Устройство и способ для вычисления полной емкости вторичной батареи

Изобретение относится к технологии выявления состояния вторичных батарей. Сущность: определяют величину напряжения вторичной батареи, определяют значение тока вторичной батареи. Вычисляют первый коэффициент R1 корректировки на основе величины напряжения вторичной батареи. Вычисляют второй коэффициент R2 корректировки на основе величины тока вторичной батареи. Вычисляют полную емкость вторичной батареи на основе величины напряжения, величины тока и первого и второго коэффициентов корректировки. При этом второй коэффициент корректировки увеличивается, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим большее абсолютное значение, и уменьшается, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим меньшее абсолютное значение. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технологии, которая используется для выявления состояния вторичных батарей, более конкретно к технологии, которая используется для точного вычисления полной емкости вторичных батарей.

Предшествующий уровень техники

Электрические автомобили, гибридные автомобили и транспортные средства на топливном элементе, в которых используется двигатель для получения движущей силы, имеют установленную в них вторичную батарею. Электрический автомобиль использует электрическую энергию, которая хранится во вторичной батарее, для питания двигателя для перемещения транспортного средства. Гибридный автомобиль использует электрическую энергию, которая хранится во вторичной батарее, для питания двигателя для перемещения транспортного средства или позволяет приводу машины помогать двигателю при перемещении транспортного средства. Транспортное средство на топливном элементе использует электрическую энергию, вырабатываемую топливным элементом, для питания двигателя для перемещения транспортного средства и использует электрическую энергию, вырабатываемую топливным элементом, и дополнительно к ней энергию, которая хранится во вторичной батарее, для питания двигателя для перемещения транспортного средства.

Такие транспортные средства имеют рекуперативную тормозную систему. При торможении транспортного средства двигатель работает как генератор мощности, чтобы преобразовывать кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию, для торможения транспортного средства. Полученная электрическая энергия сохраняется во вторичной батарее и повторно используется, например, при ускорении транспортного средства.

Чрезмерная разрядка и зарядка вторичной батареи ухудшает работу батареи. Следовательно, состояние зарядки (SOC) вторичной батареи, также называемое "полной емкостью", должно быть учтено при управлении зарядкой/разрядкой вторичной батареи. В частности, гибридный автомобиль, относящийся к типу транспортного средства, который имеет тепловой двигатель и использует тепловой двигатель для запуска генератора мощности, чтобы генерировать мощность, которая в свою очередь сохраняется во вторичной батарее, часто управляется так, чтобы вторичная батарея могла иметь SOC между состоянием полной зарядки (или 100%) и состоянием полной разрядки (или 0%), то есть приблизительно от 50% до 60%, чтобы вторичная батарея могла принимать регенерированную мощность, а также подавать мощность в двигатель после получения запроса на эту мощность. Следовательно, полная емкость (или SOC) вторичной батареи должна быть определена более точно.

Одним из способов определения полной емкости вторичной батареи является способ, основанный на появлении напряжения на клемме вторичной батареи, то есть напряжения разомкнутого контура, электродвижущей силы. Кроме того, так как напряжение терминала изменяется пропорционально значению тока, существует способ, в котором используется датчик тока для измерения значения тока зарядки/разрядки вторичной батареи и получения интеграла значения для вычисления полной емкости.

В выложенной патентной заявке Японии №2003-149307 раскрыт способ вычисления полной емкости батареи, который обеспечивает высокую точность вычисления SOC независимо от характеристик зарядки/разрядки вторичной батареи. Этот способ использует электродвижущую силу батареи и интеграл значения тока, чтобы вычислить полную емкость (или SOC) батареи, и включает этапы определения параметра корректировки для SOC батареи при помощи электродвижущей силы батареи и использования параметра корректировки, чтобы скорректировать SOC, полученное из интеграла. На этапе использования получают электродвижущую силу из напряжения батареи, получают первое вычисленное SOC из электродвижущей силы, получают второе вычисленное SOC из интеграла, получают степень корректировки из разности между первым и вторым вычисленными SOCs вместе с параметром корректировки и используют степень корректировки, чтобы скорректировать второе вычисленное SOC.

