本发明的实施方式涉及电池状态推定装置、电池状态推定方法，程序、控制电路和蓄电系统。
背景技术：
锂离子电池等非水电解质二次电池被广泛用于智能电话等电子设备。然而，已知这些二次电池迅速劣化，从而引起电池组的膨胀、冒烟、着火等。为了避免这些问题，必须推定二次电池的状态并根据所推定的状态进行控制。然而，由于推定过程中的环境等因素，推定结果中可能存在误差。因此，有必要在基于推定结果进行控制之前检查有效性。
附图说明
图1是示出包括本发明实施方式的电池状态推定装置的蓄电系统的概略构成的示例的框图；
图2是示出电池状态推定装置的处理流程的示例的流程图；
图3是示出内部状态参数的计算处理的流程的示例的流程图；
图4是示出电池特性计算处理的流程的示例的流程图；
图5是示出充电量与开路电压的关系的示例的图(充电量-ocv曲线)；
图6是描述充电电量的计算的图；
图7是示出根据本发明的实施方式的硬件配置的示例的框图。
具体实施方式
为了识别推定结果中是否有误差，作为本发明的一种实施方式，提供一种确定推定结果的有效性的装置。
作为本发明的实施方式的电池状态推定装置包括状态推定部、电量推定部、和判定部。状态推定部推定电池的状态。电量推定部基于该状态来推定在充电/放电期间内对电池充电/放电的第一电量。判定部将上述第一电量与在充电/放电期间内向电池输入/从电池输出的第二电量进行比较，从而判定状态的有效性。
下面将参考附图详细描述实施方式。本发明不限于该实施方式。
(本发明的实施方式)
图1是示出包括根据本发明实施方式的电池状态推定装置的蓄电系统的概略构成的示例的框图。蓄电系统包括蓄电池1、电池状态推定装置2、转换器3和交流电流测量装置4。电池状态推定装置2包括充电控制部21、测量部22、状态推定部23、电量推定部24、判定部25、输出部26和存储部27。
蓄电池1是状态由电池状态推定装置2推定的二次电池。假设蓄电池1是例如为锂离子二次电池的非水电解质二次电池、非水电解质二次电池的电池组等。然而，蓄电池1不限于这些电池，可以是任何可再充电电池。在下文中，除非另外说明，否则术语“蓄电池”包括电池组、电池模块和单元电池。
蓄电池1例如可以安装在诸如为手机、膝上型pc、电动自行车、同时使用电力和汽油的混合动力汽车、或无人机的设备中。同样，蓄电池1可以是针对诸如私人住宅、建筑物或工厂的每个结构安装的固定蓄电池。蓄电池1可以与发电系统协同或并网。
电池状态推定装置2推定蓄电池1的状态。假设要推定的状态不容易被设置在蓄电池1外部的传感器等设备检测到。例如，可以想到要推定蓄电池1内部的正极/负极的质量或soc(充电状态)。推定值可以原样用作蓄电池1的状态。可替代地，可以基于推定值来推定蓄电池1的状态。例如，当蓄电池1的正极端子的质量落入预定范围内时，蓄电池1的状态可以被推定为“正常”。当正极端子的质量落在预定范围之外时，可以推定为“异常”。
此外，在本实施方式中，蓄电池1和电池状态推定装置2被描述为是分开的。然而，通过在蓄电池1中安装由控制电路等实现的电池状态推定装置2，可以形成配备有电池状态推定装置(存储装置)的蓄电池1。
转换器3将交流电流(ac)转换为直流电流(dc)，反之亦然。图1中的箭头表示来自交流电流测量装置4的交流电流被转换成直流电流，然后直流电流流到蓄电池1。以这种方式，蓄电池1被来自转换器3的直流电流充电。此外，从蓄电池1流出的直流电流可以通过转换器3转换成交流电流。
例如，在配备有固定蓄电池的蓄电系统中，pcs(电力调节子系统)对应于转换器3。同样，当笔记本电脑中包含蓄电池1时，ac适配器对应于转换器3。
交流电流测量装置4对输入到转换器3或从转换器3输出的交流电流进行测量。假定测量是为了了解一定期间内的交流电流的电量而进行，但是可以为了获取交流电流的电力的时间序列数据或获取交流电流和电压的时间序列数据而进行测量。关于交流电流的测量数据(第二测量数据)被发送到电池状态推定装置2。例如，假设在交流电源和pcs之间安装了交流电流测量装置4。交流电流测量装置4可以是常用的测量装置。此外，“输入/输出”可以表示输入和输出中的任何一个或两者。
