CN111711231B - 电池模块的升温装置 - Google Patents

Abstract

一种电池模块的升温装置，当电池模块(20)的温度低于规定温度时，通过逆变器(40)使电池模块(20)升温。升温装置所包括的主控制部(50)对由均衡电路执行的各单元电池的充电放电量进行设定，从而当将构成电池模块(20)的多个单元电池(C1～Cn)中温度最低的电池设为低温侧电池，将除低温侧电池之外的电池设为高温侧电池时，在由升温部进行升温前，使低温侧电池的SOC比高温侧电池的SOC高。

Description

电池模块的升温装置

技术领域

本发明涉及一种使电池模块升温的升温装置。

背景技术

通常，已知当温度过低时，单元电池的最大输出会显著降低。例如，日本专利第5293820号公报公开了一种升温装置，当通过串联连接单元电池而构成的电池模块的温度低于规定温度时，使电流流过各单元电池，从而使各单元电池升温。上述升温装置中，通过将升温时流过各单元电池的电流的频率设定为各单元电池的内部电阻在规定值以下的频率，从而在电池模块容许的电压范围内使电流有效地流动。

由于各单元电池的内部电阻存在温度相关性，因此，当在升温前，构成电池模块的各单元电池之间存在温度偏差时，各单元电池的内部电阻值会产生差值。由于各单元电池的内部电阻值的差值会导致升温时的各单元电池的损耗量产生偏差，因此在升温后的各单元电池中，充电率(SOC：State of Charge，即充电状态)产生偏差。例如，当基于多个单元电池中最低的单元电池的SOC来管理整个电池模块中的可放电量时，有可能无法充分用尽SOC较高的单元电池的蓄电能。

发明内容

本发明的技术是鉴于上述技术问题作出的，其目的在于提供一种电池模块的升温装置，在电池模块的升温装置中，能够抑制升温后的各单元电池的SOC的偏差。

本发明的技术的一方式即第一结构涉及一种电池模块的升温装置，包括升温部，该升温部与串联连接多个单元电池而构成的电池模块连接，并且通过使电流流过上述电池模块的各单元电池而使上述电池模块升温，当上述电池模块的温度低于规定温度时，利用上述升温部使上述电池模块升温。上述升温装置包括：充电放电部，在由上述升温部进行升温前，上述充电放电部使上述单元电池充电放电；以及设定部，该设定部设定上述充电放电部的充电放电量，从而当将多个上述单元电池中的温度最低的电池设为低温侧电池，将除上述低温侧电池之外的电池设为高温侧电池时，在由上述升温部进行升温前，使上述低温侧电池的SOC比上述高温侧电池的SOC高。

在构成电池模块的多个单元电池中，与上述低温侧电池之外的单元电池即高温侧电池相比，温度最低的低温侧电池的内部电阻更高，由升温部进行升温时的各单元电池的损耗变大。根据上述第一结构，进行各单元电池的充电放电，以在由升温部进行升温前，使低温侧电池的SOC比高温侧电池的SOC高。由此，在上述第一结构中，能够使升温结束时低温侧电池与高温侧电池之间的SOC的差变小，从而能抑制各单元电池之间的SOC的偏差。

本发明的技术的一方式即第二结构中，包括蓄电部，该蓄电部与上述电池模块并联连接，上述升温部通过以规定周期互相切换放电处理的实施和充电处理的实施，使电流流过各上述单元电池，上述放电处理使上述电池模块的电能向上述蓄电部移动，上述充电处理使上述蓄电部的电能向上述电池模块移动。上述升温部以第二频带所包含的频率互相切换上述充电处理的实施和上述放电处理的实施，上述第二频带是比第一频带靠近高频侧的频带，并且与上述第一频带相比，由SOC引起的各上述单元电池的内部电阻值的差更小。

根据上述第二结构，在由升温部进行各单元电池的升温时，以规定周期交替地实施放电处理和充电处理，使充电放电电流流过单元电池，上述放电处理使电池模块的电能向蓄电部移动，上述充电处理使蓄电部的电能向电池模块移动。由此，根据上述第二结构，能够抑制电池模块的电能的消耗。此处，虽然各单元电池的内部电阻根据SOC而变化，但是由于规定的频带上的电流流过单元电池，因此能够抑制由SOC引起的内部电阻值的差值。因此，上述第二结构中，以第二频带所包含的频率切换充电处理的实施和放电处理的实施，上述第二频带是比第一频带靠近高频侧的频带，并且与第一频带相比，由SOC引起的各单元电池的内部电阻值的差值相对更小。由此，根据上述第二结构，能够抑制由充电放电处理产生的SOC的差值导致各单元电池的内部电阻值的差值变大，在升温结束时，能够进一步抑制各单元电池之间的SOC的偏差。

