WO2017026451A1 - 電池の充電状態推定装置 - Google Patents

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WO2017026451A1
WO2017026451A1 PCT/JP2016/073322 JP2016073322W WO2017026451A1 WO 2017026451 A1 WO2017026451 A1 WO 2017026451A1 JP 2016073322 W JP2016073322 W JP 2016073322W WO 2017026451 A1 WO2017026451 A1 WO 2017026451A1
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charging rate
temperature
unit
estimation
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PCT/JP2016/073322
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裕介 渡邉
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery

Definitions

  • This disclosure relates to a battery state of charge estimation device.
  • This type of charging state estimation device for example, there is a charging state estimation device found in Patent Document 1 below.
  • This charging state estimation device includes an observer that sequentially identifies circuit parameters such as a resistance component of a battery equivalent circuit model that changes according to the battery temperature, and sequentially estimates the charging state of the battery based on the identified circuit parameters. It has been known.
  • an observer gain is designed to estimate the state of charge of the battery. This observer gain is set so that the estimated charge state converges to the true charge state within a predetermined time in the circuit parameter fluctuation range corresponding to the battery operating temperature range assumed at the time of design. Designed to satisfy the guarantee of stability. In other words, the observer gain is designed to satisfy the robustness required for the observer, including the reduction of the convergence time and ensuring the stability of the observer.
  • the operating temperature range of the battery assumed at the time of designing the observer gain is wide, the fluctuation range of the circuit parameter is also widened. If the variation range of the circuit parameters is wide, even if the circuit parameters of the equivalent circuit model are sequentially identified by the observer, the robustness required for the observer cannot be satisfied over the entire operating temperature range of the battery. is there. For this reason, for example, it is conceivable to design the observer gain so as to satisfy the robustness required for the observer in a part of the battery operating temperature range. However, in this case, if the battery temperature deviates from the partial temperature range described above, the time until the estimated charge state converges to the true charge state cannot be made less than the predetermined time, or the observer's stability is reduced. There is concern that it cannot be guaranteed. In this case, there is a concern that the estimation accuracy of the state of charge by the observer is lowered.
  • This disclosure mainly aims to provide a battery state-of-charge estimation device that can improve the estimation accuracy of the state of charge of a battery even when the operating temperature range of the battery is wide.
  • the first aspect of the present disclosure includes a current acquisition unit (30b) that acquires a current value flowing through the battery (21), a temperature acquisition unit (30c) that acquires the temperature of the battery, and a current value flowing through the battery.
  • the equivalent circuit model parameter whose value changes according to the temperature of the battery as circuit parameters, and the operating temperature range of the battery is divided into a plurality of set temperature ranges.
  • the temperature range including the temperature acquired by the temperature acquisition unit is selected, and the upper and lower limit values of the circuit parameter corresponding to the boundary of the selected temperature range are selected.
  • Setting unit constant and (32) A battery charge state estimation device comprising: a gain calculation unit (31d) that calculates an observer gain used by the observer based on the upper and lower limit values of the circuit parameters set by the setting unit.
  • the charging parameter in the state equation derived from the equivalent circuit model of the battery is sequentially estimated by the observer based on the current value acquired by the current acquisition unit.
  • the value of the circuit parameter of the equivalent circuit model varies depending on the temperature of the battery. For this reason, if the operating temperature range of the battery is wide, the variation range of the circuit parameter becomes wide, and the robustness required for the observer may not be satisfied in the entire operating temperature range of the battery.
  • the temperature range including the battery temperature acquired by the temperature acquisition unit is selected from the temperature ranges set by dividing the use temperature range of the battery, and the selected temperature range is selected.
  • Upper and lower limit values of circuit parameters corresponding to the boundary of the range are set. Then, based on the set upper and lower limit values of the circuit parameters, the observer gain used by the observer is calculated.
  • the robustness required for the observer is satisfied in the fluctuation range of the circuit parameter corresponding to the temperature range.
  • Observer gain can be calculated. For this reason, even when the operating temperature range of the battery is wide, the estimation accuracy of the charging parameter can be improved, for example, the divergence of the estimated value of the charging parameter having a correlation with the charging state of the battery can be avoided.
  • a convergence rate for converging the charging parameter estimated by the observer to the true charging parameter is individually set in each of a plurality of temperature ranges set by dividing the use temperature range. It is characterized by being set to.
  • the observer gain with the convergence rate optimized so that the time required for the estimated charging parameter to converge to the true charging parameter can be shortened in each temperature range. For this reason, even when there is an estimation error between the initial estimated value of the charging parameter and the true charging parameter, this estimation error can be quickly eliminated.
  • the third aspect of the present disclosure is characterized in that the value of the circuit parameter is increased as the temperature of the battery is lower.
  • the variation range of the circuit parameter is likely to be wider if the battery operating temperature range is wider. Therefore, in the third aspect, there is an advantage that the observer gain is calculated based on the upper and lower limit values of the circuit parameter corresponding to the boundary of the temperature range in each temperature range set by dividing the use temperature range. large.
  • the circuit parameter has a larger increase amount per unit temperature decrease amount of the battery as the temperature of the battery is lower, and the operating temperature range is divided and set in plural. Each temperature range is set narrower as the temperature of the battery is lower.
  • the circuit parameter has a larger increase amount per unit temperature decrease amount of the battery as the battery temperature is lower. Therefore, for example, when the operating temperature range is divided into a plurality of temperature ranges having the same temperature range, the lower the battery temperature, the greater the difference between the upper and lower limit values of the circuit parameters corresponding to the boundary of the temperature range. . As a result, there is a concern that the observer gain cannot be calculated so as to satisfy the robustness required for the observer as the battery temperature is lower.
  • each of the temperature ranges set by dividing the operating temperature range is set narrower as the battery temperature is lower. For this reason, it can suppress that the difference of the upper and lower limit value of the circuit parameter corresponding to the boundary of the temperature range becomes large, so that the battery temperature is low. Accordingly, the observer gain can be calculated so as to satisfy the robustness required for the observer in each temperature range.
  • the gain calculation unit stabilizes the closed loop of the observer with respect to fluctuations in the circuit parameter in each of the temperature ranges set by dividing the operating temperature range. An observer gain is calculated.
  • the circuit parameter fluctuates according to the battery temperature, it is possible to guarantee the closed-loop stability of the observer in each temperature range.
  • the estimation accuracy of the charging parameter can be further improved, for example, the divergence of the estimated value of the charging parameter can be avoided.
  • the gain calculation unit calculates the observer gain that stabilizes the closed loop of the observer with respect to process noise and observation noise mixed in a signal in the equivalent circuit model to be controlled. It is characterized by that.
  • the stability of the closed loop including the observer can be guaranteed. Thereby, the estimation precision of a charging parameter can be improved more.
  • the seventh aspect of the present disclosure is characterized in that the charging parameter is an open-circuit voltage of the battery.
  • the estimation accuracy of the open circuit voltage of the battery can be increased.
  • the eighth aspect of the present disclosure includes a charge rate estimation unit that sequentially estimates a charge rate of the battery based on the open-circuit voltage estimated by the observer.
  • the battery charge rate is uniquely determined from the open circuit voltage of the battery.
  • the charging rate of the battery can be sequentially estimated based on the open-circuit voltage estimated by the observer.
  • the charging rate estimation unit is a first charging rate estimation unit
  • the processing load is smaller than the processing load required for estimating the charging rate by the first charging rate estimation unit
  • the charging rate estimation accuracy by the first charging rate estimation unit is
  • the charging rate is higher than the estimation accuracy of the charging rate by the charging rate estimator
  • the first and second charging rate ranges adjacent to each other related to the reliability of the battery are preset
  • the second charging rate range is The charging rate range in which the battery is less reliable than the first charging rate range
  • the charging rate range including the charging rate estimated by the second charging rate estimation unit is the first charging rate range.
  • the first charging rate is A switching unit that switches to estimation of the charging rate by the estimation unit.
  • the charging rate estimation accuracy by the first charging rate estimation unit is higher than the charging rate estimation accuracy by the second charging rate estimation unit, and charging by the second charging rate estimation unit is also performed.
  • the processing load required for estimating the rate is smaller than the processing load required for estimating the charging rate by the first charging rate estimating unit. Therefore, in the ninth aspect, when the charging rate range including the charging rate estimated by the second charging rate estimation unit is the first charging rate range, the estimation of the charging rate by the second charging rate estimation unit is continued. To do. For this reason, the processing load of the charging state estimation device is reduced until the charging rate range including the charging rate estimated by the second charging rate estimation unit changes from the first charging rate range to the second charging rate range. be able to.
