估计装置、蓄电池、车辆、估计方法与流程

[0001]
本发明涉及估计蓄电池的内部电阻的技术。


背景技术：

[0002]
作为公开对发动机起动用的蓄电池的内部电阻进行估计的技术的文献，存在下述专利文献1。在下述专利文献1中，在通过起动电动机使发动机开动时，计测蓄电池的电压和电流，根据计测出的电压和电流来估计内部电阻。
[0003]
在先技术文献
[0004]
专利文献
[0005]
专利文献1：日本特开2016-117413号公报


技术实现要素：

[0006]
发明要解决的课题
[0007]
上述方法对开动时的蓄电池的电压和电流进行计测来估计内部电阻，因此在开动后到下一次开动为止的期间无法估计内部电阻。例如，在混合动力车辆等具有发动机和驱动电动机的车辆中，存在基于起动电动机的发动机的起动频度少的情况。若基于起动电动机的发动机的起动频度少，则无法估计内部电阻的期间变长，因此有时内部电阻的估计精度降低。
[0008]
本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于提高蓄电池的内部电阻的估计精度。
[0009]
用于解决课题的手段
[0010]
估计发动机起动用的蓄电池的内部电阻的估计装置具有处理部，该处理部执行：第1估计处理，通过基于由发动机起动装置进行的开动时的所述蓄电池的电流变化和电压变化的第1估计方法，估计所述蓄电池的所述内部电阻；以及第2估计处理，对于从由所述发动机起动装置进行的开动起到下一次开动为止的期间，通过与所述第1估计方法不同的第2估计方法，估计所述蓄电池的所述内部电阻。该技术能够应用于搭载了估计装置的蓄电池、搭载了蓄电池的混合动力车辆。此外，能够应用于内部电阻的估计方法。
[0011]
发明效果
[0012]
能够提高蓄电池的内部电阻的估计精度。
附图说明
[0013]
图1是车辆的侧视图。
[0014]
图2是发动机起动用蓄电池的分解立体图。
[0015]
图3a是图2所示的二次电池的俯视图。
[0016]
图3b是图3a的a-a线剖视图。
[0017]
图4是表示在图2的主体内容纳了二次电池的状态的立体图。
[0018]
图5是表示在图4的二次电池装配了汇流条的状态的立体图。
[0019]
图6是表示发动机起动用蓄电池的电路结构的图。
[0020]
图7是车辆的驱动系统的框图。
[0021]
图8a是表示串联式的驱动装置的图。
[0022]
图8b是表示串联/并联式的驱动装置的图。
[0023]
图8c是表示串联/并联式的驱动装置的图。
[0024]
图9a是表示开动时的电压波形的图表。
[0025]
图9b是表示开动时的电流波形的图表。
[0026]
图10是表示内部电阻的估计结果的图表。
[0027]
图11是表示容量降低率与内部电阻的增加率的关系的图表。
[0028]
图12是表示二次电池的容量变化曲线的图表。
[0029]
图13是表示容量降低量映射ma的图。
[0030]
图14是二次电池的实际容量的总降低量的估计处理的流程图。
[0031]
图15是表示二次电池的实际容量的总降低量的估计例的图。
[0032]
图16是在实施方式2中表示内部电阻的估计结果的图表。
[0033]
图17是变动幅度的说明图。
[0034]
图18是内部电阻的估计处理的流程图。
[0035]
图19是在实施方式3中表示内部电阻的初始值的改写处理的流程图。
具体实施方式
[0036]
估计发动机起动用的蓄电池的内部电阻的估计装置具有处理部，该处理部执行：第1估计处理，通过基于由发动机起动装置进行的开动时的所述蓄电池的电流变化和电压变化的第1估计方法，估计所述蓄电池的所述内部电阻；以及第2估计处理，对于从由所述发动机起动装置进行的开动起到下一次开动为止的期间，通过与所述第1估计方法不同的第2估计方法，估计所述蓄电池的所述内部电阻。
[0037]
从由发动机起动装置进行的开动起到下一次开动为止的期间是不能进行基于第1估计方法的内部电阻r的估计的不能估计期间。处理部对于作为不能估计期间的从开动起到下一次开动为止的期间，通过第2估计方法来估计内部电阻。因此，消除了内部电阻的不能估计期间，内部电阻的估计精度高。特别是，在由发动机起动装置进行的开动频度少的情况下，不能基于第1估计方法进行估计的期间变长，因此是有效的。
[0038]
也可以是，所述处理部具有存储了所述内部电阻的初始值的存储部，在蓄电池制造后的给定期间内通过所述第1估计方法估计了所述内部电阻的情况下，将所述内部电阻的初始值从存储值改写为基于所述第1估计方法的估计值。这样，能够减小初始值的误差。
[0039]
也可以是，所述第2估计方法是基于与所述内部电阻的电阻增加率有相关性的信息来估计所述蓄电池的所述内部电阻的方法。即使在电流、电压出现大的变化的开动时以外，也能够根据蓄电元件的容量降低率、温度信息等与电阻增加率有相关性的信息来估计内部电阻。
[0040]
也可以是，在所述第2估计方法中，所述处理部根据所述电阻增加率，求出从在由所述发动机起动装置进行的开动时通过所述第1估计方法估计出的所述内部电阻起的电阻
增加量，由此在到下一次开动为止的期间估计所述内部电阻。由于第1估计方法的内部电阻的估计精度高，因此基于第2估计方法的估计开始时间点的内部电阻的估计误差小。因此，通过第2估计方法，能够在到下一次开动为止的期间高精度地估计内部电阻。
[0041]
