JP2022063005A - 電池制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線温度センサ以外の温度センサを用いることなく赤外線温度センサの異常を検知する。【解決手段】制御対象である電池の温度を検出する赤外線温度センサの健全性を評価する電池制御装置であって、赤外線温度センサから入力される温度検出信号に基づいて電池の測定電池温度を取得する温度検出部と、電池から得られる電池情報に基づいて電池の推定電池温度を取得する電池温度推定手段と、測定電池温度と推定電池温度とに基づいて赤外線温度センサの異常を判定する異常判定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池制御装置に関する。

下記特許文献１には、組電池モジュールが開示されている。この組電池モジュールは、１つ以上の電池セルの温度を電池セルから放射される赤外線により検出する赤外線温度センサと、当該赤外線温度センサを電池セルに非接触に保持する保持部材と、電池セルの表面上の少なくとも一部に設けられ、電池セルの表面に比べて赤外線の放射率がより高い放射部位と、電池セルに流れる電流を検出する電流センサと、当該電流センサにより検出された電流と赤外線温度センサにより検出された電池セルの温度の変化との対応関係に基づいて温度センサの異常有無を判定する第１異常判定手段とを備え、温度センサが放射部位から放射される赤外線を検出可能な位置に配置されたものである。

特許第６１５７９８８号公報

ところで、上記背景技術は、制御回路基板上にサーミスタを設け、サーミスタの検出値と赤外線温度センサの検出値とを比較することによって赤外線温度センサの異常を検知する。すなわち、上述した従来技術では、赤外線温度センサの健全性を確認するために、赤外線温度センサとは別に温度センサが必要である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、赤外線温度センサ以外の温度センサを用いることなく赤外線温度センサの異常を検知可能な電池制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、電池制御装置に係る第１の解決手段として、制御対象である電池の温度を検出する赤外線温度センサの健全性を評価する電池制御装置であって、前記赤外線温度センサから入力される温度検出信号に基づいて前記電池の測定電池温度を取得する温度検出部と、前記電池から得られる電池情報に基づいて前記電池の推定電池温度を取得する電池温度推定手段と、前記測定電池温度と前記推定電池温度とに基づいて前記赤外線温度センサの異常を判定する異常判定部とを備える、という手段を採用する。

本発明では、電池制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記電池温度推定手段は、前記電池の内部インピーダンスを推定するインピーダンス推定部を備え、前記内部インピーダンスに基づいて前記推定電池温度を取得する、という手段を採用する。

本発明では、電池制御装置に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記電池温度推定手段は、前記電池情報に基づいて前記電池の冷却に関する冷媒温度を取得する冷却検出部を備え、前記冷媒温度と前記電池の冷却に関する熱等価回路とに基づいて前記推定電池温度を取得する、という手段を採用する。

本発明では、に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記冷却検出部は、前記電池情報に基づいて前記電池の冷却に関する冷媒流量を取得し、前記電池温度推定手段は、前記冷媒流量を用いて前記熱等価回路の熱抵抗を補正することにより、前記冷媒流量に応じた前記推定電池温度を取得する、という手段を採用する。

本発明では、電池制御装置に係る第５の解決手段として、上記第１～第４のいずれかの解決手段において、前記電池は、複数の電池モジュールからなる組電池であり、前記温度検出部は、前記電池モジュール毎に測定電池温度を取得し、前記電池温度推定手段は、前記電池モジュール毎に前記推定電池温度を取得し、前記異常判定部は、前記電池モジュール毎の前記測定電池温度と前記推定電池温度とに基づいて前記赤外線温度センサの異常を判定する、という手段を採用する。

本発明によれば、赤外線温度センサ以外の温度センサを用いることなく赤外線温度センサの異常を検知可能な電池制御装置を提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る電池制御装置の全体構成及び温度検出機構を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電池制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における電池セルの等価回路及びコールコールプロットを示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る電池制御装置の全体構成及び第２実施形態における冷却装置の概要構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る電池制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における冷却装置の熱等価回路を示す模式図及び熱抵抗と冷媒流量との関係を示す特性図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る電池制御装置Ｄ１は、図１（ａ）に示すように、組電池Ｘを制御対象とする制御装置であり、組電池Ｘに付帯的に備えられる赤外線温度センサ１、電流センサ２及び電圧検出部３から各々得られる制御情報に基づいて組電池Ｘを制御する。

