蓄电系统和用于蓄电装置的满充电容量估计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于估计二次电池等的满充电容量的技术。
【背景技术】
[0002]充电状态(state of charge, S0C)表示当前充电量占满充电容量的比率。所述满充电容量例如是可在SOC差和充电期间的累积电流值的基础上计算得到，该SOC差计算自充电之前电池的终端电压(OCV)和充电之后电池的终端电压(例如，日本专利申请2012-29455 (JP 2012-29455 A))。
[0003]所述SOC和OCV为对应关系，因此如果预先获得了对应关系，则有可能基于由电压传感器检测的电压值来计算电池的当前S0C。
[0004]然而，SOC与OCV之间的对应关系具有这样一个区域:其中，OCV的变化小于SOC的变化。在该区域中，即便SOC改变了，OCV却变化得不大，因此SOC的计算(估计)精度变低了。换言之，在SOC的变化大于OCV的变化的区域中，由于电压传感器的检测误差等导致的变化，可能无法精确地计算S0C。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种蓄电系统，以及用于蓄电装置的满充电容量估计方法；该方法通过提高针对满充电容量的充电开始时获得的初始SOC的计算精度，精确地计算满充电容量。
[0006]本发明的第一方面提供了一种安装在车辆上的蓄电系统。该蓄电系统包括:蓄电装置，其配置为被充电或放电；以及控制器，其配置为基于蓄电装置的电压与蓄电装置的SOC之间的对应关系计算S0C，所述控制器配置为基于充电前后的SOC之差和充电期间的累积充电电流值，计算所述蓄电装置的满充电容量。
[0007]当在充电开始时计算的第一 SOC为在对应关系中SOC变化的电压变化率小于预定值的区域所对应的SOC时，控制器配置为执行下述控制:用于对所述蓄电装置进行充电，直到所述蓄电装置的SOC从所述第一 SOC变为SOC变化的电压变化率大于所述预定值的区域所对应的第二 S0C。所述控制器配置为基于从所述蓄电装置已经充电为所述第二 SOC的状态到充电终止的累积充电电流值、以及所述第二 SOC与在充电终止时计算的第三SOC之间的SOC之差，计算满充电容量。
[0008]根据本发明的第一方面，通过避免计算SOC变化的电压变化小的区域的S0C，在开始对用于计算满充电容量的累积充电电流值进行累积的时刻计算S0C。因此，SOC的计算精度提高了，并有可能精确地计算满充电容量。
[0009]当所述第一 SOC为SOC变化的电压变化率大于所述预定值的区域所对应的SOC时，所述控制器可配置为:基于从所述第一 SOC的状态到充电终止的累积充电电流值、以及所述第一 SOC与所述第三SOC之间的SOC之差，计算满充电容量。利用这一配置，当不是计算SOC变化的电压变化小的区域的SOC的情形时，其判断精确地计算用于计算满充电容量的SOC是有可能的，因此有可能快速计算高精度的满充电容量。
[0010]当所述第一 SOC为SOC变化的电压变化率小于所述预定值的区域所对应的SOC时，所述控制器可配置为执行下述控制:用于对所述蓄电装置进行充电，直到所述蓄电装置的SOC变为SOC变化的电压变化率大于所述预定值的区域中的最大变化率所对应的S0C，该区域与SOC变化的电压变化率小于所述预定值的区域相邻。利用这一配置，有可能进一步增大SOC的计算精度，并有可能进一步精确地计算满充电容量。
[0011]当所述第一 SOC为SOC变化的电压变化率小于所述预定值的区域所对应的SOC时，所述控制器可配置为执行下述控制:用于在所述蓄电装置已经充电之后暂时停止充电，直到所述蓄电装置的SOC从所述第一 SOC变为SOC变化的电压变化率大于所述预定值的区域所对应的S0C，并且所述控制器可配置为在从暂时停止时起过去了一预定时间段之后计算所述第二S0C。利用这一配置，例如，当蓄电装置的SOC从第一SOC变为变化率大于预定值的区域所对应的SOC时，有可能解决由于充电而导致的极化，因此有可能进一步提高第二SOC的计算精度。
[0012]所述控制器可配置为每次充电时学习满充电容量，并配置为通过并入前次计算的满充电容量学习值中的满充电容量来计算新的满充电容量学习值。此时，控制器可配置为基于在开始对累计充电电流值进行累计时蓄电装置的S0C，改变被并入所述新的满充电容量学习值中的满充电容量的并入量。利用这一配置，基于SOC变化的电压变化率确定计算满充电容量的精度，当计算精度高时，满充电容量学习值中的并入量增大了，当计算精度低时并入量减小了，于是使得提高满充电容量学习值的计算精度是可能的。
