电池充电率的估计装置与电池充电率的估计方法

摘要

本发明提供了电池充电率的估计装置与电池充电率估计方法，所述电池充电率的估计装置与电池充电率估计方法都能够将电池充电率（SOC）的估计误差抑制至小的水平。电池充电估计装置包括：充电和放电电流检测单元、端子电压检测单元、库伦计算法充电率估计单元，用于通过库伦计算法对充电和放电电流值进行积分并且估计充电率；开路电压估计法充电率估计单元，用于通过开路电压估计法从充电和放电电流值和端子电压值来估计开路电压值，并且从所估计的开路电压值来估计充电率；第一差计算单元，用于获得通过库伦计算法的充电率与通过开路电压法的充电率之间的充电率差，基于该充电率差，通过使用误差模型对作为该误差模型的状态量的误差进行估计；以及第二差计算单元，用于通过从通过库伦计算法的充电率中减去所述误差来计算电池的充电率。

说明书

技术领域

本发明涉及用于电池充电率估计的装置和方法，其对使用在电动车辆 等中的电池的充电率进行估计。

背景技术

例如在电动车辆、混合动力车辆等中，可再充电式电池（二次电池） 被用来向用于驱动这样的车辆的电动机提供电力（放电），并且通过从基 于地的电源或者从电动机进行充电来积聚电能，其使得在电动机制动期间 起到发电机的功能。

在这种情况下，需要通过持续地监控电池状态（即，充电率（SOC）） 来执行电池管理，以使得将电池维持在最佳状态在一延长的时间段。

作为传统的电池充电率监测方法，已知的是连续状态记录（簿记）方 法（也被称之为电流积分法或者库伦计算法）和开路电压估计法。在连续 状态记录法中，电池电压、电流等的输入和输出被记录为时间序列数据。 通过使用这些数据对电流进行时间积分来确定在当前时间的电荷，并且使 用充电电池中的电荷初始值和满充电容量来确定SOC。在开路电压估计法 中，输入电池的输入电流值和端子电压值，并且使用电池等效电路模型对 此模型中状态量的开路电压值进行连续估计。然后，基于该开路电压值来 估计充电率。

这些方法既有优点也有缺点。对于在短时间内估计充电率，电流积分 法比开路电压估计法更精确，然而，随着时间的延长，误差累积，导致精 确度下降。相反，开路电压估计法并不需要进行持续的观察，然而，因为 开路电压相对于在充电率上改变变化较小，故当在短时间内对充电率的变 化量进行估计时，该方法次于电流积分法。

为了解决此问题，已知的用于充电率估计的装置是通过使用两种用于 充电率估计的方法(即，传感器熔合技术）对充电率的估计误差进行校正， 来提高充电率估计的精确度。

用于电池充电率估计的传统的传感器熔合型装置的已知实例包括：第 一计算单元，通过使用电流积分法对电池的充电/放电电流进行时间积分来 计算第一剩余容量；第二计算单元，通过使用开路电压估计法基于充电/ 放电电流和电池的端子电压从电池等效电路模型的阻抗中估计开路电压， 并从该开路电压计算第二剩余容量；以及第三计算单元，第三计算单元通 过在以根据电池的使用状况所设定的权重进行加权之后，将第一剩余容量 和第二剩余容量进行组合来计算电池的剩余容量（例如，参见专利文献1）。

引用列表

专利文献1：JP2005-201743A

发明内容

然而，用于电池充电率估计的上述传统的装置具有下述问题。

具体地，使用电流积分法，通过尽可能地缩短计算间隔来提高短时间 内的估计精确度，然而使用开路电压估计法，一旦缩短计算间隔就会产生 大量的高频噪声，从而导致估计精确度下降。如果通过具有冲突特性的那 些估计方法所获得的估计结果仅使用单个权重进行加权，如上，得到的估 计精确度必然下降。

