CN108627771A - 电池状态推测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池状态推测装置。使用阻抗准确地推测电池的状态。电池状态推测装置(100)具备：取得单元(110)，在相互不同的多个温度下取得电池(10)的复阻抗；计算单元(120)，计算第一直线的斜率或者第二直线的斜率，作为阻抗斜率，所述第一直线是将多个复阻抗在第一预定频率下的值相互连结的直线，所述第二直线是将多个复阻抗在第二预定频率下的值相互连结的直线与实数分量的轴的交点收敛的点、和多个复阻抗中的至少一个在所述第二预定频率下的值连结而成的直线；以及推测单元(140)，在判定单元(130)中判定为电池的温度处于预定的温度区域的情况下，根据阻抗斜率和在存储单元(140)中存储的关系，推测与电池相关的电池状态。

Description

电池状态推测装置
技术领域
本发明涉及推测搭载于车辆等的电池的状态的电池状态推测装置的技术领域。
背景技术
作为该种装置，已知通过解析电池的阻抗来推测电池的充电量、劣化状态等的例子。例如，在专利文献1中，提出了根据连结频率不同的2个以上的复阻抗的直线的倾斜角度来检测电池的充电量这样的技术。另外，在专利文献2中，提出了用蓄电装置内的离子难以追随的频率的信号测定内部阻抗，根据测定值计算蓄电装置内部的温度这样的技术。
另外，作为计算电池的阻抗的方法，在例如专利文献3中，公开了如下技术：对针对输入的矩形波信号的响应信号进行傅里叶变换，根据计算出的频率特性计算电化学电池单元的阻抗特性。
现有技术文献
专利文献1：国际公开2013/114669号
专利文献2：国际公开2013/018641号
专利文献3：日本特开2014-126532号公报
发明内容
电池的阻抗起因于电荷移动等，所以温度依赖性极其大。因此，即便是例如±5℃左右的温度变化，也难以根据阻抗推测电池的状态。
电池的温度虽然还能够使用温度传感器等来检测，但用这样的传感器检测出的温度和实际的电池内部的温度未必一致。另外，在电池内存在面内或者空间内温度偏差，所以也难以高精度地检测应与阻抗对应起来的温度。此外，在专利文献2记载的技术中，使用不易受到温度依赖性的影响的频率区域来检测电池的内部温度，但在高的频率区域的电阻分量中，有端子电阻、电极体内部的电子电阻、电解质电阻，在呈现温度依赖性的电解质电阻以外的电阻变化时，测定精度极端地降低。
在专利文献1记载的技术中，使用阻抗来检测电池的状态，但完全未考虑电池的温度。因此，即使频率相同，取决于电池的温度，检测的阻抗的值也为不同的值，作为结果，产生无法准确地检测电池的状态这样的技术性的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于提供一种能够使用阻抗来准确地推测电池的状态的电池状态推测装置。
<1>
具备：取得单元，在相互不同的多个温度下取得电池的复阻抗；计算单元，在将所述复阻抗的实数分量及虚数分量作为轴的复平面上，计算第一直线的斜率或者第二直线的斜率作为阻抗斜率，所述第一直线是将所述取得的多个所述复阻抗在第一预定频率下的值相互连结的直线，所述第二直线是将所述多个复阻抗在第二预定频率下的值相互连结的直线与所述实数分量的轴的交点在使所述第二预定频率变化的情况下收敛的点、和所述多个复阻抗中的至少一个在所述第二预定频率下的值连结而成的直线；判定单元，判定所述电池的温度是否处于预定的温度区域；存储单元，预先存储所述阻抗斜率和与所述电池相关的电池状态的关系；以及推测单元，在判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域的情况下，根据由所述计算单元计算出的所述阻抗斜率和在所述存储单元中存储的所述关系，推测与所述电池相关的电池状态。
根据本发明的电池状态推测装置，根据在相互不同的多个温度下取得的复阻抗，计算复平面上的阻抗斜率。具体而言，阻抗斜率被计算为第一直线(也可以是近似直线)的斜率或者第二直线(也可以是近似直线)的斜率，第一直线是将多个复阻抗在第一预定频率下的值相互连结的直线，第二直线是将多个复阻抗在第二预定频率下的值相互连结的直线(也可以是近似直线)与实数分量的轴的交点在使第二预定频率变化的情况下收敛的点、和多个复阻抗中的至少一个在第二预定频率下的值连结而成的直线。
根据本申请发明人的研究判明，如果使用阻抗斜率，则能够排除复阻抗的温度依赖性所致的影响，推测准确的电池状态。即，能够不依赖于电池的温度而推测电池状态。此外，“电池状态”是指，例如充电量(SOC：State Of Charge，充电状态)、劣化状态(SOH：StateOf Health，健康状态)等可能随着时间的经过变化或者可能根据时刻而不同的电池的定量或者定性的性质，在此特别是指表示为数据的性质。
