JP7087610B2 - 電池制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池制御装置に関するものである。

複数の単電池を直列に接続してなる蓄電池を用いた電源システムでは、蓄電池の劣化が進むと、充電容量が小さくなったり、発熱による温度上昇が増えたりする。そのため、蓄電池の使用時には、蓄電池の劣化状況を判定する必要があり、劣化状況を判定するための様々な方法が用いられている。例えば、特許文献１の技術では、蓄電池の劣化を判定するために、蓄電池の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）及び内部抵抗を検出し、検出した値に基づいて劣化判定を行っている。

特開２０１０－８３３８号公報

ところで、蓄電池の内部抵抗は、温度による依存性があることが知られている。そのため、より正確な劣化判定を行うためには、蓄電池を構成する各電池セルの温度を検出することが求められている。しかしながら、全ての電池セルに温度センサを設けることは、コスト及びスペースの点から現実的ではない。そこで、少ない温度センサで単電池毎の誤差が少ない状態で温度を取得する方法が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、蓄電池の温度を適正に取得できる電池制御装置を提供することにある。

第１の手段では、複数の単電池（１１）を直列に接続してなる組電池（１０）と、前記組電池において、前記複数の単電池のうち所定の単電池（１１ａ）に取り付けられた温度センサ（１３）と、を備える蓄電池システム（Ｓ）に用いられる電池制御装置（３０）であって、前記組電池の通電開始からの総通電量を算出する通電量算出部（３２）と、前記通電量算出部が算出した総通電量が所定未満であることを条件に、前記温度センサで検出された前記所定の単電池の温度を、前記複数の単電池の各温度として取得する温度取得部とを備える。

組電池の使用を開始する時点では、全ての単電池の温度は、外部環境温度とほぼ同じ温度となっていることが考えられる。そして、組電池を通電状態にすると、各単電池の内部抵抗の差及び各単電池の配置によって、組電池の各単電池間の温度のばらつき、つまり各単電池の最大温度と最小温度の温度差が生じる。そして、組電池の各単電池間の温度差は、通電開始からの総通電量が増加するにつれて、次第に大きくなる。

そこで、算出した総通電量が所定未満である場合には、温度差が所定未満であると推定し、所定の単電池に取り付けられた温度センサの温度を複数の単電池の各温度として取得している。総通電量が所定未満である場合には、温度差は小さく、全ての単電池の温度は同じとみなすことができる。そのため、総通電量による制限を設けることで、所定の単電池で測定された温度を各単電池の温度として用いる場合の信頼性を向上することができる。そして、温度センサの数の増加を抑制しながら、各単電池の温度を精度よく取得することができる。

第２の手段では、前記組電池の通電が停止されてから次に前記組電池の通電が再開するまでのオフ時間を計測した結果を取得するオフ時間取得部を備え、前記通電量算出部は、前記オフ時間が所定以上の場合には、通電再開時に前記総通電量をリセットして前記総通電量の算出を行う一方、前記オフ時間が前記所定時間未満の場合には、通電再開時に前回の総通電量を用いて総通電量の算出を行う。

前回の通電時から時間があまり経過していない場合には、前回通電時に生じた各単電池間の温度差が残っているおそれがある。そこで、通電が停止されてから次に通電が再開するまでのオフ時間を測定する。このオフ時間が所定時間以上の場合には、前回通電時の温度差が解消されていると考えられることから、総通電量をリセットして、今回の総通電量を算出する。一方、オフ時間が所定時間未満の場合には、前回通電時の温度差が残存すると考えられることから、前回の総通電量を用いて今回の総通電量の算出を行う。オフ時間を考慮して総通電量を算出することで、前回通電時の温度差の残存を考慮することができ、より正確に温度差が所定の範囲内にあるかをより正確に判定することができる。

第３の手段では、前記通電量算出部は、前回の通電停止時の前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記所定時間を設定する。

通電停止時の電池温度は都度異なり、その電池温度に応じて、各単電池の冷却に要する時間、すなわち各単電池の温度が同じ温度になるまでの時間が相違すると考えられる。そこで、通電停止時の温度センサで検出された所定の単電池の温度を各単電池の温度の一例として取得し、その温度から必要な所定時間を設定する。そのため、所定時間を一律に設定する場合よりも、前回の通電時の温度に応じた適切な時間となり、オフ時間の間に温度差が解消できているかの判定をより適切に行うことができる。

