CN117651876A - 估计装置、蓄电装置、估计方法 - Google Patents

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Abstract

估计蓄电单元或电池组的剩余电量的估计装置执行：基于所述蓄电单元或所述电池组的电流的累计值来估计剩余电量的第1处理；基于所述电流的计测误差的累计值来估计剩余电量的累积误差的第2处理；通过与所述第1处理不同的方法估计剩余电量的第3处理；算出通过所述第1处理估计的剩余电量与通过所述第3处理估计的剩余电量的差即剩余电量差的第4处理；以及基于所述累积误差和所述剩余电量差算出所述计测误差的修正值的第5处理。

Description

估计装置、蓄电装置、估计方法
技术领域
本发明涉及修正电流的计测误差，提高蓄电单元或电池组的剩余电量的估计精度的技术。
背景技术
已知计测蓄电单元或电池组的电流、电压，根据这些计测结果来估计蓄电单元或电池组的剩余电量的技术(例如，下述专利文献1)。
现有技术文献
非专利文献
专利文献1:日本特开2010－283922号公报
发明内容
发明要解决的课题
估计蓄电单元或电池组的剩余电量的方法之一有电流累计法。在电流累计法中，起因于电流计测值中包含的计测误差的误差被累积到估计结果中(以下，将被累积到剩余电量的估计结果的这样的误差称为“累积误差”)。
本发明公开了求出电流的计测误差的修正值，提高累积误差的估计精度的技术。
用于解决课题的手段
估计蓄电单元或电池组的剩余电量的估计装置执行：基于所述蓄电单元或所述电池组的电流的累计值来估计剩余电量的第1处理；基于所述电流的计测误差的累计值来估计剩余电量的累积误差的第2处理；通过与所述第1处理不同的方法估计剩余电量的第3处理；算出通过所述第1处理估计的剩余电量与通过所述第3处理估计的剩余电量的差即剩余电量差的第4处理；以及基于所述累积误差和所述剩余电量差算出所述计测误差的修正值的第5处理。
作为“剩余电量”，能够例示蓄电单元或电池组的剩余容量[Ah]、SOC(荷电状态(State of Charge))[％]等。
该发明能够应用于蓄电装置，还能够应用于蓄电装置的剩余电量估计方法、以及剩余电量估计程序。
发明的效果
根据该结构，能够求出流过蓄电单元或电池组的电流的计测误差的修正值。基于修正值来修正计测误差，能够提高累积误差的估计精度。
附图说明
图1是汽车的侧面图。
图2是电池的分解立体图。
图3是二次电池单元的平面图。
图4是图3的A－A线剖面图。
图5是示出汽车的电气结构的框图。
图6是示出电池的电气结构的框图。
图7是满充电附近的电流波形。
图8是示出SOC推移与电流累计时间的关系的图。
图9是SOC估计处理的流程图。
图10是示出SOC估计范围的图。
图11是二次电池单元的SOC－OCV相关特性。
具体实施方式
＜估计装置的概要＞
(1)估计蓄电单元或电池组的剩余电量的估计装置执行：基于所述蓄电单元或所述电池组的电流的累计值来估计剩余电量的第1处理；基于所述电流的计测误差的累计值来估计剩余电量的累积误差的第2处理；通过与所述第1处理不同的方法估计剩余电量的第3处理；算出通过所述第1处理估计的剩余电量与通过所述第3处理估计的剩余电量的差即剩余电量差的第4处理；以及基于所述累积误差和所述剩余电量差算出所述计测误差的修正值的第5处理。
在该结构中，基于蓄电单元或电池组的电流的累计值，估计剩余电量(第1处理)，基于电流的计测误差的累计值，估计剩余电量的累积误差(第2处理)。所谓计测误差是代替直接计测困难的误差的真值，基于统计值或实验值而设定的任意的值。
通过与第1处理不同的方法，估计蓄电单元或电池组的剩余电量(第3处理)。算出通过第1处理估计的剩余电量和通过第3处理估计的剩余电量的差即剩余电量差(第4处理)。通过第3处理估计的剩余电量不是基于电流的累计值的结果，因此不包含起因于电流的误差。因此，通过第4处理算出的剩余电量差反映累积了起因于电流的误差后的值。
作为起因于电流的误差，存在增益误差和偏移误差。由于增益误差通过反复进行充电以及放电而抵消，因此为了剩余电量的估计精度提高，要求减小偏移误差的影响。在通过第4处理算出的剩余电量差中，包含偏移误差的累积值。
