参数估计系统、参数估计装置、车辆、计算机程序和参数估计方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2018年10月30日提交的日本专利申请No.2018-204374的优先权，其全部内容通过引用并如本文。

技术领域

本发明涉及参数估计系统、参数估计装置、车辆、计算机程序和参数估计方法。

背景技术

近年来，诸如混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)的车辆正变得普遍。HEV和EV配备有二次电池。在这样的车辆中，与行驶相关联地重复二次电池的充电和放电之间的切换。由于在车辆行驶期间二次电池的状态因充电/放电而极大地改变，因此需要准确地获得二次电池的状态。

专利文献1公开了一种电池异常诊断装置，其能够根据在执行电池诊断之前获取的与二次电池的异常倾向有关的信息，根据适当的充电/放电模式，执行二次电池的充电/放电，来有效地识别二次电池的异常。

引用列表

[专利文献]

专利文献1：日本特开专利公开No.2016-217900

发明内容

根据本公开的实施例的参数估计系统包括估计二次电池的等效电路的参数的第一参数估计装置和第二参数估计装置。第一参数估计装置包括：获取单元，其被配置为当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压；以及顺序估计单元，其被配置为基于由所述获取单元获取的所述电流和所述电压来顺序地估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数。第二参数估计装置包括：采集单元，其被配置为当基于所述电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的所述电流和所述电压；批量估计单元，其被配置为基于由所述采集单元采集的所述电流和所述电压来批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及输出单元，其被配置为将由所述批量估计单元估计的所述参数输出到所述第一参数估计装置。第一参数估计装置还包括更新单元，其被配置为当已经从所述第二参数估计装置获取到批量估计的参数时，利用所述批量估计的参数来更新顺序估计的参数。

根据本公开的实施例的参数估计装置被配置为估计二次电池的等效电路的参数。参数估计装置包括：获取单元，其被配置为当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压；顺序估计单元，其被配置为基于由所述获取单元获取的所述电流和所述电压，来顺序估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及更新单元，其被配置为在已经基于所述电流模式执行所述二次电池的充电或放电的情况下已经获取到所述二次电池的所述等效电路的批量估计参数时，利用所述批量估计参数来更新顺序估计的参数，所述二次电池的所述等效电路的批量估计参数是基于所述二次电池的所述电流和所述电压的。

根据本公开的实施例的车辆包括上述参数估计装置。

根据本公开的实施例的参数估计装置被配置为估计二次电池的等效电路的参数。参数估计装置包括：采集单元，其被配置为当已经基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压；批量估计单元，其被配置为基于由所述采集单元采集到的所述电流和所述电压，批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及输出单元，其被配置为输出由所述批量估计单元估计的所述参数。

根据本公开的实施例的计算机程序被配置为使计算机估计二次电池的等效电路的参数。计算机程序使所述计算机执行：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压的处理；以及基于所采集的电流和电压批量来估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数的处理。

根据本公开的实施例的计算机可读非暂时性存储介质中存储有用于估计二次电池的等效电路的参数的计算机程序。该计算机程序使计算机执行：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压的处理；以及基于所采集的电流和电压来批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数的处理。

根据本公开的实施例的参数估计方法用于估计二次电池的等效电路的参数。参数估计方法包括：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压；基于所获取的电流和电压，顺序地估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；当已经基于所述电流模式执行所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的所述电流和所述电压；基于所采集的电流和电压，批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及当已经获取了批量估计的参数时，利用所述批量估计的参数来更新顺序估计的参数。

附图说明

图1是示出本实施例的参数估计系统的配置的示例的示意图。

图2是示出了具有安装在其中的电池监视装置的车辆的主要部分的配置的示例的框图。

图3是示出服务器的配置的示例的框图。

图4是示出在本实施例的参数估计系统中执行的处理的示例的示意图。

图5是示出测试模式的示例的示意图。

图6是示出模式周期和采样周期之间的关系的示例的示意图。

图7示出了二次电池单元的等效电路的示例。

图8是示出参数估计单元的配置的示例的框图。

图9示出了通过顺序估计获得的等效电路的参数的估计结果的转变的示例。

图10是示出由电池监视装置执行的处理的过程的示例的流程图。

图11是示出由服务器执行的处理的过程的示例的流程图。

图12A是示出充电器和电池监视装置之间的通信装置的第一示例的示意图。

图12B是示出充电器和电池监视装置之间的通信装置的第二示例的示意图。

图12C是示出充电器和电池监视装置之间的通信装置的第三示例的示意图。

图13是示出无线通信帧的配置的示例的示意图。

具体实施方式

[本公开所要解决的问题]

根据专利文献1的装置被配置为当已经检测到二次电池的异常趋势时，有效地识别所述异常，并且因此，不能在异常发生之前估计二次电池的状态。另外，为了准确地估计二次电池的状态，需要准确地估计二次电池的等效电路的参数。

因此，本公开的目的是提供一种参数估计系统、参数估计装置、计算机程序和参数估计方法，其能够准确地估计二次电池的等效电路的参数。

[本公开的效果]

根据本公开，能够准确地估计二次电池的等效电路的参数。

[本公开的实施例的描述]

根据本公开的实施例的参数估计系统包括估计二次电池的等效电路的参数的第一参数估计装置和第二参数估计装置。第一参数估计装置包括获取单元，其被配置为当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压，以及顺序估计单元，其被配置为基于由所述获取单元获取的所述电流和所述电压，来顺序地估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数。第二参数估计装置包括采集单元，其被配置为当基于所述电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的所述电流和所述电压；批量估计单元，其被配置为基于由所述采集单元采集的所述电流和所述电压，来批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及输出单元，其被配置为将由所述批量估计单元估计的所述参数输出到所述第一参数估计装置。第一参数估计装置还包括更新单元，其被配置为当已经从所述第二参数估计装置获取到所述批量估计参数时，利用所述批量估计参数来更新顺序估计的参数。

