JP2020092050A - 温度センサの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池が離間しているか否かの判定精度を高めることができる温度センサの異常検出装置を提供すること。【解決手段】電池ＥＣＵは、判定対象温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、一定時間の間での温度変化量を判定用温度変化量として算出するとともに、比較用温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、同じ一定時間の間での温度変化量を比較用温度変化量として算出する。電池ＥＣＵは、算出した判定用温度変化量と比較用温度変化量との差の絶対値が一定値以上であり、かつ判定対象温度センサによって測定された温度が、比較用温度センサによって測定された温度より低い場合に、判定対象温度センサが二次電池より離間していると判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、温度センサが二次電池より離間しているか否かを判定する温度センサの異常検出装置に関する。

複数の二次電池を並設した電池スタックを複数有する電池パックと、電池パックから供給される電力によって駆動する負荷と、を備えた装置では、例えば、二次電池の過充放電の検出や、適切な充放電を行うため、温度センサによって二次電池の温度を測定している。温度センサは、二次電池や、電池パックを構成するための部材に貼り付けられている。

しかし、温度センサが貼り付け対象から剥がれて二次電池より離間してしまう場合がある。温度センサが二次電池より離間してしまうと、温度センサによる温度測定が正確に行えなくなり、好ましくない。そこで、例えば、特許文献１では、複数の温度センサの測定値同士を比較し、その差の絶対値を閾値と比較して、温度センサが貼り付け対象（二次電池）に適切に接触しているか否かを確認している。

特開２００６−２５３０６６号公報

ところが、特許文献１においては、温度センサの測定値同士の差の絶対値を閾値と比較しているが、温度センサ自身が持つ測定誤差や、離間した温度センサの位置、電池の発熱状況によっては、測定値同士の差が小さくなり、温度センサが貼り付け対象に適切に接触していない場合を検出できない虞がある。

本発明の目的は、二次電池が離間しているか否かの判定精度を高めることができる温度センサの異常検出装置を提供することにある。

上記問題点を解決するための温度センサの異常検出装置は、複数の二次電池を有する電池スタックと、前記電池スタックの中の複数の前記二次電池それぞれに接触させた複数の温度センサと、複数の前記温度センサのうちの判定対象とした一つの温度センサが前記二次電池より離間しているか否かを判定するための判定部と、を有する電池パックの異常検出装置であって、前記判定部は、前記判定対象とした温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、一定時間の間での温度変化量を判定用温度変化量として算出するとともに、判定対象以外の温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、前記一定時間の間での温度変化量を比較用温度変化量として算出し、算出した前記判定用温度変化量と前記比較用温度変化量との差の絶対値が一定値以上であり、かつ前記判定用温度変化量が前記比較用温度変化量より小さい、又は前記判定対象とした温度センサによって測定された温度が、前記判定対象以外の温度センサによって測定された温度より低い場合に、前記判定部は前記判定対象とした温度センサが前記二次電池より離間していると判定することを要旨とする。

これによれば、温度センサが二次電池に接触していれば、二次電池に電流が流れているときには、温度センサによって測定される温度は、二次電池の温度上昇とともに上昇し、二次電池に電流が流れていないときには、温度センサによって測定される温度は、二次電池の温度に収束する。その一方で、温度センサが二次電池より離間していると、二次電池に電流が流れていても、温度センサによって測定される温度は、温度センサ周囲の環境温度に収束し、二次電池の充放電に伴う発熱の影響が小さく温度上昇も小さくなり、二次電池に電流が流れていないときも、温度センサ周囲の環境温度に収束する。このため、二次電池に接触した温度センサと、二次電池から離間した温度センサとでは、測定される温度が異なり、同じ一定時間の間での温度変化量が異なる。

そして、判定部は、判定用温度変化量と比較用温度変化量との差が一定値以上に開き、かつ判定用温度変化量の大きさ又は温度センサによって測定される温度によって規定される条件を満たした場合には、二次電池から温度センサが離間していると判定する。例えば、二つの温度センサの実測値の差を比べた場合には、実測値の差が顕著に異なり判定が可能になるまでには、判定対象とした温度センサが十分加熱するための時間がかかる。また、二つの温度センサの実測値にはそれぞれ製造誤差や測定誤差が含まれるため、判定精度を高めることが困難になる。これと比べると、温度変化量の差は短時間で差が顕著になりやすく、温度センサの製造誤差や測定誤差等に影響されないため、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、ファンからの送風によって前記電池スタックの冷却が行われているときに前記温度センサが前記二次電池より離間しているか否かの判定を行ってもよい。

これによれば、二次電池に接触した温度センサによって測定される温度は、ファンからの送風による二次電池の冷却に伴って若干低下するが、二次電池の持つ熱もあるため、一定時間の間での温度変化量は小さくなりやすい。その一方で、二次電池より離間した温度センサによって測定される温度は、二次電池の熱による影響が小さく、しかも温度センサそのものがファンからの送風によって冷却されるため、一定時間の間での温度変化量が大きくなる。したがって、判定対象とした温度センサが二次電池より離間していると、判定用温度変化量と比較用温度変化量との差の絶対値が大きく開きやすく、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、前記二次電池の充放電中に流れる充放電電流を積算した電流積算値が既定値を超えた場合に、前記温度センサが前記二次電池より離間しているか否かの判定を行ってもよい。

これによれば、電流積算値が既定値を超えるまで二次電池に充放電電流が流れることにより、二次電池の発熱量が大きくなり、温度上昇が大きくなる。例えば、充放電電流が流れ始めた直後のように電流積算値が既定値を超える前と比べると、電流積算値が既定値を超えた場合は、一定時間の間での温度変化量が大きくなり、判定用温度変化量と比較用温度変化量との差が開きやすく、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、前記比較用温度変化量を、前記判定対象以外の複数の前記温度センサによって測定された温度の平均値を用いて算出してもよい。

