CN107271902A - 估计装置及估计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种估计装置及估计方法，能够通过比根计算简单的运算来估计实际容量或者实际容量的总降低量。估计装置(50)对蓄电元件的实际容量C或者实际容量C的总降低量∑Y进行估计，具备：运算处理部(71)，基于用多个直线来近似容量变化曲线(La)而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量C或者实际容量C的总降低量∑Y，其中，所述容量变化曲线表示相对于经过时间的实际容量C的推移或者实际容量的总降低量∑Y的推移。

Description

估计装置及估计方法
技术领域
本说明书所公开的技术涉及对蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量进行估计的技术。
背景技术
例如，已知锂离子二次电池随着时间经过而实际容量(从二次电池被完全充电的状态能够取出的容量)从初始值不断降低。不易在使用中测定电池的实际容量，要求使用能够计测的参数来估计实际容量。作为电池的实际容量降低的主要原因，有反复充放电所引起的循环劣化、以及制造后的时间经过所引起的随时间变化的劣化。作为对随时间变化的劣化的实际容量进行估计的方法，有利用了根定律和阿雷尼厄斯定律(Arrhenius law)的估计方法。根定律是实际容量随着经过时间的根而降低的定律。在下述专利文献1中，公开了利用根定律来估计电池的劣化率的技术。阿雷尼厄斯定律是随着温度而降低的程度不同的定律。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利5382208号公报
在利用根定律来估计蓄电元件的实际容量或者其总降低量的情况下，需要进行根计算，因此需要安装运算能力强的CPU，而且运算负荷也大。此外，即便是具有实际容量或者其总降低量遵循给定曲线的特性的二次电池，也存在同样的课题。
发明内容
本说明书所公开的技术正是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，以简单的运算来估计蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量。
由本说明书公开的估计装置对蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量进行估计，该估计装置具备：运算处理部，基于用多个直线来近似容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量，其中，所述容量变化曲线表示相对于经过时间的实际容量的推移或者实际容量的总降低量的推移。
发明效果
根据由本说明书公开的估计装置，能够以简单的运算来估计实际容量或者实际容量的总降低量。
附图说明
图1是应用于实施方式1的蓄电池模块的立体图。
图2是蓄电池模块的分解立体图。
图3是表示蓄电池模块的电气构成的框图。
图4是表示二次电池的容量变化曲线的图表。
图5是对图4的一部分进行了放大的图。
图6是表示容量降低量映射MA的图。
图7是表示二次电池的温度数据的图。
图8是表示二次电池的实际容量的总降低量的估计处理的流程的流程图。
图9是表示二次电池的实际容量的总降低量的估计例的图。
图10是在实施方式2中表示第1数据的图。
图11是表示第2数据的图。
图12是表示应用于实施方式3的二次电池的容量变化曲线的图表。
图13是表示应用于实施方式4的修正数据的图。
图14是在实施方式5中表示各电池温度的实际容量的推移的图。
图15是表示横轴(时间轴)乘以系数时的各电池温度的实际容量的推移的图。
图16是表示使横轴(时间轴)为经过时间T的1/N次方时的各电池温度的实际容量的推移的图。
图17是表示与各电池温度对应的系数的图。
图18是表示基准温度的实际容量的推移的图。
图19是表示各近似直线的斜率的数据的图。
符号说明
20 蓄电池模块
30 电池组
31 二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)
50 蓄电池管理装置(本发明的“估计装置”的一例)
60 电压检测电路
70 控制部
71 CPU(本发明的“运算处理部”的一例)
73 存储器(本发明的“存储部”的一例)
具体实施方式
(本实施方式的概要)
首先，说明由本实施方式公开的估计装置的概要。
估计装置对蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量进行估计，该估计装置具备：运算处理部，基于用多个直线来近似容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量，其中，所述容量变化曲线表示相对于经过时间的实际容量的推移或者实际容量的总降低量的推移。
