充电控制装置、充电控制方法和充电控制程序与流程

1.本发明涉及充电控制装置、充电控制方法和充电控制程序。


背景技术：

2.提出有在对锂离子电池等的二次电池进行充电时，首先以恒定电流进行充电，在二次电池接近满充电时，切换至以脉冲电流进行充电的方法。切换至脉冲充电之后，直接测定二次电池的开路电压(ocv：open circuit voltage)，并以测定值为基准来控制充电脉冲电压的施加的时机(timing)(例如，参照专利文献1)。
3.(现有技术文献)
4.(专利文献)
5.专利文献1：日本特开2004
‑
289976号公报


技术实现要素：

6.(发明所要解决的问题)
7.在所述专利文献1所记载的技术中，在二次电池的开路电压的测定值成为了基准电压值以下的时机施加下一个充电脉冲电压。然而，若二次电池接近满充电，则开路电压值ocv和基准电压值的差变小，因此测定值到达基准电压值以下所需的时间变长，其结果，到完成充电为止会花费较长时间。
8.本发明的目的在于解决上述问题，缩短二次电池等的电池的充电时间。
9.(解决问题所采用的措施)
10.为了达成所述目的，本发明的充电控制装置具有：
11.估计部，其在对电池进行充电时，测定所述电池的端子电压值和输出电流值，并通过使用了所测定的端子电压值和输出电流值的状态估计，来估计所述电池的开路电压值；以及
12.脉冲充电部，其在所估计的所述开路电压值大于第一规定值的情况下，对所述电池施加充电脉冲电压而继续进行对所述电池的充电，其中，
13.在所述脉冲充电部每次施加所述充电脉冲电压时，所述估计部逐次计算基于所述电池的等效电路模型的传递函数的系数，由此估计所述电池的开路电压值，
14.在每次估计到所述开路电压值时，所述脉冲充电部将所估计的所述开路电压值与比所述第一规定值大的第二规定值进行比较，
15.在所估计的所述开路电压值小于所述第二规定值的情况下，决定施加所述脉冲充电部中的下一个充电脉冲电压，
16.在所估计的所述开路电压值大于所述第二规定值的情况下，决定终止所述脉冲充电部中的对于所述电池的充电。
17.为了达成所述目的，本发明的充电控制方法包括：
18.估计步骤，其在对电池进行充电时，测定所述电池的端子电压值和输出电流值，并
通过使用了所测定的端子电压值和输出电流值的状态估计，来进行所述电池的开路电压值的估计处理；以及
19.充电脉冲电压施加步骤，在由所述估计处理所估计的所述开路电压值大于第一规定值的情况下，对所述电池施加充电脉冲电压而继续进行对所述电池的充电，其中，
20.在所述充电脉冲电压施加步骤中，
21.在每次施加所述充电脉冲电压时，逐次计算基于所述电池的等效电路模型的传递函数的系数，由此估计所述电池的开路电压值，
22.在每次估计到所述开路电压值时，将所估计的所述开路电压值与比所述第一规定值大的第二规定值进行比较，
23.在所估计的所述开路电压值小于所述第二规定值的情况下，决定施加下一个充电脉冲电压，
24.在所估计的开路电压值大于所述第二规定值的情况下，决定终止对所述电池的充电。
25.为了达成所述目的，本发明的充电控制程序使计算机执行如下步骤：
26.估计步骤，在对电池进行充电时，测定所述电池的端子电压值和输出电流值，并通过使用了所测定的端子电压值和输出电流值的状态估计，来进行所述电池的开路电压值的估计处理；以及
27.充电脉冲电压施加步骤，在由所述估计处理所估计的所述开路电压值大于第一规定值的情况下，对所述电池施加充电脉冲电压而继续进行对所述电池的充电，其中，
28.在所述充电脉冲电压施加步骤中，
29.在每次施加所述充电脉冲电压时，逐次计算基于所述电池的等效电路模型的传递函数的系数，由此估计所述电池的开路电压值，
30.在每次估计到所述开路电压值时，将所估计的所述开路电压值与比所述第一规定值大的第二规定值进行比较，
31.在所估计的所述开路电压值小于所述第二规定值的情况下，决定施加下一个充电脉冲电压，
32.在所估计的开路电压值大于所述第二规定值的情况下，决定终止对所述电池的充电。
33.(发明的效果)
34.根据本发明，将开路电压值的估计値作为基准，由此，即使在电池接近满充电并在端子电压的测定值的降低的方面需要花费时间的情况下，也可以迅速决定下一个充电脉冲电压的施加，其结果，可以更加缩短到电池的充电完成为止所需的时间。
附图说明
