CN101116003A - 二次电池充电/放电电量的估计方法和装置，二次电池极化电压的估计方法和装置，以及二次电池剩余容量的估计方法和装置 - Google Patents

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Abstract

如果满足了特定的选择条件，无负载电压运算部(105)计算出无负载电压，该无负载电压是通过对多个包含电流数据I(n)和电压数据V(n)的数据组用最小二乘法的统计处理求出的近似直线上、在电流为0时的电压段。如果特定的电流条件或电压条件持续地满足预定的时间，开路电压运算部(106)计算出二次电池的端电压作为开路电压Voc，并且零电流状态电压保存部(108)保存零电流状态电压运算部(107)计算出的零电流状态电压Vzo。通过使用预定的电压变化量调整常数ΔVbc/调整系数Kb，电动势变化常数Keq以及极化电压发生常数Kpol，估计充电/放电电量运算部(118A)计算出作为零电流状态电压Vzo变化量ΔVzo函数的估计充电/放电电量ΔQe。估计充电/放电电量可以不受电流测量误差的影响。

Description

二次电池充电/放电电量的估计方法和装置，二次电池极化电压的估计方法和装置，以及二次电池剩余容量的估计方法和装置
技术领域
本发明关于估计可充电电池的剩余容量(SOC)的技术，诸如作为电动机的电源或各种负载的驱动源安装在纯电动汽车(PEV)，混合动力电动汽车(HEV)等上的镍-金属氢化物(Ni-MH)电池。
背景技术
为使汽车的燃料消耗效率最大化，现有的HEV通过检测可充电电池的电压、电流、温度等，并进行计算来估计可充电电池的剩余容量(SOC)，进行SOC的控制。为了精确进行SOC的控制，需要正确地估计充电和放电过程中可充电电池的SOC。
现有的估计SOC的方法，检测在预定期间内的电池电压V和充电-放电电流I，计算电流的积分值∫I，根据温度T、电池电压V和积分电流值∫I的函数关系，将之前估计的电池极化电压Vc(t-1)更新到Vc(t)，求出校正电压V’(＝V-Vc(t))。获得校正电压V’和电路I的多个数据组并保存起来。通过使用数据组进行回归分析，获得线性回归线(电压V’-电流I回归线)。V’-I回归线的V截距作为电动势E估计，根据之前估计的SOC、电动势E、温度T和电流积分值∫I的函数关系(例如参考专利文献1)，估计出SOC。
专利文献1：特开2001-223033号公报
发明内容
本发明要解决的问题
但是，上述现有的SOC估计方法具有以下问题。
为了估计SOC，该方法首先利用电流传感器检测流过可充电电池的充电/放电电流。用于例如HEV等场合时，所述电流传感器需要检测大的电流。当使用高精度的电流传感器时，成本增加。因此，只能使用精度相对低的便宜的电流传感器。利用这种电流传感器检测的电流包含测量误差。该电流误差体现为SOC的估计误差。尤其是，当充电/放电率小于电流误差时(例如，当充电/放电率是1A，而电流误差是±2A时)，随着时间的推移，估计的SOC开始以不可预见的方式呈现。
并且，如上述现有技术的例子，当估计SOC的方法考虑进极化电压的影响，并将之前估计的电池极化电压Vc(t-1)更新为Vc(t)，作为电流传感器检测的积分电流值的函数时，之前计算的极化电压包括电流误差，会导致极化电压的估计误差。随着时间推移，估计误差累积，增加了SOC实际值和估值之间的误差。
因此，本发明的目的是提供一种不受电流测量误差的影响，估计充电/放电电量和极化电压的方法和装置，从而提供一种即使在电流值包括测量误差时也能以高精度来估计SOC的方法和装置。
解决问题的方法
为了实现上述目的，根据本发明的一种可充电电池充电/放电电量的估计方法的第一个方面，步骤包括检测流过可充电电池的电流和对应该电流的可充电电池的端电压的数据组，并获得多个数据组；当满足了特定的选择条件(例如，充电/放电方向的电流值在预定范围(例如±50A)，在充电/放电方向有预定数量的多个数据组(例如在60个样本中各方向有10个数据)，并且在获得多个数据组期间的充电/放电电量在预定的范围(例如0.3Ah)内)，计算无负载电压(Vsep)，该无负载电压是通过使用所述多组数据、利用最小二乘法等回归分析等的统计处理获得的近似直线在零电流状态处的电压截距；当特定的电流条件(例如；电流的绝对值小于10A)或电压条件(例如电压的变化量小于1V)持续满足了一定的时间(例如10秒)，从可充电电池所述端电压计算出开路电压(Voc)；从所述无负载电压或开路电压计算出零电流状态电压(Vzo)；保存所述零电流状态电压；计算出从所述零电流状态电压保存到随后计算出零状态电压期间的零电流状态电压变化量(ΔVzo)；根据所述零电流状态电压变化量，计算出估计蓄电池充电/放电电量(ΔQe)。
根据本发明第一个方面的可充电电池充电/放电电量的估计方法进一步包括以下步骤，预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是对应剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及  预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是剩余容量使用区域内充电/放电电量的极化电压变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计方法的第二方面进一步包括在对应本发明的蓄电池充电/放电电量估计方法的第一方面中，根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；保存所述计算出的极化电压；计算出所述极化电压的保存时间(th)；以及根据所述保存的极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；所述计算出所述估计充电/放电电量的步骤包括，根据所述时间依赖电压变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
在这种情况下，计算出所述时间依赖电流变化量的步骤包括，通过所述保存的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计方法的第二方面进一步包括步骤，预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态电量决定；预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并且依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是对应剩余容量使用区域内充电/放电电量的极化电压变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo和所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计方法的第三方面在对应本发明的可充电电池充电/放电电量估计方法的第一方面中进一步包括步骤，根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压；根据所述保存的零电流状态电压和所述极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；保存所述计算出的电动势；从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；根据所述保存的电动势和所述检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；以及计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和所述保存的电动势之间的差；所述计算出估计充电/放电电量的步骤包括，根据所述电动势的变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出估计充电/放电电量。