JP2001076769A - 電池の内部温度検出装置 - Google Patents
電池の内部温度検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の内部に直接センサを取り付けることな
く、電池の内部の温度を精度よく検出する。 【解決手段】 充放電電流Ｉから演算した電池内部の発
熱量Ｑの所定時間における平均値としての平均発熱量Ｑ
ａｖｅを求め（Ｓ１００〜Ｓ１０８）、求めた平均発熱
量Ｑａｖｅと電池の冷却条件Ｃとから補正値Ｔ１を決定
する（Ｓ１１２）。このとき、平均発熱量Ｑａｖｅと冷
却条件Ｃと補正値Ｔ１との関係は予め実験などにより求
めておく。そして、電槽表面の温度Ｔｏに補正値Ｔ１を
加えて電池の内部温度Ｔｉとする。この結果、電池内部
に温度センサを取り付けることなく、電池の内部温度を
検出することができる。
く、電池の内部の温度を精度よく検出する。 【解決手段】 充放電電流Ｉから演算した電池内部の発
熱量Ｑの所定時間における平均値としての平均発熱量Ｑ
ａｖｅを求め（Ｓ１００〜Ｓ１０８）、求めた平均発熱
量Ｑａｖｅと電池の冷却条件Ｃとから補正値Ｔ１を決定
する（Ｓ１１２）。このとき、平均発熱量Ｑａｖｅと冷
却条件Ｃと補正値Ｔ１との関係は予め実験などにより求
めておく。そして、電槽表面の温度Ｔｏに補正値Ｔ１を
加えて電池の内部温度Ｔｉとする。この結果、電池内部
に温度センサを取り付けることなく、電池の内部温度を
検出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の内部温度検
出装置に関し、詳しくは、電池の内部温度を検出する内
部温度検出装置に関する。
出装置に関し、詳しくは、電池の内部温度を検出する内
部温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電池の内部温度検出装置
としては、正極と負極とセパレータと共に熱電対を積層
して非水電解液二次電池を構成するものが提案されてい
る（例えば、特開平１０−５５８２５号公報など）。こ
の装置では、電池表面に熱電対からの端子を取り付け、
この端子間電圧に基づいて電池内部の温度を検出してい
る。
としては、正極と負極とセパレータと共に熱電対を積層
して非水電解液二次電池を構成するものが提案されてい
る（例えば、特開平１０−５５８２５号公報など）。こ
の装置では、電池表面に熱電対からの端子を取り付け、
この端子間電圧に基づいて電池内部の温度を検出してい
る。
【０００３】また、電池の冷却風を制御するものとし
て、電池の端子間電圧と電池に流れる電流とに基づいて
電池内部の発熱量を推定し、この推定された発熱量と電
池表面の温度とに基づいて冷却風の風速を求めるものが
提案されている（例えば、特開平９−９２３４７号公報
など）。なお、この公報には、「電池内部の発熱量と電
池表面の温度とに基づいて電池の内部温度を推定し」と
記載されているが、電池内部の発熱量と電池表面の温度
とに基づいて冷却風の風速を求めているだけで、どのよ
うに電池の内部温度を推定するかについては何ら記載さ
れていない。
て、電池の端子間電圧と電池に流れる電流とに基づいて
電池内部の発熱量を推定し、この推定された発熱量と電
池表面の温度とに基づいて冷却風の風速を求めるものが
提案されている（例えば、特開平９−９２３４７号公報
など）。なお、この公報には、「電池内部の発熱量と電
池表面の温度とに基づいて電池の内部温度を推定し」と
記載されているが、電池内部の発熱量と電池表面の温度
とに基づいて冷却風の風速を求めているだけで、どのよ
うに電池の内部温度を推定するかについては何ら記載さ
れていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た装置は、非水電解液二次電池以外の電池には適用でき
ない場合がある。即ち、熱電対が電解液などにより腐食
するような熱電対を内部に取り付けることができないタ
イプの電池には適用できない。この場合、電池表面、即
ち電槽表面の温度を代用することも考えられるが、電槽
表面の温度と内部の温度とには偏差が生じるため、電池
の充放電の制御の的確性を欠くものとなってしまう。電
槽が樹脂などの断熱性を有する材料により形成されてい
るときには、この傾向がクローズアップされる。
た装置は、非水電解液二次電池以外の電池には適用でき
ない場合がある。即ち、熱電対が電解液などにより腐食
するような熱電対を内部に取り付けることができないタ
イプの電池には適用できない。この場合、電池表面、即
ち電槽表面の温度を代用することも考えられるが、電槽
表面の温度と内部の温度とには偏差が生じるため、電池
の充放電の制御の的確性を欠くものとなってしまう。電
槽が樹脂などの断熱性を有する材料により形成されてい
るときには、この傾向がクローズアップされる。
【０００５】本発明の電池の内部温度検出装置は、電池
の内部の温度を検出することを目的の一つとする。ま
た、本発明の電池の内部温度検出装置は、電池の内部に
直接センサを取り付けることなく電池の内部の温度を精
度よく検出することを目的の一つとする。
の内部の温度を検出することを目的の一つとする。ま
た、本発明の電池の内部温度検出装置は、電池の内部に
直接センサを取り付けることなく電池の内部の温度を精
度よく検出することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の電池の内部温度検出装置は、上述の目的の少なく
とも一部を達成するために以下の手段を採った。
発明の電池の内部温度検出装置は、上述の目的の少なく
