JP2019125562A - 電池セル温度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低温の電池セルを加熱可能な電池セル温度調整装置において、バッテリから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小可能とする。【解決手段】複数の電池セルＣ１〜Ｃｎの各々に対して設けられると共に通電により発熱する放電抵抗Ｂａと、電池セルＣ１〜Ｃｎの温度を取得する温度センサＴと、温度センサＴの出力値に応じて放電抵抗Ｂａへ通電を行うマイコンＭとを備え、マイコンＭは、温度センサＴの出力値に応じて、設定時刻に電池セルＣ１〜Ｃｎが目標温度となる放電抵抗Ｂａへの通電期間を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、電池セル温度調整装置に関するものである。

車両に搭載されたバッテリは直列に接続された複数の電池セルを備えている。各々の電池セルの出力特性は、一般的に電池セルの温度に依存して変化し、電池セルの温度が低いと不安定となる。このため、バッテリ自体の出力特性も、電池セルの温度が低いと安定しない。したがって、車両の走行等を開始する前あるいは走行中においては、電池セルの出力が安定するように電池セルの温度調整を行うことが好ましい。例えば、特許文献１では、セルバランス回路の放電抵抗を利用して、電池セルを走行前に加熱するバッテリの昇温方法が開示されている。

特開２０１２−９４０７号公報

しかしながら、特許文献１で開示された方法では、放電抵抗に通電され、放電抵抗が発熱し、さらに電池セルが十分に加熱されるまでに一定の時間を要する。さらに、電池セルによって昇温速度が異なると、全ての電池セルが安定した出力となる温度になるまで待機する必要があり、最も昇温速度が遅い電池セルが十分に加熱されるまでバッテリから安定した出力が得られないことになる。このため、例えば内燃機関を搭載しない電気自動車等では、運転者が車両のスタートスイッチを押してから直ぐに車両を安定的に走行させることが難しい。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低温の電池セルを加熱可能な電池セル温度調整装置において、バッテリから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小可能とすることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、電池セル温度調整装置であって、複数の電池セルの各々に対して設けられると共に通電により発熱する抵抗素子と、上記電池セルの温度を取得する温度センサと、上記温度センサの出力値に応じて上記抵抗素子へ通電を行う昇温制御部とを備え、上記昇温制御部が、上記温度センサの出力値に応じて、設定時刻に上記電池セルが目標温度となる上記抵抗素子への通電期間を算出するという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値に基づく上記電池セルの充電率が閾値よりも高い場合に、上記抵抗素子への通電を実行するという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、 上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値に応じて上記通電期間を補正するという構成を採用する。

第４の発明は、第３の発明において、上記昇温制御部が、上記セル電圧検出部の検出値が小さくなるに応じて、上記通電期間が長くなるように、上記通電期間を補正するという構成を採用する。

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、複数の温度センサを備え、上記昇温制御部が、特定の上記電池セルに対して設けられた上記抵抗素子への通電期間を、当該特定の上記電池セルに最も近接して配置された上記温度センサの出力値に応じて算出するという構成を採用する。

第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、上記昇温制御部が、過去の上記設定時刻に基づいて、新規の上記設定時刻の設定を行うという構成を採用する。

本発明によれば、昇温制御部によって、設定時刻に電池セルが目標温度となるように、抵抗素子への通電期間が算出される。このような本発明では、電池セルごとに昇温特性が異なる場合であっても、電池セルごとに設定時刻に目標温度となる通電期間を求めることができ、予め設定時刻を定めておくことによって、例えば乗員は電池セルの加熱を待つことなく車両の走行を開始することが可能となる。したがって、本発明によれば、低温の電池セルを加熱可能な電池セル温度調整装置において、バッテリから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小することが可能となる。

本発明の一実施形態における電池セル温度調整装置を含む車両走行系のシステム構成図である。 本発明の一実施形態における電池セル温度調整装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る電池セル温度調整装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部を認識可能とするために、各部の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の電池セル温度調整装置Ａを含む車両走行系のシステム構成図である。図１に示す車両走行系は、電気自動車やハイブリッド自動車等、電力によってモータを駆動することにより走行のための駆動力を得る車両に設けられるものであり、図１に示すようにバッテリＸ、電池セル温度調整装置Ａ、コンタクタ１、コンタクタ２、バッテリＥＣＵ３、電圧検出部４、インバータ５及びモータ６を備えている。

