DE102018221292A1 - Steuervorrichtung und Batteriesystem - Google Patents

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Abstract

Eine Steuervorrichtung (15) ist konfiguriert, eine Festkörperbatterie (11) zu steuern, wobei die Festkörperbatterie einen laminierten Körper umfasst, in dem eine Kathode (111), eine Anode (112) und eine Festelektrolytschicht (113) laminiert sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, einen Steuervorgang zum Steuern einer Temperaturverteilung der Festkörperbatterie in einer Ebene, die sich mit einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, auszuführen, so dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert (RC) eines ersten Teils (11C) der Festkörperbatterie und dem Widerstandswert (RE) eines zweiten Teils (11E) der Festkörperbatterie kleiner ist als die Differenz in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet einer Steuervorrichtung, die konfiguriert ist zum Steuern einer Festkörperbatterie, und auf ein Batteriesystem mit einer derartigen Steuervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Eine Festkörperbatterie (All-Solid-State-Batterie) mit einer Festelektrolytschicht ist bekannt. Beispielsweise offenbart die Patentliteratur 1 eine Festkörperbatterie mit einem laminierten Körper in dem eine Kathode, eine Anode und eine Festelektrolytschicht laminiert sind, wobei ein Beschränkungselement auf die Festkörperbatterie in einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers Druck ausübt.
  • Liste der zitierten Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Offenlegung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung JP 2016 - 018 704 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Es besteht die Möglichkeit, dass der von dem Beschränkungselement auf die Festkörperbatterie ausgeübte Druck, in einer Ebene, die sich mit der Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, variiert. Wenn sich beispielsweise die Anode und dergleichen aufgrund eines Ladens oder Entladens der Festkörperbatterie ausdehnt oder zusammenzieht, besteht die Möglichkeit, dass der auf einen ersten Teil der Festkörperbatterie ausgeübte Druck größer ist als der auf einem zweiten Teil der Festkörperbatterie ausgeübte Druck. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass aufgrund eines Kriechens (nämlich einer Verformung) des Beschränkungselements der auf den ersten Teil der Festkörperbatterie ausgeübte Druck größer ist als der auf den zweiten Teil der Festkörperbatterie ausgeübte Druck.
  • Wenn der auf den ersten Teil ausgeübte Druck größer ist als der auf den zweiten Teil ausgeübte Druck, ist aufgrund der Eigenschaften der Festkörperbatterie der Widerstandswert des ersten Teils geringer als der Widerstandswert des zweiten Teils. Wenn in diesem Fall die Festkörperbatterie geladen oder entladen wird, ist der im ersten Teil fließende elektrische Strom größer als der im zweiten Teil fließende elektrische Strom. Dies führt zu dem technischen Problem, dass ein lokales (partielles) Überladen und/oder übermäßiges Entladen der Festkörperbatterie stattfindet und somit die Festkörperbatterie sich verschlechtern kann.
  • Das oben beschriebene technische Problem ist ein Beispiel für das durch die vorliegende Erfindung zu lösende technische Problem. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beispielsweise eine Steuervorrichtung bereitzustellen, die konfiguriert ist zum Steuern einer Festkörperbatterie mit einem laminierten Körper, in dem eine Kathode, eine Anode und eine Festelektrolytschicht laminiert sind, und eine Ungleichmäßigkeit (mit anderen Worten eine Variation oder Variabilität) eines Widerstandswerts der Festkörperbatterie in einer Ebene, die sich mit einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, zu verhindern. Es ist zudem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beispielsweise ein Batteriesystem mit einer derartigen Steuervorrichtung bereitzustellen.
  • Lösung des Problems
  • Ein Aspekt einer Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, eine Festkörperbatterie zu steuern, wobei die Festkörperbatterie einen laminierten Körper aufweist, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert, einen Steuervorgang zum Steuern einer Temperaturverteilung der Festkörperbatterie in einer Ebene, die sich mit einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, so auszuführen, dass in der Ebene die Differenz zwischen einem Widerstandswert eines ersten Teils der Festkörperbatterie und einem Widerstandswert eines zweiten Teils der Festkörperbatterie, der vom ersten Teil verschieden ist, geringer ist als die Differenz in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  • Ein Aspekt eines Batteriesystems der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt mit: einer Festkörperbatterie mit einem laminierten Körper, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind, und dem oben beschriebenen einen Aspekt der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugs in einer vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 2 zeigt eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die eine Querschnittsfläche bzw. eine obere Oberfläche einer Festkörperbatterie des Fahrzeugs darstellen.
    • 3A ist eine Grafik, die eine Verteilung in einer XY-Ebene von jedem von einem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, einem Widerstandswert der Festkörperbatterie und einer Menge an in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht, wenn ein Beschränkungselement einen gleichmäßigen Druck auf die Festkörperbatterie ausübt, und 3B ist eine Grafik, die eine Verteilung in der XY-Ebene von jedem von dem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, des Widerstandswerts der Festkörperbatterie und der Menge des in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht, wenn das Beschränkungselement einen ungleichmäßigen Druck auf die Festkörperbatterie ausübt,
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Temperatursteuervorgangs veranschaulicht.
    • 5 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen dem Druck, der von dem Beschränkungselement auf einen bestimmten Teil der Festkörperbatterie ausgeübt wird, und dem Widerstandswert dieses bestimmten Teils darstellt.
    • 6 ist eine Grafik, die ein Verfahren zum Berechnen eines Aktivierungsenergiefaktors veranschaulicht, der von einer Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung ausgeführt wird.
    • 7A ist eine Grafik, die eine Situation, in der der Widerstandswert eines Mittelteils der Festkörperbatterie gleich dem Widerstandswert eines Randteils der Festkörperbatterie ist, in einem planaren Koordinatensystem veranschaulicht, in dem die horizontale Achse eine inverse Zahl der Temperatur darstellt und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmus des Widerstandswerts darstellt, und 7B ist eine Grafik, die die Situation, in der der Widerstandswert des Mittelteils der Festkörperbatterie von dem Widerstandswert des Randteils der Festkörperbatterie verschieden ist, in einem planaren Koordinatensystem veranschaulicht, in dem die horizontale Achse die inverse Zahl der Temperatur darstellt und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmus des Widerstandswerts darstellt.
    • 8 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einem Warmflag, das angibt, ob die Festkörperbatterie erwärmt werden soll, dem Aktivierungsenergiefaktor der Festkörperbatterie und einem SOC (Ladezustand - „State of Charge“) der Festkörperbatterie veranschaulicht.
    • 9 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen dem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie und dem SOC der Festkörperbatterie veranschaulicht.
    • 10 ist eine Grafik, die eine Verteilung in der XY-Ebene von jedem von einem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie vor einem Erwärmen, der Menge des vor dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms, einem Erwärmungszustand, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie nach dem Erwärmen und der Menge des nach dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht.
    • 11 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugs in einem ersten modifizierten Beispiel darstellt.
    • 12 ist eine Grafik, die eine Verteilung in der XY-Ebene von jedem von dem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie vor einem Kühlen, der Menge des vor dem Kühlen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms, einem Kühlungszustand, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie nach dem Kühlen und der Menge des nach dem Kühlen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht.
    • 13A ist eine Grafik, die das Warmflag darstellt, das mit zunehmendem Aktivierungsenergiefaktor der Festkörperbatterie kleiner wird, und 13B ist eine Grafik, die das Warmflag darstellt, das mit zunehmendem SOC der Festkörperbatterie kleiner wird.
    • 14 ist eine Grafik, die eine Verteilung in der XY-Ebene von jedem von dem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie vor dem Erwärmen, der Menge des vor dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms, einer Wärmemenge, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie nach dem Erwärmen und der Menge des nach dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht.
    • 15 ist eine Grafik, die eine Verteilung in der XY-Ebene von jedem von dem auf die Festkörperbatterie ausgeübten Druck, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie vor dem Erwärmen, der Menge des vor dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms, einem Erwärmungszustand, dem Widerstandswert der Festkörperbatterie nach dem Erwärmen und der Menge des nach dem Erwärmen in der Festkörperbatterie fließenden elektrischen Stroms veranschaulicht.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Steuervorrichtung und des Batteriesystems der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein Fahrzeug 1 beschrieben, an das eine Ausführungsform der Steuervorrichtung und des Batteriesystems der vorliegenden Erfindung angepasst ist.
  • Struktur des Fahrzeugs 1
  • Zunächst wird mit Bezug auf 1 und 2 die Struktur des Fahrzeugs 1 in der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur des Fahrzeugs 1 in der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 2 umfasst eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die eine Querschnittsfläche bzw. eine obere Oberfläche einer Festkörperbatterie 11 des Fahrzeugs 1 darstellen.
  • Wie in 1 dargestellt, wird das Fahrzeug 1 bereitgestellt mit: der Festkörperbatterie 11, einem Wechselrichter bzw. Inverter 12, einem Motorgenerator 13, einer Heizung 14, die ein Beispiel einer „Erwärmungsvorrichtung“ in einer unten beschriebenen zusätzlichen Angabe ist, einem Temperatursensor 14T, einem Drucksensor 14P und einer ECU (elektronische Steuereinheit) 15, die ein Beispiel einer „Steuervorrichtung“ in der unten beschriebenen zusätzlichen Angabe ist.
