JPWO2018079164A1 - 電池制御装置 - Google Patents

Abstract

ＳＯＣｖ推定誤差の影響による電池劣化を抑制することができる電池制御装置の提供。電池制御装置は、電池の温度および電圧値に基づいて充電率ＳＯＣｖを算出するＳＯＣｖ演算部１５１と、電池の電流値に基づいて充電率ＳＯＣｉを算出するＳＯＣｉ演算部１５２と、を備え、充電率ＳＯＣｖおよび充電率ＳＯＣｉに基づく充電率ＳＯＣに基づいて、前記電池の充放電を制御する。そして、前記温度は、電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、ＳＯＣｖ演算部１５１は、電池の高温側の第１温度に基づいて電池のＳＯＣ演算を行う第１モードと、電池の低温側の第２温度に基づいて電池のＳＯＣ演算を行う第２モードとを、前記第２温度の高低に基づいて切り替える。

Description

本発明は、電池制御装置に関する。

電池電圧に基づく充電率ＳＯＣｖの推定は、電池閉回路電圧ＣＣＶや電池電流Ｉ、電池温度Ｔなどの電池状態パラメータから現在の電池開回路電圧ＯＣＶを算出し、ＯＣＶ−ＳＯＣ電池特性マップにより、充電率ＳＯＣｖを求める方法が一般的である。特許文献１には、電池内に温度分布がある場合のバッテリ残容量算出方法が記載されており、特許文献１に記載の発明では、電池温度と自己放電量の関係に基づき、高温側温度と低温側温度の温度差によって自己放電量によるＳＯＣ補正値を算出し、ＳＯＣ誤差を低減している。

特開２０１２−０２６８６９号公報

しかしながら、温度分布がある電池では、入力温度を一意に定めることができないので、例えば、代表温度を一点に定めて内部抵抗推定を行うと、実際の内部抵抗値からの誤差が必ず発生することになる。このときの内部抵抗推定誤差が大きく、この内部抵抗推定値を用いて演算されるＳＯＣの推定誤差が増大した場合、電池の使用範囲を逸脱した制御が行われるおそれがある。

本発明の一態様によると、電池制御装置は、電池の温度および電圧値に基づいて第１電池充電状態を算出する第１ＳＯＣ演算部と、電池の電流値に基づいて第２電池充電状態を算出する第２ＳＯＣ演算部と、を備え、前記第１電池充電状態および前記第２電池充電状態に基づく第３電池充電状態に基づいて、前記電池の充放電を制御する電池制御装置であって、前記温度は、前記電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、前記第１ＳＯＣ演算部は、前記電池の高温側の第１温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行う第１モードと、前記電池の低温側の第２温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行う第２モードとを、前記第２温度の高低に基づいて切り替える。

本発明によれば、ＳＯＣｖ推定誤差の影響による電池劣化を抑制することができる。

図１は、電池システムの構成を示すブロック図である。 図２は、電池状態推定部を示すブロック図である。 図３は、単電池の等価回路図である。 図４は、単電池における開回路電圧ＯＣＶと電池充電率ＳＯＣとの関係を示す図である。 図５は、ＳＯＣｖ演算部の構成を説明するブロック図である。 図６は、温度センサの配置を示す図である。 図７は、第１の実施の形態における温度選択部の構成を示すブロック図である。 図８は、モード切替判定部の動作を説明する図である。 図９は、モード切替判定部の処理フローを示すフローチャートである。 図１０は、第１の実施の形態における第１モード温度Ｔmode1と電池温度（第２モード温度）Ｔmodo2の時間推移を示す図である。 図１１は、内部抵抗真値Ｒtrと内部抵抗推定値Ｒ_l，Ｒ_hとの大小関係を説明する図である。 図１２は、入力温度ＴinがＴin_l（＜Ｔtr）であった場合の開回路電圧推定値を説明する図である。 図１３は、入力温度ＴinがＴin_h（＞Ｔtr）であった場合の開回路電圧推定値を説明する図である。 図１４は、ＳＯＣchgestとＳＯＣchgtr1およびＳＯＣchgtr2との関係、ＳＯＣdisestとＳＯＣdistr1およびＳＯＣdistr2との関係を説明する図である。 図１５は、図９に示す処理の変形例を示すフローチャートである。 図１６は、冷却モードの場合における第１モード温度Ｔmode1および第２モード温度Ｔmode2の時間推移を示す図である。 図１７は、第２の実施の形態における温度選択部のブロック図である。 図１８は、第２の実施の形態におけるモード切替判定部の処理フローを示すフローチャートである。 図１９は、第３の実施の形態における温度選択部のブロック図である。 図２０は、第３の実施の形態におけるモード切替判定部の処理フローを示すフローチャートである。 図２１は、第３の実施の形態における入力温度Ｔinの時間推移を示すグラフである。 図２２は、第４の実施の形態における温度選択部のブロック図である。 図２３は、Ｗ生成器で生成される重みＷの一例を示す図である。 図２４は、暖機における入力温度Ｔinの時間推移を示すグラフである。 図２５は、第５の実施の形態における温度選択部のブロック図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、電池システムの構成を示すブロック図である。電池システム１００は外部の供給対象に電力供給するシステムであり、供給対象としては電気自動車、ハイブリッド自動車、電車、産業用機器等が想定される。図１では、ハイブリッド自動車の走行用のモータジェネレータ４１０に電力を供給する場合を示した。

電池システム１００は、リレー３００、３１０を介してインバータ４００に接続される。インバータ４００は電池システム１００から電力をモータジェネレータ４１０に供給する。インバータ４００及びモータジェネレータ４１０はモータ/インバータ制御部４２０にて制御される。車両制御部２００は、電池システム１００で得られる電池情報、インバータ４００及びモータジェネレータ４１０からの情報、図示しないエンジンからの情報等に基づいて駆動力の配分等を決定する。

電池システム１００は、複数の単電池１１１から構成される組電池１１０と、単電池１１１の状態を監視する複数の単電池制御部１２１を備える計測部１２０と、組電池１１０に流れる電流を検知する電流検知部１３０と、組電池１１０の総電圧を検知する電圧検知部１４０と、組電池１１０の制御を行う電池状態推定部１５０と、組電池１１０、単電池１１１および単電池群１１２の電池特性に関する情報を格納する記憶部１８０とを備える。

組電池１１０を構成する複数の単電池１１１は、所定の単位数にグループにグループ分けされている。図１で示す例では、複数の単電池１１１は２つの単電池群１１２ａ、１１２ｂにグループ分けされている。単電池群１１２ａ、１１２ｂは、電気的に直列接続されている。

なお、単電池１１１は、リチウムイオン２次電池など充電可能な電池である。単電池１１１としては、その他に、ニッケル水素電池、鉛電池、電気２重層キャパシタなどの蓄電池、および蓄電機能を備えたデバイスが想定される。ここでは、単電池１１１として単体電池を考えているが、単電池１１１を、複数電池を多直ないし並列接続したモジュール構造に置き換えた構成でも良い。

また、図１に示す例では、組電池１１０として２つの単電池群１１２ａ、１１２ｂが直列接続された構成を示したが、これに限定されず、所定の数の単電池群を直列に接続しても良いし、並列に接続しても良い。また、用途に応じて直列・並列の様々な個数の組み合わせで構成しても良い。

計測部１２０は、組電池１１０を構成する各単電池１１１の状態を監視するものであり、複数の単電池群１１２ａ、１１２ｂに対応して、同数の単電池制御部１２１ａ、１２１ｂが設けられている。単電池群１１２ａには単電池制御部１２１ａが割り当てられ、単電池群１１２ｂには単電池制御部１２１ｂが割り当てられている。各単電池制御部１２１ａ、１２１ｂは、それぞれに割り当てられた単電池群１１２ａ、１１２ｂからの電力を受けて動作する。各単電池制御部１２１ａ、１２１ｂは、それぞれに割り当てられた単電池群１１２ａ、１１２ｂの電池電圧や電池温度を監視する。

電池状態推定部１５０には、電流検知部１３０から送信される組電池１１０に流れる電流値、電圧検知部１４０から送信される組電池１１０の総電圧値が入力される。また、電池状態推定部１５０は、信号通信部１６０により計測部１２０との間で信号の送受信を行い、単電池１１１の電池電圧や電池温度、さらには単電池１１１が過充電もしくは過放電であるかの診断結果や、計測部１２０に通信エラーが発生した場合に出力される異常信号を、計測部１２０から受信する。電池状態推定部１５０は入力された情報に基づいて電池状態推定等の処理を行い、その処理結果は、計測部１２０や車両制御部２００に送信される。

