JP6332059B2 - 電池システム - Google Patents

Description

本発明は、電池システムに係り、特に、ニッケル水素電池を含む電池システムに関する。

例えば、下記特許文献１には、充電中のニッケル水素電池の温度と、充放電を行っていないときのニッケル水素電池の温度を取得し、ニッケル水素電池の温度および負極リザーブ量の対応関係を用いて、取得した温度に対応した現在の負極リザーブ量推定値を算出し、この現在の負極リザーブ量推定値と負極リザーブ量目標値とを比較し、その比較結果に基づいてニッケル水素電池の入出力を制限または制限解除するように構成された電池システムが開示されている。

特開２０１４−８７２１８号公報

特許文献１に記載される電池システムでは、ニッケル水素電池が充放電を行っていないとき、すなわち、電池システムを搭載した車両が放置中であるときに、コントローラが所定の周期で温度センサの出力を読み込むことにより、放置中のニッケル水素電池の温度を検出しなければならない。そのためには、コントローラに常時電力供給する電源回路を設置する必要があり、回路構成が複雑でコスト高になるという問題がある。

本発明の目的は、常時電源回路等を設けることなくシステム稼働停止中のニッケル水素電池の温度履歴を精度よく推定することができる電池システムを提供することにある。

本発明に係る電池システムは、負荷に電力を供給するニッケル水素電池と、前記ニッケル水素電池の電池温度を検出する温度センサと、前記ニッケル水素電池を流れる電池電流を検出する電流センサと、前記ニッケル水素電池の内部圧力を検出する圧力センサと、前記ニッケル水素電池の電池温度履歴に基づいて前記ニッケル水素電池の劣化度を推定する推定装置と、を備える電池システムであって、前記推定装置は、前記電池システムの起動時および稼働停止時における電池温度と、前記電池システムの稼働停止時における前記ニッケル水素電池の内部圧力および電池電流とに基づいて、前記電池システムの稼働停止から起動時までの稼働停止中における前記ニッケル水素電池の電池温度履歴を推定するものである。

本発明に係る電池システムによれば、常時電源回路等を設けることなくシステム稼働停止中のニッケル水素電池の温度履歴を精度よく推定することができ、その結果、比較的簡素でかつ安価な回路構成でニッケル水素電池の劣化度の推定精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態である電池システムを含むモータ駆動システムの全体構成を示す図である。 ニッケル水素電池における電池温度と劣化度との関係を示すグラフである。 電池システムの稼働停止中（以下、適宜に「放置中」という）における電池温度を線形補間した直線と、実際の電池温度の曲線とを示すグラフである。 図１に示したコントローラにおいて実行されるシステム稼働中処理の処理手順を示すフローチャートである。 図４に示した放置中電池温度推定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図４に示した放置中電池温度推定処理を実行することによって電池温度の線形補間をオフセットさせる様子を示す、図３に関連するグラフである。

以下に、本発明に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本実施形態の電池システム１０を含むモータ駆動システム１の全体構成を示す図である。図１に示すように、モータ駆動システム１は、例えば、車両に搭載されている。このような車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車等がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述するモータジェネレータに加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述するモータジェネレータだけを備えている。

本実施形態の電池システム１０は、ニッケル水素電池１２と、圧力センサ１６と、温度センサ１８と、監視ユニット２０と、電流センサ２２と、コントローラ３０とを備える。このうち、監視ユニット２０以外の構成要素が本発明の電池システムを構成する。

ニッケル水素電池１２は、電気的に直列に接続された複数の単電池１４を有する。単電池１４の数は、ニッケル水素電池１２の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施形態では、ニッケル水素電池１２を構成する、すべての単電池１４が電気的に直列に接続されているが、ニッケル水素電池１２には、電気的に並列に接続された複数の単電池１４が含まれていてもよい。

単電池１４は、充放電を行う発電要素を電池ケースに収容することによって構成することができる。また、複数の発電要素を電池ケースに収容することもでき、この場合には、電池ケースの内部において、複数の発電要素を電気的に直列に接続することができる。電池ケースは、例えば、樹脂で形成することができる。

発電要素は、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されたセパレータとを有する。正極板は、集電板と、集電板の表面に形成された正極活物質層とを有し、負極板は、集電板と、集電板の表面に形成された負極活物質層とを有する。ここで、正極活物質層、負極活物質層およびセパレータには、電解液が含まれている。正極活物質層は、水酸化ニッケルなどの正極活物質を含んでおり、負極活物質層は、負極活物質としての水素吸蔵合金を含んでいる。