組電池Ｘは、図１（ｂ）に示すように複数の電池モジュールｙが直列接続されたものである。各電池モジュールｙは、図示するように略立方体形状であり、縦横に隣接する状態で一面に配置されている。これら複数の電池モジュールｙは、各々に直列接続された複数の電池セルを備えており、各電池セルの起電力Ｖの合計電圧を出力する。

すなわち、本第１実施形態における組電池Ｘ（制御対象）は、電池モジュールｙの個数（ｎ個）と各電池モジュールｙにおける電池セルの個数（ｍ個）とを乗算した出力電圧（ｎ×ｍ×Ｖ）の二次電池である。このような組電池Ｘは、本発明の電池に相当する。

また、このような組電池Ｘは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載され、ＰＣＵ（Power Control Unit）に直流電力を供給する。すなわち、この組電池Ｘは、例えばリチウムイオン電池あるいは燃料電池であり、数百ボルトの出力電圧をＰＣＵに出力する。なお、ＰＣＵは、周知のように電動車両の走行動力源である走行モータを駆動する電力変換装置である。

赤外線温度センサ１は、組電池Ｘに付帯的に設けられた温度センサである。この赤外線温度センサ１は、赤外線を温度検出媒体として用いることにより各電池モジュールｙの動作温度（モジュール温度）を非接触で検出し、当該モジュール温度を示す温度検出信号を出力する。

このような赤外線温度センサ１は、図１（ｂ）に示すように一面に配置された全ての電池モジュールｙに対峙し得る場所に走査装置Ｋによって支持された状態で配置されている。すなわち、赤外線温度センサ１は、全ての電池モジュールｙの特定面に対峙する位置に設けられており、当該特定面から放射される赤外線を検出することによりモジュール温度を検出する。

上記特定面は、略矩形形状の電池モジュールｙにおいて、例えば正極端子及び負極端子が設けられた端子面である。走査装置Ｋは、赤外線温度センサ１の向きつまり赤外線温度センサ１における赤外線感応素子の向きを各電池モジュールｙにおける上記特定面に対峙するように走査する機械要素である。

すなわち、本実施形態における赤外線温度センサ１は、走査装置Ｋによって赤外線感応素子の向きが所定の順番で各電池モジュールｙの特定面に対峙するように走査状に順次変更されることにより、各電池モジュールｙのモジュール温度を所定の順番で順次検出し、その検出結果である温度検出信号を電池制御装置Ｄ１に順次出力する。

電流センサ２は、組電池Ｘ（制御対象）のプラス側出力線あるいはマイナス側出力線に設けられた検流計（検出コイル）である。この電流センサ２は、組電池Ｘ（制御対象）の出力電流（電池電流）を示す電気信号を電池制御装置Ｄ１に出力する。この電流センサ２が出力する電気信号は、本発明の電流検出信号に相当する。

電圧検出部３は、電池モジュールｙ毎に設けられており、各々に対応する電池モジュールｙにおける各電池セルの出力電圧をセル電圧として検出する。これら各電圧検出部３は、各電池セルのセル電圧を示す電気信号を電池制御装置Ｄ１に出力する。このような電圧検出部３の電気信号（出力信号）は、本発明の電圧検出信号に相当する。

ここで、この電圧検出部３には、組電池Ｘの内部インピーダンスの測定に必要な所定周波数範囲の正弦波信号を組電池Ｘに出力する発振器が内蔵されている。この発振器は、直流から所定の上限周波数ｆmaxに亘る周波数範囲の正弦波信号を発振可能であり、この周波数範囲において離散的な複数の周波数の正弦波信号を組電池Ｘに順次印加する。

第１実施形態に係る電池制御装置Ｄ１は、このような赤外線温度センサ１、電流センサ２及び電圧検出部３から得られる各種の電池情報つまり温度検出信号、電流検出信号及び冷却検出信号等に基づいて組電池Ｘを制御する制御装置である。この電池制御装置Ｄ１は、図１（ａ）に示すように、温度検出部４、電流検出部５、インピーダンス推定部６、温度推定部７及び異常判定部８を備えている。

このような電池制御装置Ｄ１を構成する構成要素のうち、電流検出部５、インピーダンス推定部６及び温度推定部７は、第１実施形態における電池温度推定手段Ｍ１を構成している。詳細については後述するが、この電池温度推定手段Ｍ１は、組電池Ｘ（電池）から得られる電池情報に基づいて推定モジュール温度Ｔｅ（推定電池温度）を取得する機能構成部である。

