CN107925136B - 电池温度推断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池温度推断装置,其包括:观测器,该观测器分别基于电流检测部的电流检测值和温度检测部的温度检测值,对从热回路网模型导出的状态方程式中的电池的温度依次进行推断;设定部,该设定部从对温度检测部的温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中,选择包含所述温度检测值的温度范围,并设定与所选择的温度范围的边界相应的所述电池的内阻值的上下限值;以及增益计算部,该增益计算部基于该设定部所设定的所述内阻值的上下限值,计算出所述观测器所用的观测器增益。
Description
技术领域
本发明涉及电池温度推断装置。
背景技术
以往,例如下述的专利文献1公开了一种电池温度推断装置。该电池温度推断装置使用卡尔曼滤波器,对电池的等效电路模型中的电阻分量的值等依次进行辨识,并基于辨识得到的电阻分量的值等,对上述电池的内部温度依次进行推断。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-135075号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
电池温度推断装置的一部分具备观测器,该观测器基于从热回路网模型导出的状态方程式来对电池的温度依次进行推断。热回路网模型是通过将电池中流过的电流值和对电池所产生的热量进行传递的传递路径的规定位置处的温度分别作为输入变量,并且将电池的温度包含在状态变量内,从而对上述传递路径中热量的移动进行建模得到的。热回路网模型中包含有电池的内阻,该内阻具有电池的温度越低,其电阻值越大的特性。
为了推断电池温度,观测器具有预先设定的增益(观测器增益)。该观测器增益设计成满足以下条件:在与设计时假定的电池温度的变动范围对应的内阻值的变动范围内,推断出的电池温度收敛至实际的电池温度为止的时间在规定时间以下,并且能够保证观测器的稳定性。换言之,观测器增益被设计成满足包括在上述电池温度的变动范围内减少上述收敛时间和确保观测器的稳定性在内的观测器所要求的鲁棒性。
这里,当设计观测器增益时假定的电池温度的变动范围较大时,电池的内阻值的变动范围也变大。内阻值的变动范围较大时,在电池温度的整个变动范围内,所设计的观测器增益有可能无法满足观测器所要求的鲁棒性。
因此,例如考虑将观测器增益设计成使得在电池温度的变动范围中的一部分温度范围内满足观测器所要求的鲁棒性。
然而,在此情况下,若电池温度偏离上述的一部分温度范围,则推断出的电池温度收敛至实际的电池温度为止的时间就可能无法达到规定时间以下,或者无法保证观测器的稳定性。此时,有可能导致利用观测器推断电池温度的精度下降。
本发明的主要目的在于提供一种即使在电池温度的变动范围较大的情况下也能提高电池温度的推断精度的电池温度推断装置。
解决技术问题所采用的技术方案
下面,对用于解决上述问题的技术手段及其作用效果进行说明。
本发明的第一个方式的电池温度推断装置适用于电池单元(10),该电池单元(10)具备电池(21)、检测所述电池中流过的电流的电流检测部(53)、以及设置在对所述电池所产生的热量进行传递的导热路径(K1a、Kb、Kp)上的用于检测周围温度的温度检测部(50~52),所述电池温度推断装置包括:观测器(61),该观测器(61)分别基于所述电流检测部的电流检测值和所述温度检测部的温度检测值,对由热回路网模型导出的状态方程式中的所述电池的温度依次进行推断,其中,所述热回路网模型是通过将所述电池中流过的电流值和所述导热路径的规定位置处的温度分别作为输入变量,将所述电池的温度作为状态变量,且对分别包含所述电池的温度越低,电阻值就越大的所述电池的内阻的所述导热路径中热量的移动进行建模而得到;设定部(62),该设定部(62)从对所述温度检测部的温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中,选择包含所述温度检测值的温度范围,并设定与所选择的温度范围的边界相应的所述电池的内阻值的上下限值;以及增益计算部(61c),该增益计算部(61c)基于所述设定部所设定的所述内阻值的上下限值,计算出所述观测器所用的观测器增益。
上述本发明的第一个方式中,利用观测器,基于电流检测部的电流检测值和温度检测部的温度检测值,对由热回路网模型导出的状态方程式中的电池的温度依次进行推断。这里,电池的温度越低,热回路网模型所包含的电池的内阻的电阻值越大。因此,当电池温度所能获取的变动范围较大时,内阻值的变动范围变大,从而在电池温度所能获取的整个变动范围内,有可能无法满足观测器所要求的鲁棒性。
因此,在上述本发明的第一个方式中,使用与电池温度相关的温度检测部的温度检测值,从对温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中,选择包含温度检测值的温度范围。在选择了温度范围之后,设定与所选择的温度范围的边界相应的内阻值的上下限值,并基于所设定的上下限值,计算出观测器所用的观测器增益。
根据上述本发明的第一个方式,能够在对温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中分别计算出观测器增益,使得在该温度范围所对应的内阻值的变动范围内满足观测器所要求的鲁棒性。因此,即使在电池温度所能获取的变动范围较大的情况下,也能够避免电池温度的推断值离散等,能够提高电池温度的推断精度。
本发明的第二个方式中,在对所述变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中,分别单独地设定使所述观测器所推断的所述电池的温度收敛至其实际值的收敛率。
上述本发明的第二个方式中,能够在各温度范围内分别计算出收敛率最优化的观测器增益,从而能够缩短推断出的电池温度收敛至其实际值的时间。因此,即使在电池温度的初始推断值与其实际值之间存在推断误差的情况下,也能够迅速地消除该推断误差。
本发明的第三个方式中,所述电池的温度越低,所述电池的每单位温度下降量对应的所述内阻值的增加量越大,所述温度检测值越低,分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围分别设定得越窄。
上述本发明的第三个方式中,电池的温度越低,电池的每单位温度下降量对应的内阻值的增加量越大。因此,例如在将温度检测值所能获取的变动范围分割成温度范围彼此相同的多个温度范围时,温度检测值越低的温度范围,与该温度范围的边界相应的内阻值的上下限值之差越大。其结果是,温度检测装置越低的温度范围,越有可能无法计算出能够满足观测器所要求的鲁棒性的观测器增益。
