CN103328997B

CN103328997B - 电池的充电率估计装置

Info

Publication number: CN103328997B
Application number: CN201180065424.0A
Authority: CN
Inventors: 马场厚志; 足立修一
Original assignee: Calsonic Kansei Corp; Keio University
Current assignee: Keio University; Marelli Corp
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-12-01
Also published as: EP2667211A4; CN103328997A; JP5318128B2; US9329240B2; EP2667211B1; US20130297243A1; WO2012098770A1; EP2667211A1; JP2012149947A

Abstract

电池的充电率估计装置具备：充放电电流检测单元(1)；端子电压检测单元(2)；电流累计充电率估计单元(3)，其估计电流累计法充电率(SOC_i)，且基于检测单元(1)的检测精度信息来计算电流累计法充电率的方差；开路电压法充电率估计单元(4)，其根据开路电压值估计开路电压法充电率(SOC_v)，且基于与检测单元(1、2)的检测精度有关的信息来计算开路电压法充电率的方差，该开路电压值是基于充放电电流值和端子电压值利用电池等效电路模型而估计出的；误差估计单元(6)，其基于开路电压法充电率与电流累计法充电率之差、电流累计法充电率的方差以及开路电压法充电率的方差来估计电流累计法充电率的估计误差(n_i)；以及充电率计算单元(7)，其根据电流累计法充电率和估计误差来求出电池的充电率(SOC)。

Description

电池的充电率估计装置

技术领域

本发明涉及一种对使用于电动汽车等的电池的充电率进行估计的电池的充电率估计装置。

背景技术

例如，在电动汽车、混合动力型电动汽车等中，对用于驱动这些车辆的电动机(Electric motor)提供电力，或者从作为发电机发挥功能的电动机充入制动时的能量或从设置在地上的电源进行充电来蓄积电能，因此使用可再充电电池(二次电池)。

在这种情况下，为了使电池长期保持最佳状态，需要总是监视电池的状态、特别是监视充电率(SOC：State of Charge)来进行电池管理。

作为现有的充电率检测方法，已知电流累计法(也称为库伦计数法或者逐次状态记录法)、开路电压法，其中，该电流累计法是用时间序列数据记录所有电池的电压、电流等的输入和输出，利用这些数据对电流进行时间积分来求出当前时刻的电荷量，使用已充入电池的电荷的初始值和满充电容量来求出充电率，该开路电压法是输入电池的输入电流值和端子电压值，使用电池等效电路模型逐次估计作为模型的状态量的开路电压值，根据该开路电压值来估计充电率。

上述各方法既有优点也有缺点，在估计短时间内的充电率的情况下，前者的电流累计法的精度比使用开路电压值估计充电率的后者的开路电压法的精度高，但是需要总是进行观测，且随着时间的经过误差累积而精度变差。与此相对地，在后者的开路电压法的情况下，虽然不需要总是进行观测，但相对于充电率的变化开路电压的变动小，因此在对短时间内的充电量的变动量进行估计时，不如前者的电流累计法。

因此，以往公知对通过这些方法得到的充电率的估计误差进行校正来提高充电率的估计精度的装置和方法。

作为这种现有的电池的充电率估计装置之一，已知如下一种估计装置(例如参照专利文献1)：具备：第一电量计算单元，其利用开路电压估计值计算电池的充电率，基于该充电率计算充入电池的电量的变化量，该开路电压估计值是使用自适应数字滤波器利用开路电压法基于电池的放电电流和端子电压估计出的；第二电量计算单元，其用电流累计法对电池的充放电电流进行时间累计，基于该累计值计算充入电池的电量的变化量；以及偏移量估计单元，其根据利用这两个计算单元分别求出的电荷量的变化之差来估计作为放电电流测量器的测量值误差的偏移量，通过校正偏移量将放电电流测量器的测量值误差抑制得小来提高电流检测值的精度，从而提高充电率等电池的内部状态的估计精度。