  • Die Festkörperbatterie 11 ist eine Sekundärbatterie, in der der Elektrolyt ein Feststoff ist. Die Festkörperbatterie 11 wird mit einer Zelle C bereitgestellt, in der eine Kathode 111, eine Anode 112 und eine zwischen der Kathode 111 und der Anode 112 angeordnete Festelektrolytschicht 113 in einer Z-Achsenrichtung laminiert (das heißt, geschichtet) sind, wie in der oberen Querschnittsansicht in 2 dargestellt. Die Festkörperbatterie 11 kann mit einer einzelnen Zelle C bereitgestellt sein. Die Festkörperbatterie 11 kann als Stapel mit einer Vielzahl von Zellen C bereitgestellt sein. Die Kathode 111, die Anode 112 und die Festelektrolytschicht 113 sind jeweils ein Feststoff. Es sei angemerkt, dass auf eine ausführliche Beschreibung eines Materials (mit anderen Worten, einer Substanz) für jede von der Kathode 111, der Anode 112 und der Festelektrolytschicht 113 verzichtet wird, da als das Material für jede von der Kathode 111, der Anode 112 und der Festelektrolytschicht 113 ein existierendes Material (beispielsweise ein in der Patentliteratur 1 offenbartes Material) verwendet werden kann.
  • Ein Beschränkungselement 114 übt einen Druck auf die Festkörperbatterie 11 in einer Laminierungsrichtung (das heißt, einer Richtung, entlang der Richtung in der die Kathode 111, die Anode 112 und die Festelektrolytschicht 113 laminiert sind, und der Z-Achsenrichtung) der Zelle C aus. Das Beschränkungselement 114 ist nämlich so konfiguriert, dass es die Festkörperbatterie 11 beschränkt. Wie in der oberen Querschnittsansicht in 2 dargestellt, umfasst das Beschränkungselement 114 im Speziellen eine Beschränkungsplatte 114a und eine Beschränkungsplatte 114b. Die Beschränkungsplatte 114a trägt die Zelle C auf der Seite der Kathode 111. Die Beschränkungsplatte 114a übt den Druck auf die Kathode 111 so aus, dass die Kathode 111 in die Festelektrolytschicht 113 gedrückt wird. Die Beschränkungsplatte 114b trägt die Zelle C auf der Seite der Anode 112. Die Beschränkungsplatte 114b übt den Druck auf die Anode 112 so aus, dass die Anode 112 in die Festelektrolytschicht 113 gedrückt wird. Es ist zu beachten, dass wenn die Festkörperbatterie 11 mit einer Vielzahl von Zellen C bereitgestellt wird, das Beschränkungselement 114 den Druck vorzugsweise auf den Stapel ausübt, der die Vielzahl von Zellen C umfasst.
  • In 1 ist der Wechselrichter 12 wiederum so konfiguriert, dass er von der Festkörperbatterie 11 ausgegebenen elektrischen Gleichstrom in elektrischen Wechselstrom umwandelt und den elektrischen Wechselstrom an den Motorgenerator 13 abgibt, wenn sich das Fahrzeug 1 in einem Stromfahrbetrieb befindet. Der Wechselrichter 12 ist so konfiguriert, dass er den bei einer Regeneration durch den Motorgenerator 13 erzeugten elektrischen Wechselstrom in elektrischen Gleichstrom umwandelt und den elektrischen Gleichstrom an die Festkörperbatterie 11 abgibt, wenn sich das Fahrzeug 1 in einem Regenerationsbetrieb befindet.
  • Der Motorgenerator 13 ist so konfiguriert, dass, wenn sich das Fahrzeug 1 im Stromfahrbetrieb befindet, er als ein Motor zum Abgeben einer Antriebskraft fungiert, die erforderlich ist, damit sich das Fahrzeug 1 fortbewegt (mit anderen Worten, sich bewegt), indem es mit der elektrischen Energie betrieben wird, die von der Festkörperbatterie 11 über den Wechselrichter 12 zugeführt wird. Der Motorgenerator 13 ist so konfiguriert, dass er als Generator zum Laden der Festkörperbatterie 11 fungiert, wenn sich das Fahrzeug 1 im Regenerationsbetrieb befindet.
  • Die Heizung 14 ist eine Erwärmungsvorrichtung, die konfiguriert ist, unter der Steuerung der ECU 15 einen Teil oder die Gesamtheit der Festkörperbatterie 11 zu erwärmen. Die Heizung 14 ist so angeordnet, dass sie nahe an oder in Kontakt mit einer Außenfläche von mindestens einem von der Festkörperbatterie 11 und dem Beschränkungselement 114 ist, wie in 2 dargestellt.
  • Der Temperatursensor 14T ist eine Erfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, eine Temperatur T eines bestimmten Teils der Festkörperbatterie 11 zu erfassen. Das Fahrzeug 1 ist mit mindestens zwei Temperatursensoren 14T versehen, die sich an verschiedenen Positionen in einer Ebene (nämlich einer XY-Ebene), die sich mit der Laminierungsrichtung der Zelle C schneidet, befinden. Die vorliegende Ausführungsform wird unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem das Fahrzeug 1 versehen ist mit einem Temperatursensor 14TC, der zum Erfassen einer Temperatur TC eines Mittelteils 11C der Festkörperbatterie 11 konfiguriert ist, und einem Temperatursensor 14TE, der zum Erfassen einer Temperatur TE eines Randteils 11E der Festkörperbatterie 11 konfiguriert ist, wie in einer unteren planaren Ansicht in 2 dargestellt. Der Mittelteil 11C ist ein Teil, der sich innerhalb des Randteils 11E in der XY-Ebene befindet, wie in der unteren planaren Ansicht in 2 dargestellt. Demgegenüber ist der Randteil 11E ein Teil, der sich außerhalb des Mittelteils 11C in der XY-Ebene befindet. Es ist bevorzugt, dass der Randteil 11E ein Teil ist, der einen Außenrand (mit anderen Worten einen Außenumfang) der Festkörperbatterie 11 in der XY-Ebene umfasst oder sich in dessen Nähe befindet. Mindestens einer der Temperatursensoren 14TC und 14TE kann zwischen der Beschränkungsplatte 114a und der Kathode 111 angeordnet sein, kann zwischen der Beschränkungsplatte 114b und der Anode 112 angeordnet sein oder kann sich an einer anderen Stelle befinden.
  • Der Drucksensor 14P ist eine Erfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Druck P zu erfassen, der von dem Beschränkungselement 114 auf einen bestimmten Teil der Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird. Das Fahrzeug 1 ist mit mindestens zwei Drucksensoren 14P versehen, die sich an verschiedenen Positionen in der XY-Ebene befinden. Die vorliegende Ausführungsform wird unter Verwendung eines Beispiels beschrieben, bei dem das Fahrzeug 1 versehen ist mit einem Drucksensor 14PC, der konfiguriert ist, einen Druck PC zu erfassen, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Mittelteil 11C der Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird, und einem Drucksensor 14PE, der konfiguriert ist, einen Druck PE zu erfassen, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Randteil 11E der Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird, wie in der unteren planaren Ansicht in 2 dargestellt. Mindestens einer der Drucksensoren 14PC und 14PE kann zwischen der Beschränkungsplatte 114a und der Kathode 111 angeordnet sein, kann zwischen der Beschränkungsplatte 114b und der Anode 112 angeordnet sein oder kann an einer anderen Position angeordnet sein. Es ist bevorzugt, dass der Drucksensor 14PC in der Nähe des Temperatursensors 14TC angeordnet ist. Es ist bevorzugt, dass der Drucksensor 14PE in der Nähe des Temperatursensors 14TE angeordnet ist.
  • Die ECU 15 ist konfiguriert, den gesamten Betrieb des Fahrzeugs 1 zu steuern. Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform ist die ECU 15 konfiguriert, einen Temperatursteuervorgang auszuführen, um unter Verwendung der Heizung 14 eine Temperaturverteilung der Festkörperbatterie 11 in einer Ebene, die die Laminierungsrichtung der Zelle C (die XY-Ebene in einem in 2 dargestellten Beispiel und die Ebene, die die Laminierungsrichtung der Zelle C schneidet, wird als die „XY-Ebene“ bezeichnet) schneidet, basierend auf einem Erfassungsergebnis von jedem der Temperatursensoren 14T und der Drucksensoren 14P zu steuern. In der unten beschriebenen Beschreibung ist die ECU 15 konfiguriert, den Temperatursteuervorgang zum Erwärmen des Randteils 11E so auszuführen, dass die Differenz zwischen einem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C der Festkörperbatterie 11 und einem Widerstandswert RE des Randteils 11E der Festkörperbatterie 11 kleiner ist als die Differenz in dem Fall, in dem der Temperatursteuervorgang nicht ausgeführt wird. Um den Temperatursteuervorgang auszuführen, wird die ECU 15 bereitgestellt mit, als Verarbeitungsblöcke, die in der ECU 15 logisch realisiert sind, einer Widerstandsberechnungseinrichtung 151, einer Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152, einer Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 und einer Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154. Es sei angemerkt, dass der Betrieb von jeder der Widerstandsberechnungseinrichtung 151, der Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152, der Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 und der Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 später ausführlich beschrieben wird, wenn der Temperatursteuervorgang beschrieben wird, und daher wird hier auf die Beschreibung des Betriebs verzichtet.
  • Temperatursteuervorgang der ECU 15
  • Als nächstes wird der Reihe nach der von der ECU 15 ausgeführte Temperatursteuervorgang beschrieben.