基于这样得到的累积误差和剩余电量差，算出计测误差的修正值(第5处理)。通过求出计测误差的修正值，能够判断在第2处理中使用的计测误差的值是否妥当。例如，如果算出的修正值是能够无视的程度地小的值，则能够判断为在第2处理中使用的计测误差的值是妥当的，基于计测误差估计的累积误差的精度非常高。如果算出的修正值是非常大的值，则能够判断为在第2处理中使用的计测误差的值是不妥当的，是需要修正的，或者，存在电流计测电路等发生异常的可能性。
(2)基于通过所述第5处理算出的所述修正值，修正所述计测误差(第6处理)，也可以在第6处理的执行后，使用修正后的所述计测误差，来执行所述第2处理。根据该结构，能够通过修正使计测误差的值接近真值，提高累积误差的估计精度。若累积误差的估计精度提高，则基于电流的累计值的蓄电单元或电池组的剩余电量的估计精度提高。由此，能够高精度地估计蓄电单元或电池组的剩余电量，因此能够最大限度地活用蓄电单元或电池组的电池性能。
(3)估计装置也可以在所述累积误差与所述剩余电量差的差超过阈值的情况下，执行所述第6处理，修正所述计测误差。在累积误差和剩余电量差的差大的情况下，设想计测误差的累积值即累积误差大。具体地，是将计测误差设定为比真值更大的值的结果，累积误差变大的情况。通过执行第6处理，进行计测误差的修正，能够使计测误差接近真值。由此，基于电流的累计值的蓄电单元或电池组的剩余电量的估计精度提高，能够最大限度地有效利用蓄电单元或电池组的电池性能。
(4)在所述第3处理中，也可以通过将所述蓄电单元或所述电池组进行充电至满充电为止的满充电检测法，估计所述蓄电单元或所述电池组的剩余电量。
通过满充电检测法估计的剩余电量中，没有累积电流的计测误差，因此与基于电流的累计值估计的剩余电量相比估计精度高。基于通过满充电检测法估计的剩余电量，在第4处理中能够高精度地修正在第1处理中估计的剩余电量。其结果，在第5处理中能够得到精度高的修正值。
(5)蓄电装置包含蓄电单元或电池组、计测所述蓄电单元或所述电池组的电流的电流计测部、和上述的估计装置。通过估计装置，蓄电单元或电池组的剩余电量的估计精度提高，因此能够最大限度地有效利用蓄电单元或电池组的性能。
＜实施方式1＞
1.电池的说明
图1是汽车10的侧面图，图2是电池50的分解立体图。汽车10是发动机驱动车，具备电池50。汽车10也可以具备作为车辆驱动装置的蓄电装置、燃料电池来代替发动机(内燃机)。在图1中，仅示出了汽车10、发动机20、电池50，而构成汽车10的其他部件省略了图示。汽车10是“车辆”的一例，电池50是“蓄电装置”的一例。
如图2所示，电池50具备电池组60、电路基板组件(unit)65和收容体71。
收容体71具备由合成树脂材料构成的本体73和盖体74。本体73为有底筒状。本体73具备底面部75和4个侧面部76。通过4个侧面部76在上端部分形成上方开口部77。
收容体71收容电池组60和电路基板组件65。在图2所示的方式中，电池组60具有12个二次电池单元62。二次电池单元62为“蓄电单元”的一例。12个二次电池单元62以3并联4串联连接。电路基板组件65配置于电池组60的上部。在后述的图6的框图中，并联连接的3个二次电池单元62用1个电池符号表示。
图2所示的盖体74封闭本体73的上方开口部77。在盖体74的周围设置有外周壁78。盖体74具有俯视观察大致T字形的突出部79。盖体74的前部(图2中左手前侧)中，在一个角部固定正极的外部端子52，在另一个角部固定负极的外部端子51。
如图3以及图4所示，二次电池单元62在长方体形状的壳体82内收容电极体83和非水电解质。本实施方式中的二次电池单元62是锂离子二次电池。壳体82具有壳体本体84和封闭其上方的开口部的盖85。
二次电池单元62不限定于图3以及图4所示的棱柱状单元，既可以是圆筒型单元，也可以是具有层压薄膜壳体的袋状(pouch)单元。
电极体83例如在由铜箔构成的基材上涂布了活性物质的负极要素与在由铝箔构成的基材上涂布了活性物质的正极要素之间，配置由多孔性的树脂薄膜构成的隔板(separator)而得到。它们均为带状，相对于隔板，负极要素和正极要素分别在宽度方向的相反侧错开位置的状态下，以能够收容于壳体本体84的方式卷绕成扁平状。
电极体83也可以是层叠类型，来代替卷绕类型。
分别地，正极端子87经由正极集电体86与正极要素连接，负极端子89经由负极集电体88与负极要素连接(参照图4)。正极集电体86以及负极集电体88由平板状的基座部90、和从该基座部90延伸的脚部91构成。在基座部90形成贯通孔。脚部91与正极要素或负极要素连接。
