用于车辆的控制装置的制作方法

专利名称：用于车辆的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的控制装置，更特别地涉及一种用于包括电池和电动机的车辆的控制装置，该电动机通过从电池接收电力而驱动。
背景技术：
检测用在车辆中的电池的充电状态(简称为S0C)(也称为充电率或剩余容量)的SOC检测装置是现有的。例如，检测电动车辆(EV)的电池SOC的许多SOC检测装置通过对电池电流求积分来检测S0C。虽然可期待再生制动在EV中提供暂时的充电，但是在车辆运行期间电池大部分时间是放电的。当车辆未运行时，通过对电池充电而恢复S0C。这样，在EV中存在许多这样的情况，其中SOC检测装置通过从电池被完全充满电时开始对放电电流求积分来检测SOC。 电池电流的积分也经常被用来检测装备有发动机和发电机的混合动力车辆(HV)中的电池S0C。但是，在HV中，从电池使用寿命和再生电力的可接受量的观点来看，充电和放电被控制成将电池SOC维持在约50%。这样，电池很少有机会被完全充满电(接近100%),或者换句话说，很少有机会使SOC初始化。如果在长时间内仅通过对充电和放电电流求积分来执行电池SOC的检测，则电流检测误差被累积，并且所检测出的SOC的误差最终增大。日本专利申请No. 2008-241246公报(JP-A-2008-241246)中记载的SOC检测装置利用内部反应模型来推定S0C。在该SOC检测装置中，通过利用二次电池的开路电压(OCV)具有倾斜(度)的事实由OCV和SOC之间的关系来推定S0C。图26是示出表现为具有倾斜的特性的电池的SOC-OCV曲线的曲线图。参照图26，纵轴表示OCV(V)，横轴表示SOC(% )。例如，利用镍系或钴系活性物质作为电极的锂离子电池表现出与这里所示的相类似的特性。按照图26所示的特性，SOC-OCV曲线具有倾斜，并且OCV和SOC表现出I : I的关系。这样，可通过考虑诸如电池端子电压、电池温度或电池电流之类的因素确定OCV来推定S0C。结果，即使在电池很少有机会被完全充满电的情况下也能提高SOC的推定精度。近年来，橄榄石电池(橄榄石型锂离子电池)因其高等级的安全性和低的价格引起了关注。橄榄石电池是一种锂离子电池，并且这与阳极(负极)组合而产生电池电压是平的区域(平台/平稳区域)。例如为碳的材料被用于阳极。由于橄榄石电池与钴系电极材料相比提供了更低的成本和更高的安全性，所以它们近年来作为用在EV和PHV中的蓄电装置形式的大型电池引起了关注。在例如日本专利申请No. 2002-117833公报(JP-A-2002-117833)和日本专利申请No. 2005-302300 公报(JP-A-2005-302300)中公开了这类橄榄石电池。但是，橄榄石电池具有长的平台区域(即使SOC改变OCV也大致保持恒定不变的区域)，由此使得很难由OCV的值来推定S0C。图27是示出橄榄石电池的SOC-OCV曲线的曲线图。参照图27，纵轴表示OCV(V)，横轴表示SOC(% )。如图27所示，由于利用橄榄石型活性物质作为电极的锂离子电池具有长的平台区域，因此很难由OCV的值来推定S0C。例如，在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中，存在平台区域覆盖30 %至95 %的SOC值的范围的情况。

发明内容
本发明提供了一种能够通过以高精度推定具有长的平台区域的电池的SOC来控制车辆的用于车辆的控制装置。本发明的第一方面涉及一种用于车辆的控制装置。所述车辆包括电池和通过从所述电池接收电力而驱动的电动机。相对于所述电池的充电状态的OCV的变化特性包括第一区域和第二区域，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量不超过所述阈值。在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，所述控制装置通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态 的推定值，以及在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，所述控制装置通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值。在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的期间超过规定期间的情况下，所述控制装置暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，并通过所述第一推定方法来推定所述充电状态。所述控制装置还可基于是否能相对于所述OCV唯一地确定所述电池的充电状态来设定所述阈值。根据所述第一推定方法获得的所述充电状态的推定精度可比根据所述第二推定方法获得的所述充电状态的推定精度高。所述电池可包括多个单元和使所述多个单元的充电状态均衡的均衡电路。所述控制装置可在通过使所述均衡电路工作而使所述多个单元的充电状态均衡之前暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，并通过所述第一推定方法来推定所述充电状态。所述车辆还可包括内燃发动机和利用所述内燃发动机的动力来发电的发电机。所述控制装置可通过改变所述电动机的电力消耗量和所述发电机的发电量来改变所述电池的充电状态。所述第一区域是所述充电状态比所述第二区域低的区域，并且在已使所述电池放电直至所述电池的充电状态到达所述第一区域并且已根据所述第一推定方法推定了所述电池的充电状态之后，所述电池可由所述发电机充电。所述车辆可被构造成允许外部充电，在所述外部充电中所述电池通过接收从所述车辆外部提供的电力而被充电。所述第一区域可以是所述充电状态比所述第二区域高的区域。所述控制装置可在已对所述电池进行外部充电直至所述电池的充电状态到达所述第一区域并且已根据所述第一推定方法推定了所述电池的充电状态之后使所述电池进行规定量的放电。所述控制装置可还具有电池控制单元，所述电池控制单元使用所述第一或第二推定方法计算所述电池的充电状态的推定值，并基于所述电池的充电状态的推定值输出所述充电状态的控制目标值；和混合动力控制单元，所述混合动力控制单元通过基于所述电池的充电状态的推定值和所述控制目标值控制所述电动机和所述发电机，来改变所述电池的充电状态。本发明的第二方面涉及一种用于包括电池和电动机的车辆的控制装置。所述电池具有第一区域和第二区域作为相对于所述电池的充电状态的OCV的变化特性，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量不超过所述阈值。所述电动机通过从所述电池接收电力而驱动。所述用于车辆的控制装置设置有充电状态推定单元，所述充电状态推定单元推定所述电池的充电状态；第一推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，所述第一推定单元通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；第二推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，所述第二推定单元通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述电池的充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；和第三推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第 二区域内的期间超过规定期间的情况下，所述第三推定单元通过暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，来通过所述第一推定方法推定所述充电状态。