根据本公开的实施例的参数估计装置被配置为估计二次电池的等效电路的参数。参数估计装置包括：获取单元，其被配置为当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压；顺序估计单元，其被配置为基于由所述获取单元获取的所述电流和所述电压，顺序地估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及更新单元，其被配置为：在已经基于所述电流模式执行所述二次电池的充电或放电的情况下、已经获取了基于所述二次电池的所述电流和所述电压的所述二次电池的所述等效电路的批量估计参数时，利用所述批量估计参数来更新所述顺序估计的参数。

根据本实施例的车辆包括上述参数估计装置。

根据本公开的实施例的参数估计装置被配置为估计二次电池的等效电路的参数。参数估计装置包括：采集单元，其被配置为当已经基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压；批量估计单元，其被配置为基于由所述采集单元采集到的所述电流和所述电压，批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及输出单元，其被配置为输出由所述批量估计单元估计的所述参数。

根据本公开的实施例的计算机程序被配置为使计算机估计二次电池的等效电路的参数。计算机程序使所述计算机执行：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压的处理；以及基于所采集的电流和电压来批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数的处理。

根据本公开的实施例的计算机可读非暂时性存储介质中存储有用于估计二次电池的等效电路的参数的计算机程序。该计算机程序使计算机执行：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的电流和电压的处理；以及基于所采集的电流和电压，来批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数的处理。

根据本公开的实施例的参数估计方法用于估计二次电池的等效电路的参数。参数估计方法包括：当基于电流模式执行了所述二次电池的充电或放电时，获取所述二次电池的电流和电压；基于所获取的电流和电压，顺序地估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；当已经基于所述电流模式执行所述二次电池的充电或放电时，采集所述二次电池的所述电流和所述电压；基于所采集的电流和电压，批量估计所述二次电池的所述等效电路的所述参数；以及当已经获取了所述批量估计参数时，利用所述批量估计参数来更新所述顺序估计的参数。

第一参数估计装置包括：获取单元，其被配置为当基于电流模式执行了二次电池的充电或放电时，获取二次电池的电流和电压；以及顺序估计单元，其被配置为基于由获取单元获取的电流和电压，顺序地估计二次电池的等效电路的参数。

二次电池(也称为二次电池单元)具有以下配置：并联连接的多个单个单位电池(也称为电池芯(battery cell))或多组单位电池串联连接。获取单元获取二次电池的充电电流或放电电流，并获取二次电池在充电或放电期间的电压。电流模式的周期可以根据二次电池的类型等适当地确定，并且可以是例如大约200ms、500ms或1s。

关于二次电池的等效电路的参数，二次电池的等效电路模型可以由例如其中电阻器Ra以及电阻器Rb和电容器Cb的并联电路串联连接到具有OCV作为电动势的电压源的电路来表示。在这种情况下，电阻器Ra表示电解质体的电阻，电阻器Rb表示界面电荷转移电阻，电容器Cb表示双电层电容。

顺序估计单元在每个顺序估计周期中顺序估计二次电池的等效电路的参数。等效电路的参数可以计算如下。即，对表示二次电池的电流、其电压、以及获取电流和电压的采样周期之间的关系的关系式应用最小二乘法，以确定关系式的系数，确定的系数用来计算等效电路的参数。在顺序估计中，在每个顺序估计周期中执行该计算。顺序估计周期可以与采样周期相同，或者可以比采样周期长(例如，是采样周期×2等)。

第二参数估计装置包括：采集单元，其被配置为当已经基于电流模式执行了二次电池的充电或放电时，采集二次电池的电流和电压；批量估计单元，其被配置为基于所采集的电流和电压，来批量估计所述二次电池的等效电路的参数；以及输出单元，其被配置为将所估计的参数输出到第一参数估计装置。

采集单元采集在采样周期中已经获取的二次电池的电流和电压。例如，采集单元在多个(例如20次)模式周期中采集在采样周期中获取的二次电池的电流和电压。

批量估计单元基于所采集的电流和电压，批量地估计二次电池的等效电路的参数。顺序估计是在每个顺序估计周期(例如，在每个采样周期)中执行的计算。相反，在批量估计中，通过使用电流模式的多个(例如，20次)周期的所有数据批量地执行估计，因此，可以提高估计精度。

第一参数估计装置包括更新单元，该更新单元被配置为当已经从第二参数估计装置获取到批量估计的参数时，利用批量估计的参数来更新顺序估计的参数。

由于更新单元利用具有更高精度的批量估计参数来更新通过顺序估计所估计的等效电路的参数，因此可以更精确地估计等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，第二参数估计装置包括：存储单元，其被配置为存储由所述批量估计单元估计的估计结果的历史；以及确定单元，其被配置为基于由所述批量估计单元在第一时间点处估计的参数和由所述批量估计单元在所述第一时间点之前的第二时间点处估计的参数，确定是否允许从所述输出单元输出。

第二参数估计装置包括：存储单元，其被配置为存储由所述批量估计单元估计的估计结果的历史；以及确定单元，其被配置为基于由所述批量估计单元在第一时间点处估计的参数和由所述批量估计单元在所述第一时间点之前的第二时间点处估计的参数，确定是否允许从所述输出单元输出。

由于以上配置，基于过去进行的批量估计的估计结果的历史，确定是否允许从输出单元输出批量估计的估计结果。因此，例如，可以防止输出错误的估计结果。

在根据本实施例的参数估计系统中，当在第一时间点处已经估计的一个二次电池的等效电路的参数与在第二时间点处已经估计的一个二次电池的等效电路的参数之间的差不小于预定阈值时，确定单元确定不允许来自输出单元的输出。

