JP2020174458A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池を適切に昇温すること。【解決手段】電池パックは、バッテリと、ヒータと、電流計と、温度センサと、電池ＥＣＵと、を備える。電池ＥＣＵは、二次電池の自己発熱量を導出する。電池ＥＣＵは、要求発熱量よりも自己発熱量が低い場合にヒータを駆動させる。電池ＥＣＵは、自己発熱量と二次電池のヒータからの受熱量との合計が要求発熱量となるようにヒータの発熱量を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、電池パックに関する。

電動機の駆動により走行する車両は、電動機の電力源となる二次電池の端子電圧を監視する制御装置を備える。制御装置は、二次電池の端子電圧が上下限電圧に達しないように二次電池の入出力制限を行う。二次電池の端子電圧と二次電池の充電率とは相間関係があり、二次電池の端子電圧が上下限電圧に達しないように入出力制限を行うことで二次電池の過放電及び過充電が抑制されている。二次電池は、温度が低いほど内部抵抗が大きくなる。二次電池の内部抵抗が大きくなると、二次電池の充放電時の電圧降下が大きくなる。従って、冬季や寒冷地等、環境温度が低い環境では入出力制限が行われやすい。入出力制限が行われると、加速性能や回生性能の低下を招く場合がある。

特許文献１に記載の電池パックは、二次電池と、二次電池の昇温を行うヒータと、二次電池の温度を測定する温度センサと、制御装置と、を備える。制御装置は、二次電池の温度が閾値未満の場合にヒータを駆動させて二次電池の昇温を行う。また、運転手の手動操作によって、ヒータによる昇温を禁止することができる。即ち、特許文献１では、ヒータを駆動するか否かは運転手によって切り替え可能である。

特開２０１３−４６４９１号公報

特許文献１のように手動操作によってヒータを駆動するか否かを切り替える場合、二次電池の昇温を行うことが好ましい場合であっても二次電池の昇温が行われない場合がある。従って、特許文献１では、二次電池の適切な昇温が行われているとはいえない。

本発明の目的は、二次電池を適切に昇温することができる電池パックを提供することにある。

上記課題を解決する電池パックは、車両を走行させる電動機の電力源となる二次電池と、前記二次電池の昇温を行うヒータと、前記二次電池の充放電電流を測定する電流計と、前記充放電電流から前記二次電池の自己発熱量を導出する導出部と、前記二次電池の温度を目標温度に到達させることができる要求発熱量よりも前記自己発熱量が低い場合に前記ヒータを駆動させる制御部と、を備える。

二次電池は、充放電により発熱する。導出部は、二次電池の充放電による自己発熱量を導出する。制御部は、要求発熱量よりも自己発熱量が低い場合にヒータを駆動させて、二次電池の昇温を行う。自己発熱量が要求発熱量よりも低い場合、二次電池の発熱のみでは、二次電池の温度が目標温度に到達できたとしても昇温に要する時間が長くなる。二次電池の自己発熱量が要求発熱量より低い場合にヒータを駆動させることで、二次電池の昇温を行うことが好ましい状況でヒータを駆動させることができる。従って、二次電池を適切に昇温することができる。

上記電池パックについて、前記制御部は、前記自己発熱量と、前記二次電池の前記ヒータからの受熱量との合計が前記要求発熱量となるように前記ヒータの発熱量を調整してもよい。

二次電池の自己発熱量と、受熱量との合計が多いほど二次電池の昇温速度は速くなる。一方で、受熱量を多くするとヒータを駆動するための消費電力が多くなり、車両の走行距離の低下を招く。自己発熱量と受熱量との合計を要求発熱量となるようにすることで、昇温速度と走行距離との均衡を図ることができる。

上記電池パックについて、前記制御部は、前記自己発熱量が前記要求発熱量以上の場合、前記ヒータを駆動しなくてもよい。
二次電池の自己発熱量が要求発熱量以上の場合、ヒータを駆動することなく二次電池の温度は目標温度に到達する。二次電池の自己発熱量が要求発熱量以上の場合には、ヒータを駆動しないことで、ヒータの駆動による消費電力を抑制することができる。従って、ヒータの駆動によって車両の走行距離が短くなることを抑制できる。