35.图1为示出包括本发明的实施方式的充电控制装置的电池管理系统的结构的框图。
36.图2为示出电池的内部结构的图。
37.图3的(a)为示出锂离子电池的通常的等效电路模型的图，图3的(b)为示出本发明的实施方式的锂离子电池的变更等效电路模型的图。
38.图4为示出开路电压值和充电率的对应关系的曲线图。
39.图5为用于说明充电脉冲电压的施加的时机的图。
40.图6为用于说明电池充电时的各充电模式下的端子电压、电流、soc的推移的图。
41.图7为示出充电控制装置的电池充电中的处理的流程图。
42.图8为示出图7中的脉冲充电的处理的详细情况的流程图。
具体实施方式
43.以下，参照附图，示例性地详细说明本发明的实施方式。然而，以下的实施方式所记载的构成要素归根结底是示例而已，并不是旨在本发明的技术范围只限定于此。
44.(电池管理系统)
45.图1为示出包括实施方式的充电控制装置201的电池管理系统200的结构的框图。
46.电池管理系统200可与车外的快速充电器210连接，并包括充电控制装置201、普通充电器202、锂离子电池203(以下，也简称为“电池203”)、充电切换开关204。快速充电器210为设置于停车场(station)的大型的充电器，输出与车辆的充电控制装置201的指令相对应的电压、电流而对电池203进行快速充电。
47.此外，电池管理系统200从车辆控制部(vcm：vehicle control module)240接收用于控制车辆驱动部250的车辆控制信号而控制电池203的充放电。
48.充电控制装置201具备：状态估计部211；快速充电控制部212；以及普通充电控制部213。
49.状态估计部211测定电池203的端子电压值v和输出电流值i，利用所测定的端子电压值v和输出电流值i并通过状态估计(state estimation)来估计电池203的开路电压值ocv。状态估计部211进一步根据所估计的开路电压值ocv来估计电池203的充电率soc。下面，作为一个示例，对使用了卡尔曼滤波器的状态估计进行说明，但状态估计并不限定于此。
50.图2为示出锂离子电池203的内部结构的图。在正极301和负极302之间设置有溶解了锂离子的电解液303，更进一步地，在该电解液303中设置有隔膜(separator)304。
51.正极301由进行直接反应的交互(exchange)的正极活性物质、提高电子传导性的导电助剂、汇集电能的集电箔(主要为al)、用于使正极活性物质、导电助剂粘着于集电箔的粘合剂(binder)构成，该正极301是锂离子的供应源。另一方面，负极302由进行直接反应的交互的负极活性物质、用于调整电极制作用的浆料(slurry)的粘度的增稠剂(在电极为水系的情况下使用)、汇集电能的集电箔(主要为cu)、用于使负极活性物质、导电助剂粘着于集电箔的粘合剂构成。
52.电解液303起到搬运在正极301和负极302用于引起反应的交互的li离子的作用，电解液303是在有机溶剂中溶解了li盐的物质。作为电解液303的溶剂，通常使用混合了碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dcm)等的物质，作为电解质，通常使用六氟磷酸锂(lipf6)等。
53.隔膜304起到防止正极301和负极302的短路的同时，使li离子、电解液303通过的作用。此外，在过充电时等的异常时电池成为高温的情况下，通过关闭(shutdown)功能来抑制通电、发热。
54.若从作为外部电源的、普通充电器202或者快速充电器210施加充电脉冲电压，则
充电脉冲电压由聚集在负极302附近的li离子和负极302的双电层(electric double layer)吸收。
55.溶剂化(solvation)的li离子在负极活性物质界面均匀地整齐排列而形成双电层并开始充电。若形成双电层，则离子进行去溶剂化(desolvation)而向活性物质中扩散。即，电流流过阻抗成分而继续充电。
56.若开路电压值ocv超过限制等级(level)，则成为过充电而引起各种副反应(li析出、电解液的分解)，但在脉冲充电中，电压仅由双电层承受，从而开路电压值ocv不会超过限制值。即，开路电压值ocv不超过极限，因此不会引起电解液的氧化还原等级(lumo、homo)和电子的交换。即，危险的电解液的分解反应、li析出被抑制，成为过充电对策。此外，双电层的容许电压成为在电极处抑制危险的副反应的电压。