これによれば、温度センサの測定誤差や製造誤差等を原因として、各温度センサで測定される温度にばらつきが生じる。そして、ばらつき度が大きく測定されてしまった温度を用いて比較用温度変化量を算出した場合、判定対象の温度センサが二次電池から離間していても判定用温度変化量との差の絶対値が一定値以上にならない虞がある。しかし、比較用温度変化量に判定対象以外の複数の温度センサの平均値を用いることで、温度のばらつきを均した比較用温度変化量とすることができ、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定対象以外の温度センサは、前記判定対象とした温度センサが設けられた前記電池スタックと前記二次電池の並設方向と交差する方向に並ぶ別の電池スタックに設けられた温度センサであり、前記判定対象とした温度センサと前記判定対象以外の温度センサとは、それぞれの前記電池スタックにおける前記二次電池の並設方向での位置が同じであり、かつ複数の前記電池スタックの並び方向に並んでいてもよい。

これによれば、電池スタックにおいて、二次電池の並設方向の中央付近の二次電池は、並設方向に隣り合う二次電池の熱を受けて温度上昇しやすい一方で、並設方向の端に近い二次電池ほど、他の二次電池の熱を受けにくく温度上昇しにくい。このため、電池スタックにおける二次電池の並設方向の位置に起因して、温度センサによって測定される温度に差が生じる。このため、複数の電池スタック同士で同じ位置関係にある温度センサを、判定対象とした温度センサと判定対象以外の温度センサとすることで、判定部は、温度に関して近い条件で温度変化量を比較でき、他の条件による影響を小さくして、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、前記電池スタックにおける前記二次電池の並設方向に沿った前記温度センサの位置に応じて前記判定用温度変化量及び前記比較用温度変化量を補正してもよい。

これによれば、電池スタックにおいて、並設方向の中央付近の二次電池は、並設方向に隣り合う二次電池の熱を受けて温度上昇しやすい一方で、並設方向の端に近い二次電池ほど、他の二次電池の熱を受けにくく温度上昇しにくい。このため、電池スタックにおける二次電池の並設方向に沿った温度センサの位置に起因して、算出される温度変化量に差が生じる。よって、電池スタックにおける二次電池の並設方向に沿った温度センサの位置に応じて温度変化量を補正し、並設方向に沿う位置の影響を少なくすることにより、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、ファンからの送風によって前記電池スタックの冷却が行われているときに、判定対象とされた前記温度センサと前記ファンとの距離に応じて前記温度変化量の補正を行ってもよい。

これによれば、ファンとの距離が近いほど、ファンからの送風による二次電池の冷却効果が大きくなり、二次電池の温度は低下しやすく、取得される温度変化量も大きくなりやすい。ファンからの距離に依存して温度変化量に差が生じても、その差が小さくなるように温度変化量を補正することで、ファンからの送風による影響を小さくして判定を行うことができ、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

また、温度センサの異常検出装置について、前記判定部は、前記ファンによる送風強度に応じて前記温度変化量の補正を行ってもよい。
これによれば、ファンとの距離が近い二次電池において、ファンによる送風強度によって温度変化量が変化する。このため、ファンによる送風強度に応じて温度変化量を補正することにより、送風による影響を小さくして判定を行うことができ、判定対象とした温度センサが二次電池から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

本発明によれば、二次電池が離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

実施形態の車両を示す構成図。 電池パックを模式的に示す図。 第１の実施形態において温度センサによって測定される温度を示すグラフ。 電池ＥＣＵが行う処理を示すフローチャート。 電池スタックと温度センサとファン駆動前後の温度との関係を示す図。 第２の実施形態において温度センサによって測定される温度を示すグラフ。 別例において温度センサによって測定される温度を示すグラフ。

（第１の実施形態）
以下、温度センサの異常検出装置を具体化した第１の実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。

図１に示すように、車両１０は、電池パック１１と、電力変換部３１と、モータＭと、を備える。車両１０は、モータＭの駆動によって走行動作を行う。なお、モータＭは、交流電力によって駆動するモータである。

図１又は図２に示すように、電池パック１１は、複数の二次電池１２を有する電池スタック１３を複数備える。本実施形態では電池スタック１３を２つ備えるが、電池スタック１３の数は、単数でもよいし、３つ以上でもよい。電池パック１１は、各電池スタック１３の中の二次電池１２の温度を測定する第１温度センサ１４と、第２温度センサ１５と、第３温度センサ１６と、を備える。本実施形態では、温度センサを３つ備えるが、温度センサの数は複数であればよく、２つか、４つ以上でもよい。また、電池パック１１は、電池ＥＣＵ１８と、各電池スタック１３の冷却を行うファン１９を備える。また、電池パック１１は、各電池スタック１３の二次電池１２に流れる電流を測定する電流センサ１７を備える。

電池パック１１は、複数の電池スタック１３、各電池スタック１３の第１温度センサ１４、第２温度センサ１５、第３温度センサ１６、電流センサ１７、電池ＥＣＵ１８、及び、ファン１９をユニット化したものである。

電池スタック１３は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの二次電池１２を直列接続したものである。本実施形態では、二次電池１２のケース１２ａは、扁平な四角箱状である。電池スタック１３は、二次電池１２の厚さ方向が、電池スタック１３における二次電池１２の並設方向Ｘと一致する状態に並べて一体化されている。本実施形態では、電池スタック１３は、二次電池１２を１３個備える。なお、電池スタック１３としては、複数の二次電池１２を並列接続したものでもよい。