在这种情况下，所述计算出用于计算估计充电/放电电量的所述电动势的步骤包括，预先准备以温度为参数的并相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，计算出一电动势作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于所述保存电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计方法的第三个方面进一步包括步骤，预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数为对应剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo和所述电动势变化量以及所述检测充电/放电电量函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计方面的第四个方面在对应本发明的所述蓄电池充电/放电电量估计方法的第一方面中进一步包括，根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；保存所述计算出的极化电压；计算出所述极化电压的保存时间(th)；根据所述保存的极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；根据所述保存的零电流状态电压和所述保存的极化电压，计算出所述可充电电池的电动势；保存所述计算出的电动势(Veq)；从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；根据所述保存的电动势和检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；以及计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和所述保存的电动势之间的差；所述计算出所述估计充电/放电电量的步骤包括，根据所述时间依赖电压变化量和所述电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量
在这种情况下，所述计算出时间依赖电压变化量的步骤包括通过所述保存的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出时间依赖电压变化量。
并且，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势的步骤包括，预先设定以温度为参数，并相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，计算出一电动势作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于所述保存电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计方法的第四个方面进一步包括以下步骤，预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的调整系数(Kb)，所述调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是对应剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
为达成上述目的，根据本发明用于估计可充电电池充电/放电电量的装置的第一方面包括，电流检测部，用于检测流过所述可充电电池的电流作为电流数据(I(n))；电压检测部，用于检测所述可充电电池的端电压作为电压数据(V(n))；无负载电压运算部，用于获得多个数据组，每个数据组包括来自所述电流检测部的电流数据和来自电压检测部、对应所述电流数据的电压数据，并当满足特定的选择条件(例如，充电/放电方向的电流值在预定的范围(例如，±50A)，所述多个数据组至少有预定的数目处在充电/放电方向(例如，60个样本中每个方向包括10个数据)，并且获得多个数据组期间的充电/放电电量在预定的范围内(例如0.3Ah))，计算出无负载电压(Vsep)，所述无负载电压是利用所述多个数据组通过-诸如使用最小二乘法等回归分析等的-统计处理获得的近似直线在零电流状态的电压截距；开路电压运算部，用于当特定的电流条件或(例如电流的绝对值小于10A)或电压条件(例如电压的变化量小于1V)持续满足一定的时间(例如10秒)时，通过所述可充电电池端电压计算开路电压(Voc)；零电流状态电压运算部，用于通过所述无负载电压或所述开路电压，计算零电流状态电压(Vzo)；零电流状态电压保存部，用于保存所述零电流状态电压；零电流状态电压变化量运算部，用于计算出从所述零电流状态电压保存到随后计算出零电流状态电压期间的零电流状态电压变化量(ΔVzo)；以及估计充电/放电电量运算部，用于根据所述零电流状态电压变化量，计算出可充电电池的估计充电/放电电量(ΔQe)。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计装置的第一方面进一步包括电压变化量调整常数-调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；电动势变化常数设定部，用于预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量变化量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明可充电电池充电/放电电量估计方法的第二方面在根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计装置的第一方面中进一步包括，极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；极化电压保存部，用于保存所述极化电压运算部计算出的极化电压；以及时间依赖电压变化量运算部，用于根据保存在所述极化电压保存部的极化电压和极化电压的保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；所述估计充电/放电电量运算部，根据所述时间依赖电压变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
在这种情况下，所述时间依赖电压变化量运算部通过保存在所述极化电压保存部的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
根据本发明的估计可充电电池充电/放电电量装置的第二方面进一步包括电压变化量调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；电动势变化常数设定部，用于预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量变化量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo和所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明可充电电池充电/放电电量的估计装置的第三方面在根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计装置的第一方面中包括，极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；第一电动势运算部，用于根据保存在所述零电流状态电压保存部内的零电流状态电压和由所述极化电压运算部计算出的极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；电动势保存部，用于保存所述第一电动势运算部计算出的电动势；检测充电/放电电量运算部，用于从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存在所述电动势保存部期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；第二电动势运算部，用于根据保存在所述电动势保存部的电动势和所述检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；以及电动势变化量运算部，用于计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和保存在所述电动势保存部的电动势之间的差；所述估计充电/放电电量运算部，根据所述电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