在上述蓄电系统中，本实施方式的电池状态推定装置2确定推定状态的有效性。已知有几种用于推定电池状态的方法，但是由于推定的环境等，推定结果中可能会出现误差。例如，已知有允许推定电池的内部状态等的充电曲线分析(cca)。在使用充电曲线分析时，当充电率、温度、充电开始时的soc等落在特定范围之外时，推定结果中可能会出现误差。但是，预先验证每个电池状态和每个充电数据以提高推定精度是不现实的。同样，在配备有电池、pcs等的固定式蓄电系统中，由于pcs等的故障引起的意外的电流波动可能导致推定结果中出现误差。如果由于误差而错误地推定了电池的剩余容量，则可能会损害固定式蓄电系统的便利性。
由于上述原因，本实施方式的电池状态推定装置2确定状态推定的有效性，以防止由低精度的推定引起的故障。在本实施方式中，将描述使用充电曲线分析来推定状态的情形。
充电曲线分析使得能够基于在电池的充电或放电过程中获取的测量数据来推定电池的内部状态等。因此，如果在使用蓄电池1的设备上安装了程序，则该设备可以用作电池状态推定装置2，并且可以基于使用中的蓄电池1的测量数据来推定使用中的蓄电池1的状态。即使通过在使用前检查蓄电池1而发现了蓄电池1的状态，蓄电池1的状态也会随着使用而改变。因此，基于使用前的检查所得到的状态进行控制可能会引起故障。因此，优选推定使用中的蓄电池1的状态。
此外，为了便于说明将描述蓄电池1的充电，但是充电曲线分析也允许在放电期间进行状态推定。因此，除非另有说明，否则术语“充电”可以与“放电”或“充电/放电”互换。“充电/放电”可以表示充电或放电，或者表示充电和放电。
此外，用于状态推定的技术不限于充电曲线分析。可以使用除充电曲线分析以外的技术进行状态推定。作为一种技术，可以使用通过使测试电流流过来测量电池容量的充放电测试、主要涉及测量内部电阻值的电流中断方法、以及电化学测量，例如交流阻抗测量。而且，这些技术可以组合使用。
下文将描述电池状态推定装置2的两个处理流程。图2是示出电池状态推定装置的处理流程的示例的流程图。这里假定电池状态推定和有效性判定是作为一系列处理进行的。
该流程图是示例，并且只要能够获得必要的处理结果，就不限制处理的顺序等。而且，处理结果可以顺序地储存在存储部27中，并且每个组件可以通过参考存储部27来获取处理结果。对于随后的流程图也是如此。
充电控制部21指示蓄电池1充电(s101)。作为响应，通过来自转换器3的直流电流，蓄电池1被充电。测量部22生成至少表示在蓄电池1充电的期间(充电期间)的蓄电池1的电压和电流的测量数据(第一测量数据)(s102)。
状态推定部23根据测量数据计算代表蓄电池1的状态的一个或多个参数(s103)。这些参数包括内部状态参数和电池特性。内部状态参数和电池特性将在下文描述。状态推定部23选择一个或多个参数作为电池状态推定装置2的推定结果。可以选择所有参数作为电池状态推定装置2的推定结果。而且，基于所选择的参数，状态推定部23可以将蓄电池1推定为“正常”、“异常”等。然后，基于选择作为推定结果的参数中的任一个，电量推定部24推定充电电量(s104)。此外，被选择为电池状态推定装置2的推定结果的参数不必用于推定充电电量。
另一方面，交流电流测量装置4测量向转换器3输入/从转换器3输出的交流电流(s105)。此外，交流电流测量装置4可以不断地进行测量。可替代地，通过从充电控制部21、转换器3等接收充电开始和结束的通知，交流电流测量装置4可以仅在充电期间进行测量。关于交流电流的测量数据被发送到判定部25，然后被判定部用来计算输入到蓄电池1中的电量(输入电量)(s106)。