正极端子87以及负极端子89由端子本体部92、和从其下面中心部分向下方突出的轴部93构成。其中，正极端子87的端子本体部92和轴部93由铝(单一材料)一体成形。在负极端子89中，端子本体部92为铝制，轴部93为铜制，是将它们组装而成。正极端子87以及负极端子89的端子本体部92经由由绝缘材料构成的垫片(gasket)94而配置于盖85的两端部，从该垫片94向外方露出。
盖85具有压力开放阀95。如图3所示，压力开放阀95位于正极端子87和负极端子89之间。压力开放阀95在壳体82的内压超过限制值时开放，来降低壳体82的内压。
图5是示出汽车10的电气结构的框图、图6是示出电池50的电气结构的框图。
如图5所示，汽车10具备作为驱动装置的发动机20、发动机控制部21、发动机起动装置23、作为车辆发电机的交流发电机25、电气负载27、车辆ECU(电子控制装置：Electronic Control Unit)30和电池50。
电池50与电力线37连接。在电池50上，经由电力线37连接发动机起动装置23、交流发电机25、电气负载27。
发动机起动装置23包含启动器(starter)马达。若将点火开关24接通，则起动(cranking)电流从电池50流过来驱动发动机起动装置23。通过发动机起动装置23的驱动，从而曲轴(crank shaft)旋转，能够起动发动机20。
电气负载27是发动机起动装置23以外的、搭载于汽车10上的电气负载。电气负载27为额定12V，是空调、音频系统、汽车导航、辅机类等。
交流发电机25是通过发动机20的动力而发电的车辆发电机。在交流发电机25的发电量超过由汽车10的电气负载引起的电力消耗量的情况下，通过交流发电机25而电池50充电。在交流发电机25的发电量小于由汽车10的电气负载引起的电力消耗量的情况下，电池50放电来弥补发电量的不足。
车辆ECU30经由通信线M1与电池50可通信地连接，经由通信线M2与交流发电机25可通信地连接。车辆ECU30从电池50接收SOC的信息，控制交流发电机25的发电量，从而控制电池50的SOC。
车辆ECU30经由通信线M3与发动机控制部21可通信地连接。发动机控制部21搭载于汽车10上，监视发动机20的动作状态。
发动机控制部21根据速度计测器等仪表类的计测值，监视汽车10的行驶状态。车辆ECU30从发动机控制部21得到点火开关24的接通断开的信息、发动机20的动作状态的信息以及汽车10的行驶状态(行驶中、行驶停止、怠速停止等)的信息。
如图6所示，电池50具备电流切断装置53、电池组60、电流计测部54、温度传感器58和管理装置100。电池50是额定12V的电池。
电流切断装置53、电池组60以及电流计测部54经由电力线55P、55N串联连接。电力线55P将正极的外部端子52和电池组60的正极连接。电力线55N将负极的外部端子51和电池组60的负极连接。
电流切断装置53设置于正极的电力线55P上。电流计测部54设置于负极的电力线55N上。
能够使用继电器等有接触点开关(机械式)、FET等半导体开关作为电流切断装置53。电流切断装置53通常被控制为闭合(CLOSE)。在电池50中存在异常的情况下，设电流切断装置53为开路(OPEN)，将电流切断从而保护电池50。
电流计测部54计测电池组60的电流I[A]，并将电流计测值Im向控制部120输出。电流计测部54能够使用电流检测电阻、磁传感器。
温度传感器58安装于电池组60的侧面，计测电池组60的温度，并向控制部120输出。
管理装置100设置于电路基板组件65(参照图2)。管理装置100具备电压计测部110和控制部120。控制部120是“估计装置”的一例。
电压计测部110通过信号线分别与各二次电池单元62的两端连接，来计测各二次电池单元62的单元电压V。电压计测部110将各二次电池单元62的单元电压V、和将它们全部的电压V合计而得到的电池组60的端子间电压VB向控制部120输出。
控制部120包含具有运算功能的CPU121、作为存储部的存储器123和通信部125。通信部125为与车辆ECU30的通信用。
控制部120监视电池组60的计测电流Im、总电压VB和温度的信息，来监视电池50的状态。此外，也监视各二次电池单元62的单元电压V。
存储器123是闪存、EEPROM等非易失性的存储介质。在存储器123中，存储有监视电池组60的状态的程序、SOC的估计程序(图9所示的流程的执行程序)、以及在各程序的执行中所需的数据。
