CN102470771B - 车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

混合动力车(1)包含电池(10-1)、用于使用电池(10-1)的电力产生驱动力的电动发电机(32-2)、用于借助外部电源对电池(10-1)充电的充电器(28)、ECU(40)。ECU(40)存储用于电池模型表达式的给定参数。参数根据电池(10-1)的状态变化。在混合动力车(1)行驶期间以及在电池(10-1)用外部电源充电期间，ECU(40)收集与电池(10-1)的状态有关的数据，基于该数据对参数进行校正，并计算电池(10-1)的充电率(SOC)的值。ECU(40)基于计算得到的SOC值控制电池(10-1)的充电/放电。

Description

车辆控制系统

技术领域

本发明涉及车辆控制系统，特别涉及具有电池以及从电池接收电力并产生驱动力的电动机的车辆的充电/放电控制。

背景技术

近些年来，作为对环境友好的车辆，已经开发出例如电气车辆、混合动力车以及燃料电池车辆等电动车辆并投入实际使用。电动车辆一般包含用于产生驱动力或动力的电动机以及向电动机供给电力的蓄电装置。在许多情况下，二次电池被用作电动车辆的蓄电装置。

也已经提出了使用位于车辆外部的电源对安装在电动车辆上的蓄电装置(电池)进行充电。具有这种布置的电动车辆将被称为“插入式车辆”。另外，通过外部电源对安装在车辆上的蓄电装置进行充电将被称为“插入式充电”。

对于插入式车辆来说，希望扩展或提升车辆使用存储在蓄电装置中的电力能够行驶的行驶范围或距离。为此目的，例如，两个或多于两个的电池安装在插入式车辆上。例如，日本专利申请公开No.2007-259612(JP-A-2007-259612)公开了一种控制具有多个电池的电源的控制系统。该电源控制系统包含：检测装置，用于检测各个电池的充电状态；充电/放电装置，其基于检测装置的输出确定各个电池的劣化情况。基于各个电池的劣化情况，充电/放电装置控制用于相应电池和负载之间的连接的多个开关。充电/放电装置对所述多个开关进行控制，以便对相应的电池的劣化情况进行均衡化。

日本专利申请公开No.2008-83022(JP-A-2008-83022)公开了一种评估系统，其评估安装在插入式车辆上的电池的劣化情况。在电池正在借助位于车辆外部的外部电源进行充电时，评估系统收集数据，并使用该数据来评估电池的劣化情况。

对于具有多个二次电池的插入式车辆来说，希望基于各个电池的劣化情况适当地控制电池的充电/放电。例如，各个电池的充电/放电电流或能被供到电池或从电池供出的电力量根据电池的劣化情况受到控制。然而，JP-A-2007-259612仅仅公开了从所述多个电池中选择将被使用的电池的技术。

根据JP-A-2008-83022，二次电池的劣化情况在插入式充电期间受到评估。在电动车辆行驶过程中，电池放电和充电之间发生频繁切换，另外，电池电流的量值频繁变化。因此，不容易在电动车辆行驶过程中对二次电池的劣化情况进行评估。另一方面，电池在插入式充电期间处于稳定的条件。因此，电池的劣化情况能在插入式充电期间以高准确度确定。

然而，当插入式充电之间的间隔长时(例如，当用户将电池引入充电的机会少时)，插入式充电期间评估的劣化情况和电池的当前情况之间的偏差或差异可能增大。在这种情况下，同样难以适当地根据当前电池情况控制电池的充电/放电。

发明内容

本发明提供了一种控制系统，其将二次电池的当前情况考虑在内，对安装在车辆上的二次电池的充电/放电进行控制。

本发明的第一实施形态涉及一种车辆的控制系统。车辆包含：电动机，适用于产生驱动力；至少一个二次电池，其向电动机供给电力；充电机构，适用于使用位于车辆外部的电源对所述至少一个二次电池进行充电。控制系统包含数据收集单元、存储单元、第一参数更新单元、第二参数更新单元、充电率推定单元、放电控制单元。数据收集单元收集在用于推定所述至少一个二次电池的状态的电池模型中使用的数据。存储单元存储在电池模型中使用并根据所述至少一个二次电池的状态变化的给定参数。第一参数更新单元基于由数据收集单元在车辆行驶期间收集的数据计算给定参数，并基于计算结果对存储在存储单元中的给定参数进行校正。当车辆处于静止且所述至少一个二次电池被充电时，第二参数更新单元基于由数据收集单元收集的数据计算给定参数，基于计算结果对存储在存储单元中的给定参数进行校正。使用电池模型，基于由数据收集单元收集的数据以及存储在存储单元中的给定参数，充电率推定单元计算所述至少一个二次电池的充电率的推定值。在车辆行驶期间，基于充电率的推定值，放电控制单元控制所述至少一个二次电池的放电。

车辆还可包含发电机构，适用于在车辆行驶期间对所述至少一个二次电池进行充电。控制系统还可包含行驶模式控制单元。行驶模式控制单元可选择第一行驶模式和第二行驶模式中的一个，在第一行驶模式中，车辆使用从所述至少一个二次电池释放的电力行驶，在第二行驶模式中，车辆行驶，使得所述至少一个二次电池的充电率被保持在规定范围内。在车辆以第一与第二行驶模式中的各个行驶时，第一参数更新单元可计算给定参数，并对存储在存储单元中的给定参数进行更新。

车辆可具有多个二次电池。存储单元可存储与所述多个二次电池中的每一个相关联的给定参数。控制系统还可包含劣化水平推定单元和充电控制单元。基于所述多个二次电池中的每一个的给定参数——其被存储在存储单元中，劣化水平推定单元可推定所述多个二次电池中的每一个的劣化水平。充电控制单元可控制使用外部电源和充电机构对所述多个二次电池的充电。以由劣化水平推定单元推定的劣化水平的升序，充电控制单元可对所述多个二次电池进行充电。

放电控制单元可控制所述多个二次电池的充电，使得二次电池以由劣化水平推定单元推定的劣化水平的降序进行放电。

上面介绍的多个二次电池可包含一个主电池和多个副电池。在第一行驶模式中，选自所述多个副电池的一个副电池以及所述一个主电池可被放电，以便向电动机供给电力，在第二行驶模式中，仅仅所述一个主电池可充电和放电。行驶模式控制单元可选择第一行驶模式，一直到所述一个主电池和所述多个副电池的所有充电率推定值减小到对应的控制目标，并可在所有充电率推定值下降到对应的控制目标后选择第二行驶模式。当第一行驶模式被选择时，基于所述多个副电池中的每一个的劣化水平，放电控制单元可确定所述多个副电池被使用的顺序。

当根据电池模型计算的充电率推定值属于以第一值为上限值的第一区域时，充电率推定单元可计算充电率推定值，使得充电率推定值变得小于根据电池模型计算的对应值。另一方面，当根据电池模型计算的充电率推定值属于以大于第一值的第二值为下限值的第二区域时，充电率推定单元可计算充电率推定值，使得充电率推定值变得大于根据电池模型计算的对应值。

当根据电池模型计算的充电率推定值属于第一与第二区域中的一个时，充电率推定单元可通过将偏移值与充电率推定值相加来计算充电率推定值，该偏移值根据按照电池模型计算的值来变化。

当根据电池模型计算的充电率推定值属于第一与第二区域中的一个时，充电率推定单元可基于按照电池模型计算的值来校正存储在存储单元中的给定参数，使用校正后的参数重新计算充电率推定值。

给定参数可由在所述至少一个二次电池的初始状态下获得的初始参数值以及表征所述至少一个二次电池的当前状态下的参数值与初始参数值的比率的参数变化率定义。存储单元可存储作为初始参数值和参数变化率的组合的给定参数。第一与第二参数更新单元可更新存储在存储单元中的参数变化率。

本发明的第二实施形态涉及一种对车辆的二次电池的充电/放电进行控制的方法。车辆包含：电动机，适用于产生驱动力；至少一个二次电池，其向电动机供给电力；充电机构，适用于使用位于车辆外部的电源对二次电池进行充电。控制方法包含以下步骤：收集在用于推定二次电池状态的电池模型中使用的数据；存储在电池模型中使用并根据二次电池状态变化的给定参数；基于在车辆行驶期间的所收集的数据来计算第一参数；基于第一参数校正所存储的给定参数；基于当车辆静止且二次电池被充电时所收集的数据计算第二参数，基于第二参数校正所存储的给定参数，使用电池模型，基于所收集的数据以及给定的参数，计算二次电池的充电率的推定值，在车辆行驶期间，基于充电率的推定值，控制二次电池的放电。

根据本发明第一与第二实施形态的控制系统和控制方法，二次电池的充电/放电可在考虑安装在车辆上的二次电池的当前情况的情况下受到控制。

附图说明

参照附图，在下面对优选实施例的介绍，将会明了本发明的前述以及其他特征和优点，在附图中，类似的标号用于表示类似的元件，且其中：

图1为被示为包含根据本发明第一实施例的控制系统的车辆的一个实例的混合动力车的一般框图；

图2详细示出了图1所示的充电器28的构造以及用于将混合动力车与外部电源电气连接的布置；

图3为一功能框图，其可用于阐释图1所示的ECU 40的构造；

图4为一概念图，其原理性地示出了由电池模型表达的二次电池的内部构造；

图5为一图表，其示出了表示关于局部SOC变化的开路电压变化的特性的映射图的实例；

图6为一图表，其示出了关于电池温度变化的扩散系数变化的特性；

图7为一图表，其示出了表示活性材料模型的平均锂浓度与充电率之间的关系的映射图的实例；

图8为一流程图，其示出了根据本发明第一实施例使用电池模型表达推定充电率的方法；

图9为一流程图，其示出了根据第一实施例选择混合动力车的行驶模式的过程；

图10为一流程图，其示出了在车辆行驶过程中更新参数的过程；

图11为第一流程图，其示出了在插入式充电期间推定参数和完全充电容量的过程；

图12为第二流程图，其示出了在插入式充电期间推定参数和完全充电容量的过程；

图13为一流程图，其详细示出了调节如图11所示的OCV的过程；

图14为一图表，其可用于阐释在插入式充电期间电池电压(OCV)的电池电流随时间的变化；

图15为一流程图，其示出了如图11所示的参数计算过程；

图16为一波形图，其示出了I-V测试中的电流波形；

图17为一波形图，其示出了当电流根据如图16所示的电流波形从电池传送时电池电压的波形；

图18为一原理图，其示出了在单电极容量减小的情况下单电极开路电位的变化；

图19为一原理图，其示出了正负电极充电特性之间的对应性的漂移；

图20为一原理图，其可用于阐释正负电极充电特性之间的对应性由于电池劣化引起的漂移；

图21用于阐释代表正电极活性材料的平均充电率θ_1ave和负电极活性材料的平均充电率θ_2ave之间的关系的公式；

图22示出了映射图值关于电池温度T0-T5设置的参数变化率映射图的实例；

图23为一概念图，其阐释了EV行驶模式中的变化率映射图的更新的实例；

图24为一概念图，其阐释了HV行驶模式下变化率映射图的更新的实例；

图25为一概念图，其阐示了插入式充电期间变化率映射图的更新的实例；

图26为一流程图，其示出了根据本发明第二实施例的SOC校正过程的第一实例；

图27为一图表，其示出了用于SOC校正过程的映射图；

图28为一流程图，其示出了根据本发明第二实施例的SOC校正过程的第二实例；

图29为一图表，其用于阐释根据图28的流程图的SOC校正过程的结果；

图30为混合动力车的一般框图，该车被示为包含根据本发明第三实施例的控制系统的车辆的一个实例；

图31为一功能框图，其阐释了图30所示的ECU 40A的构造；

图32为一流程图，其阐释了根据第三实施例的插入式充电；

图33为一流程图，其阐释了根据第三实施例对多个电池进行放电的过程；

图34为混合动力车的另一实例的一般框图，该车包含根据本发明第三实施例的控制系统；

图35示出了安装在图34所示车辆上的电池的使用模式的实例；以及

图36为一功能框图，其阐释了图34所示的ECU 34的构造。

具体实施方式

下面将参照附图详细介绍本发明的某些实施例。在附图中，为相同或对应的部分或元件分配同样的参考标号，不再重复对其进行介绍。

[第一实施例]图1为一混合动力车的一般框图，该车被示为具有根据本发明的第一实施例的控制系统的车辆的一个实例。参照图1，混合动力车1包含电池10-1、SMR(系统主继电器)20-1、转换器22-1、正线PL1、负线NL、主正母线MPL、主负母线MNL、电容器C。混合动力车1还包含第一与第二变换器30-1与30-1、第一与第二电动发电机(其将分别被称为第一MG和第二MG)32-1与32-2、动力分配器34、发动机36、驱动轮38、ECU(电子控制单元)40、电压传感器42-1、电流传感器44-1、温度传感器46-1。混合动力车1还包含DC/DC转换器24、附件26、附件电池SB、充电器28和入口29。

用作可再充电DC电源的电池10-1被安装在混合动力车1上。由第一MG-1和第二MG-2产生的电力以及经由充电器28从车辆外部的电源(未示出)供给的电力被存储在电池10-1中。

具体而言，电池10-1为二次电池，例如镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子电池。在此实施例中，电池10-1为锂离子电池。

SMR 20-1为用于将电池10-1电气连接到正线PL1与负线NL1的继电器。SMR 20-1响应于从ECU 40接收的信号CN1断开以及闭合。

转换器22-1被设置在正线PL1和负线NL1以及主正母线MPL和主负母线MNL之间。基于从ECU 40接收的信号PWC1，转换器22-1将主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压升压为大于正线PL1和负线NL1之间的电压。