也可以是，在所述第2估计方法中，在由所述发动机起动装置进行的开动时通过所述第1估计方法估计出的内部电阻未包含在变动幅度内的情况下，所述处理部将通过所述第一估计方法估计出的内部电阻限制在所述变动幅度的范围内。关于通常不会急剧变化的内部电阻，在通过第1估计方法估计的结果是异常地增加或者减少的情况下，为基于第1估计方法的内部电阻r的估计误差的可能性高。在频繁进行开动的情况下，通过使用数次的平均值，能够抑制估计误差的影响。但是，在开动的频度少的情况下，难以使用数次的平均值。在本方法中，即使开动的频度少而无法进行估计结果的平均值处理的情况下，也能够抑制内部电阻的估计值异常变动。
[0042]
也可以是，在通过所述第1估计方法估计出的所述内部电阻比所述变动幅度的上限值大的情况下，所述处理部求出从所述变动幅度的所述上限值起的电阻增加量，由此在到下一次开动为止的期间估计所述内部电阻，在通过所述第1估计方法估计出的所述内部电阻比所述变动幅度的下限值小的情况下，所述处理部求出从所述变动幅度的所述下限值起的电阻增加量，由此在到下一次开动为止的期间估计所述内部电阻。在通过第1估计方法估计出的内部电阻比变动幅度的上限值大的情况下，实际的内部电阻是相比于变动幅度的下限值而更接近上限值的值的可能性高。相反，在通过第1估计方法估计出的内部电阻比变动幅度的下限值小的情况下，实际的内部电阻是相比于变动幅度的上限值而更接近下限值的值的可能性高。在本方法中，由于选择变动幅度的上限值和下限值之中预想接近实际的内部电阻的值来估计内部电阻，因此内部电阻的估计精度高。
[0043]
也可以是，从由所述发动机起动装置进行的开动起到下一次开动为止的期间越长，所述变动幅度越大。这样，能够设定与基于第2估计方法的估计误差的蓄积相应的变动幅度。因此，对于基于第1估计方法的内部电阻的估计值，能够高精度地判断其良否。
[0044]
本技术能够应用于发动机起动用的蓄电池。本技术能够应用于具备驱动电动机、发动机、发动机起动装置以及发动机起动用的蓄电池的混合动力车辆。混合动力车辆也可以具备抑制发动机起动装置的动作而使ev行驶模式优先的ev优先按钮。
[0045]
<实施方式1>
[0046]
1.发动机起动用的低压蓄电池bt1的构造说明
[0047]
图1是车辆vh的侧视图，图2是发动机起动用蓄电池bt1的分解立体图。车辆vh具备作为蓄电装置的发动机起动用的低压蓄电池bt1。如图2所示，发动机起动用的低压蓄电池bt1具备：容纳体1、在其内部容纳的多个二次电池2以及电路基板单元31。
[0048]
容纳体1具备由合成树脂材料构成的主体3和盖体4。主体3为有底筒状，具备俯视呈矩形状的底面部5、和从其4边立起成为筒状的4个侧面部6。通过4个侧面部6，在上端部分形成有上方开口部7。
[0049]
盖体4俯视呈矩形状，框体8从盖体的4边朝向下方延伸。盖体4封闭主体3的上方开口部7。在盖体4的上表面具有俯视大致t字形的突出部9。在盖体4的上表面，在不具有突出部9的2个部位中的一个角部固定有正极的外部端子10，在另一个角部固定有负极的外部端子11。容纳体1容纳二次电池2和电路基板单元31。电路基板单元31配置在二次电池2的上
部。
[0050]
如图3a以及图3b所示，二次电池2是将电极体13与非水电解质一起容纳于长方体形状的壳12内的电池。壳12具有壳主体14和将其上方的开口部封闭的罩15。
[0051]
电极体13虽然未详细图示，但在由铜箔构成的基材涂敷了活性物质的负极要素与在由铝箔构成的基材涂敷了活性物质的正极要素之间配置有由多孔性的树脂膜构成的间隔件。它们均为带状，以相对于间隔件使负极要素和正极要素分别在宽度方向的相反侧错开位置的状态卷绕成扁平状，使得能够容纳于壳主体14。
[0052]
正极端子17经由正极集电体16与正极要素连接，负极端子19经由负极集电体18与负极要素连接。正极集电体16以及负极集电体18由平板状的底座部20和从该底座部20延伸的腿部21构成。在底座部20形成有贯通孔。腿部21与正极要素或者负极要素连接。正极端子17以及负极端子19由端子主体部22和从其下表面中心部分向下方突出的轴部23构成。其中，正极端子17的端子主体部22与轴部23由铝(单一材料)一体成形。在负极端子19中，端子主体部22为铝制，轴部23为铜制，将它们组装在一起。正极端子17以及负极端子19的端子主体部22经由由绝缘材料构成的垫片24而配置在罩15的两端部，从该垫片24向外侧露出。
[0053]
如图4所示，由上述结构构成的二次电池2以多个(例如12个)在宽度方向并列设置的状态容纳于主体3内。从主体3的一端侧朝向另一端侧(从箭头y1到y2方向)将3个二次电池2设为1组，在同一组中相邻的二次电池2、2的端子极性相同，在相邻的组之间，相邻的二次电池2的端子极性颠倒地配置。在位于最靠箭头y1侧的3个二次电池2(第1组)中，箭头x1侧为负极，箭头x2侧为正极。在与第1组相邻的3个二次电池2(第2组)中，箭头x1侧成为正极，箭头x2侧成为负极。在与第2组相邻的第3组中，成为与第1组相同的配置，在与第3组相邻的第4组中成为与第2组相同的配置。
[0054]
如图5所示，在正极端子17以及负极端子19，通过焊接连接有作为导电构件的端子用汇流条26～30。在第1组的箭头x2侧，正极端子17群通过第1汇流条26连接。在第1组与第2组之间，在箭头x1侧，第1组的负极端子19群与第2组的正极端子17群通过第2汇流条27连接。在第2组与第3组之间，在箭头x2侧通过第3汇流条28连接有第2组的负极端子19群和第3组的正极端子17群。在第3组与第4组之间，在箭头x1侧通过第4汇流条29连接有第3组的负极端子19群和第4组的正极端子17群。在第4组的箭头x2侧，通过第5汇流条30连接有负极端子19群。
[0055]