2.关于电池组的剩余电量的估计方法
本实施方式中的二次电池单元62是对于正极活性物质使用磷酸铁锂(LiFePO 4)，对于负极活物质使用石墨的LFP/Gr系(磷酸铁系)的锂离子二次电池单元。也可以代替以3并联4串联地，连接图2所示的12个二次电池单元62，而将4个二次电池单元62串联连接来构成一个电池组60。
构成电池组60的各二次电池单元62中相同的大小的电流I流过，电池组60的电压VB是将4个串联的各二次电池单元62的电压V合计而得到的值。在以下所说明的剩余电量的估计中，估计电池组60的剩余电量。
使用SOC作为表示电池组60的剩余电量的物理量进行说明。SOC是相对于电池组60的满充电容量Co[Ah]的剩余容量Cr[Ah]的比率[％]，通过以下的(1)式来表示。满充电容量Co是从完全充电的电池组60能够放电的电量。
SOC＝(Cr/Co)×100· · · · · (1)
作为基于电流的累计(積算)值的SOC的估计方法，存在电流累计法。电流累计法如下述(2)式所示是基于电流I的时间积分值来估计SOC的方法。设电流I的符号充电时为正，放电时为负。
SOC＝SOCo+100×(∫Idt)/Co· · · · · (2)
SOCo是SOC的初始值，I是电流，t是累计时间。
如下述(3)式所示，电流计测部54的电流计测值Im包含计测误差ε。
Im＝Ic+ε· · · · · (3)
Im是电流计测值，Ic是电流的真值(真値)，ε是计测误差。
在以下的说明中，设通过电流累计法估计的SOC为第1SOC。在第1SOC的估计中，由于伴随通电的计测误差ε的累积，SOC的误差(后述的SOC估计误差Se)增大。作为计测误差ε中包含的误差，已知有增益误差和偏移误差(即使在无电流的状态下也检测到的误差)。由于增益误差通过充放电而抵消，因此认为偏移误差是主导的。
SOC估计误差Se能够使用计测误差ε，通过以下的(4)式来表示。SOC估计误差Se是“累积误差”的一例。
Se＝(∫εdt)/Co×100· · · · · (4)
在电流累计法中，由于计测误差ε被累积，因此存在SOC估计误差Se随着时间的经过而增大这样的课题。基于通过与电流累计法不同的其他方法估计的SOC来修正通过电流累计法估计的第1SOC，从而能够抑制SOC估计误差Se，能够提高第1SOC的估计精度。
基于蓄电单元的电压的SOC的估计方法之一，存在满充电检测法。满充电检测法是若控制部120检测到电池组60被充电到相当于满充电的电压为止，则将此时的SOC估计为100％或与其接近的规定的设定值的方法。在以下的说明中，设通过满充电检测法估计的SOC为第2SOC，设被充电到相当于满充电的电压为止时的第2SOC为100％。
电池组60是否被充电到相当于满充电的电压为止的判断能够通过是否满足规定的满充电完成条件来判断。例如，在恒定电压充电的情况下，能够通过将电池组60的电压VB达到规定的目标电压以后的充电时间Ts、下垂(垂下)的电流值与阈值电流Is比较来进行(参照图7)。是否达到满充电的判断也可以通过电池组60的总电压VB是否为规定值以上、电流计测值Im是否为规定值以下来判断。
在该实施方式中，基于通过满充电检测法估计的第2SOC来修正通过电流累计法估计的第1SOC，之后，设修正后的第1SOC为初始值，通过电流累计法来估计第1SOC。
例如，在满充电容量为60[Ah]、在满充电检测的紧前面通过电流累计法估计的剩余容量为59.528[Ah]的情况下，在满充电检测后，将剩余容量从59.528[Ah]修正为60[Ah]。修正后，设剩余容量60[Ah]为初始值，通过电流累计法来估计第1SOC。即，设初始值为100[％]来估计第1SOC。
下述的(5)式所示的SOC差Sx是从通过满充电检测法估计出的第2SOC减去通过电流累计法估计的第1SOC而得到的SOC差。Sx表示基于电流累计法的SOC估计误差Se的真值或接近真值的值。SOC差Sx是“剩余电量差”的一例。
Sx＝(第2SOC－第1SOC) ····· (5)
例如，在检测满充电的紧前面通过电流累计法估计的剩余容量为59.528[Ah]的情况下，若换算为第1SOC，则为99.21[％]，因此SOC差Sx是100[％]－99.21[％]＝0.79[％]。
基于通过(4)式算出的SOC估计误差Se和通过(5)式算出的SOC差Sx，算出电流计测值Im中包含的计测误差ε的修正值Δε(下述(6)式)。