なお、信号通信部１６０には、フォトカプラ等の絶縁素子１７０が設けられている。上述のように計測部１２０は組電池１１０から電力をうけて動作するが、電池状態推定部１５０は車載補機用のバッテリ（例えば１２Ｖ系バッテリ）を電源として用いるので、電池状態推定部１５０と計測部１２０の動作電源の基準電位が異なる。そのため、信号通信部１６０に絶縁素子１７０を設けている。絶縁素子１７０は、計測部１２０を構成する回路基板に実装しても良いし、電池状態推定部１５０を構成する回路基板に実装しても良い。なお、システム構成によっては、前記絶縁素子１７０を省略することも可能である。

単電池制御部１２１ａ、１２１ｂは、それぞれが監視する単電池群１１２ａ、１１２ｂの電位の高い順に従って直列に接続されている。単電池制御部１２１ａの出力と単電池制御部１２１ｂの入力との間には絶縁素子１７０を設けていないが、これは、単電池制御部１２１ａ、１２１ｂには、異なる動作基準電位同士においても通信可能な仕組みが設けられているからである。ただし、単電池制御部１２１ａと単電池制御部１２１ｂとの間の通信に対して電気的絶縁が必要な場合には、絶縁素子１７０を設ける必要がある。

電池状態推定部１５０が送信した信号は、絶縁素子１７０が設けられた信号通信部１６０により単電池制御部１２１ａに入力される。単電池制御部１２１ｂからの出力信号は絶縁素子１７０が設けられた信号通信部１６０により電池状態推定部１５０の入力部に伝送される。このように、電池状態推定部１５０と単電池制御部１２１ａ、１２１ｂとは信号通信部１６０によりループ状に接続されている。このような接続および通信方式はデイジーチェーン接続と呼ばれるが、数珠つなぎ接続や芋づる接続等と呼ぶ場合もある。

記憶部１８０には、組電池１１０、単電池１１１および単電池群１１２に関して、内部抵抗特性、満充電時の容量、分極抵抗特性、劣化特性、個体差情報、電池開回路電圧ＯＣＶと電池の充電率ＳＯＣの対応関係（ＯＣＶ−ＳＯＣマップ）などの情報が格納される。なお、図１に示す例では、記憶部１８０を電池状態推定部１５０と計測部１２０の外部に配置する構成としたが、記憶部１８０を電池状態推定部１５０または計測部１２０に設ける構成としても良い。

（電池状態推定部１５０について）
図２は、電池状態推定部１５０を示すブロック図である。電池状態推定部１５０は、ＳＯＣｖ演算部１５１と、ＳＯＣi演算部１５２と、組み合わせ演算部１５３とを備える。ＳＯＣｖ演算部１５１には、組電池１１０を構成する単電池１１１の電圧（各単電池１１１の平均電圧）、組電池１１０に流れる電流、組電池１１０で得られる温度が入力される。ここで、入力される単電池１１１の電圧は、組電池１１０に含まれる複数の単電池１１１の電圧の、平均電圧である。ＳＯＣｖ演算部１５１は、電池電圧に基づく電池の充電率ＳＯＣｖを演算して出力する。なお、ＳＯＣｖ演算部１５１の詳細については後述する。

ＳＯＣi演算部１５２には、組電池１１０に流れる電流が入力される。ＳＯＣi演算部１５２は、組電池１１０に流れる電流を時間積算して得られる電流積算量を算出し、その電流積算量をＳＯＣi演算結果の前回値に対して加減算を行うことで電池の充電率ＳＯＣiを求め、演算された充電率ＳＯＣiを出力する。

組み合わせ演算部１５３は、ＳＯＣｖ演算部１５１の出力である充電率ＳＯＣｖとＳＯＣi演算部１５２の出力である充電率ＳＯＣiから、より確からしい最終的な電池の充電率ＳＯＣを演算し出力する。

一般に、ＳＯＣｖ演算部１５１で算出される充電率ＳＯＣｖは、組電池１１０に流れる電流がゼロか、定電流が一定時間以上継続した場合など、電流が安定した場合にＳＯＣ推定誤差が小さく、逆に、電流の変動が激しい場合や電池温度が低温の場合にはＳＯＣ推定誤差が大きくなりやすいという特徴がある。一方、ＳＯＣi演算部１５２で算出される充電率ＳＯＣiは、電流が大きくかつ急峻な変動がない場合はＳＯＣ推定誤差が小さく、逆に、電流値が小さくて電流検知部１３０の測定精度などの影響を受けやすい場合にはＳＯＣ推定誤差が大きくなりやすいという特徴がある。

そのため、組み合わせ演算部１５３は、上述した充電率ＳＯＣｖおよび充電率ＳＯＣiの特徴に対し、重みにより最終的な充電率ＳＯＣへの影響度を調節している。このようにすることで、ＳＯＣ推定精度を向上させることができる。

（ＳＯＣｖ演算部１５１の基本動作）
次に、ＳＯＣｖ演算部１５１の動作について説明する。図３は、単電池１１１の等価回路図である。単電池１１１は、分極抵抗成分Ｒｐと分極容量成分Ｃの並列接続対、内部抵抗Ｒ、および単電池１１１の開回路電圧ＯＣＶの、直列接続によって表すことができる。図３において、Ｖｐは分極電圧であり、分極抵抗成分Ｒｐと分極容量成分Ｃの並列接続対の両端電圧に相当する。単電池１１１に電流Ｉを印加すると電池の閉回路電圧ＣＣＶは、式（１）のように表すことができる。
ＣＣＶ＝ＯＣＶ＋Ｒ・Ｉ＋Ｖｐ …（１）

充電率ＳＯＣｖの算出には開回路電圧ＯＣＶが用いられるが、計測部１２０は直接に開回路電圧ＯＣＶを測定することができない。そこで、次式（２）のように、測定された閉回路電圧ＣＣＶからＲ・Ｉ（ＩＲドロップ分）と分極電圧Ｖｐを差し引くことで開回路電圧ＯＣＶを求める。
ＯＣＶ＝ＣＣＶ−Ｒ・Ｉ−Ｖｐ …（２）

上述したように、内部抵抗Ｒと分極電圧Ｖｐに関する電池特性情報は、予め記憶部１８０に格納されている。なお、内部抵抗Ｒと分極電圧Ｖｐは、単電池１１１、単電池群１１２および組電池１１０の充電状態や温度によって異なるので、計測部１２０、電流検知部１３０および電圧検知部１４０などで得られる電池情報を入力とし、充電状態や温度の組み合わせに応じた個別の値として記憶部１８０に格納されている。本実施の形態では、内部抵抗Ｒは、温度と内部抵抗との対応関係を定義する内部抵抗マップから得られるとしている。内部抵抗Ｒの算出に使用される温度の詳細については後述する。

図４は、単電池１１１における開回路電圧ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの関係を示す図である。図４に示す開回路電圧ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの対応関係は電池特性により定まるものであり、ＯＣＶ−ＳＯＣマップとして記憶部１８０に格納されている。図３のＳＯＣｖ演算部１５１は、計測部１２０で得られる閉回路電圧ＣＣＶから式（２）を用いてＯＣＶを算出し、算出された開回路電圧ＯＣＶと図４のＯＣＶ−ＳＯＣマップから対応する充電率ＳＯＣｖを算出する。

図３及び図４では、単電池１１１の充電率ＳＯＣｖを求める方法について説明したが、組電池１１０や単電池群１１２における平均的な充電率ＳＯＣｖを求める場合においても同様の手法が適用できる。本実施の形態におけるＳＯＣｖ演算部１５１では、組電池１１０における平均的な閉回路電圧ＣＣＶを入力とし、ＯＣＶ−ＳＯＣマップを用いて組電池１１０の平均的な充電率ＳＯＣｖを演算し出力する。

（ＳＯＣｖ演算部１５１の構成）
図５は、ＳＯＣｖ演算部１５１の構成を説明するブロック図である。ＳＯＣｖ演算部１５１は、図３のＯＣＶ−ＳＯＣ関係に従うＯＣＶ−ＳＯＣマップＭＡＰ１と開回路電圧ＯＣＶとから、組電池１１０の平均的な充電率ＳＯＣｖを算出する。ここでの開回路電圧ＯＣＶは、組電池１１０の平均的な開回路電圧ＯＣＶである。この開回路電圧ＯＣＶは、式（２）に基づく演算ブロックＥＱ１において算出される。演算ブロックＥＱ１に、電圧検知部１４０で検出された閉回路電圧ＣＣＶと、乗算器ＭＰ１からのＲ・Ｉドロップと、マップＭＡＰ２からの分極電圧Ｖｐとを入力すると、開回路電圧ＯＣＶが出力される。

