＨＵＢ＝０、ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝０
ステップＳＣ５０では、開路電圧推定手段Ｂ１２が適合している場合なので、開路電圧推定手段Ａ１１を初期化するために、初期化フラグを１とする。ただし、実際に初期化処理を行うのは前記図１１のステップＳＡ３０である。また、ここで初期化されるので、前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）と収束フラグＦＳＨＵＡをクリアする。
ＦＩＮＩＡ＝１、ＦＳＨＵＡ＝０、ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝０
ステップＳＣ６０では、初期化された方の開路電圧推定手段の推定値が収束したか否かを判定する（ＹＥＳ：収束した場合、ＮＯ：未収束の場合）。二つの開路電圧推定手段のどちらかが初期化された場合、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束しているのは、
ＦＳＨＵＡ＝１で、かつＦＳＨＵＢ＝１
の場合だけであるので、ステップＳＣ８０へ進む。その他の場合は、初期化された方の開路電圧推定手段の推定値が収束していないので、ステップＳＣ７０へ進む。
なお、電源投入時の初回は開路電圧推定手段Ａ１１、Ｂ１２共に初期化しているので、上記条件は初回をも含む。
【００７３】
ステップＳＣ７０では、初期化された方の開路電圧推定手段の推定値が未だ収束していないので、前回選択した開路電圧推定手段の推定値として、開路電圧最適値Ｖ_０(ｋ）と内部抵抗最適値ＮＡＩＢＵ(ｋ）を選択する。
【００７４】
ＦＳＨＵＡ＝１で、かつＦＳＨＵＢ＝０の場合は、開路電圧推定手段Ａ１１を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ＦＳＨＵＡ＝０で、かつＦＳＨＵＢ＝１の場合は、開路電圧推定手段Ｂ１２を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ｂ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＢ(ｋ)
ＦＳＨＵＡ＝０で、かつＦＳＨＵＢ＝０の場合は、電源投入時の初回の演算から両方の開路電圧推定手段が未だ収束していない間で、両者の開路電圧推定手段から推定値が得られていない。そのため、初回の演算では両方の開路電圧推定手段の開路電圧は共に等しく、殆ど動いていないことを考慮して、開路電圧推定手段Ａ１１を選択する。内部抵抗の方は、初期値から殆ど動いていない。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ステップＳＣ８０では、初期化された方の開路電圧推定手段の推定値が収束しているので、電池温度Ｔ(ｋ）に適合している開路電圧推定手段を判定する。Ｔ(ｋ）≧所定値（例えば１５℃）の場合は、開路電圧推定手段Ａ１１が適合しているのでステップＳＣ９０へ進む。その他の場合、開路電圧推定手段Ｂ１２が適合しているのでステップＳＣ１００へ進む。
【００７５】
ステップＳＣ９０では、開路電圧推定手段Ａ１１を選択し、その開路電圧推定値を用いる。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ステップＳＣ１００では、開路電圧推定手段Ｂ１２を選択し、その開路電圧推定値を用いる。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ｂ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＢ(ｋ)
ステップＳＣ１１０では、前記図５に示した開路電圧と充電率の相関マップを用いて、ステップＳＣ７０、ステップＳＣ９０またはステップＳＣ１００で選択したＶ_０(ｋ）から充電率ＳＯＣ(ｋ）を算出する。
なお、図５中のＶ_ＬはＳＯＣ＝０％に、Ｖ_ＨはＳＯＣ＝１００％に相当する開路電圧である。
以上で、初期化手段１３のルーチンを終了する。
【００７６】
なお、上記の実施例では、それぞれ別の温度に適した二つの開路電圧推定手段Ａ１１およびＢ１２を用いる例を説明したが、さらに多くの温度に適した複数個の開路電圧推定手段を動作させ、ステップＳＣ３０またはステップＳＣ８０で木目細かく最適な開路電圧推定手段を選択するように構成してもよい。
【００７７】
（実施例４）
また、図１０は、実施例４を機能ブロックで表した図であり、図９から電池温度検出手段１７を除いたものである。この実施例は、複数の開路電圧推定手段を有し、それぞれの開路電圧推定手段を定周期で順に初期化するように構成したものである。この実施例では、複数個の適応フィルタ（開路電圧推定手段）を一定周期で順に初期化し、最新の適応フィルタの推定値を選択する。そのため、少なくとも１つの適応フィルタは初期化されているので、パラメータ同定が止まることは無く、電池パラメータが変化した場合でも継続してパラメータを推定することができる。なお、具体的な構成を示すブロック図は前記図２と同様である。
【００７８】
図１４は、初期化手段１３に相当する他の演算処理（実施例４）を示すフローチャートである。このルーチンは一定周期Ｔ_Ｄ毎に実施される。周期Ｔ_Ｄは、周期Ｔ_Ａと周期Ｔ_Ｂより小さい値である。また、ここでは、周期Ｔ_Ａ＝Ｔ_Ｂである。なお、図１３においては、開路電圧推定手段Ａ１１を推定器Ａ、開路電圧推定手段Ｂ１２を推定器Ｂと表示している。
【００７９】
ステップＳＤ１０では、前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）に基づいて初期化の必要性を判定する。つまりＣＮＴＩＮＩ(ｋ）≧所定値（例えば１０分）の場合は、初期化が必要と判断してステップＳＤ３０へ進む。その他の場合はステップＳＤ２０へ進む。ただし、初期値ＣＮＴＩＮＩ(０）＝０である。
【００８０】
ステップＳＤ２０では、前回の初期化からの時間を計数する。
ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝ＣＮＴＩＮＩ(ｋ−１)＋１
ステップＳＤ３０では、初期化する開路電圧推定手段を順番フラグＦＪＵＮで判定する。ＦＪＵＮ＝０の場合は開路電圧推定手段Ｂ１２を初期化する順番なので、ステップＳＤ４０へ進む。ＦＪＵＮ＝１の場合は開路電圧推定手段Ａ１１を初期化する順番なので、ステップＳＤ５０へ進む。ただし、初期値ＦＪＵＮ＝０とする。このフローにおいては、二つ（或いはそれ以上の複数）の開路電圧推定手段を順番に初期化する。
【００８１】
ステップＳＤ４０では、開路電圧推定手段Ｂ１２を初期化するためにＢの初期化フラグを１とするが、実際に初期化処理を行うのは前記図１２のステップＳＢ３０である。また、ここで初期化されるので前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）と収束フラグＦＳＨＵＢをクリアする。そして、順番フラグＦＪＵＮを反転させる。
ＦＩＮＩＢ＝１、ＦＳＨＵＢ＝０
ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝０、ＦＪＵＮ＝１
ステップＳＤ５０では、開路電圧推定手段Ａ１１を初期化するためにＡの初期化フラグを１とするが、実際に初期化処理を行うのは、前記図１１のステップＳＡ３０である。また、ここで初期化されるので前回の初期化からの時間ＣＮＴＩＮＩ(ｋ）と収束フラグＦＳＨＵＡをクリアする。そして順番フラグＦＪＵＮを反転させる。
ＦＩＮＩＡ＝１、ＦＳＨＵＡ＝０
ＣＮＴＩＮＩ(ｋ)＝０、ＦＪＵＮ＝０
ステップＳＤ６０では、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束したか否かを判定する。開路電圧推定手段のどちらかが初期化された場合、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束しているのは、
ＦＳＨＵＡ＝１で、かつＦＳＨＵＢ＝１
の時だけなので、ステップＳＤ８０へ進む。その他の場合は、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束していないので、ステップＳＤ７０へ進む。
なお、電源投入時の初回の演算では、開路電圧推定手段Ａ１１、開路電圧推定手段Ｂ１２が共に初期化しているので、上記条件は初回をも含む。
【００８２】
ステップＳＤ７０では、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束していないので、前回選択した開路電圧推定手段の推定値として、開路電圧最適値Ｖ_０(ｋ）と内部抵抗最適値ＮＡＩＢＵ(ｋ）を選択する。すなわち、
ＦＳＨＵＡ＝１で、かつＦＳＨＵＢ＝０の場合には、開路電圧推定手段Ａ１１を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ＦＳＨＵＡ＝０で、かつＦＳＨＵＢ＝１の場合には、開路電圧推定手段Ｂ１２を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ｂ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＢ(ｋ)
ＦＳＨＵＡ＝０かつＦＳＨＵＢ＝０の場合は、電源投入時の初回から両方の開路電圧推定手段が未だ収束していない間なので、両者の開路電圧推定手段から推定値が得られていない。そのため、初回の演算では両方の開路電圧推定手段の開路電圧は共に等しく、殆ど動いていないことを考慮して、開路電圧推定手段Ａ１１を選択する。内部抵抗の方は、初期値から殆ど動いていない。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ステップＳＤ８０では、初期化された開路電圧推定手段の推定値が収束しているので、最新の開路電圧推定手段を判定する。ＦＪＵＮ＝０の場合は、開路電圧推定手段Ａ１１が初期化された場合なので、ステップＳＤ９０へ進む。ＦＪＵＮ＝１の場合は、開路電圧推定手段Ｂ１２が初期化された場合なので、ステップＳＤ１００へ進む。
【００８３】
ステップＳＤ９０では、開路電圧推定手段Ａ１１を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ａ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＡ(ｋ)
ステップＳＤ１００では、開路電圧推定手段Ｂ１２を選択する。
Ｖ_０(ｋ)＝Ｖ_０Ｂ(ｋ)
ＮＡＩＢＵ(ｋ)＝ＮＡＩＢＵＢ(ｋ)
ステップＳＤ１１０では、前記図５に示した開路電圧と充電率の相関マップを用いて、ステップＳＤ７０、ステップＳＤ９０またはステップＳＤ１００で選択したＶ_０(ｋ）から充電率ＳＯＣ(ｋ）を算出する。
なお、図５中のＶ_ＬはＳＯＣ＝０％に、Ｖ_ＨはＳＯＣ＝１００％に相当する開路電圧である。
【００８４】
以下、実施例３と実施例４の作用、効果を説明するが、まず、実施例４の作用、効果を説明する。
【００８５】
図１５は、比較のために示した実施例１におけるパラメータ同定結果を示す図、図１６は実施例４におけるパラメータ同定結果を示す図である。これらの図は、電池モデルに０℃と２５℃のパラメータを真値として与えて、シミュレーション途中で電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合のパラメータ同定結果である。なお、図１５〜図１８において、真値は破線、推定値は実線で示している。
【００８６】
図１５に示した実施例１では、０℃でのパラメータ同定は成功して内部抵抗推定値は０℃の真値に収束し、開路電圧推定値も電池モデルから算出した真値と一致する。しかし、電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合（図１５の▲１▼）には、パラメータ同定が進まず内部抵抗推定値は０℃から２５℃の真値に変化しない（図１５の▲２▼）。そのため２５℃では開路電圧推定値は真値と全く一致しない。これは、時間＝０で開始した適応フィルタのゲイン行列が小さくなり、パラメータ同定が止まったためである。
【００８７】
それに対して実施例４では、図１６に示すように、０℃でのパラメータ同定は成功して内部抵抗推定値は０℃の真値に収束し、開路電圧推定値も電池モデルから算出する真値と一致する。更に、電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合（図１６の▲１▼）でも、開路電圧推定手段（適応フィルタ）を一定周期で順に初期化するため、初期化された最新の適応フィルタでパラメータ同定が進み、内部抵抗推定値は０℃から２５℃の真値に変化する（図１６の▲２▼）。そのため２５℃では開路電圧推定値も真値と一致する。
【００８８】
次に、実施例３の作用効果について説明する。実施例３においては、電池温度に基づいて不適切な開路電圧推定手段を判断し、それを初期化するので、温度変化で電池パラメータが変化した場合でも、パラメータ推定値が電池パラメータの変化に追従できないという問題を解決できる。
【００８９】
図１７は実施例３におけるパラメータ同定結果を示す図であり、電池モデルに０℃と２５℃のパラメータを真値として与えて、シミュレーション途中で電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合のパラメータ同定結果である。
【００９０】
前記実施例４では、適応フィルタを一定周期で順に初期化するので、図１６の▲３▼や▲４▼などのように、パラメータが変化していない場合でも初期化している。しかし、初期化の前後で適応フィルタの推定値を切り替える際には、若干のハンチングを生じる可能性があるので、初期化は必要最小回数が望ましい。実施例３においては、温度が０℃から２５℃に変化して不適合になった開路電圧推定手段のみを初期化（図１７の▲１▼）するので、初期化を必要最小回数に抑えることが出来る。この場合には、当然、初期化された方の適応フィルタでパラメータ同定が進み、内部抵抗推定値は０℃から２５℃の真値に変化する（図１７の▲２▼）。そのため２５℃では開路電圧推定値も真値とほぼ一致する。
【００９１】