また、２つの電池スタック１３は、二次電池１２の並設方向Ｘが互いに略平行になるように並べて配置されている。２つの電池スタック１３が並ぶ方向であり、二次電池１２の並設方向Ｘと交差（略直交）する方向を電池スタック１３の並び方向Ｙとする。２つの電池スタック１３は、２つの電池スタック１３の二次電池１２同士が並び方向Ｙに揃って並ぶように配置されている。よって、２つの電池スタック１３において、並設方向Ｘの一端に位置する二次電池１２同士は並び方向Ｙに揃い、並設方向Ｘの他端に位置する二次電池１２同士も並び方向Ｙに揃っている。

各電池スタック１３の第１〜第３温度センサ１４〜１６は、電池スタック１３の一つの側面に纏めて設置されている。第１〜第３温度センサ１４〜１６は、二次電池１２の並設方向Ｘに沿って等間隔おきに設置されている。第１〜第３温度センサ１４〜１６は、それぞれ二次電池１２のケース１２ａに粘着テープ等により貼り付けられている。第１〜第３温度センサ１４〜１６は、粘着テープ等を介してケース１２ａに接触している。そして、第１〜第３温度センサ１４〜１６は、貼り付けられた二次電池１２の温度を測定する。第１〜第３温度センサ１４〜１６によって測定された二次電池１２の温度に基づき、電池ＥＣＵ１８は、充放電を停止させたり、二次電池１２に流れる電流の大きさを制御する。

電流センサ１７は、二次電池１２に流れる電流を測定する。電池ＥＣＵ１８は、ＣＰＵ１８ａと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部１８ｂと、を備える電子制御ユニットである。記憶部１８ｂには、電池パック１１を制御するための種々のプログラムが記憶されている。電池ＥＣＵ１８は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。電池ＥＣＵ１８は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。

電池ＥＣＵ１８には、第１〜第３温度センサ１４〜１６、及び電流センサ１７が信号接続されている。電池ＥＣＵ１８は、第１〜第３温度センサ１４〜１６の測定値、及び電流センサ１７の測定値を取得する。電池ＥＣＵ１８は、第１〜第３温度センサ１４〜１６の測定値、及び電流センサ１７の測定値を電圧信号として取得する。なお、以下の説明では、第１〜第３温度センサ１４〜１６の測定値を二次電池１２の温度として記載する場合もある。そして、電池ＥＣＵ１８は、第１〜第３温度センサ１４〜１６によって測定された温度を用いて、第１〜第３温度センサ１４〜１６それぞれについて、二次電池１２より離間しているか否かを判定する。よって、電池ＥＣＵ１８が判定部として機能するとともに、電池ＥＣＵ１８により、温度センサの異常検出装置が構成されている。

電池ＥＣＵ１８は、車両１０の走行中に二次電池１２の充放電が開始されると、電流センサ１７の測定値を取得し、測定値である充放電電流と所定周期との積を所定周期毎に積算することで二次電池１２の電池容量の変化量［Ａｈ］、所謂、電流積算値を算出する。電池ＥＣＵ１８は、電流積算値を一定間隔おきに算出し、算出した電流積算値を記憶部１８ｂのうちの書き換え可能な記憶領域に一時的に記憶させる。

ファン１９は、各電池スタック１３に対応して電池パック１１の外面に設置されている。各電池スタック１３に対応したファン１９は、２つの電池スタック１３の並び方向Ｙに並んでいる。各ファン１９は、各電池スタック１３において、並設方向Ｘの一端に配置された二次電池１２に対向している。ファン１９は、各電池スタック１３の二次電池１２の冷却のために、電池パック１１内に電池パック１１外の空気を取り込む。なお、ファン１９は電池パック１１内の空気を外に排気するように設けられていてもよいし、電池パック１１の内側に配置されていてもよい。

電力変換部３１は、インバータ３２と、駆動ＥＣＵ３３と、を備える。インバータ３２は、電池スタック１３から供給される直流電力を交流電力に変換してモータＭに出力する。駆動ＥＣＵ３３は、インバータ３２を制御することでモータＭを駆動させる。駆動ＥＣＵ３３と、電池ＥＣＵ１８とは、ＣＡＮやＬＩＮなどの通信プロトコルで通信を行うことが可能である。

次に、電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理について図３〜図５を用いて説明する。電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理は、第１〜第３温度センサ１４〜１６それぞれについて、一定時間おきに行われている。

また、電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理では、電池ＥＣＵ１８は、温度センサの測定値を一定間隔おきに取得し、測定値を記憶部１８ｂのうちの書き換え可能な記憶領域に一時的に記憶させている。なお、記憶部１８ｂには、最新の測定値の他に、最新の測定値よりも複数回前までの測定値が記憶されている。本実施形態では、最新の測定値よりも４回前の測定値まで記憶部１８ｂに記憶されている。

図３に示すように、最新の測定値が取得された時点を時点ｔ０とすると、１回前の測定値が取得された時点を時点ｔ１、２回前の測定値が取得された時点を時点ｔ２、３回前の測定値が取得された時点を時点ｔ３、４回前の測定値が取得された時点を時点ｔ４とする。なお、時点ｔ０〜ｔ４の間隔は一定である。

以下の説明では、２つの電池スタック１３のうちの一方の電池スタック１３の第１温度センサ１４に対して行う異常検出処理に具体化して説明する。そして、一方の電池スタック１３の第１温度センサ１４を、異常の有無の判定対象とした一つの温度センサとしての判定対象温度センサ１４１とし、他方の電池スタック１３の第１温度センサ１４を、判定対象以外の温度センサとしての比較用温度センサ１４２として説明する。