本发明的技术的一方式即第三结构中，上述升温部使电流流过各上述单元电池，以使上述低温侧电池从当前的温度升温到目标温度。上述设定部基于低温侧电池的当前的温度与上述目标温度的温度差，设定上述充电放电部的上述充电放电量。

根据上述第三结构，由于基于使低温侧电池升温到目标温度所需的必要的温度差来设定充电放电部的充电放电量，因此能够使各单元电池不会过量或不足地充电放电。

本发明的技术的一方式即第四结构中，包括：温度检测部，该温度检测部检测各上述单元电池的温度值；以及电阻值计算部，该电阻值计算部基于检测到的上述单元电池的温度，计算上述低温侧电池和上述高温侧电池的各内部电阻值。上述设定部基于上述低温侧电池的当前的温度与上述目标温度的温度差以及计算出的上述低温侧电池的内部电阻值，对由上述升温部使上述低温侧电池升温时的上述低温侧电池的损耗量进行计算。对于各上述高温侧电池，上述设定部基于上述低温侧电池的当前的温度与上述目标温度的温度差以及计算出的上述高温侧电池的内部电阻值，对由上述升温部使上述高温侧电池升温时的上述高温侧电池的损耗量进行计算。上述设定部基于计算出的上述低温侧电池和上述高温侧电池的各损耗量来设定上述充电放电部的上述充电放电量。

在各单元电池之间的温度差较小的情况下，由于各单元电池的内部电阻值的差值较小，因此认为由于升温导致的损耗量不会产生较大的差异。上述第四结构中，根据与单元电池的当前的温度相对应的内部电阻值来预测低温侧电池和高温侧电池的各损耗量，并根据预测出的各损耗量来设定充电放电量。由此，在上述第四结构中，由于使用考虑了实际的温度而预测出的低温侧电池和高温侧电池的各损耗量来设定充电放电量，因此能够防止使各单元电池不必要地充电放电。

上述第一结构可以具体化为第五结构。本发明的技术的一方式即第五结构中，上述充电放电部实施使各上述单元电池放电的放电处理。上述设定部设定上述充电放电部的放电量，以使由上述升温部进行升温前的上述低温侧电池的SOC比上述高温侧电池的SOC高。或者，上述第一结构可以具体化为第六结构。本发明的技术的一方式即第六结构中，上述充电放电部实施使各上述单元电池充电的充电处理。上述设定部设定上述充电放电部的充电量，以使由上述升温部进行升温前的上述低温侧电池的SOC比上述高温侧电池的SOC高。

附图说明

参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其它目的、特征和优点。附图如下所述。

图1是第一实施方式的升温装置的结构图。

图2是第一实施方式的电池部的结构图。

图3是对第一实施方式的单元电池的排列进行说明的图。

图4是对第一实施方式的升温控制时的电流流动进行说明的图。

图5是对第一实施方式的升温控制时的电流流动进行说明的图。

图6是对比较例的SOC的变化进行说明的图。

图7是对第一实施方式的SOC的变化进行说明的图。

图8是对第一实施方式的升温控制的顺序进行说明的流程图。

图9是对第一实施方式的单元电池中的内部电阻值的差进行说明的图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图对本发明技术的旋转电机的控制系统进行说明。旋转电机的控制系统装设于车辆，并对装设于车辆的旋转电机的驱动进行控制。

图1所示的本实施方式的控制系统100包括电池部10和逆变器40，该逆变器40将从构成电池部10的电池模块20输出的直流电压转换为交流电压。

首先，对电池部10的结构进行说明。如图1和图2所示，电池模块20是通过串联连接多个单元电池C1至Cn而构成的组合电池。如图3所示，电池模块20以被一对板构件即端板21、22夹持的状态配置在电池部10的壳体内。各单元电池C1至Cn呈扁平的长方体形状，并且串联地并排配置在端板21、22之间。在本实施方式中，各单元电池C1至Cn是锂离子蓄电池。此外，在本实施方式中，各单元电池C1至Cn的额定电压设定为互相相同的值。另外，各单元电池C1至Cn可以是单个的电池单元，也可以是多个电池单元的串联连接体。

电池部10包括监视装置30。监视装置30包括电压检测电路32、均衡电路34和监视控制部33。监视装置30通过多个检测线L连接到各单元电池C1至Cn的正极侧和负极侧。在各检测线L设有低通滤波器31，该低通滤波器31由电阻元件和将相邻的检测线L之间连接的电容器构成。

电压检测电路32基于连接到各单元电池C1至Cn的正极侧的检测线L与连接到负极侧的检测线L的电压差，对各单元电池C1至Cn的电压即电池电压值V1至Vn进行检测。

均衡电路34包括使各单元电池C1至Cn放电的放电开关Q1至Qn。在本实施方式中，各放电开关Q1至Qn是电压驱动式的开关，具体为MOSFET。放电开关Q1至Qn通过在漏极、源极之间将相邻的检测线L连接而与各单元电池C1至Cn并联连接。通过操作各放电开关Q1至Qn接通，能够使与上述放电开关Q1至Qn并联连接的单元电池C1至Cn放电。