另一方面，还判明即使假设使用阻抗斜率排除了温度依赖性，在特定的温度区域中仍无法准确地推测电池状态。因此，在本发明中，在判定为电池的温度处于预定的温度区域的情况下，根据阻抗的斜率推测电池状态。在此，“预定的温度区域”被设定为通过利用阻抗斜率，能够不依赖于电池的温度而推测电池状态的温度区域(换言之，无法准确地推测电池状态的区域以外的区域)。另外，关于判定单元中的与电池的温度有关的判定，是如能够判定电池的温度是否在无法准确地推测上述电池状态的温度区域那样的信息即可，不要求使用如呈现具体的温度那样的信息。因此，根据本发明，在推测电池状态时，无需进行高精度的温度检测、温度调整等，而能够恰当地推测电池状态。
<2>
在本发明的电池状态推测装置的一个方案中，所述推测单元在判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域的情况下，不推测与所述电池相关的电池状态。
根据该方案，在电池的温度并非预定的温度区域的情况下，不推测电池状态，所以能够防止推测错误的电池状态。
<3>
在包括上述判定单元的方案中，所述判定单元也可以(i)取得与所述第一直线或者第二直线和所述实数分量的轴的交点有关的信息，(ii)在所述交点收敛于预定范围内的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述交点不收敛于所述预定范围内的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
在该情况下，通过第一直线或者第二直线和规定复平面的实数轴的交点是否收敛于预定范围内，判定电池的温度是否在预定的温度区域。在此，“预定范围”是指，在电池的温度在预定的温度区域的情况下，被设定为上述交点的分布收敛的范围。交点的分布具有温度依赖性，所以能够根据交点的分布是否收敛，间接地推测电池的温度。因此，在本方案中，即使不直接检测电池的温度，也能够根据复阻抗判定电池的温度是否在预定的温度区域。因此，能够极其恰当地判断是否执行推测处理。
<4>
在包括上述判定单元的方案中，所述判定单元也可以(i)取得与所述第一直线或者第二直线的斜率有关的信息，(ii)在所述第一直线或者第二直线的斜率处于预定的斜率范围内的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述第一直线或者第二直线的斜率不处于预定的斜率范围内的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
在该情况下，根据第一直线或者第二直线的斜率是否处于预定的斜率范围内，判定电池的温度是否在预定的温度区域。在此，“预定的斜率范围”是指，被设定为表示电池的温度在预定的温度区域的情况的、与第一直线或者第二直线的斜率对应的值的范围。在本方案中，即使不直接检测电池的温度，也能够根据复阻抗判定电池的温度是否在预定的温度区域。因此，能够极其恰当地判断是否执行推测处理。
<5>
在包括上述判定单元的方案中，所述判定单元也可以(i)取得作为所述取得单元取得了所述多个复阻抗时或者取得所述多个复阻抗之前的所述电池的温度的取得温度，(ii)在所述取得温度处于所述预定的温度区域的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述取得温度不处于所述预定的温度区域的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
在该情况下，根据作为在取得了复阻抗时或者取得复阻抗之前(优选刚要取得之前)的电池的温度的取得温度是否处于预定的温度区域，判定电池的温度是否在预定的温度区域。因此，能够恰当地判断是否执行推测处理。
<6>
在本发明的电池状态推测装置的其它方案中，所述计算单元在所述取得单元取得的所述多个复阻抗中，(i)使用在所述电池的温度处于所述预定的温度区域的状态下取得的复阻抗，另一方面，(ii)不使用在所述电池的温度不处于所述预定的温度区域的状态下取得的复阻抗，计算所述阻抗斜率。
根据该方案，取得的多个复阻抗中的、在电池的温度不处于预定的温度区域的状态下取得的复阻抗不用于阻抗斜率的计算。即，仅根据取得的多个复阻抗中的、在电池的温度处于预定的温度区域的状态下取得的复阻抗，计算阻抗斜率。由此，能够排除不应该用于电池状态的推测的复阻抗的影响来推测电池状态，其结果，能够推测准确的电池状态。
<7>
在本发明的电池状态推测装置的其它方案中，所述电池状态包括表示所述电池的充电量的值。
根据该方案，能够推测表示电池的充电量的值(例如SOC)。
<8>
在本发明的电池状态推测装置的其它方案中，所述电池状态包括表示所述电池的劣化度的值。
根据该方案，能够推测表示电池的劣化状态的值(例如SOH)。
本发明的作用以及其它优点根据接下来说明的具体实施方式将更加明确。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的电池状态推测装置的结构的框图。
图2是示出SOC90％时的阻抗斜率的一个例子的图形。
图3是示出SOC95％时的阻抗斜率的一个例子的图形。
图4是示出SOC100％时的阻抗斜率的一个例子的图形。
图5是示出阻抗斜率和SOC的关系的示意图。