２つの電池スタック１３において、判定対象温度センサ１４１と比較用温度センサ１４２は、二次電池１２の並設方向Ｘの一端寄りに配置され、かつ２つの電池スタック１３の並び方向Ｙに揃って並んだ温度センサである。よって、判定対象温度センサ１４１と比較用温度センサ１４２とは、電池パック１１内における並設方向Ｘに同じ位置であり、ファン１９に対する位置も同じである。つまり、判定対象温度センサ１４１と比較用温度センサ１４２とは、電池パック１１内でほぼ同じ条件にある温度センサである。そして、一方の電池スタック１３の判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間し、他方の電池スタック１３の比較用温度センサ１４２は二次電池１２に接触しているとする。

図３のグラフに、判定対象温度センサ１４１によって測定された温度を２点鎖線で示し、比較用温度センサ１４２によって測定された温度を実線で示す。図３のグラフの横軸は時間に対応し、縦軸は温度に対応している。図３のグラフでは、車両１０が、停車した状態から走行を開始し、その後、再び停車したときの温度変化を示している。

車両１０が走行を開始し、二次電池１２の充放電が開始されると、二次電池１２の温度は徐々に上昇していき、車両１０が停止し、充放電が停止した後も、車両１０停止直前での二次電池１２の発熱によって若干温度上昇する。その後、二次電池１２の温度は徐々に低下していく。温度センサが二次電池１２に接触していれば、温度センサによって測定される温度は、上記した二次電池１２の温度変化に応じた温度になり、比較用温度センサ１４２によって測定される温度は、図３の実線のグラフに示すようになる。

しかし、温度センサが二次電池１２から離間していると、その温度センサは、二次電池１２ではなく、二次電池１２周囲の環境温度を測定することになる。その結果、二次電池１２から離間している判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、二次電池１２の温度より低い温度となり、図３の２点鎖線に示すようになる。すなわち、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、比較用温度センサ１４２によって測定される温度より低くなる。

さて、図４に示すように、電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理では、電池ＥＣＵ１８は、温度センサの異常検出処理が開始されると、記憶部１８ｂから電流積算値を取得し、単位時間当たりの電流積算値が、予め設定された既定値に達したか否かを判定する（ステップＳ１）。電池ＥＣＵ１８は、電流積算値が既定値に達している場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に移行する。なお、電流積算値が既定値に達していない場合（ステップＳ１でＮＯ）、電池ＥＣＵ１８は、ステップＳ１に戻り、処理を繰り返す。なお、電流積算値の「既定値」とは、充放電開始前の二次電池１２の温度に対して、充放電開始後に二次電池１２の温度が所定値に達すると想定されるときの実験的に予め求められる電流積算値である。

ステップＳ２において、電池ＥＣＵ１８は、電流積算値が既定値に達した時点を時点ｔ０と設定し、判定対象温度センサ１４１によって時点ｔ０〜ｔ３で測定された温度の移動平均値を時点ｔ０での測定温度として算出し、記憶部１８ｂに記憶させる。また、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１によって時点ｔ１〜ｔ４で測定された温度の移動平均値を時点ｔ１での測定温度として算出し、記憶部１８ｂに記憶させる。

また、ステップＳ２において、電池ＥＣＵ１８は、比較用温度センサ１４２によって時点ｔ０〜ｔ３で測定された温度の移動平均値を時点ｔ０での測定温度として算出し、記憶部１８ｂに記憶させる。また、電池ＥＣＵ１８は、比較用温度センサ１４２によって時点ｔ１〜ｔ４で測定された温度の移動平均値を時点ｔ１での測定温度として算出し、記憶部１８ｂに記憶させる。

次に、ステップＳ３において、電池ＥＣＵ１８は、時点ｔ０と時点ｔ１の測定温度を用いて温度変化量を算出する。図３に示すように、時点ｔ０と時点ｔ１の間、すなわち、同じ一定時間の間（Δｔ）での温度変化量は、Ｔａ／Δｔで表される。判定対象温度センサ１４１による測定値から得られる温度変化量を判定用温度変化量α１とし、比較用温度センサ１４２による測定値から得られる温度変化量を比較用温度変化量α２とする。図３のグラフに示すように、判定用温度変化量α１は、比較用温度変化量α２よりも小さい。

これは、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間していることに起因して、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度が、二次電池１２周囲の環境温度に収束し、二次電池１２からの熱影響が小さいため、一定時間の間での温度上昇が小さくなるからである。

次に、ステップＳ４において、電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値を算出し、その絶対値が一定値以上であるか否かを判定する。絶対値が一定値以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）はステップＳ５に移行する。なお、絶対値が一定値以上でない場合（ステップＳ４でＮＯ）、電池ＥＣＵ１８は処理を終了する。

「一定値」とは、電流積算値が既定値を超えたときに、二次電池１２から離間していない正常な温度センサ同士の温度変化量の差を予め算出し、その差に基づいて設定される値である。温度センサが二次電池１２から離間していれば、その温度センサによって測定される温度は、二次電池１２周囲の環境温度に近付き、正常な温度センサと比べて温度変化量が顕著に異なる。このため、正常な温度センサ同士の温度変化量の差に基づいた値によって十分判定できる。

ステップＳ５において、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１によって測定された温度が、比較用温度センサ１４２によって測定された温度より低いか否かを判定する。この判定は、例えば、同じ温度測定時点、例えば、時点ｔ０での温度を比較する。判定対象温度センサ１４１によって測定された温度が、比較用温度センサ１４２によって測定された温度より低い場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間した異常ありと判定する（ステップＳ６）。