バッテリＸは、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎが直列接続されたバッテリモジュールｘ１を複数直列接続したものであり、最上位のバッテリモジュールｘ１の最上位の電池セルＣ１のプラス端子が一方の出力端子（プラス出力端子）であり、最上位のバッテリモジュールｘ１の最下位の電池セルＣｎのマイナス端子が他方の出力端子（マイナス出力端子）である。

すなわち、このバッテリＸは、電池セルＣ１→電池セルＣ２→電池セルＣ３→電池セルＣ４→（中略）→電池セルＣｎの順に直列接続された複数のバッテリモジュールｘ１からなり、各バッテリモジュールｘ１における各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧の合計が出力電圧である。なお、「ｎ」は３以上の自然数である。

電池セル温度調整装置Ａは、後述する放電抵抗Ｂａ（抵抗素子）等の一部を除いて、バッテリＸとは異なる所定サイズのプリント基板上に実装されており、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧、つまりプラス端子の電位とマイナス端子の電位との差分をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎとして検出し、当該セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ等をバッテリＥＣＵ３に出力する。この電池セル温度調整装置Ａは、ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎ、温度センサＴ及びマイコンＭ（昇温制御部）を備えている。

なお、図１では、作図スペースの制約から１つのバッテリモジュールｘ１のみを示し、また当該バッテリモジュールｘ１に関するｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎのうち、４個の電池セルＣ１〜Ｃ４のみを示している。また、図１では１つの電池セル温度調整装置Ａのみを示しているが、電池セル温度調整装置Ａはバッテリモジュールｘ１毎に設けられている。

さらに、図１では、１つの電池セル温度調整装置Ａについて、ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎ、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１、ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１及びｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎのうち、４個の電池セルＣ１〜Ｃ4の電圧、４個の放電回路Ｂ１〜Ｂ４、５本の伝送線路Ｓ１〜Ｓ５、５個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆ５及び４個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ４のみを示している。また、電池セル温度調整装置Ａは、複数の温度センサＴを備えているが、図１では、１つの温度センサＴのみを示している。

ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに対応して設けられており、電池セルＣ１〜Ｃｎに各々並列接続されている。ｎ個の放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、図示するように各々に放電抵抗Ｂａとスイッチング素子Ｂｂとの直列回路である。これら放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、スイッチング素子ＢｂがＯＮ状態になると放電状態となり、スイッチング素子ＢｂがＯＦＦ状態になると非放電状態となる。すなわち、放電回路Ｂ１は電池セルＣ１に並列接続され、放電回路Ｂ２は電池セルＣ２に並列接続され、放電回路Ｂ３は電池セルＣ３に並列接続され、放電回路Ｂ４は電池セルＣ４に並列接続されている。

放電回路Ｂ１〜Ｂｎのスイッチング素子Ｂｂは、例えば１つの電子基板に対して集約して形成されている。一方で、放電回路Ｂ１〜Ｂｎの放電抵抗Ｂａは、電子基板から外れて形成されており、各々の電池セルＣ１〜Ｃｎ上に配置されている。つまり、放電抵抗Ｂａは、電池セルＣ１〜Ｃｎの各々に対して設けられている。これらの放電抵抗Ｂａは、通電により発熱し、電池セルＣ１〜Ｃｎを加熱する。

ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１は、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子の端子電圧をｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１に伝送する配線であり、ｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎの各端子（合計ｎ＋１個）とｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１の各入力端（合計ｎ＋１個）とを相互に接続する。

すなわち、伝送線路Ｓ１は電池セルＣ１のプラス端子とＣＲフィルタＦ１の入力端とを接続し、伝送線路Ｓ２は電池セルＣ１のマイナス端子と電池セルＣ２のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ２の入力端とを接続する。また、伝送線路Ｓ３は、電池セルＣ２のマイナス端子と電池セルＣ３のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ３の入力端とを接続し、伝送線路Ｓ４は、電池セルＣ３のマイナス端子と電池セルＣ４のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ４の入力端とを接続する。また、伝送線路Ｓ５は、電池セルＣ４のマイナス端子と電池セルＣ５（図示略）のプラス端子との接点とＣＲフィルタＦ５の入力端とを接続する。