上記電池パックについて、前記二次電池の温度を測定する温度センサを備え、前記制御部は、前記自己発熱量が前記要求発熱量以上であり、かつ、前記二次電池の温度が低温閾値未満の場合、前記ヒータを駆動させてもよい。

二次電池の自己発熱量が要求発熱量以上の場合であっても、二次電池の温度が過剰に低い場合、逸早く二次電池の昇温を行いたい場合がある。この場合、二次電池の自己発熱量が要求発熱量以上であってもヒータを駆動することで、二次電池を逸早く昇温することができる。

上記電池パックについて、前記二次電池の温度を測定する温度センサを備え、前記二次電池の温度が低いほど前記要求発熱量を多くしてもよい。
二次電池が低温であるほどヒータが駆動されやすくなり、高温であるほどヒータが駆動されにくくなるため、必要な昇温を行いつつ、走行距離の低下を抑制できる。

本発明によれば、二次電池を適切に昇温することができる。

電池パックが搭載された車両の概略構成図。 電池ＥＣＵの機能ブロック図。 電池ＥＣＵが行う処理を示すフローチャート。

以下、電池パックの一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両Ｖｅは、電池パックＢＰと、パワーコントロールユニット３１と、モータジェネレータ３２と、降圧部４１と、サブバッテリ４２と、充電装置５１と、を備える。以下の説明において、パワーコントロールユニット３１をＰＣＵ３１、モータジェネレータ３２をＭＧ３２と称する。

電池パックＢＰは、バッテリ１０と、ヒータ１２と、監視部１３と、電流計１４と、温度センサ１５と、ヒータリレーＨＲと、システムメインリレーＳＭＲと、電池ＥＣＵ２１と、を備える。

バッテリ１０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池１１を複数備える。バッテリ１０は、複数の二次電池１１を直列接続したものである。なお、バッテリ１０としては、複数の二次電池１１を並列接続したものや、複数の二次電池１１を接続してモジュール化したものを直列接続、あるいは、並列接続したものでもよい。

監視部１３は、電圧検出用の集積回路である。監視部１３は、二次電池１１毎の端子電圧を検出する。電流計１４は、バッテリ１０に直列接続されている。電流計１４は、二次電池１１からの放電電流及び二次電池１１への充電電流を測定する。なお、以下の説明において、放電電流及び充電電流を総称して充放電電流と称する。

温度センサ１５は、二次電池１１の温度を測定する。温度センサ１５は、二次電池１１毎に個別に設けられていてもよいし、全ての二次電池１１のうち代表的な複数の二次電池１１に設けられていてもよい。また、温度センサ１５は、単数であってもよい。

ＰＣＵ３１は、バッテリ１０の出力電圧を昇圧させる昇圧コンバータ及び直流電力を交流電力に変換するインバータを含む。システムメインリレーＳＭＲは、ＰＣＵ３１とバッテリ１０との間に設けられている。システムメインリレーＳＭＲは、バッテリ１０とＰＣＵ３１とを接続する電源ラインＬｐ，Ｌｎに設けられている。システムメインリレーＳＭＲがオンで、バッテリ１０は放電及び充電が可能な状態になる。システムメインリレーＳＭＲがオフで、バッテリ１０の放電及び充電は禁止された状態になる。

ＭＧ３２は、例えば、交流回転電機である。ＭＧ３２は、ＰＣＵ３１に接続されている。ＭＧ３２は、ＰＣＵ３１からの電力供給時には電動機として動作し、回転駆動力を発生させる。この回転駆動力が車軸を通じて駆動輪に伝達されることで車両Ｖｅは走行する。一方、ＭＧ３２は、車両Ｖｅの制動時や下り斜面での加速度低減時には発電機として動作し、回生発電を行なう。ＭＧ３２が発電した電力は、回生電力としてＰＣＵ３１を通じて二次電池１１に供給される。車両Ｖｅは、ＭＧ３２によって走行する電気自動車である。二次電池１１は、ＭＧ３２の電力源となる。