温度センサが二次電池１２に接触していれば、充放電中であれば、温度センサによって測定される温度は、二次電池１２の温度上昇とともに上昇し、かつ温度上昇が大きくなる。その一方で、温度センサが二次電池１２より離間していると、二次電池１２の充放電中であっても、温度センサによって測定される温度は、周囲の環境温度に収束し、二次電池１２の充放電に伴う発熱の影響が小さく温度上昇も小さくなる。したがって、判定対象温度センサ１４１と比較用温度センサ１４２とでは、測定される温度が異なり、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２とが異なる。具体的には、判定用温度変化量α１は、比較用温度変化量α２よりも小さくなる。

また、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間していることに起因して、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、二次電池１２周囲の環境温度に収束し、二次電池１２に接触している比較用温度センサ１４２によって測定される温度より低くなる。その結果、ステップＳ４及びステップＳ５でＹＥＳの場合には、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間していることになる。

なお、ステップＳ５において、判定用温度変化量α１が比較用温度変化量α２より小さいか否かを判定してもよい。充放電中は、温度センサが二次電池１２から離間していると、上記したように、二次電池１２からの熱影響が小さくなるため、測定される温度の上昇は小さくなり、判定用温度変化量α１は、比較用温度変化量α２より小さくなる。したがって、ステップＳ５において、判定用温度変化量α１が比較用温度変化量α２より小さい場合には、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間した異常ありと判定する。

なお、判定対象温度センサ１４１によって測定された温度が、比較用温度センサ１４２によって測定された温度より低くない場合（ステップＳ５でＮＯ）、電池ＥＣＵ１８は、処理を終了する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１−１）電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２とを比較し、かつ判定対象温度センサ１４１と比較用温度センサ１４２によって測定された温度を比較して、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かを判定する。例えば、比較用温度センサ１４２が二次電池１２から離間している場合には、二次電池１２の発熱による判定対象温度センサ１４１の加熱と比べ、比較用温度センサ１４２の加熱は少ない。このとき、二つの温度センサの実測値の差を比べた場合には、実測値の差が顕著に異なり判定が可能になるまでには、判定対象温度センサ１４１が十分に加熱するための時間がかかる。また、二つの温度センサの実測値にはそれぞれ製造誤差や測定誤差が含まれるため、判定精度を高めることが困難となる。これと比べると、温度変化量は短時間で差が顕著になりやすく、温度センサの製造誤差や測定誤差等に影響されないことから、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

（１−２）電池ＥＣＵ１８は、車両１０の走行中に電流積算値が既定値を超えた場合に、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２より離間しているか否かを判定する。電流積算値が既定値を超えるまで二次電池１２に充放電電流が流れることにより、二次電池１２の発熱量が大きくなる。例えば、充放電電流が流れ始めた直後と比べると温度変化量の値が大きくなり、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

（１−３）電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２を移動平均法によって算出した測定温度を用いて算出する。例えば、温度センサの測定誤差によって、個々の時点での測定値にばらつきが生じやすく、ばらつき度が大きく測定されてしまった温度を用いて判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２を算出した場合、温度センサが二次電池１２から離間していても、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値が一定値以上にならない虞がある。しかし、平均値を用いることで、温度のばらつきを均した判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２とすることができ、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

（１−４）２つの電池スタック１３において、二次電池１２の並設方向Ｘの一端寄りに配置され、かつ２つの電池スタック１３の並び方向Ｙに並んだ第１温度センサ１４同士のうち、一方の第１温度センサ１４を判定対象温度センサ１４１とし、他方を比較用温度センサ１４２とした。このため、２つの電池スタック１３同士で同じ位置関係にある第１温度センサ１４を、判定対象とした温度センサと判定対象以外の温度センサとすることで、電池スタック１３内でに位置に起因する他の条件による影響を小さくして温度変化量を比較できる。その結果として、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

（第２の実施形態）
以下、温度センサの異常検出装置を具体化した第２の実施形態を図５〜図６にしたがって説明する。なお、第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同様な記載については、同一符号を付すことで説明を省略、あるいは、簡略する。

車両１０の走行中の各電池スタック１３において、二次電池１２の並設方向Ｘの位置のうち、並設方向Ｘの中央付近の二次電池１２は、並設方向Ｘに隣り合う二次電池１２の熱を受けて温度上昇しやすい。その一方で、並設方向Ｘの端に近い二次電池１２ほど、他の二次電池１２の熱の影響が小さく温度上昇しにくい。

このため、図５に示すように、並設方向Ｘの一端寄りに配置された第１温度センサ１４と、並設方向Ｘの他端寄りに配置された第３温度センサ１６によって測定される温度は、並設方向Ｘ中央に配置された第２温度センサ１５によって測定される温度よりも低くなりやすい。

また、電池ＥＣＵ１８は、二次電池１２の温度が上昇すると、ファン１９を駆動させる。すると、ファン１９からの送風により、図５の矢印に示すように、第１〜第３温度センサ１４〜１６によって測定される温度も低下する。図６の１点鎖線に示すように、ファン１９を駆動させないと、二次電池１２の温度は上昇し続ける。なお、図６のグラフの横軸は時間に対応し、縦軸は温度に対応している。

また、図５に示すように、ファン１９との距離が近いほど、ファン１９による二次電池１２の冷却効果が大きくなり、二次電池１２の温度は低下しやすい。このため、並設方向Ｘ一端側の第１温度センサ１４によって測定される温度は、図５の三角印に示すように、並設方向Ｘ他端側の第２温度センサ１５によって測定される温度より低くなり、並設方向Ｘの位置によって、測定される温度に差が生じる。

