的参数和电池1的内部状态量。另外，可W基于估计出的参数计算开路电压 0CV。
[0141] 然后，说明使用实际驾驶电动汽车的行驶数据进行模拟的结果。图8示出实际驾驶 电动汽车行驶时的电流、电压W及充电率S0C的测量数据。直接使用运些电流和电压的数据 同时估计参数和充电率S0C。
[0142] 对下面的Ξ种模式的估计方式进行比较。
[0143] (模拟1)图9示出通过使用非近似于瓦尔堡阻抗Zw的一阶福斯特型电池等效电路 模型的UKF获得的估计结果。图9(a)示出估计出的充电率S0C和参照值(真实值）。图9(b)示 出充电率S0C的误差。
[0144] (模拟2)图10和图11示出通过使用近似于瓦尔堡阻抗Zw的Ξ阶福斯特型电池等效 电路模型的UKF获得的估计结果。图10(a)示出估计出的充电率S0C和参照值(真实值）。图10 (b)示出充电率S0C的误差。图11 (a)示出参数Ro相对于经过时间的变化，图11 (b)示出Rd相对 于经过时间的变化，图11 (C)示出Cd相对于经过时间的变化。
[0145] (模拟3)图12和图13示出通过使用近似于瓦尔堡阻抗Zw的Ξ阶考尔型电池等效电 路模型的UKF获得的估计结果。图12(a)示出估计出的充电率S0C和参照值(真实值）。图12 (b)示出充电率S0C的误差。图13(a)示出参数Ro相对于经过时间的变化，图13 (b)示出Rd相对 于经过时间的变化，图13 (C)示出Cd相对于经过时间的变化。
[0146] 在上述模拟1中，对于一阶福斯特型等效电路，待估计的参数是Ro、Ri、Ci运Ξ个。在 模拟2和3中，因为与瓦尔堡阻抗Zw近似，所W对于Ξ阶福斯特型(或考尔型)等效电路，待估 计的参数是獻、3<1、(：掘立个。如上所述，在模拟1至3中，待估计的参数的个数相同。
[0147] 参照W上的结果和除此W外的行驶模式的模拟结果，可知W下情况。
[0148] 根据图9可知，在模拟1中，估计出的充电率S0C的估计误差(噪声)大。另一方面，对 于在模拟2和3中估计出的充电率S0C，可知可W估计比模拟1的结果接近参照值的值(参照 图10和图12)。
[0149] 另一方面，将模拟2和模拟3进行比较，在模拟2中，在所估计的充电率S0C的一些地 方产生有尖峰状的大估计误差(参照图10(a))，运是与模拟3相比估计精度低的原因。
[0150] 如上所述，根据本实施方式的电池参数估计装置，因为与电池1的瓦尔堡阻抗Zw近 似，所W可W将瓦尔堡阻抗Zw变换到时域，从而可W估计电池等效电路模型41的参数。
[0151] 另外，估计部4可W使用估计出的扩散电阻Rd和扩散电容Cd计算电池等效电路模型 41的其他参数（电阻R、电容C)。因此，即使电池等效电路模型41的阶数增加，待估计的参数 数量也不变化，可W降低运算负载。例如，在η阶福斯特型等效电路模型中，在未与瓦尔堡阻 抗近似的情况下，待估计的参数是化+1个(Ro、R适Rn、C适Cn)。另一方面，在与瓦尔堡阻抗近 似的情况下，待估计的参数个数是Ξ个(R〇、Rd、Cd)。
[0152] 另外，在将η阶福斯特型电路作为电池等效电路模型41使用的情况下，可W利用等 式(5)和等式(6)计算其他参数。
[0153] 另外，在将η阶考尔型电路作为电池等效电路模型41使用的情况下，可W利用等式 (16)和等式(17)计算其他参数。
[0154] (变形例）
[0155] 下面，说明实施方式的变形例。变形例的电池参数估计装置的估计部4进行的处理 与上述实施方式不同。
[0156] 估计部4与上述实施方式同样地估计电池等效电路模型41的参数。另一方面，与上 述实施方式不同点在于，估计部4使用估计出的参数，通过运算来计算电池1的内部状态量。
[0157] 详细而言，估计部4不使用卡尔曼滤波器42,而按照等式(36)计算状态变量X的转 变。
[015引[数学式1了]
[0159] 龙二./{.、-. 0. W) '.(吕 6 )