在该构成中，由于用直线来近似容量变化曲线，因此每当计算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量时，例如无需根计算，能够抑制运算处理部的运算负荷。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，所述容量变化曲线分割成多个区域来用直线进行近似，对所述容量变化曲线进行分割的多个区域是以给定值来划分实际容量或者实际容量的总降低量而得到的区域。在本实施方式中，无需计数并保持经过时间的总经过时间，易于计算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，按照蓄电元件的每个温度而设置了所述容量变化曲线，所述运算处理部基于用多个直线来近似与蓄电元件的温度对应的容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量。在该构成中，由于遵照阿雷尼厄斯定律按照每个温度而设置了容量变化曲线，因此能够与温度变化无关地精度良好地估计蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，对所述容量变化曲线进行近似的所述直线的斜率表示每单位时间的实际容量的降低量，所述估计装置具备：存储部，关于对所述容量变化曲线进行分割的各区域以及各电池温度，保持表示每单位时间的实际容量的降低量的容量降低量映射。在该构成中，通过参照容量降低量映射，从而关于各电池温度能够获得每单位时间的实际容量的降低量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，在所述蓄电元件制造后，每当经过给定时间，所述运算处理部基于蓄电元件的温度的数据和所述容量降低量映射来计算蓄电元件的每给定时间的实际容量的所述降低量，所述运算处理部通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值、或者通过对实际容量的总降低量的上次值加上每给定时间的所述实际容量的所述降低量来计算实际容量的总降低量的当前值。
在该构成中，能够通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值。此外，能够通过求出每给定时间的实际容量的降低量并与上次值相加来求出实际容量的总降低量。即，能够通过非常简单的运算来求出实际容量或者实际容量的总降低量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，对所述容量变化曲线进行近似的所述直线的斜率表示每单位时间的所述实际容量的降低量，所述估计装置具备：存储部，保持有第1数据和第2数据，其中，所述第1数据表示对所述容量变化曲线进行分割的各区域的每单位时间的所述实际容量的所述降低量的比率，所述第2数据对于对所述容量变化曲线进行分割的一区域，表示按照每个电池温度的每单位时间的所述实际容量的所述降低量。在该构成中，与容量降低量映射相比，能够削减应保持的数据量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，在所述蓄电元件制造后，每当经过给定时间，所述运算处理部基于所述蓄电元件的温度的数据、所述第1数据和所述第2数据，来计算所述蓄电元件的每给定时间的所述实际容量的所述降低量，所述运算处理部通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值、或者通过对实际容量的总降低量的上次值加上每给定时间的所述实际容量的所述降低量来计算实际容量的总降低量的当前值。
在该构成中，能够通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值。此外，能够通过求出每给定时间的实际容量的降低量并与上次值相加来求出实际容量的总降低量。即，能够通过非常简单的运算来求出实际容量或者实际容量的总降低量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，所述运算处理部基于所述蓄电元件的SOC来修正每单位时间的实际容量的降低量的数据。在该构成中，由于根据SOC来修正每单位时间的实际容量的降低量的数据，因此实际容量或者实际容量的总降低量的估计精度变高。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，所述运算处理部基于对所述蓄电元件在基准温度下的容量变化曲线进行近似的多个直线的斜率、所述蓄电元件的温度、以及将所述蓄电元件在所述温度下经过的时间换算成在基准温度下经过的时间，来计算所述温度下的每所述时间的实际容量的降低量。在该构成中，只要将对容量变化曲线进行近似的直线的数据保持与基准温度相应的量即可，关于除此之外的电池温度无需保持数据。因而，能够削减应保持的数据量。
作为由本实施方式公开的估计装置的一实施方式，所述蓄电元件的温度越高，所述换算时间越长。在该构成中，温度越高则换算时间越长，计算的实际容量的降低量越变大。因而，能够准确地估计温度变化所引起的实际容量的降低量。
所述运算处理部通过对在所述温度下经过的时间乘以与所述温度对应的系数，由此来计算所述换算时间。在该构成中，能够通过乘法这样的比较简单的运算来求出换算时间。
另外，本技术能够应用于实际容量或者实际容量的总降低量的估计方法、估计程序。
<实施方式1>
接下来，根据图1至图8来说明本发明的实施方式1。
1.蓄电池模块的说明
图1是蓄电池模块的立体图，图2是蓄电池模块的分解立体图，图3是表示蓄电池模块的电气构成的框图。
如图1所示，蓄电池模块20具有块状的电池壳体21，在电池壳体21内容纳有由多个二次电池31构成的电池组30、控制基板28。另外，在以下的说明中，当参照图1以及图2的情况下，将电池壳体21相对于设置面不倾斜地水平放置时的电池壳体21的上下方向设为Y方向，将沿着电池壳体21的长边方向的方向设为X方向，将电池壳体21的纵深方向设为Z方向来进行说明。