当在第一时间点处已经估计的二次电池的等效电路的参数与在第二时间点处已经估计的二次电池的等效电路的参数之间的差不小于预定阈值时，确定单元确定不允许来自输出单元的输出。参数之间的差可以是它们之间的差，或者可以是参数的比。例如，在本次的参数的值相对于前次的值具有不小于阈值的差时，认为本次的批量估计的可靠性低，因此不输出批量估计结果。因此，可以防止利用错误的值更新等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，当在所述第一时间点处已经估计的一个二次电池的等效电路的参数和在所述第二时间点处估计的与所述一个二次电池不同的多个其它二次电池的等效电路的参数的统计值之间的差不小于预定阈值时，所述确定单元确定不允许来自所述输出单元的输出。

当在所述第一时间点处已经估计的二次电池的等效电路的参数和在所述第二时间点处估计的与所述二次电池不同的多个其它二次电池的等效电路的参数的统计值之间的差不小于预定阈值时，所述确定单元确定不允许来自所述输出单元的输出。这里，多个其它二次电池可以是例如相同类型(相同模型)或处于相同条件(例如SOC、温度等)下的二次电池。统计值可以是平均值或中值。例如，在本次的参数值相对于其他二次电池的统计值具有不小于阈值的差的情况下，认为本次的批量估计的可靠性低，因此不输出批量估计结果。因此，可以防止利用错误的值更新等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，当确定单元已经确定不允许来自输出单元的输出时，第一参数估计装置使用顺序估计的参数作为等效电路的参数，而不通过更新单元执行更新。

当确定单元已经确定不允许从输出单元输出时，第一参数估计装置使用顺序估计的参数作为等效电路的参数，而不通过更新单元执行更新。因此，可以防止利用错误的值更新等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，获取单元基于在由充电器执行的二次电池的充电期间的电流模式，来获取二次电池的电流和电压。

获取单元基于在由充电器执行的二次电池的充电期间的电流模式，来获取二次电池的电流和电压。因此，可以在二次电池的充电期间，估计等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，第二参数估计装置包括剩余时间获取单元，其被配置为获取直到由充电器执行的所述二次电池的所述充电完成的剩余时间，以及所述批量估计单元批量估计在所述剩余时间内的所述二次电池的所述等效电路的所述参数。

第二参数估计装置包括剩余时间获取单元，其被配置为获取直到由充电器执行的所述二次电池的所述充电完成的剩余时间，以及所述批量估计单元批量估计在所述剩余时间内的所述二次电池的所述等效电路的所述参数。因此，可以确定计算条件，使得等效电路的参数的批量估计在二次电池的充电完成之前结束。因此，可以在充电完成之前的时间内执行高度精确的估计。

在根据本实施例的参数估计系统中，第一参数估计装置包括识别单元，该识别单元被配置为识别二次电池的SOC(充电状态)，并且当由识别单元识别的SOC处于预定值时，基于电流模式开始二次电池的充电或放电。

第一参数估计装置包括识别单元，该识别单元被配置为识别二次电池的SOC，并且当由识别单元识别的SOC处于预定值时，基于电流模式开始二次电池的充电或放电。例如，在二次电池的充电期间当二次电池的SOC已经取预定值(例如，50％)时，执行等效电路的参数的估计。因此，能够在估计二次电池的等效电路的参数时使二次电池的条件相同，因此，能够准确地估计参数。另外，例如，即使在将过去估计的参数(例如，上次的值)与本次估计的参数彼此进行比较的情况下，也能够使估计条件相同，因此，能够准确地将参数彼此进行比较。

在根据本实施例的参数估计系统中，电流模式包括充电电流模式和放电电流模式。

电流模式包括充电电流模式和放电电流模式。因此，充电电流模式和放电电流模式二者的电流都被施加到二次电池。因此，能够抑制二次电池的SOC的变化，并且能够精确地估计等效电路的参数。

在根据本实施例的参数估计系统中，第一参数估计装置包括通知单元，该通知单元被配置为向充电器通知二次电池的电流允许值，并且电流模式的峰值不大于所述电流允许值。

第一参数估计装置包括通知单元，该通知单元被配置为向充电器通知二次电池的电流允许值，并且电流模式的峰值不大于电流允许值。因此，即使在电流允许值根据二次电池的类型等而不同的情况下，也可以施加对于二次电池最优的电流模式的电流。

在根据本实施例的参数估计系统中，第一参数估计装置能够以有线通信、短距离无线通信和使用经由所述第二参数估计装置的通信网络的通信的优先级顺序来选择关于充电器的通信。

第一参数估计装置和充电器之间的通信可以按照有线通信、短距离无线通信和使用经由所述第二参数估计装置的通信网络的通信的优先级顺序来选择。例如，在提供有线通信和短距离无线通信两者时，优先使用有线通信。因此，可以使用替代的通信装置，并且因此，可以继续而不中断二次电池的参数的估计。

在根据本实施例的参数估计系统中，当所述第一参数估计装置未设置有关于充电器的有线通信和短距离无线通信的通信功能时，所述第一参数估计装置通过使用经由所述第二参数估计装置的通信网络执行与所述充电器的通信。

当在第一参数估计装置和充电器之间既没有提供有线通信，也没有提供短距离无线通信时，通过使用经由第二参数估计装置的通信网络来执行第一参数估计装置和充电器之间的通信。因此，可以使用替代的通信装置，并且因此，可以继续而不中断二次电池的参数的估计。

在根据本实施例的参数估计系统中，采集单元还采集二次电池的电流和电压的测量时间。

二次电池的电流、电压等传感器数据包括测量时间。因此，可以知道测量采集的传感器数据的时间。

在根据本实施例的参数估计系统中，第二参数估计装置包括计时单元，并且当二次电池的测量时间与计时单元的时间之间的时间差不小于预定时间段时，不使用在测量时间测量的电流和电压。