因此,在上述本发明的第三个方式中,温度检测值越低,对温度检测部的温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围分别设定得越窄。因此,温度检测值越低的温度范围,越能够抑制与该温度范围的边界相应的内阻值的上下限值之差变大。从而,能够在各温度范围中分别计算出能够满足观测器所要求的鲁棒性的观测器增益。
本发明的第四个方式中,所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围各自的所述内阻值的变动稳定的所述观测器增益。
上述本发明的第四个方式中,即使在内阻值随着温度检测值发生变动的情况下,也能够保证各温度范围内各自的观测器的闭环的稳定性。从而,能够避免电池温度的推断值离散等,能够进一步提高电池温度的推断精度。
本发明的第五个方式中,所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于成为控制对象的所述热回路网模型中混入到信号中的过程噪声和观测噪声稳定的所述观测器增益。
上述本发明的第五个方式中,即使在信号中混入了过程噪声和观测噪声的情况下,也能够保证包括观测器在内的闭环的稳定性。从而,能够进一步提高电池温度的推断精度。
本发明的第六个方式中,具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
上述本发明的第六个方式中,观测器的温度推断精度高于推断部的温度推断精度,并且推断部推断温度所需要的处理负荷小于观测器推断温度所需要的处理负荷。因此,在上述本发明的第六个方式中,在包含由推断部推断出的电池的温度的温度范围为第一温度范围的情况下,持续由推断部推断温度。因此,在包含由推断部推断出的电池温度的温度范围从第一温度范围变为第二温度范围之前,能够减轻电池温度推断装置的处理负荷。
另一方面,在上述本发明的第六个方式中,当包含由推断部推断出的电池温度的温度范围从第一温度范围变为第二温度范围时,从由推断部推断温度切换到由观测器推断温度。因此,在电池的推断温度包含在第二温度范围内的情况下,能够提高温度推断精度。由此,能够避免电池在过热状态下使用或在低温状态下使用。
本发明的第七个方式中,所述温度检测部包括:位于所述导热路径上且设置在到所述电池的导热路径的长度小的位置上的近距离温度检测部(50、51);以及位于所述导热路径上且设置在到所述电池的导热路径的长度大的位置上的远距离温度检测部(52),所述导热路径中,在所述电池与所述近距离温度检测部之间的第一路径部(K1a、K2a、Kb)中存在第一导热电阻(R1hc、R2hc、Rb),在所述近距离温度检测部与所述远距离温度检测部之间的第二路径部(Kp)中存在第二导热电阻(Rp),所述推断部具有:温度差计算部,该温度差计算部基于所述近距离温度检测部和所述远距离温度检测部各自的温度检测值之差即检测温度差、所述第一导热电阻和所述第二导热电阻,计算所述近距离温度检测部的设置位置与所述电池的温度差即推断温度差;以及电池温度计算部,该电池温度计算部通过将所述近距离温度检测部的温度检测值与所述温度差计算部计算出的所述推断温度差相加,计算出所述电池的温度。
根据上述本发明的第七个方式,设想如下的结构:在对电池所产生的热量进行传递的导热路径上设有近距离温度检测部和远距离温度检测部,且在该导热路径中,在电池与近距离温度检测部之间存在第一导热电阻,在近距离温度检测部与远距离温度检测部之间存在第二导热电阻。基于上述结构,只要求出近距离温度检测部与远距离温度检测部的温度检测值之差,就能根据该温度差和第二导热电阻来确定第二路径部中传递的热量。然后,只要将第二路径部中的传递热量与第一路径部中的传递热量预先对应起来,还能确定第一路径部中的传递热量,从而能够基于第一路径部的传递热量与第一导热电阻,求出电池和近距离温度检测部的温度差。
因此,在上述本发明的第七个方式中,基于近距离温度检测部和远距离温度检测部的温度检测值之差即检测温度差、以及第一导热电阻和第二导热电阻,计算出近距离温度检测部和电池的温度差即推断温度差。然后,将计算出的推断温度差与近距离温度检测部的温度检测值相加,能够计算出电池的温度。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的电池单元的剖视图。
图2是图1所示的控制基板的俯视图。
图3是表示用于设计实施方式1相关的观测器的热回路网模型的图。
图4是表示实施方式1相关的观测器的结构的图。
图5是表示图1所示的单元电池的内阻值的温度特性的图。
图6是表示本发明的实施方式2所涉及的热回路网模型的图。
图7是实施方式2相关的第二温度推断处理的功能框图。
图8是表示实施方式2相关的切换处理的步骤的流程图。
具体实施方式
(实施方式1)
下面,对于将本发明所涉及的电池温度推断装置适用于车载电池单元的实施方式1,参照附图进行说明。
首先,用图1来说明电池单元10的整体结构。在以下的说明中,为了简化,以电池单元10设置在某一个面(例如水平面)上的状态下的图1为基准,将与该水平面正交的方向规定为电池单元10的上下方向。
电池单元10具备电池组20、对电池组20的充放电进行控制等的控制基板30、以及收纳电池组20和控制基板30的收纳壳体40。
收纳壳体40具备固定在电池单元10的搭载位置的底板部41、周壁部42和盖子43。底板部41例如形成为矩形,且由铝等金属材料形成。周壁部42具有与上述底板部41的形状相匹配的矩形框状,在其长边方向上具有第一端部和第二端部。周壁部42的第一端部沿着底板部41的周缘部直立设置在该周缘部上。盖子43安装于周壁部42的第二端部,覆盖由底板部41和周壁部42所形成的收纳空间。
底板部41具有用于载置电池组20的载置部44。载置在载置部44上的电池组20与控制基板30以电池组20在下、控制基板30在上的方式彼此上下相对地配置。电池组20和控制基板30配置成被周壁部42包围。
盖子43与底板部41一样,形成为矩形,且由铝等金属材料形成。盖子43在俯视时具有与底板部41基本相同的大小。
接下来,对电池组20进行说明。
电池组20具有多个作为单体电池的单元电池21。各单元电池21是呈板状的层叠型电池,这些单元电池21以上下层叠的状态接合。具体而言,在各单元电池21之间分别存在双面粘接型的粘接胶带,通过粘接胶带的粘接将各单元电池21形成为一体。