また、複数個の開路電圧推定手段の演算周期を異なる時間に設定した場合（周期Ｔ_Ａ≒周期Ｔ_Ｂ）には、温度により電池パラメータが大きく異なる場合に、それに応じた最適な演算周期で開路電圧推定手段を演算することができるので、電池パラメータが変化した場合にも最適に同定できないという問題を解決できる。図１８は周期Ｔ_Ａは２５℃に適合し、周期Ｔ_Ｂは０℃に適合する値に設定し、０℃と２５℃のパラメータを真値として与えて、シミュレーション途中で電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合のパラメータ同定結果を示す図である。図１７に示した例では、複数個の適応フィルタの演算周期が同一なので、０℃で最適な演算周期に設定した場合、２５℃でのパラメータ同定には最適でないために開路電圧推定値の収束が遅れる（図１７の▲３▼）。それに対して図１８の例では、０℃で最適な演算周期に設定した開路電圧推定手段でのパラメータ同定は成功して、内部抵抗推定値は０℃の真値に収束し、開路電圧推定値も電池モデルから算出する真値と一致する。さらに、電池モデルのパラメータを０℃から２５℃に切り替えた場合（図１８の▲１▼）、２５℃で最適な演算周期に設定されている開路電圧推定手段を初期化するので、初期化された方の開路電圧推定手段はパラメータ同定が進み、内部抵抗推定値は０℃から２５℃の真値に速やかに変化する（図１８の▲２▼）。そのため２５℃では開路電圧推定値も真値と速やかに一致する（図１８の▲３▼）。
【００９２】
また、適応フィルタを初期化して再度開始する際には、開路電圧推定値の初期値が必要である。電流＝０の時は
端子電圧＝開路電圧推定値の初期値
であるから初期化して再度開始できるが、電流≠０時は
端子電圧≠開路電圧推定値の初期値
なので初期化して再度開始することができない。そのため複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の開路電圧推定値を、開路電圧推定値の初期値として用いる。このようにすれば、初期化時に電流が０であるか否かに関係なく、適応フィルタの演算を初期化して再度開始することができる。
【００９３】
上記のように、最適な開路電圧推定手段が演算する最新の開路電圧推定値を初期値とした場合には、適応フィルタの演算を初期化して再度開始することができるが、その値は初期化する時点よりも以前の推定値であるので、開路電圧の真値から多少ずれている可能性がある。したがって、複数個の開路電圧推定手段の中で最適な開路電圧推定手段が演算する最新の内部抵抗推定値と、初期化時点における電流検出値と端子電圧検出値から、初期化時に開路電圧推定値の初期値を前記（数１８）式で演算する。
上記のように構成すれば、内部抵抗推定値は前回値であるが、電流検出値と端子電圧検出値は初期化する時点の検出値なので、開路電圧の真値により近い初期値を用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の基本構成を機能ブロックで表した図。
【図２】本発明の具体的構成を示すブロック図。
【図３】二次電池の等価回路モデルを示す図。
【図４】電子制御ユニット３０のマイクロコンピュータが行う処理のフローチャート。
【図５】開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣの相関マップ。
【図６】実施例２の処理を示すフローチャート。
【図７】電池特性マップを示す図であり、Ａは電池内部抵抗に対応するマップ、Ｂは時定数に対応するマップ。
【図８】実施例１および実施例２における各数値の推定シミュレーション結果の一例を示す図。
【図９】実施例３を機能ブロックで表した図。
【図１０】実施例４を機能ブロックで表した図。
【図１１】開路電圧推定手段Ａ１１に相当する演算処理を示すフローチャート。
【図１２】開路電圧推定手段Ｂ１２に相当する演算処理を示すフローチャート。
【図１３】初期化手段１３に相当する演算処理を示すフローチャート。
【図１４】初期化手段１３に相当する他の演算処理を示すフローチャート。
【図１５】実施例１におけるパラメータ同定結果を示す図。
【図１６】実施例４におけるパラメータ同定結果を示す図。
【図１７】実施例３におけるパラメータ同定結果を示す図。
【図１８】実施例３において、温度に応じてそれぞれ異なった演算周期を用いる場合のパラメータ同定結果を示す図。
【符号の説明】
１…適応フィルタ演算手段２…パラメータベクトルθ(ｋ)演算手段
３…ゲイン行列Ｐ(ｋ)演算手段４…オフセット項変数ｒ(ｋ−１)演算手段
５…開路電圧Ｖ_０(ｋ)演算手段６…ＳＯＣ演算手段
７…電池電流Ｉ(ｋ)計測手段８…電池電圧Ｖ(ｋ)計測手段
１０…二次電池１１…開路電圧推定手段Ａ
１２…開路電圧推定手段Ｂ１３…初期化手段
１４…ＳＯＣ演算手段１５…電池電流計測手段
１６…電池電圧計測手段１７…電池温度検出手段
２０…モータ等の負荷３０…電子制御ユニット
４０…電流計５０…電圧計
６０…温度計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for estimating a charging rate (SOC) of a secondary battery.
[0002]
[Prior art]
The charge rate SOC (also called charge state) of the secondary battery is the open circuit voltage V₀(It is the battery terminal voltage when the power is cut off, and is also referred to as electromotive force or open voltage).₀Can be estimated. However, since the terminal voltage of the secondary battery takes time to stabilize even after the energization is cut off (end of charge / discharge), the accurate open circuit voltage V₀Is required for a predetermined time after the end of charging and discharging. Therefore, an accurate open circuit voltage V during charging / discharging or immediately after charging / discharging.₀Therefore, the charging rate SOC cannot be obtained by the above method. Therefore, the open circuit voltage V has been conventionally used by using various methods as described below.₀Is estimated.
[0003]
As a first publicly known example relating to a technique for estimating a charging rate (SOC) of a secondary battery, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-323183. In this known example, a battery terminal voltage (also referred to simply as voltage) V, a current I charging / discharging the battery, and a battery temperature T are detected over a predetermined time, and an integrated value Q of the current I and its fluctuation range are detected. ΔQ is calculated, and only when the fluctuation range ΔQ is smaller than a predetermined value, the detected current I and voltage V are converted to the IV line (V = R · I + V₀), The internal resistance R is calculated from the slope, and the battery open circuit voltage V is calculated from the intercept.₀The open circuit voltage V calculated in advance₀Describes a technique for calculating the charging rate SOC from the correlation between the charging rate SOC and the charging rate SOC.
[0004]
In addition, the second known example (the paper “Estimation of open circuit voltage and remaining capacity of lead battery using adaptive digital filter”, Shikoku Research Institute, Shikoku Electric Power, Yuasa Battery T.IEEE Japan Vol.112-C, No.4 1992) The battery state detection method described in is used to open the circuit using the “adaptive digital filter” for the terminal voltage and current measurement data of the secondary battery (chargeable / dischargeable battery such as lead battery or lithium ion battery) that is energized. Voltage V₀Is estimated (parameter identification), and the charge rate SOC of the battery is estimated from this value.
[0005]
Further, the battery state detection device described in the third known example (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-268886) calculates an estimated battery voltage value Vm using an equivalent circuit model, and calculates the estimated battery voltage V It is a kind of adaptive algorithm that repeats the operation of correcting the accumulated current amount (discharge amount) by the difference and estimating the charge rate SOC and correcting the parameters of the battery model based on the estimated SOC value.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example as described above has the following problems. First, in the first known example, even when the fluctuation range ΔQ is smaller than the predetermined fluctuation range, the open circuit voltage V of the battery₀Has a feature that changes every moment during charging and discharging according to the current I. In the first known example, since the charging rate SOC is calculated only when the fluctuation range ΔQ is smaller than a predetermined value, the chance of calculating the charging rate SOC is extremely small, and the fluctuation range Δ is forcibly limited. Even if the same estimation is performed when Q is larger than a predetermined value, there is a problem that the estimation error becomes extremely large.
[0007]
Further, in the second known example, the following (corresponding to “non-regressive battery model (model whose output value is determined only by the current value of the input value and the past value)” which is completely different from the physical characteristics of the actual battery ( Using an “adaptive digital filter (sequential model parameter identification algorithm)” in Equation (4), an open circuit voltage C, which is one of the parameters in Equation (4), is used._jAnd the charging rate SOC is calculated from this value.
[0008]
[Expression 4]