Δε＝k×(Se－Sx)/T····· (6)
T是电流累计时间，k是规定的系数。
所谓电流累计时间T是在通过电流累计法来估计第1SOC时，对电流计测值Im进行累计的时间。具体地，成为从第1SOC的估计开始到检测满充电的紧前面为止的时间。
图8是绘制了第1SOC的估计值L0的时间变化的曲线图的一例。在图8中，在t1、t2、t3，将第1SOC修正为100％。在第一循环的情况下，t0～t1是电流累计时间T。在第二循环(circle)的情况下，在第三循环的情况下，t1～t2、t2～t3分别是电流累计时间T。夹住第1SOC的估计值L0的虚线表示以估计值L0为中心的、SOC估计误差Se的范围。
能够使用通过(6)式求出的修正值Δε，如下述(7)式所示来修正电流计测值Im的计测误差ε。
ε1＝ε－Δε····· (7)
ε1是修正后的计测误差，ε是修正前的计测误差。
通过计测误差ε的修正，SOC估计误差Se的估计精度提高。通过SOC估计误差Se的估计精度提高，与将计测误差ε估算得比真值大的情况相比能够缩小SOC的估计范围。
3.SOC估计处理的控制流程
图9是SOC估计处理的流程图。SOC估计处理由S10～S130的步骤构成，在控制部120的起动后以规定的运算周期来执行。设在存储器123中预先存储第1SOC的初始值SOCo和计测误差ε的初始值。计测误差ε的初始值使用统计值或实验值。在以下的例子中，设计测误差ε的初始值是4.8[mA]。
控制部120若开始SOC估计处理，则基于电池组60的电压VB，判断电池组60是否为满充电(S10)。如果SOC不满足上述的满充电完成条件，则判断为电池组60不是满充电。
在电池组60不是满充电的情况下(S10：否(NO))，控制部120通过电流累计法来估计电池组60的第1SOC(S20)。具体地，如(2)式所示，控制部120对通过电流计测部54计测的电流计测值Im进行累计，并针对SOC的初始值SOCo进行加减运算，从而估计第1SOC，将该结果存储于存储器123中。
例如，在满充电容量＝60[Ah]、电流计测值Im＝1[A]、运算周期0.1[s]、剩余容量的上次值＝59.5[Ah]、第1SOC＝99.17[％]的情况下，成为经过1000周期时的充电量＝1[A]×0.1[s]×1000/3600≒0.028[Ah]。因此，剩余容量的更新值是59.5+0.028＝59.528[Ah]、第1SOC的更新值是99.21[％]。S20是“第1处理”以及“第1步骤”的一例。
接着，控制部120使用存储于存储器123的计测误差ε，算出SOC估计误差Se(S30)。控制部120基于(4)式，算出SOC估计误差Se，并将该结果存储于存储器123中。
例如，在计测误差ε＝4.8[mA]、将SOC估计误差Se的上次值换算为容量而得到的值是800[mAh]的情况下，经过1000周期时所累积的误差累积量Cx是800[mAh]+4.8[mA]×0.1×1000[s]/3600≒800.13[mAh]。此时，SOC估计误差Se的更新值成为800.13[mAh]/60[Ah]×100≒1.33[％]。S30是“第2处理”以及“第2步骤”的一例。
接着，控制部120对SOC估计误差Se进行判定(S40)。具体地，将SOC估计误差Se的绝对值与阈值TH1进行比较。阈值TH1是根据第1SOC所要求的估计精度而设定的任意的值。在SOC估计误差Se小于阈值TH1的情况下(S40：否(NO))，控制部120判断为不需要修正第1SOC。在该情况下，转移到S20，继续进行基于电流累计法的第1SOC的估计。
关于SOC估计误差Se，累计时间t越长，计测误差ε累积而越大，因此最终成为阈值TH1以上。
若SOC估计误差Se的绝对值成为阈值TH1以上，则控制部120判断为SOC估计精度Se大，需要修正计测误差ε(S40：是(YES))，对于车辆ECU30指示进行电池组60的充电(S50)。
在电池组60的充电中，控制部120也继续进行基于电流累计法的第1SOC的估计，直到电池组60满足满充电完成条件为止，并将该结果逐一存储于存储器123。若满足满充电完成条件，则控制部120判断为电池组60为满充电(S10：是(YES))。
之后，控制部120通过满充电检测法，估计第2SOC(S60)。具体地，控制部120将第2SOC估计为100％。S60是通过与电流累计法不同的方法(满充电检测法)来估计SOC的处理，其是“第3处理”以及“第3步骤”的一例。