本发明的第三方面涉及一种车辆控制方法。所述车辆具有电池，所述电池包括第一区域和第二区域作为相对于充电状态的OCV的变化特性，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述OCV的变化量不超过所述阈值；和通过从所述电池接收电力而驱动的电动机。所述车辆控制方法推定所述电池的充电状态；在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述电池的充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；和在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的期间超过规定期间的情况下，通过暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，来通过所述第一推定方法推定所述充电状态。按照在本发明的各个方面中所要求的控制装置和控制方法，即使在使用具有长的平台区域的电池(例如橄榄石电池)的情况下，也能在以高精度推定SOC的同时使车辆运行。


从下面参照附图对优选实施例的描述中将清楚看到本发明的上述和其它特征及优点，在附图中相似的附图标记用于表示相似的要素，并且其中图I是示出本发明一实施例的HV的构型的框图；图2是示出图I的控制装置的构型的一个示例的框图3是用于说明在所述实施例中使用的用于推定电池的SOC的方法的图示；图4是用于说明PHV中的电池控制的图示；图5是用于说明在图2的电池控制单元中执行的用于计算SOC的处理的流程图；图6是用于说明在电池控制单元中执行的在车辆停止时的处理的流程图；图7是示出暂时地改变形式为中心值S0C*的SOC中心目标值的一个示例的波形图；图8是用于说明直到图7的时刻11的SOC的中心值SOC *的图示；图9是用于说明在HV运行期间SOC的中心值SOC *被暂时地改变的状态的图示；图10是示出从图7的时刻t4开始的中心值S0C*的状态的图示； 图11是用于说明用于使SOC的中心值移动的处理的流程图；图12是示出用于执行均衡处理的均衡电路的构型的图示；图13是用于说明均衡处理的操作的波形图；图14是用于说明在均衡处理之前SOC的中心值S0C*的图示；图15是用于说明在均衡处理期间SOC的状态的图示；图16是用于说明在均衡处理之后SOC的状态的图示；图17是用于说明在均衡处理期间SOC的中心值的控制的流程图；图18是示出在放电处理之前在HV运行期间SOC的中心值的图示；图19是示出在刚刚执行了放电处理之后SOC的中心值的图示；图20是示出在图19的放电处理完成之后再执行HV运行的情况下SOC的中心值的图示；图21是示出用于执行在图18至20中说明的放电处理的控制的流程图；图22是用于说明在插电充电期间的均衡处理的第一图示；图23是用于说明在插电充电期间的均衡处理的第二图示；图24是用于说明在执行插电充电的情况下的处理的流程图；图25是用于说明使用结合在电池组中的不同类型的电池单元的一个示例的图示；图26是示出表现为具有倾斜的特性的电池的SOC-OCV曲线的图示；以及图27是示出橄榄石电池的SOC-OCV曲线的图示。
具体实施例方式图I是示出本发明一实施例的HVl的构型的框图。参照图1，HV1包括前轮20R和20L，后轮22R和22L，发动机40，行星齿轮装置PG，差动装置DG，及齿轮4和6。HVl还包括电池B，对由电池B输出的直流电力升压的升压单元20，和将直流电力传送至升压单元20和从升压单元20传送直流电力的逆变器14。HVl还包括通过从发动机40经行星齿轮装置PG接收动力来发电的电动发电机MG1，和其中旋转轴被连接到行星齿轮装置PG的电动发电机MG2。逆变器14连接到电动发电机MGl和MG2，并在交流电力和来自升压电路的直流电力之间进行转换。行星齿轮装置PG包括太阳齿轮、齿圈、与太阳齿轮和齿圈两者接合的小齿轮、和将小齿轮可旋转地支撑在太阳齿轮的周边上的行星架。行星齿轮装置PG具有第一至第三旋转轴。第一旋转轴是连接到发动机40的行星架的旋转轴。第二旋转轴是连接到电动发电机MGl的太阳齿轮的旋转轴。第三旋转轴是连接到电动发电机MG2的齿圈的旋转轴。齿轮4连接到该第三旋转轴，并且该齿轮4通过驱动齿轮6而将机械动力传递至差动装置DG。除了将从齿轮6接收的机械动力传递至前轮20R和20L之外，差动装置DG还将前轮20R和20L的旋转力经齿轮4和6传递至行星齿轮装置PG的第三旋转轴。行星齿轮装置PG执行在发动机40与电动发电机MGl和MG2之间分割动力的任务(动力分割机构的角色)。也就是，行星齿轮装置PG确定所述三个旋转轴之一的与其余两个旋转轴的旋转对应的旋转。这样，行星齿轮装置PG通过控制电动发电机MGl的发电量、通过驱动电动发电机MG2来控制车速，同时允许发动机40在最有效率的范围内运转，由此实现一种具有良好的总体能量效率的车辆。电池B形式的直流电源通过包含例如橄榄石型铁系锂离子二次电池而构成。除了向升压单元20供给直流电力之外，电池B也通过来自升压单元20的直流电力被充电。 升压单元20对从电池B接收的直流电压升压，并将升压后的直流电压供给到逆变器14。逆变器14将所供给的直流电压转换为交流电压，并在发动机起动期间驱动和控制电动发电机MG1。此外，在发动机起动之后，由电动发电机MGl产生的交流电力由逆变器14转换为直流，然后由升压单元20转换为适于对电池B充电的电压，此后再对电池B充电。此外，逆变器14驱动电动发电机MG2。电动发电机MG2辅助发动机40驱动前轮20R和20L。在制动期间，电动发电机MG2不旋转，且前轮的旋转能量被转换为电能。所得到的电能借助于逆变器14和升压单元20返回给电池B。电池B是包含串联连接的多个电池单元BUO至BUn的组合电池。在升压单元20和电池B之间设置有在车辆未运行时隔离高电压的系统继电器SRl和SR2。HVl还包括以下形式的输入单元从驾驶员接收加速要求指令并感测加速器踏板的位置的加速器传感器9、检测电池B的电流的电流传感器8和检测电池B的电压的电压传感器10 ；以及与从加速器传感器9接收的加速器下压量Acc、从电流传感器8接收的电流IB和从电压传感器10接收的电压VB对应地控制发动机40、逆变器14和升压单元20的控制装置30。电流传感器8和电压传感器10分别检测电池B的电流IB和电压VB，并将电流IB和电压VB传送给控制装置30。HVl还包括用于连接设置在从外部充电装置100伸出的充电电缆102端部上的插头104的插槽16，用于通过感测设置在插槽16中的插头104的接合确认元件106来确认插头14连接到插槽16的接合确认传感器18，和借助于插槽16从外部充电装置100接收交流电力的充电器12。充电器12连接到电池B，并向电池B供给用于充电的直流电力。此外，虽然接合确认传感器18可以是任意类型，但是例如可使用感测插头上的磁体的类型，在插头插入时被按压的按钮类型，或感测导电路径的互连电阻的类型。图2是示出图I的控制装置30的构型的一个示例的框图。