根据上述问题构思出了本发明，并且其目的是提供用于充电率估计的 装置和方法，其能够降低在电池充电率（SOC）上的估计误差。

为了实现此目的，根据本发明权利要求1中所述的用于电池充电率估 计的装置包括：充电/放电电流检测单元，被配置为检测电池的充电/放电 电流值；端子电压检测单元，被配置为检测电池的端子电压值；电流积分 法充电率估计单元，被配置为通过对由充电/放电电流检测单元所检测到的 充电/放电电流值进行积分来估计电流积分法充电率；开路电压估计法充电 率估计单元，被配置为通过从由充电/放电电流检测单元所检测到的充电/ 放电电流值和由端子电压检测单元所检测到的端子电压值来估计电池的 开路电压值，并且从该开路电压值估计开路电压估计法充电率；第一差计 算单元，被配置为计算由电流积分法充电率估计单元所获得的电流积分法 充电率与由开路电压估计法充电率估计单元所获得的开路电压估计法充 电率之间的充电率差；误差估计单元，被配置为基于由第一差计算单元所 获得的充电率差，通过使用误差模型来估计作为误差模型的状态量的误 差；以及第二差计算单元，被配置为通过从在所述第一差计算单元中在由 所述电流积分法充电率估计单元所估计的所述电流积分法充电率与由所 述开路电压估计法充电率单元所估计的所述开路电压估计法充电率之间 作为被减方（即，减数，而不是被减数）充电率中减去由所述误差估计单 元所估计的所述误差，来计算所述电池的充电率。

在权利要求2中所述的用于电池充电率估计的装置是如在权利要求1 中所述的装置，从而使得误差估计单元包括使用误差模型的卡尔曼滤波 器。

如在权利要求3中所述的用于电池充电率估计的装置是在权利要求1 或2中所述的装置，从而使得误差模型包括充电/放电电流检测单元中的误 差和在端子电压检测单元中的误差中的至少一个。

根据本发明如在权利要求4中所述的用于电池充电率估计的方法包括 下列步骤：检测电池的充电/放电电流值；检测电池的端子电压值；通过对 检测到的充电/放电电流值进行积分来估计电流积分法充电率；从检测到的 充电/放电电流值和检测到的端子电压值对电池的开路电压值进行估计，并 且从该开路电压值对开路电压估计法充电率进行估计；确定电流积分法充 电率与开路电压估计法充电率之间的充电率差；基于该充电率差，通过使 用误差模型对作为误差模型的状态量的误差进行估计；以及通过从在前述 确定所述电池的充电率的步骤中在所述电流积分法充电率在电流积分法 充电率与开路电压估计法充电率之间所减去的充电率中减去误差来计算 电池的充电率。

根据如权利要求1中所述的用于电池充电率估计的装置，误差估计单 元使用误差模型从电流积分法充电率与开路电压估计法充电率之间的充 电率差对误差进行估计，并且第二差计算单元通过从在第一差计算单元中 所减去的电流积分法充电率与开路电压估计法充电率之间的充电率中减 去误差来计算电池的充电率。因此，即使充电/放电电流检测单元或者端子 电压检测单元中、或者充电率初始值中存在误差，因减去了由于误差造成 的充电率的未对准量，从而减少了电池充电率（SOC）中的估计误差。

根据权利要求2所述的用于对电池充电率进行估计的装置，误差估计 单元包括使用误差模型的卡尔曼滤波器。误差是状态量，因此能够很容易 地且准确地估计。

根据权利要求3所述的用于对电池充电率进行估计的装置，误差模型 包括充电/放电电流检测单元中的误差和端子电压检测单元中的误差中的 至少一个。因此，能够对由于误差产生的充电率的估计误差量值进行估计， 从而提高对充电率的估计精确度。

根据如在权利要求4中所述的用于电池充电率估计的方法，使用误差 模型从电流积分法充电率与开路电压估计法充电率之间的充电率差中估 计误差，并且通过从在确定充电率差的步骤中所减去的电流积分法充电率 与开路电压估计法充电率之间的充电率中减去误差来计算电池的充电率。 因此，即使充电/放电电流检测单元或者端子电压检测单元中、或者充电率 初始值中发生误差，因减去了由于误差导致的充电率中的未对准量，从而 减少了电池充电率（SOC）中的估计误差。