二次电池2在同一组中是并联的，在不同的组中是串联的。因此，12个二次电池2为3并联、4串联的。二次电池2例如是锂离子二次电池。连接第1组的正极端子群的第1汇流条26与正极的外部端子10连接，连接第4组的负极端子群的第5汇流条30与负极的外部端子11连接。
[0056]
2.发动机起动用的低压蓄电池bt1的电气结构
[0057]
图6是表示发动机起动用的低压蓄电池bt1的电气结构的框图。低压蓄电池bt1具备电池组40、电流传感器41、切断装置43以及对电池组40进行管理的管理装置50。电池组40由串并联连接的12个二次电池2构成。在图6中，仅示出了串联部分的4个二次电池2。管理装置50是估计装置的一例，二次电池2是蓄电元件的一例。
[0058]
电流传感器41、电池组40以及切断装置43经由电力线45p、45n串联连接。正极侧的电力线45p是将正极的外部端子10与电池组40的正极连接的电力线。负极侧的电力线45n是
将负极的外部端子11与电池组40的负极连接的电力线。
[0059]
切断装置43位于电池组40的正极侧，设置于正极的电力线45p。电流传感器41位于电池组40的负极侧，设置于负极侧的电力线45n。
[0060]
切断装置43能够由继电器等有接点开关(机械式)、fet、晶体管等半导体开关构成。通过使切断装置43动作，能够切断电流i。
[0061]
电流传感器41设置于电路基板单元31。电流传感器41对电池组40的电流i进行计测。温度传感器42以接触式或者非接触式对电池组40的温度[℃]进行计测。
[0062]
电流传感器41和温度传感器42通过信号线与管理装置50电连接。电流传感器41和温度传感器42将计测值输出到管理装置50的处理部70。
[0063]
管理装置50设置于电路基板单元31。管理装置50具备电压检测电路60和处理部70。电压检测电路60通过信号线分别与各二次电池2的两端连接，计测各二次电池2的电池电压v1～v4以及电池组40的总电压vb。电池组40的总电压vb是串联连接的4个二次电池2的合计电压。
[0064]
vb＝v1+v2+v3+v4
ꢀꢀ
(式1)
[0065]
处理部70包含具有运算功能的cpu71、作为存储部的存储器73以及通信部75。处理部70是计算机的一例。处理部70具有计时部(省略图示)，具有从蓄电池制造时、车辆制造时起的时间的数据。处理部70根据电流传感器41、电压检测电路60、温度传感器42的输出，监视电池组40的电流i、总电压vb以及温度。处理部70进行通过第1估计方法估计电池组40的内部电阻r的第1估计处理、和通过第2估计方法估计电池组的内部电阻r的第2估计处理。
[0066]
存储器73是闪速存储器、eeprom等非易失性的存储介质。在存储器73中，存储有用于监视电池组40的状态的监视程序、以及监视程序的执行所需的数据。此外，在存储器73中存储有用于估计电池组40的内部电阻r的估计程序以及用于执行估计程序的各种数据。估计程序是通过使作为计算机的处理部70执行第1估计处理和第2估计处理来估计电池组40的内部电阻r的程序。各种数据是表示图11所示的容量降低率xc与电阻增加率zr的相关性的数据、图12所示的经过时间t与总降低量∑y的相关性的数据等。通信部75设置为用于与车辆vh的通信。
[0067]
3.车辆vh的驱动装置100
[0068]
车辆vh是插电式混合动力车辆。图7是插电式混合动力车辆vh的驱动装置100的框图。驱动装置100具备：用于驱动在两侧安装车轮190的车轴s的驱动电动机120、发动机130以及动力传递分配机构150。动力传递分配机构150是向车轴s传递动力并且在各装置间分配动力的机构。动力传递分配机构150由变速器、离合器、动力分割机构(行星齿轮)等构成，根据驱动电动机120和发动机130的连接方式，有串联型(串联式)、并联型(并联式)、串联/并联型(串并联式)等。
[0069]
如图7所示，车辆vh具备能够由商用电源充电的车载普通充电器200、发动机起动用的低压蓄电池bt1、驱动用高压蓄电池bt2、dc/dc转换器210以及起动电动机230。驱动用高压蓄电池bt2能够通过车载普通充电器200进行充电。驱动用高压蓄电池bt2经由逆变器220与驱动电动机120连接。逆变器220将驱动用高压蓄电池bt2的电力从直流变换为交流后供给至驱动电动机120。驱动用高压蓄电池bt2的电压等级比发动机起动用的低压蓄电池bt1高。电压等级是蓄电池bt1、bt2的输出电压的等级。
[0070]
发动机起动用的低压蓄电池bt1经由dc/dc转换器210与车载普通充电器200连接。dc/dc转换器210对车载普通充电器200的输出电压进行降压并向发动机起动用的低压蓄电池bt1供给电力，由此对发动机起动用的低压蓄电池bt1进行充电。发动机起动用的低压蓄电池bt1的电压等级为12v系统，是起动电动机230的电源。发动机起动用的低压蓄电池bt1也可以是车载的辅机类的电源。起动电动机230是将低压蓄电池bt1作为电源的发动机起动装置。起动电动机230通过旋转发动机130的曲柄轴来起动发动机130。
[0071]
图8a表示串联型的驱动装置100a。图8b、图8c表示串联/并联型的驱动装置100b、100c。
[0072]
在串联型的驱动装置100a中，相对于将车轮190安装于两侧的车轴s，经由差速器180而直接连结有驱动电动机120。搭载了串联型的驱动装置100a的车辆vh通过驱动电动机120的动力行驶。发动机130是发电专用，通过由发动机130驱动发电机160，能够在行驶中对驱动用高压蓄电池bt2进行充电。
[0073]
在急加速时，除了驱动用高压蓄电池bt2以外，还通过从发电机160供给电力来补充驱动电动机120的转矩不足。此外，在减速时，能够利用驱动电动机120再生发电的电力，对驱动用高压蓄电池bt2进行充电。