とも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】本発明の第１の電池の内部温度検出装置
は、電池の内部温度を検出する内部温度検出装置であっ
て、前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度
検出手段と、前記電池に流れる電流を検出する電流検出
手段と、該検出された電流に基づいて前記電池の内部に
おける発熱量を推定する発熱量推定手段と、該推定され
た発熱量と前記電槽表面温度検出手段により検出された
電槽表面の温度とに基づいて前記電池の内部温度を推定
する内部温度推定手段とを備えることを要旨とする。
は、電池の内部温度を検出する内部温度検出装置であっ
て、前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度
検出手段と、前記電池に流れる電流を検出する電流検出
手段と、該検出された電流に基づいて前記電池の内部に
おける発熱量を推定する発熱量推定手段と、該推定され
た発熱量と前記電槽表面温度検出手段により検出された
電槽表面の温度とに基づいて前記電池の内部温度を推定
する内部温度推定手段とを備えることを要旨とする。
【０００８】この本発明の第１の電池の内部温度検出装
置では、発熱量推定手段が、電流検出手段により検出さ
れた電池に流れる電流に基づいて電池の内部における発
熱量を推定し、内部温度推定手段が、この推定された発
熱量と電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面
の温度とに基づいて電池の内部温度を推定する。こうし
た本発明の第１の電池の内部温度検出装置によれば、電
池内部に直接センサを設けることなく電池の内部温度を
検出することができる。
置では、発熱量推定手段が、電流検出手段により検出さ
れた電池に流れる電流に基づいて電池の内部における発
熱量を推定し、内部温度推定手段が、この推定された発
熱量と電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面
の温度とに基づいて電池の内部温度を推定する。こうし
た本発明の第１の電池の内部温度検出装置によれば、電
池内部に直接センサを設けることなく電池の内部温度を
検出することができる。
【０００９】こうした本発明の第１の電池の内部温度検
出装置において、前記発熱量推定手段は、前記電流検出
手段により検出された電流の所定時間の平均値を演算
し、該演算された平均値に基づいて発熱量を推定する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、電池に
流れる電流が頻繁に変化する場合であっても電池の内部
温度を検出することができる。
出装置において、前記発熱量推定手段は、前記電流検出
手段により検出された電流の所定時間の平均値を演算
し、該演算された平均値に基づいて発熱量を推定する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、電池に
流れる電流が頻繁に変化する場合であっても電池の内部
温度を検出することができる。
【００１０】本発明の第２の電池の内部温度検出装置
は、電池の内部温度を検出する内部温度検出装置であっ
て、前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度
検出手段と、該検出された電槽表面の温度の時間変化率
を演算する変化率演算手段と、該演算された電槽温度の
時間変化率に基づいて前記電池の内部における発熱量を
推定する発熱量推定手段と、該推定された発熱量と前記
電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面の温度
とに基づいて前記電池の内部温度を推定する内部温度推
定手段とを備えることを要旨とする。
は、電池の内部温度を検出する内部温度検出装置であっ
て、前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度
検出手段と、該検出された電槽表面の温度の時間変化率
を演算する変化率演算手段と、該演算された電槽温度の
時間変化率に基づいて前記電池の内部における発熱量を
推定する発熱量推定手段と、該推定された発熱量と前記
電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面の温度
とに基づいて前記電池の内部温度を推定する内部温度推
定手段とを備えることを要旨とする。
【００１１】この本発明の第２の内部温度検出装置で
は、変化率演算手段が、電槽表面温度検出手段により検
出された電池の電槽表面の温度の時間変化率を演算し、
発熱量推定手段が、この演算された電槽表面の温度の時
間変化率に基づいて電池の内部における発熱量を推定す
る。そして、内部温度推定手段が、この推定された発熱
量と電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面の
温度とに基づいて電池の内部温度を推定する。こうした
本発明の第２の内部温度検出装置によれば、電池内部に
直接センサを設けることなく、電槽表面の温度に基づい
て電池の内部温度を検出することができる。
は、変化率演算手段が、電槽表面温度検出手段により検
出された電池の電槽表面の温度の時間変化率を演算し、
発熱量推定手段が、この演算された電槽表面の温度の時
間変化率に基づいて電池の内部における発熱量を推定す
る。そして、内部温度推定手段が、この推定された発熱
量と電槽表面温度検出手段により検出された電槽表面の
温度とに基づいて電池の内部温度を推定する。こうした