圧力センサ１６は、ニッケル水素電池１２を構成する単電池１４の内部圧力を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。圧力センサ１６は、例えば、上記電池ケースの内部に配置され、単電池１４内の内部圧力を検出する。圧力センサ１６は、ニッケル水素電池１２を構成するすべての単電池１４に設けられるのが好ましい。複数の圧力センサ１６が設置される場合、これらの検出値を平均して用いるか、または、最も高い検出値を用いて後述する放置中電池温度推定処理を実行してもよい。

温度センサ１８は、ニッケル水素電池１２の温度を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。図１では温度センサ１８が電池ケースの外側に設けられるように示すが、電池ケースの内側に設けられてもよい。また、温度センサ１８は１つでもよいし、あるいは、複数設けられてもよい。複数の温度センサ１８を設ける場合、ニッケル水素電池１２の電池温度を正確に検出できるように、ニッケル水素電池１２を構成する複数の単電池１４に対して均等な配置で設けるのが好ましい。またこの場合、複数の温度センサ１８からコントローラ３０に入力される複数の検出値を平均して用いるか、または、最も高い検出値を用いて後述する放置中電池温度推定処理を実行してもよい。

監視ユニット２０は、ニッケル水素電池１２の端子間電圧を検出して、検出結果をコントローラ３０に出力する。ここで、監視ユニット２０は、各単電池１４の端子間電圧を検出することができる。また、上述したように、電池ケースに複数の発電要素を収容したとき、監視ユニット２０は、複数の発電要素における端子間電圧を検出することができる。

電流センサ２２は、ニッケル水素電池１２に流れる電流を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。ここで、ニッケル水素電池１２が放電しているときには、電流センサ２２によって検出される電流値として正の値を用いることができる。また、ニッケル水素電池１２が充電しているときには、電流センサ２２によって検出される電流値として負の値を用いることができる。

本実施形態では、ニッケル水素電池１２の正極端子と接続された正極ラインＰＬに電流センサ２２を設けている。ただし、電流センサ２２は、ニッケル水素電池１２に流れる電流値を検出できればよく、電流センサ２２を設ける位置は適宜設定することができる。また、複数の電流センサ２２を用いることもできる。

コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２と、メモリ３４を有している。ＣＰＵ３２は、所定の処理（例えば、本実施形態で説明する処理）を実行する。また、メモリ３４は、コントローラ３０が所定の処理を行うための各種のプログラムや上記各センサ１６，１８，２２による検出値を記憶する。さらに、コントローラ３０は、時間を計測する図示しないタイマを有しており、例えば、温度センサ１８によって検出されたニッケル水素電池１２の電池温度を時間と関連付けて記憶することができる。なお、コントローラ３０が本発明における推定装置に相当する。

コントローラ３０には、スタートスイッチ３６が接続されている。スタートスイッチ３６が運転者等によってオン操作されると、電池システム１０を含むモータ駆動システム１が起動されて稼働を開始する。また、スタートスイッチ３６は、電池システム１０の稼働中に運転者等によってオフ操作されると、電池システム１０を含むモータ駆動システム１が稼働停止する。

ニッケル水素電池１２の正極端子に接続された正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。ニッケル水素電池１２の負極端子と接続された負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。

システムメインリレーＳＭＲ−Ｇには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが電気的に並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、電気的に直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、ニッケル水素電池１２を負荷（具体的には、後述するインバータ２４）と接続するときに、突入電流が流れることを抑制するために用いられる。

ニッケル水素電池１２は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬを介して、インバータ２４と接続されている。ニッケル水素電池１２をインバータ２４と接続するとき、コントローラ３０は、まず、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂをオフからオンに切り替えるとともに、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流を流して、突入電流が流れることを抑制できる。

続いて、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。これにより、ニッケル水素電池１２およびインバータ２４の接続が完了し、図１に示す電池システム１０が起動されて稼働状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）となる。

一方、スタートスイッチ３６がオンからオフに切り替わったとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、ニッケル水素電池１２およびインバータ２４の接続が遮断され、電池システム１０は、稼働停止状態（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）となる。