[0074]
在串联/并联型的驱动装置100b中，驱动电动机120和发动机130经由差速器180而与车轴s并联连接。在驱动电动机120与发动机130之间设置有动力分割机构151。在动力分割机构151连接有发电机160。作为一例，动力分割机构151是行星齿轮，将发动机130的动力分割传递至驱动电动机120和发电机160。
[0075]
搭载了串联/并联型的驱动装置100b的车辆vh，根据行驶状态而分开使用发动机130与驱动电动机120的组合来行驶。一般而言，在起步时、低中速行驶时，使发动机130停止，将驱动用高压蓄电池bt2作为电源，利用驱动电动机120的动力行驶(ev行驶模式)。
[0076]
在通常行驶时，发动机130进行驱动。发动机130的动力经由动力分割机构151而被分割传递至发电机160和车轴s。驱动电动机120将发电机160作为电源进行驱动，车辆vh通过驱动电动机120和发动机130这2个动力而行驶。此外，在急加速时，代替发电机160而从驱动用高压蓄电池bt2供给电力，由此来补充驱动电动机120的转矩不足(hv行驶模式)。
[0077]
串联/并联型的驱动装置100c与驱动装置100b的不同点在于：通过离合器153将驱动电动机120与发动机130连接；发动机130与发电机160直接连结；以及具备ev优先按钮154。
[0078]
搭载了串联/并联型的驱动装置100c的车辆vh，根据行驶状态、驱动用的高压蓄电池bt2的剩余容量，切换ev行驶模式和hv行驶模式而行驶。
[0079]
ev行驶模式是仅通过驱动电动机120的动力行驶的模式。在ev行驶模式下，断开离合器153，发动机130停止。
[0080]
hv行驶模式是并用驱动电动机120和发动机130的行驶模式。在hv行驶模式中存在串联行驶模式和并联行驶模式。串联行驶模式是断开离合器153且将发动机130用于发电的模式，仅通过驱动电动机120的动力行驶。在并联行驶模式下，连接离合器153，利用发动机130和驱动电动机120的动力行驶。
[0081]
ev优先按钮154是抑制发动机130的起动并使ev行驶模式优先的按钮。当用户按下ev优先按钮时，搭载于车辆vh的车辆ecu(electronic control unit：电子控制单元)控制
驱动装置100c，使得ev行驶模式比串联行驶模式、并联行驶模式更优先。ev优先按钮154也可以设置于驱动装置100a、驱动装置100b。
[0082]
4.内部电阻r的估计
[0083]
管理装置50的处理部70使用第1估计方法和第2估计方法来估计电池组40的内部电阻r。
[0084]
第1估计方法是基于由起动电动机230进行的开动时的电池组40的总电压vb和放电电流i的计测值来估计电池组40的内部电阻r的方法。图9a表示由起动电动机230进行的开动时的电池组40的总电压vb的变化，图9b表示由起动电动机230进行的开动时的放电电流i的变化。开动(cranking)是指为了发动机起动而使发动机130的曲柄轴(省略图示)旋转。
[0085]
在图9a中，δv是开动时的电池组40的总电压vb的电压变化，是即将开动之前的电压与开动中的最低电压的电压差。在图9b中，δi是开动时的电池组40的放电电流i的电流变化，是开动中的最大电流与即将开动之前的电流的电流差。
[0086]
电池组40的内部电阻r能够使用δv、δi通过以下的式2来估计。
[0087]
r＝δv/δi
ꢀꢀ
(式2)
[0088]
例如，在图9a以及图9b的情况下，内部电阻r为3.63[mω](＝|12v-10v|/|600a-50a|)。
[0089]
处理部70通过将蓄电池bt1的放电电流i的大小与阈值进行比较，判断是否实施了由起动电动机230进行的开动。处理部70在由起动电动机230进行的开动时，使用上述的第1估计方法来估计电池组40的内部电阻r(第1估计处理)。
[0090]
图10是表示电池组40的内部电阻r的时间变化的图，时刻t0是蓄电池制造时，t1、t2、t3是由起动电动机230进行的开动时。r11、r21、r31是通过第1估计方法估计的电池组40的内部电阻r。
[0091]
ro是内部电阻r的初始值。一般而言，内部电阻r具有电池构造体的电阻成分(欧姆电阻)和化学反应的速度极限引起的电阻成分(反应电阻)，各蓄电池存在个体差异。以多个电池组40为对象实际测量内部电阻r的初始值，将其平均值作为内部电阻r的初始值ro。初始值ro在蓄电池制造过程中被存储在存储器73中。
[0092]
第2估计方法是利用容量降低率xc与电阻增加率zr的相关性来估计内部电阻r的方法。容量降低率xc由下述的式3定义，内部电阻r的电阻增加率zr由下述的式4定义。
[0093]
xc＝δc/c
×
100
ꢀꢀ
(式3)
[0094]
δc是实际容量c的降低量。
[0095]
实际容量c是电池组能够从被完全充电的状态取出的容量。
[0096]
zr＝δr/r
×
100
ꢀꢀ
(式4)
[0097]
δr是内部电阻r的增加量。
[0098]
图11是表示容量降低率xc与电阻增加率zr的相关性的图表。根据容量降低率xc的数据，能够利用图11的相关性的数据求出电阻增加率zr(式5)。因此，对于内部电阻为ra的电池组40，在经过某个期间后的电阻增加率为zr的情况下，能够根据电阻增加率zr求出电阻增加量δr并与内部电阻ra相加，由此求出期间经过后的内部电阻r(式6、式7)。容量降低率xc的估计方法后述。
[0099]
zr＝k
×
xc
ꢀꢀ
(式5)
[0100]
δr＝ra
×
zr/100
ꢀꢀ
(式6)
[0101]
r＝ra+δr
ꢀꢀ