単電池１１１、単電池群１１２、組電池１１０または電池の直近には、電池温度をモニタするための温度センサが複数ないし単数設けられている。図６は、本実施の形態における温度センサの配置を示す図である。一般に、電池は高温ないし低温になると電池性能が低下することが知られている。そのため、電池性能を引き出すために、電池を暖機あるいは冷却して電池の温度調整を行うことが広く行われている。

図６に示す例では、組電池１１０の底面に熱授受部材６００が接続されており、組電池１１０と熱授受部材６００との熱授受により、組電池１１０を暖機または冷却する構成としている。なお、本実施の形態では、組電池１１０は固体部材である熱授受部材６００と直接接続されているが、熱授受が可能な物質であるならば、流体（気体または液体）でもよく、形状はどのようなものでもよい。また、組電池１１０と熱授受部材６００の間に熱授受を容易にするための部材（例えば、電熱シート、グリスなど）を挟んでもよい。

組電池１１０及び熱授受部材６００には複数の温度センサＳ１〜Ｓ４が取り付けられており、複数の位置の温度Ｔ１〜Ｔ４を取得することができる。本実施の形態では、組電池１１０の所定位置に温度センサＳ１〜Ｓ３が取り付けられ、熱授受部材６００の所定位置に温度センサＳ４が取り付けられているが、温度センサ個数および位置は図５に示す構成に限定されない。なお、本実施の形態では、温度Ｔ４は組電池１１０に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明しているものとする。そのため、本実施の形態では温度センサＳ４を熱授受部材６００に配置しているが、例えば、組電池１１０において熱授受部材６００に接触している部分や、その部分の近傍に温度センサＳ４を配置するようにしても良い。

図５に戻って、ＳＯＣｖ演算部１５１の温度選択部５００には、温度センサで検出された電池温度が入力される。図５に示す例では、電池に関する４つの温度Ｔ１〜Ｔ４が入力される。温度選択部５００は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ４に基づいて、電池の温度を代表する温度として内部抵抗マップＭＡＰ３に入力される入力温度Ｔinを出力する。なお、温度選択部５００における入力温度Ｔinの設定の詳細については後述する。

温度選択部５００から出力された入力温度Ｔinを内部抵抗マップＭＡＰ３に入力することで、入力温度Ｔinに対応する内部抵抗推定値Ｒが得られる。内部抵抗マップＭＡＰ３は、図８に示すような電池の内部抵抗と温度の関係から得られるマップである。図８において、横軸は温度、縦軸は内部抵抗である。電流検知部１３０で検出された組電池１１０を流れる電流の電流値Ｉと、内部抵抗マップＭＡＰ３から出力された内部抵抗推定値Ｒとは乗算器ＭＰ１により乗算され、Ｒ・Ｉドロップが得られる。このＲ・Ｉドロップが演算ブロックＥＱ１に入力される。また、演算ブロックＥＱ１に入力される分極電圧Ｖｐは、電流検知部１３０で得られる電池電流Ｉを入力とし分極電圧Ｖｐを算出するマップＭＡＰ２より得られる。

（温度選択部５００）
図７は、本実施の形態における温度選択部５００の構成を示すブロック図である。温度選択部５００は、第１モード演算部５１０、第２モード演算部５２０、モード切替判定部５３０およびスイッチＳＷ１を備えている。第１モード演算部５１０には熱授受部材６００に配置された温度センサＳ４からの温度Ｔ４が入力され、第２モード演算部５２０には組電池１１０に配置された温度センサＳ１〜Ｓ３からの温度Ｔ１〜Ｔ３が入力される。第１モード演算部５１０は、入力された温度Ｔ４を第１モード温度Ｔmode1として出力する。第２モード演算部５２０は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度を、組電池１１０の温度を代表する第２モード温度Ｔmode2として出力する。以下では、第２モード温度Ｔmode2を電池温度と呼称する場合もある。モード切替判定部５３０は、入力された電池温度Ｔmode2に基づいて後述するようにスイッチＳＷ１を切り換え、第１モード温度Ｔmode1または電池温度Ｔmode2のいずれか一方を、入力温度ＴinとしてスイッチＳＷ１から出力させる。

上述のように、本実施の形態では、熱授受部材６００の温度Ｔ４を第２モード演算部５２０における平均温度算出に含めなかったが、温度Ｔ４も第２モードに入力して温度Ｔ１〜Ｔ４の平均温度を第２モード温度Ｔmode2としても良い。これは、温度センサＳ１〜Ｓ３の取り付け位置の影響から、温度Ｔ１〜Ｔ３のみを用いて組電池１１０の平均温度を演算すると、組電池１１０の平均温度としてふさわしくない場合に有用である。例えば、組電池１１０に発生する温度分布のうち、非常に低い温度を取得する位置に温度センサＳ１〜Ｓ３が配置されていた場合、温度差の影響などが考慮されず、得られる平均温度は実際の組電池１１０の平均温度より著しく低くなってしまうことが考えられるからである。

なお、上述したように、温度Ｔ４は組電池１１０に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明しているので、組電池１１０に温度分布が発生した場合に、第１モード温度Ｔmode1として電池の高温側温度が出力されることになる。

次に、図８を用いてモード切替判定部５３０の動作について説明する。図８は、単電池１１１における内部抵抗Ｒと単電池１１１の温度との関係（すなわち、内部抵抗マップＭＡＰ３）を表したグラフである。内部抵抗と温度との関係は、図８に示すように、指数関数的なカーブによって表すことができる。単電池１１１の温度が高温になるほど内部抵抗Ｒは小さくなり、温度が低温になるほど内部抵抗Ｒは大きくなる。また、内部抵抗Ｒの変化率（ΔＲ／ΔＴ）に関しては、単電池１１１の温度が高温になるほど内部抵抗Ｒの変化率（ΔＲ／ΔＴ）は小さくなり、温度が低温になるほど内部抵抗Ｒの変化率（ΔＲ／ΔＴ）は大きくなる。

また、本実施の形態で用いる組電池１１０、単電池群１１２、単電池１１１においては、内部抵抗Ｒと温度との関係は同様の傾向を示している、すなわち、組電池１１０及び単電池群１１２における複数単電池１１１の平均温度と複数単電池１１１の平均内部抵抗についても、図８のグラフを用いて同様に説明することができる。

上述した図５におけるＳＯＣｖ演算部１５１の説明では、基本動作として単電池１１１の充電率ＳＯＣｖを求める方法について説明したが、組電池１１０や単電池群１１２における平均的な充電率ＳＯＣｖを求める方法においても同様の手法が適用できる。本実施の形態で用いるＳＯＣｖ演算部１５１は、組電池１１０における平均的な開回路電圧ＣＣＶを入力とし、ＯＣＶ−ＳＯＣマップを用いて平均的な充電率ＳＯＣｖを演算し出力している。そのため、本実施の形態では、図８の横軸の温度は、第２モード演算部５２０から出力される電池温度（第２モード温度）Ｔmode2が対応している。

図８では、温度領域を、所定温度Ｔth1を境界として低温側の第１モード温度領域と、高温側の第２モード温度領域とに分割する。モード切替判定部５３０は、電池温度Ｔmode2が第１モード温度領域の場合は、入力温度Ｔinとして第１モード演算部５１０から出力される第１モード温度Ｔmode1がスイッチＳＷ１から出力されるように、スイッチＳＷ１を切り替える。一方、電池温度Ｔmode2が第２モード温度領域の場合は、モード切替判定部５３０は、入力温度Ｔinとして第２モード演算部５２０から出力される電池温度（第１モード温度）Ｔmode2がスイッチＳＷ１から出力されるように、スイッチＳＷ１を切り替える。

第１モード温度領域と第２モード温度領域とに分割する所定温度Ｔth1は、次のように決定される。図８に示すように、内部抵抗Ｒの変化率（ΔＲ／ΔＴ）は、電池の温度が低温になるほど大きくなる。このことは、電池温度Ｔmode2が常温又は高温である場合には、電池温度Ｔmode2にある程度誤差があっても内部抵抗Ｒ推定を高精度に行うことが可能であることを示している。逆に、電池温度Ｔmode2が低温である場合には、電池温度Ｔmode2の誤差による内部抵抗Ｒ推定誤差が大きくなり、内部抵抗Ｒ推定が困難であることを示している。すなわち、低温の場合ほど、ＳＯＣ推定誤差が原因でＳＯＣ使用範囲を逸脱する電池使用状況が、発生し易いことを示している。