そして、第１温度センサ１４に測定される温度と第２温度センサ１５によって測定される温度を比較した場合、ファン１９の駆動前と駆動後に生じる温度低下量が異なり、具体的には、第１温度センサ１４によって測定される温度の温度低下量が、第２温度センサ１５によって測定される温度の温度低下量よりも大きくなる。その結果、第１温度センサ１４と第２温度センサ１５が、ファン１９に対する距離を除いて同じ条件で温度を測定したとしても、第１温度センサ１４によって測定される温度から算出される温度変化量は、第２温度センサ１５によって測定される温度から算出される温度変化量よりも大きくなる。

そこで、電池ＥＣＵ１８は、並設方向Ｘに並ぶ温度センサ同士を比較して異常検出処理を行う際、ファン１９からの温度センサの距離に応じて温度変化量を補正する。補正方法としては、例えば、ファン１９による冷却の際に一定時間で生じる第１温度センサ１４と第２温度センサ１５の温度低下量を予め測定し、両方の温度低下量の差を補正定数として設定しておく。そして、ファン１９に最も近い第１温度センサ１４によって測定された実際の温度に対し、補正定数を加味することにより、図５の白丸印に示すように、三角印で示す温度に比べて高い温度が、測定値として取得される。そして、補正後の温度を用いて第１温度センサ１４によって測定された温度から算出される温度変化量は、温度を補正する前に比べて小さくなる。なお、温度の補正方法は、測定された温度に補正係数を乗じて補正する方法や、測定された温度と補正温度とを予め対応付けたマップから導出する方法であってもよい。

次に、電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理について説明する。以下の説明において、１つの電池スタック１３の第１〜第３温度センサ１４〜１６のうち、並設方向一端寄りの第１温度センサ１４を判定対象温度センサ１４１とし、並設方向中央の第２温度センサ１５を比較用温度センサ１４２とする。そして、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間し、比較用温度センサ１４２は二次電池１２に接触しているとする。

さて、電池ＥＣＵ１８は、ファン１９の駆動後、図４のフローチャートに示すステップＳ１の処理を行う。そして、電池ＥＣＵ１８は、電流積算値が既定値に達している場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に移行し、測定温度を取得する。このとき、電池ＥＣＵ１８は、ファン１９からの距離に応じた補正を行い、補正された補正温度を測定温度として取得する。

ステップＳ３において、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１による測定温度（補正済みの温度）から判定用温度変化量α１を算出するとともに、比較用温度センサ１４２による測定温度から比較用温度変化量α２を算出する。

図６に示すように、判定用温度変化量α１は、比較用温度変化量α２よりも大きい。これは、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間し、かつファン１９からの送風によって冷却されていることに起因して、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度が、急激に低下するからである。

次に、ステップＳ４において、電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値を算出し、その絶対値が一定値以上であるか否かを判定する。絶対値が一定値以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）はステップＳ５に移行する。なお、絶対値が一定値以上でない場合（ステップＳ４でＮＯ）、電池ＥＣＵ１８は処理を終了する。

ステップＳ５において、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度が、比較用温度センサ１４２によって測定される温度より低いか否かを判定する。この判定は、例えば、同じ温度測定時点での温度を比較する。判定対象温度センサ１４１によって測定された温度が、比較用温度センサ１４２によって測定された温度より低い場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、電池ＥＣＵ１８は、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間した異常ありと判定する（ステップＳ６）。

図６のグラフに示すように、ファン１９の駆動後、二次電池１２に接触した比較用温度センサ１４２によって測定される温度は、ファン１９からの送風による二次電池１２の冷却に伴って若干低下するが、二次電池１２の持つ熱もあるため、一定時間の間での温度変化量は小さくなりやすい。その一方で、二次電池１２より離間した判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、二次電池１２の熱による影響が小さく、しかも温度センサそのものがファン１９からの送風によって冷却されるため、一定時間の間での温度変化量が大きくなる。判定対象温度センサ１４１が二次電池１２より離間していると、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値が大きく開きやすくなる。

また、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間し、かつファン１９からの送風によって冷却されていることに起因して、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度が低くなり、二次電池１２に接触している比較用温度センサ１４２によって測定される温度より低くなる。

その結果、ステップＳ４及びステップＳ５でＹＥＳの場合には、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間していることになる。
なお、判定対象温度センサ１４１による測定温度が比較用温度センサ１４２による測定温度より低くない場合（ステップＳ５でＮＯ）、電池ＥＣＵ１８は、処理を終了する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（２−１）温度センサが二次電池１２から離間していると、ファン１９からの送風によって、測定される温度が急激に低下し、温度変化量が大きくなる。したがって、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２より離間していると、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値が大きく開きやすく、二次電池１２より離間した温度センサを精度良く検出できる。

（２−２）電池ＥＣＵ１８は、ファン１９からの距離が近い第１温度センサ１４によって測定された温度を補正し、ファン１９からの距離が第１温度センサ１４よりも遠い第２温度センサ１５との温度差が小さくなるように補正する。そして、電池ＥＣＵ１８は、補正した温度を用いることで第１温度センサ１４の温度変化量が小さくなるように補正する。よって、電池スタック１３において、並設方向Ｘに沿ったファン１９からの距離に依存して温度低下量に差が生じても、その差が小さくなるように温度変化量を補正する。その結果、ファン１９からの送風による影響を小さくして判定を行うことができ、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 各実施形態において、図４のフローチャートに示す、電流積算値が既定値に達したかの判定（ステップＳ１）を行ったが、ステップＳ１は行わなくてもよい。この場合においても、ステップＳ２〜ステップＳ６の処理によって、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定を行うことができる。