Согласно этому способу параметр корректировки определяется так, что SOC батареи, полученное из интеграла, корректируется из электродвижущей силы батареи с увеличенной степенью для интервала SOC, для которого SOC вычисляется из электродвижущей силы с высокой точностью, и с уменьшенной степенью для интервала SOC, для которого SOC вычисляется из электродвижущей силы с низкой точностью. Таким образом, SOC может быть вычислено с улучшенной точностью для всех интервалов SOC, и может быть обеспечен способ вычисления полной емкости батареи с высокой точностью, не полагаясь на характеристики зарядки/разрядки батареи.

Тем не менее параметр корректировки определяется при помощи электродвижущей силы, как описано в выложенной патентной заявке Японии №2003-149307. Более конкретно, определяют параметр корректировки для интервала, для которого SOC вычисляется с высокой точностью, как большую величину, основываясь на электродвижущей силе, тогда как для интервала, для которого SOC вычисляется из электродвижущей силы с невысокой точностью, этот параметр определяют как малую величину. При таком способе, если вторичная батарея заряжается/разряжается током, который имеет маленькое значение, и, следовательно, SOC, вычисленное из электродвижущей силы, имеет низкую точность, тем не менее может быть определено большое значение параметра корректировки, что может привести к неточному вычислению SOC.

Изложение существа изобретения

Технической задачей настоящего изобретения является преодоление вышеупомянутых недостатков, и оно касается устройства вычисления, которое может точно вычислять полную емкость вторичной батареи, и способа вычисления полной емкости вторичной батареи.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложено устройство вычисления, предназначенное для вычисления полной емкости вторичной батареи, содержащее: индикатор напряжения для определения значения напряжения вторичной батареи, индикатор тока для определения значения тока вторичной батареи и вычислитель для вычисления первого параметра корректировки на основе значения напряжения вторичной батареи, используемого при вычислении полной емкости вторичной батареи для вычисления, второго параметра корректировки, основываясь на значении тока вторичной батареи, используемого при вычислении полной емкости вторичной батареи, и для вычисления полной емкости вторичной батареи, используя значение напряжения, значения тока и первый и второй параметры корректировки.

Согласно настоящему изобретению при вычислении полной емкости вторичной батареи или SOC второй параметр корректировки может быть вычислен на основе значения тока вторичной батареи. Традиционно для вычисления скорректированного SOC используется только первый параметр корректировки, который вычисляется, основываясь на значении напряжения вторичной батареи. В заявленном устройстве вычисления, наоборот, можно использовать не только первый параметр корректировки, но также и второй параметр корректировки, чтобы вычислить скорректированное SOC. Если батарея заряжается/разряжается током, который имеет маленькое значение, и SOC, вычисленное на основе напряжения (или напряжения разомкнутого контура), имеет низкую точность, второй параметр корректировки может быть вычислен, основываясь на значении тока, так что поправочный член SOC, вычисленный на основе напряжения, может вносить свой вклад в меньшей степени. Например, если поправочный член используется, чтобы вычислить точное SOC из вычисленного на основе интеграла тока SOC, вклад поправочного члена может быть отрегулирован в зависимости от амплитуды значения тока зарядки/разрядки батареи. В результате настоящее устройство вычисления обеспечивает возможность точного вычисления полной емкости вторичной батареи.

Предпочтительно вычислитель обеспечивает вычисление, основываясь на значении напряжения, первой вычисленной полной емкости из напряжения разомкнутого контура вторичной батареи, вычисление, основываясь на значении тока, второй вычисленной полной емкости из интеграла значения тока зарядки/разрядки вторичной батареи, и, используя разницу между первой и второй вычисленными полными емкостями и первый и второй параметры корректировки, корректирование второй вычисленной полной емкости для вычисления полной емкости вторичной батареи.