本实施方式中,电池组20使用由4个单元电池21构成的电池组。这些单元电池21按照从上到下的顺序,分别为第一单元电池21a、第二单元电池21b、第三单元电池21c、第四单元电池21d。
各单元电池21具有四边形板状的电池主体22、以及与该电池主体22相连接的作为电极端子的一对板状的电极片23、24。电池主体22被收纳在由层叠薄膜形成的扁平状容器25内,通过将该扁平状容器25的周缘部封闭,从而使电池主体22被密封在该容器25内。单元电池21各自的电池主体22以上下层叠的状态设置。
一对电极片23、24分别设置在电池主体22的相对的2条边侧。这些电极片23、24分别从电池主体22向相反侧伸出,详细而言,向与各单元电池21的层叠方向正交的方向伸出。各电极片23、24中的一方为正极片23,另一方为负极片24。本实施方式中,正极片23由铝形成,负极片24由铜形成。此外,以下中,将与各单元电池21的层叠方向正交的方向也称为电极片伸出方向。
上下层叠的各单元电池21以上下相邻的单元电池21彼此的正极片23和负极片24朝向不同方向的方式配置。这种情况下,上下相邻的各单元电池21中,其中一个单元电池21的正极片23和另一个单元电池21的负极片24上下正对且彼此重叠,在该重叠部分相互接合。从而,各单元电池21串联连接。
上下层叠的单元电池21中,第一单元电池21a即配置在最上部的第一单元电池21a的正极片23A与其它单元电池21的负极片24不连接。另外,配置在最下部的第四单元电池21d的负极片24A与其它单元电池21的正极片23不连接。这些正极片23A和负极片24A分别构成各单元电池21的串联连接体的正极端子和负极端子,各自的电极片伸出方向相同。
第一单元电池21a的负极片24和第二单元电池21b的正极片23经由第一母线31与控制基板30电连接。第三单元电池21c的负极片24和第四单元电池21d的正极片23经由第二母线32与控制基板30电连接。第一单元电池21a的正极片23A经由第三母线33与控制基板30电连接。第二单元电池21b的负极片24和第三单元电池21c的正极片23经由第四母线34与控制基板30电连接。第四单元电池21d的负极片24A经由第五母线35与控制基板30电连接。各母线31~35均设置成沿上下方向延伸。从而,控制基板30经由母线31~35中与各单元电池21a~21d连接的对应的成对母线,能够检测出对应的单元电池的端子电压。
下面,用图1和图2来说明控制基板30的相关结构。
如图1和图2所示,控制基板30由至少一个主面(基板面)形成有电路图案的矩形板状(长方形板状)的印刷基板形成。控制基板30如上所述地设置在电池组20的上方,且配置成基板长边方向朝向各电极片23、24的电极片伸出方向。
控制基板30的基板面安装有各种电子元器件。这些电子元器件包括执行电池组20的充放电控制处理等的例如包含CPU的控制部60和开关元件36等。图2中,为了方便图示,将控制部60与控制基板30分离表示。
控制基板30形成有沿板厚方向贯穿其大致中央部的贯通孔30a。开关元件36配置在控制基板30的基板面上沿着基板短边的方向将贯通孔30a夹住的两侧中的一侧,且另一侧不配置开关元件36。这种情况下,在控制基板30的基板面上,贯通孔30a的上述另一侧为不存在开关元件36的区域。另外,若开关元件36是会发热的发热元件,则也可以将该区域称为不存在发热元件的不发热区域30b。
第一、第二母线31、32这一组和第三~第五母线33~35这一组分别在基板长边方向上在彼此相反侧的位置处与控制基板30相连接。这些母线31~35以插入控制基板30中形成的孔部中的状态与控制基板30连接。各母线31~35均与控制基板30的不发热区域30b连接。
在控制基板30的基板面上安装有用于检测控制基板30与第一母线31的连接部的温度的第一温度传感器50、以及用于检测控制基板30与第二母线32的连接部的温度的第二温度传感器51。第一温度传感器50在控制基板30的基板面上配置于第一母线31的附近,第二温度传感器51在控制基板30的基板面上配置于第二母线32的附近。本实施方式中,第一、第二温度传感器50、51使用的是热敏电阻。本实施方式中,第一、第二温度传感器50、51相当于近距离温度检测部。
若对第一、第二温度传感器50、51的配置进行详细说明,则第一、第二母线31、32在控制基板30上沿着基板长边方向并排配置,各温度传感器50、51沿着这些第一、第二母线31、32的并排方向配置。第一温度传感器50在基板短边方向上与第一母线31邻接配置,第二温度传感器51在基板短边方向上与第二母线32邻接配置。这种情况下,各温度传感器50、51配置在基板短边方向上各母线31、32两侧内的一对基板短边部的同一侧。
在控制基板30的基板面上,除了第一、第二温度传感器50、51之外,还安装有检测控制基板30的温度的第三温度传感器52。本实施方式中,第三温度传感器52使用的是热敏电阻。第三温度传感器52不同于第一、第二温度传感器50、51,在控制基板30的基板面上,其配置在比第一和第二温度传感器50、51更加远离第一、第二母线31、32的位置上。因此,第三温度传感器52与第一、第二温度传感器50、51相比,能够在受第一、第二母线31、32的温度影响较小的状态下检测控制基板30的温度。本实施方式中,第三温度传感器52相当于远距离温度检测部。
即,第三温度传感器52相对于第一、第二母线31、32配置在第一、第二温度传感器50、51的同一侧,从基板短边方向看时,第三温度传感器52将第一、第二温度传感器50、51夹在其与第一、第二母线31、32之间而位于第一、第二母线31、32的相反侧。第三温度传感器52配置在控制基板30的基板面上的不发热区域30b。因此,开关元件36的热量对第三温度传感器52的影响也较小。
各温度传感器50~52均与控制部60连接。这些温度传感器50~52分别向控制部60输入温度检测值。
控制基板30的基板面上,安装有检测输入到各单元电池21的充电电流和从各单元电池21输出的放电电流的电流传感器53。电流传感器53将输入到各单元电池21的充电电流和从各单元电池21输出的放电电流各自的检测值输入到控制部60。充放电电流的极性在从各单元电池21放电的放电电流的情况下为负,在对各单元电池21充电的充电电流的情况下为正。
控制部60基于各温度传感器50~52的温度检测值和电流传感器53的电流检测值,进行温度推断处理以推断各单元电池21的电池主体22的温度(以下称为“内部温度”)。通过该温度推断处理,即使没有在各单元电池21上直接安装温度传感器,也能够获取各单元电池21的温度。下面,以第一、第二单元电池21a、21b为例,对内部温度的推断方法进行说明,然后对温度推断处理进行说明。
<内部温度的推断方法>
