專(zhuān)利名稱(chēng)：二次電池充電 /放電電量的估計(jì)方法和裝置，二次電池極化電壓的估計(jì)方法和裝置，以及 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于估計(jì)可充電電池的剩余容量(soc)的技術(shù)，諸如作為電動(dòng)機(jī)的電
源或各種負(fù)載的驅(qū)動(dòng)源安裝在純電動(dòng)汽車(chē)(PEV)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV)等上 的鎳-金屬氫化物(Ni—腿)電池。
背景技術(shù)：
為使汽車(chē)的燃料消耗效率最大化，現(xiàn)有的HEV通過(guò)檢測(cè)可充電電池的電壓、電 流、溫度等，并進(jìn)行計(jì)算來(lái)估計(jì)可充電電池的剩余容量(S0C)，進(jìn)行S0C的控制。 為了精確進(jìn)行SOC的控制，需要正確地估計(jì)充電和放電過(guò)程中可充電電池的SOC。
現(xiàn)有的估計(jì)SOC的方法，檢測(cè)在預(yù)定期間內(nèi)的電池電壓V和充電一放電電流I， 計(jì)算電流的積分值/I，根據(jù)溫度T、電池電壓V和積分電流值/I的函數(shù)關(guān)系，將之 前估計(jì)的電池極化電壓Vc(t-l)更新到Vc(t)，求出校正電壓V' (二V-Vc(t))。獲得 校正電壓V'和電路I的多個(gè)數(shù)據(jù)組并保存起來(lái)。通過(guò)使用數(shù)據(jù)組進(jìn)行回歸分析，獲 得線性回歸線(電壓V' —電流I回歸線)。V' -I回歸線的V截距作為電動(dòng)勢(shì)E估計(jì)， 根據(jù)之前估計(jì)的SOC、電動(dòng)勢(shì)E、溫度T和電流積分值/I的函數(shù)關(guān)系(例如參考專(zhuān)利 文獻(xiàn)l)，估計(jì)出S0C。 專(zhuān)利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2001-223033號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題
但是，上述現(xiàn)有的SOC估計(jì)方法具有以下問(wèn)題。
為了估計(jì)S0C，該方法首先利用電流傳感器檢測(cè)流過(guò)可充電電池的充電/放電電 流。用于例如HEV等場(chǎng)合時(shí)，所述電流傳感器需要檢測(cè)大的電流。當(dāng)使用高精度的 電流傳感器時(shí)，成本增加。因此，只能使用精度相對(duì)低的便宜的電流傳感器。利用 這種電流傳感器檢測(cè)的電流包含測(cè)量誤差。該電流誤差體現(xiàn)為S0C的估計(jì)誤差。尤 其是，當(dāng)充電/放電率小于電流誤差時(shí)(例如，當(dāng)充電/放電率是lA，而電流誤差是 士2A時(shí))，隨著時(shí)間的推移，估計(jì)的SOC開(kāi)始以不可預(yù)見(jiàn)的方式呈現(xiàn)。
并且，如上述現(xiàn)有技術(shù)的例子，當(dāng)估計(jì)SOC的方法考慮進(jìn)極化電壓的影響，并 將之前估計(jì)的電池極化電壓Vc (t-1)更新為Vc (t)，作為電流傳感器檢測(cè)的積分電流 值的函數(shù)時(shí)，之前計(jì)算的極化電壓包括電流誤差，會(huì)導(dǎo)致極化電壓的估計(jì)誤差。隨
著時(shí)間推移，估計(jì)誤差累積，增加了soc實(shí)際值和估值之間的誤差。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種不受電流測(cè)量誤差的影響，估計(jì)充電/放電電 量和極化電壓的方法和裝置，從而提供一種即使在電流值包括測(cè)量誤差時(shí)也能以高 精度來(lái)估計(jì)SOC的方法和裝置。
解決問(wèn)題的方法
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法 的第一個(gè)方面，步驟包括檢測(cè)流過(guò)可充電電池的電流和對(duì)應(yīng)該電流的可充電電池的 端電壓的數(shù)據(jù)組，并獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組；當(dāng)滿(mǎn)足了特定的選擇條件(例如，充電/放 電方向的電流值在預(yù)定范圍(例如士50A)，在充電/放電方向有預(yù)定數(shù)量的多個(gè)數(shù) 據(jù)組(例如在60個(gè)樣本中各方向有10個(gè)數(shù)據(jù))，并且在獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組期間的充電/ 放電電量在預(yù)定的范圍(例如0.3Ah)內(nèi))，計(jì)算無(wú)負(fù)載電壓(Vs印)，該無(wú)負(fù)載電 壓是通過(guò)使用所述多組數(shù)據(jù)、利用最小二乘法等回歸分析等的統(tǒng)計(jì)處理獲得的近似 直線在零電流狀態(tài)處的電壓截距；當(dāng)特定的電流條件(例如；電流的絕對(duì)值小于 IOA)或電壓條件(例如電壓的變化量小于1V)持續(xù)滿(mǎn)足了一定的時(shí)間(例如10秒) ，從可充電電池所述端電壓計(jì)算出開(kāi)路電壓(Voc);從所述無(wú)負(fù)載電壓或開(kāi)路電壓
計(jì)算出零電流狀態(tài)電壓(VZO);保存所述零電流狀態(tài)電壓；計(jì)算出從所述零電流狀 態(tài)電壓保存到隨后計(jì)算出零狀態(tài)電壓期間的零電流狀態(tài)電壓變化量(AVZO);根據(jù)
所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出估計(jì)蓄電池充電/放電電量(A Qe)。
根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)方面的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法進(jìn)一步包括以 下步驟，預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(AVzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù) (A Vbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)和電壓變 化量調(diào)整系數(shù)(Kb)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；預(yù)設(shè)定 電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是對(duì)應(yīng)剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電 電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定； 以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是剩余容量使用 區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的極化電壓變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和 充電/放電狀態(tài)決定；利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(Keq+Kpo1)計(jì)算出作為 所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法的第二方面進(jìn)一步包括在對(duì) 應(yīng)本發(fā)明的蓄電池充電/放電電量估計(jì)方法的第一方面中，根據(jù)所述估計(jì)充電/放電 電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);保存所述計(jì)算出的極化電壓； 計(jì)算出所述極化電壓的保存時(shí)間(th);以及根據(jù)所述保存的極化電壓和保存時(shí)間， 計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(AVbp(th));所述計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量的 步驟包括，根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出
所述估計(jì)充電/放電電量。
在這種情況下，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電流變化量的步驟包括，通過(guò)所述保存的 極化電壓乘以為所述保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法的第二方面進(jìn)一步包括步驟 ，預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(AVzo)的電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所 述電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)電量決定 ;預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域 內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池物理特性和充電/放電 狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是對(duì)應(yīng) 剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的極化電壓變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池 的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表達(dá)式 △ Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(Keq+Kpo1)計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量 AVzo和所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量AVbp(th)函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量△ Qe
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法的第三方面在對(duì)應(yīng)本發(fā)明 的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的第一方面中進(jìn)一步包括步驟，根據(jù)所述估 計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓；根據(jù)所述保存的零電流狀 態(tài)電壓和所述極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的電動(dòng)勢(shì)(Veq);保存所述計(jì)算出 的電動(dòng)勢(shì)；從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存期間的檢測(cè)充電 /放電電量(AQm);根據(jù)所述保存的電動(dòng)勢(shì)和所述檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于 計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);以及計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(A Veq) ，其是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和所述保存的電動(dòng)勢(shì)之間的 差；所述計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量的步驟包括，根據(jù)所述電動(dòng)勢(shì)的變化量加上所 述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量。在這種情況下，所述計(jì)算 出用于計(jì)算估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)的步驟包括，預(yù)先準(zhǔn)備以溫度為參數(shù) 的并相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性，計(jì)算出一電 動(dòng)勢(shì)作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從 對(duì)應(yīng)于所述保存電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(A Qm)獲得 的剩余容量。
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法的第三個(gè)方面進(jìn)一步包括步 驟，預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(A Vzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc) 和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)依 賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常 數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)為對(duì)應(yīng)剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量的極
化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表 達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(A Veq/A Qm+Kpol)計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓 變化量AVzo和所述電動(dòng)勢(shì)變化量以及所述檢測(cè)充電/放電電量函數(shù)的所述估計(jì)充 電/放電電量△ Qe。
根據(jù)本發(fā)明的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方面的第四個(gè)方面在對(duì)應(yīng)本發(fā)明 的所述蓄電池充電/放電電量估計(jì)方法的第一方面中進(jìn)一步包括，根據(jù)所述估計(jì)充 電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);保存所述計(jì)算出的極化