第４の手段では、前記組電池の充放電電流を検出する電流検出部（３４）を備えており、前記通電量算出部は、通電開始後における前記電流検出部による検出電流の積算値を前記総通電量として算出する。

組電池の充放電電流を検出し、検出電流の積算値を総通電量として算出することで、より正確に総通電量を算出することができる。そのため、より正確に各単電池の温度差が所定の範囲内にあるかを推定することができる。

第５の手段では、前記単電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、前記単電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、前記内部抵抗算出部で前記内部抵抗を算出した時の前記温度取得部で取得された前記単電池の温度及び前記ＳＯＣが所定の範囲内にあることを条件に、前記内部抵抗を用いて前記単電池の劣化判定を行う劣化判定部とを備える。

内部抵抗による劣化判定は、組電池の通電中に１回程度行えばよく、組電池の通電中に常に行う性質のものではない。そこで、第１の手段のように、温度取得のタイミングを総通電量が所定未満の場合に限定しても、十分に対応することができる。そして、取得された各単電池の温度及びＳＯＣが所定の範囲内にある際に、単電池の劣化判定を行うことで、正確に劣化判定を行うことができる。

第６の手段では、前記内部抵抗算出部は、前記組電池の充放電電流が所定以上ある場合の電流値と前記単電池の端子間電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出する。

内部抵抗の算出のためには、所定以上の充放電電流が流れていることが好ましい。そこで、所定以上の充放電電流が流れている場合の電流値と各単電池の端子間電圧に基づいて、各単電池の内部抵抗を算出する。また、劣化判定には、内部抵抗を算出したタイミングの温度が必要なため、温度取得部は、所定以上の充放電電流が流れている場合に、所定の単電池に取り付けられた温度センサの温度を各単電池の温度として取得することになる。

電池制御装置を用いた蓄電池システムの概略構成図 総通電量を算出するための処理手順を示すフローチャート 内部抵抗を算出するための処理手順を示すフローチャート 劣化判定をするための処理手順を示すフローチャート 総通電量と温度差とを示すタイムチャート

以下、本発明に係る電池制御装置を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る電池制御装置は、例えばハイブリッド自動車又は電気自動車に搭載される電源装置に用いられる。図１は、電池制御装置を用いた蓄電池システムの概略構成図である。

図１に示すように、蓄電池システムＳは、組電池１０を備えている。組電池１０は、複数の単電池１１を直列に接続して構成されている。組電池１０は、例えばリチウムイオン蓄電池等の蓄電池（二次電池）であって、車両の図示しない走行用モータを含む車載電気負荷の電力供給源になる。なお、組電池１０は、リチウムイオン蓄電池に限らず、複数の単電池を接続して所定の電圧で供給する蓄電池であれば、ニッケル水素蓄電池等他の蓄電池であってもよい。

組電池１０には、電流センサ１２が直列に接続されている。電流センサ１２は、例えば、抵抗素子や電流変換器等で構成されており、組電池１０に流れる充放電電流を計測する。組電池１０において、複数の単電池１１のうち１つの所定の単電池１１ａには、温度センサ１３が取り付けられている。温度センサ１３は、例えば熱電対やサーミスタ等が用いられており、所定の単電池１１ａの温度を計測している。

組電池１０は、発電装置２１及び電気負荷２２に接続されている。発電装置２１は、例えば車両に搭載されたオルタネータ等であって、電気負荷２２へ電力を供給し、組電池１０を充電する。電気負荷２２は、例えばスタータや各種モータ、ＥＣＵ等であって、組電池１０及び発電装置２１から供給される電力により駆動される。

蓄電池システムＳには、組電池１０の電池状況を監視して、制御する電池制御装置３０が設けられている。電池制御装置３０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、カウンタ等からなるマイコン３１が設けられている。マイコン３１は、ＣＰＵがＲＯＭにインストールされている各種プログラムを実行することで、電池制御に関する各機能を実現する。なお、マイコン３１は、エンジンＥＣＵ等他のＥＣＵと接続されている。

記録部３２は、例えば不揮発性の書き換え可能なメモリ等で構成されており、組電池１０に関する各種データを記録している。なお、記録部３２は、マイコン３１と通信可能な状態で別に設けられてもよいし、マイコン３１の内部に設けられていてもよい。電圧検出回路３３は、各単電池１１の端子間電圧を検出しており、その検出した端子間電圧をマイコン３１に出力する。

