CN111433969B - 可充电电池温度估计装置及可充电电池温度估计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明通过简单的计算准确地估计可充电电池的内部温度。在估计可充电电池的内部温度的可充电电池温度估计装置中具有：电流取得单元，其取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过可充电电池的电流进行检测；计算单元，其基于电流检测值来计算可充电电池的内部的与电流对应的放热量；温度取得单元，其取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度取得单元对可充电电池的外部温度进行检测；估计单元，其基于放热量和温度检测值来估计可充电电池的与电流和外部温度对应的内部温度；以及输出单元，其输出估计出的内部温度。

Description

可充电电池温度估计装置及可充电电池温度估计方法
技术领域
本发明涉及可充电电池温度估计装置及可充电电池温度估计方法。
背景技术
近年来，在汽车等中，通过蓄积在可充电电池中的电力而动作的电气设备的数量增加，并且例如电动转向及电动制动器等与行驶安全相关的设备也由可充电电池驱动。已知这种可充电电池的特性根据温度而变化。例如，由于温度越低，可充电电池的电容越小，因此在温度较低的情况下，发动机的起动性能有时会降低。因此，考虑到安全方面，需要知道可充电电池的温度，但由于在可充电电池中使用了强酸性或强碱性的腐蚀性高的电解液，因此难以在可充电电池内部设置温度传感器来检测内部温度。
在专利文献1中，提出了通过对由检测可充电电池的外部温度的温度传感器检测出的温度检测值与过去的温度估计值的差分值实施比例运算和积分运算来估计可充电电池温度的方法。
另外，在专利文献2中，提出了分别计算出基于充放电电流的化学反应热和焦耳热，并计算出它们的和，基于该和估计电池温度的方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-192811号公报
专利文献2：日本特开2017-157348号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外，在专利文献1所公开的技术中，是根据热从可充电电池的外部起或者向外部流入或者流出引起的内部温度的变化量来估计可充电电池的内部温度的，因此，其没有考虑可充电电池内部的放热即充放电电流引起的焦耳热和化学反应热，从而充放电引起的内部放热量成为误差。因此，存在不能正确地估计内部温度的问题。
另外，在专利文献2所公开的技术中，虽然考虑了伴随充放电电流的内部放热，但由于要将分别计算出的因充放电电流引起的化学反应热和焦耳热相加，因此存在计算负载变大的问题。
本发明是鉴于以上状况而完成的，其目的在于提供一种能够通过简单的计算准确地估计可充电电池的内部温度的可充电电池温度估计装置及可充电电池温度估计方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明提供一种可充电电池温度估计装置，其估计可充电电池的内部温度，其特征在于，具有：电流取得单元，其取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；计算单元，其基于所述电流检测值来计算所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量；温度取得单元，其取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度取得单元对所述可充电电池的外部温度进行检测；估计单元，其基于所述放热量和所述温度检测值来估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度；以及输出单元，其输出估计出的所述内部温度。
根据这样的结构，能够通过简单的计算正确地估计可充电电池的内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元计算出基于在所述可充电电池的内部产生的焦耳热和化学反应热的热量的总和来作为所述放热量。
根据这样的结构，能够高精度地检测在可充电电池的内部产生的热，能够准确地估计内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述估计单元计算出所述温度检测值与过去的所述温度估计值之间的差值，对所述差值实施比例运算，对所述放热量和所述差值的相加值实施积分运算，并将通过所述比例运算和所述积分运算得到的值相加来估计所述内部温度。
根据这样的结构，能够通过简单的计算准确地估计内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元通过使所述电流检测值乘以规定的系数α来计算所述放热量。