温度検出部４は、上述した赤外線温度センサ１から入力される温度検出信号をモジュール温度に変換する信号変換器であり、当該モジュール温度を測定モジュール温度Ｔｍとして異常判定部８に出力する。この温度検出部４は、例えば温度検出信号とモジュール温度との関係を示すデータテーブルや関数を備えており、当該データテーブルや関数を用いることによって温度検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応するモジュール温度を割り出す。なお、上記測定モジュール温度Ｔｍは、本発明の測定電池温度に相当する。

電流検出部５は、電流センサ２から入力される電流検出信号に基づいて組電池Ｘの出力電流（電池電流）を順次検出してインピーダンス推定部６に出力する。この電流検出部５は、例えば電流検出信号と電池電流との関係を示すデータテーブルや関数を備えており、当該データテーブルや関数を用いることによって電流検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応する電池電流を割り出す。

インピーダンス推定部６は、組電池Ｘを構成する各電池セルの内部インピーダンスを推定する。すなわち、このインピーダンス推定部６は、各電圧検出部３から入力される各電池セルのセル電圧と電流検出部５から入力される電池電流とを交流インピーダンス法に基づいて処理することにより、各電池セルの内部インピーダンスを推定する。

ここで、交流インピーダンス法は、周知のようにコールコールプロットあるいはナイキストプロットとも呼ばれるものである。この交流インピーダンス法は、微小振幅の正弦波信号（入力信号）を電池に印加した際の当該入力信号と電池の出力信号（電池電圧及び電池電流）とに基づいて電池の内部インピーダンスを測定する。

詳細については後述するが、交流インピーダンス法では、電気化学的な装置である電池を溶液抵抗、電荷移動抵抗、拡散抵抗及び界面容量（静電容量）からなる等価回路として捉え、交流インピーダンスの実数成分を横軸、かつ交流インピーダンスの虚数成分を縦軸とするチャート上に、出力信号（電池電圧及び電池電流）を離散フーリエ変換して得られたインピーダンス値を順次プロットすることにより、上記等価回路の各素子値を求める。

すなわち、インピーダンス推定部６は、電圧検出部３から組電池Ｘに所定周波数の正弦波信号（入力信号）が印加された際に得られる出力信号（電池電圧及び電池電流）に基づいて各電池セルの内部インピーダンスを推定する。また、このインピーダンス推定部６は、各電池セルの内部インピーダンスに基づいて各電池モジュールｙの内部インピーダンスを推定インピーダンスとして計算して温度推定部７に出力する。

温度推定部７は、このような各電池モジュールｙの推定インピーダンスに基づいて各電池モジュールｙの温度を推定モジュール温度Ｔｅとして推定する。すなわち、温度推定部７は、インピーダンス推定部８から入力される推定インピーダンスを予め記憶されている典型インピーダンスと比較することにより推定モジュール温度Ｔｅを取得する。

上記典型インピーダンスは、組電池Ｘを構成する典型的（標準的）な電池モジュールｙについて、幾つかの特定温度毎に取得されたコールコールプロット（ナイキストプロット）である。上記幾つかの特定温度は、各電池モジュールｙが実際に呈し得る温度範囲に離散的に複数設定された温度である。このような温度推定部７は、各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅを異常判定部８に出力する。

異常判定部８は、このような温度推定部７から入力される各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅと温度検出部４から入力される各電池モジュールｙの測定モジュール温度Ｔｍとに基づいて赤外線温度センサ１の健全性を判定する。すなわち、この異常判定部８は、測定モジュール温度Ｔｍが推定モジュール温度Ｔｅに対して所定の偏差しきい値を越えて異なっている場合、赤外線温度センサ１を異常と判定する。

次に、本第１実施形態に係る電池制御装置Ｄ１の動作について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。

この電池制御装置Ｄ１では、温度検出部４が赤外線温度センサ１の温度検出信号に基づいて測定モジュール温度Ｔｍを取得する（ステップＳ１）。温度検出部４は、この測定モジュール温度Ｔｍを異常判定部８に出力する。また、電流検出部５は、電流センサ２の電流検出信号に基づいて電池電流を取得する（ステップＳ２）。電流検出部５は、この電池電流をインピーダンス推定部８に出力する。

さらに、インピーダンス推定部８は、各電池モジュールｙのセル電圧を電圧検出部３から取得する（ステップＳ３）。そして、インピーダンス推定部８は、電池モジュールｙの各セル電圧及び電池電流を交流インピーダンス法に基づいて情報処理することにより、各電池モジュールｙを構成する複数の電池セルについてコールコールプロットＰＬａを取得する（ステップＳ４）。