インバータ２４は、ニッケル水素電池１２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータジェネレータ２６に出力する。モータジェネレータ２６は、インバータ２４から出力された交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギーを生成する。モータジェネレータ２６によって生成された運動エネルギーは、車輪に伝達され、車両を走行させることができる。なお、車両に搭載される走行用動力源としてのモータジェネレータは、１基であってもよいし、複数基であってもよい。

車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータジェネレータ２６は、車両の制動時に発生する運動エネルギーを電気エネルギー（交流電力）に変換する。インバータ２４は、モータジェネレータ２６が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力をニッケル水素電池１２に出力する。これにより、ニッケル水素電池１２は、回生電力を蓄えることができる。

本実施形態では、ニッケル水素電池１２をインバータ２４に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、ニッケル水素電池１２およびインバータ２４の間の電流経路に、昇圧回路を設けることができる。昇圧回路は、ニッケル水素電池１２の出力電圧を昇圧し、昇圧後の電力をインバータ２４に出力することができる。また、昇圧回路は、インバータ２４の出力電圧を降圧し、降圧後の電力をニッケル水素電池１２に出力することができる。

ここで、車載されたニッケル水素電池１２の寿命は、電池の生涯で晒された電池温度履歴（または電池温度頻度）に起因する劣化度によって決まる。図２は、ニッケル水素電池１２の電池温度と劣化度との関係を示すグラフである。ここで、横軸は電池温度を示し、縦軸は劣化度を示す。図２中の曲線４２で示すように、ニッケル水素電池１２の劣化度は、電池温度が高温になるほど、また、高温状態になる頻度が多いほど、劣化度が非線形で大きくなる傾向がある。したがって、ニッケル水素電池１２の劣化度を精度よく推定するには、電池温度について正確な情報を得る必要がある。モータ駆動システム１が稼働状態にあって車両が走行中または走行可能な状態にあるときは、ニッケル水素電池１２の電池温度は温度センサ１８によって随時検出されるため温度履歴を正確に把握することができる。

一方、車両が運転停止されて電池システム１０が稼働停止した状態（すなわちＲｅａｄｙ−Ｏｆｆ）になったとき、システム稼働停止中にも温度センサ１８およびコントローラ３０を機能させてニッケル水素電池１２の電池温度を検出しようとすると、コントローラ３０に常時電力供給する電源回路（以下、常時電源回路という）を設置する必要があり、回路構成が複雑でコスト高になるという問題がある。

これに対し、電池システム１０が稼働停止中におけるニッケル水素電池１２の電池温度を線形補間によって推定する手法がある。図３に示すグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は電池温度を示す。横軸において、時間ｔ１はスタートスイッチ３６がオフされた電池システム１０が稼働停止した時刻であり、時間ｔ２はスタートスイッチ３６がオンされて電池システム１０が稼働状態になった時間である。すなわち、時間ｔ１−ｔ２間の時間期間が電池システム１０の稼働停止中となる。

図３を参照すると、上述した線形補間の手法は、時間ｔ１における電池温度Ｔ１と時間ｔ２における電池温度Ｔ２とを直線３８で結んで、システム稼働停止中の電池温度がこの直線３８上で推移したと推定するものである。しかしながら、システム稼働停止中における実際のニッケル水素電池１２の電池温度は、図３中の破線４０で示すように上に凸状（もしくは下に凸状）の曲線上で推移する場合が多い。このように電池温度が曲線状に変化する理由として、（１）システム稼働中に単電池１４内に発生した酸素ガスがシステム稼働停止後に単電池内部の水素と再結合して水になり、そのときに発生する熱によって電池温度が上昇すること、および、（２）車両走行中に加減速走行（すなわち高負荷走行）してから間もなく電池システム１０が稼働停止されたとき、単電池１４で発熱した熱が電池温度を検出する温度センサ１８まで到達するのに時間を要すること等が挙げられる。

このようにニッケル水素電池１２のシステム稼働停止中の実際の電池温度が破線４０で示すように上に凸状の曲線上で推移する場合に、上述した直線３８によって線形補間して電池温度履歴を推定すると、直線３８の上側であって破線４０との間に位置する斜線で示す温度領域が含まれないことになる。すなわち、電池温度の推定が甘めに行われたことになる。このような甘めに推定された電池温度履歴に基づいてニッケル水素電池１２の劣化度を推定した場合、ニッケル水素電池１２の劣化を抑制するための入出力制限を適切な時期に実施できず、電池寿命が短くなる可能性がある。