如图2所示，电池壳体21构成为具备：在上方开口的箱型的壳体主体23、对多个二次电池31进行定位的定位构件24、装配于壳体主体23上部的中盖25、以及装配于中盖25上部的上盖26。在壳体主体23内，如图2所示，单独容纳各二次电池31的多个单电池室23A在X方向上排列设置。
如图2所示，定位构件24在上表面配置有多个汇流条27，定位构件24配置在壳体主体23内所配置的多个二次电池31的上部，从而多个二次电池31被定位的同时被多个汇流条27串联连接。
如图1所示，中盖25在俯视下呈大致矩形状，在Y方向上被设为带有高低差的形状。在中盖25的X方向两端部，设置有未图示的线束端子所连接的一对端子部22P、22N。一对端子部22P、22N例如由铅合金等金属构成，端子部22P为正极侧端子部，端子部22N为负极侧端子部。
此外，如图2所示，中盖25能够在内部容纳控制基板28，中盖25装配于壳体主体23，从而二次电池31和控制基板28被连接。
接下来，参照图3来说明蓄电池模块20的电气构成。蓄电池模块20具有：电池组30、电流传感器41、温度传感器43、以及对电池组30进行管理的电池管理装置(以下称作BM)50。电池组30由被串联连接的多个锂离子二次电池(本发明的“蓄电元件”的一例)31构成。
电流传感器41经由连接线35而与电池组30串联连接。电流传感器41设置于电池壳体21的内部，发挥对二次电池31中流动的电流进行检测的功能。温度传感器43发挥以接触式或非接触式的方式来测定二次电池31的温度[℃]的功能。
电流传感器41和温度传感器43通过信号线而与BM50电连接，成为电流传感器41、温度传感器43的检测值被BM50取入的构成。电流传感器41设置在电池壳体21内。
BM50具备电压检测电路60和控制部70，并且设置于控制基板28。BM50的电源线(省略图示)与电池组30连接，并且BM50从电池组30接受电力供给。
电压检测电路60经由检测线而分别与各二次电池31的两端连接，并且发挥响应于来自控制部70的指示来测定各二次电池31的电压以及电池组30的总电压的功能。
控制部70包括：作为中央处理装置的CPU(本发明的“运算处理部”的一例)71、以及存储器(本发明的“存储部”的一例)73。CPU71根据电流传感器41、电压检测电路60、温度传感器43的输出来监视二次电池31的电流、电压、温度。此外，如后述那样估计锂离子二次电池31的实际容量C的总降低量∑Y。
此外，存储器73是闪存、EEPROM等非易失性存储器。在存储器73中存储有用于监视二次电池31的监视程序、执行这些程序所需的数据。此外，存储有用于对二次电池31的实际容量C的总降低量∑Y进行估计的容量降低量映射MA的数据。
2.容量变化曲线的直线近似
作为锂离子二次电池31的实际容量C降低的主要原因，有反复充放电所引起的循环劣化、以及制造后的经过时间所引起的随时间变化的劣化。在此，所谓“实际容量C”，是指从二次电池被完全充电的状态能够取出的容量。另外，作为产生随时间变化的劣化的因素，可以说是在锂离子二次电池31的负极形成的SEI(Solid electrolyte interface：固体电解质界面)覆膜随着制造后的时间经过而生长变厚。
对于随时间变化的劣化，有利用了根定律的估计方法。根定律是实际容量C的总降低量∑Y随着经过时间T的根(例如平方根)而变化的定律。另外，所谓“经过时间T”，是指从制造出电池之后经过的时间。
在图4中，针对磷酸铁系的锂离子二次电池31而示出相对于经过时间T的实际容量C的总降低量∑Y的推移。具体而言，是将横轴(X轴)设为经过时间T且将纵轴(Y轴)设为实际容量C的总降低量∑Y的T-∑Y相关图表，表示实际容量C的总降低量∑Y的推移的容量变化曲线La成为相对于经过时间T的根曲线。
按照每个电池温度而设置了容量变化曲线La，曲线La1是电池温度为0[℃]的容量变化曲线，曲线La2是电池温度为25[℃]的容量变化曲线，曲线La3是电池温度为50[℃]的容量变化曲线。
这些容量温度曲线La1～La3，是对磷酸铁系的锂离子二次电池31在各电池温度下进行调查与制造后的时间经过相伴的实际容量C的总降低量∑Y的推移的实验而得到的。另外，磷酸铁系的锂离子二次电池31是对于正极活性物质而利用了磷酸铁锂(LiFePO4)、对于负极活性物质而利用了石墨的电池。
而且，在本实施方式中，将容量变化曲线La分割成多个区域E1～E3而用直线来近似。具体而言，每隔给定值(在本例中为3[Ah])来划分总降低容量∑Y而分割成3个区域E1～E3，按照各区域E1～E3的每个区域用直线A1～A3近似了容量变化曲线La。
即，通过与各区域E1～E3对应的3个直线A11～A31分割容量变化曲线La1来近似。此外，通过与各区域E1～E3对应的3个直线A12～A32分割容量变化曲线La2来近似。此外，通过与各区域E1～E3对应的3个直线A13～A33分割容量变化曲线La3来近似。
另外，对容量变化曲线La进行近似的各直线A1～A3，能够作为将容量变化曲线La之中与对应的区域E的上限值和下限值分别对应的点P进行连结的直线来求出。例如，如图5所示，在对与区域E1对应的范围进行近似的直线A11～A13的情况下，能够作为将实际容量C的总降低量对应于0[Ah]的原点O、和实际容量C的总降低量对应于3[Ah]的容量变化曲线La1～La3上的点P1～P3分别连结的直线来求出。
