JP2015118022A - 電池温度推定システム - Google Patents

Abstract

【課題】コスト抑制を図ることができる電池温度推定システムを提供する。【解決手段】電池温度推定システム電池１の電流及び端子電圧に基づいて、電池２の第１の内部抵抗値を演算する内部抵抗演算装置３２と、第１の内部抵抗値と、基準温度における電池２の初期内部抵抗値と、の比に基づいて、電池２の温度を推定する温度推定装置３３と、を備えたことを特徴とする。【選択図】 図４

Description

本発明は、電池の温度を推定する電池温度推定システムに関するものである。

並列に接続された各二次電池の温度を均一化し、当該各二次電池に流れる充放電電流を均等にする技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２０１２３２号公報

一般に電気自動車等においては、駆動のための十分な電力を確保するために１００個〜２００個の二次電池が電気的に接続された組電池を搭載している。これに対し、上記の技術では、二次電池の温度を検出するための温度検出器を各二次電池に対して直接取り付ける必要があり、組電池のコスト増大を招く場合があるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、コスト抑制を図ることができる電池温度推定システムを提供することである。

本発明は、電池の電流及び電圧に基づいて演算した第１の内部抵抗値と、基準温度における電池の初期内部抵抗値と、の比に基づいて、当該電池の温度を推定する温度推定手段を備えたことによって上記課題を解決する。

本発明によれば、電池の電流及び電圧を基にして当該電池の温度を推定するため、電池の近傍に温度検出装置等を設ける必要が無く、電池温度推定システムのコスト抑制を図ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態における電池温度推定システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図である。 図３は、本発明の第１実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの第１の記憶部が記憶しているマップである。 図４は、本発明の第１実施形態における電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。 図５は、本発明の第１実施形態における電池温度推定システムが有する内部抵抗演算装置が電池の内部抵抗を算出する際のイメージ図である。 図６は、本発明の第２実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図である。 図７は、本発明の第２実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの第２の記憶部が記憶しているマップである。 図８は、本発明の第２実施形態における電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。 図９は、本発明の第３実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図である。 図１０は、本発明の第３実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの第１の記憶部が記憶しているマップである。 図１１は、本発明の第３実施形態における電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。 図１２は、本発明の第４実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図である。 図１３は、本発明の第４実施形態における電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

<<第１実施形態>>
図１は本実施形態における電池温度推定システムの構成を示すブロック図であり、図２は本実施形態におけるコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図であり、図３は本実施形態における第１の記憶部が記憶しているマップである。

本実施形態における電池温度推定システム１は、電気自動車等に搭載され、当該電気自動車等が備える組電池２１が有する電池２の温度を推定するシステムであり、図１に示すように、各電池２に接続されたコントロールユニット３と、データ表示部４と、を備えている。

本実施形態におけるコントロールユニット３は、図２に示すように、電流・電圧測定装置３１と、内部抵抗演算装置３２と、温度推定装置３３と、を備えている。

なお、本実施形態における電池２は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等から構成されており、組電池２１は、複数の当該電池２を電気的に直列又は並列に複数接続することにより構成されている。電池温度推定システム１を搭載した電気自動車等は、この組電池２１の電力をモータ等（不図示）に放電することにより、当該電気自動車を駆動させることが可能となっていると共に、当該モータ等によって回生された電力を組電池２１に充電することが可能となっている。因みに、組電池２１を構成する電池２の数は特に限定されない。

電流・電圧測定装置３１は、電流計や電圧計等から構成され、電池２の電流及び端子電圧を測定する機能を有している。測定した電流及び端子電圧は内部抵抗演算装置３２に送出する。

内部抵抗演算装置３２は、電池２の電流・電圧測定装置３１が測定した電池２の電流及び端子電圧に基づいて、当該電池２の内部抵抗値を演算する機能を有している。本実施形態における内部抵抗演算装置３２が、本発明の内部抵抗演算手段の一例に相当する。

温度推定装置３３は、図２に示すように、第１の記憶部３３１と、第１の推定部３３２と、を備えている。本実施形態における温度推定装置３３が本発明の温度推定手段の一例に相当する。