本発明の第２の内部温度検出装置によれば、電池内部に
直接センサを設けることなく、電槽表面の温度に基づい
て電池の内部温度を検出することができる。
【００１２】これら本発明の第１または第２の電池の内
部温度検出装置において、前記内部温度推定手段は、前
記発熱量推定手段により推定された発熱量に基づいて電
槽表面の温度と内部温度との偏差としての補正値を決定
する補正値決定手段と、該決定した補正値を前記電槽表
面温度検出手段により検出された電槽表面の温度に加算
して前記内部温度とする補正値加算手段とを備えるもの
とすることもできる。
部温度検出装置において、前記内部温度推定手段は、前
記発熱量推定手段により推定された発熱量に基づいて電
槽表面の温度と内部温度との偏差としての補正値を決定
する補正値決定手段と、該決定した補正値を前記電槽表
面温度検出手段により検出された電槽表面の温度に加算
して前記内部温度とする補正値加算手段とを備えるもの
とすることもできる。
【００１３】また、本発明の第１または第２の電池の内
部温度検出装置において、前記電池の冷却条件を判定す
る冷却条件判定手段を備え、前記内部温度推定手段は、
前記冷却条件判定手段により判定された冷却条件にも基
づいて前記電池の内部温度を推定する手段であるものと
することもできる。こうすれば、より正確に電池の内部
温度を検出することができる。
部温度検出装置において、前記電池の冷却条件を判定す
る冷却条件判定手段を備え、前記内部温度推定手段は、
前記冷却条件判定手段により判定された冷却条件にも基
づいて前記電池の内部温度を推定する手段であるものと
することもできる。こうすれば、より正確に電池の内部
温度を検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
電池の内部温度検出装置２０の構成の概略を示す構成図
である。実施例の電池の内部温度検出装置２０は、図示
するように、負荷１８に接続された二次電池１２の電槽
表面の温度Ｔｏを検出する温度センサ２２と、二次電池
１２に流れる電流Ｉを検出する電流センサ２４と、温度
センサ２２により検出される電槽表面の温度Ｔｏや電流
センサ２４により検出される電流Ｉなどに基づいて二次
電池１２の内部温度Ｔｉを演算する電子制御ユニット３
０とを備える。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
電池の内部温度検出装置２０の構成の概略を示す構成図
である。実施例の電池の内部温度検出装置２０は、図示
するように、負荷１８に接続された二次電池１２の電槽
表面の温度Ｔｏを検出する温度センサ２２と、二次電池
１２に流れる電流Ｉを検出する電流センサ２４と、温度
センサ２２により検出される電槽表面の温度Ｔｏや電流
センサ２４により検出される電流Ｉなどに基づいて二次
電池１２の内部温度Ｔｉを演算する電子制御ユニット３
０とを備える。
【００１５】負荷１８は、実施例では、単に電力を消費
する機器を意味するのではなく、二次電池１２を充電す
る機器なども含まれる。したがって、電流センサ２４に
よって検出される電流Ｉは、放電電流として検出された
り充電電流として検出される。
する機器を意味するのではなく、二次電池１２を充電す
る機器なども含まれる。したがって、電流センサ２４に
よって検出される電流Ｉは、放電電流として検出された
り充電電流として検出される。
【００１６】二次電池１２には、二次電池１２を冷却す
る冷却装置１４が併設されている。冷却装置１４による
冷却は制御装置１６により制御されており、制御装置１
６からは冷却装置１４の冷却状態が電子制御ユニット３
０に向けて出力されている。
る冷却装置１４が併設されている。冷却装置１４による
冷却は制御装置１６により制御されており、制御装置１
６からは冷却装置１４の冷却状態が電子制御ユニット３
０に向けて出力されている。
【００１７】電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中
心として構成されたマイクロプロセッサとして構成され
ており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時
的にデータを記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図
示せず）とを備える。この電子制御ユニット３０には、
温度センサ２２からの電槽表面の温度Ｔｏや電流センサ
２４からの電流Ｉ，制御装置１６からの冷却装置１４の
冷却状態などが入力ポートを介して入力されている。
心として構成されたマイクロプロセッサとして構成され
ており、処理プログラムを記憶したＲＯＭ３４と、一時
的にデータを記憶するＲＡＭ３６と、入出力ポート（図
示せず）とを備える。この電子制御ユニット３０には、
温度センサ２２からの電槽表面の温度Ｔｏや電流センサ
２４からの電流Ｉ，制御装置１６からの冷却装置１４の
冷却状態などが入力ポートを介して入力されている。
【００１８】次に、こうして構成された実施例の電池の
内部温度検出装置２０により二次電池１２の内部温度Ｔ
ｉが検出される様子について説明する。図２は、電子制
御ユニット３０により実行される内部温度検出処理ルー
チンの一例を示すフローチャートである。なお、このル
ーチンは、所定時間毎（例えば、５分毎）に繰り返し実
行される。
内部温度検出装置２０により二次電池１２の内部温度Ｔ
ｉが検出される様子について説明する。図２は、電子制
御ユニット３０により実行される内部温度検出処理ルー
チンの一例を示すフローチャートである。なお、このル