在这种情况下，预先准备以温度为参数的相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，所述第二电动势运算部计算出一电动势，作为用于计算所述估计充电/放电电量电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于保存在所述电动势保存部的所述电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)而获得的剩余容量。
根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计装置的第三个方面进一步包括，电压变化量调整常数-调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计装置的第四个方面在根据本发明的所述可充电电池充电/放电电量估计装置的第一方面中进一步包括，极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；极化电压保存部，用于保存所述极化电压运算部计算出的极化电压；时间依赖电压变化量运算部，用于根据保存在所述极化电压保存部的极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；第一电动势运算部，用于根据保存在所述零电流状态电压保存部的所述零电流状态电压和保存在所述极化电压保存部的所述极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；电动势保存部，用于保存由所述第一电动势运算部计算出的所述电动势；检测充电/放电电量运算部，用于从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存到所述电动势保存部的期间检测充电/放电电量(ΔQm)；第二电动势运算部，用于根据保存在所述电动势保存部的所述电动势和检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；电动势变化量运算部，用于计算出电动势变化量(ΔVeq)，所述电动势变化量是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和保存在所述电动势保存部的电动势之间的差；其中所述估计充电/放电电量的运算部，用于根据所述时间依赖电压变化量和电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
在这种情况下，其中所述时间依赖电压变化量运算部通过将保存在所述极化电压保存部的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
并且，预先准备以温度为参数的相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，所述第二电动势运算部计算出一电动势，作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于保存在所述电动势保存部的所述电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
根据本发明的可充电电池充电/放电电量估计装置的第四个方面进一步包括以下步骤，电压变化量调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的调整系数(Kb)，所述调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
为实现上述目的，根据本发明的估计可充电电池的极化电压的方法包括利用估计可充电电池充电/放电电量方法的第一到第四个方面中的任意一个，计算估计充电/放电电量；根据估计充电/放电电量再计算可充电电池的极化电压。
为实现上述目的，根据本发明的估计可充电电池剩余容量的方法包括使用上述估计可充电电池充电/放电电量方法的第一到第四方面中的任意一个，计算估计充电/放电电量；并根据估计充电/放电电量计算可充电电池的剩余容量。
为实现上述目的，根据本发明的估计可充电电池的极化电压的装置，包括根据由估计可充电电池的充电/放电电量的装置的第一到第四方面中的任意一个计算出的估计充电/放电电量，再计算可充电电池极化电压的极化电压再运算部。
为实现上述目的，根据本发明的估计可充电电池剩余容量的装置，包括根据由估计可充电电池的充电/放电电量的装置的第一到第四方面中的任意一个计算出的估计充电/放电电量，计算可充电电池剩余容量的剩余容量运算部。
本发明的效果
根据本发明，根据受电流测量误差影响很小的检测电压(从无负载电压或开路电压计算出的零电流状态电压)，计算出的估计充电/放电电量几乎不含电流测量误差，并且利用估计充电/放电电量所计算出的极化电压和SOC也不受电流测量误差影响。这样改进了估计SOC的精度，并使实行SOC管理的电池能够执行保护控制并延长电池的寿命。
附图简要说明
图1是示出根据本发明第一实施例的电池组系统的示例结构的方框图；
图2是示出包括根据第一个实施例的可充电电池的充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图；
图3是示出根据本发明第二实施例的电池组系统的示例结构的方框图；
图4是示出用来计算时间依赖电压变化量ΔVbp(th)的作为极化电压保存时间th函数的极化电压衰减率γ的曲线，
图5是示出包括根据第二个实施例的可充电电池的充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图；
图6是示出根据本发明第三实施例的电池组系统的示例结构的方框图；
图7是示出电动势Veq-剩余容量的特性曲线，用来从保存的电动势(第一电动势Veql)以及从检测充电/放电电量ΔQm得出的用于计算估计充电/放电电量的电动势(第二电动势Veq2)计算出电动势变化量ΔVeq；
图8是示出包括根据第三个实施例的可充电电池的充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图；
图9是示出根据本发明第四实施例的电池组系统的示例结构的方框图；
图10是示出包括根据第四实施例的可充电电池的充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图；
图11是示出根据图10的流程图、计算出估计充电/放电电量ΔQe的时间变化，和通过利用高精度电流传感器测得的积分电流值计算出的实际充电/放电电量ΔQt的时间变化的曲线图。
附图标记的说明
1A，1B，1C，1D电池组系统
100电池组
101A，101B，101C，101D，电池ECU(充电/放电电量估计装置，极化电压估计装置，SOC估计装置)
102电压检测部
103电流检测部
104温度检测部
105无负载电压运算部
106开路电压运算部
107零电流状态电压运算部
108零电流状态电压保存部
109零电流状态电压变化量运算部
110极化电压运算部
1101查询表(LUT)
111极化电压保存部
1111计时器
112时间依赖电压变化量运算部
113第一电动势运算部
114电动势保存部
115检测充电/放电电量运算部
116第二电动势运算部
1161查询表(LUT)
117电动势变化量运算部
118A，118B，118C，118D估计充电/放电电量运算部
119SOC运算部
120极化电压再运算部
1201查询表(LUT)
121电压变化量调整常数(ΔVbc)-调整系数(Kb)设定部
1211查询表(LUT)
122电动势变化常数(Keq)设定部
1221查询表(LUT)
123极化电压发生常数(Kpol)设定部
1231查询表(LUT)
124电压变化量调整系数(Kb)设定部
较件实施例
本发明的较佳实施例将结合附图进行说明。
(第一实施例)
图1是示出根据本发明第一实施例的电池组系统示例结构的方框图。图1中，电池组系统1A包括电池组100和包括本发明SOC估计装置、作为微机系统一部分的电池ECU101A。
电池组100，安装在例如HEV上，由多个电池块电连接串联形成。为了获得预定的输出供给电机，每个电池块由例如是镍一金属氢化物电池的多个单电池或电池模组电连接串联形成。