另外，作为现有的其它的电池的充电率估计方法，已知如下一种方法(例如参照专利文献2)：执行以下步骤：电池信息获取步骤，测量电池信息(电流值、电压值、温度值)；电流校正步骤，对使用电压值进行校正得到的校正电流值进行累计来计算电流累计值；累计容量计算步骤，对校正电流值进行累计来计算电流累计值，并且计算反映了电流累计值和电池充放电效率的电流累计容量；校正可否判断步骤，基于根据电池信息计算出的电池的顺电压容量来判断可否进行电流累计容量的校正；以及累计校正步骤，与该判断结果相应地校正或者不校正电流累计容量，求出电池的残存容量，通过执行这些步骤来对电池信息的测量误差进行校正以提高充电率计算的精度。

专利文献1：日本特开2010-203854号公报

专利文献2：日本特开2009-250970号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述两个现有发明中分别具有以下问题。

即，在上述前者的现有的充电率估计装置中，对使用电流累计值法和利用了自适应数字滤波器的开路电压法分别估计出的电量的变化量进行比较，根据它们的差来估计电流检测部的误差值(电流测量值的偏移量)。

然而，存在以下问题：利用这些方法求出的电量等的估计值各自具有不同的统计上的特征，因此即使直接比较利用上述方法得到的电量的变化量，也不能避免由上述统计上的特征导致的误差，不能高精度地估计放电电流测量器的检测误差，其结果是电池的充电率的估计精度也降低。

另外，在上述后者的现有的充电率估计方法中，从放电电流测量器的特性根据使用时间、使用情况、使用环境等发生变化这方面来看，无法避免由测量器自身的个体差异导致的偏差。尽管如此，在该现有方法中假设所有放电电流测量器具有相同的特性来进行上述估计，因此存在以下问题：不能应对由与实际特性的差异导致的检测值的误差，不能高精度地估计放电电流测量器的检测误差，其结果是即使利用该方法也难以高精度地估计电池的充电率。

本发明是鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够与充放电电流检测单元的特性的变动、偏差无关地高精度地估计电池的充电率的电池的充电率估计装置。

为了达成该目的，本发明的第一发明的电池的充电率估计装置的特征在于，具备：充放电电流检测单元，其检测电池的充放电电流值；端子电压检测单元，其检测电池的端子电压值；电流累计充电率估计单元，其根据对从充放电电流检测单元输入的充放电电流进行累计而得到的充电率和在之前的时刻得到的充电率来估计电池的电流累计法充电率，并且基于与充放电电流检测单元的检测精度有关的信息来计算电流累计法充电率的方差；开路电压法充电率估计单元，其基于从充放电电流检测单元输入的充放电电流值和从端子电压检测单元输入的端子电压值，利用电池等效电路模型来估计电池的开路电压值，根据该开路电压值来估计开路电压法充电率，并且基于与充放电电流检测单元和端子电压检测单元的检测精度有关的信息来计算开路电压法充电率的方差；误差估计单元，其基于开路电压法充电率与电流累计法充电率之差、电流累计法充电率的方差以及开路电压法充电率的方差来估计电流累计法充电率的估计误差；以及充电率计算单元，其根据电流累计法充电率和由上述误差估计单元估计出的估计误差来求出电池的充电率。

本发明的第二发明所记载的电池的充电率估计装置的特征在于，在上述第一发明所记载的装置中，开路电压法充电率估计单元和误差估计单元分别使用卡尔曼滤波器。

本发明的第三发明所记载的电池的充电率估计装置的特征在于，在上述第一或者第二发明所记载的装置中，电流累计法充电率估计单元使用由充电率计算单元得到的充电率作为之前得到的上述充电率来估计电流累计法充电率。

发明的效果

在第一发明的本发明的电池的充电率估计装置中，当用电流累计法充电率估计单元和开路电压法充电率估计单元分别求出电流累计法充电率和开路电压法充电率时，同时使用平均值和方差来实施统计处理，因此即使存在充放电电流检测单元、端子电压检测单元的特性的变动、偏差，也能够以比上述现有发明高的精度来估计电池B的充电率。

在第二发明的本发明的电池的充电率估计装置中，在开路电压法充电率估计单元和误差估计单元中分别使用了卡尔曼滤波器，因此能够容易且高精度地估计电池的状态量，并且在卡尔曼滤波器中原本就逐次地估计计算估计平均值和估计方差值，因此不需要重新另外计算这些值。