ｎ＋１個のＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１に各々設けられたノイズ除去用のローパスフィルタであり、フィルタ抵抗及びフィルタコンデンサから構成されている。フィルタ抵抗は、ｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に直列に接続されており、またフィルタコンデンサは、一端がｎ＋１本の伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１の各々に、また他端がＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

すなわち、ＣＲフィルタＦ１は、入力端が伝送線路Ｓ１に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ１の一方の入力端に接続されている。ＣＲフィルタＦ２は、入力端が伝送線路Ｓ２に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ１の他方の入力端及びセル電圧検出部Ｄ２の一方の入力端に接続されている。ＣＲフィルタＦ３は、入力端が伝送線路Ｓ３に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ２の他方の入力端及びセル電圧検出部Ｄ３の一方の入力端に接続されている。ＣＲフィルタＦ４は、入力端が伝送線路Ｓ４に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ３の他方の入力端及びセル電圧検出部Ｄ４の一方の入力端に接続されている。ＣＲフィルタＦ５は、入力端が伝送線路Ｓ５に接続されており、出力端がセル電圧検出部Ｄ４の他方の入力端及びセル電圧検出部Ｄ５（図示略）の一方の入力端５ａに接続されている。

ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎは、上述したｎ個の電池セルＣ１〜Ｃｎに対応して設けられており、各伝送線路Ｓ１〜Ｓｎ＋１及び各ＣＲフィルタＦ１〜Ｆｎ＋１を介して入力された各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子電圧に基づいて、各電池セルＣ１〜Ｃｎの端子間電圧をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎとして検出する。

すなわち、セル電圧検出部Ｄ１は、伝送線路Ｓ１及びＣＲフィルタＦ１を介して一方の入力端に入力される電池セルＣ１のプラス電位と、伝送線路Ｓ２及びＣＲフィルタＦ２を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルＣ１のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ１として検出する。セル電圧検出部Ｄ２は、伝送線路Ｓ２及びＣＲフィルタＦ２を介して一方の入力端に入力される電池セルＣ２のプラス電位と、伝送線路Ｓ３及びＣＲフィルタＦ３を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルＣ２のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ２として検出する。

また、セル電圧検出部Ｄ３は、伝送線路Ｓ３及びＣＲフィルタＦ３を介して一方の入力端に入力される電池セルＣ３のプラス電位と、伝送線路Ｓ４及びＣＲフィルタＦ４を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルＣ３のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ３として検出する。セル電圧検出部Ｄ４は、伝送線路Ｓ４及びＣＲフィルタＦ４を介して一方の入力端に入力される電池セルＣ４のプラス電位と、伝送線路Ｓ５及びＣＲフィルタＦ５を介して入力される他方の入力端に入力される電池セルＣ４のマイナス電位との差分をセル電圧Ｖ４として検出する。

温度センサＴは、電池セルＣ１〜Ｃｎの近傍に配置されている。例えば、温度センサＴは、電池セルＣ１〜Ｃｎが収容されるバッテリモジュールｘ１のケース内に配置されている。このような温度センサＴは、ケース内に離散して複数配置されており、各々がマイコンＭと接続されている。これらの温度センサＴは、電池セルＣ１〜Ｃｎが設置された空間温度を検出し、この検出結果を電池セルＣ１〜Ｃｎの温度を示す信号として出力する。なお、マイコンＭは、特定の電池セルＣ１〜Ｃｎの活性温度に昇温するための通電期間を算出する場合に、特定の電池セルＣ１〜Ｃｎに最も近接して配置された温度センサの出力値に応じて放電抵抗Ｂａの通電期間を算出する。例えば、マイコンＭは、電池セルＣ１を活性温度に昇温する場合には、複数の温度センサＴのうち、電池セルＣ１に最も近接して配置された温度センサＴの出力値に基づいて、電池セルＣ１上に配置された放電抵抗Ｂａの通電期間を算出する。

マイコンＭは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、ｎ個のセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎから入力されるセル電圧Ｖ１〜ＶｎをＡ／Ｄ変換することによりサンプル値（セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ）を取得し、当該セル電圧Ｖ１〜ＶｎをバッテリＥＣＵ３に出力する。