○ 第２の実施形態において、ファン１９に最も近い第１温度センサ１４によって測定される温度に対し、補正定数を加味したが、他の温度センサによって測定される温度に対して補正定数を加味してもよい。例えば、第２温度センサ１５や第３温度センサ１６によって測定される温度に対し、補正定数を加味し、第２温度センサ１５や第３温度センサ１６によって測定された温度から算出される温度変化量が、温度を補正する前に比べて大きくなるようにしてもよい。また、一つの温度センサだけでなく、複数の温度センサに補正定数を加味してもよい。

○ 第２の実施形態において、ファン１９からの送風強度に応じて補正定数を変更してもよい。ファン１９との距離が近い二次電池１２において、ファン１９からの送風強度に応じて温度低下量も変化する。このため、ファン１９からの送風強度に応じて補正定数を変更して温度変化量を補正することにより、ファン１９からの送風強度による影響を小さくして判定を行うことができ、判定対象温度センサ１４１が二次電池１２から離間しているか否かの判定精度を高めることができる。

○ 第１の実施形態において、電池ＥＣＵ１８は、電池スタック１３内における並設方向Ｘの温度センサの位置に応じて、温度センサによって測定された温度を補正し、算出される温度変化量を補正してもよい。

電池スタック１３において、並設方向Ｘの中央付近の二次電池１２は、並設方向Ｘに隣り合う二次電池１２の熱を受けて温度上昇しやすい一方で、並設方向Ｘの端に近い二次電池１２ほど、他の二次電池１２の熱を受けにくく温度上昇しにくい。

したがって、並設方向Ｘの一端寄りに配置された第１温度センサ１４と、並設方向Ｘの他端寄りに配置された第３温度センサ１６によって測定される温度は、並設方向Ｘ中央に配置された第２温度センサ１５によって測定される温度よりも低くなりやすい。

よって、第１温度センサ１４及び第３温度センサ１６と第２温度センサ１５とでは、電池スタック１３での並設方向Ｘの位置に起因して温度変化量が異なることになる。その結果、第１温度センサ１４及び第３温度センサ１６と第２温度センサ１５が、ファン１９に対する距離を除いて同じ条件で温度を測定したとしても、第１温度センサ１４及び第３温度センサ１６によって測定される温度から算出される温度変化量は、第２温度センサ１５によって測定される温度から算出される温度変化量よりも小さくなる。

そこで、電池ＥＣＵ１８は、並設方向Ｘに並ぶ温度センサ同士を比較して異常検出処理を行う際、並設方向Ｘでの温度センサの位置に応じて温度変化量を補正する。補正方法としては、例えば、充放電中の一定時間で生じる第１温度センサ１４又は第３温度センサ１６と第２温度センサ１５の温度差を予め測定し、測定された温度差を補正定数として設定しておく。なお、温度の補正方法は、測定された温度に補正係数を乗じて補正する方法や、測定された温度と補正温度とを予め対応付けたマップから導出する方法であってもよい。

そして、第１温度センサ１４又は第３温度センサ１６によって測定された実際の温度に対し、補正定数を加味することにより、第１温度センサ１４又は第３温度センサ１６の測定温度が取得される。そして、補正後の温度を用いて第１温度センサ１４又は第３温度センサ１６によって測定された測定温度から算出される温度変化量は、温度を補正する前に比べて大きくなる。よって、電池スタック１３における二次電池１２の並設方向Ｘに沿った温度センサの位置に応じて温度変化量を補正し、並設方向Ｘに沿う位置の影響を少なくすることにより、温度センサの離間の有無を精度良く判定できる。

なお、温度センサによって測定される温度への補正は、第１温度センサ１４及び第３温度センサ１６の両方に行ってもよい。また、第２温度センサ１５によって測定される温度に補正定数を加味し、補正後の温度を用いて第２温度センサ１５によって測定された温度から算出される温度変化量が、温度を補正する前に比べて小さくなるようにしてもよい。

○ 電池ＥＣＵ１８による温度センサの異常検出処理を、車両１０の停止中に行ってもよい。
図７のグラフに、二次電池１２から離間した判定対象温度センサ１４１によって測定された温度を２点鎖線で示し、二次電池１２に接触した比較用温度センサ１４２によって測定された温度を実線で示す。図７のグラフの横軸は時間に対応し、縦軸は温度に対応している。図７のグラフでは、車両１０が、停車した状態から走行を開始し、その後、再び停車したときの温度変化を示している。

車両１０が停止し、二次電池１２の充放電が停止されると、二次電池１２の温度は車両１０停止直前での二次電池１２の発熱によって若干温度上昇する。その後、二次電池１２の温度は徐々に低下していく。温度センサが二次電池１２に接触していれば、温度センサによって測定される温度は、上記した二次電池１２の温度変化に応じた温度になり、比較用温度センサ１４２によって測定される温度は、図７の実線のグラフに示すようになる。

しかし、温度センサが二次電池１２から離間していると、その温度センサは、二次電池１２ではなく、二次電池１２周囲の環境温度を測定することになる。その結果、二次電池１２から離間している判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、二次電池１２の温度より低い温度となり、図７の２点鎖線に示すようになる。すなわち、判定対象温度センサ１４１によって測定される温度は、比較用温度センサ１４２によって測定される温度より低く、急激に低下していく。その結果、二次電池１２より離間した判定対象温度センサ１４１から取得される判定用温度変化量α１は比較用温度変化量α２より大きくなる。

