CN107076802A - 二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法 - Google Patents

二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法 Download PDF

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Abstract

[课题]与二次电池的状态无关地正确地检测该二次电池的充电率。[解决手段]检测二次电池(14)的状态的二次电池状态检测装置(1)具有：测定单元(电压传感器(11))，其测定或估计二次电池的开路电压；求出单元(控制部(10))，其将由测定单元测定或估计的开路电压代入到表示开路电压与充电率之间的关系的相关式中，由此求出充电率；计算单元(控制部(10))，其基于二次电池的内部电阻，计算充电率；以及校正单元(控制部(10))，其在由求出单元求出的充电率与由计算单元计算出的充电率的值不同的情况下，对求出单元的相关式进行校正。

Description

二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法
技术领域
本发明涉及二次电池状态检测装置以及二次电池状态检测方法。
背景技术
专利文献1中公开有如下技术：电动汽车用铅蓄电池的剩余容量计根据基于在满充电完成时以及行驶中的临时停止时执行的内部电阻的测定而定义、计算出的内部电阻率，取得各测定时刻的放电率，利用电流累计法来校正二次电池的剩余容量的计算值，其中，所述电动汽车用铅蓄电池的剩余容量计由被线缆连接的计测部、显示电路以及显示LED部的各单元构成，计测部具有模拟电路部和数字电路部，模拟电路部具有内部电阻检测单元，该内部电阻检测单元由基于电阻器的强制放电电路以及用于检测强制放电时的电压降低和电流变化的微分电路构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-19103号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1公开的技术中，在充电率100％～30％的范围内，充电率相对于内部电阻率的变化而急剧地变化，因此，在充电率100％～30％的范围内需要以电流累计法为主体，充电率100％～30％的范围的估计存在问题。
此外，二次电池中的内部电阻与放电率(充电率)之间的关系或经年劣化容量在从新产品开始逐渐发生经时劣化的过程中发生变化，根据劣化模式(负极活性物质的固化、正极格子的腐蚀、正极活性物质的软化等)的不同，变化率也不同。此外，安装时的二次电池不限于新产品，在安装时刻已经发生劣化的情况下，由于不清楚在那之前的经年劣化量，因此，存在无法正确地估计剩余容量的问题。
而且，在专利文献1公开的技术中，根据二次电池的内部状态、环境条件等的不同会大幅变动。例如，液式的铅蓄电池由于水和硫酸的比重差会导致在充电中浓硫酸积存在下方而形成硫酸的浓度梯级(分层化)，但是，根据该分层化程度的不同，端子间电压及充电接受能力会有变化。此外，根据二次电池的容量、液量、重量、容积等状态量以及二次电池周围的环境温度等的不同，端子间电压也会有变化。在运用二次电池的过程中，这些主要原因中的一个或多个组合起来会大幅影响端子间电压。因此，在专利文献1公开的技术存在如下问题：由于前述的变动的主要原因的影响而导致无法正确地检测充电状态，从而无法正确地检测充电率。此外，还存在这样的问题：为了正确地求出二次电池的充电率(SOC)，需要尽可能正确地测定或估计与二次电池的充电状态对应的端子间电压。
本发明目的在于提供能够与二次电池的状态无关地正确地检测该二次电池的充电率的二次电池检测装置以及二次电池状态检测方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明是检测二次电池的状态的二次电池状态检测装置，其特征在于，该二次电池状态检测装置具有：测定单元，其测定或估计所述二次电池的开路电压OCV(Open Circuit Voltage)；求出单元，其将由所述测定单元测定或估计的所述开路电压代入到表示所述开路电压与充电率之间的相关性的相关式中，由此求出充电率；计算单元，其基于所述二次电池的内部电阻，计算充电率；以及校正单元，其在由所述求出单元求出的充电率与由所述计算单元计算出的充电率的值不同的情况下，对所述求出单元的所述相关式进行校正。