接着，控制部120基于(5)式，算出SOC差Sx(S70)。
在满充电检测紧前面的第1SOC是99.21[％]的情况下，SOC差Sx是0.79[％]。在满充电检测紧前面的、基于电流累计法的剩余容量的估计值是59.528[Ah]的情况下，相当于SOC差Sx的容量是0.472[Ah]。S70是“第4处理”以及“第4步骤”的一例。
接着，控制部120基于通过满充电检测法估计的第2SOC，修正通过电流累计法估计的第1SOC(S80)。
例如，在满充电容量是60[Ah]、基于电流累计法的满充电检测紧前面的剩余容量估计值是59.528[Ah]的情况下，将剩余容量估计值修正为60[Ah]，将第1SOC修正为100[％]。
修正后，控制部120将SOC估计误差Se复位为零(S90)。在上述的例子中，将SOC估计误差Se＝1.33[％]复位。通过SOC估计误差Se的复位，误差累积量Cx＝800.13[mAh]也复位。
接着，控制部120从S30中算出的满充电检测紧前面的SOC估计误差Se减去S70中算出的SOC差Sx(S100)。
在上述的例子中，由于SOC差Sx是0.79[％]、SOC估计误差Se是1.33[％]，因此(Se－Sx)是0.54[％]。容量是800.13[mAh]－0.472[Ah]≒328[mAh]。S100是“第5处理”以及“第5步骤”的一例。
之后，控制部120对(Se－Sx)的绝对值的大小进行判定。具体地，将(Se－Sx)的绝对值与阈值TH2进行比较(S110)。阈值TH2是根据计测误差ε所要求的精度而设定的任意的值。
在(Se－Sx)的绝对值小于阈值TH2的情况下(S110：否(NO))，控制部120判断为不需要修正计测误差ε。
在该情况下，不修正计测误差ε地转移到S20。控制部120保持原样地使用存储于存储器123中的计测误差ε，来进行基于电流累计法的第1SOC的估计。即，将S80中修正的第1SOC作为初始值，并基于(2)式，估计第1SOC。
在(Se－Sx)的绝对值为阈值TH2以上的情况下(S110：是(YES))，控制部120判断为需要修正计测误差ε。在该情况下，控制部120基于S100中算出的(Se－Sx)的值，通过(6)式，算出计测误差ε的修正值Δε(S120)。
接着，控制部120使用S120中算出的修正值Δε，通过(7)式修正计测误差ε(S130)，并将修正后的计测误差ε1存储于存储器123中。S130是“第6处理”的一例。
之后，转移到S20，控制部120使用修正后的计测误差ε1，进行基于电流累计法的第1SOC的估计。由此，能够提高SOC估计误差Se的估计精度。
＜S110中的判定的例子＞
在S110中，将(Se－Sx)的绝对值与阈值TH2进行比较，在(Se－Sx)的绝对值为阈值TH2以上的情况下，控制部120判断为需要修正计测误差ε。阈值TH2既可以是固定值，也可以根据电流累计时间T而变更。
计测误差ε作为误差的真值即误差真值ε0与误差量εx的和，能够通过下述(8)式来表示。
ε＝ε0+εx····· (8)
以下，在希望将计测误差ε中包含的误差量εx抑制为小于0.5[mA]时，在电流累计时间T为31日的情况下和7日的情况下，关于如何判断分别进行说明。
在误差量εx是0.5[mAh]的情况下，若将伴随累计时间而累积的误差(Se－Sx)的绝对值换算为容量，则每1日是0.5[mA]×24[h]＝12[mAh]。因此，在S110中，如果每1日的误差小于12[mAh]则不进行修正，如果为12[mAh]以上则进行修正。另外，若此时的阈值TH2换算成每1日的SOC，则为12[mAh]/(60[Ah]×1000)×100＝0.02[％]。
例如，在误差(Se－Sx)的容量换算值是328[mAh]、此时的电流累计时间T是31日的情况下，每1日的误差是328[mAh]/31[日]≒10.6[mAh]。该值小于12[mAh]，因此控制部120不进行修正(S110：否(NO))。
在相同的328[mAh]的误差累积所需要的电流累计时间T是7日的情况下，每1日的误差成为46.9[mAh]，是12[mAh]以上。在该情况下，控制部120判断为需要修正(S110：是(YES))，并执行S120、S130。
＜S130的修正例＞