电池单元10中,电极片23、24和第一、第二母线31、32及控制基板30构建起对各电池主体22产生的热量进行传递的导热路径。本实施方式中,对该导热路径中热量的移动进行建模而得到热回路网模型,控制部60使用该热回路网模型来推断各单元电池21的内部温度。
图3中示出热回路网模型。图3中示出了从电池组20中提取出第一、第二单元电池21a、21b而得到的热回路网模型。
如图3所示,第一、第二单元电池21a、21b的电池主体22在热回路网模型中成为热源。对第一、第二单元电池21a、21b到控制基板30的导热路径进行说明时,第一电极片路径部K1a由与第一单元电池21a连接的负极片24构成。第二电极片路径部K2a由与第二单元电池21b连接的正极片23构成。
母线路径部Kb由第一母线31、以及控制基板30中从与第一母线31的连接部到第一温度传感器50的安装位置为止的基板部分构成。基板路径部Kp由控制基板30中从第一温度传感器50的安装位置到第三温度传感器52的安装位置为止的基板部分构成。
热回路网模型中,示出了由相邻的第一、第二单元电池21a、21b彼此的接合面所形成的导热路径即单元电池间路径部Kt。热回路网模型中还示出了第一空间路径部K1b和第二空间路径部K2b。第一空间路径部K1b是从第一单元电池21a经由收纳壳体40内的空间到控制基板30上第三温度传感器52的安装位置为止的导热路径。第二空间路径部K2b是从第二单元电池21b经由收纳壳体40内的空间到控制基板30上第三温度传感器52的安装位置为止的导热路径。
第一电极片路径部K1a中存在导热电阻R1hc,第二电极片路径部K2a中存在导热电阻R2hc,单元电池间路径部Kt中存在导热电阻R12。母线路径部Kb中存在导热电阻Rb,基板路径部Kp中存在导热电阻Rp。第一空间路径部K1b中存在导热电阻R1ht,第二空间路径部K2b中存在导热电阻R2ht。第一单元电池21a与载置部44之间存在热电容C1,第二单元电池21b与载置部44之间存在热电容C2。
第一单元电池21a的电池主体22的发热量用Q1j表示,第一单元电池21a的电池主体22到第一空间路径部K1b的传递热量用Q1ht表示。第二单元电池21b的电池主体22的发热量用Q2j表示,第二单元电池21b的电池主体22到第二空间路径部K2b的传递热量用Q2ht表示。单元电池间路径部Kt中的传递热量用Q12表示。
第一单元电池21a的电池主体22到第一电极片路径部K1a的传递热量用Q1hc表示,第二单元电池21b的电池主体22到第二电极片路径部K2a的传递热量用Q2hc表示。因此,母线路径部Kb和基板路径部Kp各自的传递热量为“Q1hc+Q2hc”。
根据图3所示的热回路网模型,第一单元电池21a的内部温度T1用下式(eq1)表示。
数学式1
上式(eq1)中,各传递热量Q1j、Q12、Q1hc、Q1ht用下式(eq2)表示。
数学式2
上式(eq2)中,R1j表示第一单元电池21a的内阻值,I(t)表示第一、第二单元电池21a、21b中流过的充放电电流。上式(eq2)中,Tsens(t)表示第一温度传感器50的温度检测值,Tair(t)表示第三温度传感器52的温度检测值。将上式(eq2)代入对上式(eq1)微分后得到的式子,可导出下式(eq3)。
数学式3
第二单元电池21b的内部温度T2用下式(eq4)表示。
数学式4
上式(eq4)中,各传递热量Q2j、Q2hc、Q2ht用下式(eq5)表示。
数学式5
上式(eq5)中,R2j表示第二单元电池21b的内阻值。将上式(eq5)代入对上式(eq4)微分后得到的式子,可导出下式(eq6)。
数学式6
根据上式(eq3)、(eq6),可导出下式(eq7)所示的状态方程式。
数学式7
上式(eq7)中,状态变量xr等用下式(eq8)表示。
数学式8
这里,如下式(eq9)对状态变量xe(t)进行重新定义。
数学式9
基于上式(eq7)、(eq9),可导出下式(eq10)所示的广义(Descriptor)状态方程式。
数学式10
上式(eq10)中,Ep为广义矩阵,Ap为系统矩阵,Bp为控制矩阵。上式(eq10)中,第一、第三温度传感器50、52的温度检测值为输入变量。本实施方式中,将输出矩阵记为Cp,将传递矩阵记为Dp时,输出方程式可用下式(eq11)来表示。
数学式11
y(t)=Cpxe(t)+Dpu(t)…(eq11)
其中,Cp=[1 1 1],Dp=[0 0]
上式(eq11)中,输出变量y(t)就是状态变量xe(t)本身。使上式(eq10)、(eq11)分别反映出观测噪声v(t)和过程噪声w(t)的影响后,如下式(eq12)、(eq13)所示。
数学式12
数学式13
y(t)=Cpxe(t)+Dpu(t)+Hw(t)+v(t) …(eq13)
上式(eq12)、(eq13)中,矩阵G、H是用于将过程噪声w(t)分为控制对象的输入中混入的噪声和控制对象的输出中混入的噪声时进行加权的加权矩阵。上式(eq12)、(eq13)中,观测噪声v(t)和过程噪声w(t)为白噪声。因此,观测噪声v(t)和过程噪声w(t)有下式(eq14)成立。
数学式14
E[v(t)]=E[w(t)]=0 ...(eq14)
另外,观测噪声v(t)和过程噪声w(t)还有下式(eq15)成立。
数学式15
E[v(t)vT(t)]=Rr,E[w(t)wT(t)]=Qr,E[w(t)vT(t)]=N, …(eq15)
上式(eq15)中,Rr、Qr表示各噪声v(t)、w(t)的协方差矩阵,N表示观测噪声v(t)和过程噪声w(t)的相关性的矩阵。上式(eq15)中,上标T表示转置矩阵。图4中示出基于上式(eq12)、(eq13)的控制对象CTL的状态变量图。
对于上式(eq12)、(eq13)所表示的控制对象CTL,观测器方程式由下式(eq16)来表示。
数学式16
上式(eq16)中,xh(t)表示状态变量xe(t)的推断值,L表示观测器增益,也称为增益矩阵。本实施方式中,观测器增益L用下式(eq17)表示。
数学式17
上式(eq17)中,矩阵P表示代数黎卡提方程式的解,是正定矩阵。观测器增益L基于矩阵P、输出矩阵Cp、加权矩阵G、H、各噪声v(t)、w(t)的协方差矩阵Rr、Qr和各噪声v(t)、w(t)的相关性的矩阵Nr计算得到。
这里,构成系统矩阵Ap的第一单元电池21a的内阻值R1j会随着第一单元电池21a的温度发生变化,第二单元电池21b的内阻值R2j会随着第二单元电池21b的温度发生变化。因此,为了满足观测器所要求的鲁棒性,计算出相对于各内阻值R1j、R2j的变动满足二次稳定性的观测器增益L。还计算出相对于各噪声v(t)、w(t)也满足二次稳定性的观测器增益L。