  • the ninth aspect when the charge rate range including the charge rate estimated by the second charge rate estimation unit changes from the first charge rate range to the second charge rate range, the second charge rate Switching from the estimation of the charging rate by the estimation unit to the estimation of the charging rate by the first charging rate estimation unit is performed. For this reason, in the situation where the estimated charging rate is included in the low reliability range, the estimation accuracy of the charging rate can be increased. Thereby, it can avoid that a battery becomes overcharge or overdischarge.
  • the figure which shows the equivalent circuit model of the battery cell shown in FIG. The figure which shows the structure of the observer shown in FIG.
  • the flowchart which shows the procedure of the charging rate estimation process which concerns on 2nd Embodiment of this indication.
  • the battery unit 10 includes an assembled battery 20 and a battery ECU 30.
  • the assembled battery 20 is composed of a series connection body of a plurality of battery cells 21, and exchanges electric power with an electric load such as a rotating electric machine (not shown).
  • Each battery cell 21 is a secondary battery, and in the present embodiment, a lithium ion secondary battery is used.
  • the battery unit 10 includes a plurality of voltage sensors 40, a current sensor 41, and a temperature sensor 42.
  • Each voltage sensor 40 is a voltage detection unit that detects a voltage between terminals of a corresponding battery cell 21 in the plurality of battery cells 21.
  • the current sensor 41 is a current detection unit that detects a charging current input to each battery cell 21 and a discharging current output from each battery cell 21.
  • the temperature sensor 42 is a temperature detection unit that detects the temperature of each battery cell 21.
  • the battery unit 10 is configured by housing the voltage sensor 40, the current sensor 41, the temperature sensor 42, the assembled battery 20, and the battery ECU 30 in one housing.
  • the battery ECU 30 is configured as a computer including a CPU, a memory, an I / O (not shown), and the like. Detection values of the voltage sensor 40, the current sensor 41, and the temperature sensor 42 are input to the battery ECU 30.
  • the battery ECU 30 obtains the detected values of the charging current and the discharging current of each battery cell 21 detected by the current sensor 41 and the voltage acquisition unit 30a that acquires the voltage detection value of each battery cell 21 detected by the voltage sensor 40.
  • a current acquisition unit 30b to be acquired and a temperature acquisition unit 30c to acquire a temperature detection value of each battery cell 21 detected by the temperature sensor 42 are provided.
  • the battery ECU 30 detects the voltage value of the battery cell 21 detected by the voltage sensor 40, that is, the voltage between terminals (hereinafter referred to as “detection voltage CCV”), the charging current or the discharging current detected by the current sensor 41 (hereinafter referred to as “detection”). And a function of estimating the state of charge (SOC) of each battery cell 21 based on the temperature detected by the temperature sensor 42 (hereinafter referred to as “detected temperature Ts”). ing.
  • the polarity of the detection current Is is negative when the detection current Is is discharged from each battery cell 21, and is positive when the detection current Is is charged to the battery cell 21.
  • the battery ECU 30 includes an OCV estimation unit 31, a setting unit 32, and an SOC estimation unit 33 that are configured by an observer.
  • the OCV estimation unit 31 sequentially estimates the open end voltage OCV of each battery cell 21.
  • the SOC estimation unit 33 sequentially estimates the charging rate SOC of the corresponding battery cell 21 based on the estimated open circuit voltage OCV of each battery cell 21.
  • the SOC estimation unit 33 uses, for example, a map that defines the charging rate SOC associated with the open-circuit voltage OCV of each battery cell 21 to charge corresponding to the value of the open-circuit voltage OCV of the corresponding battery cell 21. Get the value of the rate SOC.
  • the design method of the OCV estimation unit 31 and the open end voltage OCV estimation process performed by the battery ECU 30 will be described in this order.
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit model of each battery cell 21 according to the present embodiment.
  • the equivalent circuit model includes a capacitor 21a, a DC resistor 21b, and a plurality (two) of RC parallel circuits (first RC parallel circuit 21c, second RC parallel circuit) for representing the open circuit voltage of each battery cell 21. 21d).
  • the capacitance of the capacitor 21a is indicated by “Cocv”
  • the resistance value of the DC resistor 21b is indicated by “R0”
  • the first resistance value of the resistor 21c1 of the first RC parallel circuit 21c is indicated by “R1”.
  • the first capacitance of the capacitor 21c2 of the first RC parallel circuit 21c is indicated by “C1”. Further, the second resistance value of the resistor 21d1 of the second RC parallel circuit 21d is indicated by “R2”, and the second capacitance of the capacitor 21d2 of the second RC parallel circuit 21d is indicated by “C2”. In the present embodiment, these parameters R1, R2, C1, and C2 correspond to circuit parameters.
  • the voltage between terminals of the capacitor 21a having a capacity of Cocv is defined as the open-circuit voltage OCV (t) of each battery cell 21, and the voltages between the terminals of the RC parallel circuits 21c and 21c are V1 (t), V2 ( t), and the terminal voltage of the entire equivalent circuit model is the output variable y (t). Further, the current flowing through the equivalent circuit model is u (t).
  • the state variable xr the system matrix A, the control matrix B, the output matrix C, and the transfer matrix D are defined as in the following equation (eq3).
  • the above equation (eq1) is expressed as the following equation (eq4). Further, from the above equation (eq3), the above equation (eq2) is expressed as the following equation (eq5).
  • the output variable y (t) is the voltage between the terminals of the battery cell 21.
  • the following expressions (eq6) and (eq7) reflect the effects of the observation noise v (t) and the process noise w (t) in each of the above expressions (eq4) and (eq5).
  • the matrices G and H are weighted to distribute the process noise w (t) to the noise mixed into the control target input and the noise mixed into the control target output, respectively. Is a weighting matrix.
  • the observation noise v (t) and the process noise w (t) are white noise. For this reason, it is assumed that the following equation (eq8) holds for the observation noise v (t) and the process noise w (t).
  • FIG. 3 shows a state variable diagram of the controlled object 50 based on the above equations (eq6) and (eq7).
  • the input variable u (t) is the detected current Is (t)
  • the output variable y (t) is the detected voltage CCV (t).
  • the observer equation is expressed by the following equation (eq10) for the controlled object 50 expressed by the above equations (eq6) and (eq7).
  • xh (t) represents an estimated value of the state variable xr (t)
  • L represents an observer gain, and is also referred to as a gain matrix.
  • the observer gain L is expressed by the following equation (eq11).
  • the matrix P represents the solution of the algebraic Riccati equation and is a positive definite symmetric matrix.
  • the observer gain L is defined by the matrix P, the output matrix C, the weighting matrices G and H, the covariance matrices Rr and Qr of each noise v (t) and w (t), and the noise v (t) and w (t). It is calculated based on the matrix Nr related to the correlation.
  • the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 constituting the system matrix A change according to the temperature of the corresponding battery cell 21. For this reason, in order to satisfy the robustness required for the observer, the observer included in the OCV estimation unit 31 calculates an observer gain L that satisfies the secondary stability with respect to fluctuations in the circuit parameters R1, R2, C1, and C2. . Further, the observer included in the OCV estimation unit 31 calculates an observer gain L that satisfies the secondary stability with respect to each of the noises v (t) and w (t).
  • the influence of the observation noise v (t) and the process noise w (t) is ignored in the observer state equation.
  • the fluctuations of the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 constituting the system matrix A and the control matrix B are shown in a polytope format.
  • the upper limit value and lower limit value of the first resistance value R1 are R1U and R1L
  • the upper limit value and lower limit value of the second resistance value R2 are R2U and R2L
  • the upper limit value and lower limit value of the first capacitor C1 are C1U
  • each matrix An, Bn, Cn, and Dn is expressed as the following equation (eq12).
  • the differential value of the above equation (eq15) may be negative. Differentiating the above equation (eq15) leads to the following equation (eq16).
  • the convergence rate of the estimation error e (t) is ⁇ .
  • the following equation (eq18) is derived from the above equation (eq17).
  • the convergence rate ⁇ is defined as the attenuation characteristic of the amplitude of the estimation error e (t) as shown in the following equation (eq19).
  • the matrix P is calculated by solving the LMI expressed by the above equation (eq18) at each vertex of the parameter box.
  • the secondary stability is satisfied with respect to fluctuations in the circuit parameters R1, R2, C1, and C2, and the noises v (t) and w (t).
  • An observer gain L is calculated.
  • the observer included in the OCV estimation unit 31 includes a deviation calculation unit 31a, an output multiplication unit 31b, a transmission multiplication unit 31c, a gain processing unit 31d, an addition unit 31e, a control multiplication unit 31f, and a system multiplication unit 31g.
  • the deviation calculator 31a subtracts a matrix obtained by adding the matrix Cxh (t) output from the output multiplier 31b and the matrix Du (t) output from the transfer multiplier 31c from the output variable y (t).
  • the input variable u (t) is the detection current Is (t)
  • the output variable y (t) is the detection voltage CCV (t).