判定部25将相同期间的充电量和输入电量相互进行比较(s107)。基于比较判定有效性。当充电量与输入电量之间的差小于阈值时(s108中为“是”)，判定部25判定推定结果为“有效”(s109)。另一方面，当上述差大于等于阈值时(s108中的“否”)，检查比较次数是否已经超过上限值。当超过上限值时(s110中为是)，判定部25判定推定结果为“无效”(s111)。在本流程图中，当不超过上限值时(s110中为“是”)重新推定。因此，流程返回到充电控制部21指示充电以便重新推定的处理(s101)。在判定之后(在s109和s111之后)，输出部26输出电池状态推定装置的推定结果和有效性判定结果(s112)。
此外，当上述差大于等于阈值时，可以将推定结果判定为“无效”，而不管比较的次数是否超过上限值。而且，当比较次数超过上限值时，判定部25可以判定已经发生故障，并且输出部26可以输出请求检查蓄电系统的消息。
接下来，将描述电池状态推定装置2的组件以及这些组件的详细处理。
充电控制部21控制蓄电池1的充电。例如，充电控制部21可以指示转换器3转换电流，从而进行充电。可以使用例如为恒流恒压充电之类的典型方法对蓄电池1进行充电。
同样，当由判定部25判定要进行再充电时，充电控制部21可以执行控制以进行充电。
测量部22对正在充电的蓄电池1进行测量，并生成表示关于正在充电的蓄电池1的信息的测量数据。在测量数据中至少包含充电期间的蓄电池1的电压和电流以作为该信息。更具体地，测量数据包含蓄电池1中的每个单电池的正极端子与负极端子之间的电压和流经该单电池的电流。此外，测量数据中可以包含蓄电池1及其周围环境的温度等。
根据推定数据，状态推定部23推定蓄电池1的状态。在此，状态推定部23使用充电曲线分析来计算表示每个单电池的状态和电池特性(单电池特性)的内部状态参数。基于测量数据推定内部状态参数。基于推定的内部状态参数来推定电池特性。
另外，状态推定部23从计算出的多个参数中选择一个或多个作为内部状态参数或电池特性，并基于所选择的一个或多个参数来决定电池状态推定装置2的推定结果。
内部状态参数表示单电池的内部状态。假设内部状态参数包括正极容量(正极的质量)、负极容量(负极的质量)、soc偏差和内部电阻。soc偏差是指正极的初始充电量与负极的初始充电量之差。初始充电量是指开始充电时的充电量。
可以根据内部状态参数计算出电池特性，并且该电池特性指示蓄电池1的电压等的特性。电池特性包括电池容量、开路电压(ocv)、ocv曲线等。内部电阻也可以包括在电池特性中。ocv曲线是表示与蓄电池1有关的某个指标与开路电压之间的关系的曲线图(函数)。
可以视情况确定在推定蓄电池1的状态时使用哪个内部状态参数和哪个电池特性。然而，为了判定推定的有效性，使用了表示蓄电池1的充电量与开路电压之间的关系的充电量-ocv曲线(第二曲线图)。由于充电量-ocv曲线包括在电池特性中，因此状态推定部23计算内部状态参数和电池特性这两者，而与用于状态推定的参数无关。
假定充电曲线分析所需的表达式、参数的初始值等预先储存在存储部27中。例如，将表示充电量与单电池的正极或负极的电位之间的关系的函数等储存在存储部27中。
状态推定部23基于测量数据计算内部状态参数，这些内部状态参数包括构成单电池的正极或负极的活性物质的量、初始充电量、和单电池的内部电阻。该计算使用基于活性物质量和内部电阻来计算蓄电池1的电压的函数。首先，使用该函数，基于测量数据计算蓄电池1的电压。然后，通过回归计算获得缩小所计算的蓄电池1的电压与测量数据中的电压之间的差的活性物质量和内部电阻。此外，正极可以由多种活性物质制成，但是在本实施方式中，将以正极和负极中的每一个均由一种活性物质制成的二次电池为示例进行描述。
在对正极和负极均由一种活性物质制成的二次电池进行充电时，在时刻“t”处的电压(端子电压)“vt”由以下表达式表示。