電壓；計(jì)算出所述極化電壓的保存時(shí)間(th);根據(jù)所述保存的極化電壓和保存時(shí) 間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(AVbp(th));根據(jù)所述保存的零電流狀態(tài)電壓和
所述保存的極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的電動(dòng)勢(shì)；保存所述計(jì)算出的電動(dòng)勢(shì) (Veq);從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存期間的檢測(cè)充電/ 放電電量(AQm);根據(jù)所述保存的電動(dòng)勢(shì)和檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算 所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);以及計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(AVeq)，其是
用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和所述保存的電動(dòng)勢(shì)之間的差；所 述計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量的步驟包括，根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量和所 述電動(dòng)勢(shì)變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量
在這種情況下，所述計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量的步驟包括通過(guò)所述保存的 極化電壓乘以為所述保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量。
并且，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)的步驟包括，預(yù)先設(shè) 定以溫度為參數(shù)，并相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特 性，計(jì)算出一電動(dòng)勢(shì)作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電
動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從對(duì)應(yīng)于所述保存電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電 電量(AQm)獲得的剩余容量。
根據(jù)本發(fā)明的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的第四個(gè)方面進(jìn)一步包括以 下步驟，預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(AVzo)的調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述調(diào) 整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電 壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是對(duì)應(yīng)剩余容量使用區(qū)域的充電/放電 電量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定 ;利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(A Veq/A Qm+Kpol)計(jì)算出作為所述零 電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量AVbp(th)、所述電動(dòng)勢(shì)變化 量AVeq和所述檢測(cè)充電/放電電量AQra函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量△ Qe。
為達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明用于估計(jì)可充電電池充電/放電電量的裝置的第 一方面包括，電流檢測(cè)部，用于檢測(cè)流過(guò)所述可充電電池的電流作為電流數(shù)據(jù) (I(n));電壓檢測(cè)部，用于檢測(cè)所述可充電電池的端電壓作為電壓數(shù)據(jù)(V(n));無(wú)
負(fù)載電壓運(yùn)算部，用于獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組，每個(gè)數(shù)據(jù)組包括來(lái)自所述電流檢測(cè)部的電 流數(shù)據(jù)和來(lái)自電壓檢測(cè)部、對(duì)應(yīng)所述電流數(shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)，并當(dāng)滿(mǎn)足特定的選擇條 件(例如，充電/放電方向的電流值在預(yù)定的范圍(例如，土50A)，所述多個(gè)數(shù)據(jù) 組至少有預(yù)定的數(shù)目處在充電/放電方向(例如，60個(gè)樣本中每個(gè)方向包括10個(gè)數(shù)
據(jù))，并且獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組期間的充電/放電電量在預(yù)定的范圍內(nèi)(例如0.3Ah)) ，計(jì)算出無(wú)負(fù)載電壓(Vs印)，所述無(wú)負(fù)載電壓是利用所述多個(gè)數(shù)據(jù)組通過(guò)一諸如使 用最小二乘法等回歸分析等的一統(tǒng)計(jì)處理獲得的近似直線在零電流狀態(tài)的電壓截 距；開(kāi)路電壓運(yùn)算部，用于當(dāng)特定的電流條件或(例如電流的絕對(duì)值小于10A)或 電壓條件(例如電壓的變化量小于1V)持續(xù)滿(mǎn)足一定的時(shí)間(例如10秒)時(shí)，通過(guò) 所述可充電電池端電壓計(jì)算開(kāi)路電壓(Voc);零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部，用于通過(guò)所 述無(wú)負(fù)載電壓或所述開(kāi)路電壓，計(jì)算零電流狀態(tài)電壓(Vzo);零電流狀態(tài)電壓保存 部，用于保存所述零電流狀態(tài)電壓；零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出從 所述零電流狀態(tài)電壓保存到隨后計(jì)算出零電流狀態(tài)電壓期間的零電流狀態(tài)電壓變 化量(AVzo);以及估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，用于根據(jù)所述零電流狀態(tài)電壓變化 量，計(jì)算出可充電電池的估計(jì)充電/放電電量(AQe)。
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置的第一方面進(jìn)一步包括電壓 變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量 (A Vzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變化 量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀 態(tài)決定；電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì) 變化常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并依賴(lài)所 述可充電電池物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用 于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使 用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量變化量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池物理特 性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc) /(Keq+Kpo1)，所述 估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo函數(shù)的所 述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的第二方面在根據(jù)本發(fā)明的可 充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第一方面中進(jìn)一步包括，極化電壓運(yùn)算部，用 于根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);極化 電壓保存部，用于保存所述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的極化電壓；以及時(shí)間依賴(lài)電壓 變化量運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述極化電壓保存部的極化電壓和極化電壓的保存 時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(AVbp(th));所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部， 根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充 電/放電電量。
在這種情況下，所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部通過(guò)保存在所述極化電壓保存 部的極化電壓乘以為所述保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電壓變 化量。
根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)可充電電池充電/放電電量裝置的第二方面進(jìn)一步包括電壓 變化量調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(A Vzo)的電 壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性 和充電/放電狀態(tài)決定；電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq) ，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化 量，并依賴(lài)所述可充電電池物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常 數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于 剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量變化量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電 電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表達(dá)式△ Qe= Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(Keq+Kpo1)，所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部計(jì)算出作為所 述零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo和所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp (th)函數(shù)的所述 估計(jì)充電/放電電量A Qe。
根據(jù)本發(fā)明可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置的第三方面在根據(jù)本發(fā)明的 可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第一方面中包括，極化電壓運(yùn)算部，用于根 據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);第一電動(dòng) 勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述零電流狀態(tài)電壓保存部?jī)?nèi)的零電流狀態(tài)電壓和由所 述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的電動(dòng)勢(shì)(Veq);電 動(dòng)勢(shì)保存部，用于保存所述第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出的電動(dòng)勢(shì)；檢測(cè)充電/放電電 量運(yùn)算部，用于從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存在所述電動(dòng) 勢(shì)保存部期間的檢測(cè)充電/放電電量(AQm);第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在 所述電動(dòng)勢(shì)保存部的電動(dòng)勢(shì)和所述檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì) 充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);以及電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變 化量(AVeq)，其是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和保存在所述電
動(dòng)勢(shì)保存部的電動(dòng)勢(shì)之間的差；所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，根據(jù)所述電動(dòng)勢(shì) 變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量。
在這種情況下，預(yù)先準(zhǔn)備以溫度為參數(shù)的相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電 動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性，所述第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出一電動(dòng)勢(shì)，作為用于計(jì) 算所述估計(jì)充電/放電電量電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從對(duì)應(yīng)于保存在所述 電動(dòng)勢(shì)保存部的所述電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(AQm) 而獲得的剩余容量。