ーチンは、所定時間毎（例えば、５分毎）に繰り返し実
行される。
【００１９】内部温度検出処理ルーチンが実行される
と、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電流
センサ２４により検出される電流Ｉを読み込む処理を実
行する（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだ電流
Ｉに基づいて二次電池１２の内部の発熱量Ｑを次式
（１）により演算する（ステップＳ１０２）。ここでＲ
は二次電池１２の内部抵抗である。二次電池１２の内部
抵抗Ｒは、予め設定しておいてもよいし、二次電池１２
の端子間電圧と充放電電流とにより求めるものとしても
よい。なお、実施例では、二次電池１２の内部の発熱量
Ｑが内部抵抗Ｒによるジュール発熱量に等しいとした。
と、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電流
センサ２４により検出される電流Ｉを読み込む処理を実
行する（ステップＳ１００）。続いて、読み込んだ電流
Ｉに基づいて二次電池１２の内部の発熱量Ｑを次式
（１）により演算する（ステップＳ１０２）。ここでＲ
は二次電池１２の内部抵抗である。二次電池１２の内部
抵抗Ｒは、予め設定しておいてもよいし、二次電池１２
の端子間電圧と充放電電流とにより求めるものとしても
よい。なお、実施例では、二次電池１２の内部の発熱量
Ｑが内部抵抗Ｒによるジュール発熱量に等しいとした。
【００２０】Ｑ＝ＩＲ2 （１）
【００２１】発熱量Ｑを演算すると、これをＲＡＭ３６
の所定アドレスに格納し（ステップＳ１０４）、所定時
間経過したかを判定する（ステップＳ１０６）。実施例
では、所定時間として４分としたが、このルーチンを繰
り返し実行する際の間隔未満であれば如何なる時間でも
よい。所定時間経過していないときにはステップＳ１０
０に戻り、ステップＳ１００ないしＳ１０４の処理を繰
り返し行なう。
の所定アドレスに格納し（ステップＳ１０４）、所定時
間経過したかを判定する（ステップＳ１０６）。実施例
では、所定時間として４分としたが、このルーチンを繰
り返し実行する際の間隔未満であれば如何なる時間でも
よい。所定時間経過していないときにはステップＳ１０
０に戻り、ステップＳ１００ないしＳ１０４の処理を繰
り返し行なう。
【００２２】所定時間経過しているときには、それまで
に格納した発熱量Ｑに基づいてその平均値としての平均
発熱量Ｑａｖｅを計算する処理を行なう（ステップＳ１
０８）。次に、冷却条件Ｃを読み込む処理を行なう（ス
テップＳ１１０）。ここで、冷却条件Ｃは、電子制御ユ
ニット３０が実行する図示しない冷却条件設定処理ルー
チンにより冷却装置１４の制御装置１６から出力される
冷却装置１４の状態に基づいて設定される。例えば、冷
却装置１４が二次電池１２に冷却風を供給する装置であ
り、制御装置１６が冷却風を発生させるファンの回転数
を制御するものであれば、電子制御ユニット３０は、制
御装置１６から出力されるファンの回転数に基づいて冷
却条件として「良い」，「普通」，「悪い」などのよう
に３段階或いはそれより多い複数段に設定するものとす
ることができる。そして、設定した冷却条件をＲＡＭ３
６の所定アドレスに記憶するものとすれば、ステップＳ
１１０の処理はＲＡＭ３６の所定アドレスを読み込む処
理となる。なお、制御装置１６から冷却条件Ｃを出力す
るものとしてもよく、この場合、単に制御装置１６から
の冷却条件Ｃを読み込む処理となる。
に格納した発熱量Ｑに基づいてその平均値としての平均
発熱量Ｑａｖｅを計算する処理を行なう（ステップＳ１
０８）。次に、冷却条件Ｃを読み込む処理を行なう（ス
テップＳ１１０）。ここで、冷却条件Ｃは、電子制御ユ
ニット３０が実行する図示しない冷却条件設定処理ルー
チンにより冷却装置１４の制御装置１６から出力される
冷却装置１４の状態に基づいて設定される。例えば、冷
却装置１４が二次電池１２に冷却風を供給する装置であ
り、制御装置１６が冷却風を発生させるファンの回転数
を制御するものであれば、電子制御ユニット３０は、制
御装置１６から出力されるファンの回転数に基づいて冷
却条件として「良い」，「普通」，「悪い」などのよう
に３段階或いはそれより多い複数段に設定するものとす
ることができる。そして、設定した冷却条件をＲＡＭ３
６の所定アドレスに記憶するものとすれば、ステップＳ
１１０の処理はＲＡＭ３６の所定アドレスを読み込む処
理となる。なお、制御装置１６から冷却条件Ｃを出力す
るものとしてもよく、この場合、単に制御装置１６から
の冷却条件Ｃを読み込む処理となる。
【００２３】冷却条件Ｃを読み込むと、平均発熱量Ｑａ
ｖｅと冷却条件Ｃとに基づいて補正値Ｔ１を決定する処
理を行なう（ステップＳ１１２）。補正値Ｔ１を決定す
る際に用いるマップの一例を図３に示す。図３中、曲線
Ａは冷却条件Ｃが「良い」の場合の平均発熱量Ｑａｖｅ
と補正値Ｔ１との関係であり、曲線Ｂは冷却条件Ｃが
「普通」の場合の平均発熱量Ｑａｖｅと補正値Ｔ１との
関係であり、曲線Ｃは冷却条件Ｃが「悪い」の場合の平
均発熱量Ｑａｖｅと補正値Ｔ１との関係である。これら
曲線Ａ〜Ｃの各関係は、実験などにより求めることがで
きる。この曲線に影響を与える因子としては、二次電池
１２の電槽の材質や厚みなどがある。こうした関係を用
いることにより、ステップＳ１１２の処理は、一例とし
て、まず、冷却条件Ｃにより曲線を決定し、決定した曲
線に対して平均発熱量Ｑａｖｅを用いることにより補正
値Ｔ１を決定するものとすることができる。なお、実施
例では、こうした冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅと補