在第三发明的本发明的电池的充电率估计装置中，电流累计法充电率估计单元利用由充电率计算单元得到的充电率来估计电流累计法充电率，因此能够高精度地估计电流累计法充电率。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的实施例1的电池的充电率估计装置的结构的框图。

图2是表示在实施例1的电池的充电率估计装置中使用的电流累计法充电率计算部的结构的框图。

图3是表示在电池的充电率估计装置中使用的开路电压法充电率估计部的结构的框图。

图4是说明在实施例1的电池的充电率估计装置中使用的卡尔曼滤波器的结构的框图。

图5是表示用实施例1的电池的充电率估计装置获得的充电率的时间变化例的图，图5的(a)是表示使用电流累计法得到的充电率的时间变化的图，图5的(b)是表示使用开路电压法得到的充电率的时间变化的图，图5的(c)是表示利用以往发明得到的充电率的时间变化的图，图5的(d)是表示用实施例1的充电率估计装置得到的充电率的时间变化的图。

图6是表示在实施例1的充电率估计装置中实施的模拟结果的图，图6的(a)是将由电流累计法充电率计算部得到的充电率与此时的实际值进行比较并示出的图，图6的(b)是将由开路电压法充电率估计部得到的充电率与此时的实际值进行比较并示出的图，图6的(c)是将由在实施例1的电池的充电率估计装置中使用的充电率计算部得到的充电率与此时的实际值进行比较并示出的图。

图7是表示本发明所涉及的实施例2的电池的充电率估计装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施例来详细地说明本发明的实施方式。

实施例1

在图1中示出实施例1的电池的充电率估计装置的结构。如该图所示，连接于电池B的充电率估计装置具有充放电电流检测部1、端子电压检测部2、电流累计法充电率估计部3、开路电压法充电率估计部4、减法器5、误差估计部6以及减法器7。

在本实施例中，电池B是可再充电电池，例如使用锂离子电池，但并不限于此，当然也可以使用镍氢电池等其它种类的电池。

充放电电流检测部1对从电池B向未图示的电动机等提供电力时的放电电流的大小以及制动时将电动机作为发电机发挥功能将一部分制动能量回收或从地上的电源设备充电时的充电电流的大小进行检测，因此例如使用分路电阻等对流经电池B的充放电电流值I进行检测。检测出的充放电电流值I作为输入信号被输入电流累计法充电率估计部3和开路电压法充电率估计部4二者。

此外，电流检测部1能够适当采用具有各种结构和形式的部件，相当于本发明的充放电电流检测单元。

端子电压检测部2检测电池B的端子间的电压，在此检测出的端子电压值V被输入开路电压法充电率估计部4。

此外，电压检测部2能够适当采用具有各种结构和形式的部件，相当于本发明的端子电压检测单元。

关于电流累计法充电率估计部3，被输入由减法器7最终获得的电池B的充电率SOC和由充放电电流检测部1检测出的充放电电流值I，对该充放电电流值I进行累计并计算出电流累计值，由此求出输入电池B和从电池B输出的电荷量，根据输入和输出的电荷量以及从减法器7输入的充电率SOC来计算电流累计法充电率SOC_i，并且基于预先获得的与充放电电流检测部1的检测精度有关的信息q(参照图2)来求出电流累计法方差Q_i。此外，电流累计法充电率SOC_i是在真正的充电率SOC上叠加有误差n_i的值。另外，电流累计法充电率估计部3相当于本发明的电流累计法充电率估计单元。

在图2中示出该电流累计法充电率估计部3的具体的结构。如该图所示，电流累计法充电率估计部3具备由系数倍器(係数倍器)31和积分器32构成的充电率计算部3A、电流累计法方差计算部3B。积分器32具有乘法器321、延迟器322以及加法器323。

乘法器31是将按每个运算周期T_S从充放电电流检测部1得到的充放电电流值I(平均值)乘以系数1/FCC的运算器。在此，FCC是电池B的满充电量，电池B的标称值(新品时的值)、考虑了劣化度的值均可。

积分器32的乘法器321将来自系数倍器31的输出值与运算周期T_S相乘，其输出值为此时(当前)的充电率。延迟器322将由减法器7得到的充电率SOC乘以1/z(z表示z变换)来获得前一充电率SOC。加法器323将来自乘法器321的输出值与来自延迟器322的输出值相加，输出电流累计法充电率SOC_i。