(式7)
[0102]
k是表示容量降低率xc与电阻增加率zr的相关性的比例常数。
[0103]
处理部70在从蓄电池制造起到初次开动为止的期间t
01
中，以时刻t0的实际容量c为基准，对于时刻t0以后的各时间点，计算容量降低率xc。处理部70根据各时间点的容量降低率xc计算各时间点的电阻增加率zr(式5)。处理部70根据各时间点的电阻增加率zr计算从时刻t0时间点的内部电阻ro起的电阻增加量δr(式6)。处理部70对时刻t0时间点的内部电阻ro加上各时间点的电阻增加量δr，计算期间t
01
的各时间点的内部电阻r(式7)。图10所示的虚线l1是针对期间t
01
通过第2估计方法估计的内部电阻rt的推测值。
[0104]
处理部70在从初次开动起到第2次开动为止的期间t
12
中，以时刻t1的实际容量c为基准，对于时刻t1以下的各时间点t，计算容量降低率xc。处理部70根据时刻t1以后的各时间点t的容量降低率xc，计算时刻t1以后的各时间点t的电阻增加率zr(式5)。处理部70根据时刻t1以后的各时间点t的电阻增加率zr，计算从时刻t1以后的各时间点t的内部电阻r11起的电阻增加量δr(式6)。处理部70对时刻t1的内部电阻r11加上时刻t1以后的各时间点t的电阻增加量δr，计算期间t
12
的各时间点的内部电阻r(式7)。图10所示的虚线l2是针对期间t
12
通过第2估计方法估计的内部电阻rt的推测值。
[0105]
处理部70在从第2次开动起到第3次开动为止的期间t
23
中，以时刻t2的实际容量c为基准，针对时刻t2以后的各时间点t，计算容量降低率xc。处理部70根据时刻t2以后的各时间点t的容量降低率xc，计算时刻t2以后的各时间点t的电阻增加率zr(式5)。处理部70根据时刻t2以后的各时间点t的电阻增加率zr，计算从时刻t2以后的各时间点t的内部电阻r21起的电阻增加量δr(式6)。处理部70对时刻t2的内部电阻r21加上时刻t2以后的各时间点t的电阻增加量δr，计算期间t
23
的各时间点的内部电阻r(式7)。图10所示的虚线l3是针对期间t
23
通过第2估计方法估计的内部电阻rt的推测值。
[0106]
这样，处理部70针对从时刻t0起到由起动电动机230进行的初次开动为止的期间t
01
、从由起动电动机230进行的开动起到下一次开动为止的期间t
12
、t
23
，通过第2估计方法来估计电池组40的内部电阻r(第2估计处理)。
[0107]
接下来，对二次电池2的实际容量c的估计方法和容量降低率xc的计算方法进行说明。
[0108]
图12是对于二次电池2表示从蓄电池制造起的经过时间t与实际容量c的总降低量∑y的关系的t-∑y相关图表。图12将横轴(x轴)设为经过时间t，将纵轴(y轴)设为实际容量c的总降低量∑y。la是二次电池2的容量变化曲线，是相对于经过时间t的根曲线。
[0109]
在图12中，将横轴设为经过时间t，但取而代之，除了经过时间引起的容量劣化(日历劣化)之外，也可以考虑通电引起的劣化(循环劣化)。
[0110]
容量变化曲线la按照每个电池温度进行设置。la1是电池温度为0[℃]的容量变化曲线，la2是电池温度为25[℃]的容量变化曲线，la3是电池温度为50[℃]的容量变化曲线。
[0111]
这些容量变化曲线la1～la3是通过在各电池温度下针对二次电池2进行调查在电池制造后实际容量c的总降低量∑y的推移的实验而得到的。
[0112]
直线a11、a21、a31是容量变化曲线la1的近似直线，直线a12、a22、a32是容量变化
曲线la2的近似直线，直线a13、a23、a33是容量变化曲线la3的近似直线。这些各近似直线将纵轴以3[ah]单位分割为3个区域e1～e3来近似各容量变化曲线la1～la3。
[0113]
对容量变化曲线la进行近似的各直线a1～a3的斜率表示每单位时间(作为一例为每1个月)的实际容量c的降低量y。在本实施方式中，对于各容量变化曲线la1～la3，分别求出对其进行近似的各直线a11～a33的斜率的大小，将求出的结果作为二次电池2的容量降低量映射ma进行数据化。
[0114]
如图13所示，容量降低量映射ma是按分割容量变化曲线la的各区域e1～e3以及每个电池温度，求出每单位时间的实际容量c的降低量y的映射。图13所示的容量降低量映射ma的数据被预先保持在存储器73中。
[0115]
图14是二次电池2的实际容量c的总降低量∑y的估计处理的流程图。如图14所示，总降低量∑y的估计处理由s10～s30的处理构成。处理部70在蓄电池制造后，每当经过单位时间(作为一例为1个月)时，基于温度传感器42的输出，计算二次电池2的每单位时间的平均温度(s10)。
[0116]
接下来，处理部70基于电池温度的数据和容量降低量映射ma计算二次电池2的每单位时间的实际容量c的降低量y(s20)。
[0117]
然后，处理部70通过将计算出的每单位时间的实际容量c的降低量y与总降低量∑y的上次值相加，计算总降低量∑y的当前值(s30)。
[0118]
如图15所示，在电池制造后第1个月的平均温度为0[℃]的情况下，每1个月的实际容量c的降低量为0.5241[ah/月]，电池制造后经过了1个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y如图15所示为0.5241[ah]。
[0119]
在电池制造后经过了1个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y为0.5241[ah]的情况下，二次电池2的总降低量∑y的分区包含在区域e1(0～3[ah])中。因此，对于电池制造后到经过1个月～2个月为止的期间，每1个月的实际容量c的降低量是0.5241[ah/月]、2.3623[ah/月]、8.4343[ah/月]中的某一个。
