蓄电系统和用于蓄电装置的满充电容量估计方法_3

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是在电流累加终止的时刻电池组100的S0C。所述累加电流值是通过在从计算S0C_s时到计算S0C_e时的时间段中累加电池组100的外部充电电流而获得的累加电流值。通过从S0C_e中减去S0C_s而获得的值表示在外部充电前后之间SOC的变化(S0C差=AS0C),而电池组100的满充电容量能够从电流量占SOC变化的百分比来计算。
[0050]满充电容量学习值是满充电容量的学习值,其通过使用从当前测得值算出的满充电容量值而计算,并且,例如,允许从当前算出的满充电容量值和最后一次满充电容量学习值而计算,如以下数学表达式2所示。
[0051](数学表达式2)满充电容量学习值=最后一次满充电容量学习值(1-K)+满充电容量XK
在上述数学表达式2中,K为反射系数(学习参数),其确定实际测得的满充电容量与最后一次满充电容量学习值之比,包括在当前算出的满充电容量学习值中。K为在O到I范围内的值,且允许通过应用一选定值而计算满充电容量学习值。
[0052]如从数学表达式2中可以理解的,作为实际测量的满充电容量获取值的满充电容量是基于电池组100的SOC之差与累积电流值而计算的,所述满充电容量学习值是通过学习每次计算满充电容量时的满充电容量而计算的。当前(新的)满充电容量学习值是通过以预定比率并入最后一次满充电容量学习值和最新的(当前)满充电容量而计算的。ECU300能够通过利用满充电容量学习值、使用来自电池组100的电力来判断车辆范围,或基于电池组100的SOC来判断充电/放电控制中的SOC的上限值和下限值。允许从满充电容量学习值的变化中获取电池组100 (单个电池10)的退化状态。
[0053]所述ECU300能够将S0C_s、S0C_e、AS0C、累积电流值、充电时间、满充电容量、满充电容量学习值等,作为充电历史存储在存储器301中。在根据本实施例的SOC估计处理中,在电池组100马上要连接至负载或充电器206之前、或连接之后,立即由监控单元200检测电池组100的终端电压,由监控单元200检测的电压值用作为0CV,且SOC从OCV-SOC映射算出。
[0054]图2为展示根据本实施例的OCV-SOC对应关系(映射)的例子的图示。横轴表示电池组100的S0C,左纵轴表示对应于电池组100的0CV,右纵轴表示相对于SOC变化、OCV的变化率(斜率)。
[0055]如图2所示,E⑶300执行连同外部充电的满充电容量计算处理。该E⑶300从OCVl计算在电池组100充电的充电开始时刻的S0C,并将算出的SOC作为S0C_s存储在存储器301中。在这之后,执行对流经电池组100的充电电流进行累积的处理,直到充电终止。E⑶300监控电池组100的电压值,随后终止充电,并在电压值变为一对应于SOC上限值(该SOC上限值对应于充电终止)的电压值(0CV2)时计算充电终止之后的S0C。在充电终止之后算出的SOC作为S0C_e存储在存储器301中。
[0056]如上所述,E⑶300根据外部充电前后的SOC之差(S0C_e - S0C_s)和充电期间的累积充电电流值,计算电池组100的满充电容量。然而,如果没有可能精确地计算S0C,则计算满充电容量的精度降低了。
[0057]例如,如图2所示,OCV与SOC之间的对应关系(0CV曲线)的斜率不是恒定的。即,有这样一区域:其中OCV变化与SOC单位变化之比(S0C变化的电压变化率)大,以及这样一区域:其中OCV变化与SOC单位变化之比小。在图2中,实线表示SOC的OCV曲线,虚线表示OCV曲线的斜率(A0CV/AS0C)。在斜率小的区域中,OCV曲线靠近水平线,即使当SCO变化时OCV也不改变太多,从而计算(估计)SOC的精度降低了。换言之,在SCO变化明显、同时OCV变化小的区域中,由于监控单元200的电压检测误差等导致的差异,不可能精确地计算 SOCo
[0058]OCV曲线还由于电池组100的劣化而变化,因此根据电池组100的0CV,可能不能精确地计算SOC变化的OCV变化率小的区域所对应的S0C。
[0059]因此,当在外部充电开始时算出的SOC (对应于0CV1)为OCV曲线斜率小的区域所对应的SOC时,如果将算出的SOC直接用作为S0C_s,则不可能精确地计算满充电容量。
[0060]在本实施例中,当在外部充电开始时算出的SOC是OCV曲线斜率小于预定值的区域所对应的SOC时,换言之,当算出的SOC对应于SOC变化的OCV变化率小于预定值的区域时,在SOC通过外部充电从OCV曲线的斜率小的区域切换至斜率大的区域之后,计算用于计算满充电容量的初始SOC。