However, V_j: Terminal voltage I_j-k: Current before k sample period
C_j: Open circuit voltage b_{k, j}: Constant N: Order
Therefore, when applied to actual battery characteristics (input: current, output: voltage), there is a problem that the estimation calculation does not converge at all or does not converge to a true value depending on the battery characteristics.
[0009]
Further, in the third known example, using the model estimation error (V−Vm), only the current integrated value (discharge amount) is first corrected to determine the SOC estimated value. Since each parameter of the battery model (excluding the open circuit voltage) is corrected according to the set map, the model estimation error (V−Vm) naturally includes the open circuit voltage V₀(Electromotive force) and internal resistance value R, capacitance C, etc., are all affected. If these are not taken into account at the same time, there is a high possibility that the estimated value will not converge to the true value due to incorrect correction. . Further, in this known example, the model parameters (excluding the open circuit voltage) are calculated only from the estimated SOC value and the measured temperature. Therefore, the influence of battery deterioration on the total capacity and model parameters is taken into consideration. Therefore, there is a problem that the SOC estimation accuracy is likely to deteriorate due to the influence of battery deterioration.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a secondary battery charge rate estimation device capable of accurately estimating the charge rate SOC and other parameters. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention is configured as described in the claims. That is, in claim 1, the open circuit voltage V is determined from the measured values of the current I and the terminal voltage V by using an “adaptive digital filter” (sequential model parameter identification method using a least square method or the like).₀Estimate the open circuit voltage V₀In the charging rate estimation device that estimates the charging rate based on the relationship between the charging rate SOC and the charging rate SOC, an adaptive digital filter calculation is performed using the continuous-time battery model shown in (Equation 1), and (Equation 1) Open circuit voltage V which is the offset term in₀And the parameters corresponding to the transient terms A (s) and B (s)Further, the battery internal resistance or the battery time constant is obtained from each of the estimated parameters, and the battery deterioration degree based on the battery internal resistance and the charging rate map data or the battery time constant and the charging rate map data stored in advance. Is configured to estimate. This configuration corresponds to, for example, Example 1 and Example 2 described later.
[0012]
  Further, in claim 2, by using the “autoregressive model” expressed by (Equation 2) obtained by converting the continuous-time battery model shown by (Equation 1) into a discrete-time system expression, Performs adaptive digital filter operation and sets each parameter (a_k, B_k, C_k, R_k) At the same time, and using the equation (3), the open circuit voltage V₀Is estimated and calculated.thisThe configuration is, for example, Example 1 described later.And Example 2It corresponds to.
[0014]
  Claims3In the present invention, a plurality of open-circuit voltage estimating means for calculating an open-circuit voltage estimated value by inputting a current detection value and a terminal voltage detection value to an adaptive digital filter using a battery model, and a plurality of open-circuit voltage estimating means are arranged at a constant cycle. Based on the relationship between the open-circuit voltage and the charge rate SOC determined in advance from the selected open-circuit voltage estimated value from among the plurality of open-circuit voltage estimating means. Thus, the charging rate is estimated. This configuration corresponds to, for example, Example 4 described later.
[0015]
  Claims4In the method, a plurality of means for detecting the temperature of the secondary battery and a plurality of open-circuit voltage estimating means for calculating the open-circuit voltage estimated value by inputting the current detection value and the terminal voltage detection value to the adaptive digital filter using the battery model And an initialization means for determining an unsuitable open circuit voltage estimation means among the plurality of open circuit voltage estimation means based on the temperature detection value, and initializing it. The optimum open circuit voltage estimated value is selected from the open circuit voltage estimating means, and the charging rate is estimated based on the relationship between the open circuit voltage and the charging rate SOC determined in advance from the value. This configuration corresponds to, for example, Example 3 described later.
[0016]
  Claims5, The calculation cycles of the plurality of open circuit voltage estimation means are set to different times. This configuration also corresponds to Example 3 described later, for example.
[0017]
  Claims6In the above, the initializing means is configured so that the open circuit voltage estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means is used as the initial value of the open circuit voltage estimated value. This configuration corresponds to, for example, Example 3 and Example 4 described later.
[0018]
  Claims7In the initialization means, from the battery internal resistance estimation value calculated by the optimum open circuit voltage estimation means, the current detection value and the terminal voltage detection value, to calculate the open circuit voltage estimation value at the time of initialization, It is configured to use it as an initial value. This configuration corresponds to, for example, Example 3 and Example 4 described later.
[0019]
【The invention's effect】
  In the first aspect of the invention, the current I, the terminal voltage V, and the open circuit voltage V of the secondary battery₀Is approximated by the transfer function shown in Equation (1), and the open circuit voltage V₀It is possible to apply an “adaptive digital filter” (known estimation algorithm) such as a “least-squares method” by considering (formalizing) this term as a stationary term (offset term). As a result, the parameter (the offset term V in Equation 1)₀, And parameters corresponding to A (s) and B (s), which are transient terms, can be collectively estimated. These parameters are affected by the charging rate SOC, temperature, deterioration degree, and the like and change from moment to moment, but can be successively estimated with high accuracy by an adaptive digital filter. For example, the open circuit voltage V shown in FIG.₀Since the relationship between the charging rate SOC and the charging rate SOC is not affected by the temperature and the degree of deterioration of the battery and has a certain correlation, if this characteristic is stored in advance, the open circuit voltage V₀Thus, the charging rate SOC can be directly calculated. Therefore, the open circuit voltage V is also applied to the charging rate SOC.₀Similarly to the above, there is an effect that accurate estimation is possible regardless of conditions.In addition, in claim 1, there is an effect that it is possible to always estimate the battery deterioration degree with high accuracy without any constraint even during charging and discharging..
[0020]
  In the second aspect of the invention, as one of the specific methods, when the equivalent circuit model expressed by the formula (1) described in the continuous time system is converted into the discrete time system, the offset term is used. Open circuit voltage V₀Is expanded as the third term on the right side of Equation (2), it is possible to apply an adaptive digital filter such as an expanded least square method. As a result, there is an effect that the estimation process can be executed by calculation using a microcomputer or the like.Moreover, in claim 2, there is also an effect that it is possible to always estimate the battery deterioration level with high accuracy without any constraint even during charging and discharging..
[0022]
  Claim3In the invention described in the above, since a plurality of open circuit voltage estimation means are provided and are initialized in order at a constant cycle, even when the battery parameter changes due to a temperature change or the like, the latest initialized open circuit voltage estimation means The open circuit voltage can be estimated. Therefore, there is an effect that the parameter estimated value can follow the change of the battery parameter when the environmental condition changes.
[0023]
  Claim4In the invention described in (1), a plurality of open circuit voltage estimation means (adaptive filter) is provided, and the incompatible open circuit voltage estimation means is determined based on the battery temperature and initialized, so that the battery parameter has changed due to temperature change. Even in this case, the parameter estimation value of the initialized circuit voltage estimation means can follow the change of the battery parameter. In addition, when the estimated value is switched before and after the initialization, there is a possibility that a slight hunting may occur. Claim4Since only the open circuit voltage estimating means that has become incompatible is initialized, there is an effect that initialization can be suppressed to the minimum necessary number.
[0024]
  Claim5In the invention described in the above, since the calculation cycles of the plurality of open circuit voltage estimation means are set at different times, the open circuit voltage estimation means having the optimum calculation cycle corresponding to the battery parameter greatly varies depending on the temperature. Therefore, there is an effect that optimum estimation (parameter identification) can be performed even when the battery parameter changes.
[0025]
  Claim6In the invention described in the above, the latest open-circuit voltage estimated value calculated by the optimum open-circuit voltage estimating means among the plurality of open-circuit voltage estimating means is used as the initial value of the open-circuit voltage estimated value. Regardless of being 0, there is an effect that the calculation of the adaptive filter can be initialized and restarted.
[0026]
  Claim7In the invention described in the above, the open circuit voltage is estimated at initialization from the latest internal resistance estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means among the plurality of open circuit voltage estimating means, the current detection value, and the terminal voltage detection value. The initial value is calculated by the equation (18). The internal resistance estimated value is the previous calculated value, but the current detected value and the terminal voltage detected value are detected values at the time of initialization, so a value closer to the true value than the open circuit voltage estimated value of the previous calculation is used as the initial value. There is an effect that can be.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Example 1)
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an adaptive filter calculation means, and an open circuit voltage V₀This is based on a battery model having (k) as an offset term. The adaptive filter calculation means 1 includes a parameter vector θ (k) calculation means 2, a gain matrix P (k) calculation means 3, and an offset term variable r (k−1) calculation means 4. 5 is the open circuit voltage V₀(k) Calculation means 6 is an SOC calculation means for calculating the charging rate from the open circuit voltage. Further, 7 is a battery current I (k) measuring means for detecting the battery current, and 8 is a battery voltage V (k) measuring means for detecting the terminal voltage of the battery.
[0028]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of the first embodiment. This embodiment shows an example in which a secondary battery charge rate estimation device is provided in a system that drives a load such as a motor with a secondary battery or charges a secondary battery with regenerative power of the motor.
In FIG. 2, 10 is a secondary battery (also referred to simply as a battery), 20 is a load such as a motor, 30 is an electronic control unit that estimates the state of charge of the battery, a CPU that calculates a program, a ROM that stores a program, and a calculation It consists of a microcomputer composed of a RAM for storing the results and an electronic circuit. Reference numeral 40 denotes an ammeter that detects current charged / discharged from the battery, 50 denotes a voltmeter that detects the terminal voltage of the battery, and 60 denotes a thermometer that detects the temperature of the battery, each connected to the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 includes the adaptive filter calculation means 1 of FIG.₀(k) Corresponds to the calculation means 5 and the SOC calculation means 6. The ammeter 40 corresponds to the battery current I (k) measuring means 7, and the voltmeter 50 corresponds to the battery voltage V (k) measuring means 8.
[0029]
First, the “battery model” used in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit model of the secondary battery, and is expressed by the following equation (5).
In the equation (5), the model input is current I [A] (positive value is charging, negative value is discharging), model output is terminal voltage V [V], R₁[Ω] is the charge transfer resistance, R₂[Ω] is pure resistance, C₁[F] is the electric double layer capacity, V₀[V] is an open circuit voltage. Note that s is a Laplace operator. Although this model is a reduction model (primary) in which the positive electrode and the negative electrode are not particularly separated, it is possible to show the actual charge / discharge characteristics of the battery relatively accurately.
[0030]
[Equation 5]