根据这样的结构，能够简单地计算放热量。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元根据由所述电流传感器检测出的所述电流检测值使所述α的值变化。
根据这样的结构，能够通过简单的计算准确地估计放热量。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元在所述可充电电池正在充电时和正在放电时设定不同的所述α。
根据这样的结构，能够减少误差的产生。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元在所述可充电电池处于充电中的情况下，根据从电压传感器取得的所述可充电电池的电压检测值来设定所述α的值。
根据这样的结构，能够进一步减少误差的产生。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元在所述可充电电池正在放电的情况下，根据从电压传感器取得的所述可充电电池的电压检测值来设定所述α的值。
根据这样的结构，能够进一步减少误差的产生。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元根据所述可充电电池的劣化状态来设定所述α的值。
根据这样的结构，无论可充电电池的劣化状态如何，都能够准确地估计可充电电池的内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述估计单元基于下式得到所述温度估计值，
Tb(n)＝VT＿prop(n)+VT＿integ(n)，
其中，
VT＿prop(n)＝dT(n)×G＿prop，
VT＿integ(n)＝dT(n)×G＿integ+VT＿integ(n－1)+I(n)×α，
另外，Tb(n)是所述可充电电池的内部温度的估计值，dT(n)是由所述温度传感器检测出的所述温度检测值与过去的温度估计值之间的所述差值，G_prop是所述比例运算的比例增益，G_integ是所述积分运算的积分增益，I(n)是由所述电流传感器检测出的所述电流检测值，α是计算放热量时的系数。
根据这样的结构，能够通过离散时域中的运算准确地估计可充电电池的内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述计算单元仅在由所述电流传感器检测出的所述电流检测值的绝对值为规定的阈值以上的情况下计算所述放热量。
根据这样的结构，能够在减少计算量的同时准确地估计可充电电池的内部温度。
另外，本发明的特征在于，所述输出单元估计出搭载于车辆的所述可充电电池的温度并将其输出，所述车辆所具有的处理器基于从所述输出单元输出的温度的估计值来变更所述车辆的动作状态。
根据这样的结构，能够根据可充电电池的温度恰当地控制车辆的状态。
另外，本发明提供一种估计可充电电池内部温度的可充电电池温度估计方法，其特征在于，具有如下步骤：电流取得步骤，取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；计算步骤，基于所述电流检测值计算出所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量；温度取得步骤，取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度传感器对所述可充电电池的外部温度进行检测；估计步骤，基于所述放热量和所述温度检测值来估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度；以及输出步骤，输出估计出的所述内部温度。
根据这样的方法，能够通过简单的计算准确地估计可充电电池的内部温度。
此外，本发明提供一种估计可充电电池的内部温度的可充电电池温度估计装置，其特征在于，具有：处理器；以及存储器，其存储有多个可执行的指令组，该指令组在被所述处理器读取并执行的情况下执行以下动作，该动作是：取得从电流传感器输出的电流检测值的动作，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；根据所述电流检测值计算出所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量的动作；取得从温度传感器输出的温度检测值的动作，该温度传感器对所述可充电电池的外部温度进行检测；根据所述放热量和所述温度检测值，估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度的动作；以及输出估计出的所述内部温度的动作。
根据这样的结构，能够通过简单的计算准确地估计可充电电池的内部温度。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可充电电池温度估计装置以及可充电电池温度估计方法，其能够通过简单的计算准确地估计可充电电池的内部温度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的可充电电池温度估计装置的结构例的图。