以上のことから、電池温度Ｔmode2に対する内部抵抗Ｒの変化率である（ΔＲ／ΔＴ）に関して所定値dＲth1を導入し、次式（３）を満たす温度範囲を第１モード温度領域とし、次式（４）を満たす範囲を第２モード温度領域とする。この所定値dＲth1に対応する電池温度における所定温度Ｔth1は、一意的に求めることができる。
（ΔＲ／ΔＴ）＞dＲth1 …（３）
（ΔＲ／ΔＴ）≦dＲth1 …（４）

図９は、内部抵抗Ｒの変化量に基づくモード切替判定部５３０の処理フローを示す図である。ステップＳ１０では、第２モード演算部５２０から入力された電池温度Ｔmodo2における変化率（ΔＲ／ΔＴ）を求め、求めた変化率（ΔＲ／ΔＴ）が式（３）の条件を満たしているか否かを判定する。なお、図１の記憶部１８０には、電池温度と変化率（ΔＲ／ΔＴ）との対応関係を示すマップが予め記憶されおり、そのマップを用いて変化率（ΔＲ／ΔＴ）を求める。式（３）の条件を満たしている場合には、ステップＳ１０からステップＳ２０へ進んで、第１モード演算部５１０から出力された第１モード温度Ｔmode1が入力温度Ｔinとして出力されるように、スイッチＳＷ１を切り換える。一方、式（３）の条件を満たさない場合には、ステップＳ３０へ進んで、第２モード演算部５２０から出力される電池温度（第２モード温度）Ｔmode2が入力温度Ｔinとして出力されるように、スイッチＳＷ１を切り換える。

なお、図９に示す処理では、ステップＳ１０のように入力された電池温度Ｔmodo2から変化率（ΔＲ／ΔＴ）を求め、その変化率（ΔＲ／ΔＴ）と所定値dＲth1との大小比較を行ったが、図１５に示す処理フローのように、電池温度Ｔmode2と入力温度Ｔinとの大小を比較するようにしても良い。図１５では、ステップＳ１５でＴmode2＜Ｔth1か否かを判定し、Ｔmode2＜Ｔth1を満足する場合にはステップＳ２０へ進み、Ｔmode2≧Ｔth1を満足する場合にはステップＳ３０へ進む。

すなわち、Ｔmode2≧Ｔth1の場合には、内部抵抗Ｒを算出する際の温度（入力温度Ｔin）に電池温度Ｔmode2を採用しても、内部抵抗Ｒを精度良く算出することができるので、ＳＯＣ推定誤差を小さく抑えることができる。そのため、入力温度Ｔinとして電池温度Ｔmode2が出力されるようにスイッチＳＷ１を切り換える。

一方、Ｔmode2＜Ｔth1の場合には内部抵抗の変化率（ΔＲ／ΔＴ）が大きいので、入力温度Ｔinとして電池温度Ｔmode2を使用すると、ＳＯＣ推定誤差が大きくなる。その結果、ＳＯＣの真値が推奨されるＳＯＣ範囲を逸脱するおそれがあるので、本実施の形態では電池の高温側温度を表している温度Ｔ４（＝第１モード温度Ｔmode1）を使用することで、そのような不具合の発生を防止するようにしている。温度Ｔ４を使用することについての詳細説明は後述する。なお、本実施の形態では、上述したように、温度Ｔ４は組電池１１０に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明している。

図１０は、第１の実施の形態における第１モード温度Ｔmode1、電池温度（第２モード温度）Ｔmodo2および入力温度Ｔinの時間推移を示す図である。ここでは、熱授受部材６００が暖機システムとして機能する場合について説明する。図１０において、符号Ｔmode1を付した曲線は第１モード演算部５１０から出力される第１モード温度Ｔmode1（＝Ｔ４）の時間推移を示し、符号Ｔmode2を付した曲線は第２モード演算部５２０から出力され電池温度（第２モード温度）Ｔmode2の時間推移を示している。一点鎖線で示す曲線は、入力温度Ｔinの時間推移を示している。

暖機開始時（ｔ＝０）には、温度Ｔ１〜Ｔ４（図６参照）はほぼ同一温度となっているので、温度Ｔ４である第１モード温度Ｔmode1と温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度である電池温度Ｔmode2とは同一温度になっている。暖気開始後は、時間の経過と共に第１モード温度Ｔmode1と電池温度Ｔmode2との温度差ΔＴ１は増加する。これは、暖機開始とともに熱授受部材６００は加熱され急激に温度上昇するが、組電池１１０は、まだ十分に熱伝達されない状態にあることを示している。

しかしながら、暖機開始から十分時間が経過すると、徐々に電池温度Ｔmode2は第１モード温度Ｔmode1に近づいて行く。これは、暖機継続によって熱授受部材６００の熱が組電池１１０に対して十分伝わっていくことを示している。最終的には、第１モード温度Ｔmode1と電池温度Ｔmode2とは、ほぼ同程度の温度になると想定される。

上述したように、電池温度Ｔmode2が所定温度Ｔth1に対してＴmode2＜Ｔth1である場合には、スイッチＳＷ１からは第１モード温度Ｔmode1が入力温度Ｔinとして出力される。そのため、Ｔmode2＝Ｔth1となる時刻ｔ１までは、曲線Ｔinは曲線Ｔmode1と一致する。一方、ｔ≧ｔ１ではＴmode2≧Ｔth1が満足されるので、曲線Ｔinは曲線Ｔmode2と一致する。

（温度推定誤差の影響）
ところで、ＳＯＣ推定誤差が大きな状況においては、ＳＯＣ推定値がＳＯＣ真値に対して大きい方にずれる場合と小さい方にずれる場合とがあり、ずれる方向によって組電池劣化を招きやすいか否かが異なる。暖機時のように、熱授受部材６００の熱により組電池１１０の内部に温度分布ないし温度差が発生する状況では、組電池１１０の温度真値を取得することは困難であり、内部抵抗推定に用いられる入力温度Ｔinは、組電池１１０の温度真値Ｔtrに対して次式（５）、（６）に示す大小関係の何れかになると想定される。
（入力温度Ｔin）＜（温度真値Ｔtr） …（５）
（温度真値Ｔtr）＜（入力温度Ｔin） …（６）

これを、図８に示した温度と内部抵抗との関係を示すグラフ（内部抵抗マップＭＡＰ３に相当する）に示すと、図１１のようになる。式(５)の関係にある入力温度ＴinをＴin_lとすると、入力温度Ｔin_lにおける内部抵抗推定値Ｒ_lと内部抵抗真値Ｒtrとの大小関係は式（７）のようになる。また、式(６)のような関係にある入力温度ＴinをＴin_hとすると、入力温度Ｔin_hにおける内部抵抗推定値Ｒ_hと内部抵抗真値Ｒtrとの大小関係は式（８）のようになる。
（内部抵抗真値Ｒtr）＜（内部抵抗推定値Ｒ_l） …（７）
（内部抵抗推定値Ｒ_h）＜（内部抵抗真値Ｒtr） …（８）

（Ｔin＜Ｔtrの場合の開回路電圧）
まず、図１２を用いて、入力温度ＴinがＴin_l（＜Ｔtr）であった場合の開回路電圧推定値について説明する。図１２（ａ）は充放電時の電流値を示す図であり、図１２（ｂ）は充放電時の閉回路電圧ＣＣＶの挙動を示す図である。式（２）で示したように、計測された閉回路電圧ＣＣＶからＩ・Ｒドロップと分極電圧Ｖｐを差し引くことによって、開回路電圧ＯＣＶを算出することができる。ただし、分極電圧Ｖｐは温度による内部抵抗変化の影響を受けないので、ここでは省略することとする。

充電開始により、充電時の閉回路電圧ＣＣＶchgは上昇する。このとき、充電期間ｔchgの間の開回路電圧推定値ＯＣＶchgest1は式（９）によって求まる。また、放電期間ｔdisの間の開回路電圧推定値ＯＣＶdisest1は式（１０）によって求まる。なお、上述したように分極電圧Ｖｐについては省略した。
ＯＣＶchgest1＝ＯＣＶchg−Ｒ_l×Ｉ …（９）
ＯＣＶdisest1＝ＯＣＶdis−Ｒ_l×Ｉ …（１０）

