JP2021036485A - 電源装置の冷却方法、冷却プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記憶した機器、電源装置並びにこれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】組電池の安全性を向上させる。【解決手段】電源装置の冷却方法は、電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池１の充電率と温度を検出する工程と、前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する工程と、温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池１を冷却する冷却機構１５を作動させて、前記組電池１の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する工程とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、電源装置の冷却方法、冷却プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記憶した機器、電源装置並びにこれを備える車両に関する。

電源装置は、車両の駆動用等に利用されている。このような電源装置は、多数の二次電池セルを直列や並列に接続して大電流を出力可能としている。近年は二次電池セルの高容量化が進んでおり、二次電池セルの発熱や類焼の対策をいかにして実現するかが課題となっている。特に、高容量の二次電池セルは電池エネルギーが高いことから、安全性の確保が重要となっており、ある二次電池セルが異常発熱状態になった場合に、隣接する二次電池セルに熱が伝播して隣接する二次電池セルが異常発熱を引き起こす類焼現象の防止が注目されている。

具体的には、類焼を防止する構成を備えた電源装置として、下記特許文献１の電源装置が提案されている。特許文献１の電源装置は、隣接する二次電池セルの間に断熱層を介在させる構成となっており、ある二次電池セルが発熱したときに、隣り合って配置された二次電池セルに熱が伝達されるのを防止できるようになっている。

特開２０１７−４５５０８号公報

上記構成の電源装置の場合、二次電池セルの最大発熱量と、類焼を防止できるかどうかは断熱層の熱伝導率と、断熱層の厚さによって決まる。二次電池セルの発熱量は、二次電池セルの容量によって決まるため、増加する傾向にある。一方、断熱層の熱伝導率は、断熱層を構成する材料に起因するため、自由に設計できるわけではない。そのため、二次電池セルの高容量化が進むと、断熱層の厚さを増加させる必要がある。断熱層の厚さの増加は、電源装置の大型化を招き、電源装置としてのエネルギー密度が低下するという問題がある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、電源装置としてのエネルギー密度の低下を抑制しつつ、類焼を防止できる技術を提供することにある。

本発明のある態様の電源装置の冷却方法は、電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池の充電率（State Of Charge：ＳＯＣ）と温度を検出する工程と、前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する工程と、温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池を冷却する冷却機構を作動させて、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する工程とを含んでいる。

本発明のある態様の電源装置の冷却プログラムは、電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池の充電率と温度を取得する機能と、前記取得された充電率と、前記取得された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する機能と、温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池を冷却する冷却機構を作動させて、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する機能とをコンピュータに実現させることができるものである。

本発明のある態様の電源装置は、複数の二次電池セルの集合体である組電池と、前記組電池の充電率を検出する充電率検出部と、前記組電池の温度を検出する温度検出部と、前記組電池の劣化率を演算する劣化率演算部と、前記組電池の動作を安全に行い得る該組電池の充電率と温度の関係を規定した温度評価基準を保持するための評価基準保持部と、前記組電池を冷却するための冷却機構と、前記充電率検出部で検出された前記組電池の充電率と、前記温度検出部で検出された前記組電池の温度と、前記劣化率演算部で演算された前記組電池の劣化率に基づいて、前記評価基準保持部に保持された温度評価基準に合致しているか否かを判定する動作制限判定部と、前記動作制限判定部で温度評価基準に合致していないと判定されると、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで前記冷却機構を作動させる冷却制御部とを備えている。

本発明のある態様の車両は、上記の構成の電源装置に加えて、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備えている。

上述の本発明のある態様の電源装置の冷却プログラム、電源装置の冷却プログラム、電源装置、及び、車両によれば、組電池の充電率と、組電池の温度と、組電池の劣化率を含む電池情報が、予め設定された温度評価基準に合致し、温度評価基準に合致していない場合には、組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却機構を作動させることができる。これにより、本発明のある態様の電源装置の冷却プログラム、電源装置の冷却プログラム、電源装置、及び、車両は、電源装置の冷却機構を用いて、類焼を防止することが可能となり、電源装置としてのエネルギー密度の低下を抑制しつつ、類焼を防止できるようになっている。

本発明の一実施形態に係る電源装置を示すブロック図である。 温度評価基準を示す評価グラフである。 温度検出部で検出された組電池の温度と、電圧検出部で検出された組電池の電圧で決まる動作点と、動作制限領域との関係を示す評価グラフである。 電源装置の冷却方法を示すフローチャートである。 エンジンとモータで走行するハイブリッド自動車にバッテリ装置を搭載する例を示すブロック図である。 モータのみで走行する電気自動車にバッテリ装置を搭載する例を示すブロック図である。 蓄電装置にバッテリ装置を使用する例を示すブロック図である。

まず、本発明の一つの着目点について説明する。ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される電源装置は、車両としての性能向上のため、大容量の電源装置であることが求められている。例えば、電源装置の容量を増加させることで、車両の航続距離の増加が期待できる。一方、ハイブリッドカーや電気自動車等の車両は、重量が増加すると、車両の駆動効率が低下する。つまり、電源装置の容量が増えても、重量が増加した場合には、必ずしも車両の航続距離が増加するとは限らない。そのため、ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に搭載される電源装置は、単に容量が大きければ良いわけではなく、特に、重量増加を抑制しつつ、電源装置の容量を増加させ、電源装置としてのエネルギー密度を向上させることが大切である。

上述の通り、複数の二次電池セルを備える電源装置において、隣接する二次電池セルの間に断熱層を備える構成とすることで、ある二次電池セルが異常発熱した場合であっても、隣接する二次電池セルへの伝熱を抑制することができる。断熱層の断熱性能は、断熱層の材料の熱伝導率と、断熱層の厚さに依存する。一方で、断熱層の材料の熱伝導率には、限度があるため、二次電池セルが大容量になるにつれて、断熱層の厚さを増加させることが必要になる。しかしながら、断熱層の厚さの増加は、電源装置としてのエネルギー密度が低下を招くおそれがある。