根據(jù)本發(fā)明的可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第三個(gè)方面進(jìn)一步包括， 電壓變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化
量(A Vzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變 化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電 狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol) ，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量的極化電壓 變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表達(dá)式 △ Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/ (△ Veq/A Qm+Kpol)，所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部計(jì) 算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述電動(dòng)勢(shì)變化量AVeq和所述檢測(cè)充 電/放電電量AQm函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
根據(jù)本發(fā)明的可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第四個(gè)方面在根據(jù)本發(fā)明 的所述可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第一方面中進(jìn)一步包括，極化電壓運(yùn) 算部，用于根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpo1) ;極化電壓保存部，用于保存所述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的極化電壓；時(shí)間依賴(lài)電 壓變化量運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述極化電壓保存部的極化電壓和保存時(shí)間，計(jì) 算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(AVbp(th));第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述 零電流狀態(tài)電壓保存部的所述零電流狀態(tài)電壓和保存在所述極化電壓保存部的所 述極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的電動(dòng)勢(shì)(Veq);電動(dòng)勢(shì)保存部，用于保存由 所述第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出的所述電動(dòng)勢(shì)；檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算部，用于從 流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存到所述電動(dòng)勢(shì)保存部的期間 檢測(cè)充電/放電電量(AQm);第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存
部的所述電動(dòng)勢(shì)和檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的 電動(dòng)勢(shì)(Veq2);電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(AVeq)，所述電 動(dòng)勢(shì)變化量是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和保存在所述電動(dòng)勢(shì) 保存部的電動(dòng)勢(shì)之間的差；其中所述估計(jì)充電/放電電量的運(yùn)算部，用于根據(jù)所述 時(shí)間依賴(lài)電壓變化量和電動(dòng)勢(shì)變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述 估計(jì)充電/放電電量。
在這種情況下，其中所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部通過(guò)將保存在所述極化電 壓保存部的極化電壓乘以為所述保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài) 電壓變化量。
并且，預(yù)先準(zhǔn)備以溫度為參數(shù)的相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性 ，通過(guò)參考該特性，所述第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出一電動(dòng)勢(shì)，作為用于計(jì)算所述估 計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從對(duì)應(yīng)于保存在所述電動(dòng)勢(shì) 保存部的所述電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(AQm)獲得的 剩余容量。
根據(jù)本發(fā)明的可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置的第四個(gè)方面進(jìn)一歩包括以 下步驟，電壓變化量調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量
(A VZ0)的調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/ 放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù) (Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量的極 化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；利用表 達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/ (△ Veq/A Qm+Kpo1)，所述估計(jì)充電/放電電量 運(yùn)算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量 AVbp(th)、所述電動(dòng)勢(shì)變化量AVeq和所述檢測(cè)充電/放電電量AQm函數(shù)的所述估 計(jì)充電/放電電量△ Qe。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)可充電電池的極化電壓的方法包括利用估 計(jì)可充電電池充電/放電電量方法的第一到第四個(gè)方面中的任意一個(gè)，計(jì)算估計(jì)充 電/放電電量；根據(jù)估計(jì)充電/放電電量再計(jì)算可充電電池的極化電壓。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)可充電電池剩余容量的方法包括使用上述 估計(jì)可充電電池充電/放電電量方法的第一到第四方面中的任意一個(gè)，計(jì)算估計(jì)充 電/放電電量；并根據(jù)估計(jì)充電/放電電量計(jì)算可充電電池的剩余容量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)可充電電池的極化電壓的裝置，包括根據(jù) 由估計(jì)可充電電池的充電/放電電量的裝置的第一到第四方面中的任意一個(gè)計(jì)算出 的估計(jì)充電/放電電量，再計(jì)算可充電電池極化電壓的極化電壓再運(yùn)算部。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)可充電電池剩余容量的裝置，包括根據(jù)由 估計(jì)可充電電池的充電/放電電量的裝置的第一到第四方面中的任意一個(gè)計(jì)算出的 估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算可充電電池剩余容量的剩余容量運(yùn)算部。
本發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)受電流測(cè)量誤差影響很小的檢測(cè)電壓(從無(wú)負(fù)載電壓或開(kāi)路 電壓計(jì)算出的零電流狀態(tài)電壓)，計(jì)算出的估計(jì)充電/放電電量幾乎不含電流測(cè)量誤 差，并且利用估計(jì)充電/放電電量所計(jì)算出的極化電壓和SOC也不受電流測(cè)量誤差影 響。這樣改進(jìn)了估計(jì)SOC的精度，并使實(shí)行SOC管理的電池能夠執(zhí)行保護(hù)控制并延長(zhǎng) 電池的壽命。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)的方框圖； 圖2是示出包括根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的可充電電池的充電/放電電量估計(jì)方法的
SOC估計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池組系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)的方框圖； 圖4是示出用來(lái)計(jì)算時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)的作為極化電壓保存時(shí)間
th函數(shù)的極化電壓衰減率y的曲線>
圖5是示出包括根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的可充電電池的充電/放電電量估計(jì)方法的
SOC估計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池組系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)的方框圖； 圖7是示出電動(dòng)勢(shì)Veq —剩余容量的特性曲線，用來(lái)從保存的電動(dòng)勢(shì)(第一電動(dòng)
勢(shì)Veql)以及從檢測(cè)充電/放電電量A Qm得出的用于計(jì)算估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)
勢(shì)(第二電動(dòng)勢(shì)Veq2)計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq;
圖8是示出包括根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的可充電電池的充電/放電電量估計(jì)方法的
SOC估計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池組系統(tǒng)的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；

圖10是示出包括根據(jù)第四實(shí)施例的可充電電池的充電/放電電量估計(jì)方法的
SOC估計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖11是示出根據(jù)圖10的流程圖、計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量A Qe的時(shí)間變化， 和通過(guò)利用高精度電流傳感器測(cè)得的積分電流值計(jì)算出的實(shí)際充電/放電電量A Qt 的時(shí)間變化的曲線圖。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
1A， 1B， 1C， 1D電池組系統(tǒng) 100電池組
101A, IOIB， IOIC， IOID， 電池ECU (充電/放電電量估計(jì)裝置，極化電壓 估計(jì)裝置，SOC估計(jì)裝置)
102 電壓檢測(cè)部
103 電流檢測(cè)部
104 溫度檢測(cè)部
105 無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部
106 開(kāi)路電壓運(yùn)算部
107 零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部
108 零電流狀態(tài)電壓保存部
109 零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部
110 極化電壓運(yùn)算部 1101 查詢(xún)表(LUT)
111 極化電壓保存部 1111計(jì)時(shí)器
112 時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部
113 第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部
114 電動(dòng)勢(shì)保存部
115 檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算部
116 第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部
1161査詢(xún)表(LUT)
117 電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部
118A， 118B， 118C， 118D 估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部
119 SOC運(yùn)算部
120 極化電壓再運(yùn)算部 1201 査詢(xún)表(LUT)
121 電壓變化量調(diào)整常數(shù)(△ Vbc)-調(diào)整系數(shù)(Kb)設(shè)定部 1211 査詢(xún)表(LUT)
122 電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)設(shè)定部 1221 査詢(xún)表(LUT)
123 極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)設(shè)定部 1231 査詢(xún)表(LUT)
124 電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)設(shè)定部
較佳實(shí)施例