S110中判断为需要修正的情况下，修正计测误差ε。对于计测误差ε的修正值Δε，使用在S100中通过式(6)算出的值。系数k是1以下的正的值。如果设k＝1，则能够通过大的修正值Δε来修正计测误差ε。也可以设系数k为小于1的正的值，反复进行基于小的修正值Δε的修正。
如上述例子那样，7日内为328[mAh]，考虑过多地估计SOC估计误差Se的情况。在该情况下，若设电流恒定，并将容量换算为电流，则成为328[mAh]/168[h]＝1.95[mA]。这是计测误差ε中包含的误差量εx。
在计测误差ε的上次值是4.8[mA]的情况下，系数k＝1时，误差量εx保持原样地成为修正值Δε。通过(6)式以及(7)式，成为修正后的计测误差ε1＝4.8[mA]－1.95[mA]＝2.85[mA]。
因此，S130中，将电流计测值Im的计测误差ε从上次值4.8[mA]置换为修正后的2.85[mA]，从而能够提高电流累计法中的SOC估计误差Se的估计精度。
若使用小于1的正的值作为系数k，则如以下那样。
例如在设定为系数k＝0.5的情况下，4.8[mA]－1.95[mA]×0.5＝3.825[mA]，因此设修正后的计测误差ε1为3.825[mA]。若与系数k＝1的情况相比，则修正值Δε小。今后在实施满充电检测法时进行修正，反复进行修正，最终使电流的计测误差ε逐渐接近误差真值ε0。
5.效果说明
在该结构中，通过电流计测值Im中包含的计测误差ε的修正，SOC估计误差Se的估计精度提高。由此，能够缩小SOC估计范围Y。在将修正前的计测误差ε估算得比真值小的情况下，通过计测误差ε的修正，SOC估计误差Se的估计精度提高，SOC估计范围Y的可靠性提高。
图10是示出SOC估计范围的曲线图。L0是SOC的估计值，Y1是非修正时的SOC估计范围，Y2是修正执行时的SOC估计范围。通过计测误差ε的修正，能够抑制估计误差Se，因此与非修正时相比，能够缩窄SOC估计范围Y。
通过SOC估计范围Y的缩窄，能够维持电池性能。例如，在电池组60的充电控制中，为了防止电池性能的下降，存在根据SOC估计范围Y的上限值来确定充电电流的情况。在该结构中，能够以与SOC估计范围Y的上限值相应的适当的充电电流对电池组60进行充电，因此能够维持电池性能。
在被确定SOC的使用范围(例如SOC50％～80％)的情况下，能够对电池组60进行充电，直到SOC估计范围Y的上限值成为使用范围的上限值为止。在该结构中，SOC估计范围Y被缩窄，能够将L0接近使用范围的上限值，因此能够有效利用电池组60的性能。
通过计测误差ε的修正，能够延长计测误差ε的累积即SOC估计误差Se至达到阈值TH1为止的时间。能够抑制基于满充电检测法的SOC的修正的频率。
通过减小SOC的修正的频率，能够减小用于SOC修正的充电频率。在向满充电的充电中无法接受再生，因此通过减小用于SOC修正的充电频率，能够缩短再生接受被限制的期间，有助于车辆的燃料消耗率提高。
＜实施方式2＞
在实施方式1中，使用通过满充电检测法估计的第2SOC，修正了计测误差ε。
在实施方式2中，使用通过OCV法估计的第2SOC，来修正计测误差ε。
图11是对于正极使用磷酸铁锂，对于负极使用石墨的LFP/Gr系的锂离子二次电池单元62的SOC－OCV的相关特性。横轴是SOC，纵轴是OCV。OCV是开路电压(Open CircuitVoltage)。OCV也可以是无电流或视为无电流的情况下(电流值为规定值以下的情况下)的单元62的端子电压。
锂离子二次电池单元具有包含相对于SOC的变化量，OCV的变化量相对低的低变化区域L、和相对高的高变化区域H的多个充电区域。
具体地，具有两个低变化区域L1、L2、和三个高变化区域H1、H2、H3。
低变化区域L1为SOC的值在35[％]～62[％]的范围，低变化区域L2为SOC的值在68[％]～96[％]的范围。
低变化区域L1、L2是相对于SOC的变化量的OCV的变化量非常小、OCV大致恒定的平台(plateau)区域。所谓平台区域是相对于SOC的变化量的OCV的变化量为规定值以下的区域。规定值作为一例是2[mV/％]。
第1高变化区域H1是SOC的值大于62[％]、小于68[％]的范围。第2高变化区域H2是SOC的值小于35[％]的范围，第3高变化区域H3是SOC的值大于96[％]的范围。
OCV法通过将OCV参照于SOC－OCV的相关特性(图11的曲线图)，来估计SOC。例如，OCV为OCVx的情况下的SOC能够估计为SOCx。这样，通过OCV法能够估计第2SOC。