他方、図示していないが、ニッケル水素電池１２のシステム稼働停止中の実際の電池温度が下に凸状の曲線上で推移する場合がある。この場合に上記直線３８で示すように電池温度履歴を推定すると、直線３８の下側にあって実際の電池温度を示す曲線との間に位置する温度領域が含まれないことになる。すなわち、電池温度の推定が厳しめに行われたことになる。このような厳しめに推定された電池温度履歴に基づいてニッケル水素電池１２の劣化度を推定した場合、ニッケル水素電池１２の劣化を抑制するための入出力制限が早期に実施され、ハイブリッド車両や燃料電池車の場合にはエンジンや燃料電池の出力で補うことになって車両の燃費悪化につながる。

上記（１）および（２）の理由によるシステム稼働停止後のニッケル水素電池１２内の温度上昇は、システム稼働停止時のニッケル水素電池１２の内部圧力および電池電流に基づいて推測することができる。したがって、システム稼働停止時およびシステム起動時のニッケル水素電池１２の電池温度に加えて、ニッケル水素電池１２の内部圧力および電池電流を用いて、放置中のニッケル水素電池１２の電池温度推定を精度よく実行することが可能になる。

そこで、本実施形態の電池システム１０では、図４および図５を参照して以下に説明する処理を実行することによって、電池システム１０の稼働停止中におけるニッケル水素電池１２の温度履歴を精度よく推定できるようにしている。なお、以下において、電池システム１０の稼働停止中を適宜に「放置中」ということがある。

図４は、図１に示したコントローラにおいて実行されるシステム稼働中処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、スタートスイッチ３６がオンされて電池システム１０が起動されたときに実行される。

コントローラ３０は、ステップＳ１０において、放置中電池温度推定処理を実行する。その詳細については、図５を参照して後述する。

次に、コントローラ３０は、ステップＳ１２において、圧力センサ１６によって検出されるニッケル水素電池１２の内部圧力を取得する。そして、コントローラ３０は、今回取得した内部圧力をメモリ３４に更新（すなわち前回値に置き換えて）して記憶する。

続いて、コントローラ３０は、ステップＳ１４において、電流センサ２２によって検出されるニッケル水素電池１２を流れる電池電流（Ｉ）を取得して、その電流二乗値（Ｉ²）を算出する。そして、コントローラ３０は、今回算出した電流二乗値をメモリ３４に更新して記憶する。

次に、コントローラ３０は、ステップＳ１６において、温度センサ１８によって検出されるニッケル水素電池１２の電池温度を取得する。そして、コントローラ３０は、今回取得した電池温度をメモリ３４に更新して記憶する。

続いて、コントローラ３０は、スタートスイッチ３６がオフされたか否かを判定する。スタートスイッチ３６がオフされていないと判定されると（すなわちシステム稼働状態が維持）、上記ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ１６を繰り返し実行する。そして、コントローラ３０は、スタートスイッチ３６がオフされたと判定されると（すなわちシステム稼働停止）、メモリ３４に含まれるバックアップメモリに最新の内部圧力、電流二乗値および電池温度を記憶して退避させる。これにより、システム稼働中処理が終了する。

図５は、図４に示したステップＳ１０における放置中電池温度推定処理の処理手順を示すフローチャートである。

コントローラは、まずステップＳ２２において、初回のスタートスイッチ３６のオン操作か否かを判定する。ここで、「初回」とは、スタートスイッチ３６が一旦オンされたが、何らかの理由ですぐにオフされてオンされ直した場合の２回目以降のオン操作を除外する意味である。このように車両が走行せずにスタートスイッチ３６のオン操作が繰り返し行われた場合、２回目以降のオン時にはニッケル水素電池１２の現在温度と、前回のシステム稼働停止時の電池温度、内部圧力および電流二乗値に変更がないため、無駄な処理が行われることになるためである。

上記ステップＳ２２により初回のスタートスイッチ３６のオン操作であると判定されると、続くステップＳ２４に進み、一方、初回のスタートスイッチ３６のオン操作ではないと判定されると、図４に示す処理を終了する。

コントローラ３０は、ステップＳ２４において、システム起動時のニッケル水素電池１２の電池温度を取得する。このとき、スタートスイッチ３６のオンにより電池システム１０が稼働状態になり、コントローラ３０および温度センサ１８に電源が供給されるため、電池システム１０が稼働開始したときの温度センサ１８による検出値を現在の電池温度として取得する。

