电池状态推断装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及对随时间一起变化的电池状态的稳定值进行推断的电池状态推断装 置。
【背景技术】
[0002] 由于电池W等效电路的方式具有电容成分，因此若进行充放电，则为了使其端子 间电压稳定需要花费时间。
[0003] 因此，专利文献1中叙述了在电池的断路电压的推断中，使用通过从充放电结束 时起20~30分钟的数据来进行直线近似的方法。此外，专利文献2中叙述了作为二次电 池的断路电压的近似式而决定使用4次W上的指数衰减函数的系数。此外，专利文献3中 叙述了将倒数函数用于电池的稳定断路电压的推断。
[0004] 在先技术文献 [000引专利文献
[0006] 专利文献1 ;日本特开2002-250757号公报
[0007] 专利文献2 ;日本特开2005-43339号公报
[0008] 专利文献3 ;日本特开2008-268161号公报
【发明内容】
[0009] -发明要解决的课题-
[0010] 希望针对进行了充放电的电池，确切地预测随时间一起变化的电池状态。
[0011] -解决课题的手段-
[0012] 本发明所设及的电池状态推断装置具备；对进行了充放电的电池，在预测的测量 期间获取随时间一起变化的电池状态的实测值的实测值获取部；通过实测值来决定将电池 状态模型化的多个模型函数的函数形式的模型函数决定部；针对决定了函数形式的多个模 型函数，分别预测电池状态的变化的多个预测部；和基于多个预测部的结果，计算电池状态 的推断稳定值的推断部。
[001引-发明效果-
[0014] 根据上述结构，能够针对进行了充放电的电池，确切地预测随时间一起变化的电 池状态。
【附图说明】
[0015] 图1是包含本发明所设及的实施方式的一个例子中的电池状态推断装置的电池 充放电控制系统的结构图。
[0016] 图2是表示被用于本发明所设及的实施方式的一个例子中的电池状态推断装置 的多个模型函数的一个例子的图。
[0017] 图3是表示被用于本发明所设及的实施方式的一个例子中的电池状态推断装置 的多个模型函数的其他例子的图。
[0018] 图4是表示由本发明所设及的实施方式的一个例子中的电池状态推断装置执行 的电池状态推断的顺序的流程图。
[0019] 图5是表示被用于本发明所设及的实施方式的一个例子中的电池状态推断装置 的加权的图。
【具体实施方式】
[0020] W下使用附图来详细说明本发明所设及的实施方式。W下所述的电池的断路电压 特性、多个模型函数的函数形式等是用于说明的一个例子，能够根据作为电池状态推断装 置的对象的电池的式样、特性等来适当地变更。
[0021] W下，在全部附图中，给对应的要素付与相同的符号，省略重复的说明。
[0022] 图1是电池充放电控制系统1的结构图。电池充放电控制系统1具备电池充放电 部2。电池充放电部2包含；电池3、对电池3与放电负载4或者充电电源5连接时输入输 出到电池3的电流进行检测的电流检测部6、和检测电池3的端子间电压的电压检测部7。 电池充放电控制系统1进一步构成为包含；充放电控制装置8、电池状态推断装置10、和与 电池状态推断装置10连接的存储部11。另外，图1中表示虽然不是电池充放电控制系统1 的构成要素，但与电池充放电部2连接的放电负载4和充电电源5。
[0023]作为电池状态推断的对象的电池3是电池状态随时间一起变化的电池，该里是能 够充放电的二次电池。作为二次电池，能够将裡离子电池设为电池状态推断的对象。除此 W外，也可W将镶氨电池、碱性电池、铅蓄电池等设为电池状态推断的对象。
[0024] 放电负载4是利用从电池3提供的放电电力的设备。该里，举例家庭用的电灯、个 人计算机等电气设备等、工厂的照明器具该样的电气设备等。除此W外，也可W是搭载于车 辆的旋转电机该样的电气设备等。
[002引充电电源5是工业电源12、太阳能电池13等发电装置，该些经由充电器14来与电 池3连接。
[0026] 电流检测部6是将从充电电源5向电池3输入的充电电流、从电池3向放电负载 4输出的放电电流区别检测的电流检测单元。作为电流检测部6,能够使用适当的电流计。
[0027] 电流检测部6所检测出的电流值是将充电电流值设为正的电流值，将放电电流值 设为负的电流值，并通过适当的信号线而被传输到充放电控制装置8的，其被用于充放电 指令值与实测值之间的偏差的确认等电池充放电部2的控制。此外，由于电流检测部6所 检测出的电流值是作为电池状态之一的电流特性值，因此在电池状态推断装置10进行有 关电流特性值的推断时，电流检测部6所检测出的电流值作为被用为推断的基础的实测电 流值，通过适当的信号线而被传输到电池状态推断装置10,并被用于对表示电池的充电状 态的S0C(StateOf化arge)进行计算等推断处理。
[0028] 电压检测部7是检测电池3的端子间电压的电压检测单元。作为电压检测部7,能 够使用适当的电压计。电压检测部7所检测出的电压值通过适当的信号线而被传输到充放 电控制装置8，并被用于电池的电压状态的监视等。此外，由于电压检测部7所检测出的电 压值是作为电池状态之一的电压特性值，因此在电池状态推断装置10进行有关电压特性 值的推断时，电压检测部7所检测出的电压值作为被用为推断的基础的实测电压值，通过 适当的信号线而被传输到电池状态推断装置10。