第１の記憶部３３１は、電池２のＶ−Ｉ特性に基づいて得られる内部抵抗値（以下、第１の内部抵抗値とも称する。）を、基準温度（例えば２５℃）における初期の電池２の内部抵抗値（以下、初期内部抵抗値とも称する。）で除算した値（以下、第１の抵抗比とも称する。）と、第１の抵抗比の各値における当該電池２の温度と、の関係を規定するマップＭ１を予め記憶している。電池の温度が低下すると電解液中のイオンの熱運動が抑制されるため、当該電池の内部抵抗値は上昇する。このため、このマップＭ１は、図３に示すように、電池２の温度が減少するにつれて第１の抵抗比が直線的に上昇する傾向を有している。なお、初期の電池２とは、例えば、劣化度（ＳＯＨ：State of Health）が１００％である場合の電池２を示す。

第１の推定部３３２は、第１の抵抗比の算出を行う機能を有していると共に、第１の記憶部３３１が記憶しているマップＭ１を参照して電池２の温度を推定する機能を有している。第１の推定部３３２が推定した電池２の温度は、データ表示部４に送出される。

データ表示部４は、図１に示すように、電池温度推定システム１を構成する複数のコントロールユニット３の温度推定装置３３から送出される各電池２の温度に関する情報を、電池温度推定システム１を搭載した電気自動車のドライバ等に報知する機能を有している。これにより、当該ドライバに対して電池２への適切な処置（修理、交換等）を促すことが可能となっている。

次に、本実施形態における電池温度推定システム１のコントロールユニット３が、電池２の温度を推定する際のフローについて説明する。図４は本実施形態において電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートであり、図５は本実施形態における内部抵抗演算装置が電池の内部抵抗を算出する際のイメージ図である。

まず、図４に示すように、ステップＳ０１では、電流・電圧測定装置３１が電池２の電流及び端子電圧を測定し、当該測定結果を内部抵抗演算装置３２に送出する。そして、内部抵抗演算装置３２において、電池２の内部抵抗値（第１の内部抵抗値）の演算を行う。

電池２の第１の内部抵抗値を演算する際は、まず、電池２の開放電圧Ｅ_０［Ｖ］の推定を行う。そして、推定した開放電圧Ｅ_０と、充放電電流Ｉ_ｂ［Ａ］及び電池電圧Ｖ_ｂ［Ｖ］に基づき、下記（１）式に従って第１の内部抵抗値Ｒ_１［Ω］の算出を行う。
Ｖ_ｂ＝Ｅ_０−Ｉ_ｂ×Ｒ_１・・・（１）

具体的には、例えば、電池温度推定システム１を搭載した電気自動車の駆動中において、電流・電圧測定装置３１が測定した電池２の電流と端子電圧における特性（Ｖ−Ｉ特性）を、図５に示すように、Ｖ−Ｉグラフにプロットする。なお、回生充電中の電池２についてＶ−Ｉ特性をサンプリングしてもよい。

この場合において、電池２は、充放電時の内部抵抗がほぼ一致すると共に、Ｖ−Ｉ特性を直線回帰することができる。この様にして得られる回帰直線の縦軸切片は電池２の開放電圧Ｅ_０を示すと共に、当該回帰直線の傾きＲ_１は電池２の第１の内部抵抗値を表す。次いで、内部抵抗演算装置３２は、演算した第１の内部抵抗値を温度推定装置３３の第１の推定部３３２に送出する。

次いで、ステップＳ０２では、第１の推定部３３２において、まず、内部抵抗演算装置３２から送出された第１の内部抵抗値を初期内部抵抗値で除算することにより得られる第１の抵抗比を算出する。

そして、ステップＳ０３において、第１の記憶部３３１が記憶しているマップＭ１を参照することにより、第１の抵抗比から電池２の温度を推定する。次いで、推定した電池２の温度をデータ表示部４に出力し（ステップＳ０４）、電池２の温度を推定する際のコントロールユニット３おけるフローを終了する。

なお、電池２の温度推定に際し、第１の抵抗比と電池２の推定温度との関係が下記（２）式を満たすものとしてマップＭ１を作成してもよい。
Ｒ_１／Ｒ_０＝１＋Ｄ（Ｔ−Ｔ_０）・・・（２）
ただし、上記（２）式において、Ｒ_１は電池２の第１の内部抵抗値［Ω］であり、Ｒ_０は基準温度における電池２の初期内部抵抗値［Ω］であり、Ｔは電池２の温度（推定値、［℃］）であり、Ｔ_０は基準温度（例えば２５℃、［℃］）であり、Ｄは単位温度あたりの第１の抵抗比の変化率（電池２を構成する材料等によって定まる定数）である。なお、この場合、上記（２）式における左辺（Ｒ_１／Ｒ_０）が第１の抵抗比に相当する。