57.图3的(a)为示出锂离子电池203的通常的等效电路模型5a的图。可将负极活性物质界面替换为电容器401，电极的反应阻抗替换为阻抗402，离子的扩散阻抗替换为阻抗403，外部阻抗(端子的阻抗)替换为阻抗404。电容器401的电容量c1与双电层的电容量一致。将电极的反应阻抗表示为rac，将离子的扩散阻抗表示为rw，将两者合计的阻抗表示为r1。此外，将外部阻抗(端子的阻抗)表示为r0。蓄电器(condenser)c
ocv
的开路电压值表示电池203的开路电压值ocv。
58.状态估计部211获取所输入的端子电压值v的采样时期k的采样数据v
k
和其上一次的端子电压值v
k
‑1之间的差，并将其作为差分电压值δv
k
。状态估计部211根据差分电压值δv
k
和输出电流值i，来估计等效电路模型5a的四个电路的参数(r0、r1、c1、c
ocv
)。关于该状态估计法，虽然在日本专利第5400732号中已公开，但在下文中详细说明。
59.图3的(b)为示出锂离子电池203的变更等效电路模型5b的图。
60.在本发明的实施方式中的参数的估计中，作为一个示例，使用图3的(b)所示的变更等效电路模型5b。
61.变更等效电路模型5b是在没有对图3的(a)所示的通常的等效电路模型5a进行本质上的变更的前提下进行了变更的电路模型。具体地，将通常的等效电路模型5a的蓄电器c
ocv
、c1在变更等效电路模型5b中分别变更为1/c
ocv
、1/c1，并且，将图3的(a)的阻抗r0、r1分别变更为线圈(coil)r0、r1。
62.若以连续时域的传递函数表示该变更等效电路模型5b，则表现为下列方程式，下列方程式为相当于差分电压值δv
k
的端子电压值v的微分值和电流值i之间的关系式。
63.[数1]
[0064][0065]
其中，(式1)中，s为拉普拉斯算子。
[0066]
若对(式1)进行双线性变换而离散化，则得到下列方程式。
[0067]
[数2]
[0068]
[0069]
其中，系数为
[0070]
[数3]
[0071][0072]
，在双线性变换中，将t
s
作为采样周期而离散化为
[0073]
[数4]
[0074][0075]
由以上内容得到下列方程式，根据输出电流值i和端子电压值v来对四个系数(a2、b0、b1、b2)进行系统辨识(system identification)。
[0076]
[数5]
[0077]
v
k
‑
v
k
‑1＝a2(v
k
‑1‑
v
k
‑2) b0i
k
b1i
k
‑1 b2i
k
‑2[0078][0079]
其中，如上所述，角标k为采样的顺序的序号，v
k
为作为第k个输出的端子电压值，i
k
为作为第k个输入的输出电流值，δv
k
为第k个端子电压的微分值(差分值)，θ为记述变更等效电路模型5b的系数矩阵，为数据矩阵，角标t为矩阵(向量)的转置。
[0080]
在此，将使用了最为通常的逐次最小二乘法的系统辨识的算法如下所示。
[0081]
[数6]
[0082][0083]
其中，k
k
为第k个增益反馈，p
k
为第k个协方差矩阵(covariance matrix)，y
k
为第k个输出(端子电压的微分值)，上方的角标^为估计值。作为初始值p0和θ0，给予适当的值，反复所述算法而进行计算。由此，想要求得的系数作为估计值θ
k
来被辨识。
[0084]
根据如上所述那样通过系统辨识求出的四个系数，来计算而求出四个电路参数(r0、r1、c1、c
ocv
)。
[0085]
最终，可以如下所述那样求出电路参数。
[0086]
[数7]
[0087][0088]
接着，状态估计部211使用所估计的参数和输出电流值i，并使用图3的(a)示出的等效电路模型5a而计算出开路电压值ocv。
[0089]
其中，由于
[0090]
[数8]
[0091][0092]
，因此将其离散而得到下列方程式。
[0093]
[数9]
[0094][0095]
即，可以通过下列方程式求出开路电压估计值ocv
k
。
[0096]
[数10]
[0097][0098]
状态估计部211根据利用所述方法所估计出的开路电压值ocv，来估计电池203的充电率soc。
[0099]
图4为示出开路电压值ocv和充电率soc的电池的对应关系的曲线图。
[0100]