また、本実施形態においてマイコンＭは、車両の乗員が予め設定した運転開始時刻（設定時刻）を記憶可能としている。マイコンＭは、例えば車室内に設置された不図示の入力インターフェイスと接続されており、入力インターフェイスを介して入力された運転開始時刻を記憶する。

また、マイコンＭは、電池セルＣ１〜Ｃｎの活性が高まり、出力が安定する活性温度を目標温度として記憶している。一般的に電池セルは低温になることによって出力が不安定となる。活性温度は、電池セルの出力が不安定となる温度よりも高い温度であり、予め実験やシミュレーションによって取得される。

また、マイコンＭは、温度センサＴと電気的に接続されており、温度センサＴから電池セルＣ１〜Ｃｎの温度を信号が入力される。このマイコンＭは、温度センサＴの出力値に応じて、運転開始時刻に電池セルＣ１〜Ｃｎが活性温度となるように、各々の放電抵抗Ｂａへの通電期間を算出し、算出した通電期間に基づいてスイッチング素子ＢｂをＯＮ状態とする。

なお、マイコンＭは、放電抵抗Ｂａに給電する電池セルＣ１〜Ｃｎの充電率をセル電圧Ｖ１〜Ｖｎに基づいて算出し、充電率が予め定められた閾値以下である場合には、スイッチング素子ＢｂをＯＮ状態としない。つまり、マイコンＭは、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎの検出値に基づく電池セルＣ１〜Ｃｎの充電率が閾値よりも高い場合に、放電抵抗Ｂａへの通電を実行する。

さらに、マイコンＭは、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ（セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎの検出値）に応じて上述のように算出した通電期間を補正する。より詳細には、マイコンＭは、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎが所定の基準電圧よりも小さくなるに応じて、通電期間が長くなるように、通電期間を補正する。また、マイコンＭは、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎが所定の基準電圧よりも大きくなるに応じて、通電期間が短くなるように、通電期間を補正する。

また、マイコンＭは、必要に応じて、電池セルＣ１〜Ｃｎのセル電圧Ｖ１〜Ｖｎを均一化するバランシング処理を実行する。このとき、マイコンＭは、充電率が高い電池セルＣ１〜Ｃｎを放電回路Ｂ１〜Ｂｎにて放電させることによってセル電圧Ｖ１〜Ｖｎの均一化を図る。つまり、本実施形態においては、放電回路Ｂ１〜Ｂｎは、セルバランスを整えるためのバランシング回路と、電池セルＣ１〜Ｃｎを加熱するための加熱回路として兼用することができる。

コンタクタ１は、励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点がバッテリＸのプラス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ５の第１入力端に接続されている。このコンタクタ１は、バッテリＥＣＵ３から励磁コイルに供給される駆動電流によって開状態あるいは閉状態に設定されることにより、バッテリＸのプラス出力端子とインバータ５の第１入力端との接続／非接続を切り替える。

コンタクタ２は、コンタクタ１と同様に励磁コイルと当該励磁コイルへの給電状態に応じて開状態あるいは閉状態に変化する一対の接点を備えた通電開閉器であり、一方の接点がバッテリＸのマイナス出力端子に接続されており、他方の接点がインバータ５の第２入力端に接続されている。このコンタクタ２は、バッテリＥＣＵ３から供給される駆動電流によって閉状態あるいは開状態に設定されることにより、バッテリＸのマイナス出力端子とインバータ５の第２入力端と接続／非接続を切り替える。

バッテリＥＣＵ３は、所定のバッテリ制御プログラムに基づいてコンタクタ１及びコンタクタ２を制御するソフトウエア制御装置である。このバッテリＥＣＵ３は、バッテリ制御プログラムが格納されたメモリ、バッテリ制御プログラムを実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、またマイコンＭ、コンタクタ１、コンタクタ２及び電圧検出部４と信号の授受を行う入出力インターフェイス等を備える。

すなわち、このバッテリＥＣＵ３は、マイコンＭから入力されるバッテリＸに関する各種情報、電圧検出部４から入力されるバッテリＸからの給電電圧及び図示しない上位制御系から入力される指令情報に基づいて、コンタクタ１及びコンタクタ２を駆動する駆動電流を生成する。このバッテリＥＣＵ３によってコンタクタ１及びコンタクタ２の開閉状態が制御されることにより、バッテリＸからインバータ５への給電／非給電が状態設定される。