Согласно настоящему изобретению, например, поправочный член может быть использован для вычисления точного SOC из второй вычисленной полной емкости (SOC_i), которая вычислена на основе интеграла значения тока зарядки/разрядки батареи. Таким образом, из напряжения разомкнутого контура вторичной батареи может быть вычислена первая вычисленная полная емкость (SOC_v). Может быть применена функция, которая использует разницу между первой и второй вычисленными полными емкостями (SOC_v и SOC_i) и первый и второй параметры (R(1) и R(2)) корректировки. Эта функция применяется в качестве функции, которая умножает поправочный член на второй параметр (R(2)) корректировки, вычисленный на основе значения тока зарядки/разрядки батареи, и, если ток имеет меньшие значения, то второй параметр (R(2)) корректировки может быть уменьшен. Это позволяет уменьшить вклад поправочного члена, находящегося под влиянием первой вычисленной полной емкости (SOC_v), которая имеет меньшую точность для тока, имеющего меньшие значения, и вторая вычисленная полная емкость (SOC_i) может быть скорректирована для подсчета точной полной емкости.

Предпочтительно, чтобы функция являлась функцией разности, умноженной на первый и второй параметры корректировки.

Согласно настоящему изобретению разность между первой и второй вычисленными полными емкостями (SOC_v и SOC_i) может быть умножена на первый и второй параметры (R(1) и R(2)) корректировки, чтобы вычислить поправочный член. Так как второй параметр (R(2)) корректировки может быть уменьшен для меньших значений тока зарядки/разрядки батареи, поправочный член будет меньше и может, таким образом, быть учтен в меньшей степени. Другими словами, поправочный член, находящийся под влиянием первой вычисленной полной емкости (SOC_v), которая вычислена на основе напряжения разомкнутого контура и имеет низкую точность для тока, имеющего меньшие значения, может быть меньше и, таким образом, может быть учтен в меньшей степени.

Предпочтительно также, чтобы вычислитель вносил поправку, вычисленную при помощи функции, для второй вычисленной полной емкости, чтобы вычислить полную емкость вторичной батареи.

Согласно настоящему изобретению поправка или поправочный член может быть добавлена ко второй вычисленной полной емкости (SOC_i), чтобы вычислить полную емкость вторичной батареи. Ссылаясь на полную емкость, вычисленную при помощи интеграла тока, могут быть сделаны поправки на значения напряжения и тока, и они обе учитываются при вычислении точной полной емкости.

Предпочтительно также, чтобы второй параметр корректировки увеличивался, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим большее абсолютное значение, и чтобы второй параметр корректировки уменьшался, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим меньшее абсолютное значение.

Согласно настоящему изобретению, если вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим меньшее абсолютное значение, второй параметр (R(2)) корректировки может быть уменьшен, так что поправочный член, находящийся под влиянием первой вычисленной полной емкости (SOC_v), которая вычислена из напряжения разомкнутого контура и имеет низкую точность, может быть учтен в меньшей степени. Наоборот, если вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим большее абсолютное значение, второй параметр (R(2)) корректировки может быть увеличен, так что поправочный член, находящийся под влиянием первой вычисленной полной емкости (SOC_v), которая вычислена из напряжения разомкнутого контура и имеет низкую точность, может быть учтен в большей степени.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ вычисления полной емкости вторичной батареи, заключающийся в том, что определяют значение напряжения вторичной батареи; определяют значение тока вторичной батареи; вычисляют, основываясь на значении напряжения вторичной батареи, первый параметр корректировки, применяющийся при вычислении полной емкости вторичной батареи, вычисляют, основываясь на значении тока вторичной батареи, второй параметр корректировки, применяющийся при вычислении полной емкости вторичной батареи, и используют значение напряжения, значение тока и первый и второй параметры корректировки, чтобы вычислить полную емкость вторичной батареи.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает блок-схему устройства управления транспортным средством, имеющим батарею ECU, согласно изобретению;

фиг.2 изображает диаграмму зависимости коэффициента R поправки, хранящегося в памяти батареи ECU, от значения тока, согласно изобретению;