电池ECU101A包括电压检测部102，其用于通过电压传感器(图中未示)在预定采样周期内检测的电池组100内的各电池块的端电压作为电压数据V(n)来测定，电流检测部103，其用于通过电流传感器(图中未示)在预定采样周期内检测的电池组100的充电/放电电流作为电流数据I(n)(标示的标记不是充电方向就是放电方向)来测定，以及温度检测部104，其用于通过温度传感器(图中未示)检测的电池组100的各个电池块的温度作为温度数据T(n)来测定。
来自电压检测部102的电压数据V(n)和来自电流检测部103的电流数据I(n)作为数据组输入无负载电压运算部105。当满足了特定的选择条件，也就是，在充电方向(-)和放电方向(+)的电流数据I(n)的值在预定的范围(例如，±50A)，在充电/放电方向至少有预定数目的电流数据I(n)(例如，在60个样本中，每个方向包括10个数据)，并且数据组获得过程中的充电/放电电量在预定的范围(例如0.3Ah)，该无负载电压运算部105判定电压数据V(n)和电流数据I(n)的数据组是有效的数据组。
其次，无负载电压运算部105通过执行统计处理，例如利用最小二乘法等方法的回归分析等，从有效数据组获得线性电压一电流线(接近直线)，计算出无负载电压Vsep，即为零电流状态的电压值(电压截距)。
电压数据V(n)和电流数据I(n)也输入开路电压运算部106。当特定的电流条件(例如电流数据I(n)的绝对值小于10A)或特定的电压条件(例如，电压数据V(n)的变化量小于1V)持续满足一段时间期间(例如，10秒)时，所述开路电压运算部106在每个电池块的电压数据V(n)的平均值Vave上，加上组件电阻Rcom乘以电流数据I(n)的平均值Iave的积，来校正由组件电阻引起的压降并计算出开路电压Voc(Voc＝Vave+Rcom*Iave)。
来自无负载电压计算部105的无负载电压Vsep和来自开路电压运算部106的开路电压Voc输入零电流状态电压运算部107。当满足了上述选定条件时，零电流状态电压运算部107判定计算精确度足够高并选择所述无负载电压Vsep。当所选条件不满足但上述电流条件或电压条件持续满足一定时间期间时，零电流状态电压运算部107也判定计算精度足够高并选择所述开路电压Vos，所选的电压作为零电流状态电压Vzo输出。当上述任何一个条件都不满足时，不计算零电流状态电压Vzo。这种结构保证了零电流状态电压Vzo有足够高的计算精度。
来自零电流状态电压运算部107的零电流状态电压Vzo输入零电流状态电压保存部作为电压Vzoh保存。
通过零电流状态电压运算部107随后计算出的零电流状态电压Vzo和保存在零电流状态电压保存部108的零电流状态电压Vzoh输入到零电流状态电压改变量运算部109，计算出零电流状态电压Vzo与保存的零电流状态电压Vzoh之间的变化量(零电流状态电压变化量)ΔVzo。在此，不是算出在预定的时间内的电压变化量。保存计算出的零电流状态电压，并计算出保存的零电流状态电压和随后计算出的零电流状态电压之间的电压变化量。当不能获得无负载电压Vsep和开路电压Voc时，这样减少了不能计算电压变化量状况的发生。
查询表(LUT)1211预保存了以温度为参数的电压变化量调整常数ΔVbc和电压变化量调整系数Kb的值，所述值取决于由可充电电池的物理属性决定的极化特性或可充电电池的充电和放电(使用)状态决定的电压衰减特性，通过参考该查询表1211，电压变化量调整常数(ΔVbc)-调整系数(Kb)设定部121预设定电压变化量调整常数ΔVbc和电压变化量调整系数Kb。例如，对应温度25℃，LUT 1211保存0.01V作为电压变化量调整常数ΔVbc的值。调整系数Kb是根据实际系统适当设定的系数
通过参考查询表(LUT)1221，根据温度检测部104检测的温度数据T(n)，电动势变化常数(Keq)设定部122预设定电动势变化常数Keq。更具体的，电动势变化常数设定部122参考对应于SOC使用区域内(例如，在20％到80％的SOC范围)充电(或放电)电流量值的电动势变化常数Keq值特性曲线的倾斜度，该电动势变化常数Keq预保存在LUT1221中以温度为参数，其值取决于可充电电池的物理特性或充电/放电(使用)状态。例如，对应温度25℃，LUT表1221保存了0.1V/Ah作为电动势变化常数Keq的值。
通过参考查询表(LUT)1231，根据温度检测部104检测的温度数据T(n)，极化电压发生常数(Kpol)设定部123预设定极化电压发生常数Kpol。更具体的，所述极化电压发生常数设定部123参考对应于充电(或放电)电流量值的极化电压发生常数Kpol值特性曲线的倾斜度，所述极化电压发生常数Kpol预保存在查询表LUT1231中以温度为参数，其值取决于可充电电池的物理特性或充电/放电(使用)状态。例如，对应于温度25℃和60％的SOC，LUT 1231保存0.1V/Ah作为极化电压发生常数Kpol。
来自零电流状态电压变化量运算部109的零电流状态电压变化量ΔVzo，来自电压变化量调整常数一调整系数设定部121的电压变化量调整常数ΔVbc和电压变化量调整系数Kb，来自电动势变化常数设定部122的电动势变化常数Keq，以及来自极化电压发生常数设定部123的极化电压发生常数Kpol输入估计充电/放电电量运算部118A。所述估计充电/放电电量运算部118A使用以下表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)，计算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo函数的估计充电/放电电量ΔQe。
在此，不利用从无负载电压Vsep或开路电压Voc获得的零电流状态电压Vzo，但利用零电流状态电压变化量ΔVzo来计算出从算出一个电压Vzo到算出随后一个电压Vzo的预定期间内的估计充电/放电电量ΔQe。利用零电流状态电压变化量ΔVzo代替零电流状态电压ΔVzo的原因如下。无负载电压Vsep或开路电压Voc被模拟为由包括电动势要素和极化电压要素的要素构成。电动势要素和极化电压要素取决于充电/放电电量而变化，因此，可以从零电流状态电压变化量ΔVzo计算出估计充电/放电电量ΔQe。进一步，计算估计充电/放电电量ΔQe的表达式中将电压变化量调整常数ΔVbc与零电流状态电压变化量ΔVzo相加的原因是，在预定期间发生的极化衰减了，相加校正了极化的衰减量。
所述估计充电/放电电量ΔQe输入到极化电压再运算部120。极化电压再运算部120根据温度检测部104检测的温度数据T(n)，通过参考查询表(LUT)1201，再计算极化电压Vpe。更具体的，极化电压再运算部120参考对应于估计充电/放电电量值ΔQe的极化电压值Vpe特性曲线或表达式，所述极化电压值Vpe以温度为参数、预保存在LUT1201中。
进一步，所述估计充电/放电电量ΔQe输入到SOC运算部119，根据所述估计充电/放电电量ΔQe，利用极化电压Vpe等算出电池组100中每个电池块的SOC。
在本实施例中，充电/放电电量不利用现有技术中对检测电流进行积分而计算，充电/放电电量ΔQe而是作为零电流状态电压的函数计算，所述零电流状态电压受到电流测量误差的影响很小。这提高了极化电压和SOC的计算精度。
现参考图2，说明具有本实施例的上述结构、用于估计电池组系统的SOC和极化电压的处理过程。
图2是示出包括根据第一实施例的可充电电池充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理过程的流程图。图2中，首先检测出电压数据V(n)和电流数据I(n)作为数据组(步骤S201)。下一步，判断由步骤S201检测出的电压数据V(n)和电流数据I(n)的数据组是否满足上述特定的选择条件，来检查所述数据组是否是有效的数据组(步骤S202)。在步骤S202的判断中，当所述数据组满足了特定的选择条件(是)，处理进行到步骤S203，获得多个有效数据组(例如，从60个样本中在充电和放电方向各获得10个数据组)，利用有效的数据组、通过使用最小二乘法等方法的回归分析等的统计处理，求出线性近似线(V-I线)，并且将近似线的V截距作为无负载电压Vsep算出。下一步，从计算出的无负载电压Vsep算出零电流状态电压Vzo(步骤S206)，并作为电压Vzoh保存(Vzoh←Vzo：步骤S207)。