电池组60的使用范围F存在被设定为50％～80％等上限值小于100％的情况。通过设使用范围F的上限值小于100％，设为相对于满充电具有余量的设定，从而能够进行再生的接受。
在该例中，第1高变化区域H1包含在使用范围F中。因此，在使用范围F内，也能够执行OCV法，来估计第2SOC。
OCV法的执行不限于使用范围F内，也可以对电池组60进行充电，进行到第3高变化区域H3为止，也可以将电池组60进行放电到第2高变化区域H2。
＜其他实施方式＞
本发明不限定于通过上述记述以及附图所说明的实施方式，例如以下那样的实施方式也包含在本发明的技术的范围内。进一步地，除了下述以外，在不脱离主旨的范围内能够进行各种变更来实施。
(1)在上述实施方式中，作为二次电池单元62的一例，表示了锂离子二次电池单元。二次电池单元62不限于锂离子二次电池单元，也可以是其他非水电解质二次电池单元。也可以是铅蓄电池单元。也可以使用电容器来代替二次电池单元。二次电池单元62、电容器是“蓄电单元”的一例。
(2)电池组60不限于将多个二次电池单元62串并联连接的情况，也可以是串联的连接、单个单池的结构。
(3)在上述实施方式中，设电池50为汽车用，但也可以是自动双轮用。也可以在船舶、AGV、航空器等其他移动体中使用电池50。
(4)在上述实施方式中，将控制部120设置在电池50的内部。控制部120也可以设置于电池50的外部。即，也可以通过设置于电池50外的控制部120，进行计测误差ε的修正、SOC估计误差Se的算出、SOC估计。在该情况下，控制部120也可以通过通信从设置于电池50的内部的电流计测部54和电压计测部110，获取电流计测值Im以及总电压VB的信息，并进行计测误差ε的修正、SOC估计误差Se的算出、SOC估计。
(5)在上述实施方式中，作为与基于电流的累计值的估计不同的剩余电量的估计方法，例示了满充电检测法和OCV法。如果能够不使用电流的累计值来进行剩余电量的估计，则也可以使用满充电检测法、OCV法以外的任意的方法。
符号的说明
10汽车(车辆的一例)
50电池(蓄电装置的一例)
54电流计测部
60电池组
62二次电池单元(蓄电单元的一例)
110电压计测部
120控制部(估计装置的一例)
ε计测误差
Δε修正值
Im电流计测值
Se SOC误差(累积误差的一例)
Sx SOC差(剩余电量差的一例)。

Claims (6)

1.一种估计装置，其是估计蓄电单元或电池组的剩余电量的估计装置，该估计装置执行：
第1处理，基于所述蓄电单元或所述电池组的电流的累计值来估计剩余电量；
第2处理，基于所述电流的计测误差的累计值，估计剩余电量的累积误差；
第3处理，通过与所述第1处理不同的方法估计剩余电量；
第4处理，算出通过所述第1处理估计的剩余电量与通过所述第3处理估计的剩余电量的差即剩余电量差；以及
第5处理，基于所述累积误差和所述剩余电量差，算出所述计测误差的修正值。
2.如权利要求1所述的估计装置，其中，
该估计装置执行：第6处理，基于通过所述第5处理算出的所述修正值，修正所述计测误差，
所述第6处理的执行后，使用修正后的所述计测误差，执行所述第2处理。
3.如权利要求2所述的估计装置，其中，
在所述累积误差与所述剩余电量差的差超过阈值的情况下，执行所述第6处理，修正所述计测误差。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的估计装置，其中，
在所述第3处理中，通过将所述蓄电单元或所述电池组进行充电至满充电为止的满充电检测法，估计所述蓄电单元或所述电池组的剩余电量。
5.一种蓄电装置，包含：
所述蓄电单元或所述电池组；
电流计测部，计测所述蓄电单元或所述电池组的电流；以及
权利要求1至权利要求4中任一项所述的估计装置。
6.一种估计方法，其是估计蓄电单元或电池组的剩余电量的估计方法，该估计方法执行：
第1步骤，基于所述蓄电单元或所述电池组的电流的累计值来估计剩余电量；
第2步骤，基于所述电流的计测误差的累计值，估计剩余电量的累积误差；
第3步骤，通过与所述第1步骤不同的方法估计剩余电量；
第4步骤，算出通过所述第1步骤求出的剩余电量与通过所述第3步骤求出的剩余电量的差即剩余电量差；以及
第5步骤，基于所述累积误差与所述剩余电量差的差，算出所述计测误差的修正值。
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