JP4770149B2 - 電池温度検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池モジュールを構成する複数のセルの温度を推定する装置に関する。

従来、電池モジュールを構成する複数の単電池のうち、少なくとも１つの単電池にサーミスタを設け、サーミスタによって単電池の温度を検出するとともに、電池モジュールの情報を取得し、検出した単電池の温度および電池モジュールの情報に基づいて、サーミスタが設けられていない他の単電池の温度を推定する電池温度検出装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−１８５５０４号公報

しかしながら、従来の電池温度検出装置では、電池モジュールに関する情報を取得するために、電池モジュールを冷却する冷却風の温度を検出するサーミスタも必要であり、単電池の温度を検出するサーミスタと合わせて、少なくとも２つのサーミスタが必要になるという問題があった。

本発明による電池温度検出装置は、温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、各単電池の温度を推定することを特徴とする。

本発明による電池温度検出装置によれば、温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、各単電池の温度を推定するので、１つの温度検出手段を用いるだけで、複数の単電池の温度を推定することができる。

−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態における電池温度検出装置を搭載した電気自動車の駆動システムを示す図である。電池モジュール１は、複数の薄型単電池Ｃ１〜Ｃｎを直列に接続して構成されている。電池モジュール１の直流電圧は、インバータ２において、３相交流電圧に変換されて、電気自動車の走行駆動源である３相交流モータ３に印加される。電池モジュール１と、インバータ２との間を結ぶ強電ハーネス９には、強電リレー８ａおよび８ｂが設けられている。強電リレー８ａ，８ｂのオン／オフは、制御装置７によって制御される。

電圧センサ４は、電池モジュール１の総電圧ＢＡＴＶＯＬを検出する。電流センサ５は、組電池１の充電電流および放電電流（以下、まとめて充放電電流ＢＡＴＣＵＲと記載する）を検出する。ここでは、充電電流検出時に正の値が検出され、放電電流検出時に負の値が検出されるものとする。サーミスタ６は、電池モジュール１の温度を検出する。ただし、電池モジュール１の内部の温度は全体として均一ではなく、バラツキがあるために、電池モジュール１内部の平均温度が検出可能な位置にサーミスタ６を設けて、電池モジュール１の内部の平均温度ＴＭＰＡＶＥを検出する。

制御装置７は、電圧センサ４により検出される電圧値ＢＡＴＶＯＬ、電流センサ５により検出される電流値ＢＡＴＣＵＲ、および、電池モジュール１内部の平均温度ＴＭＰＡＶＥを、所定のサンプリング周期で取得する。制御装置７は、また、電池モジュール１の充放電電力の積算値ＣＡＰＡＣＣを演算することにより、電池モジュール１を構成する複数の薄型単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する。各薄型単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する方法は、後述する。また、制御装置７は、後述するカウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮおよびカウントアップタイマＴＩＭＵＰを備えている。

図２は、電池モジュール１の詳細な構成を示す図である。電池モジュール１は、フレーム２４内に、複数の薄型単電池Ｃ１〜Ｃｎを積層して構成されている。図３は、薄型単電池（以下、単電池と呼ぶ）の詳細な構成を示す図である。単電池の外装ケース４１内には、発電要素４２が収容されており、また、正極タブ４３および負極タブ４４が設けられている。

電池モジュール１の上面には、上面ヒートシンク２２が設けられており、下面には、下面ヒートシンク２７が設けられている。ヒートシンク２２および２７には、それぞれ冷却風を通すための通風口２１が設けられている。また、ヒートシンク２２，２７の近くに設けられている薄型単電池と、電池モジュール１の内部に設けられている薄型単電池との間の温度差を抑制するために、上面ヒートシンク２２と下面ヒートシンク２７との間のほぼ中央に、中間ヒートシンク２５が設けられている。この中間ヒートシンク２５にも通風口２１が設けられている。

サーミスタ６は、電池モジュール１内部の平均温度が検出可能な位置に設けられて、電池モジュール１の内部の平均温度ＴＭＰＡＶＥを検出する。図４は、一定電力放電時における電池モジュール１の温度分布マップである。実験等によって、図４に示すような温度分布マップを予め求めておき、電池モジュール１の平均温度が検出できる位置にサーミスタ６を設ける。サーミスタ６によって検出された温度は、コネクタ２８を介して、制御装置７に入力される。