附图说明

下面将参照附图对本发明做进一步的描述，附图中：

[图1]是示出了根据本发明实施方式1的用于估计电池充电率的装置 的结构的框图；

[图2]是示出了在实施方式1的用于充电率估计的装置中使用的电流 积分法充电率估计单元的结构的框图；

[图3]是示出了在实施方式1的用于充电率估计的装置中使用的开路 电压估计法充电率估计单元的结构的框图；

[图4]示出了在图3的开路电压估计法充电率估计单元中使用的电池 等效电路模型的结构；

[图5]是示出了在实施方式1的用于充电率估计的装置中使用的误差 估计单元的结构的框图；

[图6]示出了当在充电/放电电流检测单元中发生偏移误差时，对于使 用实施方式1的用于充电率估计的装置的充电率估计模拟的结果；

[图7]示出了当在充电率初始值中发生误差时，对于使用实施方式1 的用于充电率估计的装置的充电率估计模拟的结果；

[图8]示出了当在充电/放电电流检测单元中发生偏移误差并且在充电 率初始值中发生误差时，对于使用实施方式1的用于充电率估计的装置的 充电率估计模拟的结果；以及

[图9]是示出了根据本发明实施方式2的用于电池充电率估计的装置 的结构的框图。

具体实施方式

下面基于附图中示出的实施方式对本发明进行详细描述。

实施方式1

首先，描述了根据实施方式1的用于电池充电率估计的装置的总体结 构。

实施方式1的用于电池充电率估计的装置对供应给安装在电动车辆中 的电动机等电力的电池的充电率（SOC）进行估计。

如在图1中所示，用于充电率估计的装置连接至电池B，该装置包括 充电/放电电流检测单元1、端子电压检测单元2、电流积分法充电率估计 单元3、开路电压估计法充电率估计单元4、第一减法器5、误差估计单元 5以及第二减法器7。

电池B是可再充电式电池，例如，本实施方式中使用的锂离子电池。 应注意在本实施方式中，电池B并不限于锂离子电池并且当然可以是不同 类型的电池，诸如，镍氢电池等。

当从电池B向未示出的电动机等提供电力时，充电/放电电流检测单 元1检测放电电流的大小。当电动机在制动期间被导致起到发电机的功能 以收集部分制动能量时或者在通过基于地的系统充电期间，充电/放电电流 检测单元1还检测充电电流的大小。充电/放电电流检测单元1使用例如分 流电阻等对流入电池B中的充电/放电电流值i进行检测。检测到的充电/ 放电电流值i作为输入信号被输入到电流积分法充电率估计单元3和开路 电压估计法充电率估计单元4两者中。

应注意，充电/放电电流检测单元1并不限于上述构造，并且可采用任 意种类的结构和形式。

此外，充电/放电电流检测单元1能够在预定时间段内将充电/放电电 流的瞬时值和充电/放电电流的平均值处理为充电/放电电流值i，用于输出 至电流积分法充电率估计单元3和开路电压估计法充电率估计单元4。

端子电压检测单元2对电池B的端子之间的电压值进行检测。所检测 到的端子电压值V被输入到开路电压估计法充电率估计单元4中。

应注意，端子电压检测单元2可采用任意种类的结构和形式。

如在图2中所示，电流积分法充电率估计单元3包括第一乘法器31 和积分器32。积分器32包括第二乘法器33、延迟元件34以及加法器35。

第一乘法器31将从充电/放电电流检测单元1中输入的充电/放电电流 值i乘以1/（满充电容量）并且将乘积输出给第二乘法器33。第二乘法器 33进一步将第一乘法器31的乘积乘以计算周期以计算由于此时输入的充 电/放电电流造成的充电率的改变，将结果输出至加法器35。

另一方面，由第二减法器7所获得的充电率SOC被输入至积分器32 的延迟元件34中，并且延迟元件34将通过第二减法器7所计算的充电率 SOC之前的由前次计算所得到充电率输出至加法器35。应注意，延迟元 件34中的信号z表示用于离散化的z变换。因此，z^-1产生一先前值。

加法器35将从第二乘法器33从延输入的充电率上的改变增加至迟元 件34输入的先前的充电率，并且将作为结果的值作为电流积分法充电率 SOC_i输出至第一减法器5和第二减法器7。此电流积分法充电率SOC_i表 示将被估计的充电率SOC与在充电/放电电流检测单元1、充电率初始值 等中的噪声n_i相加。