  • the gain processing unit 31d calculates the observer gain L and multiplies the calculated observer gain L by the matrix “y (t) ⁇ Cxh (t) ⁇ Du (t)” output from the deviation calculation unit 31a.
  • the adder 31e includes a matrix “L (y (t) ⁇ Cxh (t) ⁇ Du (t))” output from the gain processor 31d, a matrix Bnu (t) output from the control multiplier 31f, The matrix Anxh (t) output from the system multiplication unit 31g is added.
  • the integrator 31h estimates the state variable by integrating the matrix “Anxh (t) + Bnu (t) + L (y (t) ⁇ Cxh (t) ⁇ Du (t))” output from the adder 31e.
  • the value xh (t) is calculated.
  • the open circuit voltage OCV (t) is input to the SOC estimation unit 33.
  • the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 included in the system matrix An of the system multiplication unit 31g and the control matrix Bn of the control multiplication unit 31f are, for example, the detection current Is (t), the detection voltage CCV (t), and the detection temperature. Identification is performed sequentially based on Ts (t). However, since identification of circuit parameters is not a main part in the present embodiment, detailed description of the identification method is omitted.
  • the gain processing unit 31d corresponds to a gain calculation unit that calculates the observer gain L based on the above equation (eq11). Specifically, the gain processing unit 31d first calculates the matrix P by solving the LMI expressed by the above equation (eq18). Here, as the output matrix C for solving the LMI, the sequentially identified matrix is used. The gain processing unit 31d calculates the observer gain L based on the above equation (eq11) with the calculated matrix P and the sequentially identified output matrix C as inputs.
  • the gain processing unit 31d calculates the observer gain L so as to satisfy the robustness required for the observer in the entire operating temperature range of the battery cell 21. This can be realized by setting the variation range of the circuit parameter to be considered when calculating the matrix P by the setting unit 32.
  • the setting unit 32 will be described.
  • the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 have larger values as the temperature of the battery cell 21 is lower in the corresponding use temperature range TB of the battery cell 21 from temperature T0 to temperature T7.
  • the setting unit 32 selects a temperature range including the detected temperature Ts from among a plurality of temperature ranges TA1 to TA7 that are set by dividing the use temperature range TB of the battery cell 21.
  • the setting unit 32 sets upper and lower limit values R1L, R1U, R2L, R2U, C1L, C1U, C2L, and C2U of circuit parameters R1, R2, C1, and C2 corresponding to the boundary of the selected temperature range.
  • FIG. 4 shows an example in which the upper limit value R1U of the first resistance value is set as RU and the lower limit value R1L of the first resistance value is set as RL when the detected temperature Ts is included in the temperature range TA4.
  • the setting unit 32 calculates the matrix P by solving the LMI by setting the upper and lower limit values of the circuit parameters in each of the temperature ranges TA1 to TA7 obtained by dividing the use temperature range TB.
  • the variation range of circuit parameters to be taken into consideration can be narrowed.
  • the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 are increased in increments per unit temperature decrease amount of the battery cell 21 as the temperature of the battery cell 21 is lower.
  • Each TA7 is set narrower as the detection temperature Ts is lower. Thereby, the fluctuation range of the circuit parameter to be considered can be narrowed.
  • the observer gain L satisfying the robustness in each of the divided temperature ranges TA1 to TA7 can be calculated, and as a result, the observer robustness can be satisfied in the entire use temperature range TB.
  • the setting unit 32 stores a convergence rate ⁇ set in advance corresponding to each of the temperature ranges TA1 to TA7.
  • the setting unit 32 selects a convergence rate ⁇ corresponding to the temperature range including the detected temperature Ts from the temperature ranges TA1 to TA7, and outputs the convergence rate ⁇ to the gain processing unit 31d.
  • the convergence rate ⁇ corresponding to the temperature of the battery cell 21 is used so that the time required for the estimated open-circuit voltage OCV to converge to the true open-circuit voltage can be shortened. Can do.
  • the same value may be used in each of the temperature ranges TA1 to TA7, or different values may be used.
  • the gain processing unit 31d calculates the observer gain L so that the eigenvalue of the matrix “An-LC” becomes negative.
  • the robustness of the observer that estimates the open-end voltage OCV can be satisfied in the entire use temperature range TB of the battery cell 21. For this reason, it is not necessary to adapt the observer for each use environment of the vehicle such as a cold region specification or a warm region specification, and a common observer can be used.
  • the battery ECU 30 determines the upper and lower limits of the circuit parameters R1, R2, C1, and C2 corresponding to the temperature ranges in each of the temperature ranges TA1 to TA7 that are set by dividing the use temperature range TB of each battery cell 21.
  • the observer gain L was calculated so as to satisfy the robustness.
  • the battery ECU 30 schedules the observer gain L according to the detected temperature Ts. For this reason, even when the use temperature range TB of the assembled battery 20 is wide, the LMI solution P satisfying the robustness can be calculated in each of the temperature ranges TA1 to TA7.
  • the observer gain L satisfying the robustness in each of the temperature ranges TA1 to TA7 can be calculated, and the estimation accuracy of the open-circuit voltage OCV of each battery cell 21 can be increased. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the charging rate SOC of the battery cell 21 that is uniquely determined from the open-circuit voltage OCV of each battery cell 21.
  • the battery ECU 30 individually sets the convergence rate ⁇ of the estimated value xh (t) of the state variable in each of the temperature ranges TA1 to TA7. Therefore, the convergence rate ⁇ can be optimized in each of the temperature ranges TA1 to TA7. Thereby, even when there is an estimation error between the charging rate SOC calculated from the estimated open-circuit voltage OCV of each battery cell 21 and the true charging rate SOC, the estimation error is quickly reduced to zero. It can be converged.
  • the battery ECU 30 sets each of the temperature ranges TA1 to TA7 to be narrower as the temperature of the corresponding battery cell 21 is lower. For this reason, in the temperature range where the temperature of the corresponding battery cell 21 is low, it can suppress that the difference of the upper and lower limit values of the circuit parameter in the boundary of the temperature range becomes large. Thereby, in each of the temperature ranges TA1 to TA7, the LMI matrix P shown in the above equation (eq18) can be calculated, and the observer gain L satisfying the robustness can be calculated.
  • the LMI shown in the above equation (eq18) is configured to include matrices Rb and Nb related to noise. As a result, even when there is observation noise and process noise, it is possible to guarantee the stability of the closed loop including the gain processing unit 31d in the observer. Therefore, the estimation accuracy of the open-circuit voltage OCV of the battery cell 21 can be further improved, such as the divergence of the estimated value of the open-circuit voltage OCV of each battery cell 21 can be avoided.
  • the charging rate SOC estimation process described in the first embodiment is referred to as a first charging rate estimation process.
  • the battery ECU 30 performs a second charging rate estimation process in addition to the first charging rate estimation process.
  • the second charging rate estimation process is a process of estimating the charging rate SOC of the battery cell 21 based on the integrated value of the detected current Is of each battery cell 21 as shown in the following equation (eq20).
  • S0 represents the initial value of the charging rate SOC
  • Ahf represents the full charge capacity of the battery cell 21.
  • S0 represents the initial value of the charging rate SOC
  • Ahf represents the full charge capacity of the battery cell 21.
  • S0 of a charging rate as follows, for example. That is, the battery ECU 30 detects the detection voltage CCV of each battery cell 21 as the k open end voltage OCV of the battery cell 21 on the condition that charging / discharging of the assembled battery 20 is stopped. Then, the battery ECU 30 calculates an initial value S0 based on the detected open end voltage OCV of each battery cell 21.
  • FIG. 5 shows the procedure of the charging rate estimation process according to this embodiment. This process is repeatedly executed by the battery ECU 30 at a predetermined cycle, for example.
  • the charging rate SOC used in the first step S10 or the first steps S10 and S11 is estimated by a predetermined one of the first and second charging rate estimation processes. The value obtained is used. Specifically, for example, the charging rate SOC estimated by the first charging rate estimation process with high estimation accuracy is used.
  • step S10 the battery ECU 30 determines the charge rate SOC of the target battery cell 21 estimated by the currently executed estimation process among the first and second charge rate estimation processes. It is determined whether or not the upper limit charging rate Smax has been exceeded.
  • the upper limit charging rate Smax is set to a value smaller than the upper limit value of the charging rate that can maintain the reliability of the target battery cell 21 (hereinafter referred to as “allowable upper limit value SUlimit”).
  • step S11 the battery ECU 30 determines that the charge rate SOC of the target battery cell 21 estimated by the currently executed estimation process among the first and second charge rate estimation processes is the same. It is determined whether it is less than the lower limit charging rate Smin.