式（７）に示したように、内部抵抗推定値Ｒ_lは内部抵抗真値Ｒtrよりも大きいので、開回路電圧真値ＯＣＶchgtrと開回路電圧推定値ＯＣＶchgest1との間には、次式（１１）のような大小関係が成立する。一方、放電時においては図１２（ａ）に示すようにＩ＜０なので、（−Ｒ_l×Ｉ）＞（−Ｒtr×Ｉ）＞０となり、開回路電圧真値ＯＣＶdistrと開回路電圧推定値ＯＣＶdisest1との間には、次式（１２）のような大小関係が成立する。
ＯＣＶchgest1 ＜ ＯＣＶchgtr …（１１）
ＯＣＶchgest1 ＞ ＯＣＶchgtr …（１２）

（Ｔin＞Ｔtrの場合の開回路電圧）
次に、入力温度ＴinがＴin_h（＞Ｔtr）であった場合について図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は充放電時の電流値を示す図であり、図１３（ｂ）は充放電時の閉回路電圧ＣＣＶの挙動を説明する図である。充電開始により、閉回路電圧ＣＣＶchgは上昇する。このとき、充電期間ｔchgの間の開回路電圧推定値ＯＣＶchgest2は次式（１３）によって求まる。また、放電期間ｔdisの間の開回路電圧推定値ＯＣＶdisest2は次式（１４）によって求まる。
ＯＣＶchgest2＝ＣＣＶchg−Ｒ_h×Ｉ …（１３）
ＯＣＶdisest2＝ＣＣＶdis−Ｒ_h×Ｉ …（１４）

式（８）に示したように、内部抵抗推定値Ｒ_hは内部抵抗真値Ｒtrよりも小さいので、開回路電圧真値ＯＣＶchgtrと開回路電圧推定値ＯＣＶchgest2との間には、次式（１５）のような大小関係が成立する。一方、放電時においては図１３（ａ）に示すようにＩ＜０なので、（−Ｒtr×Ｉ）＞（−Ｒ_h×Ｉ）＞０となり、開回路電圧真値ＯＣＶdistrと開回路電圧推定値ＯＣＶdisest2との間には、次式（１６）のような大小関係が成立する。
ＯＣＶchgtr ＜ ＯＣＶchgest2 …（１５）
ＯＣＶdistr ＞ ＯＣＶdisest2 …（１６）

開回路電圧ＯＣＶと充電率ＳＯＣとの間には図４に示すような関係があるので、開回路電圧ＯＣＶの推定値と真値との間に上述のような関係がある場合、充電率ＳＯＣの推定値と真値との間には、次式（１７）〜（２０）に示すような関係があることがわかる。ここで、充電中に求まる充電率ＳＯＣの推定値をＳＯＣchgestと表し、放電中に求まる推定値をＳＯＣdisestと表す。それに対して、Ｔin＜Ｔtrの場合における充電中および放電中のＳＯＣ真値をＳＯＣchgtr1およびＳＯＣdistr1と表し、Ｔin＞Ｔtrの場合における充電中および放電中のＳＯＣ真値をＳＯＣchgtr2およびＳＯＣdistr2と表すことにする。
（Ｔin＜Ｔtrの場合）
ＳＯＣchgest＜ＳＯＣchgtr1 …（１７）
ＳＯＣdisest＞ＳＯＣdistr1 …（１８）
（Ｔin＞Ｔtrの場合）
ＳＯＣchgest＞ＳＯＣchgtr2 …（１９）
ＳＯＣchgest＜ＳＯＣdistr2 …（２０）

図１４は、ＳＯＣchgestとＳＯＣchgtr1およびＳＯＣchgtr2との関係、ＳＯＣdisestとＳＯＣdistr1およびＳＯＣdistr2との関係を説明する図である。図１４（ａ）は充放電電流の推移を示す図であり、図１４（ｂ）は充電中および放電中のＳＯＣ推定値とＳＯＣ真値との関係を示す図である。ＳＯＣ真値には、電池性能を維持する観点から、取るべきＳＯＣ使用範囲（以下では単に範囲と呼ぶ）ＳＯＣrngが定められている。ＳＯＣ制御においては、ＳＯＣ真値をこの範囲ＳＯＣrng内に納めることが求められる。

図１４の充電期間ｔchgを見ると、充電率ＳＯＣの推定値ＳＯＣchgestは時間経過と共に上昇する。このとき、Ｔin＜Ｔtrの場合の真値ＳＯＣchgtr1は常に推定値ＳＯＣchgestより大きい値になるため、期間ｔc1においては、推定値ＳＯＣchgestが範囲ＳＯＣrng内であるにもかかわらず、真値ＳＯＣchgtr1は範囲ＳＯＣrngの上限ＳＯＣthmaxを超えてしまうことになる。また、推定値ＳＯＣdisestが減少する放電期間ｔdisにおいは、Ｔin＜Ｔtrの場合の真値ＳＯＣdistr1は常に推定値ＳＯＣdisestより小さい値になるため、期間ｔd1においては、推定値ＳＯＣdisestが範囲ＳＯＣrng内であるにもかかわらず、真値ＳＯＣdistr1は範囲ＳＯＣrngの下限ＳＯＣthminを下回ってしまうことになる。

このように、入力温度Ｔinが温度真値Ｔtrより低温である場合（Ｔin＜Ｔtrの場合）は、ＳＯＣ真値がＳＯＣ使用範囲を逸脱してしまう状態が発生する可能性がある。一方、入力温度Tinが温度真値Ｔtrより高温である場合（Ｔin＞Ｔtrの場合）には、充放電中の推定値ＳＯＣchgestおよびＳＯＣdisestが範囲ＳＯＣrng内にある限り、真値ＳＯＣchgtr2およびＳＯＣdistr2は常に範囲ＳＯＣrng内に収まっている。

本実施の形態では、前述した図９または図１５の処理のように、温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度である電池温度（第２モード温度）Ｔmode2が所定温度Ｔth1以上の場合には電池温度Ｔmode2を入力温度Ｔinに採用する。この場合、内部抵抗Ｒを高精度に推定できるので、ＳＯＣｖ演算部１５１で算出される充電率ＳＯＣｖの推定誤差も小さく、ＳＯＣ推定値と真値との差が非常に小さい。その結果、ＳＯＣ真値が図１４（ｂ）の範囲ＳＯＣrngから大きく逸脱するおそれがない。

一方、電池温度Ｔmode2が所定温度Ｔth1よりも低温の場合には、組電池１１０内の高温側温度として熱授受部材６００で得られた温度Ｔ４（＝Ｔmode1）を入力温度Ｔinに採用するようにした（図１０参照）。その場合、温度Ｔ４（＝Ｔmode1）は平均温度である電池温度Ｔmode2と乖離しているのでＳＯＣ推定誤差の発生は避けられないが、Ｔin＝Ｔ４とすることで、入力温度Ｔinは真値Ｔtrに対してＴin＞Ｔtrの状況となる。その結果、図１４において説明したように、充電率ＳＯＣの真値（ＳＯＣchgtr2、ＳＯＣdistr2）が要求される範囲ＳＯＣrng内に収まるような制御が実現される。それにより、ＳＯＣ使用範囲逸脱による組電池１１０、単電池群１１２及び単電池１１１の電池性能劣化を抑制する制御が可能となる。

なお、電池温度が過温度状態になって熱授受部材６００で冷却するような冷却モードの場合には、熱授受部材６００の温度Ｔ４である第１モード温度Ｔmode1、および、電池の平均温度である第２モード温度Ｔmode2は、図１６に示すような時間推移を示す。この場合、電池を冷却しすぎないような制御が行われるので、第２モード温度Ｔmode2は所定温度Ｔth1よりも高い温度で推移することになる。そのため、冷却モードの場合には図１５のステップＳ１５においてＮＯと判定されて、入力温度Ｔin＝Ｔmode2のように制御される。すなわち、本実施の形態で説明した切替動作は、冷却モードにおいても不都合なく動作する。

−第２の実施の形態−
図１７は、第２の実施の形態における温度選択部５００のブロック図である。温度選択部５００は、第１モード演算部５１０、第２モード演算部５２０、モード切替判定部５３０、スイッチＳＷ１および減算器ＤＦ１を備えている。温度選択部５００には、組電池１１０の温度として取得した温度Ｔ１〜Ｔ４が入力される。温度Ｔ１〜Ｔ４は、組電池１１０の温度を取得するために取り付けられた温度であれば、組電池１１０に直接取り付けられていない温度センサからの値でも良い。なお、以下の説明では、熱授受部材６００を設けない場合を想定しているが、もちろん、熱授受部材６００を設ける構成であってもよい。温度Ｔ１〜Ｔ４には、熱授受部材６００の温度を必要に応じて含ませても良い。