电池部10包括：对各单元电池C1至Cn的温度即电池温度值T1至Tn进行检测的温度传感器ST1至STn；以及对流过各单元电池C1至Cn的电流值进行检测的电流传感器35。温度传感器ST1至STn例如是热敏电阻，并且针对构成电池模块20的各单元电池C1至Cn进行设置。电流传感器35与电池模块20串联连接。在本实施方式中，温度传感器ST1至STn相当于温度检测部。

将由温度传感器ST1至STn检测到的电池温度值T1至Tn和由电流传感器35检测到的电流值输入到监视控制部33。监视控制部33执行消除各单元电池C1至Cn的电池电压值V1至Vn的偏差的均等化处理，并且计算各单元电池C1至Cn的充电率(SOC)。

在均等化处理中，当各单元电池C1至Cn的电池电压值存在差时，监视控制部33通过操作均衡电路34的各放电开关Q1至Qn接通、断开来使各单元电池C1至Cn放电。由此，消除各单元电池C1至Cn的电池电压值V1至Vn的偏差。

在SOC计算处理中，首先，在车辆的起动开始时且电池模块20的充电放电开始前，监视控制部33检测单元电池C1至Cn的电池电压值V1至Vn作为开路电压(OCV:Open CircuitVoltage即打开回路电压)。“开路电压”是没有电流流过单元电池C1至Cn的状态下的电压。监视控制部33根据检测到的OCV和SOC之间的相关性来对电池模块20的充电放电开始前的SOC的初始值进行计算。然后，基于电池模块20的充电放电开始之后的由电流传感器35检测到的电流来依次更新SOC。由此，监视控制部33对各单元电池C1至Cn的当前的SOC1至SOCn进行计算。

回到图1，电池模块20的正极端子经由第一继电器MR1连接到逆变器40的第一端子41，并且经由第二继电器MR2连接到逆变器40的第二端子42。电池模块20的负极端子连接到逆变器40的第三端子43。第一继电器MR1、第二继电器MR2例如是可移动触点式的电磁继电器

逆变器40的高电位侧配线44连接到第一端子41。逆变器40的低电位侧配线45连接到第三端子43。高电位侧配线44和低电位侧配线45通过作为开关元件的高电位侧开关S￥p(￥＝u，v，w)和低电位侧开关S￥n的串联连接体而连接。在本实施方式中，各开关S￥#(￥＝u，v，w；#＝p，n)是IGBT。具体地，高电位侧开关S￥p的集电极连接到高电位侧配线44。高电位侧开关S￥p的发射极连接到低电位侧开关S￥n的集电极。低电位侧开关S￥n的发射极连接到低电位侧配线45。另外，二极管D￥#与高电位侧开关S￥p和低电位侧开关S￥n反并联连接。

第二端子42连接到高电位侧开关Sup的发射极与低电位侧开关Sun的集电极之间的连接点。高电位侧配线44和低电位侧配线45经由作为蓄电部的电容器12连接。由此，电容器12经由逆变器40与电池模块20并联连接。

旋转电机200例如是作为车载主机的多相旋转电机，转子204与车辆的驱动轮机械连结。旋转电机200是三相旋转电机，其中，U相定子线圈201、V相定子线圈202和W相定子线圈203各自的第一端在中性点G处连接。U相定子线圈201的第二端连接到高电位侧开关Sup与低电位侧开关Sun之间的连接点。V相定子线圈202的第二端连接到高电位侧开关Svp与低电位侧开关Svn之间的连接点。W相定子线圈203的第二端连接到高电位侧开关Swp与低电位侧开关Swn之间的连接点。

控制系统100包括主控制部50。主控制部50通过操作构成逆变器40的各开关S￥#接通断开来向旋转电机200供给电力。此外，主控制部50能与电池部10的监视控制部33进行通信，并且接收从监视控制部33发送的电池温度值T1至Tn、SOC1至SOCn。

当在电池温度值T1至Tn中存在低于规定温度的温度值时，主控制部50实施升温控制，以使构成电池模块20的各单元电池C1至Cn的温度上升。在上述升温控制中，交替进行从电池模块20向电容器12的电能的移动和从电容器12向电池模块20的电能的移动，从而使充电放电电流流过各单元电池C1至Cn。由此，能使各单元电池C1至Cn升温。根据本实施方式，逆变器40相当于升温部。