  • the lower limit charging rate Smin is a value smaller than the upper limit charging rate Smax and larger than the lower limit value of the charging rate that can maintain the reliability of the target battery cell 21 (hereinafter referred to as “allowable lower limit value SLlimit”). Is set to a value.
  • step S12 the battery ECU 30 estimates the charge rate SOC of the target battery cell 21 by the second charge rate estimation process.
  • the battery ECU 30 performs a first charging rate estimation process.
  • the charge rate range from the lower limit charge rate Smin to the upper limit charge rate Smax corresponds to the first charge rate range.
  • the charging rate range from the lower limit charging rate Smin to the allowable lower limit value SLlimit and the charging rate range from the upper limit charging rate Smax to the allowable upper limit value SUlimit correspond to the second charging rate range.
  • the two estimation processes are switched according to the estimated charging rate SOC for the reason described below.
  • the estimation accuracy of the charging rate SOC by the first charging rate estimation process is higher than the estimation accuracy of the charging rate SOC by the second charging rate estimation process.
  • the processing load required for estimating the charging rate SOC by the second charging rate estimation process is smaller than the processing load required for estimating the charging rate SOC by the first charging rate estimation process. Therefore, the charging rate SOC is estimated by the second charging rate estimation process until the charging rate SOC estimated by the second charging rate estimation process exceeds the upper limit charging rate Smax or falls below the lower limit charging rate Smin.
  • the processing load on battery ECU 30 can be reduced until charging rate SOC estimated by the second charging rate estimation process exceeds upper limit charging rate Smax or falls below lower limit charging rate Smin.
  • the second charging rate estimation process is switched to the first charging rate estimation process. Therefore, when the charging rate SOC increases and approaches the allowable upper limit value SUlimit, or when the charging rate SOC decreases and approaches the allowable lower limit value SLlimit, the estimation accuracy of the charging rate SOC can be increased. Thereby, it can avoid that each battery cell 21 becomes overcharge or overdischarge.
  • the battery ECU 30 uses, for example, a known temperature estimation method based on a parameter value that changes the temperature of each battery cell 21 used for the calculation of the observer gain L in proportion to the change in the temperature.
  • the estimation may be performed without being detected directly by 42.
  • the temperature range of each of the temperature ranges TA1 to TA7 is set such that the difference between the upper and lower limit values of the circuit parameters corresponding to the boundary of the temperature range is equal to each other. May be set.
  • the first charging rate estimation process may be switched only when the charging rate SOC estimated by the second charging rate estimation process exceeds the upper limit charging rate Smax. Moreover, you may switch to a 1st charge rate estimation process, only when the charge rate SOC estimated by the 2nd charge rate estimation process is less than the minimum charge rate Smin.
  • the second charging rate estimation process is not limited to the process based on the integrated value of the detected current as shown in the above equation (eq20). If the processing load is lower than the first charging rate estimation process, the process may be different from the process based on the integrated value of the detected current.
  • the circuit parameter is not limited to a value that is increased as the temperature of the corresponding battery cell 21 is lower.
  • the value is decreased as the temperature of the corresponding battery cell 21 is decreased. Also good.
  • the equivalent circuit model of the battery cell 21 is not limited to that shown in FIG.
  • a capacitor for expressing an open circuit voltage, a DC resistor, and one RC parallel circuit may be provided.
  • the combinations of the circuit parameters R1 and C1 of the RC parallel circuit are 2 squares (4 ways), the parameter box has four vertices.
  • the charging parameter having a correlation with the charging state of each battery cell 21 is not limited to the open-circuit voltage OCV but may be the charging rate SOC of the corresponding battery cell 21. Note that this application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-157034, and the disclosure of the Japanese patent application on which this priority is based is incorporated into this application as reference documents.
  • 21 ... battery cell, 30 ... battery ECU, 31 ... OCV estimation part, 32 ... setting part, 33 ... SOC estimation part.

Abstract

充電状態推定装置は、電池の温度に応じて値が変わる、該電池の等価回路モデルのパラメータを回路パラメータとし、前記電池の使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲の中から前記温度取得部によって取得された温度が含まれる温度範囲を選択し、選択した温度範囲の境界に対応する前記回路パラメータの上下限値を設定する設定部と、前記設定部により設定された前記回路パラメータの上下限値に基づいて、前記オブザーバで用いられるオブザーバゲインを算出するゲイン算出部と、を備えている。