[0120]
在电池制造后第2个月的平均温度为25[℃]的情况下，对于电池制造后的第2个月，实际容量c的降低量为2.3623[ah/月]。电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y，成为将第2个月的实际容量c的降低量y与电池制造后经过了1个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y相加的数值，即，成为0.5241[ah]+2.3623[ah]，如图15所示成为2.8864[ah]。
[0121]
在电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y为2.8864[ah]的情况下，二次电池2的总降低量∑y的分区包含在区域e1(0～3[ah])中。因此，对于电池制造后到经过2个月～3个月为止的期间，每1个月的实际容量c的降低量是0.5241[ah/月]、2.3623[ah/月]、8.4343[ah/月]中的某一个。
[0122]
如图15所示，在电池制造后第3个月的平均温度为25[℃]的情况下，对于电池制造后的第3个月，每1个月的实际容量c的降低量y为2.3623[ah/月]。
[0123]
电池制造后经过了3个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y，成为将第3个月的实际容量c降低量y与电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量c总降低量∑y相加的数值，即，成为2.8864[ah]+2.3623[ah]，如图15所示成为5.2487[ah]。
[0124]
在实际容量c的总降低量∑y为5.2487[ah]的情况下，二次电池2的总降低量∑y的
分区包含在区域e2(3～6[ah])中。因此，对于电池制造后到经过3个月～4个月为止的期间，每1个月的实际容量c的降低量是0.1747[ah/月]、0.7874[ah/月]、2.8114[ah/月]中的某一个。
[0125]
如图15所示，在电池制造后，第4个月的平均温度为25[℃]的情况下，对于电池制造后的第4个月，每1个月的实际容量c的降低量y为0.7874[ah/月]。因此，电池制造后经过了4个月的时间点的实际容量c的总降低量∑y，成为将第4个月的实际容量c降低量y与电池制造后经过了3个月的时间点的实际容量c总降低量∑y相加的数值，即，成为5.2487[ah]+0.7874[ah]，如图15所示成为6.0361[ah]。
[0126]
这样，通过将根据容量降低量映射ma求出的每1个月的实际容量c的降低量与到上个月为止的总降低量∑y相加，从而能够求出实际容量c的总降低量∑y的当前值。根据以上过程，能够基于实际容量c的初始值co和实际容量c的总降低量∑y而根据下述的式8来求出实际容量c的当前值。
[0127]
c＝co-∑y
ꢀꢀ
(式8)
[0128]
co是二次电池2的实际容量c的初始值，c是实际容量的当前值。
[0129]
处理部70在蓄电池制造后，以单位时间(作为一例为1个月)间隔来估计二次电池2的实际容量c，并将其结果的数据存储于存储器73。二次电池2的容量降低率xc能够根据存储于存储器73的各时间点的实际容量c的估计值求出。例如，在时间点ta的实际容量为ca、从时刻ta经过单位时间后的时刻tb的实际容量为cb的情况下，时刻tb的容量降低率xc成为以下的式9。
[0130]
xc＝(ca-cb)/ca
×
100
ꢀꢀ
(式9)
[0131]
电池组40是将多个二次电池2串联连接而成的，若假设在二次电池间容量降低率xc没有偏差，则能够认为二次电池2的容量降低率xc与电池组40的容量降低率xc相等。这样，能够求出在内部电阻r的估计中使用的电池组40的容量降低率xc的数据。
[0132]
在上述例子中，将进行实际容量c的估计处理的间隔(单位时间)设为1个月。进行实际容量c的估计处理的间隔也可以是以1日为单位、以1小时为单位进行。在该情况下，根据各近似直线a11～a33的斜率分别求出每1天或者每1小时的实际容量c的降低量y，并将该数据预先存储在图13所示的容量降低量映射ma中即可。通过将进行实际容量c的估计处理的间隔设为1日单位、1小时单位，能够缩短基于第2估计方法的内部电阻r的估计间隔，因此内部电阻r的估计精度提高。
[0133]
5.效果说明
[0134]
从由起动电动机230进行的开动起到下一次开动为止的期间t是不能进行基于第1估计方法的内部电阻r的估计的不能估计期间。处理部70对于从开动起到下一次开动为止的期间t，通过第2估计方法来估计内部电阻r。因此，在不能利用第1估计方法的不能估计期间中也能够估计内部电阻r，内部电阻r的估计精度高。
[0135]
特别是，在混合动力车辆vh中，由起动电动机230进行的开动的频度少，存在不能基于第1估计方法进行估计的期间成为长期间的情况，因此是有效的。
[0136]
由起动电动机230进行的开动的频度少的理由是因为，混合动力车辆vh能够根据行驶开始时等行驶状态而仅通过驱动电动机120的动力行驶，因此即使在行驶中也存在发动机130停止而不被使用的情况。此外还存在如下理由，在混合动力车辆vh中，关于发动机
130的开动，除了起动电动机230以外，有时也能够通过将驱动电动机120、发电机160用作起动用的电动机来进行。由起动电动机230进行的开动有时在环境温度低的低温时、维护时等进行。