このコールコールプロットＰＬａは、図３（ａ）に示すように、電気化学的な電池セルを溶液抵抗Ｒsol、反応抵抗Ｒct（電荷移動抵抗）、拡散抵抗Zw及び界面容量Ｃ（静電容量）からなる等価回路（電気回路）と見なし、当該等価回路のインピーダンスを図３（ｂ）に示すように実数成分（横軸）と虚数成分（縦軸）とするチャート上に示したものである。

このコールコールプロットＰＬａにおいて、原点から点Ａに至る軌跡における横軸は、溶液抵抗Ｒsolに相当する。また、点Ａから点Ｂに至る軌跡における横軸は、反応抵抗Ｒct（電荷移動抵抗）に相当する。さらに、点Ｂから点Ｃに至る軌跡における横軸は、拡散抵抗Zwに相当する。

インピーダンス推定部８は、このようなコールコールプロットＰＬａを各電池セルについて取得すると、複数の電池セルからなる電池モジュールｙ毎に代表コールコールプロットＰＬｂを取得する。この代表コールコールプロットＰＬｂは、各電池モジュールｙについて、各電池セルのコールコールプロットＰＬａの平均を示すものである。

そして、インピーダンス推定部８は、各電池モジュールｙの代表コールコールプロットＰＬｂについて、点Ｂあるいは／及び点Ｃの座標値Ｑを代表値として取得する。そして、インピーダンス推定部８は、各電池モジュールｙにおける代表コールコールプロットＰＬｂの座標値Ｑを各電池モジュールｙの内部インピーダンスを示す推定値（推定インピーダンス）として温度推定部７に出力する。

ここで、コールコールプロットＰＬａは、周知のように温度依存性を有している。すなわち、コールコールプロットＰＬａは、電池セルの動作温度に応じて上記座標値Ｑが異なる。図３（ｃ）は、電池モジュールｙについて異なる4つの動作温度（例えば１０℃、２０℃、３０℃及び４０℃、）に対応する評価用コールコールプロットＰＬ１～ＰＬ４を示している。

発熱体である組電池Ｘには推奨動作温度があり、組電池Ｘは、一般に所定の冷却装置によって温度管理されている。上記１０℃という温度は、例えば組電池Ｘつまり複数の電池モジュールｙが取り得る動作温度の下限値である。また、上記４０℃は、例えば組電池Ｘつまり複数の電池モジュールｙが取り得る動作温度の上限値である。

これら評価用コールコールプロットＰＬ１～ＰＬ４が示すように、コールコールプロットＰＬａの座標値Ｑは、電池モジュールｙの温度（モジュール温度）が高い程に原点に近づく性質がある。このような複数の評価用コールコールプロットＰＬ１～ＰＬ４は、モジュール温度推定用データとして温度推定部７に予め記憶している。

温度推定部７は、このように予め記憶している評価用コールコールプロットＰＬ１～ＰＬ４の座標値Ｑ１～Ｑ４とインピーダンス推定部８から取得した代表コールコールプロットＰＬｂの座標値Ｑとの位置関係に基づいて、各電池モジュールｙの温度推定値（推定モジュール温度Ｔｅ）を取得する（ステップＳ５）。

温度推定部７は、例えば代表コールコールプロットＰＬｂの座標値Ｑが評価用コールコールプロットＰＬ１の座標値Ｑ１と略一致している場合、推定モジュール温度Ｔｅを１０℃とする。一方、温度推定部７は、代表コールコールプロットＰＬｂの座標値Ｑが評価用コールコールプロットＰＬ１の座標値Ｑ１と評価用コールコールプロットＰＬ２の座標値Ｑ２の間にある場合には、座標値Ｑ１と座標値Ｑ２に基づく内挿処理によって推定モジュール温度Ｔｅを決定する。

このような各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅは、温度推定部７から異常判定部８に出力される。異常判定部８は、温度推定部７から取得した各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅと温度検出部４から取得した各電池モジュールｙの測定モジュール温度Ｔｍとを比較することにより、赤外線温度センサ１の異常を判定する（ステップＳ６）。