降圧部４１は、バッテリ１０とＰＣＵ３１とを接続する電源ラインＬｐ，Ｌｎに接続されている。降圧部４１は、バッテリ１０からの出力電圧を降圧する降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータである。

ヒータ１２は、バッテリ１０を構成する各二次電池１１の昇温を行えるように配置されている。例えば、ヒータ１２は、バッテリ１０に密着して配置されたり、バッテリ１０の近傍に配置されることで二次電池１１を昇温可能である。ヒータ１２としては、シートヒータや、巻線型ヒータ等、どのような種類のヒータが用いられてもよい。ヒータ１２は、単数設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。

ヒータ１２は、降圧部４１を介した二次電池１１からの電力供給によって駆動する。ヒータリレーＨＲは、ヒータ１２と降圧部４１との間に設けられている。降圧部４１とヒータ１２とはヒータリレーＨＲを介して接続されているといえる。ヒータリレーＨＲがオンで、降圧部４１とヒータ１２とは電気的に接続される。ヒータリレーＨＲがオフで、降圧部４１とヒータ１２とは電気的に遮断される。降圧部４１とヒータ１２とが電気的に接続されている状態で、ヒータ１２は駆動する。

サブバッテリ４２は、バッテリ１０の出力電圧よりも低い直流電圧を出力する。サブバッテリ４２は、二次電池により構成されている。サブバッテリ４２は、降圧部４１を介して電源ラインＬｐ，Ｌｎに接続されている。サブバッテリ４２の充電時には、バッテリ１０の出力電圧を降圧部４１で降圧してサブバッテリ４２が充電される。サブバッテリ４２は、補機類の電力源となる。補機類には、ヘッドライト、オーディオ、各種制御装置等の電気機器が含まれる。

充電装置５１は、充電器５２と、インレット５３と、充電リレーＣＲと、を備える。インレット５３は、商用電源等の外部電源に接続可能なコネクタである。インレット５３は、充電器５２に接続されている。充電器５２は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換する。充電器５２は、充電リレーＣＲを介して電源ラインＬｐ，Ｌｎに接続されている。インレット５３に外部電源が接続され、充電リレーＣＲがオンされることで外部電力による二次電池１１の充電が可能になる。

電池ＥＣＵ２１は、ハードウェアとしてＣＰＵ２２及び記憶部２３を備える電子制御ユニット：Electronic Control Unitである。記憶部２３には、電池パックＢＰを制御するための種々のプログラムが記憶されている。ＣＰＵ２２は、記憶部２３を参照することで種々の処理を実行する。ＣＰＵ２２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。記憶部２３は、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ＥＣＵ２１は、監視部１３から検出結果を取得可能である。電池ＥＣＵ２１は、電流計１４から検出結果を取得可能である。電池ＥＣＵ２１は、温度センサ１５から検出結果を取得可能である。

電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の端子電圧に応じて、二次電池１１の入出力制限を行う。二次電池１１の端子電圧と二次電池１１の充電率とは相間関係があり、二次電池１１の端子電圧が上下限電圧に達しないように入出力制限を行うことで二次電池１１の過放電及び過充電が抑制されている。二次電池１１の上限電圧は、二次電池１１が過充電とならないために設定された値である。二次電池１１の下限電圧は、二次電池１１が過放電とならないために設定された値である。電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の充放電による電圧降下により二次電池１１の端子電圧が上下限電圧に達しないように、二次電池１１の端子電圧が予め定められた値になると、二次電池１１の入出力制限を行う。なお、電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の充電率が予め定められた値になる場合に、二次電池１１の入出力制限を行ってもよい。