  • Technischer Grund, weswegen der Temperatursteuervorgang ausgeführt wird
  • Zunächst wird mit Bezug auf 3A und 3B ein technischer Grund beschrieben, weswegen der Temperatursteuervorgang ausgeführt wird. Wie oben beschrieben, beschränkt das Beschränkungselement 114 die Festkörperbatterie 11, so dass das Beschränkungselement 114 den Druck auf die Festkörperbatterie 11 in der Laminierungsrichtung der Zelle C ausübt. In diesem Fall beschränkt das Beschränkungselement 114 die Festkörperbatterie 11 normalerweise (alternativ in einem Anfangszustand) so, dass ein in der XY-Ebene gleichmäßiger Druck auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird (d.h. der auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübte Druck variiert in der XY-Ebene nicht), wie in der ersten Grafik in 3A dargestellt. Wie in der zweiten Grafik in 3A dargestellt, sind in diesem Fall die Widerstandswerte einer Vielzahl von Teilen der Festkörperbatterie 11 in der XY-Ebene gleichbleibend. Das heißt, der Widerstandswert der Festkörperbatterie 11 variiert in der XY-Ebene nicht. Wie in der dritten Grafik in 3A dargestellt, sind infolgedessen die elektrische Ströme, die in der Vielzahl an Teilen der Festkörperbatterie 11 fließen, in der XY-Ebene gleich.
  • Aufgrund eines Ladens und Entladens der Festkörperbatterie 11 dehnt sich jedoch in der Praxis die Anode 112 (in einigen Fällen auch mindestens eine von der Kathode 111 und/oder der Festelektrolytschicht 113) aus oder zieht sich zusammen. Wenn sich die Anode 112 ausdehnt oder zusammenzieht, variiert der von dem Beschränkungselement 114 auf die Anode 112 ausgeübte Druck (ferner auch der auf die Kathode 111, die im Wesentlichen mit der Anode 112 gekoppelt ist, ausgeübte Druck). Wie in der ersten Grafik in 3B dargestellt, besteht, wenn sich die Anode 112 ausdehnt oder zusammenzieht, insbesondere eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der von dem Beschränkungselement 114 auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck größer ist als der von dem Beschränkungselement 114 auf den Randteil 11E ausgeübte Druck. Der Grund ist wie folgt. Der Randteil 11E weist eine Oberfläche auf (insbesondere eine Oberfläche entlang der Z-Achsenrichtung in 2), die nicht mit dem Beschränkungselement 114 in Kontakt steht, und somit dehnt sich tatsächlich aufgrund einer Ausdehnung oder einer Kontraktion der Anode 112 ein erster Elektrodenteil, der ein Teil der Anode 112 ist und sich in der Nähe des Randteils 11E befindet, relativ leicht aus oder zieht sich relativ leicht zusammen, so dass der erste Elektrodenteil eine Kraft freigibt, die durch die Ausdehnung oder die Kontraktion der Anode 112 verursacht wird. Demgegenüber wird der Mittelteil 11C durch das Beschränkungselement 114 stärker (fester) beschränkt als der Randteil 11E und expandiert somit ein zweiter Elektrodenteil, der ein Teil der Anode 112 ist und der sich in der Nähe des Mittelteils 11C befindet, aufgrund der Expansion oder der Kontraktion der Anode 112 tatsächlich nicht so leicht oder zieht sich nicht so leicht zusammen, so dass der zweite Elektrodenteil die durch die Expansion oder Kontraktion der Anode 112 verursachte Kraft freigibt. Als Folge davon kann der Druck PE, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Randteil 11E ausgeübt wird, leichter freigegeben werden als der Druck PC, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Mittelteil 11C ausgeübt wird. Das heißt, der Druck PC, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Mittelteil 11C ausgeübt wird, wird zwischen dem Beschränkungselement 114 und dem Mittelteil 11C viel leichter als eine Druckkraft akkumuliert als der Druck PE, der von dem Beschränkungselement 114 auf den Randteil 11E ausgeübt wird. Wie in der zweiten Grafik in 3B dargestellt, ist in diesem Fall in der XY-Ebene der Widerstandswert RC des Mittelteils 11C kleiner als der Widerstandswert RE des Randteils 11E. Wie in der dritten Grafik in 3B dargestellt, ist infolgedessen in der XY-Ebene der in dem Mittelteil 11C fließende elektrische Strom größer als der in dem Randteil 11E fließende elektrische Strom. Das heißt, die Festkörperbatterie 11 umfasst einen Teil, in dem lokal ein großer elektrischer Strom fließt. In diesem Fall wird der Mittelteil 11C leichter als der Randteil 11E überladen und/oder übermäßig entladen. Dies führt zu dem technischen Problem, dass sich die Festkörperbatterie 11 relativ leicht verschlechtert.
  • Dieses technische Problem resultiert daraus, dass der auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck PC verschieden ist von dem auf den Randteil 11E ausgeübten Druck PE. Somit wird ein Verfahren zum Verhindern, dass der auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck PC von dem auf den Randteil 11E ausgeübten Druck PE verschieden ist, als eine Lösung zum Lösen des technischen Problems angesehen. Um zu verhindern, dass der auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck PC von dem auf den Randteil 11E ausgeübten Druck PE verschieden ist, ist jedoch ein relativ hochbelastbar (mit anderen Worten robust) aufgebautes Beschränkungselement 114, das einen gleichmäßigen Druck auf die Zelle C ausüben kann, notwendig. Somit steigen die Kosten, das Gewicht und die Größe des Beschränkungselements 114.
  • Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie 11 so gesteuert, dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C und dem Widerstandswert RE des Randteils 11E, die dadurch verursacht wird, dass der auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck PC verschieden ist von dem auf den Randteil 11E ausgeübten Druck PE, verringert wird, während zugelassen wird, dass der auf den Mittelteil 11C ausgeübte Druck PC verschieden ist von dem auf den Randteil 11E ausgeübten Druck PE. Im Speziellen ist, wenn die Temperatur TE des Randteils 11E der Festkörperbatterie 11 ansteigt, der Widerstandswert RE des Randteils 11E, nachdem die Temperatur TE des Randteils 11E angestiegen ist, geringer als der Widerstandswert RE bevor die Temperatur TE des Randteils 11E ansteigt. Wenn demgegenüber die Temperatur TE des Randteils 11E abnimmt, ist der Widerstandswert RE des Randteils 11E, nachdem die Temperatur TE des Randteils 11E abgenommen hat, größer als der Widerstandswert RE bevor die Temperatur TE des Randteils 11E abnimmt. Somit ist die ECU 15 in der Lage, die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C und dem Widerstandswert RE des Randteils 11E durch Ausführen des Temperatursteuervorgangs zu verringern. Im Speziellen ist die ECU 15 in der Lage, die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C und dem Widerstandswert RE des Randteils 11E zu verringern, indem der Temperatursteuervorgang zum Steuern der Temperaturverteilung der Festkörperbatterie 11 so ausgeführt wird, dass die Temperatur TC des Mittelteils 11C von der Temperatur TE des Randteils 11E verschieden ist. Das heißt, in einer Situation, in der der Widerstandswert RC des Mittelteils 11C von dem Widerstandswert RE des Randteils 11E in großem Maße verschieden ist, dadurch, dass der Druck PC vom Druck PE verschieden ist, wenn die Temperatur TC des Mittelteils 11C gleich der Temperatur TE des Randteils 11E gehalten wird, führt die ECU 15 den Temperatursteuervorgang aus, um die Temperatur TC des Mittelteils 11C von der Temperatur TE des Randteils 11E verschieden zu machen, so dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C und dem Widerstandswert RE des Randteils 11E verringert wird. In diesem Fall ist ein relativ hochbelastbar aufgebautes Beschränkungselement 114 nicht unbedingt erforderlich und kann somit das oben beschriebene technische Problem mittels eines relativ einfachen Aufbaus gelöst werden.
  • Spezifischer Ablauf des Temperatursteuervorgangs
  • Als Nächstes wird unter Bezug auf 4 ein spezieller Ablauf des Temperatursteuervorgangs beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Temperatursteuervorgangs veranschaulicht.
  • Wie in 4 dargestellt, berechnet die Widerstandsberechnungseinrichtung 151 den Widerstandswert RC des Mittelteils 11C und den Widerstandswert RE des Randteils 11E auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse der Drucksensoren 14PC und 14PE (das heißt, des auf den Mittelteil 11C ausgeübten Drucks PC und des auf den Randteil 11E ausgeübten Drucks PE) (Schritt S11). Im Speziellen besteht, wie in 5 dargestellt, zwischen dem Druck P, der von dem Beschränkungselement 114 auf einen bestimmten Teil der Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird, und dem Widerstandswert R dieses bestimmten Teils eine Korrelation, derart, dass der Widerstandswert R mit weiter zunehmendem Druck P weiter abnimmt. Somit berechnet die Widerstandsberechnungseinrichtung 151 die Widerstandswerte RC und RE aus den Drücken PC bzw. PE auf der Grundlage einer Information (beispielsweise eines Kennfeldes), die die Korrelation zwischen dem Druck P und dem Widerstandswert R darstellt, wie in 5 veranschaulicht.