電圧検出部４は、コンタクタ１及びコンタクタ２を経てインバータ５の第１入力端及び第２入力端に給電される給電電力の電圧をバッテリ電圧として検出する。この電圧検出部４は、このバッテリ電圧を制御情報の１つとしてバッテリＥＣＵ３に出力する。

インバータ５は、第１入力端と第２入力端及び第１〜第３出力端を備える三相インバータである。インバータ５の第１入力端及び第２入力端にはバッテリＸから直流電力が入力される。このインバータ５は、第１入力端及び第２入力端に入力されたバッテリＸの直流電力を所定周波数かつ三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力（三相交流電力）に変換し、当該三相交流電力を第１〜第３出力端からモータ６に出力する。

モータ６は、インバータ５から供給される三相交流電力を駆動電力として回転動力を発生する三相電動機である。車両は、このモータ６が発生する回転動力を走行のための駆動力として走行する。このようなモータ６は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。

このような本実施形態の電池セル温度調整装置Ａでは、放電抵抗Ｂａと、温度センサＴと、マイコンＭとが、設定された運転開始時刻に合わせて、電池セルＣ１〜Ｃｎの温度調整を調整する。

次に、本実施形態における車両走行系の動作、特にマイコンＭが行う電池セルＣ１〜Ｃｎの温度調整処理について、図２のフローチャートを参照して詳しく説明する。

以下の動作説明においては、説明を簡略化するために、バッテリモジュールｘ１が１２個の電池セルＣ１〜Ｃ１２が直列接続された構成であるものとし、電池セルＣ１〜Ｃ４に近接して第１の温度センサＴが配置され、電池セルＣ５〜Ｃ８に近接して第２の温度センサＴが配置され、電池セルＣ９〜Ｃ１２に近接して第３の温度センサＴが近接して配置されているものとする。

マイコンＭは、第１の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ１〜Ｃ４の温度調整処理と、第２の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ５〜Ｃ８の温度調整処理と、第３の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ９〜Ｃ１２の温度調整処理とを並列的あるいは時系列的に行う。これらの温度調整処理は、同様の処理であることから、以下の説明では、第１の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ１〜Ｃ４の温度調整処理について説明し、第２の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ５〜Ｃ８の温度調整処理と、第３の温度センサＴの出力値に応じた電池セルＣ９〜Ｃ１２の温度調整処理とについては、説明を省略する。

過去の乗車時や遠隔操作によって乗員が運転開始時刻を予め設定していれば、マイコンＭは温度調整処理を実行する。まず、図２に示すように、マイコンＭは、昇温開始時刻が経過したか否かを判定する（ステップＳ１）。この昇温開始時刻は、乗員によって設定された運転開始時刻の一定時間前の時刻である。昇温開始時刻は、昇温動作のために放電抵抗Ｂａへの通電が可能な電池セルＣ１〜Ｃ４（充電率が閾値よりも高い電池セルＣ１〜Ｃ４）が、昇温開始時刻から運転開始時刻までの間に連続して放電抵抗Ｂａに通電を行った場合に、予め想定された最小温度（例えば極寒冷地で車両の載置された場合に想定される温度）の電池セルＣ１〜Ｃ４が活性温度まで昇温されるように設定されている。つまり、昇温開始時刻から運転開始時刻までの間に放電抵抗Ｂａに連続して通電が行われた場合には、確実に当該放電抵抗Ｂａが設けられた電池セルＣ１〜Ｃ４が活性温度まで昇温可能なように昇温開始時刻が定めされている。なお、昇温開始時刻が経過していない場合には、マイコンＭは、再びステップＳ１に戻る。

ステップＳ１にて昇温開始時刻が経過していると判定された場合には、マイコンＭは、電池セルＣ１〜Ｃ４の温度が活性温度以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。ここでは、マイコンＭは、電池セルＣ１〜Ｃ４に対して最も近接された温度センサＴである第１の温度センサＴの出力値（温度）を当該電池セルＣ１〜Ｃ４の温度として取得し、これらの電池セルＣ１〜Ｃ４の温度が予め記憶した活性温度以下であるか否かを判定する。なお、ステップＳ２で、電池セルＣ１〜Ｃ４の温度が活性温度以下でないと判定した場合には、マイコンＭは、温度調整処理を終了する。