当步骤S202的判断中，数据组不满足特定的选择条件(否)，处理进行到步骤S204来判断数据组是否在一定时间期间持续满足如上所述的特定电流条件或电压条件。在步骤S204的判断中，当数据组满足特定的电流条件(例如，当电路数据I(n)的绝对值持续10秒小于10A)(是)或满足电压条件(例如，当电压数据V(n)的变化量持续10秒小于1 V)(是)，处理进行到步骤S205，将电流数据I(n)的平均值Iave乘以组件电阻Rcom得到的值加到这时各个电池块的电压数据V(n)的平均值Vave上，来校正组件电阻引起的压降并计算出开路电压Voc(Voc＝Vave+Rcom*Iave)。下一步，从算出的开路电压Voc算出零电流状态电压Vzo(步骤S206)并作为电压Vzoh保存(Vzoh←Vzo：步骤S207)。
在步骤S204的判断中，当数据组不满足特定的电流条件和电压条件(NO)，终止该程序并且结束处理。
算出在下一步的中断处理中通过步骤S206算出的电压Vzo相对于步骤S207保存的零电流状态电压Vzoh变化的变化量(零电流状态电压变化量)ΔVzo(步骤S208)。
下一步，预设定电压变化量调整常数ΔVbc，电压变化量调整系数Kb，电动势变化常数Keq以及极化电压发生常数Kpol(步骤S209，S210和S211)，并且估计充电/放电电量ΔQe，作为零电流状态电压变化量ΔVzo的函数，利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)计算出(步骤S212)。
进一步，因为极化电压是取决于电池的充电/放电历史记录的值，从估计充电/放电电量ΔQe再计算极化电压(步骤S214)。
进一步，根据这样算出的估计充电/放电电量ΔQe，利用极化电压Vpe等计算出SOC(步骤S213)。
如上所述，估计出电池组100中每个电池块的剩余容量SOC和极化电压Vpe。
在本实施例中，虽然使用零电流状态变化量ΔVzo的线性表达式来计算估计充电/放电电量ΔQe，也可以用N次函数表达式(N是自然数)或指数函数表达式来代替。
(第二实施例)
图3是示出根据本发明第二实施例的电池组系统1B示例结构的方框图。图3中，与图1第一实施例的组件具有相同结构和功能的组件给出相同的标记，并不再说明。
本实施例的电池ECU1B，不但利用第一实施例中的零电流状态电压变化量ΔVzo，并且通过从保存的极化电压Vph和保存的时间th求出时间依赖电压变化量ΔVbp(th)，用其代替电压变化量调整系数ΔVbc，算出估计充电/放电电量ΔQe。
图3中，来自估计充电/放电电量运算部118B的估计充电/放电电量ΔQe输入极化电压运算部110。所述极化电压运算部110通过参考查询表(LUT)1101，根据温度检测部104测出的温度数据T(n)算出极化电压Vpol。更具体的，极化电压运算部110参考预先保存在LUT1101中并以温度为参数的对应于估计充电/放电电量ΔQe值的极化电压Vpol值的特性曲线或表达式。
来自极化电压运算部110的极化电压Vpol输入到极化电压保存部111并作为电压Vph保存，并且其保存时间th由计时器1111进行计时。保存在极化电压保存部111的极化电压Vph和计时器1111计时的保存时间th输入到时间依赖电压变化量运算部112，保存的极化电压Vph乘以如图4所示为保存时间函数的极化电压衰减率γ(th)，来算出时间依赖电压变化量ΔVbp(th)。
来自零电流状态电压变化量运算部109的零电流状态电压变化量ΔVzo，来自时间依赖电压变化量运算部112的时间依赖电压变化量ΔVbp(th)，来自电压变化量调整系数设定部124的电压变化量调整系数Kb，来自电动势变化系数设定部122的电动势变化系数Keq，以及来自极化电压发生常数设定部123的极化电压发生常数Kpol输入到估计充电/放电电量运算部118B。所述估计充电/放电电量运算部118B，使用下述表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo和时间依赖电压变化量ΔVbp(th)函数的估计充电/放电电量ΔQe。
其余的结构和作用与第一实施例的相同。
在本实施例中，使用时间依赖电压变化量ΔVbp(th)代替电压变化量调整系数ΔVbc。与第一个实施例相比，这提高了估计充电/放电电量ΔQe的计算精度。
图5是显示包括根据第二实施例的可充电电池充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图。图5中，与图2说明的第一实施例的步骤相同的步骤给出同样的标号，并不再说明。
预设定电压变化量调整系数Kb，电动势变化常数Keq以及极化电压发生常数Kpol(步骤S501，S210和S211)，使用已在后述循环中预先算出并保存的时间依赖电压变化量ΔVbp(th)，利用表达式Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)，计算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo和时间依赖电压变化量ΔVbp(th)的函数的估计充电/放电电量ΔQe(步骤S502)。
下一步，根据步骤S502预先算出的估计充电/放电电量ΔQe，计算出极化电压Vpol(步骤S503)。计算出的极化电压Vpol作为电压Vph保存，并且算出保存时间th(步骤S505)。下一步，保存的极化电压Vph乘以是保存时间th函数的极化电压衰减率γ(th)，算出时间依赖电压变化量ΔVbp(th)(步骤S506)。以这种方式算出的时间依赖电压变化量ΔVbp(th)用来随后在步骤S502计算出估计充电/放电电量ΔQe。
处理程序的其余部分与第一实施例的相同。
(第三实施例)
图6是示出根据本发明第三实施例的电池组系统1C示例结构的方框图。图6中，与图1第一实施例和图3第三实施例的组件具有相同结构和功能的组件给出相同的标记，并不再说明。
本实施例的电池ECU1C对估计充电/放电电量ΔQe的计算，不但利用第一实施例中的零电流状态电压变化量ΔVzo，并且从零电流状态电压Vzo和极化电压Vpol计算电动势Veql，从保存的电动势Veql求得电动势变化量ΔVeq，并通过电动势变化系数ΔVeq除以从电流数据I(n)获得的检测充电/放电电量ΔQm求出的值，代替电动势变化系数Keq使用。
图6中，来自极化电压运算部110的极化电压Vpol和保存在零电流状态电压保存部108的零电流状态电压Vzoh输入到第一电动势运算部113。在此，从保存的零电流状态电压Vzoh减去极化电压Vpol算出第一电动势Veql。第一电动势Veql保存在电动势保存部114中。
进一步，来自电流检测部103的电流数据I(n)输入到检测充电/放电电量运算部115，对电流数据I(n)进行积分算出检测充电/放电电量ΔQm。来自检测充电/放电电量运算部115的检测充电/放电电量ΔQm与保存在电动势保存部114的电动势Veql输入到第二电动势运算部116。
第二电动势运算部116计算出第二电动势Veq2，其是用于根据温度检测部104检测的温度数据T(n)、通过参考查询表(LUT)1161计算出估计充电/放电电量。更具体的，第二电动势运算部116参考预先保存在LUT1161中、以温度为参数、对应于SOC值的电动势Veq值表达式或特性曲线。如图7的曲线图所示，与保存的第一电动势Veql相对应的SOC上加上或减去检测充电/放电电量ΔQm获得一SOC，通过计算对应该SOC的电动势算出第二电动势Veq2。
保存在电动势保存部114的第一电动势Veql和来自第二电动势运算部116的第二电动势Veq2输入到电动势变化量运算部117，算出第一电动势Veql和第二电动势Veq2之差作为电动势变化量ΔVeq，如图7中的曲线图所示。
来自零电流状态电压变化量运算部109的零电流状态电压变化量ΔVzo，来自电压变化量调整常数-调整系数设定部121的电压变化量调整常数ΔVbc和电压变化量调整系数Kb，来自极化电压发生常数设定部123的极化电压发生常数Kpol，来自电动势变化量运算部117的电动势变化量ΔVeq以及来自检测充电/放电电量运算部115的检测充电/放电电量ΔQm输入到估计充电/放电电量运算部118C。估计充电/放电电量运算部118C根据下述表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo、电动势变化量ΔVeq和检测充电/放电电量ΔQm函数的估计充电/放电电量ΔQe。
其余的结构和作用与第一实施例的相同。
在本实施例中，根据电压变化量(ΔVzo+ΔVbc)，从电动势变化量算出估计充电/放电电量ΔQe。与第一实施例相比，这提高了估计充电/放电电量ΔQe的计算精度。