接着，对由主控制部50实施的对于电池模块20的升温控制进行说明。在本实施方式中，由逆变器40、均衡电路34和主控制部50构成升温装置。

当使电池模块20的电能移动到电容器12时，对电池模块20实施放电处理。在该放电处理中，在操作使第一继电器MR1断开并且操作使第二继电器MR2接通的状态下，通过逆变器40使电池模块20的端子间电压升压，从而使电容器12充电。具体地，如图4的(A)所示，操作使构成逆变器40的多个开关元件中的低电位侧开关Svn、Swn接通，而操作使除此之外的开关断开。由此，电流流过包括电池模块20、第二继电器MR2、旋转电机200和低电位侧开关Svn、Swn的环路，电能储存于旋转电机200的各相线圈201至203。接着，如图4的(B)所示，操作使低电位侧开关Svn、Swn断开。由此，电流流过包括旋转电机200、二极管Dvp、二极管Dwp、电容器12、电池模块20和第二继电器MR2的环路，使电容器12充电。

当使电容器12的电能移动到电池模块20时，对电池模块20实施充电处理。在该充电处理中，在操作使第一继电器MR1断开并且操作使第二继电器MR2接通的状态下，通过逆变器40使电容器12的端子间电压降压，从而使电池模块20充电。具体地，如图5的(A)所示，操作使构成逆变器40的多个开关元件中的高电位侧开关Svp、Swp接通，而操作使除此之外的开关断开。由此，电流流过包括电容器12、高电位侧开关Svp、Swp、旋转电机200、继电器MR2和电池模块20的环路，电能储存于旋转电机200的各相线圈201至203。接着，操作使高电位侧开关Svp、Swp断开。由此，电流流过包括旋转电机200、继电器MR2、电池模块20以及二极管Dvn、Dwn的环路，使电池模块20充电。

这样，本实施方式的控制系统100使电能在电池模块20与电容器12之间互相移动，从而能够抑制电能的消耗并使充电放电电流流过各单元电池C1至Cn。由此，能使电池模块20升温。

接着，一边与比较例对比一边对本实施方式的控制系统100的特征部的结构进行说明。

首先，对比较例进行说明。图6示出了在比较例中，由五个单元电池C1至C5构成电池模块20时的因升温控制而产生的SOC的变化。图6的(A)示出了升温控制前的各单元电池C1至C5的SOC即SOC1至SOC5，图6的(B)示出了升温控制后的各单元电池C1至C5的SOC。另外，为了便于说明，将升温控制前的各单元电池C1至C5的SOC设为相同的值。另外，在串联地并排配置于端板21与端板22之间的五个单元电池C1至C5中，单元电池C1、C5是与端板21、22相邻的单元电池。

由于各单元电池C1至C5的内部电阻存在温度相关性，因此，当在升温控制前各单元电池C1至C5的温度存在偏差时，各单元电池C1至C5的内部电阻会产生差值。例如，由于在五个单元电池C1至C5中，与端板21、22相邻的两个单元电池C1、C5容易通过端板21、22散热，因此温度容易低于其他三个单元电池C2至C4。

将流过各单元电池C1至C5的电流I的平方乘以内部电阻值R而得到升温控制时的各单元电池C1至C5的损耗量。因此，在升温控制时，由于各单元电池C1至C5的内部电阻值的差值，导致各单元电池C1至C5的损耗量(＝I×I×R)产生差值，在升温控制后，各单元电池C1至C5的SOC1至SOC5产生偏差。在图6的(B)中，在五个单元电池C1至C5中的与端板21、22相邻的单元电池C1、C5中，两个SOC1、SOC5比其他的单元电池C2至C4的三个SOC2至SOC4小。

监视装置30基于与各单元电池C1至C5相对应的五个SOC中的最低SOC来管理整个电池模块20中的可放电量。例如，在图6的(B)中，从单元电池C5的SOC到放电容许下限值THS的差(＝SOC5-THS)为所有单元电池C1至C5的可放电量。因此，SOC比单元电池C5的SOC大的单元电池C2至C4可能无法充分用尽蓄积的电能。

因此，在本实施方式中，构成为当各单元电池C1至Cn的温度存在偏差时，在升温控制前，使构成电池模块20的多个单元电池C1至Cn中的温度最低的低温侧电池的SOC比除低温侧电池之外的单元电池即高温侧电池的SOC高，从而对升温控制后的各单元电池C1至Cn的SOC的偏差进行抑制。使用图7来说明上述原理。图7的(A)示出了本实施方式的升温控制前的各单元电池的SOC。图7的(B)示出了本实施方式的升温控制前且放电处理后的各单元电池的SOC。图7的(C)示出了本实施方式的升温控制后的各单元电池的SOC。图7示出了由五个单元电池C1至C5构成电池模块20时的SOC1至SOC5的示例。图7的(A)至图7的(C)示出了低温侧电池是单元电池C5并且高温侧电池是单元电池C1至C4的示例。