二次電池１１の出力制限は、出力制限値Ｗｏｕｔを設定することで行われる。電池ＥＣＵ２１によって出力制限値Ｗｏｕｔが設定されると、ＰＣＵ３１は二次電池１１の出力が出力制限値Ｗｏｕｔを上回らないように制御される。結果として、出力制限値Ｗｏｕｔが設定されている場合、車両Ｖｅの加速性能は低下する場合がある。二次電池１１の入力制限は、電池ＥＣＵ２１によって入力制限値Ｗｉｎを設定することで行われる。入力制限値Ｗｉｎが設定されると、ＰＣＵ３１は二次電池１１への入力が入力制限値Ｗｉｎを上回らないように制御される。結果として、入力制限値Ｗｉｎが設定されている場合、車両Ｖｅの回生性能は低下する場合がある。ＰＣＵ３１による二次電池１１の出力及び入力の制御は、公知の手段によって行われ、特に限定されない。一例としては、ＰＣＵ３１に含まれるインバータのスイッチング周波数を変化させ、Ｄｕｔｙ比を増減させることで、二次電池１１の出力及び入力の制御を行う。

また、電池ＥＣＵ２１は、入出力制限に加えて、二次電池１１の充電率の推定、二次電池１１の異常判定等、電池パックＢＰに関する種々の制御を行う。本実施形態では、電池ＥＣＵ２１によって二次電池１１の温度を上昇させる昇温制御が行われる。昇温制御は、ヒータリレーＨＲのオンとオフとを切り替えることで行われる。

図２に示すように、電池ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ２２が記憶部２３に記憶されたプログラムを実行することで機能する機能要素として導出部２４と、制御部２５と、を備える。電池ＥＣＵ２１は、車両Ｖｅが起動状態の場合に、以下の昇温制御を所定時間Ｔの周期で繰り返し行う。起動状態とは、車両Ｖｅの搭乗者の操作により車両Ｖｅを走行させることが可能な状態である。

図３に示すように、ステップＳ１において、電池ＥＣＵ２１は、所定時間Ｔ［ｓｅｃ］の間の自己発熱量Ｑ１［Ｊ］を導出する。まず、電池ＥＣＵ２１は、所定時間Ｔの間の二次電池１１の充放電電流の平均値Ｉ［Ａ］を導出する。電池ＥＣＵ２１は、所定時間Ｔの間に電流計１４から充放電電流を複数回取得し、平均値Ｉを導出する。自己発熱量Ｑ１とは、二次電池１１の充放電によって流れる充放電電流と二次電池１１の内部抵抗Ｒによって生じるジュール熱である。所定時間Ｔは、例えば、ヒータリレーＨＲの応答性に応じて設定され、ヒータリレーＨＲのオンとオフの切り替えに要する時間よりも長い時間である。電池ＥＣＵ２１は、平均値Ｉと、二次電池１１の内部抵抗Ｒ［Ω］を用いて、以下の（１）式から所定時間Ｔの間の自己発熱量Ｑ１を導出する。

二次電池１１の内部抵抗Ｒは、電池ＥＣＵ２１によって推定される。二次電池１１の内部抵抗Ｒは、種々の方法で推定することができる。二次電池１１の内部抵抗Ｒは、温度が低くなるほど大きくなる。このため、温度と内部抵抗Ｒとの関係をマップとして記憶部２３に記憶し、温度に応じた内部抵抗Ｒが導出されるようにしてもよい。ステップＳ１の処理を行うことで、電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１を導出する導出部２４として機能する。

次に、ステップＳ２において、電池ＥＣＵ２１は、ステップＳ１で導出された自己発熱量Ｑ１が予め定められた要求発熱量Ｑ２［Ｊ］より低いか否かを判定する。要求発熱量Ｑ２は、二次電池１１を目標温度に到達させるために必要な発熱量である。目標温度とは、温度に起因する内部抵抗Ｒの増加を許容できる温度である。また、要求発熱量Ｑ２は、目標時間を加味して設定されていてもよく、二次電池１１の温度を目標時間内に目標温度に到達させるために必要な発熱量であってもよい。目標時間とは、車両Ｖｅの走行に支障を来さないように設定された時間である。本実施形態では、二次電池１１の温度に関わらず要求発熱量Ｑ２は一定の値である。なお、ヒータ１２としては、所定時間Ｔの間、継続して駆動させた場合に、要求発熱量Ｑ２を出力できるものが用いられている。言い換えれば、要求発熱量Ｑ２は、所定時間Ｔの間、ヒータ１２を継続して駆動させた場合に得られる発熱量に設定されていてもよい。ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、即ち、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２より低い場合、電池ＥＣＵ２１はステップＳ３の処理を行う。