ステップＳ２にて、電池セルＣ１〜Ｃ４の温度が活性温度以下であると判定した場合には、マイコンＭは、各々の電池セルＣ１〜Ｃ４に対して目標昇温量を算出する（ステップＳ３）。この目標昇温量は、活性温度と温度センサＴの出力値との差分として求められる。

続いて、マイコンＭは、ステップＳ３で求めた目標昇温量に応じて、運転開始時刻までの期間における各々の放電抵抗Ｂａへの通電期間を設定する（ステップＳ４）。例えば、マイコンＭは、目標昇温量と、放電抵抗Ｂａへの通電期間との関係を示すテーブルデータを記憶しており、このテーブルデータを用いたマップ処理によって通電期間を求める。

続いて、マイコンＭは、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄ４からセル電圧Ｖ１〜Ｖ４を取得する（ステップＳ５）。さらに、マイコンＭは、ステップＳ５で取得したセル電圧Ｖ１〜Ｖ４に基づいて、ステップＳ４で設定した通電期間の補正係数を求める（ステップＳ６）。

電池セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧によって、同一の通電期間であっても、放電抵抗Ｂａに流れる電流の大きさは異なる。このため、電池セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧（充電率）に応じて、放電抵抗Ｂａへの通電期間を補正することが好ましい。例えば、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎが所定の基準電圧よりも小さくなるに応じて、通電期間が長くなるように、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎが所定の基準電圧よりも大きくなるに応じて、通電期間が短くなるように補正係数を設定し、この補正係数によって通電期間を補正することが好ましい。例えば、マイコンＭは、電池セルＣ１〜Ｃ４のセル電圧と補正係数との関係を示すテーブルデータを予め記憶している。マイコンＭは、ステップＳ６にて、各々のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４に基づいて、各々の放電抵抗Ｂａ（通電期間）に対する補正係数を求める。例えば、マイコンＭは、セル電圧Ｖ１に基づいて、電池セルＣ１に対して設けられた放電抵抗Ｂａに対する補正係数を求める。なお、電池セルＣ１〜Ｃ４の充電率が十分でなく、予め設定した閾値よりも低い場合には、マイコンＭは、通電を行わない。

続いて、マイコンＭは、ステップＳ４で設定された通電期間と、ステップＳ６で求められた補正係数とによって、実際に放電抵抗Ｂａに通電を行う通電期間を決定する（ステップＳ７）。そして、マイコンＭは、放電抵抗Ｂａに通電を開始し（ステップＳ８）、通電期間が経過して電池セルＣ１〜Ｃ４が活性温度となるまで電池セルＣ１〜Ｃ４の加熱を継続する（ステップＳ９）。マイコンＭは、通電期間の経過後に、放電抵抗Ｂａへの通電を停止して電池セルＣ１〜Ｃ４の昇温を停止する（ステップＳ１０）。

なお、運転手が車両を走行させる場合には、運転手が不図示のスタートスイッチを「ＯＮ」すると、この操作指示が車両に別途設けられた通信系を介してバッテリＥＣＵ３に入力される。そして、バッテリＥＣＵ３は、この操作指示に従ってコンタクタ１及びコンタクタ２を開状態から閉状態に状態変化させ、以ってバッテリＸの直流電力をインバータ５に給電させる。

そして、このバッテリＸからインバータ５への給電によって、インバータ５がモータ６に三相交流電力を供給することによって車両が走行を開始する。すなわち、この車両走行系では、コンタクタ１、コンタクタ２及びバッテリＥＣＵ３によってバッテリＸの直流電力がインバータ５に給電されることによって車両の走行が可能となる。

以上のような本実施形態の電池セル温度調整装置Ａによれば、マイコンＭによって、運転開始時刻に電池セルＣ１〜Ｃ４が活性温度となるように、放電抵抗Ｂａへの通電期間が算出される。このため、例えば電池セルＣ１〜Ｃｎごとに昇温特性が異なる場合であっても、電池セルＣ１〜Ｃｎごとに活性温度となる通電期間を求めることができ、電池セルＣ１〜Ｃｎの加熱を待つことなく安定した車両の走行を開始することが可能となる。このように本実施形態によれば、バッテリＸから安定した出力が得られるまでの待機時間を縮小することが可能となる。