続いて、コントローラ３０は、前回のシステム稼働停止時にバックアップメモリに退避させた内部圧力、電流二乗値および電池温度を読み出して取得する。

そして、コントローラ３０は、続くステップＳ２８において、前回の内部圧力が所定のしきい値Ａより大きいか否かを判定する。上記しきい値Ａは、実験やシミュレーション等によって予め求めた値をメモリ３４に記憶させておくことができる。前回の内部圧力がしきい値Ａより大きい場合には、ニッケル水素電池１２の単電池１４内での酸素および水素の反応が放置中のニッケル水素電池１２の温度推移に及ぼす影響が大きいとみなせる。言い換えると、前回の内部圧力がしきい値Ａ以下である場合には、ニッケル水素電池１２の単電池１４内での酸素および水素の反応がニッケル水素電池１２の温度推移に及ぼす影響が小さいとみなせる。上記しきい値Ａは、例えば０．３０ＭＰａとすることができる。

上記ステップＳ２８において、前回の内部圧力がしきい値Ａより大きいと判定されると、コントローラ３０は、続くステップＳ３０において、ステップＳ２４で取得したシステム起動時の電池温度と、ステップＳ２６で取得した前回システム稼働停止時の電池温度および内部圧力とに基づいて、電池温度オフセット値Ｔoffsetを取得する。この電池温度オフセット値Ｔoffsetは、現在電池温度と前回の電池温度および内部圧力とを引数として、メモリ３４に予め記憶された第１のマップを参照することによって取得できる。この第１のマップは、実験やシミュレーション等で得られた結果から作成することができる。ただし、これに限定されるものではなく、コントローラ３０は、所定の計算式に現在および前回の電池温度と前回の内部圧力を代入することによって電池温度オフセット値Ｔoffsetを算出してもよい。

一方、上記ステップＳ２８において前回の内部圧力がしきい値Ａ以下であると判定された場合、続くステップＳ３２において、ステップＳ２６で取得した電流二乗値が所定のしきい値Ｂより大きいか否かを判定する。上記しきい値Ｂは、実験やシミュレーション等によって予め求めた値をメモリ３４に記憶させておくことができる。電流二乗値がしきい値Ｂより大きい場合には、前回走行時の負荷状態が放置中のニッケル水素電池１２の温度推移に及ぼす影響が大きいとみなせる。言い換えると、電流二乗値がしきい値Ｂ以下である場合には、前回走行時の負荷状態が放置中のニッケル水素電池１２の温度推移に及ぼす影響が小さいとみなせる。上記しきい値Ｂは、例えば１０００Ａ²とすることができる。

上記ステップＳ３２において電流二乗値がしきい値Ｂより大きいと判定された場合、コントローラ３０は、続くステップＳ３４において、ステップＳ２４で取得した現在の電池温度と、ステップＳ２６で所得した前回システム稼働停止時の電池温度および電流二乗値とに基づいて、電池温度オフセット値Ｔoffsetを取得する。この電池温度オフセット値Ｔoffsetは、現在電池温度と前回の電池温度および電流二乗値とを引数として、メモリ３４に予め記憶された第２のマップを参照することによって取得できる。この第２のマップは、実験やシミュレーション等で得られた結果から作成することができる。ただし、これに限定されるものではなく、コントローラ３０は、所定の計算式に現在および前回の電池温度と前回の電流二乗値を代入することによって電池温度オフセット値Ｔoffsetを算出してもよい。

一方、上記ステップＳ３２において電流二乗値がしきい値Ｂ以下であると判定された場合、コントローラ３０は、続くステップＳ３６において、ステップＳ２４で取得した現在電池温度と、ステップＳ２６で取得した前回の電池温度とに基づいて、電池温度オフセット値Ｔoffsetを取得する。この電池温度オフセット値Ｔoffsetは、現在電池温度と前回の電池温度とを引数として、メモリ３４に予め記憶された第３のマップを参照することによって取得できる。この第３のマップは、実験やシミュレーション等で得られた結果から作成することができる。第３のマップを参照して取得される電池温度オフセット値Ｔoffsetは、第１および第２のマップから取得される電池温度オフセット値Ｔoffsetに比べて小さいものである。第３のマップから導出される電池温度オフセット値Ｔoffsetはそれぞれ所定のしきい値Ａ，Ｂ以下であった内部圧力および電流二乗値の影響が考慮されたものになっている。そのため、図３を参照して説明した直線３８で補間して温度推定するよりもニッケル水素電池１２の温度推定精度を上げることができる。