[式1]
其中，“it”表示在时刻“t”的电流值，“qt”表示在时刻“t”的二次电池的充电量。“fc”表示指示正极的充电量与电位之间的关系的函数，“fa”表示指示负极的充电量与电位之间的关系的函数。“qoc”表示正极的初始充电量，“mc”表示正极的质量。“qoa”表示负极的初始充电量，“ma”表示负极的质量。“r”代表内部电阻。
在测量数据中显示电流值“it”。充电量“qt”被计算为电流值“it”的时间积分。假定函数“fc”和“fa”预先储存在存储部27中。
正极的初始充电量“qoc”、正极的质量“mc”、负极的初始充电量“qoa”、负极的质量“ma”和内部电阻“r”这余下的5个值(参数集)通过回归计算来估算。此外，各极的活性物质量，也可以视为各极的质量的预定比例来计算。
图3是示出内部状态参数的计算处理的流程的示例的流程图。状态推定部23进行初始化，对上述参数集设置初始值，并将回归计算的重复计数设定为“0”(s201)。例如，初始值可以是在先前的处理中计算出的值或可以想到的初始值。
状态推定部23计算由以下表达式表示的残差e(s202)。
[式2]
其中，“vbat_t”表示在时刻“t”的端子电压，“tend”表示充电结束时刻。
状态推定部23计算参数集的更新步长(s203)。例如，可以使用高斯-牛顿法(gauss-newtonmethod)或莱芬贝格-马夸特法(levenberg-marquardtmethod)等来计算参数集的更新步长。
状态推定部23确定更新步长的大小是否小于预定大小(s204)。当更新步长的大小小于预定大小时(s204中的“否”)，状态推定部23判定计算已经收敛并且输出参数集(s207)。当更新步长的大小大于等于预定阈值时(s204中为是)，状态推定部23确认回归计算的重复计数是否超过预定值(s205)。
当回归计算的重复计数超过预定值时(s205中为是)，状态推定部23输出参数集(s207)。当回归计算的重复计数小于等于预定值时(s205中为“否”)，状态推定部23将在s203中计算出的更新步长添加到参数集中，并将回归计算的重复计数加1(s206)。然后，流程返回到残差的计算(s202)。通过这种方式，基于测量数据计算参数集。
状态推定部23还根据内部状态参数计算电池特性。将再次描述一种基于内部状态参数的参数集(正极的初始充电量“qoc”、正极的质量“mc”、负极的初始充电量“qoa”和负极的质量“ma”)计算蓄电池1的充电量、开路电压、充电量-ocv曲线等的方法。
图4是示出电池特性计算处理的流程的示例的流程图。在计算出内部状态参数之后，将启动此流程图。在该流程图中，充电量“qn”以预定值“δqn”的增量增加和减少，找到开路电压超过下限值的充电量“qn0”，随后通过使用“qn0”作为初始值以“δqn”为增量增加“qn”直到开路电压超过上限值为止，并且在每次增加时记录充电量和开路电压。因此，可以计算出从开路电压的下限值到上限值的范围内的充电量与开路电压之间的关系。
状态推定部23设置充电量“qn”的初始值(s301)。可以将“qn”的初始值设置为零，或者比0小了蓄电池1的标称容量的百分之几左右的值。具体地，如果蓄电池1的标称容量为1000mah，则“qn”的初始值可以设置在大约-50mah至0mah的范围内。
状态推定部23计算开路电压(s302)。可以使用以下表达式来计算开路电压。
[式3]
接下来，状态推定部23将计算出的开路电压与预定的下限电压进行比较(s303)。下限电压是由蓄电池1中使用的正极活性物质和负极活性物质的组合决定的值。更具体地，从安全性、寿命和电阻等中的每个的观点出发，分别为正极活性物质和负极活性物质确定适当的工作电压范围，并且基于这些范围的组合来确定蓄电池1的工作范围的下限和上限电压。