图2是表示图1的控制部的详细结构例的框图。
图3是表示在执行了图2所示的程序的情况下实现的算法的框线图。
图4是将实际测定结果、本实施方式的估计结果和专利文献1的技术的估计结果进行比较的图。
图5是用于说明在图1所示的实施方式中执行的处理的流程的流程图。
图6是用于说明本发明的变形实施方式的图。
图7是用于说明本发明的其他实施方式的动作的流程图。
图8是用于说明本发明的其他实施方式的动作的流程图。
图9是表示图11所示的充放电模式中的误差的图。
图10是表示图11所示的充放电模式中的误差的图。
图11是表示充放电模式的一例的图。
图12是用于说明本发明的其他实施方式的动作的流程图。
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是表示具有本发明实施方式的可充电电池温度估计装置的车辆的电源系统的图。在该图中，可充电电池温度估计装置1以控制部10、电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13为主要构成要素，其估计可充电电池14的内部温度，并通知给未图示的上级装置(例如ECU(Electric Control Unit))。
在此，控制部10参照来自电压传感器11、电流传感器12及温度传感器13的输出来估计可充电电池14的内部温度。另外，控制部10检测可充电电池14的状态，并且通过控制交流发电机15的发电电压来控制可充电电池14的充电状态。另外，电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13可以内置在控制部10中，也可以设置在控制部10的外部。
电压传感器11检测可充电电池14的端子电压，并将其作为电压检测信号经由I/F10e提供给CPU10a。电流传感器12检测流过可充电电池14的电流，并将其作为电流检测信号经由I/F10e提供给CPU10a。
温度传感器13例如由热敏电阻或热电偶等构成，配置在与可充电电池14的电池槽接近的位置，检测可充电电池14的外部温度，并将其作为温度检测信号经由I/F10e提供给CPU10a。
另外，在本实施方式中，“内部温度”是指可充电电池14的电解液的温度。另外，外部温度是指可充电电池14的外部的温度，例如是指配置有可充电电池14的环境的环境温度或构成电池槽的树脂的温度。
当然，也可以使用可充电电池14的电极端子(未图示)自身的温度、其周围温度、或者未图示的液口栓内的温度作为外部温度。另外，由于成为估计内部温度的对象的是电解液，因此作为设置温度传感器13的位置，例如优选在电池槽的充满电解液的部分的附近。另外，如后所述，内部温度会受到来自发动机16的热的影响，因此，可以将尽可能接近发动机16的位置作为安装温度传感器13的位置。
另外，也可以不采用由控制部10通过控制交流发电机15的发电电压来控制可充电电池14的充电状态的方式，而是例如通过未图示的ECU来控制充电状态。
可充电电池14由具有电解液的可充电电池例如铅蓄电池、镍镉蓄电池或镍氢蓄电池等构成，通过交流发电机15被充电，该可充电电池14对起动电动机17进行驱动而使发动机起动，并且向负载18供给电力。另外，可充电电池14是将多个电池串联连接而构成的。交流发电机15被发动机16驱动，产生交流电力，通过整流电路将该交流电力转换为直流电力并对可充电电池14进行充电。交流发电机15由控制部10控制，能够调整发电电压。
发动机16例如由汽油发动机及柴油发动机等往复式发动机或旋转发动机等构成，由起动电动机17起动，经由变速器对驱动轮进行驱动从而对车辆施加推进力，并且对交流发电机15进行驱动而产生电力。起动电动机17例如由直流电动机构成，通过从可充电电池14供给的电力产生旋转力，使发动机16起动。负载18例如由电动转向马达、除雾器、座椅加热器、点火线圈、汽车音响、以及汽车导航仪等构成，通过来自可充电电池14的电力进行动作。
图2是表示图1所示的控制部10的详细结构例的图。如该图所示，控制部10具有CPU(中央处理单元)10a、ROM(只读存储器)10b、RAM(随机存取存储器)10c、通信部10d、I/F(接口)10e以及总线10f。在此，CPU10a基于存储在ROM10b中的程序10ba来控制各部分。ROM10b由半导体存储器等构成，存储有可由CPU10a执行的程序10ba等。RAM10c由半导体存储器等构成，存储执行程序10ba时生成的数据、后述的表等数据10ca。通信部10d与作为上级装置的ECU等进行通信，将检测出的信息或控制信息通知给上级装置。I/F10e将从电压传感器11、电流传感器12以及温度传感器13供给的信号转换为数字信号并导入，并且向交流发电机15以及起动电动机17等供给驱动电流从而对它们进行控制。总线10f是用于将CPU10a、ROM10b、RAM10c、通信部10d以及I/F10e相互连接，并能够在它们之间进行信息的收发的信号线组。另外，可以使用DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程阵列)或ASIC(应用程序专用集成电路)来代替CPU10a。