参照图2，控制装置30包括电池控制单元31、HV控制单元32和发动机控制单元33。除了监控电池B的SOC之外，电池控制单元31还确定中心值S0C*形式的SOC的中心目标值。电池控制单元31基于存储在存储器34中的初始值和分别由电压传感器10、电流传感器8和温度传感器7检测出的电池电压VB、电池电流IB和电池温度TB来推定S0C。该推定方法包括采用第一推定方法和第二推定方法，第一推定方法利用使用电池电压VB的内部反应模型，第二推定方法通过对电池电流IB求积分来调节充电和放电量。在下面的描述中，由电池控制单元31推定出的SOC的推定值被简称为SOC值。此外，在所推定出的SOC值处在平台区域内达长时间或者车辆在所推定出的SOC值处在平台区域内的同时已运行了规定距离的情况下，电池控制单元31改变推定方法，并通过改变中心值SOC *来使HV控制单元32改变电池的充电和放电状态，以便提高推定精度。HV控制单元32确定与根据加速器下压量、变速位置和来自各种传感器的信号确定的车辆运行状态对应的发动机输出和电动机转矩，并与控制逆变器14和升压单元20 —起将要求发动机速度NE *指令和发动机转矩TR指令发送到发动机控制单元33。发动机控制单元33根据来自HV控制单元32的要求值控制发动机40的电子控制节气门体的开度。HV控制单元32主要调节电动发电机MGl的发电量，以使得从电池控制单元31传 送的所推定出的SOC值与中心值SOC *—致。也就是，如果推定值大于中心值SOC '则由电动发电机MG2消耗的电力被控制为大于电动发电机MGl的发电量，以使得电池B放电。相反，如果推定值小于中心值SOC '则电动发电机MGl的发电量被控制为大于由电动发电机MG2消耗的电力，以使得电池B被充电。发动机40的加速器下压量也由发动机控制单元33控制以实现这种类型的控制。此外，控制装置30不限于这里描述的构型，而是其整体可利用单个电子控制单元(EOT)来实现，或者还可通过包括多个其它E⑶来实现。图3是用于说明在该实施例中使用的用于推定电池B的SOC的方法的图示。参照图3，示出了 OCV相对于图I的电池B的SOC的变化而改变的方式。表现为这种特性的电池B的一个示例是橄榄石型铁系电池。在诸如具有长的平台区域(在将碳系材料用于阳极的电池的示例中为SOC在30%至95%范围内的区域)的橄榄石型铁系电池的电池中，优选地采用组合了使用内部反应模型的SOC推定方法(例如在JP-A-2008-241246中描述的)和基于电流积分的SOC推定方法的推定方法。在使用内部反应模型的SOC推定方法中，基于电池电压VB和电池温度TB来推定SOC。通过在修正了极化和内阻对车辆运行期间的电池电压的影响之后确定OCV来推定相应的S0C。另一方面，在基于电流积分的SOC推定方法中，通过基于电池电流确定从SOC的初始值的变化量来推定S0C。相对于图I中电池B的SOC的OCV的变化特性是这样的，即SOC-OVC曲线具有相对于SOC的变化量的OCV的变化量超过阈值的第一区域(图3中的区域Al或A3)，和相对于SOC的变化量的OCV的变化量不超过阈值的第二区域(图3中的区域A2:平台区域)。该阈值被用于估定SOC-OCV曲线的倾斜度，并且考虑到电压传感器的精度等，基于是否能相对于OCV唯一地确定SOC来设定。在电池B的SOC的推定值处在第一区域(区域Al或A3)内的情况下，控制装置30通过根据使用电池B的电压VB的第一推定方法(基于内部反应模型的推定方法)推定SOC来更新电池B的SOC的推定值，而在电池B的SOC的推定值处在第二区域(区域A2:平台区域)内的情况下，控制装置30通过根据使用输入到电池B和从电池B输出的电流的第二推定方法(基于电流积分的推定方法)推定SOC来更新电池B的SOC的推定值。在电池B的SOC的推定值处在第二区域(区域A2 :平台区域)内的期间超过规定期间的情况下，控制装置30通过暂时地改变电池B的SOC以使得电池B的SOC处在第一区域(区域Al或A3)内而利用第一推定方法(基于内部反应模型的推定方法)来推定SOC。更具体地，在OCV具有倾斜的区域Al (其中，例如，SOC > 95% )和A3 (其中，例iw, SOC < 30% )内，利用内部反应模型来推定S0C。此外，在区域A2内，通过电流积分来推定SOC。此外，虽然这里描述的示例示出了与SOC对应的推定方法的切换，但是本发明不限于此，而是也可基于OCV的值来限定推定方法。例如，由于图3中的平台区域内的OCV为3. 3V，所以推定方法可被限定为，在OCV等于或大于阈值OCVl (例如，3. 35V)的高SOC区域内和OCV等于或小于阈值0CV2(例如，3. 25V)的低SOC区域内使用基于内部反应模型的SOC推定方法，而在OCV位于阈值OCVl和0CV2之间(例如，3. 25至3. 35V)的平台区域A2内基 于电流积分来推定S0C。此外，关于OCV和SOC的具体值，虽然该说明表示的是将碳系材料用于阳极的电池的示例，但是电池B也可以是除橄榄石型铁系锂离子二次电池以外的其它电池，只要其表现出具有平台区域的特性即可。例如，具有平台区域的电池包括LiMP04。M是 Fe、Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B 和 Nb 中的至少一种。图3中示出的SOC推定方法在假定电池用在图I所示的插电式混合动力车辆(PHV)中的情况下非常有效。图4是用于说明PHV中的电池控制的图示。参照图4，在插电充电完成之后较短的时间内完成的EV运行期间(在发动机停止的状态下运行)，基于电流积分来推定S0C，并且在电池进行放电而SOC的推定值接近0%并离开平台区域的情况下，在图3的区域A3附近执行HV运行(在发动机能够在必要时起动的状态下运行)。在该HV运行期间，基于内部反应模型来推定SOC。在假定例如PHV中的一般的电池使用时，EV运行从插电充电刚刚完成之后SOC高的区域开始，并且当其进入SOC低的区域时运行模式改变为HV运行。如果基于电流积分的SOC推定执行长的时间，则积分误差会累积，从而导致所推定的SOC值出现偏差的风险。但是，在电池容量不那么高的车辆中，由于车辆不能够运行过长的时间，所以推定误差在短期的EV运行期间不会有大的影响。此外，在切换到HV运行之后使用的基于内部反应模型的推定方法中，由于仅使用电池温度和电池电压VB而不使用电流积分的值来推定S0C，所以推定不受电流传感器8的误差的影响。由于电流传感器8的误差经受积分处理，所以它对SOC的推定值具有比电压传感器10的误差更大的影响。因此，如果SOC的控制目标值移动到SOC低的区域，并且在图3中的OCV是倾斜的区域A3内基于内部反应模型开始推定，则即使SOC的推定误差因EV运行期间的电流积分误差而增大，由于在此之后执行HV运行，所以SOC误差也会随着基于内部反应模型的推定的进行而减小。由于在内部反应模型中输入的是电压VB，所以即使从SOC误差大的状态开始推定，所推定的SOC也会在推定继续的时间内接近真实的S0C，由此使得SOC误差自动减小。换句话说，在内部反应模型中，利用OCV具有倾斜的事实来推定S0C。为了以高精度推定S0C，在EV运行之后基于长期运行的假定进行HV运行期间在OCV具有倾斜的区域(例如，其中SOC < 30% )内基于SOC的控制目标中心值使用电池。如果电池仅在该区域内使用，则可仅基于内部反应模型来推定SOC而不基于电流积分推定S0C。