すなわち、異常判定部８は、測定モジュール温度Ｔｍが推定モジュール温度Ｔｅに対して所定の偏差しきい値を越えて異なっている場合に、赤外線温度センサ１を異常と判定する。そして、異常判定部８は、赤外線温度センサ１の異常を判定した場合、つまりステップＳ６の判定処理の結果が「Ｙｅｓ」の場合、赤外線温度センサ１の異常を上位制御装置（例えば車両ＥＣＵ）に報知する（ステップＳ７）。

ここで、異常判定部８は、上述した測定モジュール温度Ｔｍと推定モジュール温度Ｔｅとの比較を電池モジュールｙ毎に行う。すなわち、測定モジュール温度Ｔｍと推定モジュール温度Ｔｅとの比較結果は、電池モジュールｙ毎に得られる。異常判定部８は、このような電池モジュールｙの個数に相当する比較結果について、異常判定結果が所定の個数しきい値を超える場合に赤外線温度センサ１の異常を判定する。

このような第１実施形態によれば、インピーダンス推定部８が推定する組電池Ｘの内部インピーダンスに基づいて各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅを取得し、当該推定モジュール温度Ｔｅを赤外線温度センサ１の温度検出信号に基づく測定モジュール温度Ｔｍと比較することにより赤外線温度センサ１の異常を判定する。したがって、第１実施形態によれば、赤外線温度センサ１以外の温度センサを用いることなく赤外線温度センサ１の異常を検知することが可能である。

なお、この第１実施形態では、交流インピーダンス法に基づく各電池モジュールｙの代表コールコールプロットＰＬｂに基づいて赤外線温度センサ１の異常を判定するので、電池制御装置Ｄ１の制御対象である組電池Ｘに微小振幅の正弦波信号を入力信号として印加する必要がある。

すなわち、第１実施形態では、代表コールコールプロットＰＬｂの取得タイミングが組電池Ｘの動作状態によって制約を受ける虞があり、よって赤外線温度センサ１の異常判定タイミングも組電池Ｘの動作状態によって制約を受ける虞がある。このような虞を考慮すると、組電池ＸがＰＣＵ等の負荷に接続される前のタイミングで各電池セルのコールコールプロットＰＬａを取得することが好ましい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る電池制御装置Ｄ２は、組電池Ｘの冷却における熱抵抗に基づいて推定モジュール温度Ｔｅを取得する。すなわち、この電池制御装置Ｄ２では、第１実施形態のように組電池Ｘの内部インピーダンスを用いるのではなく、組電池Ｘの冷却に関する熱抵抗に基づいて推定モジュール温度Ｔｅを取得することにより赤外線温度センサ１の異常を判定する。

このような電池制御装置Ｄ２は、図４（ａ）に示すように、組電池Ｘに付帯的に備えられる赤外線温度センサ１の制御情報（温度情報）に加え、同じく組電池Ｘに付帯的に備えられる冷却装置９の制御情報（冷却情報）を取得することにより、赤外線温度センサ１の異常を評価する。

ここで、図４（ａ）では、第１実施形態における図１（ａ）と同一な構成要素には同一符号を付しているが、第２実施形態の電流検出部５は、電流センサ２の電流検出信号に基づいて取得した電池電流を温度推定部７Ａに出力する。また、第２実施形態の電圧検出部３は、各電池セルのセル電圧を温度推定部７Ａに出力する。

冷却装置９は、所定の冷媒を用いて組電池Ｘ（制御対象）を冷却する装置であり、図４（ｂ）に示すように、少なくとも冷媒流路９ａ、冷却器９ｂ、ポンプ９ｃ及び水温センサ９ｄを備えている。冷媒流路９ａは、一端がポンプ９ｃの吐出端に接続され、他端が冷却器９ｂの入力端に接続された配管である。

この冷媒流路９ａは、組電池Ｘ（制御対象）の周囲、より具体的には組電池Ｘ（制御対象）を構成する各電池モジュールｙの周囲に設けられている。この冷媒流路９ａは、各電池モジュールｙを極力均一に冷却するように、電池モジュールｙとの対向面積が各電池モジュールｙについて同等となるように形状や長さが設定されている。

組電池Ｘつまり各電池モジュールｙは、発熱体であり冷媒流路９ａを流通する冷媒によって冷却されると共に冷媒を加熱する。冷却器９ｂは、入力端が上記冷媒流路９ａから流入する冷媒を冷却する装置である。この冷却器９ｂは、各電池モジュールｙによって加熱された冷媒を強制的に冷却して定常温度に復帰させてポンプ９ｃに供給する。