图3是示出通过执行图2所示的程序10ba而实现的温度估计算法的框线图。该图所示的框线图具有加减运算电路31、常数乘法电路32～34、加法电路35、37、积分电路36以及延迟电路38。
这里，加减运算电路31从由温度传感器13供给的温度检测值Ta(n)中减去从延迟电路38输出的前一次的温度估计值Tb(n-1)，将得到的值作为差分值dT(n)输出。另外，n表示处理次数。
常数乘法电路32输出使从加减运算电路31输出的差分值dT(n)乘以积分增益即G_integ而得到的值。常数乘法电路33输出使从加减运算电路31输出的差分值dT(n)乘以作为比例增益的G_prop而得到的值。
常数乘法电路34被输入由电流传感器12检测出的电流检测值I，并输出电流检测值I乘以系数α而得到的值。加法电路35将从常数乘法电路32输出的值与从常数乘法电路34输出的值相加后输出。
积分电路36对从加法电路35输出的值进行积分并输出。加法电路37将常数乘法电路33的输出值和积分电路36的输出值相加，将相加得到的值作为温度估计值Tb(n)输出。
延迟电路38将从加法电路37输出的温度估计值Tb(n)延迟一个采样期间，以Tb(n-1)的形式输出到加减运算电路31。
另外，以上的框线图由以下的式(1)～(3)表示。
Tb(n)＝VT＿prop(n)+VT＿integ(n)···(1)
此处，
VT＿prop(n)＝dT(n)×G＿prop···(2)
此外，
VT＿integ(n)＝dT(n)×G＿integ+VT＿integ(n－1)+I(n)×α···(3)
(B)本发明实施例的操作的说明
接下来，对本实施方式的动作的概要进行说明。在本实施方式中，通过执行图2所示的程序10ba来实现图3所示的框线图的算法，以规定的周期对从温度传感器13输出的温度检测值进行采样，基于比例运算及积分运算输出温度估计值。然后，将以此方式得到的温度估计值提供给未图示的ECU，ECU基于所提供的温度估计值执行例如充电率(SOC：Stateof Charge)的温度修正等处理。
当通过执行图2所示的程序10ba来实现图3所示的框图的算法时，执行以下动作。
即，加减运算电路31被输入从温度传感器13供给的温度检测值Ta(n)，并将该温度检测值Ta(n)与从延迟电路38供给的1个采样周期前的温度估计值Tb(n-1)相加而作为dT(n)输出。
常数乘法电路32使从加减运算电路31输出的dT(n)乘以积分增益即G_integ后输出。常数乘法电路33使从加减运算电路31输出的dT(n)乘以比例增益即G_prop后输出。
常数乘法电路34将从电流传感器12供给的电流检测值I(n)乘以α后输出。
这里，α是流过可充电电池14的电流的值和值根据电流的方向而变化的常数。更详细地说，常数乘法电路34的系数α的值可以以如下方式表示。
在可充电电池14正在被充电的情况下
α＝fc(I)···(4)
在可充电电池14正在被放电的情况下
α＝fd(I)···(5)
在此，fc(I)是将电流I作为独立变量的函数，是值根据充电电流I而变化的函数。另外，fd(I)是将电流I作为独立变量的函数，是值根据放电电流I而变化的函数。
fc(I)和fd(I)可以通过实际测定来确定。fc(I)及fd(I)电流依赖性会根据用于确保可充电电池14不受温度变化影响的绝缘体的有无、可充电电池14的尺寸、极板的个数、种类(通常为液体式、密封式)等而变化。因此，通过根据绝缘体的有无及尺寸、极板的个数、种类(通常为液体式、密封式)等分别求出fc(I)及fd(I)，能够更高精度地估计可充电电池14的内部温度。
另外，以车载的铅蓄电池为例，铅蓄电池的放电反应是吸热反应，充电反应是放热反应。因此，通过使用分别适合于充电的情况和放电的情况的函数fc(I)和fd(I)，能够高精度地求出内部温度。
另外，fc(I)及fd(I)还会根据可充电电池14的劣化状态而变化。例如，在铅蓄电池情况下，若劣化加剧，则内部电阻增加，因此焦耳热(I2×R)增加。因此，通过根据可充电电池14的劣化状态来修正fc(I)和fd(I)，无论劣化状态如何，都能够高精度地估计内部温度。
加法电路35将常数乘法电路34的输出值与常数乘法电路32的输出值相加并提供给积分电路36。积分电路36对加法电路35的输出值进行积分并提供给加法电路37。加法电路37将积分电路36的输出值和常数乘法电路33的输出值相加，作为与可充电电池14的内部温度相关的温度估计值Tb(n)输出。
延迟电路38将加法电路37的输出值延迟一个采样周期而提供给加减运算电路31。
通过以上的动作，能够基于电流传感器12的电流检测值和温度传感器13的温度检测值来估计可充电电池14的内部温度。