此外，在容量变化曲线La2之中的对与区域E2对应的范围进行近似的直线A22的情况下，如图5所示，能够作为容量变化曲线La2之中的连结实际容量C的总降低量对应于3[Ah]的点P2、和容量的总降低量对应于6[Ah]的点P4的直线来求出。同样，在容量变化曲线La3之中的对与区域E2对应的范围进行近似的直线A23的情况下，如图5所示，能够作为容量变化曲线La3之中的连结实际容量C的总降低量对应于3[Ah]的点P3、和实际容量C的总降低量对应于6[Ah]的点P5的直线来求出。
3.容量降低量映射MA和总降低量∑Y的估计处理
对容量变化曲线La进行分割的各直线A1～A3的斜率表示每单位时间(在本例中为每1个月)的实际容量C的降低量Y。在本实施方式中，对于各容量变化曲线La1～La3，分别求出对其进行近似的各直线A11～A33的斜率的大小，将求出的结果作为二次电池31的容量降低量映射MA来数据化。
如图6所示，容量降低量映射MA是按照对容量变化曲线La进行分割的各区域E1～E3以及电池温度来求出每单位时间的实际容量C的降低量Y的结果。例如，在电池温度为25[℃]的情况下，对于各区域E1～E3，每单位时间的实际容量C的降低量Y分别为2.3623[Ah/月]、0.7874[Ah/月]、0.4725[Ah/月]，这些数值成为对容量变化曲线La2进行近似的3个直线A12、A22、A32的斜率的大小。
蓄电池模块20对于BM50的存储器73而预先保持有图6所示的容量降低量映射MA的数据。并且，控制部70的CPU71基于二次电池的温度的数据和容量降低量映射MA，执行估计与随时间变化的劣化相伴的二次电池31的实际容量C的总降低量∑Y的处理(图8的S10～S30的处理)。
如图8所示，总降低量∑Y的估计处理由S10～S30的处理构成，首先，在S10中，在电池制造后，每当经过给定时间(作为一例是1个月)，基于温度传感器43的输出来进行计算二次电池31的每给定时间(作为一例是每1个月)的平均温度的处理。
然后，在S20中，基于电池温度的数据和容量降低量映射MA来进行计算二次电池31的每给定时间(作为一例是每1个月)的实际容量C的降低量Y的处理。之后，在S30中，通过将根据电池温度的数据和容量降低量映射MA计算出的、每给定时间(作为一例是每1个月)的实际容量C的降低量Y加上总降低量∑Y的上次值，从而能够计算总降低量∑Y的当前值。
若具体进行说明，则在电池刚刚制造之后，实际容量C的总降低量∑Y为0[Ah]，二次电池31的总降低量∑Y的分区包含在区域E1中。因而，关于从电池制造后到经过1个月为止的期间，实际容量C的降低量Y成为0.5241[Ah/月]、2.3623[Ah/月]、8.4343[Ah/月]当中的某一个。
图7表示在电池制造后二次电池31的各月的平均温度，在图的例子中，第1个月的平均温度为0[℃]。因此，在该情况下，每1个月的实际容量C的降低量成为0.5241[Ah/月]，在电池制造后经过了1个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y如图9所示成为0.5241[Ah]。
在电池制造后经过了1个月的时间点的、实际容量C的总降低量∑Y为0.5241[Ah]的情况下，二次电池31的总降低量∑Y的分区包含在区域E1(0～3[Ah])中。因而，关于从电池制造后到经过1个月～2个月为止的期间，每1个月的实际容量C的降低量成为0.5241[Ah/月]、2.3623[Ah/月]、8.4343[Ah/月]当中的某一个。
在图7的例子中，在电池制造后第2个月的平均温度为25[℃]。因此，在该情况下，关于电池制造后的第2个月，实际容量C的降低量成为2.3623[Ah/月]。因而，在电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y，成为对电池制造后经过了1个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y加上第2个月的实际容量C的降低量Y而得到的数值，即，成为0.5241[Ah]+2.3623[Ah]，如图9所示那样成为2.8864[Ah]。
在电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y为2.8864[Ah]的情况下，二次电池31的总降低量∑Y的分区包含在区域E1(0～3[Ah])中。因而，关于从电池制造后到经过2个月～3个月为止的期间，每1个月的实际容量C的降低量成为0.5241[Ah/月]、2.3623[Ah/月]、8.4343[Ah/月]当中的某一个。
在图7的例子中，在电池制造后第3个月的平均温度为25[℃]。因此，在该情况下，关于电池制造后的第3个月，每1个月的实际容量C的降低量Y成为2.3623[Ah/月]。因而，在电池制造后经过了3个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y，成为对电池制造后经过了2个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y加上第3个月的实际容量C的降低量Y而得到的数值，即，成为2.8864[Ah]+2.3623[Ah]，如图9所示那样成为5.2487[Ah]。