ステップＳ３において、電池ＥＣＵ２１は、所定時間Ｔ中のヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎ［ｓｅｃ］を導出する。オン時間Ｔｏｎは、所定時間Ｔ以下の値である。電池ＥＣＵ２１は、所定時間Ｔ中のヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎとオフ時間との割合を導出するといえる。ヒータリレーＨＲがオンされることで、ヒータ１２は駆動されるため、ヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎはヒータ１２の駆動時間といえる。ヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎは、自己発熱量Ｑ１と二次電池１１のヒータ１２からの受熱量Ｑ３［Ｊ］との合計が要求発熱量Ｑ２となるように導出される。受熱量Ｑ３は、ヒータ１２の出力Ｏ［Ｗ］と係数Ｋとを用いて、以下の（２）式で表すことができる。

ヒータ１２の出力ＯとヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎを乗算することで、所定時間Ｔの間のヒータ１２の発熱量を導出することができる。ヒータ１２の駆動によりヒータ１２が発熱した際に、ヒータ１２の発した熱の一部は二次電池１１に伝わることなく、雰囲気や二次電池１１以外の部材に伝導する。このため、受熱量Ｑ３は、ヒータ１２の発熱量よりも少なくなる。係数Ｋは、ヒータ１２の発熱量から受熱量Ｑ３を導出するための係数であり、１未満の値である。係数Ｋは、ヒータ１２と二次電池１１との位置関係や周辺環境によって定まる。係数Ｋは、実験や、シミュレーションによって求めることができる。（２）式から把握できるように、所定時間Ｔ中のオン時間Ｔｏｎを調整することで、二次電池１１の受熱量Ｑ３を調整することができる。電池ＥＣＵ２１は、要求発熱量Ｑ２から自己発熱量Ｑ１を減算した値が、受熱量Ｑ３となるようなオン時間Ｔｏｎを導出する。これにより、自己発熱量Ｑ１＋受熱量Ｑ３＝要求発熱量Ｑ２となるようにオン時間Ｔｏｎが導出される。

次に、ステップＳ４において、電池ＥＣＵ２１はステップＳ３で導出されたオン時間Ｔｏｎの間、ヒータリレーＨＲをオンし、ヒータ１２を駆動させる。これにより、自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量が調整される。自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるため、二次電池１１は目標温度まで昇温されることになる。なお、電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量を調整するが、実際には自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計と要求発熱量Ｑ２には誤差が生じる場合がある。「自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量を調整する」とは、電池ＥＣＵ２１が自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となることを目標として昇温制御を実行することを示し、実際に自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるかは問わない。ステップＳ４の処理を行うことで、電池ＥＣＵ２１は、ヒータ１２を駆動させる制御部２５として機能する。

ステップＳ２の判定結果が否定の場合、即ち、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合、電池ＥＣＵ２１はステップＳ５の処理を行う。ステップＳ５において、電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の温度が予め定められた低温閾値未満か否かを判定する。前述したように、温度が低くなるほど二次電池１１の内部抵抗Ｒは大きくなる。低温閾値としては、車両Ｖｅの走行に支障を来すほどに内部抵抗Ｒが増加する温度が設定される。なお、温度センサ１５が複数設けられている場合、ステップＳ５の判定に用いる温度として、温度センサ１５により測定された温度の平均値を採用してもよいし、最小値や中央値を採用してもよい。また、複数の温度センサ１５のうち予め定められた１つの温度センサ１５の温度を二次電池１１の温度として採用してもよい。即ち、温度センサ１５が複数設けられている場合、ステップＳ５の判定に用いる二次電池１１の温度は任意に設定することができる。ステップＳ５の判定結果が肯定の場合、電池ＥＣＵ２１はステップＳ４の処理を行う。即ち、電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上であり、かつ、二次電池１１の温度が低温閾値未満の場合、ヒータ１２を駆動させる。この場合、ヒータ１２は所定時間Ｔの間、継続して駆動される。ステップＳ５の判定結果が否定の場合、電池ＥＣＵ２１はステップＳ６の処理を行う。