在上述计算中，在第一乘法器31中使用的满充电容量可以是标称值 （当电池是新的时的值）或者反映电池恶化程度的任意值。

在反映恶化程度的情况下，可以使用由本申请人所提交的诸如 JP2010-200418、JP2010-057322、JP2010-200186等中所公开的方法。

如在图3中所示，开路电压估计法充电率估计单元4包括开路电压估 计单元41、充电率计算单元42、延迟元件43以及开路电压单元容量计算 单元44。

来自充电/放电电流检测单元1的充电/放电电流值i、来自端子电压检 测单元2的端子电压值V、以及开路电压单元电容计算单元44中的开路 电压单元电容C_OCV被输入至开路电压估计单元41。开路电压估计单元41 使用电池B的等效电路模型对开路电压值OCV进行估计并且将结果输出 至充电率计算单元42和延迟元件43。

在本实施方式中，如在图4中所示，在电池B的等效电路模型中使用 福斯特型RC梯形电路（仅具有一个并联电路）。换言之，此电路是电阻 器（R₁：感应电流阻抗，被设定为表示电池B的充电-传递过程期间的动 态行为的响应电阻）与电容器（C₁：非感应电流阻抗，被设定为表示电偶 层）的并联电路连接至体电阻器（R₀），该电阻器（R₀）通过与电池B的 电解液电阻器的电线连接来设定欧姆电阻等的直流成分。在图4中，表示 开路电压的电容器C_OCV的开路电压值被标注为OCV，端子电压值是被标 注为V，并且在上述并联电路中产生的过电压值被标注为V₁。端子电压值 V与开路电压值OCV和过电压值V₁的总和相等。

另一方面，例如，卡尔曼滤波器被用于对开路电压值OCV进行估计。

设计了一种目标系统的模型（在本实施方式中，电池等效电路模型）， 并且在当同一输入信号被输入到模型和实际系统两者中时，卡尔曼滤波器 对输出进行比较。如果在输出中存在误差，则卡尔曼滤波器将卡尔曼增益 施加至误差并且向该模型提供反馈，从而对模型进行调整以使得在输出中 的误差最小。通过重复此操作，卡尔曼滤波器估计真实的内部状态量。

应注意，在卡尔曼滤波器中，假定观测的噪声是标准白噪声。因此， 在这种情况下，系统参数变成随机变量，使得实际系统成为随机系统。因 此，通过线性回归模型能够描述观测值，并且使用状态空间表示法能够使 连续的参数估计问题公式化。即使在没有记录连续状态的情况下，能够估 计出时间变化参数。同样，出于预定的目的，从目标动态系统中的输入/ 输出数据的观测值可以创建与能够进行说明的目标相一致的数学模型。换 言之，可以进行系统识别。

例如，充电率计算单元42将通过实验预先获得的、涉及开路电压与 电池B的充电率之间的关系的数据存储为查询表。充电率计算单元42还 计算与从开路电压估计单元41输入的开路电压值OCV相对应的开路电压 估计法充电率SOC_V，并且将结果输出至第一减法器5。下述的开路电压 估计方法充电率SOC_V是充电率SOC与噪声n_V相加。

延迟元件43接收由开路电压估计单元41所估计的开路电压值OCV 的输入并且将紧邻的先前的开路电压值OCV输出至开路电压单元电容计 算单元44。

基于输入自延迟元件43中的先前的开路电压值OCV，该开路电压单 元电容计算单元44计算开路电压单元电容C_OCV并且将该值输出至开路电 压估计单元41。

应注意，在由本申请人提交的JP2010-207526和JP2010-201968中更 加详细地公开了一种使用上述卡尔曼滤波器用于状态量估计的方法。

另一方面，第一减法器5从由开路电压估计法充电率估计单元4所获 得的开路电压估计法充电率SOC_V中减去由电流积分法充电率估计单元3 所获得的电流积分法充电率SOC_i，并且将作为结果的在充电率上的差输 出至误差估计单元6。第一减法器5与本发明的第一差计算单元相对应。