详细而言,首先,为了简化,忽视观测器的状态方程中观测噪声v(t)和过程噪声w(t)的影响。用多面体(Polytope)的形式来表示构成系统矩阵Ap的各内阻值R1j、R2j的变动。这里,将第一单元电池21a的内阻值R1j的上限值、下限值记为R1U、R1L,将第二单元电池21b的内阻值R2j的上限值、下限值记为R2U、R2L。
各内阻值R1j、R2j的组合为2的2次方个(4个),因此参数框(parameter box)的顶点有4个。使用参数框的顶点即各内阻值R1j、R2j各自的上下限值,将上式(eq16)所示的各矩阵Ap、Bp、Cp、Dp表示为矩阵An、Bn、Cn、Dn(n=1,2,3,4)。这里,各矩阵An、Bn、Cn、Dn用下式(eq18)来表示。
数学式18
A1=A(RlL,R2L),A2=A(R1U,R2L),A3=A(R1L,R2U),A4=A(R1U,R2U)
B1=B2=B3=B4=Bp,C1=C2=C3=C4=Cp,D1=D2=D3=D4=Dp
上式(eq12)中的状态变量xe(t)和上式(eq16)中的推断值xh(t)之间的推断误差e(t)用下式(eq19)表示。
数学式19
e(t)=xh(t)-xe(t) …(eq19)
上式(eq10)、(eq16)用多面体的形式来表现,并且基于上式(eq19),可以导出下式(eq20)作为误差动态范围(Error dynamics)。
数学式20
为了使上式(eq20)所示的误差动态范围呈现出二次稳定性,使用下式(eq21)所示的李雅普诺夫函数。
数学式21
V(e)=eT(t)Pe(t) …(eq21)
为了呈现出二次稳定性,上式(eq21)的微分值为负定即可。对上式(eq21)进行微分,可导出下式(eq22)。
数学式22
上式(eq22)中,若“S=P2”,则可导出下式(eq23)所表示的线性矩阵不等式(LMI)。
数学式23
这里,将推断误差e(t)的收敛率记为α。考虑到收敛率α,可从上式(eq23)导出包含收敛率α和广义矩阵Ep的下式(eq24)。
数学式24
本实施方式中,收敛率α如下式(eq25)所示,定义为推断误差e(t)的振幅的衰减特性。
数学式25
||xh(t)||<ρ·exp(-a·t)||xh(0)|| …(eq25)
其中,ρ>0,||||为欧几里得范数
通过在参数框的各顶点求解上式(eq24)所示的LMI,能够计算出矩阵P。通过将计算出的矩阵P输入上式(eq17),可以计算出相对于各内阻值R1j、R2j的变动及各噪声v(t)、w(t)满足二次稳定性的观测器增益L。
第三、第四单元电池21c、21d的内部温度也可以用与第一、第二单元电池21a、21b的内部温度的推断方法相同的方法来进行推断。
<温度推断处理>
接下来,对控制部60进行的温度推断处理进行说明。图4中示出控制部60所具备的观测器61。本实施方式中,由于传递矩阵Dp为零矩阵,因此图4中省略传递矩阵Dp的图示。
观测器61具备偏差计算部61a、输出乘法部61b、增益处理部61c、加法部61d、控制乘法部61e、系统乘法部61f和系数乘法部61g。
偏差计算部61a从输出变量y(t)减去输出乘法部61b所输出的矩阵Cpxh(t)。
增益处理部61c计算出观测器增益L,并将计算出的观测器增益L与偏差计算部61a输出的矩阵“y(t)-Cpxh(t)”相乘。加法部61d将增益处理部61c输出的矩阵“L(y(t)-Cpxh(t))”与控制乘法部61e输出的矩阵Bnu(t)、系统乘法部61f输出的矩阵Anxh(t)相加。这里,输入变量u(t)由第一、第三温度传感器50、52的温度检测值Tsens、Tair构成。
系数乘法部61g将加法部61d输出的矩阵“Anxh(t)+Bnu(t)+L(y(t)-Cpxh(t))”与广义矩阵Ep相乘。积分器61h对系数乘法部61g输出的矩阵“Ep[Anxh(t)+Bnu(t)+L(y(t)-Cpxh(t)-Du(t))]”进行积分,从而计算出状态变量的推断值xh(t)。
对系统乘法部61f的系统矩阵An和控制乘法部61e的控制矩阵Bn中包含的各参数R12、R1hc、R1ht、R2hc、R2ht、C1、C2依次进行辨识。但这些参数的辨识并不是本实施方式的主要部分,因此省略辨识方法的详细说明。
增益处理部61c相当于基于上式(eq17)计算观测器增益L的增益计算部。详细而言,增益处理部61c首先求解上式(eq24)所表示的LMI,从而计算出矩阵P。增益处理部61c将计算出的矩阵P作为输入,基于上式(eq17),计算观测器增益L。
这里,本实施方式中,增益处理部61c计算观测器增益L,以在单元电池21所能获取的整个变动范围内都满足观测器所要求的鲁棒性。这能够通过设定部62设定在计算矩阵P时应当考虑的内阻值R1j、R2j的变动范围来实现。下面,对设定部62进行说明。
单元电池21的温度越低,第一、第二单元电池21a、21b的内阻值R1j、R2j的值越大。因此,在计算矩阵P时应当考虑的内阻值R1j、R2j的变动范围会随着单元电池21的温度而变更。这里,在本实施方式中,电池单元10并不具备直接检测单元电池21a的温度的温度传感器。因此,设定部62根据第三温度传感器52的温度检测值Tair来变更在计算矩阵P时应当考虑的内阻值R1j、R2j的变动范围。本实施方式中,能够基于第三温度传感器52的温度检测值Tair来变更变动范围是因为在电池单元10的工作过程中,温度检测值Tair与单元电池21的温度具有正相关性。由于具有该相关性,能够将温度检测值Tair与内阻值R1j、R2j关联起来。
如图5所示,在温度T0~温度T7的第三温度传感器52的温度检测值Tair所能获取的变动范围TB内,设定部62从分割变动范围TB而设定为多个的各温度范围TA1~TA7中,选择包含第三温度传感器52的温度检测值Tair的温度范围。设定部62设定与所选择的温度范围的边界(相对于下侧邻接的温度范围和上侧邻接的温度范围的边界)相应的各内阻值R1j、R2j的上下限值R1L、R1U、R2L、R2U。图5中示出了将温度检测值Tair包含在温度范围TA4中的情况下的第一单元电池21a的内阻值的上限值R1U设定为RU,将内阻值的下限值R1L设定为RL的例子。
如图5所示,在对温度检测值Tair所能获取的变动范围TB进行分割后得到的各温度范围TA1~TA7中分别设定各内阻值R1j、R2j的上下限值,从而能够使求解LMI计算矩阵P时应当考虑的内阻值的变动范围变窄。尤其是本实施方式中,单元电池21的温度越低,单元电池21的每单位温度下降量对应的各内阻值R1j、R2j的增加量越大,因此,温度检测值Tair越低,各温度范围TA1~TA7分别设定得越窄。由此,能够使应当考虑的内阻值的变动范围进一步变窄。其结果是,能够在分割后的各温度范围TA1~TA7中分别计算出满足鲁棒性的观测器增益L,进而能够在整个变动范围TB内满足观测器的鲁棒性。