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Ａにおいては、電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧（セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ）を検出するセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎを備え、マイコンＭが、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎの検出値に基づく電池セルＣ１〜Ｃｎの充電率が閾値よりも高い場合に、放電抵抗Ｂａへの通電を実行する。このため、充電率が低い電池セルＣ１〜Ｃｎから、電池セルＣ１〜Ｃｎの加熱のために無理に放電させることを防ぎ、バッテリＸの劣化を抑制することができる。

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Ａにおいては、電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧を検出するセル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎを備え、マイコンＭが、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｄｎの検出値（セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ）に応じて放電抵抗Ｂａの通電期間を補正する。このため、電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧に応じた通電期間とすることができ、例えば全ての電池セルＣ１〜Ｃｎを均等に昇温させることが可能となる。

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Ａにおいては、マイコンＭは、セル電圧検出部Ｄ１〜Ｃｎの検出値（セル電圧Ｖ１〜Ｖｎ）が小さくなるに応じて、放電抵抗Ｂａへの通電期間が長くなるように、通電期間を補正する。このため、セル電圧Ｖ１〜Ｖｎが低下している場合であっても、長い通電時間を確保することによって、電池セルＣ１〜Ｃｎを確実に活性温度まで昇温させることができる。

また、本実施形態の電池セル温度調整装置Ａにおいては、複数の温度センサＴを備え、マイコンＭは、特定の電池セルＣ１〜Ｃｎに対して設けられた放電抵抗Ｂａへの通電期間を、特定の電池セルＣ１〜Ｃｎに最も近接して配置された温度センサＴの出力値に応じて算出する。このため、全ての電池セルＣ１〜Ｃｎの温度を１つの温度センサＴで取得する場合と比較して、本発明によれば、より正確に各々の電池セルＣ１〜Ｃｎの温度を取得することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、運転開始時刻の設定を、車両の乗員自らが行う構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、過去に設定された運転開始時刻から、マイコンＭ等が次回の運転開始時刻を予測し、当該予測に基づいて新規の運転開始時刻が設定されるようにしても良い。また、乗員が車両のスタートボタンを「ＯＮ」にする時刻を蓄積し、この蓄積結果に基づいてマイコンＭ等が次回の運転開始時刻を設定するようにしても良い。このような場合には、乗員が運転開始時刻の設定作業を毎回行う必要がなくなる。

Ａ……電池セル温度調整装置、Ｂａ……放電抵抗（抵抗素子）、Ｃ１〜Ｃｎ……電池セル、Ｄ１〜Ｄｎ……電圧検出部、Ｍ……マイコン（昇温制御部）、Ｔ……温度センサ、Ｘ……バッテリ、Ｘ１……バッテリモジュール

Claims (6)

1. 複数の電池セルの各々に対して設けられると共に通電により発熱する抵抗素子と、
   前記電池セルの温度を取得する温度センサと、
   前記温度センサの出力値に応じて前記抵抗素子へ通電を行う昇温制御部と
   を備え、
   前記昇温制御部は、前記温度センサの出力値に応じて、設定時刻に前記電池セルが目標温度となる前記抵抗素子への通電期間を算出する
   ことを特徴とする電池セル温度調整装置。
2. 前記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、
   前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値に基づく前記電池セルの充電率が閾値よりも高い場合に、前記抵抗素子への通電を実行する
   ことを特徴とする請求項１記載の電池セル温度調整装置。
3. 前記電池セルの電圧を検出するセル電圧検出部を備え、
   前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値に応じて前記通電期間を補正する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電池セル温度調整装置。
4. 前記昇温制御部は、前記セル電圧検出部の検出値が小さくなるに応じて、前記通電期間が長くなるように、前記通電期間を補正することを特徴とする請求項３記載の電池セル温度調整装置。
5. 複数の温度センサを備え、
   前記昇温制御部は、特定の前記電池セルに対して設けられた前記抵抗素子への通電期間を、当該特定の前記電池セルに最も近接して配置された前記温度センサの出力値に応じて算出する
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の電池セル温度調整装置。
6. 前記昇温制御部は、過去の前記設定時刻に基づいて、新規の前記設定時刻の設定を行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の電池セル温度調整装置。

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