本実施形態では、複数の単電池１１のうち、所定の単電池１１ａに取り付けられた温度センサ１３を用いて、各単電池１１の温度を推定することとしている。具体的には、組電池１０の通電開始からの総通電量を算出し、算出した総通電量が所定未満であることを条件に、温度センサ１３で検出された所定の単電池１１ａの温度を、複数の単電池１１の各温度として取得する。また、取得した単電池１１の温度及びＳＯＣが所定の範囲内にあることを条件に、内部抵抗を用いて単電池１１の劣化判定を行う。

次に、図２を用いて、総通電量の算出方法を説明する。図２は、総通電量を算出するための処理手順を示すフローチャートであり、本処理は車両のＩＧオン状態において、マイコン３１（電池制御装置３０）により所定の周期で実施される。なお、図２のフローチャートが「通電量算出部」に相当する。

ステップＳ１１で、ＩＧスイッチがオン状態になったタイミングか、すなわちオン切替時であるかを判定する。ステップＳ１１で、ＩＧスイッチがオン状態になったタイミングであると判断すると、ステップＳ１２で、ソーク時間を取得する。具体的には、周知のソークタイマ（ＩＧスイッチがオフ状態になってから再びＩＧスイッチがオン状態になる時間を計測する装置）によって計測されたソーク時間を取得する。なお、ステップＳ１２が「オフ時間取得部」に相当し、ソーク時間が「オフ時間」に相当する。

ステップＳ１３で、前回の通電停止時（ＩＧスイッチがオフ状態になる時）に温度センサ１３で検出した温度及び外気温（環境温度）を取得する。なお、通電停止時（ＩＧスイッチがオフ状態になる時）には、通電停止の直前（周期的に取得された温度センサ１３の値の最後）に取得された温度センサ１３の温度が記録部３２等に記録されており、直前の外気温もエンジンＥＣＵ等マイコン３１に接続された外部の装置に記憶されている。

そして、ステップＳ１４で、ステップＳ１３で取得した前回の通電停止時の温度に基づいて、所定の冷却時間を設定する。所定の単電池１１ａに例示される単電池１１の温度（温度センサ１３の検出値）及び外気温によって、組電池１０が外気温（環境温度）まで冷却されるのに必要な時間が算出される。そして、算出された冷却に必要な時間を、ソーク時間の閾値である冷却時間として設定する。このように、前回通電停止時の温度に基づいて冷却時間を設定することで、温度に関わらず一律に設定する場合に比べて冷却時間の適正化が可能となる。すなわち、各単電池１１の冷却に必要な時間よりも長すぎる時間が設定されたり、短すぎる時間が設定されたりすることを抑制できる。なお、冷却に必要な時間の算出は、実験などにより得られた単電池１１の温度と外気温と冷却時間の関係を表すマップにより行えばよい。また、冷却時間が「所定時間」に相当する。

ステップＳ１５で、ステップＳ１２で取得したソーク時間が冷却時間未満かを判定する。具体的には、ステップＳ１４で設定した冷却時間よりソーク時間が短いかを判定する。

ステップＳ１５で、所定時間以上であると判定した場合、すなわちステップＳ１５が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ１６で、総通電量を０にリセットする。つまり、必要な冷却時間が確保されており、外気温まで組電池１０の温度が下がっているため、前回のトリップ中の総通電量に関わらず、総通電量の初期値を０にする。なお、トリップとは、ＩＧスイッチがオンになってからＩＧスイッチがオフになるまでの期間を指している。

一方、ステップＳ１５で、所定未満であると判定した場合、すなわちステップＳ１５が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１７で、前回のトリップ中の総通電量を取得する。そして、ステップＳ１８で、前回のトリップ中の総通電量に応じて、今回のトリップの初期値として設定する。具体的には、ソーク時間に基づいて、前回トリップ中の総通電量を減算して、初期値に設定する。なお、減算せずにそのまま前回のトリップ中の総通電量を用いてもよいし、予めソーク時間と総通電量の関係から初期値を設定するマップ等を作成しておいて、そのマップに基づき、前回総通電量を減算、加算、維持する等して算出してもよい。また、前回のトリップ中の総通電量が後記する総通電量の閾値よりも高かった場合には、ソーク時間に関わらず一律に総通電量の閾値よりも高い値を初期値に設定してもよい。