如图4所示，开路电压值ocv和充电率soc具有非线性的对应关系。于是，将开路电压值ocv和充电率soc的对应关系预先储存在构成充电控制装置201的计算机的存储器等中，通过获取与所估计的开路电压值ocv相对应的充电率soc，来估计充电率soc。
[0101]
快速充电器212与设置在外部停车场(station)的车外的快速充电器210通信而控制充电。
[0102]
快速充电控制部212具备恒定电流充电部221和脉冲充电部222，为了根据状态估计部211所估计的电池203的状态(充电率soc)依次进行预充电、恒定电流充电(cc充电)或者脉冲充电等的基于充电模式的充电，向快速充电器201发送指令。
[0103]
在由状态估计部211所估计的充电率soc小于规定值(例如5％)的情况下，恒定电流充电部211以小的恒定电流进行预充电。而且，在由状态估计部211所估计的充电率soc大于规定值(例如5％)的情况下，对电池203以比预充电时大的恒定电流进行充电。
[0104]
在由状态估计部211所估计的充电率soc大于规定值(例如80％)的情况下，脉冲充电部222停止恒定电流的充电的同时，对电池203施加将电压转化成脉冲状的充电脉冲电压。进而，每次施加充电脉冲电压时都使状态估计部211逐次进行估计处理，并直至所估计的充电率soc大于规定值(例如95％)为止反复施加充电脉冲电压。
[0105]
普通充电控制部213与由家用插座供电的车载的普通充电器202通信而控制普通充电。普通充电器202作为车载设备而设置于车辆侧。从普通家庭的交流配电等的系统电源取电，并将交流转换为直流的同时根据充电控制装置201的指令以规定的电压、电流对电池203进行充电。
[0106]
普通充电控制部213具备恒定电流充电部231和脉冲充电部232，为了根据状态估计部211所估计的电池203的状态(充电率soc)依次进行以预充电、恒定电流充电(cc充电)或者脉冲充电等的基于充电模式的充电，向普通充电器202发送指令。
[0107]
在由状态估计部211估计出的充电率soc为规定值(例如5％)以下的情况下，恒定电流充电部231以小的恒定电流进行预充电。而且，在由状态估计部211所估计的充电率soc大于规定值(例如5％)的情况下，对电池203以比预充电时大的恒定电流进行充电。这里的电流值是比快速充电控制部212中的恒定电流充电时的恒定电流小的值。
[0108]
在由状态估计部211所估计的充电率soc大于规定值(例如80％)的情况下，脉冲充电部232停止恒定电流的充电的同时，对于电池203施加将电压转化成脉冲状的充电脉冲电压更而，脉冲充电部232在每次施加充电脉冲电压时都使状态估计部211逐次进行估计处理，并直至所估计的充电率soc大于规定值(例如95％)为止反复施加充电脉冲电压。
[0109]
充电切换开关204在普通充电时为断开(off)，而在快速充电时成为接通(on)而将快速充电器210和电池203连接。
[0110]
此外，在此，因充电脉冲电压的施加而流向电池203的电流值也可以设定为与恒定
电流充电时的电流值相等，或者，也可以以流向电池203的电流值成为大于恒定电流充电时的电流值的方式施加充电脉冲电压。
[0111]
状态估计部211估计开路电压值ocv，并根据所估计的开路电压值ocv进而估计充电率soc。此外，脉冲充电部222、232以所估计的充电率soc为基准控制充电脉冲电压的施加。如图4所示，充电率soc和开路电压值ocv具有一对一的对应关系，因此在实施方式中，实质上以所估计的开路电压值ocv为基准控制充电脉冲电压的施加。
[0112]
图5为将实施方式的充电脉冲电压的施加的时机与现有示例比较而进行说明的图。
[0113]
图5的上排示出端子电压值v，图5的下排示出电流值i。通过在时机(timing)t1施加充电脉冲电压来端子电压值v大幅上升，若在时机t1’终止施加，则端子电压值v下降。然而，终止充电脉冲电压的施加之后不会立刻回到原来的值，端子电压值v会徐徐降低。即，因充电脉冲电压的施加而在电池203的内部产生的极化随着时间的经过而消除，从而稳定，端子电压值v徐徐降低而接近开路电压值ocv。
[0114]
在此，在上述的专利文献1中，直接测定端子电压，在测定值成为基准电压值以下的时机t3施加下一个充电脉冲电压。基准电压值是与电池203满充电时的开路电压值近似的值，与实施方式中的、后述的第二规定值相当的值。