以上の問題に鑑みて、本発明の発明者らは、組電池を冷却する冷却機構を利用することで、ある二次電池セルが異常発熱した場合であっても、隣接する二次電池セルへの伝熱を抑制することのできる電源装置を検討した。既存の冷却機構を利用して類焼を防止することができれば、断熱層の厚さを増加させる必要がないので、電源装置としてのエネルギー密度の低下を抑制しつつ、類焼を防止することができる。

上記構成を検討するにあたり、特に重要なことは、二次電池セルの状態判定をどのようにするのかということである。例えば、二次電池セルの状態を常に監視するように構成した場合、二次電池セルに異常が発生したことを検知した際に、二次電池セルを冷却することができるが、このような構成の電源装置は、二次電池セルの状態監視のための回路を駆動する必要があり、電力を常に消費することになる。電力消費を抑制するためには、電源装置が使用されていない場合には二次電池セルの状態の監視も停止されることが好ましい。従って、車両としての性能を損なうことなく、組電池を冷却する冷却機構を利用した類焼防止を実現するためには、類焼が発生する可能性が高い状態なのか、類焼が発生する可能性が低い状態なのかを判定できるようにすることが重要になる。

具体的に、熱暴走連鎖を想定する場合、ワースト条件は、二次電池セルの温度が高く、二次電池セルのＳＯＣが高い状態である。また、劣化していない二次電池セルの場合には、さらに、この条件が厳しくなる。二次電池セルの異常発熱としては、内部短絡によって自己発熱する場合などが想定されるが、その発熱量自体は、二次電池セルの残容量に依存する。そのため、内部短絡が起こった二次電池セルの残容量が小さい場合には、隣接する二次電池セルに熱が伝わったとしても、隣接する二次電池セルが熱暴走に至らないこともある。なお、二次電池セルの残容量は、二次電池セルに蓄えられたエネルギー量を指す。典型的には、二次電池セルの残容量は、充放電電流の積算値を用いて推定したり、二次電池セルの電圧と温度と劣化率などを元に推定することができる。

また、二次電池セルの温度は、充放電によって上昇するが、環境温度にも影響を受ける。一方で、二次電池セルの残容量は、電源装置の充放電がなければ、自然放電のみであり、二次電池セルの残容量は低下する方向に変化することになる。

従って、このような場合には、冷却機構を駆動する必要がないので、二次電池セルの状態監視の頻度を下げることができる。なお、類焼防止以外の理由で二次電池セルの状態を監視する必要がなければ、電源装置の充放電が停止されている場合に限り、二次電池セルの状態監視を行わないように構成してもよい。

以上の観点を考慮した電源装置の冷却方法として、本発明のある態様の電源装置の冷却方法は、以下の構成により特定されても良い。電源装置の冷却方法は、電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池の充電率と温度を検出する工程と、前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する工程と、温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池を冷却する冷却機構を作動させて、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する工程とを含んでいる。これにより、組電池を安全に使用できる。

また、本発明のある態様の電源装置の冷却方法は、上記に加えて、前記温度評価基準の合否判定が、組電池の充電率と温度の関係から組電池の動作に不適切と思われる予め画定された動作制限領域内に、組電池の充電率と温度の現在値で決まる動作点が含まれているかどうかの判定としてもよい。

さらに、本発明のある態様の電源装置の冷却方法は、上記何れかに加えて、温度評価基準の合否判定が、予め演算された前記組電池の劣化率と、前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定するものとしてもよい。これにより、電池の劣化度合いに応じて適切な安全管理が可能となり、無用な冷却動作を省くなど効率的な安全管理が実現される。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記動作制限領域が、前記組電池の劣化率に応じて異なる複数の制限領域を有している。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、温度評価基準の合否判定が、組電池の充電率と温度を座標軸とする評価グラフ上で予め画定された、組電池の充電率と温度の関係から組電池の動作に不適切と思われる動作制限領域内に、組電池の充電率と温度の現在値で決まる動作点が含まれているかどうかの判定である。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記動作制限領域が、組電池の充電率と温度に基づいて予め定められた領域関数によって画定されている。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記組電池の充電率と温度を検出する周期が、１分〜６０分である。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記組電池の充電率と温度を検出する周期を可変とすることができる。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記組電池の充電率と温度を検出する周期が、前記動作制限領域に近付くと短くなるよう制御することができる。これにより、監視の精度を向上させて信頼性を高めつつ、平常時においては処理の負荷を軽減できる。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置の冷却方法によれば、上記何れかに加えて、前記電源装置が車両の駆動用の電源装置であり、前記車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた状態においても、前記冷却を実行させることができる。これにより、電源装置を常時安全に動作させることが可能となる。

さらにまた、本発明のある態様に係るコンピュータで読み取り可能な記録媒体または記憶した機器は、上記電源装置の冷却プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（商品名）、ＨＤ ＤＶＤ（ＡＯＤ）等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記憶した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記冷却機構を、水冷式の冷却機構とすることができる。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記冷却機構を、空冷式の冷却ファンとすることができる。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、電源装置を車両の駆動用とすることができる。

さらにまた、本発明のある態様に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた状態においても、前記冷却を実行させることができる。上記構成により、電源装置を常時安全に動作させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

電源装置は、車両の駆動用に好適に利用できる。例えば、プラグインハイブリッド車や電気自動車等、電動駆動される車両走行用のモータに電力を供給する装置に使用される。以下では、車両走行用のモータを駆動する電源装置に本発明を適用する例を説明する。なお本発明は、車両に限らず、電動駆動させる他のモータ、例えばクレーン等の重機や向上等のライン、あるいはモータ以外の電気機器の駆動用の電源等にも適用できる。

本発明の一実施形態に係る電源装置を、図１のブロック図に基づいて説明する。この図に示す電源装置１００は、組電池１と、電流検出部２と、電圧検出部３と、温度検出部４と、充電率検出部６と、劣化率演算部７と、動作制限判定部８と、通信処理部９と、メモリ１１と、冷却制御部１４と、冷却機構１５とを備えている。
（組電池１）

組電池１は、充電可能な二次電池セルを一又は複数で構成している。複数の二次電池セル同士を用いる場合は、直列又は並列に接続して構成される。二次電池セルには、リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー電池が利用できる。また二次電池セルに、全固体電池や空気電池、あるいはニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などを用いてもよい。
（電流検出部２）