Description

電池の充電状態推定装置
　本開示は、電池の充電状態推定装置に関する。
　この種の充電状態推定装置としては、例えば下記特許文献１に見られる充電状態推定装置がある。この充電状態推定装置は、電池温度に応じて変化する電池等価回路モデルの抵抗成分等の回路パラメータを逐次同定し、同定した回路パラメータに基づいて、電池の充電状態を逐次推定するオブザーバを備えるものが知られている。
特開２０１５－８１８００号公報
　オブザーバにおいては、電池の充電状態を推定するためにオブザーバゲインが設計される。このオブザーバゲインは、設計時に想定した電池の使用温度範囲に対応する回路パラメータの変動範囲において、推定された充電状態が真の充電状態に収束するまでの時間を所定時間以下とすること、およびオブザーバの安定性を保証することを満足するように設計されている。言い換えれば、オブザーバゲインは、上記収束時間の低減およびオブザーバの安定性確保を含む、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすように設計されている。
　ここで、オブザーバゲイン設計時に想定する電池の使用温度範囲が広いと、回路パラメータの変動範囲も広くなる。回路パラメータの変動範囲が広いと、等価回路モデルの回路パラメータがオブザーバによって逐次同定される場合であっても、電池の使用温度範囲全てにおいて、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすことができないことがある。
　このため、例えば、電池の使用温度範囲のうち一部の温度範囲において、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすようにオブザーバゲインを設計することも考えられる。ただしこの場合、電池温度が上記一部の温度範囲からはずれると、推定された充電状態が真の充電状態に収束するまでの時間を所定時間以下とすることができなくなったり、オブザーバの安定性を保証できなくなったりする懸念がある。この場合、オブザーバによる充電状態の推定精度が低下する懸念がある。
　本開示は、電池の使用温度範囲が広い場合であっても、電池の充電状態の推定精度を高めることができる電池の充電状態推定装置を提供することを主たる目的とする。
　以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
　本開示の第１の態様は、電池（２１）に流れる電流値を取得する電流取得部（３０ｂ）と、前記電池の温度を取得する温度取得部（３０ｃ）と、前記電池に流れる電流値を入力変数、および前記電池の充電状態と相関を有する充電パラメータを状態変数に含む前記電池の等価回路モデルから導かれた状態方程式における前記充電パラメータを、前記電流取得部によって取得された電流値に基づいて逐次推定するオブザーバ（３１）と、前記電池の温度に応じて値が変わる前記等価回路モデルのパラメータを回路パラメータとし、前記電池の使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲の中から前記温度取得部によって取得された温度が含まれる温度範囲を選択し、選択した温度範囲の境界に対応する前記回路パラメータの上下限値を設定する設定部（３２）と、
　前記設定部により設定された前記回路パラメータの上下限値に基づいて、前記オブザーバで用いられるオブザーバゲインを算出するゲイン算出部（３１ｄ）と、を備えることを特徴とする電池の充電状態推定装置。
　上記第１の態様では、オブザーバにより、電池の等価回路モデルから導かれた状態方程式における充電パラメータが、電流取得部によって取得された電流値に基づいて逐次推定される。ここで、等価回路モデルの回路パラメータは、電池の温度に応じて値が変わる。このため、電池の使用温度範囲が広いと、回路パラメータの変動範囲が広くなり、電池の使用温度範囲全てにおいて、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすことができないことがある。
　そこで上記第１の態様では、電池の使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲の中から、温度取得部によって取得された電池温度が含まれる温度範囲が選択され、選択された温度範囲の境界に対応する回路パラメータの上下限値が設定される。そして、設定された回路パラメータの上下限値に基づいて、オブザーバで用いられるオブザーバゲインが算出される。
　上記第１の態様によれば、使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれにおいて、その温度範囲に対応する回路パラメータの変動範囲でオブザーバに要求されるロバスト性を満たすようにオブザーバゲインを算出することができる。このため、電池の使用温度範囲が広い場合であっても、電池の充電状態と相関を有する充電パラメータの推定値の発散を回避できる等、充電パラメータの推定精度を高めることができる。
　本開示の第２の態様は、前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれにおいて、前記オブザーバによって推定された前記充電パラメータを真の前記充電パラメータに収束させる収束率が個別に設定されていることを特徴とする。
　上記第２の態様では、各温度範囲のそれぞれにおいて、推定された充電パラメータが真の充電パラメータに収束する時間を短縮できるように収束率が最適化されたオブザーバゲインを算出することができる。このため、充電パラメータの初期の推定値と真の充電パラメータとの間に推定誤差がある場合であっても、この推定誤差を迅速に解消することができる。
　本開示の第３の態様は、前記回路パラメータは、前記電池の温度が低いほど、値が大きくされていることを特徴とする。
　電池の温度が低いほど回路パラメータの値が大きくされている場合、電池の使用温度範囲が広いと、回路パラメータの変動範囲が広くなりやすい。このため上記第３の態様では、使用温度範囲が分割されて設定された各温度範囲のそれぞれにおいて、その温度範囲の境界に対応する回路パラメータの上下限値に基づいてオブザーバゲインを算出するメリットが大きい。
　本開示の第４の態様は、前記回路パラメータは、前記電池の温度が低いほど、前記電池の単位温度低下量あたりの増加量が大きくされており、前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれは、前記電池の温度が低いほど狭く設定されていることを特徴とする。
　上記第４の態様では、回路パラメータは、電池の温度が低いほど、電池の単位温度低下量あたりの増加量が大きくされている。このため、例えば、温度範囲が互いに同一の複数の温度範囲に使用温度範囲を分割すると、電池温度が低い温度範囲ほど、その温度範囲の境界に対応する回路パラメータの上下限値の差が大きくなる。その結果、電池温度が低い温度範囲ほど、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすようにオブザーバゲインを算出することができなくなる懸念がある。
　そこで上記第４の態様では、使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれが、電池の温度が低いほど狭く設定されている。このため、電池温度が低い温度範囲ほど、その温度範囲の境界に対応する回路パラメータの上下限値の差が大きくなることを抑制できる。これにより、各温度範囲のそれぞれにおいて、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすようにオブザーバゲインを算出することができる。
　本開示の第５の態様は、前記ゲイン算出部は、前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれにおける前記回路パラメータの変動に対して前記オブザーバの閉ループを安定とする前記オブザーバゲインを算出することを特徴とする。
　上記第５の態様では、電池の温度に応じて回路パラメータが変動する場合であっても、各温度範囲のそれぞれにおいてオブザーバの閉ループの安定性を保証することができる。これにより、充電パラメータの推定値の発散を回避できる等、充電パラメータの推定精度をより高めることができる。
　本開示の第６の態様は、前記ゲイン算出部は、制御対象となる前記等価回路モデルにおける信号に混入するプロセスノイズ及び観測ノイズに対して前記オブザーバの閉ループを安定とする前記オブザーバゲインを算出することを特徴とする。
　上記第５の態様では、プロセスノイズ及び観測ノイズが信号に混入する場合であっても、オブザーバを含む閉ループの安定性を保証することができる。これにより、充電パラメータの推定精度をより高めることができる。
　本開示の第７の態様は、前記充電パラメータは、前記電池の開放端電圧であることを特徴とする。
　上記第７の態様では、電池の開放端電圧の推定精度を高めることができる。
　本開示の第８の態様は、前記オブザーバによって推定された前記開放端電圧に基づいて、前記電池の充電率を逐次推定する充電率推定部を備えることを特徴とする。
　電池の充電率は、電池の開放端電圧から一義的に定まる。この点、上記第８の態様では、オブザーバによって推定された開放端電圧に基づいて、電池の充電率を逐次推定することができる。
　本開示の第９の態様は、前記充電率推定部を第１充電率推定部とし、前記第１充電率推定部による充電率の推定に要する処理負荷よりも小さい処理負荷で、かつ、前記第１充電率推定部による充電率の推定方法とは異なる方法で前記電池の充電率を推定する第２充電率推定部を備え、前記第１充電率推定部による充電率の推定精度は、前記第２充電率推定部による充電率の推定精度よりも高いものであり、前記電池の信頼性に関連する互いに隣接する第１および第２の充電率範囲が予め設定され、第２の充電率範囲は、前記第１の充電率範囲よりも前記電池の信頼性が低い充電率範囲であり、前記第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が前記第１の充電率範囲である場合に前記第２充電率推定部による充電率の推定を継続し、前記第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が前記第１の充電率範囲から前記第２の充電率範囲に変わった場合、前記第１充電率推定部による充電率の推定に切り替える切替部を備えている。
　上記第９の態様では、第１充電率推定部による充電率の推定精度が、第２充電率推定部による充電率の推定精度よりも高くされており、また、第２充電率推定部による充電率の推定に要する処理負荷が、第１充電率推定部による充電率の推定に要する処理負荷よりも小さい。そこで上記第９の態様では、第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が第１の充電率範囲である場合に第２充電率推定部による充電率の推定を継続する。このため、第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が第１の充電率範囲から第２の充電率範囲に変わるまでは、充電状態推定装置の処理負荷を低減することができる。
　一方、上記第９の態様では、第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が第１の充電率範囲から第２の充電率範囲に変わった場合、第２充電率推定部による充電率の推定から第１充電率推定部による充電率の推定に切り替える。このため、推定された充電率が低信頼範囲に含まれる状況下において、充電率の推定精度を高めることができる。これにより、電池が過充電となったり過放電となったりすることを回避できる。