A linear discrete time system (Expression 6) is obtained by adding a zero-order hold to the above Expression (5) and performing Z conversion.
[0031]
[Formula 6]

However, a₁, B₀, B₁Is a constant, z^-1Is a delay operator
V (k) represents the current terminal voltage, and V (k−n) represents the terminal voltage before the n sample period, and the other variables follow this.
[0032]
Next, a known “adaptive digital filter (sequential identification algorithm)” called “enlarged least square method” will be described first in a general form.
A plant model described by a linear discrete-time system is expressed by Equation (7).
[0033]
[Expression 7]

However, A (z^-1), B (z^-1) Is z^-1Polynomial
n is A (z^-1), B (z^-1) Degree
y (k) is the output, u (k) is the input, r (k) is the formula error (noise)
The above r (k) is not white noise in general, and if the usual “least square method” is used, a bias (bias) occurs in the estimated value (in the case of a battery, the open circuit voltage is a steady state of the second term on the right side of Equation 7). Equivalent to value). As one of several improved methods corresponding to this problem, there is an “enlarged least square method”. In this method, the equation error is defined again as in Equation (8).
[0034]
[Equation 8]

However, e (k) is mean zero and variance σ²White noise
C (z^-1) Is z^-1Polynomial
p is C (z^-1) Degree
The following (Expression 9) is obtained using the above (Expression 7) and (Expression 8).
[0035]
[Equation 9]

Further, using the definition of Equation (11), Equation (9) is transformed into Equation (10).
[0036]
[Expression 10]

Note that T in the equation (10) indicates the arrangement of the matrix.
[0037]
## EQU11 ##

The parameter estimate at time k is θ^*Assuming (k), the sequential estimation algorithm is as shown in (Expression 12).
[0038]
[Expression 12]

Next, the above adaptive filter algorithm is applied to the battery model of the above (formula 6). If the equation (Equation 10) is defined as the following equation (Equation 13), since the models of the equation (Equation 6) and the equation (Equation 9) match, the above identification algorithm (Equation 12) can be applied. The parameter θ (k) can be estimated.
[0039]
[Formula 13]

R^*The following equation (14) is used to derive (k).
[0040]
[Expression 14]

The parameter θ identified by the “adaptive filter” as described above^*From (k) to the following equation (15), the open circuit voltage V which is an important parameter of the battery₀, Internal resistance R₁+ R₂, Time constant R₁・ C₁Is obtained.
[0041]
[Expression 15]

FIG. 4 is a flowchart of processing performed by the microcomputer of the electronic control unit 30. The routine of FIG.₀Performed every time. Note that (k) is the current value, and (k−n) is the value before n sample periods (calculation before n periods).
[0042]
In step S10, current I (k), terminal voltage V (k), and temperature T (k) are measured.
In step S20, it is determined whether or not to perform the SOC estimation calculation (identification algorithm). The electronic control unit 30 also controls the battery disconnection relay. When the relay is disconnected (current I = 0), the estimation is stopped and the process proceeds to step S30. When the relay is engaged (on state), an estimation calculation is executed.
[0043]
In step S30, the terminal voltage V (k) is stored as the terminal voltage initial value V_ini.
In step S40, the terminal voltage difference value ΔV (k) = V (k) −V_ini is calculated. This is to avoid erroneous estimation when a non-zero voltage value is input to the “adaptive digital filter” as an initial value. Since the adaptive filter calculation is performed from the start of power supply relay engagement, the current value I (k) is input with zero as an initial value. Therefore, the current value I (k) does not necessarily need to use a deviation.
[0044]
In step S50, a low-pass filter operation is performed on the current I (k) and the terminal voltage difference value ΔV (k) for noise removal.
In step S60, an input vector ω (k) in Equations (10) and (13), which are battery models, is set.
In step S70, an offset term variable r (k-1) in the battery model is calculated based on the equation (14) [corresponding to the offset term variable computing means 4 in FIG. 1].
[0045]
In step S80, the gain matrix P (k) is calculated based on the equation (12-2) (corresponding to the gain matrix calculating means 3 in FIG. 1).
In step S90, the parameter vector θ in the battery model^*(k) is calculated based on the equation (12-1) (corresponding to the parameter vector calculation means 2 in FIG. 1).
In step S100, the open circuit voltage V₀(k) is calculated (corresponding to the open circuit voltage calculation means 5 in FIG. 1). In the case of the present embodiment, the equation (15) is used to calculate the change ΔV in the open circuit voltage from the start of the identification algorithm.₀Since (k), as shown in the following (Equation 16), the open circuit voltage initial value V₀_ini (= terminal voltage initial value V_ini) is added to open circuit voltage V₀(k) is calculated.
[0046]
[Expression 16]