当开路电压不小于预定下限电压时(s303中为“否”)，从充电量“qn”中减去“δqn”(s304)，并再次计算开路电压(s302)。当开路电压小于预定的下限电压时(s303中为“是”)，状态推定部23在充电量“qn”上加上“δqn”(s305)。因此，充电量“qn”接近下限值。可将“δqn”设置为任意值。例如，可以想到的是将“δqn”设置为蓄电池1的标称容量的大约1/1000至1/100。具体地，如果蓄电池1的标称容量为1000mah，则可想到的是将“δqn”设置在大约1mah至10mah的范围内。
状态推定部23使用从加法运算得到的充电量"qn" "δqn"来计算开路电压(s306)。然后，状态推定部23将计算出的开路电压与上述下限电压进行比较(s307)。当开路电压小于下限电压时(s307中为“否”)，状态推定部23返回至s305，并再次在充电量“qn”加上“δqn”(s305)。当开路电压大于等于下限电压时(s307中为“是”)，由于开路电压已达到或超过下限值，因此状态推定部23此时将充电量“qn”设置为“qn0”并且将充电量“qn0”和开路电压“en”一起记录(s308)。此外，充电量“qn0”的值可以作为基准值而表示为0。在该情况下，当进行后续记录时，记录从充电量“qn”的值中减去“qn0”的值而获得的值。
状态推定部23将“δqn”加到充电量“qn”(s309)，计算开路电压(s310)，并记录从充电量“qn”减去“qn0”获得的值以及计算出的开路电压“en”(s311)。
状态推定部23将计算出的开路电压与蓄电池1的预定上限电压进行比较(s312)。蓄电池1的上限电压是由蓄电池1中使用的正极活性物质和负极活性物质的组合决定的值。当开路电压低于预定上限电压时(s312中为“否”)，状态推定部23再次返回到将“δqn”加到充电量“qn”的处理(s309)。当开路电压变得大于等于预定上限电压时(s312中为“是”)，处理结束。以上是示出电池特性计算处理的流程的流程图。
以这种方式，计算了从充电量“qn0”到充满电的充电量-ocv曲线。图5是示出充电量与开路电压之间的关系的示例的曲线图(充电量-ocv曲线)。通过将充电量(从“qn”减去“qn0”得到的值)相对于开路电压作图来创建该曲线图，其中在上述流程中，在s311的处理中记录了充电量和开路电压。
此外，尽管在上面的描述中二次电池的正电极和负电极均由一种活性物质制成，但是本发明同样适用于其正极和负极中的任一个或两者都由多种活性物质制成的二次电池。
此外，作为内部状态参数计算出的推定值可以用作内部电阻，但是内部电阻随温度等变化。因此，状态推定部23可以校正内部电阻。同样，状态推定部23可以使用校正后的推定值来重新计算一次计算出的电池特性。
可以使用在日本未审查专利申请公开no.2017-166874等中描述的已知技术来校正内部电阻。例如，可以这样计算出与温度相对应的内部电阻：将内部电阻分成三个分量(反应电阻“rct”、扩散电阻“rd”和欧姆电阻“rohm”)；根据各自固有的温度依赖性校正这三个分量；以及计算这些分量的合计。
以此方式，通过计算表示电池状态的一个或多个参数，如内部状态参数和电池特性，状态推定部23推定蓄电池1的状态。同样，选择部分或全部计算出的参数，并将其用作电池状态推定装置2的推定结果。
基于由状态推定部推定的状态，电量推定部24推定充电量。具体地，基于推定的充电量-ocv曲线等，推定充电量。图6是说明计算充电量的图。虚线是图5中所示的充电量-ocv曲线。
电量推定部24将充电量-ocv曲线转换成表示蓄电池1的充电量与电压之间的关系的充电量-电压曲线(第一曲线图)。通过将在充电量“qn”时的电流值“in”对内部电阻“r”的积分加在开路电压“en”上来获得蓄电池1的电压。当将充电量-电压曲线表示为“qn”的函数“vn(qn)”时，通过以下表达式来表示充电量-电压曲线。
[式4]
vn(qn)＝in(qn)×r en(qn)(4)