ステップＳ１１で、ＩＧスイッチがオン状態になったタイミングではないと判定された場合、又は、ステップＳ１６並びにステップＳ１８で初期値を設定した後には、ステップＳ１９で、通電中か判定する。具体的には、電流センサ１２で電流値を検出しているかを判定する。

ステップＳ２０で、通電量を取得する。具体的には、前回通電量を取得したタイミングからステップＳ２０のタイミングまでの電流センサ１２で計測された組電池１０の充放電電流の値を取得する。なお、ステップＳ１１と同様に取得した電流値を通電量として取得してもよい。

そして、ステップＳ１９で、総通電量を算出する。具体的には、トリップ中の初回の場合には初期値に、初回でない場合には記録された前回ステップＳ２１で算出された総通電量に、ステップＳ２０で取得した通電量を加算して、新たな総通電量として算出する。そして、算出した総通電量を記録部３２やマイコン３１内に記録して、処理を終了する。

次に、図３を用いて内部抵抗の算出の仕方を説明する。図３は、各単電池１１の内部抵抗を算出するための処理手順を示すフローチャートであり、本処理は車両のＩＧオン状態において、所定の周期でマイコン３１（電池制御装置３０）により実施される。なお、本処理は各単電池１１について行われる。

ステップＳ３１で、組電池１０に流れる充放電電流の電流値を取得する。具体的には、電流センサ１２で計測された組電池１０の充放電電流の電流値を取得する。なお、ステップＳ１１が「電流検出部」に相当する。

そして、ステップＳ３２で、取得した電流値が所定以上あるかを判定する。充放電電流が所定以上流れていない場合には内部抵抗の算出時の誤差が大きくなるため、内部抵抗の算出時には、所定以上の充放電電流が流れていることが好ましい。そこで、ステップＳ３２で、充放電電流の電流値が所定以上ない場合には、内部抵抗の算出処理（本処理手順）を終了する。ステップＳ３２で、充放電電流の電流値が所定以上であると判定した場合には、ステップＳ３３で、単電池１１の端子間電圧を電圧検出回路３３から取得する。

ステップＳ３４では、単電池１１の内部抵抗を算出する。ステップＳ３３で取得した単電池１１の端子間電圧をステップＳ３１で取得した電流値で割ることで、内部抵抗値を算出する。なお、ステップＳ３４が「内部抵抗算出部」に相当する。

ステップＳ３５では、周知の方法で単電池１１のＳＯＣ（残存容量：State Of Charge）を算出する。例えば、ＳＯＣの前回値に対して、充放電電流を加減算することで、ＳＯＣを算出する。また、端子間電圧に基づいて、ＳＯＣを算出する方法で算出してもよいし、組電池１０のＳＯＣから、単電池１１のＳＯＣを推定するようにしてもよい。なお、本ステップ（ステップＳ３５）が、「ＳＯＣ算出部」に相当する。

ステップＳ３６で、所定の単電池１１ａの温度を取得する。具体的には、所定の単電池１１ａに取り付けられた温度センサ１３で計測された所定の単電池１１ａの温度を取得する。ステップＳ３７では、総通電量を取得する。具体的には、図２のフローチャートにより算出された総通電量を取得する。

ステップＳ３８で、総通電量が所定未満かを判定する。具体的には、ステップＳ３７で取得した総通電量が、閾値未満の場合には、ステップＳ３９に進む。一方、総通電量が閾値以上である場合には、ステップＳ４０に進む。なお、この閾値は、許容できるセル間の最大温度差に基づいて、実験やシミュレーションにより算出される。また、総通電量には、上限だけでなく下限を設けてもよい。例えば、ＩＧスイッチがオン状態になった当初の不安定な状態を省けるように、総通電量に下限値を設けて判定してもよい。

ステップＳ３９では、ステップＳ１４で取得した所定の単電池１１ａの温度を、内部抵抗を算出した単電池１１の温度としてみなし、単電池１１の温度を取得する。なお、ステップＳ２０が「温度取得部」に相当する。

そして、ステップＳ４０では、ステップＳ３４で算出した内部抵抗と、ステップＳ３５で算出したＳＯＣと、ステップＳ３９で取得した温度とを紐付けて記録部３２に記録して処理を終了する。ステップＳ３９で温度が取得できていない場合、つまりステップＳ３８で総通電量が所定以上と判定された場合には、単電池１１の温度が取得できなかったことを記録する。