In step S110, the open circuit voltage V as shown in FIG.₀Using the correlation map of the charging rate SOC and V calculated above₀The charging rate SOC (k) is calculated from (k) (corresponding to the SOC calculating means 6 in FIG. 1). Note that V in FIG._LIs SOC = 0%, V_HIs an open circuit voltage corresponding to SOC = 100%.
[0047]
(Example 2)
FIG. 6 is a flowchart showing the process of the second embodiment. The process of steps S120 and S130 is added to the flowchart of FIG. 4 to calculate the degree of battery deterioration.
In step S120, the battery internal resistance R (k) or the time constant T is calculated based on the equation (15)._d(k) is estimated sequentially. In step S130, the battery deterioration degree is calculated using the battery characteristic map (FIG. 7) stored in advance. 7A is a map corresponding to the battery internal resistance, and FIG. 7B is a map corresponding to the time constant. As these maps, a plurality of maps are stored in advance according to the battery temperature T (k), and a suitable map is selected according to the battery temperature measured by the thermometer 60.
[0048]
FIG. 8 is a diagram showing an example of the estimation simulation result of each numerical value in Example 1 and Example 2, and a relatively detailed battery model (open circuit voltage V₀Is a simulation result using charge / discharge integrated amount, efficiency, and non-linear characteristics of FIG. As can be seen from FIG. 8, the estimated value indicated by the solid line is well converged to the true value indicated by the broken line, and the correct open circuit voltage V is always obtained even during charging and discharging.₀Can be confirmed.
[0049]
(Example 3)
As explained so far, the inventions described in the first and second embodiments are adapted to the terminal voltage and current of a secondary battery (a chargeable / dischargeable battery such as a lead storage battery or a lithium ion battery) that is energized. In this configuration, an open circuit voltage (terminal voltage and electromotive force at energization interruption) is estimated (parameter identification) using a filter, and the SOC (charge rate) of the battery is estimated from this value. However, the following problem remains in the above configuration.
In other words, the method of sequential model parameter identification using the least-squares method used in adaptive digital filters adds the difference between the estimated voltage from the battery model and the actual voltage multiplied by the gain to the previous value of the parameter estimated value. This is a technique for identifying parameter estimation values by sequential calculation. Since the gain multiplied by the deviation is a calculation method using a “gradual decrease gain method” in which the gain decreases with time, the parameter estimation starts and the parameter estimated value converges to the true value. When the battery parameter changes, the gain decreases due to the “gradual decrease gain method” even if the parameter identification is continued, so the parameter estimation value cannot follow the change of the battery parameter.
[0050]
In addition, the sequential model parameter identification method using the least-squares method used for the adaptive digital filter is configured to calculate the adaptive digital filter at a constant calculation cycle, but the battery parameters greatly change depending on the temperature. Since there is an optimal calculation cycle in accordance with this, it is not possible to identify optimally when the battery parameter changes at a fixed calculation cycle.
[0051]
Hereinafter, as the third and fourth embodiments, a configuration in which the first embodiment is further improved to solve the above problems will be described.
As described above, if an external parameter (for example, temperature) changes after the parameter estimation value obtained by calculation converges, the change cannot be followed. For this reason, in the third and fourth embodiments, there are provided a plurality of open-circuit voltage estimation means, a configuration that determines an incompatible open-circuit voltage estimation means according to the battery temperature, and initializes it (third embodiment) or constant The configuration is such that each open-circuit voltage estimating means is sequentially initialized in a cycle (Example 4), and the most recently obtained estimated value is used while resetting the open-circuit voltage estimating means. This makes it possible to use parameter estimates adapted to the new environment. Note that with one open-circuit voltage estimating means, the charging rate cannot be obtained until a new estimated value is obtained after initialization (for example, a time of about 10 minutes is required). Therefore, it is necessary to provide at least two open circuit voltage estimation means.
[0052]
In the third embodiment, when the battery temperature changes, the open circuit voltage estimation means in which the estimated value converges is initialized before the temperature changes. This makes it possible to always obtain an estimated value adapted to the temperature.
Moreover, since there is an optimal calculation cycle according to the battery temperature, the calculation cycle is changed according to the temperature. For example, it is 1 second at 25 ° C., 0.5 second at 0 ° C., and 0.1 second at −25 ° C., and the optimum calculation cycle tends to be longer at higher temperatures.
[0053]
In addition, as an initial value at the time of initialization, a method using an optimum estimated value before one operation and a value of an internal resistance R before one operation are used, and V and I are V = RI + V using the current values.₀V obtained in₀There is a method of using.
[0054]
FIG. 9 is a functional block diagram illustrating the third embodiment. In this embodiment, a plurality of open circuit voltage estimation means are provided, and an unsuitable open circuit voltage estimation means is determined according to the battery temperature and is initialized.
In FIG. 9, 11 is an open circuit voltage estimation means A, and 12 is an open circuit voltage estimation means B, which correspond to the adaptive filter calculation means 1 and the open circuit voltage calculation means 5 in FIG. 13 is an initialization means for initializing the open circuit voltage estimation means A11 and the open circuit voltage estimation means B12, 14 is an SOC calculation means for calculating the charging rate from the open circuit voltage, 15 is a battery current measurement means (corresponding to 7 in FIG. 1), Reference numeral 16 is a battery voltage measuring means (corresponding to 8 in FIG. 1), and 17 is a battery temperature detecting means (corresponding to the thermometer 60 in FIG. 2).
A block diagram showing a specific configuration is the same as FIG.
[0055]
FIG. 11 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the open circuit voltage estimation means A11 in FIG. 9, FIG. 12 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the open circuit voltage estimation means B12 in FIG. 9, and FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the conversion means 13;
[0056]
First, in FIG. 11, this routine has a fixed period T_APerformed every time. Period T_AIs an optimal calculation cycle for a certain temperature (for example, 25 ° C.). In addition, all variables and constants used in the calculations of the above (Equation 12-1), (Equation 12-2), (Equation 13), (Equation 14), and (Equation 15) T_AUsed in each routine, and the period T in FIG._BDifferent from those used in every routine. Note that (k) means the current value, and (k−q) means the value q times before. Also, the initialization request flag FINI The initial state of A is 1.
[0057]
First, in step SA10, the current I detected by the current detection means 15 is displayed. A (k) and the terminal voltage V detected by the terminal voltage detection means 16 A (k) is read.
In step SA20, initialization request flag FINI for determining initialization based on the initialization request flag. If A = 1 (initialization: required), the process proceeds to step SA30. FINI If A = 0 (initialization: unnecessary), the process proceeds to step SA40.
In step SA30, initialization processing is performed. That is, the initial value is set to, for example, the following (Equation 17) to initialize the adaptive digital filter (also referred to as an identification algorithm), and the current initial value I A ini and terminal voltage initial value V A ini and the initial open circuit voltage V₀ A ini is calculated, and the process proceeds to Step SA40.
[0058]
[Expression 17]

Current initial value I at the start of the above calculation A ini and terminal voltage initial value V A ini and the initial open circuit voltage V₀ A ini is as follows.
I A ini = I A (k)
V A ini = V A (k)
V₀ A ini = V A (k) -NAIBU (k-1) × I A (k)
FINI A = 0
FSHU A = 0 (FSHU A is a convergence flag)
However, NAIBU (k−1) is the latest internal resistance optimum value. Current I is at the start of calculation If A = 0, the open circuit voltage initial value is equal to the terminal voltage initial value. Also, the convergence flag is cleared.
Here, the initial value of the open circuit voltage estimated value at the time of initialization is calculated from the latest internal resistance estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means among the plurality of open circuit voltage estimating means, the current detection value and the terminal voltage detection value. Is calculated by the following equation (18).

As the initial value of the open circuit voltage, the optimum value V of the latest estimated open circuit voltage₀There is also a method using (k-1).
V₀ A ini = V₀(k-1)
As described above, when the latest open-circuit voltage estimated value calculated by the optimum open-circuit voltage estimating means is used as the initial value, the value is an estimated value before the initialization time, and thus the true value of the open-circuit voltage is determined. There may be some deviation from the value. Therefore, if configured as in the above equation (18), the internal resistance estimated value is the previous value, but the current detection value and the terminal voltage detection value are detection values at the time of initialization. Near initial values can be used.
[0059]
In step SA40, as described below, the current difference value ΔI is obtained by subtracting the initial value from the current and voltage values at that time. A (k) and terminal voltage difference value ΔV A (k) is calculated.
△ I A (k) = I A (k) -I A ini
△ V A (k) = V A (k) -V A ini
In step SA42, whether or not the estimated value of the open circuit voltage estimating means A11 has converged is determined as a current difference value ΔI. Determine with A (k). That is, if the current difference value is a sufficiently large predetermined value (for example, 5 A), it can be determined that the estimated value has converged (YES). Therefore, △ I If A (k) ≧ predetermined value, it is determined that the process has converged, and the process proceeds to step SA44. Otherwise (NO), the process proceeds to step SA50.
In order to ensure convergence determination, a predetermined value having a sufficiently large current difference value may be determined to have converged when a predetermined time has elapsed. In Step SA44, it is determined that the estimated value of the open circuit voltage estimating means A11 has converged, and the convergence flag FSHU A = 1 is set (convergence processing).
[0060]
In step SA50, the current difference value ΔI A (k) and terminal voltage difference value ΔV A (k) is subjected to an appropriate low-pass filter process for noise removal, and the current difference value ΔI is again processed after the process. A (k) and terminal voltage difference value ΔV Let A (k).
In step SA60, ΔI is applied to the adaptive digital filter. A (k) and ΔV A (k) is input and the above equation (13) is calculated. Note that the current difference value and the terminal voltage difference value are input because the initial value of the estimation parameter in the adaptive digital filter is set to about 0, so that the input is all 0 so that the estimation parameter does not diverge when the estimation calculation starts. It is to do.
u (k) = △ I A (k), y A (k) = △ V A (k)
θ^T(k) = {− a₁(k), b₀(k), b₁(k), -c₁(k)}
ω^T(k) = {y (k-1), u (k), u (k-1), r (k-1)}
Note that r (k−1) is calculated by the equation (14).
[0061]
In step SA70, (Expression 12-1), (Expression 12-2), and (Expression 14) are calculated.
In step SA80, equation (15) is calculated and ΔV is calculated as follows:₀ A (k), R₁+ R₂, R₁・ C₁, △ V Find A (k). However, △ V₀ A (k) is the change in the estimated open circuit voltage from the start of the estimation calculation, ΔV A (k) is a change in the estimated terminal voltage value from the start of the estimation calculation.