図５は、第１の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャートである。図示しない車両のキースイッチがオンされて、車両が起動すると、制御装置７によってステップＳ１０の処理が開始される。ステップＳ１０では、電圧センサ４によって検出される電池モジュール１の電圧値ＢＡＴＶＯＬ、電流センサ５によって検出される充放電電流値ＢＡＴＣＵＲ、サーミスタ６によって検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥのサンプリングを開始する。このサンプリングは、所定の周期にて行われる。

ステップＳ１０では、一定周期にてサンプリングしている電池モジュール１の電圧値ＢＡＴＶＯＬおよび電流値ＢＡＴＣＵＲに基づいて、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣも算出する。次式（１）は、電池モジュール１の放電時（ＢＡＴＣＵＲ≦０）の充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣの演算式であり、次式（２）は、充電時（ＢＡＴＣＵＲ＞０）の充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣの演算式である。
ＣＡＰＡＣＣ（new）＝ＣＡＰＡＣＣ（old）＋ＢＡＴＶＯＬ×｜ＢＡＴＣＵＲ｜ （１）
ＣＡＰＡＣＣ（new）＝ＣＡＰＡＣＣ（old）＋（ＢＡＴＣＵＲ×ＢＡＴＶＲＧ×ＥＦＦＹＲＧ） （２）
ただし、上式（１）および（２）において、ＣＡＰＡＣＣ（new）は、今回の演算によって新たに求められる充放電電力積算量の値（Ｗｈ）であり、ＣＡＰＡＣＣ（old）は、前回の演算によって求められた充放電電力積算量の値（Ｗｈ）である。ただし、ＣＡＰＡＣＣ（old）の初期値は０とする。また、式（２）において、ＢＡＴＶＲＧは、充電積算電圧（Ｖ）であり、ＥＦＦＹＲＧは、充電積算効率（％）である。

ステップＳ１０に続くステップＳ２０では、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮが０であるか否かを判定する。カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮに設定される値については、後述する。カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮが０であると判定すると、ステップＳ３０に進み、０になっていないと判定すると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ３０では、電池モジュール１を構成する複数の単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する際に用いる温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを算出する。ここでは、制御装置７の図示しないメモリに格納されているＣＡＰＡＣＣ−ＣＡＰＡＤＪテーブルを用いて、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣに対応する温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを求める。ただし、車両起動後に、初めてステップＳ３０の処理を行う場合には、ＣＡＰＡＣＣの値を０として、温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを算出する。

ステップＳ３０に続くステップＳ４０では、サーミスタ６によって検出された電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥに基づいて、電池モジュール１の温度領域Ｎを決定する。ここでは、電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥごとに複数の温度領域が区分されているので、サーミスタ６によって検出された電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥに基づいて、電池モジュール１の温度領域Ｎを決定する。電池モジュール１の温度領域Ｎを決定すると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、次式（３）によって、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度ＢＡＴＴＭＰ（ｎ）（℃）を求める。
ＢＡＴＴＭＰ（ｎ）＝ＴＭＰＡＶＥ×｛１＋ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）×ＣＡＰＡＤＪ｝
（３）
ただし、ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）は、電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥが温度領域Ｎに存在する場合の各単電池ごとの温度補正係数であり、ｎは単電池の番号である。

温度補正係数ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）は、電池モジュール１の温度領域ごとに設定されている、単電池ごとの温度補正係数マップに基づいて求める。図６は、ある温度領域における単電池ごとの温度補正係数マップ（温度分布マップ）の一例を示す図であり、実験等によって予め用意しておくことができる。制御装置７の図示しないメモリには、複数の温度領域Ｎに対応して、複数の温度補正係数マップが格納されている。制御装置７は、ステップＳ４０で求めた温度領域Ｎに対応する温度補正係数マップを参照して、各単電池Ｃ１〜Ｃｎごとの温度補正係数ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）を求める。

式（３）によって、各単電池の温度ＢＡＴＴＭＰ（ｎ）を求めると、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣが０より大きいか否かを判定する。充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣが０より大きいと判定するとステップＳ１２０に進み、０以下であると判定すると、ステップＳ１３０に進む。