电容器C连接在主正母线MPL和主负母线MNL之间，用于对主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压中的波动进行平滑。

第一变换器30-1被设置在主正母线MPL和主负母线MNL与第一MG32-1之间。基于从ECU 40接收的信号PWI1，第一变换器30-1驱动第一MG 32-1，用于再生发电。此时，第一变换器30-1将由第一MG 32-1产生的AC电力转换为DC电力，并将DC电力输出到主正母线MPL和主负母线MNL。另外，基于信号PWI1，第一变换器30-1驱动第一MG 32-1，以便进行动力运行，从而在发动机36被起动时使得第一MG 32-1对发动机36进行曲柄起动(crank)。

第二变换器30-2被设置在主正母线MPL和主负母线MNL与第二MG32-2之间。基于从ECU 40接收的信号PWI2，第二变换器30-2驱动第二MG 32-2，以便进行动力运行，从而使得第二MG32-2对驱动轮38进行驱动。在车辆的再生制动期间，基于信号PWI2，第二变换器30-2驱动第二MG 32-2，以便进行再生发电。此时，第二MG 32-2使用驱动轮38的旋转产生电力。第二变换器30-2将第二MG 32-2产生的AC电力转换为DC电力，并将DC电力输出到主正母线MPL和主负母线MNL。

第一与第二MG 32-1、32-2各自为AC旋转电机，例如三相交流同步(ACS)电动机。第一MG 32-1经由动力分配器34耦合到发动机36，并用于用发动机36的动力产生电力。例如，当指示电池10-1的充电率的SOC在车辆行驶期间减小时，发动机36起动，第一MG 32-1产生电力。使用存储在各个电池中的电力以及由第一MG 32-1产生的电力中的至少一种，第二MG 32-2产生用于使混合动力车1行驶的驱动力或动力。

在此实施例中，SOC被定义为电池的当前容量与电池被完全充电时的容量的比，该比被表达为百分比。

动力分配器34采用行星齿轮组的形式，其包含恒星齿轮、游星齿轮、齿轮架、环形齿轮。发动机36的曲轴耦合到齿轮架，第一MG 32-1的旋转轴耦合到恒星齿轮。另外，第二MG 32-2的旋转轴耦合到环形齿轮，环形齿轮耦合到驱动轮38。

采用上面介绍的布置，混合动力车1使用来自发动机36和第二MG32-2的至少一个驱动力行驶。发动机36产生的动力被动力分配器34分割到两个路径中。也就是说，发动机36的动力部分经由两个路径中的一个直接传送到驱动轮38，部分经由另一路径传送到第一MG 32-2。

DC/DC转换器24连接到正线PL1和负线NL1。基于接收自ECU 40的信号PSB，DC/DC转换器24对正线PL1和负线NL1之间的电压进行降压，并将电压输出到正线PL3。附件26和附件电池SB连接到正线PL3。

附件26一般代表安装在车辆上的多种附件。附件电池SB为可再充电的电池，例如铅蓄电池。存储在附件电池SB中的电力被供到附件26和ECU 40。

充电器28和入口29被设置在混合动力车1上，用于用来自位于车辆外部的电源(其也将称为外部电源)的电力对电池10-1充电。充电器28的输入端连接到入口29，充电器28的输出端连接到正线PL1与负线NL1。

基于从ECU 40接收的信号CHG，充电器28将经由入口29接收的电力的电压转换为适合用于对电池10-1充电的电压，并将该电压输出到正线PL1和负线NL1之间。入口29为电力接口，用于接收来自外部电源的电力。入口29被布置为连接到充电电缆(未示出)，电力经由充电电缆从外部电源被传送到车辆。

电压传感器42-1测量电池10-1的电压VB1，并将测量值输出到ECU40。电流传感器44-1测量流入或流出电池10-1的电流IB1，并将测量值输出到ECU 40。温度传感器46-1测量电池10-1的温度TB-1，并将测量值输出到ECU 40。在电池10-1被放电时，电流IB1取正值(IB1＞0)，当电池10-1被充电时，取负值(IB1＜0)。

ECU 40可被看作根据本发明的“车辆的控制系统”。ECU 40接收电压传感器42-1、电流传感器44-1、温度传感器46-1的相应的测量值。ECU40产生用于控制SMR 20-1的信号CN1，并将所产生的信号CN1输出到SMR 20-1。ECU 40产生信号PWC1，用于驱动转换器22-1，并将所产生的信号PWC1输出到转换器22-1。另外，ECU 40产生分别用来驱动第一与第二MG 32-1、32-2的信号PWI1、PWI2，并分别将所产生的信号PWI1、PWI2输出到第一与第二变换器30-1、30-2。

另外，ECU 40产生用于驱动DC/DC转换器24的信号PSB，并将所产生的信号PSB输出到DC/DC转换器24。另外，当外部电源(未示出)被连接到入口29时，ECU 40产生用于驱动充电器28的信号CHG，并将所产生的信号CHG输出到充电器28。

图2详细示出了图1所示充电器28的构造，以及用于混合动力车和外部电源之间的电气连接的布置。

参照图2，充电器28包含AC/DC转换器电路242、DC/AC转换器电路244、隔离变压器246、整流器电路248。

AC/DC转换器电路242包含单向桥式电路。基于来自ECU 40的信号CHG，AC/DC转换器电路242将AC电力转换为DC电力。通过将线圈用作电抗器，AC/DC转换器电路242也用作升压斩波器电路。

DC/AC转换器电路244包含单相桥式电路。基于来自ECU 40的信号CHG，DC/AC转换器电路244将DC电力转换为高频AC电力，并将AC电力输出到隔离变压器246。

隔离变压器包含由磁性材料构成的芯以及绕卷在芯上的原方线圈和副方线圈。原方线圈和副方线圈彼此电气隔离，并分别连接到DC/AC转换器电路244和整流器电路248。隔离变压器246与原方线圈与负方线圈匝数比同量地将从DC/AC转换器电路244接收的AC电力的电压转换为一电压，并将转换得到的电压输出到整流器电路248。整流器电路248将由隔离变压器246产生的AC电力整流为DC电力。

电压传感器182测量AC/DC转换器电路242和DC/AC转换器电路244之间的电压(平滑电容器的端电压)，并将表示测量结果的信号输出到ECU40。另外，电流传感器184测量充电器28的输出电流，并将表示测量结果的信号输出到ECU 40。

当电池10-1借助位于车辆外部的电源402被充电时，ECU 40产生用于驱动充电器28的信号CHG，并将信号CHG输出到充电器28。ECU 40具有检测充电器28的故障的功能以及控制充电器28的功能。当电压传感器182测量的电压和电流传感器184测量的电流等于或大于其阈值时，检测到充电器28的故障。

例如，入口29被布置在混合动力车的一侧。将混合动力车与外部电源402相连接的充电电缆300的连接器310被连接到入口29。

将混合动力车与外部电源402连接的充电电缆30包含连接器310、插头320、CCI(充电电路中断装置)330。

充电电缆300的连接器310被连接到设置在混合动力车上的入口29。连接器310具有开关312。开关312根据将充电电缆300的连接器310与混合动力车的入口29接合的接合元件或配件(未示出)的移动断开以及闭合。

当充电电缆300的连接器310连接到入口29时，开关312闭合。在开关312闭合时，ECU 40接收表示充电电缆300的连接器310被连接到设置在车辆上的入口29的信号CNCT。

充电电缆300的插头320被连接到插座400。插座400例如为安装在房屋中的家用插座(例如墙壁插座)。AC电力从电源402被供到插座400。

CCID 330具有继电器332和控制导向电路334。当继电器332处于断开位置时，电力通过其从电源402供到混合动力车的路径被截止。当继电器332处于闭合位置时，电力能从电源402供到混合动力车。在充电电缆300的连接器310被连接到混合动力车的入口29的情况下，继电器332的位置由ECU 40控制。

在充电电缆300的插头320连接到插座400即连接到外部电源402且连接器310连接到入口29的情况下，控制导向电路334向控制导向线发送导向信号(方波信号)CPLT。设置在控制导向电路334中的振荡器周期性地改变导向信号CPLT。

当充电电缆300的插头320连接到插座400时，充电电缆300的连接器310被连接到入口29，控制导向电路334产生具有预定脉宽(占空比)的导向信号CPLT。

导向信号CPLT的脉冲宽度使得混合动力车能被通知表示能供到车辆的电流量的电流容量。例如，向混合动力车通知充电电缆300的电流容量。导向信号CPLT的脉宽可对于各种类型的充电电缆确定。

在此实施例中，电池10-1在车辆静止且混合动力车经由充电电缆300连接到电源402的情况下被充电。电源402的AC电压(交流电压)VAC由设置在混合动力车内部的电压传感器188测量。测量到的电压VAC被发送到ECU 40。

图3为一功能框图，其用于阐释图1所示的ECU 40的构造。特别地，图3示出了与电池10-1的充电/放电控制有关的构造。

参照图3，ECU 40包含数据收集单元51、SOC推定单元52、存储单元53、参数更新单元54与55、行驶模式控制单元56、充电/放电控制单元57、外部充电单元58以及继电器控制单元59。

数据收集单元51收集在用于推定电池10-1的状态的电池模型中使用的数据。具体而言，数据收集单元51分别从电压传感器42-1、电流传感器44-1和温度传感器46-1获取测量到的电压值VB1、测量到的电流值IB1、测量到的温度值TB1。

SOC推定单元52包含电池模型单元60，用于推定电池10-1的内部条件。使用由数据收集单元51获取的数据(例如电压VB1，温度TB1)，SOC推定单元52执行将在下面介绍的过程，以便推定电池10-1的内部条件(特性)。于是，基于推定结果，SOC推定单元52推定电池10-1的充电率(SOC)。

存储单元53存储用于在电池模型单元60中执行的计算的参数。具体而言，存储单元53包含：初始值存储单元62，其存储在电池10-1的初始状态中的参数值(初始值)；变化率存储单元64，其存储参数的变化率(其将称为“参数变化率”)。

上面提到的参数变化率表示由于使用中的电池10-1的劣化引起的参数值的变化率。具体而言，参数变化率被定义为特定参数的当前值与该参数的初始值的比。当电池处于初始状态时，参数变化率等于1，随着电池劣化，逐渐从1减小。

在此实施例中，通过用初始值乘以参数变化率获得电池的当前状态下的参数值。因此，参数更新单元54、55计算参数变化率，并使用计算结果校正(更新)参数变化率。随着参数更新单元54、55更新参数变化率，参数变化率随着电池劣化逐渐从1减小。

在混合动力车1行驶过程中，使用由数据收集单元51获取的数据(例如电压VB1和电流IB1)，参数更新单元54计算参数变化率。使用计算得到的参数变化率，参数更新单元54校正存储在变化率存储单元64中的参数变化率。

使用当混合动力车1静止且电池10-1借助外部电源充电时由数据收集单元51获取的数据(例如电压VB1)，参数更新单元55计算参数变化率。使用计算得到的参数变化率，参数更新单元55校正存储在变化率存储单元64中的参数变化率。校正后的参数变化率于是存储在变化率存储单元64中。基于信号CPLT和CNCT，参数更新单元55检测到混合动力车1处于静止且电池10-1借助外部电源被充电。

将会明了，参数更新单元54、55可计算当前参数值(即与初始值和参数变化率的乘积相等的值)。

基于由SOC推定单元52计算的充电率(SOC)的推定值，行驶模式控制单元56选择第一行驶模式(EV模式)和第二行驶模式(HV模式)中的一个，在EV模式中，混合动力车使用存储在电池10-1中的电力行驶，在HV模式中，电池10-1被充电和放电，使得SOC在规定的范围内变化。通过插入式充电，电池10-1的SOC达到大约等于电池10-1在其处于完全充电状态时的SOC的值(例如80％)。在这种情况下，在车辆开始行驶时选择EV模式。

在混合动力车1的行驶期间，基于由行驶模式控制单元56选择的行驶模式、由SOC推定单元52计算的SOC、表示加速器踏板位置的测量到的值(未示出)等等，充电/放电控制单元57对转换器22-1、第一变换器30-1、第二变换器30-2进行控制，以便对电池10-1充电或放电。具体而言，充电/放电控制单元57产生用于控制转换器22-1的信号PWC1、用于控制第一变换器30-1的信号PWI1、用于控制第二变换器30-1的信号PWI2。于是，充电/放电控制单元57分别将信号PWC1、PWI1、PWI2发送到转换器22-1、第一变换器30-1、第二变换器30-2。

当EV模式被选择时，充电/放电控制单元57控制转换器22-1、第一变换器30-1、第二变换器30-2，使得电力连续从电池10-1供到第二MG32-2，一直到电池10-1的SOC达到控制目标值。如果电池10-1的SOC下降到控制目标值，HV模式被行驶模式控制单元56选择。在这种连接中，SOC的控制目标值不受特别限制，但根据电池10-1的完全充电容量确定。例如，控制目标值为30(％)。

在HV模式下，充电/放电控制单元57控制电池10-1的充电/放电，使得SOC被保持在规定范围内。例如，当需要增大SOC时，充电/放电控制单元57控制转换器22-1、第一变换器30-1和第二变换器30-2，以便用由第一MG 32-1或第二MG 32-2产生的电力对电池10-2充电。另一方面，当需要减小SOC时，充电/放电控制单元57控制转换器22-1、第一变换器30-1、第二变换器30-2，使得电力如上所述地从电池10-1供到第二MG32-2。