ポンプ９ｃは、吸入端が冷却器９ｂの出力端に接続され、吐出端が冷媒流路９ａの一端に接続されている。このポンプ９ｃは、電池制御装置Ｄ２によって動作が制御される被制御装置であり、冷却器９ｂから吸引した定常温度の冷媒を冷媒流路９ａに供給する。なお、ポンプ９ｃが吐出する冷媒は、例えば水である。

このようなポンプ９ｃについて、その回転数は、冷媒流路９ａに対する冷媒の供給量つまり各電池モジュールｙの冷却に寄与する冷媒の流量（媒体流量）を示す物理量である。冷却装置９は、このような媒体流量を示す電気信号を第１冷却検出信号として電池制御装置Ｄ２に出力する。

水温センサ９ｄは、冷媒流路９ａの入口つまり組電池Ｘの上流側における冷媒の温度（冷媒温度）を検出する温度センサである。この水温センサ９ｄは、冷媒温度を示す電気信号を第２冷却検出信号として電池制御装置Ｄ２に出力する。

このような冷却装置９を備える組電池Ｘに対して、電池制御装置Ｄ２は、図４（ａ）に示すように、温度検出部４、電流検出部５及び異常判定部８に加え、冷却検出部１０及び温度推定部７Ａを備えている。これら構成要素のうち、電流検出部５、冷却検出部１０及び温度推定部７Ａは、第２実施形態における電池温度推定手段Ｍ２を構成している。

冷却検出部１０は、冷却装置９から入力される一方の冷却検出信号に基づいて冷却装置９の冷媒流量（冷却能力）を検出して温度推定部７Ａに出力する。また、この冷却検出部１０は、冷却装置９から入力される他方の冷却検出信号に基づいて冷媒温度を検出して温度推定部７Ａに出力する。

この冷却検出部１０は、例えば第１冷却検出信号と冷媒流量との関係を示すデータテーブルあるいは関数を備えており、当該データテーブルあるいは関数を用いることによって冷却検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応する冷媒流量を割り出す。

また、冷却検出部１０は、例えば第２冷却検出信号と冷媒温度との関係を示すデータテーブルあるいは関数を備えており、当該データテーブルあるいは関数を用いることによって第２冷却検出信号の大きさ（電圧振幅）に対応する冷媒温度を割り出す。

第２実施形態における温度推定部７Ａは、電流検出部５から入力される電池電流、電圧検出部３から入力される各セル電圧、冷却検出部１０から入力される冷媒流量及び冷媒温度等に基づいて各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅを取得する。詳細については後述するが、温度推定部７Ａには、冷媒流路９ａに関する熱等価回路等が予め記憶されている。温度推定部７Ａは、上記熱等価回路等と冷却検出部１０の冷媒流量とに基づいて推定モジュール温度Ｔｅを取得する。

次に、本第２実施形態に係る電池制御装置の動作について、図５及び図６を参照して詳しく説明する。

この電池制御装置Ｄ１において、温度検出部４は、赤外線温度センサ１の温度検出信号に基づいて測定モジュール温度Ｔｍを取得する（ステップＳ１ａ）。そして、この温度検出部４は、測定モジュール温度Ｔｍを異常判定部８に出力する。一方、冷却検出部１０は、冷却装置９の第１、第２冷却検出信号に基づいて冷媒流量及び冷媒温度を取得する（ステップＳ２ａ）。そして、この冷却検出部１０は、冷媒流量及び冷媒温度を温度推定部７Ａに出力する。

温度推定部７Ａには、図６（ａ）に示す冷媒流路９ａの熱等価回路が予め記憶されている。この熱等価回路は、冷媒が冷媒流路９ａを流通する際に受ける各種の熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４、Ｒｗ１～Ｒｗ３からなるものである。なお、この図６（ａ）は、一例として、組電池Ｘが４つの電池モジュールｙから構成されている場合に関するものである。

このような熱等価回路において、４つの熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４は、４つの電池モジュールｙの周囲に各々位置する４つの部分流路に関する熱抵抗である。また、３つの熱抵抗Ｒｗ１～Ｒｗ３は、上記４つの部分流路を相互に接続する３つの接続流路に関する熱抵抗である。

すなわち、図６（ａ）に示す冷媒流路９ａは、電池モジュールｙ毎に上流側で分岐すると共に下流側で合流する態様で設けられている。そして、このような冷媒流路９ａには、ポンプ９ｃによって所定の冷媒流量で冷媒が連続的に供給される。そして、この冷媒流量の冷媒は、冷媒流路９ａから連続的に冷却器９ｂに向かって流れる。

