电池状态估计装置以及电池状态估计方法制造方法及图纸

作为本发明专利技术的一个实施方式的电池状态估计装置，检测二次电池的电流和端子电压，使用检测到的电流和端子电压的测量值I(k)、V(k)估计基于规定的电池模型的二次电池的端子电压，逐次同定电池模型的参数使得基于端子电压的测量值的值与端子电压的估计值之差收敛为零。而且，在同定得到的参数中的特定参数为规定的第一阈值δ1以上的情况下，进行将特定参数的值设定为上述第一阈值δ1的上限限制处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及估计二次电池内部状态的。
技术介绍
作为二次电池的控制装置，已知如下一种控制装置定义规定的电池模型，根据二次电池的电流和端子电压的测量值估计基于电池模型的二次电池的端子电压，来作为电压估计值，逐次同定电池模型的参数，使得电压测量值与电压估计值之差收敛为零，由此估计电池内部状态(例如参照专利文献I)。 专利文献1:日本特开2003-185719号公报
技术实现思路
_4] 专利技术要解决的问题然而，在上述相关技术中，进行逐次同定的电池模型的参数有时包含同定误差，而且，进行逐次同定的电池模型的参数中的特定参数φη的同定误差对电池内部状态的估计结果造成的影响大，因此，在该特定参数φ的同定误差变大的情况下，有时不能确切地进行对电池内部状态的估计。本专利技术所要解决的问题是提供一种能够确切地进行对二次电池内部状态的估计的。_7] 用于解决问题的方案本专利技术的一个实施方式是如下一种电池状态估计装置检测二次电池的电流和端子电压，使用检测出的电流和端子电压的测量值来估计基于规定的电池模型的二次电池的端子电压，逐次同定电池模型的参数，使得基于端子电压的测量值的值与端子电压的估计值之差收敛为零。在该电池状态估计装置中，在同定得到的参数中的特定参数为规定的第一阈值以上的情况下，进行将特定参数的值设定为上述第一阈值的上限限制处理，由此解决上述问题。_9] 专利技术的效果根据本专利技术的一个实施方式，在同定得到的参数中的特定参数为规定的第一阈值以上的情况下，通过将特定参数的值设定为上述第一阈值，能够使基于该特定参数的同定误差的电池内部状态的估计误差减小，由此，能够确切地估计二次电池内部状态。附图说明图1是表示一个或者两个以上的实施方式涉及的二次电池的控制系统的结构的图。图2是图1所示的电子控制单元30的功能框图。图3是示出表示图1所示的二次电池的电池模型的等效电路模型的图。图4是本实施方式涉及的自适应同定系统的结构图。图5是表示二次电池的开路电压-充电率特性的一例的图。图6是表示本实施方式的电池模型的参数和充电率的估计处理的一例的流程图。图7是表示本实施方式的充电率的估计处理的模拟结果的一例的图。图8是表示利用与本实施方式关联的技术的充电率的估计处理的模拟结果的图。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的一个或者两个以上的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式涉及的二次电池的控制系统的结构的图。图1所示的控制系统是在如下系统中应用了实施方式所涉及的二次电池的控制装置的例子，该系统用二次电池对马达等负载进行驱动，或将马达再生产生的电力、以发动机作为动力源而利用交流发电机(alternator)进行发电而产生的电力来对二次电池进行充电。二次电池10由多个单位电池串联连接而成。作为构成二次电池10的单位电池， 例如能够列举出锂离子二次电池等锂系二次电池等。作为负载20，例如能够列举出马达等。电流传感器40是对流经二次电池10的充放电电流进行检测的传感器，由电流传感器40检测出的信号被发送到电子控制单元30。另外，电压传感器50是对二次电池10的端子电压进行检测的传感器，由电压传感器50检测出的信号被发送到电子控制单元30。此外，在二次电池10附近设置有用于检测二次电池10的温度的温度传感器60。温度传感器 60是使用了热电偶等的传感器，由温度传感器60检测出的信号也同样被发送到电子控制单元30。电子控制单元30是用于控制二次电池10的控制单元，由微计算机和电子电路等构成，该微计算机包括执行 由计算机程序规定的运算处理的CPU以及存储计算机程序、运算结果的ROM和RAM。图2表示电子控制单元30的功能框图。如图2所示，电子控制单元30具备电流检测部301、电压检测部302、温度检测部 303、状态变量滤波器运算部304、自适应同定运算部305、开路电压估计部306以及SOC估计部307。