本發(fā)明的較佳實(shí)施例將結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明。 (第一實(shí)施例)
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組系統(tǒng)示例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖1中， 電池組系統(tǒng)1A包括電池組100和包括本發(fā)明S0C估計(jì)裝置、作為微機(jī)系統(tǒng)一部分的電 池ECU101A。
電池組IOO，安裝在例如HEV上，由多個(gè)電池塊電連接串聯(lián)形成。為了獲得預(yù)定 的輸出供給電機(jī)，每個(gè)電池塊由例如是鎳-金屬氫化物電池的多個(gè)單電池或電池模 組電連接串聯(lián)形成。
電池ECU101A包括電壓檢測(cè)部102，其用于通過(guò)電壓傳感器(圖中未示)在預(yù)定 采樣周期內(nèi)檢測(cè)的電池組IOO內(nèi)的各電池塊的端電壓作為電壓數(shù)據(jù)V (n)來(lái)測(cè)定，電 流檢測(cè)部103，其用于通過(guò)電流傳感器(圖中未示)在預(yù)定采樣周期內(nèi)檢測(cè)的電池 組100的充電/放電電流作為電流數(shù)據(jù)I(n)(標(biāo)示的標(biāo)記不是充電方向就是放電方向 )來(lái)測(cè)定，以及溫度檢測(cè)部104，其用于通過(guò)溫度傳感器(圖中未示)檢測(cè)的電池組 lOO的各個(gè)電池塊的溫度作為溫度數(shù)據(jù)T(n)來(lái)測(cè)定。
來(lái)自電壓檢測(cè)部102的電壓數(shù)據(jù)V (n)和來(lái)自電流檢測(cè)部103的電流數(shù)據(jù)I (n)作 為數(shù)據(jù)組輸入無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部105。當(dāng)滿(mǎn)足了特定的選擇條件，也就是，在充電 方向(-)和放電方向(+)的電流數(shù)據(jù)I (n)的值在預(yù)定的范圍(例如，土50A)，在充電 /放電方向至少有預(yù)定數(shù)目的電流數(shù)據(jù)I(n)(例如，在60個(gè)樣本中，每個(gè)方向包括
IO個(gè)數(shù)據(jù))，并且數(shù)據(jù)組獲得過(guò)程中的充電/放電電量在預(yù)定的范圍(例如0.3 Ah)
，該無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部105判定電壓數(shù)據(jù)V(n)和電流數(shù)據(jù)I(n)的數(shù)據(jù)組是有效的數(shù) 據(jù)組。
其次，無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部105通過(guò)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)處理，例如利用最小二乘法等方法 的回歸分析等，從有效數(shù)據(jù)組獲得線性電壓一電流線(接近直線)，計(jì)算出無(wú)負(fù)載 電壓Vs印，即為零電流狀態(tài)的電壓值(電壓截距)。
電壓數(shù)據(jù)V (n)和電流數(shù)據(jù)I (n)也輸入開(kāi)路電壓運(yùn)算部106。當(dāng)特定的電流條件 (例如電流數(shù)據(jù)I(n)的絕對(duì)值小于10A)或特定的電壓條件(例如，電壓數(shù)據(jù)V(n) 的變化量小于1V)持續(xù)滿(mǎn)足一段時(shí)間期間(例如，10秒)時(shí)，所述開(kāi)路電壓運(yùn)算部106 在每個(gè)電池塊的電壓數(shù)據(jù)V(n)的平均值Vave上，加上組件電阻Rcom乘以電流數(shù)據(jù) I(n)的平均值Iave的積，來(lái)校正由組件電阻引起的壓降并計(jì)算出開(kāi)路電壓Voc (Voc=Vave+Rcom*Iave)。
'來(lái)自無(wú)負(fù)載電壓計(jì)算部105的無(wú)負(fù)載電壓Vs印和來(lái)自開(kāi)路電壓運(yùn)算部106的開(kāi) 路電壓Voc輸入零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部107。當(dāng)滿(mǎn)足了上述選定條件時(shí)，零電流狀態(tài) 電壓運(yùn)算部107判定計(jì)算精確度足夠高并選擇所述無(wú)負(fù)載電壓Vs印。當(dāng)所選條件不 滿(mǎn)足但上述電流條件或電壓條件持續(xù)滿(mǎn)足一定時(shí)間期間時(shí)，零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部 107也判定計(jì)算精度足夠高并選擇所述開(kāi)路電壓Vos，所選的電壓作為零電流狀態(tài)電 壓Vzo輸出。當(dāng)上述任何一個(gè)條件都不滿(mǎn)足時(shí)，不計(jì)算零電流狀態(tài)電壓Vzo。這種結(jié) 構(gòu)保證了零電流狀態(tài)電壓Vzo有足夠高的計(jì)算精度。
來(lái)自零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部107的零電流狀態(tài)電壓Vzo輸入零電流狀態(tài)電壓保 存部作為電壓Vzoh保存。
通過(guò)零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部107隨后計(jì)算出的零電流狀態(tài)電壓Vzo和保存在零 電流狀態(tài)電壓保存部108的零電流狀態(tài)電壓Vzoh輸入到零電流狀態(tài)電壓改變量運(yùn)算 部109，計(jì)算出零電流狀態(tài)電壓Vzo與保存的零電流狀態(tài)電壓Vzoh之間的變化量(零 電流狀態(tài)電壓變化量)AVzo。在此，不是算出在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)的電壓變化量。保 存計(jì)算出的零電流狀態(tài)電壓，并計(jì)算出保存的零電流狀態(tài)電壓和隨后計(jì)算出的零電 流狀態(tài)電壓之間的電壓變化量。當(dāng)不能獲得無(wú)負(fù)載電壓Vs印和開(kāi)路電壓Voc時(shí)，這 樣減少了不能計(jì)算電壓變化量狀況的發(fā)生。
查詢(xún)表(LUT) 1211預(yù)保存了以溫度為參數(shù)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)A Vbc和電壓 變化量調(diào)整系數(shù)Kb的值，所述值取決于由可充電電池的物理屬性決定的極化特性或 可充電電池的充電和放電(使用)狀態(tài)決定的電壓衰減特性，通過(guò)參考該查詢(xún)表1211 ，電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)—調(diào)整系數(shù)(Kb)設(shè)定部121預(yù)設(shè)定電壓變化量調(diào)整常 數(shù)A Vbc和電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb。例如，對(duì)應(yīng)溫度25。 C， LUT 1211保存0. 01 V 作為電壓變化量調(diào)整常數(shù)A Vbc的值。調(diào)整系數(shù)Kb是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)適當(dāng)設(shè)定的系數(shù)
通過(guò)參考査詢(xún)表(LUT) 1221，根據(jù)溫度檢測(cè)部104檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)T(n)，電動(dòng) 勢(shì)變化常數(shù)(Keq)設(shè)定部122預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)Keq。更具體的，電動(dòng)勢(shì)變化常 數(shù)設(shè)定部122參考對(duì)應(yīng)于S0C使用區(qū)域內(nèi)(例如，在20X到80M的S0C范圍)充電( 或放電)電流量值的電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)Keq值特性曲線的傾斜度，該電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù) Keq預(yù)保存在LUT1221中以溫度為參數(shù)，其值取決于可充電電池的物理特性或充電/ 放電(使用)狀態(tài)。例如，對(duì)應(yīng)溫度25。 C ， LUT表1221保存了0. 1 V/Ah作為電動(dòng) 勢(shì)變化常數(shù)Keq的值。
通過(guò)參考査詢(xún)表(LUT) 1231，根據(jù)溫度檢測(cè)部104檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)T(n)，極化電 壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)設(shè)定部123預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpo1。更具體的，所述極化 電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部123參考對(duì)應(yīng)于充電(或放電)電流量值的極化電壓發(fā)生常數(shù) Kpol值特性曲線的傾斜度，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpol預(yù)保存在查詢(xún)表LUT1231中 以溫度為參數(shù)，其值取決于可充電電池的物理特性或充電/放電(使用)狀態(tài)。例 如，對(duì)應(yīng)于溫度25。 C和60X的S0C， LUT 1231保存O. 1 V/Ah作為極化電壓發(fā)生常 數(shù)Kpol。
來(lái)自零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部109的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo，來(lái)自 電壓變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部121的電壓變化量調(diào)整常數(shù)A Vbc和電壓變 化量調(diào)整系數(shù)Kb，來(lái)自電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)設(shè)定部122的電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)Keq，以及來(lái)自 極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部123的極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpol輸入估計(jì)充電/放電電量運(yùn) 算部118A。所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118A使用以下表達(dá)式 △ Qe = Kb*(A Vzo+A Vbc)/(Keq+Kpo1)，計(jì)算出作為零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo 函數(shù)的估計(jì)充電/放電電量AQe 。
在此，不利用從無(wú)負(fù)載電壓Vs印或開(kāi)路電壓Voc獲得的零電流狀態(tài)電壓Vzo，但 利用零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo來(lái)計(jì)算出從算出一個(gè)電壓Vzo到算出隨后一個(gè)電 壓Vzo的預(yù)定期間內(nèi)的估計(jì)充電/放電電量A Qe。利用零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo 代替零電流狀態(tài)電壓A Vzo的原因如下。無(wú)負(fù)載電壓Vs印或開(kāi)路電壓Voc被模擬為由
包括電動(dòng)勢(shì)要素和極化電壓要素的要素構(gòu)成。電動(dòng)勢(shì)要素和極化電壓要素取決于充 電/放電電量而變化，因此，可以從零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo計(jì)算出估計(jì)充電/ 放電電量AQe。進(jìn)一步，計(jì)算估計(jì)充電/放電電量AQe的表達(dá)式中將電壓變化量調(diào) 整常數(shù)A Vbc與零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo相加的原因是，在預(yù)定期間發(fā)生的極化 衰減了，相加校正了極化的衰減量。
所述估計(jì)充電/放電電量AQe輸入到極化電壓再運(yùn)算部120。極化電壓再運(yùn)算 部120根據(jù)溫度檢測(cè)部104檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)T(n)，通過(guò)參考查詢(xún)表(LUT) 1201，再計(jì) 算極化電壓Vpe。更具體的，極化電壓再運(yùn)算部120參考對(duì)應(yīng)于估計(jì)充電/放電電量 值八Qe的極化電壓值Vpe特性曲線或表達(dá)式，所述極化電壓值Vpe以溫度為參數(shù)、預(yù) 保存在LUT1201中。進(jìn)一步，所述估計(jì)充電/放電電量A Qe輸入到S0C運(yùn)算部119，根據(jù)所述估計(jì)充 電/放電電量A Qe，利用極化電壓Vpe等算出電池組100中每個(gè)電池塊的SOC。
在本實(shí)施例中，充電/放電電量不利用現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)檢測(cè)電流進(jìn)行積分而計(jì)算 ，充電/放電電量A Qe而是作為零電流狀態(tài)電壓的函數(shù)計(jì)算，所述零電流狀態(tài)電壓 受到電流測(cè)量誤差的影響很小。這提高了極化電壓和SOC的計(jì)算精度。
現(xiàn)參考圖2，說(shuō)明具有本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)、用于估計(jì)電池組系統(tǒng)的SOC和極化 電壓的處理過(guò)程。