このような熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４、Ｒｗ１～Ｒｗ３は、図６（ｂ）に示すように冷媒流量に依存するものである。各々の熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４、Ｒｗ１～Ｒｗ３の冷媒流量に対する依存特性は、上述した熱等価回路と同様に温度推定部７Ａに予め記憶されている。温度推定部７Ａは、上記依存特性において冷却検出部１０から入力された冷媒流量ｆを指定することにより、冷媒流量ｆに応じた各熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４、Ｒｗ１～Ｒｗ３の抵抗値Ｒｗｆ、Ｒｃｆを求める。

温度推定部７Ａは、このように予め記憶した熱等価回路及び依存特性並びに冷却検出部１０から入力される冷媒流量及び冷媒温度に基づいて推定モジュール温度Ｔｅを取得する（ステップＳ３ａ）。すなわち、熱等価回路における点ａの温度Ｔａは冷媒温度である。また、熱等価回路における点ｂ～ｄの各温度Ｔｂ～Ｔｄは、以下の関係式から求められる。

Ｔｂ＝Ｐｘ・Ｒｗ１＋Ｔａ
Ｔｃ＝Ｐｘ・（Ｒｗ１＋Ｒｗ２）＋Ｔａ
Ｔｄ＝Ｐｘ・（Ｒｗ１＋Ｒｗ２＋Ｒｗ３）＋Ｔａ

ここで、上記Ｐｘは、組電池Ｘの出力電力（電池電力）である。温度推定部７Ａは、電圧検出部３から入力される各電池セルのセル電圧に基づいて、全ての電池セルのセル電圧の合計電圧を組電池Ｘの出力電圧（電池電圧）として計算する。そして、温度推定部７Ａは、電流検出部５から入力される電池電流と電池電圧を乗算することによって上記電池電力を算出する。

また、各電池モジュールｙの代表温度Ｔ１～Ｔ４（例えば正極あるいは負極の表面温度）は、各電池モジュールｙの出力電力（モジュール電力Ｐｙ）及び熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４に基づいて以下のように表される。これら代表温度Ｔ１～Ｔ４は、各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅに相当する。

Ｔ１＝Ｐｙ・Ｒｃ１＋Ｔａ
Ｔ２＝Ｐｙ・Ｒｃ２＋Ｔｂ
Ｔ３＝Ｐｙ・Ｒｃ３＋Ｔｃ
Ｔ４＝Ｐｙ・Ｒｃ４＋Ｔｄ

このような推定モジュール温度Ｔｅは、温度推定部７Ａから異常判定部８に出力される。異常判定部８は、温度推定部７Ａから取得した推定モジュール温度Ｔｅと温度検出部４から取得した測定モジュール温度Ｔｍとを比較することにより赤外線温度センサ１の異常を判定する（ステップＳ４ａ）。

そして、異常判定部８は、測定モジュール温度Ｔｍが推定モジュール温度Ｔｅに対して所定の偏差しきい値を越えて異なっている場合つまりステップＳ４ａの判定処理の結果が「Ｙｅｓ」の場合に、赤外線温度センサ１を異常と判定する。さらに、異常判定部８は、赤外線温度センサ１の異常を判定すると、赤外線温度センサ１の異常を上位制御装置（例えば車両ＥＣＵ）に報知する（ステップＳ５ａ）。

異常判定部８は、上述した第1実施形態と同様に、測定モジュール温度Ｔｍと推定モジュール温度Ｔｅとの比較を電池モジュールｙ毎に行う。すなわち、測定モジュール温度Ｔｍと推定モジュール温度Ｔｅとの比較結果は、電池モジュールｙ毎に得られる。異常判定部８は、このような電池モジュールｙの個数に相当する比較結果について、異常判定結果が所定の個数しきい値を超える場合に赤外線温度センサ１の異常を判定する。

このような第２実施形態によれば、組電池Ｘの電池電力及び電池電流並びに冷媒流路９ａの熱等価回路等に基づいて各電池モジュールｙの推定モジュール温度Ｔｅを取得し、当該推定モジュール温度Ｔｅを測定モジュール温度Ｔｍと比較することにより赤外線温度センサ１の異常を判定する。