ステップＳ６において、電池ＥＣＵ２１はヒータリレーＨＲをオフし、ヒータ１２を停止させる。詳細にいえば、電池ＥＣＵ２１は、ステップＳ６の処理を行う時点でヒータ１２が駆動されている場合にはヒータ１２を停止させ、ヒータ１２が停止されている場合にはヒータ１２の停止を維持する。電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合であり、かつ、二次電池１１の温度が低温閾値以上の場合にはヒータ１２を駆動しないといえる。

本実施形態の作用について説明する。
二次電池１１は、充放電により発熱する。電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の充放電による自己発熱量Ｑ１を導出し、要求発熱量Ｑ２よりも自己発熱量Ｑ１が低い場合にヒータ１２を駆動させる。自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２よりも低い場合、二次電池１１の温度が目標温度に到達できたとしても昇温に要する時間が長くなる。自己発熱量Ｑ１による不足分をヒータ１２によって補うことで、二次電池１１の温度を目標温度に到達させることができる。従って、二次電池１１の温度を原因とした内部抵抗Ｒの増加によって入出力制限が行われることが抑制され、車両Ｖｅの加速性能や回生性能が低下することを抑制することができる。

二次電池１１を適切に昇温するために、車速に応じてヒータ１２を駆動することも考えられる。例えば、所定速度以上の走行を一定時間以上継続するまでヒータ１２による二次電池１１の昇温を行ったり、車速に閾値を設定し、車速が閾値を上回る高速走行時以外にヒータ１２による二次電池１１の昇温を行うことが考えられる。車両Ｖｅが平坦路を走行している場合、車速が高くなるほど二次電池１１の自己発熱量Ｑ１も増加する傾向がある。しかしながら、車速が低くても加減速を繰り返す場合は自己発熱量Ｑ１が大きくヒータ１２の駆動は不要となる場合がある。車速が高くても車両Ｖｅが下り坂を走行している場合は自己発熱量Ｑ１が小さくヒータ１２の駆動が必要になる場合がある。従って、車速に応じてヒータ１２を駆動するか否かの判定を行うと、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２未満にも関わらずヒータ１２が駆動されない場合がある。また、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上にも関わらずヒータ１２が駆動される場合がある。これに対し、本実施形態のように、充放電電流から自己発熱量Ｑ１を導出し、自己発熱量Ｑ１に応じてヒータ１２を駆動するか否かを判定することで、ヒータ１２による二次電池１１の昇温が必要な場合にヒータ１２を駆動させることができる。

また、二次電池１１を適切に昇温するために、二次電池１１の充放電電流に応じてヒータ１２を駆動することも考えられる。例えば、充放電電流に閾値を設定し、充放電電流が閾値を上回る時以外にヒータ１２による二次電池１１の昇温を行うことが考えられる。二次電池１１の内部抵抗は、二次電池１１の温度や劣化により変化すると共に、各二次電池１１の個体差によりバラツキがある。そうすると、前述した通り自己発熱量Ｑ１は内部抵抗にも依存するため、充放電電流の閾値だけでは、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２未満にも関わらずヒータ１２が駆動されない場合がある。また、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上にも関わらずヒータ１２が駆動される場合がある。これに対し、本実施形態のように、充放電電流から自己発熱量Ｑ１を導出し、自己発熱量Ｑ１に応じてヒータ１２を駆動するか否かを判定することで、ヒータ１２による二次電池１１の昇温が必要な場合にヒータ１２を駆動させることができる。