[0115]
然而，电池203越接近满充电，开路电压值ocv和基准电压值的差越小，因此端子电压值v成为基准电压值以下为止所需的时间变长。即，从时间t1’至时机t3为止的时间变长，由此下一个充电脉冲电压的施加延缓，到充电完成为止需要花费较长时间。具体地，端子电压值v朝向开路电压值ocv进行指数衰减(exponential attenuation)，因此在满充电附近到达基准电压值(即，从时机t1’至时机t3)需要花费数百毫秒至数秒的时间。
[0116]
另一方面，在实施方式中，并不直接测定开路电压，而如上所述那样使用端子电压值v和输出电流值i而估计开路电压。在刚终止充电脉冲电压的施加之后的时机t2估计的开路电压值ocv并不是时机t2时间点的端子电压值v，而是表示电池203终止了放电之后，经过了至少时机t3以上的充足的时间之后的稳定状态的开路电压。而且，根据所估计的开路电压值ocv来估计充电率soc，并根据该充电率soc来决定是否要施加下一个充电脉冲电压。在此，开路电压的估计是在每个控制周期进行，因此在时机t1’之后，以数十微秒的水准终止估计(时机t2时间点)，因此与现有技术相比，可以近乎瞬间地决定是否要施加下一个脉冲电压。
[0117]
如此，在实施方式中，以所估计的开路电压值ocv为基准，由此可以在比时机t3更早的时机t2进行下一个充电脉冲电压的施加的决定。而且，通过反复早的时机的充电脉冲电压的施加，来可以缩短充电完成所需的时间。
[0118]
关于开路电压的估计，以往存在一些估计方法，但是如专利文献1所记载的那样，在现有的脉冲充电中的控制中，一直使用所测量的实测值，而不是估计值。
[0119]
起初，在接近电池的满充电时通常进行恒定电压充电，但是在恒定电压充电中无法施加大的电压，到满充电为止需要花费较长时间，因此提出有脉冲充电。脉冲充电施加比恒定电压充电大的电压，并相应地使施加时间变为短时间，由此防止过充电。即使如此，由于脉冲充电时施加高电压，因此若充电终止的判定(以下，称为“过充电判定”)的误差大，则也会存在产生过充电的风险。
[0120]
为了抑制这种过充电，需要如下的开路电压值ocv的信息：即，基于充电脉冲电压的施加终止的时间点的电池状态的开路电压值ocv的信息。然而，现有的开路电压的估计值并没有反映刚进行完充电脉冲电压的施加后这一特定的瞬间的电池状态的变动，因此一般认为，由于在满充电判定中使用估计值会存在过充电的风险，因而不能使用估计值。因此，在现有的脉冲充电的满充电判定中，使用了在脉冲施加之后所测定的端子电压的实测值。然而，如用图5所说明的那样，若使用实测值，则下一个充电脉冲电压的施加会延缓，充电完成为止需要花费较长时间。
[0121]
在此，作为开路电压值ocv、充电率soc的具体估计方法，已知以下方法。
[0122]
1)基于电流累计的充电率soc估计：将规定期间内出入电池的电荷除以充电容量的值作为充电率soc的变化量的方法
[0123]
2)根据电池的端子电压vbat、电流ibat和内部阻抗r，通过ocv＝vbat ibat
·
r来估计的方法
[0124]
3)通过逐次估计电池的等效电路参数来求出ocv的方法(在实施方式中所使用的方法)
[0125]
关于1)、2)的方法，在以较长的时间间隔监测电池的充放电时，可以确保估计值的精度，但并不是估计特定的瞬间的值(瞬时值)的方法。
[0126]
具体地，关于基于1)的方法的估计值，尽管电池的满充电容量因电池的外部环境(温度等)、经时劣化而时时刻刻变化，并没有反映其满充电容量的变化。因此，存在如下的风险：即，在刚进行完充电脉冲电压的施加后这一特定的瞬间，计算的充电率soc的变化量的误差变大的风险。因此，1)的方法不适用于每次施加充电脉冲电压时所要进行的满充电判定。
[0127]
在2)的方法中，定义方程式(ocv＝vbat ibat
·
r)并不是考虑了电池的极化的方程式。因此，无法使用于充电脉冲电压的施加之后的开路电压值ocv的估计。那是因为，充电脉冲电压的施加之后成为电池的电流ibat＝0，因此2)的方法最终成为只会监测电池的端子电压值v(测定值)的方法。即，即使采用2)的方法，也与专利文件1那样使用端子电压的实测值来进行满充电判定的方法实质相同，与现有技术同样地，到充电完成为止需要花费较长时间。
[0128]