另外,本实施方式中,设定部62存储有分别对应于各温度范围TA1~TA7且预先设定的收敛率α的值。设定部62选择各温度范围TA1~TA7中包含第三温度传感器52的温度检测值Tair的温度范围所对应的收敛率α的值,并将其输出到增益处理部61c。从而,能够在各温度范围TA1~TA7中分别使用与单元电池21的温度相应的收敛率α,以缩短推断出的内部温度收敛至实际的内部温度的时间。
也就是说,在各温度范围TA1~TA7中,收敛率α可以使用相同的值,也可以使用不同的值。增益处理部61c计算使矩阵“An-LCp”的特征值为负的观测器增益L。
由此,根据本实施方式,控制部60在温度检测值Tair所能获取的整个变动范围TB中,能够满足推定单元电池21的内部温度的观测器61的鲁棒性。因此,在寒冷地区、温暖地区这样的各种车辆使用环境下,无需采用适应该使用环境的观测器61,可以使用通用的观测器。
根据以上详细说明的本实施方式,能够得到以下效果。
控制部60对能够作为单元电池21的温度来假定的变动范围TB进行分割,从而确定多个温度范围TA1~TA7,在这些温度范围TA1~TA7中,分别利用与该温度范围对应的各内阻值R1j、R2j的上下限值来计算观测器增益L以满足鲁棒性。换言之,控制部60根据单元电池21的温度来规划观测器增益L。因此,即使在变动范围TB较大的情况下,也能够在各温度范围TA1~TA7中分别计算出满足鲁棒性的LMI的解P。从而,能够在各温度范围TA1~TA7中分别计算出满足鲁棒性的观测器增益L,能够提高单元电池21的内部温度的推断精度。
在各温度范围TA1~TA7中分别单独地设定状态变量的推断值xh(t)的收敛率α。因此,在各温度范围TA1~TA7中能够分别使收敛率α最优化。由此,即使在推断出的内部温度与实际的内部温度之间存在推断误差的情况下,也能够使该推断误差迅速收敛至零。
第三温度传感器52的温度检测值Tair越低,各温度范围TA1~TA7分别设定得越窄。因此,温度检测值Tair越低的温度范围,越能够抑制与该温度范围的边界相应的各内阻值R1j、R2j的上下限值之差变大。由此,在各温度范围TA1~TA7中,能够分别计算出上式(eq24)所示的LMI的矩阵P,能够计算出满足鲁棒性的观测器增益L。
本实施方式中,上式(eq24)所示的LMI中包含涉及噪声的矩阵Rb、Nb。从而,即使在存在观测噪声和过程噪声的情况下,也能够保证包含观测器61中的增益处理部61d在内的闭环的稳定性。从而,能够避免单元电池21的内部温度的推断值离散等,能够进一步提高内部温度的推断精度。
(实施方式2)
下面,参照附图,以与上述实施方式1的不同点为中心,对实施方式2进行说明。本实施方式中,将上述实施方式1所说明的温度推断处理记为第一温度推断处理。本实施方式中,控制部60不仅进行第一温度推断处理,还进行第二温度推断处理。而且,本实施方式中,控制部60根据单元电池21的推断温度,进行使用第一、第二温度推断处理中的哪一个来推断温度的切换处理。下面,对第二温度推断处理进行说明,然后再对切换处理进行说明。
<第二温度推断处理>
本实施方式中,控制部60使用图6所示的热回路网模型来进行第二温度推断处理。图6所示的热回路网模型将之前图3所示的模型进行了简化。详细而言,从图3所示的模型删除了第一、第二空间路径部K1b、K2b、单元电池间路径部Kt和各热电容C1、C2。下面,以第一、第二单元电池21a、21b为例进行说明。
第一电极片路径部K1a两端的温度差用Q1j×R1hc表示,第二电极片路径部K2a两端的温度差用Q2j×R2hc表示。基板路径部Kp两端的温度差用(Q1j+Q2j)×Rp表示。因此,第一、第二单元电池21a、21b的内部温度T1、T2可以用下式(eq26)来表示。
数学式26
第一、第三温度传感器50、52的温度检测值之差可以用“Tsens-Tair”来表示。该温度差“Tsens-Tair”相当于基板路径部Kp两端的温度差。基板路径部Kp中的传递热量为“Q1j+Q2j”,因此,可以用下式(eq27)来表示“Q1j+Q2j”。
数学式27
将上式(eq27)代入上式(eq26),可导出下式(eq28)。
数学式28
从而,在导热路径上的各导热电阻Rb、Rp、R1hc、R2hc和第一、第三温度传感器50、52的温度检测值Tsens、Tair已知的情况下,基于这些值,能够计算出第一、第二单元电池21a、21b的内部温度T1、T2。
接下来,使用图7,对基于上述热回路网模型的第二温度推断处理进行说明。图7的各功能块由控制部60来实现。第二温度推断处理中,分别单独地进行推断第一、第二单元电池21a、21b的内部温度的处理和推断第三、第四单元电池21c、21d的内部温度的处理。
如图7所示,控制部60具备第一温度差计算部71、第二温度差计算部72、加法部73、第三温度差计算部74和加法部75。
第一温度差计算部71从第一温度传感器50的温度检测值Tsens减去第三温度传感器52的温度检测值Tair,从而计算出这两个温度检测值的温度差ΔT。
第二温度差计算部72基于第一温度差计算部71计算出的温度差ΔT,计算出第一单元电池21a的内部温度T1与第一温度传感器50的温度检测值Tsens的温度差y1。该温度差g1用下式(eq29)表示。
数学式29
温度差g1相当于上式(eq28)的T1的第二项与第三项之和。上式(eq29)的各导热电阻Rb、Rp、R1hc均取合适的值,Q1hc×R1hc也取合适的值。本实施方式中,温度差g1相当于“推断温度差”,第二温度差计算部72相当于温度差计算部。
加法部73将第二温度差计算部72计算出的温度差g1与第一温度传感器50的温度检测值Tsens相加。从而计算出第一单元电池21a的内部温度T1。本实施方式中,加法部73相当于电池温度计算部。
第三温度差计算部74基于第一温度差计算部71计算出的温度差ΔT,计算出第二单元电池21b的内部温度T2与第一温度传感器50的温度检测值Tsens的温度差g2。该温度差g2用下式(eq30)表示。
数学式30
温度差g2相当于上式(eq28)的T2的第二项与第三项之和。上式(eq30)的导热电阻Rb、Rp、R2hc均取合适的值,Q2hc×R2hc也取合适的值。本实施方式中,温度差y2相当于“推断温度差”,第三温度差计算部74相当于温度差计算部。