图4是将本实施方式的内部温度的估计结果与专利文献1所公开的技术的内部温度的估计结果进行比较的图。图4的纵轴表示温度[℃]，横轴表示时间[h]。另外，实线表示实际测定结果，长度较短的虚线表示本实施方式的内部温度的估计结果，长度较长的虚线表示专利文献1公开的技术的内部温度的估计结果。另外，作为实际测定的方法，在对可充电电池14在30分钟内以30秒间隔重复进行基于50A的充放电电流的充放电、在30分钟内以30秒间隔重复进行基于20A的充放电电流的充放电后，停止充放电而实际测定温度变化。
当将图4所示的实线与专利文献1的长度较长的虚线进行比较时，它们大幅偏离。另一方面，如果比较实线和长度较短的虚线，则它们非常一致。如图4所示，在本实施方式中，由于考虑了由充放电引起的放热和吸热，因此与专利文献1所公开的技术相比，估计精度提高。
如以上说明的那样，在本发明的实施方式中，设置图3所示的常数乘法电路34和加法电路35，并加上了与由电流传感器12检测出的电流检测值对应的值，因此如图4所示，即使在进行着充放电的情况下，也能够准确地估计内部温度。
接着，参照图5，对由图1所示的控制部10执行的处理的详细情况进行说明。当开始图5所示的流程图的处理时，执行以下步骤。
在步骤S10中，CPU10a经由I/F10e取得由电流传感器12检测出的电流检测值I。另外，在可充电电池14正在被充电的情况下，可以将电流检测值定义为正，在可充电电池14正在被放电的情况下，可以将电流检测值定义为负。当然，也可以是相反的定义。
在步骤S11中，CPU10a计算在步骤S10中取得的电流检测值I的绝对值Ia。例如，在步骤S10中取得的电流为-25A的情况下，得到25A。
在步骤S12中，CPU10a将在步骤S11中计算出的电流检测值的绝对值Ia与规定的阈值Th进行比较，在判定为Ia＞Th的情况下(步骤S12：是)进入步骤S13，在除此以外的情况下(步骤S12：否)进入步骤S19。例如，在Ia＞Th(1A)的情况下，进入步骤S13。
在步骤S13中，CPU10a判定可充电电池14是否正在放电，在判定为正在放电的情况下(步骤S13:是)进入步骤S14，在除此以外的情况下(步骤S13:否)进入步骤S15。例如，在图9中取得的电流检测值为负的情况下，能够判定为正在放电。
在步骤S14中，CPU10a针对常数乘法电路34设定式(5)所示的α。
在步骤S15中，CPU10a针对常数乘法电路34设定式(4)所示的α。
在步骤S16中，判定可充电电池14是否已劣化，在判定为劣化的情况下(步骤S16：是)进入步骤S17，在除此以外的情况下(步骤S16：否)进入步骤S18。例如，通过电压传感器11和电流传感器12测定使发动机16起动时的电压和电流，并根据它们求出表示可充电电池14的劣化的SOH(State of Health：健康状态)。然后，在SOH小于规定的阈值的情况下，判定为已劣化，并进入步骤S17。
在步骤S17中，CPU10a根据可充电电池14的劣化状态来修正α的值。更详细地说，在劣化加剧的情况下，内部电阻增加，焦耳热的产生量增加，因此要根据劣化的加剧修正上述充电用的α和放电用的α。
在步骤S18中，CPU10a执行具有充放电修正的温度估计处理。更详细地说，在图3中，考虑来自常数乘法电路34的输出，执行估计可充电电池14的内部温度的处理。
在步骤S19中，CPU10a执行无充放电修正的内部温度估计处理。更详细地说，在图3中不考虑来自常数乘法电路34的输出(停止常数乘法电路34)而执行估计可充电电池14的内部温度的处理。
根据以上的处理，考虑了可充电电池14的充放电引起的焦耳热以及化学反应热来估计内部温度，因此能够准确地估计内部温度。
另外，在充放电电流大于规定的阈值Th的情况下，执行有充放电修正的内部温度估计处理，在除此以外的情况下，执行无充放电修正的内部温度估计处理。因此，在充放电电流小于阈值的影响较小的的情况下，通过停止常数乘法电路34的动作，能够降低计算的负载。
另外，由于考虑可充电电池14的劣化而修正了α，因此无论可充电电池14的劣化的状态如何，都能够准确地估计内部温度。
(C)变形实施方式的说明
以上的实施方式是一例，不言而喻，本发明并不限定于上述那样的情况。例如，在以上的实施方式中，使用上述的式(4)及式(5)进行了充放电修正，但例如也可以将表示电流检测值与α的值的对应关系的表预先存储在例如RAM10c中，并参照该表进行充放电修正。
另外，在图5所示的流程图中，在正在充电和正在放电的情况下使用了相同的阈值Th，但例如也可以在正在充电和正在放电的情况下使用不同的阈值。例如，也可以在正在充电的情况下使用阈值Th1进行判定，在正在放电的情况下使用阈值Th2(Th1≠Th2)进行判定。例如，在正在放电的情况下的电流检测值较小但影响较大的情况下，也可以设定为Th2＜Th1。
另外，在图5的例子中，是在可充电电池14的劣化加剧到规定以上的程度的情况下修正α的，但也可以使用在式(4)和式(5)还考虑了SOH的下面的式(6)和式(7)。另外，也可以不使用数学式，而使用表。
在可充电电池14正在被充电的情况下