当该时间差不小于预定时间段时，可以想到无线通信中的通信延迟的影响。由于所采集的传感器数据的测量时间存在滞后，因此存在不能准确地估计二次电池的参数的可能性。因此，通过不使用相对于测量时间具有滞后的传感器数据，可以防止二次电池的参数的估计精度降低。

[本公开的实施例的细节]

以下，将参考附图描述本实施例的参数估计系统。图1是示出本实施例的参数估计系统的配置的示例的示意图。参数估计系统包括：作为第二参数估计装置的服务器100；以及作为第一参数估计装置的电池监视装置50。电池监视装置50安装在车辆20中。车辆20包括例如HEV(混合动力电动车辆)、EV(电动车辆)等。通过将车辆20连接到充电器10，可以对安装在车辆20中的稍后描述的二次电池单元30(也称为二次电池)进行充电。充电器10例如是充电站。

服务器100可以经由诸如因特网的通信网络1向电池监视装置50发送必要的信息/从其接收必要的信息。另外，服务器100可经由诸如因特网的通信网络1向充电器10发送必要的信息/从其接收必要的信息。

图2是示出了具有安装在其中的电池监视装置50的车辆20的主要部分的配置的示例的框图。二次电池单元(二次电池)30例如是锂离子电池，在二次电池单元(二次电池)30中，多个电池(单位电池)31串联或串并联连接。二次电池单元30设置有电压传感器32、电流传感器33和温度传感器34。电压传感器32检测每个电池31的电压和二次电池单元30两端之间的电压，并将检测到的电压输出到电池监视装置50。电流传感器33例如被实现为分流电阻器或霍尔传感器，并检测二次电池单元30的充电电流和放电电流。电流传感器33将检测到的电流输出到电池监视装置50。温度传感器34例如被实现为热敏电阻器，并检测每个电池31的温度。温度传感器34将检测到的温度输出到电池监视装置50。

电池监视装置50包括：控制单元51，其控制整个装置；电压获取单元52；电流获取单元53；温度获取单元54；存储单元55；接口单元56；通信单元57；参数估计单元58；更新单元59；以及SOC识别单元60。

控制单元51可以由CPU、ROM、RAM等实现。CPU包括处理器(第一处理器)。由电池监视装置50执行的处理可以由处理器执行。

电压获取单元52获取多个电池31中的每个的电压和二次电池单元30的电压。电流获取单元53获取二次电池单元30的电流(充电电流和放电电流)。温度获取单元54获取每个电池31的温度。

存储单元55能够存储由电压获取单元52、电流获取单元53和温度获取单元54获取的电压、电流和温度(也将这些统称为“传感器数据”)。存储单元55能够存储从服务器100接收到的信息。

接口单元56具有用于向充电站发送信息/从充电站接收信息的接口功能。

通信单元57具有经由通信网络1与服务器100通信的功能。通信单元57能够在控制单元51的控制下，将二次电池单元30的传感器数据发送到服务器100。

参数估计单元58具有作为顺序估计单元的功能，并且在每个顺序估计周期中依次估计二次电池单元30的等效电路的参数。稍后将描述顺序估计的细节。在本说明书中，电流模式的周期被称为模式周期，二次电池单元30的电流和电压中的每一个的获取周期被称为采样周期，并且顺序估计的周期被称为顺序估计周期。将在后面描述这些周期之间的关系。

当更新单元59从服务器100获取了二次电池单元30的等效电路的批量估计参数时，更新单元59利用等效电路的该批量估计参数更新由参数估计单元58估计(依次估计)的等效电路的参数。稍后将描述批量估计的细节。

SOC识别单元60具有作为识别单元的功能，并识别二次电池30的SOC(State OfCharge，电荷状态)。SOC(电荷状态)是表示二次电池的剩余电荷相对于满充电容量的比的状态量。例如，可以识别二次电池单元30的SOC，如下。即，预先存储指示开路电压(OCV)和二次电池单元30的SOC之间的相关性的信息，然后，确定二次电池单元30的OCV，由此能够识别SOC。替代地，在二次电池单元30的初始SOC已知的情况下，之后对二次电池单元30的电流进行积分，由此可以识别SOC。

图3是示出服务器100的配置的示例的框图。服务器100包括：控制单元101，其控制整个服务器100；通信单元102；历史DB 103；参数估计单元104；以及确定单元105。

控制单元101由CPU、ROM、RAM等实现。CPU包括处理器(第二处理器)。由服务器100执行的处理可以由处理器执行。

通信单元102具有经由通信网络1与电池监视装置50通信的功能。此外，通信单元102具有经由通信网络1与充电器10通信的功能。

通信单元102可以接收由电池监视装置50发送的二次电池单元30的传感器数据。即，通信单元102具有采集单元的功能，并且可以在多个(例如，20次)模式周期上采集在采样周期中获取的二次电池单元30的电流和电压。在充电器10发送二次电池单元30的传感器数据的情况下，通信单元102可从充电器10接收传感器数据。例如，当模式周期为1秒并且采样周期为50ms时，在20(20个周期)个模式周期期间可被采集的电流和电压对应于400次采样的电流和电压。

通信单元102具有作为输出单元的功能，并且将已经由参数估计单元104批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数输出(发送)到电池监视装置50。

参数估计单元104具有作为批量估计单元的功能，基于所采集的二次电池单元30的电流和电压来批量估计二次电池单元30的等效电路的参数。关于批量估计的细节将在后面描述。