次に、図４を用いて劣化判定について説明する。図４は、劣化判定するための処理手順を示すフローチャートであり、本処理は車両のＩＧオン状態において、所定の周期でマイコン３１（電池制御装置３０）により実施される。

ステップＳ５１で、図３のフローチャートで、紐付けされて記録された内部抵抗等を取得する。具体的には、記録部３２に紐付けされて記録された内部抵抗、ＳＯＣ及び単電池１１の温度を取得する。

ステップＳ５２で、ステップＳ５１で単電池１１の温度が取得されているかを判定する。図３のステップＳ３８で、総通電量が所定未満と判定されていれば、記録部３２に単電池１１の温度が記録されているため、ステップＳ５２が肯定される。一方、図３のステップＳ３８で、総通電量が所定以上と判定されていると、記録部３２には、単電池１１の温度が取得できなかったことが記録されているため、ステップＳ５２が否定され処理を終了する。

ステップＳ５３では、ステップＳ１８で取得した単電池１１の温度が所定の範囲内にあるかを判定する。内部抵抗の値は、温度に依存しているため、劣化判定を行うことができる領域を温度の所定の範囲として定める。そして、所定の範囲外にある場合には、劣化判定を行わず処理を終了する。

そして、ステップＳ５４では、ステップＳ１５で算出したＳＯＣが所定の範囲内にあるかを判定する。内部抵抗の値は、ＳＯＣに依存しているため、劣化判定を行うことができる領域をＳＯＣの所定の範囲として定める。そして、所定の範囲外にある場合には、劣化判定を行わず処理を終了する。

ステップＳ５５では、ステップＳ５１で取得した内部抵抗の値に基づいて、周知の方法で劣化判定を行う。例えば、内部抵抗の値が閾値を超える場合には、該当する単電池１１の劣化が進んでいると判定する。そして、劣化判定の結果を記録部３２に記録して、処理を終了する。なお、ステップＳ５５が「劣化判定部」に相当する。

次に、総通電量と各単電池１１の間の温度差の関係について、図５を用いて説明する。図５は、ＩＧスイッチの状態と、総通電量と、各単電池１１の間の温度差の関係を示すタイミングチャートである。

まず、タイミングｔ１１でＩＧスイッチがオンになると、前回ＩＧスイッチがオフになってからのソーク時間に応じて、総通電量の初期値が算出される。このタイミングでは、前回のＩＧスイッチがオフ状態になったタイミングから冷却に必要な時間よりも長いソーク時間があったため、総通電量の初期値は０にされている。また、十分なソーク時間があるため、各単電池１１の温度は外気温と同じになっており、単電池１１の間の温度差は０となっている。

また、ＩＧスイッチがオンになると、組電池１０での立ち上げ時処理が行われて、タイミングｔ１２で通電が開始される。通電が開始されると、組電池１０の充放電電流を積算することで、総通電量が算出され、その値が増えていく。また、通電が開始されると、各単電池１１で温度が上昇し、単電池１１間の温度差が発生する。

なお、ＩＧスイッチがオン状態であっても、組電池１０の状態や電気負荷２２等の要因により、タイミングｔ１３～タイミングｔ１４のように充放電電流が流れないことがある。この場合には、総通電量は同じ値を保持する。そして、タイミングｔ１３～タイミングｔ１４の間の電流値が０の状態では、内部抵抗の算出は行われない。

そして、タイミングｔ１５で総通電量が閾値未満の間で、かつ、電流値が所定以上ある間（タイミングｔ１２～タイミングｔ１３及びタイミングｔ１４～タイミングｔ１５の間）に、内部抵抗が算出される。また、算出した内部抵抗と一緒に記録するために、所定の単電池１１ａの温度を単電池１１の温度として取得する。そして、この間に算出されて紐付けされて記録された内部抵抗、ＳＯＣ及び単電池１１の温度が劣化判定に用いられる。なお、総通電量が閾値を超えるタイミングｔ１５では、単電池１１の間の温度差は許容温度差を超えない程度の若干の余裕をもって、閾値は設定されている。