HV模式中的SOC的控制范围例如为上面提到的控制目标值(30％)周围的规定范围(例如25-35％)。

当混合动力车1静止且电池10-1借助外部电源被充电时，外部充电控制单元58产生用于控制充电器28的信号CHG，并将信号CHG传送到充电器28。基于信号CPLT和CNCT，外部充电控制单元58检测到混合动力车1处于静止、外部电源和入口29彼此连接以及电力从外部电源被供到充电器28。于是，外部充电控制单元58控制电池10-1的充电，使得电压VB1达到预定值(例如当SOC为80％时达到的值)。上面提到的电压VB1为OCV(其也被称为“开路电压”)。

外部充电控制单元58基于从数据收集单元51接收的电流值IB1临时改变充电电流，以便由参数更新单元55推定参数的变化率。

在电池10-1的充电期间以及车辆的行驶期间，继电器控制单元59产生信号CN1，以便将SMR 20-1引入开通位置。然而，注意，当上面提到的OCV被测量时，继电器控制单元59产生信号CN1，以便将SMR 20-1引入关断位置。

[使用电池模型的充电率推定]下面，将介绍用于电池10-1的状态推定的电池模型的一个实例。下面介绍的电池模型——其包含非线性模型——被构成为使得内部特性能将二次电池内的电化学反应考虑在内得到动态推定。尽管二次电池不限于任何特定的类型，在如下所述的电池模型中使用锂离子电池。

图4为一概念图，其原理性地示出了用电池模型表达的二次电池的内部构造。

参照图4，二次电池10包含负电极12、分隔器14、正电极15。分隔器14通过用液体电解质灌注设置在负电极12和正电极15之间的树脂(resin)来形成。

负电极12和正电极15各自包含活性材料18的球形的聚合体(aggregate of spherical masses)。当二次电池10被放电时，在负电极12的活性材料18的表面上发生释放锂离子Li⁺和电子e^-的化学反应。另一方面，在正电极15的活性材料18的表面上发生吸收锂离子Li⁺和电子e^-的化学反应。当二次电池10被充电时，与电子e^-的释放与吸收相关联地发生与上述反应相反的化学反应。

负电极12具有集流器13，用于吸收电子e^-，正电极15具有集流器16，用于释放e^-。负电极的集流器13典型地用铜制成，正电极的集流器16典型地用铝制成。集流器13具有负端子，集流器16具有正端子。通过经由分隔器14传送锂离子Li⁺，二次电池10被充电或放电，产生充电电流或放电电流。

也就是说，二次电池中的充电/放电状态依赖于电极(正电极15和负电极12)的活性材料18的锂浓度的分布而变化。锂对应于锂离子电池的反应参与材料。

负电极12和正电极15中对于电子e^-移动的纯电阻(纯阻)以及在活性材料表面上发生反应电流时等效地作为电阻的电荷转移电阻(反应电阻)Rr的总和对应于从宏观角度看来的二次电池10的DC电阻。在下面的介绍中，宏观DC电阻将被标记为“DC电阻Ra”。另外，活性材料18中的锂Li的扩散受扩散因子Ds决定。

将继续对电池模型单元60中使用的电池模型的一个实例的阐释。在将在下面介绍的电池模型表达式中，考虑到电气双层电容器的影响在室温下小，电气双层电容器的影响在所构建的电池模型中忽略。另外，电池模型被定义为电极的每单位平板面积的模型。电极的每单位平板面积的模型的使用使得可以关于设计容量对模型进行概括。

在一开始，关于作为二次电池10的输出电压的电池电压V，建立如下所述的公式(1)，其中，作为整体使用二次电池10的电池温度T、电池电流I、开路电压(OCV)U和上面提到的宏观DC电阻Ra。这里，电池电流I代表每单位平板面积的电流值。也就是说，电池电流I被定义为I＝Ib/S，其中，Ib为经过正负端子的电池电流(电流值，其能由安培计测量)，S为电池的相对电极板的面积。在下面的介绍中，关于电池模型提到的“电流”和“推定电流值”指的是每单位平板面积的电流，除非另有说明。

V＝OCV(θ₁，θ₂)-Ra(θ₁，θ₂，T)×I＝U₁(θ₁)-U₂(θ₂)-Ra(θ₁，θ₂，T)×I    (1)

在公式(1)中，θ₁和θ₂分别表示正电极活性材料表面上的局部SOC以及负电极活性材料表面上的局部SOC。开路电压OCV被表示为正电极的开路电位U₁和负电极的开路电位U₂之间的电位差。

如图5所示，正电极开路电位U₁和负电极开路电位U₂具有这样的特性：它们分别依赖于局部SOC θ₁和局部SOC θ₂而变化。因此，在二次电池10的初始状态下，通过测量局部SOC θ₁和正电极开路电位U₁之间的关系以及局部SOC θ₂和负电极开路电位U₂之间的关系，可以建立一特性映射图，其中，预先存储关于局部SOC θ₁的变化的正电极开路电位U₁(θ₁)的变化特性以及关于局部SOC θ₂的变化的负电极开路电位U₂(θ₂)的变化特性。

DC电阻Ra具有这样的特性：其根据电池温度T、局部SOC(θ₁)、局部SOC(θ₂)的变化而变化。也就是说，DC电阻Ra被表示为局部SOC(θ₁，θ₂)以及电池温度T的函数。因此，基于二次电池10的初始状态下的实际测量结果或是实验结果，可创建确定与局部SOC(θ₁，θ₂)以及电池温度T的组合对应的DC电阻Ra的值的特性映射图(DC电阻映射图)。

如上所述，在各个负电极12和正电极15的球形活性材料模型中，活性材料表面(其与电解质交界)上的局部SOC θ_i(i＝1，2)用下面给出的公式(2)定义。在下面的介绍中，当i为1时，下标“i”表示正电极，当i为2时表示负电极，如同局部SOC θ_i的情况下一样。

${\mathrm{\θ}}_i=\frac{c_{\mathrm{se},i}}{c_{s,i,\max }}(i=\mathrm{1,2})---\left(2\right)$

在公式(2)中，C_se，i为活性材料表面上的锂的平均浓度，C_s，i，max为活性材料的限制或最大锂浓度。

在作为球形模型对待的活性材料中，锂浓度C_s，i具有径向分布。也就是说，假设为球形的活性材料中的锂浓度分布用下面的公式(3)表示的极坐标系的扩散公式定义。

$\frac{{\∂c}_{s,i}}{\∂t}=D_{s,i}\left(T\right)[\frac{{\∂}^2{c}_{s,i}}{\∂r}+\frac{2}{r}\frac{{\∂c}_{s,i}}{\∂r}](i=\mathrm{1,2})---\left(3\right)$

在公式(3)中，D_s，i为活性材料中的锂的扩散因子。如图6所示，扩散因子D_s，i具有这样的特性：其依赖于电池温度而变化。因此，关于扩散因子D_s，i，如同上面介绍的DC电阻Ra一样，同样地，基于当二次电池10处于初始状态时获得的实际测量结果，可创建一特性映射图(扩散因子映射图)，其预先限定如图6所示的扩散因子D_s，i(T)的变化关于电池温度变化的特性。

另外，扩散公式(3)的边界条件如下面的公式(4)、(5)所设置。

$\frac{\∂c_{s,j}}{\∂r}=0(r=0,i=\mathrm{1,2})---\left(4\right)$

$\frac{{\∂c}_{s,i}}{\∂t}=\frac{{\∂c}_{\mathrm{se},i}}{\∂t}=-\frac{{j_i}^{\mathrm{Li}}}{{\mathrm{\ϵ}}_{s,i}{a}_{s,i}F}(r=r_{s,i},i=\mathrm{1,2})---\left(5\right)$

公式(4)表示活性材料中心的浓度梯度等于0。公式(5)意味着活性材料与电解质的界面上的锂浓度随着锂经过其表面移动到活性材料之中或之外而变化。

在公式(5)中，r_s，i代表活性材料的半径，ε_s，i代表活性材料的体积率，而a_s，i代表每单位电极体积的活性材料的表面积。这些值由通过多种电化学测量方法获得的测量结果确定。在同一公式中，F为法拉第常数。

同样在公式(5)中，j^Li代表每单位体积和单位时间产生的锂的量。假设反应在电极的厚度方向上一致，为简化起见，使用电极厚度L_i和每单位平板面积的电池电流I，j^Li用公式(6)表示。

I＝j₂ ^LiL₂＝-j₁ ^LiL₁    (6)

将电池电流I或电池电压V用作输入，求解作为联立方程组的上述公式(1)到(6)，计算推定电压值或推定电流值，同时，通过推定二次电池10的内部条件可推定充电率。

将电池电压V用作输入，上述电池模型的使用使得可以推定二次电池的充电率。当电池电压V被用作输入时，充电率通过使用一映射图来计算，该映射图指示活性材料模型中的平均锂浓度和充电率之间的关系，如图7所示。

下面，将阐释使用上面介绍的电池模型，在将由电压传感器42-1测量的电压VB1和由温度传感器46-1测量的温度TB1用作输入，计算电池的充电率(SOC)推定值和推定电流值的方法。

图8为一流程图，其示出了使用根据本发明此实施例的电池模型表达式推定充电率的过程。ECU 40(主要地，SOC推定单元52)以给定的计算间隔调用并执行图8所示的过程。

参照图8，在步骤S100中，ECU 40使得电压传感器42-1测量电压VB1。在步骤S110中，ECU 40使得温度传感器46-1测量温度TB1。ECU40(数据收集单元51)收集通过测量获得的电压VB1和温度TB1的数据。电压VB1用作电池模型表达式中的电池电压V，温度TB1用作电池模型表达式中的电池温度T。

在步骤S120中，基于在程序的上一个循环中获得的锂浓度分布C_se，i，ECU 140根据公式(2)计算活性材料表面的局部SOC θi(θ1或θ2)。接着，在步骤S130中，由图5所示开路电位Ui(θi)关于局部SOC θi的特性映射图，SOC推定单元52计算开路电位U_i(U1和U2)，并将开路电压的推定值U#计算为计算得到的开路电位U1与U2之间的差。

在步骤S140中，根据在存储单元53中预先存储的DC电阻映射图，基于计算得到的局部SOC θi和测量到的电池温度T，ECU 40计算DC电阻Ra。于是，在步骤S150中，根据下面的公式(7)，使用测量到的电压VB1、在步骤S130中计算的开路电压的推定值U#以及DC电阻Ra，SOC推定单元52计算电池电流的推定值Ite。

$I_{\mathrm{te}}=\frac{U\#-\mathrm{Vb}}{R_a}---\left(7\right)$

接着，ECU 40执行步骤S160，以便通过将推定的电池电流值Ite代入公式(6)中的电池电流I计算每单位体积和单位时间产生的锂的量j^Li。使用计算得到的每单位体积单位时间产生的锂的量j^Li，在公式(5)的边界条件下，求解公式(3)的扩散公式，以便确定正负电极各自的活性材料的锂浓度分布。根据图6所示定义扩散因子与电池温度之间关系的扩散因子映射图，公式(3)的扩散因子D_s，i也能基于测量的温度TB1计算。

当求解公式(3)的扩散公式时，使用在位置和时间上离散化的扩散公式，ECU 40更新活性材料内的锂浓度分布C_s，i，k(t+Δt)(其中，Δt表示离散时间阶梯(对应于计算周期或间隔)，k表示当径向离散化时的离散位置号)(步骤S170)。在位置和时间上对扩散公式进行离散化的方法是现有技术中已知的，因此不再重复对其进行详细介绍。

下面，在步骤S180中，根据下面的公式(8)，ECU 40计算活性材料内的平均锂浓度Csave。

$c_{\mathrm{save}}=\frac{1}{N}\underset{k-1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{c}_{s,k}---\left(8\right)$

在公式(8)中，N为球形活性材料在径向离散化到的片段或节段数。

于是，使用预先存储的映射图(存储在存储单元53中)，SOC推定单元52在步骤S190中计算充电率，该映射图表示活性材料内的平均锂浓度Csave和二次电池10的充电率(SOC)之间的关系，如图7所示。

通过这种方式，由传感器测量的电池电压(VB1)(以及电池温度TB1)，SOC推定单元52能够计算二次电池10的充电率(SOC)、开路电压的推定值U#、每单位平板面积的电池电流推定值。另外，根据定义电池电流I的上述公式，流经整个电池的电流的推定值通过将每单位平板面积的电流推定值乘以电池的相对电极板的面积来计算。

在如上所述的电池模型表达式中，设置分别对应于负电极12和正电极15的分立的球形活性材料模型。然而，具有负电极12和正电极15的平均特性的单个球形模型可用作对于正电极与负电极的共用活性材料模型。

[参数更新]与电池模型表达式相关联或在其中使用的某些参数随着二次电池(其简称为“电池”)在使用中劣化而变化。例如DC电阻——例如反应电阻或纯阻，——随着电池劣化逐渐上升。当存在初始状态下(典型地，当电池为新产品时)的DC电阻Ra——其存储在用于电池模型的DC电阻映射图中——与实际DC电阻之间的大的差时，可能发生推定充电率时的误差。

类似地，随着电池劣化，活性材料中的反应参与物质的扩散速度减小(即扩散因子减小)，导致所谓扩散电阻的增大。扩散电阻的增大对电池性能和电流-电压特性有大的影响，特别是在电池保持以大电流充电或放电的情况下。因此，在电池以大电流被充电或放电的电动车(例如混合动力车或电气车辆)中，优选为，推定扩散电阻的变化，即活性材料的扩散因子的变化。