圖2是示出包括根據(jù)第一實(shí)施例的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的S0C估 計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理過(guò)程的流程圖。圖2中，首先檢測(cè)出電壓數(shù)據(jù) V(n)和電流數(shù)據(jù)I(n)作為數(shù)據(jù)組涉驟S201)。下一步，判斷由步驟S201檢測(cè)出的電 壓數(shù)據(jù)V(n)和電流數(shù)據(jù)I (n)的數(shù)據(jù)組是否滿(mǎn)足上述特定的選擇條件，來(lái)檢査所述數(shù) 據(jù)組是否是有效的數(shù)據(jù)組(歩驟S202)。在步驟S202的判斷中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)組滿(mǎn)足了 特定的選擇條件(是)，處理進(jìn)行到步驟S203，獲得多個(gè)有效數(shù)據(jù)組(例如，從60 個(gè)樣本中在充電和放電方向各獲得10個(gè)數(shù)據(jù)組)，利用有效的數(shù)據(jù)組、通過(guò)使用最小 二乘法等方法的回歸分析等的統(tǒng)計(jì)處理，求出線性近似線(V-I線)，并且將近似線 的V截距作為無(wú)負(fù)載電壓Vsep算出。下一步，從計(jì)算出的無(wú)負(fù)載電壓Vs印算出零電 流狀態(tài)電壓Vzo(步驟S206)，并作為電壓Vzoh保存(Vzoh — Vzo:步驟S207)。
當(dāng)步驟S202的判斷中，數(shù)據(jù)組不滿(mǎn)足特定的選擇條件(否)，處理進(jìn)行到步驟 S204來(lái)判斷數(shù)據(jù)組是否在一定時(shí)間期間持續(xù)滿(mǎn)足如上所述的特定電流條件或電壓 條件。在步驟S204的判斷中，當(dāng)數(shù)據(jù)組滿(mǎn)足特定的電流條件(例如，當(dāng)電路數(shù)據(jù)I(n) 的絕對(duì)值持續(xù)10秒小于10A)(是)或滿(mǎn)足電壓條件(例如，當(dāng)電壓數(shù)據(jù)V(n)的變化量 持續(xù)10秒小于1V)(是)，處理進(jìn)行到步驟S205，將電流數(shù)據(jù)I(n)的平均值Iave乘 以組件電阻Rcom得到的值加到這時(shí)各個(gè)電池塊的電壓數(shù)據(jù)V(n)的平均值Vave上， 來(lái)校正組件電阻引起的壓降并計(jì)算出開(kāi)路電壓Voc(Voc二Vave+RcomWave)。下一步 ，從算出的開(kāi)路電壓Voc算出零電流狀態(tài)電壓Vzo(步驟S206)并作為電壓Vzoh保存 (Vzoh — Vzo:步驟S207)。
在步驟S204的判斷中，當(dāng)數(shù)據(jù)組不滿(mǎn)足特定的電流條件和電壓條件(N0)，終 止該程序并且結(jié)束處理。
算出在下一歩的中斷處理中通過(guò)步驟S206算出的電壓Vzo相對(duì)于步驟S207保存 的零電流狀態(tài)電壓Vzoh變化的變化量(零電流狀態(tài)電壓變化量)A Vzo(步驟S208)
下一步，預(yù)設(shè)定電壓變化量調(diào)整常數(shù)A Vbc，電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb，電動(dòng)勢(shì) 變化常數(shù)Keq以及極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpol(歩驟S209， S210和S211)，并且估計(jì)充電/ 放電電量AQe，作為零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo的函數(shù)，利用表達(dá)式 A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(Keq+Kpol)計(jì)算出(步驟S212)。
進(jìn)一步，因?yàn)闃O化電壓是取決于電池的充電/放電歷史記錄的值，從估計(jì)充電/ 放電電量A Qe再計(jì)算極化電壓(步驟S214)'。
進(jìn)一步，根據(jù)這樣算出的估計(jì)充電/放電電量A Qe，利用極化電壓Vpe等計(jì)算出 S0C(步驟S213)。
如上所述，估計(jì)出電池組100中每個(gè)電池塊的剩余容量SOC和極化電壓Vpe 。 在本實(shí)施例中，雖然使用零電流狀態(tài)變化量A Vzo的線性表達(dá)式來(lái)計(jì)算估計(jì)充
電/放電電量AQe，也可以用N次函數(shù)表達(dá)式(N是自然數(shù))或指數(shù)函數(shù)表達(dá)式來(lái)代替。
(第二實(shí)施例)
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池組系統(tǒng)1B示例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖3中， 與圖l第一實(shí)施例的組件具有相同結(jié)構(gòu)和功能的組件給出相同的標(biāo)記，并不再說(shuō)明
本實(shí)施例的電池ECU1B，不但利用第一實(shí)施例中的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo ，并且通過(guò)從保存的極化電壓Vph和保存的時(shí)間th求出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量 △ Vbp(th)，用其代替電壓變化量調(diào)整系數(shù)A Vbc，算出估計(jì)充電/放電電量A Qe。
圖3中，來(lái)自估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118B的估計(jì)充電/放電電量A Qe輸入極 化電壓運(yùn)算部110。所述極化電壓運(yùn)算部110通過(guò)參考查詢(xún)表(LUT) 1101，根據(jù)溫度 檢測(cè)部104測(cè)出的溫度數(shù)據(jù)T(n)算出極化電壓Vpo1。更具體的，極化電壓運(yùn)算部110 參考預(yù)先保存在LUT1101中并以溫度為參數(shù)的對(duì)應(yīng)于估計(jì)充電/放電電量A Qe值的 極化電壓Vpol值的特性曲線或表達(dá)式。
來(lái)自極化電壓運(yùn)算部110的極化電壓Vpol輸入到極化電壓保存部lll并作為電 壓Vph保存，并且其保存時(shí)間th由計(jì)時(shí)器llll進(jìn)行計(jì)時(shí)。保存在極化電壓保存部lll 的極化電壓Vph和計(jì)時(shí)器llll計(jì)時(shí)的保存時(shí)間th輸入到時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部 112，保存的極化電壓Vph乘以如圖4所示為保存時(shí)間函數(shù)的極化電壓衰減率Y (th) ，來(lái)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)。
來(lái)自零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部109的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo ，來(lái)自時(shí) 間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部112的時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)，來(lái)自電壓變化量調(diào) 整系數(shù)設(shè)定部124的電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb，來(lái)自電動(dòng)勢(shì)變化系數(shù)設(shè)定部122的電動(dòng) 勢(shì)變化系數(shù)Keq，以及來(lái)自極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部123的極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpo1 輸入到估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118B。所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118B，使用 下述表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp (th)) / (Keq+Kpol)算出作為零電流狀態(tài)電壓變 化量A Vzo和時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)函數(shù)的估計(jì)充電/放電電量A Qe。
其余的結(jié)構(gòu)和作用與第一實(shí)施例的相同。
在本實(shí)施例中，使用時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)代替電壓變化量調(diào)整系數(shù)
AVbc。與第一個(gè)實(shí)施例相比，這提高了估計(jì)充電/放電電量AQe的計(jì)算精度。
圖5是顯示包括根據(jù)第二實(shí)施例的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的S0C估 計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖。圖5中，與圖2說(shuō)明的第一實(shí)施例 的步驟相同的步驟給出同樣的標(biāo)號(hào)，并不再說(shuō)明。
預(yù)設(shè)定電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb,電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)Keq以及極化電壓發(fā)生常數(shù) Kpol(步驟S501， S210和S211)，使用已在后述循環(huán)中預(yù)先算出并保存的時(shí)間依賴(lài)電 壓變化量A Vbp(th)，利用表達(dá)式Kb承(A Vzo+A Vbp(th))/(Keq+Kpo1)，計(jì)算出作為 零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo和時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)的函數(shù)的估計(jì)充電/ 放電電量A Qe(步驟S502)。
下一步，根據(jù)步驟S502預(yù)先算出的估計(jì)充電/放電電量AQe，計(jì)算出極化電壓 Vpol(步驟S503)。計(jì)算出的極化電壓Vpol作為電壓Vph保存，并且算出保存時(shí)間th( 步驟S505)。下一步，保存的極化電壓Vph乘以是保存時(shí)間th函數(shù)的極化電壓衰減率 Y (th)，算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)(步驟S506)。以這種方式算出的時(shí)間 依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)用來(lái)隨后在步驟S502計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量A Qe。
處理程序的其余部分與第一實(shí)施例的相同。
(第三實(shí)施例)
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池組系統(tǒng)1C示例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖6中， 與圖1第一實(shí)施例和圖3第三實(shí)施例的組件具有相同結(jié)構(gòu)和功能的組件給出相同的 標(biāo)記，并不再說(shuō)明。
本實(shí)施例的電池ECU1C對(duì)估計(jì)充電/放電電量A Qe的計(jì)算，不但利用第一實(shí)施例 中的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo，并且從零電流狀態(tài)電壓Vzo和極化電壓Vpol計(jì)算 電動(dòng)勢(shì)Veql，從保存的電動(dòng)勢(shì)Veql求得電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq，并通過(guò)電動(dòng)勢(shì)變化系 數(shù)A Veq除以從電流數(shù)據(jù)I(n)獲得的檢測(cè)充電/放電電量A Qm求出的值，代替電動(dòng)勢(shì) 變化系數(shù)Keq使用。
圖6中，來(lái)自極化電壓運(yùn)算部110的極化電壓Vpol和保存在零電流狀態(tài)電壓保 存部108的零電流狀態(tài)電壓Vzoh輸入到第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部113。在此，從保存的零電 流狀態(tài)電壓Vzoh減去極化電壓Vpol算出第一電動(dòng)勢(shì)Veql。第一電動(dòng)勢(shì)Veql保存在 電動(dòng)勢(shì)保存部114中。
進(jìn)一步，來(lái)自電流檢測(cè)部103的電流數(shù)據(jù)I(n)輸入到檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算 部115，對(duì)電流數(shù)據(jù)I(n)進(jìn)行積分算出檢測(cè)充電/放電電量A Qm。來(lái)自檢測(cè)充電/放 電電量運(yùn)算部115的檢測(cè)充電/放電電量A Qm與保存在電動(dòng)勢(shì)保存部114的電動(dòng)勢(shì) Veql輸入到第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部116。
第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部116計(jì)算出第二電動(dòng)勢(shì)Veq2，其是用于根據(jù)溫度檢測(cè)部104 檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)T(n)、通過(guò)參考査詢(xún)表(LUT)1161計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量。更具
體的，第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部116參考預(yù)先保存在LUT1161中、以溫度為參數(shù)、對(duì)應(yīng)于S0C 值的電動(dòng)勢(shì)Veq值表達(dá)式或特性曲線。如圖7的曲線圖所示，與保存的第一電動(dòng)勢(shì) Veql相對(duì)應(yīng)的SOC上加上或減去檢測(cè)充電/放電電量A Qm獲得一SOC，通過(guò)計(jì)算對(duì)應(yīng) 該SOC的電動(dòng)勢(shì)算出第二電動(dòng)勢(shì)Veq2 。
保存在電動(dòng)勢(shì)保存部114的第一電動(dòng)勢(shì)Veql和來(lái)自第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部116的第 二電動(dòng)勢(shì)Veq2輸入到電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部117，算出第一電動(dòng)勢(shì)Veql和第二電動(dòng)勢(shì) Veq2之差作為電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq，如圖7中的曲線圖所示。