正値Ｔ１との関係をマップとして予めＲＯＭ３４に記憶
しておき、冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅとが与えら
れると、この冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅとに対応
する補正値Ｔ１を導出するものとした。
ｖｅと冷却条件Ｃとに基づいて補正値Ｔ１を決定する処
理を行なう（ステップＳ１１２）。補正値Ｔ１を決定す
る際に用いるマップの一例を図３に示す。図３中、曲線
Ａは冷却条件Ｃが「良い」の場合の平均発熱量Ｑａｖｅ
と補正値Ｔ１との関係であり、曲線Ｂは冷却条件Ｃが
「普通」の場合の平均発熱量Ｑａｖｅと補正値Ｔ１との
関係であり、曲線Ｃは冷却条件Ｃが「悪い」の場合の平
均発熱量Ｑａｖｅと補正値Ｔ１との関係である。これら
曲線Ａ〜Ｃの各関係は、実験などにより求めることがで
きる。この曲線に影響を与える因子としては、二次電池
１２の電槽の材質や厚みなどがある。こうした関係を用
いることにより、ステップＳ１１２の処理は、一例とし
て、まず、冷却条件Ｃにより曲線を決定し、決定した曲
線に対して平均発熱量Ｑａｖｅを用いることにより補正
値Ｔ１を決定するものとすることができる。なお、実施
例では、こうした冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅと補
正値Ｔ１との関係をマップとして予めＲＯＭ３４に記憶
しておき、冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅとが与えら
れると、この冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅとに対応
する補正値Ｔ１を導出するものとした。
【００２４】補正値Ｔ１が決定されると、温度センサ２
２により検出される二次電池１２の電槽表面の温度Ｔｏ
を読み込み（ステップＳ１１４）、決定した補正値Ｔ１
を読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏに加えて内部温度Ｔｉ
を計算する（ステップＳ１１６）。そして、計算した内
部温度ＴｉをＲＡＭ３６の所定アドレスに格納して（ス
テップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。図４に、二
次電池１２の充放電の電流Ｉと電槽表面の温度Ｔｏと平
均発熱量Ｑａｖｅと検出された内部温度Ｔｉの時間変化
の一例を示す。
２により検出される二次電池１２の電槽表面の温度Ｔｏ
を読み込み（ステップＳ１１４）、決定した補正値Ｔ１
を読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏに加えて内部温度Ｔｉ
を計算する（ステップＳ１１６）。そして、計算した内
部温度ＴｉをＲＡＭ３６の所定アドレスに格納して（ス
テップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。図４に、二
次電池１２の充放電の電流Ｉと電槽表面の温度Ｔｏと平
均発熱量Ｑａｖｅと検出された内部温度Ｔｉの時間変化
の一例を示す。
【００２５】以上説明した実施例の電池の内部温度検出
装置２０によれば、二次電池１２の内部に温度センサを
設けることなく内部温度Ｔｉを検出することができる。
しかも、冷却装置１４による冷却状態をも加味して内部
温度Ｔｉを検出することができる。実施例の電池の内部
温度検出装置２０によれば、所定時間の平均発熱量Ｑａ
ｖｅを計算し、これに基づいて内部温度Ｔｉを演算する
から、充放電電流が著しく変化する使用態様、例えばハ
イブリッド車に搭載された二次電池などであっても、よ
り正確な内部温度Ｔｉを検出することができる。
装置２０によれば、二次電池１２の内部に温度センサを
設けることなく内部温度Ｔｉを検出することができる。
しかも、冷却装置１４による冷却状態をも加味して内部
温度Ｔｉを検出することができる。実施例の電池の内部
温度検出装置２０によれば、所定時間の平均発熱量Ｑａ
ｖｅを計算し、これに基づいて内部温度Ｔｉを演算する
から、充放電電流が著しく変化する使用態様、例えばハ
イブリッド車に搭載された二次電池などであっても、よ
り正確な内部温度Ｔｉを検出することができる。
【００２６】実施例の電池の内部温度検出装置２０で
は、冷却条件Ｃに基づいて補正値Ｔ１を決定するものと
したが、冷却装置１４を備えない構成や、冷却装置１４
を備えるが冷却条件Ｃを変更しない構成、例えば一定の
回転数で冷却ファンを常に駆動する構成などの場合に
は、冷却条件Ｃを加味しないものとしてもよい。この場
合図３に例示するマップは、単一の曲線だけとなる。
は、冷却条件Ｃに基づいて補正値Ｔ１を決定するものと
したが、冷却装置１４を備えない構成や、冷却装置１４
を備えるが冷却条件Ｃを変更しない構成、例えば一定の
回転数で冷却ファンを常に駆動する構成などの場合に
は、冷却条件Ｃを加味しないものとしてもよい。この場
合図３に例示するマップは、単一の曲線だけとなる。
【００２７】次に、本発明の第２の実施例としての電池
の内部温度検出装置２０Ｂについて説明する。第２実施
例の電池の内部温度検出装置２０Ｂは、電流センサ２４
を備えない点を除いて図１に例示した第１実施例の電池
の内部温度検出装置２０と同一のハード構成をしてい
る。したがって、第２実施例の電池の内部温度検出装置
２０Ｂのハード構成についての説明は省略する。
の内部温度検出装置２０Ｂについて説明する。第２実施