根据这种结构，能够与二次电池的状态无关地正确地检测该二次电池的充电率。
此外，本发明的特征在于，具有：学习单元，其使所述二次电池放电，且根据放电时的电压和电流，学习所述二次电池的等效电路的元件值；和计测单元，其对所述二次电池进行充电，且根据充电时的电压和电流，计测所述二次电池的电阻值，所述计算单元基于由所述学习单元学习到的元件值与由所述计测单元计测出的内部电阻之比，计算所述充电率。
根据这种结构，能够基于这些电阻值之比，与二次电池的状态无关地正确地求出充电率。
此外，本发明的特征在于，所述计算单元针对规定的函数进行基于所述二次电池的温度的校正，由此计算所述充电率，其中所述规定的函数包含由所述学习单元学习到的元件值与由所述计测单元计测出的内部电阻之比。
根据这种结构，即使在二次电池的温度发生了变化的情况下，也能够正确地求出充电率。
此外，本发明的特征在于，所述计测单元将从充电时的电压减去开路电压、分层化电压和极化电压而得到的过电压值除以电流值得到的值作为所述二次电池的电阻值。
根据这种结构，能够在考虑到分层化和极化的影响的情况下求出充电率。
此外，本发明的特征在于，在所述二次电池被搭载于所述车辆后的初次处理的情况下、在充电电流小于上次处理时的情况下、或者在从上次处理之后经过了规定的期间以上的期间的情况下，所述校正单元执行校正处理。
根据这种结构，在适当的时机执行校正处理，由此能够与二次电池的状态变化对应地求出正确的充电率。
此外，本发明是用于检测二次电池的状态的二次电池状态检测方法，其特征在于，该二次电池状态检测方法具有：测定步骤，在该测定步骤中，测定或估计所述二次电池的开路电压；求出步骤，在该求出步骤中，将在所述测定步骤中测定或估计的所述开路电压代入到表示所述开路电压与充电率之间的相关性的相关式中，由此求出充电率；计算步骤，在该计算步骤中，基于所述二次电池的内部电阻，计算充电率；以及校正步骤，在该校正步骤中，在所述求出步骤中求出的充电率与在所述计算步骤中计算出的充电率的值不同的情况下，对所述求出步骤的所述相关式进行校正。
根据这种方法，能够与二次电池的状态无关地正确地检测该二次电池的充电率。
发明的效果
根据本发明，可提供能够与二次电池的状态无关地正确地检测该二次电池的充电率的二次电池检测装置以及二次电池状态检测方法。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的二次电池状态检测装置的结构例的图。
图2是示出图1的控制部的详细的结构例的框图。
图3是示出二次电池的等效电路的一例的图。
图4是对根据公式(3)得到的SOC与通过实测得到的SOC进行比较的图。
图5是对在图1所示的实施方式中执行的处理的一例进行说明的流程图。
图6是对图5的步骤S18的“条件C设定处理”的详细的处理的一例进行说明的流程图。
图7是对图5的步骤S20的“SOC计算处理”的详细的处理的一例进行说明的流程图。
图8是对图5的步骤S21的“SOC校正/计算处理”的详细的处理的一例进行说明的流程图。
具体实施方式
接下来，对本发明的实施方式进行说明。
(A)本发明的实施方式的结构的说明
图1是示出具有本发明的实施方式的二次电池状态检测装置的车辆的电源系统的图。在该附图中，二次电池状态检测装置1以控制部10、电压传感器11、电流传感器12、温度传感器13和放电电路15为主要的构成要素来检测二次电池14的状态。在此，控制部10参照来自电压传感器11、电流传感器12和温度传感器13的输出来检测二次电池14的状态。电压传感器11检测二次电池14的端子电压而通知给控制部10。电流传感器12检测流过二次电池14的电流而通知给控制部10。温度传感器13检测二次电池14本身或周围的环境温度而通知给控制部10。放电电路15由例如串联连接的半导体开关、电阻元件等构成，通过由控制部10对半导体开关进行接通/断开控制而使二次电池14间歇地放电。
二次电池14由例如铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等构成，由交流发电机16进行充电，驱动起动马达18使发动机起动而对负载供给电力。交流发电机16由发动机17驱动而产生交流电，再由整流电路转换成直流电，对二次电池14进行充电。