类似地，电池的完全充电容量随着电池劣化而减小。在完全充电容量因此减小的情况下，能被电池接收的电能减小。另外，随着完全充电容量减小，即使在同样SOC的情况下，存储在电池中的电能减小，在此实施例中，电池的充电/放电基于推定SOC受到控制，因此，如果电池的完全充电容量在SOC的控制范围不变的同时减小，实际供到电池或从电池传送的电力的量减小。结果，例如，电动机产生的驱动力或在再生制动期间回收的能量的量减小。

出于上述原因，在第一实施例中，ECU计算反应电阻、扩散因子、容量保持系数。容量保持系数是当前完全充电容量与电池初始状态的完全充电容量的比。计算得到的反应电阻、扩散因子和容量保持系数被存储在ECU(存储单元53)中，用于根据电池模型表达式推定电池状态，或推定SOC。

在第一实施例中，电池模型中使用的参数(上面提到的反应电阻、扩散因子和容量保持系数)在车辆行驶期间和插入式充电期间计算。在车辆行驶期间计算的参数由插入式充电期间计算的参数校正。

当电池的劣化条件被推定时，希望产生电池被完全松弛的条件，即，没有电流经过电池的条件。当电池完全松弛时，通过测量开路电压(OCV)，或测量当电流开始经过电池时与电池完全松弛的情况下之间的电压降，电池的劣化条件可用高准确度推定。

由于电池在车辆行驶期间被充电和放电，难以在车辆行驶期间产生完全没有电流流过的条件。例如，即使在车辆暂时停下时，存储在电池10-1的部分电力可能经由DC-DC转换器24被供到附件26。通过使用上述电池模型，可以以高准确度推定电池劣化条件，即使是在不能将电池引入完全松弛条件的情况下。因此，即使在车辆行驶期间，可以推定电池的劣化条件。

然而，当电池的劣化条件在车辆行驶期间推定时，可能发生下面的问题。首先，难以在车辆行驶期间建立电池完全松弛的条件，因此，即使在使用上述电池模型的情况下，可能发生推定误差。

接着，优选为，SOC(或电池电流)在规定范围内，以便进行电池劣化条件的推定。然而，SOC在车辆行驶期间以大的程度变化(例如在从80％到30％的范围上)(特别是在车辆以EV模式运行时)。因此，当电池的劣化条件在车辆行驶期间推定时，每当进行推定时，条件可能不同。这意味着难以在同样的条件下比较劣化条件。

另外，当SOC在规定范围外时，不能获得推定劣化条件的机会。因此，在车辆行驶期间，有必要将SOC引入该规定范围，以便推定劣化条件。也就是说，使得电池受到充电或放电。然而，在这种情况下，发动机的运行效率可能减小，或者，车辆特性中可能发生变化。

对于第一实施例的车辆——其为插入式车辆，可以推定劣化条件，即使是在插入式充电期间以及在行驶期间。由于充电电流可在插入式充电期间如希望地控制，充电电流被控制为0，以便产生电池完全放松的条件。因此，在插入式充电期间，能以高准确度推定电池的劣化条件。

另外，在插入式充电期间，每次可建立同样的条件，因此，可在同样的条件下评估劣化条件。结果，推定结果中的变化可减小(换句话说，每当作出推定时结果变化较大的可能性较低)。也就是说，推定准确度能得到提高。

然而，是否进行插入式充电由用户决定。因此，如果仅仅在插入式充电期间推定电池的内部条件，插入式充电期间推定的电池状态和电池的当前状态之间的差或偏差可能随着插入式充电之间的时间间隔增大而产生。也就是说，可能发生过去推定的劣化条件不能准确反映电池当前状态的情况。

因此，在第一实施例中，与电池(电池10-1)的内部条件有关的参数在车辆行驶期间计算，并基于计算结果更新参数。参数被应用于电池模型，故电池的劣化条件可以以高准确度推定。另外，劣化条件可在车辆行驶期间推定，因此，电池模型能实时反映车辆当前状态。另外，即使在长时间未进行插入式充电时，能够获得推定电池的劣化条件的机会。

另外，在第一实施例中，在插入式充电期间计算参数，参数基于计算结果来更新。如果劣化条件仅仅在车辆行驶期间推定，推定误差可能逐渐累积，导致推定准确度减小。另一方面，相比于车辆行驶期间劣化条件可在插入式充电期间以较高的准确度推定。因此，在插入式充电期间计算的参数用于校正在车辆行驶期间计算的参数，以便提升车辆行驶期间推定电池劣化条件的准确度。

在上面介绍的第一实施例中，ECU 40在插入式充电期间以及车辆行驶期间计算用于电池模型的参数，并基于计算结果更新所存储的参数。因此，可以提供足够大数量的机会推定电池的劣化条件，即使在用户以不同的方式使用电池的情况下。另外，推定二次电池劣化条件的准确度能保持到高水平。因此，根据第一实施例，车辆行驶期间电池的充电/放电能在考虑如此推定的车辆劣化条件的情况下受到控制。

下面，将关于车辆行驶的情况和进行插入式充电的情况介绍推定电池的内部条件的过程以及充电/放电控制。

图9为一流程图，示出了根据第一实施例选择混合动力车的行驶模式的过程。该流程图所示过程以给定的时间间隔或当满足特定的条件时由主程序调用和执行。

参照图9，当过程开始时，ECU 40在步骤S201中确定SOC是否大于阈值。预先确定的阈值等于控制目标值(例如30％)。SOC推定单元52推定的SOC在步骤S201中使用。

如果判断为SOC大于阈值(步骤S201中的是)，控制进行到步骤S202。在步骤S202中，ECU 40选择EV模式。在EV模式中，发动机26基本上停止，存储在电池10-1中的电能被供到第二MG 32-2，以便驱动第二MG32-2。

另一方面，如果判断为SOC等于或小于阈值(步骤S201中的否)，控制进行到步骤S203。在步骤S203中，ECU 40选择HV模式。在HV模式中，电池10-1被充电或放电，使得电池10-1的SOC被保持在规定范围内。在执行步骤S202或步骤S203之后，图9的过程结束，EDU 40返回到主程序。

在此连接中，根据图8所示的流程图，在车辆行驶期间，ECU 40推定SOC。

图10为一流程图，其示出了在车辆行驶期间更新参数的过程。参照图10，在过程开始时，ECU 40在步骤S211中判断当前行驶模式是否为HV模式。如果当前行驶模式为EV模式(步骤S211中的否)，控制进行到步骤S212。

在步骤S212中，ECU 40进行参数计算过程。在这种情况下，ECU 40计算扩散因子、反应电阻、作为与电池容量有关的参数的容量保持系数，。容量保持系数被定义为当二次电池处于初始状态时的完全充电容量与当前完全充电容量的比。

在步骤S213中，ECU 40进行参数更新过程。具体而言，使用步骤S212中计算的参数，ECU 40(参数更新单元54)更新先前存储的参数。另一方面，如果当前行驶模式为HV模式(步骤S211中的是)，过程进行到步骤S214。

在步骤S214中，ECU 40进行类似于步骤S212中的参数计算过程。然而，注意，ECU 40仅仅计算扩散因子和反应电阻。在步骤S215中，使用在步骤S214中计算的参数，ECU 40进行参数更新过程。此时，ECU 40校正在EV行驶模式中计算的参数，并存储校正后的参数。通过这种方式，先前存储的参数被更新。此过程将在下面详细介绍。

优选为，当计算容量保持系数时，SOC在大的范围上变化。在此实施例中，EV行驶模式中SOC的最大变化范围为从80％到30％。另一方面，HV模式中SOC变化范围小于EV行驶模式中SOC的变化范围。在上面介绍的实例中，HV模式的SOC最大变化范围为10％(即SOC在25％到35％的范围内变化)。因此，在此实施例中，容量保持率在EV行驶模式中计算。

扩散因子代表在电池电流经过电池并接着停止后电池活性材料中锂的扩散程度。因此，扩散因子基于在电池电流变为0之后的电池电压变化计算，例如，当用户操作制动踏板，以便一度将车辆引入停止时。因此，扩散因子在发生使电池电流等于0的机会时计算。

反应电阻在电池电压关于电池电流(但除了电池电流等于零的情况)线性变化的区域中推定。因此，反应电阻可在EV行驶模式和HV行驶模式二者中计算。另外，计算反应电阻的时刻不受特别限制。

然而，注意，在EV行驶模式中，电池基本上保持被放电。因此，扩散因子和反应电阻的推定受到由于电池放电引起的电解质锂离子扩散的影响。因此，在EV行驶模式下，不容易提高推定扩散因子和反应电阻的准确度。在HV行驶模式下，发生上述问题的可能性较低，因为电池的充电和放电被重复。然而，SOC自身在以HV行驶模式行驶期间较低，因此，难以提高推定扩散因子的准确度。另外，反应电阻仅仅能在SOC处于受限的小范围(例如10％)时推定。因此，参数在插入式充电期间也被计算，以便提高推定准确度。

图11为第一流程图，用于阐释在插入式充电期间推定参数和完全充电容量的过程。图12为第二流程图，用于阐释在插入式充电期间推定参数和完全充电容量的过程。

参照图11、图12，通过把握充电器28的状态，ECU 40在步骤S301中判断车辆的当前条件是否为开始插入式充电之前的。例如，如果在充电器28尚未启动时ECU 40接收到信号CNCT、CPLT，ECU 40判断车辆的当前条件为开始插入式充电之前的。

如果车辆的当前条件为开始插入式充电之前的(步骤S301中的是)，控制进行到步骤S302。另一方面，如果车辆的当前条件不是开始插入式充电之前的(步骤S301中的否)，整个过程结束。例如，当车辆正在行驶时，车辆不是处于开始插入式充电之前的条件。

在步骤S302中，ECU 40进行OCV调节过程，用于将电池的开路电压(OCV)控制为预定值(OCV1)。在步骤S303中，ECU 40测量OCV1。OCV1例如为，在SMR 20-1处于关断位置时，由电压传感器42-1检测的电压VB1。

可跳过步骤S302的运行。在这种情况下，ECU 40运行为在开始插入式充电前测量OCV。ECU 40将测量值获得为OCV1。

在步骤S304中，ECU 40开始对电池10-1充电。在步骤S305中，ECU40进行电流积分过程。特别地，ECU 40对由电流传感器44-1检测的电池电流值(IB1)积分。具体而言，图3所示数据收集单元51收集由电流传感器44-1检测的电流IB1的值。SOC推定单元52获取来自数据收集单元51的电流值IB1，并对电流值进行积分。

在步骤S306中，ECU 40判断由电压传感器42-1检测的电池电压(OCV)是否已经达到第一目标值。第一目标电压为低于完成电池10-1的充电时的电池电压(当SOC＝80％时获得的电压)的给定值。

如果电池电压尚未达到第一目标电压(步骤S306中的否)，控制返回到步骤S304。如果电池电压已经达到第一目标电压(步骤S306中的是)，控制进行到步骤S307。

在步骤S307中，ECU 40一度停止对电池10-1充电。在步骤S308中，ECU 40等待，一直到电池10-1松弛，也就是说，被引入无负荷条件。等待时间预先通过试验或类似物确定。在步骤S309中，使用处于松弛状态的电池10-1，ECU 40进行参数计算过程。

当参数计算过程结束时，ECU 40在步骤S310中重新开始电池10-1的充电。在步骤S311中，ECU 40判断由电压传感器42-1检测的电池电压(OCV)是否已经达到第二目标电压。第二目标电压为电池10-1的充电完成的电池电压(当SOC＝80％时达到的电压)。如果电池电压尚未达到第二目标电压(步骤S311中的否)，步骤S311被重复执行。如果电池电压已经达到第二目标电压(步骤S311中的是)，控制进行到步骤S312。

在步骤S312中，ECU 40停止对电池10-1充电。在步骤S312中，也结束对电流值的积分。在步骤S313中，ECU 40等待，一直到电池10-1松弛。等待时间也预先通过试验或类似物确定。在接下来的步骤S314，ECU40测量处于松弛状态的电池10-1的OCV(OCV2)。

在步骤S315中，基于积分电流值、OCV1和OCV2，ECU 40计算完全充电容量。于是，在步骤S316中，通过比较在步骤S315中计算的完全充电容量和完全充电容量初始值，ECU 40计算容量保持系数。在步骤S317中，ECU 40更新先前存储的容量保持系数的值，通过将之用计算值代替。在这种情况下，容量保持系数的存储值被在步骤S316中计算的值覆盖或用之代替。在步骤S317中的操作结束之后，图11、图12的整个过程结束。

图13为一流程图，用于详细阐释图11所示的OCV调节过程。参照图13，ECU 40在步骤S321中判断由电压传感器42-1检测的电池电压(OCV)是否不同于OCV1。如果电池电压不同于OCV1(步骤S321中的是)，控制进行到步骤S322。另一方面，如果电池电压等于OCV1(步骤S321中的否)，整个过程结束。

在步骤S322中，ECU 40将电池10-1引入充电或放电。如果电池电压大于OCV1，ECU 40将电池10-1引入放电。另一方面，如果电池电压小于OCV1，ECU 40将电池10-1引入充电。

在步骤S323中，ECU 40判断电池电压(在此情况下，OCV)是否达到OCV1。如果电池电压尚未达到OCV1(步骤S323中的否)，控制返回到步骤S322。因此，电池10-1被充电或放电，一直到电池电压达到OCV1。当电池电压达到OCV1时(步骤S323中的是)，整个过程结束。