用来估计具有本实施例上述结构的电池组系统的SOC和极化电压的处理程序将参考图8进行说明。
图8是显示包括根据第三实施例的可充电电池充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法处理程序的流程图。图8中，与图2中阐述的第一实施例和图5中阐述的第二实施例的相同步骤给出同样的标号，并不再说明。
预设定电压变化量调整系数ΔVbc、电压变化量调整系数Kb以及极化电压发生常数Kpol(步骤S209和S211)，并且使用后述循环预先算出并已保存的电动势变化量ΔVeq以及检测充电/放电电量ΔQm，利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo、电动势变化量ΔVeq以及检测充电/放电电量ΔQm的函数的估计充电/放电电量ΔQe(步骤S801)。
下一步，根据步骤S502中预先算出的估计充电/放电电量ΔQe计算出极化电压Vpol(步骤S503)。从保存的零电流状态电压Vzoh减去极化电压Vpol算出第一电动势Veql(步骤S802)。下一步，保存计算出的第一电动势Veql(步骤S803)，并且在第一电动势Veql保存的过程中，计算出检测充电/放电电量ΔQm(步骤S804)。第二电动势，作为计算估计充电/放电电量的电动势，如图7的曲线图所示，从检测充电/放电电量ΔQm算出(步骤S805)，并且第一电动势Veql和第二电动势Veq2之差作为电动势变化量ΔVeq算出(步骤S806)。以这种方式算出的电动势变化量ΔVeq下-步在步骤S801中用来计算估计充电/放电电量ΔQe。
处理程序的其余部分与第一实施例的相同。
(第四实施例)
图9是示出根据本发明第四实施例的电池组系统1D示例结构的方框图。图9中，与图1第一实施例、图3第三实施例和图6第四实施例的组件具有相同结构和功能的组件给出相同的标记，并不再说明。
本实施例的电池ECU1D，不但和第一实施例一样利用零电流状态电压变化量ΔVzo，并且和第二实施例一样通过从保存的极化电压Vph和保存的时间th算出时间依赖电压变化量ΔVbp(th)并用时间依赖电压变化量ΔVbp(th)代替电压变化量调整系数ΔVbc，进一步和第三实施例一样通过从零电流状态电压Vzo和极化电压Vpo算出电动势Veql，从保存的Veql求得电动势变化量ΔVeq，并用通过电动势变化系数ΔVeq除以从电流数据I(n)获得的检测充电/放电电量ΔQm而求出的值，来代替电动势变化系数Keq，从而计算出估计充电/放电电量ΔQe。
图9中，来自零电流状态电压变化量运算部109的零电流状态电压变化量ΔVzo，来自电压变化量调整系数设定部124的电压变化量调整系数Kb，来自极化电压发生常数设定部123的极化电压发生常数Kpol，来自时间依赖电压变化量运算部112的时间依赖电压变化量ΔVbp(th)，来自电动势变化量运算部117的电动势变化量ΔVeq，以及来自检测充电/放电电量运算部115的检测充电/放电电量ΔQm输入到估计充电/放电电量运算部118D。估计充电/放电电量运算部118D使用下述表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，算出作为零电流状态电压变化量ΔVzo、时间依赖电压变化量ΔVbp(th)、电动势变化量ΔVeq和检测充电/放电电量ΔQm的函数的估计充电/放电电量ΔQe。
其余的结构和作用与第一实施例、第二实施例和第三实施例相同。
本实施例中，时间依赖电压变化量ΔVbp(th)用来代替电压变化量调整常数ΔVbc，并且根据电压变化量(ΔVzo+ΔVbc)，从电动势变化量算出估计充电/放电电量ΔQe。与第一、第二和第三实施例相比，这样提高了估计充电/放电电量ΔQe的计算精度。
用来估计具有本实施例上述结构的电池组系统的SOC和极化电压的处理程序将参考图10进行说明。
图10是显示包括根据第四实施例的可充电电池充电/放电电量估计方法的SOC估计方法和极化电压估计方法的处理程序的流程图。图10中，与图2、5和8中阐述的第一实施例、第二实施例和第三实施例相同的步骤给出同样的标号，并不再说明。
图10中，处理程序与第一、第二和第三实施例的不同在于计算估计充电/放电电流ΔQe的步骤S1001。步骤S1001的处理方法如上所述。
图11是示出根据本实施例图10的流程图算出的估计充电/放电电量ΔQe的时间变化(以实线表示)和根据高精度电流传感器(无电流误差)检测出的电流积分值算出的充电/放电电量ΔQt(在本说明书中称为“实际充电/放电电量”)的时间变化(以虚线表示)的曲线图。
如图11所示，本实施例使估计充电/放电电量ΔQe能接近实际充电/放电电量ΔQt。
工业应用性
如上所述，本发明的所述可充电电池的充电/放电电流估计方法和装置从受电流测量误差影响很小的检测电压(无负载电压或开路电压)或从包括电流测量误差的检测充电/放电电量，算出几乎不包含电流测量误差的估计充电/放电电量。进一步，本发明的可充电电池极化电压估计方法和装置以及可充电电池的SOC估计方法和装置，利用几乎不包含电流测量误差的估计充电/放电电量，来估计不受电流测量误差影响的极化电压和SOC，使得本发明的方法和装置可以应用到要求高精度估计SOC的纯电动汽车(PEV)、混合动力电动汽车(HEV)以及使用燃料电池和可充电电池的混合电动汽车等电动车辆上。

Claims (28)

1.一种可充电电池充电/放电电量的估计方法，所述方法包括步骤：
检测流过可充电电池的电流和对应所述电流的可充电电池的端电压的数据组，并获得多个数据组；
计算出无负载电压，该电压是当满足了特定的选择条件时，利用所述多个数据组，通过统计处理获得的近似直线在零电流状态处的电压截距；
当特定的电流或电压条件持续满足一定的时间时，通过所述可充电电池端电压计算开路电压；
通过所述无负载电压或所述开路电压，计算零电流状态电压(Vzo)；
保存所述零电流状态电压；
计算出从所述零电流状态电压被保存到随后计算出零电流状态电压期间的零电流状态电压变化量(ΔVzo)；以及
根据所述零电流状态电压变化量，计算出可充电电池估计充电/放电电量(ΔQe)。
2.如权利要求1所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述的电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是对应剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及
预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是剩余容量使用区域内充电/放电电量的极化电压变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
3.如权利要求1所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；
保存所述计算出的极化电压；
计算出所述极化电压的保存时间(th)；以及
根据所述保存的极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；
其中计算出所述估计充电/放电电量的所述步骤包括，根据所述时间依赖电压变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
4.如权利要求3所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，其中计算出所述时间依赖电流变化量的所述步骤包括，通过所述保存的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
5.如权利要求3或4所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并且依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及
预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是对应剩余容量使用区域内充电/放电电量的极化电压变化量，并且依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo和所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