電流検出部２は、組電池１の充放電の電流を検出するための部材である。この電流検出部２は、組電池１と直列に接続している電流検出抵抗１０の両端に発生する電圧を検出して充電電流と放電電流を検出する。電流検出部２は、電流検出抵抗１０の両端に誘導される電圧をアンプで増幅し、アンプの出力信号であるアナログ信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して出力する。電流検出抵抗１０は、組電池１に流れる電流に比例した電圧が発生するので、電圧で電流を検出することができる。アンプは、＋−の信号を増幅できるオペアンプで、出力電圧の＋−で充電電流と放電電流を識別する。電流検出部２は、容量演算部５と充電率検出部６と通信処理部９に組電池１の電流信号を出力する。
（電圧検出部３）

電圧検出部３は、組電池１の電圧を検出するための部材である。電圧検出部３は、組電池１の電圧を検出したアナログ信号を、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して出力する。電圧検出部３は、充電率検出部６と通信処理部９に検出した組電池１の電圧信号を出力する。複数の二次電池セルを直列に接続している電源装置にあっては、各々の二次電池セルの電池電圧を検出して、その平均値を出力することもできる。また、複数の二次電池セルを直列に接続して電池モジュールとし、さらに複数の電池モジュールを直列に接続している電源装置にあっては、電池モジュールの平均値や中央値を電池電圧として出力してもよい。例えば、並列接続された電池ブロックを複数、直列に接続している場合は、並列接続のブロック毎に電池電圧を検出する。これによって、効率良く電池電圧を検出できる。
（温度検出部４）

温度検出部４は、組電池１の温度を検出するための部材である。温度検出部４は、組電池１の温度を検出した信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換して出力する。温度検出部４は、容量演算部５と充電率検出部６と通信処理部９とに温度信号を出力する。なお温度検出部も、組電池が複数の二次電池セルを接続して構成している場合は、各々の二次電池セルの温度を検出して、その平均値や中央値を出力することもできる。
（通信処理部９）

通信処理部９は、組電池１を電源として使用する本体側の車両に、電池情報を伝送するための部材である。
（冷却機構１５）

冷却機構１５は、組電池１を冷却するための部材である。例えば空冷式の冷却ファンを回転させて、組電池１に冷却風を送風して冷却する。この場合組電池１は、冷却ファンで送風される冷却風の風路を画定している。あるいは水冷式の場合は、水等の冷媒をポンプで循環させて熱交換させて冷却を行う。この場合の組電池１は、組電池１の底面や側面などを冷却プレートと熱伝導状態に結合し、冷却プレートの内部に冷媒を循環させて冷却を行う。
（冷却制御部１４）

冷却機構１５の動作は、冷却制御部１４で行われる。冷却制御部１４は、冷却機構１５の動作を行う。例えば冷却機構１５が冷却ファンの場合、冷却制御部１４は冷却ファンを回転させるモータのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また冷却機構１５が水冷式の場合は、冷却制御部１４は水等の冷媒を循環させるポンプのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

また冷却制御部１４の動作は、後述する動作制限判定部８で行われる。動作制限判定部８は、組電池１が温度評価基準に合致していないと判定すると、冷却機構１５を動作させ、組電池１の温度を温度評価基準に合致させるように冷却する。また組電池１の温度が低下して温度評価基準に合致するようになると、冷却機構１５の動作を停止させる。
（容量演算部５）

容量演算部５は、電流検出部２の出力信号を演算して組電池１を充放電する電流を積算し、組電池１の容量（Ａｈ）を検出するための部材である。この容量演算部５は、電流検出部２から入力されるデジタル信号の電流信号を演算して、組電池１の放電容量を演算する。この容量演算部５は、組電池１の充電容量から放電容量を減算して、組電池１の放電できる容量（Ａｈ）を電流の積算値（Ａｈ）として演算する。充電容量は、組電池１の充電電流の積算値で、あるいはこれに充電効率をかけて演算される。放電容量は、放電電流の積算値で演算される。容量演算部５は、温度検出部４から入力される信号で、充電容量と放電容量の積算値を補正して正確に容量を演算することができる。
（充電率検出部６）

充電率検出部６は、電圧検出部３の出力信号から組電池１の充電率（ＳＯＣ［％］）を判定するための部材である。充電率検出部６は、組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）から組電池１の充電率（ＳＯＣ［％］）を、判定する。充電率検出部６は、電圧検出部３から入力される組電池１の電圧信号と、電流検出部２から入力される電流信号から組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）を検出し、あるいは電流検出部２から入力される充放電の電流値が０となるタイミングにおいて、電圧検出部３から入力される電圧値を開放電圧（Ｖ_OCV）として検出する。さらに、充電率検出部６は、検出した組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）から組電池１の充電率（ＳＯＣ［％］）を判定するために、組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）に対する充電率（ＳＯＣ［％］）を、関数又はルックアップテーブルとしてメモリ１１に記憶している。メモリ１１は、開放電圧−充電率の特性を関数として、あるいはテーブルとして記憶している。充電率検出部６は、メモリ１１に記憶される関数やテーブルから、開放電圧（Ｖ_OCV）に対する充電率（ＳＯＣ［％］）を判定する。

充電率検出部６は、必ずしも充放電の電流が０になるタイミングにおいて、開放電圧（Ｖ_OCV）を検出する必要はなく、電流検出部２で検出される組電池１の充放電の電流から組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）を演算して検出することもできる。この充電率検出部６は、組電池１の検出電圧（Ｖ_CCV）と充放電の電流に対する開放電圧（Ｖ_OCV）を、関数又はテーブルとしてメモリ１１に記憶している。メモリ１１は、電流−開放電圧の特性を関数として、あるいはテーブルとして記憶している。充電率検出部６は、メモリ１１に記憶される関数やテーブルから、検出電圧と充放電の電流に対する開放電圧（Ｖ_OCV）を演算し、さらに、演算された開放電圧（Ｖ_OCV）から組電池１の充電率（ＳＯＣ［％］）を判定する。この充電率検出部６は、組電池１の充放電の状態にかかわらず、いいかえると、組電池１に充放電の電流が流れる状態においても、組電池１の開放電圧（Ｖ_OCV）を推定できる。
（劣化率演算部７）