在电池制造后经过了3个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y为5.2487[Ah]的情况下，二次电池31的总降低量∑Y的分区包含在区域E2(3～6[Ah])中。因而，关于从电池制造后到经过3个月～4个月为止的期间，每1个月的实际容量C的降低量成为0.1747[Ah/月]、0.7874[Ah/月]、2.8114[Ah/月]当中的某一个。
在图7的例子中，在电池制造后第4个月的平均温度为25[℃]。因此，在该情况下，关于电池制造后的第4个月，每1个月的实际容量C的降低量Y成为0.7874[Ah/月]。因而，在电池制造后经过了4个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y，成为对电池制造后经过了3个月的时间点的实际容量C的总降低量∑Y加上第4个月的实际容量C的降低量Y而得到的数值，即，成为5.2487[Ah]+0.7874[Ah]，如图9所示那样成为6.0361[Ah]。
如以上所说明的那样，通过将根据容量降低量映射MA求出的每1个月的实际容量C的降低量加到至上个月为止的总降低量∑Y上，从而能够求出实际容量C的总降低量∑Y的当前值。
而且，在本实施方式中，用多个直线A11～A33来近似容量变化曲线La1～La3，因此在计算实际容量C或者实际容量C的总降低量∑Y时，无需根计算，能够抑制控制部70的运算负荷。
此外，在实施方式1中，在Y轴方向上对容量变化曲线La进行分割。即，由以给定值划分出的区域E1～E3来分割总降低量∑Y。如此一来，无需计数并保持经过时间T的总经过时间，具有易于计算实际容量C的总降低量∑Y的优点。即，在X轴方向上对容量变化曲线La进行分割的情况(以给定值划分经过时间T来进行分割的情况)下，为了求出实际容量C的总降低量∑Y，需要计数并保持经过时间T的总经过时间，但在本例中没有这样的必要。
<实施方式2>
接下来，根据图10、图11来说明本发明的实施方式2。
在实施方式1中，关于各容量变化曲线La1～La3，分别求出对其进行近似的各直线A11～A33的斜率的大小，并将求出的结果作为二次电池31的容量降低量映射MA来数据化，并进行了保持。
在此，关于每单位时间的实际容量C的降低量Y，在电池温度为25[℃]的情况下，区域E1～E3间的比率K如下所述。
Y1＝2.3623、Y2＝0.7874、Y3＝0.4725
K＝Y1：Y2：Y3＝“1.0000”：“0.3333”：“0.2000”
其中，Y1～Y3是各区域E1～E3中的每单位时间的实际容量C的降低量。
另一方面，在电池温度为0[℃]的情况下，上述比率K成为“1.0000”：“0.3333”：“0.2000”，此外，在电池温度为50[℃]的情况下，上述比率K成为“1.0000”：“0.3333”：“0.2000”。如此，各区域E1～E3间的每单位时间的实际容量C的降低量Y1～Y3的比率K与电池温度无关而恒定。
在实施方式2中，关注于实际容量C的降低量Y1～Y3的比率K与电池温度无关而大致恒定的性质，通过图10所示的第1数据和图11所示的第2数据来保持图4所示的容量降低量映射MA的数据。即，在实施方式1中，虽然构成为对存储器73保持图4所示的容量降低量映射MA的数据，但在实施方式2中，取代容量降低量映射MA而保持图10所示的第1数据和图11所示的第2数据。
如图10所示，第1数据是关于对容量变化曲线La进行分割的各区域E1～E3表示每单位时间的实际容量C的降低量Y1～Y3的比率K的数据。在该例子中，作为比率K的代表值而记载了25[℃]的数值。
此外，如图11所示，第2数据是关于作为对容量变化曲线L进行分割的一区域的区域E1(总降低量：0～3Ah)表示按照每个电池温度的每单位时间的实际容量C的降低量Y的数据。
如果将图10所示的第1数据和图11所示的第2数据保持于存储器73，则通过对图11所保持的每单位时间的实际容量C的降低量Y乘以各区域间的比率K，从而关于图11未保持的其他区域E2、E3，也能够计算每单位时间的实际容量C的降低量Y2、Y3。
例如，在电池温度为25℃的情况下，通过对区域E1中的每单位时间的实际容量C的降低量(Y1＝2.3623)乘以相对于区域E1的区域E2的实际容量C的降低量的比率(0.3333)，从而可获得区域E2中的每单位时间的实际容量C的降低量(Y2＝0.7874)。此外，通过对区域E1中的每单位时间的实际容量C的降低量(Y1＝2.3623)乘以相对于区域E1的区域E3的实际容量C的降低量的比率(0.2000)，从而可获得区域E3中的每单位时间的实际容量C的降低量(Y3＝0.4725)。
此外，由于各区域E1～E3间的实际容量C的降低量Y1～Y3的比率K与电池温度无关而大致恒定，因此即便电池温度为0[℃]、50[℃]等25[℃]以外的温度，通过与上述计算方法同样的计算，关于对容量变化曲线La进行分割的各区域E2、E3，也能够计算每单位时间的实际容量C的降低量Y2、Y3。
另外，对实际容量C的总降低量∑Y的计算与实施方式1相同，在实施方式2中，利用第1数据和第2数据来求出每给定时间的实际容量C的降低量Y，将其与总降低量∑Y的上次值相加，由此来计算总降低量∑Y的当前值。
如此，在实施方式2中，构成为取代容量降低量映射MA而保持图10所示的第1数据和图11所示的第2数据，因此能够削减存储器73中保持的数据。