α＝fc(I，SOH)···(6)
在可充电电池14正在被放电的情况下
α＝fd(I，SOH)···(7)
另外，也可以根据车辆的动作状态来设定图3所示的常数乘法电路32、33的比例增益以及积分增益。例如，如图6所示，针对常数乘法电路32、33的比例增益和积分增益而各准备两种。具体而言，是值比较大的第1比例增益和第1积分增益以及值比较小的第2比例增益和第2积分增益。这两种增益是根据车辆的动作状态而设定的。
输入是根据车辆的动作状态而设定的。
更详细地说，在发动机16为动作状态的情况下，将第1比例增益和第1积分增益设定于常数乘法电路32、33，在发动机16为停止状态的情况下，将第2比例增益和第2积分增益设定于常数乘法电路32、33。像这样，之所以要根据车辆的状态来变更增益，是因为可充电电池14的温度变化的倾向会根据车辆的动作状态、特别是发动机16的动作状态而变化。
即，可充电电池14的温度变化的主要原因是，因发动机16工作而产生的热例如通过热辐射、或行驶风、或由散热器风扇产生的风而传递到可充电电池14。
即，在配置有可充电电池14的发动机室内配置有发动机16，在发动机16进行动作时该发动机16会持续产生大量的热，因此温度急剧上升。另一方面，当发动机16停止时，发动机16自身具有的热和残留在发动机室内的热通过自然冷却而被冷却，因此温度缓慢下降。因此，在温度上升时和温度下降时，温度的变化率不同，因此在本实施方式中将这些情况区分开来而进行温度的估计。
另外，在可充电电池14的SOC较低的状态和劣化加剧的状态、或者低温的状态下，可充电电池14的电压会降低。当在这种情况下对可充电电池14进行充放电时，有时内部电阻变得比通常高。
内部电阻包括导体电阻、液体电阻、负极反应电阻、正极反应电阻和扩散电阻。
当在可充电电池14的电压较低的情况下放电时，存在这些电阻中的正极反应电阻和扩散电阻的值增加而导致误差变大的情况。因此，在图7所示的其他实施方式的流程图中，在可充电电池14正在放电时，在可充电电池14的电压小于规定的阈值的情况下，对α进行修正。
另外，在图7中，对与图5对应的部分标注相同的符号并省略其说明。在图7中，与图5相比，追加了步骤S30～步骤S32。由于除此之外与图5相同，因此在以下对步骤S30～步骤S32进行说明。
在步骤S30中，CPU10a取得可充电电池14的电压。更详细地说，CPU10a经由I/F10e从电压传感器11取得可充电电池14的端子电压。
在步骤S31中，CPU10a将在步骤S30中取得的电压V与阈值Th1进行比较，在满足V＜Th1的情况下(步骤S31：是)进入步骤S32，在除此以外的情况下(步骤S31：否)进入步骤S16。例如，在电压V小于阈值Th1(例如10V)的情况下，判定为“是”并进入步骤S32。
在步骤S32中，CPU10a修正α。更详细地说，例如基于以下的式(8)来修正α。这里，fdl(I、V、SOH)是将电流I、V、SOH作为独立变量的函数，是值会根据放电电流I、电压V、SOH(State of Health)而变化的函数。另外，与式(7)相比，成为fdl(I，V，SOH)＞fd(I，SOH)
α＝fdl(I，V，SOH)···(8)
如以上说明的那样，根据图7所示的流程图的处理，在可充电电池14正在放电时，在端子电压V小于规定的阈值Th1的情况下，通过式(8)修正α。由此，通过使α包含正极反应电阻和扩散电阻的增加量，能够减少温度的估计误差。
另外，虽然以上对在可充电电池14的电压较低的情况下进行放电时的α的修正进行了说明，但在可充电电池14的电压较高的情况下进行充电时也能够通过修正α来减少温度的估计误差。即，在可充电电池14的电压较高的状态下，水的电解加强，在极板表面上会附着气体(氢和氧)，气体会阻碍电解液与极板表面的接触，因此有时内部电阻增加。
因此，在图8所示的其他实施方式的流程图中，在可充电电池14正在被充电时，在可充电电池14的电压大于规定的阈值Th2的情况下修正α。
另外，在图8中，对与图5对应的部分标注相同的符号并省略其说明。在图8中，与图5相比，追加了步骤S50～步骤S52。由于除此之外与图5相同，因此在以下对步骤S50～步骤S52进行说明。
在步骤S50中，CPU10a取得可充电电池14的端子电压V。更详细地说，CPU10a经由I/F10e从电压传感器11取得可充电电池14的端子电压。
在步骤S51中，CPU10a将在步骤S50中取得的电压V与阈值Th2进行比较，在满足V＞Th2的情况下(步骤S51：是)进入步骤S52，在除此以外的情况下(步骤S51：否)进入步骤S16。例如，在电压V超过阈值Th2(例如15V)情况下，判定为“是”并进入步骤S52。
在步骤S52中，CPU10a修正α。更详细地说，例如基于以下的式(9)来修正α。在此，fci(I、V、SOH)是将电流I、V、SOH作为独立变量的函数，是值会根据放电电流I、电压V、SOH而变化的函数。另外，与式(6)相比，fci(I，V，SOH)＞fc(I，SOH)。
α＝fci(I，V，SOH)···(9)