劣化率演算部７は、組電池の劣化率を演算する。本明細書において組電池の劣化率とは、組電池の初期状態を１００％と比較したときの電池容量の劣化状態（容量維持率）を意味する。すなわち

劣化率Ｄ［％］＝１００−｛（現在の満充電電池容量）／（初期の満充電電池容量）｝×１００
で表される。例えば、劣化していない新品の組電池の劣化率は０％、劣化して使用できなくなった電池の劣化度は１００％となる。なお、満充電電池容量を直接測定するためには、ＳＯＣを０から１００％まで変化させる必要があるため、通常、満充電電池容量を測定することは困難である。そのため、内部抵抗の変化等に基づいて推定される容量維持率（State Of Health：ＳＯＨ）使って劣化率Ｄを演算してもよい。具体的には、劣化率Ｄ＝１００−ＳＯＨ[％]と定義される。ＳＯＨは、二次電池セルの状態を知るうえで重要となるパラメータであるため、一般的には、種々の測定データに基づいて推定され、メモリ等に記録されているＳＯＨのデータがその都度更新される。上記劣化率演算部７は、必要に応じて、メモリ等に記録されているＳＯＨのデータを取得し、劣化率Ｄを算出するように構成されることが好ましい。なお、時刻ｔにおける組電池の劣化率をＤ^tで表す。
（動作制限判定部８）

動作制限判定部８は、充電率検出部６で検出された組電池１の充電率と、温度検出部４で検出された組電池１の温度と、劣化率演算部７で演算された組電池１の劣化率に基づいて、メモリ１１で実現される評価基準保持部に保持された温度評価基準に合致しているか否かを判定する。

なお、上述した充電率検出部６、劣化率演算部７、動作制限判定部８、冷却制御部１４等の部材は、必ずしも別部材として構成する必要はなく、共通の演算回路１３で構成してもよい。例えばＡＳＩＣ等で構成したり、汎用のコンピュータのＣＰＵ等でソフトウェア的に実装したりしてもよい。
（評価基準保持部）

評価基準保持部は、組電池１の温度評価基準を保持する。温度評価基準は、組電池１の動作を安全に行い得る充電率と温度の関係を規定したものである。このような評価基準保持部には、例えばＥ²ＰＲＯＭ等の半導体メモリが利用できる。図１の例では、メモリ１１が評価基準保持部として利用される。評価基準保持部に保持される組電池の温度評価基準は、例えば、組電池の動作に不適切と思われる充電率と温度の範囲を定めた動作制限領域として与えられる。
（通常動作領域）

温度評価基準として、組電池の温度Ｔに対する組電池の充電率ＳＯＣの割合と、組電池を安全に使用できる領域を画定する動作制限領域を重ねて表示させた評価グラフを、図２に示す。ここで動作制限領域とは、温度と充電率で決まる、組電池の動作に適しない領域である。いいかえると、組電池が熱暴走連鎖等の異常動作をしない領域（通常動作領域）を画定するため、動作制限領域を定めている。そして電源装置１００は、組電池が熱暴走連鎖等の異常動作をしないように、現在の組電池の温度と充電率に応じて、組電池の動作点が動作制限領域に入らないように組電池を制御している。いいかえると、通常動作領域は、制御が不要な動作領域（制御不要領域）ということができる。
（動作制限領域）

具体的には、動作制限領域は、組電池の充電率と温度の関係で決定される。例えば、図２に示すような評価グラフ上において画定された動作制限領域として与えられる。評価グラフは、組電池の充電率と温度を座標軸としている。この評価グラフ上に、組電池の充電率と温度の関係から組電池の動作に不適切と思われる動作制限領域内を画定する。そして、組電池の充電率と温度の現在値をそれぞれ検出して、組電池の動作点を評価グラフ上にプロットし、動作点が動作制限領域に含まれていないかどうかを、動作制限判定部８で判定する。

また動作制限領域は、組電池の劣化率によって変化させることが好ましい。これによって、電池の劣化度合いに応じて適切な安全管理が可能となる。特に、動作制限領域を、組電池の劣化率に応じて変化する可変領域とすることで、例えば新品の組電池では動作制限領域内であった動作点が、劣化によって通常動作領域となった場合には、動作制限を行う必要がなくなる。このように無用な冷却動作を省いて効率的な安全管理が実現される。

また動作制限領域を複数用意し、組電池の劣化率に応じて切り替えるように構成してもよい。この方法であれば、予め用意した複数の制限領域を、組電池の劣化率に応じて選択すれば足り、処理を簡素化できる利点が得られる。例えば劣化率が０％の、新品の組電池は、図２において斜線で示すように比較的広い領域となる。一方、劣化率が１０％、２０％と大きくなるにつれて、動作制限領域は狭くなっていく。このように動作制限領域は、現在の組電池の劣化率によって決定され、劣化が進むと共に狭くなっていく。図２の例では、動作制限領域を、電池セルの劣化率に応じて、第一制限領域、第二制限領域、第三制限領域の３つに分けている。動作制限領域を変化させる数は、３つに限らず、２や４以上とすることもできる。

例えば、組電池が初期状態ＢＯＬ（Beginning Of Life）の場合、すなわち劣化率０％の場合は、第一制限領域は図２において斜線で示す領域となる。ここでは劣化率０％の第一制限領域を、（ＳＯＣ、温度）＝（８０％、４５℃）以上の領域として、この動作制限領域内に現在の組電池の動作点が位置する場合は、冷却機構１５を動作させる。そして動作点が通常動作領域となるまで冷却を継続し、動作点が動作制限領域を外れると、冷却機構１５を停止させる。これにより、組電池を好ましい動作環境温度で動作させることが可能となり、熱暴走のリスクを低減できる利点が得られる。

また、組電池が劣化していくにつれて、その動作制限領域は小さくなっていく。図２の例では、劣化率０％の第一制限領域を右上から左下に向かう斜線、劣化率１０％の第二制限領域を左上から右下に向かう斜線、劣化率２０％の第三制限領域を点状で、それぞれ示している。例えば劣化率２０％の第三制限領域は、（ＳＯＣ、温度）＝（９０％、５５℃）以上の領域となり、劣化率０％の第一制限領域と比べて狭くなっていることが判る。すなわち組電池の劣化が進むにつれて、実質的な容量が低下する等、熱暴走し難くなることが判る。よって、このような劣化度合いに応じて、動作制限領域すなわち組電池の冷却を行う範囲を狭くし、もって処理の簡素化を図ることが可能となる。