在实施方式1的例子中，作为容量变化曲线La而示出具有La1～La3这3种温度模式的例子。此外，示出对各容量变化曲线La1～La3进行3分割并用直线进行了近似的例子。假设在对容量变化曲线La进行10分割并具有100种温度模式的情况下，作为容量降低量映射MA而需要具有“10×100种”的数据。如果是实施方式2的构成，即便是对容量变化曲线La进行10分割并具有100种温度模式的情况，也只要具有“10+100种”的数据即可。即，存储器73中存储的数据量如果在该例下能够抑制为约1/9程度，在数据削减的方面极其有效。
<实施方式3>
接下来，根据图12来说明本发明的实施方式3。
在实施方式1中，示出计算出与经过时间T的经过相伴的实际容量C的总降低量∑Y的例子。在实施方式3中，计算与经过时间T的经过相伴的实际容量C。
图12是关于磷酸铁系的锂离子二次电池31而将横轴(X轴)设为经过时间T且将纵轴(Y轴)设为实际容量C的T-C相关图表。如图12所示，表示实际容量C的推移的容量变化曲线Lb是将图4所示的容量变化曲线La以X轴进行翻折而翻转后的曲线，与容量变化曲线La同样是相对于经过时间T的根曲线。
如图12所示，容量变化曲线Lb与容量变化曲线La同样能够分割成多个区域E1～E3来近似。在图12的例子中，通过与各区域E1～E3对应的3个直线B11～A31分割容量变化曲线Lb1来近似。此外，通过与各区域E1～E3对应的3个直线B12～A32分割容量变化曲线Lb2来近似。此外，通过与各区域E1～E3对应的3个直线B13～B33分割容量变化曲线Lb3来近似。
如以上，与实施方式1同样，如果关于各容量变化曲线Lb1～Lb3，分别求出对其进行近似的各直线B11～B33的斜率的大小，并将求出的结果作为二次电池31的容量降低量映射MB来数据化，则能够利用容量降低量映射MB来计算每给定时间的实际容量C的降低量Y。然后，通过从实际容量C的上次值之中减去计算出的实际容量C的降低量Y，从而能够计算实际容量C的当前值。
<实施方式4>
接下来，根据图13来说明本发明的实施方式4。每单位时间的实际容量C的降低量Y有时由于锂离子二次电池31的SOC(State of charge：充电状态)而不同。因此，在实施方式4中，基于二次电池31的SOC的值来执行修正每给定时间(每1个月)的实际容量C的降低量Y的处理。
具体而言，在实施方式4中，除了图4所示的容量降低量映射MA之外，还将图13所示的修正数据预先存储到存储器73中。修正数据使二次电池31的SOC与修正系数α对应起来进行存储。另外，如果经过时间T相同，则具有SOC越低则实际容量C的降低量Y越小的趋势，因此修正系数的大小关系如图13所示那样成为α1＜α2＜α3。
与实施方式1同样地，控制部70参照容量降低量映射MA，关于电池制造后的各月来计算实际容量C的降低量Y。此外，控制部70关于电池制造后的各月来执行计算SOC的平均值的处理。然后，从图13所示的修正数据之中读出与SOC对应的修正系数α来修正各月的实际容量C的降低量Y。
然后，通过对总降低量∑Y的上次值加上修正后的降低量Y来计算总降低量∑Y的当前值。如此，在实施方式4中，根据SOC来修正实际容量C的降低量Y，因此与不进行修正的情况相比，能够精度良好地估计二次电池31的实际容量C的总降低量∑Y。另外，二次电池31的SOC能够利用所谓的电流累计法、OCV法来求出。
<实施方式5>
接下来，根据图14～图19来说明本发明的实施方式5。
图14是将横轴设为经过时间T且将纵轴设为实际容量C的、磷酸铁系的锂离子二次电池31的T-C相关图表，关于电池温度为25[℃]、45[℃]、60[℃]的3种模式而示出相对于经过时间T的实际容量C的推移。如图14所示，虽然实际容量C随着电池制造后的时间经过而降低，但即便经过时间T相同，也是电池温度越高则容量降低越显著。即，电池温度越高，实际容量C越“加速性”降低。
图15是将横轴设为经过时间T且将纵轴设为实际容量C的、磷酸铁系的锂离子二次电池31的T-C相关图表，按照电池温度25[℃]、45[℃]、60[℃]的每个温度来变更横轴(X轴)的大小。具体而言，以电池温度25[℃]的横轴为基准，在电池温度45[℃]下使横轴为“k1”倍，在电池温度60[℃]下使横轴为“k2”倍。另外，k2＞k1＞1。
如图15所示，若对横轴(时间轴)乘以给定的“系数k”，则即便电池温度不同，实际容量C的推移也大体一致。这意味着，例如电池温度45[℃]下的“1小时”在电池温度25[℃]时相当于“k×1小时”。即，在电池温度45[℃]的情况下，若每“1小时”的实际容量C的降低量换算为电池温度25[℃]，则相当于每“k×1小时”的实际容量C的降低量。
相对于各电池温度的系数k能够通过以下的方法来计算。
(A)决定经过时间T的N次根和各电池温度的实际容量C成为比例关系的N的值。
(B)关于各电池温度来决定实际容量C的直线近似式。
(C)关于各电池温度的直线近似式来决定相对于基准温度的直线近似式的斜率的比M。
(D)根据N和M的值来计算系数k。
以25[℃]为基准温度，以下示出电池温度为40[℃]、60[℃]的系数k的计算例。
首先，边变更乘数N边调查经过时间T的N次根与实际容量C的相关性，对各电池温度25[℃]、45[℃]、60[℃]均确定成为比例关系的N的值。
图16是将横轴设为经过时间T的N次根且将纵轴设为实际容量C的、磷酸铁系的锂离子二次电池31的相关图表，各电池温度25[℃]、45[℃]、60[℃]下，实际容量C的推移均由直线表示。另外，N的值作为一例是“3.1215”。
根据图16可知，各电池温度的实际容量C的直线近似式能够如以下那样求出。
Y＝-a1X+b···(1)
Y＝-a2X+b···(2)
Y＝-a3X+b···(3)