更具体地，在利用橄榄石型铁用于阴极而石墨用于阳极的电池中，平台区域内的电池电压为大约3. 3V。这样，执行对电池充电和放电的控制，使得仅使用OCV具有倾斜的区域(例如，SOC为30%或更小的区域，或OCV为3. 25V或更小的区域)来执行HV运行。图5是用于说明在图2的电池控制单元31中执行的用于计算SOC的处理的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图5，在处理最初开始时，在步骤SI中判定IG是否为“开”。当IG为“开”时，这表示例如钥匙插入在车辆中且车辆已起动的情况，并且由此，初始值等被载入控制装置30中。在步骤SI中IG不为“开”的情况下，处理转到步骤S5。另一方面，在步骤SI中IG为“开”的情况下，处理转到步骤S2。在步骤S2中，判定在车辆起动时电池的OCV是否大于OCVl或小于0CV2。然后基 于此判定OCV是否处在图3的区域A2内。此外，也可判定所推定的OSC值是否处在区域A2内。在步骤S2中使用的OCV可例如通过在系统继电器SRl和SR2打开的状态下测量电压传感器10的测量值VB来获得。在步骤S2中OCV > OCVl或OCV < 0CV2的情况下，处理转到步骤S3。在这种情况下，电池B的SOC处在图3的区域A2内，SOC不能由OCV唯一地指定。这样，在步骤S3中，根据前一次IG为“关”时的SOC的推定值来初始化SOC的推定值。另一方面，在步骤S2中满足OCV > OCVl或OCV < 0CV2的条件的情况下，处理转到步骤S4。在这种情况下，电池B的SOC处在图3的区域Al或区域A3内。因此，由于SOC可由OCV确定，所以利用与OCV对应的SOC来初始化S0C。也就是，将基于所检测出的OCV确定的SOC设定为推定值的初始值SOCini。在步骤S3或步骤S4的处理完成后，处理转到步骤S5。在步骤S5中，以与在步骤S2中相同的方式判定是否OCV > OCVl或OCV < 0CV2。在步骤S5中满足OCV > OCVl或OCV < 0CV2的条件的情况下，处理转到步骤S6，并且在不满足这些条件中的任一个或两个时，转到步骤S7。在步骤S6中，由于电池B的SOC处在图3的区域Al或区域A3内，所以根据内部反应模型来执行SOC计算处理(第一推定方法)。另一方面，在步骤S7中，由于电池的SOC处在平台区域A2内，所以根据电流积分来执行SOC计算处理(第二推定方法)。当由步骤S6或步骤S7中的任一计算处理推定出SOC时，SOC的推定值被更新，处理转到步骤S8,并且控制返回主程序。图6是用于说明在电池控制单元31中执行的在车辆停止时的处理的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图6，在处理最初开始时，在步骤Sll中判定IG是否为“关”，也就是，判定是否已用点火钥匙等输入了使车辆系统停止的指令。在步骤Sll中IG不为“关”的情况下，处理在步骤S13中返回主程序。另一方面，当在步骤Sll中判定为IG为“关”时，处理转到步骤S12。在步骤S12中，将当前的SOC推定值存储在图2的存储器34中。存储值被用于图5的步骤S3的初始值。在步骤S12的处理完成后，处理转到步骤S13，并且控制返回主程序。在执行HV运行的情况下，电池的SOC在通过辅助发动机而控制电动机的动力转矩时减小，而在电动机的再生制动的情况下，例如当下坡减速时，SOC增大。但是，即使能量通过再生制动被回收，电池在SOC高的状态下也不能接收该能量。相反，在SOC没有那么低的状态下，在利用电动机突然加速的情况下用于驱动电动机所需的电力不能从电池释放出。这样，电池SOC使得能够在一定程度上接受电力以及能够释放出电力是优选的。因此，图2的HV控制单元32通过控制逆变器14来调节发电机的发电量，以使得在暂时的再生或供电之后电池SOC与某个中心值一致。该中心值由S0C*表示。虽然图4表示的是将HV运行期间的中心值S0C*固定为低状态的示例，但是中心值S0C*不必始终被设定为低值，而是可仅在SOC推定误差消除期间将中心值S0C*置于低状态。图7是示出暂时地改变S0C*的一个示例的波形图。图8是用于说明直到图7中 的时刻tl的SOC的中心值S0C*的图示。参照图7和8，在通常状况下的HV运行期间的中心值S0C*是位于平台区域(例如,在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中，从30 %至95 %范围的区域)内的值SOCl。在通常情况下，HV运行基本上仅在该区域内执行。由于电动机再生和供电因加速或减速等发生，所以发电机的发电量被调节为使得SOC位于以SOCl为中心的上限值SOClU和下限值SOClL之间。由于在该平台区域内OCV几乎没有任何变化，所以通过电流积分来推定S0C。但是，如果通过电流积分进行的SOC推定持续长时间，则所推定出的SOC值的误差由于电流积分误差的累积而增大。因此，在该实施例中，测量在平台区域内HV运行的持续时间、所行驶的总距离等，并且在测量值超过极限的情况下，将SOC的中心值SOC *暂时地改变到低SOC区域(例如，SOC < 30% ) O SOC的中心值SOC *从图7中的时刻tl到t2从SOCl变为S0C2。图9是用于说明在HV运行期间SOC的中心值SOC *被暂时地改变的状态的图示。参照图9，SOC的中心值S0C*被控制为从图7中的时刻t2到时刻t3与S0C2 —致。这样，HV运行在OCV具有倾斜的区域内被暂时地执行。该HV运行的时间可例如为大约10分钟。在此期间，上限值被设定为S0C2U，下限值被设定为S0C2L，并且发电量被调节为使得SOC位于它们之间。在此期间，由于SOC的推定根据在图3和5中说明的控制是基于内部反应模型执行的，所以所推定出的SOC值的误差减小，并且SOC的推定值接近SOC的真实值。也就是，在图9所示的情况下使用的内部反应模型中电压被输入。由于在基于内部反应模型的推定方法中仅使用电池温度和电压VB而不使用电流积分值来执行SOC的推定，所以电流传感器8的误差对SOC的推定值具有很小的影响。由于电流传感器8的误差可归结于积分处理，所以电压传感器10的误差对SOC推定值具有更小的影响。因此，即使从SOC推定误差大的状态开始推定，在推定处理继续的时间内，推定值也会接近真实的SOC值，并且SOC推定误差自动减小。中心值SOC *在图7中后续的时刻t3至t4期间再次返回到初始SOCl值。图10是示出在图7中的时刻t4及之后的中心值S0C*的状态的图示。虽然在图9所示的状态下由于低的SOC可能存在例如当加速持续了长时间时加速可能最终被限制的情况，但通过如图10所示使中心值SOC*回到中心附近，可从电池持续输出的电力的量增大，从而使得能改善车辆的加速性能。在HV运行的持续时间和所行驶的总距离等已达到其极限值的情况下，如图7所示暂时地改变SOC的中心值SOC *使得能够防止SOC推定误差的持续增大。此外，虽然这里的说明描述了低SOC区域(例如，30%或更小)作为OCV具有倾斜的区域的一个示例，但是由于OCV在高SOC区域(例如，SOC > 95% )内也具有倾斜，所以可适用同样的技术。但是，由于预想到在高SOC区域内加速的电池劣化会成为一个问题，特别是在锂离子电池的情况下，所以该技术优选地在低SOC区域内执行。图11是用于说明用于使SOC的中心值移动的处理的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图11，首先在步骤S21中判定通过电流积分进行的SOC计算时间是否已超过规定的时间量。此外，也可代替规定的时间量而判定在通过电流积分计算SOC的情况下所 行驶的距离是否已超过规定的距离。