电流检测部301以规定周期获取来自电流计40的信号，根据来自电流计40的信号对流经二次电池10的充放电电流进行检测，由此获取电流测量值I (k)。电流检测部301 将获得的电流测量值I (k)发送到状态变量滤波器运算部304。电压检测部302以规定周期获取来自电压计50的信号，根据来自电压计50的信号来对二次电池10的端子电压进行检测，由此获取电压测量值v(k)。电压检测部302将获得的电流测量值V(k)发送到状态变量滤波器运算部304以及自适应同定运算部305。温度检测部303以规定周期获取来自温度传感器60的信号，根据来自温度传感器 60的信号对二次电池10的温度进行检测，由此获取电池温度T(k)。温度检测部303将获得的电池温度T(k)发送到自适应同定运算部305以及开路电压估计部306。状态变量滤波器运算部304定义二次电池10的电池模型，根据由电流检测部301 检测出的电流测量值I(k)和由电压检测部302检测出的电压测量值V(k)进行状态变量滤波器运算，求出变换状态量ω (k)。以下，对利用状态变量滤波器运算部304计算变换状态量ω (k)的计算方法进行说明。首先，对本实施方式所使用的“电池模型”进行说明。图3是表示二次电池10的电池模型的等效电路模型，图3所示的等效电路模型用下述式(I)表示。[式I]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.20 JP 2010-162738;2011.07.12 JP 2011-153661.一种电池状态估计装置，其特征在于，具备 电流检测部，其检测流经二次电池的电流来作为电流测量值； 电压检测部，其检测上述二次电池的端子电压来作为电压测量值； 同定运算部，其如式(17)所示那样定义上述二次电池的电池模型，在上述式(17)中，在将上述电压测量值设为V、将上述电流测量值设为1、将s设为微分算子、将A(S)和B(S)分别设为上述微分算子s的多项式函数的情况下，根据上述电流测量值和上述电压测量值估计基于上述电池模型的上述二次电池的端子电压来作为电压估计值，进行逐次同定上述电池模型的参数的逐次同定运算，使得基于上述电压测量值的值与上述电压估计值之差收敛为零；以及 限制处理部，其判断由上述同定运算部同定得到的参数中的与上述式(17)的多项式s*A(s)中的最高次数项的系数对应的最高次数项参数是否为规定的第一阈值以上，在上述最高次数项参数为上述第一阈值以上的情况下，进行将上述最高次数项参数的值设定为上述第一阈值的上限限制处理，[式 17]2.根据权利要求1所述的电池状态估计装置，其特征在于， 还具备开路电压估计部，该开路电压估计部根据由上述同定运算部同定得到的参数来估计上述二次电池的开路电压， 上述开路电压估计部使用由上述限制处理部进行上限限制处理而得到的值，作为由上述同定运算部同定得到的参数中的上述最高次数项参数，来进行上述开路电压的估计。3.根据权利要求2所述的电池状态估计装置，其特征在于， 上述同定运算部使用通过上述限制处理部进行上限限制处理之前的值，作为上述最高次数项参数，来进行上述参数的逐次同定运算。4.根据权利要求广3中的任一项所述的电池状态估计装置，其特征在于， 还具备初始化部，该初始化部判断上述最高次数项参数是否为比上述第一阈值大的第二阈值以上，在上述最高次数项参数为上述第二阈值以上的情况下，执行使上述同定运算部使用预先决定的初始值进行逐次同定运算的初始化处理。5.根据权利要求广4中的任一项所述的电池状态估计装置，其特征在于， 上述限制处理部根据电池温度设定上述第一阈值。6.根据权利要求4或者5所述的电池状态估计装置，其特征在于， 上述初始化部根据电池温度设定上述第二阈值。7.根据权利要求5所述的电池状态估计装置，其特征在于， 上述电池温度越低，上述限制处理部将上述第一阈值设定为越大的值。8.根据权利要求6所述的电池状态估计装置，其特征在于， 上述电池温度越低，上述初始化部将上述第二阈值设定为越大的值。9.一种电池状态估计方法，其特征在于，具备以下步骤 检测流经二次电池的电流来作为电流测量值；检测上述二次电池的端子电压来作为电压测量值； 如式(18)所示那样定义上述二次电池的电池模型，在上...

【专利技术属性】
技术研发人员：田添和彦，中村英夫，梅木志保，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：
国别省市：