3)的方法是在实施方式中采用的方法，但该方法以往也与1)、2)同样地，为了监测较长的时间间隔内的电池的充放电而使用。然而，在3)的方法中，每次进行估计值的逐次计算时，都会发生细微的变化。该特性是以往的使用方法中，并不期望的，因此通过组合其他的估计方法来去除细微的输出变化的成分而使其平滑化之后，计算开路电压的估计值。
[0129]
然而，本技术发明人在不断地锐意研究的过程中，初次注意到了以下的情况：即，被认为是缺点的特性在每个充电脉冲电压的施加这一短时间间隔的监测中，反映有估计值的每次逐次计算的细微变化，因此该特性反而会成为优点的情况。
[0130]
进而，本技术发明人发现了以下的情况：即，在将车辆驱动用的电池连接至外部电源而充电时进行实施方式的脉冲充电也有利于使用3)的方法的情况。例如，在车辆行驶中所进行的电池的充放电中，因油门踏板、刹车的操作、车辆设备的使用这样的各种因素，电池的端子电压值v和输出电流值i经常会不规则地变化。因此，所估计的开路电压值ocv的变化的幅度也会变大。另一方面，将电池连接至外部电源而进行充电时车辆不行驶，因此不会
受到油门踏板、车辆设备等的因素的影响。在脉冲充电中，端子电压值v和输出电流值i的变化的幅度也变得较小。在这种条件下，通过使用3)的方法，可以容易正确地计算出作为每个充电脉冲电压的施加的瞬时值的开路电压的估计值。
[0131]
如此，本技术发明人根据新颖的构思，将用3)的方法所估计的开路电压值ocv使用于脉冲充电中的满充电判定，由此实现了充电时间的缩短。
[0132]
图6为用于说明电池充电时的各充电模式下的端子电压、电流、soc的推移的图。在此，对快速充电控制部212(参照图1)中的控制进行了说明，但在普通充电控制部213中也可以进行同样的控制。
[0133]
在由状态估计部211所估计的充电率soc在规定值socp(例如5％)以下的情况下，快速充电控制部212的恒定电流充电部221以小的恒定电流(电流值ic)进行预充电。而且，在充电率soc大于规定值socp的情况下，对电池203进行以比电流值ic大的电流值id的恒定电流充电(cc充电)。
[0134]
在充电率soc大于规定值soc1(例如80％)的情况下，快速充电控制部212的脉冲充电部222停止恒定电流充电的同时，对电池203施加充电脉冲电压701，以使例如最大电流值为id的脉冲状的电流流向电池。进而，脉冲充电部222在每次施加充电脉冲电压701时都使状态估计部211进行估计处理，并直至充电率soc大于规定值socf(例如95％)为止反复施加充电脉冲电压701。此外，规定值socp、soc1、socf不限定于特定的值，但设定为socp＜soc1＜socf。
[0135]
若相对于充电率soc到达规定值socf，充电脉冲电压施加时的端子电压值v更早到达限制电压vmax，则使用电流值小于id的充电脉冲电压702，并在充电脉冲电压施加时不超过控制电压vmax的同时继续充电。通过使用如此降低了电流值的充电脉冲电压702，可以使充电的终止软着陆(soft landing)。
[0136]
脉冲充电部222对电池203反复施加电流值和脉冲宽度中的至少一方相同的充电脉冲电压701。脉冲充电部222对电池203以一定间隔施加充电脉冲电压701。在电池203的端子电压值v到达了限制电压vmax的情况下，脉冲充电部222施加相比于端子电压值v小于限制电压vmax的情况降低了电流值的充电脉冲电压702。此外，在充电脉冲电压施加时的电池203的端子电压v大于限制电压vmax的情况下，脉冲充电部222也可以中止充电。脉冲充电部222也可以根据充电率soc改变充电脉冲电压701的断开时段(off period)。
[0137]
图7为示出充电控制装置201的电池203的充电处理的流程图。
[0138]
图8为示出图7中的脉冲充电的处理的详细情况的流程图。
[0139]
在此，对快速充电控制部212的处理进行了说明，但普通充电控制部213也可以进行同样的处理。
[0140]
当开始电池203的充电时，状态估计部211估计开路电压值ocv，兵根据所估计的开路电压值ocv估计充电率soc(步骤s01)。在电池203的充电过程中，逐次进行用状态估计部211的状态估计，普通充电控制部213以所估计的开路电压值ocv和充电率soc为基准，将电池203的充电的控制切换为预充电、恒定电流充电和脉冲充电。