[0137]
在第2估计方法中，处理部70求出从通过第1估计方法估计出的内部电阻r起的电阻增加量δr，由此在到下一次开动为止的期间估计内部电阻r。由于第1估计方法的内部电阻r的估计精度高，因此基于第2估计方法的估计开始时间点的内部电阻r的估计误差小。因此，通过第2估计方法，能够在到下一次开动为止的期间高精度地估计内部电阻r。
[0138]
<实施方式2>
[0139]
在实施方式1中，不对通过第1估计方法估计出的内部电阻r的估计值执行良否的判断，若利用第1估计方法估计出内部电阻r，则通过求出从估计出的内部电阻r起的电阻增加量δr，在到下一次开动为止的期间估计内部电阻r。例如，在图10中，在第2次开动时t2通过第1估计方法估计内部电阻r21，然后求出从由第1估计方法估计出的内部电阻r21起的电阻增加量δr，由此在到下一次开动为止的期间t
23
估计内部电阻r。
[0140]
在实施方式2中，将基于第1估计方法的内部电阻r的估计值与变动幅度q进行比较，在内部电阻r的估计值未包含在变动幅度q中的情况下，将内部电阻r的估计值限制在变动幅度q的范围内，通过求出从限制后的内部电阻r起的电阻增加量δr，在到下一次开动为止的期间估计内部电阻r。变动幅度q是不能基于第1估计方法进行估计的期间(从开动起到下一次开动为止的期间)中的内部电阻r的预想变动范围。
[0141]
如图17所示，能够将基于第2估计方法的内部电阻r的估计值设为中央值，根据基于第2估计方法的内部电阻r的估计误差ε来设定变动幅度q。例如，关于时刻t2时间点的变动幅度q，能够将时刻t2时间点的基于第2估计方法的内部电阻r的估计值r22设为中央值，根据期间t12间的基于第2估计方法的内部电阻r的估计误差ε来设定。估计误差ε例如是因为二次电池2的温度计测误差、容量变化曲线la的近似而引起的误差。图16、图17所示的“a”表示变动幅度q的上限值，“b”表示下限值。
[0142]
图18是内部电阻的估计处理的流程图。电池组40的内部电阻r的估计处理由s10～s40这4个步骤构成。在s10中，处理部70通过第1估计方法来估计电池组40的内部电阻r。在s20中，处理部70判断第1估计方法的内部电阻r的估计值是否在变动幅度q的范围内。
[0143]
在内部电阻r的估计值包含在变动幅度q中的情况下(s20：是)，转移至s30，处理部70计算从由第1估计方法估计出的内部电阻r起的电阻增加量δr。然后，处理部70通过将计算出的电阻增加量δr与由第1估计方法估计出的内部电阻r相加来估计内部电阻r。另一方面，在内部电阻r的估计值不包含于变动幅度q的情况下(s20：否)，转移至s40。当转移到s40时，处理部70将通过第1估计方法估计出的内部电阻r限制在变动幅度q的范围内，计算从变动幅度q的上限值a或者下限值b起的电阻增加量δr。处理部70通过将电阻增加量δr与变动幅度q的上限值a或者下限值b相加来估计电池组40的内部电阻r。
[0144]
在图16所示的第1次和第2次开动时t1、t2，通过第1估计方法估计出的内部电阻r11、r21均包含在变动幅度q中。因此，针对从第1次开动到第2次开动为止的期间t
12
和从第2次开动到第3次开动为止的期间t
23
，将电阻增加量δr与通过第1估计方法估计出的内部电阻r11、r21相加，由此估计电池组40的内部电阻r。
[0145]
另一方面，在图16所示的第3次开动时t3，通过第1估计方法估计出的内部电阻r31
未包含在变动幅度q中，而在上限值a侧偏离。因此，在第3次开动时t3通过第1估计方法估计出的内部电阻r31被限制为变动幅度q的上限值a。然后，针对从第3次开动到第4次开动为止的期间t
34
，通过将电阻增加量δr与变动幅度q的上限值a相加，从而估计电池组40的内部电阻r。此外，在通过第1估计方法估计出的内部电阻r31在下限值b侧偏离的情况下，将在第3次开动时t3通过第1估计方法估计出的内部电阻r31限制为变动幅度q的下限值b，通过将电阻增加量δr与变动幅度q的下限值b相加，从而估计内部电阻r即可。
[0146]
判断内部电阻r的估计值的良否的变动幅度q根据第2估计方法中的估计期间t的长度而不同，估计期间t越长，则变动幅度越大。
[0147]
在图16的例子中，按照第4次的估计期间t
34
、初次的估计期间t
01
、第2次的估计期间t
12
、第3次的估计期间t
23
的顺序，估计期间变长，因此按照第4次开动时t4、初次开动时t1、第2次开动时t2、第3次开动时t3的顺序变动幅度q变宽。这是因为考虑了基于第2估计方法的估计误差的蓄积。
[0148]
在实施方式2中，处理部70将基于第1估计方法的内部电阻r的估计值与变动幅度q进行比较。处理部70在估计值未包含在变动幅度q中的情况下，将通过第1估计方法估计出的内部电阻r限制为变动幅度q的上限值a或者下限值b。因此，能够抑制内部电阻r的估计值发生异常变动，内部电阻r的估计精度变高。
[0149]
关于通常不会急剧变化的内部电阻，在通过第1估计方法估计的结果是异常地增加或者减少的情况下，为基于第1估计方法的内部电阻r的估计误差的可能性高。在频繁进行开动的情况下，通过使用数次的平均值，能够抑制估计误差的影响。但是，在开动的频度少的情况下，难以使用数次的平均值。在本方法中，即使开动的频度少而无法进行估计结果的平均值处理的情况下，也能够抑制内部电阻r的估计值异常变动。
[0150]
<实施方式3>
[0151]