图4为一图表，用于阐释电池电压(OCV)和电池电流在插入式充电期间随着时间的变化。参照图14，电压OCV1在插入式充电开始之前(即在时刻t1之前)被测量。在时刻t1，插入式充电开始。充电电流基本上在插入式充电期间恒定。

在此实施例中，充电在插入式充电中间一度停止，以便计算参数。然而，为简化起见，电压和电流随时间的变化将参照图14阐释，假设充电没有在插入式充电开始后暂时停止或中断。

如果电池电压在时刻t2达到第二目标电压，充电电流变得等于0，故插入式充电完成。在从时刻t2起的特定时间过去后，ECU 40判断电池10-1处于松弛条件，并获得此时的电压值(OCV2)。

因此，在插入式充电期间，可创建没有电池电流流动的条件，由此，能够以高准确度测量OCV。通过以高准确度测量OCV，可以以高准确度推定完全充电容量。

通过执行OCV调节过程，完全充电容量可以每次在同样的条件下推定。另外，由于电流被积分的时间(充电时间)能被减小，由于电流传感器的检测误差带来的积分电流值中的误差能被减小。因此，完全充电容量能够以进一步提升的准确度推定。

图15为一流程图，其用于阐释图11所示的参数计算过程。参照图15，ECU 40执行I-V(电流-电压)测试，并在步骤S331中收集关于测试结果的数据。在I-V测试中，给定电流被施加到电池或从电池发送，测量响应于电流的施加或传送的电池电压的特性或变化。

图16为一波形图，其示出了I-V测试中的电流波形。参照图6，在时刻ta或更早，电流等于0，电池处于松弛状态。于是，给定电流从电池在从时刻ta到时刻tb的时间段上被传送。在此时间段中传送的电流例如为1C，时刻ta和时刻tb之间的时间段例如为10秒。1C为电池的整个容量在1小时内被充电或放电的电流值。

电流在从时刻tb到时刻tc的时间段上等于0。这一时间段为将电池引入松弛状态需要的预定时间。

于是，在从时刻tc到时刻td的时间段上，给定电流被施加到电池。在此时间段上施加的电流例如1C，时刻tc与时刻td之间的时间段为例如10秒。电流在时刻td上变得等于零，并在从时刻td到时刻te的时间段上保持在0。此时间段为将电池引入松弛状态需要的预定时间。在步骤S331中，当电流以图16所示方式变化时，电池电压被测量。

图17为一波形图，示出了当电流根据图16所示的电流波形从电池传送时的电池电压波形。参照图17，电流在时刻ta开始从电池传送。在电流从电池传送的同时，电池电压减小。在时刻tb上，电流的传送停止。结果，电池电压向着时刻ta之前的水平增大。

重新参照图15，ECU 40在步骤S332中计算扩散因子。具体而言，基于时刻tb和时刻tc之间的电池电压的特性，ECU 40计算扩散因子，故电池模型中的电池电压的特性与测量结果一致。

在步骤S333中，使用在步骤S332中计算的扩散因子值，ECU 40校正存储在映射图中的扩散因子。

在步骤S334中，ECU 40计算反应电阻。具体而言，ECU 40将在步骤S334中计算的扩散电阻施加到电池模型表达式。另外，反应电阻被计算，使得根据电池模型的I-V特性与时刻ta和时刻tb之间的电池电压特性一致。

在步骤S335中，ECU 40使用在步骤S335中计算的反应电阻值来校正存储在映射图中的反应电阻。

在步骤S336中，ECU 40进行推定电池内阻增大率(或电阻增大率)的过程。具体而言，使用反映在步骤S332中推定的扩散因子和在步骤S334中推定的反应电阻的电池模型，ECU 40进行仿真I-V测试(见图17)。基于I-V测试的结果，ECU 40计算电阻增大率。如图17所示，I-V测试的电池电压变化量被标记为ΔV，电池电流被标记为I₀。由I-V测试，电池内阻推定值被计算为ΔV/I₀。电阻增大率代表推定的内阻值与内阻初始值之间的比。内阻初始值事先被存储在ECU 40中。

在步骤S337中，ECU 40存储在步骤S336中计算的电阻增大率。在执行步骤S337之后，结束图15所示的参数计算过程。

上面给出的步骤S333、S335、S337的运行可在一个步骤中或一次进行。

[更新参数的细节](1)参数变化率的计算在此实施例中，参数通过更新参数变化率来更新。关于作为参数之一的DC电阻Rs，从初始状态下的电池参数值Ran的变化率gr用下面的公式(9)定义。

gr＝R_a/R_an    (9)

使用将在下面介绍的具有遗忘系数的递归最小二乘方法，参数更新单元54、55推定DC电阻Ra的变化率gr。在一开始，将阐释具有遗忘系数的递归最小二乘方法。

根据递归最小二乘方法，在用下面的公式(10)表示的线性回归模型表示的系统中，使用公式(14)、公式(15)的初始条件，公式(10)中的参数Θ通过根据用公式(11)到公式(13)的时间更新公式的循序计算来推定。在各个公式中，参数Θ的推定值被标记为Θ#。

Y＝Z^TΘ    (10)

$\mathrm{\Θ}\#\left(k\right)=\mathrm{\Θ}\#(k-1)+\frac{P(k-1)Z\left(k\right)}{\mathrm{\λ}+Z^T\left(k\right)P(k-1)Z\left(k\right)}\mathrm{\ϵ}\left(k\right)---\left(11\right)$

ε(k)＝Y(k)-Z^T(k)Θ#(k-1)    (12)

$P\left(k\right)=\frac{1}{\mathrm{\λ}}\{P(k-1)-\frac{P(k-1)Z\left(k\right)Z^T\left(k\right)P(k-1)}{\mathrm{\λ}+Z^T\left(k\right)P(k-1)Z\left(k\right)}\}---\left(13\right)$

Θ#(0)＝Θ#₀    (14)

P(0)＝γI    (15)

在公式(11)和公式(13)中，λ为遗忘系数，一般地，λ小于1.0(λ＜1.0)。另外，P为协方差矩阵，公式(15)的初始值P(0)为通过将单位矩阵I的对角线元素乘以常数γ获得的矩阵，其中，10²-10³左右的较大的值一般用于γ。参数Θ#的初始值Θ#₀一般为零向量。

使用具有遗忘系数的递归最小二乘方法，如上所述，DC电阻的变化率gr以下面的方式推定。

根据公式(9)的定义从新产品条件开始已经随时间变化(劣化)的二次电池的DC电阻Ra用Ra＝gr·Ran表示。此公式代入公式(1)，并进一步改写为公式(10)的形式，故基于电池模型表达式获得作为线性回归模型的下面所示的公式(16)。

在插入式充电期间，Y可通过将在电池处于松弛状态下获得的测量值用作公式(16)左侧的开路电压U(θ)，并将当电池电压变化时测量的电压VB1(在图17中从时刻ta到时刻tb的时间段中)用作V来计算。另外，关于公式(16)的右侧，DC电阻的初始状态参数值Ran通过参照存储在存储单元53中的映射图而获得，在该映射图中，电池温度(TB1)和局部SOC θ₁、SOC θ₂为变量。另外，Z可通过将每单位平板面积的电流值——其由电流测量值IB1计算——代换为电池电流I来计算。

在车辆行驶期间，Y可通过将在充电率推定过程中推定的值用作公式(16)左侧的开路电压U(θ)，并将测量到的电池电压VB1用作V来计算。上面提到的过程可应用于公式(16)右侧的项。

因此，根据公式(11)-公式(15)所示具有遗忘系数的递归最小二乘方法，使用因此计算的Y和Z，从而可将DC电阻Ra的变化率gr推定为推定参数Θ。然而，将会明了，也可使用例如批量最小二乘方法等其他类型的最小二乘方法。

在第一实施例中，反应电阻Rr的变化率被视为与上面提到的DC电阻的变化率gr#相等或等价。下面，反应电阻Rr的变化率(通过参数更新单元54、55计算的值)将标记为gr#。

关于扩散因子Ds，同样地，根据下面的公式(17)，扩散因子的变化率gd被定义为扩散因子Ds与初始状态参数值(Dsn)的比。

gd＝D_s/D_sn    (17)

在扩散电阻的影响在电池电压中显著出现的时间范围内，ECU 40重复获取电压VB1、电流IB1和温度TB1的数据。使用上述范围内的电池数据，ECU 40对于评估函数给出最小值的变化率搜索给定数量的次数(重复)，并设置变化率。例如，已知的GSM方法(黄金分割法)用作搜索评估函数给出最小值的扩散因子的变化率的方法。

GSM方法为一种类型的二分法，特征在于确定搜索范围和公差，使得公差范围内的最优值能由已知的搜索函数获得。通过劣化实验或类似物，可预先把握已经在特定使用条件下对于特定时间段使用的锂离子电池的活性材料中的锂的扩散因子，与初始状态相比扩散因子变化的最大程度能被预先预测。因此，如果变化率能够变化的最大范围被设置为搜索范围，推定扩散因子变化率需要的计算时间可被有利地预测。因此，此方法适用于安装在混合动力车和电气车辆上的二次电池。GSM方法的细节是现有技术中已知的，因此，不再重复对该方法进行详细介绍。

在插入式充电期间，ECU 40在图17中的时刻tb后的时间段上以给定的间隔获取电压VB1的数据，并使用该数据计算扩散电阻变化率。在车辆行驶期间，ECU 40在用户操作制动踏板并一度停止车辆使得电池电流变为等于0后以给定的间隔获取电压VB1的数据，并使用该数据计算扩散电阻变化率。

在车辆行驶期间，ECU 40通过例如下面的方法计算容量保持系数。随着二次电池劣化，不仅完全充电容量减小，而且开路电压特性变化。二次电池状态的这些变化能被建模为两种现象。一种现象是正电极和负电极上的单电极容量的减小，另一种现象是正电极和负电极充电特性之间的对应性的漂移。充电特性之间的对应性的漂移意味着正电极活性材料平均锂浓度Csave与负电极的之间的关系或对应性的漂移，或者在平均充电率方面在正电极和负电极之间的对应性的漂移，平均充电率被表达为活性材料中的平均锂浓度Csave与活性材料的限制或最大锂浓度(Cs，i，max)的比。

图18为一原理图，其示出了在单电极容量减小的情况下单电极开路电位的变化。参照图18，正电极单电极容量的轴线上的Q_L1和Q_H1代表在二次电池的初始状态下分别与图5中的局部SOC θ_L1以及θ_H1对应的容量。类似地，负电极单电极容量的轴线上的Q_L2和Q_H2代表在二次电池的初始状态下分别与图5中的局部SOC θ_L2以及θ_H2对应的容量。“单电极容量的减小”意味着正负电极各自接收锂的能力的降低。这代表了一种现象，例如在各个电极中在充电/放电时有效工作的活性材料的减小。在正电极上，接收锂的能力的降低导致与局部SOC θ_H1对应的容量的从Q_H1到Q_H1′的降低。类似地，在负电极上，接收锂的能力的降低导致与局部SOC θ_H2对应的容量的从Q_H2到Q_H2′的降低。

即使二次电池劣化，局部SOC θ1与正电极开路电位U1之间的关系不变。因此，在局部SOC θ1与正电极开路电位U1之间的关系转换为正电极单电极容量与正电极开路电位之间关系的情况下，代表正电极单电极容量与正电极开路电位之间关系的曲线随着二次电池劣化而缩小或缩短，如图18所示。类似地，在局部SOC θ2与负电极开路电位U2之间的关系转换为负电极单电极容量与开路电位之间关系的情况下，同样地，代表单电极容量与开路电位之间关系的曲线随着二次电池劣化而缩小或缩短，如图18所示。

图19为一原理图，示出了正电极与负电极的充电特性之间的对应性的漂移。参照图19，“充电特性之间的对应性的漂移”表示，当一对正电极和负电极被用作电池时，正电极充电特性(正电极活性材料平均充电率)与充电特性(负电极活性材料的平均充电率)之间的对应性或关系从当二次电池处于初始状态时的关系或对应性偏移或漂移。

表示充电特性(活性材料平均充电率)θ₁和开路电位U2之间的关系的曲线类似于图5所示的曲线。然而，注意，负电极充电特性的轴线在正电极充电特性θ1减小的方向上漂移Δθ₂。结果，表示负电极充电特性θ2和开路电位U2之间的关系的曲线也在正电极充电特性θ1减小的方向上漂移Δθ₂。尽管与充电特性θ_1fix对应的负电极充电特性在二次电池初始状态下为θ_{2fix_ini}，其在二次电池劣化后变得等于θ_2fix。作为为何在充电特性之间的对应性中发生这种漂移的原因的一个实例，可以考虑，在充电期间从正电极释放的锂离子没有被纳入负电极，而是变为副产品或类似物。在图19中，负电极充电特性θ_L2等于0(θ_L2＝0)，这意味着负电极完全没有锂(换句话说，锂完全从负电极中释放)。

在此实施例中，作为与容量减小有关的参数，三个参数，即“正电极容量保持系数”、“负电极容量保持系数”和“与正负电极充电特性之间对应性的漂移对应的容量”(将简称为“正负电极差异容量”)，被引入电池模型，使得上面提到的两种现象能被建模。下面将具体介绍对两种容量减小现象(即单电极容量的减小，以及充电特性之间对应性的漂移)进行建模的方法。