另一方面，电流累计法方差计算部3B基于预先获得的与充放电电流检测部1的检测精度有关的信息q求出电流累计法方差Q_i，在该计算中，利用以下公式进行递归的矩阵运算。

此外，在以下公式中，P是协方差矩阵，F是状态过渡矩阵，Q是噪声矩阵，T_S是运算周期，下标k是表示时刻的符号，上标T是表示转置的符号。在此，Q_i作为协方差矩阵P中的P₁₁而被求出。

公式1

P_k+1＝FP_kF^T+Q

P = [\begin{matrix} P_{11} & P_{12} \\ P_{21} & P_{22} \end{matrix}]

F = [\begin{matrix} 1 & Ts / FCC \\ 0 & 1 \end{matrix}]

Q = [\begin{matrix} 0 & 0 \\ 0 & q \end{matrix}]

Q_i=P₁₁

开路电压法充电率估计部4根据开路电压值V_OCV求出开路电压法充电率SOC_v，并且基于充放电电流检测部1和端子电压检测部2的被预先提供的检测精度的信息来计算开路电压值V_OCV的方差P_OCV、开路电压法充电率SOC_v的方差P_SOCv(=Q_v)，上述开路电压值V_OCV是基于按每个运算周期T_S从充放电电流检测部1得到的充放电电流值I和按每个运算周期T_S从端子电压检测部2输入的端子电压值V，使用电池B的电池等效电路模型而估计出的。在本实施例中，在开路电压法充电率估计部4中使用卡尔曼滤波器。后面对卡尔曼滤波器进行说明。此外，开路电压法充电率估计部4相当于本发明的开路电压法充电率估计单元。

图3示出了开路电压法充电率估计部4的具体的结构。如该图所示，开路电压法充电率估计部4具有开路电压估计部4A、充电率计算部4B、延迟器4C以及开路电压部电容容量计算部4D。

开路电压估计部4A被输入按每个运算周期T_S从充放电电流检测部1得到的充放电电流值I、按每个运算周期T_S从端子电压检测部2得到的端子电压值V、以及从开路电压部电容容量计算部4D输入的开路电压部电容容量值C_OCV，开路电压估计部4A使用卡尔曼滤波器估计电池B的开路电压值V_OCV，并且根据预先得到的与充放电电流检测部1和端子电压检测部2的检测精度有关的信息来计算开路电压的方差P_OCV。

充电率计算部4B基于由开路电压估计部4A估计出的开路电压值V_OCV，使用预先测量并存储的开路电压值与开路电压法充电率的关系的数据来计算开路电压法充电率SOC_v，并且基于由开路电压估计部4A计算出的开路电压的方差P_OCV来计算开路电压法充电率SOC_v的方差P_SOCv。此外，如图1所示，由充电率计算部4B估计出的开路电压法充电率SOC_v是在实际的充电率SOC上叠加有估计误差n_v的值。

延迟器4C被输入由开路电压估计部4A估计出的开路电压值V_OCV，乘以1/z来计算前一个开路电压值。

开路电压部电容容量计算部4D基于由延迟器4C计算出的开路电压值来计算电池B的开路电压电容容量值C_OCV并输出到开路电压估计部4A。

此外，使用C_OCV=FCC/{100×(相对于在前一个采样时得到的开路电压值时的开路电压法充电率SOC_v的开路电压的斜率)}的公式来获得开路电压电容容量值C_OCV。

减法器5将由开路电压法充电率估计部4得到的开路电压法充电率SOC_v减去由电流累计法充电率估计部3得到的电流累计法充电率SOC_i而得到的减法值y输出到误差估计部6。

误差估计部6基于由电流累计法充电率估计部3得到的电流累计法方差Q_i、由减法器5得到的充电率的减法值y以及由开路电压法充电率估计部4得到的开路电压法方差Q_v，使用卡尔曼滤波器估计电流累计法充电率SOC_i的估计误差n_i。此外，在误差估计部6中还对开路电压法充电率SOC_v的估计误差n_v进行估计。误差估计部6相当于本发明的误差估计单元。

