JP2019087457A - 二次電池の異常検出装置及び該異常検出装置を備えた電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれのない二次電池の異常検出装置を提供する。【解決手段】電池内部発熱量演算部１８で演算された電池発熱量演算値（ｑｉｎ）と、計測部発熱量演算部２０で演算された計測部発熱量演算値（ｑｍ）に基づいて、所定時間後の計測部温度推定値（Ｔ２Ｋ）を演算する電池温度推定演算部２２と、電池温度推定演算部で演算された計測部温度推定値（Ｔ２Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ3Ｋ）と、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ4Ｋ）を比較して、二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定する電池温度上昇異常判定制御部２４とを備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本開示は、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ)などの電子機器、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッドカー（ＨＶ）、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ）などの車両（以下、単に「電動車両」と言う）に用いられる、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池（以下、単に「二次電池」と言う）において、二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出するための二次電池の異常検出装置及び該異常検出装置を備えた電動車両に関する。

従来、このような二次電池において、二次電池の内部における実際の温度上昇を測定することは不可能である。このような二次電池の内部において、異常な温度上昇があった場合には、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがある。

このため、従来より、二次電池の温度変化に基づいて、想定される異常内容に応じた充放電制御を行うシステムの発明が種々行われている。
例えば、特許文献１（特開２０１０−２３１９６８号公報）では、充放電を安全に制御することを可能とする二次電池の制御装置が提案されている。

特許文献１の二次電池の制御装置では、所定の時間間隔Δｔ毎に二次電池の状態を検知する検知手段と、検知された二次電池の状態から二次電池での発熱量を算出する発熱量推定手段とを備えている。

そして、算出された発熱量に基づいて、現時点から時間間隔Δｔ経過後の二次電池の内部温度を推定する将来内部温度推定手段を備えており、将来内部温度推定手段で二次電池の内部温度を推定する毎に、検知手段で二次電池の状態を検出するように構成されている。

特開２０１０−２３１９６８号公報

ところで、このように構成される従来の特許文献１の二次電池の制御装置では、二次電池の状態を検知する検知手段が、所定の時間間隔Δｔ毎に、二次電池の外部温度を検知する温度検知手段である。

また、予め求めた二次電池の外部温度と内部温度との対応関係を用いて、温度検知手段において検知された二次電池の外部温度から、現時点の内部温度を推定するように構成されている。

そして、推定された現時点の二次電池の内部温度と、時間間隔Δｔ前に検知された外部温度に基づいて推定された二次電池の将来内部温度との差が所定の許容温度差以上である場合、二次電池が異常であると判定する。

しかしながら、二次電池の通電時の二次電池の発熱量と、二次電池の温度検知手段の付近の発熱量が、電池温度上昇に影響すると考えられるが、特許文献１の二次電池の異常判定では、二次電池の外部温度の計測のみで電池温度状態を推定する方法が用いられており、二次電池の通電時の二次電池の発熱量と、二次電池の温度検知手段の付近の発熱量は考慮されていない。

従って、特許文献１の二次電池の異常判定では、二次電池の内部において異常な温度上昇を正確に検知することができず、このような二次電池の内部において異常な温度上昇があった場合には、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがある。

このような現状に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれのない、二次電池の異常検出装置及び該異常検出装置を備えた電動車両を提供することを目的とする。

前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の少なくとも一つの実施形態は、二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出するための二次電池の異常検出装置であって、前記二次電池の内部の電池発熱量を演算する電池内部発熱量演算部と、前記二次電池の計測部の計測部発熱量を演算する計測部発熱量演算部と、前記電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と前記計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）とに基づいて、所定時間後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算する電池温度推定演算部と、前記電池温度推定演算部で演算された前記計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と前記二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）とを比較して、前記二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定する電池温度上昇異常判定制御部と、を備えることを特徴とする。

このように構成することによって、電池温度推定演算部において、電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）に基づいて、所定時間（Δｔ秒）後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算するように構成されている。