作为正负电极中的每一个的单电极的容量保持系数被表达为单电极容量(在劣化后)与单电极容量(在初始周期中)的比。单电极容量被定义为在二次电池劣化后，以特定的量从在初始状态中获得的值减小。根据下面的公式(18)、(19)，确定正电极容量保持系数k1和负电极容量保持系数k2。

$k_1=\frac{Q_{1\_\mathrm{ini}}-\mathrm{\Δ}{Q}_1}{Q_{1\_\mathrm{ini}}}---\left(18\right)$

$k_2=\frac{Q_{2\_\mathrm{ini}}-\mathrm{\Δ}{Q}_2}{Q_{2\_\mathrm{ini}}}---\left(19\right)$

Q1_ini和Q2_ini分别代表正电极和负电极的初始状态单电极容量，ΔQ1和ΔQ2分别代表正电极和负电极的单电极容量减小量。单电极容量Q1_ini和Q2_ini为例如通过实验预先获得的常数。

另外，与正电极充电特性轴线和负电极充电特性轴线之间的相对漂移或差(图19所示的Δθ2)对应的正负电极差异容量被标记为ΔQs。

图20为一原理图，用于阐释由于电池劣化引起的正负电极充电特性之间的对应性的漂移。参照图20，在二次电池劣化后，当其充电特性θ2为1时负电极的容量变为等于(Q_{2_ini}-ΔQ₂)。另外，正负电极差异容量ΔQs为与负电极充电特性轴线关于正电极充电特性轴线的漂移量Δθ2对应的容量。由此，建立1：Δθ2＝(Q_{2_ini}-ΔQ₂)：ΔQs的关系。因此，在二次电池劣化后的正负电极差异容量ΔQs根据下面的公式(20)计算。

ΔQ_s＝(Q_{2_ini}-ΔQ₂)×Δθ₂

    ＝k₂×Q_{2_ini}×Δθ₂    (20)

与初始正电极充电特性θ_{1fix_ini}对应的初始负电极充电特性被标记为θ_{2fix_ini}，在由于二次电池劣化的充电特性漂移发生后与正电极充电特性θ_1fix对应的负电极充电特性被标记为θ_2fix。另外，初始正电极充电特性θ_{1fix_ini}用作漂移的基准。也就是说，θ_{1fix_ini}和θ_{2fix_ini}彼此相等。另外，正负电极充电特性之间的对应性的相对漂移由于二次电池的劣化发生，根据下面的公式(21)、(22)计算正电极充电特性θ_1fix和负电极充电特性θ_2fix。

θ_1fix＝θ_{1fix_ini}    (21)

${\mathrm{\θ}}_{2\mathrm{fix}}=\frac{(1-{\mathrm{\θ}}_{1\mathrm{fix}})\×k_1\×Q_{1\_\mathrm{ini}}-\mathrm{\Δ}{Q}_s}{k_2\×Q_{2\_\mathrm{ini}}}---\left(22\right)$

在此实施例的电池模型中，正电极和负电极的单电极容量的减小由各个电池的厚度以及活性材料的体积率反映，如公式(23)到公式(26)所示。

$L_1=L_{10}\×\sqrt{k_1}---\left(23\right)$

$L_2=L_{20}\×\sqrt{k_2}---\left(24\right)$

${\mathrm{\ϵ}}_{s,1}={\mathrm{\ϵ}}_{s0.1}\×\sqrt{k_1}---\left(25\right)$

${\mathrm{\ϵ}}_{s,2}={\mathrm{\ϵ}}_{s0.2}\×\sqrt{k_2}---\left(26\right)$

在上面的公式中，L₁₀和L₂₀分别为初始状态下正电极的电极厚度以及初始状态下负电极的电极厚度，ε_s0.1和ε_s0.2分别为初始状态下正电极活性材料的体积率以及负电极活性材料的体积率。

根据下面的公式(27)，计算由于劣化在正电极和负电极各自的容量减小且发生正负电极充电特性之间的对应性的相对漂移时出现的开路电压OCV。

OCV(θ_1ave，θ_2avc)＝U(θ_1ave)-U(θ_2avc)    (27)

在上面的公式(27)中，θ1ave和θ2ave分别为正负电极活性材料的平均充电率，并用下面的公式(28)定义。在公式(28)中，Csave，i为活性材料中的平均锂浓度。

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{iave}}=\frac{c_{\mathrm{save},i}}{c_{s,i,\max }},(i=\mathrm{1,2})---\left(28\right)$

在θ_1ave和θ_2ave之间建立根据下面的公式(29)的关系。

θ_2ave＝θ_2fix+(θ_1fix-θ_1ave)×λ    (29)

另外，公式(29)中的λ用下面的公式(30)定义。

$\mathrm{\λ}=\frac{c_{s,1,\max }{L}_1{\mathrm{\ϵ}}_{s,1}}{C_{s,2,\max }{L}_2{\mathrm{\ϵ}}_{s,2}}---\left(30\right)$

图21用于阐释表示正电极活性材料的平均充电率θ_1ave和负电极活性材料的θ_2ave之间的关系的公式。参照图21，假设正电极充电特性θ_1fix和负电极充电特性θ_2ave彼此对应。另外，当从负电极施放的锂完全被正电极吸收，负电极充电特性从θ_2fix变化为θ_2ave，正电极充电特性从θ_1fix变化为θ_1ave。

由于正电极的锂变化量等于负电极的锂变化量，由上面的公式(23)到公式(26)以及公式(28)建立下面的关系，其中，S代表正电极和负电极的每一个的平板面积。

(θ_1fix-θ_1avc)×c_s，1，max×L₁×ε_s，1×S＝(θ_2ave-θ_2fix)×c_s，2，max×L₂×ε_s，2×S

通过求解上述公式，建立上面给出的公式(29)、公式(30)。

通过计算正电极活性材料中的平均充电率θ_1ave和负电极活性材料中的平均充电率θ_2ave，根据公式(27)，可以计算当由于劣化正负电极各自的单电极容量减小且正负电极充电特性之间对应性漂移发生时的开路电压特性。如公式(29)所示，θ_1ave和θ_2ave与正电极充电特性θ_1fix和负电极充电特性θ_2fix相关联。如公式(22)所示，负电极充电特性θ_2fix包括正电极容量保持系数k1、负电极容量保持系数k2、正负电极差异容量ΔQs，它们为与容量减小有关的参数。因此，θ_1ave和θ_2ave在二次电池劣化后能通过推定正电极容量保持系数k1、负电极容量保持系数k2、正负电极差异容量ΔQs来推定。因此，能够推定随着二次电池老化(即二次电池随时间的劣化)而变化的二次电池的开路电压特性。

接着，将阐释计算由于劣化在正负电极各自的单电极容量减小且正负电极充电特性之间的对应性漂移发生时的电池完全充电容量的方法。

在一开始，根据用于计算劣化电池的开路电压OCV的公式(27)，计算当SOC为100％时的正电极充电特性θ_{1_100}和当SOC为0％时的正电极充电特性θ_{1_0}。具体而言，在定义SOC＝100％的开路电压被标记为V₁₀₀且定义SOC＝0％的开路电压被标记为V₀的情况下，计算满足OCV(θ₁，θ₂)＝V₁₀₀的正电极充电特性θ₁(正电极充电特性θ_{1_100})和满足OCV(θ₁，θ₂)＝V₀的正电极充电特性θ₁(正电极充电特性θ_{1_0})。在用于此实施例的电池中，SOC＝100％时的V₁₀₀等于4.1V，SOC＝0％时的V₀等于3.0V。

根据下面的公式(31)，计算劣化后的每单位平板面积完全充电容量Qd。

$Q_d=\frac{({\mathrm{\θ}}_{1\_0}-{\mathrm{\θ}}_{1\_100})c_{s,1,\max }{L}_1{\mathrm{\ϵ}}_{s,1}F}{3600}---\left(31\right)$

公式(31)包含电极厚度L₁和体积率ε_s，1，它们均依赖于正电极容量保持系数k₁。因此，完全充电容量Qd依赖于正电极保持系数k1而变化。也就是说，如果正电极容量保持系数k1由于二次电池劣化而减小，完全充电容量Qd相应地减小。另外，正电极充电特性θ_{1_100}和θ_{1_0}依赖于正电极容量保持系数k1、负电极容量保持系数k2、正负电极差异容量ΔQs而变化。

劣化后的完全充电容量Qd_all根据下面的公式(32)来计算，其中，S表示电极平板面积。

Q_{d_all}＝Q_d×S    (32)

另外，在处于初始状态的电池的每单位平板面积电池容量被标记为Q_ini的情况下，根据下面的公式(33)计算劣化后的完全充电容量保持系数dQ_rate。

$d{Q}_{\mathrm{rate}}=\frac{Q_d}{Q_{\mathrm{ini}}}---\left(33\right)$

参数更新单元54获取由电流传感器44-1测量的电池电流的实际测量值IB1、由SOC推定单元52推定的充电率、由电池模型单元60推定的电池电流推定值Ite，计算测量值(＝Ib/S)的积分值(实际电流积分值Si)和推定值Ite的积分值(推定电流积分值Sie)。另外，参数更新单元54从SOC推定单元52获取SOC。

在车辆开始以EV行驶模式行驶时，参数更新单元54开始实际电流的积分和推定电流的积分。当EV行驶模式的车辆行驶结束时(即当行驶模式从EV模式切换到HV模式时)，实际电流的积分和推定电流的积分结束。

当二次电池的劣化条件没有由电池模型适当反映时，在实际电流积分值Si和推定电流积分值Sie之间发生误差。推定使得误差等于0的容量减小参数。参数更新单元54计算dK，作为电流积分推定误差ΔSi关于SOC推定值的梯度(变化率)。计算梯度dK的方法不受特别限制，但可使用例如最小二乘方法。最小二乘方法的使用使得可以用进一步提升的准确度计算梯度dL。

参数更新单元54根据下面的公式(34)对正负电极差异容量ΔQs进行校正，以便减小梯度dK。

ΔQ_s(after correction)＝ΔQ_s(last value)-α×dK    (34)

在公式(34)中，α为校正因子，其是常数。另外，当二次电池处于初始状态时(在不存在劣化的条件下)，假设ΔQs＝0(也就是说，不存在正负电极充电特性之间的对应性的漂移)，正负电极差异容量ΔQs的校正在这种假设下开始。

于是，参数更新单元54计算正电极容量保持系数k1和负电极容量保持系数k2。在此实施例中，正负电极差异容量ΔQs和正负电极容量保持系数k1、k2之间的关系预先通过实验或类似物获得，并以映射图或类似的方式存储在存储单元53中。基于因此存储的关系，由推定的ΔQs计算k1、k2。参数更新单元54在车辆行驶期间推定容量减小参数(正负电极差异容量，正电极容量保持系数、负电极容量保持系数)，并将容量减小参数存储在存储单元53中。因此，在电池模型在下一次初始化时，容量减小参数由电池模型反映。

上面介绍的推定二次电池内部条件的方法可应用于除锂离子电池以外的其他二次电池，例如，同样的方法可同等地应用于镍金属氢化物电池，其中，在活性材料中作为反应参与物质的质子的浓度分布根据扩散公式来计算，开路电压被定义为活性材料表面上的质子的函数。另外，关于其他类型的二次电池，如果控制系统被配置为推定类似的电池模型中的特定参数与初始状态下的参数值之间的变化率，能够获得实质上相同的效果。

(2)参数变化率的更新

图22示出了参数变化率映射图的实例，其中，映射图值关于电池温度T0-T5来设置。变化率映射图被存储在变化率存储单元64中。参照图22，当二次电池处于初始状态时，代表各个温度区域内的参数变化率g#的映射图值为1.0(即，所有映射图值等于1.0)，也就是说，参数值等于当电池处于初始状态时获得的初始值。

图23为一概念图，其用于阐释EV行驶模式中变化率映射图的更新的实例。参照图23，扩散因子变化率gd#在温度T3、T4、T5时推定(计算)。在图23所示实例中，扩散因子变化率gd#不在温度T0、T1、T2上推定。这是因为电池温度——其随着电池使用而升高——不被包含在温度T0-T2的范围内。因此，由多个实际推定的扩散因子变化率gd#，ECU 40临时将与最接近于温度T0-T2的范围的温度对应的扩散因子变化率gd#设置为温度T0-T2的范围内的变化率。在图23所示的实例中，温度范围T0-T2内的扩散因子变化率gd#被设置为等于温度T3上的扩散因子变化率gd#。

反应电阻变化率gr#依赖于电池温度和SOC二者而变化。例如，实际推定温度T3、T4、T5上的反应电阻变化率gr#。在这些温度的每一个上，在S0到S5的SOC范围上推定反应电阻变化率gr#。

温度T0、T1、T2上的反应电阻变化率gr#不被推定。因此，由反应电阻gr#的多个实际推定变化率，ECU 40临时将最接近于温度范围T0-T2的温度对应的反应电阻变化率gr#设置为温度范围T0-T2范围内的变化率。

图24为一概念图，用于阐释HV行驶模式中的变化率映射图的更新的实例。参照图24，在HV行驶模式中，存储在存储单元53中的扩散因子的变化率基本上用HV行驶模式行驶期间推定的扩散因子变化率替代。然而，以与更新EV行驶模式中的变化率映射图的情况相同的方式，在扩散因子变化率没有被推定的温度范围内(温度T0-T2的范围)，由多个实际推定的扩散因子变化率gd#，将与最接近于该范围的温度对应的扩散因子变化率gd#临时设置为对于扩散因子变化率未推定的温度范围的扩散因子变化率。