发动机17由例如汽油发动机和柴油发动机等往复式发动机或转子发动机等构成，由起动马达18起动，经由变速器驱动驱动轮向车辆提供推动力，并驱动交流发电机16发电。起动马达18由例如直流电动机构成，利用由二次电池14供给的电力产生旋转力，使发动机17起动。负载19由例如电动转向马达、除雾器、点火线圈、汽车音响和汽车导航器等构成，利用来自二次电池14的电力进行动作。
图2是示出图1所示的控制部10的详细的结构例的图。如该附图所示，控制部10具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)10a、ROM(Read Only Memory：只读存储器)10b、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)10c、通信部10d和I/F(Interface：接口)10e。在此，CPU 10a基于ROM 10b中储存的程序10ba来控制各部分。ROM 10b由半导体存储器等构成，储存有程序10ba等。RAM 10c由半导体存储器等构成，用于储存在执行程序ba时生成的数据、后述的表或数学式等参数10ca。通信部10d与作为高层装置的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)等之间进行通信，将检测出的信息通知给高层装置。I/F 10e将由电压传感器11、电流传感器12和温度传感器13供给的信号转换成数字信号后取入，并对放电电路15供给驱动电流从而对其进行控制。
(B)实施方式的动作的说明
接下来，参照附图对本发明的实施方式的动作进行说明。在本发明的实施方式中，使起动发动机17时被操作的点火开关(未图示)处于断开状态而使发动机17停止，当经过一定时间时，控制部10控制放电电路15利用规定的频率和规定的电流使二次电池14放电。然后，利用电压传感器11和电流传感器12检测放电时的电压值和电流值，基于检测出的电压值和电流值以及放电前的电压值和电流值执行针对二次电池14的电等效电路的参数的学习处理。
图3是示出二次电池14的电等效电路的一例的图。在该示例中，等效电路针对作为导电电阻和液体电阻的Rohm将被并联连接的反应电阻Rct1和双电层电容C1与被并联连接的反应电阻Rct2和双电层电容C2串联连接而成。控制部10的CPU 10a例如使用卡尔曼滤波器或支持向量机等算法对这样的等效电路的参数(元件值)进行学习处理。CPU 10a将通过学习处理得到的等效电路的参数作为参数10ca储存在RAM 10c中。
另外，图3所示的等效电路是一例，被并联连接的反应电阻和双电层电容也可以各存在1个，或者，反应电阻和双电层电容也可以存在3个以上。此外，也可以形成为只有不具有双电层电容的电阻的结构。
接下来，使点火开关成为接通状态而起动发动机17，当车辆处于动作状态时，控制部10的CPU 10a利用电压传感器11和电流传感器12以规定的周期测定二次电池14的电压值V、电流值I，且将测定的上述值作为参数10ca储存在RAM 10c中。
此外，CPU 10a以规定的周期取得二次电池14的变动起因状态量，作为参数10ca储存在RAM 10c中。在此，变动起因状态量是指，使二次电池14从基准状态偏离(变动)的主要原因(起因)的状态量。作为变动起因状态量的具体的示例，例如可以例举出温度T，但是，除此之外，例如还可以将分层化St、极化Pl、劣化状态Dt、电池容量Cp和电池尺寸Sz用作为变动起因状态量。另外，分层化St是指由二次电池14的电解液的离子浓度形成的层的状态，极化Pl是指例如通过充电和放电而使得电极电位从静止电位偏离的状态，劣化状态Dt是指二次电池14的劣化状态(例如，SOH(State of Health：健康状况))，电池容量Cp是指二次电池14在该时刻能够进行充电和放电的容量，此外，电池尺寸Sz是指在二次电池14的初始能够进行充电和放电的容量。另外，电池尺寸Sz是与时间的经过无关的恒定的值，但是，除此之外都是与时间的经过对应地进行变化的值。在以下的说明中，例举温度T、分层化St和极化Pl作为变动起因状态量进行说明，但是，也可以使用劣化状态Dt、电池容量Cp和电池尺寸Sz。