そして、電池温度上昇異常判定制御部において、電池温度推定演算部で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されている。

すなわち、発熱を考慮することで計測部の計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）を推定し、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と比較することで、二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出（判断）するように構成されている。

従って、二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

また、幾つかの実施形態では、前記電池内部発熱量演算部においては、電池内部の内部抵抗値と電流値とに基づいて、前記二次電池内部の電池内部発熱量を演算するように構成されていることを特徴とする。

このように構成することによって、電池内部発熱量演算部においては、電池内部の内部抵抗値（例えば、あらかじめ測定された抵抗値、又は二次電池の性能として設定されている抵抗値）と、電流値とに基づいて、二次電池内部の電池内部発熱量を演算するようになっている。
これにより、二次電池内部の電池内部発熱量を演算することにより、電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）を正確に得ることができる。

また、幾つかの実施形態では、前記計測部発熱量演算部においては、計測部の抵抗値と電流値とに基づいて、前記二次電池の計測部の発熱量を演算するように構成されていることを特徴とする。

このように構成することによって、計測部発熱量演算部においては、計測部の抵抗値（例えば、あらかじめ測定された抵抗値、又は計測部の性能として設定されている抵抗値）と電流値とに基づいて、二次電池の計測部の発熱量を演算するようになっている。
これにより、二次電池の計測部の発熱量を演算することにより、計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）を正確に得ることができる。

また、幾つかの実施形態では、前記電池温度推定演算部においては、前記電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、前記計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）と、電池内部の電池熱容量（Ｃ_ｉｎ）と、計測部の計測部熱容量（Ｃ_ｍ）と、電池内部の電池熱抵抗（Ｒ_１）と、計測部の熱抵抗（Ｒ_２）との間の熱抵抗値（Ｒ_１２）と、に基づいて、所定時間後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）と、を演算するように構成されていることを特徴とする。

このように構成することによって、電池温度推定演算部において、電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）と、電池内部の電池熱容量（Ｃ_ｉｎ）と、計測部の計測部熱容量（Ｃ_ｍ）と、電池内部の電池熱抵抗（Ｒ_１）と計測部の熱抵抗（Ｒ_２）との間の熱抵抗値（Ｒ_１２）とに基づいて、所定時間（Δｔ秒）後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間（Δｔ秒）後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）とを演算することができる。

また、幾つかの実施形態では、前記電池温度上昇異常判定制御部においては、前記電池温度推定演算部で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、前記二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）≧計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）であって、前記計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）との間の温度推定値差（Ｔ₄ ^Ｋ−Ｔ₃ ^Ｋ）が、所定の異常判定閾値を上回る場合に、前記二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されていることを特徴とする。

このように構成することによって、計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）≧計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）であって、計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）との間の温度推定値差（Ｔ₄ ^Ｋ−Ｔ₃ ^Ｋ）が、所定の異常判定閾値を上回る場合に、前記二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されている。

これにより、発熱を考慮することで計測部の計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）を推定し、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と比較することで、二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出（判断）するように構成されている。

従って、二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

また、幾つかの実施形態では、前記二次電池のＳＯＨ(Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ、電池健全度)が低いほど、前記所定の異常判定閾値が小さくなるように設定されていることを特徴とする。

このように、二次電池のＳＯＨが低いほど、二次電池の内部抵抗が高くなって、発熱量が大きくなるので、判断基準を厳しくする必要があり、所定の異常判定閾値が小さくなるように設定されている。

これにより、二次電池のＳＯＨが低い場合であっても、二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

また、幾つかの実施形態では、前記二次電池の計測部が、二次電池のセル端子に設けられていることを特徴とする。

このように、二次電池の計測部が、二次電池のセル端子に設けられているので、計測部の計測部温度変化推定値を推定し、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値と比較することで、二次電池のセル毎の電池温度の温度上昇異常を検出（判断）し易くなる。

また、幾つかの実施形態では、前述のいずれかに記載の二次電池の異常検出装置を備えたことを特徴とする電動車両であることを特徴とする。

これにより、電動車両に搭載される二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下による走行性能の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