误差估计单元6使用具有下列结构的卡尔曼滤波器对误差进行估计。

如上所述，因为卡尔曼滤波器假定标准白噪声被包括在状态量和观测 量中，卡尔曼滤波器对噪声极具弹性，然而当该误差不是标准白噪声时不 能够获得这种效果。

因此，当已知存在这样的非标准白噪声时，对误差本身进行估计。因 此，考虑使用下列误差模型。

即，由下列等式表示的误差模型（离散系统）。

x_k+1=Fx_k+Gv_k

y_k=Hx_k

对于上述误差模型等式，下列等式成立。

$x=\left(\begin{array}{c}{n}_i\\ n_v\\ e_y\\ e_u\end{array}\right)$

$v=\left(\begin{array}{c}{v}_y\\ v_u\end{array}\right)$

y＝SOC_v-SOC_i

$F=\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& \frac{T_s}{\mathrm{DC}·\mathrm{SOH}}\\ 0& a_2& -{\mathrm{\alpha a}}_2& \frac{2a_2{b}_0+a_2{b}_1+b_2-b_0}{1-a_2}\alpha \\ 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right)$

$G=\left(\begin{array}{cc}0& 0\\ \alpha & -\alpha b_0\\ 1& 0\\ 0& 1\end{array}\right)$

H=[-1 1 0 0]

在上述等式中，x表示状态变量，Y表示观测值，v表示噪声输入，F 表示状态矩阵，G表示输入矩阵，H表示输出矩阵，并且下角标k表示时 间。此外，n_i表示电流积分法充电率SOC_i中的误差，n_v表示开路电压估 计法充电率SOCV中的误差，e_y表示端子电压检测单元2中的误差，eu表 示充电/放电电流检测单元1中的误差，v_y表示端子电压检测单元2中的（标 准白）噪声，并且v_u表示充电/放电电流检测单元1中的（标准白）噪声。 T_S表示计算周期，DC表示设计容量，并且SOH表示健全状态，而a₁、a₂、 b₀、b₁、b₂以及α均是系数。

下面示出了用于上述系统的卡尔曼滤波器算法。

卡尔曼增益：K_k=P_k-1H^T（HP_k-1HT）^-1      (1)

估计值（平均）：x_k=Fx_k-1+K_k（_yk-HFx_k-1）      (2)

估计值（方差）：P_k=F（P_k-1-K_kHP_k-1）F^T+GQG^T    (3)

下角标T表示矩阵的转置。

因此，如通过在图5中的框图所示，误差估计单元6包括方差值计算 单元61、卡尔曼增益计算单元62以及平均值计算单元63。平均值计算单 元63包括减法器64、第一系数乘法器65、加法器66、延迟元件67、第 二系数乘法器68以及第三系数乘法器69。方差值计算单元61执行等式（3） 中的计算，卡尔曼增益计算单元62执行等式（1）中的计算，以及平均值 计算单元63执行等式（2）中的计算。

另一方面，第二减法器7从自电流积分法充电率估计单元3输入的电 流积分法充电率SOC_i（即，SOC+n_i）中减去从误差估计单元6输入的误 差n_i，将作为结果的值作为所估计的用于充电率估计的装置的充电率 SOC，并且将该值输入到电流积分法充电率估计单元3中。第二减法器7 与本发明的第二差计算单元相对应。

接下来，描述根据具有上述结构的实施方式1的用于充电率估计的装 置的操作。

一旦将车辆的电源变成ON，充电/放电电流检测单元检测电池B的充 电/放电电流值i并且将检测到的值输入到电流积分法充电率估计单元3和 开路电压估计法充电率估计单元4中。

同时，端子电压检测单元2检测电池B的端子电压值V并且将检测 到的值输入至开路电压估计法充电率估计单元4中。

电流积分法充电率估计单元3对从充电/放电电流检测单元1输入的充 电/放电电流值i进行时间积分并且使用从第二减法器7输入的充电率SOC 对电流积分法充电率SOC_i进行估计，将结果输入到第一减法器5中。应 注意，电流积分法充电率SOC_i包括误差n_i，误差n_i包括充电/放电电流检 测单元1中的检测误差（偏移误差）、充电率初始值中的设定误差等。

另一方面，开路电压估计法充电率估计单元4接收来自充电/放电电流 检测单元1中的充电/放电电流值i和来自端子电压检测单元2中的端子电 压值V作为输入，并且使用卡尔曼滤波器计算开路电压值OCV，该开尔 曼滤波器使用图4中的电池等效电路模型。然后，开路电压估计法充电率 估计单元4使用查询表从开路电压值OCV中对开路电压估计法充电率 SOC_V进行估计，将结果输入至第一减法器5中。