タイミングｔ１５で、総通電量が閾値以上になった後は、単電池１１の間の温度差が許容温度差を超える。そのため、タイミングｔ１５～タイミングｔ１６の間は、所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度として取得することはできないため、この間の内部抵抗を劣化判定に用いることができない。しかしながら、１つのトリップの間に、劣化判定に用いることのできる内部抵抗は一度算出されれば十分なため、タイミングｔ１５～タイミングｔ１６の間等、所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度として取得することはできない期間があっても問題はない。

タイミングｔ１６で、ＩＧスイッチがオフ状態になると、総通電量はそれ以上増えることなく記録部３２に記録されている。また、ＩＧスイッチがオフ状態になると、各単電池１１の温度は、外部環境温度まで下がっていくため、徐々にその温度差も小さくなる。

そして、タイミングｔ１７で、再びＩＧスイッチがオン状態になる。ソーク時間が十分にある場合、つまり、前回ＩＧスイッチがオフになったタイミングｔ１６（前回トリップ）から十分な時間が経過している場合には、総通電量の初期値を０とする。そして、今回のトリップでの総通電量が閾値を超えるタイミングｔ１８までの間（タイミングｔ１７～タイミングｔ１８の間）は、所定の単電池１１ａの温度を単電池１１の温度として取得することができる。そして、この間に算出されて紐付けされて記録された内部抵抗、ＳＯＣ及び単電池１１の温度が劣化判定に用いられる。

タイミングｔ１９で、ＩＧスイッチがオフ状態になり、通電が停止されると、総通電量はそれ以上増えることなく記録部３２に記録されている。また、ＩＧスイッチがオフ状態になると、各単電池１１の温度は、外部環境温度まで下がっていくため、徐々にその温度差も小さくなる。

ソーク時間が所定の冷却時間より短い状態、つまり、前回トリップ（タイミングｔ１７からタイミングｔ１９の間）での各単電池１１の温度差が残った状態で、タイミングｔ２０でＩＧスイッチがオン状態になる。この場合には、初期値が前回のトリップ中の総通電量に応じて算出されており、初期値の段階で総通電量が閾値を超えている。そのため、たとえ破線で示すように今回のトリップでの総通電量（初期値を除いた総通電量）が閾値未満であっても、ＩＧスイッチがオフになるまでの間（タイミングｔ２０～タイミングｔ２１の間）には、所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度として取得しない。ソーク時間が不十分な場合には、前回トリップの総通電量に応じた総通電量の初期値を設定することで、前回トリップでの通電による各単電池１１の間の温度差の残存を考慮する。

また、ソーク時間が所定の冷却時間以上の状態であるタイミングｔ２２で、再びＩＧスイッチがオン状態になる。そして、タイミングｔ２３で、総通電量が閾値を超える前に、ＩＧスイッチがオフ状態になる。

ソーク時間が所定の冷却時間より短い状態、つまり、前回トリップ（タイミングｔ２２～タイミングｔ２３）での各単電池１１の温度差が残った状態で、タイミングｔ２４でＩＧスイッチがオン状態になる。この場合には、初期値が前回のトリップ中の総通電量に応じて算出されている。前回のトリップ中の総通電量が閾値を超えていないため、今回のトリップ（タイミングｔ２４～タイミングｔ２５）の初期値も閾値を超えていない。そのため、破線で示すように今回のトリップでの総通電量と初期値を合算した総通電量が閾値を超えるまでの間（タイミングｔ２４～タイミングｔ２５）は、所定の単電池１１ａの温度を単電池１１の温度として取得することができる。そのため、この間に算出されて紐付けされて記録された内部抵抗、ＳＯＣ及び単電池１１の温度が劣化判定に用いられる。

このようにソーク時間が不十分な場合であっても、前回トリップの総通電量が閾値よりも小さい場合には、閾値よりも小さい総通電量の初期値を設定することになる。そのため、前回トリップでの通電による各単電池１１の間の温度差の残存を考慮しつつ（総通電量の値を引き継ぎつつ）、所定の単電池１１ａの温度を単電池１１の温度として取得することができ、内部抵抗に基づく劣化判定を行うことができる。

以上のように、総通電量が増加すると、各単電池１１の間の温度差も増加する。そのため、総通電量が所定の範囲内（閾値未満）であることを条件として、所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度として取得することができる。また、ソーク時間が所定以上になると、前回のトリップによって生じた各単電池１１の温度差がなくなる。一方で、ソーク時間が所定よりも短い場合には、前回のトリップの総通電量を用いて、今回の総通電量の初期値を算出することで、前回のトリップの温度差の残存を考慮することができる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を奏する。