如以上说明的那样，根据图8所示的流程图的处理，在可充电电池14正在充电时，在端子电压V超过规定的阈值Th2的情况下，通过利用式(9)得到的值来修正α。由此，通过使α包含因电解产生的气体而引起的内部电阻的增加量，能够减少温度的估计误差。
另外，在图7和图8所示的实施方式中，针对充电的情况和放电的情况分别执行了α的修正，但也可以如图9所示那样在相同的流程图中实施图7和图8所示的α的校正。即，在图9所示流程图中，具有图7所示的步骤S30～步骤S32的处理和图8所示的步骤S50～步骤S52的处理这双方。
由此，在正在放电时V＜Th1的情况下，能够通过式(8)修正α，在正在充电时V＞Th2的情况下，能够通过式(9)修正α。
图10和图11是表示实际测定结果的图。更详细地说，图10表示执行了图5所示的处理时的测定结果，图11表示执行了图9所示的处理时的实际测定结果。
在图10中，在施加了阴影线的矩形的区域内，反复执行图12所示那样的充放电，示出液体温度的估计值和实际测定值。即，在图12中，将首先(1)以48A执行50秒钟放电、接着(2)以300A执行1秒钟放电、最后(3)以60A执行50秒钟充电的动作设为1个循环。然后，反复执行该(1)～(3)的循环。另外，关于(3)的充电，由于是恒压充电，因此实际的电流值如虚线那样推移。
在图5所示的流程图的处理中，如图10所示，作为实际测定值的估计值与长度较短的虚线的实际测定值偏离，如长度较长的虚线所示那样，误差较大。另一方面，在执行了图9所示的处理的情况下，如图11所示，作为实际测定值的估计值与作为长度较短的虚线的实际测定值之间的偏离与图10相比减少，如长度较长的虚线所示那样，误差变小。
如以上说明的那样，根据图9所示的处理，与图5的处理相比，在正在放电时电压小于阈值Th1的情况下，或者在正在充电时电压大于阈值Th2的情况下，能够通过修正α的值来降低温度估计误差的产生。
另外，图5、图7～图9所示的流程图是一例，本发明不限于这些流程图。
另外，在以上的各实施方式中，向ECU供给温度估计值，ECU基于温度估计值执行充电率的温度修正等处理。可充电电池温度估计装置1也可以基于温度估计值估计充电率。当然，ECU也可以基于温度估计值求出表示可充电电池14状态的、SOC以外的指标值(例如SOF(State of Function：性能状态)、SOH)。另外，也可以基于求出的这些指标值来控制车辆的动作状态。例如，在SOC的情况下，ECU能够通过控制交流发电机15对可充电电池14进行充电。另外，由于SOH表示可充电电池14的劣化状态，因此，在根据SOH而知晓可充电电池14劣化至规定值以上的情况下，可以提示催促更换可充电电池14的消息。另外，关于SOF，例如可以在因等待交通信号等而停车的情况下使发动机16停止，即进行所谓的怠速停止时，通过SOF判定是否能够使发动机16再次起动，并根据其结果使发动机16停止。如上所述，根据本发明，由于能够高精度地估计可充电电池的温度，因此能够提高表示可充电电池的状态的SOC、SOF或SOH等指标值的估计精度。因此，在上级控制装置根据这些指标值控制车辆的动作状态时，能够安全地进行控制，或者能够进行进一步改善耗油率的控制。
另外，在上述的式(8)和式(9)中，作为变量而包含SOH，但也可以不包含SOH，即，设为电压V和电流I的式子。
标号说明
1：可充电电池温度估计装置；
10：控制部；
10a：CPU；
10b：ROM；
10c：RAM；
10d：通信部；
10e：I/F；
11：电压传感器；
12：电流传感器；
13：温度传感器；
14：可充电电池；
15：交流发电机；
16：发动机；
17：起动电动机；
18：负载；
31：加减运算电路；
32～34：常数乘法电路；
35、37：加法电路；
36：积分电路；
38：延迟电路。

Claims (12)

1.一种可充电电池温度估计装置，其估计可充电电池的内部温度，其特征在于，具有：
电流取得单元，其取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；
计算单元，其基于所述电流检测值来计算所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量；
温度取得单元，其取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度传感器对所述可充电电池的外部温度进行检测；
估计单元，其基于所述放热量和所述温度检测值来估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度；以及
输出单元，其输出估计出的所述内部温度，
所述估计单元计算所述温度检测值与过去的所述内部温度的估计值之间的差值，对所述差值实施比例运算，对所述放热量和所述差值的相加值实施积分运算，并将通过所述比例运算和所述积分运算得到的值相加来估计所述内部温度，
所述计算单元通过对所述电流检测值乘以规定的系数α来计算所述放热量。