原理的には、通常動作領域と動作制限領域を隔てる閾値は、組電池の温度Ｔを変数とする第一の領域関数で表現される。つまり、第一の領域関数は、ある組電池の温度Ｔに対して、通常動作領域と動作制限領域を隔てる閾値となる充電率ＳＯＣを表わす。なお、劣化率Ｄを考慮する場合には、図３に示すように、通常動作領域と動作制限領域を隔てる閾値は、時刻ｔにおける組電池の温度Ｔ^t、劣化率Ｄ^tを変数とする第一の領域関数ｆ（Ｔ^t、Ｄ^t）で表現される。上述の説明では、二次電池セルの劣化率に応じて、第一制限領域、第二制限領域、第三制限領域の３つに分ける実施形態を例示しているが、劣化率を考慮した関数を用いる場合には、より厳密に組電池の状態を評価することが可能となる。

このような動作制限領域の監視は、電源装置が放電していない間、例えば車両のイグニッションスイッチ１２がＯＦＦされた状態においても、実行される。これにより、電源装置を常時安全に動作させることが可能となる。一般に車両は、イグニッションスイッチ１２がＯＮの状態では、様々な保護回路を動作させる一方、イグニッションスイッチ１２がＯＦＦされた状態では、殆どの回路が動作を停止する。そこで本実施形態に係る電源装置においては、イグニッションスイッチＯＦＦ時、一般にはキーＯＦＦ時においても、動作制限領域の監視動作を継続させることで、より安全性を高めることができる。特に車両は様々な環境下で使用されるため、周囲環境温度の影響によって組電池の熱暴走が生じるリスクを低減することで、より安全な電源装置が実現される。

なお、上述した動作制限領域は、組電池の温度と充電率によって決まるところ、一般に組電池の充電率はイグニッションスイッチ１２のＯＮ時、ＯＦＦ時共に調整することが困難である。特に安全性を図る観点からは、組電池の充電率を低減させる、具体的には組電池を放電させる必要があるところ、このような制御は容易でない。そこで本実施形態においては、より簡便に実施可能な組電池の温度制御に着目して、イグニッションスイッチ１２のＯＮ時、ＯＦＦ時とも、組電池の充電率に応じて決まる安全な組電池の温度範囲内にあるか否かを監視し、温度範囲外となったとき、すなわち動作制限領域となった場合に、冷却機構１５を動作させて温度を低下させることにより、動作制限領域から外れる方向に制御させる。この方法であれば、冷却機構１５を構成する冷却ファンの回転や冷媒の循環ポンプをＯＮさせるのみで足りるため、実現が容易となる。

なお、冷却機構の動作のための電源として組電池を利用する場合は、冷却機構の動作時間に応じて組電池の充電率も低下していく。そこで、このような充電率の変化も検出しながら、動作制限領域の範囲内か否かの判定を行うようにしてもよい。ただ、冷却機構のサイズや方式によっては、電力消費量が少ない場合もあり、このような場合は冷却機構の駆動による充電率の変動分を無視した制御とすることも可能である。

また、組電池の動作点が動作制限領域から外れるように冷却機構１５を動作させる動作制限判定部８の制御は、動作点が動作制限領域に入らないように、動作点が動作制限領域に近付いた時点で冷却機構１５を制御する方式とすることができる。あるいは、動作点が動作制限領域に入ったことを検知して、冷却機構１５を動作させて、動作制限領域から外れるように制御することも可能である。また、動作制限領域の設定時において、このような動作開始タイミングのマージンを考慮することもできる。すなわち動作制限領域を広めに設定することで、より早いタイミングで組電池の冷却を開始して安全性を高めることが可能となる。
（領域関数）

通常動作領域は、さらに、第二の領域関数（Ｔ^U、Ｄ）を用いて二つの領域に分けることもできる。第二の領域関数によって分けられる領域（Ｚｏｎｅ）Ａは、イグニッションスイッチＯＦＦ時には、動作制限領域の監視動作が停止されるあるいは、監視動作の頻度が少なくなる領域である。また、第二の領域関数によって分けられる領域（Ｚｏｎｅ）Ｂは、電源装置の充放電状態に関わらず、動作制限領域の監視動作が継続される領域である。ここで、領域関数は、劣化率Ｄ^tを変数とする関数で表される。具体的には、図３に示すように、上述の通常動作領域と動作制限領域を隔てる閾値を表す関数ｆに予め設定されている上限温度Ｔ^Uを代入したものが領域関数に相当する。なお、劣化率を考慮しない場合には、領域関数は、固定値になる。

ここで、上限温度Ｔ^Uは、電源装置が使用可能な温度領域の上限に相当する。つまり、上限温度Ｔ^U以上の温度では電源装置の充放電が禁止されるため、上限温度Ｔ^U以上の温度領域については考慮する必要がない。イグニッションスイッチＯＦＦ時に、組電池の状態が領域関数によって隔てられた領域Ａの範囲に含まれていた場合、電源装置が充電されることはなく、自然放電によりＳＯＣが低下する方向に変化するのみであるため、イグニッションスイッチＯＦＦの状態のまま、動作制限領域に相当する領域（Ｚｏｎｅ）Ｃとの境界を越えるおそれはない。そのため、領域Ａでは、イグニッションＯＮの状態や外部充電器を介して電源装置が充電される状態などが検知可能であれば、動作制限領域の監視動作を停止したり、監視動作の頻度を少なくしたりすることができる。一方、領域Ｂでは、仮にイグニッションスイッチＯＦＦのような電源装置の充放電が起こらない状態であったとしても、環境温度の変化に伴い、組電池の状態が動作制限領域に相当する領域Ｃとの境界を越える場合がある。そのため、領域Ｂでは、電源装置の充放電状態に関わらず、動作制限領域の監視動作が継続されるように構成されている。