在对于电池模块20的升温控制前，主控制部50使监视装置30的均衡电路34实施对于各单元电池C1至C5的放电处理，以使低温侧电池C5的SOC5比高温侧电池C1至C4的四个SOC1至SOC4高。由此，高温侧电池C1至C4的四个放电量比低温侧电池C5的放电量大。其结果是，如图7的(B)所示，在升温控制前，内部电阻值最大的低温侧电池C5的SOC5比高温侧电池C1至C4的四个SOC1至SOC4大。根据本实施方式，均衡电路34相当于充电放电部。

主控制部50在通过均衡电路34实施对于各单元电池C1至C5的放电处理后，使逆变器40实施对于各单元电池C1至C5的升温控制。由此，如图7的(C)所示，抑制了升温控制后的低温侧电池C5的SOC5与高温侧电池C1至C4的四个SOC1至SOC4的偏差。

在本实施方式中，主控制部50对放电处理引起的各单元电池C1至Cn的放电量进行如下设定。首先，对将低温侧电池升温到目标温度值Tt所需的热量即升温必要量ΔT进行计算。在本实施方式中，主控制部50使用以下的式(1)来计算升温必要量ΔT。“Tmin”是低温侧电池的电池温度值。

ΔT＝Tt-Tmin…(1)

主控制部50对生成计算出的升温必要量ΔT所需的低温侧电池的通电量即必要通电量ΔI进行计算。在本实施方式中，主控制部50使用以下的式(2)来计算必要通电量ΔI。“Kt”是单元电池C1至Cn的热容量[J/K]。“R1”是低温侧电池的内部电阻值[Ω]，在本实施方式中，该值根据低温侧电池的电池温度而可变地设定。“Pr”是由逆变器40进行的升温控制的持续时间[秒]。另外，在本实施方式中，持续时间Pr设定为600[秒]。

(数学式1)

在本实施方式中，主控制部50具有存储部，并且在存储部存储有电阻图，该电阻图是对检测到的电池温度与内部电阻值R的关系进行设定的映射图信息。主控制部50根据电阻图对与低温侧电池的电池温度值Tmin相对应的内部电阻值R1进行计算。根据本实施方式，主控制部50相当于电阻值计算部。

主控制部50使用计算出的必要通电量ΔI来对升温控制时的低温侧电池的损耗量Lo1和各高温侧电池的损耗量Lo2进行预测。具体地，主控制部50使用以下的式(3)来计算低温侧电池的损耗量Lo1，并且使用以下的式(4)来计算高温侧电池的损耗量Lo2。“R2”是高温侧电池的内部电阻值[Ω]。主控制部50对构成电池模块20的所有高温侧电池计算损耗量Lo2。

Lo1＝ΔI×ΔI×R1×Pr/3600…(3)

Lo2＝ΔI×ΔI×R2×Pr/3600…(4)

在本实施方式中，将用于预测损耗量Lo1、Lo2的各单元电池C1至Cn的内部电阻值R1、R2设定为考虑到各单元电池C1至Cn的当前温度的值。具体地，主控制部50根据电阻图获取与高温侧电池的电池温度相对应的内部电阻值R2。根据本实施方式，主控制部50相当于电阻值获取部。

主控制部50使用计算出的各单元电池C1至Cn的损耗量Lo1、Lo2来对升温控制后的低温侧电池的SOC的预测值即预测充电率PS1和升温控制后的高温侧电池的SOC的预测值即预测充电率PS2进行计算。在本实施方式中，主控制部50使用以下的式(5)来计算低温侧电池的预测充电率PS1，并且使用以下的式(6)来计算高温侧电池的预测充电率PS2。“Ef1”是低温侧电池在满充电时的蓄电能[Wh]，“Ef2”是高温侧电池在满充电时的蓄电能[Wh]。在本实施方式中，由于各单元电池C1至Cn的满充电电量设定为彼此相同，因此“Ef1＝Ef2”。“Epr1”是升温控制前的低温侧电池的蓄电能[Wh]，在本实施方式中，根据升温控制前的低温侧电池的SOC来计算“Epr1”。“Epr2”是升温控制前的高温侧电池的蓄电能[Wh]，在本实施方式中，根据升温控制前的高温侧电池的SOC来计算“Epr2”。主控制部50对构成电池模块20的所有高温侧电池计算预测充电率PS2。

PS1＝(Epr1-Lo1)/Ef1…(5)

PS2＝(Epr2-Lo2)/Ef2…(6)

主控制部50使用计算出的低温侧电池的预测充电率PS1和高温侧电池的预测充电率PS2来计算均衡电路34对于高温侧电池的放电量DA。在本实施方式中，主控制部50使用以下的式(7)对构成电池模块20的所有高温侧电池计算放电量DA。根据本实施方式，主控制部50相当于设定部。

DA＝(PS2-PS1)×Ef2…(7)

主控制部50将使用上述的式(7)计算出的对于各高温侧电池的放电量DA向电池部10的监视控制部33发送。监视控制部33根据接收到的放电量DA使均衡电路34动作，从而实施对于各高温侧电池的放电处理。