[0141]
在所估计的充电率soc小于规定值socp的情况下(步骤s02：是)，恒定电流充电部221进行以小的恒定电流(电流值ic)的预充电(步骤s03)。
[0142]
在所估计的充电率soc为规定值socp以上的情况下(步骤s02：否)，恒定电流充电
部221进行以比预充电大的恒定电流(电流值id)的恒定电流充电(步骤s04)。此外，在本步骤中，只要至少所估计的充电率soc大于规定值socp的情况为条件即可。
[0143]
在电池203的恒定电流充电过程中，状态估计部211也逐次进行开路电压值ocv的估计和充电率soc的估计(步骤s05)。在所估计的充电率soc小于规定值soc1的情况下(步骤s06：是)，返回步骤s04，恒定电流充电部231继续进行恒定电流充电。
[0144]
在所估计的充电率soc为规定值soc1以上的情况下(步骤s06：否)，快速充电控制部212从恒定电流充电切换至脉冲充电(步骤s07)。此外，与步骤s04同样地，在本步骤中，只要至少所估计的充电率soc大于规定值soc1的情况为条件即可。
[0145]
使用图8说明步骤s08的脉冲充电处理的详细情况。
[0146]
如图8所示，快速充电控制部212的脉冲充电部222对电池203施加最初的充电脉冲电压(步骤s81)。此时，以脉冲电流成为例如电流值id的方式施加充电脉冲电压。
[0147]
当终止最初的充电脉冲电压的施加时(步骤s82)，状态估计部211估计开路电压值ocv，并根据所估计的开路电压值ocv估计充电率soc(步骤s83)。
[0148]
脉冲充电部222将估计出的充电率soc与规定值socf进行比较(步骤s84)而决定是否要施加下一个充电脉冲电压。
[0149]
在所估计的充电率soc小于规定值socf的情况下(步骤s84：是)，脉冲充电部222决定施加下一个充电脉冲电压，并进入步骤s85。
[0150]
在施加下一个充电脉冲电压时，脉冲充电部222将端子电压值v与限制电压vmax进行比较而决定是否要改变充电脉冲电压的电流值(步骤s85)。
[0151]
在端子电压值v小于限制电压vmax的情况下(步骤s85：是)，返回步骤s81而脉冲充电部222以与最初的电流值相同的电流值id施加下一个充电脉冲电压。
[0152]
在脉冲电压施加时的端子电压值v成为了限制电压vmax以上的情况下(步骤s85：否)，脉冲充电部222设定降低了电流值id的充电脉冲电压(步骤s86)，并返回步骤s81而进行下一个充电脉冲电压的施加。当降低电流值id时，例如，可设定为最初的电流值id的1/2。此外，在步骤s85中，也只要至少端子电压值v大于限制电压vmax的情况为条件即可。
[0153]
如上所述，在脉冲充电中，每次施加充电脉冲电压时都进行开路电压值ocv的估计和充电率soc的估计，在充电率soc小于规定值socf的情况下反复进行施加下一个充电脉冲电压的处理而继续充电。而且，在充电率soc成为了规定值socf以上的情况下(步骤s84：否)，如图7的步骤s09所示，脉冲充电部222结束充电处理。此外，在步骤s84中，也只要至少所估计的充电率soc大于规定值socf的情况为条件即可。
[0154]
如上，根据本实施方式，可以缩短充电脉冲电压701的断开时段，因此可以更快地终止充电。
[0155]
如上所述，实施方式的充电控制装置201具有：
[0156]
(1)状态估计部211(估计部)，其对电池203进行充电时，测定电池203的端子电压值v和输出电流值i，并通过使用了所测定的端子电压值v和输出电流值i的状态估计，来估计电池203的开路电压值ocv；以及
[0157]
脉冲充电部222、232，其在所估计的开路电压值ocv大于第一规定值的情况下，通过对电池203施加充电脉冲电压，来对电池203的继续进行充电。
[0158]
在脉冲充电部222、232每次施加充电脉冲电压时，状态估计部211都逐次计算基于
电池203的等效电路模型5a(或者对其进行变更的变更等效电路模型5b)的传递函数的系数，由此估计电池203的开路电压值ocv。
[0159]
在每次估计到开路电压值ocv时，脉冲充电部222、232都将所估计的开路电压值ocv与比第一规定值大的第二规定值进行比较。
[0160]
在所估计的开路电压值ocv小于第二规定值的情况下，脉冲充电部222、232决定施加脉冲充电部222、232中的下一个充电脉冲电压，