当使点火开关成为断开状态而使发动机17停止时，CPU 10a从RAM 10c取得在快要停止之前测定的二次电池14的电压值V、电流值I以及在快要停止之前取得的作为变动起因状态量的温度T、分层化St和极化Pl。
接下来，CPU 10a判定是否满足执行针对表示OCV-SOC的相关性的相关式(以下，称作“OCV-SOC相关式”)的校正处理的条件。具体而言，例如是将二次电池14搭载于车辆之后的初次的处理时判定为满足条件。此外，对本次在发动机17停止时取得的电流值I与在上次停止时取得的电流值I进行比较，在本次取得的电流值I的方小于上次取得的电流值I的情况下，或者，在从上次的校正处理开始经过了规定的期间(1个月)的情况下，判定为满足条件。在判定为满足条件的情况下，执行对OCV-SOC相关式进行校正的处理。
作为OCV-SOC相关式的校正处理，首先，CPU 10a将直到发动机17快要停止之前为止通过平均化处理而计算出的平均充电电压、根据初始学习或上次学习的OCV-SOC相关式使用SOC(在此为通过充电和放电累计而计算得到的SOC)计算出的开路电压OCV、作为在快要停止之前取得的变动起因状态量的分层化St以及极化Pl代入到以下公式(1)中而计算出过电压ΔV。然后，将ΔV和直到快要停止之前为止通过平均化处理计算出的平均电流值I代入到公式(2)中而计算出内部电阻R。在此，可以认为内部电阻R是由图3所示的Rohm(液体电阻、导体电阻)、Rct1(负极的反应电阻)和Rct2(正极的反应电阻)构成的。如果求出了内部电阻R，则CPU 10a基于公式(3)来计算充电率SOC。在公式(3)中，考虑到温度带来的影响，因此，例如可以乘以将温度作为变量的振幅系数f(T)、或者加上偏移值f’(T)。基于这些f(T)和f’(T)，能够进行基于温度的校正。此外，exp(R、Rohm、Rct1、Rct2)是将R、Rohm、Rct1、Rct2作为变量的指数函数，括弧内的衰减系数例如可以被设成由从内部电阻R减去作为导电电阻和液体电阻的Rohm而得到的反应电阻成分与预先取得的Rct1和Rct2的总和之比来表示的内部电阻比。另外，由于Rohm、Rct1、Rct2、分层化St和极化Pl的值会受到温度的影响而变化，因此，优选进行基于检测出的温度T的校正。而且，虽然公式(3)中设定的是一次指数函数，但是，也可以设定成高次的指数函数或对数函数。
ΔV＝充电电压－开路电压－St－Pl…(1)
R＝ΔV/I…(2)
SOC＝f(T)×exp(R，Rohm，Rct1，Rct2)+f’(T)…(3)
图4是示出关于4种二次电池#1～#4通过电流累计法计算出的SOC与根据公式(3)得到的SOC的对应关系的图。在该附图中，横轴表示通过电流累计法计算出的SOC，纵轴表示根据公式(3)估计出的SOC。此外，实线表示二次电池#1(带在停车时停止怠速的所谓的“怠速停止”功能的车辆用的二次电池(Q-85))的实测结果，间隔较短的虚线表示二次电池#2(通常的二次电池(55D23))的实测结果，间隔较长的虚线表示二次电池#3(通常的二次电池(38B19))的实测结果，单点划线表示二次电池#4(带怠速停止功能的车辆用的二次电池(M-42))的实测结果。作为实测方法，通过将这些二次电池#1～#4搭载于车辆，从SOC＝90％起开始充电，在公路上行驶，直到SOC＝100％为止进行充电而测定。图4示出SOC95％～100％的动作。在该附图中，当设横轴为x，纵轴为y时，如果测定结果位于直线y＝x上，则根据公式(3)得到的SOC与基于电流累计法的SOC处于没有误差的理想的关系。由于这些4种测定结果配置在y＝x的直线附近，因此，可知能够根据公式(3)估计出与电流累计法同等的SOC。
接下来，CPU 10a求出二次电池14的开路电压OCV。具体而言，在停止发动机17之后经过一定时间以上时测定二次电池14的电压，或者，根据停止发动机17之后的二次电池14的电压变化来估计经过一定时间以上后的电压，将该电压作为OCV。