本発明の一実施形態によれば、電池温度推定演算部において、電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）に基づいて、所定時間（Δｔ秒）後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算するように構成されている。

そして、電池温度上昇異常判定制御部において、電池温度推定演算部で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されている。

すなわち、発熱を考慮することで計測部の計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）を推定し、二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と比較することで、二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出（判断）するように構成されている。

従って、二次電池の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

本発明の二次電池の異常検出装置の概略を示すブロック図である。 本発明の二次電池の異常検出装置の電池内部発熱量演算部の概略を示すブロック図である。 本発明の二次電池の異常検出装置の計測部発熱量演算部の概略を示すブロック図である。 本発明の二次電池の異常検出装置の電池温度推定演算部の概略を示すブロック図である。 本発明の二次電池の異常検出装置の電池温度上昇異常判定制御部の概略を示すブロック図である。 電池温度推定モデルを用いた温度推定を、電気回路的に表現した電池セルの熱モデルである。 二次電池１２の計測部１４が、二次電池１２のセル端子に設けられている状態を説明する二次電池１２の部分拡大側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいてより詳細に説明する。

ただし、実施形態として記載されている又は図面に示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、本発明の範囲をこれらに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の二次電池の異常検出装置の概略を示すブロック図、図２は、本発明の二次電池の異常検出装置の電池内部発熱量演算部の概略を示すブロック図、図３は、本発明の二次電池の異常検出装置の計測部発熱量演算部の概略を示すブロック図、図４は、本発明の二次電池の異常検出装置の電池温度推定演算部の概略を示すブロック図、図５は、本発明の二次電池の異常検出装置の電池温度上昇異常判定制御部の概略を示すブロック図、図６は、電池温度推定モデルを用いた温度推定を、電気回路的に表現した電池セルの熱モデル、図７は、二次電池１２の計測部１４が、二次電池１２のセル端子に設けられている状態を説明する二次電池１２の部分拡大側面図である。

図１〜図２において、符号１０は、全体で本発明の二次電池の異常検出装置を示している。

本発明の二次電池の異常検出装置１０は、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ(Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ)などの電子機器、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッドカー（ＨＶ）、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ）などの車両（以下、単に「電動車両」と言う）に用いられる、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池（以下、単に「二次電池」と言う）に適用することができる。

図１に示したように、本発明の二次電池の異常検出装置１０は、特に、電動車両の駆動用電池としての二次電池１２の電池温度の温度上昇異常を検出するための二次電池の異常検出装置である。
そして、本発明の二次電池の異常検出装置１０は、二次電池１２の計測部１４と接続されている異常検出制御部１６を備えている。

また、図１、図２に示したように、異常検出制御部１６は、二次電池１２の内部の電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）を演算する電池内部発熱量演算部１８を備えている。

さらに、図１、図３に示したように、異常検出制御部１６は、二次電池１２の計測部１４の計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）を演算する計測部発熱量演算部２０を備えている。

また、図１、図４に示したように、異常検出制御部１６は、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算する電池温度推定演算部２２を備えている。

図４に示したように、電池温度推定演算部２２では、後述するように、電池内部発熱量演算部１８で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算部２０で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）に基づいて、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算するように構成されている。

さらに、図１、図５に示したように、異常検出制御部１６は、電池温度上昇異常判定制御部２４を備えている。

図５に示したように、電池温度上昇異常判定制御部２４では、後述するように、電池温度推定演算部２２で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、二次電池１２の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されている。

具体的には、このように構成される異常検出制御部１６の電池内部発熱量演算部１８には、図２に示したように、別途設けられた内部抵抗演算部２６で、予め演算された二次電池１２の内部抵抗値２８が入力されるようになっている。なお、この内部抵抗値２８は、あらかじめ測定された抵抗値、又は二次電池１２の性能として設定されている抵抗値である。