  • Dann berechnet die Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152 einen Faktor k, der proportional zu einer inversen Zahl einer Aktivierungsenergie der Festkörperbatterie 11 ist, auf der Grundlage der im Schritt S11 berechneten Widerstandswerte RC und RE und des Erfassungsergebnisses der Temperatursensoren 14TC und 14TE (das heißt, der Temperatur TC des Mittelteils 11C und der Temperatur TE des Randteils 11E) (Schritt S12). Im Folgenden wird dieser Faktor als „Aktivierungsenergiefaktor“ bezeichnet. Im Speziellen zeichnet, wie in 6 dargestellt, die Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152 in einem planaren Koordinatensystem, in dem die horizontale Achse eine inverse Zahl der Temperatur T und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmus des Widerstandswerts R darstellen, einen Punkt ein, der dem Widerstandswert RC und der Temperatur TC des Mittelteils 11C entspricht, und zeichnet einen Punkt ein, der dem Widerstandswert RE und der Temperatur TE des Randteils 11E entspricht. Diese graphische Darstellung stellt einen sogenannten Arrheniusplot (Arrheniusgraph) dar. Dann berechnet die Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152 als den Aktivierungsenergiefaktor k eine inverse Zahl der Steigung einer Linie, die durch Interpolieren der eingezeichneten Punkte erhalten wird. Als Verfahren zum Interpolieren der aufgezeichneten Punkte kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist beispielsweise ein Lagrange-Interpolationspolynom. Wenn der Aktivierungsenergiefaktor k unter Verwendung des Lagrange-Interpolationspolynoms berechnet wird, kann die Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung 152 den Aktivierungsenergiefaktor k unter Verwendung des mathematischen Ausdrucks „k = (1/TE - 1/TC) / (In(RE) - In(RC))“ berechnen.
  • Der Aktivierungsenergiefaktor k wird kleiner, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC größer wird. Andererseits wird der Aktivierungsenergiefaktor k größer, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC kleiner wird. Daher ist das Verfahren zum Berechnen des Aktivierungsenergiefaktors k im Wesentlichen äquivalent zu dem Verfahren zum Bestimmen, wie groß die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC ist.
  • Parallel zu dem Verfahren zum Berechnen des Aktivierungsenergiefaktors k in Schritt S12 berechnet die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 eine temporäre Erwärmungsmenge Qtarget auf der Grundlage des Drucks PC, des Drucks PE, der Temperatur TC und der Temperatur TE (Schritt S13). Die temporäre Erwärmungsmenge Qtarget stellt einen temporären Zielwert einer Wärmemenge dar, die durch das Erwärmen der Heizung 14 auf die gesamte Festkörperbatterie 11 (insbesondere deren Randteil 11E) ausgeübt (mit anderen Worten übertragen) werden sollte.
  • Insbesondere, wenn der Widerstandswert RC gleich dem Widerstandswert RE ist, ist der dem Widerstandswert RC und der Temperatur TC entsprechende Punkt derselbe wie der dem Widerstandswert RE und der Temperatur TE entsprechende Punkt auf dem wie in 7A dargestellten planaren Koordinatensystem, in dem die horizontale Achse die inverse Zahl der Temperatur T darstellt und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmuswert des Widerstandswerts R darstellt. In diesem Fall muss die Festkörperbatterie 11 nicht notwendigerweise erwärmt werden. Wenn demgegenüber, wie in 7B dargestellt, der Widerstandswert RC von dem Widerstandswert RE verschieden ist, ist der dem Widerstandswert RC und der Temperatur TC entsprechende Punkt entlang zumindest der vertikalen Achse des planaren Koordinatensystems, in dem die horizontale Achse die inverse Zahl der Temperatur T darstellt und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmuswert des Widerstandswerts R darstellt, von dem Punkt entfernt, der dem Widerstandswert RE und der Temperatur TE entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass 7B ein Beispiel veranschaulicht, in dem zum Zwecke einer einfachen Beschreibung die Temperatur TC gleich der Temperatur TE ist. In diesem Fall wird, wenn der Randteil 11E erwärmt wird, bis die Temperatur TE des Randteils 11E eine Zieltemperatur TE_target erreicht, der Widerstandswert RE so verringert, dass er gleich dem Widerstandswert RC ist.
  • Somit berechnet die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 zuerst die Zieltemperatur TE_target. Es wird hier ein spezifisches Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der Zieltemperatur TE_target beschrieben, wobei jedoch die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 die Zieltemperatur TE_target (alternativ die temporäre Erwärmungsmenge Qtarget) auch unter Verwendung eines anderen Verfahrens berechnen kann. Wenn die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 ein spezifisches Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der Zieltemperatur TE_target ausführt, erhält die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 einen Aktivierungsenergiefaktor k', der für die Festkörperbatterie 11 einzigartig ist. Wie bei dem oben beschriebenen Aktivierungsenergiefaktor k, ist der Aktivierungsenergiefaktor k' proportional zu der inversen Zahl der Aktivierungsenergie der Festkörperbatterie 11. Um den Aktivierungsenergiefaktor k' zu berechnen, wird zuerst der Widerstandswert R der Festkörperbatterie 11 in einem Idealzustand gemessen, während die Temperatur T der Festkörperbatterie 11 in dem Idealzustand variiert wird. Die Festkörperbatterie 11 in dem Idealzustand ist die Festkörperbatterie 11, bei der der Druck PC gleich dem Druck PE ist (das heißt, in der XY-Ebene wird ein gleichmäßiger Druck ausgeübt). Dann wird die Beziehung zwischen dem gemessenen Widerstandswert R und der Temperatur T in einem planaren Koordinatensystem eingezeichnet, in dem die horizontale Achse die inverse Zahl der Temperatur T darstellt und die vertikale Achse den natürlichen Logarithmuswert des Widerstandswertes R darstellt. Dann wird als der Aktivierungsenergiefaktor k' eine inverse Zahl der Steigung einer Linie, die durch Interpolieren der eingezeichneten Punkte erhalten wird, berechnet. Der berechnete Aktivierungsenergiefaktor k' wird in einem Speicher und dergleichen gespeichert. Bei der Berechnung der Zieltemperatur TE_target liest die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 den in dem Speicher und dergleichen gespeicherten Aktivierungsenergiefaktor k' aus. Dann berechnet die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 die Zieltemperatur TE_target unter Verwendung des mathematischen Ausdrucks „TE_target = 1000 / (1000 / TC - k' x (In(RE) - In(RC))“.
  • Dann berechnet die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 die temporäre Erwärmungsmenge Qtarget auf der Grundlage der berechneten Zieltemperatur TE_target, der tatsächlichen Temperatur TE des Randteils 11E und einer Wärmekapazität C der Festkörperbatterie 11. Im Speziellen berechnet die Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 die temporäre Erwärmungsmenge Qtarget unter Verwendung des mathematischen Ausdrucks „Qtarget = C × (TE_target - TE)“.
  • Dann berechnet die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 eine genaue Erwärmungsmenge Q auf der Grundlage des im Schritt S12 berechneten Aktivierungsenergiefaktors k, der im Schritt S13 berechneten temporären Erwärmungsmenge Qtarget und eines SOC (Ladezustands) der Festkörperbatterie 11 (Schritt S14). Die genaue Erwärmungsmenge Q stellt einen endgültigen Zielwert der Wärmemenge dar, die durch Erwärmen der Heizung 14 auf die Festkörperbatterie 11 (insbesondere deren Randteil 11E) angewendet werden sollte.
  • Im Speziellen setzt die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 ein Erwärmungsflag m, das anzeigt, ob die Festkörperbatterie 11 durch die Heizung 14 erwärmt werden soll, um die genaue Erwärmungsmenge Q zu berechnen. Wenn der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH1 ist und der SOC kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH2 ist, setzt die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m auf den Wert „1“, der anzeigt, dass die Festkörperbatterie 11 durch die Heizung 14 erwärmt werden sollte, wie in 8 veranschaulicht. Wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist und/oder der SOC größer als der Schwellenwert TH2 ist, setzt demgegenüber die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 den Erwärmungsflag m auf den Wert „0“, der anzeigt, dass die Festkörperbatterie 11 nicht durch die Heizung 14 erwärmt werden sollte. Wenn der Aktivierungsenergiefaktor k gleich dem Schwellenwert TH1 ist, kann die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 den Prozess ausführen, der ausgeführt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist, oder kann den Prozess ausführen, der ausgeführt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner als der Schwellenwert TH1 ist. Wenn der SOC gleich dem Schwellenwert TH2 ist, kann die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 den Prozess ausführen, der ausgeführt wird, wenn der SOC größer als der Schwellenwert TH2 ist, oder kann den Prozess ausführen, der ausgeführt wird, wenn der SOC kleiner als der Schwellenwert Wert TH2 ist.
  • Der Grund, warum die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist, ist wie folgt. Zum einen wird, wie oben beschrieben, der Aktivierungsenergiefaktor k größer, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC und dem Widerstandswert RE kleiner wird. Das heißt, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist, sollte die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC und dem Widerstandswert RE relativ klein sein. Wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC und dem Widerstandswert RE relativ klein ist, tritt das oben beschriebene technische Problem, wie beispielsweise die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, nicht in bemerkenswertem Maße auf, verglichen mit dem Fall, in dem die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC und der Widerstandswert RE relativ groß ist. Wenn demgegenüber die Temperatur der Festkörperbatterie 11 aufgrund des Erwärmens der Festkörperbatterie 11 zu stark ansteigt, besteht die Möglichkeit, dass sich die Festkörperbatterie 11 verschlechtert. Somit bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154, dass die Festkörperbatterie 11 nicht durch die Heizung 14 erwärmt werden sollte, wenn das technische Problem, wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, nicht in bemerkenswertem Maße auftritt (das heißt, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist). Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird die Festkörperbatterie 11 durch die Heizung 14 erwärmt, wenn das technische Problem, wie beispielsweise die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, in bemerkenswertem Maße auftritt (das heißt, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner als der Schwellenwert TH1 ist).
  • Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Grundes, warum die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist, ist es bevorzugt, dass der Schwellenwert TH1 auf einen geeigneten Wert festgesetzt wird, der es ermöglicht, das die Situation, in der das technische Problem, wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, in bemerkenswertem Maße auftritt, und die Situation, in der das technische Problem, wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, nicht in bemerkenswertem Maße auftritt, auf der Grundlage des Aktivierungsenergiefaktors k voneinander unterschieden werden können (das heißt, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC).
  • Darüber hinaus ist der Grund, warum die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt wird, wenn der SOC größer als der Schwellenwert TH2 ist, wie folgt. Zum einen dehnt sich die Anode 112 (in einigen Fällen auch mindestens eine von der Kathode 111 und der Festelektrolytschicht 113) aufgrund der Eigenschaften der Festkörperbatterie 11 stärker aus, wenn der SOC größer wird. Wie in der unteren Grafik in 9 veranschaulicht, wird infolgedessen der von dem Beschränkungselement 114 auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübte Druck größer, wenn der SOC größer wird.
  • Wie in der oberen Grafik in 9 veranschaulicht, variiert demgegenüber der Widerstandswert R eines bestimmten Teils der Festkörperbatterie 11 in Reaktion auf die Variation des auf diesen bestimmten Teil ausgeübten Drucks P stärker, wenn der von dem Beschränkungselement 114 auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübte Druck P kleiner wird. Somit wird der Betrag der Variation des Widerstandswerts R des bestimmten Teils der Festkörperbatterie 11, der in Reaktion auf die Variation des auf diesen bestimmten Teil ausgeübten Drucks P variiert (mit anderen Worten eine Rate des Betrags der Variation des Widerstandswerts R bezogen auf einen Einheitsbetrag der Variation des auf diesen bestimmten Teil ausgeübten Drucks P) größer, wenn der von dem Beschränkungselement 114 auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübte Druck P kleiner wird. Demgegenüber wird der Betrag der Variation des Widerstandswerts R des bestimmten Teils der Festkörperbatterie 11, der in Reaktion auf die Variation des auf diesen bestimmten Teil ausgeübten Drucks P variiert, geringer, wenn der von dem Beschränkungselement 114 auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübte Druck P größer wird. Wenn der Betrag der Variation des Widerstandswerts R als Reaktion auf die Variation des Drucks P klein ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das oben beschriebene technische Problem, wie beispielsweise die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, in bemerkenswertem Maße auftritt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Betrag der Variation des Widerstandswerts R als Reaktion auf die Variation des Drucks P groß ist. Dies liegt daran, dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert RC und dem Widerstandswert RE, die durch die Ungleichmäßigkeit zwischen dem Druck PC und dem Druck PE verursacht wird, kleiner ist, wenn der Betrag der Variation des Widerstandswerts R in Reaktion auf die Variation des Drucks ist P gering ist, im Vergleich mit dem Fall, bei dem der Betrag der Variation des Widerstandswerts R in Reaktion auf die Variation des Drucks P groß ist. Somit bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154, dass die Festkörperbatterie 11 nicht durch die Heizung 14 erwärmt werden sollte, wenn das technische Problem wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11 nicht in bemerkenswertem Maße auftritt (das heißt, wenn der SOC größer ist der Schwellenwert TH2 als). Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird die Festkörperbatterie 11 durch die Heizung 14 erwärmt, wenn das technische Problem, wie beispielsweise die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, in bemerkenswertem Maße auftritt (das heißt, wenn der SOC kleiner als der Schwellenwert TH2 ist).
  • In Anbetracht des oben beschriebenen Grundes, weswegen die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt wird, wenn der SOC größer als der Schwellenwert TH2 ist, ist es bevorzugt, dass der Schwellenwert TH2 auf einen geeigneten Wert festgesetzt wird, der es ermöglicht, dass die Situation, in der das technische Problem, wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, in bemerkenswertem Maße auftritt, und die Situation, in der das technische Problem, wie die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, nicht in bemerkenswertem Maße auftritt, auf der Grundlage des SOC voneinander unterschieden werden können.
  • Dann setzt die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 die genaue Erwärmungsmenge Q auf einen Wert, der durch Multiplizieren der in Schritt S13 berechneten temporären Erwärmungsmenge Qtarget mit dem Erwärmungsflag m erhalten wird. Wenn das Erwärmungsflag m gleich 1 ist, ist daher die genaue Erwärmungsmenge Q gleich der temporären Erwärmungsmenge Qtarget. Wenn demgegenüber das Erwärmungsflag m gleich 0 ist, ist die genaue Erwärmungsmenge Q gleich 0.
  • Dann steuert die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 die Heizung 14 derart, dass die Wärme, die der im Schritt S14 berechneten genauen Erwärmungsmenge Q entspricht, auf den Randteil 11E ausgeübt wird (Schritt S15). Infolgedessen wird der Randteil 11E erwärmt (mit anderen Worten, beheizt), bis die Temperatur TE des Randteils 11E die Zieltemperatur TE_target erreicht. Aufgrund der Erwärmung des Randteils 11E nimmt daher der Widerstandswert RE ab und wird somit die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE des Randteils 11E und dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C verringert (wird vorzugsweise auf null verringert).
  • Technischer Effekt
  • Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform der Randteil 11E so erwärmt, dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE des Randteils 11E und dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C verringert wird. Insbesondere wenn die Möglichkeit besteht, dass ein übermäßig großer elektrischer Strom in dem Mittelteil 11C fließt, weil der Widerstandswert RE des Randteils 11E in großem Maße von dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C verschieden ist, wie in den zweiten und dritten Grafiken in 10 veranschaulicht, wird der Randteil 11E partiell erwärmt, wie in der vierten Grafik in 10 veranschaulicht. In diesem Fall ist typischerweise die Temperatur TE des Randteils 11E höher als die Temperatur TC des Mittelteils 11C. Wie in der fünften Grafik in 10 veranschaulicht, ist infolgedessen die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE des Randteils 11E und dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C geringer als die Differenz vor einem Erwärmen des Randteils 11E. Das heißt, die ECU 15 in der vorliegenden Ausführungsform ist in der Lage, eine Ungleichmäßigkeit (mit anderen Worten eine Variation oder Variabilität) des Widerstandswerts R der Festkörperbatterie 11 in der XY-Ebene angemessen zu verhindern, wenn die Möglichkeit besteht, dass der Widerstandswert R in der XY-Ebene aufgrund der Ungleichmäßigkeit des von dem Beschränkungselement 114 auf die Festkörperbatterie 11 ausgeübten Drucks P in der XY-Ebene variiert. Wie in der sechsten Grafik in 10 veranschaulicht, besteht somit eine kleinere oder geringere Möglichkeit, dass ein übermäßig großer elektrischer Strom in dem Mittelteil 11C fließt. Somit ist die ECU 15 in der vorliegenden Ausführungsform in der Lage, die Festkörperbatterie 11 so zu steuern, dass eine Verschlechterung der Festkörperbatterie 11 vermieden wird.
  • Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt, wenn auf der Grundlage des Aktivierungsenergiefaktors k und des SOC der Festkörperbatterie 11 festgestellt wird, dass ohne ein Erwärmen der Festkörperbatterie 11 das technische Problem, wie beispielsweise die Verschlechterung der Festkörperbatterie 11, nicht in bemerkenswertem Maße auftritt. Somit ist es möglich, einen übermäßigen Anstieg der Temperatur T der Festkörperbatterie 11 zu verhindern als vergleichsweise zu dem Fall, bei dem die Festkörperbatterie 11 ungeachtet des Aktivierungsenergiefaktors k und des SOC erwärmt wird. Als Folge davon ist es möglich, eine Verschlechterung der Festkörperbatterie 11 aufgrund einer übermäßigen Erhöhung der Temperatur T der Festkörperbatterie 11 zu verhindern. Es sei angemerkt, dass es bevorzugt ist, dass die Festkörperbatterie 11 nicht erwärmt wird, wenn die Temperatur T der Festkörperbatterie 11 gleich oder größer als eine obere Grenztemperatur ist, bei der die Festkörperbatterie 11 nicht weiter erwärmt werden sollte, selbst wenn das Erwärmungsflag m gleich 1 ist, um eine Verschlechterung der Festkörperbatterie 11 aufgrund einer übermäßigen Erhöhung der Temperatur T der Festkörperbatterie 11 zu verhindern.
  • Es sei angemerkt, dass die Wärmebeständigkeitstemperatur einer Festkörperbatterie 11 aufgrund der Eigenschaften der Festkörperbatterie 11 höher ist als die einer Batterie vom Flüssigkeitstyp, in der der Elektrolyt flüssig ist. Wenn somit der oben beschriebene Temperatursteuervorgang zum Verringern der Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC durch Erwärmen des Randteils 11E an der Festkörperbatterie 11 ausgeführt wird, ist ein Temperaturbereich, über den die Festkörperbatterie 11 erwärmt werden darf, größer als vergleichsweise in dem Fall, in dem der oben beschriebene Temperatursteuervorgang an einer Batterie vom Flüssigkeitstyp ausgeführt wird. Wenn somit der oben beschriebene Temperatursteuervorgang an der Festkörperbatterie 11 ausgeführt wird, ist es möglich, mehr Möglichkeiten zum Erwärmen Festkörperbatterie 11 zum Zweck des Verringerns der Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC sicherzustellen als vergleichsweise in dem Fall, in dem der oben beschriebene Temperatursteuervorgang an einer Batterie vom Flüssigkeitstyp ausgeführt wird. Dies ist ein in der Praxis vorteilhafter technischer Effekt.