接着，CPU 10a对OCV-SOC相关式应用OCV求出SOC，对该求出的SOC与由前述的公式(1)～(3)求出的SOC进行比较，在这些SOC一致的情况下判定为OCV-SOC相关式正确，在除此之外的情况下对OCV-SOC相关式进行校正。另外，作为校正的方法，例如，由一次函数(例如，SOC＝a·OCV+b)来表示OCV-SOC相关式，通过校正作为该一次函数的截距的b的值，使得通过对OCV-SOC相关式应用OCV而得到的SOC与通过公式(1)～(3)得到的SOC一致。另外，由于a、b具有温度依赖性，因此，优选利用温度来校正上述a、b。
通过以上方式校正了OCV-SOC相关式时，在那之后，就能够基于校正后的OCV-SOC相关式而根据OCV正确地求出SOC。
如以上说明的那样，根据本发明的实施方式，基于由通过公式(1)和公式(2)求出的内部电阻R和通过学习处理求出的图3所示的构成等效电路的电阻元件求出的内部电阻比，根据公式(3)求出充电率SOC，且基于该充电率SOC来校正OCV-SOC相关式，因此，例如能够与二次电池14的状态无关地正确地求出充电率SOC。
(C)实施方式的详细的动作的说明
接下来，参照图5～图8，对在本发明的实施方式中执行的详细的处理的一例进行说明。图5是示出在本发明的实施方式中执行的主处理的一例的图。当该图5所示的流程图开始时，执行以下的步骤。
在步骤S10中，CPU 10a判定点火开关(未图示)是否处于断开状态，在判定为处于断开状态的情况下(步骤S10：“是”)，前进至步骤S11，在除此之外的情况下(步骤S10：“否”)，前进至步骤S13。例如，在由驾驶员使点火开关成为断开状态的情况下，判定为“是”，从而前进至步骤S11。
在步骤S11中，CPU 10a对图3所示的构成二次电池14的等效电路的各参数(元件值)执行学习处理。具体而言，CPU 10a控制放电电路15而使二次电池14以规定的频率和规定的电流放电。然后，从电压传感器11和电流传感器12取得此时的电压值和电流值，基于放电前的电压值和电流值来执行针对二次电池14的电等效电路的参数的学习处理。另外，作为学习处理，例如可以使用卡尔曼滤波器或支持向量机等算法。
在步骤S12中，CPU 10a将通过步骤S11的学习处理得到的等效电路的参数作为参数10ca储存在RAM 10c中。
在步骤S13中，CPU 10a判定点火开关(未图示)是否处于接通状态，在判定为处于接通状态的情况下(步骤S13：“是”)，前进至步骤S14，在除此之外的情况下(步骤S13：“否”)，结束处理。例如，在由驾驶员使点火开关成为接通状态的情况下，判定为“是”，从而前进至步骤S14。
在步骤S14中，CPU 10a从电压传感器11和电流传感器12取得该时刻的二次电池14的电压值和电流值。
在步骤S15中，CPU 10a取得变动起因状态量。更详细而言，CPU 10a取得温度T、分层化St、极化Pl、劣化状态Dt、电池容量Cp和电池尺寸Sz作为变动起因状态量。在此，从温度传感器13取得温度T。此外，由于电池尺寸Sz是固定值，因此，例如从RAM 10c取得预先储存的值。例如可以参照流过二次电池14的电流的累计值以及充电和放电时的内部电阻求出分层化St、极化Pl、劣化状态Dt和电池容量Cp。另外，可以基于导电电阻/液体电阻、反应电阻和双电层电容的经时变化求出二次电池14的劣化状态Dt。此外，虽然在公式(1)～(3)中未使用劣化状态Dt、电池容量Cp和电池尺寸Sz，但是，也可以在公式(1)～(3)中包含这些劣化状态Dt、电池容量Cp和电池尺寸Sz。
在步骤S16中，CPU 10a将在步骤S14中取得的电压值和电流值以及在步骤S15中取得的变动起因状态量作为参数10ca存储在RAM 10c中。
在步骤S17中，CPU 10a判定点火开关(未图示)是否处于断开状态，在判定为处于断开状态的情况下(步骤S17：“是”)，前进至步骤S18，在除此之外的情况下(步骤S17：“否”)，返回步骤S14反复进行相同的处理。例如，在判定为驾驶员使点火开关成为断开状态的情况下，判定为“是”，从而前进至步骤S18。
在步骤S18中，CPU 10a执行处理，在该处理中，设定(求出)用于判定是否执行SOC的校正处理的条件C。关于条件C，在需要校正处理的情况下被设定成C＝1，在除此之外的情况下被设定成C＝0。另外，关于条件C设定处理的详细情况，参照图6在后面进行叙述。
在步骤S19中，CPU 10a判定在步骤S18中求出的条件是否是C＝1，在是C＝1的情况下(步骤S19：“是”)，前进至步骤S21，在除此之外的情况下(步骤S19：“否”)，前进至步骤S20。例如，在是C＝1的情况下，判定为“是”，从而前进至步骤S21。