電池使用状態での、算出した総通電量が所定未満である場合には、温度差が所定の範囲内にあると推定し、所定の単電池１１ａに取り付けられた温度センサ１３の温度を各単電池１１の温度として取得するようにした。総通電量が所定未満である場合には、温度差は小さく、全ての単電池１１の温度は同じとみなすことができる。そのため、総通電量による制限を設けることで、所定の単電池１１ａで測定された温度を各単電池１１に用いる場合の信頼性を向上することができる。そして、温度センサ１３の数の増加を抑制しながら、各単電池１１の温度を精度よく取得することができる。

前回の通電時から時間があまり経過していない場合には、前回トリップ時に生じた各単電池１１の間の温度差が残っているおそれがある。そこで、ＩＧスイッチがオフ状態になってから次にＩＧスイッチがオン状態になるまでのソーク時間を測定する。このソーク時間が冷却時間以上の場合には、前回のトリップ時の温度差が解消されていると考えられることから、総通電量をリセットして、今回の総通電量を算出する。一方、ソーク時間が冷却時間未満の場合には、前回のトリップ時の温度差が残存すると考えられることから、前回の総通電量を用いて今回の総通電量の算出を行う。ソーク時間を考慮して総通電量を算出することで、前回のトリップ時の温度差の残存を考慮することができ、より正確に温度差が所定の範囲内にあるかをより正確に判定することができる。

ＩＧスイッチがオフ状態になる時の電池温度は都度異なり、その電池温度に応じて、各単電池１１の冷却に要する時間、すなわち各単電池１１の温度が同じ温度になるまでの時間が相違すると考えられる。そこで、ＩＧスイッチがオフ状態になる時の温度センサ１３で検出された所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度の一例として取得し、その温度から必要な冷却時間を設定する。そのため、冷却時間を一律に設定する場合よりも、前回の通電時の温度に応じた適切な時間となり、ソーク時間の間に温度差が解消できているかの判定をより適切に行うことができる。

また、組電池１０の充放電電流を検出し、検出電流の積算値を総通電量として算出することで、より正確に総通電量を算出することができる。そのため、より正確に各単電池１１の温度差が所定の範囲内にあるかを推定することができる。

内部抵抗による劣化判定は、組電池１０の通電中（トリップ）に１回程度行えばよく、組電池１０の通電中に常に行う性質のものではない。そこで、本実施形態のように、温度取得のタイミングを総通電量が所定未満の場合に限定しても、十分に対応することができる。そして、取得された各単電池１１の温度及びＳＯＣが所定の範囲内にある際に、単電池１１の劣化判定を行うことで、正確に劣化判定を行うことができる。

内部抵抗の算出のためには、所定以上の充放電電流が流れていることが好ましい。そこで、所定以上の充放電電流が流れている場合の電流値と各単電池１１の端子間電圧に基づいて、各単電池１１の内部抵抗を算出する。また、劣化判定には、内部抵抗を算出したタイミングの温度が必要なため、温度取得部は、所定以上の充放電電流が流れている場合に、所定の単電池１１ａに取り付けられた温度センサ１３の温度を各単電池１１の温度として取得することになる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。ちなみに、以下の別例の構成を、上記実施形態の構成に対して、個別に適用してもよく、また、任意に組み合わせて適用してもよい。

・総通電量の算出起点となる通電開始のタイミングを、ＩＧスイッチがオンとなった状態ではなく、充放電電流が０となった後、再び通電したタイミングとしてもよい。この場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１１の判定を、通電再開時かどうかを判定するとよい。そして、ステップＳ１２で、充放電電流が０となった後、再び通電したタイミングまでの時間を取得する。そして、ステップＳ１３で、通電停止時の直前の温度センサ１３の温度を取得し、ステップＳ１４で、冷却時間を設定する。そして、ステップＳ１５で、ステップＳ１２で取得した時間が冷却時間未満かを判定し、ステップＳ１７で、前回総通電量として、充放電電流が０となる前の総通電量を取得する。