以上の通り、領域関数を用いて通常動作領域を２つの領域に分けることで、動作制限領域の監視動作を停止したり、頻度を低下させたりすることができるので、監視動作に伴う電力消費を低減することができる。

上述の通常動作領域と動作制限領域を隔てる関数ｆや領域関数は、予め電源装置が備えられる組電池に応じて与えられる。例えば電源装置の使用前や組電池の出荷時に、組電池の仕様として提供される。すなわち、組電池に対して実際に充電率と温度や劣化率を変化させて熱暴走の有無を測定して得られたデータに基づいて作成される。上述の通常動作領域と動作制限領域を隔てる関数ｆや領域関数は、評価基準保持部に保持されており、動作制限判定部８により読み出されて利用される。また、領域関数は、必ずしも関数の形式で保持する必要はなく、実データ、例えばルックアップテーブル等の形式で保持することも可能である。また、上述の説明では、充電率ＳＯＣを用いているが、充電率ＳＯＣは、二次電池セルの電圧Ｖと相関があるため、充電率ＳＯＣの代わりに二次電池セルの電圧Ｖを用いることもできる。電圧Ｖを用いる場合には、測定値をそのまま利用できるので演算量を低減することができる。
（電源装置の冷却方法）

ここで、電源装置の冷却方法を、図３の評価グラフ及び図４のフローチャートに従って説明する。ここで図３の評価グラフは、温度検出部４で検出された組電池の温度と、電圧検出部３で検出された組電池の電圧で決まる組電池の動作点と、動作制限領域との関係を示している。

まずステップＳ１において、時刻ｔにおける組電池の温度Ｔ^tと、電圧Ｖ^tを検出し、劣化率Ｄ^tを取得する。例えば、組電池を構成する各二次電池セルの温度と電圧を、温度検出部４や電圧検出部３でそれぞれ規定のサンプリング周期で検出する。複数の温度や電圧を検出する場合は、これらの平均値でもって、それぞれ温度Ｔ^t、電圧Ｖ^tとする。この演算は、温度検出部４や電圧検出部３で行ってもよいし、充電率検出部６で行ってもよい。また、劣化率Ｄ^tを劣化率演算部７で取得する。なお組電池の劣化率Ｄ^tの演算方法は、劣化率を算出する既知のアルゴリズムを適宜利用でき、例えば容量維持率ＳＯＨに基づいて演算される。

次にステップＳ２において、上記で得られた時刻ｔにおける組電池の劣化率Ｄ^tと組電池の温度Ｔ^tに基づいて、第一、第二領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）を決定する。ここでは、得られたＤ^tに基づいて、適切な領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）を選択する。例えば動作制限判定部８が、組電池の劣化率Ｄ^tに応じて評価基準保持部から領域関数を読み出す。

このようにして、図３に示す評価グラフが得られる。ここでは、現在の組電池の劣化率に対応した領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）がプロットされている。この評価グラフにおいて、組電池の動作点が取りうる領域は、組電池の上限温度Ｔ^uと上限電圧Ｖ^uで囲まれた領域内（図３において破線で示す）であり、この領域を領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）を用いて第一ゾーンＡ、第二ゾーンＢ、第三ゾーンＣに分ける。

第一ゾーンＡは、組電池の上限温度Ｔ^uにおける電圧、すなわちｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）よりも低い範囲である。電圧Ｖ＝ｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）は、領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）で規定される内で最も低い電圧であるから、この電圧よりもさらに低い範囲内では、充電率が取り得る最大値であったとしても通常動作領域内となるため、組電池は安全に動作させることができる。すなわち組電池の冷却は不要である。

一方、第二ゾーンＢは、電圧がＶ^t＝ｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）よりも高く、かつ領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）で規定される曲線よりも低い範囲内である。この範囲内では、温度によっては動作制限領域となるため、冷却機構１５の動作が必要となる。

また第三ゾーンＣは、電圧が領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）で規定される曲線よりも高い領域であって、すべてが制限領域となるため、この領域内では冷却機構１５は常時動作させる必要がある。

そしてステップＳ３において、組電池の動作点が動作制限領域内にあるか否かを判定する。ここでは、時刻ｔにおける電圧Ｖ^tを、上限温度Ｔ^uの際の電圧Ｖ^U＝ｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）と比較して、これよりも低い場合、すなわちＶ^t＜ｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）の場合は、組電池の動作点が第一ゾーンＡ内にあると判定される。この場合はステップＳ４に進み、冷却機構１５を停止状態とする。そしてステップＳ５に進み、サンプリング周期に対応する所定の時間Ｔ₀待機した後、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳ３において時刻ｔにおける電圧Ｖ^tが、上限温度Ｔ^uの際の電圧Ｖ^U＝ｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）よりも高く、かつ領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）よりも低い場合、すなわちｆ（Ｔ^U，Ｄ^t）＜Ｖ^t＜ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）の場合は、組電池の動作点が第二ゾーンＢ内にあると判定される。この場合はステップＳ６に進み、冷却機構１５を停止状態とする。そしてステップＳ７に進み、サンプリング周期に対応する所定の時間Ｔ₁待機した後、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。なお第二ゾーンＢ内にある場合のサンプリング周期Ｔ₁は、第一ゾーンＢ内にある場合のサンプリング周期Ｔ₀と同じとすることもできるが、これよりも短くすることで、より早いタイミングで必要な場合に冷却機構１５の動作を開始できるため、好ましい。

さらにステップＳ３において時刻ｔにおける電圧Ｖ^tが、領域関数ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）よりも高い場合、すなわちＶ^t＞ｆ（Ｔ^t，Ｄ^t）の場合は、組電池の動作点が第三ゾーンＣ内にあると判定される。この場合はステップＳ８に進み、冷却機構１５を作動させる。そしてステップＳ９に進み、サンプリング周期に対応する所定の時間Ｔ₂待機した後、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。なお第三ゾーンＣ内にある場合のサンプリング周期Ｔ₃は、Ｔ₀やＴ₁と同じとすることもできるが、同じくこれらよりも短くすることで、より早いタイミングで冷却機構１５の停止状態に移行できる。