一方、ステップＳ２０の判定を否定した後に進むステップＳ７０では、電池モジュール１を構成する複数の単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する際に用いる温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを算出する。ここでは、制御装置７の図示しないメモリに格納されているＴＩＭＤＯＷＮ−ＣＡＰＡＤＪテーブルを用いて、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮの値に対応する温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを求める。温度補正係数ＣＡＰＡＤＪを求めると、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０で求めた温度補正係数ＣＡＰＡＤＪに基づいて、制御装置７の図示しないメモリに格納されているＣＡＰＡＣＣ−ＣＡＰＡＤＪテーブルから、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣを逆算する。電池モジュール１の充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣを求めると、ステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、サーミスタ６によって検出された電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥに基づいて、電池モジュール１の温度領域Ｎを決定する。

ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、各単電池の温度ＢＡＴＴＭＰ（ｎ）を求める。各単電池の温度ＢＡＴＴＭＰ（ｎ）を求める方法は、ステップＳ５０の処理で説明したので、ここでは詳しい説明は省略する。ステップＳ１００に続くステップＳ１１０では、カウントアップタイマＴＩＭＵＰの値を、現在のカウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮの値に設定して、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、カウントアップタイマＴＩＭＵＰによるカウントアップを開始する。ここでは、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣが所定値ＣＡＰＡＣＩ増加するたびに、カウントアップタイマＴＩＭＵＰを＋１カウントアップする。ただし、タイマの上限値は、ＴＩＭＵＰＭＡＸとする。カウントアップタイマＴＩＭＵＰによるカウントアップを開始すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップＳ３０に戻り、上述したステップＳ３０以降の処理を繰り返し行う。一方、図示しないキースイッチがオフされたと判定すると、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮの値を、現在のカウントアップタイマＴＩＭＵＰの値に設定して、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮによるカウントダウンを開始する。ここでは、所定時間ＴＩＭＣＯＯＬが経過するたびに、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮの値を１だけカウントダウンする。なお、カウントダウンタイマＴＩＭＤＯＷＮによるカウントダウンは、キースイッチ（不図示）のオフ後も、タイマの値が０になるまで行われる。

第１の実施の形態における電池温度検出装置によれば、１つのサーミスタ６によって検出される電池モジュールの平均温度と、電池モジュール１の充放電電力の積算値ＣＡＰＡＣＣとに基づいて、電池モジュール１を構成する複数の単電池の温度を推定する。特に、電池モジュール１の平均温度と、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度との関係を示す温度分布マップを予め用意しておき、サーミスタ６によって検出される電池モジュールの平均温度および温度分布マップから求められる各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を、電池モジュール１の充放電電力の積算値ＣＡＰＡＣＣに基づいて補正することにより、各単電池の温度を推定する。これにより、１つのサーミスタを用いるだけで、各単電池の温度を求めることができる。すなわち、複数のサーミスタを設ける必要がないので、コストを低減することができ、また、電池モジュールの構成を簡素化させることができる。

また、サーミスタ６を電池モジュールの平均温度が検出できる位置に設けるので、サーミスタ６の取り付け位置の自由度が大きくなり、サーミスタ６の取り付け作業が楽になるとともに、電池モジュール１のフレーム形状を簡略化することができる。

さらに、第１の実施の形態における電池温度検出装置によれば、充放電電力積算値ＣＡＰＡＣＣと各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を求めるための補正係数との関係を示すマップとして、電池モジュール１の温度が属する温度領域に応じたマップを用いるので、各単電池の温度推定精度を向上させることができる。すなわち、電池モジュール１の温度領域によって、各単電池の温度上昇率が異なるという事実に基づいて、各単電池の温度推定を行うことができる。

−第２の実施の形態−
第１の実施の形態における電池温度検出装置は、電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥを所定周期にて検出し、検出した平均温度ＴＭＰＡＶＥと、電池モジュール１の充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣと、単電池ごとの温度補正係数マップとに基づいて、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定した。第２の実施の形態における電池温度検出装置では、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定するための初期値として、サーミスタ６によって検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥを用いるが、以後は、サーミスタ６の温度検出値を用いずに、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する。

図７および図８は、第２の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理と同一の処理については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