例の電池の内部温度検出装置２０Ｂは、電流センサ２４
を備えない点を除いて図１に例示した第１実施例の電池
の内部温度検出装置２０と同一のハード構成をしてい
る。したがって、第２実施例の電池の内部温度検出装置
２０Ｂのハード構成についての説明は省略する。
【００２８】第２実施例の電池の内部温度検出装置２０
Ｂでは、図２の内部温度検出処理ルーチンに代えて図５
に例示する内部温度検出処理ルーチンを実行する。この
ルーチンは、ステップＳ２００〜Ｓ２０２の処理を除い
て図２のルーチンと同一の処理を行なう。重複した説明
を回避するため、同一処理についての説明は省略する。
なお、このルーチンも所定時間毎（例えば５分毎）に繰
り返し実行される。
Ｂでは、図２の内部温度検出処理ルーチンに代えて図５
に例示する内部温度検出処理ルーチンを実行する。この
ルーチンは、ステップＳ２００〜Ｓ２０２の処理を除い
て図２のルーチンと同一の処理を行なう。重複した説明
を回避するため、同一処理についての説明は省略する。
なお、このルーチンも所定時間毎（例えば５分毎）に繰
り返し実行される。
【００２９】図５の内部温度検出処理ルーチンが実行さ
れると、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、
温度センサ２２により検出される電槽表面の温度Ｔｏを
読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。そし
て、電槽表面の温度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄｔを演算
する処理を行なう（ステップＳ２０１）。電槽表面の温
度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄｔは、ステップＳ２００で
読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏから前回ステップＳ２０
０によって読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏを減じ、これ
を前回ステップＳ２００により読み込んだときから今回
読み込むまでの間の時間Δｔで割って求める。厳密に
は、時間変化率ｄＴ／ｄｔは、瞬間的な変化率ではなく
平均変化率となる。
れると、電子制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、
温度センサ２２により検出される電槽表面の温度Ｔｏを
読み込む処理を実行する（ステップＳ２００）。そし
て、電槽表面の温度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄｔを演算
する処理を行なう（ステップＳ２０１）。電槽表面の温
度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄｔは、ステップＳ２００で
読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏから前回ステップＳ２０
０によって読み込んだ電槽表面の温度Ｔｏを減じ、これ
を前回ステップＳ２００により読み込んだときから今回
読み込むまでの間の時間Δｔで割って求める。厳密に
は、時間変化率ｄＴ／ｄｔは、瞬間的な変化率ではなく
平均変化率となる。
【００３０】そして、求めた時間変化率ｄＴ／ｄｔに基
づいて発熱量Ｑを求める処理を行なう（ステップＳ２０
２）。通常、電槽表面の温度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄ
ｔは発熱量Ｑに比例するから、時間変化率ｄＴ／ｄｔと
発熱量Ｑとの関係を実験などにより求めてマップとすれ
ば、時間変化率ｄＴ／ｄｔから発熱量Ｑを求めることが
できる。実施例では、こうしたマップを予めＲＯＭ３４
に記憶しておき、時間変化率ｄＴ／ｄｔが与えられる
と、このマップから発熱量Ｑを導出するものとした。
づいて発熱量Ｑを求める処理を行なう（ステップＳ２０
２）。通常、電槽表面の温度Ｔｏの時間変化率ｄＴ／ｄ
ｔは発熱量Ｑに比例するから、時間変化率ｄＴ／ｄｔと
発熱量Ｑとの関係を実験などにより求めてマップとすれ
ば、時間変化率ｄＴ／ｄｔから発熱量Ｑを求めることが
できる。実施例では、こうしたマップを予めＲＯＭ３４
に記憶しておき、時間変化率ｄＴ／ｄｔが与えられる
と、このマップから発熱量Ｑを導出するものとした。
【００３１】そして、求めた発熱量Ｑを格納し（ステッ
プＳ２０４）、所定時間経過したかを判定する（ステッ
プＳ２０６）。以下、ステップＳ２０８以降の処理は、
図２に例示する内部温度検出処理ルーチンのステップＳ
１０８以降の処理と同一である。
プＳ２０４）、所定時間経過したかを判定する（ステッ
プＳ２０６）。以下、ステップＳ２０８以降の処理は、
図２に例示する内部温度検出処理ルーチンのステップＳ
１０８以降の処理と同一である。
【００３２】以上説明した第２実施例の電池の内部温度
検出装置２０Ｂによれば、電槽表面の温度Ｔｏの時間変
化率ｄＴ／ｄｔに基づいて発熱量Ｑを求め、その時間平
均値としての平均発熱量Ｑａｖｅと電槽表面の温度Ｔｏ
とに基づいて内部温度Ｔｉを推定することができる。第
２実施例の電池の内部温度検出装置２０Ｂは、発熱量Ｑ
の求め方以外は第１実施例と同様であるから、第２実施
例でも前述した第１実施例の電池の内部温度検出装置２
０が奏する効果と同一の効果を奏することができる。
検出装置２０Ｂによれば、電槽表面の温度Ｔｏの時間変
化率ｄＴ／ｄｔに基づいて発熱量Ｑを求め、その時間平