第１モード演算部５１０および第２モード演算部５２０には温度Ｔ１〜Ｔ４が入力される。なお、第１モード演算部５１０および第２モード演算部５２０に入力される温度の数は４に限定されず、また、第１モード演算部５１０および第２モード演算部５２０に入力される温度の組み合わせは、図１７の場合と異なっていても良い。第１モード演算部５１０は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ４の内の最も高い温度を第１モード温度Ｔmode1として出力する。第２モード演算部５２０は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ４の平均値（平均温度）を第２モード温度Ｔmode2として出力する。

減算器ＤＦ１は、入力された第１モード温度Ｔmode1および第２モード温度Ｔmode2の差分ΔＴdf1を演算する。差分ΔＴdf1は、次式（２１）のように表される。
ΔＴdf1＝Ｔmode1−Ｔmode2 …（２１）

モード切替判定部５３０には、第１モード演算部５１０から出力された第１モード温度Ｔmode1と、減算器ＤＦ１で算出された差分ΔＴdf1とが入力される。モード切替判定部５３０は、第１モード温度Ｔmode1および差分ΔＴdf1に基づいて、スイッチＳＷ１の切り替えを行う。

図１８は、モード切替判定部５３０の処理フローを示すフローチャートである。ステップＳ１１０では、最大温度と平均温度との差分ΔＴdf1が所定値Ｔdfaよりも大きくなったか否か、すなわち、組電池１１０内に温度分布が大きくなったか否かを判定する。ステップＳ１１０でΔＴdf1＞Ｔdfaと判定されるとステップＳ１０へ進み、ΔＴdf1≦Ｔdfaと判定されるとステップＳ３０へ進む。ΔＴdf1≦Ｔdfaの場合には、組電池１１０内の温度分布は小さいとし、ステップＳ３０において、入力温度Ｔinとして第２モード温度Ｔmode2（平均温度）が出力されるようにスイッチＳＷ１を切り換える。

一方、ステップＳ１１０からステップＳ１０へ進んだ場合には、すなわち、組電池１１０内に温度分布が大きくなった場合には、第１の実施の形態の場合と同様に、第２モード温度Ｔmode2における内部抵抗Ｒの変化率（ΔＲ／ΔＴ）が所定値dＲth1を上回っているか否かを判定する。そして、（ΔＲ／ΔＴ）＞dＲth1の場合には、ステップＳ２０へ進んで、第１モード温度Ｔmode1（最大温度）が入力温度Ｔinとして出力されるようにスイッチＳＷ１を切り替える。（ΔＲ／ΔＴ）≦dＲth1の場合には、ステップＳ３０へ進んで、第２モード温度Ｔmode2（平均温度）が入力温度Ｔinとして出力されるようにスイッチＳＷ１を切り替える。

以上のように、第２の実施の形態では、組電池１１０内の温度差が大きくなった場合にのみ、第１の実施の形態と同様の平均温度（第２モード温度Ｔmode2）と高温側温度（第１モード温度Ｔmode1）との切り替えを行うようにした。例えば、暖機が行われている場合には、一般的に最大温度と平均温度との差分ΔＴdf1が大きくなるので、ステップＳ１１０においてＹＥＳと判定されてステップＳ１０へ進む。

一方、暖機や冷却などがなく組電池１１０内の温度差が小さい場合には、平均温度である電池温度Ｔmode2は比較的低温になっている。そのような場合、本来は高温側温度Ｔmode1を入力温度Ｔinとして採用すべきであるが、乖離した高温側温度を採用するとＳＯＣｖ演算の精度悪化を招く。そのため、図１８に示すようにステップＳ１１０からステップＳ３０へ進んで、入力温度Ｔinとして平均温度である電池温度Ｔmode2を出力するのが好ましい。

−第３の実施の形態−
図１９は、第３の実施の形態における温度選択部５００のブロック図である。第１の実施の形態の場合と同様に、第１モード演算部５１０は入力された高温側の温度Ｔ４を第１モード温度Ｔmode1として出力し、第２モード演算部５２０は入力された温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度を第２モード温度Ｔmode2として出力する。第１の実施の形態の場合と同様に電池温度Ｔmode2と呼ぶことにする。第１モード温度Ｔmode1および電池温度Ｔmode2は減算器ＤＦ１に入力され、減算器ＤＦ１からそれらの差分ΔＴdf1（＝Ｔmode1−Ｔmode2）が出力される。

図２０は、第３の実施の形態におけるモード切替判定部５３０の処理フローを示すフローチャートである。第１の実施の形態の場合と同様に、ステップＳ１０では(ΔＲ/ΔＴ)＞dＲth1か否かを判定する。(ΔＲ/ΔＴ)＞dＲth1を満足する場合にはステップＳ１６へ進み、(ΔＲ/ΔＴ)＞dＲth1を満足する場合にはステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０へ進んだ場合には、第２モード演算部５２０から出力される電池温度Ｔmode2が入力温度Ｔinとして出力されるように、スイッチＳＷ１を切り換える。

一方、ステップＳ１６へ進んだ場合には、温度差ΔＴdf1と所定値Ｔdfbとを比較し、ΔＴdf1＜Ｔdfbを満足するか否かを判定する。ΔＴdf1＜Ｔdfbを満足する場合には、ステップＳ２０へ進んで第１モード温度Ｔmode1が入力温度Ｔinとして出力されるように、スイッチＳＷ１を切り換える。逆に、ΔＴdf1＜Ｔdfbを満足しない場合には、ステップＳ２５へ進んで、入力温度ＴinとしてＴmodo2＋Ｔｂを出力する。ここで、所定値Ｔｂの値としては、例えば、温度差ΔＴdf1の判定基準である所定値Ｔdfbと同一値とする。

図２１は、第３の実施の形態における入力温度Ｔinの時間推移を示すグラフである。図２１では、ＴｂをＴｂ＝Ｔdfbと設定した場合について示した。暖機が開始されると組電池１１０に温度分布が発生し、第１モード温度Ｔmode1と電池温度Ｔmode2との温度差ΔＴdf1が大きくなり始める。電池温度Ｔmode2が(ΔＲ/ΔＴ)≦dＲth1となる所定温度Ｔth1以上となるまでは、ステップＳ１０においてＹＥＳと判定されてステップＳ１６の処理が実行される。暖機開始直後はΔＴdf1＜Ｔdfb以下であるため、ステップＳ１６からステップＳ２０に進む。その結果、入力温度ＴinはＴin＝Ｔmode1と設定され、曲線Ｌ１のように推移する。

その後、温度差ΔＴdf1が大きくなってΔＴdf1≧Ｔdfbとなると、ステップＳ１６でＮＯと判定されてステップＳ２５が実行される。その結果、入力温度Ｔinは、Ｔin＝Ｔmode2＋Ｔｂと設定されて曲線Ｌ１から曲線Ｌ２に移行し、電池温度Ｔmode2と同様の上昇傾向で推移することになる。その後、第１モード温度Ｔmode1と電池温度Ｔmode2との温度差ΔＴdf1が小さくなってΔＴdf1＜Ｔdfbとなると、再びステップＳ１６からステップＳ２０に進むようになる。その結果、入力温度ＴinはＴin＝Ｔmode1と設定されて、曲線Ｌ２からＴmode1のラインと一致する曲線Ｌ３へ移行することになる。

その後、電池温度Ｔmode2がさらに上昇して(ΔＲ/ΔＴ)≦dＲth1となる所定温度Ｔth1以上となると、ステップＳ１０でＮＯと判定されてステップＳ３０が実行される。その結果、入力温度ＴinはＴin＝Ｔmode2と設定され、入力温度Ｔinは曲線Ｌ３からＴmode2のラインと一致する曲線Ｌ４へ移行する。

以上のように、第３の実施の形態では、暖機開始でＴmode1のラインと一致する曲線Ｌ１のように入力温度Ｔinは変化するが、組電池１１０内の温度差ΔTdf1が所定値Ｔdfbよりも大きくなった場合には、入力温度ＴinをＴmode2＋Ｔｂに制限する。このように制御することで、組電池１１０が局所的に急激に加温されて一部分だけ極端に高温となり、組電池１１０内の大部分は低温のままであるような状況に対して、過敏に反応して高温側温度Ｔmode1を入力温度Ｔinに採用するのを抑制することができる。