可以从测量数据中示出的时刻“t”处的电流值“it”与在计算内部状态参数时计算出的充电量“qt”之间的对应关系来计算电流值“in”。可以使用由状态推定部23推定的值作为内部电阻“r”。由此，由虚线表示的充电量-ocv曲线被转换为由实线表示的充电量-电压曲线。
电量推定部24计算“qstart”(在充电开始时的蓄电池1的充电量)、和“qend”(在充电结束时的蓄电池1的充电量)。可以通过从计算出的充电量减去充电量“qn0”来计算充电量“qstart”，计算出的充电量是通过将计算出的参数集、和测量数据中示出的充电开始时刻的电压和电流代入到表达式(1)中而得到的。同样，可以通过将测量数据中示出的充电期间的电流的总和加到充电量“qstart”上来计算充电量“qend”。
如图6所示，充电量由从充电量-ocv曲线的充电量“qstart”至充电量“qend”的间隔中的部分与横坐标所限定出的区域给出。因此，通过以下表达式计算充电量。
[式5]
基于电量推定部24推定的充电量以及在相同充电期间内作为充电量的ac电量，判定部25判定状态推定部推定的状态的有效性。更具体地，判定部25将充电量与由ac电量计算出的输入电量进行比较，从而判定推定状态的有效性。
输入电量是假定通过输入到蓄电池1而已经用于充电的电量。此外，仅在进行充电时，输入电量仅表示输入到蓄电池1的电量。当同时进行充电和放电时，输入电量是指输入到蓄电池1的电量和输出电量(负输入电量)的合计。仅在放电时，ac电量和输入电量取负值。
判定部25从交流电流测量装置4获取关于测量的交流电流的测量数据。当测量数据中示出充电期间的ac电量时，判定部25可以原样使用在测量数据中示出的ac电量。当测量数据中示出充电期间的交流电流的时间序列数据时，判定部25通过将时间序列数据中指示的电力合计相加来计算ac电量。当在测量数据中示出充电期间的交流电流和ac电力的时间序列数据时，也是如此。
判定部25根据ac电量计算输入电量。由于转换器3的转换效率，输入电量不等于ac电量。而且，并非所有由转换器3的转换所产生的直流电流都用于给蓄电池1充电，并且必须考虑使用由转换所产生的直流电流给蓄电池1充电的比率(使用率)。因此，通过以下利用了转换效率和使用率的表达式给出输入电量。
[式6]
输入电量＝ac电量×转换效率×使用率(6)
判定部25从电量推定部24获取推定的充电量。然后，判定部25将充电量与输入电量进行比较，并基于比较结果判定有效性。例如，当满足一定条件时，如充电量大于输入电量、从输入电量中减去充电量计算出的差值大于阈值、以及充电量与输入电量之比小于阈值，则判定状态是无效的。用于判定有效性的条件可以视情况而设置。
同样，判定部25可以判定进行再充电并向充电控制部21给出指令。例如，当状态不能被判定为有效时，判定部25可以判定进行再充电并向充电控制部21发出指令。也可以根据情况设定用于再充电的判定标准。
并且，当再充电期的次数超过上限值时，判定部25可以判定为发生了故障。进一步，判定部25可以判定故障的来源。例如，通过根据充电周期的长度预先建立充电量的正常范围，如果到目前为止所计算的所有充电期中的充电量落入该范围内，则可以判定除蓄电池1以外的其他部件如转换器正在发生故障。同样，如果充电量落入该范围之外的充电期的比率超过上限值，则可以确定电池1发生故障。
输出部26输出电池状态推定装置的推定结果以及推定结果的有效性的判定结果。同样，可以输出其他部件的处理结果。例如，诸如充电量、输入电量、推定状态和充电期间之类的信息可以通过从每个部件获取而输出。
对输出部26的输出方法没有特别限定。输出可以是文件、邮件、图像、声音、灯光等形式。例如，在电池状态推定装置2经由输出部26连接至显示器、扬声器等的情况下，可以将部件的处理结果输出至另一装置。输出的方法和内容可以预先确定。