[0061]以这种方式,在与外部充电相关联的满充电容量计算处理中,初始SOC是可变地受控的,在通过预先避免在OCV-SOC映射中SOC的计算精度降低的区域而确保了 SOC计算精度的区域中,估计该初始SOC (S0C_s),并且,满充电容量的计算精度提高了。
[0062]图3为展示根据本实施例的、为OCV-SOC映射中的OCV曲线斜率可变地算出初始SOC的一个例子的图示。
[0063]如图3所示,有可能为OCV-SOC映射的OCV曲线的斜率设定一预定阈值,并确定所述斜率小于该阈值的区域所对对应的SOC (对应0CV)。所述阈值可以是例如根据监控单元200的电压检测误差等以及SOC变化的OCV变化率而按需设定。考虑到监控单元200的电压检测误差,当SOC变化的OCV变化率大时,将这样的一个值任意地设定为阈值:高于该值时,能够确保预定的SOC估计精度(当SOC变化的OCV变化率小时,将这样的一个值任意地设定为阈值:低于该值时,不能确保预定的SOC估计精度。
[0064]在图3所示的OCV曲线的例子中,由于S0C_tl到S0C_t2的范围所对应的斜率小于所述阈值,因此,允许将斜率小于阈值的区域A设定为SOC估计精度未得以确保的区域。看起来在S0C_tl与S0C_t2之间,从OCV tl到0CV_t2的对应变化是小的,因此,由于监控单元200的电压检测误差,不可能精确地计算S0C。
[0065]如图3所示,E⑶300计算在外部充电开始时电池组100的SOC (其对应于第一SOOo判断算出的SOCl是否高于SOCjl以及低于S0C_t2 (算出的SOCl是否对应于区域A所对应的S0C)。当SOCjl < SOCl < S0C_t2时,将SOCl设定为初始S0C,并且启动对电池组100的充电电流的供应,而不执行充电电流累积处理。
[0066]区域A对应的电池组100的SOCl随着供应的充电电流而增大,超过了 S0C_t2,并切换至斜率大于阈值的区域所对应的S0C。从斜率小于阈值的区域A切换至斜率大的区域的S0C,确保了预定的SOC计算精度。因此,E⑶300计算在电池组100变为OCV曲线的斜率(变化率)大于阈值的区域所对应的SOC时电池组100的SOC (其对应于第二 S0C)作为初始S0C,从电池组100变为OCV曲线的斜率大于阈值的区域所对应的SOC的状态开始充电电流累积处理,并执行累积处理,直到充电终止。E⑶300计算电池组100在充电终止时的SOC(终末SOOo
[0067]如上所述,当SOC避开了区域A,并对应于其中OCV曲线斜率大于阈值的区域时,确保了预定的SOC计算精度。因此,ECU300能够执行控制,从而使得,当区域A所对应的SOC变为高于S0C_t2的值时的SOC被设定为初始S0C,且充电电流累积过程开始。然而,例如,如图3所示,OCV-SOC映射的OCV曲线是预先定义的,因此允许在其中与区域A邻近的OCV曲线的斜率大于或等于阈值的区域中识别这样的SOC (图3中黑色圆圈所示的X点):在该SOC处OCV曲线的斜率是最大的。
[0068]在本实施例中,预先设定与区域A邻近的且大于或等于阈值的OCV曲线的最大变化率所对应的S0C,对应于区域A的电池100的SOCl通过所供应的充电电流而增大,并推移超出S0C_t2至一预定SOC (点X处的斜率对应的S0C),该预定SOC对应于其中斜率大于所述阈值的区域的最大斜率。利用这一配置,进一步增大SOC计算精度是有可能的,进一步精确地计算满充电容量也是有可能的。
[0069]在图3的例子中,在SOC从区域A增大的方向上SOC高于S0C_t2的范围内,在OCV曲线上有这样一区域:其中斜率小于阈值。因此,当在外部充电开始时算出的电池组100的SOCl是图3中黑色圆圈所示的点Y到点Z的斜率所对应的SOC时,允许电池组100的SOCl通过用供给的电流充电而增大,从而迀移至点Z之后的斜率大于或等于阈值的区域所对应的 SOCo
[0070]由于图3中黑色圆圈所示的点Y到点Z的范围宽,因此,如果电池组100的SOCl通过用供给的电流充电而增大、从而迀移至点Z之后的斜率大于或等于阈值的区域所对应的S0C,则初始SOC接近终末S0C,这样,用于计算满充电容量的SOC之差减小了。
[0071]当SOC之差小时,被充进电池组100的电量、即累积电流值,也减小了。所述累积电流值包含电流传感器202的检测误差。因此,如果累积电流值小,则包含在累积电流值中的检测误差的比率增大了,因此满充电容量的精度可能会降低。
[0072]考虑到这一点,当在外部充电开始时计算的电池组100的SOCl是区域A对应的SOC时,SOCl推移至其中斜率大于阈值的区域所对应的S0C,随后启动初始S
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