次に、本実施形態における電池温度推定システム１の作用について説明する。

本実施形態の電池温度推定システム１では、コントロールユニット３において、電池２の電流及び端子電圧に基づいて、当該電池２の温度を精度良く推定することができる。この際、電池２の近傍に温度検出装置等を設ける必要がないため、電池温度推定システム１のコスト抑制を図ることができると共に、複数の当該電池２を備えた組電池２１の小型化を図ることができる。

<<第２実施形態>>
図６は、本実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図であり、図７は本実施形態における第２の記憶部が記憶しているマップである。本実施形態における電池温度推定システム１Ｂは、図６に示すように、コントロールユニット３ＢがＳＯＨ検出装置３４、内部抵抗推定装置３５及び温度推定装置３３Ｂを備えている点で、第１実施形態の電池温度推定システム１と異なる。それ以外については、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

ＳＯＨ検出装置３４は、図６に示すように、ＳＯＣ検出部３４１と、ΔＳＯＣ測定部３４２と、充放電電流積算部３４３と、ＳＯＨ検出部３４４と、を備えている。本実施形態におけるＳＯＨ検出装置３４が、本発明の劣化度検出手段の一例に相当する。

ＳＯＣ検出部３４１は、電流・電圧測定装置３１が測定した電池２の端子電圧と、電池２の充電状態（以下、ＳＯＣとも称する。）と、の関係を表すマップＭ２（不図示）を予め備えている。そして、電池２の端子電圧及び当該マップＭ２に基づいて、電池２のＳＯＣを検出し、検出した電池２のＳＯＣをΔＳＯＣ測定部に送出する。

ΔＳＯＣ測定部３４２は、ＳＯＣ検出部３４１から前回送出された電池２のＳＯＣを記憶する機能を有していると共に、ＳＯＣ検出部３４１から送出された前回のＳＯＣと、最新のＳＯＣと、の差（以下、ΔＳＯＣとも称する。）を測定する機能を有している。そして、測定した当該ΔＳＯＣをＳＯＨ検出部３４４に送出する。

充放電電流積算部３４３は、電池２の充電イベントや放電イベントが終了する度に、当該イベントにおいて電池２の端子間に流れた充放電電流を積算する機能を有している。すなわち、前回の測定時ｔａから、最新の測定時ｔｂまでの間に、電池２の端子間に流れた充放電電流の積算量（∫Ｉｄｔ（ただし、左記積分は時間ｔａからｔｂまでの定積分））を測定し、当該測定結果をＳＯＨ検出部３４４に送出する。

ＳＯＨ検出部３４４は、ΔＳＯＣ測定部３４２が検出したΔＳＯＣと、充放電電流積算部３４３が測定した充放電電流の積算量（∫Ｉｄｔ）と、ＳＯＨ検出部３４４に予め記憶された電池２の使用初期における満充電量Ｑ_ｉと、に基づいて、電池２のＳＯＨを検出し、当該検出結果を内部抵抗推定装置３５に送出する。

内部抵抗推定装置３５は、図６に示すように、第２の記憶部３５１と、第２の推定部３５２と、を有している。本実施形態における内部抵抗推定装置３５が、本発明の内部抵抗推定手段の一例に相当する。

第２の記憶部３５１は、電池２のＳＯＨと内部抵抗値の関係を規定するマップＭ３を予め記憶している。このマップＭ３は、図７に示すように、電池２のＳＯＨが減少（電池２が劣化）するにつれて、電解液の減少等により電池２の内部抵抗値が直線的に上昇する傾向を有している。第２の推定部３５２は、第２の記憶部３５１が記憶する当該マップＭ３を参照して、電池２の内部抵抗値を推定し（以下、第２の推定部３５２によって推定された内部抵抗値を、第２の内部抵抗値とも称する。）、当該第２の内部抵抗値を温度推定装置３３Ｂの第１の推定部３３２Ｂに送出する。本実施形態におけるマップＭ３が本発明の第２のマップの一例に相当し、本実施形態における第２の記憶部３５１が本発明の第２の記憶手段の一例に相当する。