また、電池内部発熱量演算部１８には、図示しない電流測定部で測定された二次電池１２の内部を流れる電流値３０が入力される。

そして、電池内部発熱量演算部１８では、これらの内部抵抗値２８、電流値３０に基づいて、二次電池１２の内部の電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）を演算するように構成されている。例えば、電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）＝電流値（Ｉ_ｉｎ）^２×二次電池内部抵抗値（Ｒ_ｉｎ）によって算出される。

さらに、図３に示したように、異常検出制御部１６の計測部発熱量演算部２０には、二次電池１２の計測部１４における計測部電気抵抗値３２が入力されるようになっている。なお、この計測部電気抵抗値３２は、あらかじめ測定された抵抗値、又は計測部の性能として設定されている抵抗値である。

また、計測部発熱量演算部２０には、二次電池１２の計測部１４を流れる電流値３４が入力される。

そして、計測部発熱量演算部２０では、これらの計測部電気抵抗値３２、電流値３４に基づいて、二次電池１２の計測部１４の計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）を演算するように構成されている。例えば、計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）＝電流値（Ｉ_ｍ）^２×計測部内部抵抗値（Ｒ_ｍ）によって算出される。

また、図４の符号３６で示したように、異常検出制御部１６の電池温度推定演算部２２には、電池内部発熱量演算部１８で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）が入力されるようになっている。

また、図４の符号３８で示したように、電池温度推定演算部２２には、計測部発熱量演算部２０で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）が入力されるようになっている。

さらに、図４の符号４０で示したように、電池温度推定演算部２２には、予め測定された又は二次電池１２の性能として設定されている二次電池１２の電池内部の電池熱容量（Ｃ_ｉｎ）が入力されるようになっている。
また、図４の符号４２で示したように、電池温度推定演算部２２には、予め測定された又は計測部１４の性能として設定されている計測部１４の計測部熱容量（Ｃ_ｍ）が入力されるようになっている。

また、図４の符号４４で示したように、予め測定され又は性能として設定されている電池内部の電池熱抵抗（Ｒ_１）と、計測部の熱抵抗（Ｒ_２）との間の熱抵抗値（Ｒ_１２）が入力されるようになっている。

そして、図４に示したように、電池温度推定演算部２２では、これらの電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）と、二次電池１２の電池内部の電池熱容量（Ｃ_ｉｎ）と、計測部１４の計測部熱容量（Ｃ_ｍ）と、熱抵抗値（Ｒ_１２）とに基づいて、図４の符号４６で示したように、所定時間Δｔ秒後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、図４の符号４８で示したように、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）とを演算するように構成されている。

より詳細には、この電池温度推定演算部２２における演算は、図６に示したように、電池温度推定モデルを用いた温度推定を、電気回路的に表現した電池セルの熱モデルに基づいて、演算がなされて、所定時間Δｔ秒後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）が演算されるようになっている。

すなわち、下記の数式（１）、（２）は、電池内部温度Ｔ１、計測部温度Ｔ２に関して整理した状態方程式である。

これらの数式（１）、（２）に基づいて、所定時間Δｔ秒後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）が演算されるようになっている。ｋは今回推定値を意味し、ｋ−１は前回推定値を意味することを示している。

ここで、Ｔ₁は、電池内部温度、Ｔ_２は、計測部温度、ｑ_ｉｎは、セル発熱量、ｑ_ｍは、計測部付近発熱量、Ｒ_１２は、Ｔ₁−Ｔ_２間の熱抵抗、Ｃ_ｉｎは、電池セル熱容量、Ｃ_ｍは、計測部熱容量である。

また、電池内部温度、Ｔ_２は、は、実際に計測を行う。さらに、セル発熱量ｑ_ｉｎ、計測部付近発熱量ｑ_ｍは、計測値より演算する。

また、Ｔ₁−Ｔ_２間の熱抵抗Ｒ_１２、電池セル熱容量Ｃ_ｉｎ、計測部熱容量Ｃ_ｍは、電池セル試験や電池セルの性能として設定されている値により決定する。

そして、二次電池１２が、定常状態であれば、Ｔ₁＝Ｔ_２であるので、初期値は、Ｔ₁＝Ｔ_２とする。

そして、上記の数式（１）、（２）に基づいて、発熱量を考慮した所定時間Δｔ秒後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）が演算されるようになっている。