фиг.3 - блок-схему последовательности операций, выполняемых для управления батареей ECU, согласно изобретению.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения

Ниже описано устройство вычисления, предназначенное для вычисления полной емкости (или SOC) вторичной батареи (например, никель-металл-гидрид батареи), обеспечивающей подачу энергии на управляющее оборудование транспортного средства, вспомогательное оборудование, электрическое оборудование с двигателя-генератора, когда транспортное средство тормозит, и прием энергии. Хотя вторичная батарея не ограничивается конкретным типом, в последующем описании раскрыта вторичная никель-металл-гидрид батарея. Кроме того, устройство вычисления применимо к любым электрическим автомобилям, гибридным автомобилям или автомобилям, работающим на топливе.

Блок питания транспортного средства содержит электронный блок (ECU) 200 (фиг. 1) управления батареи, представляющий собой настоящее устройство вычисления. Блок питания содержит также никель-металл-гидрид батарею 100.

Никель-металл-гидрид батарея 100 имеет прикрепленный к ней датчик 110 температуры, измеряющий температуру никель-металл-гидрид батареи 100, и датчик 130 напряжения, измеряющий напряжение никель-металл-гидрид батареи 100. Никель-металл-гидрид батарея 100 соединена с силовым кабелем транспортного средства при помощи выходного кабеля или входного кабеля, на котором установлен датчик 120 тока, чтобы измерять значение тока зарядки/разрядки батареи.

Батарея ECU 200 содержит входной/выходной интерфейс 500, соединенный с датчиком 110 температуры, датчиком 120 тока, датчиком 130 напряжения и линией, передающей сигнал, который включает переключатель зажигания, центральный процессор (CPU) 300, управляющий батареей ECU 200, часами 400 и памятью 600, в которой хранятся различные данные. Никель-металл-гидрид батарея 100 имеет терминал энергоснабжения, соединенный с силовым кабелем, чтобы подавать энергию на двигатель транспортного средства, вспомогательное оборудование, электрическое оборудование.

Датчик 110 температуры измеряет температуру никель-металл-гидрид батареи 100, выводит температурный сигнал, который в свою очередь передается через входной/выходной интерфейс 500 на CPU 300.

Датчик 120 тока определяет значение тока, заряжающего никель-металл-гидрид батарею 100, и тока, разряжающего батарею, и определяет значение тока, которое в свою очередь передается через входной/выходной интерфейс 500 на CPU 300. CPU 300 может обеспечить интеграл значения во времени, чтобы вычислить SOC.

Датчик 130 напряжения измеряет напряжение никель-металл-гидрид батареи 100, которое передается через входной/выходной интерфейс 500 на CPU 300. CPU 300 может при определенном условии вычислить SOC согласно напряжению (OCV) разомкнутого контура.

Находящиеся внутри батареи ECU 200 входной/выходной интерфейс 500, CPU 300, часы 400 и память 600 соединены внутренней шиной 700, чтобы обеспечить взаимодействие данных. Память 600 хранит программу, выполняемую CPU 300, пороговое значение, коэффициент поправки, карту и т.п., используемые в программе.

Устройство вычисления или батарея ECU 200 хранит в памяти 600 коэффициент R(2) (фиг.2) поправки, как описано ниже. Коэффициент R(2) поправки вычисляется на основе значения тока никель-металл-гидрид батареи 100. Между коэффициентом R(2) поправки и значением тока зарядки/разрядки батареи существует связь, как показано на фиг.2. Коэффициент R(2) поправки является коэффициентом поправки для SOC, который определяется на основе значения тока зарядки/разрядки никель-металл-гидрид батареи 100. Наоборот, коэффициент R(1) поправки является коэффициентом поправки для SOC, который вычисляется на основе электродвижущей силы, как описано в выложенной патентной заявке Японии №2003-149307.