本実施形態の効果について説明する。
（１）電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２より低い場合にヒータ１２を駆動している。自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２より低い場合、自己発熱量Ｑ１のみでは発熱量が不足しており、ヒータ１２による二次電池１１の昇温を行うことが好ましい状況である。このような状況の場合にヒータ１２を駆動させることで、二次電池１１を適切に昇温することができる。

（２）電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量を調整している。二次電池１１の自己発熱量Ｑ１と、受熱量Ｑ３との合計が多いほど二次電池１１の昇温速度は速くなる。一方で、受熱量Ｑ３を多くするとヒータ１２を駆動するための消費電力が多くなり、走行距離の低下を招く。自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量を調整することで、二次電池１１の昇温に要求される昇温速度を満たしつつ、消費電力を抑制することができる。従って、二次電池１１の昇温速度と走行距離との均衡を図ることができる。

（３）電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合であり、かつ、二次電池１１の温度が低温閾値以上の場合、ヒータ１２を駆動しない。二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合、ヒータ１２を駆動することなく二次電池１１の温度は目標温度に到達する。二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合には、ヒータ１２を駆動しないことで、ヒータ１２の駆動による消費電力を抑制することができる。従って、走行距離の低下を抑制することができる。

（４）電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合であっても、二次電池１１の温度が低温閾値未満の場合にはヒータ１２を駆動する。二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合であっても、二次電池１１の温度が車両Ｖｅの走行に支障を来すほど過剰に低い場合、逸早く二次電池１１の昇温を行いたい場合がある。この場合、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上であってもヒータ１２を駆動することで、二次電池１１を逸早く昇温することができる。

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。実施形態及び以下の変形例は、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。
○電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の温度が低いほど要求発熱量Ｑ２を多くしてもよい。例えば、記憶部２３に二次電池１１の温度と要求発熱量Ｑ２とを対応関係付けたマップや導出式を記憶し、二次電池１１の温度に応じた要求発熱量Ｑ２が導出されるようにしてもよい。この場合、二次電池１１の温度が低いほどステップＳ２の判定結果が肯定になりやすい。二次電池１１が低温であるほどヒータ１２が駆動されやすくなり、高温であるほどヒータ１２が駆動されにくくなる。二次電池１１の内部抵抗Ｒは、温度が低いほど大きくなるため二次電池１１が低温であるほど二次電池１１を昇温することが好ましい。二次電池１１の温度が低いほど要求発熱量Ｑ２を多くすることで、二次電池１１に必要な昇温を行いつつ、昇温による二次電池１１の温度が高くなった場合にはヒータ１２の駆動を抑えることで車両Ｖｅの走行距離の低下を抑制できる。

○電池ＥＣＵ２１は、ステップＳ２の判定結果が否定の場合に、ステップＳ６の処理を行ってもよい。即ち、電池ＥＣＵ２１は、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１が要求発熱量Ｑ２以上の場合、二次電池１１の温度が低温閾値未満か否かに関わらずヒータ１２を停止させてもよい。この場合、電池パックＢＰは、温度センサ１５を備えていなくてもよい。

○電池ＥＣＵ２１は、ステップＳ２の判定結果が肯定の場合、所定時間Ｔの間、継続してヒータリレーＨＲをオンにしてもよい。即ち、電池ＥＣＵ２１は、ヒータ１２による二次電池１１の昇温が必要な場合、自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２を上回るように制御を行ってもよい。

○電池ＥＣＵ２１は、昇温制御を行うに際して、昇温制御を行うか否かの判定を行ってもよい。昇温制御を行うか否かの判定は、例えば、二次電池１１の温度が予め定められた閾値未満か否かによって判定されてもよい。閾値としては、二次電池１１の昇温を行うことが好ましい状況で、昇温制御が行われるような値に設定される。閾値は、低温閾値よりも高い値に設定される。また、昇温制御を行うか否かの判定は、環境温度から判定してもよい。二次電池１１の昇温制御は、冬季や寒冷地などの環境温度が低い場合に特に必要になる。このため、環境温度が予め定められた環境温度閾値未満か否かによって二次電池１１の昇温を行うか否かを判定してもよい。車両Ｖｅには、環境温度を測定するための環境温度センサが設けられている。電池ＥＣＵ２１は、環境温度を電池ＥＣＵ２１とは異なるＥＣＵから取得可能である。このＥＣＵから取得した環境温度から電池ＥＣＵ２１は判定を行えばよい。