第一减法器5从开路电压估计法充电率SOC_V中减去电流积分法充电 率SOC_i，并且将此充电率差输入至误差估计单元6中。

误差估计单元6接收来自第一减法器5的充电率差作为输入，估计使 用卡尔曼滤波器的系统中的误差n_i，并且将误差n_i输入至第二减法器7中。

第二减法器7从由电流积分法充电率估计单元3所获得的电流积分法 充电率SOC_i中减去由误差估计单元6所获得的误差n_i，以获得充电率 SOC，输出该充电率SOC，并且将该充电率SOC输入至电流积分法充电 率估计单元3中。以这样的方式所获得的充电率SOC被用作用于车辆电 池管理的一项指标。

接下来，在图6至图8中示出了使用具有上述结构的用于电池充电率 估计的装置的模拟结果。在图中，充电率的真实值被表示为虚线，电流积 分法充电率SOC_i被表示为交替的长和短虚线，开路电压估计法充电率 SOC_V被表示为点线，并且通过第二减法器7使用电流积分法充电率SOC_i和开路电压估计法充电率SOC_V所获得的充电率SOC被表示为实线。在图 6至图8中，水平轴线表示时间[s]，并且垂直轴表示充电率[%]。

首先，图6示出了对于当充电/放电电流检测单元1中发生偏移误差时 （在此实例中的0.5A）的模拟结果。误差随着时间在电流积分法充电率 SOC_i中累积，其逐渐变得大于充电率的真实值。相反地，开路电压估计法 充电率SOC_V小于真实值并且不稳定地波动。然而，由第二减法器7所获 得的充电率SOC在约450s流逝之后保持非常接近于真实值，示出了其能 够保持很小的估计误差。

图7示出了对于当在充电率初始值SOC中发生10%的误差时的模拟 结果。不管所流逝的时间的量，电流积分法充电率SOC_i持续大于充电率 的真实值。另一方面，尽管采用接近于真实值的值，开路电压估计法充电 率SOC_V不稳定，变得大于和小于真实值。然而，由第二减法器7获得的 充电率SOC在约450s过去之后保持非常接近于真实值，示出了能够保持 很小的估计误差。

图8示出了对于当在充电/放电电流检测单元1中发生偏移误差（在本 实施例中的0.5A）并且在充电率初始值SOC中发生10%误差时的模拟结 果。电流积分法充电率SOC_i远大于接近开始时的充电率的真实值。并且 误差进一步随着时间的流逝而累积，产生甚至更大的值。相反地，开路电 压估计法充电率SOC_V小于真实值并且不稳定地波动。然而，尽管初期比 真实值大许多，但由第二减法器7所获得的充电率SOC在约450s流逝之 后保持非常接近于真实值，示出了能够保持较小的估计误差。

如从上述描述中清晰看出，根据实施方式1的用于充电率估计的装置 具有以下效果。

即，使用根据实施方式1的用于充电率估计的装置，在第一减法器5 中确定电流积分法充电率SOC_i与开路电压估计法充电率SOC_V之间的充 电率差，使用误差估计单元6中的误差模型从充电率差中对误差n_i进行估 计，并且在第二减法器7中从电流积分法充电率SOC_i（即，在第一减法 器5中所减去的充电率）中减去误差n_i，以计算电池B的充电率SOC。因 此，即使充电/放电电流检测单元1或者端子电压检测单元2中、或者充电 率初始值中发生误差，因为减去了由于误差造成的充电率未对准的量，从 而降低了电池充电率SOC中的估计误差。

此外，估计单元6包括使用误差模型的卡尔曼滤波器。误差n_i是状态 量，因此能够被很容易且准确地估计。

因为误差模型包括充电/放电电流检测单元1中的误差（e_u）和端子电 压检测单元2中的误差（e_y）中的至少一个，故能够对由于误差造成的充 电率SOC的估计误差n_i的大小进行估计，从而提高充电率SOC的估计精 确度。