存储部27储存用于电池状态推定装置2的处理的数据。例如，可以储存计算内部状态参数、电池特性等所需的关系表达式之类的数据。另外，可以记录处理结果等。
如上所述，根据本发明的实施方式，当推定蓄电池1的状态时，判定了推定的有效性。这使得能够识别推定的有效性。同样，由于基于该判定再次进行推定，因此可以提高推定的精度。而且，通过使用判定标准如进行推定的次数，可以提出检查请求，从而可以保证系统的完整性。
并且，根据本发明的实施方式，基于用于计算电池状态推定装置2的状态推定结果的参数或与上述参数一起导出的其他参数，来推定用于有效性判定的充电量。因此，与推定状态和充电量彼此具有关系并且基于独立于状态推定而计算出的值来判定有效性相比，判定的可信度得到提高。
此外，如上所述，当使用充电曲线分析时，在以上描述中的术语“充电”可以与“放电”或“充电/放电”互换。例如，充电控制部可以与被配置为控制充电或放电并指示要进行充电或放电的充电/放电控制器互换。进行充电的充电期间可以是进行充电/放电的充电/放电期间。同样，充电期间中的充电量可以与由蓄电池1在充电/放电期间充电/放电的电量(第一电量)互换。并且，在充电期间内的输入电量可以与在放电期间内向/从蓄电池1输入/输出的电量(第二电量)互换。对于与充电有关的其他用语也是如此。
此外，上述系统配置是示例性的，本发明不限于上述配置。例如，通过将电池状态推定装置2的组件的一部分配置成能够经由通信或电信号发送和接收必要的数据，则该部分可以作为外部装置与电池状态推定装置2分开。例如，虽然在上述说明中电池状态推定装置2既进行状态推定又进行有效性判定，但也可以分别设置进行状态推定的装置和进行有效性判定的装置。
同样，上述实施方式中的各个处理可以通过专用电路来实现，或者可以使用软件(程序)来实现。当使用软件(程序)时，可以通过以下方式来实施上述实施方式：例如使用通用计算机设备作为基本硬件、并且使诸如安装在计算机设备中的中央处理单元(cpu)之类的处理器执行程序。
图7是示出根据本发明的实施方式的硬件配置的示例的框图。电池状态推定装置2可以被实施为计算机装置5，该计算机装置5包括经由总线56互连的处理器51、主存储装置52、辅助存储装置53、网络接口54和设备接口55。
处理器51从辅助存储装置53中读取程序，将该程序加载到主存储装置52中，并执行该程序。因此，可以实现电池状态推定装置2的各部件的功能。
处理器51是包括计算机的控制单元和处理单元的电子电路。处理器51例如可以是通用处理器、中央处理器(cpu)、微处理器，数字信号处理器(dsp)、控制器、微控制器、状态机、专用集成电路、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑电路(pld)或其组合。
可以通过预先安装要由计算机装置5上的各个装置执行的程序或视情况在计算机装置5上安装程序来实现根据本实施方式的电池状态推定装置2，这些程序被储存在例如cd-rom的存储部介质中或通过网络分配。
主存储装置52临时储存要由处理器51执行的指令、各种类型的数据等，并且可以是诸如dram的易失性存储部或诸如mram的非易失性存储部。辅助存储装置53永久地存储程序、数据等，并且例如为闪存。存储部27可以由主存储装置52或辅助存储装置53实现。
网络接口54用于通过有线或无线电与通信网络6连接。网络接口54允许计算机装置5经由通信网络6连接到外部装置7a。
设备接口55是用于直接连接到外部装置7b的接口，如usb。换言之，计算机装置5可以直接或通过网络连接到外部装置7。外部装置7(7a和7b)可以是电池状态推定装置2外部的装置、电池状态推定装置2内部的装置、外部存储介质和存储部装置中的任何一个。此外，存储部27可以是外部装置。
此外，外部装置7可以是输入装置或输出部。输入装置包括诸如为键盘、鼠标和触摸面板的装置，并通过这些装置将输入的信息提供给计算机装置5。来自输入装置的信号输出到处理器51。