2.根据权利要求1所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元计算基于在所述可充电电池的内部产生的焦耳热和化学反应热的热量的总和来作为所述放热量。
3.根据权利要求1所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元根据由所述电流传感器检测出的所述电流检测值使所述α的值变化。
4.根据权利要求1所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元在所述可充电电池正在充电时和正在放电时设定不同的所述α。
5.根据权利要求4所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元在所述可充电电池正在充电的情况下，根据从电压传感器取得的所述可充电电池的电压检测值来设定所述α的值。
6.根据权利要求4所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元在所述可充电电池正在放电的情况下，根据从电压传感器取得的所述可充电电池的电压检测值来设定所述α的值。
7.根据权利要求1所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元根据所述可充电电池的劣化状态来设定所述α的值。
8.根据权利要求1所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述估计单元基于下式得到所述内部温度的估计值，
Tb(n)＝VT＿prop(n)+VT＿integ(n)，
其中，
VT＿prop(n)＝dT(n)×G＿prop，
VT＿integ(n)＝dT(n)×G＿integ+VT＿integ(n－1)+I(n)×α，
其中，Tb(n)是所述可充电电池的所述内部温度的估计值，dT(n)是由所述温度传感器检测出的所述温度检测值与过去的所述内部温度的估计值之间的所述差值，G_prop是所述比例运算的比例增益，G_integ是所述积分运算的积分增益，I(n)是由所述电流传感器检测出的所述电流检测值，α是计算放热量时的系数。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述计算单元仅在由所述电流传感器检测出的所述电流检测值的绝对值为规定的阈值以上的情况下，计算所述放热量。
10.根据权利要求1至8中的任意一项所述的可充电电池温度估计装置，其特征在于，
所述输出单元估计搭载于车辆的所述可充电电池的温度并将其输出，所述车辆所具有的处理器基于从所述输出单元输出的温度的估计值来变更所述车辆的动作状态。
11.一种可充电电池温度估计方法，其估计可充电电池的内部温度，其特征在于，具有如下步骤：
电流取得步骤，取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；
计算步骤，基于所述电流检测值计算所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量；
温度取得步骤，取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度传感器对所述可充电电池的外部温度进行检测；
估计步骤，基于所述放热量和所述温度检测值来估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度；以及
输出步骤，输出估计出的所述内部温度，
在所述估计步骤中计算所述温度检测值与过去的所述内部温度的估计值之间的差值，对所述差值实施比例运算，对所述放热量和所述差值的相加值实施积分运算，并将通过所述比例运算和所述积分运算得到的值相加来估计所述内部温度，
在所述计算步骤中通过对所述电流检测值乘以规定的系数α来计算所述放热量。
12.一种可充电电池温度估计装置，其估计可充电电池的内部温度，其特征在于，具有：
处理器；以及
存储器，其存储有多个可执行的指令组，该指令组在被所述处理器读取并执行的情况下执行以下动作：
取得从电流传感器输出的电流检测值，该电流传感器对流过所述可充电电池的电流进行检测；
根据所述电流检测值计算所述可充电电池的内部的与电流对应的放热量；
取得从温度传感器输出的温度检测值，该温度传感器对所述可充电电池的外部温度进行检测；
根据所述放热量和所述温度检测值，估计所述可充电电池的与电流和外部温度对应的所述内部温度；以及
输出估计出的所述内部温度，
计算所述温度检测值与过去的所述内部温度的估计值之间的差值，对所述差值实施比例运算，对所述放热量和所述差值的相加值实施积分运算，并将通过所述比例运算和所述积分运算得到的值相加来估计所述内部温度，
通过对所述电流检测值乘以规定的系数α来计算所述放热量。
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