在步骤S21中通过电流积分进行的SOC计算未超过规定的时间量的情况下(在步骤S21中为“否”)，处理转到步骤S27。在步骤S27中，将SOC的中心值S0C*设定为图8所示的值S0C1。HV运行基本上在该区域内执行。另一方面，在步骤S21中在通过电流积分进行的SOC计算时间已超过规定的时间量的情况下(在步骤S21中为“是”)，处理转到步骤S22。在步骤S22中，将SOC的中心值S0C*设定为图9所示的比SOCl低的值S0C2。在步骤S23中，判定当前推定的SOC值是否等于或小于S0C2。此外，S0C2在这里被设定为小于例如30%的值。也就是，S0C2被设定在OCV具有倾斜且SOC可基于OCV唯一地确定的区域。在步骤S23中不满足SOC ( S0C2的条件的情况下(在步骤S23中为“否”)，由于这意味着即使目标值已被设定为S0C2，电池的实际SOC也仍处在图9中指示的区域内，所以处理转到步骤S24，并且SOC推定处理通过电流积分来执行。另一方面，在步骤S23中满足SOC < S0C2的条件的情况下(在步骤S23中为“是”)，处理转到步骤S25。在步骤S25中执行基于电池模型的SOC推定处理。结果，已由于电流积分而增大的SOC推定误差减小。在步骤S25之后的步骤S26中，判定SOC推定值等于或小于S0C2的时间量是否已持续了规定的时间量。该规定的时间量被设定为足以消除SOC推定误差的时间量(例如，约10分钟)。在步骤S26中判定为SOC推定值等于或小于S0C2已持续的时间量已达到规定的时间量的情况下，处理转到步骤S27，并且SOC的中心值S0C*被设定为SOCl。处理随后转到步骤S28。此外，一旦步骤S27的处理和步骤S24的处理已完成，处理也转到步骤S28。然后，在步骤S28中控制返回主程序。在EV中使用的电池将多个电池单元或单电池容纳在单个电池组中，以便实现大的容量和高的电压。在这样的情况下，在所述多个电池单元之间或所述多个单电池之间SOC产生了差异的情况下，存在特定的电池单元或单电池被过度放电或过度充电的风险。在这些情况下，执行使各个电池单元或单电池的SOC均衡的均衡处理。图12是示出用于执行均衡处理的均衡电路的构型的图示。图12示出电池B、被供给以来自电池B的电力的负载21和控制电池B的操作的控制装置30。此外，系统继电器SRl和SR2设置在电池B和负载25之间，以便控制这两者之间的连接和非连接。每个系统继电器SRl和SR2都与未示出的控制信号对应地进行切换。电池B包括串联连接的多个单电池BUl至BU4，和用于对电池B执行均衡处理的均衡电路60。每个单电池BUl至BU4都包含单个电池单元或者串联、并联或串并联连接的多个电池单元。每个单电池BUl至BU4优选地具有相等的电池容量。电池B通常安装在EV或HV中，用作驱动车辆的电源。与单电池BUl至BU4并列地分别设置有电压传感器41至44。电压传感器41至44分别检测单电池BUl至BU4的输出电压Vl至V4，并将检测出的输出电压Vl至V4传送至控制装置30。此外，与单电池BUl至BU4对应地分别设置有温度传感器51至54。温度传感器51至54分别检测单电池BUl至BU4的温度(电池温度)Tl至T4，并将检测出的电池温度Tl至T4传送至控制装置30。每个温度传感器51至54都连接到相应单电池BU(在下文中统称单电池BUl至BU4时使用)的壳体。
控制装置30包括计算电池B的SOC的电池控制单元31。电池控制单元31是通过执行预先存储在控制装置30中的程序而实现的功能块。电池控制单元31推定整个电池B的SOC以及与电压传感器41至44、温度传感器51至54和适当布置的电流传感器(未示出)的检测值对应的各单个单电池BUl至BU4的SOC0特别地，由于在电池B的状态处于图3的区域Al或区域A3内的情况下每个单电池BUl至BU4的OCV —般与SOC具有强的相关性，所以SOC值主要地基于由电压传感器41至44检测出的输出电压Vl至V4来计算。均衡电路60包括分别与单电池BUl至BU4并列设置的放电旁路61至64。旁路61具有串联连接的切换元件SWl和电阻器元件R1，旁路62具有串联连接的切换元件SW2和电阻器元件R2。类似地，旁路63具有串联连接的切换元件SW3和电阻器元件R3，旁路64具有串联连接的切换元件SW4和电阻器元件R4。切换元件SWl至SW4的打开(接通)和关断分别地和独立地由控制装置30控制。接下来，给出对均衡电路的操作的说明。在负载25的操作期间，当EV或HV的点火为“开”时(在IG “开”期间)，系统继电器SRl和SR2被打开，并且电池B与负载21的操作对应地被充电或放电。电池控制单元31基于来自各个传感器的输出来相继地计算整个电池B和各个单电池BUl至BU4的SOC值。当负载21停止时，系统继电器SRl和SR2在EV或HV的点火为“关”时(在IG“关”期间)被关断。用于限制各单电池BUl至BU4之间的SOC差异的均衡处理在系统继电器SRl和SR2被关断的电池未使用期间(负载停止期间)由均衡电路60执行。在均衡处理期间，在各个旁路61至64中在操作(放电操作)期间切换元件SWl至SW4被打开，并且在停止时切换元件SWl至SW4被关断。通过在操作期间对相应的单电池BU放电，在停止时各个旁路61至64维持相应的单电池BU的剩余容量。这样，通过与单电池BUl至BU4的SOC值对应地选择性地打开切换元件SWl至SW4以选择性地对剩余容量较高的单电池放电，可减小各个单电池BUl至BU4的SOC差异。图13是用于说明均衡电路的操作的波形图。如图13所示，控制装置30在负载21停止时设定从负载21被关停的时刻t0到上述均衡处理开始的时刻tl的等待期间Tw。等待期间Tw典型地由经过的时间来限定。控制装置30通过在负载操作期间和等待期间内(时刻tl之前)将所有的切换元件SWl至SW4关断而停止对电池B的均衡处理。从由停止时刻t0已过去了等待期间Tw的时刻tl开始，为了执行均衡处理，控制装置30选择性地打开或关断切换元件SWl至SW4，以使得单电池BUl至BU4的SOC被均衡。均衡处理通过选择性地打开和关断切换元件SWl至SW4而从时刻tl开始执行。在均衡处理的过程中，各个单电池BUl至BU4的SOC值由电池控制单元31相继地计算，并且如果在时刻t2由于均衡处理而使得单电池BUl至BU4的SOC差异在规定的范围内，则均衡处理被终止，并且全部切换元件SWl至SW4又被关断。 下面对用于在橄榄石型铁系电池的电池组中的电池单元或单电池之间的SOC产生了差异的情况下通过均衡处理来修正SOC推定值的偏差的技术进行说明。当假定在HV运行期间SOC的中心值S0C*处在平台区域(在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中例如SOC覆盖30%至95%范围的区域)内的情况下，或者换句话说，在基本上仅在平台区域内执行HV运行的情况下使用HV时，该技术是有效的。图14是用于说明在均衡处理之前SOC的中心值S0C*的图示。也就是，如图14所示，在HV驱动中，发电量被控制为使得SOC的中心值S0C*与大致位于平台区域中心的SOCl的值一致。这里，电池一般会经历自放电，并且在电池单元之间存在自放电的差异。因此，电池单元之间的SOC会自然地产生差异。在锂离子电池组(使用镍系或钴系活性物质的锂离子电池组)形式的相关技术中，在电池单元或单电池之间已产生了 SOC差异的情况下利用均衡电路来调节SOC值。这种类型的锂离子电池组通过利用OCV和SOC之间的I : I关系对具有大的OCV值的电池单元或单电池进行强制放电而使多个电池单元或单电池中的OCV值一致来执行均衡处理。相比而言，当使用橄榄石型铁系电池时在假定仅在平台区域(在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中例如SOC覆盖30%至95%范围的区域)内的HV运行(使用电池)的情况下，即使SOC改变，OCV也维持大致相同。这样，如果电池单元或单电池之间的SOC产生了差异，则很难按照相关技术的锂离子电池组的方式根据OCV值的差异来调节S0C。因此，一旦每过几周SOC的中心值S0C*移动到OCV具有倾斜的低SOC区域(例如，SOC < 30%的区域)，便执行HV运行，并且SOC的中心值SOC *保持设定在低SOC区域内，直至接收到关断IG的指令。