  • Modifiziertes Beispiel
  • Erstes modifiziertes Beispiel
  • In der oben beschriebenen Beschreibung ist das Fahrzeug 1 mit der Heizung 14 versehen, die konfiguriert ist zum Erwärmen des Randteils 11E, auf das das Beschränkungselement 114 einen Druck ausübt, der geringer ist als der Druck, der auf den Mittelteil 11C ausgeübt wird. Demgegenüber unterscheidet sich ein Fahrzeug 2 in einem ersten modifizierten Beispiel von dem Fahrzeug 1 darin, dass das Fahrzeug 2 mit einer Kühlung 24 anstelle (alternativ, zusätzlich zu) der Heizung 14 versehen ist, wobei die Kühlung 24 konfiguriert ist zum Kühlen des Mittelteils 11C, auf das das Beschränkungselement 114 einen Druck ausübt, der größer ist als der auf den Randteil 11E ausgeübte Druck. Es sei angemerkt, dass die Kühlung 24 ein Beispiel einer „Kühlvorrichtung“ in der unten beschriebenen zusätzlichen Angabe ist. Darüber hinaus unterscheidet sich das Fahrzeug 2 von dem Fahrzeug 1 darin, dass das Fahrzeug 2 mit einer ECU 25 anstelle der ECU 15 versehen ist. Die ECU 25 unterscheidet sich von der ECU 15 darin, dass die ECU 25 mit einer Kühlungsmengenberechnungseinrichtung 253 und einer Kühlungsanweisungsbestimmungseinrichtung 254 anstelle der Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 und der Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 versehen ist. Die Kühlungsmengenberechnungseinrichtung 253 berechnet eine temporäre Kühlungsmenge Qtarget' unter Verwendung eines Verfahrens, das gleich dem von der Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung 153 verwendeten Verfahren ist. Die temporäre Kühlungsmenge Qtarget‘ repräsentiert einen temporären Zielwert einer Wärmemenge, die durch Kühlen mittels der Kühlung 24 von der Festkörperbatterie 11 (insbesondere deren Mittelteil 11C) abgeführt (mit anderen Worten übertragen) werden sollte. Darüber hinaus setzt die Kühlungsanweisungsbestimmungseinrichtung 254 ein Kühlungsflag m', das anzeigt, ob die Festkörperbatterie 11 mittels der Kühlung 24 gekühlt werden soll, und setzt eine genaue Kühlungsmenge Q' auf einen Wert, der durch Multiplizieren der temporären Kühlungsmenge Qtarget' mit dem Kühlungsflag m' erhalten wird, indem ein Verfahren verwendet wird, das gleiche dem von der Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 verwendeten Verfahren ist.
  • Wie oben beschrieben, wird in dem ersten modifizierten Beispiel der Mittelteil 11C gekühlt, so dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE des Randteils 11E und dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C verringert wird. Insbesondere dann, wenn die Möglichkeit besteht, dass ein übermäßig großer elektrischer Strom in dem Mittelteil 11C fließt, weil der Widerstandswert RE des Randteils 11E in großem Maße vom Widerstandswert RC des Mittelteils 11C verschieden ist, wie in der zweiten und dritten Grafik in 12 veranschaulicht, wird der Mittelteil 11C partiell gekühlt, wie in der vierten Grafik in 12 veranschaulicht. In diesem Fall ist typischerweise die Temperatur TC des Mittelteils 11C niedriger als die Temperatur TE des Randteils 11E. Wie in dem fünften Diagramm in 12 veranschaulicht, ist infolgedessen die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE des Randteils 11E und dem Widerstandswert RC des Mittelteils 11C geringer als die Differenz vor dem Kühlen des Mittelteils 11C. Wie in dem sechsten Diagramm in 12 veranschaulicht, besteht somit eine kleinere oder geringere Möglichkeit, dass in dem Mittelteil 11C ein übermäßig großer elektrischer Strom fließt. Somit kann auch durch das erste modifizierte Beispiel ein technischer Effekt erreicht werden, der gleich dem oben beschriebenen technischen Effekt ist.
  • Zweites modifiziertes Beispiel
  • In der oben beschriebenen Beschreibung wird auf der Grundlage des Aktivierungsenergiefaktors k und des SOC das Erwärmungsflag m auf 0 oder 1 gesetzt. Jedoch kann, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer wird, das Erwärmungsflag m auf einen Wert gesetzt werden, der kleiner wird. Wenn der SOC größer wird, kann das Erwärmungsflag m auf einen Wert gesetzt werden, der kleiner wird.
  • Beispielsweise kann die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 ein Erwärmungsflag m1 basierend auf dem Aktivierungsenergiefaktor k festsetzen und kann separat ein Erwärmungsflag m2 basierend auf dem SOC festsetzen und setzt das Erwärmungsflag m auf einen Wert, der durch Multiplizieren des Erwärmungsflags m1 mit dem Erwärmungsflag m2 erhalten wird. In diesem Fall kann (i) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m1 auf einen Wert von „1“ setzen, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH3 ist, (ii) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m1 auf einen Wert setzen, der schrittweise oder stufenweise kleiner wird (d.h. abnimmt), wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer wird (d.h. zunimmt), wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH3 und kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH4 ist (der Schwellenwert TH4 ist größer als der Schwellenwert TH3) und (iii) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m1 auf einen Wert von „0“ setzen, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH4 ist, wie in 13A dargestellt. Gleichermaßen kann (i) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m2 auf einen Wert von „1“ setzen, wenn der SOC kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH5 ist, (ii) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m2 auf einen Wert setzen, der schrittweise oder stufenweise kleiner wird (d.h. abnimmt), wenn der SOC größer wird (d.h. zunimmt), wenn der SOC größer als der Schwellenwert TH5 und kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert TH6 ist (der Schwellenwert TH6 ist größer als der Schwellenwert TH5) und (iii) die Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung 154 das Erwärmungsflag m2 auf einen Wert von „0“ setzen, wenn der SOC größer als der Schwellenwert TH6 ist, wie in 13B dargestellt. Es sei angemerkt, dass es bevorzugt ist, dass die Schwellenwerte TH3 und TH4 wie bei dem oben beschriebenen Schwellenwert TH1 festgesetzt werden. Gleichermaßen ist es bevorzugt, dass die Schwellenwerte TH5 und TH6 wie bei dem oben beschriebenen Schwellenwert TH2 festgesetzt werden.
  • Gemäß dem zweiten modifizierten Beispiel ist es möglich, mehr Möglichkeiten zum Erwärmen der Festkörperbatterie 11 sicherzustellen, zum Zweck einer Verringerung der Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC, während bis zu einem gewissen Grad ein übermäßiger Anstieg der Temperatur T der Festkörperbatterie 11 verhindert wird.
  • Ein weiteres modifiziertes Beispiel
  • In der oben beschriebenen Beschreibung berechnet die ECU 15 den Aktivierungsenergiefaktor k und steuert den Heizung 14 so, dass der Randteil 11E erwärmt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner als der Schwellenwert TH1 ist, und der Randteil 11E nicht erwärmt wird, wenn der Aktivierungsenergiefaktor k größer als der Schwellenwert TH1 ist. Wenn man jedoch die wie oben beschriebene Tatsache berücksichtigt, dass der Aktivierungsenergiefaktor k kleiner wird, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC größer wird (das heißt, das Verfahren zum Berechnen des Aktivierungsenergiefaktors k ist im Wesentlichen äquivalent zu dem Verfahren zum Bestimmen, wie groß die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC ist), kann die ECU 15 die Differenz zwischen dem Widerstandswert RE und dem Widerstandswert RC, die in Schritt S11 in 4 berechnet werden, direkt berechnen und die Heizung 14 so steuern, dass der Randteil 11E erwärmt wird, wenn die berechnete Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert TH7 ist, und der Randteil 11E nicht erwärmt wird, wenn die berechnete Differenz kleiner als der Schwellenwert TH7 ist. Es sei angemerkt, dass es bevorzugt ist, dass der Schwellenwert TH7 wie bei dem oben beschriebenen Schwellenwert TH1 festgesetzt wird.
  • In der oben beschriebenen Beschreibung steuert die ECU 15 den Heizung 14 so, dass der Randteil 11E erwärmt wird und der Mittelteil 11C nicht erwärmt wird. Die ECU 15 kann jedoch die Heizung 14 so steuern, dass die Wärmemenge, die jedem Teil der Festkörperbatterie 11 von der Heizung 14 zugeführt wird, auf der Grundlage der Position jedes Teils in der XY-Ebene entsprechend angepasst wird. Wie in 14 dargestellt (insbesondere in der vierten Grafik), kann die ECU 15 beispielsweise die Heizung 14 so steuern, dass die Wärmemenge, die jedem Teil der Festkörperbatterie 11 von der Heizung 14 zugeführt wird, auf der Grundlage des Widerstandswerts R jedes Teils in der XY-Ebene angepasst (z.B. erhöht oder verringert) wird. In diesem Fall ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts R der Festkörperbatterie 11 in der XY-Ebene geeigneter zu verhindern.