本開示の第１実施形態に係る電池ユニットの全体構成を示す図。 図１に示す電池セルの等価回路モデルを示す図。 図１に示すオブザーバの構成を示す図。 図１に示す各電池セルの等価回路モデルの回路パラメータと電池セルの温度との関係を示す図。 本開示の第２実施形態に係る充電率推定処理の手順を示すフローチャート。
　（第１実施形態）
　以下、本開示に係る電池の充電状態推定装置を車載電池ユニットに適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、電池ユニット１０は、組電池２０と、電池ＥＣＵ３０とを備えている。組電池２０は、複数の電池セル２１の直列接続体から構成され、図示しない回転電機等の電気負荷と電力の授受を行う。各電池セル２１は、２次電池であり、本実施形態では、リチウムイオン２次電池を用いている。
　電池ユニット１０は、複数の電圧センサ４０、電流センサ４１及び温度センサ４２を備えている。各電圧センサ４０は、複数の電池セル２１における対応する電池セル２１の端子間電圧を検出する電圧検出部である。電流センサ４１は、各電池セル２１に入力される充電電流、および各電池セル２１から出力される放電電流をそれぞれ検出する電流検出部である。温度センサ４２は、各電池セル２１の温度を検出する温度検出部である。なお本実施形態では、電圧センサ４０、電流センサ４１、温度センサ４２、組電池２０及び電池ＥＣＵ３０が１つの筐体内に収容されることにより、電池ユニット１０が構成されている。
　電池ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、メモリ及び図示しないＩ／Ｏ等を備えるコンピュータとして構成されている。電池ＥＣＵ３０には、電圧センサ４０、電流センサ４１及び温度センサ４２の検出値が入力される。電池ＥＣＵ３０は、電圧センサ４０に検出された各電池セル２１の電圧検出値を取得する電圧取得部３０ａと、電流センサ４１に検出された各電池セル２１の充電電流および放電電流それぞれの検出値を取得する電流取得部３０ｂと、温度センサ４２により検出された各電池セル２１の温度検出値を取得する温度取得部３０ｃとを備えている。
　電池ＥＣＵ３０は、電圧センサ４０によって検出された電池セル２１の電圧値、すなわち端子間電圧（以下「検出電圧ＣＣＶ」という。）、電流センサ４１によって検出された充伝電流あるいは放電電流（以下「検出電流Ｉｓ」という。）、及び温度センサ４２によって検出された温度（以下「検出温度Ｔｓ」という。）に基づいて、各電池セル２１の充電率（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を推定する機能を備えている。なお、検出電流Ｉｓの極性は、該検出電流Ｉｓが各電池セル２１から放電される際に負となり、該検出電流Ｉｓが電池セル２１に対して充電される際に正となる。
　上記推定機能を実現するために、本実施形態に係る電池ＥＣＵ３０は、オブザーバによって構成されたＯＣＶ推定部３１と、設定部３２と、ＳＯＣ推定部３３を備えている。
　ＯＣＶ推定部３１は、各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶを逐次推定する。ＳＯＣ推定部３３は、推定された各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶに基づいて、対応する電池セル２１の充電率ＳＯＣを逐次推定する。ＳＯＣ推定部３３は、例えば、各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶと関係付けられた充電率ＳＯＣが規定されるマップを用いて、対応する電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶの値に対応する充電率ＳＯＣの値を取得する。以下、ＯＣＶ推定部３１の設計手法、及び電池ＥＣＵ３０が行う開放端電圧ＯＣＶの推定処理の順に説明する。
　＜１．ＯＣＶ推定部３１の設計手法について＞
　図２に、本実施形態に係る各電池セル２１の等価回路モデルを示す。本実施形態において、等価回路モデルは、各電池セル２１の開放端電圧を表すためのコンデンサ２１ａ、直流抵抗２１ｂ、及び複数（２つ）のＲＣ並列回路（第１ＲＣ並列回路２１ｃ、第２ＲＣ並列回路２１ｄ）で表現されている。図２では、コンデンサ２１ａの容量を「Ｃｏｃｖ」にて示し、直流抵抗２１ｂの抵抗値を「Ｒ０」にて示し、第１ＲＣ並列回路２１ｃの抵抗体２１ｃ１の第１抵抗値を「Ｒ１」にて示し、第１ＲＣ並列回路２１ｃのコンデンサ２１ｃ２の第１容量を「Ｃ１」にて示す。また、第２ＲＣ並列回路２１ｄの抵抗体２１ｄ１の第２抵抗値を「Ｒ２」にて示し、第２ＲＣ並列回路２１ｄのコンデンサ２１ｄ２の第２容量を「Ｃ２」にて示す。本実施形態において、これらパラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２が回路パラメータに相当する。
　また、図２において、容量がＣｏｃｖのコンデンサ２１ａの端子間電圧を各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶ（ｔ）とし、各ＲＣ並列回路２１ｃおよび２１ｃの端子間電圧をＶ１（ｔ），Ｖ２（ｔ）とし、等価回路モデル全体の端子間電圧を出力変数ｙ（ｔ）とする。また、等価回路モデルに流れる電流をｕ（ｔ）とする。
　図２に示す等価回路モデルから、下式（ｅｑ１）に示す状態方程式と、下式（ｅｑ２）に示す出力方程式とが導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、状態変数ｘｒ、システム行列Ａ、制御行列Ｂ、出力行列Ｃ及び伝達行列Ｄを下式（ｅｑ３）のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　上式（ｅｑ３）により、上式（ｅｑ１）は下式（ｅｑ４）のように表される。また、上式（ｅｑ３）により、上式（ｅｑ２）は下式（ｅｑ５）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　上式（ｅｑ５）において、出力変数ｙ（ｔ）は電池セル２１の端子間電圧となる。上式（ｅｑ４），（ｅｑ５）のそれぞれに、観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）の影響を反映させたものを下式（ｅｑ６），（ｅｑ７）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　上式（ｅｑ６），（ｅｑ７）において、行列Ｇ，Ｈは、プロセスノイズｗ（ｔ）を、制御対象の入力に混入するノイズと制御対象の出力に混入するノイズとのそれぞれに振り分ける重み付けを行うための重み付け行列である。上式（ｅｑ６），（ｅｑ７）において、観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）は、白色雑音とする。このため、観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）について下式（ｅｑ８）が成立するものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　また、観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）について、下式（ｅｑ９）が成立するものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　上式（ｅｑ９）において、Ｒｒ，Ｑｒは各ノイズｖ（ｔ），ｗ（ｔ）の共分散行列を示し、Ｎは観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）の相関に係る行列を示す。上式（ｅｑ９）において、添え字のＴは転置行列であることを示す。図３に、上式（ｅｑ６），（ｅｑ７）に基づく制御対象５０の状態変数線図を示す。図３において、入力変数ｕ（ｔ）は検出電流Ｉｓ（ｔ）であり、出力変数ｙ（ｔ）は検出電圧ＣＣＶ（ｔ）である。
　上式（ｅｑ６），（ｅｑ７）で表される制御対象５０に対して、オブザーバ方程式を下式（ｅｑ１０）により表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　上式（ｅｑ１０）において、ｘｈ（ｔ）は状態変数ｘｒ（ｔ）の推定値を示し、Ｌはオブザーバゲインを示し、ゲイン行列ともいう。本実施形態において、オブザーバゲインＬは下式（ｅｑ１１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 　上式（ｅｑ１１）において、行列Ｐは代数リカッチ方程式の解を示し、正定対称行列である。オブザーバゲインＬは、行列Ｐ、出力行列Ｃ、重み付け行列Ｇ，Ｈ、各ノイズｖ（ｔ），ｗ（ｔ）の共分散行列Ｒｒ，Ｑｒ、及び各ノイズｖ（ｔ），ｗ（ｔ）の相関に係る行列Ｎｒに基づいて算出される。
　ここで、システム行列Ａを構成する回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２は、対応する電池セル２１の温度に応じて変化する。このため、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすために、ＯＣＶ推定部３１が備えるオブザーバは、回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の変動に対して２次安定性を満たすオブザーバゲインＬを算出する。また、ＯＣＶ推定部３１が備えるオブザーバは、各ノイズｖ（ｔ），ｗ（ｔ）に対しても２次安定性を満たすオブザーバゲインＬを算出する。
　詳しくは、まず、簡略化のため、オブザーバの状態方程式において観測ノイズｖ（ｔ）及びプロセスノイズｗ（ｔ）の影響を無視する。また、システム行列Ａ及び制御行列Ｂを構成する回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の変動をポリトープ形式で示す。ここでは、第１抵抗値Ｒ１の上限値，下限値をＲ１Ｕ，Ｒ１Ｌとし、第２抵抗値Ｒ２の上限値，下限値をＲ２Ｕ，Ｒ２Ｌとし、第１容量Ｃ１の上限値，下限値をＣ１Ｕ，Ｃ１Ｌとし、第２容量Ｃ２の上限値，下限値をＣ２Ｕ，Ｃ２Ｌとする。