このような場合には、図５のタイミングチャートにおいて、タイミングｔ１４が総通電量の算出起点となる通電開始のタイミングとなる。また、タイミングｔ１３で通電量が０となった後、タイミングｔ１４で再び通電するまでの時間がオフ時間となる。そして、タイミングｔ１３での温度により、冷却時間を設定し、タイミングｔ１３～タイミングｔ１４のオフ時間が冷却時間未満かを判定する。タイミングｔ１３～タイミングｔ１４のオフ時間が冷却時間未満であると、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの間の総通電量を用いて、タイミングｔ１４以降の総通電量の初期値を算出する。

・図２のステップＳ１５で、ソーク時間が所定より短い場合には、ステップＳ１７を省略して、ステップＳ１８で算出する初期値を総通電量の閾値以上となるようにしてもよい。つまり、ソーク時間（オフ時間）が所定よりも短い場合には、総通電量の閾値を常に超えるようにすることで、所定の単電池１１ａの温度を各単電池１１の温度としてみなさず、劣化判定を行わないようにしてもよい。

・冷却時間を一律に設定してもよい。この場合には、各単電池１１の温度差が最大になる場合を想定して冷却時間を設定するとよい。

・総通電量は、所定以上の充放電電流がある時間を計測し、この時間を用いて算出してもよい。

・本実施形態の各単電池１１の温度の取得方法を内部抵抗による劣化判定の他の用途に用いてもよい。例えば、各単電池１１の異常検知などに、この方法で取得した各単電池１１の温度を用いてもよい。なお、この場合には、総通電量が所定の範囲内にある場合には、この方法で温度を取得し、総通電量が所定の範囲外にある場合には、他の周知の温度推定方法を用いるとよい。

・温度センサ１３の数は単電池１１の数よりも少なければ１つでなくてもよい。例えば、複数の所定の単電池１１ａに温度センサ１３が取り付けられている場合には、各温度センサ１３で検出した値の平均値を他の単電池１１の温度として取得してもよい。また、単電池１１を複数のグループに分け、グループ毎に１つの温度センサ１３を設け、その温度センサ１３の検出した温度を、そのグループの各単電池１１の温度として取得してもよい。

１０…組電池、１１…単電池、１１ａ…所定の単電池、１３…温度センサ、３０…電池制御装置、Ｓ…蓄電池システム。

Claims (6)

1. 複数の単電池（１１）を直列に接続してなる組電池（１０）と、前記組電池において、前記複数の単電池のうち所定の単電池（１１ａ）に取り付けられた温度センサ（１３）と、を備える蓄電池システム（Ｓ）に用いられ、前記組電池の状況を監視する電池制御装置（３０）であって、
   前記組電池の通電が開始される通電開始からその通電が停止される通電停止までの期間において前記通電開始からの総通電量を算出する通電量算出部と、
   前記通電量算出部が算出した総通電量が所定未満であることを条件に、前記温度センサで検出された前記所定の単電池の温度を、前記複数の単電池の各温度として取得する温度取得部とを備える電池制御装置。
2. 前記組電池の通電が停止されてから次に前記組電池の通電が再開するまでのオフ時間を取得するオフ時間取得部を備え、
   前記通電量算出部は、前記オフ時間が所定時間以上の場合には、通電再開時に前記総通電量をリセットして前記総通電量の算出を行う一方、前記オフ時間が前記所定時間未満の場合には、通電再開時に前回の総通電量を用いて総通電量の算出を行う請求項１に記載の電池制御装置。
3. 前記通電量算出部は、前回の通電停止時の前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記所定時間を設定する請求項２に記載の電池制御装置。
4. 前記組電池の充放電電流を検出する電流検出部を備えており、
   前記通電量算出部は、通電開始後における前記電流検出部による検出電流の積算値を前記総通電量として算出する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電池制御装置。
5. 前記単電池の内部抵抗を算出する内部抵抗算出部と、
   前記単電池のＳＯＣを算出するＳＯＣ算出部と、
   前記内部抵抗算出部で前記内部抵抗を算出した時の前記温度取得部で取得された前記単電池の温度及び前記ＳＯＣが所定の範囲内にあることを条件に、前記内部抵抗を用いて前記単電池の劣化判定を行う劣化判定部とを備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電池制御装置。
6. 前記内部抵抗算出部は、前記組電池の充放電電流が所定以上ある場合の電流値と前記単電池の端子間電圧とに基づいて、前記内部抵抗を算出する請求項５に記載の電池制御装置。

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