  • In der oben beschriebenen Beschreibung steuert die ECU 15 die Heizung 14 so, dass die Heizung 14 den Randteil 11E, auf den von dem Beschränkungselement 114 ein relativ kleiner Druck ausgeübt wird, erwärmt, und die Heizung 14 den Mittelteil 11C, auf den von dem Beschränkungselement 114 ein relativ großer Druck ausgeübt wird, nicht erwärmt. Die ECU 15 kann jedoch die Heizung 14 so steuern, dass die Heizung 14 einen Teil (anstelle des oder zusätzlich zu dem Randteil 11E) der Festkörperbatterie 11, auf den von dem Beschränkungselement 114 ein relativ kleiner Druck ausgeübt wird, erwärmt und die Heizung 14 einen anderen Teil (anstelle des oder zusätzlich zu dem Mittelteil 11C) der Festkörperbatterie 11, auf den von der Beschränkungselement 114 ein relativ hoher Druck ausgeübt wird, nicht erwärmt. Mit anderen Worten, die ECU 15 kann die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie 11 in der XY-Ebene auf eine beliebige Weise steuern, ohne zwischen dem Randteil 11E und dem Mittelteil 11C zu unterscheiden. Wenn beispielsweise der Druck P, der von dem Beschränkungselement 114 auf jeden Teil der Festkörperbatterie 11 ausgeübt wird, größer wird, wenn sich jeder Teil mehr in der +X-Richtung befindet, wie in der ersten Grafik in 15 veranschaulicht ist, kann die ECU 15 die Heizung 14 so steuern, dass die Heizung 14 einen Teil der Festkörperbatterie 11 erwärmt, der sich relativ nahe an einem Randteil der Festkörperbatterie 11 auf der -X-Seite (auf einer linken Seite in 15) befindet, und die Heizung 14 einen Teil der Festkörperbatterie 11, der sich relativ nahe an einem Randteil der Festkörperbatterie 11 auf der +X-Seite (auf einer rechten Seite in 15) befindet, nicht erwärmt. In diesem Fall kann der oben beschriebene technische Effekt erreicht werden, selbst wenn der von dem Beschränkungselement 114 ausgeübte Druck P in beliebiger Weise in der XY-Ebene variiert. In diesem Fall ist es jedoch bevorzugt, dass sowohl der Drucksensor 14P als auch der Temperatursensor 14T, basierend auf der Ungleichmäßigkeit des von dem Beschränkungselement 114 ausgeübten Drucks P, an einer geeigneten Position angeordnet ist. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass ein Drucksensor 14P und ein Temperatursensor 14T sich an einem Teil befinden, auf den das Beschränkungselement 114 einen relativ großen Druck P ausübt, und ein weiterer Drucksensor 14P und ein weiterer Temperatursensor 14T sich an einem Teil befinden, auf den das Beschränkungselement 114 einen relativ kleinen Druck P ausübt.
  • Zusätzliche Angaben
  • In Bezug auf die oben beschriebene Ausführungsform werden die folgenden zusätzlichen Angaben offenbart.
  • Zusätzliche Angabe 1
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 1 ist konfiguriert zum Steuern einer Festkörperbatterie, wobei die Festkörperbatterie einen laminierten Körper umfasst, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist zum Ausführen eines Steuervorgangs zum Steuern einer Temperaturverteilung der Festkörperbatterie in einer Ebene, die sich mit einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, so dass in der Ebene die Differenz zwischen einem Widerstandswert eines ersten Teils der Festkörperbatterie und einem Widerstandswert eines zweiten Teils der Festkörperbatterie, der vom ersten Teil verschieden ist, kleiner ist als die Differenz in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  • Wenn die Temperatur eines bestimmten Teils der Festkörperbatterie ansteigt, nimmt der Widerstandswert dieses bestimmten Teils im Vergleich zum Widerstandswert vor dem Anstieg der Temperatur des bestimmten Teils der Festkörperbatterie ab. Wenn andererseits die Temperatur des bestimmten Teils der Festkörperbatterie abnimmt, nimmt der Widerstandswert dieses bestimmten Teils im Vergleich zum Widerstandswert vor der Abnahme der Temperatur des bestimmten Teils der Festkörperbatterie zu. In Anbetracht dieser Beziehung zwischen der Temperatur und dem Widerstandswert des bestimmten Teils der Festkörperbatterie ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 1 in der Lage, den Steuervorgang zum Steuern der Temperaturverteilung der Festkörperbatterie so auszuführen, dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils der Festkörperbatterie und dem Widerstandswert des zweiten Teils der Festkörperbatterie verringert wird. Infolgedessen ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 1 in der Lage, eine Ungleichmäßigkeit (mit anderen Worten eine Variation oder Variabilität) des Widerstandswerts der Festkörperbatterie in der Ebene, die sich mit der Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, geeignet zu verhindern.
  • Zusätzliche Angabe 2
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 2 ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 1, wobei ein Beschränkungselement in der Laminierungsrichtung einen Druck auf die Festkörperbatterie ausübt und der von dem Beschränkungselement auf den zweiten Teil ausgeübte Druck geringer ist als der von dem Beschränkungselement auf den ersten Teil ausgeübte Druck.
  • Wenn der von dem Beschränkungselement auf den zweiten Teil ausgeübte Druck geringer ist (d.h. verschieden ist) als der von dem Beschränkungselement auf den ersten Teil ausgeübte Druck, ist der Widerstandswert des zweiten Teils von dem Widerstandswert des ersten Teils verschieden. Typischerweise ist der Widerstandswert des zweiten Teils größer als der Widerstandswert des ersten Teils. Selbst in diesem Fall ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 2 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie geeignet zu verhindern durch Steuern der Temperaturverteilung der Festkörperbatterie, so dass die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils der Festkörperbatterie und dem Widerstandswert des zweiten Teils der Festkörperbatterie verringert ist.
  • Zusätzliche Angabe 3
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 3 ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 2, wobei in der Ebene, die sich mit der Laminierungsrichtung schneidet, sich der zweite Teil näher an einem Randteil der Festkörperbatterie befindet als der erste Teil.
  • Wenn das Beschränkungselement einen Druck auf die Festkörperbatterie in der Laminierungsrichtung ausübt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der von dem Beschränkungselement ausgeübte Druck auf den zweiten Teil, der sich relativ nahe am Randteil der Festkörperbatterie befindet, von dem Druck verschieden ist, der von dem Beschränkungselement auf den ersten Teil ausgeübt wird, der von dem Randteil der Festkörperbatterie relativ weit entfernt ist, aufgrund einer Beziehung zwischen der Position, an der sich das Beschränkungselement befindet, und der Position, an der sich die Festkörperbatterie befindet. Typischerweise besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der von dem Beschränkungselement ausgeübte Druck auf den zweiten Teil, der sich relativ nahe an dem Randteil der Festkörperbatterie befindet, geringer ist als der von dem Beschränkungselement ausgeübte Druck auf den ersten Teil, der sich relativ weit entfernt vom Randteil der Festkörperbatterie befindet. Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 3 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie, auf die das Beschränkungselement den Druck in der Laminierungsrichtung ausübt, geeignet zu verhindern.
  • Zusätzliche Angabe 4
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 4 ist die Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 4, wobei der Widerstandswert des zweiten Teils größer ist als der Widerstandswert des ersten Teils und der Steuervorgang einen Erwärmungsbetrieb zum Erwärmen des zweiten Teils umfasst, so dass die Temperatur des zweiten Teils höher ist als die in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  • Wenn die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 4 den zweiten Teil erwärmt (d.h. heizt), der einen Widerstandswert aufweist, der größer ist als der Widerstandswert des ersten Teils, nimmt der Widerstandswert des zweiten Teils ab, im Vergleich mit dem Widerstandswert des zweiten Teils bevor der zweite Teil erwärmt wird. Dadurch wird die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils verringert. Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 4 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie geeignet zu verhindern.
  • Zusätzliche Angabe 5
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 5 ist die Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 4, wobei der Widerstandswert des ersten Teils kleiner ist als der Widerstandswert des zweiten Teils und der Steuervorgang einen Kühlbetrieb zum Kühlen des ersten Teils umfasst, so dass die Temperatur des ersten Teils niedriger ist als die in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  • Wenn die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 5 den ersten Teil kühlt, dessen Widerstandswert kleiner ist als der Widerstandswert des zweiten Teils, steigt der Widerstandswert des ersten Teils an, im Vergleich mit dem Widerstandswert des ersten Teils bevor der erste Teil gekühlt wird. Dadurch wird die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils verringert. Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 5 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie geeignet zu verhindern.
  • Zusätzliche Angabe 6
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 6 ist die Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang auszuführen, wenn die Menge an in der Festkörperbatterie gespeicherter Elektrizität kleiner als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang nicht auszuführen, wenn die Menge der in der Festkörperbatterie gespeicherten Elektrizität größer als der erste Schwellenwert ist.