來(lái)自零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部109的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo，來(lái)自 電壓變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部121的電壓變化量調(diào)整常數(shù)A Vbc和電壓變 化量調(diào)整系數(shù)Kb，來(lái)自極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部123的極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpo1，來(lái) 自電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部l 17的電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq以及來(lái)自檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算 部115的檢測(cè)充電/放電電量A Qm輸入到估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118C。估計(jì)充電/ 放電電量運(yùn)算部118C根據(jù)下述表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(A Veq/A Qm+Kpo1) ，算出作為零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo、電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq和檢測(cè)充電/放電電 量A Qm函數(shù)的估計(jì)充電/放電電量A Qe。
其余的結(jié)構(gòu)和作用與第一實(shí)施例的相同。
在本實(shí)施例中，根據(jù)電壓變化量(厶Vzo+A Vbc)，從電動(dòng)勢(shì)變化量算出估計(jì)充 電/放電電量A Qe。與第一實(shí)施例相比，這提高了估計(jì)充電/放電電量A Qe的計(jì)算精 度。
用來(lái)估計(jì)具有本實(shí)施例上述結(jié)構(gòu)的電池組系統(tǒng)的SOC和極化電壓的處理程序?qū)?參考圖8進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是顯示包括根據(jù)第三實(shí)施例的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的S0C估 計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法處理程序的流程圖。圖8中，與圖2中闡述的第一實(shí)施例 和圖5中闡述的第二實(shí)施例的相同步驟給出同樣的標(biāo)號(hào)，并不再說(shuō)明。
預(yù)設(shè)定電壓變化量調(diào)整系數(shù)A Vbc、電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb以及極化電壓發(fā)生 常數(shù)Kpol(步驟S209和S211)，并且使用后述循環(huán)預(yù)先算出并已保存的電動(dòng)勢(shì)變化 量△ Veq以及檢測(cè)充電/放電電量△ Qm ， 利用表達(dá)式 AQe=Kb* (ZWzo+ZWbc) / (AVeq/AQm+Kpo1)，算出作為零電流狀態(tài)電壓變化量 △ Vzo、電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq以及檢測(cè)充電/放電電量A Qm的函數(shù)的估計(jì)充電/放電電 量A Qe(步驟S801)。
下一步，根據(jù)步驟S502中預(yù)先算出的估計(jì)充電/放電電量A Qe計(jì)算出極化電壓 Vpol (步驟S503)。從保存的零電流狀態(tài)電壓Vzoh減去極化電壓Vpol算出第一電動(dòng) 勢(shì)Veql(步驟S802)。下一步，保存計(jì)算出的第一電動(dòng)勢(shì)Veql (步驟S803)，并且在第 一電動(dòng)勢(shì)Veql保存的過(guò)程中，計(jì)算出檢測(cè)充電/放電電量AQm(步驟S804)。第二
電動(dòng)勢(shì)，作為計(jì)算估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)，如圖7的曲線圖所示，從檢測(cè)充電
/放電電量A Qra算出(步驟S805)，并且第一電動(dòng)勢(shì)Veql和第二電動(dòng)勢(shì)Veq2之差作為 電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq算出(步驟S806)。以這種方式算出的電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq下一 步在步驟S801中用來(lái)計(jì)算估計(jì)充電/放電電量A Qe。 處理程序的其余部分與第一實(shí)施例的相同。
(第四實(shí)施例)
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池組系統(tǒng)1D示例結(jié)構(gòu)的方框圖。圖9中， 與圖l第一實(shí)施例、圖3第三實(shí)施例和圖6第四實(shí)施例的組件具有相同結(jié)構(gòu)和功能的 組件給出相同的標(biāo)記，并不再說(shuō)明。
本實(shí)施例的電池ECU1D，不但和第一實(shí)施例一樣利用零電流狀態(tài)電壓變化量
△ Vzo，并且和第二實(shí)施例一樣通過(guò)從保存的極化電壓Vph和保存的時(shí)間th算出時(shí)間 依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)并用時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)代替電壓變化量調(diào) 整系數(shù)A Vbc，進(jìn)一步和第三實(shí)施例一樣通過(guò)從零電流狀態(tài)電壓Vzo和極化電壓Vpo 算出電動(dòng)勢(shì)Veql，從保存的Veql求得電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq，并用通過(guò)電動(dòng)勢(shì)變化系 數(shù)A Veq除以從電流數(shù)據(jù)I(n)獲得的檢測(cè)充電/放電電量A Qm而求出的值，來(lái)代替電 動(dòng)勢(shì)變化系數(shù)Keq，從而計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量A Qe。
圖9中，來(lái)自零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部109的零電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo ，來(lái)自電壓變化量調(diào)整系數(shù)設(shè)定部124的電壓變化量調(diào)整系數(shù)Kb，來(lái)自極化電壓發(fā) 生常數(shù)設(shè)定部123的極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpo1，來(lái)自時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部112 的時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)，來(lái)自電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部117的電動(dòng)勢(shì)變化量
△ Veq，以及來(lái)自檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算咅卩115的檢測(cè)充電/放電電量A Qm輸入到估 計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118D。估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部118D使用下述表達(dá)式
△ Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(A Veq/A Qm十Kpol)，算出作為零電流狀態(tài)電壓變化 量A Vzo、時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)、電動(dòng)勢(shì)變化量A Veq和檢測(cè)充電/放電電 量A Qm的函數(shù)的估計(jì)充電/放電電量A Qe。
其余的結(jié)構(gòu)和作用與第一實(shí)施例、第二實(shí)施例和第三實(shí)施例相同。 本實(shí)施例中，時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp(th)用來(lái)代替電壓變化量調(diào)整常數(shù)
△ Vbc，并且根據(jù)電壓變化量(A Vzo+A Vbc)，從電動(dòng)勢(shì)變化量算出估計(jì)充電/放電 電量AQe。與第一、第二和第三實(shí)施例相比，這樣提高了估計(jì)充電/放電電量A Qe 的計(jì)算精度。
用來(lái)估計(jì)具有本實(shí)施例上述結(jié)構(gòu)的電池組系統(tǒng)的SOC和極化電壓的處理程序?qū)?參考圖10進(jìn)行說(shuō)明。
圖10是顯示包括根據(jù)第四實(shí)施例的可充電電池充電/放電電量估計(jì)方法的S0C 估計(jì)方法和極化電壓估計(jì)方法的處理程序的流程圖。圖10中，與圖2、 5和8中闡述 的第一實(shí)施例、第二實(shí)施例和第三實(shí)施例相同的步驟給&同樣的標(biāo)號(hào)，并不再說(shuō)明
圖10中，處理程序與第一、第二和第三實(shí)施例的不同在于計(jì)算估計(jì)充電/放電
電流A Qe的步驟S1001。步驟S1001的處理方法如上所述。
圖11是示出根據(jù)本實(shí)施例圖10的流程圖算出的估計(jì)充電/放電電量A Qe的時(shí)間 變化(以實(shí)線表示)和根據(jù)高精度電流傳感器(無(wú)電流誤差)檢測(cè)出的電流積分值 算出的充電/放電電量AQt (在本說(shuō)明書(shū)中稱(chēng)為"實(shí)際充電/放電電量")的時(shí)間變 化(以虛線表示)的曲線圖。
如圖11所示，本實(shí)施例使估計(jì)充電/放電電量A Qe能接近實(shí)際充電/放電電量 △ Qt。
工業(yè)應(yīng)用性
如上所述，本發(fā)明的所述可充電電池的充電/放電電流估計(jì)方法和裝置從受電 流測(cè)量誤差影響很小的檢測(cè)電壓(無(wú)負(fù)載電壓或開(kāi)路電壓)或從包括電流測(cè)量誤差 的檢測(cè)充電/放電電量，算出幾乎不包含電流測(cè)量誤差的估計(jì)充電/放電電量。進(jìn)一 步，本發(fā)明的可充電電池極化電壓估計(jì)方法和裝置以及可充電電池的SOC估計(jì)方法
和裝置，利用幾乎不包含電流測(cè)量誤差的估計(jì)充電/放電電量，來(lái)估計(jì)不受電流測(cè) 量誤差影響的極化電壓和SOC，使得本發(fā)明的方法和裝置可以應(yīng)用到要求高精度估 計(jì)SOC的純電動(dòng)汽車(chē)(PEV)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV)以及使用燃料電池和可充電 電池的混合電動(dòng)汽車(chē)等電動(dòng)車(chē)輛上。
權(quán)利要求
1、一種可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，所述方法包括步驟檢測(cè)流過(guò)可充電電池的電流和對(duì)應(yīng)所述電流的可充電電池的端電壓的數(shù)據(jù)組，并獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組；計(jì)算出無(wú)負(fù)載電壓，該電壓是當(dāng)滿(mǎn)足了特定的選擇條件時(shí)，利用所述多個(gè)數(shù)據(jù)組，通過(guò)統(tǒng)計(jì)處理獲得的近似直線在零電流狀態(tài)處的電壓截距；當(dāng)特定的電流或電壓條件持續(xù)滿(mǎn)足一定的時(shí)間時(shí)，通過(guò)所述可充電電池端電壓計(jì)算開(kāi)路電壓；通過(guò)所述無(wú)負(fù)載電壓或所述開(kāi)路電壓，計(jì)算零電流狀態(tài)電壓(Vzo)；保存所述零電流狀態(tài)電壓；計(jì)算出從所述零電流狀態(tài)電壓被保存到隨后計(jì)算出零電流狀態(tài)電壓期間的零電流狀態(tài)電壓變化量(ΔVzo)；以及根據(jù)所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出可充電電池估計(jì)充電/放電電量(ΔQe)。
2、 如權(quán)利要求l所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括步驟預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(AVzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù) (AVbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述的電壓變化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào) 整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是對(duì)應(yīng)剩余容量使用區(qū)域 內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放 電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是剩余容量使用區(qū) 域內(nèi)充電/放電電量的極化電壓變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充 電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(Keq+Kpo1)計(jì)算出作為所述零電流 狀態(tài)電壓變化量AVzo函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
3、 如權(quán)利要求l所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);保存所述計(jì)算出的極化電壓；計(jì)算出所述極化電壓的保存時(shí)間(th);以及根據(jù)所述保存的極化電壓和保存時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量 (AVbp(th)); 其中計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量的所述步驟包括，根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓 變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量。