ここで、第２実施形態では、水温センサ９ｄによって得られる冷媒温度を用いるが、水温センサ９ｄは、組電池Ｘに付帯的に備えられる冷却装置９の構成要素、つまり組電池Ｘの冷却に不可欠な構成要素である。すなわち、第２実施形態は、赤外線温度センサ１の異常判定専用の温度センサを用いるものではない。したがって、この第２実施形態によれば、赤外線温度センサ１以外の温度センサを用いることなく、赤外線温度センサ１の異常を検知することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、組電池Ｘから得られる電池情報のうち、第１実施形態では電流情報及び電圧情報を用い、第２実施形態では電流情報、電圧情報及び冷却情報を用いることにより推定モジュール温度Ｔｅを取得した。しかしながら、本発明は、これに限定されない。上記各電池情報以外の電池情報を用いて推定モジュール温度Ｔｅを取得してもよい。

（２）上記実施形態では、電池モジュールｙ毎に得られる測定モジュール温度Ｔｍと推定モジュール温度Ｔｅとの比較結果について、異常判定結果が所定の個数しきい値を超える場合に赤外線温度センサ１の異常を判定したが、本発明は、これに限定されない。例えば、電池モジュールｙ毎に得られる測定モジュール温度Ｔｍ及び推定モジュール温度Ｔｅについて、各々の平均値を異常判定部８で算出し、各々の平均値を比較することによって赤外線温度センサ１の異常を判定してもよい。

（３）上記実施形態では、異常の検出・評価の単位を電池モジュールy毎としたが、本発明はこれに限定されない。異常の検出・評価の単位は、例えば各電池モジュールｙを構成する電池セル毎であってもよい。

（４）上記第２実施形態では、冷却情報として冷媒温度と冷媒流量とを用いたが、本発明は、これに限定されない。例えば、冷却装置９が固定流量の冷媒を冷媒流路９ａに供給する場合、冷媒流量に応じた各熱抵抗Ｒｃ１～Ｒｃ４、Ｒｗ１～Ｒｗ３の補正は不要になるので、冷媒流量を用いることなく推定モジュール温度Ｔｅを取得することが可能になる。

Ｄ１、Ｄ２ 電池制御装置
Ｋ 走査装置
Ｍ１、Ｍ２ 電池温度推定手段
Ｘ 組電池
ｙ 電池モジュール
１ 赤外線温度センサ
２ 電流センサ
３ 電圧検出部
４ 温度検出部
５ 電流検出部
６ インピーダンス推定部
７、７Ａ 温度推定部
８ 異常判定部
９ 冷却装置
９ａ 冷媒流路
９ｂ 冷却器
９ｃ ポンプ
９ｄ 水温センサ
１０ 冷却検出部

Claims (5)

1. 制御対象である電池の温度を検出する赤外線温度センサの健全性を評価する電池制御装置であって、
   前記赤外線温度センサから入力される温度検出信号に基づいて前記電池の測定電池温度を取得する温度検出部と、
   前記電池から得られる電池情報に基づいて前記電池の推定電池温度を取得する電池温度推定手段と、
   前記測定電池温度と前記推定電池温度とに基づいて前記赤外線温度センサの異常を判定する異常判定部と
   を備えることを特徴とする電池制御装置。
2. 前記電池温度推定手段は、前記電池の内部インピーダンスを推定するインピーダンス推定部を備え、前記内部インピーダンスに基づいて前記推定電池温度を取得することを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
3. 前記電池温度推定手段は、前記電池情報に基づいて前記電池の冷却に関する冷媒温度を取得する冷却検出部を備え、前記冷媒温度と前記電池の冷却に関する熱等価回路とに基づいて前記推定電池温度を取得することを特徴とする請求項１に記載の電池制御装置。
4. 前記冷却検出部は、前記電池情報に基づいて前記電池の冷却に関する冷媒流量を取得し、
   前記電池温度推定手段は、前記冷媒流量を用いて前記熱等価回路の熱抵抗を補正することにより、前記冷媒流量に応じた前記推定電池温度を取得することを特徴とする請求項３に記載の電池制御装置。
5. 前記電池は、複数の電池モジュールからなる組電池であり、
   前記温度検出部は、前記電池モジュール毎に測定電池温度を取得し、
   前記電池温度推定手段は、前記電池モジュール毎に前記推定電池温度を取得し、
   前記異常判定部は、前記電池モジュール毎の前記測定電池温度と前記推定電池温度とに基づいて前記赤外線温度センサの異常を判定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電池制御装置。
   

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