○ヒータ１２はサブバッテリ４２からの電力供給によって駆動するようにしてもよい。サブバッテリ４２は、バッテリ１０の電力を用いて充電される。このため、サブバッテリ４２によってヒータ１２が駆動する場合であっても、電池ＥＣＵ２１が、二次電池１１の自己発熱量Ｑ１と受熱量Ｑ３との合計が要求発熱量Ｑ２となるようにヒータ１２の発熱量を調整し、ヒータ１２による消費電力を抑えることで、ヒータ１２の駆動による走行距離の低下を抑えることができる。

○実施形態では、発熱量の単位として［Ｊ］を用いたが、発熱量の単位として［Ｗ］を用いてヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎを導出してもよい。この場合、以下の（３）式から自己発熱量Ｑ１１［Ｗ］を導出することができる。

二次電池１１のヒータ１２からの受熱量Ｑ１３［Ｗ］は、以下の（４）式で表すことができる。

電池ＥＣＵ２１は、自己発熱量Ｑ１１と受熱量Ｑ１３の合計が要求発熱量Ｑ１２［Ｗ］となるようにヒータリレーＨＲのオン時間Ｔｏｎを導出する。

○導出部２４及び制御部２５は、別々の電子制御ユニットの機能要素として設けられていてもよい。例えば、導出部２４及び制御部２５はそれぞれ、電池ＥＣＵ２１とは異なる電子制御ユニットの機能要素として設けられていてもよい。

○車両Ｖｅは、ＭＧ３２に加えてエンジンの駆動による走行も可能なハイブリッド車両であってもよい。
○電池ＥＣＵ２１は、入出力制限を行わなくてもよい。電池ＥＣＵ２１が入出力制限を行わない場合、入出力制限を原因とする加速性能や回生性能の低下が生じない。一方で、電池ＥＣＵ２１が入出力制限を行わない場合、二次電池１１の端子電圧が上下限電圧に達しやすくなる。従って、電池ＥＣＵ２１が入出力制限を行わない車両Ｖｅでは、内部抵抗Ｒが大きくなると、車両Ｖｅの走行距離が短くなる。実施形態のように、二次電池１１を昇温させ、温度による内部抵抗Ｒの増加を抑制することで、車両Ｖｅの走行距離が短くなることを抑制できる。

○ヒータリレーＨＲに代えて、トランジスタ等のスイッチング素子を用いてもよい。

ＢＰ…電池パック、Ｖｅ…車両、１１…二次電池、１２…ヒータ、１４…電流計、１５…温度センサ、２４…導出部、２５…制御部、３２…電動機としてのモータジェネレータ。

Claims (5)

1. 車両を走行させる電動機の電力源となる二次電池と、
   前記二次電池の昇温を行うヒータと、
   前記二次電池の充放電電流を測定する電流計と、
   前記充放電電流から前記二次電池の自己発熱量を導出する導出部と、
   前記二次電池の温度を目標温度に到達させることができる要求発熱量よりも前記自己発熱量が低い場合に前記ヒータを駆動させる制御部と、を備える電池パック。
2. 前記制御部は、前記自己発熱量と、前記二次電池の前記ヒータからの受熱量との合計が前記要求発熱量となるように前記ヒータの発熱量を調整する請求項１に記載の電池パック。
3. 前記制御部は、前記自己発熱量が前記要求発熱量以上の場合、前記ヒータを駆動しない請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
4. 前記二次電池の温度を測定する温度センサを備え、
   前記制御部は、前記自己発熱量が前記要求発熱量以上であり、かつ、前記二次電池の温度が低温閾値未満の場合、前記ヒータを駆動させる請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
5. 前記二次電池の温度を測定する温度センサを備え、
   前記二次電池の温度が低いほど前記要求発熱量を多くする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電池パック。