なお、初回の演算以降は、前回演算値を用いることで、所定時間Δｔ秒後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）が演算されるようになっている。

一方、図５に示したように、異常検出制御部１６の電池温度上昇異常判定制御部２４には、計測部温度変化演算部５０を備えている。

そして、図５の符号５２で示したように、計測部温度変化演算部５０には、電池温度推定演算部２２で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）が、入力されるようになっている。
また、図５の符号５４で示したように、計測部温度変化演算部５０には、現在の二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度（Ｔｍ）が、入力されるようになっている。

そして、図５の符号５６で示したように、計測部温度変化演算部５０では、これらの計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）、計測温度（Ｔｍ）から、計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）が、演算されるようになっている。
すなわち、現在の計測温度（Ｔｍ）と、所定時間Δｔ秒後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）から所定時間Δｔ秒の間に変化する計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）が、演算されるようになっている。

さらに、図５の符号５８に示したように、電池温度上昇異常判定制御部２４では、計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較するように構成されている。

そして、図５の符号６０で示したように、
計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）≧計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）であって、計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）との間の温度推定値差（Ｔ₄ ^Ｋ−Ｔ₃ ^Ｋ）が、所定の異常判定閾値を上回る場合に、
図５の符号６２で示したように、二次電池１２の電池温度の温度上昇異常を判定して、温度上昇異常判定フラグが出力されるように構成されている。

このように構成される本実施形態の二次電池の異常検出装置１０によれば、電池温度推定演算部２２において、電池内部発熱量演算部１８で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、計測部発熱量演算部２０で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）に基づいて、所定時間（Δｔ秒）後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算するように構成されている。

そして、電池温度上昇異常判定制御部２４において、電池温度推定演算部２２で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、二次電池１２の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されている。

すなわち、発熱を考慮することで計測部１４の計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）を推定し、二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と比較することで、二次電池１２の電池温度の温度上昇異常を検出（判断）するように構成されている。

従って、二次電池１２の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。
なお、二次電池１２のＳＯＨが低いほど、所定の異常判定閾値が小さくなるように設定されているのが望ましい。

このように、二次電池１２のＳＯＨが低いほど、二次電池１２の内部抵抗が高くなって、発熱量が大きくなるので、判断基準を厳しくする必要があり、所定の異常判定閾値が小さくなるように設定されている。

これにより、二次電池１２のＳＯＨが低い場合であっても、二次電池１２の内部において、異常な温度上昇があったことを迅速にかつ正確に判断可能で、異常な温度上昇による、電池性能（充放電性能）の低下や、電池寿命、故障などを招くおそれがない。

さらに、二次電池１２の計測部１４を設ける位置としては、二次電池１２の電極端子の近傍であれば、特に限定されるものではないが、例えば、二次電池１２の計測部１４が、二次電池１２を構成する複数の電池セル６４のセル端子６８にそれぞれ設けられているのが望ましい。

例えば、図７に示したように、二次電池１２の電池セル６４の電極端子６６には、セル端子６８が設けられ、このセル端子６８に、基板７０が、ボルトなどの締結部材７２により連結されている。そして、この基板７０の上面に、計測部１４を設けるように構成すれば良い。

なお、図７中、セル端子６８と基板７０との接触部分の間に屈曲形状の可撓性部分７４が設けられている。これにより、セル端子６８は、可撓性部分７４によって、上下方向に撓むことが可能であり、セル端子６８と基板７０とを確実に接触させて、締結部材７２により締結することができるようになっている。

このように、二次電池１２の計測部１４が、二次電池１２のセル端子６８に設けられていれば、計測部１４の計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）を推定し、二次電池１２の計測部１４で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と比較することで、二次電池１２を構成する複数の電池セル６４のそれぞれについて、電池温度の温度上昇異常を検出（判断）し易くなる。