在步骤S20中，CPU 10a执行处理，在该处理中，基于OCV-SOC相关式，根据OCV计算SOC。另外，关于该处理的详细情况，参照图7在后面进行叙述。
在步骤S21中，CPU 10a执行处理，在该处理中，校正OCV-SOC相关式而计算SOC。另外，关于该处理的详细情况，参照图8在后面进行叙述。
接下来，参照图6，对图5的步骤S18所示的“条件C设定处理”的详细情况进行说明。当图5所示的流程图的处理开始时，执行以下的步骤。
在步骤S30中，CPU 10a对变量C代入“0”作为初始值。
在步骤S31中，CPU 10a判定是否是初次的处理，在是初次的处理的情况下(步骤S31：“是”)，前进至步骤S32，在除此之外的情况下(步骤S31：“否”)，前进至步骤S33。更详细而言，在二次电池14被搭载于车辆且尚未执行校正处理的情况下，CPU 10a判定为“是”，从而前进至步骤S32。
在步骤S32中，CPU 10a对变量C代入值“1”。由此，在图5的步骤S19中，被判定为“是”。
在步骤S33中，CPU 10a判定平均电流值是否为正、且是否小于上次，在较小的情况下(步骤S33：“是”)，前进至步骤S34，在除此之外的情况下(步骤S33：“否”)，前进至步骤S35。更详细而言，在通过步骤S14的处理而在发动机17快要停止之前测定的平均电流值小于上次的测定值的情况下，CPU 10a判定为“是”，从而前进至步骤S34。在此，平均电流值较小表示SOC较大，SOC较大的一方能够更正确地校正OCV-SOC相关式。因此，在平均电流值小于上次的情况下，通过校正OCV-SOC相关式，能够使OCV-SOC相关式更正确。
在步骤S34中，CPU 10a对变量C代入值“1”。
在步骤S35中，CPU 10a判定从上次执行校正处理之后是否经过了规定的期间以上，在判定为经过了规定的期间以上的期间的情况下(步骤S35：“是”)，前进至步骤S36，在除此之外的情况下(步骤S35：“否”)，恢复(返回)图5的处理。例如，在从上次执行校正处理之后经过了1个月以上的情况下，判定为“是”，从而前进至步骤S36。即，在平均电流值大于上次的值的状态持续的情况下，不再执行OCV-SOC相关式的校正，因此，例如在从执行校正处理之后经过规定的期间(例如，1个月)的情况下执行校正处理，从而能够与经时变化对应地校正OCV-SOC相关式。
在步骤S36中，CPU 10a对变量C代入值“1”。然后，恢复(返回)图5的处理。
根据以上的处理，在满足执行校正处理的条件的情况下可以设条件C＝1，在除此之外的情况下可以设条件C＝0。
接下来，参照图7，对图5的步骤S20所示的SOC计算处理的详细情况进行说明。当图7所示的处理开始时，执行以下的步骤。
在步骤S50中，CPU 10a计算累计SOC。更详细而言，以某一时刻的SOC为基准来累计输入到二次电池14或从二次电池14输出的电流，由此得到累计SOC。
在步骤S51中，CPU 10a取得开路电压OCV。另外，作为求开路电压OCV的方法，例如，在从车辆停止之后经过了规定的时间(例如，几小时)的情况下，且在流过负载19的平均电流小于规定的阈值的情况下，通过测定二次电池14的电压能够得到开路电压OCV。或者，也可以根据二次电池14的电压的经时变化来估计作为稳定电压的开路电压。
在步骤S52中，CPU 10a对在图5的步骤S21中根据需要实施了校正处理的OCV-SOC相关式应用在步骤S51中求出的开路电压OCV而求出充电率SOC。
根据以上处理，能够求出累计SOC，并且能够使用在图5的步骤S21中根据需要实施了校正处理的OCV-SOC相关式来计算SOC，通过补充性地使用双方，能够得到高精度的SOC。
接下来，参照图8，对图5的步骤S21所示的SOC校正/计算处理的详细情况进行说明。当图8所示的处理开始时，执行以下的步骤。
在步骤S70中，CPU 10a从RAM 10c取得在图5的步骤S12中存储的等效电路的参数。
在步骤S71中，CPU 10a从RAM 10c取得在图5的步骤S15中存储的变动起因状态量中的、在发动机17停止前(例如，快要停止之前)存储的变动起因状态量。另外，取得在发动机17停止前存储的变动起因状态量是为了要使用最新的变动起因状态量。当然，对于经时的变化较小的变动起因状态量，也可以不使用快要停止之前的信息，而是使用在那之前的信息。