Коэффициент R(2) (фиг.2) поправки является функцией значения тока зарядки/разрядки никель-металл-гидрид батареи 100 и представляет собой параболу, стремящуюся к единице для самых больших абсолютных значений тока. Заметим, что такая функция является только одним примером и не ограничивается функцией в виде параболы. Она может быть любой функцией, стремящейся к единице для самых больших абсолютных значений тока и стремящейся к значению, близкому к нулю (например, приблизительно от 0.1 до 0.2) для меньших абсолютных значений тока, то есть функцией, выступающей вниз. Вместо функции в памяти 600 могут храниться числовые данные.

На фиг.3 представлена блок-схема алгоритма операции способа, выполняемого CPU 300 в устройстве вычисления или батарее ECU 200.

На этапе S100 CPU 300 вычисляет первое вычисленное SOC (SOC_v) из значения напряжения. Это значение напряжения выявляется на основе сигнала, принятого от датчика 130 напряжения через входной/выходной интерфейс 500 на батарее ECU 200. Чтобы вычислить напряжение разомкнутого контура (или электродвижущей силы (OCV)), к измеренному значению напряжения, определенному датчиком 130 напряжения, добавляются значение падения напряжения, которое относится к внутреннему сопротивлению никель-металл-гидрид батареи 100 и вычисляется умножением значения внутреннего сопротивления никель-металл-гидрид батареи 100 на значение тока, выявленное датчиком 120 тока, и значение напряжения, которое относится к эффекту поляризации никель-металл-гидрид батареи 100. Таким образом, чтобы вычислить напряжение разомкнутого контура, к измеренному значению напряжения добавляются значение напряжения, относящееся к падениям напряжения из-за внутреннего сопротивления, и значение напряжения, связанное с поляризацией. Никель-металл-гидрид батарея 100 обеспечивает напряжение разомкнутого контура, которое находится в общеизвестной связи с SOC, и из напряжения разомкнутого контура может быть вычислено первое оцененное значение SOC (SOC_v).

Кроме того, значение внутреннего сопротивления никель-металл-гидрид батареи 100 изменяется с изменением температуры. Следовательно, изменение учитывается при вычислении внутреннего сопротивления, например, при помощи карты, чтобы вычислить падение напряжения, относящееся к внутреннему сопротивлению. Кроме того, потенциал поляризации изменяется с изменением температуры никель-металл-гидрид батареи 100 и значения тока зарядки/разрядки батареи. Следовательно, изменение учитывается при вычислении значения потенциала поляризации, например, при помощи карты, которая имеет температуру батареи и значение тока зарядки/разрядки батареи, как параметры.

На S110 CPU 300 вычисляет интеграл тока (∫ idt) из значения тока. Интеграл является интегралом тока зарядки/разрядки батареи только за короткий промежуток времени (dt). Значение тока определяется на основе сигнала, принятого от датчика 120 тока через входной/выходной интерфейс 500 на батарее ECU 200. Кроме того, предпочтительно, чтобы промежуток времени для интегрирования являлся только коротким промежутком времени для гибридных транспортных средств, так как, когда они двигаются, они могут многократно переключаться между зарядкой и разрядкой с коротким промежутком времени, прошедшим между зарядкой и разрядкой.

На S120 CPU 300 повторяет добавление такого интеграла, чтобы вычислить второе оцененное значение SOC (SOC_i)=SOC_i+∫ idt.

На S130 CPU 300 вычисляет разность dSOC полных емкостей между первым оцененным значением SOC (SOC_v), вычисленным при S100, и вторым оцененным значением SOC (SOC_i), вычисленным при S120. Более конкретно, разность dSOC вычисляется как SOC_v-SOC_i.

На S140 CPU 300 вычисляет коэффициент R(1) поправки из значения напряжения (или электродвижущей силы). Коэффициент R(1) поправки является коэффициентом поправки, который раскрыт в выложенной патентной заявке Японии № 2003-149307.

На S150 CPU 300 вычисляет коэффициент R(2) поправки из значения тока, основываясь на связи между коэффициентом R(2) поправки и током зарядки/разрядки батареи (фиг. 2).

На S160 CPU 300 вычисляет скорректированную полную мощность SOC при помощи dSOC×R(1)×R(2)+SOC_i.