在此，对在上述开路电压法充电率估计部4、误差估计部6中使用的卡尔曼滤波器进行说明。

在开路电压法充电率估计部4中的卡尔曼滤波器中，对电池B的电池等效电路模型输入与实际的电池B相同的输入(充放电电流、端子电流、电池温度等)，将它们的输出(端子电压)进行比较，如果二者之间存在差，则对该差乘以卡尔曼增益并进行反馈，对电池等效电路模型进行修正使得误差最小。逐次反复进行该操作，并估计作为真正的内部状态量的开路电压值等。

在误差估计部6中的卡尔曼滤波器中，将由误差模型估计出的误差的差与由减法器5得到的充电率的减法值进行比较，如果二者之间存在差，则对该差乘以卡尔曼增益并进行反馈，对估计误差进行修正使得误差最小。逐次反复进行该操作并估计真正的充电率估计误差。

在卡尔曼滤波器中，考虑如下的离散系统。

公式2

\{\begin{matrix} x_{k + 1} = {Fx}_{k} + v_{k} \\ y_{k} = {Hx}_{k} + w_{k} \end{matrix}

其中，下标k表示时刻。另外，在上述公式中

公式3

在此，过程噪声和检测部噪声是平均值为0、方差为Q、R的正态白噪声，使用由电流累计法充电率估计部3和开路电压法充电率估计部4分别求出的充电率的方差Q_i、Q_v，用下面的公式来表示。

公式4

Q = [\begin{matrix} Qi & 0 & 0 & Qv \end{matrix}]

在本实施例中，因为使用由电流累计法充电率估计部3和开路电压法充电率估计部4计算出的方差的值，所以上述值为可变值。

因而，能够估计考虑了处于误差估计部6的上游侧的电流累计法充电率估计部3和开路电压法充电率估计部4的逐次估计精度(方差的值)的误差，由此能够以更高的精度来估计充电率SOC。

卡尔曼滤波器利用使用了以下公式的算法。

公式5

K_k=P_k-1H^T(HP_k-1H¹+R)¹ (式1)

x_k=F(x_k-1+K_k(y_k-H^Tx_k-1)) (式2)

P_k=F(P_k-1-K_kH^TP_k1)F^T+Q (式3)

在此，K_k是卡尔曼增益，X_k是估计平均值，P_k是估计方差值。

如图4所示，卡尔曼滤波器具备方差值计算部8、卡尔曼增益计算部9以及平均值计算部10。

方差值计算部8被输入协方差矩阵P、噪声矩阵Q、作为来自方差值计算部8的输出值的方差值以及来自卡尔曼增益计算部9的卡尔曼增益K，使用上述式3来计算估计方差值P_k。

卡尔曼增益计算部9被输入从方差值计算部8输入的估计方差值P_k和正态白噪声R，使用上述式1来计算卡尔曼增益K。

平均值计算部10具有减法器11、乘法器12、加法器13、延迟器14、乘法器15以及乘法器16，基于从减法器5输入的观测值y(=SOC_v-SOC_i)和由卡尔曼增益计算部9得到的卡尔曼增益K，使用上述式2来运算状态变量x。

平均值计算部10的减法器11从被输入的观测值y中减去乘法器16的输出值。

乘法器12将由卡尔曼增益计算部9得到的卡尔曼增益K乘以减法器11的输出值。

加法器13将乘法器12的输出值与乘法器15的输出值相加得到的加法值输出到延迟器14。

延迟器14将加法器13的加法值乘以1/z来获得前一个加法值，将该值作为状态变量x。

乘法器15将对状态矩阵F乘以从延迟器14输入的状态变量x而得到的值输出到加法器13和乘法器16。

乘法器16将对输出矩阵H乘以乘法器15的输出值而得到的值输出到减法器11。

此外，在卡尔曼滤波器中，在估计电池B的状态量时原本就是逐次地估计计算该估计的平均值和方差值，因此不需要重新另外计算这些值。

减法器7从由电流累计法充电率估计部3估计出的电流累计法充电率SOC_i中减去由误差估计部6得到的估计误差n_i，来获得电池B的充电率SOC。减法器7相当于本发明的充电率计算单元。