加法部75将第三温度差计算部74计算出的温度差g2与第一温度传感器50的温度检测值Tsens相加。从而计算出第二单元电池21b的内部温度T2。本实施方式中,加法部75相当于电池温度计算部。第三、第四单元电池21c、21d也可以通过与图7所示的方法相同的方法来推断内部温度。这种情况下,只要将上式(eq29)、(eq30)中的导热电阻和传递热量变更为第三、第四单元电池21c、21d所对应的导热电阻和传递热量,并且代替第一温度传感器50的温度检测值,将第二温度传感器51的温度检测值作为Tsense即可。
<切换处理>
图8中示出使用第一、第二温度推断处理中的哪一个来推断温度的切换处理的步骤。该处理由控制部60例如每隔规定周期反复执行。本实施方式在图8所示的处理中,初次的步骤S10或初次的步骤S10、S11中使用的内部温度Te是使用由第一、第二温度推断处理中预先设定的一方推断得到的值。具体而言,例如使用由推断精度较高的第一温度推断处理推断得到的内部温度。
该一系列的处理中,首先在步骤S10,控制部60判断第一、第二温度推断处理中当前正在执行的推断处理所推断出的内部温度Te是否超过上限温度Tmax。上限温度Tmax设定为比能够维持单元电池21的可靠性的温度上限值(以下称为“容许上限值TUlim”)要小的值。
在步骤S10中判断为否的情况下,步骤S11中,控制部60判断第一、第二温度推断处理中当前正在执行的推断处理所推断出的内部温度Te是否小于下限温度Tmin。下限温度Tmin设定为小于上限温度Tmax的值,且是比能够维持单元电池21的可靠性的温度下限值(以下称为“容许下限值TLlim”)要大的值。
在步骤S11中判断为否的情况下,步骤S12中,控制部60进行第二温度推断处理。另一方面,在步骤S10、S11中判断为是的情况下,步骤S13中,控制部60进行第一温度推断处理。
也就是说,本实施方式中,下限温度Tmin~上限温度Tmax的温度范围相当于第一温度范围。下限温度Tmin~容许下限值Tllim的温度范围和上限温度Tmax~容许上限值TUlim的温度范围相当于第二温度范围。本实施方式中,第二温度范围中单元电池的可靠性低于第一温度范围是指例如第二温度范围中单元电池21的放电容量最大值小于第一温度范围中单元电池21的放电容量最大值。
本实施方式中,根据推断出的温度在第一和第二推断处理这两个推断处理之间进行切换是基于以下说明的理由。
本实施方式中,第一温度推断处理的内部温度推断精度高于第二温度推断处理的内部温度推断精度。第二温度推断处理推断内部温度所需要的处理负荷小于第一温度推断处理推断内部温度所需要的处理负荷。因此,在第二温度推断处理推断出的内部温度Te超过上限温度Tmax或者低于下限温度Tmin之前,持续由第二温度推断处理来推断内部温度Te。从而,在第二温度推断处理推断出的内部温度Te超过上限温度Tmax或者低于下限温度Tmin之前,能够减轻控制部60的处理负荷。
另一方面,当第二温度推断处理推断出的内部温度Te超过上限温度Tmax或低于下限温度Tmin时,从第二温度推断处理切换到第一温度推断处理。因此,在内部温度Te上升并接近容许上限值TUlimit、或者内部温度Te下降并接近容许下限值TLlimit的情况下,能够提高内部温度Te的推断精度。从而,能够避免单元电池21在过热状态或低温状态下进行使用。因而,能够避免单元电池21劣化。
(其它实施方式)
上述各实施方式也可以按照如下的方式变更来实施。
上述实施方式1中,也可以设定各温度范围TA1~TA7各自的温度范围,以使各温度范围TA1~TA7中与温度范围的边界对应的各内阻值R1j、R2j的上下限值之差彼此相等。
上述实施方式2中,也可以仅在第二温度推断处理推断出的内部温度Te超过上限温度Tmax时,切换到第一温度推断处理。也可以仅在第二温度推断处理推断出的内部温度Te小于下限温度Tmin时,切换到第一温度推断处理。
第二温度推断处理不仅限于上述实施方式2所例示的情况。只要处理负荷低于第一温度推断处理,也可以是与上述实施方式2所例示的处理不同的处理。
上式实施方式1中,基于第三温度传感器52的温度检测值Tair来设定第一、第二单元电池21a、21b的内阻值的上下限值,但不限于此。例如,在内阻值与第一温度传感器50的设置位置的温度之间为正相关的情况下,也可以基于第一温度传感器50的温度检测值Tsens来设定内阻值的上下限值。
上述实施方式1中,热回路网模型不仅限于之前图3所示的情况。例如,也可以是省略了单元电池间路径部Kt、空间路径部K1b、K2b中的任一方的模型。
收纳壳体40内的控制基板30的配置方式不限于图1所示的情况。例如,也可以在电池组20与周壁部42之间,以基板面对着周壁部42的内表面的状态来配置控制基板30。
收纳壳体40内的单元电池21的配置方式不限于图1所示的情况。例如,也可以采用在单元电池21的板面向着周壁部42的内周面的状态下将单元电池配置在收纳壳体40内的纵向配置结构。
上述实施方式1中,利用观测器61来推断单元电池的内部温度,但不限于此。例如,也可以推断单元电池的表面温度(扁平状容器25的表面温度)。
本申请以日本专利申请2015-156049为基础要求优先权,作为该优先权基础的日本专利申请所公开的内容以参考资料的形式包括在本申请内。
标号说明
10电池单元;21单元电池;60控制部;61观测器;62设定部。
Claims (16)
1.一种电池温度推断装置,其特征在于,
适用于电池单元(10),该电池单元(10)具备电池(21)、检测所述电池中流过的电流的电流检测部(53)、以及设置在对所述电池所产生的热量进行传递的导热路径(K1a、Kb、Kp)上的用于检测周围温度的温度检测部(50~52),
所述电池温度推断装置包括:观测器(61),该观测器(61)分别基于所述电流检测部的电流检测值和所述温度检测部的温度检测值,对由热回路网模型导出的状态方程式中的所述电池的温度依次进行推断,其中,所述热回路网模型是通过将所述电池中流过的电流值和所述导热路径的规定位置处的温度分别作为输入变量,将所述电池的温度作为状态变量,且对分别包含所述电池的温度越低,电阻值就越大的所述电池的内阻的所述导热路径中热量的移动进行建模而得到;以及
设定部(62),该设定部(62)从对所述温度检测部的温度检测值所能获取的变动范围进行分割而设定为多个的各温度范围中,选择包含所述温度检测值的温度范围,并设定与所选择的温度范围的边界相应的所述电池的内阻值的上下限值,
所述观测器(61)包括增益计算部(61c),该增益计算部(61c)基于所述设定部所设定的所述内阻值的上下限值,计算出所述观测器所用的观测器增益。
2.如权利要求1所述的电池温度推断装置,其特征在于,