以上のようにして、組電池の状態に応じて冷却機構１５を動作させて冷却し、動作制限領域にある組電池、あるいは動作制限領域に近付きつつある組電池を速やかに通常動作領域に移行させることができ、組電池の熱暴走連鎖を未然に防止して安全性を高めることが実現される。特に、サンプリング周期の切り替えを適用することで、消費電力を考慮した制御が可能となる。すなわち、熱暴走連鎖のおそれの無い領域では、サンプリング周期を長くして組電池の監視頻度を低減し、例えば従来の車両のシャットダウンやスリープモードと同様の監視レベルに抑制することで、停車中の消費電力を抑制できる。一方で熱暴走連鎖の防止のための監視が必要な領域では、停車中であっても、動作中の監視と同様の高いサンプリング周期に切り替えることで、組電池の状態を監視する。このように、サンプリング周期を状況に応じて切り替えることで、停車中の消費電力の抑制と、安全性の確保を両立させることができる。
（変形例）

温度検出部４や電圧検出部３が組電池の温度や電圧を測定するタイミングであるサンプリング周期は、一定とすることができる。例えば、１分〜６０分、３分〜１５分、５分〜１０分等の間で調整できる。

ただ組電池の充電率と温度を検出するサンプリング周期は、上述の通り、固定値とする他、変更することもできる。例えば、サンプリング周期を可変とし、動作制限領域以外の通常動作領域において、組電池の動作点が動作制限領域から離れた領域内にあるときはサンプリング周期を長くしつつ、動作点が通常動作領域内にあるものの、動作制限領域に近い領域にあるときは、サンプリング周期を短くしてもよい。これによって、温度の変化等で組電池の動作点が通常動作領域から動作制限領域に入る場合には、動作制限領域に入るタイミングを早い段階で検出できるようになり、監視の精度を向上させつつ、通常動作領域に止まる平常時においては、サンプリング周期を長くして処理の負荷を軽減できる。一例として、動作制限領域の近傍では、サンプリング周期を１分として頻繁に情報を更新する一方、通常動作領域では５分として、通常動作領域（車のキーＯＦＦ時）での電力消費量を抑えることが可能となる。

以上の電源装置は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車やプラグインハイブリッド車、あるいはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両が利用でき、これらの車両の電源として使用される。なお、車両を駆動する電力を得るために、上述した電源装置を直列や並列に多数接続して、さらに必要な制御回路を付加した大容量、高出力の電源装置１００を構築した例として説明する。
（ハイブリッド車用電源装置）

図５に、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に電源装置１００を搭載する例を示す。この図に示す電源装置１００を搭載した車両ＨＶは、車両本体９０と、車両本体９０を走行させるエンジン９６及び走行用のモータ９３と、モータ９３に電力を供給する電源装置１００と、電源装置１００の電池を充電する発電機９４と、モータ９３とエンジン９６で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。電源装置１００は、ＤＣ／ＡＣインバータ９５を介してモータ９３と発電機９４に接続している。車両ＨＶは、電源装置１００の電池を充放電しながらモータ９３とエンジン９６の両方で走行する。モータ９３は、エンジン効率の悪い領域、例えば加速時や低速走行時に駆動されて車両を走行させる。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、エンジン９６で駆動され、あるいは車両にブレーキをかけるときの回生制動で駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（電気自動車用電源装置）

また図６に、モータのみで走行する電気自動車に電源装置を搭載する例を示す。この図に示す電源装置を搭載した車両ＥＶは、車両本体９０と、車両本体９０を走行させる走行用のモータ９３と、このモータ９３に電力を供給する電源装置１００と、この電源装置１００の電池を充電する発電機９４、モータ９３で駆動されて車両本体９０を走行させる車輪９７とを備えている。モータ９３は、電源装置１００から電力が供給されて駆動する。発電機９４は、車両ＥＶを回生制動する時のエネルギーで駆動されて、電源装置１００の電池を充電する。
（蓄電用電源装置）

さらに、この電源装置は、移動体用の動力源としてのみならず、載置型の蓄電用設備としても利用できる。例えば家庭用、工場用の電源として、太陽光や深夜電力等で充電し、必要時に放電する電源システム、あるいは日中の太陽光を充電して夜間に放電する街路灯用の電源や、停電時に駆動する信号機用のバックアップ電源等にも利用できる。このような例を図７に示す。この図に示す電源装置１００は、複数の電池パック８１をユニット状に接続して電池ユニット８２を構成している。各電池パック８１は、複数の二次電池セルが直列及び／又は並列に接続されている。各電池パック８１は、電源コントローラ８４により制御される。この電源装置１００は、電池ユニット８２を充電用電源ＣＰで充電した後、負荷ＬＤを駆動する。このため電源装置１００は、充電モードと放電モードを備える。負荷ＬＤと充電用電源ＣＰはそれぞれ、放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳを介して電源装置１００と接続されている。放電スイッチＤＳ及び充電スイッチＣＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって切り替えられる。充電モードにおいては、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＦＦに切り替えて、充電用電源ＣＰから電源装置１００への充電を許可する。また充電が完了し満充電になると、あるいは所定値以上の容量が充電された状態で負荷ＬＤからの要求に応じて、電源コントローラ８４は充電スイッチＣＳをＯＦＦに、放電スイッチＤＳをＯＮにして放電モードに切り替え、電源装置１００から負荷ＬＤへの放電を許可する。また、必要に応じて、充電スイッチＣＳをＯＮに、放電スイッチＤＳをＯＮにして、負荷ＬＤの電力供給と、電源装置１００への充電を同時に行うこともできる。

電源装置１００で駆動される負荷ＬＤは、放電スイッチＤＳを介して電源装置１００と接続されている。電源装置１００の放電モードにおいては、電源コントローラ８４が放電スイッチＤＳをＯＮに切り替えて、負荷ＬＤに接続し、電源装置１００からの電力で負荷ＬＤを駆動する。放電スイッチＤＳはＦＥＴ等のスイッチング素子が利用できる。放電スイッチＤＳのＯＮ／ＯＦＦは、電源装置１００の電源コントローラ８４によって制御される。また電源コントローラ８４は、外部機器と通信するための通信インターフェースを備えている。図７の例では、ＵＡＲＴやＲＳ−２３２Ｃ等の既存の通信プロトコルに従い、ホスト機器ＨＴと接続されている。また必要に応じて、電源システムに対してユーザが操作を行うためのユーザインターフェースを設けることもできる。