接着，使用图8对本实施方式的升温控制的顺序进行说明。由主控制部50以规定周期反复执行图8所示的处理。

在步骤S11中，从监视装置30获取与各单元电池C1至Cn相对应的SOC1至SOCn以及电池温度值T1至Tn。

在步骤S12中，对在步骤S11获取到的多个电池温度值T1至Tn中的温度最低的电池温度值Tmin(以下有时称为“最低温度值Tmin”)是否小于温度判断值THt进行判断。在本实施方式中，温度判断值THt设定为与目标温度值Tt相同的值。只要例如根据使电池模块20的可输出的功率比车辆开始行驶所请求的输出低的温度的上限值来设定温度判断值THt即可。此处，“车辆开始行驶所请求的输出”只要是车辆起动所请求的旋转电机200的输出即可。此外，例如当包括内燃机作为主机并且将旋转电机200用于起动内燃机时，只要是起动内燃机所请求的旋转电机200的输出即可。

当判断为最低温度值Tmin在温度判断值THt以上(步骤S12：否)时，判断为不需要对电池模块20实施升温控制，暂时结束图8的处理。

当在步骤S12判断为最低温度值Tmin小于温度判断值THt(步骤S12：是)时，由于在车辆起动之前需要电池模块20的升温控制，因此进入步骤S13。在步骤S13中，对与在步骤S11获取到的多个电池温度值T1至Tn相对应的内部电阻值R1、R2进行计算。具体地，基于电阻图来计算与最低的电池温度值即最低温度值Tmin相对应的低温侧电池的内部电阻值R1，并基于电阻图来计算与各高温侧电池的温度相对应的各高温侧电池的内部电阻值R2。

在步骤S14中，使用以上的式(1)来计算低温侧电池的升温必要量ΔT。在步骤S15中，使用在步骤S13计算出的内部电阻值R1、在步骤S14计算出的升温必要量ΔT以及以上的式(2)，计算低温侧电池的必要通电量ΔI。

在步骤S16中，使用在步骤S13计算出的内部电阻值R1、在步骤S15计算出的必要通电量ΔI以及以上的式(3)，计算低温侧电池的损耗量Lo1，从而进行预测。此外，对于各高温侧电池，使用在步骤S13计算出的内部电阻值R2、在步骤S15计算出的必要通电量ΔI以及以上的式(4)，计算各高温侧电池的损耗量Lo2，从而进行预测。此时，对所有高温侧电池计算与在步骤S13获取到的内部电阻值R2和在步骤S15计算出的必要通电量ΔI相对应的损耗量Lo2。

在步骤S17中，基于在步骤S11获取到的低温侧电池的SOC，计算升温控制前的低温侧电池的蓄电能Epr1。然后，使用计算出的低温侧电池的蓄电能Epr1、在步骤S16计算出的损耗量Lo1以及以上的式(5)，计算低温侧电池的预测充电率PS1。此外，对于各高温侧电池，基于在步骤S11获取到的高温侧电池的SOC，计算升温控制前的高温侧电池的蓄电能Epr2。然后，使用计算出的高温侧电池的蓄电能Epr2、在步骤S16计算出的损耗量Lo2以及以上的式(6)，计算高温侧电池的预测充电率PS2。

在步骤S18中，使用在步骤S17计算出的各预测充电率PS1、PS2以及以上的式(7)来计算对于各高温侧电池的放电量DA。

在步骤S19中，将在步骤S18计算出的放电量DA向监视装置30发送。由此，均衡电路34对各高温侧电池实施与放电量DA相对应的放电处理，各高温侧电池的SOC为低于低温侧电池的SOC的值。

在步骤S20中，使逆变器40实施升温控制。具体地，操作逆变器40的开关S￥#，使放电处理和充电处理互相切换，并且交替地反复实施。

此处，各单元电池C1至Cn的内部电阻可以根据SOC而变化。图9是将横轴设为充电放电频率Fcd、将纵轴设为内部电阻值R的图。“充电放电频率Fcd”表示在升温控制中在一秒期间切换充电处理和放电处理的次数。因此，也可以说“充电放电频率Fcd”是流过各单元电池C1至Cn的电流的极性变化的周期。此外，除了充电放电频率Fcd之外，图9还示出了内部电阻值R相对于SOC和电池温度的相关性。在图9中，电池温度值Ta、Tb、Tc处于“Ta＞Tb＞Tc”的关系。图9所示的各温度值Ta、Tb、Tc在零点以下。此外，图9示出了SOC为10％、60％和90％的情况。具体地，图9中，用实线表示SOC为10％时的关系性，用虚线表示SOC为60％时的关系性，并用点划线表示SOC为90％时的关系性。