实施方式3对于电池组40的内部电阻r追加了初始值ro的改写处理。图19是内部电阻r的初始值ro的改写处理的流程图。初始值ro的改写处理由s100～s130构成。初始值ro的改写处理是与内部电阻r的估计处理并行地进行的处理。在蓄电池制造后，处理部70通过第2估计方法来估计电池组40的内部电阻r。然后，当进行初次开动时，通过第1估计方法估计电池组40的内部电阻r(s100、s110)。
[0152]
接下来，处理部70判断基于第1估计方法的内部电阻r的估计是否在从蓄电池制造时t0起的给定期间内进行(s120)。给定期间作为一例为3个月。处理部70在从蓄电池制造时t0起的给定期间内通过第1估计方法估计了内部电阻r的情况下，转移至s130，改写存储于存储器73的内部电阻r的初始值ro。具体地说，从在蓄电池制造时t0存储的存储值(电池组40的内部电阻实测值的平均)，改写为在初次开动时通过第1估计方法估计出的估计值。另一方面，在从蓄电池制造时t0起经过给定期间后进行了估计的情况下，不执行初始值ro的改写。
[0153]
内部电阻r的初始值ro具有因电池组40的个体差异而产生的偏差。若是蓄电池制造后的给定期间，则认为内部电阻r几乎不从初始值ro变化。因此，在蓄电池制造后的给定期间内通过第1估计方法估计了内部电阻r的情况下，通过将内部电阻r的初始值ro从存储值改写为第1估计方法的估计值，能够减小初始值ro的误差。通过抑制初始值ro的误差，能够高精度地求出内部电阻r的电阻增加量(相对于初始值ro的电阻增加量)。
[0154]
<其他实施方式>
[0155]
本发明并不限定于通过上述记述以及附图说明的实施方式，例如如下的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
[0156]
(1)在实施方式1中，作为蓄电元件的例子，示出了二次电池2。蓄电元件不限于二次电池2，也可以是电容器。二次电池2可以使用锂离子二次电池等非水电解质二次电池、铅蓄电池等。二次电池2不限于将多个二次电池串联或者串并联连接的情况，也可以是单电池(仅1个二次电池)的结构。此外，管理装置50只要是能够从电流传感器41、电压检测电路60、温度传感器42等计测设备得到电池组40的电流i、电压vb、温度的信息等即可，也可以设置在低压蓄电池bt1的外部。
[0157]
(2)在实施方式1中，作为第2估计方法的一例，基于容量降低率xc，求出蓄电池bt1的电阻增加率zr，由此估计蓄电池bt1的内部电阻r。与电阻增加率zr具有相关性的信息除了容量降低率xc以外，还有蓄电池bt1的温度t[℃]。也可以基于蓄电池bt1的温度t的计测值求出电阻增加率zr，由此估计蓄电池bt1的内部电阻r。此外，第2估计方法只要是与第1估计方法不同的方法即可，也可以是其他方法。例如，也可以是基于将二次电池的活性物质、离子等的行为模型化后的模型来估计内部电阻的方法。作为基于电池模型的内部电阻的估计方法，有日本特开2013-44580。
[0158]
(3)在实施方式1中，将内部电阻r的初始值ro设为实测值的平均值。内部电阻r的初始值ro只要是通过某种方法求出的值即可，除了实测值的平均值以外，也可以是计算值、经验值等。
[0159]
(4)只要是具备驱动电动机120和发动机130的混合动力车辆vh就能够应用本技术，能够与车辆的驱动装置100的类型无关地适当应用。不仅能够应用于将发动机130用作车辆的动力源的并联型、串联/并联型，还能够应用于将发动机130专门用作发电用的串联型。混合动力车的充电方式可以是能够利用商用电源进行充电的插电式或者非插电式中的任一种。
[0160]
(5)在实施方式1中，低压蓄电池bt1是12v系统。低压蓄电池bt1也可以是24v系统、48v系统。成为本发明的对象的低压蓄电池bt1与电压等级无关地驱动发动机130。
[0161]
(6)在实施方式2中，在第1估计方法的内部电阻r的估计值未包含在变动幅度q中的情况下，将内部电阻r的估计值限制为变动幅度q的上限值a或者下限值b。不限于上限值a、下限值b，只要是变动幅度q的范围内(上限值a～下限值b的范围)，也可以将内部电阻r的估计值限制为其他的限制值。
[0162]
(7)本技术的概念能够应用于估计发动机起动用的蓄电池的内部电阻的估计程序。估计发动机起动用的蓄电池的内部电阻的估计程序使计算机执行：第1估计处理，通过基于由发动机起动装置进行的开动时的所述蓄电池的电流变化和电压变化的第1估计方法，估计所述蓄电池的内部电阻；以及第2估计处理，对于从由所述发动机起动装置进行的开动起到下一次开动为止的期间，通过与所述第1估计方法不同的第2估计方法，估计所述蓄电池的内部电阻。
[0163]
(8)本技术的概念能够应用于记录了估计发动机起动用的蓄电池的内部电阻的估计程序的记录介质。
[0164]
(9)本技术的概念能够应用于搭载于不具有发动机、发动机起动装置的电动汽车
(ev)、电动摩托车、电池驱动船、其他不具有发动机的移动体的低压蓄电池。
[0165]
在电动汽车中，也可以是，在100安培左右的电流流过低压蓄电池的定时，或者在流过其以上的电流的定时(即，在适合于内部电阻的估计的通电时)，通过基于低压蓄电池的电流变化和电压变化的方法来估计低压蓄电池的内部电阻。
[0166]
符号说明
[0167]
2...二次电池(蓄电元件)
[0168]
40...电池组
[0169]
50...管理装置(估计装置)
[0170]
60...电压检测电路
[0171]
70...处理部
[0172]
71...cpu
[0173]
73...存储器(存储部)
[0174]
230...起动电动机(发动机起动装置)
[0175]
bt1...发动机起动用的低压蓄电池
[0176]
vh...混合动力车辆。