このため、二次電池１２に接触した温度センサと、二次電池１２から離間した温度センサとでは温度変化量に差が生じる。そして、電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２とを用いて、二次電池１２から温度センサが離間しているか否かを判定する。

このとき、電池ＥＣＵ１８は、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値を算出し、その絶対値が一定値以上であるか否かを判定する。絶対値が一定値以上である場合、判定対象とした温度センサによって測定される温度が、比較用の温度センサによって測定された温度より低い場合に、電池ＥＣＵ１８は、判定対象とした温度センサが二次電池１２から離間した異常ありと判定する。

○ 各実施形態において、判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２を算出するときに用いる値は、移動平均法によって求めた値ではなく、一定時間の最初と最後の２点で測定された値を用いてもよい。例えば、第１の実施形態において、時点ｔ０で温度センサによって測定された温度と、時点ｔ１で温度センサによって測定された温度を用いて判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２を算出してもよい。

○ 判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２を算出するのに用いる値（時点ｔ０での温度、時点ｔ１での温度）を移動平均法によって算出する場合、実施形態では、４つの値（時点ｔ０〜ｔ３、時点ｔ１〜ｔ４）の移動平均としたが、２つ又は３つの値の移動平均としてもよい。

○ 判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２を算出するのに用いる値（時点ｔ０での温度、時点ｔ１での温度）を移動平均法によって算出せず、各時点での温度センサの測定値をそのまま用いてもよい。

○ 各実施形態において、判定対象以外の温度センサを、２つの電池スタック１３のうちの判定対象温度センサ１４１以外の全ての温度センサ又は複数の温度センサとし、比較用温度変化量α２を、判定対象温度センサ１４１以外の全て又は複数の温度センサの測定値の平均値を用いて算出してもよい。

○ 第２の実施形態において、電池ＥＣＵ１８は、ファン１９からの判定対象の温度センサの位置及びファン１９の送風強度の少なくとも一つに応じて、判定用温度変化量α１と比較用温度変化量α２との差の絶対値と比較する「一定値」を補正してもよい。例えば、ファン１９と判定対象の温度センサとの距離が近い場合やファン１９の送風強度が強い場合など、温度変化量にファン１９の影響が大きく現れる場合には、誤検出を抑制するために一定値を大きく設定してもよい。

○ 第２の実施形態において、電池ＥＣＵ１８によって算出された判定用温度変化量α１及び比較用温度変化量α２そのものを、電池スタック１３での並設方向Ｘの位置や、ファン１９からの距離、ファン１９の送風強度に応じて補正してもよい。

１２…二次電池、１３…電池スタック、１４…第１温度センサ、１５…第２温度センサ、１６…第３温度センサ、１８…判定部としての電池ＥＣＵ、１９…ファン。

Claims (8)

1. 複数の二次電池を有する電池スタックと、
   前記電池スタックの中の複数の前記二次電池それぞれに接触させた複数の温度センサと、
   複数の前記温度センサのうちの判定対象とした一つの温度センサが前記二次電池より離間しているか否かを判定するための判定部と、を有する電池パックの異常検出装置であって、
   前記判定部は、前記判定対象とした温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、一定時間の間での温度変化量を判定用温度変化量として算出するとともに、
   判定対象以外の温度センサによって複数回に亘って測定された温度から、前記一定時間の間での温度変化量を比較用温度変化量として算出し、
   算出した前記判定用温度変化量と前記比較用温度変化量との差の絶対値が一定値以上であり、
   かつ前記判定用温度変化量が前記比較用温度変化量より小さい、又は前記判定対象とした温度センサによって測定された温度が、前記判定対象以外の温度センサによって測定された温度より低い場合に、前記判定部は前記判定対象とした温度センサが前記二次電池より離間していると判定することを特徴とする温度センサの異常検出装置。
2. 前記判定部は、ファンからの送風によって前記電池スタックの冷却が行われているときに前記温度センサが前記二次電池より離間しているか否かの判定を行う請求項１に記載の温度センサの異常検出装置。
3. 前記判定部は、前記二次電池の充放電中に流れる充放電電流を積算した電流積算値が既定値を超えた場合に、前記温度センサが前記二次電池より離間しているか否かの判定を行う請求項１又は請求項２に記載の温度センサの異常検出装置。
4. 前記判定部は、前記比較用温度変化量を、前記判定対象以外の複数の前記温度センサによって測定された温度の平均値を用いて算出する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の温度センサの異常検出装置。
5. 前記判定対象以外の温度センサは、前記判定対象とした温度センサが設けられた前記電池スタックと前記二次電池の並設方向と交差する方向に並ぶ別の電池スタックに設けられた温度センサであり、前記判定対象とした温度センサと前記判定対象以外の温度センサとは、それぞれの前記電池スタックにおける前記二次電池の並設方向での位置が同じであり、かつ複数の前記電池スタックの並び方向に並んでいる請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の温度センサの異常検出装置。
6. 前記判定部は、前記電池スタックにおける前記二次電池の並設方向に沿った前記温度センサの位置に応じて前記判定用温度変化量及び前記比較用温度変化量を補正する請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の温度センサの異常検出装置。
7. 前記判定部は、ファンからの送風によって前記電池スタックの冷却が行われているときに、判定対象とされた前記温度センサと前記ファンとの距離に応じて前記温度変化量の補正を行う請求項６に記載の温度センサの異常検出装置。
8. 前記判定部は、前記ファンによる送風強度に応じて前記温度変化量の補正を行う請求項７に記載の温度センサの異常検出装置。