图15是用于说明在均衡处理期间SOC的状态的图示。图16是用于说明在均衡处理之后SOC的状态的图示。在该实施例中，如图15所示，一旦每过几周，SOC的中心值S0C*便移动到OCV具有倾斜的低SOC区域(例如，SOC <30%的区域)。然后，在该状态下时执行HV运行。然后，在SOC的中心值SOC I皮设定在低SOC区域的状态下等待关断IG的指令。当关断IG的指令被输入时，放电被控制成使得由于利用均衡电路均衡了电池单元的电压，SOC值在所有的电池单元或单电池中一致。随后，如图16所示，当运行再开始时，SOC的中心值S0C*回到初始的平台区域。
这里，虽然该说明将低SOC区域描述为OCV具有倾斜的区域的一个示例，但是由于OCV在高SOC区域(例如，SOC >95%)内也具有倾斜，所以可适用同样的技术。但是，由于预想到当在高SOC区域内维持长期运行时加速的电池劣化会成为一个问题，特别是在锂离子电池的情况下，所以均衡处理优选地在低SOC区域内执行。图17是用于说明在均衡处理期间SOC的中心值S0C*的控制的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图17，在处理最初开始时，在步骤S31中判定在执行前一次均衡处理之后是否已过去了规定的时间量。如果在步骤S31中尚未过去规定的时间量，则处理转到步骤S32，并且SOC的中心值SOC I皮设定为SOCI。另一方面，在步骤S31中已过去了规定的时间量的情况下，处理转到步骤S33，并且中心值S0C*被设定为S0C2。当在步骤S32或步骤S33中设定了 S0C*的值时，处理转到步骤S34。 在步骤S34中，判定IG是否为“关”。IG为“关”是指从驾驶员操作钥匙开关以命令车辆停止的时刻到一系列车辆停止处理完成的时刻的期间。在步骤S34中判定为当前正在进行用于关断IG的处理的情况下，处理转到步骤S35。在步骤S35中，判定所推定出的SOC和S0C2的值之间的差的绝对值是否小于规定的阈值。在步骤S35中满足|S0C-S0C2| <阈值的条件的情况下，处理转到步骤S36，并且执行均衡处理。在步骤S37中中心值SOC *又回到SOCl。在步骤S34和步骤S35中的判定结果为“否”以及步骤S37的处理完成的情况下，处理转到步骤S38，并且控制返回主程序。在该变型中，阐明了一种用于在橄榄石型铁系电池组中的电池单元或单电池之间的SOC产生了差异的情况下通过放电处理和均衡处理来修正推定SOC值的偏差的技术。图18是示出在放电处理之前在HV运行期间SOC的中心值的图示。图19是示出在刚刚进行了放电处理之后SOC的中心值的图示。图20是示出在图19的放电处理已完成之后再执行HV运行的情况下SOC的中心值的图示。如图18所示，在HV运行期间SOC的中心值SOCl皮设定在平台区域(在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中例如SOC覆盖30%至95%范围的区域)。在该示例中，HV运行在SOC的中心值SOC I皮设定为SOCl的状态下执行。如前所述，当使用橄榄石型铁系电池时在假定仅平台区域内的HV运行的情况下，如果多个电池单元或单电池之间的SOC产生差异，则很难利用均衡电路来调节S0C。这是因为即使SOC改变，OCV也保持几乎恒定不变。因此，如图19所示，一旦每过几周，在完成HV运行之后在车辆停止时，便通过在电池电极之间连接电阻器等来暂时地执行放电，直至SOC进入OCV具有倾斜的低SOC区域(例如，SOC <30%的区域)。当电池状态变成如图19所示时，利用均衡电路在该SOC区域内执行电池单元电压的均衡，并且使SOC值在所有电池单元中一致。随后，如图20所示，当运行再开始时，SOC的中心值S0C*回到初始的平台区域。
图21是示出用于执行在图18至20中说明的放电处理的控制的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图21，在处理最初开始时，在步骤S41中判定在执行前一次均衡处理之后是否已过去了规定的时间量。如果在步骤S41中尚未过去规定的时间量，则处理转到步骤S46。另一方面，在步骤S41中已过去了规定的时间量的情况下，处理转到步骤S42。在步骤S42中，判定IG是否为“关”。在步骤S42中IG为“关”的情况下，处理转到步骤S43。另一方面，在步骤S42中IG不为“关”的情况下，处理转到步骤S46。在步骤S43中执行电池放电处理。电池放电处理通过例如暂时地在电池阴极和阳极之间连接放电电阻如继电器来执行。此外，放电也可通过利用逆变器14使得d轴电流流到电动发电机的定子线圈来执行。 在步骤S44中，判定SOC是否已等于或小于S0C2的值。此外，S0C2的值是为30%或更小的值。在该区域内，由于OCV具有倾斜(图3中的区域A3)，所以可与OCV对应地确定S0C。在此期间的SOC推定在推定值存在于图3的区域A2内的情况下使用基于电流积分的推定方法，并且在推定值移动到区域A3之后，使用基于利用电压的内部反应模型的推定方法。然后，如果在步骤S44中SOC不等于或小于S0C2，则执行步骤S43的放电处理。在步骤S44中SOC已等于或小于S0C2的值的情况下，处理转到步骤S45，并且如利用图12和13所说明的那样执行均衡处理，在这之后，处理转到步骤S46。在步骤S46中，控制又返回主程序。图22是用于说明在插电充电期间的均衡处理的第一图示。图23是用于说明在插电充电期间的均衡处理的第二图示。这里，对用于当假定在EV或PHV中使用橄榄石型铁系电池组时消除在插电充电期间在电池单元或单电池之间产生的SOC差异的技术进行说明。如在图3中说明的，橄榄石型铁系电池具有长的平台区域，并且在该区域内，即使OCV改变，SOC也保持大致恒定不变。因此，在平台区域(在利用碳系材料用于阳极的电池的示例中SOC在30%至95%范围的区域)内充电期间，如果电池单元或单电池之间的SOC产生差异，则难以检测SOC。因此，如图22所示，在执行从外部进行的插电充电的情况下，直到由图3的区域Al表示的高SOC区域才执行充电，由此防止SOC推定的偏差。更具体地，在OCV具有倾斜的区域(例如，SOC > 95%的区域)之前执行充电，此后充电停止。所有的电池单元或单电池的电压被检测，并且执行均衡处理，直至所有的电池单元或单电池的电压具有相同的值。在执行均衡处理的情况下，可利用图12所示的均衡电路对电池单元或单电池执行放电处理，以使得所有的电池单元或单电池的电压与具有最低电压的电池单元或单电池的电压匹配。或者，也可通过从具有高电压的电池单元或单电池向具有低电压的电池单元或单电池传递能量来执行均衡。此时，如果SOC维持在高水平，则存在锂离子电池加速劣化的风险。