温度推定装置３３Ｂは、図６に示すように、第１の記憶部３３１Ｂと、第１の推定部３３２Ｂと、を備えている。

第１の記憶部３３１Ｂは、電池２のＶ−Ｉ特性に基づいて得られる内部抵抗値（第１の内部抵抗値）を第２の内部抵抗値で除算した値（以下、第２の抵抗比とも称する。）と、第２の抵抗比の各値における電池２の温度と、の関係を規定するマップＭ４を予め記憶している。なお、マップＭ４は、第１実施形態で説明したマップＭ１と同様の傾向を有しており（図１０参照）、本実施形態におけるマップＭ４が本発明の第１のマップの一例に相当する。

第１の推定部３３２Ｂは、第２の抵抗比の算出を行う機能を有していると共に、第１の記憶部３３１Ｂが記憶しているマップＭ４を参照して電池２の温度を推定する機能を有している。そして、第１の推定部３３２Ｂが推定した電池２の温度を、データ表示部４に送出する。

次に、本実施形態における電池温度推定システム１Ｂのコントロールユニット３Ｂが、電池２の温度を推定する際のフローについて説明する。図８は本実施形態において電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ０Ａとして、電流・電圧測定装置３１が測定した電池２の電流に基づいて、充放電電流積算部３４３が前回の測定時ｔａから、最新の測定時ｔｂまでの間に、電池２の端子間に流れた充放電電流の積算量（∫Ｉｄｔ）を測定する。また、ＳＯＣ検出部３４１が電池２のＳＯＣを検出し、ΔＳＯＣ測定部３４２はΔＳＯＣを測定する。

次いでステップＳ０Ｂでは、まず、ＳＯＨ検出部３４４において、下記（３）式に基づいて、電池２の満充電容量Ｑ_ｍａｘを求める。なお、この満充電容量Ｑ_ｍａｘは、ＳＯＣ＝１００％のときの電池２の容量を意味する。

Ｑ_ｍａｘ＝（∫Ｉｄｔ）／ΔＳＯＣ×１００・・・（３）
なお、上記（３）式において、∫Ｉｄｔ［Ａｈ］は、電池２が前回の測定時ｔａから、最新の測定時ｔｂまでの間の定積分であり、充放電電流積算部３４３によって測定された値である。また、上記（３）式のΔＳＯＣは、ΔＳＯＣ測定部で測定された値である。

そして、下記（４）式に基づいて、ＳＯＨ検出部３４４は電池２のＳＯＨの算出を行い、当該算出結果を内部抵抗推定装置３５に送出する。
ＳＯＨ＝Ｑ_ｍａｘ／Ｑ_ｉ・・・（４）
なお、上記（４）式において、Ｑ_ｉは電池２の使用初期における満充電量である。

次いで、ステップＳ０Ｃでは、内部抵抗推定装置３５の第２の推定部３５２において、第２の記憶部３５１に記憶されたマップＭ３を参照することにより、ＳＯＨ検出装置３４から送出された電池２のＳＯＨから電池２の内部抵抗値（第２の内部抵抗値）の推定を行う。そして、当該推定結果を基準温度における電池２の内部抵抗値として、温度推定装置３３Ｂに送出する。

次いで、ステップＳ０１では内部抵抗演算装置３５が電池２の内部抵抗値（第１の内部抵抗値）の演算を行う。そして、ステップＳＯ２Ｂでは、温度推定装置３３Ｂの第１の推定部３３２Ｂにおいて、第１の内部抵抗値を第２の内部抵抗値で除算して第２の抵抗比を算出する。次いで、第１の記憶部３３Ｂに予め記憶されたマップＭ４を参照することにより、第２の抵抗比から電池２の温度の推定を行う（ステップＳ０３Ｂ）。当該推定結果は、データ表示部４に送出される（ステップＳ０４）。

本実施形態における電池温度推定システム１Ｂにおいても、電池２の温度を推定する際、電池２の近傍に温度検出装置等を設ける必要がないため、電池温度推定システム１Ｂのコスト抑制を図ることができると共に、複数の当該電池２を備えた組電池２１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、ＳＯＨ検出装置３４において電池２のＳＯＨを検出し、当該ＳＯＨに基づいて算出された第２の抵抗比から電池２の温度を推定する。このように、電池２の温度推定に際して当該電池２のＳＯＨが加味されるため、より精度良く電池２の温度を推定することができる。