历史DB 103具有作为存储单元的功能，并且存储已经由参数估计单元104批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数(估计结果的历史)。可以针对多个不同的二次电池单元30中的每一个(即，针对每个不同的车辆20)单独地存储估计结果。

基于在第一时间点处由参数估计单元104估计的二次电池单元30的等效电路的参数以及在第一时间点之前的第二时间点处由参数估计单元104估计的参数，确定单元105确定是否允许从通信单元102输出。

图4是示出在本实施例的参数估计系统中执行的处理的示例的示意图。下面描述处理P1至P15。

在P1中，电池监视装置50向充电器10发出连接/充电请求。

在P2中，充电器10开始对二次电池单元30充电。

在P3中，电池监视装置50向充电器10通知二次电池单元30的状态。二次电池单元30的状态例如包括SOC、SOH(健康状态)、温度等。

在P4中，电池监视装置50向充电器10通知充电允许电流。充电允许电流是根据二次电池单元30的类型等的唯一允许电流。

在P5中，充电器10将模式周期的测试模式(也称为电流模式)中的电流施加到二次电池单元30。

在P6中，电池监视装置50在采样周期中获取被施加了测试模式中的电流的二次电池单元30的电流、电压和温度(传感器数据)。

图5是示出测试模式的示例的示意图。在图5中，上面的图示出了测试模式(电流模式)，下面的图示出了已经被施加了测试模式中的电流的二次电池单元30的电压的状态。在测试模式中，充电电流和放电电流在模式周期中交替重复。模式周期可以根据二次电池单元30的类型等适当地确定，并且例如可以是大约200ms、500ms或1s。

如图5所示，当测试模式对应于充电时，二次电池单元30的电压增加，而当测试模式对应于放电时，二次电池单元30的电压降低。在图5所示的示例中，测试模式包括充电和放电。然而，本发明不限于此。测试模式可以仅由充电组成，或者测试模式可以仅由放电组成。

图6是示出了模式周期和采样周期之间的关系的示例的示意图。如图6所示，当电流模式的周期被定义为模式周期时，获取二次电池单元30的电流和电压的采样周期比模式周期短。顺序估计周期可以与采样周期相同，或者可以比采样周期长(例如，采样周期×2等)。

在P7中，电池监视装置50将二次电池单元30的传感器数据发送到服务器100。传感器数据的传输可以在从开始施加测试模式的电流到结束施加测试模式的电流的时间段上执行。即，在基于模式周期的测试模式执行了二次电池单元30的充电或放电的情况下，电池监视装置50在多个模式周期上采集在采样周期中获取的二次电池单元30的电流和电压。然后，电池监视装置50发送所采集的电流和电压。因此，在基于模式周期的测试模式执行了二次电池单元30的充电或放电的情况下，服务器100能够在多个(例如，20次)模式周期上采集在采样周期中获取的二次电池单元30的电流和电压(传感器数据)。例如，当模式周期是1秒并且采样周期是50ms时，在20(20个周期)个模式周期期间可以被采集的电流和电压对应于400次采样的电流和电压。

在P8中，电池监视装置50估计二次电池单元30的等效电路的参数(执行对该参数的顺序估计)。下面描述顺序估计。

图7示出了二次电池单元30的等效电路的示例。如图7所示，二次电池单元30的等效电路(也称为等效电路模型)可以由电路表示，在该电路中，电阻器Ra、以及电阻器Rb和电容器Cb的并联电路串联连接到具有OCV作为电动势的电压源。在这种情况下，二次电池单元30的等效电路的参数是Ra、Rb和Cb，电阻器Ra表示电解质体的电阻，电阻器Rb表示界面电荷转移电阻，电容器Cb表示双电层电容。二次电池单元30的等效电路不限于图7中的示例。

在测试模式的电流已经被施加到二次电池单元30的情况下，基于在每个采样周期中获取的电流和电压，参数估计单元58顺序地估计二次电池单元30的等效电路的参数。即，在每个顺序估计周期中执行等效电路的参数的估计处理。下面，描述所述估计处理。

关于图7中作为示例示出的等效电路的参数，已知建立了以下近似方程。

V(k)＝b0·I(k)+b1·I(k-1)-a1·V(k-1)+(1+a1)·OCV (1)

b0＝Ra (2)

b1＝Ts·Ra/(Rb·Cb)+Ts/Cb-Ra (3)

a1＝Ts/(Rb·Cb)-1 (4)

这里，V(k)是采样周期k中二次电池单元30的电压，I(k)是采样周期k中二次电池单元30的电流，Ts是顺序估计周期，并且在该示例中，Ts等于电压和电流的采样周期。

当从上述等式(2)至(4)反向计算的等效电路的参数Ra、Rb和Cb时，建立以下等式(5)至(7)。

Ra＝b0 (5)

Rb＝(b1-a1·b0)/(1+a1) (6)

Cb＝Ts/(b1-a1·b0) (7)

在本实施例中，递归最小二乘法应用于等式(1)，以确定系数b0、b1和a1，并且将所确定的系数代入等式(5)至(7)，以估计参数Ra、Rb和Cb。假设OCV是恒定的，而每个参数被估计一次。可以根据由温度获取单元54获取的温度来校正估计参数。

还可以通过使用卡尔曼滤波器来计算参数Ra、Rb和Cb。具体地，将当由电压和电流表示的输入信号被给予二次电池单元30时的观测向量与当与上述相同的输入信号被给予二次电池单元30的等效电路模型时的状态向量相互比较。这些向量之间的误差乘以卡尔曼增益，并且将结果值反馈到等效电路模型，以重复等效电路模型的校正，使得两个向量之间的误差最小化。因此，估计参数。