图6是示出阻抗斜率和SOH的关系的示意图。
图7是示出表示阻抗斜率的直线和X轴的交点的图形。
图8是示出表示阻抗斜率的直线和X轴的交点的分布在特定的频带中收敛的图形。
图9是示出从原点起的阻抗斜率的频率特性的图。
图10是示出从校正基准点起的阻抗斜率的频率特性的图。
图11是示出蓄电池温度和校正基准点的关系的示意图。
图12是示出蓄电池温度和从校正基准点起的斜率的关系的示意图。
图13是示出第一实施方式所涉及的电池状态推测装置的动作的流程的流程图。
图14是示出第二实施方式所涉及的电池状态推测装置的动作的流程的流程图。
图15是示出第三实施方式所涉及的电池状态推测装置的动作的流程的流程图。
图16是示出第四实施方式所涉及的电池状态推测装置的动作的流程的流程图。
(符号说明)
10：蓄电池；100：电池状态推测装置；110：阻抗取得部；120：斜率计算部；130：温度判定部；140：存储部；150：电池状态推测部。
具体实施方式
参照附图，说明本发明的电池状态推测装置的实施方式。
<第一实施方式>
说明第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100。以下，以电池状态推测装置100构成为推测与车辆的蓄电池相关的电池状态的装置的情况为例子进行说明。
(1)装置结构
首先，参照图1，说明第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100的结构。图1是示出第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100的结构的框图。
如图1所示，第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100是与车辆的蓄电池10电连接的电子单元，构成为推测作为蓄电池10的电池状态的SOC的装置。此外，蓄电池10是“电池”的一个具体例子，构成为例如锂离子电池等可充电的液系二次电池。
电池状态推测装置100构成为作为在其内部实现的理论或者物理性的处理块，具备阻抗取得部110、斜率计算部120、温度判定部130、存储部140、电池状态推测部150。
阻抗取得部110是“取得单元”的一个具体例子，构成为能够取得蓄电池10的复阻抗。阻抗取得部110例如一边使频率变化一边对蓄电池10施加交流电压，从而取得复阻抗。此外，对复阻抗的取得方法能够适宜地采用既存的技术，所以此处的详细的说明省略。构成为由阻抗取得部110取得的蓄电池10的复阻抗被输出到斜率计算部120。
斜率计算部120是“计算单元”的一个具体例子，构成为能够计算蓄电池10的阻抗斜率。斜率计算部120关于由阻抗取得部110取得的多个复阻抗，在复平面上描绘将与第一预定频率对应的值彼此连结的直线(也可以是近似直线)，将该直线的斜率计算为阻抗斜率。“第一预定频率”是为了计算阻抗斜率而预先设定的值，从为了取得复阻抗而对蓄电池10施加的交流电压的频率的范围内适宜地选择。构成为由斜率计算部120计算出的阻抗斜率被输出到温度判定部130以及电池状态推测部150。
温度判定部130是“判定单元”的一个具体例子，构成为能够根据由斜率计算部120计算出的阻抗斜率，判定蓄电池10的温度是否在预定的温度区域内。“预定的温度区域”被预先设定为适合于根据阻抗斜率来推测蓄电池10的SOC、SOH的温度区域。关于由温度判定部130实施的判定处理的具体内容，在后面详述。构成为由温度判定部130判定的判定结果被输出到电池状态推测部150。
存储部140是“存储单元”的一个具体例子，构成为包括例如ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)等。存储部140存储有从事先的仿真结果等导出的蓄电池10的阻抗斜率、和SOC或者SOH的关系。更具体而言，例如一边使SOC变化一边反复进行在SOC判明的状态下计算阻抗斜率这样的作业，将把此时的阻抗斜率和SOC关联起来的结果存储到存储部140。此外，在如用特定的公式表示阻抗斜率和SOC或者SOH的关系的情况下，存储部140也可以存储该公式。构成为在存储部140中存储的信息被适宜地输出到电池状态推测部150。
电池状态推测部150是“推测单元”的一个具体例子，构成为能够根据蓄电池10的阻抗斜率，推测SOC或者SOH(即“电池状态”)。电池状态推测部150根据由斜率计算部120计算出的复阻抗、和从存储部140读出的复阻抗以及SOC的关系，推测蓄电池10的SOC或者SOH。其中，如后所述根据温度判定部130的判定结果，决定是否执行电池状态推测部150推测蓄电池10的SOC或者SOH的处理。电池状态推测部150构成为能够输出推测出的蓄电池10的SOC或者SOH的值。
(2)阻抗斜率
接下来，参照图2至图4，说明在第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100中使用的阻抗斜率。图2是示出SOC90％时的阻抗斜率的一个例子的图形。图3是示出SOC95％时的阻抗斜率的一个例子的图形。图4是示出SOC100％时的阻抗斜率的一个例子的图形。