均値としての平均発熱量Ｑａｖｅと電槽表面の温度Ｔｏ
とに基づいて内部温度Ｔｉを推定することができる。第
２実施例の電池の内部温度検出装置２０Ｂは、発熱量Ｑ
の求め方以外は第１実施例と同様であるから、第２実施
例でも前述した第１実施例の電池の内部温度検出装置２
０が奏する効果と同一の効果を奏することができる。
【００３３】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である電池の内部温度検出
装置２０の構成の概略を示す構成図である。
装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 電子制御ユニット３０により実行される内部
温度検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。
温度検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。
【図３】 冷却条件Ｃと平均発熱量Ｑａｖｅと補正値Ｔ
１との関係を例示するマップの一例を示す説明図であ
る。
１との関係を例示するマップの一例を示す説明図であ
る。
【図４】 二次電池１２の充放電の電流Ｉと電槽表面の
温度Ｔｏと平均発熱量Ｑａｖｅと検出された内部温度Ｔ
ｉの時間変化の一例を示す説明図である。
温度Ｔｏと平均発熱量Ｑａｖｅと検出された内部温度Ｔ
ｉの時間変化の一例を示す説明図である。
【図５】 第２実施例の電池の内部温度検出装置２０Ｂ
により実行される内部温度検出処理ルーチンの一部の一
例を示すフローチャートである。
により実行される内部温度検出処理ルーチンの一部の一
例を示すフローチャートである。
１２ 二次電池、１４ 冷却装置、１６ 制御装置、１
８ 負荷、２０，２０Ｂ 電池の内部温度検出装置、２
２ 温度センサ、２４ 電流センサ、３０ 電子制御ユ
ニット、３２ ＣＰＵ、３４ ＲＯＭ、３６ ＲＡＭ。
８ 負荷、２０，２０Ｂ 電池の内部温度検出装置、２
２ 温度センサ、２４ 電流センサ、３０ 電子制御ユ
ニット、３２ ＣＰＵ、３４ ＲＯＭ、３６ ＲＡＭ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 利明 静岡県湖西市境宿555番地 パナソニッ ク・イーブイ・エナジー株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA01 CB01 DA04 FA08 GC05 5H030 AA06 AS20 FF22 FF42 FF52
Claims (5)
- 【請求項１】 電池の内部温度を検出する内部温度検出
装置であって、 前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度検出
手段と、 前記電池に流れる電流を検出する電流検出手段と、 該検出された電流に基づいて前記電池の内部における発
熱量を推定する発熱量推定手段と、 該推定された発熱量と前記電槽表面温度検出手段により
検出された電槽表面の温度とに基づいて前記電池の内部
温度を推定する内部温度推定手段とを備える内部温度検
出装置。 - 【請求項２】 前記発熱量推定手段は、前記電流検出手
段により検出された電流の所定時間の平均値を演算し、
該演算された平均値に基づいて発熱量を推定する手段で
ある請求項１記載の内部温度検出装置。 - 【請求項３】 電池の内部温度を検出する内部温度検出
装置であって、 前記電池の電槽表面の温度を検出する電槽表面温度検出
手段と、 該検出された電槽表面の温度の時間変化率を演算する変
化率演算手段と、 該演算された電槽温度の時間変化率に基づいて前記電池
の内部における発熱量を推定する発熱量推定手段と、 該推定された発熱量と前記電槽表面温度検出手段により
検出された電槽表面の温度とに基づいて前記電池の内部
温度を推定する内部温度推定手段とを備える内部温度検
出装置。 - 【請求項４】 前記内部温度推定手段は、前記発熱量推
定手段により推定された発熱量に基づいて電槽表面の温
度と内部温度との偏差としての補正値を決定する補正値
決定手段と、該決定した補正値を前記電槽表面温度検出
手段により検出された電槽表面の温度に加算して前記内
部温度とする補正値加算手段とを備える請求項１ないし
３いずれか記載の内部温度検出装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の内部温
度検出装置であって、 前記電池の冷却条件を判定する冷却条件判定手段を備
え、 前記内部温度推定手段は、前記冷却条件判定手段により
判定された冷却条件にも基づいて前記電池の内部温度を
推定する手段である内部温度検出装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007157348A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 二次電池用の制御装置、二次電池の温度推定方法、及びこの方法を用いた二次電池の劣化判定方法 |
| JP2010108750A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Toyota Motor Corp | 電池パック入出力制御装置 |
| JP2010231968A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | 二次電池の制御装置 |
| WO2011045853A1 (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | 株式会社 日立製作所 | 電池制御装置およびモーター駆動システム |