图8是示出参数估计单元58的配置的示例的框图。参数估计单元58包括：参数估计单元581，其顺序地估计二次电池单元30的等效电路的参数；以及电流确定单元582。参数估计单元581在每个顺序估计周期中执行顺序估计的计算。在二次电池单元30的电流小于预定电流阈值时，并且在电流的变化量小于预定变化量阈值时，电流确定单元582禁止参数估计单元581执行的对参数的估计。在电流确定单元582禁止参数的估计的情况下，参数估计单元581能够不进行更新而输出上次估计的参数。因此，可以防止等效电路的参数的估计结果的精度的降低。

图9示出了通过顺序估计获得的等效电路的参数的估计结果的转变的示例。在图9中，横轴表示时间。图9示出了在顺序估计周期中重复顺序估计时，参数Ra、Rb和Cb的估计值的转变。通过重复所述顺序估计，参数Ra、Rb和Cb均随着时间的流逝而收敛于恒定值。在经过预定时间段(例如，10秒、20秒或30秒)之后的恒定值可以用作估计结果。

在P9中，服务器100估计二次电池单元30的等效电路的参数(执行该参数的批量估计)。下面描述所述批量估计。

基于所采集的二次电池单元30的电流和电压，参数估计单元104批量地估计二次电池单元30的等效电路的参数。

在二次电池单元30的等效电路的参数是图7所示的参数的情况下，在批量估计中，在等式(8)中进行Ra、Rb和Cb的拟合，使得在输入了多个采样周期中的所有采样周期中的电流值I(k)时的电压V(k)的计算值与电压V(k)的实际测量值(在采样周期中获取的电压值)之间的余数的平方和最小。

[公式1]

在等式(8)中，Ts是采样周期。z是使用z变换的传递函数的表示。

当使用相同的数据重复进行拟合时，作为评价函数的余数的平方和变小，并且解收敛。即，通过重复执行确定最优解的过程，可以获得精度比通过顺序估计的精度更高的估计值。

参数估计单元58的顺序估计是在每个顺序周期中执行的计算。与此相对，在参数估计单元104的批量估计中，使用多个模式周期的全部数据进行批量估计，所以信息量增加，能够提高估计精度。

在P10中，充电器10连续地执行充电。

在P11中，电池监视装置50向充电器10通知二次电池单元30的状态。在P11中的通知可包括，例如，二次电池单元30的SOC已达到上限值(充电已完成)。

在P12中，在服务器100中，参数估计单元104的批量估计结束，服务器100将等效电路的参数的估计结果发送到电池监视装置50。

在P13中，服务器100将估计结果存储到历史DB 103中。

在P14中，充电器10结束充电。

在P15中，电池监视装置50更新等效电路的参数。即，在更新单元59从服务器100获取了等效电路的批量估计参数时，利用等效电路的批量估计参数，更新单元59更新由参数估计单元58依次估计的等效电路的参数。

因此，利用具有较高精度的批量估计参数来更新通过顺序估计所估计的等效电路的参数。因此，可以更精确地估计等效电路的参数。

基于在第一时间点处(例如，本次)由参数估计单元104估计的等效电路的参数以及在比第一时间点靠前的第二时间点处(例如，上次)由参数估计单元104估计的等效电路的参数，确定单元105能够确定是否将第一时间点处的估计结果发送到电池监视装置50。

由于上述配置，基于过去执行的批量估计的估计结果的历史来确定是否允许发送(输出)已经由参数估计单元104估计的等效电路的参数的估计结果。因此，例如，能够防止错误的估计结果被发送到电池监视装置50。

当在第一时间点处已经估计的二次电池单元30的等效电路的参数与在第二时间点处已经估计的二次电池单元30的等效电路的参数之间的差不小于预定阈值时，确定单元105可以确定不允许将第一时间点处的估计结果发送到电池监视装置50。

参数之间的差可以是它们之间的差，或者可以是参数之比。例如，在本次的参数值相对于上次的值具有不小于阈值的差时，认为本次的批量估计的可靠性低，因此不输出批量估计结果。因此，在电池监视装置50中，防止利用错误的值更新等效电路的参数。

在第一时间点处估计的二次电池单元30的等效电路的参数和在第二时间点处估计的与二次电池单元30不同的多个其它二次电池单元的等效电路的参数的统计值之间的差不小于预定阈值时，确定单元105可以确定不允许将第一时间点处的估计结果发送到电池监视装置50。这里，多个其它二次电池单元可以是例如相同类型的(相同模型)或在相同条件(如，SOC、温度等)下的二次电池单元。

统计值可以是平均值或中值。例如，在本次的参数值相对于其他二次电池单元的统计值具有不小于阈值的差的情况下，认为本次的批量估计的可靠性低，因此不输出批量估计结果。因此，在电池监视装置50中，防止利用错误的值更新等效电路的参数。

在服务器100的确定单元105确定不允许向电池监视装置50发送估计结果时，电池监视装置50将顺序估计的参数用作等效电路的参数，而不进行更新单元59的更新。因此，能够防止利用错误值更新等效电路的参数。

在由充电器10进行的二次电池单元30的充电期间，基于模式周期的测试模式，电池监视装置50获取二次电池单元30的电流和电压。因此，可以在二次电池单元30的充电期间，估计等效电路的参数。

充电器10可将直到二次电池单元30的充电完成为止的剩余时间发送到服务器100。电池监视装置50可将剩余时间发送到服务器100。服务器100的通信单元102具有作为获取剩余时间的剩余时间获取单元的功能。参数估计单元104批量估计剩余时间内的二次电池单元30的等效电路的参数。因此，能够确定计算条件，使得等效电路的参数的批量估计在二次电池单元30的充电完成之前结束。因此，能够在充电完成之前的时间内执行高精度的估计。