また、ＴｂをＴdfbと同一の値とすることにより、図２１の曲線Ｌ１から曲線Ｌ２への移行時、および、曲線Ｌ２から曲線Ｌ３への移行時に、入力温度Ｔinに急峻な変化が発生しない。その結果、内部抵抗Ｒの急峻な変化によるＳＯＣｖ演算精度の悪化を抑制することができる。

−第４の実施の形態−
図２２は、第４の実施の形態における温度選択部５００のブロック図である。第４の実施の形態では、第１モード演算部５１０の出力Ｔmode1と第２モード演算部５２０の出力Ｔmode2とを重みＷを用いて組み合わせ、それを入力温度Ｔinとするようにした。本実施の形態においても、第１モード演算部５１０は入力された高温側の温度Ｔ４を第１モード温度Ｔmode1として出力する。また、第２モード演算部５２０は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度を電池温度Ｔmode2として出力する。

Ｗ生成器１１４によって生成された重みＷ（０≦Ｗ≦１）は、乗算器ＭＰ２および減算器ＤＦ２に入力される。減算器ＤＦ２は１から重みＷを減算し、その減算結果（１−Ｗ）を乗算器ＭＰ３に入力する。第１モード演算部５１０から出力された第１モード温度Ｔmode1は乗算器ＭＰ２において重みＷと乗算され、Ｗ×Ｔmode1が得られる。第２モード演算部５２０から出力された電池温度Ｔmode2は乗算器ＭＰ３において（１−Ｗ）と乗算され、（１−Ｗ）×Ｔmode2が得られる。演算結果のＷ×Ｔmode1および（１−Ｗ）×Ｔmode2は加算器ＡＤによって加算され、その加算結果が入力温度Ｔinとして出力される。すなわち、入力温度Ｔinは次式（２２）によって表される。式（２２）に示すように入力温度Ｔinは第１モード温度Ｔmode1と電池温度Ｔmode2との組み合わせによって得られ、重みＷによって組み合わせの度合いを調節することができる。
Ｔin＝Ｗ×Ｔmode1＋（１−Ｗ）×Ｔmode2 …（２２）

図２３は、Ｗ生成器１１４で生成される重みＷの一例を示す図である。横軸は組電池１１０の平均温度である電池温度Ｔmode2を示し、縦軸は重みＷを示す。Ｗ生成器１１４は電池温度Ｔmode2の値に応じて図２３に示すような重みＷを生成する。Ｔth11およびＴth12は重みＷの変化形態を変更するタイミングである温度閾値であって、ここではＴth11を低温側基準温度と呼び、Ｔth12を高温側基準温度と呼ぶことにする。Ｔmode2≦Ｔth11の場合にはＴin＝Ｔmode1と設定される第１モード（Ｗ＝１）となり、Ｔmode2≧Ｔth12の場合にはＴin＝Ｔmode2と設定される第２モード（Ｗ＝０）となり、Ｔth11＜Ｔmode2＜Ｔth12の場合には重みＷを０＜Ｗ＜１に設定する第３モードとなる。第３モードでは、電池温度Ｔmode2が低温側基準温度Ｔth11に近づくほどＷ＝１に収束し、電池温度Ｔmode2が高温側基準温度Ｔth12に近づくほどＷ＝０に収束するように重みＷを設定する。図２２に示す例では、第３モードにおいては、電池温度Ｔmode2の上昇に伴ってＷを１から０へと直線的に減少させるようにした。

Ｗが１か０のみを取る場合、Ｗを１と0の間にて切り替えた際に、入力温度ＴinはＴmode1とＴmode2との間で急峻に切り替わることとなる。そのため、重みＷの切り替えの瞬間にＳＯＣｖ推定値の精度悪化を招くおそれがある。そこで、本実施の形態では、第１モードと第２モードとの間に重みＷが０＜Ｗ＜１の間で変化する第３のモードを設けるようにした。

図２４は、暖機時の入力温度Ｔinの時間推移を示すグラフである。暖機開始時は、組電池１１０の平均温度である電池温度Ｔmode2はＴmode2≦Ｔth11の状態であり、重みＷは１に設定され、入力温度Ｔinは第１モード温度Ｔmode1に設定される（Ｔin＝Ｔmode1）。

次に、電池温度Ｔmode2がＴth11＜Tmode2＜Ｔth12の場合を考える。このとき、入力温度ＴinはＴin＝Ｗ×Ｔmode1＋（１−Ｗ）×Ｔmode2に設定される。重みＷは、０＜Ｗ＜１で動くため、入力温度Ｔinは下記の式（２３）および式（２４）を満足している。さらに、暖機により組電池１１０が十分加温された場合、電池温度Ｔmode2が上昇してＴmode2＞Ｔth12となるので、Ｗ＝０がＷ生成器１１４から出力され入力温度ＴinはＴin＝Ｔmode2となる。
Ｔmode1＞Ｔin＞Ｔmode2 …（２３）
Ｔth11＜Ｔin＜Ｔth12 …（２４）

このように、重みＷを０と１との間で切り替える入力温度ＴinをＴmode1とＴmode2との間で切り替える際に、上述のような第３モードを導入することにより、シームレスな温度切り替えを可能にすることができる。その結果、入力温度Ｔinのモード切替時に発生する内部抵抗Ｒ推定誤差が発生するのを防止でき、ＳＯＣｖ推定精度の悪化を抑制することができる。

―第５の実施の形態―
図２５は、第５の実施の形態における温度選択部５００のブロック図である。上述した第１の実施の形態では、組電池１１０の平均温度である第２モード温度（電池温度）Tmode2と所定温度Ｔth1の大小関係を比較し、入力温度Ｔinとして第１モード温度Ｔmode1を用いるか第２モード温度（電池温度）Ｔmode2を用いるかを判定していた。本実施の形態では、例えば上位の車両制御部２００から暖機状態信号ＳＨを取得し、モード切替判定部５３０は、その暖機状態信号ＳＨに基づいてスイッチＳＷ１の切替制御を行うようにした。

モード切替判定部５３０は、入力された暖機状態信号ＳＨに基づいてスイッチＳＷ１の切換制御を行う。第１の実施の形態と同様に、第１モード演算部５１０は入力された高温側の温度Ｔ４を第１モード温度Ｔmode1として出力し、第２モード演算部５２０は、入力された温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度を第２モード温度（電池温度）Ｔmode2として出力する。

暖機状態信号ＳＨが暖機中を示す状態にある場合には、モード切替判定部５３０は、入力温度Ｔinとして第１モード温度Ｔmode1が出力されるようにスイッチＳＷ１を切り替える。逆に、暖機状態信号ＳＨが暖機中でない状態を示すときは、モード切替判定部５３０は、入力温度Ｔinとして第２モード温度（電池温度）Ｔmode2が出力されるようにスイッチＳＷ１を切り替える。

なお、上述した例では、暖機状態信号ＳＨが電池システム１００の外側に設けられた車両制御部２００から入力されるとしたが、暖機状態信号ＳＨを出力する機能は、電池システム１００の内外いずれに設けても構わない。一つの暖機状態信号ＳＨに基づいて暖機中か否かを判定したが、複数の信号を組み合わせて暖機中を判断してもよい。

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（Ｃ１）電池制御装置である電池状態推定部１５０は、図２に示すように、電池の温度Ｔおよび電圧値Ｖに基づいて充電率ＳＯＣｖを算出するＳＯＣｖ演算部１５１と、電池の電流値Ｉに基づいて充電率ＳＯＣｉを算出するＳＯＣｉ演算部１５２と、を備え、充電率ＳＯＣｖおよび充電率ＳＯＣｉに基づく充電率ＳＯＣに基づいて、電池の充放電を制御する。

そして、温度Ｔは、図６に示すように電池の複数位置において計測された複数の温度Ｔ１〜Ｔ４を含み、ＳＯＣｖ演算部１５１は、電池の高温側の第１モード温度Ｔmode1に基づいてＳＯＣ演算を行う第１モードと、電池の低温側の第２モード温度Ｔmode2に基づいてＳＯＣ演算を行う第２モードとを、第２モード温度Ｔmode2の高低に基づいて切り替える。このように、ＳＯＣ演算を内部抵抗推定誤差が大きい場合に適用される第１モード、および内部抵抗推定誤差が小さい場合に適用される第２モードを設定し、電池の高低すなわち内部抵抗の推定誤差の程度に応じて、モードを切り替えるようにした。