4、 如權(quán)利要求3所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，其中計(jì)算出所 述時(shí)間依賴(lài)電流變化量的所述步驟包括，通過(guò)所述保存的極化電壓乘以為所述保存 時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括 步驟預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(A Vzo)的電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)， 所述電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū) 域內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池物理特性和充電/ 放電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是對(duì)應(yīng)剩余容量使 用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的極化電壓變化量，并且依賴(lài)所述可充電電池的物理特性 和充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp (th))/(Keq+Kpo1)計(jì)算出作為所述零 電流狀態(tài)電壓變化量A Vzo和所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量A Vbp (th)函數(shù)的所述估計(jì) 充電/放電電量△ Qe。
6、 如權(quán)利要求l所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓； 根據(jù)所述保存的零電流狀態(tài)電壓和所述極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的電 動(dòng)勢(shì)(Veq);保存所述計(jì)算出的電動(dòng)勢(shì)；從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存期間的檢測(cè)充電/放電 電量(A Qm);根據(jù)所述保存的電動(dòng)勢(shì)和所述檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì) 充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);以及計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(AVeq)，其是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和所述保存的電動(dòng)勢(shì)之間的差；其中計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量的所述步驟包括，根據(jù)所述電動(dòng)勢(shì)的變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量。
7、 如權(quán)利要求6所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，其中計(jì)算出用 于計(jì)算估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)的所述步驟包括，預(yù)先準(zhǔn)備以溫度為參數(shù) 的并相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性，計(jì)算出一電 動(dòng)勢(shì)作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從 對(duì)應(yīng)于所述保存電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(AQm)獲得 的剩余容量。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括 步驟預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(AVzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù) (AVbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整 系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)為對(duì)應(yīng)剩余容量使 用區(qū)域的充電/放電電量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和 充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(A Veq/A Qra+Kpo1)計(jì)算出作為所述 零電流狀態(tài)電壓變化量△ Vzo、所述電動(dòng)勢(shì)變化量△ Veq以及所述檢測(cè)充電/放電電 量A Qm函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量△ Qe。
9、 如權(quán)利要求l所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的極化電壓(Vpol);保存所述計(jì)算出的極化電壓；計(jì)算出所述極化電壓的保存時(shí)間(th);根據(jù)所述保存的極化電壓和保存時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量 (AVbp(th));根據(jù)所述保存的零電流狀態(tài)電壓和所述保存的極化電壓，計(jì)算出所述可充電電 池的電動(dòng)勢(shì)；保存所述計(jì)算出的電動(dòng)勢(shì)；從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述電動(dòng)勢(shì)保存期間的檢測(cè)充電/放電 電量(A Qm);根據(jù)所述保存的電動(dòng)勢(shì)和檢測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì)充電/ 放電電量的電動(dòng)勢(shì)；以及計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(A Veq)，其是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電 動(dòng)勢(shì)和所述保存的電動(dòng)勢(shì)之間的差；其中計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量的所述步驟包括，根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓 變化量和所述電動(dòng)勢(shì)變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電 /放電電量。
10、 如權(quán)利要求9所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，其中計(jì)算出時(shí) 間依賴(lài)電壓變化量的所述步驟包括通過(guò)所述保存的極化電壓乘以為所述保存時(shí)間 函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量。
11、 如權(quán)利要求9所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，其中計(jì)算出用 于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)的所述步驟包括，預(yù)先設(shè)定以溫度為參數(shù) 的并相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性，計(jì)算出一電 動(dòng)勢(shì)作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從 對(duì)應(yīng)于所述保存電動(dòng)勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(AQm)獲得 的剩余容量。
12、 如權(quán)利要求9到ll中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法， 進(jìn)一步包括步驟預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量(A Vzo)的調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述調(diào)整系 數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是對(duì)應(yīng)剩余容量使 用區(qū)域的充電/放電電量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和 充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(A Veq/A Qm+Kpo1)計(jì)算出作為 所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量AVbp(th)、所述電動(dòng) 勢(shì)變化量AVeq和所述檢測(cè)充電/放電電量AQm函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量 △ Qe。
13、 一種可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，所述裝置包括 電流檢測(cè)部，用于檢測(cè)流過(guò)所述可充電電池的電流作為電流數(shù)據(jù)； 電壓檢測(cè)部，用于檢測(cè)所述可充電電池的端電壓作為電壓數(shù)據(jù)；無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部用于獲得多個(gè)數(shù)據(jù)組，每個(gè)數(shù)據(jù)組包括來(lái)自所述電流檢測(cè)部的電流數(shù)據(jù)和來(lái)自電壓檢測(cè)部、對(duì)應(yīng)所述電流數(shù)據(jù)的電壓數(shù)據(jù)，并當(dāng)滿(mǎn)足特定的選 擇條件時(shí)，計(jì)算出無(wú)負(fù)載電壓，所述無(wú)負(fù)載電壓是利用所述多個(gè)數(shù)據(jù)組通過(guò)統(tǒng)計(jì)處 理獲得的回歸線在零電流狀態(tài)的電壓截距；開(kāi)路電壓運(yùn)算部，用于當(dāng)特定的電流或電壓條件持續(xù)滿(mǎn)足預(yù)定的時(shí)間時(shí)，通過(guò) 所述可充電電池端電壓計(jì)算出開(kāi)路電壓；零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部，用于通過(guò)所述無(wú)負(fù)載電壓或所述開(kāi)路電壓，計(jì)算零電 流狀態(tài)電壓(Vzo);零電流狀態(tài)電壓保存部，用于保存所述零電流狀態(tài)電壓；零電流狀態(tài)電壓變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出從所述零電流狀態(tài)電壓保存到隨后 計(jì)算出零電流狀態(tài)電壓的期間的零電流狀態(tài)電壓變化量(A Vzo);以及估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，用于根據(jù)所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出可 充電電池的估計(jì)充電/放電電量(A Qe)。
14、 如權(quán)利要求13所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括電壓變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓 變化量(A Vzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電 壓變化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/ 放電狀態(tài)決定；電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并依賴(lài)所述可 充電電池物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化 電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量變化量的極化電壓變化 量，并依賴(lài)所述可充電電池物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/(Keq+Kpol)，所述估計(jì)充電/放電電 量運(yùn)算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電 電量A Qe。
15、 如權(quán)利要求13所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括極化電壓運(yùn)算部，用于根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池 的極化電壓(Vpol);極化電壓保存部，用于保存所述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的所述極化電壓；以及時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述極化電壓保存部的所述極 化電壓和所述極化電壓的保存時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(AVbp(th));其中所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量加上所述 零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量。
16、 如權(quán)利要求15所述的可充電電池充電/放電的估計(jì)裝置，其中所述時(shí)間依 賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部通過(guò)保存在所述極化電壓保存部的所述極化電壓乘以為所述 保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量。