其中，(1)是电池温度25[℃]的实际容量C的直线近似式，(2)是电池温度45[℃]的实际容量C的直线近似式，(3)是电池温度60[℃]的实际容量C的直线近似式。
接下来，根据(1)～(3)的直线近似式，关于各电池温度的直线近似式来决定相对于基准温度的直线近似式的斜率的比M。
各电池温度的斜率的比M如下所述。
M1＝a2/a1·····(4)
M2＝a3/a1·····(5)
如以上，可获得N和M的值，因此根据下述的(6)、(7)式，关于电池温度45[℃]、60[℃]能够求出系数k。
k45℃＝M1N········(6)
k60℃＝M2N········(7)
在实施方式5中，如图17所示，关于各电池温度预先计算系数k的值，将该数据存储于存储器73。
电池温度越高则系数k越大。在本例中，以25[℃]为基准温度，电池温度低于25的情况下，系数k为1以下，温度高于25的情况下，系数k为1以上。因此，k1＜k2＜1，1＜k3＜k4···k8＜k9。
图18是将横轴(X轴)设为经过时间T且将纵轴(Y轴)设为实际容量C的、磷酸铁系的锂离子二次电池31的T-C相关图表，容量变化曲线Ld表示基准温度25[℃]下的实际容量C的推移。
实施方式5也将容量变化曲线Ld分割成多个区域E1～E3来近似，这与实施方式1～4相同，通过与各区域E1～E3对应的3个直线D1～D3分割容量变化曲线Ld来近似。
而且，在存储器73中，关于各电池温度，连同系数k的数据一起，还存储有分割基准温度25[℃]的容量变化曲线Ld来近似的3个近似直线D1～D3的斜率d1～d3的数据(参照图17、图19)。
在实施方式5中，控制部70的CPU71按(A)～(E)的5个步骤来进行实际容量C的估计。
(A)计算与实际容量C对应的基准温度下的近似直线D的斜率d
(B)计算与电池温度对应的系数k
(C)将二次电池31在电池温度下经过的给定时间W换算成在基准温度下经过的时间
(D)计算电池温度下的每给定时间W的实际容量C的降低量Yw
(E)计算实际容量C的总降低量∑Y
以下，参照图17～图19来说明实际容量C的估计例。另外，在此，实际容量C的初始值、上次估计时的实际容量的总降低量(从初始值的总降低量)、电池温度设为下述的条件。
实际容量C的初始值设为C0。此外，设上次在图18所示的时刻t1估计了实际容量C，设上次估计时t1的实际容量C的总降低量∑Y1处于e1＜∑Y1＜e2的范围。在以下的例子中，设计算从上次估计时t1起每给定时间W的实际容量C的降低量Y。此外，在给定时间W中由温度传感器43检测到的二次电池31的电池温度设为40[℃]。
与实际容量C对应的基准温度下的近似直线D的斜率d能够根据上次估计时t1的实际容量C的总降低量∑Y1和图19的数据来求出。在该例中，上次估计时t1的总降低量∑Y1处于e1＜∑Y1＜e2的范围。因此，由图19可知，与实际容量C对应的基准温度下的近似直线为D2，其斜率为“d2”。
此外，与电池温度对应的系数k能够根据由温度传感器43计测的二次电池31的电池温度和图17的数据来求出。在该例中，给定时间W的电池温度为40[℃]，因此由图17可知，系数成为“k5”。
而且，二次电池31在电池温度下经过的时间相当于对在基准温度下经过的时间乘以系数k而得到的时间。因而，将二次电池31在电池温度下经过的给定时间W换算成在基准温度下的经过时间而得到的换算时间Wt成为下述的(8)式。
Wt＝k×W··········(8)
而且，近似直线D的斜率d表示每单位时间的实际容量C的降低量。因此，通过对换算时间Wt乘以近似直线D的斜率d，从而如下述的(9)式所示那样，能够计算电池温度下的每给定时间W的实际容量C的降低量Yw。
实际容量C的降低量Yw＝(k×W)×d··(9)式
此外，若设给定时间W＝单位时间(例如1[月])，则实际容量C的降低量Yw能够由下述的(10)式来表示。
实际容量C的降低量Yw＝k×d······(10)式
而且，在上述的例子中，由于系数为“k5”，近似直线的斜率为“d2”，因此从上次估计时t1起到经过作为单位时间的1[月]为止的实际容量C的降低量Yw成为“k5”דd2”。
如此，在给定时间＝单位时间的情况下，通过将“近似直线D的斜率d”和“与电池温度对应的系数k”相乘，能够计算电池温度下的每给定时间(每单位时间)的实际容量C的降低量Yw。
此外，通过对上次估计时t1的实际容量C的总降低量∑Y1加上计算出的实际容量C的降低量Yw，从而能够计算时刻t2下的实际容量C的总降低量∑Y2。然后，如下述的(11)式所示，通过从实际容量C的初始值C0之中减去总降低量∑Y2，从而能够估计时刻t2下的实际容量C。
C＝C0-∑Y2··········(11)式
控制部70的CPU通过每隔给定时间(单位时间)来进行上述处理，由此来进行实际容量C的估计。
在实施方式5中，只要将容量变化曲线的数据保持与基准温度相应的量即可，关于除此之外的电池温度，无需保持容量变化曲线的数据。即，无需按照每个电池温度来存储图19所示的近似直线D的斜率d的数据。因而，能够大幅削减存储器73中存储的数据量，是有效的。
此外，电池温度越高则系数k越大，换算时间Wt越变长。因而，电池温度越高，实际容量的降低量越大，因此能够准确地估计温度变化所引起的实际容量C的降低量Yw。
此外，由于能够通过系数、给定时间、斜率的相乘这样比较简单的运算来求出换算时间Wt、每给定时间的实际容量C的降低量Yw，因此控制部70的运算负荷也小。
<其他实施方式>