На S170 CPU 300 определяет, является ли выключенным переключатель зажигания. Это решение принимается на основании того факта, что сигнал, который включает переключатель зажигания, переключен из состояния "включено" в состояние "выключено" через входной/выходной интерфейс 500. Когда переключатель зажигания выключен (ДА на S170) данный процесс заканчивается. В другом случае (НЕТ на S170) процесс возвращается к S110, и применяются первое и второе оцененные значения SOCs, вычисленные из напряжения разомкнутого контура и интеграла тока соответственно, и коэффициенты R(1) и R(2) поправки, вычисленные на основе значения напряжения и значения тока соответственно, чтобы продолжить вычисление скорректированного SOC. Заметим, что когда переключатель зажигания выключен, вычисленное на S170 SOC сохраняется в памяти 600, так как она обеспечивается в конце предыдущего прогона.

Согласно такой структуре и блок-схеме, описанным выше, блок питания, который включает настоящую батарею ECU 200, работает, как описано ниже.

Когда водитель едет в транспортном средстве и включает переключатель зажигания, на батарею ECU 200 поступают сигналы температур, значение тока и значение напряжения никель-металл-гидрид батареи 100 от датчика 110 температуры, датчика 120 тока и датчика 130 напряжения соответственно. За определенное время цикла (основанное, например, на рабочей частоте CPU 300) вычисляется первое оцененное SOC (SOC_v) на основе детектированного (S100) значения напряжения, и из этого детектированного значения напряжения вычисляется (S120) второе оцененное SOC (SOC_i). Вычисляется (S140) разность dSOC (SOC_v-SOC_i) между первым и вторым оцененными SOCs.

Основываясь на значении напряжения и значении тока, вычисляются (S150 и S160) соответственно коэффициенты R(1) и R(2) поправки. Разность dSOC и коэффициенты R(1) и R(2) поправки используются, чтобы вычислить (S160) скорректированное SOC при помощи dSOC×R(1)×R(2)+SOC_i, то есть (SOC_v-SOC_i)×R(1)×R(2)+SOC_i.

Вычисленное таким образом SOC будет описано с конкретными числовыми значениями (принятыми значениями).

Принятые значения устанавливаются следующим образом: первое вычисленное SOC (SOC_v), основанное на значении напряжения, устанавливается равным 50%; второе вычисленное SOC (SOC_i), основанное на значении тока и полученное предварительно (или на 10 секунд раньше), устанавливается равным 60%; и коэффициент R(1) поправки устанавливается равным 0.1.

Для тока, имеющего большое значение в настоящем изобретении

Для тока, имеющего большое значение, принимается значение, равное 100 A. Более конкретно, десять секунд ток зарядки/разрядки батареи имеет значение, равное 100 A (для иллюстрации). Коэффициент R(2) устанавливается равным единице (для иллюстрации). В этом случае интеграл тока (∫ idt) равен:

100 A×10 с/(6.5 A для полного заряда×3600 с)×100%=-4.27%

dSOC=SOC_v-SOC_i=50-(60-4.27)=-5.73%

SOC=dSOC×R(1)×R(2)+SOC_i

=-5.73×0.1×1+(60-4.27)=55.16%

Другими словами, отклонение SOC, вычисленное при помощи интеграла тока, равно 4.27%, тогда как отклонение SOC, вычисленное с коэффициентами R(1) и R(2) поправки, равно 4.84%=(60-55.16). Это означает, что вычисленное SOC больше после корректировки в 1.13 раза.

Для тока, имеющего маленькое значение в настоящем изобретении

Для тока, имеющего маленькое значение, принимается значение, равное 5 A. Более конкретно, десять секунд ток зарядки/разрядки батареи имеет значение, равное 5 A (для иллюстрации). Коэффициент R(2) устанавливается равным 0.2 (для иллюстрации). В этом случае интеграл тока (∫ idt) равен:

5 A×10 с/(6.5 A для полного заряда×3600 с)×100%=-0.21%

dSOC=SOC_v-SOC_i=50-(60-0.21)=-9.79%

SOC=dSOC×R(1)×R(2)+SOC_i

=-9.79×0.1×0.2+(60-0.21)=59.59%

Другими словами, отклонение SOC, вычисленное при помощи интеграла тока, равно 0.21%, тогда как отклонение SOC, вычисленное с коэффициентами R(1) и R(2) поправки, равно 0.41% = (60-59.59). Это означает, что вычисленное SOC больше после корректировки в 1.95 раза.