[0029] 充放电控制装置8根据放电负载4、充电电源5的要求来输出充放电指令，控制电 池3的充放电。该充放电控制装置8能够由适当的计算机构成。
[0030] 电池状态推断装置10是使用被传输来的电流检测部6的检测值或者电压检测部 7的检测值，来推断随时间一起变化的电池状态的稳定值的装置。该电池状态推断装置10 能够由适当的计算机构成。
[0031] 该里，所谓随时间一起变化的电池状态，是指在电池3充放电时，根据电池3的电 容成分、电感成分、电阻成分，输入输出的电流值、端子间电压值随时间一起变化所导致的 电池3的状态。因此，随时间一起变化的电池状态除了电池3的电流状态、电压状态，还包 含表示电池的充电状态的S0C(StateOf化arge)等。
[0032] 例如，从充放电控制装置8对电池3输出充电指令，从充电电源对电池3进行规定 的充电，在该充电结束时，电池3成为从充电电源5分离的断路状态。若看到该断路电压，贝U 端子间电压随时间降低。相反地，从充放电控制装置8对电池3输出放电指令，从电池3对 放电负载4进行规定的放电，在该放电结束时，电池3成为从放电负载4分离的断路状态。 断路状态时的电池3的端子间电压是断路电压的penCircuitVoltage;0CV)。若看到断 路电压，则充电结束后，断路电压随时间逐渐降低，放电结束后，断路电压随时间逐渐上升。 该样，断路电压是随时间一起变化的电池状态之一。
[0033] 为了在充放电结束后得到随时间一起变化的断路电压的稳定值，需要到稳定为止 的时间。到稳定为止的时间可能是几分钟，但花费几个小时的情况也不少。W下，将断路电 压作为随时间一起变化的电池状态来进行叙述，在该情况下，电池状态推断装置10通过运 算来短时间地推断断路电压的稳定值。
[0034] 电池状态推断装置10构成为具备；在预测的测量期间对随时间一起变化的电池 状态获取实测值的实测值获取部20、根据实测值来决定将电池状态模型化的多个模型函数 的函数形式的模型函数决定部21、针对决定了函数形式的多个模型函数分别预测电池状态 的变化的多个预测部22、和基于多个预测部的结果，计算电池状态的推断稳定值的推断部 23。
[00巧]该功能能够通过电池状态推断装置10执行软件来实现。具体来讲，能够通过电池 状态推断装置10执行电池状态推断程序来实现该些功能。也可W将该些功能的一部分设 为通过硬件来实现的功能。
[0036] 与电池状态推断装置10连接的存储部11是对用于电池状态推断装置10的程序 等进行保存的存储器。该里，特别是将对电池状态模型化的多个模型函数存储为模型函数 文件25。电池状态推断装置10的推断部23在存储于存储部11的模型函数文件25中的多 个模型函数中选择2个W上适当的模型函数，基于通过该些来预测的多个预测值，推断电 池状态的稳定值。
[0037] 使用多个模型函数是由于电池3的充放电后的电压举动被电池3的种类、环境温 度、充放电时的电流量、S0C的值等复杂地影响，在该些情况下并不局限于适用相同的模型 函数。此外，是由于电池3的电池状态在充放电的整个区域不能通过一个模型函数来模型 化的情况较多。此外，即使在能够使用一个模型函数的情况下，决定该模型函数的函数形式 的参数并不局限于一直适用相同的值。
[0038] 在模型函数文件25存储多个模型函数。其中之一是电池状态关于时间而W指数 函数的方式变化的第1模型函数26。此外，存储有电池状态关于时间而W对数函数的方式 变化的第2模型函数27。作为除此W外的模型函数，存储有；电池状态关于时间而W直线 的方式变化的直线性模型函数、电池状态相对于时间为反比的反比模型函数、使用了经过 时间t的指数的线形和的函数、电池状态相对于时间渐近地接近于收敛值的Sigmoid函数 等。W下，对电池状态推断装置10中，使用第1模型函数26和第2模型函数27来作为多 个模型函数的情况进行叙述。
[0039] 上述中，将存储部11叙述为独立于电池状态推断装置10的单元，但也可朗尋该些 构成为包含于电池状态推断装置10的单元。此外，将电池状态推断装置10叙述为独立于 充放电控制装置8的另一装置，但也可W将电池状态推断装置10构成为充放电控制装置8 的一部分。
[0040] 接下来，使用图2和图3来说明存储于模型函数文件25的第1模型函数26和第2 模型函数27。第1模型函数26和第2模型函数27是表示电池3的断路电压的预测值Vest 与从放电结束起的经过时间t的关系的函数。
[0041] 图2是表示第1模型函数26的图。第1模型函数26在作为初始值，WV。为时间 t。时的断路电压时，具有式（1)所示的函数形式。A和时间常数T是决定具体的函数形式 的参数。该样，第1模型函数26具有作为电池状态的断路电压关于时间而W指数函数的方 式变化的函数形式。
[0042]【式1】
[004引
-* . ( 1 )
[0044]图3是表示第2模型函数27的图。第2模型函数27在作为初始值，WV。为时间t。时的断路电压，WVi为时间ti时的断路电压，WV2为时间*2时的断路电压时，具有式（2) 所示的函数形式。R、T和AV是决定具体的函数形式的参数。R是根据式（3)来给出的。 [004引【式2】