充电放电频率Fcd越高，则各单元电池C1至Cn的内部电阻值R越降低。电池温度值按照Ta、Tb、Tc的顺序越降低，则与充电放电频率Fcd的变化相伴的内部电阻值R的变化越变大。在充电放电频率Fcd中的低于边界频率B的频带即第一频带F1中，即使电池温度值和充电放电频率Fcd是相同的值，由SOC的差值引起的内部电阻值R的差值也会变大。与此相对，在边界频率B以上的第二频带F2中，若电池温度值和充电放电频率Fcd为相同的值，那么由SOC的差值引起的内部电阻值R的差值比第一频带F1相对变小。

在本实施方式中，通过在升温控制前实施的放电处理，在各单元电池C1至Cn的SOC1至SOCn设置差值。因此，在升温控制期间，由于放电处理而产生的SOC1至SOCn的差值有可能导致各单元电池C1至Cn的内部电阻值R产生差值。因此，在本实施方式中，在升温控制中，将充电放电频率Fcd设定为SOC的相关性较小的第二频带F2所包含的值。此处，“SOC的相关性较小”是指当在单元电池中使SOC在5％～95％的范围变化时，内部电阻R的变化在3％以内的范围。例如，第二频带是1Hz以上的频带。

当结束步骤S20的处理后，暂时结束图8的处理。

在以上说明的本实施方式中，可以获得以下效果。

·主控制部50控制均衡电路34使高温侧电池放电，以在通过逆变器40进行升温控制前，使低温侧电池的SOC高于高温侧电池的SOC。由此，与高温侧电池相比，升温控制时的损耗量较大的低温侧电池在升温前的SOC更高，并且在升温控制结束时，低温侧电池与高温侧电池之间的SOC的差值变小。其结果是，能抑制各单元电池C1至Cn之间的SOC的偏差。

·主控制部50在升温控制期间根据第二频带F2所包含的充电放电频率Fcd，切换充电处理的实施和放电处理的实施，上述第二频带F2比第一频带F1频率高，并且由SOC的差值引起的各单元电池C1至Cn的内部电阻值R的差值比第一频带F1相对变小。因此，在升温控制时，能够抑制由于SOC的差值而导致各单元电池的内部电阻值R的差值变大，在升温结束时，能够进一步抑制各单元电池之间的SOC的偏差。

·主控制部50基于使低温侧电池升温到目标温度值Tt所需的温度差(升温必要量ΔT)，设定由均衡电路34执行的放电量DA。由此，能使各单元电池C1至Cn不会过量或不足地放电。

·主控制部50根据与各单元电池的当前温度相对应的内部电阻值R，对低温侧电池的损耗量Lo1和各高温侧电池的损耗量Lo2进行预测，并根据预测出的各损耗量Lo1、Lo2设定放电处理的放电量DA。由此，能设定与低温侧电池和高温侧电池的温度相对应的放电量DA。由此，能够防止使各单元电池C1至Cn不必要地充电放电。

(其它实施方式)

·在上述实施方式中，在对于电池模块20的升温控制前，通过对高温侧电池实施放电处理，使低温侧电池的SOC比高温侧电池的SOC大。本发明的技术不限定于此。也可以是，在对于电池模块20的升温控制前，通过对低温侧电池实施充电处理，使低温侧电池的SOC比高温侧电池的SOC大。在这种情况下，监视装置30包括分别使单元电池C1至Cn充电的充电部。此外，在图8的步骤S18中，代替对于高温侧电池的放电量DA的计算，主控制部50只要使用低温侧电池的预测充电率PS1和高温侧电池的预测充电率PS2来计算对于低温侧电池的充电量即可。

·也可以是，主控制部50将构成电池模块20的多个单元电池C1至Cn中的与端板21、22相邻的两个单元电池确定为低温侧电池。在这种情况下，在图8的步骤S12中，主控制器50只要使用与端板21、22相邻的两个单元电池的电池温度值中温度较低的一方的值作为最低温度值Tmin即可。

·在上述实施方式中，设为构成电池模块20的各单元电池C1至Cn串联地配置于一对端板21、22之间的结构。本发明的技术不限定于此。各单元电池C1至Cn也可以不串联地配置于一对端板21、22之间。在这种情况下，主控制部50也将多个单元电池C1至Cn中的最低的电池温度值的单元电池设为低温侧电池。因此，能起到与第一实施方式相同的效果。

·在上述实施方式中，将以上的式(1)的目标温度值Tt和温度判断值THt设为相同的值，本发明的技术不限定于此。目标温度值Tt也可以设为比温度判断值THt大的值。

·实施升温控制的电路只要是能使电流流过各单元电池C1至Cn的电路即可。因此，不限定于逆变器，也可以是例如双向式的DCDC转换器。在这种情况下，DCDC转换器包括电容器。此外，以规定周期交替实施升压控制和降压控制，上述升压控制使电池模块20的端子间电压升压并输出到电容器，上述降压控制使电容器的端子间电压降压并输出到电池模块20。由此，使电能在电池模块20与电容器12之间互相移动。