[0013]本发明的第二方面提供了一种用于安装在车辆上的蓄电装置的满充电容量估计方法。该方法包括:基于所述蓄电装置的电压和所述蓄电装置的S0C，计算充电之前的SOC和充电之后的SOC中的每一个，并计算充电期间的累积充电电流值；基于充电前后的SOC之差和所述累积充电电流值，计算满充电容量；在基于所述蓄电装置的电压以及所述蓄电装置的SOC来计算充电之前的SOC和充电之后的SOC中的每一个时，计算充电开始时的第一S0C,并计算充电期间的累积充电电流值；
当所述第一 SOC为在对应关系中SOC变化的电压变化率小于预定值的区域所对应的SOC时，对所述蓄电装置进行充电，直到所述蓄电装置的SOC从所述第一 SOC变为SOC变化的电压变化率大于所述预定值的区域所对应的第二 SOC;并且基于从所述蓄电装置已经充电为所述第二 SOC的状态到充电终止的累积充电电流值、以及所述第二 SOC与在充电终止时计算的第三SOC之间的SOC之差，计算满充电容量。根据本发明的第二方面，获得了与本发明第一方面相似的优点。
[0014]本发明的第三方面提供了一种安装在车辆上的蓄电系统。该蓄电系统包括:蓄电装置，其配置为被充电或放电；以及控制器，其配置为基于充电前后的SOC之差和充电期间的累积充电电流值，计算所述蓄电装置的满充电容量，所述控制器配置为每次充电时学习满充电容量，并通过并入前次计算的满充电容量学习值中的计算的满充电容量来计算新的满充电容量学习值。所述控制器配置为基于用作充电前后的SOC之差的初始SOC的SOC所对应的变化率、以及在蓄电装置的电压与蓄电装置的SOC之间的对应关系SOC变化的电压变化率，改变被并入所述新的满充电容量学习值中的满充电容量的并入量，其中所述对应关系被用于计算所述蓄电装置的S0C。
[0015]根据本发明的第三方面，当蓄电装置的电压与SOC之间的对应关系中SOC变化的电压变化率小时，SOC的计算精度减小了。因此，基于在用于计算满充电容量的初始SOC处的对应关系中SOC变化的电压变化率，改变了被并入新的满充电容量学习值中的算出的满充电容量的并入量，因此，有可能精确地计算满充电容量学习值。例如，并入量减小了，从而由于初始SOC减小处的对应关系中的变化率减小而使得被并入满充电容量学习值中的满充电容量低，而并入量增大了，从而由于变化率增大而使得被并入满充电容量学习值中的满充电容量的精度高。于是，有可能精确地计算满充电容量学习值。
【附图说明】
[0016]以下将结合附图，描述本发明的示范性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，图中相似的附图标记代表相似部件，其中:
图1为展示电池系统的配置的图示；
图2为展示OCV与SO C之间的对应关系以及OCV曲线的斜率的例子的曲线图；
图3为展示相对于在OCV与SOC之间的对应关系中的OCV斜率而改变用于计算满充电容量的初始SOC的曲线图；
图4为展示当初始SOC配置为可变的时、充电控制的一个例子的曲线图；
图5为展示利用外部电源、电池系统的充电操作的流程图；
图6为计算满充电容量及满充电容量学习值的过程的流程图；
图7为展示用于计算满充电容量学习值的反射系数的例子的曲线图；
图8为展示根据一替代性实施例的利用外部电源的电池系统的充电操作、以及计算满充电容量和满充电容量学习值的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下将描述本发明的实施例。
[0018]图1为展示根据实施例的电池系统的配置的图示。图1所示的电池系统例如可以安装在车辆上。所述车辆例如可以是插电式混合动力车辆(plug-1n hybrid vehicle,PHV)或电动车辆(electric vehicle, EV)0
[0019]PHV包括电池组(稍后将描述)和另一动力源，例如发动机和燃料电池，作为用于推动车辆的动力源。在PHV中，电池组能够用来自外部电源的电力充电。此外，在包括发动机的PHV中，通过将发动机生成的动能转换为电能，电池组能够被充电。
[0020]所述EV仅包括电池组作为车辆的动力源，且能够用外部电源供应的电力对电池充电。所述外部电源是位于车辆外部与车辆分开安装的电源(例如，商用电源)。
[0021]电池组(其对应于蓄电装置)100包括多个彼此串联连接的单个电池(对应于蓄电元件)10。各单个电池10可以是二次电池，例如镍金属氢化物电池和锂离子电池。取代二次电池，也可以使用双电层电容器。
[0022]单个电池10的数量可以根据电池组100的需求输出等而按需设定。在根据本实施例的电池组100中，全部单个电池10彼此串联连接。电池组100也可包括多个彼此并联连接的多个单个