17、 如權(quán)利要求15或16所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括電壓變化量調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量 (AVzo)的電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電 池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)(Keq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化 常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域內(nèi)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)變化量，并依賴(lài)所述可 充電電池物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電 壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量變化量的極化電壓變化量 ，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式AQe: Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/(Keq+Kpo1)，所述估計(jì)充電/ 放電電量運(yùn)算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo和所述時(shí)間依賴(lài)電壓 變化量A Vbp (th)函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
18、 如權(quán)利要求13所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括極化電壓運(yùn)算部，用于根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池 的極化電壓；第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述零電流狀態(tài)電壓保存部?jī)?nèi)的所述零電 流狀態(tài)電壓和由所述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的所述極化電壓，計(jì)算出所述可充電電 池的電動(dòng)勢(shì)(Veq);電動(dòng)勢(shì)保存部，用于保存所述第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出的所述電動(dòng)勢(shì)； 檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算部，用于從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出所述電 動(dòng)勢(shì)保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部期間的檢測(cè)充電/放電電量(AQm);第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的電動(dòng)勢(shì)和所述檢測(cè)充 電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);以及電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(AVeq)，其是用于計(jì)算所述 估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的電動(dòng)勢(shì)之間的差；其中所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，根據(jù)所述電動(dòng)勢(shì)變化量加上所述零電流 狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量。
19、 如權(quán)利要求18所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，其中預(yù)先準(zhǔn) 備以溫度為參數(shù)的相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性 ，所述第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出一電動(dòng)勢(shì)，作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量 電動(dòng)勢(shì)(Veq2)，該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從對(duì)應(yīng)于保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的所述電動(dòng)勢(shì) 的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(A Qm)而獲得的剩余容量。
20、 如權(quán)利要求18或19所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步 包括電壓變化量調(diào)整常數(shù)一調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓 變化量(A Vzo)的電壓變化量調(diào)整常數(shù)(A Vbc)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述電 壓變化量調(diào)整常數(shù)和電壓變化量調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/ 放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電 壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式A Qe=Kb*(A Vzo+A Vbc)/ (△ Veq/A Qm+Kpo1)，所述估計(jì)充電 /放電電量運(yùn)算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述電動(dòng)勢(shì)變化量 △ Veq和所述檢測(cè)充電/放電電量A Qm函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
21、 如權(quán)利要求13所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括極化電壓運(yùn)算部，用于根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池 的極化電壓(Vpol);極化電壓保存部，用于保存所述極化電壓運(yùn)算部計(jì)算出的所述極化電壓 ，時(shí)間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述極化電壓保存部的所述極化 電壓和保存時(shí)間，計(jì)算出時(shí)間依賴(lài)電壓變化量(A Vbp (th));第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述零電流狀態(tài)電壓保存部的所述零電流 狀態(tài)電壓和保存在所述極化電壓保存部的所述極化電壓，計(jì)算出所述可充電電池的 電動(dòng)勢(shì)(Veq);電動(dòng)勢(shì)保存部，用于保存由所述第一電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出的所述電動(dòng)勢(shì)；檢測(cè)充電/放電電量運(yùn)算部，用于從流過(guò)所述可充電電池的電流計(jì)算出在所述 電動(dòng)勢(shì)保存到所述電動(dòng)勢(shì)保存部期間的檢測(cè)充電/放電電量(AQm);第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部，用于根據(jù)保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的所述電動(dòng)勢(shì)和所述檢 測(cè)充電/放電電量，計(jì)算出用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的電動(dòng)勢(shì)(Veq2);電動(dòng)勢(shì)變化量運(yùn)算部，用于計(jì)算出電動(dòng)勢(shì)變化量(AVeq)，所述電動(dòng)勢(shì)變化量 是用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量的所述電動(dòng)勢(shì)和保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的電 動(dòng)勢(shì)之間的差；其中所述估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部，用于根據(jù)所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量和所 述電動(dòng)勢(shì)變化量加上所述零電流狀態(tài)電壓變化量，計(jì)算出所述估計(jì)充電/放電電量
22、 如權(quán)利要求21所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，其中所述時(shí) 間依賴(lài)電壓變化量運(yùn)算部通過(guò)將保存在所述極化電壓保存部的極化電壓乘以為所 述保存時(shí)間函數(shù)的極化衰減率，計(jì)算出所述時(shí)間依賴(lài)電壓變化量。
23、 如權(quán)利要求21所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置，其中預(yù)先準(zhǔn) 備以溫度為參數(shù)的相對(duì)于所述可充電電池剩余容量的電動(dòng)勢(shì)特性，通過(guò)參考該特性 ，所述第二電動(dòng)勢(shì)運(yùn)算部計(jì)算出一電動(dòng)勢(shì)，作為用于計(jì)算所述估計(jì)充電/放電電量 的電動(dòng)勢(shì)(Veq2),該電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)通過(guò)從對(duì)應(yīng)于保存在所述電動(dòng)勢(shì)保存部的所述電動(dòng) 勢(shì)的剩余容量減去或加上所述檢測(cè)充電/放電電量(AQm)獲得的剩余容量。
24、 如權(quán)利要求21到23中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)裝置 ，進(jìn)一步包括 電壓變化量調(diào)整系數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定對(duì)應(yīng)所述零電流狀態(tài)電壓變化量 (A VZO)的調(diào)整系數(shù)(Kb)，所述調(diào)整系數(shù)依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/ 放電狀態(tài)決定；以及極化電壓發(fā)生常數(shù)設(shè)定部，用于預(yù)設(shè)定極化電壓發(fā)生常數(shù)(Kpol)，所述極化電壓發(fā)生常數(shù)是相對(duì)于剩余容量使用區(qū)域的充電/放電電量的極化電壓變化量，并依賴(lài)所述可充電電池的物理特性和充電/放電狀態(tài)決定；其中利用表達(dá)式八Qe= Kb*(A Vzo+A Vbp(th))/ (△ Veq/A Qm+Kpo1)，所述估 計(jì)充電/放電電量il算部計(jì)算出作為所述零電流狀態(tài)電壓變化量AVzo、所述時(shí)間依 賴(lài)電壓變化量AVbp(th)、所述電動(dòng)勢(shì)變化量AVeq和所述檢測(cè)充電/放電電量AQm 函數(shù)的所述估計(jì)充電/放電電量A Qe。
25、 一種可充電電池極化電壓的估計(jì)方法，所述方法包括步驟 利用根據(jù)權(quán)利要求l到12中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量；以及根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，再計(jì)算所述可充電電池的極化電壓。
26、 一種可充電電池剩余容量的估計(jì)方法，所述方法包括步驟 利用根據(jù)權(quán)利要求l到12中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電/放電電量的估計(jì)方法，計(jì)算出估計(jì)充電/放電電量；以及根據(jù)所述估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算所述可充電電池的剩余容量。
27、 一種可充電電池極化電壓的估計(jì)裝置，所述裝置包括極化電壓再運(yùn)算部，用于根據(jù)權(quán)利要求13到24中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電 /放電電量估計(jì)裝置計(jì)算出的估計(jì)充電/放電電量，再計(jì)算所述可充電電池的極化電壓。
28、 一種可充電電池剩余容量的估計(jì)裝置，所述裝置包括 剩余容量運(yùn)算部，用于根據(jù)權(quán)利要求13到24中任一項(xiàng)所述的可充電電池充電/放電電量估計(jì)裝置計(jì)算出的估計(jì)充電/放電電量，計(jì)算出所述可充電電池的剩余容
全文摘要
如果滿(mǎn)足了特定的選擇條件，無(wú)負(fù)載電壓運(yùn)算部(105)計(jì)算出無(wú)負(fù)載電壓，該無(wú)負(fù)載電壓是通過(guò)對(duì)多個(gè)包含電流數(shù)據(jù)I(n)和電壓數(shù)據(jù)V(n)的數(shù)據(jù)組用最小二乘法的統(tǒng)計(jì)處理求出的近似直線上、在電流為0時(shí)的電壓段。如果特定的電流條件或電壓條件持續(xù)地滿(mǎn)足預(yù)定的時(shí)間，開(kāi)路電壓運(yùn)算部(106)計(jì)算出二次電池的端電壓作為開(kāi)路電壓Voc，并且零電流狀態(tài)電壓保存部(108)保存零電流狀態(tài)電壓運(yùn)算部(107)計(jì)算出的零電流狀態(tài)電壓Vzo。通過(guò)使用預(yù)定的電壓變化量調(diào)整常數(shù)ΔVbc/調(diào)整系數(shù)Kb，電動(dòng)勢(shì)變化常數(shù)Keq以及極化電壓發(fā)生常數(shù)Kpol，估計(jì)充電/放電電量運(yùn)算部(118A)計(jì)算出作為零電流狀態(tài)電壓Vzo變化量ΔVzo函數(shù)的估計(jì)充電/放電電量ΔQe。估計(jì)充電/放電電量可以不受電流測(cè)量誤差的影響。
文檔編號(hào)H01M10/48GK101116003SQ200580047330
公開(kāi)日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者村上雄才 申請(qǐng)人:松下電動(dòng)車(chē)輛能源股份有限公司