此外，在图2至图4中，为便于说明，示出在准确地已知蓄电池10的SOC的状态下取得的复阻抗。另外，关于取得复阻抗时的蓄电池10的温度，也是5℃、0℃、-5℃这样的准确地已知的状态，但在计算阻抗斜率时，不一定要求判明蓄电池10的准确的温度(即如果是在相互不同的温度下取得的结果，则具体的温度的值也可以不明)。
如图3所示，在蓄电池10的SOC是90％的情况下，在复平面上分别描绘在蓄电池10的温度是5℃、0℃、-5℃的状态下取得的复阻抗时，被描绘成如按照温度变低而向右侧滑动的不同曲线。在描绘将这些复阻抗的与第一预定频率(在此为15.8mHz)对应的值连结的直线(具体而言是从该值导出的近似直线)时，该直线的斜率成为“-0.163”。因此，该情况下的阻抗斜率被计算为“-0.163”。
如图4所示，在蓄电池10的SOC是95％的情况下，在复平面上分别描绘在蓄电池10的温度是5℃、0℃、-5℃的状态下取得的复阻抗，并描绘将这些复阻抗的与第一预定频率(即15.8mHz)对应的值连结的直线时，该直线的斜率成为“-0.187”。因此，该情况的阻抗斜率被计算为“-0.187”。
如图5所示，在蓄电池10的SOC是100％的情况下，在复平面上分别描绘在蓄电池10的温度是5℃、0℃、-5℃的状态下取得的复阻抗，并描绘将这些复阻抗的与第一预定频率(即15.8mHz)对应的值连结的直线时，该直线的斜率成为“-0.312”。因此，该情况的阻抗斜率被计算为“-0.312”。
如以上所述，本实施方式所涉及的“阻抗斜率”被计算为关于在多个温度条件下取得的蓄电池10的复阻抗，将与第一预定频率对应的值连结的直线的斜率。
(3)SOC以及SOH的计算方法
接下来，参照图5以及图6，说明使用上述阻抗斜率来计算蓄电池10的SOC或者SOH的方法。图5是示出阻抗斜率和SOC的关系的示意图。图6是示出阻抗斜率和SOH的关系的示意图。
如图5所示，根据本申请发明人的研究判明，蓄电池10的SOC越大，阻抗斜率的绝对值越大。该关系根据图2至图4所示的数据也明确，与SOC如90％、95％、100％上升对应地，阻抗斜率也如“-0.163”、“-0.187”、“-0.312”，其绝对值逐渐变大。
其结果，如果能够使用在相互不同的多个温度下取得的复阻抗来计算阻抗斜率，则能够根据该斜率的值恰当地推测蓄电池10的SOC。具体而言，如果存储部130存储如图6所示的示意图，则简单地导出与计算出的阻抗斜率对应的SOC的值。
另外，复阻抗自身是具有温度依赖性的值，但在本实施方式中，通过如在图2至图4中说明的那样计算阻抗斜率，阻抗斜率和SOC的关系为几乎不具有温度依赖性的关系。即，即使蓄电池10的温度变化，在图5所示的关系中也几乎不产生变化。因此，即使在例如蓄电池10的准确的温度的检测困难的状况下，也能够准确地推测蓄电池10的SOC。
如图6所示，根据本申请发明人的研究判明，蓄电池10的SOC和阻抗斜率的关系根据蓄电池10是初始品还是劣化品而不同。这起因于由于蓄电池10的SOH，从蓄电池10取得的复阻抗变化。
在蓄电池10的初始品和劣化品中，与各SOC对应的阻抗斜率的值也不同，其变化倾向也不同。具体而言，在SOC从80％变化为90％的情况下，在初始品中伴随SOC的增加而阻抗斜率减少，但在劣化品中伴随SOC的增加而阻抗斜率也增加。因此，如果关注于SOC增减的情况下的阻抗斜率的变动倾向，则能够推测蓄电池10的SOH。
此外，关于蓄电池10的SOH和阻抗斜率的关系，也排除温度依赖性的影响。因此，如果利用阻抗斜率，则不依赖于蓄电池10的温度而能够准确地推测蓄电池10的SOH。
(4)阻抗斜率的校正
接下来，参照图7以及图8，说明用于使阻抗斜率成为更适当的值的校正处理。图7是示出表示阻抗斜率的直线和X轴的交点的图形。图8是示出表示阻抗斜率的直线和X轴的交点的分布在特定的频带中收敛的图形。
如已经说明的，如果利用阻抗斜率，则能够在抑制温度依赖性的影响的同时推测蓄电池10的SOC或者SOH。然而，如上所述，仅通过利用将复阻抗的第一预定频率的值连结的直线的斜率，有时无法完全排除温度依赖性的影响。因此，斜率计算部120也可以如以下详述，进行校正计算出的阻抗斜率的处理。
如图7所示，在校正阻抗斜率时，斜率计算部120计算将多个复阻抗的与第二预定频率对应的值相互连结的直线，计算该直线和复平面的X轴(即实数分量的轴)的交点。在图7所示的例子中，第二预定频率被变更为0.01Hz、0.1Hz、1Hz这3个，计算3根直线以及作为这些直线和X轴的交点的3个交点。在此，根据本申请发明人的研究判明，多个直线和X轴的交点在特定的频率范围内收敛于1个点。
如图8所示，在第二预定频率是0.01Hz至0.1Hz的范围内，多个交点收敛于极其窄的范围。斜率计算部120将多个交点这样收敛的点决定为校正基准点。斜率计算部120能够将例如对收敛的多个交点(即图中的虚线所包围的交点)的位置进行平均而得到的值决定为校正基准点的位置。