SOC识别单元60可以识别充电期间二次电池单元30的SOC。当SOC识别单元60识别的SOC处于预定值时，控制单元51可向充电器10输出开始将测试模式的电流施加到充电器10的指令。因此，可以基于模式周期的测试模式开始二次电池单元30的充电或放电。

例如，当在二次电池单元30的充电期间二次电池单元30的SOC已经取预定值(例如，50％)时，执行等效电路的参数的估计。因此，能够使在估计二次电池单元30的等效电路的参数时的二次电池单元30的条件相同，并且因此，能够准确地估计参数。另外，例如，即使在将过去估计的参数(例如，上次的值)与本次估计的参数彼此进行比较的情况下，也能够使估计条件相同，因此，能够准确地将参数彼此进行比较。

在SOC识别单元60识别的SOC取预定值之前，可以开始测试模式的电流的施加，并且当二次电池单元30的SOC取预定值时，可以开始参数估计单元58的顺序估计。

模式周期的测试模式可以仅由充电电流模式或放电电流模式组成。替代地，如上所述，模式周期的测试模式可以包括充电电流模式和放电电流模式两者。因此，充电模式和放电模式二者中的电流都被施加到二次电池单元30。因此，可以抑制二次电池单元30的SOC变化，并且可以精确地估计等效电路的参数。

接口单元56具有作为通知单元的功能，其将二次电池单元30的电流允许值通知给充电器10。充电器10能够将测试模式的峰值设定为不大于电流允许值。更具体地，测试模式的峰值可以被设置为电流允许值。因此，电流的峰值可以是在允许范围内的大的值，可以忽略测量误差，并且可以提高等效电路的参数的估计精度。即使在电流允许值根据二次电池单元的类型等而不同的情况下，也可以施加对于二次电池单元最佳的电流模式的电流。

图10是示出电池监视装置50执行的处理的过程的示例的流程图。为了方便，假设执行处理的对象为控制单元51，进行以下描述。控制单元51对充电器10发出充电请求(S11)，在充电开始时(或在充电开始前)，控制单元51从充电器10获取充电开始通知(S12)。因此，二次电池单元30被充电。

控制单元51发送二次电池单元30的SOC取预定值(例如，50％)的通知(S13)。控制单元51确定是否已经开始从充电器10向二次电池单元30施加测试模式的电流(S14)，并且当尚未开始施加时(S14中为否)，控制单元51继续步骤S14的处理。

当测试模式中的施加已经开始时(S14中为是)，控制单元51在每个采样周期中获取二次电池单元30的电流、电压和温度(S15)，并将所获取的电流、电压和温度的传感器数据发送到服务器100(S16)。

控制单元51在每个顺序估计周期内依次估计二次电池单元30的等效电路的参数(S17)。在每个顺序估计周期中重复地执行顺序估计的处理。控制单元51确定是否从服务器100接收到二次电池单元30的等效电路的参数的批量估计结果(S18)。批量估计的处理是以下估计处理：在该估计处理中，当每个采样周期的传感器数据被定义为一条采样数据时，批量使用与多个(例如，20个、30个，等等)模式周期相对应的多条采样数据。

当接收到批量估计结果时(S18中为是)，控制单元51用批量估计结果更新顺序估计结果(S19)，并且执行稍后描述的步骤S21的处理。当没有接收到批量估计结果时(S18中为否)，或者当从服务器100接收到禁止更新估计结果的指令时，控制单元51使用顺序估计结果作为等效电路的参数(S20)。

控制单元51将包括二次电池单元30的SOC的状态通知给充电器10(S21)。这里，该通知可以包括例如二次电池单元30的SOC已经达到上限值(即，已经充满电)。控制单元51结束充电(S22)并结束处理。

本实施例的电池监视装置50也可以通过使用包括CPU(处理器)、RAM(存储器)等的通用计算机来实现。即，通过设置在计算机中的存储介质读取装置读取其中存储有定义如图10所示的处理的过程的计算机程序的存储介质，将读取的计算机程序加载到RAM(存储器)，并且由CPU(处理器)执行所述计算机程序，由此可以在计算机中实现电池监视装置50。

图11是示出由服务器100执行的处理的过程的示例的流程图。为了方便起见，假设执行处理的对象是控制单元101，进行以下描述。控制单元101获取二次电池单元30的传感器数据(S31)，并批量估计二次电池单元30的等效电路的参数(S32)。控制单元101确定在步骤S32中批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数与在二次电池单元30的过去批量估计的等效电路的参数之间的差是否不小于阈值(S33)。在此，过去对其执行批量估计的等效电路可以是例如相同类型(相同模型)的二次电池单元的等效电路，或者在相同条件(例如SOC、温度等)下对其执行估计的等效电路。

在该差小于阈值时(S33中为“否”)，控制单元101将在步骤S32中批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数发送到电池监视装置50(S34)，并结束处理。在步骤S32中已经批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数可以存储在历史DB 103中。

在该差不小于所述阈值时(S33中为“是”)，控制单元101不将在步骤S32中批量估计的二次电池单元30的等效电路的参数发送到电池监视装置50(S35)。替代地，控制单元101可以向电池监视装置50发送不更新估计结果的通知。控制单元101结束该处理。

本实施例的服务器100还可以通过使用包括CPU(处理器)、RAM(存储器)等的通用计算机来实现。即，通过设置在计算机中的存储介质读取装置读取其中存储有定义如图11所示的处理过程的计算机程序的存储介质，将读取的计算机程序加载到RAM(存储器)，并且由CPU(处理器)执行计算机程序，由此可以在计算机中实现服务器100。

接下来，描述充电器10和电池监视装置50之间的通信装置。

图12A、图12B和图12C是分别示出充电器10与电池监视装置50之间的通信装置的第一示例、第二示例和第三示例的示意图。图12A所示的第一示例是使用诸如PLC(电力线通信)通信或CAN(控制器局域网)通信的有线通信的情况。图12B中所示的第二示例是使用诸如短距离无线通信(例如，WiFi(注册商标))的无线通信的情况。图12C所示的第三示例是通过使用通信网络1(例如，LTE(长期演进))等经由服务器100执行通信的情况。