·本发明所记载的控制部和该控制部的方法也可以通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供，上述处理器执行由计算机程序具体化的一个至多个功能。或者，也可以是，本发明所记载的控制部和该控制部的方法通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器而提供，上述处理器使用了一个以上的专用硬件(逻辑电路)。或者，也可以是，本发明所记载的控制部和该控制部的方法通过一个以上的专用计算机来实现，该专用计算机由第一处理器和存储器以及第二处理器的组合构成，上述第一处理器执行由计算机程序具体化的一个至多个功能，上述第二处理器使用了一个以上的专用硬件(逻辑电路)。此外，计算机程序也可以被存储于计算机可读的非过渡有形存储介质，作为由计算机执行的指令。

Claims (9)

1.一种电池模块的升温装置，

包括升温部，该升温部与串联连接多个单元电池而构成的电池模块连接，并且通过使电流流过所述电池模块的各单元电池而使所述电池模块升温，

当所述电池模块的温度低于规定温度时，利用所述升温部使所述电池模块升温，

所述电池模块的升温装置包括：

充电放电部，在由所述升温部进行升温前，所述充电放电部使所述单元电池充电放电；以及

设定部，该设定部设定所述充电放电部的充电放电量，从而当将多个所述单元电池中的温度最低的电池设为低温侧电池，将除所述低温侧电池之外的电池设为高温侧电池时，在由所述升温部进行升温前，使所述低温侧电池的SOC比所述高温侧电池的SOC高。

2.如权利要求1所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

包括蓄电部，该蓄电部与所述电池模块并联连接，

所述升温部通过以规定周期互相切换放电处理的实施和充电处理的实施，使电流流过各所述单元电池，所述放电处理使所述电池模块的电能向所述蓄电部移动，所述充电处理使所述蓄电部的电能向所述电池模块移动，

在所述单元电池中使SOC在5％～95％的范围变化时，将所述单元电池的内部电阻的变化收敛在3％以内的频带设为第二频带，

在所述单元电池中使SOC在5％～95％的范围变化时，将所述单元电池的内部电阻的变化超过3％的频带且比所述第二频带靠近低频侧的频带设为第一频带，

所述升温部以所述第二频带所包含的频率互相切换所述充电处理的实施和所述放电处理的实施。

3.如权利要求1或2所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述升温部使电流流过各所述单元电池，以使所述低温侧电池从当前的温度升温到目标温度，

所述设定部基于所述低温侧电池的当前的温度与所述目标温度的温度差，设定所述充电放电部的所述充电放电量。

4.如权利要求3所述的电池模块的升温装置，其特征在于，包括：

温度检测部，该温度检测部检测各所述单元电池的温度；以及

电阻值计算部，该电阻值计算部基于检测到的各所述单元电池的温度值，计算所述低温侧电池和所述高温侧电池的各内部电阻值，

所述设定部基于所述低温侧电池的当前的温度与所述目标温度的温度差以及计算出的所述低温侧电池的内部电阻值，对由所述升温部使所述低温侧电池升温时的所述低温侧电池的损耗量进行计算，

对于各所述高温侧电池，所述设定部基于所述低温侧电池的当前的温度与所述目标温度的温度差以及计算出的所述高温侧电池的内部电阻值，对由所述升温部使所述高温侧电池升温时的所述高温侧电池的损耗量进行计算，

所述设定部基于计算出的所述低温侧电池和所述高温侧电池的各损耗量来设定所述充电放电部的所述充电放电量。

5.如权利要求1或2所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述充电放电部实施使各所述单元电池放电的放电处理，

所述设定部设定所述充电放电部的放电量，以使由所述升温部进行升温前的所述低温侧电池的SOC比所述高温侧电池的SOC高。

6.如权利要求1或2所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述充电放电部实施使各所述单元电池充电的充电处理，

所述设定部设定所述充电放电部的充电量，以使由所述升温部进行升温前的所述低温侧电池的SOC比所述高温侧电池的SOC高。

7.如权利要求5所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述充电放电部实施使所述高温侧电池放电的所述放电处理，

所述设定部对由所述充电放电部执行的对于所述高温侧电池的所述放电量进行设定。

8.如权利要求6所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述充电放电部实施使所述低温侧电池充电的所述充电处理，

所述设定部对由所述充电放电部执行的对于所述低温侧电池的所述充电量进行设定。

9.如权利要求2所述的电池模块的升温装置，其特征在于，

所述升温部以所述第二频带所包含的频率互相切换所述充电处理的实施和所述放电处理的实施，所述第二频带与所述第一频带相比，由在通过所述升温部进行升温前实施的所述放电处理或者所述充电处理产生的各所述单元电池的SOC的差引起的各所述单元电池的内部电阻值的差值更小。