<<第３実施形態>>
図９は、本実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図であり、図１０は本実施形態における第１の記憶部が記憶しているマップである。本実施形態における電池温度推定システム１Ｃは、図９に示すように、コントロールユニット３Ｃの温度推定装置３３Ｃが第１の記憶部３３１Ｃ及び選定部３３３を備えている点で、第２実施形態の電池温度推定システム１Ｂと異なる。それ以外については、第２実施形態と同様であるので、第２実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１の記憶部３３１Ｃは、図１０に示すように、複数の異なるＳＯＨの条件下における電池２について、それぞれ予め作成された複数のマップＭ４（図１０においてＭ４Ａ〜Ｍ４Ｃ）から構成されるマップＭ５を記憶している。電池２の劣化が進行（ＳＯＨが低下）すると、電解液中におけるイオン濃度の低下に伴って電池温度の単位低下量当たりの内部抵抗上昇率は増大する。このため、このマップＭ５を構成するそれぞれのマップ４における直線は、ＳＯＨの低下（電池２の劣化の進行）に伴ってその傾きが急になる傾向を有している（図１０において、Ｋ_１＜Ｋ_２＜Ｋ_３）。なお、マップＭ５を構成するマップＭ４の数は特に限定されない。本実施形態における第１の記憶部３３１Ｃが本発明の第１の記憶手段の一例に相当する。

選定部３３３は、ＳＯＨ検出装置３４が検出した電池２のＳＯＨに基づいて、第１の記憶部３３１Ｃが記憶するマップＭ５の中から、当該ＳＯＨに最も近い条件下で作成されたマップＭ４を選定する。

次に、本実施形態における電池温度推定システム１Ｃのコントロールユニット３Ｃが、電池２の温度を推定する際のフローについて説明する。図１１は本実施形態において電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。

まず、第２実施形態と同様にして、電池２における第２の抵抗比の算出を行う（図１１中のステップＳ０Ａ〜Ｓ０２Ｂ）。

次いで、ステップＳ０２Ｃにおいて、第１の記憶部３３１Ｃが記憶するマップＭ５の中から、ＳＯＨ検出装置３４が検出した電池２のＳＯＨと最も近い条件下において作成されたマップＭ４を選定する。

そして、ステップＳ０３Ｂにおいて、選定部３３３で選定したマップＭ４を参照することにより、第２の抵抗比から電池２の温度の推定を行い、当該推定結果はデータ表示部４に送出される（ステップＳ０４）。

本実施形態における電池温度推定システム１Ｃにおいても、電池２の温度を推定する際、電池２の近傍に温度検出装置等を設ける必要がないため、電池温度推定システム１Ｃのコスト抑制を図ることができると共に、複数の当該電池２を備えた組電池２１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態においても、電池２の温度推定に際して当該電池２のＳＯＨが加味されるため、電池２の温度の推定精度を向上することができる。

また、本実施形態では、複数の異なるＳＯＨの条件下における電池２についてそれぞれ予め作成したマップＭ４から構成されるマップＭ５を第１の記憶部３３１Ｃが記憶しており、電池２のＳＯＨに応じて温度推定時に参照する最適なマップＭ４を選定部３３３が選定する。このため、電池２の温度の推定精度をさらに向上することができる。

<<第４実施形態>>
図１２は、本実施形態における電池温度推定システムが有するコントロールユニットの構成を説明するためのブロック図である。本実施形態における電池温度推定システム１Ｄは、図１２に示すように、コントロールユニット３Ｄが加重平均装置３６を備えている点で、第３実施形態の電池温度推定システム１Ｃと異なる。それ以外については、第３実施形態と同様であるので、第３実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

加重平均装置３６は、ＳＯＨ検出装置３４が検出したＳＯＨを記憶する機能を有していると共に、下記（５）式に基づいてＳＯＨの加重平均値ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}を演算する機能を有している。

ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}＝（（ｎ−１）×ＳＯＨ_{ｎ−１，ａｖｅ}＋ＳＯＨ_ｎ）／ｎ・・・（５）
なお、上記（５）式において、ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}は加重平均装置３６が行う最新（ｎ回目）の演算結果であり、ＳＯＨ_ｎはＳＯＨ検出装置３４による最新の検出結果であり、ＳＯＨ_{ｎ−１，ａｖｅ}は加重平均装置３６が演算して記憶した前回（ｎ−１回）の演算結果である。

同様にして、加重平均装置３６に記憶された最新の演算結果が、次回（ｎ＋１回目）のＳＯＨの加重平均値の演算に用いられる。加重平均装置３６による演算結果は、温度推定装置３３Ｃ及び内部抵抗推定装置３５に送出される。本実施形態における加重平均装置３６が本発明の加重平均手段の一例に相当する。

なお、特に図示しないが、電池温度推定システム１Ｄを搭載した車両とデータ通信可能なデータセンタを外部に設け、当該データセンタが加重平均装置３６の機能を担うこととしてもよい。この場合には、当該車両において記憶すべきデータの量を軽減することができる。

次に、本実施形態における電池温度推定システム１Ｄのコントロールユニット３Ｄが、電池２の温度を推定する際のフローについて説明する。図１３は本実施形態において電池温度推定システムが電池の温度を推定する方法を説明するためのフローチャートである。

本実施形態では、第２実施形態と同様にして、ＳＯＨ検出装置３４で電池２のＳＯＨの検出を行う（ステップＳ０Ａ、Ｓ０Ｂ）。

次いで、ステップＳ０Ｂ２として、加重平均装置３６が、上記（５）式に基づいて、電池２の加重平均値ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}の演算を行う。その後、内部抵抗推定装置３５の第２の推定部３５２が、マップＭ３を参照することにより加重平均値ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}からが第２の内部抵抗値の推定を行う（ステップＳ０Ｃ）。

次いで、ステップＳ０１において第１の内部抵抗値を演算した後、第１の推定部３３２Ｂが第２の抵抗比の算出を行う（ステップＳ０２Ｂ）。そして、選定部３３３がマップＭ５から選定したマップＭ４（ステップＳ０２Ｃ）を参照することにより、第１の推定部３３２Ｂが電池２の温度を推定する（ステップＳ０３Ｂ）。なお、この場合において選定部３３３は、第１の記憶部３３１Ｃが記憶するマップＭ５の中から、加重平均装置３６が演算したＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}と最も近い条件下において作成されたマップＭ４を選定する。次いで、電池２の温度推定結果はデータ表示部４に送出される（ステップＳ０４）。

本実施形態における電池温度推定システム１Ｄにおいても、電池２の温度を推定する際、電池２の近傍に温度検出装置等を設ける必要がないため、電池温度推定システム１のコスト抑制を図ることができると共に、組電池２１の小型化を図ることができる。

また、本実施形態においても、第２の抵抗比の算出に際して電池２のＳＯＨが加味されるため、電池２の温度の推定精度を向上することができる。

また、本実施形態においても、複数の異なるＳＯＨの条件下における電池２についてそれぞれ予め作成したマップＭ４から構成されるマップＭ５を第１の記憶部３３１Ｃが記憶しており、電池２のＳＯＨに応じて温度推定に用いる最適なマップＭ４を選定部３３３が選定する。このため、電池２の温度の推定精度をさらに向上することができる。

さらに、本実施形態では、ＳＯＨ検出装置３４が検出したＳＯＨを、加重平均装置３６が加重平均値ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}を算出し、当該算出結果に基づいて、内部抵抗推定装置３５の第２の推定部３５２が第２の内部抵抗値を推定すると共に、温度推定装置の選定部３３３がマップＭ４の選定を行う。そして、当該選定結果に基づいて、第１の推定部３３２Ｂが電池２の温度の推定を行う。これにより、ＳＯＨ検出装置３４におけるＳＯＨの検出データのバラツキを軽減することができるため、電池２の温度の推定精度をより一層向上することができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下に、本発明をさらに具体化した実施例により、本発明の効果を確認した。以下の実施例は、上述した実施形態における電池の温度の推定精度を確認するためのものである。