ステップＳ１０では、電圧センサ４によって検出される電池モジュール１の電圧値ＢＡＴＶＯＬ、電流センサ５によって検出される充放電電流値ＢＡＴＣＵＲ、サーミスタ６によって検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥのサンプリングを開始する。このサンプリングは、所定の周期にて行われる。また、一定周期にてサンプリングしている電池モジュール１の電圧値ＢＡＴＶＯＬおよび電流値ＢＡＴＣＵＲに基づいて、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣも算出する。充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣの算出方法は、上述したので、ここでは、詳しい算出方法についての説明は省略する。

ステップＳ１０に続くステップＳ２００では、ステップＳ１０で検出した電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥを、電池モジュール１の推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴの値として設定する。この推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴは、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する際に、サーミスタ６によって検出される温度ＴＭＰＡＶＥの代わりに用いる値である。ステップＳ２００に続くステップＳ２０からステップＳ１２０までの処理は、図５に示すフローチャートのステップＳ２０からステップＳ１２０までの処理と同一であるので、詳しい説明は省略する。

ステップＳ６０の判定を否定した場合、および、ステップＳ１２０の処理を終了すると、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、電流センサ５によって検出される電流値ＢＡＴＣＵＲが０以下であるか、すなわち、電池モジュール１が放電中であるか否かを判定する。電流値ＢＡＴＣＵＲが０以下であると判定するとステップＳ２２０に進み、０より大きい（充電中）と判定すると、ステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２２０では、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣの増加分ΔＣＡＰＡＣＣが所定値ＡＤＤＴＣＡＰに到達したか否かを判定する。ΔＣＡＰＡＣＣが所定値ＡＤＤＴＣＡＰに達したと判定するとステップＳ２３０に進み、所定値ＡＤＤＴＣＡＰに達していないと判定すると、ステップＳ２１０に戻る。ステップＳ２３０では、前回演算した推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴに、温度領域Ｎごとに設定されている放電時温度加算定数ＨＴＭＰ（Ｎ）を加算した値を、新たな推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴに設定する。新たな推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴを算出すると、図８に示すフローチャートのステップＳ２６０に進む。

一方、ステップＳ２４０では、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣの増加分ΔＣＡＰＡＣＣが所定値ＡＤＤＴＣＡＰに到達したか否かを判定する。ΔＣＡＰＡＣＣが所定値ＡＤＤＴＣＡＰに達したと判定するとステップＳ２５０に進み、所定値ＡＤＤＴＣＡＰに達していないと判定すると、ステップＳ２１０に戻る。ステップＳ２５０では、前回演算時の平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴに、温度領域Ｎごとに設定されている充電時温度加算定数ＫＴＭＰ（Ｎ）を加算した値を、新たな推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴに設定する。新たな推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴを算出すると、図８に示すフローチャートのステップＳ２６０に進む。

第２の実施の形態における電池温度検出装置では、サーミスタ６の温度を一度検出すると、検出した温度を初期値として用いることにより、電池モジュール１の温度を推定する。これにより、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する際に、サーミスタ６によって検出される温度を用いずに、推定した電池モジュール１の温度ＴＭＰＡＶＥＳＴを用いる。各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定する方法は、既に説明しているので、ここでは説明を省略する。

図８に示すフローチャートのステップＳ２６０では、サーミスタ異常判定フラグＦＴＨＥＲＭが０であるか否か、すなわち、サーミスタ６に異常がないかを判定する。サーミスタ６の異常診断処理については、後述する。サーミスタ異常判定フラグＦＴＨＥＲＭが０であると判定するとステップＳ２７０に進み、１であると判定すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ２７０では、ステップＳ２３０またはステップＳ２５０で演算した電池モジュール１の推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴと、サーミスタ６によって所定周期ごとに検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥとの差が所定温度ＴＭＥＳＴＮＧ以上であるか否かを判定する。両者の差が所定温度ＴＭＥＳＴＮＧ以上であると判定するとステップＳ２８０に進み、所定温度ＴＭＥＳＴＮＧより小さいと判定すると、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ２８０では、演算によって求められる電池モジュール１の推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴと、サーミスタ６によって検出される温度ＴＭＰＡＶＥとの差が大きいので、推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴの値を補正するために、サーミスタ６によって検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥの値を、推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴに代入して、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップＳ２１０に戻り、オフされたと判定すると、ステップＳ１４０に進む。ステップ１４０およびステップＳ１５０の処理は、図５に示すステップ１４０およびステップＳ１５０の処理と同一であるので、詳しい説明は省略する。