在决定校正基准点后，斜率计算部120根据校正基准点来校正阻抗斜率。更具体而言，将把校正基准点和多个复阻抗中的任意一个的与第一预定频率对应的值连结的直线(具体而言是近似直线)的斜率作为阻抗斜率。即，阻抗斜率被校正为通过校正基准点的直线的斜率。
接下来，参照图9以及图10，详细说明通过使用了校正基准点的校正得到的技术性的效果。图9是示出从原点起的阻抗斜率的频率特性的图。图10是示出从校正基准点起的阻抗斜率的频率特性的图。
如图9所示，关于从原点起的阻抗斜率的频率特性，在将0℃的情况作为基准时，在5℃的情况以及-5℃的情况下的任意一个情况下，都产生某种程度的角度差(斜率的差)。这表示仅通过简单地计算从原点起的阻抗斜率，无法排除温度依赖性的影响。
另一方面，如图10所示，关于从校正基准点起的阻抗斜率的频率特性，在0.01Hz至0.1Hz的范围(图中的虚线所包围的范围)内，以0℃为基准的情况下的角度差消失。这表示，用通过校正基准点的直线校正阻抗斜率，从而能够大致完全排除0.01Hz至0.1Hz的范围内的温度依赖性的影响。该效果比根据将第一预定频率的值连结的直线计算出复阻抗的情况更好。
如以上说明，如果利用校正基准点来校正阻抗斜率，则能够更恰当地推测蓄电池10的SOC或者SOH。
(4)在电池状态的推测时可能发生的问题
接下来，参照图11以及图12，说明在利用阻抗斜率来推测蓄电池10的SOC、SOH的情况下可能引起的问题。图11是示出蓄电池温度和校正基准点的关系的示意图。图12是示出蓄电池温度和从校正基准点起的斜率的关系的示意图。
根据本申请发明人的研究判明，即使假设使用阻抗斜率排除了温度依赖性，在一部分的温度区域中，也无法准确地推测电池状态。具体而言，可知在蓄电池10的温度在预定的温度区域内的情况下，复阻抗和SOC或者SOH的关系稳定，所以能够准确地推测蓄电池10的电池状态，另一方面，在预定的温度区域以外的一部分的区域中，复阻抗和SOC或者SOH的关系不稳定，作为结果可能无法准确地推测蓄电池10的电池状态。
例如，图11所示的数据是关于在相互不同的多个温度下取得的多个阻抗，计算将与0.03Hz对应的值连结的直线和X轴的交点(即校正基准点)，示意出与蓄电池10的温度的关系的结果。此外，图11的图形中的温度对应于在计算校正基准点时使用的多个阻抗的中心温度。例如，与温度20℃对应的校正基准点是使用在20℃±5℃(即15℃、20℃、25℃)下取得的复阻抗而计算出的结果。
如观察附图也可知，在例如-10℃至10℃的第一范围、20℃至30℃的第二范围、40℃至50℃的第三范围的各个中，即使蓄电池10的温度变化，交点的位置也几乎不变化(即恒定)。然而，在位于第一范围以及第二范围的中间的蓄电池10的温度是10℃至20℃的范围中，与X轴的交点的位置大幅变动。另外，在位于第二范围以及第三范围的中间的蓄电池10的温度为30℃至40℃的范围中，虽然是比较小的变动，但与X轴的交点的位置也明确地变动。这关于将与不同于0.03Hz的频率对应的值连结的直线和X轴(即实数分量轴)的交点也是同样的。
由于如图12所示校正基准点的位置变动，该交点收敛的校正基准点也根据蓄电池10的温度而变动。其结果，将校正基准点和多个复阻抗中的任意一个的与第一预定频率对应的值连结的直线的斜率(即在图7以及图8中说明的与校正后的阻抗斜率对应的值)也根据蓄电池10的温度而变动。进而，将多个复阻抗的与第一预定频率对应的值连结的直线的斜率(即校正前的阻抗斜率)也当然根据蓄电池10的温度而变动。因此，在阻抗斜率为恒定的区域以外的区域、具体而言变动幅度比较大的第一变动区域以及变动幅度比较小的第二变动区域中，阻抗斜率和SOC或者SOH的关系崩塌，无法准确地推测蓄电池10的SOC或者SOC。换言之，在第一变动区域以及第二变动区域中，在与其它温度区域同样地推测SOC、SOH时，可能推测出与实际的值不同的错误的值。
本实施方式所涉及的电池状态推测装置100为了解决这样的技术性的问题，执行以下详述的动作。
(6)动作说明
参照图13，简单地说明第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100的具体的动作的流程。图13是示出第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作的流程的流程图。
如图13所示，在第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作时，首先，阻抗取得部110在蓄电池10的内部温度相互不同的多个温度条件下取得蓄电池10的复阻抗(步骤S101)。即，阻抗取得部110取得与相互不同的温度对应的多个复阻抗。此时，优选在想要推测的电池状态(即SOC、SOH)相互相同或者几乎视为相同的状态下分别取得多个复阻抗的各个。因此，不优选花费长时间取得多个复阻抗。此外，蓄电池10的温度即便在极其少量的放电等下也大幅变动，所以即使在SOC、SOH大致相同的状态下，也能够在相互不同的多个温度条件下取得复阻抗。