In step SA90, the open circuit voltage estimated value V is as follows.₀ A (k) and terminal voltage estimated value V A (k) is calculated. That is, ΔV calculated in step SA80₀ Since A (k) is the change in the open circuit voltage from the start of the identification algorithm, the initial open circuit voltage V₀ A Ini is added to open circuit voltage estimated value V₀ A (k) is calculated. ΔV Since A (k) is the change in the terminal voltage from the start of the identification algorithm, the terminal voltage initial value V A terminal voltage estimated value V by adding ini A (k) is calculated.
V₀ A (k) = △ V₀ A (k) + V₀ A ini
V A (k) = △ V A (k) + V A ini
In step SA100, numerical values necessary for the next calculation are stored, and the current calculation of the open circuit voltage estimation means A11 is terminated.
[0062]
FIG. 12 is a flowchart of the open-circuit voltage estimation means B12, and this routine has a fixed period T._BPerformed every time. Period T_BIs an optimal calculation cycle for a certain temperature (for example, 0 ° C.). In addition, all variables and constants used in the calculations of the above (Equation 12-1), (Equation 12-2), (Equation 13), (Equation 14), and (Equation 15) T_B11 is used in each routine, and the period T in FIG._ADifferent from those used in every routine. Also, the initialization request flag FINI The initial state of B is 1.
[0063]
In step SB10, the current I detected by the current detection means 15 is displayed. B (k) and the terminal voltage V detected by the terminal voltage detection means 16 Read B (k).
In step SB20, initialization is determined based on the initialization request flag. That is, the initialization request flag FINI If B = 1 (required), the process proceeds to step SB30. FINI If B = 0 (unnecessary), the process proceeds to step SB40.
In step SB30, initialization processing is performed. That is, the initial value is set in, for example, the equation (17) to initialize the adaptive digital fill (also referred to as an identification algorithm), and the current initial value I at the start of calculation is calculated. B ini and terminal voltage initial value V B ini and the initial open circuit voltage V₀ B ini is calculated, and the process proceeds to Step SB40.
[0064]
Current initial value I at the start of the above calculation B ini and terminal voltage initial value V B ini and the initial open circuit voltage V₀ B ini is as follows. However, NAIBU (k−1) is the latest internal resistance optimum value. Current I is at the start of calculation If B = 0, the open circuit voltage initial value is equal to the terminal voltage initial value. Also, the convergence flag is cleared.
I B ini = I B (k)
V B ini = V B (k)
V₀ B ini = V B (k) −NAIBU (k−1) × I B (k)
FINI B = 0
FSHU B = 0
Here, the initial value of the open circuit voltage estimated value at the time of initialization is calculated from the latest internal resistance estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means among the plurality of open circuit voltage estimating means, the current detection value, and the terminal voltage detection value. Is calculated by the above equation (18).
[0065]
As the initial value of the open circuit voltage, the optimum value V of the latest estimated open circuit voltage is as follows:₀There is also a method of (k-1).
V₀ B ini = V₀(k-1)
In step SB40, the current difference value ΔI as described below. B (k) and terminal voltage difference value ΔV B (k) is calculated.
△ I B (k) = I B (k) -I B ini
△ V B (k) = V B (k) -V B ini
In step SB42, whether or not the estimated value of the open circuit voltage estimating means B12 has converged is determined as a current difference value ΔI. Judge with B (k). That is, if the current difference value is a sufficiently large predetermined value (for example, 5 A), it can be determined that the estimated value has converged. Therefore,
△ I If B (k) ≧ predetermined value, it is determined that the process has converged (YES), and the process proceeds to step SB44. Otherwise (NO), the process proceeds to step SB50. In order to ensure convergence determination, a predetermined value having a sufficiently large current difference value may be determined to have converged when a predetermined time has elapsed.
[0066]
In step SB44, it is determined that the estimated value of the open circuit voltage estimation means B12 has converged, and the convergence flag FSHU Let B = 1.
In step SB50, the current difference value ΔI B (k) and terminal voltage difference value ΔV B (k) is subjected to an appropriate low-pass filter process for noise removal, and the current difference value ΔI is again processed after the process. B (k) and terminal voltage difference value ΔV Let B (k).
[0067]
In step SB60, ΔI is applied to the adaptive digital filter. B (k) and ΔV Input B (k) and calculate (Equation 13). The reason for inputting the current difference value and the terminal voltage difference value is that the initial value of the estimation parameter in the adaptive digital filter is set to about 0, so that the input is set to 0 so that the estimation parameter does not diverge at the start of the estimation calculation. It is.
u (k) = ΔI B (k), y B (k) = △ V B (k)
θ^T(k) = {− a₁(k), b₀(k), b₁(k), -c₁(k)}
ω^T(k) = {y (k-1), u (k), u (k-1), r (k-1)}
r (k-1) is calculated from Equation (14).
[0068]
In step SB70, (Expression 12-1), (Expression 12-2), and (Expression 14) are performed.
In step SB80, equation (15) is performed. However, △ V₀ B (k) is the change in the estimated open circuit voltage from the start of the estimation calculation, and ΔV B (k) is a change in the estimated terminal voltage value from the start of the estimation calculation.