反应电阻变化率映射图的更新以与扩散因子变化率映射图相同的方式进行。当温度T3、T4、T5上的反应电阻变化率gr#被实际推定时，温度T0、T1、T2上的反应电阻变化率gr#被设置为等于温度T3上的反应电阻变化率gr#。

在HV行驶模式中，SOC在相对较低范围内变化，SOC变化范围小于EV行驶模式中的变化范围。因此，反应电阻变化率gr#在S0到S2的范围内推定，如图24所示。在此范围内，存储在映射图中的反应电阻变化率gr#用当车辆以HV模式行驶时推定的反应电阻变化率gr#代替。

在作为EV行驶模式SOC变化范围和HV行驶模式SOC变化范围之间的边界的重叠范围内，反应电阻变化率gr#被校正为相等。具体而言，当SOC等于S2时，计算HV行驶模式中的反应电阻变化率与EV行驶模式中的反应电阻变化率的比(比值)。当SOC＝S2时，通过将EV行驶模式中的反应电阻变化率乘以上述比值或因子获得的值等于HV行驶模式中的反应电阻变化率。在S3-S5的SOC范围内，通过将EV行驶模式中的反应电阻变化率乘以上述比值或因子，临时设置HV行驶模式中的反应电阻变化率。

图25为一概念图，用于阐释插入式充电期间更新充电率映射图的实例。参照图25，在插入式充电期间，同样地，存储在存储单元53中的扩散因子变化率用插入式充电期间推定的扩散因子变化率代替，如同车辆在HV行驶模式中行驶的情况一样。

作为扩散因子变化率没有被推定的温度范围中的一个，在低于插入式充电的温度变化范围的温度范围中(T0-T2的温度范围)，由多个实际推定的扩散因子变化率gd#，与接近于该温度范围的温度对应的扩散因子变化率gd#被临时设置为扩散因子变化率未推定的温度范围内的扩散因子变化率。因此，温度T0、T1上的扩散因子变化率被临时设置为等于温度T2上的扩散因子变化率。另一方面，在高于插入式充电的温度变化范围的温度范围内(T4-T5的温度范围)，该区域内的扩散因子变化率通过将存储在映射图中的值乘以给定的比率来临时设置。具体而言，推定值与存储在映射图中的值的比率在温度T3上计算。在温度T4、T5上，通过将存储在映射图中的对应值乘以上面提到的比率，设置扩散因子变化率。

以与扩散因子变化率映射图被更新实质上相同的方式更新反应电阻变化率映射图。反应电阻变化率在温度T2和T3上推定。存储在存储单元53中的反应电阻变化率用在插入式充电期间推定的变化率替代。低于插入式充电期间的温度变化范围的温度范围(温度T0，T1)的反应电阻变化率被设置为等于温度T2上的反应电阻变化率。另一方面，在高于插入式充电期间的温度变化范围的温度范围内(温度T4-T5的范围)，通过将存储在映射图中的对应值乘以给定的比值，临时设置反应电阻变化率。

根据上面介绍的第一实施例，车辆的控制系统(ECU 40)在插入式充电期间和在车辆行驶期间计算用在电池模型中的参数，并基于计算结果更新所存储的参数。采用这种布置，即使在用户以不同的方式使用车辆的情况下，能获得推定电池的劣化条件及其充电率的充分多的机会。另外，与推定二次电池的劣化条件和充电率相联系的准确度能保持在高的水平。因此，车辆行驶期间电池的充电和放电能在考虑二次电池劣化条件的情况下得到控制。

[第二实施例]根据本发明第二实施例的车辆的构造与根据第一实施例的车辆基本相同，具体而言，与图1所示构造基本相同。然而，在SOC推定方面，根据第二实施例的控制系统与第一实施例的控制系统不同。

在第二实施例中，在SOC高的区域内，ECU 40以高于计算值的值推定SOC，在SOC低的区域中，以低于计算值的值推定SOC。

图26为一流程图，示出了根据第二实施例的SOC校正过程的第一实例。参照图26，ECU 40在步骤S401中计算SOC。计算SOC的过程与图8的流程图所示的过程相同，不再重复其介绍。在步骤S402中，ECU 40使用映射图校正计算的SOC。具体而言，ECU 40将映射图指定的偏移值加到计算的SOC。映射图预先存储在ECU 40(例如存储单元53)中。

图27为一图表，示出了用在SOC校正过程中的映射图。参照图27，当SOC处于0到30(％)的范围内时，偏移值(ΔSOC)为负值。当SOC处于70到100(％)的范围内时，偏移值为正值。当SOC处在30到70(％)的范围内时，偏移值等于0。当SOC在0到30(％)的范围内时，SOC被校正以便低于计算值，当SOC在70到100％的范围内时，SOC被校正以便高于计算值。当SOC在30到70(％)的范围内时，计算到的SOC被照原样使用，用于电池(图1所示的电池10-1)的充电/放电控制。

根据图27的映射图，当SOC在0到30(％)的范围内时，偏移值的绝对值随着SOC减小而增大。在上述范围内，SOC被校正，以便随着所计算的SOC较小，减小较大的程度。另一方面，当SOC在70到100(％)的范围内时，偏移值的绝对值随着SOC增大而增大。因此，在上述范围内，SOC被校正，以便随着所计算的SOC较大，增大较大的程度。

图28为一流程图，示出了根据第二实施例的SOC校正过程的第二实例。参照图28和26，图28的流程图与图26的流程图的不同之处在于步骤S405到S407代替步骤S402执行。

在步骤S405中，ECU 40判断在步骤S401中计算的SOC是否在预定范围外(例如20到80％的范围)。如果计算到的SOC在预定范围外(步骤S405中的是)，在步骤S406中，ECU 40将反应电阻(存储单元53中存储的初始值与反应电阻变化率的乘积)乘以给定的因子(＞1)。于是，ECU 40在步骤S407中重新计算SOC。在步骤S407中，SOC根据图8的流程图来计算。在完成步骤S407的操作时，ECU 40返回到主程序。另一方面，如果在步骤S401中判断为计算到的SOC在预定范围内(步骤S405中的否)，图28的整个过程结束，ECU 40返回到主程序。在这种情况下，不进行SOC的重新计算。

图29为一图表，用于阐释根据图28的流程图的SOC校正过程的结果。参照图29，当SOC在被校正前高于80％时，SOC通过重新计算被校正为更高的值。另一方面，当SOC在被校正之前低于20％时，SOC通过重新计算被校正为更低的值。

尽管在图28的实例中反应电阻被乘以用于对SOC进行校正的因子(＞1)，SOC可通过将反应电阻乘以因子(＜1)来校正。在这种情况下，同样地，SOC可如图29所示地校正。

如上所述，在EV行驶模式下，电池在宽广的SOC范围或区域中使用。从防止电池劣化的观点看来，希望对SOC进行控制，使得SOC不超过规定的上限，或不下降到低于规定的下限。根据第二实施例，在SOC高的区域中，SOC被推定为高于实际SOC，在SOC低的区域中，SOC被推定为低于实际SOC。因此，即使在例如根据图8的流程图的推定过程中发生SOC推定误差的情况下，可防止电池的过度充电或过度放电。因此，根据第二实施例，能抑制电池的劣化。

[第三实施例]根据本发明第三实施例，两个以上的二次电池被安装在车辆上。两个以上的二次电池安装在车辆上使得车辆能够在EV行驶模式下在延长的行驶范围或距离上行驶。两个以上的二次电池的每一个可用外部电源充电。

图30为混合动力车的一般框图，该车被示为具有根据本发明第三实施例的控制系统的车辆的一个实例。

参照图30、图1，第三实施例的混合动力车1A与第一实施例的混合动力车1的不同在于，混合动力车1A还包含电池10-2、SMR 20-2、电压传感器42-2、电流传感器44-2、温度传感器46-2。混合动力车1A与混合动力车1的不同还在于车辆1A包含代替ECU 40的ECU 40A。混合动力车1A的其他部分的构造基本上与混合动力车1的对应部分相同，因此不再重复对其进行阐释。

电池10-2为可再充电的DC电源，具体而言，为二次电池，例如镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子电池。在此实施例中，电池10-1、10-2均为锂离子电池。然而，电池10-1、10-2可均为镍金属氢化物电池，或者，电池10-1、10-2中的一个可以为锂离子电池，而另一个电池可为镍金属氢化物电池。

SMR 20-2为继电器，用于将电池10-2电气连接到正线PL1与负线NL1。SMR 20-2响应于从ECU 40A接收的信号CN2断开以及闭合。电压传感器42-2测量电池10-2的电压VB2，并将测量值输出到ECU 40A。电流传感器44-2测量流入或流出电池10-2的电流IB2，并将测量值输出到ECU 40A。温度传感器46-2测量电池10-2的温度TB2，并将测量值输出到ECU 40A。当电池10-2被放电时，电流IB2取正值，当电池10-1被充电时，取负值。

当电池10-2用外部电源充电时，或者，当电力被供到第二MG 32-2以用于车辆行驶时，SMR 20-2被引入开通位置。然而，注意，SMR 20-1、20-2不同时引入开通位置，以避免电池10-1、10-2的短路。因此，电池10-1、10-2在EV行驶模式中轮流使用。在HV行驶模式中，电池10-1、10-2之一(例如最近使用的一个)被保持为连接到转换器22-1。

图31为一功能框图，用于阐释图30所示ECU 40A的构造。参照图31，ECU 40A与ECU 40的不同之处在于，ECU 40A还包含劣化水平推定单元70。ECU 40A的其他部分的构造与ECU 40的对应部分的基本相同。另外，根据其电池模型，ECU 40A推定各个电池10-1、10-2的内部条件。因此，存储单元53关于各个电池10-1、10-2存储电池模型中使用的参数(初始值和参数变化率)。

基于存储单元53中存储的参数(具体而言，参数变化率)，劣化水平推定单元70推定各个电池10-1、10-2的劣化水平。推定结果被传送到充电/放电控制单元57和外部充电控制单元58。具体而言，随着参数变化率(例如扩散电阻的变化率)较小，劣化水平推定单元70将电池的劣化水平设置为较高水平。劣化水平越高，表示电池处于劣化或老化的演进的阶段。

在车辆行驶期间，充电/放电控制单元57和继电器控制单元59控制电池10-1、10-2的放电，使得较高劣化水平的电池以超越具有较低劣化水平的电池的优先级被放电。

在插入式充电期间，充电/放电控制单元57和继电器控制单元59控制电池10-1、10-2的充电，使得具有较低劣化水平的电池在具有较高劣化水平的电池之前或前面充电。

图32为一流程图，用于阐释根据第三实施例的插入式充电。参照图32，在步骤S501中，ECU 40A推定各个电池10-1、10-2的劣化水平。在步骤S502中，ECU 40判断电池10-1的劣化水平是否高于电池10-2的劣化水平。

当电池10-1的劣化水平高于电池10-2的劣化水平时，即电池10-1以相比于电池10-2较大的程度劣化时(步骤S502中的是)，电池10-2在电池10-1之前充电。具体而言，在步骤S503中，继电器控制单元59在一开始将SMR 20-2引入开通位置。于是，外部充电控制单元58将电池10-2引入充电。当电池10-2的电压达到第二目标电压时(当SOC为80％时建立的电压)，外部充电控制单元58停止对电池10-2充电。于是，在步骤S504中，继电器控制单元59将SMR 20-2引入关断位置，并将SMR 20-1引入开通位置。外部充电控制单元对电池10-1充电，直到电池10-1的电压达到第二目标电压。

当电池10-1或10-2用外部电源充电时，进行如图11-图13、图15所示的推定参数和SOC的过程。

当电池10-2的劣化水平高于电池10-1的劣化水平时(步骤S502中的否)，电池10-1在电池10-2之前充电。在步骤S505中，ECU 40A将电池10-1引入充电。在步骤S506中，ECU 40A将电池10-2引入充电。步骤S505的操作与步骤S504相同，步骤S506的操作与步骤S503相同。

当步骤S504或步骤S506的操作结束时，图32的整个过程结束。

图33为一流程图，用于阐释根据第三实施例对两个以上的电池放电的过程。该过程在车辆开始行驶时发起(当选择了EV行驶模式时)。参照图33，ECU 40A在步骤S511中判断电池10-1的劣化水平是否高于电池10-2的劣化水平。

尽管在开始插入式充电时推定的劣化水平(即在步骤S501中推定的劣化水平)在步骤S511的判断中使用，可在步骤S511的操作之前进行推定各个电池10-1、10-2的劣化水平的操作。，

如果电池10-1的劣化水平高于电池10-2的劣化水平(步骤S511中的是)，ECU 40A控制电池10-1、10-2的放电，使得电池10-1在电池10-2之前放电。在步骤S512中，继电器控制单元59将SMR 20-1引入开通位置。充电/放电控制单元57控制转换器22-1、变换器30-2等，以便对电池10-1放电。当电池10-1的SOC达到给定阈值时(例如20％)，充电/放电控制单元57停止电池10-1的放电。

在步骤S513中，继电器控制单元59将SMR 20-1引入关断位置，并将SMR 20-2引入开通位置。充电/放电控制单元57对转换器22-1、变换器30-2等进行控制，从而对电池10-2放电。