这时，如图23所示，通过利用电阻器等进行电流积分来执行规定量的放电以降低S0C。将SOC降低到不存在劣化问题的区域使得能防止加速的电池劣化。此外，在降低SOC时电流值的积分量可用于测量充电量。由于可归结于电流积分的误差在该短期放电的情况下几乎没有任何影响，所以不用担心SOC推定值的偏差。图24是用于说明在执行插电充电的情况下的处理的流程图。该流程图的处理是通过以固定的时间间隔或在满足规定条件时从车辆控制的主程序被调用而执行的。参照图24，首先在步骤S51中判定插电充电是否正在进行中。如果在步骤S51中未判定为插电充电正在进行中，则处理转到步骤S57。另一方面，如果在步骤S51中判定为插电充电正在进行中，则处理转到步骤S52。在步骤S52中，判定在插电充电期间SOC是否已超过标准值SOChl。这里，标准值SOChl是如图22所示用于表示SOC已进入OCV具有倾斜的区域且使得能够通过测量OCV来确定SOC的标准值。例如，标准值SOChl被设定为大于95%的值。在步骤S52中不满足条件SOC > SOChl的情况下，处理转到步骤S57。另一方面， 在步骤S52中满足条件SOC > SOChl的情况下，处理转到步骤S53。在步骤S53中，停止插电充电，并且进行规定时间的中止。随后，在后面的步骤S54中执行均衡处理。在该均衡处理期间，基于OCV执行控制，以使得各个电池单元或单电池的SOC—致。接下来，在步骤S55中执行用于降低SOC的放电处理，以抑制在SOC处于高水平时的电池劣化。该放电处理可通过在电池电极之间暂时地连接放电电阻如继电器或通过允许d轴电流流到电动机的定子线圈来执行。接下来，在步骤S56中判定SOC是否等于或小于标准值S0Ch2。标准值S0Ch2是比标准值SOChl小的值。标准值S0Ch2被设定为例如80%，以抑制由SOC维持在高水平引起的电池劣化。在步骤S56中SOC还不等于或小于图23所示的标准值S0Ch2的情况下，处理返回步骤S55，并且放电处理继续。另一方面，在步骤S56中满足条件SOC < S0Ch2的情况下，处理转到步骤S57并且充电结束。这里，对在使用橄榄石型铁系电池组仅在平台区域(S0C在例如30%至95%范围的区域)内运行的情况下用于推定SOC和电池劣化的技术进行说明。图25是用于说明使用结合在电池组中的不同类型的电池单元的一个示例的图
/Jn o参照图25，电池单元71是使用镍系或钴系活性物质且OCV具有倾斜的锂离子电池的电池单元。电池单元72至78是橄榄石型铁系电池的电池单元。如在图27中说明的，由于在平台区域内难以推定S0C，所以在这种情况下必需依靠电流积分来推定S0C。但是，如果电流积分执行长的时间，则积分误差会累积，结果，存在SOC推定值的精度降低的风险。因此，如图25所示，组合电池中的至少一种不同类型的电池单元71 (例如，使用镍系或钴系活性物质的锂离子电池)被串联连接。图25的示例示出了 8个单元被串联连接的组合电池。不同类型的电池单元71是不具有平台区域并且使得能够相对于OCV确定SOC的类型的电池。通过采用基于使用电压的内部反应模型的方法来推定该电池单元的SOC的变化量并转换为橄榄石型铁系电池，即使在其它电池单元72至78的状态处于平台区域的情况下也可应用用于推定SOC和电池劣化的技术。也就是，OCV具有倾斜的电池单元起到电池形式的能源以及用于推定SOC的一种传感器的作用。这里，橄榄石型铁系电池的SOC的变化量可利用下式来计算= ASOCo =ASOCrefX (Qref/Qo)，其中，ASOCo表示串联连接的橄榄石型铁系电池的SOC的变化量，A SOCref表示用于推定SOC的电池单元的SOC的变化量，Qref表示用于推定SOC的电池单元的容量，Qo表示串联连接的橄榄石型铁系电池的容量。橄榄石型铁系电池的SOC变化量A SOC可通过将以使用电池反应模型的推定方法推定的ASOCref的值替换到该式中来确定。最后，参照附图对该实施例的主要内容进行概括。再回到图1，车辆I包括电池B和通过从电池B接收电力而驱动的电动机(电动发电机MG2)。如图3所示，相对于电池B的SOC的OCV的变化特性包括相对于SOC的变化量的OCV的变化量超过阈值的第一区域(区域Al或A3)，和相对于SOC的变化量的OCV的变化量不超过阈值的第二区域(区域A2 :平 台区域)。该阈值基于是否能相对于OCV唯一地确定SOC来设定。控制装置30在电池B的SOC的推定值处在第一区域(区域Al或A3)内的情况下通过根据使用电池B的电压VB的第一推定方法(根据内部反应模型的推定方法)推定SOC来更新电池B的SOC的推定值，并且在电池B的SOC的推定值处在第二区域(区域A2 :平台区域)内的情况下通过根据使用输入到电池B和从电池B输出的电流的第二推定方法(根据电流积分的推定方法)推定SOC来更新电池B的SOC的推定值。在电池B的SOC的推定值处在第二区域(区域A2 :平台区域)内的期间超过规定的时间量的情况下，控制装置30通过暂时地改变电池B的SOC以使得电池B的SOC处在第一区域(区域Al或A3)内而利用第一推定方法(根据内部反应模型的推定方法)来推定S0C。通过这样推定S0C，即使在电池具有平台区域的情况下也能精确地测量SOC而不使SOC推定误差增大。优选地，根据第一推定方法(根据内部反应模型的推定方法)获得的SOC的推定精度比根据第二推定方法(根据电流积分的推定方法)获得的SOC的推定精度高。如图12所示，电池B优选地包括多个单电池BUl至BU4，和使所述多个单电池BUl至BU4的SOC均衡的均衡电路60。控制装置30通过在使均衡电路60工作并使所述多个单电池BUl至BU4的SOC均衡之前暂时地改变电池B的SOC以使得电池B的SOC处在第一区域(图3中的Al或A3)内而根据第一推定方法(根据内部反应模型的推定方法)来推定SOC。更优选地，车辆I还包括内燃发动机(发动机40)和利用内燃发动机(发动机40)的动力发电的发电机(电动发电机MGl)。控制装置30通过改变电动机(电动发电机MG2)的电力消耗量和发电机(电动发电机MGl)的发电量来改变电池B的S0C。优选地，图I所示的车辆I被构造成允许在其中电池B通过接收从车辆外部的外部充电装置100提供的电力而被充电的外部充电。第一区域是SOC比第二区域高的区域。除了如图22所示对电池B进行外部充电直至电池B的SOC达到第一区域之外，控制装置30还在已根据第一推定方法推定了电池B的SOC之后如图23所示对电池B进行规定量的放电。优选地，如图2所示，控制装置30设置有电池控制单元31，其除了使用第一或第二推定方法计算电池B的SOC的推定值之外还基于电池B的SOC的推定值输出SOC的控制目标值；和HV控制单元32，其通过基于电池B的SOC的推定值和控制目标值SOC *控制电动机和发电机(电动发电机MGl和MG2)来改变电池B的S0C。此外，该实施例示出了将本发明应用于能够利用动力分割机构在车辆轮轴和发电机之间分割发动机的动力传递的串联/并联型混合动力系统的示例。但是，本发明也可应用于串联型HV，其仅使用发动机来驱动发电机，并且仅使用利用发电机产生的电力的电动机来产生车辆轮轴的动力，或者本发明可应用于仅利用电动机运行的EV。本发明可应用于这些构型中的任一种，因为它们都需要推定电池S0C。此外，虽然该实施例使用了利用碳系材料用于阳极的橄榄石型铁系锂离子电池的数值的示例来描述平台区域的OCV和S0C，但是这些数值仅仅是示例性的，并且在本发明应用于具有平台区域的其它电池的情况下这些数值可适当地改变。虽然已参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所述的实施例或构造。