In step SB90, the open circuit voltage estimated value V is as follows.₀ B (k) and terminal voltage estimate V B (k) is calculated. That is, ΔV calculated in step SB80₀ Since B (k) is the change in the open circuit voltage from the start of the identification algorithm, the initial open circuit voltage V₀ B Ini is added to estimate the open circuit voltage V₀ B (k) is calculated. ΔV Since B (k) is the change in the terminal voltage from the start of the identification algorithm, the terminal voltage initial value V B terminal voltage estimated value V by adding ini B (k) is calculated.
V₀ B (k) = △ V₀ B (k) + V₀ B ini
V B (k) = △ V B (k) + V B ini
In step SB100, numerical values necessary for the next calculation are stored, and the current calculation of the open circuit voltage estimation means B12 is terminated.
[0069]
FIG. 13 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the initialization unit 13 of FIG. 9, and determines which of the open circuit voltage estimation unit A11 and the open circuit voltage estimation unit B12 is to be selected. This routine has a fixed period T_CPerformed every time. Period T_CIs the period T_AAnd period T_BIt is a smaller value. In FIG. 13, the open circuit voltage estimating means A11 is indicated as an estimator A, and the open circuit voltage estimating means B12 is indicated as an estimator B.
[0070]
In step SC10, the battery temperature T (k) detected by the battery temperature detecting means 17 in FIG. 10 is read. At this time, a filtering process may be performed to remove noise. In step SC20, the necessity for initialization is determined. This determination is made based on the time CNTINT (k) from the previous initialization. That is, if CNTINI (k) ≧ predetermined value (for example, 10 minutes), it is determined that initialization is necessary, and the process proceeds to step SC30. Otherwise, go to C25. However, the initial value CNTINI (k) = 0.
[0071]
In step SC25, the time since the last initialization is counted.
CNTINI (k) = CNTINI (k−1) +1
In step SC30, based on the battery temperature T (k), an estimation means that is not adapted to the temperature at that time is determined between the open circuit voltage estimation means A11 and the open circuit voltage estimation means B12. In other words, since the calculation cycle of the open circuit voltage estimation means is set so as to conform to a predetermined temperature, of the set temperatures of the two open circuit voltage estimation means, the one with the larger difference from the temperature at that time is considered nonconforming. to decide. For example, when the set temperature of the open circuit voltage estimating means A11 is 25 ° C. and the set temperature of the open circuit voltage estimating means B12 is 0 ° C., and T (k) ≧ predetermined value (for example, 15 ° C.), the open circuit voltage Since the estimation means A11 is more suitable, the process proceeds to step SC40 in order to initialize the open circuit voltage estimation means B12 which is less suitable. In other cases, since the open circuit voltage estimation means B12 is suitable, the process proceeds to step SC50.
[0072]
In step SC40, since the open circuit voltage estimation means A11 is suitable, the initialization flag is set to 1 in order to initialize the open circuit voltage estimation means B12. However, the actual initialization process is performed in step SB30 of FIG. Since the initialization is performed here, the time CNTINI (k) from the previous initialization and the convergence flag FSHU Clear B.
FINI B = 1, FSHU B = 0, CNTINI (k) = 0
In step SC50, since the open circuit voltage estimation means B12 is suitable, the initialization flag is set to 1 in order to initialize the open circuit voltage estimation means A11. However, the initialization process is actually performed in step SA30 in FIG. Since the initialization is performed here, the time CNTINI (k) from the previous initialization and the convergence flag FSHU Clear A.
FINI A = 1, FSHU A = 0, CNTINI (k) = 0
In step SC60, it is determined whether or not the estimated value of the initialized open circuit voltage estimation means has converged (YES: when converged, NO: when not converged). When one of the two open circuit voltage estimation means is initialized, the estimated value of the initialized open circuit voltage estimation means converges.
FSHU A = 1 and FSHU B = 1
Therefore, the process proceeds to step SC80. In other cases, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimation means has not converged, the process proceeds to step SC70.
Since the first time when the power is turned on, both the open circuit voltage estimating means A11 and B12 are initialized, the above condition includes the first time.
[0073]
In step SC70, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means has not yet converged, the open circuit voltage optimum value V is used as the estimated value of the previously selected open circuit voltage estimating means.₀(k) and the optimum internal resistance value NAIBU (k) are selected.
[0074]
FSHU A = 1 and FSHU In the case of B = 0, the open circuit voltage estimation means A11 is selected.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
FSHU A = 0 and FSHU If B = 1, the open circuit voltage estimation means B12 is selected.
V₀(k) = V₀ B (k)
NAIBU (k) = NAIBU B (k)
FSHU A = 0 and FSHU In the case of B = 0, the estimated value is not obtained from both open-circuit voltage estimating means while both open-circuit voltage estimating means have not yet converged from the first calculation at the time of power-on. Therefore, the open circuit voltage estimating means A11 is selected in consideration of the fact that the open circuit voltages of both the open circuit voltage estimating means are equal and hardly moving in the first calculation. The internal resistance hardly moves from the initial value.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
In step SC80, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means has converged, the open circuit voltage estimating means suitable for the battery temperature T (k) is determined. If T (k) ≧ predetermined value (for example, 15 ° C.), the open circuit voltage estimation means A11 is suitable, and the process proceeds to step SC90. In other cases, since the open circuit voltage estimation means B12 is suitable, the process proceeds to step SC100.
[0075]
In step SC90, the open circuit voltage estimation means A11 is selected and the estimated open circuit voltage is used.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
In step SC100, the open circuit voltage estimation means B12 is selected and the estimated open circuit voltage is used.
V₀(k) = V₀ B (k)
NAIBU (k) = NAIBU B (k)
In step SC110, V V selected in step SC70, step SC90 or step SC100 using the correlation map between the open circuit voltage and the charging rate shown in FIG.₀The charging rate SOC (k) is calculated from (k).
Note that V in FIG._LIs SOC = 0%, V_HIs an open circuit voltage corresponding to SOC = 100%.
Above, the routine of the initialization means 13 is complete | finished.
[0076]
In the above-described embodiment, an example in which two open circuit voltage estimating means A11 and B12 suitable for different temperatures are used has been described. However, a plurality of open circuit voltage estimating means suitable for more temperatures are operated, You may comprise so that the optimal open circuit voltage estimation means may be selected finely at step SC30 or step SC80.
[0077]
(Example 4)
FIG. 10 is a functional block diagram of the fourth embodiment, in which the battery temperature detecting means 17 is removed from FIG. This embodiment has a plurality of open-circuit voltage estimation means, and each open-circuit voltage estimation means is configured to be initialized in order at regular intervals. In this embodiment, a plurality of adaptive filters (open circuit voltage estimation means) are initialized in order at a constant period, and the latest estimated value of the adaptive filter is selected. Therefore, since at least one adaptive filter has been initialized, parameter identification does not stop, and parameters can be continuously estimated even when battery parameters change. A block diagram showing a specific configuration is the same as FIG.
[0078]
FIG. 14 is a flowchart showing another calculation process (fourth embodiment) corresponding to the initialization means 13. This routine has a fixed period T_DPerformed every time. Period T_DIs the period T_AAnd period T_BIt is a smaller value. Here, the period T_A= T_BIt is. In FIG. 13, the open circuit voltage estimating means A11 is indicated as an estimator A, and the open circuit voltage estimating means B12 is indicated as an estimator B.
[0079]
In step SD10, the necessity of initialization is determined based on the time CNTINI (k) from the previous initialization. That is, if CNTINI (k) ≧ predetermined value (for example, 10 minutes), it is determined that initialization is necessary, and the process proceeds to step SD30. In other cases, the process proceeds to step SD20. However, the initial value CNTINI (0) = 0.
[0080]
In step SD20, the time from the previous initialization is counted.
CNTINI (k) = CNTINI (k−1) +1
In step SD30, the open circuit voltage estimation means to be initialized is determined by the order flag FJUN. In the case of FJUN = 0, it is the order of initializing the open circuit voltage estimation means B12, so the process proceeds to step SD40. In the case of FJUN = 1, it is the order of initializing the open circuit voltage estimation means A11, so the process proceeds to step SD50. However, the initial value FJUN = 0. In this flow, two (or more) open circuit voltage estimation means are initialized in order.
[0081]
In step SD40, the initialization flag of B is set to 1 in order to initialize the open circuit voltage estimation means B12, but the initialization process is actually performed in step SB30 of FIG. Since the initialization is performed here, the time CNTINI (k) from the previous initialization and the convergence flag FSHU Clear B. Then, the order flag FJUN is inverted.
FINI B = 1, FSHU B = 0
CNTINI (k) = 0, FJUN = 1
In step SD50, the initialization flag of A is set to 1 in order to initialize the open circuit voltage estimation means A11, but the initialization process is actually performed in step SA30 of FIG. Since the initialization is performed here, the time CNTINI (k) from the previous initialization and the convergence flag FSHU Clear A. Then, the order flag FJUN is inverted.
FINI A = 1, FSHU A = 0
CNTINI (k) = 0, FJUN = 0
In step SD60, it is determined whether or not the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means has converged. When one of the open circuit voltage estimating means is initialized, the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means converges.
FSHU A = 1 and FSHU B = 1
Since this is the case only, the process proceeds to step SD80. In other cases, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimation means has not converged, the process proceeds to step SD70.
In the first calculation at the time of turning on the power, since the open circuit voltage estimating means A11 and the open circuit voltage estimating means B12 are both initialized, the above condition includes the first time.
[0082]
In step SD70, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means has not converged, the optimum value of the open circuit voltage V V is used as the estimated value of the previously selected open circuit voltage estimating means.₀(k) and the optimum internal resistance value NAIBU (k) are selected. That is,
FSHU A = 1 and FSHU In the case of B = 0, the open circuit voltage estimation means A11 is selected.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
FSHU A = 0 and FSHU If B = 1, the open circuit voltage estimation means B12 is selected.
V₀(k) = V₀ B (k)
NAIBU (k) = NAIBU B (k)
FSHU A = 0 and FSHU In the case of B = 0, since both open-circuit voltage estimating means have not yet converged from the first time when the power is turned on, no estimated value is obtained from both open-circuit voltage estimating means. Therefore, the open circuit voltage estimating means A11 is selected in consideration of the fact that the open circuit voltages of both the open circuit voltage estimating means are equal and hardly moving in the first calculation. The internal resistance hardly moves from the initial value.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
In step SD80, since the estimated value of the initialized open circuit voltage estimating means has converged, the latest open circuit voltage estimating means is determined. When FJUN = 0, the open circuit voltage estimation means A11 is initialized, and the process proceeds to step SD90. If FJUN = 1, the open circuit voltage estimation means B12 is initialized, and the process proceeds to step SD100.
[0083]
In step SD90, the open circuit voltage estimation means A11 is selected.
V₀(k) = V₀ A (k)
NAIBU (k) = NAIBU A (k)
In step SD100, the open circuit voltage estimation means B12 is selected.
V₀(k) = V₀ B (k)
NAIBU (k) = NAIBU B (k)
In step SD110, using the correlation map between the open circuit voltage and the charging rate shown in FIG. 5, the V selected in step SD70, step SD90 or step SD100 is selected.₀The charging rate SOC (k) is calculated from (k).
Note that V in FIG._LIs SOC = 0%, V_HIs an open circuit voltage corresponding to SOC = 100%.
[0084]
Hereinafter, the operation and effect of the third embodiment and the fourth embodiment will be described. First, the operation and effect of the fourth embodiment will be described.
[0085]
FIG. 15 is a diagram showing a parameter identification result in the first embodiment shown for comparison, and FIG. 16 is a diagram showing a parameter identification result in the fourth embodiment. These figures show parameter identification results when parameters of 0 ° C. and 25 ° C. are given as true values to the battery model, and the parameters of the battery model are switched from 0 ° C. to 25 ° C. during the simulation. 15 to 18, the true value is indicated by a broken line and the estimated value is indicated by a solid line.
[0086]
In Example 1 shown in FIG. 15, the parameter identification at 0 ° C. is successful, the internal resistance estimated value converges to the true value of 0 ° C., and the open circuit voltage estimated value also matches the true value calculated from the battery model. However, when the parameter of the battery model is switched from 0 ° C. to 25 ° C. ((1) in FIG. 15), parameter identification does not proceed and the estimated internal resistance does not change from 0 ° C. to the true value of 25 ° C. (FIG. 15 (2)). Therefore, at 25 ° C., the open circuit voltage estimated value does not match the true value at all. This is because the gain matrix of the adaptive filter that started at time = 0 becomes smaller and parameter identification has stopped.
[0087]
On the other hand, in Example 4, as shown in FIG. 16, parameter identification at 0 ° C. was successful, the internal resistance estimated value converged to the true value of 0 ° C., and the open circuit voltage estimated value was also calculated from the battery model. Matches the value. Further, even when the battery model parameter is switched from 0 ° C. to 25 ° C. ((1) in FIG. 16), the open circuit voltage estimation means (adaptive filter) is initialized in order at a constant cycle. Parameter identification proceeds with the adaptive filter, and the estimated internal resistance value changes from 0 ° C. to a true value of 25 ° C. ((2) in FIG. 16). Therefore, at 25 ° C., the open circuit voltage estimated value also matches the true value.
[0088]
Next, the effect of Example 3 is demonstrated. In the third embodiment, an inappropriate open-circuit voltage estimation means is determined based on the battery temperature and initialized, so even if the battery parameter changes due to a temperature change, the parameter estimated value follows the change of the battery parameter. Can solve the problem of not being able to.
[0089]
FIG. 17 is a diagram showing the results of parameter identification in Example 3, in which parameters of 0 ° C. and 25 ° C. are given as true values to the battery model, and the parameters of the battery model are switched from 0 ° C. to 25 ° C. during the simulation. This is a parameter identification result.
[0090]
In the fourth embodiment, since the adaptive filter is initialized in order at a constant period, it is initialized even when the parameter is not changed as in (3) and (4) in FIG. However, when the estimated value of the adaptive filter is switched before and after the initialization, there is a possibility that a slight hunting may occur. In the third embodiment, only the open-circuit voltage estimating means that has become incompatible due to the temperature changing from 0 ° C. to 25 ° C. is initialized ((1) in FIG. 17), so that the initialization can be suppressed to the minimum necessary number. I can do it. In this case, of course, parameter identification proceeds with the initialized adaptive filter, and the estimated internal resistance value changes from 0 ° C. to a true value of 25 ° C. ((2) in FIG. 17). Therefore, at 25 ° C., the open circuit voltage estimated value substantially coincides with the true value.
[0091]
Further, when the calculation cycles of the plurality of open circuit voltage estimation means are set to different times (cycle T_A≒ cycle T_B) Solves the problem that when the battery parameter varies greatly depending on the temperature, the open-circuit voltage estimation means can be calculated at the optimal calculation cycle according to the battery parameter, so that it cannot be optimally identified even when the battery parameter changes. it can. FIG. 18 shows the period T_AConforms to 25 ° C and has a period T_BIs a figure showing the parameter identification results when the parameters of 0 ° C and 25 ° C are set as true values and the parameters of the battery model are switched from 0 ° C to 25 ° C during the simulation. is there. In the example shown in FIG. 17, since the calculation cycles of a plurality of adaptive filters are the same, when the optimum calculation cycle is set at 0 ° C., it is not optimal for parameter identification at 25 ° C., so that the open circuit voltage estimated value converges. Is delayed ((3) in FIG. 17). On the other hand, in the example of FIG. 18, the parameter identification by the open circuit voltage estimating means set to the optimum calculation cycle at 0 ° C. is successful, and the internal resistance estimated value converges to the true value of 0 ° C. Also agrees with the true value calculated from the battery model. Further, when the battery model parameter is switched from 0 ° C. to 25 ° C. ((1) in FIG. 18), the open circuit voltage estimation means set to the optimum calculation cycle at 25 ° C. is initialized. The other open-circuit voltage estimating means advances in parameter identification, and the internal resistance estimated value quickly changes from 0 ° C. to a true value of 25 ° C. ((2) in FIG. 18). Therefore, at 25 ° C., the open circuit voltage estimated value quickly matches the true value ((3) in FIG. 18).
[0092]
Further, when the adaptive filter is initialized and restarted, the initial value of the open circuit voltage estimated value is required. When current = 0
Terminal voltage = initial value of estimated open circuit voltage
So you can initialize and start again, but when the current ≠ 0
Terminal voltage ≠ initial value of open circuit voltage estimate
So you can't initialize and start again. Therefore, the latest open circuit voltage estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means among the plurality of open circuit voltage estimating means is used as the initial value of the open circuit voltage estimated value. In this way, regardless of whether or not the current is 0 at the time of initialization, the calculation of the adaptive filter can be initialized and restarted.
[0093]
As described above, when the latest open-circuit voltage estimated value calculated by the optimum open-circuit voltage estimating means is set as the initial value, the calculation of the adaptive filter can be initialized and restarted, but the value is initialized. Since the estimated value is earlier than the point in time, there is a possibility that it is slightly deviated from the true value of the open circuit voltage. Therefore, from the latest internal resistance estimated value calculated by the optimum open-circuit voltage estimating means among a plurality of open-circuit voltage estimating means, the current detection value and the terminal voltage detection value at the time of initialization, the open-circuit voltage estimation value at initialization Is calculated by the equation (18).
If configured as described above, the internal resistance estimated value is the previous value, but since the current detection value and the terminal voltage detection value are detection values at the time of initialization, an initial value closer to the true value of the open circuit voltage should be used. I can do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the basic configuration of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit model of a secondary battery.
4 is a flowchart of processing performed by the microcomputer of the electronic control unit 30. FIG.
FIG. 5: Open circuit voltage V₀And correlation map of charge rate SOC.
FIG. 6 is a flowchart showing processing of Example 2;
FIG. 7 is a diagram showing a battery characteristic map, where A is a map corresponding to the battery internal resistance, and B is a map corresponding to a time constant.
FIG. 8 is a diagram showing an example of estimation simulation results for numerical values in the first and second embodiments.
FIG. 9 is a functional block diagram illustrating the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a fourth embodiment in function blocks.
FIG. 11 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the open circuit voltage estimation means A11.
FIG. 12 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the open circuit voltage estimation means B12.
FIG. 13 is a flowchart showing a calculation process corresponding to the initialization unit 13;
FIG. 14 is a flowchart showing another calculation process corresponding to the initialization unit 13;
FIG. 15 is a diagram showing a parameter identification result in the first embodiment.
FIG. 16 shows parameter identification results in Example 4.
FIG. 17 is a diagram showing parameter identification results in Example 3.
FIG. 18 is a diagram illustrating parameter identification results when different calculation periods are used according to temperatures in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adaptive filter calculating means 2 ... Parameter vector (theta) (k) calculating means
3 ... Gain matrix P (k) computing means 4 ... Offset term variable r (k-1) computing means
5 ... Open circuit voltage V₀(k) Calculation means 6 ... SOC calculation means
7 ... Battery current I (k) measuring means 8 ... Battery voltage V (k) measuring means
10 ... Secondary battery 11 ... Open circuit voltage estimation means A
12 ... Open circuit voltage estimation means B 13 ... Initialization means
14 ... SOC calculation means 15 ... Battery current measurement means
16 ... Battery voltage measuring means 17 ... Battery temperature detecting means
20 ... Loads of motors, etc. 30 ... Electronic control unit
40 ... Ammeter 50 ... Voltmeter
60 ... Thermometer