＜実施例１＞
実施例１では、第１実施形態において説明した電池温度推定システムを作製した。

具体的には、まず、ラミネート型リチウムイオン二次電池の外装をアルミ缶で覆い、これを電池２とした。そして、１０個の当該電池２（単電池１〜１０）を電気的に直列に接続すると共に、電流センサや内部抵抗や温度の測定機能を備えたバッテリコントローラを各電池に接続し、これを組電池２１とした。

また、第１の抵抗比と電池２の温度との関係式（マップＭ１）は、下記（６）式を用いた。
Ｙ＝ａ_１×Ｘ＋ｂ_１・・・（６）
ただし、上記（６）式において、Ｙは第１の抵抗比であり、Ｘは電池２の温度［℃］である。また、定数ａ_１及び定数ｂ_１は、電池２を構成する材料や電極板の積層数等に応じてそれぞれ適宜選択する値であり、本例ではａ_１＝−０．０７６、ｂ_１＝３．０７とした。

以上に説明した実施例１のサンプルに対して、以下の２つの試験（試験１及び試験２）を行った。

［試験１］
１つ目の試験は、電池２の温度の推定精度確認試験である。具体的には、作製した組電池２１を２５℃、定電流方式（ＣＣ、電流：１Ｃ）により、電圧が４．２Ｖとなるまで充電を行い、その後１分休止した後、下記（７）式に従い、推定精度を算出した。
Ｓ＝（Ｔ_Ｐ−Ｔ_Ｒ）／Ｔ_Ｒ×１００・・・（７）
ただし、上記（７）式において、Ｓは推定精度［％］であり、Ｔ_Ｐは電池温度推定システムによる電池２の温度の推定値であり、Ｔ_Ｒは温度検出器による電池２の温度の実測値である。

［試験２］
また、２つ目の試験は、充放電サイクル後における電池２の温度の推定精度確認試験である。具体的には、作製した組電池２１を、４５℃、定電流方式（ＣＣ、電流：１Ｃ）により電圧が４．２Ｖとなるまで充電し、１分休止の後、４５℃、定電流方式（ＣＣ、電流：１Ｃ）により電圧が２．５Ｖとなるまで放電し、これを１サイクルとする。そして、このサイクルを１００サイクル繰り返した後、３０℃、定電流方式（ＣＣ、電流：１Ｃ）により電圧が４．２Ｖとなるまで充電し、１分休止の後、上記（７）式に従い、推定精度を算出した。

＜実施例２＞
実施例２では、第２実施形態において説明した電池温度推定システムを作製した。電池２及び組電池２１は、実施例１と同様に作製し、電池２のＳＯＨと第２の内部抵抗値との関係式（マップＭ３）は下記（８）式を用いた。
Ｙ＝ａ_２×Ｘ＋ｂ_２・・・（８）
ただし、上記（８）式において、Ｙは電池２の第２の内部抵抗値であり、Ｘは電池２のＳＯＨである。また、定数ａ_２及び定数ｂ_２は、電池２を構成する材料や電極板の積層数等に応じてそれぞれ適宜選択する値であり、本例ではａ_２＝−３４．９、ｂ_２＝４５．６とした。

また、第２の抵抗比と電池２の温度との関係式（マップＭ４）は、上記（６）式を用いた。上記（６）式において、Ｙは第２の抵抗比、Ｘは電池２の温度［℃］であり、ａ_１＝−０．０７６、ｂ_１＝３．０７とした。

この電池温度推定システムについては、実施例１と同様の条件で、上記の試験１を行った。

＜実施例３＞
実施例３では、第３実施形態において説明した電池温度推定システムを作製した。電池２及び組電池２１は、実施例１と同様に作製し、電池２のＳＯＨと第２の内部抵抗値との関係式（マップＭ３）は実施例２と同様とした。

また、第２の抵抗比と電池２の温度との関係式（マップＭ４）は上記（６）式を用いた。上記（６）式において、Ｙは第２の抵抗比であり、Ｘは電池２の温度［℃］である。また、上記（６）式における定数ａ_１及び定数ｂ_１は、電池２のＳＯＨが９１％以上である場合にはａ_１＝−０．０７６、ｂ_１＝３．０７とし、電池２のＳＯＨが８７％以上９１％未満である場合にはａ_１＝−０．０８０、ｂ_１＝３．０９とし、電池２のＳＯＨが８７％未満である場合にはａ_１＝−０．０８２、ｂ_１＝３．２４とした。