在取得复阻抗后，斜率计算部120根据取得的多个复阻抗，计算阻抗斜率(步骤S102)。即，如图2至图4所示，计算将多个复阻抗的与第一预定频率对应的值连结的直线的斜率，作为阻抗斜率。另外，斜率计算部120也可以关于计算出的阻抗斜率，进行在图7以及图8中说明的校正处理。即，阻抗斜率也可以校正为以校正基准点为基准的斜率。
在计算出阻抗斜率后，温度判定部130判定多个校正基准点是否收敛于预定范围内(步骤S103)。即，判定在校正阻抗斜率时计算出的多个校正基准点是否收敛于预先设定的范围内。“预定范围”是为了判定蓄电池10的温度是否适合于推测SOC或者SOH而预先设定的范围。此外，在仅计算1个校正基准点的情况下、或者未执行阻抗斜率的校正处理的情况下，在该阶段中新计算多个校正基准点即可。
已如图11所示已知，在适合于推测蓄电池的SOC、SOH的温度区域中，校正基准点收敛于恒定的值。因此，能够根据校正基准点是否收敛于预定范围，判定蓄电池10的温度是否在适合于推测SOC或者SOH的范围。
在判定为校正基准点收敛于预定范围内的情况下(步骤S103：“是”)，电池状态推测部150从存储部140读出预先存储的阻抗斜率和SOC的关系(步骤S104)，根据计算出的阻抗斜率推测当前的蓄电池10的SOC或者SOH(步骤S105)。接下来，电池状态推测部150将推测出的蓄电池10的SOC的值输出到外部(步骤S106)。输出的SOC的值显示于例如车辆的搭乘者可视觉辨认的显示器、或者用于车辆的行驶控制。
另一方面，在判定为校正基准点未收敛于预定范围的情况下(步骤S103：“否”)，判断为蓄电池10的温度并非适合于推测SOC或者SOH的区域，不执行步骤S104至S106的处理。因此，能够防止输出不准确的SOC、SOH。此外，第一实施例所涉及的推测蓄电池10的SOC或者SOH的一连串的处理在以上结束，但也可以在例如经过预定期间之后，再次从步骤S101开始处理。
如以上说明，根据第一实施方式所涉及的电池状态推测装置100，通过利用阻抗斜率和根据校正基准点判定的蓄电池10的温度区域，能够恰当地推测蓄电池10的SOC或者SOH。此外，在本实施方式中，为了判定蓄电池10的温度是否在适合的区域，要求取得直接或者间接地表示蓄电池10的温度的参数，但只要是能够判定蓄电池10的温度是否在预定的温度区域内的程度的信息即可，并不要求例如能够高精度地检测蓄电池10的温度。因此，即使在如无法检测蓄电池10的准确的温度的状况下，也能够恰当地推测SOC或者SOH。
<第二实施方式>
接下来，说明第二实施方式所涉及的电池状态推测装置。此外，第二实施方式相比于上述第一实施方式，仅一部分的动作不同，其它部分大致相同。因此，以下，详细说明与已经说明的第一实施方式不同的部分，重复的部分适宜地省略说明。
参照图14，简单地说明第二实施方式所涉及的电池状态推测装置100的具体的动作的流程。图14是示出第二实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作的流程的流程图。此外，在图14中，对与图13所示的处理同样的处理附加同一参照符号。
如图14所示，在第二实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作时，首先，阻抗取得部110在蓄电池10的内部温度相互不同的多个温度条件下取得蓄电池10的复阻抗(步骤S101)。然后，在取得复阻抗后，斜率计算部120根据取得的多个复阻抗，计算阻抗斜率(步骤S102)。即，到此为止执行与第一实施方式同样的处理。
在计算出阻抗斜率后，温度判定部130判定计算出的阻抗斜率是否在预定的斜率范围内(步骤S201)。此外，“预定的斜率范围”是为了判定蓄电池10的温度是否适合于推测SOC或者SOH而预先设定的范围。
已如图12所示，能够通过事先的仿真等得知适合于推测蓄电池的SOC、SOH的温度区域中的阻抗斜率的值。因此，能够根据由斜率计算部120计算出的阻抗斜率，判定蓄电池10的温度是否在适合于推测SOC或者SOH的范围。具体而言，如果计算出的阻抗斜率成为如与图12的第一范围、第二范围、第三范围对应的值，则能够判定为蓄电池10的温度是适合于推测的值。另一方面，如果阻抗斜率并未成为如与图12的第一范围、第二范围、第三范围对应的值(换言之，如果成为如与第一变动区域或者第二变动区域对应的值)，则能够判定为蓄电池10的温度并非适合于推测的值。
在判定为阻抗斜率在预定的斜率范围内的情况下(步骤S103：“是”)，电池状态推测部150从存储部140读出预先存储的阻抗斜率和SOC的关系(步骤S104)，根据计算出的阻抗斜率推测当前的蓄电池10的SOC或者SOH(步骤S105)。接下来，电池状态推测部150将推测出的蓄电池10的SOC的值输出到外部(步骤S106)。
另一方面，在判定为阻抗斜率并非在预定的斜率范围内的情况下(步骤S103：“否”)，判断为蓄电池10的温度并非在适合于推测SOC或者SOH的区域，不执行步骤S104至S106的处理。因此，能够防止输出不准确的SOC、SOH。此外，第二实施例所涉及的推测蓄电池10的SOC或者SOH的一连串的处理在以上结束，但也可以在例如经过预定期间之后，再次从步骤S101开始处理。