[0160] 另一方面，将状态方程式和输出方程式设定为：
[0161] [数学式1引
[01 创异二 0 (3 7)
[0163] V 二 /?(.、·、6、Η) (38)
[0164] 并应用卡尔曼滤波器42W估计参数。其中，在通过Ξ阶考尔型电路进行近似的情 况下，状态空间是：
[01化][数学式19]
[0171] 如上所述，实施方式的变形例的电池参数估计装置也可W用于使用卡尔曼滤波器 仅估计电池等效电路模型41的参数的情况。
[0172] 虽然基于各附图和实施例对本发明进行了说明，但是，应当注意，本领域技术人员 易于基于本公开进行各种变形或修正。因此，应当注意，运些变形或修正都包含在本发明的 范围内。例如，各方式、各步骤中所包含的功能等可在理论上不矛盾的方式进行再配 置，可W将多个方式或步骤组合成一个，或者进行再分割。
[0173] 例如，在上述实施方式中将瓦尔堡阻抗Zw通过无穷级数展开或连分数展开进行近 似，但是，也可W通过任意的方法进行近似。例如，可W考虑使用无穷乘积展开进行近似。
[0174] 符号说明
[0175] 1 电池
[0176] 2电压传感器(端子电压检测部）
[0177] 3电流传感器(充放电电流检测部） [017引4估计部
[01巧]41电池等效电路模型
[0180] 42卡尔曼滤波器
[0181] 5电荷量计算部
[0182] 6充电率计算部
[0183] 7健康度计算部
【主权项】
1. 一种电池参数估计装置，包括： 充放电电流检测部，配置为检测电池的充放电电流值； 端子电压检测部，配置为检测所述电池的端子电压值；W及 估计部，配置为基于所述充放电电流值和所述端子电压值，估计与所述电池的瓦尔堡 阻抗近似的电池等效电路模型中的参数。2. 如权利要求1所述的电池参数估计装置，其中，所述估计部通过所述瓦尔堡阻抗的近 似至少估计扩散电阻Rd和扩散电容Cd。3. 如权利要求2所述的电池参数估计装置，其中，所述等效电路模型是n阶福斯特型等 效电路模型， 所述估计部根据下述等式(1)计算所述参数， [数学式1](1)。4. 根据权利要求2所述的电池参数估计装置，其中，所述等效电路模型是n阶考尔型等 效电路模型， 所述估计部根据下述等式(2)计算所述参数， [数学式2](2 )。5. 如权利要求1所述的电池参数估计装置，其中，所述估计部同时估计所述等效电路模 型中的参数和所述电池的内部状态量。6. 如权利要求2所述的电池参数估计装置，其中，所述估计部同时估计所述等效电路模 型中的参数和所述电池的内部状态量。7. 如权利要求3所述的电池参数估计装置，其中，所述估计部同时估计所述等效电路模 型中的参数和所述电池的内部状态量。8. 如权利要求4所述的电池参数估计装置，其中，所述估计部同时估计所述等效电路模 型中的参数和所述电池的内部状态量。9. 一种电池参数估计方法，包括W下步骤： 检测电池的充放电电流值； 检测所述电池的端子电压值；W及 基于所述充放电电流值和所述端子电压值，估计与所述电池的瓦尔堡阻抗近似的电池 等效电路模型中的参数。
【专利摘要】本发明提供一种降低运算负载并估计电池的等效电路模型的参数的电池参数估计装置和参数估计方法，该装置包括：充放电电流检测部(3)，配置为检测电池(1)的充放电电流值；端子电压检测部(2)，配置为检测电池(1)的端子电压值；以及估计部(4)，配置为基于充放电电流值和端子电压值，估计与电池(1)的瓦尔堡阻抗近似的电池等效电路模型(41)的参数。
【IPC分类】H01M10/48, H02J7/00, G01R31/36
【公开号】CN105659102
【申请号】
【发明人】马场厚志, 足立修一, 丸田一郎
【申请人】康奈可关精株式会社, 学校法人庆应义塾, 国立大学法人京都大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年10月3日