Разность в амплитуде значений тока в настоящем изобретении

Таким образом, в настоящем изобретении может быть вычислено скорректированное SOC, независимо от того, имеет ли ток зарядки/разрядки батареи большое значение или маленькое значение.

В выложенной патентной заявке Японии №2003-149307 вычисление скорректированного SOC осуществляется следующим образом для тока, имеющего большое значение.

Как было описано выше, для тока, имеющего большое значение, принимается значение, равное 100 A (для иллюстрации). Более конкретно, десять секунд ток зарядки/разрядки батареи имеет значение, равное 100 A (для иллюстрации). В этом случае интеграл тока (∫ idt) равен:

100 A×10 с/(6.5 A для полного заряда×3600 с)×100%=-4.27%

dSOC=SOC_v-SOC_i=50-(60-4.27)=-5.73%

SOC=dSOC×R(1)+SOC_i

=-5.73×0.1+(60-4.27)=55.16%

Другими словами, отклонение SOC, вычисленное при помощи интеграла тока, равно 4.27%, тогда как отклонение SOC, вычисленное только с коэффициентами R(1) поправки, равно 4.84%=(60-55.16). Это означает, что вычисленное SOC становится больше после корректировки в 1.13 раза.

Для тока, имеющего маленькое значение в выложенной патентной заявке Японии №2003-149307

Как было описано выше для тока, имеющего маленькое значение, принимается значение, равное 5 A (для иллюстрации). Более конкретно, десять секунд ток зарядки/разрядки батареи имеет значение, равное 5 A (для иллюстрации). В этом случае интеграл тока (∫ idt) равен:

5 A×10 с/(6.5 A для полного заряда×3600 с)×100%=-0.21%

dSOC=SOC_v-SOC_i=50-(60-0.21)=-9.79%

SOC=dSOC×R(1)+SOC_i

=-9.79×0.1+(60-0.21)=58.81%

Другими словами, отклонение SOC, вычисленное при помощи интеграла тока, равно 0.21%, тогда как отклонение SOC, вычисленное только с коэффициентами R(1) поправки, равно 1.19%=(60-58.81). Это означает, что вычисленное SOC больше после корректировки в 5.67 раз.

Разность в амплитуде значений тока в выложенной патентной заявке Японии №2003-149307

Таким образом, как описано в выложенной патентной заявке Японии №2003-149307, в зависимости от того, имеет ли ток зарядки/разрядки батареи большое значение или маленькое значение, получают значительно различающиеся скорректированные SOCs. Настоящее изобретение позволяет устранить этот недостаток, как описано выше.

Таким образом, предложенное устройство вычисления может вычислить точное значение SOC при помощи корректировки второго оцененного SOC (SOC_i), вычисленного на основе интеграла значения тока зарядки/разрядки батареи. Более конкретно, из напряжения разомкнутого контура вторичной батареи может быть вычислено первое оцененное значение SOC (SOC_v). Разность между первым и вторым оцененными значениями SOCs (или SOC_v и SOC_i) может быть умножена на первый и второй коэффициенты R(1) и R(2) поправки, чтобы обеспечить поправочный член, который может быть добавлен ко второму оцененному SOC (SOC_i), чтобы вычислить скорректированное SOC. Второй коэффициент R(2) поправки может быть уменьшен для тока, имеющего маленькие значения. Поправочный член, находящийся под влиянием первого оцененного SOC (SOC_v), имеющего уменьшенную точность для меньших значений тока зарядки/разрядки батареи, может вносить меньший вклад, и может быть вычислено второе оцененное SOC (SOC_i), чтобы вычислить точную полную емкость.