如以上说明，根据第二实施方式所涉及的电池状态推测装置100，通过利用阻抗斜率和根据阻抗斜率判定的蓄电池10的温度区域，能够恰当地推测蓄电池10的SOC或者SOH。此外，在第二实施方式中，为了判定蓄电池10的温度是否在适合的区域，也要求取得直接或者间接地表示蓄电池10的温度的参数，但只要是能够判定蓄电池10的温度是否在预定的温度区域内的程度的信息即可，并不要求例如能够高精度地检测蓄电池10的温度。因此，即使在如无法检测蓄电池10的准确的温度的状况下，也能够恰当地推测SOC或者SOH。
<第三实施方式>
接下来，说明第三实施方式所涉及的电池状态推测装置。此外，第三实施方式相比于上述第一以及第二实施方式，仅一部分的动作不同，其它部分大致相同。因此，以下，详细说明与已经说明的第一以及第二实施方式不同的部分，重复的部分适宜地省略说明。
参照图15，简单地说明第三实施方式所涉及的电池状态推测装置100的具体的动作的流程。图15是示出第三实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作的流程的流程图。此外，在图15中，对与图13所示的处理同样的处理附加同一参照符号。
如图15所示，在第三实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作时，首先，阻抗取得部110在蓄电池10的内部温度相互不同的多个温度条件下取得蓄电池10的复阻抗(步骤S101)。即，执行与第一以及第二实施方式同样的处理。
之后，在第三实施方式中，特别地，温度判定部130判定取得复阻抗时的蓄电池10的温度是否在预定的温度区域内(步骤S301)。此外，利用例如温度传感器等从蓄电池10直接检测此处利用的蓄电池10的温度。因此，即使不是如第一实施方式那样计算阻抗斜率，也能够判定蓄电池10的温度是否在适合于推测SOC、SOH的区域。另外，蓄电池10的温度优选为实际上取得复阻抗的时间点的值，但也可以是在取得复阻抗之前检测出的值。
在判定为蓄电池10的温度在预定的温度区域内的情况下(步骤S301：“是”)，斜率计算部120根据取得的多个复阻抗计算阻抗斜率(步骤S102)。之后，电池状态推测部150从存储部140读出预先存储的阻抗斜率和SOC的关系(步骤S104)，根据计算出的阻抗斜率，推测当前的蓄电池10的SOC或者SOH(步骤S105)。然后，电池状态推测部150将推测出的蓄电池10的SOC的值输出到外部(步骤S106)。
另一方面，在判定为蓄电池10的温度并非在预定的温度区域内的情况下(步骤S301：“否”)，斜率计算部120判断为蓄电池10的温度并非在适合于推测SOC或者SOH的区域，不执行步骤S104至S106的处理。因此，能够防止输出不准确的SOC、SOH。此外，第三实施例所涉及的推测蓄电池10的SOC或者SOH的一连串的处理在以上结束，但也可以在例如经过预定期间之后，再次从步骤S101开始处理。
如以上说明，根据第三实施方式所涉及的电池状态推测装置100，使用从蓄电池10检测出的温度，执行与蓄电池10的温度有关的判定处理。因此，能够防止在不适合的温度区域中推测蓄电池10的SOC、SOH。此外，关于在第三实施方式中检测的蓄电池10的温度，仍为能够判定蓄电池10的温度是否在适合的温度区域的程度的值即可，所以不要求如高精度地检测温度的结构。
<第四实施方式>
接下来，说明第四实施方式所涉及的电池状态推测装置。此外，第四实施方式相比于上述第一至第三实施方式，仅一部分的动作不同，其它部分大致相同。因此，以下，详细说明与已经说明的第一至第三实施方式不同的部分，重复的部分适宜地省略说明。
参照图16，简单地说明第四实施方式所涉及的电池状态推测装置100的具体的动作的流程。图16是示出第三实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作的流程的流程图。此外，在图16中，对与图13所示的处理同样的处理附加同一参照符号。
如图16所示，在第四实施方式所涉及的电池状态推测装置100的动作时，首先，阻抗取得部110在蓄电池10的内部温度相互不同的多个温度条件下，取得蓄电池10的复阻抗(步骤S101)。即，执行与第一至第三实施方式同样的处理。
之后，在第四实施方式中，特别地，温度判定部130判定在取得的复阻抗的值中是否有偏离值(步骤S401)。此外，此处的“偏离值”意味着，在蓄电池10的温度并非在预定的温度区域的状态下取得的复阻抗的值。关于是否为偏离值，可以直接检测取得时的蓄电池10的温度来判定，在如能够根据取得的复阻抗的值推测蓄电池10的温度的情况下，也可以使用该推测值来判定。
在判定为在取得的复阻抗中有偏离值的情况下(步骤S401：“是”)，从取得的多个复阻抗去除偏离值(步骤S402)，将偏离值以外的值输出到斜率计算部120。另一方面，在判定为在取得的复阻抗中无偏离值的情况下(步骤S401：“否”)，不执行上述去除处理，将取得的全部复阻抗输出到斜率计算部120。