接下来，描述了另一个实施方式。在此另一个实施方式的描述中，未 示出类似于实施方式1中或者标记有相同的参考标识的结构部件，并且省 略其相关描述。仅描述了不同之处。

实施方式2

接下来，基于附图描述了根据本发明实施方式2的用于电池充电率估 计的装置。

在根据实施方式2的用电池充电率估计的装置中，使用卡尔曼滤波器 在误差估计单元6′中最终确定的状态变量x表示误差n_i和误差n_V两者， 并且因此采用图9中的结构，该结构使用置换的实施方式1的电流积分法 充电率估计单元3与开路电压估计法充电率估计单元4。

换言之，在电流积分法充电率估计单元3中所获得的电流积分法充电 率SOC_i被输入到第一减法器8中。另一方面，由开路电压估计法充电率 估计单元4所获得的开路电压估计法充电率SOC_V被输入到第二减法器9 和第一减法器8中。

第一减法器8从电流积分法充电率SOC_i中减去开路电压估计法充电 率SOC_V并且将充电率差输入到误差估计单元6′中。误差估计单元6′ 使用卡尔曼滤波器从充电率差中估计误差n_V并且将结果输入到第二减法 器9中。

第二减法器9从由开路电压估计法充电率估计单元4所获得的开路电 压估计法充电率SOC_V中减去由误差估计单元6′所获得的误差n_V，以计 算充电率SOC。其余的结构与实施方式1中的相同。

因此，还是在实施方式2的用于电池充电率估计的装置中，能够获得 与实施方式1中相似的作用和效果。

已经基于上述实施方式描述了本发明，然而，本发明并不限于这些实 施方式并且包括在本发明的实质和范围内的任何设计变形等。

例如，电流积分法充电率估计单元可具有与实施方式中不同的结构。 上述实施方式中的电流积分法充电率估计单元3使用例如来自第二减法器 7的充电率SOC，然而本实施例不限制于、并且可替换地，电流积分法充 电率估计单元3可代替使用计算其本身的电流积分法充电率SOC_i。

开路电压估计法充电率估计单元还可具有与上述实施方式中不同的 结构。

此外，误差估计单元和开路电压估计法充电率估计单元并不局限于卡 尔曼滤波器并且可使用不同的适应性滤波器对状态量进行估计。

在实施方式中，使用e_u和e_y两者的误差模型被构造成假定充电/放电 电流检测单元1和端子电压检测单元2两者中的误差，但是，可单独使用 任一个。

在这种情况下，仅考虑充电/放电电流检测单元1中的误差（e_u）产生 更为准确的充电率SOC。原因是因为在充电/放电电流检测单元1中所检 测到的充电/放电电流值i被输入到电流积分法充电率估计单元3和开路电 压估计法充电率估计单元4两者中用于计算，故该误差的影响变大。

相反地，端子电压检测单元2中的误差（e_y）仅影响开路电压估计法 充电率估计单元4。因此，充电率SOC的估计精确度会低于仅考虑充电/ 放电电流检测单元1中的误差（e_u）时的精确度。然而，即使在这种情况 下，与不将误差考虑在内时相比较，能够可靠地提高充电率SOC的估计 精确度。

此外，根据本发明的用于电池充电率估计的装置和方法并不局限于电 动车辆，并且还可以被用作诸如能够由内燃机和电动机两者驱动的混合动 力车辆的车辆中用于电池充电率估计的装置和方法，以及用作另一领域中 用于电池充电率估计的装置和方法。

参考标记列表

B：电池

1：充电/放电电流检测单元

2：端子电压检测单元

3：电流积分法充电率估计单元

31：第一乘法器

32；积分器

33：第二乘法器

34：延迟元件

35：加法器

4；开路电压估计法充电率估计单元

41：开路电压估计单元

42；充电率计算单元

43：延迟元件

44：开路电压单元电容计算单元

5；第一减法器（第一差计算单元）

6、6′；误差估计单元

61；方差值计算单元

62；卡尔曼增益计算单元

63；平均值计算单元

64；减法器

65：第一系数乘法器

66；加法器

67；延迟元件

68；第二系数乘法器

69；第三系数乘法器

7；第二减法器（第二差计算单元）

8；第一减法器（第一差计算单元）

9；第二减法器（第二差计算单元）