各電池パック８１は、信号端子と電源端子を備える。信号端子は、パック入出力端子ＤＩと、パック異常出力端子ＤＡと、パック接続端子ＤＯとを含む。パック入出力端子ＤＩは、他のパック電池や電源コントローラ８４からの信号を入出力するための端子であり、パック接続端子ＤＯは子パックである他のパック電池に対して信号を入出力するための端子である。またパック異常出力端子ＤＡは、パック電池の異常を外部に出力するための端子である。さらに電源端子は、電池パック８１同士を直列、並列に接続するための端子である。また電池ユニット８２は、並列接続スイッチ８５を介して出力ラインＯＬに接続されて互いに並列に接続されている。

本発明に係る電源装置の冷却方法、冷却プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記憶した機器、電源装置並びにこれを備える車両は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを切り替え可能なプラグイン式ハイブリッド電気自動車やハイブリッド式電気自動車、電気自動車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。

１００…電源装置
１…組電池
２…電流検出部
３…電圧検出部
４…温度検出部
５…容量演算部
６…充電率検出部
７…劣化率演算部
８…動作制限判定部
９…通信処理部
１０…電流検出抵抗
１１…メモリ
１２…イグニッションスイッチ
１３…演算回路
１４…冷却制御部
１５…冷却機構
８１…電池ブロック
８２…電池ユニット
８４…電源コントローラ
８５…並列接続スイッチ
９０…車両本体
９３…モータ
９４…発電機
９５…ＤＣ／ＡＣインバータ
９６…エンジン
９７…車輪
ＨＶ…車両
ＥＶ…車両
ＣＰ…充電用電源
ＬＤ…負荷
ＤＳ…放電スイッチ
ＣＳ…充電スイッチ
ＯＬ…出力ライン
ＨＴ…ホスト機器
ＤＩ…入出力端子
ＤＡ…異常出力端子
ＤＯ…接続端子

Claims (18)

1. 電源装置の冷却方法であって、
   電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池の充電率と温度を検出する工程と、
   前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する工程と、
   温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池を冷却する冷却機構を作動させて、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する工程と、
   を含む電源装置の冷却方法。
2. 請求項１に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記温度評価基準の合否判定が、組電池の充電率と温度の関係から組電池の動作に不適切と思われる予め画定された動作制限領域内に、組電池の充電率と温度の現在値で決まる動作点が含まれているかどうかの判定である電源装置の冷却方法。
3. 請求項２に記載の電源装置の冷却方法であって、
   温度評価基準の合否判定が、予め演算された前記組電池の劣化率と、前記検出された充電率と、前記検出された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する工程である電源装置の冷却方法。
4. 請求項３に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記動作制限領域が、前記組電池の劣化率に応じて異なる複数の制限領域を有してなる電源装置の冷却方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源装置の冷却方法であって、
   温度評価基準の合否判定が、組電池の充電率と温度を座標軸とする評価グラフ上で予め画定された、組電池の充電率と温度の関係から組電池の動作に不適切と思われる動作制限領域内に、組電池の充電率と温度の現在値で決まる動作点が含まれているかどうかの判定である電源装置の冷却方法。
6. 請求項５に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記動作制限領域が、組電池の充電率と温度に基づいて予め定められた領域関数によって画定されてなる電源装置の冷却方法。
7. 請求項５又は６に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記組電池の充電率と温度を検出する周期が、１分〜６０分である電源装置の冷却方法。
8. 請求項７に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記組電池の充電率と温度を検出する周期を可変としてなる電源装置の冷却方法。
9. 請求項８に記載の電源装置の冷却方法であって、
   前記組電池の充電率と温度を検出する周期が、前記動作制限領域に近付くと短くなるよう制御してなる電源装置の冷却方法。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源装置の冷却方法であって、
    前記電源装置が車両の駆動用の電源装置であり、
    前記車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた状態においても、前記冷却を実行させてなる電源装置の冷却方法。
11. 電源装置の冷却プログラムであって、
    電源装置が備える複数の二次電池セルの集合体である組電池の充電率と温度を取得する機能と、
    前記取得された充電率と、前記取得された温度に基づいて、予め定められた温度評価基準に合致しているか否かを判定する機能と、
    温度評価基準に合致していないと判定された場合に、前記組電池を冷却する冷却機構を作動させて、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで冷却を継続する機能と、
    をコンピュータに実現させるための電源装置の冷却プログラム。
12. 請求項１１に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体または記憶した機器。
13. 電源装置であって、
    複数の二次電池セルの集合体である組電池と、
    前記組電池の充電率を検出する充電率検出部と、
    前記組電池の温度を検出する温度検出部と、
    前記組電池の劣化率を演算する劣化率演算部と、
    前記組電池の動作を安全に行い得る該組電池の充電率と温度の関係を規定した温度評価基準を保持するための評価基準保持部と、
    前記組電池を冷却するための冷却機構と、
    前記充電率検出部で検出された前記組電池の充電率と、前記温度検出部で検出された前記組電池の温度と、前記劣化率演算部で演算された前記組電池の劣化率に基づいて、前記評価基準保持部に保持された温度評価基準に合致しているか否かを判定する動作制限判定部と、
    前記動作制限判定部で温度評価基準に合致していないと判定されると、前記組電池の温度が温度評価基準に合致するまで前記冷却機構を作動させる冷却制御部と、
    を備える電源装置。
14. 請求項１３に記載の電源装置であって、
    前記冷却機構が、水冷式の冷却機構である電源装置。
15. 請求項１３に記載の電源装置であって、
    前記冷却機構が、空冷式の冷却ファンである電源装置。
16. 請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    車両の駆動用の電源装置である電源装置。
17. 請求項１６に記載の電源装置であって、
    前記車両のイグニッションスイッチがＯＦＦされた状態においても、前記冷却を実行させてなる電源装置。
18. 請求項１３〜１７のいずれか一に記載の電源装置を備えてなる車両であって、
    前記電源装置と、該電源装置から電力供給される走行用のモータと、前記電源装置及び前記モータを搭載してなる車両本体と、前記モータで駆動されて前記車両本体を走行させる車輪とを備える車両。

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