如果电池10-2的劣化水平高于电池10-1的劣化水平(步骤S511中的否)，ECU 40A控制电池10-1、10-2的放电，使得电池10-2在电池10-1之前放电。在步骤S514中，ECU 40A将电池10-2引入放电。当电池10-2的SOC达到给定阈值时(例如20％)，充电/放电控制单元57停止电池10-2的放电。在步骤S515中，ECU 40A将电池10-1引入放电。步骤S514的操作与步骤S513相同，步骤S515的操作与步骤S512相同。

因此，根据第三实施例，具有较高的劣化水平的电池较晚充电。因此，与具有较低劣化水平的电池相比，具有较高劣化水平的电池SOC以缩短的时间段保持在较高水平。

如果具有较高劣化水平的电池的SOC长时间保持在高水平，该电池的劣化可能引入推进的阶段。因此，通过缩短SOC保持在高水平的时间的长度，可以延缓劣化的演进。

另外，根据第三实施例，具有较高劣化水平的电池在具有较低劣化水平的电池之前或前面放电。因此，具有较高劣化水平的电池的SOC以缩短的时间段保持在高水平，故劣化演进得到减缓或抑制。

另外，根据本实施例，能在车辆行驶期间实时推定劣化条件。因此，即使是在特定电池(两个以上的电池中的一个)的劣化在特定时间点上迅速演进时，对所述两个以上电池的充电或放电顺序进行控制，使得该特定电池上的负担能够得以减轻(例如，SOC被保持在高水平的时间的长度尽可能缩到最短)。因此，电池劣化的进一步演进得到减缓或抑制。

在图30所示的构造中，两个电池并联连接到转换器22-1。然而，三个以上的电池可并联连接到转换器22-1，SMR可对于各个电池设置。采用这种布置，同样地，基于由劣化水平推定单元70推定的各个电池的劣化水平，具有较高劣化水平的电池可用超越具有较低劣化水平的电池的优先级放电。另外，基于各个电池的劣化水平，具有较低劣化水平的电池可在具有较高劣化水平的电池之前充电。

图34为一框图，示出了包含根据本发明第三实施例的控制系统的混合动力车的另一实例的构造。参照图34，混合动力车1B与混合动力车1A的不同之处在于，车辆1B还包含电池10-3、SMR 20-3、电压传感器42-3、电流传感器44-3、温度传感器46-3、转换器22-2、正线PL1与负线PL2。

混合动力车1B与混合动力车1A的不同在于车辆1B包含代替ECU40A的ECU 40B。混合动力车1B与混合动力车1A的不同还在于电池10-3经由SMR 20-3连接到正线PL1与负线NL2，且充电器28的输出端连接到正线PL1与负线NL2。混合动力车1B的其他部分的构造基本上与混合动力车1A的对应部分相同，因此不再重复对其进行阐释。

电池10-3为可再充电的DC电源，具体而言，为二次电池，例如镍金属氢化物(NiMH)电池或锂离子电池。在此实施例中，电池10-1、10-2、10-3均为锂离子电池。然而，电池10-1、10-2、10-3可均为镍金属氢化物电池，或者，电池10-1、10-2、10-3中的一个或两个可以为镍金属氢化物电池，而其余电池可为锂离子电池。

SMR 20-3为继电器，用于将电池10-3电气连接到正线PL2与负线NL2。SMR 20-3响应于从ECU 40B接收的信号CN3断开以及闭合。

在图34所示的布置中，电池10-1连接到转换器22-1，电池20-2、10-3并联连接到转换器22-2。下面，电气连接到转换器22-1的电池10-1将称为“主电池”，电气连接到转换器22-2的电池将被称为“副电池”。副电池选自电池10-2与10-3。

电压传感器42-3测量电池10-3的电压VB3，并将测量值输出到ECU40B。电流传感器44-3测量流入或流出电池10-3的电流IB3，并将测量值输出到ECU 40B。温度传感器46-3测量电池10-3的温度TB3，并将测量值输出到ECU 40B。当电池10-3被放电时，电流IB3取正值，当电池10-3被充电时，取负值。

转换器22-2被设置在正线PL2和负线NL2以及主正母线MPL和主负母线MNL之间。基于从ECU 40B接收的信号PWC2，转换器22-2将主正母线MPL和主负母线MNL之间的电压升压为大于正线PL2和负线NL2之间的电压。

ECU 40B控制混合动力车1B的行驶模式。具体而言，在各个电池借助充电器28被充电后，ECU 40B将初始行驶模式设置在EV模式。当在车辆处于EV模式的行驶期间各个电池的SOC减小到对应的控制目标值时，ECU 40B将行驶模式从EV模式切换到HV模式。

图35示出了安装在图34所示车辆上的电池的使用模式的实例。参照图35，电池10-1的SOC的控制目标值(其将称为“SOC控制目标”)被设置为S12。另一方面，电池10-2、10-3各自的SOC控制目标被设置为S11，其中，S12大于S11(S12＞S11)。

在混合动力车1B开始行驶前，电池10-1到10-3使用外部电源充电。结果，当混合动力车1B开始行驶时，各个电池10-1到10-3的SOC等于初始值S10。初始值S10例如为80(％)。

对于从开始行驶(时刻＝0)起的特定时间段，使用来自主电池(电池10-1)和副电池(10-2)的电力，混合动力车1B以EV模式行驶。在此阶段期间，电池10-2的电力以超越电池10-1的电力的优先级使用。结果，在时刻“tm”，电池10-2的SOC(SOC2)减小到控制目标S11。在时刻“tm”时或之后，代替电池10-2的电池10-3作为副电池连接到第二转换器22-2。

直到达到时刻“tn”，主电池和副电池之间的电力分配比被设置为，电池10-1的SOC(SOC1)在时刻“tm”变得等于预定值。预定值例如为初始值S10(时刻t0的值)和电池10-1的控制目标S12之间的中间值。

从时刻“tm”起，使用电池10-1和电池10-3中的电力，混合动力车1B以EV模式行驶。电池10-3的电力以超越电池10-1的电力的优先级使用。在时刻“tm”后的时间段中，电力分配比被设置为，SOC1达到控制目标S12的时刻与SOC达到控制目标S11的时刻一致。结果，在时刻“tn”，SOC1达到控制目标S12，SOC3达到控制目标S11。因此，行驶模式在时刻“tn”从EV模式切换到HV模式。

在HV模式中，电池10-2、10-3均从第二转换器22-2电气断开，而电池10-1保持连接到第一转换器22-1。在HV模式中，混合动力车1B行驶，使得SOC1保持为等于控制目标S12。因此，第二转换器22-2可在HV模式中停止。因此，安装在混合动力车1B上的电源系统的效率得到提升，因此，当车辆以HV模式行驶时的燃料效率能得到提升。

图36为一功能框图，用于阐释图34所示ECU 40B的构造。参照图36，ECU 40B与图31所示ECU 40A的不同在于，继电器控制单元59产生信号CN3和信号CN1、CN2，充电/放电控制单元57产生信号PWC2，以及信号PWC1、PWI1、PWI2。

ECU 40B控制电池10-1至10-3的充电(插入式充电)，使得具有较高劣化水平的电池较晚充电。另一方面，在车辆行驶期间(在EV行驶模式下)，ECU 40B控制电池10-2、10-3的放电，使得电池10-2、10-3中具有较高劣化水平的一个优先于具有较低劣化水平的另一电池放电。另外，当电池10-2的劣化水平高于电池10-3的劣化水平时，电池10-2在一开始被连接到第二转换器22-2。当电池10-2的SOC达到控制目标时，电池10-2从第二转换器22-2断开，电池10-3连接到第二转换器22-2。

因此，根据第三实施例，电池劣化水平越高，电池被充电的时间越晚。另外，根据第三实施例，具有较高劣化水平的电池在具有较低劣化水平的电池之前被放电。通过这种方式，具有较高劣化水平的电池保持在高SOC条件下的时间长度得到减小，因此，电池劣化演进能够得到减缓或抑制。在这种连接中，充电和放电中的仅仅一个可根据两个以上电池的相应的劣化水平得到控制。

在第三实施例中，同样地，可使用根据第二实施例的SOC推定过程。在这种情况下，延缓电池劣化演进的作用能得到增强。

本发明适应于这样的车辆，其上安装有：电动机，其产生车辆驱动力；电池，其存储用于驱动电动机的电力；充电机构，其被布置为使得电池能够借助外部电源充电。因此，本发明不限于混合动力车，还可应用于例如电气车辆等等。

另外，允许电池借助外部电源充电的布置不限于上面介绍的布置。例如，车辆可被构建为，第一MG 32-1的定子线圈的中性点和第二MG 32-2的定子线圈的中性点可连接到AC电源。采用这种布置，用于对各个电池充电的电力可通过变换器30-1、30-2的AC-DC转换产生。或者，电池可根据使用车辆与外部电源之间的电磁耦合的非接触充电方法来充电。具体而言，原方线圈被设置在外部电源侧，副方线圈被设置在车辆侧。通过使用原方线圈与副方线圈之间的互感，车辆能够从外部电源接收电力，而不与外部电源接触。

尽管参照其示例性实施例对本发明进行了介绍，将会明了，本发明不限于所介绍的实施例或构造。相反，本发明覆盖多种修改和等同布置。另外，尽管所公开发明的多种元件以多种示例型组合和构造示出，包含更多、更少或仅仅一个元件的其他组合和构造也属于所附权利要求的范围。

Claims (8)

1.一种车辆（1）的控制系统（40），该车辆包含：电动机，用于产生驱动力；至少一个二次电池（10-1），其向所述电动机供给电力；充电机构，用于使用位于所述车辆外部的电源对所述至少一个二次电池进行充电，所述控制系统包含：

数据收集单元，其收集在用于推定所述至少一个二次电池的状态的电池模型中使用的数据；

存储单元，其存储在所述电池模型中使用并根据所述至少一个二次电池的状态变化的给定参数，所述给定参数包括DC电阻、扩散因子和容量保持系数中的至少一者；

第一参数更新单元，其基于在所述车辆行驶期间由所述数据收集单元收集的数据计算所述给定参数，并基于计算结果对存储在所述存储单元中的所述给定参数进行校正；

第二参数更新单元，其基于当所述车辆处于静止且所述至少一个二次电池被充电时由所述数据收集单元收集的数据计算所述给定参数，并基于计算结果对存储在所述存储单元中的所述给定参数进行校正;

充电率推定单元，基于由所述数据收集单元收集的数据以及存储在所述存储单元中的所述给定参数，使用所述电池模型，所述充电率推定单元计算所述至少一个二次电池的充电率推定值；以及

放电控制单元，在所述车辆行驶期间，基于所述充电率推定值，所述放电控制单元控制所述至少一个二次电池的放电。

2.根据权利要求1的控制系统，其中：

所述车辆还包含发电机构，所述发电机构用于在所述车辆行驶期间对所述至少一个二次电池进行充电；

所述控制系统还包含选择第一行驶模式和第二行驶模式中的一个的行驶模式控制单元，在所述第一行驶模式中，所述车辆用从所述至少一个二次电池释放的电力行驶，在所述第二行驶模式中，所述车辆这样行驶：使得所述至少一个二次电池的充电率被保持在规定范围内；且

在车辆以所述第一行驶模式与所述第二行驶模式中的每一个行驶时，所述第一参数更新单元计算所述给定参数，并对存储在所述存储单元中的所述给定参数进行更新。

3.根据权利要求1或2的控制系统，其中：

所述车辆包含多个所述二次电池；

所述存储单元存储与所述多个二次电池中的每一个相关联的所述给定参数；且

所述控制系统还包含：

劣化水平推定单元，基于存储在所述存储单元中的所述多个二次电池中的每一个的所述给定参数，所述劣化水平推定单元推定所述多个二次电池中的每一个的劣化水平；以及

充电控制单元，其控制使用所述外部电源和所述充电机构对所述多个二次电池的充电，所述充电控制单元以由所述劣化水平推定单元推定的所述劣化水平的升序对所述多个二次电池进行充电。

4.根据权利要求3的控制系统，其中，所述放电控制单元控制所述多个二次电池的放电，使得所述二次电池以由所述劣化水平推定单元推定的所述劣化水平的降序进行放电。

5.根据权利要求1的控制系统，其中：

当根据所述电池模型计算的充电率推定值属于以第一值为上限的第一区域时，所述充电率推定单元这样计算充电率推定值：使得该充电率推定值变得小于根据所述电池模型计算的对应值；且

当根据所述电池模型计算的充电率推定值属于以大于第一值的第二值为下限的第二区域时，所述充电率推定单元这样计算充电率推定值：使得该充电率推定值变得大于根据所述电池模型计算的对应值。

6.根据权利要求5的控制系统，其中，当根据所述电池模型计算的充电率推定值属于所述第一区域与所述第二区域中的一个时，所述充电率推定单元通过将偏移值加到所述充电率推定值来计算充电率推定值，该偏移值依根据所述电池模型计算的值而变化。

7.根据权利要求5的控制系统，其中，当根据所述电池模型计算的充电率推定值属于所述第一区域与所述第二区域中的一个时，所述充电率推定单元基于根据所述电池模型计算的所述值来校正存储在所述存储单元中的所述给定参数，并使用校正后的参数重新计算充电率推定值。

8.根据权利要求1的控制系统，其中：

所述给定参数由在所述至少一个二次电池的初始状态下获得的初始参数值以及表征所述至少一个二次电池的当前状态下的参数值与所述初始参数值的比率的参数变化率定义；

所述存储单元存储作为所述初始参数值和所述参数变化率的组合的所述给定参数；且

所述第一参数更新单元与所述第二参数更新单元更新存储在所述存储单元中的所述参数变化率。

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