次に、コントローラ３０は、上記ステップＳ３０、Ｓ３４、またはＳ３６により取得された電池温度オフセット値Ｔoffsetを用いて、放置中のニッケル水素電池１２の電池温度推移を線形補間によって求める。具体的には、図６に示すように、図３を参照して説明した放置中のニッケル水素電池１２の電池温度推移を表す直線３８に関し、その始点である前回のシステム稼働停止時の電池温度Ｔ１と、その終点である現在の電池温度Ｔ２とのそれぞれに電池温度オフセット値Ｔoffsetを加算して、すなわち電池温度オフセット値Ｔoffset分だけ直線３８を移動させて、時間ｔ１での電池温度Ｔ１offsetと時間ｔ２での電池温度Ｔ２offsetとを結んだ新たな電池温度推移補間直線３９とする。

この場合、電池温度オフセット値Ｔoffsetは、電池温度推移補間直線３９と直線３８との間の斜線部面積が、電池温度推移補間直線３９と破線４０との間の斜線部面積と同じになるように設定されるものではない。図２を参照して上述したように、電池温度が高くなるにしたがってニッケル水素電池１２の寿命に影響する劣化度が非線形に大きくなる相関を有している。したがって、本実施形態における電池温度オフセット値は、このような非線形の相関が考慮された上記の各マップを参照して設定される。

なお、実際の電池温度推移が直線３８に対して下側に位置して下へ凸状の曲線上になる場合には、電池温度オフセット値Ｔoffsetが負の値になり、その結果、新たな電池温度推移補間直線３９は、直線３８が電池温度オフセット値Ｔoffset分だけ下方へ平行にシフトした直線になる。

このようにしてコントローラ３０は、ステップＳ３８により電池温度オフセット値Ｔoffsetを用いて放置中のニッケル水素電池１２の新たな線形補間直線３９を求めて、放置中電池温度推定処理を終了する。

なお、上述した図５の処理において、電池温度オフセット値Ｔoffsetの決定順序として、まず内部圧力について判定し、次いで電流二乗値について判定する理由は、放置中のニッケル水素電池１２についての新たな電池温度推移補間直線３９を求めるのに必要な電池温度オフセット値Ｔoffsetは、電流二乗値による温度上昇よりも、内部圧力による温度上昇の度合いの方が大きいことが実験結果および電池物性から判明しているためである。

上述したように本実施形態の電池システム１０によれば、常時電源回路等を設けることなくシステム稼働停止中におけるニッケル水素電池１２の電池温度履歴を精度よく推定することができ、その結果、比較的簡素でかつ安価な回路構成でニッケル水素電池１２の劣化推定精度を向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。

１ モータ駆動システム、１０ 電池システム、１２ ニッケル水素電池、１４ 単電池、１６ 圧力センサ、１８ 温度センサ、２０ 監視ユニット、２２ 電流センサ、２４ インバータ、２６ モータジェネレータ、３０ コントローラ、３２ ＣＰＵ、３４ メモリ、３６ スタートスイッチ、３８ 直線、３９ 電池温度推移補間直線または線形補間直線、４０ 破線、４２ 曲線、Ａ，Ｂ しきい値、ＮＬ 負極ライン、ＰＬ 正極ライン、Ｒ 電流制限抵抗、ＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇ，ＳＭＲ−Ｐ システムメインリレー、ｔ１，ｔ２ 時間、Ｔ１，Ｔ１offset，Ｔ２，Ｔ２offset 電池温度オフセット値。

Claims (1)

1. 負荷に電力を供給するニッケル水素電池と、
   前記ニッケル水素電池の電池温度を検出する温度センサと、
   前記ニッケル水素電池を流れる電池電流を検出する電流センサと、
   前記ニッケル水素電池の内部圧力を検出する圧力センサと、
   前記ニッケル水素電池の電池温度履歴に基づいて前記ニッケル水素電池の劣化度を推定する推定装置と、を備える電池システムであって、
   前記推定装置は、前記電池システムの起動時および稼働停止時における電池温度と、前記電池システムの稼働停止時における前記ニッケル水素電池の内部圧力および電池電流とに基づいて、前記電池システムの稼働停止から起動時までの稼働停止中における前記ニッケル水素電池の電池温度履歴を推定する、電池システム。

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