6.如权利要求1所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压；
根据所述保存的零电流状态电压和所述极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；
保存所述计算出的电动势；
从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；
根据所述保存的电动势和所述检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；以及
计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和所述保存的电动势之间的差；
其中计算出所述估计充电/放电电量的所述步骤包括，根据所述电动势的变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出估计充电/放电电量。
7.如权利要求6所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，其中计算出用于计算估计充电/放电电量的所述电动势的所述步骤包括，预先准备以温度为参数的并相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，计算出一电动势作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于所述保存电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
8.如权利要求6或7所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及
预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数为对应剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述电动势变化量ΔVeq以及所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
9.如权利要求1所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；
保存所述计算出的极化电压；
计算出所述极化电压的保存时间(th)；
根据所述保存的极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；
根据所述保存的零电流状态电压和所述保存的极化电压，计算出所述可充电电池的电动势；
保存所述计算出的电动势；
从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；
根据所述保存的电动势和检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势；以及
计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和所述保存的电动势之间的差；
其中计算出所述估计充电/放电电量的所述步骤包括，根据所述时间依赖电压变化量和所述电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
10.如权利要求9所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，其中计算出时间依赖电压变化量的所述步骤包括通过所述保存的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出时间依赖电压变化量。
11.如权利要求9所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，其中计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势的所述步骤包括，预先设定以温度为参数的并相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，计算出一电动势作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于所述保存电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
12.如权利要求9到11中任一项所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，进一步包括步骤：
预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的调整系数(Kb)，所述调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及
预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是对应剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
13.一种可充电电池充电/放电电量的估计装置，所述装置包括：
电流检测部，用于检测流过所述可充电电池的电流作为电流数据；
电压检测部，用于检测所述可充电电池的端电压作为电压数据；
无负载电压运算部用于获得多个数据组，每个数据组包括来自所述电流检测部的电流数据和来自电压检测部、对应所述电流数据的电压数据，并当满足特定的选择条件时，计算出无负载电压，所述无负载电压是利用所述多个数据组通过统计处理获得的回归线在零电流状态的电压截距；
开路电压运算部，用于当特定的电流或电压条件持续满足预定的时间时，通过所述可充电电池端电压计算出开路电压；
零电流状态电压运算部，用于通过所述无负载电压或所述开路电压，计算零电流状态电压(Vzo)；
零电流状态电压保存部，用于保存所述零电流状态电压；
零电流状态电压变化量运算部，用于计算出从所述零电流状态电压保存到随后计算出零电流状态电压的期间的零电流状态电压变化量(ΔVzo)；以及
估计充电/放电电量运算部，用于根据所述零电流状态电压变化量，计算出可充电电池的估计充电/放电电量(ΔQe)。
14.如权利要求13所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
电压变化量调整常数-调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
电动势变化常数设定部，用于预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及
极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量变化量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(Keq+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
15.如权利要求13所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；
极化电压保存部，用于保存所述极化电压运算部计算出的所述极化电压；以及
时间依赖电压变化量运算部，用于根据保存在所述极化电压保存部的所述极化电压和所述极化电压的保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；
其中所述估计充电/放电电量运算部，根据所述时间依赖电压变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
16.如权利要求15所述的可充电电池充电/放电的估计装置，其中所述时间依赖电压变化量运算部通过保存在所述极化电压保存部的所述极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
17.如权利要求15或16所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