上述实施例1的充电率计算装置如下这样发挥作用。

在启动充电率计算装置期间，通过充放电电流检测部1和端子电压检测部2逐次检测电池B的充放电电流值I和端子电压值V。此外，关于这些检测值，将检测出的模拟值变换为数字值，以用于之后的数字运算。

在电流累计法充电率估计部3中，基于充放电电流值、充放电电流检测部1的被预先提供的信息(方差)以及由减法器7得到的充电率SOC来获得电流累计法充电率SOC_i和其方差Q_i。

另一方面，在开路电压法充电率估计部4中，基于充放电电流值I、端子电压值V以及充放电电流检测部1和端子电压检测部2的被预先提供的信息(方差)，利用卡尔曼滤波器来获得开路电压法充电率SOC_v和其方差Q_v。

由电流累计法充电率估计部3、开路电压法充电率估计部4分别得到的充电率的方差Q_i、Q_v和由减法器5得到的观测值y(=SOC_v-SOC_i)被输入到误差估计部6，在此利用卡尔曼滤波器估计电流累计法充电率SOC_i的估计误差n_i。

在减法器7中，从由电流累计法充电率估计部3得到的电流累计法充电率SOC_i中减去作为噪声的该估计误差n_i，来获得电池B的充电率SOC。

在此，关于估计出的充电率的时间变化的结果，在图5中示出将实施例1的充电率计算装置与现有发明(专利文献1所记载的发明)中记载的装置进行比较而得到的结果的图像。

此外，在该图中，(a)是表示使用电流累计法得到的充电率的时间变化的图，(b)是表示使用开路电压法得到的充电率的时间变化的图，(c)是表示利用现有发明得到的充电率的时间变化的图，(d)是表示利用实施例1的充电率估计装置得到的充电率的时间变化的图。

如图5的(a)所示，可知基于电流累计法得到的充电率的估计值随着时间的经过误差也被累计而大幅偏离充电率实际值。

另外，如图5的(b)所示可知，基于开路电压法得到的充电率的估计值和充电率实际值的误差不会随着时间的经过而变大，但在短时间内相对于充电率实际值不断变大或者变小地发生大幅偏离。

另外，如图5的(c)所示，利用现有发明得到的充电率被校正，因此与上述电流累计法、开路电压法相比，其充电率的误差变小。然而，该校正是基于电压值校正电流值，因此不能避免电压值的影响。可知其结果是不能充分彻底地校正电流检测部的偏差，随着时间的经过误差变大。

另一方面，如图5的(d)所示，可知在实施例1的充电率估计装置中，很好地吸收了电压的变动、充放电电流检测部1的偏差，因此将误差抑制得比现有发明的情况下的误差小，且即使时间经过误差也没有增大。

接着，在图6中示出进行模拟得到的由实施例1的充电率计算装置估计出的充电率SOC与充电率实际值的比较结果。

如图6的(a)所示，可知由电流累计法充电率估计部3估计出的电流累计法充电率SOC_i随着时间的经过而大幅偏离。

另外，如图6的(b)所示，可知由开路电压法充电率估计部4估计出的开路电压法充电率SOC_v不会随着时间的经过而大幅偏离，但在短时间内不断地大幅变动，反复产生大的误差。

然而，在实施例1的充电率估计装置中，如图6的(c)所示，在电流累计法充电率估计部3和开路电压法充电率估计部4中考虑了平均值、方差而由误差估计部6、减法器7得到的充电率SOC与实际值的偏离即误差小，另外也不会随着时间的经过而大幅偏离。即，可知实施例1的充电率估计装置能够以高精度估计充电率。

如上所述，实施例1的电池的充电率估计装置能够获得以下效果。

在实施例1的电池的充电率估计装置中，在利用电流累计法充电率估计部3、开路电压法充电率估计部4求出电流累计法充电率SOC_i和开路电压法充电率SOC_v时，还同时使用平均值和方差来实施统计处理，基于这些来求出估计误差，计算出充电率，因此即使存在充放电电流检测部1、端子电压检测部2的特性的变动、偏差，也能够以比现有发明高的精度来估计电池B的充电率SOC。