Понятно, что подробное описание является только иллюстрацией и примером и не является ограничением, и объем настоящего изобретения ограничивается только приложенной формулой изобретения.

1. Устройство определения полной емкости вторичной батареи (100), содержащее

датчик (130) напряжения для определения величины напряжения вторичной батареи (100),

датчик (120) тока, предназначенный для определения значения тока вторичной батареи (100),

электронный блок (200), предназначенный для определения на основании значения напряжения вторичной батареи (100) первого коэффициента R1 корректировки, используемого для вычисления полной емкости вторичной батареи (100), и на основании значения тока вторичной батареи (100) второго коэффициента R2 корректировки, используемого для вычисления полной емкости вторичной батареи (100), а также полной емкости вторичной батареи (100) на основе значения напряжения, значения тока и первого и второго коэффициентов R1, R2 корректировки,

причем второй коэффициент R2 корректировки увеличивается, когда вторичная батарея (100) заряжается/разряжается током, имеющим большее абсолютное значение, и уменьшается, когда вторичная батарея (100) заряжается/разряжается током, имеющим меньшее абсолютное значение,

при этом электронный блок (200) управления батареей содержит соединенный внутренней шиной (700) входной/выходной интерфейс (500), связанный с датчиком (120) тока, датчиком (130) напряжения и линией передачи сигнала к переключателю зажигания, центральный процессор (300) для вычисления емкости вторичной батареи и память (600).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центральный процессор (300) содержит

средство для вычисления на основании величины напряжения первой полной емкости вторичной батареи (100) из напряжения ее разомкнутого контура,

средство для вычисления на основании величины тока второй полной емкости вторичной батареи (100) из интеграла значения тока зарядки/разрядки вторичной батареи (100),

средство коррекции второй полной емкости вторичной батареи (100) посредством использования функции разности между первой и второй полными емкостями и первого и второго коэффициентов корректировки.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что указанная функция представляет собой функцию умножения указанной разности между первой и второй полными емкостями на первый и второй коэффициенты корректировки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что электронный блок (200) батареи содержит средство добавления поправки, вычисленной

средством коррекции второй полной емкости, к второй полной емкости для вычисления полной емкости вторичной батареи (100).

5. Способ определения полной емкости вторичной батареи (100), заключающийся в том, что

определяют величину напряжения вторичной батареи,

определяют величину тока вторичной батареи,

вычисляют (S140) первый коэффициент R1 корректировки, используемый для вычисления полной емкости вторичной батареи на основе величины напряжения вторичной батареи,

вычисляют (S150) второй коэффициент R2 корректировки, используемый для вычисления полной емкости вторичной батареи на основе величины тока вторичной батареи,

вычисляют (S160) полную емкость вторичной батареи на основе величины напряжения, величины тока и первого и второго коэффициентов корректировки, при этом второй коэффициент корректировки увеличивается, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим большее абсолютное значение, и уменьшается, когда вторичная батарея заряжается/разряжается током, имеющим меньшее абсолютное значение,

корректируют емкость вторичной батареи путем заряда/разряда емкости вторичной батареи.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на шаге (S160) вычисления полной емкости вторичной батареи

вычисляют (S100) на основании величины напряжения, первую полную емкость вторичной батареи из напряжения разомкнутого контура вторичной батареи,

вычисляют (S120) на основании величины тока, вторую оцененную полную емкость вторичной батареи из интеграла значения тока зарядки/разрядки вторичной батареи,

применяют функцию разности между первой и второй полными емкостями и первый и второй коэффициенты R1, R2 корректировки для уточнения величины второй полной емкости при вычислении полной емкости вторичной батареи.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что указанная функция представляет собой функцию разности между первой и второй полными емкостями, умноженной на первый и второй коэффициенты корректировки.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что на этапе использования функции разности между первой и второй полными емкостями и первого и второго коэффициентов корректировки осуществляют добавление поправки, вычисленной при использовании функции разности, ко второй полной емкости для вычисления полной емкости вторичной батареи.