计算机装置5可以由诸如安装了处理器51等的半导体集成电路之类的专用硬件构建。专用硬件可以与诸如ram或rom的存储设备结合起来构建。可以将计算机装置5结合到蓄电池1中。
尽管已经描述了特定的实施方式，但是这些实施方式仅以示例的方式给出，并且不意图限制本发明的范围。实际上，本文描述的新颖实施方式可以以多种其他形式来体现。并且，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文所述实施方式的形式进行各种省略、替换和变型。所附权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这种形式或变型。
1.一种电池状态推定装置，包括：
状态推定部，推定电池的状态；
电量推定部，基于所述状态推定在充电/放电期间内所述电池充电/放电的第一电量；以及
判定部，将所述第一电量与在所述充电/放电期间内输入到所述电池/从所述电池输出的第二电量进行比较，从而判定所述状态的有效性。
2.根据权利要求1所述的电池状态推定装置，
所述状态推定部基于至少表示在所述充电/放电期间内的所述电池的电压和电流的第一测量数据，计算表示所述状态的一个或多个参数；
所述状态推定部基于所述参数的任一个来推定所述第一电量。
3.根据权利要求2所述的电池状态推定装置，
所述状态推定部基于所述参数的任一个计算表示所述电池的充电量与电压之间的关系的第一曲线图；
所述电量推定部基于所述第一曲线图计算所述第一电量。
4.根据权利要求3所述的电池状态推定装置，
所述状态推定部基于所述第一测量数据计算所述电池的正极和负极中每一个的初始充电量和质量；
所述状态推定部根据计算出所述电池的正极和负极中每一个的初始充电量和质量，计算表示所述电池的所述充电量与开路电压之间的关系的第二曲线图；
所述状态推定部基于所述第二曲线图计算所述第一曲线图。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池状态推定装置，
所述判定部基于与输入到转换器的/从转换器输出的交流电流有关的第二测量数据计算所述第二电量，所述转换器将交流电流转换为直流电流。
6.根据权利要求5所述的电池状态推定装置，
所述判定部基于有效性的判定结果，判定所述电池或所述转换器的故障。
7.一种电池状态推定方法，包括如下步骤：
推定电池的状态；
基于所述状态推定在充电/放电期间内所述电池充电/放电的第一电量；以及
将所述第一电量与在所述充电/放电期间内输入到所述电池/从所述电池输出的第二电量进行比较，从而判定所述状态的有效性。
8.一种程序，使计算机执行如下步骤：
推定电池的状态；
基于所述状态推定在充电/放电期间内所述电池充电/放电的第一电量；以及
将所述第一电量与在所述充电/放电期间内输入到所述电池/从所述电池输出的第二电量进行比较，从而判定所述状态的有效性。
9.一种控制电路，包括：
状态推定部，推定电池的状态；
电量推定部，基于所述状态推定在充电/放电期间内所述电池充电/放电的第一电量；以及
判定部，将所述第一电量与在所述充电/放电期间内输入到所述电池/从所述电池输出的第二电量进行比较，从而判定所述状态的有效性。
10.一种蓄电系统，包括：
电池；
电池状态推定装置，推定所述电池的状态；
转换器，将直流电流转换成交流电流；以及
交流电流测量装置，测量输入到所述转换器/从所述转换器输出的交流电流，其中，
所述电池状态推定装置包括：
状态推定部，推定所述电池的状态；
电量推定部，基于所述状态推定在充电/放电期间内所述电池充电/放电的第一电量；以及
判定部，将所述第一电量与在所述充电/放电期间内输入到所述电池/从所述电池输出的第二电量进行比较，从而判定所述状态的有效性。
技术总结