　回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の組み合わせは、２の４乗通り（１６通り）であるため、パラメータボックスの頂点は１６個となる。パラメータボックスの頂点である回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２のそれぞれの上下限値を用い、上式（ｅｑ１０）に示す各行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを行列Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ，Ｄｎ（ｎ＝１，２，…，１６）として表すこととする。ここで、各行列Ａｎ，Ｂｎ，Ｃｎ，Ｄｎは、下式（ｅｑ１２）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 　上式（ｅｑ６）における状態変数ｘｒ（ｔ）と上式（ｅｑ１０）における推定値ｘｈ（ｔ）の間の推定誤差ｅ（ｔ）を下式（ｅｑ１３）で表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 　上式（ｅｑ４），（ｅｑ１０）をポリトープ形式で表現したものと、上式（ｅｑ１３）とに基づいて、誤差ダイナミクスとして下式（ｅｑ１４）が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 　上式（ｅｑ１４）で表される誤差ダイナミクスの２次安定性を示すため、下式（ｅｑ１５）で表されるリアプノフ関数を用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 　２次安定性を示すためには、上式（ｅｑ１５）の微分値が負定であればよい。上式（ｅｑ１５）を微分すると、下式（ｅｑ１６）が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 　上式（ｅｑ１６）において「Ｓ＝Ｐ＾２」とすると、下式（ｅｑ１７）で表される線形行列不等式（ＬＭＩ）が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 　ここで、推定誤差ｅ（ｔ）の収束率をαとする。収束率αを考慮すると、上式（ｅｑ１７）から下式（ｅｑ１８）が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 　なお本実施形態において、収束率αは、下式（ｅｑ１９）に示すように、推定誤差ｅ（ｔ）の振幅の減衰特性として定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 　上式（ｅｑ１８）で表されるＬＭＩをパラメータボックスの各頂点で解くことにより、行列Ｐが算出される。算出された行列Ｐを上式（ｅｑ１１）に入力することにより、回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の変動、及び各ノイズｖ（ｔ），ｗ（ｔ）に対して２次安定性を満たすオブザーバゲインＬが算出される。
　＜２．ＯＣＶ推定処理について＞
　続いて、電池ＥＣＵ３０が行う各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶの推定処理について説明する。図３に、ＯＣＶ推定部３１が備えるオブザーバを示す。
　ＯＣＶ推定部３１が備えるオブザーバは、偏差算出部３１ａ、出力乗算部３１ｂ、伝達乗算部３１ｃ、ゲイン処理部３１ｄ、加算部３１ｅ、制御乗算部３１ｆ、およびシステム乗算部３１ｇを有している。
　偏差算出部３１ａは、出力乗算部３１ｂから出力された行列Ｃｘｈ（ｔ）、及び伝達乗算部３１ｃから出力された行列Ｄｕ（ｔ）を加算した行列を、出力変数ｙ（ｔ）から減算する。なお、上述したように、入力変数ｕ（ｔ）は検出電流Ｉｓ（ｔ）であり、出力変数ｙ（ｔ）は検出電圧ＣＣＶ（ｔ）である。
　ゲイン処理部３１ｄは、オブザーバゲインＬを算出し、算出したオブザーバゲインＬを偏差算出部３１ａから出力された行列「ｙ（ｔ）－Ｃｘｈ（ｔ）－Ｄｕ（ｔ）」に乗算する。加算部３１ｅは、ゲイン処理部３１ｄから出力された行列「Ｌ（ｙ（ｔ）－Ｃｘｈ（ｔ）－Ｄｕ（ｔ））」と、制御乗算部３１ｆから出力された行列Ｂｎｕ（ｔ）と、システム乗算部３１ｇから出力された行列Ａｎｘｈ（ｔ）とを加算する。
　積分器３１ｈは、加算部３１ｅから出力された行列「Ａｎｘｈ（ｔ）＋Ｂｎｕ（ｔ）＋Ｌ（ｙ（ｔ）－Ｃｘｈ（ｔ）－Ｄｕ（ｔ））」を積分することにより、状態変数の推定値ｘｈ（ｔ）を算出する。算出された推定値ｘｈ（ｔ）のうち開放端電圧ＯＣＶ（ｔ）は、ＳＯＣ推定部３３に入力される。
　ちなみに、システム乗算部３１ｇのシステム行列Ａｎ及び制御乗算部３１ｆの制御行列Ｂｎに含まれる回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２は、例えば検出電流Ｉｓ（ｔ）、検出電圧ＣＣＶ（ｔ）及び検出温度Ｔｓ（ｔ）に基づいて、逐次同定される。ただし、回路パラメータの同定は本実施形態において要部ではないため、同定手法の詳細な説明は省略する。
　ゲイン処理部３１ｄは、上式（ｅｑ１１）に基づいて、オブザーバゲインＬを算出するゲイン算出部に相当する。詳しくは、ゲイン処理部３１ｄは、まず、上式（ｅｑ１８）で表されるＬＭＩを解くことにより、行列Ｐを算出する。ここでＬＭＩを解く際の出力行列Ｃは、逐次同定されたものが用いられる。ゲイン処理部３１ｄは、算出した行列Ｐ及び逐次同定された出力行列Ｃを入力として、上式（ｅｑ１１）に基づいて、オブザーバゲインＬを算出する。
　ここで本実施形態において、ゲイン処理部３１ｄは、電池セル２１の使用温度範囲全てにおいて、オブザーバに要求されるロバスト性を満たすようにオブザーバゲインＬを算出する。これは、行列Ｐを算出する際に考慮すべき回路パラメータの変動範囲を、設定部３２によって設定することで実現できる。以下、設定部３２について説明する。
　回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２は、図４に示すように、温度Ｔ０から温度Ｔ７までの対応する電池セル２１の使用温度範囲ＴＢにおいて、電池セル２１の温度が低いほど値が大きくなる。設定部３２は、電池セル２１の使用温度範囲ＴＢが分割されて複数設定された各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７の中から、検出温度Ｔｓが含まれる温度範囲を選択する。設定部３２は、選択した温度範囲の境界に対応する回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の上下限値Ｒ１Ｌ，Ｒ１Ｕ，Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｕ，Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｕ，Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｕを設定する。図４には、検出温度Ｔｓが温度範囲ＴＡ４に含まれる場合における第１抵抗値の上限値Ｒ１ＵがＲＵとして設定され、第１抵抗値の下限値Ｒ１ＬがＲＬとして設定される例を示した。
　図４に示すように、設定部３２は、使用温度範囲ＴＢを分割した各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて回路パラメータの上下限値を設定することにより、ＬＭＩを解いて行列Ｐを算出する際に考慮すべき回路パラメータの変動範囲を狭くできる。特に本実施形態では、回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２は、電池セル２１の温度が低いほど、電池セル２１の単位温度低下量あたりの増加量が大きくされているため、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれは、検出温度Ｔｓが低いほど狭く設定されている。これにより、考慮すべき回路パラメータの変動範囲をより狭くできる。その結果、分割した各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいてロバスト性を満たすオブザーバゲインＬを算出でき、ひいては使用温度範囲ＴＢ全てにおいてオブザーバのロバスト性を満たすことができる。
　また本実施形態において、設定部３２は、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれに対応してかつ予め設定された収束率αを記憶している。設定部３２は、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のうち検出温度Ｔｓが含まれる温度範囲に対応する収束率αを選択してゲイン処理部３１ｄに出力する。これにより、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、推定された開放端電圧ＯＣＶが真の開放端電圧に収束する時間を短縮できるように、電池セル２１の温度に応じた収束率αを用いることができる。
　ちなみに、収束率αは、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、互いに同一の値を用いてもよいし、互いに異なる値を用いてもよい。また、ゲイン処理部３１ｄは、行列「Ａｎ－ＬＣ」の固有値が負となるようにオブザーバゲインＬを算出する。
　このように本実施形態によれば、電池セル２１の使用温度範囲ＴＢ全てにおいて、開放端電圧ＯＣＶを推定するオブザーバのロバスト性を満たすことができる。このため、寒冷地仕様や温暖地仕様といった車両の使用環境毎にオブザーバを適合することが不要となり、共通のオブザーバを用いることができる。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　電池ＥＣＵ３０は、各電池セル２１の使用温度範囲ＴＢが分割されて複数設定された各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、その温度範囲に対応する回路パラメータＲ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２の上下限値でロバスト性を満たすようにオブザーバゲインＬを算出した。
　換言すれば、電池ＥＣＵ３０は、検出温度Ｔｓに応じてオブザーバゲインＬをスケジューリングした。このため、組電池２０の使用温度範囲ＴＢが広い場合であっても、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、ロバスト性を満たすＬＭＩの解Ｐを算出できる。これにより、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいてロバスト性を満たすオブザーバゲインＬを算出でき、各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶの推定精度を高めることができる。したがって、各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶから一義的に定まる該電池セル２１の充電率ＳＯＣの推定精度を高めることができる。
　また、電池ＥＣＵ３０は、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、状態変数の推定値ｘｈ（ｔ）の収束率αを個別に設定した。このため、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、収束率αを最適化することができる。これにより、推定された各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶから算出された充電率ＳＯＣと真の充電率ＳＯＣとの間に推定誤差がある場合であっても、その推定誤差を速やかに０に収束させることができる。
　さらに、電池ＥＣＵ３０は、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれを、対応する電池セル２１の温度が低いほど狭く設定した。このため、対応する電池セル２１の温度が低い温度範囲において、その温度範囲の境界における回路パラメータの上下限値の差が大きくなることを抑制できる。これにより、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、上式（ｅｑ１８）に示されるＬＭＩの行列Ｐを算出でき、ロバスト性を満たすオブザーバゲインＬを算出できる。
　上式（ｅｑ１８）に示されるＬＭＩを、ノイズに係る行列Ｒｂ，Ｎｂを含むように構成した。これにより、観測ノイズ及びプロセスノイズがある場合であっても、オブザーバにおけるゲイン処理部３１ｄを含む閉ループの安定性を保証することができる。したがって、各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶの推定値の発散を回避できる等、該電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶの推定精度をより高めることができる。