在步骤S72中，CPU 10a从RAM 10c取得在图5的步骤S14中存储的电压值和电流值中的、在发动机17停止前(例如，快要停止之前)存储的电压值和电流值。另外，取得在发动机17停止前存储的电压值和电流值是为了要使用最新的电压值和电流值。
在步骤S73中，CPU 10a将所取得的等效电路参数、变动起因状态量和电压值/电流值代入到前述的公式(1)～(3)中而计算出该时刻的二次电池14的SOC的值。另外，公式(1)～(3)是一例，也可以使用除此之外的公式。或者，例如也可以使用表来代替公式。
在步骤S74中，CPU 10a取得开路电压OCV。另外，作为求开路电压OCV的方法，例如，与前述的情况相同，在从车辆停止之后经过了规定的时间(例如，几小时)的情况下，且在流过负载19的电流小于规定的阈值的情况下，通过测定二次电池14的电压能够得到开路电压OCV。或者，也可以根据二次电池14的电压的经时变化来估计作为稳定电压的开路电压。
在步骤S75中，CPU 10a执行校正OCV-SOC相关式的处理。更详细而言，CPU 10a对OCV-SOC相关式应用在步骤S74中取得的OCV求出SOC，对该求出的SOC与由前述的公式(1)～(3)求出的SOC进行比较，在这些SOC一致的情况下，判定为OCV-SOC相关式正确因此无需校正，在除此之外的情况下，对OCV-SOC相关式进行校正。另外，作为校正的方法，例如，由一次函数(例如，SOC＝a·OCV+b)来表示OCV-SOC相关式，通过校正作为该一次函数的截距的b的值，使得通过对OCV-SOC相关式应用OCV而得到的SOC与通过公式(1)～(3)得到的SOC一致。另外，对于斜率a也可以一并进行校正。在该情况下，通过基于多个SOC进行计算而能够校正a、b双方。
在步骤S76中，CPU 10a对OCV-SOC相关式应用在步骤S74中求出的开路电压OCV而求出作为充电率的SOC。然后，恢复(返回)图5的处理。
根据以上处理，将等效电路参数、停止前的变动起因状态量和停止前的电压值/电流值代入到公式(1)～(3)中而求出充电率SOC，对根据公式(1)～(3)求出的SOC与根据OCV-SOC相关式求出的SOC进行比较，由此能够在上述SOC不一致的情况下对OCV-SOC相关式进行校正。
如以上说明的那样，根据本发明的实施方式，基于前述公式(1)～(3)计算SOC，且基于计算出的SOC校正OCV-SOC相关式，因此，即使在二次电池14不是满充电的状态的情况下，也能够正确地求出SOC。这样，通过不等待到满充电状态，能够减少不必要的充电并提升燃料消耗率。
此外，在本实施方式中，基于内部电阻比和变动起因状态量求出SOC，且基于该SOC校正OCV-SOC相关式，因此，能够与二次电池14的状态或使用关系无关地高精度地求出SOC。此外，取得根据二次电池14的劣化状态及二次电池14的种类的不同而不同的要素作为变动起因状态量，且基于该取得的变动起因状态量求出SOC，由此使得即使在二次电池14被更换的情况(被更换成相同种类的二次电池14的情况以及被更换成不同种类的二次电池14的情况)下，也能够高精度地求出SOC。
(C)变形实施方式的说明
以上实施方式是一例，本发明当然不仅限于如上所述的情况。例如，在以上实施方式中，在公式(3)中，使用f(T)和f’(T)进行校正，但是，也可以仅使用上述f(T)和f’(T)中的一方，或者，也可以不使用f(T)和f’(T)双方。
此外，在以上实施方式中，在校正处理中，在通过公式(3)求出的SOC与通过OCV-SOC相关式求出的SOC不相同的情况下进行校正，但是，也可以例如在这些SOC的差分值不足规定的阈值的情况下执行校正。
此外，在以上实施方式中，使用温度、分层化、极化、劣化状态、电池容量和电池尺寸作为变动起因状态量，但是，也可以不使用它们的全部而是使用它们中的一部分。此外，通过实验已判明了影响是按照温度、分层化、极化的顺序而从大到小，因此，也可以对它们优先使用，或者，也可以使用与影响的大小对应的系数。
此外，在以上实施方式中，前述的公式(1)～(3)是一例，也可以使用除此之外的公式。或者，也可以使用表来代替数学式。