在分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围中,分别单独地设定使所述观测器所推断的所述电池的温度收敛至其实际值的收敛率。
3.如权利要求1或2所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述电池的温度越低,所述电池的每单位温度下降量所对应的所述内阻值的增加量越大,
所述温度检测值越低,分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围分别设定得越窄。
4.如权利要求1所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围中各自的所述内阻值的变动稳定的所述观测器增益。
5.如权利要求2所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围中各自的所述内阻值的变动稳定的所述观测器增益。
6.如权利要求3所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于分割所述变动范围而设定为多个的各温度范围中各自的所述内阻值的变动稳定的所述观测器增益。
7.如权利要求1所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于成为控制对象的所述热回路网模型中混入到信号中的过程噪声和观测噪声稳定的所述观测器增益。
8.如权利要求2所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于成为控制对象的所述热回路网模型中混入到信号中的过程噪声和观测噪声稳定的所述观测器增益。
9.如权利要求3所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于成为控制对象的所述热回路网模型中混入到信号中的过程噪声和观测噪声稳定的所述观测器增益。
10.如权利要求4所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述增益计算部计算出使所述观测器的闭环相对于成为控制对象的所述热回路网模型中混入到信号中的过程噪声和观测噪声稳定的所述观测器增益。
11.如权利要求1所述的电池温度推断装置,其特征在于,
具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,
所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,
预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,
所述电池温度推断装置还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
12.如权利要求2所述的电池温度推断装置,其特征在于,
具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,
所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,
预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,
所述电池温度推断装置还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
13.如权利要求3所述的电池温度推断装置,其特征在于,
具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,
所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,
预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,
所述电池温度推断装置还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
14.如权利要求4所述的电池温度推断装置,其特征在于,
具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,
所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,
预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,
所述电池温度推断装置还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
15.如权利要求5所述的电池温度推断装置,其特征在于,
具备推断部,该推断部以小于所述观测器推断所述电池的温度所需要的处理负荷,且采用与所述观测器推断所述电池的温度的方法不同的方法来推断所述电池的温度,
所述观测器的温度推断精度高于所述推断部的温度推断精度,
预先设定与所述电池的可靠性相关联的彼此邻接的第一温度范围和第二温度范围,第二温度范围是所述电池的可靠性比所述第一温度范围要低的温度范围,
所述电池温度推断装置还具备切换部,在包含所述推断部推断出的温度的温度范围为所述第一温度范围的情况下,持续由所述推断部推断温度,在包含所述推断部推断出的温度范围从所述第一温度范围变为所述第二温度范围的情况下,切换到由所述观测器推断温度。
16.如权利要求11~15中任一项所述的电池温度推断装置,其特征在于,
所述温度检测部包括:位于所述导热路径上且设置在到所述电池的导热路径长度小的位置上的近距离温度检测部(50、51);以及位于所述导热路径上且设置在到所述电池的导热路径长度大的位置上的远距离温度检测部(52),
所述导热路径中,在所述电池与所述近距离温度检测部之间的第一路径部(K1a、K2a、Kb)中存在第一导热电阻(R1hc、R2hc、Rb),在所述近距离温度检测部与所述远距离温度检测部之间的第二路径部(Kp)中存在第二导热电阻(Rp),
所述推断部具有:
温度差计算部,该温度差计算部基于所述近距离温度检测部和所述远距离温度检测部各自的温度检测值之差即检测温度差、所述第一导热电阻和所述第二导热电阻,计算所述近距离温度检测部的设置位置与所述电池的温度差即推断温度差;以及
电池温度计算部,该电池温度计算部通过将所述近距离温度检测部的温度检测值与所述温度差计算部计算出的所述推断温度差相加,计算出所述电池的温度。
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