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本開示は、例えば、パソコン、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡなどの電子機器、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッドカー（ＨＶ）、プラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ）などの電動車両に用いられる、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池において、二次電池の電池温度の温度上昇異常を迅速にかつ正確に判断できるので、二次電池の異常検出装置への利用に適用することができる。

１０ 二次電池の異常検出装置
１２ 二次電池
１４ 計測部
１６ 異常検出制御部
１８ 電池内部発熱量演算部
２０ 計測部発熱量演算部
２２ 電池温度推定演算部
２４ 電池温度上昇異常判定制御部
２６ 内部抵抗演算部
２８ 内部抵抗値
３０ 電流値
３２ 計測部電気抵抗値
３４ 電流値
５０ 計測部温度変化演算部
６４ 電池セル
６６ 電極端子
６８ セル端子
７０ 基板
７２ 締結部材
７４ 可撓性部分
Ｃ_ｉｎ 電池セル熱容量
Ｃ_ｍ 計測部熱容量
Ｒ_１２ 熱抵抗
Ｔ₁ 電池内部温度
Ｔ_２ 計測部温度
ｑ_ｉｎ セル発熱量
ｑ_ｍ 計測部付近発熱量
Δｔ 所定時間

Claims (8)

1. 二次電池の電池温度の温度上昇異常を検出するための二次電池の異常検出装置であって、
   前記二次電池の内部の電池発熱量を演算する電池内部発熱量演算部と、
   前記二次電池の計測部の計測部発熱量を演算する計測部発熱量演算部と、
   前記電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と前記計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）とに基づいて、所定時間後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）を演算する電池温度推定演算部と、
   前記電池温度推定演算部で演算された前記計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と前記二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）とを比較して、前記二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定する電池温度上昇異常判定制御部と、
   を備えることを特徴とする二次電池の異常検出装置。
2. 前記電池内部発熱量演算部においては、電池内部の内部抵抗値と電流値とに基づいて、前記二次電池内部の電池内部発熱量を演算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の異常検出装置。
3. 前記計測部発熱量演算部においては、計測部の抵抗値と電流値とに基づいて、前記二次電池の計測部の発熱量を演算するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の二次電池の異常検出装置。
4. 前記電池温度推定演算部においては、
   前記電池内部発熱量演算部で演算された電池発熱量演算値（ｑ_ｉｎ）と、前記計測部発熱量演算部で演算された計測部発熱量演算値（ｑ_ｍ）と、電池内部の電池熱容量（Ｃ_ｉｎ）と、計測部の計測部熱容量（Ｃ_ｍ）と、電池内部の電池熱抵抗（Ｒ_１）と、計測部の熱抵抗（Ｒ_２）との間の熱抵抗値（Ｒ_１２）と、に基づいて、
   所定時間後の電池内部温度推定値（Ｔ₁ ^Ｋ）と、所定時間後の計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）と、を演算するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の二次電池の異常検出装置。
5. 前記電池温度上昇異常判定制御部においては、
   前記電池温度推定演算部で演算された計測部温度推定値（Ｔ_２ ^Ｋ）に基づいて得られた計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）と、前記二次電池の計測部で計測された実際の計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）を比較して、計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）≧計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）であって、
   前記計測温度変化値（Ｔ₄ ^Ｋ）と計測部温度変化推定値（Ｔ₃ ^Ｋ）との間の温度推定値差（Ｔ₄ ^Ｋ−Ｔ₃ ^Ｋ）が、所定の異常判定閾値を上回る場合に、前記二次電池の電池温度の温度上昇異常を判定するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の二次電池の異常検出装置。
6. 前記二次電池のＳＯＨが低いほど、前記所定の異常判定閾値が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の二次電池の異常検出装置。
7. 前記二次電池の計測部が、二次電池のセル端子に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の二次電池の異常検出装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の二次電池の異常検出装置を備えたことを特徴とする電動車両。

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