接下来，斜率计算部120利用输入的复阻抗来计算阻抗斜率(步骤S102)。在此特别地，通过上述步骤S401以及S402的处理，从用于计算阻抗斜率的复阻抗去除偏离值。因此，仅根据在适合于推测蓄电池10的SOC或者SOH的温度区域中取得的复阻抗，计算阻抗斜率。
之后，电池状态推测部150从存储部140读出预先存储的阻抗斜率和SOC的关系(步骤S104)，根据计算出的阻抗斜率，推测当前的蓄电池10的SOC或者SOH(步骤S105)。然后，电池状态推测部150将推测出的蓄电池10的SOC的值输出到外部(步骤S106)。
如以上说明，根据第四实施方式所涉及的电池状态推测装置100，在计算阻抗斜率之前，从取得的复阻抗去除偏离值。因此，即使在如存在一部分在不适合的温度区域中取得的复阻抗的情况下，也能够仅去除不适合的偏离值，而准确地推测蓄电池的SOC或者SOH。
本发明能够在不违反可从权利要求书以及说明书整体读取的发明的要旨或者思想的范围内适宜地变更，伴随这样的变更的电池状态推测装置也包含于本发明的技术思想。

Claims (8)

1.一种电池状态推测装置，其特征在于，具备：
取得单元，在相互不同的多个温度下取得电池的复阻抗；
计算单元，在将所述复阻抗的实数分量及虚数分量作为轴的复平面上，计算第一直线的斜率或者第二直线的斜率，作为阻抗斜率，所述第一直线是将所述取得的多个所述复阻抗在第一预定频率下的值相互连结的直线，所述第二直线是将所述多个复阻抗在第二预定频率下的值相互连结的直线与所述实数分量的轴的交点在使所述第二预定频率变化的情况下收敛的点、和所述多个复阻抗中的至少一个在所述第二预定频率下的值连结而成的直线；
判定单元，判定所述电池的温度是否处于预定的温度区域；
存储单元，预先存储所述阻抗斜率和与所述电池相关的电池状态的关系；以及
推测单元，在判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域的情况下，根据由所述计算单元计算出的所述阻抗斜率和在所述存储单元中存储的所述关系，推测与所述电池相关的电池状态。
2.根据权利要求1所述的电池状态推测装置，其特征在于，
在判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域的情况下，所述推测单元不推测与所述电池相关的电池状态。
3.根据权利要求1或者2所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述判定单元(i)取得与所述第一直线或者第二直线和所述实数分量的轴的交点有关的信息，(ii)在所述交点收敛于预定范围内的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述交点不收敛于所述预定范围内的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
4.根据权利要求1或者2所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述判定单元(i)取得与所述第一直线或者第二直线的斜率有关的信息，(ii)在所述第一直线或者第二直线的斜率处于预定的斜率范围内的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述第一直线或者第二直线的斜率不处于预定的斜率范围内的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
5.根据权利要求1或者2所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述判定单元(i)取得作为所述取得单元取得所述多个复阻抗时或者取得所述多个复阻抗之前的所述电池的温度的取得温度，(ii)在所述取得温度处于所述预定的温度区域的情况下，判定为所述电池的温度处于所述预定的温度区域，(iii)在所述取得温度不处于所述预定的温度区域的情况下，判定为所述电池的温度不处于所述预定的温度区域。
6.根据权利要求1所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述计算单元在所述取得单元取得的所述多个复阻抗中，(i)使用在所述电池的温度处于所述预定的温度区域的状态下取得的复阻抗，另一方面，(ii)不使用在所述电池的温度不处于所述预定的温度区域的状态下取得的复阻抗，计算所述阻抗斜率。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述电池状态包括表示所述电池的充电量的值。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的电池状态推测装置，其特征在于，
所述电池状态包括表示所述电池的劣化度的值。
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