本发明并不限定于由上述记述以及附图所说明的实施方式，例如下述那样的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(1)在上述实施方式1～3中，对于“蓄电元件”的一例而例示了磷酸铁系的锂离子二次电池。本发明只要是具有相对于经过时间T的实际容量C的总降低量∑Y的推移遵循根定律、给定曲线的特性的锂离子二次电池即可，能够广泛应用，例如也能够应用于3元系的锂离子二次电池。另外，3元系的锂离子二次电池是对于正极活性物质而利用含有Co、Mn、Ni的元素的含锂的金属氧化物、对于负极活性物质而利用石墨、碳等的电池。
此外，只要是具有相对于经过时间T的实际容量C的总降低量∑Y的推移遵循给定曲线的特性的二次电池即可，也能够应用于铅蓄电池等其他二次电池、蓄电器等。
(2)在上述实施方式1～3中，示出用3个区域E1～E3对容量变化曲线La、Lb进行3分割来进行了近似的例子。容量变化曲线La的分割数并不限定为“3”，也可以为3以上。此外，对容量变化曲线La进行分割的区域E无需一定要是均等的，可以设置为疏密不均。例如，可以在容量变化曲线La、Lb的弯曲大的范围内缩窄分割的区域E来增加分割数，另一方面在近似直线的范围内扩大分割的区域E来减少分割数。
(3)在实施方式1中，示出在电池制造后每隔1个月求出实际容量C的降低量Y的例子。求出实际容量C的降低量Y的间隔也可以是每隔2个月、每隔3个月。

Claims (12)

1.一种估计装置，对蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量进行估计，其中，
所述估计装置具备：运算处理部，基于用多个直线来近似容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量，其中，所述容量变化曲线表示相对于经过时间的实际容量的推移或者实际容量的总降低量的推移。
2.根据权利要求1所述的估计装置，其中，
所述容量变化曲线分割成多个区域来用直线进行近似，
对所述容量变化曲线进行分割的多个区域是以给定值来划分实际容量或者实际容量的总降低量而得到的区域。
3.根据权利要求1或2所述的估计装置，其中，
按照蓄电元件的每个温度而设置了所述容量变化曲线，
所述运算处理部基于用多个直线来近似与蓄电元件的温度对应的容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量。
4.根据权利要求3所述的估计装置，其中，
对所述容量变化曲线进行近似的所述直线的斜率表示每单位时间的实际容量的降低量，
所述估计装置具备：存储部，关于对所述容量变化曲线进行分割的各区域以及各电池温度，保持表示每单位时间的实际容量的降低量的容量降低量映射。
5.根据权利要求4所述的估计装置，其中，
在所述蓄电元件制造后，每当经过给定时间，所述运算处理部基于蓄电元件的温度的数据和所述容量降低量映射来计算蓄电元件的每给定时间的实际容量的所述降低量，
所述运算处理部通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值、或者通过对实际容量的总降低量的上次值加上每给定时间的所述实际容量的所述降低量来计算实际容量的总降低量的当前值。
6.根据权利要求3所述的估计装置，其中，
对所述容量变化曲线进行近似的所述直线的斜率表示每单位时间的所述实际容量的降低量，
所述估计装置具备：存储部，保持有第1数据和第2数据，其中，所述第1数据表示对所述容量变化曲线进行分割的各区域的每单位时间的所述实际容量的所述降低量的比率，所述第2数据对于对所述容量变化曲线进行分割的一区域，表示按照每个电池温度的每单位时间的所述实际容量的所述降低量。
7.根据权利要求6所述的估计装置，其中，
在所述蓄电元件制造后，每当经过给定时间，所述运算处理部基于所述蓄电元件的温度的数据、所述第1数据和所述第2数据，来计算所述蓄电元件的每给定时间的所述实际容量的所述降低量，
所述运算处理部通过从实际容量的上次值之中减去每给定时间的实际容量的降低量来计算实际容量的当前值、或者通过对实际容量的总降低量的上次值加上每给定时间的所述实际容量的所述降低量来计算实际容量的总降低量的当前值。
8.根据权利要求4～7中任一项所述的估计装置，其中，
所述运算处理部基于所述蓄电元件的SOC来修正每单位时间的实际容量的降低量的数据。
9.根据权利要求2所述的估计装置，其中，
所述运算处理部基于对所述蓄电元件在基准温度下的容量变化曲线进行近似的多个直线的斜率、所述蓄电元件的温度、以及将所述蓄电元件在所述温度下经过的时间换算成在基准温度下经过的时间而得到的换算时间，来计算所述温度下的每所述时间的实际容量的降低量。
10.根据权利要求9所述的估计装置，其中，
所述蓄电元件的温度越高，所述换算时间越长。
11.根据权利要求9或10所述的估计装置，其中，
所述运算处理部通过对在所述温度下经过的时间乘以与所述温度对应的系数来计算所述换算时间。
12.一种估计方法，对蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量进行估计，其中，
基于用多个直线来近似容量变化曲线而得到的近似数据，运算蓄电元件的实际容量或者实际容量的总降低量，其中，所述容量变化曲线表示相对于经过时间的实际容量的推移或者实际容量的总降低量的推移。
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