另外，在开路电压法充电率估计部4和误差估计部6中分别使用了卡尔曼滤波器，因此能够容易且高精度地估计电池B的状态量，并且在卡尔曼滤波器中原本就是逐次地估计计算估计平均值和估计方差值，因此不需要重新另外计算这些值。

另外，在电流累计法充电率估计部3中，利用由减法器7得到的充电率来估计电流累计法充电率SOC_i，因此能够高精度地估计电流累计法充电率SOC_i。

接着，基于图7说明本发明所涉及的实施例2的电池的充电率估计装置。此外，在实施例2中，对与实施例1相同的构成部分附加与实施例1相同的编号，并省略它们的说明。

对于实施例2的充电率估计装置，在图1的实施例1中对电流累计法充电率估计部3的延迟器32输入作为减法器7的输出值的充电率SOC，但在实施例2中代替减法器7的充电率SOC而使用作为电流累计法充电率估计部3的输出值的电流累计法充电率SOC_i，将其输入到延迟器32。

其它结构与实施例1相同。

这样，即使对电流累计法充电率估计部3的延迟器32输入从电流累计法充电率估计部3输出的电流累计法充电率SOC_i，虽然与实施例1的情况相比误差少许变大，但与现有发明相比能够减小充电率的误差。

以上，基于上述各实施例说明了本发明，但是本发明并不限于这些实施例，本发明还包括在不脱离本发明的要旨的范围内进行的设计变更等。

例如，在本发明中，在实施例1、2中将噪声矩阵Q设为可变值，但还能够如通常的卡尔曼滤波器那样使用固定值。当然在这种情况下与使用了可变值的情况相比估计精度少许降低，但能够获得比利用现有发明得到的估计精度高的精度。

附图标记说明

1：充放电电流检测部(充放电电流检测单元)；2：端子电压检测部(端子电压检测单元)；3：电流累计法充电率估计部(电流累计法充电率估计单元)；3A：充电率计算部；3B：电流累计法方差计算部；4：开路电压法估计部(开路电压法充电率估计单元)；4A：开路电压估计部；4B：充电率计算部；4C：延迟器；4D：开路电压部电容容量计算部；5：减法器；6：误差估计部(误差估计单元)；7：减法器(充电率计算单元)；8：方差值计算部；9：卡尔曼增益计算部；10：平均值计算部；B：电池。

Claims

1.一种电池的充电率估计装置，其特征在于，具备：

充放电电流检测单元，其检测电池的充放电电流值；

端子电压检测单元，其检测上述电池的端子电压值；

电流累计法充电率估计单元，其根据对从上述充放电电流检测单元输入的上述充放电电流值进行累计而得到的充电率和在之前的时刻得到的充电率来估计上述电池的电流累计法充电率，并且基于与上述充放电电流检测单元的检测精度有关的信息来计算电流累计法充电率的方差；

开路电压法充电率估计单元，其基于从上述充放电电流检测单元输入的上述充放电电流值和从上述端子电压检测单元输入的上述端子电压值，利用电池等效电路模型来估计上述电池的开路电压值，根据该开路电压值来估计开路电压法充电率，并且基于与上述充放电电流检测单元和上述端子电压检测单元的检测精度有关的信息来计算开路电压法充电率的方差；

误差估计单元，其基于上述开路电压法充电率与上述电流累计法充电率之差、上述电流累计法充电率的方差以及上述开路电压法充电率的方差，来估计上述电流累计法充电率的估计误差；以及

充电率计算单元，其根据上述电流累计法充电率和由上述误差估计单元估计出的估计误差来求出上述电池的充电率，

其中，上述在之前的时刻得到的充电率是在之前的时刻由上述充电率计算单元得到的上述电池的充电率，或者是在之前的时刻由上述电流累计法充电率估计单元估计出的上述电池的电流累计法充电率。

2.根据权利要求1所述的电池的充电率估计装置，其特征在于，

上述开路电压法充电率估计单元和上述误差估计单元分别使用卡尔曼滤波器。

3.根据权利要求1或2所述的电池的充电率估计装置，其特征在于，

上述电流累计法充电率估计单元使用由上述充电率计算单元得到的充电率作为上述在之前的时刻得到的上述充电率来估计上述电流累计法充电率。