Claims

二次電池の電流Ｉと端子電圧Ｖとを計測し、適応デジタルフィルタを用いて、前記電流Ｉと端子電圧Ｖの計測値から開路電圧Ｖ_０を推定し、予め求めた開路電圧Ｖ_０と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定する充電率推定装置において、
下記（数１）式に示す連続時間系の電池モデルを用いて、適応デジタルフィルタ演算を行い、（数１）式中のオフセット項であるＶ_０および過渡項であるＡ(ｓ）、Ｂ(ｓ）に対応するパラメータを一括推定し、
かつ、前記の推定した各パラメータから電池内部抵抗または電池時定数を求め、予め記憶してある電池内部抵抗と充電率のマップデータ、または電池時定数と充電率のマップデータに基づいて電池劣化度を推定することを特徴とする二次電池の充電率推定装置。

ただし、ｓはラプラス演算子、Ａ(ｓ）、Ｂ(ｓ）は、ｓの多項式関数The current I and terminal voltage V of the secondary battery is measured by using an adaptive digital filter, said current estimates the open-circuit voltage V ₀ from the measured value of I and the terminal voltage V, the charging and the open circuit voltage V ₀ previously determined In the charging rate estimation device that estimates the charging rate based on the relationship with the rate SOC,
An adaptive digital filter operation is performed using a continuous-time battery model expressed by the following (Equation 1), and the offset term V ₀ and the transient terms A (s), B ( s) collectively estimate the parameters corresponding to
In addition, the battery internal resistance or battery time constant is obtained from each of the estimated parameters, and the battery deterioration degree is calculated based on the stored battery internal resistance and charge rate map data or the battery time constant and charge rate map data. charging rate estimating device for a secondary battery and estimating a.

Where s is a Laplace operator, A (s) and B (s) are polynomial functions of s

前記（数１）式に示す連続時間系の電池モデルを、離散時間系表現に変換した下記（数２）式で示される自己回帰型モデルを用いて、適応デジタルフィルタ演算を行い、各パラメータ（ａ_ｋ、ｂ_ｋ、ｃ_ｋ、ｒ_ｋ）を一括推定し、さらに、下記（数３）式を用いて開路電圧Ｖ_０を推定演算することを特徴とする請求項１に記載の二次電池の充電率推定装置。

ただし、（数２）式、（数３）式において、
Ｖ_ｊ−ｋはｋサンプリング周期前の端子電圧
Ｉ_ｊ−ｋはｋサンプリング周期前の電流
ａ_ｋ、ｂ_ｋ、ｃ_ｋは定数ｒ_ｊ−ｋはオフセット項の仮変数
Ｎ，Ｐは次数ｅ_ｊは白色雑音Using an autoregressive model represented by the following (Equation 2) obtained by converting the continuous-time battery model represented by the above (Equation 1) into a discrete time system expression, an adaptive digital filter operation is performed, and each parameter ( 2. The secondary battery according to claim 1, wherein a _k , b _k , c _k , and r _k ) are collectively estimated, and the open circuit voltage V ₀ is estimated and calculated using the following equation (3): Charging rate estimation device.

However, in (Expression 2) and (Expression 3),
V _j−k is the terminal voltage before the k sampling period I _j−k is the current a _k , b _k , and _{k k} are constants before the k sampling period r _j−k is the temporary variable of the offset term N and P are the orders e _j Is white noise

二次電池の電流を検出する手段と、
二次電池の端子電圧を検出する手段と、
前記電流検出値と前記端子電圧検出値とを、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに入力して開路電圧推定値を演算する開路電圧推定手段を複数個と、
前記複数の開路電圧推定手段を一定周期で順に初期化する初期化手段と、
前記複数個の開路電圧推定手段の中から最新の開路電圧推定値を選択し、その値から予め求めた開路電圧と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定する充電率推定手段と、
を備えたことを特徴とする二次電池の充電率推定装置。Means for detecting the current of the secondary battery;
Means for detecting the terminal voltage of the secondary battery;
A plurality of open circuit voltage estimation means for inputting the current detection value and the terminal voltage detection value to an adaptive digital filter using a battery model to calculate an open circuit voltage estimation value;
Initialization means for sequentially initializing the plurality of open circuit voltage estimation means at a constant period;
A charge rate estimating means for selecting a latest open circuit voltage estimated value from the plurality of open circuit voltage estimating means and estimating a charge rate based on a relationship between the open circuit voltage and the charge rate SOC determined in advance from the value;
A charging rate estimation device for a secondary battery, comprising:

二次電池の電流を検出する手段と、
二次電池の端子電圧を検出する手段と、
二次電池の温度を検出する手段と、
前記電流検出値と前記端子電圧検出値とを、電池モデルを用いた適応デジタルフィルタに入力して開路電圧推定値を演算する開路電圧推定手段を複数個と、
前記温度検出値に基づいて、前記複数の開路電圧推定手段のうちの不適合な開路電圧推定手段を判定し、それを初期化する初期化手段と、
前記温度検出値に基づいて前記複数の開路電圧推定手段のうちから最適な開路電圧推定値を選択し、その値から予め求めた開路電圧と充電率ＳＯＣとの関係に基づいて充電率を推定する充電率推定手段と、
を備えたことを特徴とする二次電池の充電率推定装置。Means for detecting the current of the secondary battery;
Means for detecting the terminal voltage of the secondary battery;
Means for detecting the temperature of the secondary battery;
A plurality of open circuit voltage estimation means for inputting the current detection value and the terminal voltage detection value to an adaptive digital filter using a battery model to calculate an open circuit voltage estimation value;
Based on the temperature detection value, an unsuitable open circuit voltage estimating means among the plurality of open circuit voltage estimating means is determined, and an initializing means for initializing it,
Based on the temperature detection value, an optimum open-circuit voltage estimated value is selected from the plurality of open-circuit voltage estimating means, and the charging rate is estimated based on the relationship between the open-circuit voltage and the charging rate SOC determined in advance from the value. Charging rate estimation means;
A charging rate estimation device for a secondary battery, comprising:

前記複数個の開路電圧推定手段の演算周期を相互に異なる時間に設定したことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の充電率推定装置。The secondary battery charge rate estimation apparatus according to claim 4 , wherein the calculation cycles of the plurality of open circuit voltage estimation means are set to different times.

前記初期化手段は、最適な開路電圧推定手段が演算する開路電圧推定値を、開路電圧推定値の初期値とすることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の二次電池の充電率推定装置。Wherein the initialization means, the secondary according to the open circuit voltage estimated value optimum open circuit voltage estimating means for calculating, in any one of claims 3 to 5, characterized in that the initial value of the open circuit voltage estimated value Battery charge rate estimation device.

前記初期化手段は、最適な開路電圧推定手段が演算した電池の内部抵抗推定値と、前記電流検出値と前記端子電圧検出値から、初期化時の開路電圧推定値を演算し、それを初期値とすることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れかに記載の二次電池の充電率推定装置。The initialization means calculates an open circuit voltage estimated value at the time of initialization from the battery internal resistance estimated value calculated by the optimum open circuit voltage estimating means, the current detection value and the terminal voltage detection value. charging rate estimating device for a secondary battery according to any one of claims 3 to 5, characterized in that a value.