| WO2011132561A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 株式会社マキタ | 電動工具用バッテリの発熱量推定装置及び電動工具用装置 |
| JP2011232083A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Komatsu Ltd | 蓄電装置の温度検出方法および装置並びにハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置 |
| JP2013118056A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Toyota Motor Corp | 蓄電システムおよび蓄電素子の温度推定方法 |
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| JP2015116049A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
| WO2019131740A1 (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池温度推定装置および充電可能電池温度推定方法 |
| US10396407B2 (en) | 2014-03-20 | 2019-08-27 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Secondary battery internal temperature estimation device and secondary battery internal temperature estimation method |
| JP2019169396A (ja) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | ダイハツ工業株式会社 | バッテリの温度推定装置 |
| CN116068417A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-05-05 | 江苏拓米洛高端装备股份有限公司 | 一种电池发热量确定方法、装置和试验箱 |
| WO2024047925A1 (ja) * | 2022-09-01 | 2024-03-07 | 株式会社デンソー | 蓄電池、電池ユニット及び電池監視装置 |
| JP7468462B2 (ja) | 2021-06-11 | 2024-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210156006A (ko) * | 2020-06-17 | 2021-12-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 셀 표면 온도 추정 시스템 및 방법 |
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1999
- 1999-09-06 JP JP25143299A patent/JP4383596B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN102576914A (zh) * | 2009-10-14 | 2012-07-11 | 株式会社日立制作所 | 电池控制装置以及电动机驱动系统 |
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| US8947023B2 (en) | 2009-10-14 | 2015-02-03 | Hitachi, Ltd. | Battery control device and motor drive system |
| WO2011132561A1 (ja) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 株式会社マキタ | 電動工具用バッテリの発熱量推定装置及び電動工具用装置 |
| JP2011229318A (ja) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Makita Corp | 電動工具用バッテリの発熱量推定装置及び電動工具用装置 |
| CN102859822A (zh) * | 2010-04-21 | 2013-01-02 | 株式会社牧田 | 用于电动工具的电池的发热量估算单元和用于电动工具的设备 |
| US8885307B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-11-11 | Makita Corporation | Heat generation amount estimation unit for battery for electric power tool, and apparatus for electric power tool |
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| CN116068417B (zh) * | 2022-12-05 | 2023-12-29 | 江苏拓米洛高端装备股份有限公司 | 一种电池发热量确定方法、装置和试验箱 |
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