図９は、電池モジュール１の異常診断処理の内容を示すフローチャートである。図示しない車両のキースイッチがオンされて、車両が起動すると、制御装置７によってステップステップＳ３００の処理が開始される。ステップＳ３００では、サーミスタ６の入力電圧をＡ／Ｄ変換した値ＶＡＤＴＥＭＰのサンプリングを開始する。

ステップＳ３００に続くステップＳ３１０では、サーミスタ６の入力電圧のＡ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第１のしきい値ＴＥＭＰＨＮＧ以下であるか否かを判定する。Ａ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第１のしきい値ＴＥＭＰＨＮＧ以下であると判定するとステップＳ３２０に進み、第１のしきい値ＴＥＭＰＨＮＧより大きいと判定すると、ステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３２０では、サーミスタ６の入力電圧のＡ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第２のしきい値ＴＥＭＰＬＮＧ以上であるか否かを判定する。Ａ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第２のしきい値ＴＥＭＰＬＮＧ以上であると判定すると、サーミスタ６に異常は生じていないと判断してステップＳ３５０に進み、第２のしきい値ＴＥＭＰＬＮＧより小さいと判定すると、ステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３３０では、サーミスタ６の入力電圧のＡ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第１のしきい値ＴＥＭＰＨＮＧより大きい状態、または、サーミスタ６の入力電圧のＡ／Ｄ変換値ＶＡＤＴＥＭＰが第２のしきい値ＴＥＭＰＬＮＧより小さい状態が、所定時間ＴＩＭＴＭＰＮＧ以上継続したか否かを判定する。ステップＳ３３０の判定を肯定すると、ステップＳ３４０に進み、ステップＳ３３０の判定を否定すると、ステップＳ３１０に戻る。

ステップＳ３４０では、サーミスタ６に異常が生じていると判断して、サーミスタ異常判定フラグＦＴＨＥＲＭの値を１に設定して、ステップＳ３５０に進む。なお、サーミスタ異常判定フラグＦＴＨＥＲＭの初期値は０である。ステップＳ３５０では、図示しないキースイッチがオフされたか否かを判定する。図示しないキースイッチがオフされていないと判定すると、ステップＳ３１０に戻り、上述したステップＳ３１０以降の処理を繰り返し行う。一方、図示しないキースイッチがオフされたと判定すると、全ての処理を終了する。

図１０は、電池モジュール１の充放電を繰り返し行っている際の、電池モジュール１の充放電電力の積算量ＣＡＰＡＣＣと、サーミスタ６によって検出される電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥ、および、推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴとの関係を示す図である。図１０に示すように、演算によって求められる推定温度ＴＭＰＡＶＥＳＴと、サーミスタ６によって検出される温度ＴＭＰＡＶＥとの差は、それほど大きくないことが分かる。

第２の実施の形態における温度検出装置によれば、サーミスタ６によって電池モジュール１の平均温度を一度検出した後は、演算によって、電池モジュール１の平均温度を推定するので、第１の実施の形態における温度検出装置によって得られる効果に加えて、サーミスタ６による温度検出値を用いることなく、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定することができる。従って、車両の走行中にサーミスタ６が故障した場合でも、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を推定することができる。

また、第２の実施の形態における温度検出装置によれば、演算によって推定する電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴと、サーミスタ６によって検出される平均温度ＴＭＰＡＶＥとの差が所定温度ＴＭＥＳＴＮＧ以上になると、推定平均温度ＴＭＰＡＶＥＳＴの値を補正するようにしたので、各単電池温度の推定精度を向上させることができる。

本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した第１および第２の実施の形態では、電気自動車に搭載される電池モジュールを構成する単電池の温度を推定する方法について説明したが、電池モジュールは、他のシステムに使用されるものであってもよい。すなわち、電池モジュールの種類や、単電池の数によって、本発明が限定されることはない。

上述した第１および第２の実施の形態では、式（３）を用いて説明したように、電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥとともに、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣに対応する温度補正係数ＣＡＰＡＤＪ、および、電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥが温度領域Ｎに存在する場合の各単電池ごとの温度補正係数ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）を用いた。すなわち、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣと温度補正係数ＣＡＰＡＤＪとの関係を示すマップと、ＭＡＰＴＭＰ［Ｎ］（ｎ）を求めるための２つのマップを予め用意していたが、これら２つのマップをまとめた１つのマップを予め用意して、用いるようにしてもよい。このマップによれば、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣおよび電池モジュール１の平均温度ＴＭＰＡＶＥが分かれば、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度を求めることができる。