　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、上記第１実施形態で説明した充電率ＳＯＣの推定処理を第１充電率推定処理ということとする。本実施形態において、電池ＥＣＵ３０は、第１充電率推定処理に加えて、第２充電率推定処理を行う。第２充電率推定処理は、下式（ｅｑ２０）に示すように、各電池セル２１の検出電流Ｉｓの積算値に基づいて該電池セル２１の充電率ＳＯＣを推定する処理である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 　上式（ｅｑ２０）において、Ｓ０は充電率ＳＯＣの初期値を示し、Ａｈｆは電池セル２１の満充電容量を示す。なお、充電率の初期値Ｓ０は、例えば以下のように算出すればよい。すなわち、電池ＥＣＵ３０は、組電池２０の充放電が停止されていることを条件として、各電池セル２１の検出電圧ＣＣＶを、該電池セル２１のｋ開放端電圧ＯＣＶとして検出する。そして、電池ＥＣＵ３０は、検出された各電池セル２１の開放端電圧ＯＣＶに基づいて初期値Ｓ０を算出する。
　図５に、本実施形態にかかる充電率の推定処理の手順を示す。この処理は、電池ＥＣＵ３０によって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお本実施形態では、図５に示す処理において、初回のステップＳ１０、又は初回のステップＳ１０，Ｓ１１で用いられる充電率ＳＯＣは、第１，第２充電率推定処理のうち予め定めた一方により推定された値が用いられることとする。具体的には例えば、推定精度の高い第１充電率推定処理により推定された充電率ＳＯＣが用いられることとする。
　この一連の処理では、まずステップＳ１０において、電池ＥＣＵ３０は、第１，第２充電率推定処理のうち、現在実行されている推定処理によって推定された、対象となる電池セル２１の充電率ＳＯＣが上限充電率Ｓｍａｘを超えたか否かを判定する。上限充電率Ｓｍａｘは、対象電池セル２１の信頼性を維持可能な充電率の上限値（以下「許容上限値ＳＵｌｉｍｉｔ」という。）よりも小さい値に設定されている。
　ステップＳ１０で否定判定した場合には、ステップＳ１１において、電池ＥＣＵ３０は、第１，第２充電率推定処理のうち、現在実行されている推定処理によって推定された対象電池セル２１の充電率ＳＯＣが下限充電率Ｓｍｉｎ未満であるか否かを判定する。下限充電率Ｓｍｉｎは、上限充電率Ｓｍａｘよりも小さい値であって、かつ、対象電池セル２１の信頼性を維持可能な充電率の下限値（以下「許容下限値ＳＬｌｉｍｉｔ」という。）よりも大きい値に設定されている。
　ステップＳ１１において否定判定した場合には、ステップＳ１２において、電池ＥＣＵ３０は、第２充電率推定処理による対象電池セル２１の充電率ＳＯＣの推定を行う。一方、ステップＳ１０，Ｓ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ１３において、電池ＥＣＵ３０は、第１充電率推定処理を行う。
　ちなみに本実施形態において、下限充電率Ｓｍｉｎから上限充電率Ｓｍａｘまでの充電率範囲が第１の充電率範囲に相当する。また、下限充電率Ｓｍｉｎから許容下限値ＳＬｌｉｍｉｔまでの充電率範囲と、上限充電率Ｓｍａｘから許容上限値ＳＵｌｉｍｉｔまでの充電率範囲とが第２の充電率範囲に相当する。
　本実施形態において、推定された充電率ＳＯＣに応じて２つの推定処理を切り替えるのは、以下に説明する理由のためである。
　本実施形態では、第１充電率推定処理による充電率ＳＯＣの推定精度が、第２充電率推定処理による充電率ＳＯＣの推定精度よりも高くされている。また、第２充電率推定処理による充電率ＳＯＣの推定に要する処理負荷が、第１充電率推定処理による充電率ＳＯＣの推定に要する処理負荷よりも小さい。このため、第２充電率推定処理によって推定された充電率ＳＯＣが上限充電率Ｓｍａｘを超えたり下限充電率Ｓｍｉｎを下回ったりするまでは、第２充電率推定処理によって充電率ＳＯＣが推定される。これにより、第２充電率推定処理によって推定された充電率ＳＯＣが上限充電率Ｓｍａｘを超えたり下限充電率Ｓｍｉｎを下回ったりするまでは、電池ＥＣＵ３０の処理負荷を低減することができる。
　一方、第２充電率推定処理によって推定された充電率ＳＯＣが上限充電率Ｓｍａｘを超えたり下限充電率Ｓｍｉｎを下回ったりすると、第２充電率推定処理から第１充電率推定処理に切り替えられる。このため、充電率ＳＯＣが上昇して許容上限値ＳＵｌｉｍｉｔに近づいたり、充電率ＳＯＣが低下して許容下限値ＳＬｌｉｍｉｔに近づいたりする場合において、充電率ＳＯＣの推定精度を高めることができる。これにより、各電池セル２１が過充電となったり過放電となったりすることを回避できる。
　（その他の実施形態）
　なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　電池ＥＣＵ３０は、オブザーバゲインＬの算出等に用いる各電池セル２１の温度を、例えばこの温度の変化に比例して変化するパラメータの値をベースとした公知の温度推定手法を用いることにより、温度センサ４２によって直接検出することなく、推定してもよい。
　上記第１実施形態において、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれにおいて、温度範囲の境界に対応する回路パラメータの上下限値の差が互いに等しくなるように、各温度範囲ＴＡ１～ＴＡ７のそれぞれの温度範囲を設定してもよい。
　上記第２実施形態において、第２充電率推定処理によって推定された充電率ＳＯＣが上限充電率Ｓｍａｘを超えたときのみにおいて、第１充電率推定処理に切り替えてもよい。また、第２充電率推定処理によって推定された充電率ＳＯＣが下限充電率Ｓｍｉｎを下回ったときのみにおいて、第１充電率推定処理に切り替えてもよい。
　上記第２実施形態において、第２充電率推定処理としては、上式（ｅｑ２０）に示したように、検出電流の積算値に基づく処理に限らない。第１充電率推定処理よりも処理負荷が低ければ、検出電流の積算値に基づく処理とは異なる処理であってもよい。
　回路パラメータとしては、対応する電池セル２１の温度が低いほど、値が大きくされているものに限らず、例えば、対応する電池セル２１の温度が低いほど、値が小さくされているものであってもよい。要は、使用温度範囲ＴＢにおいて、対応する電池セル２１の温度が低いほど、単位温度低下量あたりの傾きの符号が同一であればよい。
　電池セル２１の等価回路モデルとしては、先の図２に示したものに限らない。例えば、等価回路モデルとして、開放端電圧を表すためのコンデンサ、直流抵抗、及び１つのＲＣ並列回路を備えるものであってもよい。この場合、ＲＣ並列回路の回路パラメータＲ１，Ｃ１の組み合わせは、２の２乗通り（４通り）となるため、パラメータボックスの頂点は４個となる。
　各電池セル２１の充電状態と相関を有する充電パラメータとしては、開放端電圧ＯＣＶに限らず、対応する電池セル２１の充電率ＳＯＣであってもよい。
　なお、本出願は、日本特許出願２０１５－１５７０３４を基礎として優先権を主張するものであり、この優先権の基礎となる日本特許出願の開示内容は、参照書類として本出願に組み込まれている。
　２１…電池セル、３０…電池ＥＣＵ、３１…ＯＣＶ推定部、３２…設定部、３３…ＳＯＣ推定部。

Claims (9)

  1. 　電池（２１）に流れる電流値を取得する電流取得部（３０ｂ）と、前記電池の温度を取得する温度取得部（３０ｃ）と、前記電池に流れる電流値を入力変数、および前記電池の充電状態と相関を有する充電パラメータを状態変数に含む前記電池の等価回路モデルから導かれた状態方程式における前記充電パラメータを、前記電流取得部によって取得された電流値に基づいて逐次推定するオブザーバ（３１）と、
    　前記電池の温度に応じて値が変わる前記等価回路モデルのパラメータを回路パラメータとし、前記電池の使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲の中から前記温度取得部によって取得された温度が含まれる温度範囲を選択し、選択した温度範囲の境界に対応する前記回路パラメータの上下限値を設定する設定部（３２）と、
    　前記設定部により設定された前記回路パラメータの上下限値に基づいて、前記オブザーバで用いられるオブザーバゲインを算出するゲイン算出部（３１ｄ）と、を備えることを特徴とする電池の充電状態推定装置。
  2. 　前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれにおいて、前記オブザーバによって推定された前記充電パラメータを真の前記充電パラメータに収束させる収束率が個別に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電池の充電状態推定装置。
  3. 　前記回路パラメータは、前記電池の温度が低いほど、その値が大きくされていることを特徴とする請求項１に記載の電池の充電状態推定装置。
  4. 　前記回路パラメータは、前記電池の温度が低いほど、前記電池の単位温度低下量あたりの増加量が大きくされており、
    　前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれは、前記電池の温度が低いほど狭く設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電池の充電状態推定装置。
  5. 　前記ゲイン算出部は、前記使用温度範囲が分割されて複数設定された各温度範囲のそれぞれにおける前記回路パラメータの変動に対して前記オブザーバの閉ループを安定とする前記オブザーバゲインを算出することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電池の充電状態推定装置。
  6. 　前記ゲイン算出部は、制御対象となる前記等価回路モデルにおける信号に混入するプロセスノイズ及び観測ノイズに対して前記オブザーバの閉ループを安定とする前記オブザーバゲインを算出することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電池の充電状態推定装置。
  7. 　前記充電パラメータは、前記電池の開放端電圧であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池の充電状態推定装置。
  8. 　前記オブザーバによって推定された前記開放端電圧に基づいて、前記電池の充電率を逐次推定する充電率推定部を備えることを特徴とする請求項７に記載の電池の充電状態推定装置。
  9. 　前記充電率推定部を第１充電率推定部とし、
    　前記第１充電率推定部による充電率の推定に要する処理負荷よりも小さい処理負荷で、かつ、前記第１充電率推定部による充電率の推定方法とは異なる方法で前記電池の充電率を推定する第２充電率推定部を備え、
    　前記第１充電率推定部による充電率の推定精度は、前記第２充電率推定部による充電率の推定精度よりも高いものであり、
    　前記電池の信頼性に関連する互いに隣接する第１および第２の充電率範囲が予め設定され、第２の充電率範囲は、前記第１の充電率範囲よりも前記電池の信頼性が低い充電率範囲であり、
    　前記第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が前記第１の充電率範囲である場合に前記第２充電率推定部による充電率の推定を継続し、前記第２充電率推定部によって推定された充電率が含まれる充電率範囲が前記第１の充電率範囲から前記第２の充電率範囲に変わった場合、前記第１充電率推定部による充電率の推定に切り替える切替部を備えることを特徴とする請求項８に記載の電池の充電状態推定装置。
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