相反，本发明意图涵盖各种变型和等同的布置。此外，虽然以各种示例性的组合和构型示出了所公开的本发明的各个要素，但是包括更多、更少或仅单个要素 的其它组合和构型也在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于车辆的控制装置，其中 所述车辆包括电池和通过从所述电池接收电力而驱动的电动机；并且相对于所述电池的充电状态的开路电压的变化特性包括第一区域和第二区域，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量不超过所述阈值，并且在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，所述控制装置通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值，以及在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，所述控制装置通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；并且 在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的期间超过规定期间的情况下，所述控制装置暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，并通过所述第一推定方法来推定所述充电状态。
2.根据权利要求I所述的控制装置，其中，所述控制装置基于是否能相对于所述开路电压唯一地确定所述电池的充电状态来设定所述阈值。
3.根据权利要求I或2所述的控制装置，其中，根据所述第一推定方法获得的所述充电状态的推定精度比根据所述第二推定方法获得的所述充电状态的推定精度高。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的控制装置，其中 所述电池包括多个单元和使所述多个单元的充电状态均衡的均衡电路，并且所述控制装置在通过使所述均衡电路工作而使所述多个单元的充电状态均衡之前暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，并通过所述第一推定方法来推定所述充电状态。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中 所述车辆还包括内燃发动机和利用所述内燃发动机的动力来发电的发电机，并且所述控制装置通过改变所述电动机的电力消耗量和所述发电机的发电量来改变所述电池的充电状态。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其中 所述第一区域是所述充电状态比所述第二区域低的区域，并且在已使所述电池放电直至所述电池的充电状态到达所述第一区域并且已根据所述第一推定方法推定了所述电池的充电状态之后，所述电池由所述发电机充电。
7.根据权利要求I或2所述的控制装置，其中 所述车辆被构造成允许外部充电，在所述外部充电中所述电池通过接收从所述车辆外部提供的电力而被充电， 所述第一区域是所述充电状态比所述第二区域高的区域，并且所述控制装置在已对所述电池进行外部充电直至所述电池的充电状态到达所述第一区域并且已根据所述第一推定方法推定了所述电池的充电状态之后使所述电池进行规定量的放电。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的控制装置，包括电池控制单元，所述电池控制单元使用所述第一或第二推定方法计算所述电池的充电状态的推定值，并基于所述电池的充电状态的推定值输出所述充电状态的控制目标值；和混合动力控制单元，所述混合动力控制单元通过基于所述电池的充电状态的推定值和所述控制目标值控制所述电动机和所述发电机，来改变所述电池的充电状态。
9.一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括电池，所述电池具有第一区域和第二区域作为相对于所述电池的充电状态的开路电压的变化特性，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量不超过所述阈值；和通过从所述电池接收电力而驱动的电动机， 所述控制装置包括 充电状态推定单元，所述充电状态推定单元推定所述电池的充电状态； 第一推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，所述第一推定单元通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值； 第二推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，所述第二推定单元通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述电池的充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；和 第三推定单元，在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的期间超过规定期间的情况下，所述第三推定单元通过暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，来通过所述第一推定方法推定所述充电状态。
10.一种用于车辆的车辆控制方法，所述车辆具有电池，所述电池具有第一区域和第二区域作为相对于充电状态的开路电压的变化特性，在所述第一区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量超过阈值，在所述第二区域内相对于所述充电状态的变化量的所述开路电压的变化量不超过所述阈值；和通过从所述电池接收电力而驱动的电动机， 所述方法包括 推定所述电池的充电状态； 在所述电池的充电状态的推定值处在所述第一区域内的情况下，通过根据使用所述电池的电压的第一推定方法推定所述充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值； 在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的情况下，通过根据使用输入到所述电池和从所述电池输出的电流的第二推定方法推定所述电池的充电状态，来更新所述电池的充电状态的推定值；和 在所述电池的充电状态的推定值处在所述第二区域内的期间超过规定期间的情况下，通过暂时地改变所述电池的充电状态以使得所述电池的充电状态处在所述第一区域内，来通过所述第一推定方法推定所述充电状态。
全文摘要
一种控制装置(30)在电池(B)的充电状态(SOC)的推定值处在第二区域内的期间超过规定期间的情况下通过暂时地改变电池(B)的SOC以使得电池(B)的SOC处在第一区域内而通过第一推定方法来推定所述SOC。
文档编号G01R31/36GK102803977SQ201080024318
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月1日 优先权日2009年6月2日
发明者高桥贤司, 西勇二, 户村修二, 竹本毅, 芳贺伸烈, 渊本哲矢, 杉本哲也 申请人:丰田自动车株式会社