また、サーミスタ６は、電池モジュール１の平均温度が検出できる位置に設けたが、他の場所に設けることもできる。この場合でも、サーミスタ６によって検出される温度と、各単電池Ｃ１〜Ｃｎの温度との関係を示す温度分布マップを予め実験などにより用意しておき、温度分布マップから求められる各単電池の温度を、充放電電力積算量ＣＡＰＡＣＣに基づいて補正すれば、各単電池の温度を推定することができる。

特許請求の範囲の構成要素と第１および第２の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、サーミスタ６が温度検出手段を、制御装置７が充放電電力積算値演算手段、温度分布マップ記憶手段、単電池温度推定手段および温度算出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

第１の実施の形態における電池温度検出装置を搭載した電気自動車の駆動システムを示す図 電池モジュールの詳細な構成を示す図 薄型単電池の詳細な構成を示す図 一定電力放電時における電池モジュールの温度分布マップ 第１の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャート ある温度領域における単電池ごとの温度補正係数マップの一例を示す図 第２の実施の形態における電池温度検出装置によって行われる温度検出プログラムの内容を示すフローチャート 図７に示すフローチャートの処理に続く処理内容を示すフローチャート 電池モジュールの異常診断処理の内容を示すフローチャート 電池モジュールの充放電を繰り返し行っている際の、電池モジュールの充放電電力の積算量と、サーミスタによって検出される電池モジュールの平均温度および演算によって求められる推定平均温度との関係を示す図

符号の説明

１…電池モジュール、２…インバータ、３…３相交流モータ、４…電圧センサ、５…電流センサ、６…サーミスタ、７…制御装置、８ａ，８ｂ…強電リレー、２１…通風口、２２…上面ヒートシンク、２４…フレーム、２５…中間ヒートシンク、２７…下面ヒートシンク、２８…コネクタ、４１…外装ケース、４２…発電要素、４３…正極タブ、４４…負極タブ

Claims (6)

1. 複数の単電池から構成される電池モジュールの温度を検出する電池温度検出装置において、
   前記電池モジュールの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電池モジュールの充放電電力の積算値を演算する充放電電力積算値演算手段と、
   前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、前記複数の単電池の温度を推定する単電池温度推定手段とを備えることを特徴とする電池温度検出装置。
2. 請求項１に記載の電池温度検出装置において、
   前記電池モジュールの温度と、前記複数の単電池の温度との関係を示す温度分布マップを記憶する温度分布マップ記憶手段をさらに備え、
   前記単電池温度推定手段は、前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度と、前記温度分布マップ記憶手段に記憶されている温度分布マップとから求められる複数の単電池の温度を、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値に基づいて補正することにより、前記複数の単電池の温度を推定することを特徴とする電池温度検出装置。
3. 請求項２に記載の電池温度検出装置において、
   前記温度分布マップ記憶手段は、前記電池モジュールの温度が属する温度領域に応じた複数の温度分布マップを記憶することを特徴とする電池温度検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の電池温度検出装置において、
   前記温度検出手段は、前記電池モジュールの平均温度を検出することを特徴とする電池温度検出装置。
5. 複数の単電池から構成される電池モジュールの温度を検出する電池温度検出装置において、
   前記電池モジュールの温度を検出する温度検出手段と、
   前記電池モジュールの充放電電力の積算値を演算する充放電電力積算値演算手段と、
   前記温度検出手段によって検出された電池モジュールの温度を初期値として、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値に基づいて、前記電池モジュールの温度を算出する温度算出手段と、
   前記温度算出手段によって算出された電池モジュールの温度と、前記充放電電力積算値演算手段によって演算された充放電電力積算値とに基づいて、前記複数の単電池の温度を推定する単電池温度推定手段とを備えることを特徴とする電池温度検出装置。
6. 請求項５に記載の電池温度検出装置において、
   前記単電池温度推定手段は、前記温度検出手段により検出された電池モジュールの温度と、前記温度算出手段により算出された電池モジュールの温度との差が所定値以上になると、前記温度検出手段により検出された電池モジュールの温度を、前記温度算出手段の温度算出値に設定することを特徴とする電池温度検出装置。
   

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