それによって、図１４（ｂ）に示すＳＯＣ推定値に対するＳＯＣ真値が、図１４（ｂ）の真値ＳＯＣchgtr1、ＳＯＣdistr1のように範囲ＳＯＣrngを逸脱するのを防止でき、真値ＳＯＣchgtr2、ＳＯＣdistr2のように範囲ＳＯＣrng内に収まるような制御が実現される。その結果、ＳＯＣ使用範囲逸脱による組電池１１０、単電池群１１２及び単電池１１１の電池性能劣化を防止することができる。

（Ｃ２）第２モード温度Ｔmode2の高低に基づいて切り替える方法としては、例えば、電池の内部抵抗の変化率ΔＲ／ΔＴに基づいて、閾値（dＲth1）に対応する第２モード温度Ｔmode2の閾値温度（Ｔth1）を設定し、図１５のように、低温側の第２モード温度Ｔmode2がＳＯＣ演算精度に関する閾値温度（Ｔth1）より低い場合には第１モードに切り替え、第２モード温度Ｔmode2が閾値温度（Ｔth1）以上の場合には第２モードに切り替える。また、図９のように、内部抵抗の変化率ΔＲ／ΔＴが閾値（dＲth1）よりも大きいか否かでモードの切り替えを行うようにしても良い。

（Ｃ３）また、図６の熱授受部材６００のように暖機により高温になることが予め分かっている場合には、電池と熱授受を行う熱授受部材６００の温度Ｔ４を第１モード温度Ｔmode1に設定することで、複数の温度から高温側の第１モード温度Ｔmode1を選択する処理を省くことができる。熱授受を行う媒体としては図６のような電池と接触して設けられた熱授受部材６００だけでなく、電池を流体中に浸して暖機するような構成における流体などでも良い。

（Ｃ４）さらに、第１モード温度Ｔmode1と第２モード温度Ｔmode2との差が所定値より小さい場合、例えば、暖機が行われていない場合には、組電池１１０の場所による温度差が小さくなる。そのような場合には、入力温度Ｔinとして第２モード温度Ｔmode2を出力するのが好ましい。

（Ｃ５）また、図２０に示すように、（ΔＲ／ΔＴ）＞dＲth1の場合、すなわち、第２モード温度Ｔmode2がＳＯＣ演算精度に関する閾値温度（Ｔth1）より低い場合には、第１モード温度Ｔmode1と第２モード温度Ｔmode2との差ΔＴdf1が所定値Ｔdfbより小さい場合に、第１モード温度Ｔmode1に基づいてＳＯＣ演算を行い、差ΔＴdf1が所定値Ｔdfb以上の場合に、第２モード温度Ｔmode2に所定値Ｔdfb以下の補正量（Ｔｂ）を加算した温度に基づいてＳＯＣ演算を行う。図２０では、補正量（Ｔｂ）を所定値Ｔdfbと等しい値としているので、入力温度ＴinをＴmode2＋Ｔｂのように設定している。ここで、Ｔmode2＋Ｔｂを第１モード温度Ｔmode1を用いて表現すると、Ｔmode1−（ΔＴdf1−Ｔｂ）となる。

このように制御することで、組電池１１０が局所的に急激に加温されて一部分だけ極端に高温となり、組電池１１０内の大部分は低温のままであるような状況に対して、過敏に反応して高温側の第１モード温度Ｔmode1を入力温度Ｔinに採用するのを抑制するようにしている。

（Ｃ６）また、図２３，２４に示すように、第２モード温度Ｔmode2が第１の閾値（Ｔth11）よりも大きく第２の閾値（Ｔth12）よりも小さい場合には、重みＷを用いた「Ｗ×（Ｔmode1）＋（１−Ｗ）×（Ｔmode2）」の式で算出される温度Ｔinに基づいてＳＯＣ演算を行い、温度Ｔinに基づいてＳＯＣ演算を行う際には、第２モード温度Ｔmode2の温度上昇に伴って重みＷを１から０へと減少させるようにしても良い。ＳＯＣ演算に用いる温度Ｔinをこのように設定することにより、シームレスな温度切り替えを可能にすることができ、入力温度Ｔinのモード切替時に発生する内部抵抗Ｒ推定誤差が発生するのを防止でき、ＳＯＣｖ推定精度の悪化を抑制することができる。

（Ｃ７）図２５に示すように、熱授受部材６００が温度上昇している暖機状態であることを示す暖機状態信号ＳＨが温度選択部５００に入力される構成の場合には、第２モード温度Ｔmode2の高低による切り替えに代えて、暖機状態信号ＳＨを受信すると第１モードに切り替え、暖機状態信号ＳＨの非受信時には第２モードに切り替えるようにしても良い。

（Ｃ８）第２モード温度Ｔmode2には、複数の温度の平均値、または、複数の温度から前記第１モード温度Ｔmode1を除いた平均値が採用される。例えば、図６に示すように温度Ｔ４が熱授受部材６００であって、暖機において組電池１１０事態の温度と大きく乖離している場合には、図７に示すように温度Ｔ４を除く温度Ｔ１〜Ｔ３の平均温度を第２モード温度Ｔmode2とするのが好ましい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、それらを組み合わせても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００…電池システム、１１０…組電池、１１１…単電池、１１４…Ｗ生成器、１２０…計測部、１２１，１２１ａ，１２１ｂ…単電池制御部、１３０…電流検知部、１４０…電圧検知部、１５０…電池状態推定部、１５１…ＳＯＣｖ演算部、１５２…ＳＯＣｉ演算部、１５３…組み合わせ演算部、１８０…記憶部、２００…車両制御部、４００…インバータ、４１０…モータジェネレータ、５１０…第１モード演算部、５２０…第２モード演算部、５３０…モード切替判定部、６００…熱授受部材、ＳＨ…暖機状態信号、ＳＷ１…スイッチ、Ｔmode1…第１モード温度、Ｔmode2…第２モード温度

Claims (8)

1. 電池の温度および電圧値に基づいて第１電池充電状態を算出する第１ＳＯＣ演算部と、
   電池の電流値に基づいて第２電池充電状態を算出する第２ＳＯＣ演算部と、を備え、前記第１電池充電状態および前記第２電池充電状態に基づく第３電池充電状態に基づいて、前記電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
   前記温度は、前記電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、
   前記第１ＳＯＣ演算部は、前記電池の高温側の第１温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行う第１モードと、前記電池の低温側の第２温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行う第２モードとを、前記第２温度の高低に基づいて切り替える、電池制御装置。
2. 請求項１に記載の電池制御装置において、
   前記第２温度が電池の内部抵抗の変化率に基づいて設定された閾値温度より低い場合には前記第１モードに切り替え、前記第２温度が閾値温度以上の場合には前記第２モードに切り替える、電池制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電池制御装置において、
   前記第１温度は、前記電池と熱授受を行う媒体の温度である、電池制御装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電池制御装置において、
   前記第１ＳＯＣ演算部は、
   前記第１温度と前記第２温度との差が所定値より大きい場合に前記第２温度の高低に基づく切り替えを行い、
   前記差が所定値以下の場合には前記第２モードに切り替える、電池制御装置。
5. 請求項２に記載の電池制御装置において、
   前記第１ＳＯＣ演算部は、
   前記第２温度がＳＯＣ演算精度に関する閾値温度より低い場合には、
   前記第１温度と前記第２温度との差が所定値より小さい場合に、前記第１温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行い、
   前記差が所定値以上の場合に、前記第２温度に前記所定値以下の補正量を加算した温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行う、電池制御装置。
6. 請求項１に記載の電池制御装置において、
   前記第１ＳＯＣ演算部は、
   前記第２温度が第１閾値以下の場合には前記第１モードに切り替え、
   前記第２温度が第２閾値以上の場合には前記第２モードに切り替え、
   前記第２温度が前記第１閾値よりも大きく前記第２閾値よりも小さい場合には、重みＷを用いた「Ｗ×（第１温度）＋（１−Ｗ）×（第２温度）」の式で算出される第３温度に基づいて前記電池のＳＯＣ演算を行い、
   前記第３温度に基づいてＳＯＣ演算を行う際には、前記第２温度の温度上昇に伴って重みＷを１から０へと減少させる、電池制御装置。
7. 請求項３に記載の電池制御装置において、
   前記媒体が温度上昇している暖機状態であることを示す暖機状態信号が入力され、
   前記第１ＳＯＣ演算部は、
   前記第２温度の高低による切り替えに代えて、前記暖機状態信号を受信すると前記第１モードに切り替え、前記暖機状態信号の非受信時には前記第２モードに切り替える、電池制御装置。
8. 請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の電池制御装置において、
   前記第２温度は、前記複数の温度の平均値、または、前記複数の温度から前記第１温度を除いた平均値である、電池制御装置。

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