此外，在以上实施方式中，使用发动机17快要停止之前的值作为变动起因状态量、电压值和电流值，但是，也可以不使用快要停止之前的值，而是使用几分钟至几十分钟前的值。此外，也可以与驾驶时间对应地变更取得值的时机。例如，在长时间驾驶的情况下，例如，关于温度，在驾驶到某种程度时稳定，因此可以取得稳定后的值，此外，在短时间驾驶的情况下，在稳定之前停止，因此优选取得快要停止之前的值。此外，根据变动起因状态量的种类的不同，也可以设定取得值的时机。例如，对于变化剧烈的电压值和电流值，在快要停止之前取得该值，而关于劣化状态，则是缓慢地发生变化，因此，可以定期地(例如，每周)取得。另外，也可以不使用通过1次计测得到的值，而是求出通过多次测定得到的值的平均值。
此外，在以上实施方式中，使用图3所示的等效电路作为二次电池14的等效电路，但是，也可以使用除此之外的等效电路。例如，并联连接的反应电阻和双电层电容的数量也可以是1个或3个以上。此外，也可以使用只有不具有双电层电容的电阻的等效电路。
此外，在以上实施方式中，使用前述的一次方程作为OCV-SOC相关式，但是，也可以使用除了一次方程以外的数学式、或者使用表来代替数学式。
此外，如图6的步骤S33所示，也可以不是通过比较上次和本次的电流值来判定，也可以是，例如在本次的电流值小于规定的阈值的情况下设定成C＝1。另外，例如可以使用10A作为阈值。
标号说明
1：二次电池状态检测装置；10：控制部(求出单元、计算单元、校正单元、学习单元、计测单元)；10a：CPU；10b：ROM；10c：RAM；10d：通信部；10e：I/F；11：电压传感器(测定单元)；12：电流传感器；13：温度传感器；14：二次电池；15：放电电路；16：交流发电机；17：发动机；18：起动马达；19：负载。

Claims (6)

1.一种二次电池状态检测装置，其检测二次电池的状态，其特征在于，该二次电池状态检测装置具有：
测定单元，其测定或估计所述二次电池的开路电压；
求出单元，其将由所述测定单元测定或估计的所述开路电压代入到表示所述开路电压与充电率之间的相关性的相关式中，由此求出充电率；
计算单元，其基于所述二次电池的内部电阻，计算充电率；以及
校正单元，其在由所述求出单元求出的充电率与由所述计算单元计算出的充电率的值不同的情况下，对所述求出单元的所述相关式进行校正。
2.根据权利要求1所述的二次电池状态检测装置，其特征在于，
所述二次电池状态检测装置具有：
学习单元，其使所述二次电池放电，且根据放电时的电压和电流，学习所述二次电池的等效电路的元件值；和
计测单元，其对所述二次电池进行充电，且根据充电时的电压和电流，计测所述二次电池的电阻值，
所述计算单元基于由所述学习单元学习到的元件值与由所述计测单元计测出的内部电阻之比，计算所述充电率。
3.根据权利要求2所述的二次电池状态检测装置，其特征在于，
所述计算单元针对规定的函数进行基于所述二次电池的温度的校正，由此计算所述充电率，其中所述规定的函数包含由所述学习单元学习到的元件值与由所述计测单元计测出的内部电阻之比。
4.根据权利要求2或3所述的二次电池状态检测装置，其特征在于，
所述计测单元将从充电时的电压减去开路电压、分层化电压和极化电压而得到的过电压值除以电流值得到的值作为所述二次电池的电阻值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的二次电池状态检测装置，其特征在于，在所述二次电池被搭载于所述车辆后的初次处理的情况下、在充电电流小于上次处理时的情况下、或者在从上次处理之后经过了规定的期间以上的期间的情况下，所述校正单元执行校正处理。
6.一种二次电池状态检测方法，检测二次电池的状态，其特征在于，该二次电池状态检测方法具有：
测定步骤，在该测定步骤中，测定或估计所述二次电池的开路电压；
求出步骤，在该求出步骤中，将在所述测定步骤中测定或估计的所述开路电压代入到表示所述开路电压与充电率之间的相关性的相关式中，由此求出充电率；
计算步骤，在该计算步骤中，基于所述二次电池的内部电阻，计算充电率；以及
校正步骤，在该校正步骤中，在所述求出步骤中求出的充电率与在所述计算步骤中计算出的充电率的值不同的情况下，对所述求出步骤的所述相关式进行校正。
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