电压变化量调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
电动势变化常数设定部，用于预设定电动势变化常数(Keq)，所述电动势变化常数是相对于剩余容量使用区域内充电/放电电量的电动势变化量，并依赖所述可充电电池物理特性和充电/放电状态决定；以及
极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量变化量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(Keq+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo和所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
18.如权利要求13所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括
极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压；
第一电动势运算部，用于根据保存在所述零电流状态电压保存部内的所述零电流状态电压和由所述极化电压运算部计算出的所述极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；
电动势保存部，用于保存所述第一电动势运算部计算出的所述电动势；
检测充电/放电电量运算部，用于从流过所述可充电电池的电流计算出所述电动势保存在所述电动势保存部期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；
第二电动势运算部，用于根据保存在所述电动势保存部的电动势和所述检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；以及
电动势变化量运算部，用于计算出电动势变化量(ΔVeq)，其是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和保存在所述电动势保存部的电动势之间的差；
其中所述估计充电/放电电量运算部，根据所述电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
19.如权利要求18所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，其中预先准备以温度为参数的相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，所述第二电动势运算部计算出一电动势，作为用于计算所述估计充电/放电电量电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于保存在所述电动势保存部的所述电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)而获得的剩余容量。
20.如权利要求18或19所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
电压变化量调整常数-调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的电压变化量调整常数(ΔVbc)和电压变化量调整系数(Kb)，所述电压变化量调整常数和电压变化量调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及
极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbc)/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
21.如权利要求13所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
极化电压运算部，用于根据所述估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的极化电压(Vpol)；
极化电压保存部，用于保存所述极化电压运算部计算出的所述极化电压；
时间依赖电压变化量运算部，用于根据保存在所述极化电压保存部的所述极化电压和保存时间，计算出时间依赖电压变化量(ΔVbp(th))；
第一电动势运算部，用于根据保存在所述零电流状态电压保存部的所述零电流状态电压和保存在所述极化电压保存部的所述极化电压，计算出所述可充电电池的电动势(Veq)；
电动势保存部，用于保存由所述第一电动势运算部计算出的所述电动势；
检测充电/放电电量运算部，用于从流过所述可充电电池的电流计算出在所述电动势保存到所述电动势保存部期间的检测充电/放电电量(ΔQm)；
第二电动势运算部，用于根据保存在所述电动势保存部的所述电动势和所述检测充电/放电电量，计算出用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)；
电动势变化量运算部，用于计算出电动势变化量(ΔVeq)，所述电动势变化量是用于计算所述估计充电/放电电量的所述电动势和保存在所述电动势保存部的电动势之间的差；
其中所述估计充电/放电电量运算部，用于根据所述时间依赖电压变化量和所述电动势变化量加上所述零电流状态电压变化量，计算出所述估计充电/放电电量。
22.如权利要求21所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，其中所述时间依赖电压变化量运算部通过将保存在所述极化电压保存部的极化电压乘以为所述保存时间函数的极化衰减率，计算出所述时间依赖电压变化量。
23.如权利要求21所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，其中预先准备以温度为参数的相对于所述可充电电池剩余容量的电动势特性，通过参考该特性，所述第二电动势运算部计算出一电动势，作为用于计算所述估计充电/放电电量的电动势(Veq2)，该电动势对应通过从对应于保存在所述电动势保存部的所述电动势的剩余容量减去或加上所述检测充电/放电电量(ΔQm)获得的剩余容量。
24.如权利要求21到23中任一项所述的可充电电池充电/放电电量的估计装置，进一步包括：
电压变化量调整系数设定部，用于预设定对应所述零电流状态电压变化量(ΔVzo)的调整系数(Kb)，所述调整系数依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；以及
极化电压发生常数设定部，用于预设定极化电压发生常数(Kpol)，所述极化电压发生常数是相对于剩余容量使用区域的充电/放电电量的极化电压变化量，并依赖所述可充电电池的物理特性和充电/放电状态决定；
其中利用表达式ΔQe＝Kb*(ΔVzo+ΔVbp(th))/(ΔVeq/ΔQm+Kpol)，所述估计充电/放电电量运算部计算出作为所述零电流状态电压变化量ΔVzo、所述时间依赖电压变化量ΔVbp(th)、所述电动势变化量ΔVeq和所述检测充电/放电电量ΔQm函数的所述估计充电/放电电量ΔQe。
25.一种可充电电池极化电压的估计方法，所述方法包括步骤：
利用根据权利要求1到12中任一项所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，计算出估计充电/放电电量；以及
根据所述估计充电/放电电量，再计算所述可充电电池的极化电压。
26.一种可充电电池剩余容量的估计方法，所述方法包括步骤：
利用根据权利要求1到12中任一项所述的可充电电池充电/放电电量的估计方法，计算出估计充电/放电电量；以及
根据所述估计充电/放电电量，计算所述可充电电池的剩余容量。
27.一种可充电电池极化电压的估计装置，所述装置包括：
极化电压再运算部，用于根据权利要求13到24中任一项所述的可充电电池充电/放电电量估计装置计算出的估计充电/放电电量，再计算所述可充电电池的极化电压。
28.一种可充电电池剩余容量的估计装置，所述装置包括：
剩余容量运算部，用于根据权利要求13到24中任一项所述的可充电电池充电/放电电量估计装置计算出的估计充电/放电电量，计算出所述可充电电池的剩余容量。
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