在电池监视装置50设置有上述第一至第三实施例的通信装置的情况下，例如，能够按照PLC通信或CAN通信、短距离无线通信、经由服务器100的通信的优先顺序来选择通信装置。在电池监视装置50不设置有PLC通信、CAN通信、短距离无线通信的通信装置中的任一种的情况下，能够经由服务器100执行通信。如上所述，通过设置多个通信装置，即使当出现一个通信装置不能使用的情况时，如果使用替代通信装置，则可以继续而不中断二次电池的参数的估计。

图13是示出无线通信帧的配置的示例的示意图。当充电器10要向二次电池单元30施加测试模式的充电或放电电流时，从电池监视装置50向充电器10发出图13所示的施加电流值指令。指令内容是电流限制范围内的施加电流。施加电流值指令包括与车辆ID和电流允许值相关的数据。

当测试模式的电流已经被施加到二次电池单元30时，传感器数据被发送到服务器100。传感器数据可从电池监测装置50发送到服务器100，或可从充电器10发送到服务器100。在传感器数据是电压或温度的情况下，传感器数据传输包括与车辆ID、电池ID、模块ID、测量时间、电池电压和温度有关的数据。在传感器数据是电流的情况下，传感器数据传输包括与车辆ID、测量时间和电流有关的数据。

在短距离无线通信(第二示例)或经由服务器100的通信(第三示例)的情况下发生通信延迟时，传感器数据的时间延迟发生，这可能导致二次电池的参数的估计精度降低。如上所述，传感器数据传输包括测量时间。因此，服务器100可以包括计时器(计时单元)，并且如果测量时间与传感器数据的接收时间之间的时间差在预定时间段内，则服务器100可以确定不存在无线通信中的通信延迟的影响，并且执行二次电池的参数的估计。当测量时间与传感器数据的接收时间之间的时间差不在预定时间段内时，服务器100确定存在无线通信中的通信延迟的影响，并且例如不使用接收到的传感器数据。因此，能够防止二次电池的参数的估计精度的降低。

在本实施例中，充电器10生成测试模式，并将测试模式的电流施加到二次电池单元30。然而，本公开不限于此。电池监视装置50可以生成测试模式，并将测试模式的电流施加到二次电池单元30。

在本实施例中，电池监视装置50顺序地估计二次电池单元30的等效电路的参数。然而，本公开不限于此。充电器10可顺序地估计二次电池单元30的等效电路的参数。

在本实施例中，电池监视装置50将传感器数据发送至服务器100。然而，本公开不限于此。充电器10可将传感器数据发送到服务器100。

在本实施例中，在由充电器10执行的二次电池单元30的充电期间，施加测试模式的电流，以估计等效电路的参数。然而，本公开不限于此。例如，在由车辆20中的充电器执行的二次电池单元30的充电期间，在车辆20正在行驶时，可以施加测试模式的电流，以估计等效电路的参数。

在本实施例中，在电池监视装置50和服务器100之间直接进行通信。然而，本公开不限于此。电池监视装置50和服务器100之间的通信可以经由充电器10来执行。

在本实施例中，测试模式的峰值(幅值)是恒定值。然而，本公开不限于此。测试模式的幅值可以随着时间的流逝而变化。当根据测试模式的电流和电压估计的等效电路的参数均取相同值(或相似值)时，认为参数值收敛，所述测试模式具有不同幅值。

在本实施例中，可以将由电池监视装置50依次估计的等效电路的参数发送到服务器100，服务器100可以将接收到的等效电路的参数与其他二次电池单元的统计值或与过去的历史数据进行比较，并且确定是否更新依次估计的等效电路的参数。

在本实施例中，可以基于等效电路的参数的估计值来检测二次电池单元的劣化。例如，基于估计参数中的电阻Ra的增加量，可以检测二次电池单元的劣化或者可以确定其劣化程度。

所公开的实施例在所有方面都是说明性的，并且不应被认为是限制性的。本公开的范围由权利要求的范围而不是上述描述限定，并且旨在包括与权利要求的范围等同的含义以及在该范围内的所有修改。

以上描述包括以下附加条目中的特征。

(附加条目)

一种参数估计系统，包括估计二次电池的等效电路的参数的第一参数估计装置和第二参数估计装置，

所述第一参数估计装置包括第一处理器，

该处理器被配置成：

当已经基于电流模式执行二次电池的充电或放电时，获取二次电池的电流和电压，以及

基于所获取的电流和电压，顺序估计二次电池的等效电路的参数，

所述第二参数估计装置包括第二处理器，

第二处理器被配置成：

当已经基于电流模式执行二次电池的充电或放电时，采集二次电池的电流和电压，

基于所采集的电流和电压来批量估计二次电池的等效电路的参数，以及

将批量估计的参数输出到第一参数估计装置，

第一处理器被配置成：

当已经从第二参数估计装置获取到批量估计的参数时，用批量估计的参数来更新顺序估计的参数。

参考符号列表

1 通信网络

10 充电器

20 车辆

30 二次电池单元

31 电池

32 电压传感器

33 电流传感器

34 温度传感器

50 电池监视装置

51 控制单元

52 电压获取单元

53 电流获取单元

54 温度获取单元

55 存储单元

56 接口单元

57 通信单元

58 参数估计单元

581 参数估计单元

582 电流确定单元

59 更新单元

60 SOC识别单元

100 服务器

101 控制单元

102 通信单元

103 历史DB

104 参数估计单元

105 确定单元。