この電池温度推定システムについても、実施例１と同様の条件で、上記の試験２を行った。

＜実施例４＞
実施例４では、第４実施形態において説明した電池温度推定システムを作製した。電池２及び組電池２１は、実施例１と同様に作製し、電池２のＳＯＨと第２の内部抵抗値との関係式（マップＭ３）及び第２の抵抗比と電池２の温度との関係式（マップＭ４）は、実施例３と同様とした。

この電池温度推定システムについても、実施例１と同様の条件で、上記の試験２を行った。なお、本例では、充放電サイクルを1回（１サイクル）行う度に電池２のＳＯＨの検出を行うと共に、上記（５）式に従う加重平均値ＳＯＨ_{ｎ，ａｖｅ}の演算を行った。

実施例１における試験１の結果を表１に示し、実施例１〜４における試験２の結果を表２に示す。

表１によると、実施例１の電池温度推定システムにおいて、各電池２における推定精度は±４％程度に収まっていることが分かった。

また、表２によると、充放電サイクル後における実施例１〜４の電池温度推定システムにおいて、各電池２における推定精度は、±９％程度、±５％程度、±３．５％程度、±３程度にそれぞれ収まっていることが分かった。

以上のように、実施例１の電池温度推定システムによれば、精度良く各電池２の温度を推定することができることが確認された。

また、充放電サイクル後において、実施例２の電池温度推定システムが実施例１の電池温度推定システムよりも電池２の温度の推定精度が向上していることが確認された。また、実施例２の電池温度推定システムよりも実施例３の電池温度推定システムが、電池２の温度の推定精度がより向上していることが確認された。さらに、実施例３の電池温度推定システムよりも実施例４の電池温度推定システムが、電池２の温度の推定精度が更により向上していることが確認された。

１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・電池温度推定システム
２・・・電池
３、３Ｂ、３Ｃ・・・コントロールユニット
３１・・・電流・電圧測定装置
３２・・・内部抵抗演算装置
３３、３３Ｂ、３３Ｃ・・・温度推定装置
３３１、３３１Ｂ、３３１Ｃ・・・第１の記憶部
３３３・・・選定部
３４・・・ＳＯＨ検出装置
３５・・・内部抵抗推定装置
３５１・・・第２の記憶部
３６・・・加重平均装置
４・・・データ表示部

Claims (5)

1. 電池の電流及び端子電圧に基づいて、前記電池の第１の内部抵抗値を演算する内部抵抗演算手段と、
   前記第１の内部抵抗値と、基準温度における前記電池の初期内部抵抗値と、の比に基づいて、前記電池の温度を推定する温度推定手段と、を備えたことを特徴とする電池温度推定システム。
2. 電池の電流及び端子電圧に基づいて、前記電池の第１の内部抵抗値を演算する内部抵抗演算手段と、
   前記電池の劣化度を検出する劣化度検出手段と、
   少なくとも前記劣化度に基づいて、前記電池の第２の内部抵抗値を推定する内部抵抗推定手段と、
   前記第１の内部抵抗値と、前記第２の内部抵抗値と、の比に基づいて、前記電池の温度を推定する温度推定手段と、を備えたことを特徴とする電池温度推定システム。
3. 請求項２に記載の電池温度推定システムであって、
   前記温度推定手段は、前記比と前記温度との関係を規定する第１のマップを、前記劣化度に応じて予め複数記憶する第１の記憶手段を有しており、
   前記温度推定手段は、前記劣化度検出手段が検出した前記劣化度に対応する前記第１のマップを参照して、前記温度を推定することを特徴とする電池温度推定システム。
4. 請求項２又は３に記載の電池温度推定システムであって、
   前記内部抵抗推定手段は、前記第２の内部抵抗値と前記劣化度との関係を規定する第２のマップを記憶する第２の記憶手段を有しており、
   前記内部抵抗推定手段は、前記第２のマップを参照して、前記第２の内部抵抗値を推定することを特徴とする電池温度推定システム。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載の電池温度推定システムであって、
   最新の前記劣化度と、過去の前記劣化度と、の加重平均値を算出する加重平均手段をさらに備え、
   前記内部抵抗推定手段は、前記荷重平均値に基づいて、前記第２の内部抵抗値を推定することを特徴とする電池温度推定システム。

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