[0161]
在所估计的开路电压值ocv大于第二规定值的情况下，脉冲充电部222、232决定终止脉冲充电部222、232中的对电池203的充电。
[0162]
若电池203接近满充电，则降低端子电压v的测定值的方面需要较长时间，因此若等待端子电压v的测定值接近开路电压ocv而决定是否施加充电脉冲电压的话，则施加的时机变慢，完成充电所需的时间变长。
[0163]
在实施方式中，使用端子电压值和输出电流值而估计开路电压值ocv，并以估计值为基准进行是否施加充电脉冲电压的决定。由此，可以迅速决定下一个充电脉冲电压的施加，其结果，可以更加缩短电池203的充电完成为止的时间。
[0164]
进而，在开路电压值ocv的估计值的计算中，使用了逐次计算基于电池203的等效电路模型5a(或者对其进行变更的变更等效电路模型5b)的传递函数的系数的方法。根据这种方法，在每个充电脉冲电压的施加这一短时间间隔的监测中，能够计算出反映有细微变化的估计值，可以恰当地判定是否进行充电脉冲电压的下一次施加。
[0165]
在实施方式的具体处理中，以根据所估计的开路电压值ocv进而估计出的充电率soc为基准，决定向脉冲充电的切换和下一个充电脉冲电压的施加，但是如上所述，开路电压值ocv和充电率soc具有一对一的对应关系(参照图4)。因此，实质上可以说是以所估计的开路电压值ocv为基准进行决定。“开路电压值ocv的第一规定值”对应于“充电率soc的规定值soc1”，“开路电压值ocv的第二规定值”对应于“充电率soc的规定值socf”。
[0166]
此外，代替充电率soc，脉冲充电部222、232也可以将所估计的开路电压值ocv与第一规定值和第二规定值进行比较而决定向脉冲充电的切换和下一个充电脉冲电压的施加。
[0167]
(2)在施加充电脉冲电压之后端子电压值v变成比第二规定值小之前，脉冲充电部222、232施加下一个充电脉冲电压。
[0168]
如图5所示，开路电压值ocv的逐次估计一结束，脉冲充电部222、232便决定是否进行下一个充电脉冲电压的施加，由此，可以比所测定的端子电压值v下降至基准电压值(第二规定值)的时机t3更早地进行施加。如此，通过反复进行迅速的充电脉冲电压的施加，可以在结果上缩短到充电完成为止的时间。
[0169]
(3)在施加了充电脉冲电压时的电池203的端子电压值v大于限制电压vmax(第三规定值)的情况下，脉冲充电部222、232施加电流值比该充电脉冲电压小的下一个充电脉冲电压。
[0170]
由此，可以以端子电压值v不超过限制电压vmax的方式继续进行充电。
[0171]
[其他实施方式]
[0172]
如上，参照实施方式对本技术发明进行了说明，但本技术发明并不限定于所述实施方式。在本技术发明的结构、详细内容中，本领域技术人员可以进行在本技术发明的保护范围内能够理解的各种变更。此外，对各个实施方式所包含的各个特征进行了任意组合的
系统、方法或者装置也包含在本发明的范畴中。
[0173]
此外，本发明可以适用于由多个设备构成的系统，也可以适用于单个装置。进而，本发明还可以适用于实现实施方式的功能的信息处理程序直接或者远程地提供给系统或者装置的情况。因此，为了用计算机实现本发明的功能，安装于计算机的程序、或者保存有该程序的介质、可下载该程序的www(world wide web，万维网)服务器也包含在本发明的范畴中。尤其是，本发明的范畴中至少包含保存有使计算机执行上述实施方式所包含的处理步骤的程序的非暂时性计算机可读介质(non
‑
transitory computer readable medium)。
[0174]
(附图标记的说明)
[0175]
5a：等效电路模型；5b：变更等效电路模型；200：电池管理系统；
[0176]
201：充电控制装置；202：普通充电器；203：电池；
[0177]
210：快速充电器；211：状态估计部；212：快速充电控制部；
[0178]
213：普通充电控制部；221、231：恒定电流充电部；
[0179]
222、232：脉冲充电部；240：vcm；250：车辆驱动部；
[0180]
301：正极；302：负极；303：电解液；304：隔膜；
[0181]
401：电容器；402～404：阻抗；701、702：充电脉冲电压。