  • Wenn die Menge an gespeicherter Elektrizität in der Festkörperbatterie kleiner als der erste Schwellenwert ist (mit anderen Worten relativ klein ist), variiert der Widerstandswert des bestimmten Teils des Festkörpers, in Antwort auf die Variation des auf diesen bestimmten Teil ausgeübten Drucks, in größerem Maße als vergleichsweise in dem Fall, in dem die Menge der in der Festkörperbatterie gespeicherten Elektrizität größer als der erste Schwellenwert ist (mit anderen Worten relativ groß ist). Wenn somit die Menge der in der Festkörperbatterie gespeicherten Elektrizität kleiner als der erste Schwellenwert ist, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der Widerstandswert der Festkörperbatterie variiert als vergleichsweise in dem Fall, in dem die Menge der in der Festkörperbatterie gespeicherten Elektrizität größer als der erste Schwellenwert ist. Die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 6 ist in der Lage, die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie selektiv zu steuern, wenn eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Widerstandswert der Festkörperbatterie variiert. Demgegenüber wird die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 6 die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie nicht steuern, wenn eine geringere Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Widerstandswert der Festkörperbatterie variiert. Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 6 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie geeignet zu verhindern, ohne die Temperatur der Festkörperbatterie aufgrund des Steuervorgangs übermäßig zu erhöhen oder zu verringern.
  • Zusätzliche Angabe 7
  • Eine Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 7 ist die Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, die Steuervorgang auszuführen, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils größer als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang nicht auszuführen, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  • Wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils größer als der zweite Schwellenwert ist, wird angenommen, dass der Widerstandswert der Festkörperbatterie relativ stark variiert (d.h. ein Grad der Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie relativ groß ist), als vergleichsweise bei dem Fall, bei dem die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils kleiner als der zweite Schwellenwert ist. Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 7 in der Lage, die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie selektiv zu steuern, wenn der Grad der Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie relativ groß ist. Andererseits wird die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 7 die Temperaturverteilung der Festkörperbatterie nicht steuern, wenn der Widerstandswert der Festkörperbatterie nicht variiert (alternativ, wenn der Grad der Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie relativ klein ist). Somit ist die Steuervorrichtung gemäß der zusätzlichen Angabe 7 in der Lage, die Ungleichmäßigkeit des Widerstandswerts der Festkörperbatterie geeignet zu verhindern, ohne die Temperatur der Festkörperbatterie aufgrund des Steuervorgangs übermäßig zu erhöhen oder zu verringern.
  • Zusätzliche Angabe 8
  • Ein Batteriesystem gemäß der zusätzlichen Angabe 8 ist bereitgestellt mit: einer Festkörperbatterie mit einem laminierten Körper, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind; und der Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 7.
  • Das Batteriesystem gemäß der zusätzlichen Angabe 8 ist in der Lage, einen technischen Effekt zu erzielen, der gleich dem technischen Effekt ist, der durch die oben beschriebene Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 7 erzielt wird.
  • Zusätzliche Angabe 9
  • Ein Batteriesystem gemäß der zusätzlichen Angabe 9 ist das Batteriesystem gemäß der zusätzlichen Angabe 8, wobei das Batteriesystem ferner mindestens eine von einer Kühlvorrichtung, die zum Kühlen der Festkörperbatterie konfiguriert ist, und einer Erwärmungsvorrichtung, die zum Erwärmen der Festkörperbatterie konfiguriert ist, umfasst, und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang unter Verwendung von mindestens einer von der Kühlvorrichtung und der Erwärmungsvorrichtung auszuführen.
  • Das Batteriesystem gemäß der zusätzlichen Angabe 9 ist in der Lage, den technischen Effekt zu erzielen, der gleich dem technischen Effekt ist, der erreicht wird durch die oben beschriebene Steuervorrichtung gemäß einer der zusätzlichen Angaben 1 bis 7 durch Steuern der Temperaturverteilung der Festkörperbatterie durch Verwenden von mindestens einer von der Erwärmungsvorrichtung und der Kühlvorrichtung.
  • Mindestens ein Teil der Merkmale in der oben beschriebenen Ausführungsform und den modifizierten Beispielen kann entsprechend entfernt oder modifiziert werden. Mindestens ein Teil der Merkmale in der oben beschriebenen Ausführungsform und den modifizierten Beispielen kann mit einer anderen der oben beschriebenen Ausführungsformen und den modifizierten Beispielen kombiniert werden.
  • Diese Anmeldung basiert auf der älteren japanischen Patentanmeldung JP 2017 - 239 430 A , die am 14. Dezember 2017 eingereicht wurde, und beansprucht deren Priorität, wobei deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Darüber hinaus wird der gesamte Inhalt der oben beschriebenen Patentliteratur 1 hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
  • Alle hier zitierten Beispiele und die bedingte Ausdrucksweise dienen pädagogischen Zwecken, um dem Leser das Verständnis der Erfindung und der Konzepte zu erleichtern, die der Erfinder zur Weiterentwicklung des Standes der Technik beigetragen hat, und sind so auszulegen, dass sie weder auf solche speziell genannte Beispiele und Bedingungen beschränkt sind, noch die Ausgestaltung solcher Beispiele in der Beschreibung sich auf ein Aufzeigen der Überlegenheit und Unterlegenheit der Erfindung bezieht. Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass daran verschiedene Änderungen, Ergänzungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist zudem beabsichtigt, dass eine Steuervorrichtung und ein Batteriesystem, von denen jedes solche Änderungen beinhaltet, ebenfalls innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1,2
    Fahrzeug
    11
    Festkörperbatterie
    11C
    Mittelteil
    11E
    Randteil
    111
    Kathode
    112
    Anode
    113
    Festelektrolytschicht
    114
    Beschränkungselement
    114a, 114b, 114c
    Beschränkungsplatte
    12
    Wechselrichter
    13
    Motorgenerator
    14
    Heizung
    14T, 14TC, 14TE
    Temperatursensor
    14P, 14PC, 14PT
    Drucksensor
    15,25
    ECU
    151
    Widerstandsberechnungseinrichtung
    152
    Aktivierungsenergieberechnungseinrichtung
    153
    Erwärmungsmengenberechnungseinrichtung
    154
    Erwärmungsanweisungsbestimmungseinrichtung
    24
    Kühlung
    253
    Kühlungsmengenberechnungseinrichtung
    254
    Kühlungsanweisungsbestimmungseinrichtung
    C
    Zelle
    T, TC, TE
    Temperatur
    TE_target
    Zieltemperatur
    P, PC, PE
    Druck
    R, RC, RE
    Widerstandswert
    Qtarget
    temporäre Erwärmungsmenge
    Q
    genaue Erwärmungsmenge
    m, m1, m2
    Erwärmungsflag
    TH1 bis TH7
    Schwellenwert
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016018704 A [0003]
    • JP 2017239430 A [0073]

Claims (9)

  1. Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, eine Festkörperbatterie zu steuern, wobei die Festkörperbatterie einen laminierten Körper aufweist, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, einen Steuervorgang zum Steuern einer Temperaturverteilung der Festkörperbatterie in einer Ebene, die sich mit einer Laminierungsrichtung des laminierten Körpers schneidet, so auszuführen dass in der Ebene die Differenz zwischen einem Widerstandswert eines ersten Teils der Festkörperbatterie und einem Widerstandswert eines zweiten Teils der Festkörperbatterie, der vom ersten Teil verschieden ist, geringer ist als die Differenz in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Beschränkungselement in der Laminierungsrichtung einen Druck auf die Festkörperbatterie ausübt und der von dem Beschränkungselement auf den zweiten Teil ausgeübte Druck geringer ist als der von dem Beschränkungselement auf den ersten Teil ausgeübte Druck.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei in der Ebene, die sich mit der Laminierungsrichtung schneidet, der zweite Teil sich näher an einem Randteil der Festkörperbatterie befindet als der erste Teil.
  4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Widerstandswert des zweiten Teils größer ist als der Widerstandswert des ersten Teils und der Steuervorgang einen Erwärmungsbetrieb zum Erwärmen des zweiten Teils umfasst, so dass die Temperatur des zweiten Teils höher ist als die in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Widerstandswert des ersten Teils kleiner ist als der Widerstandswert des zweiten Teils und der Steuervorgang einen Kühlbetrieb zum Kühlen des ersten Teils umfasst, so dass die Temperatur des ersten Teils niedriger ist als die in dem Fall, in dem der Steuervorgang nicht ausgeführt wird.
  6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang auszuführen, wenn die Menge an in der Festkörperbatterie gespeicherter Elektrizität kleiner als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang nicht auszuführen, wenn die Menge der in der Festkörperbatterie gespeicherten Elektrizität größer als der erste Schwellenwert ist.
  7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang auszuführen, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils größer als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang nicht auszuführen, wenn die Differenz zwischen dem Widerstandswert des ersten Teils und dem Widerstandswert des zweiten Teils kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  8. Batteriesystem, umfassend: eine Festkörperbatterie mit einem laminierten Körper, in dem eine Kathode, eine Anode und eine zwischen der Kathode und der Anode angeordnete Festelektrolytschicht laminiert sind; und die Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Batteriesystem nach Anspruch 8, wobei das Batteriesystem ferner mindestens eine von einer Kühlvorrichtung, die konfiguriert ist, die Festkörperbatterie zu kühlen, und einer Erwärmungsvorrichtung, die konfiguriert ist, die Festkörperbatterie zu erwärmen, umfasst und die Steuervorrichtung konfiguriert ist, den Steuervorgang unter Verwendung von mindestens einer von der Kühlvorrichtung und der Erwärmungsvorrichtung auszuführen.
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