JP7314805B2 - 温度推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池の温度を推定する温度推定装置に関する。

従来、車両に搭載される蓄電池の温度を推定する温度推定装置として、蓄電池のインピーダンスを算出するものが知られている（例えば、特許文献１）。この温度推定装置では、所定周波数の交流電圧を蓄電池に印加し、その状態で取得された電流値に基づいて蓄電池のインピーダンスを算出する。そして、そのインピーダンスに基づいて蓄電池の温度を推定する。

特開２０１９－３９７６３号公報

しかしながら、蓄電池において温度変化や経時劣化が生じることを考慮すると、インピーダンス算出のための電圧周波数を多段に用意し、それら各周波数で蓄電池のインピーダンス算出することが望ましい。この場合、蓄電池のインピーダンスを算出するためには、所定の算出期間が必要となり、蓄電池の温度の推定が遅れる。例えば車両の起動時など、蓄電池の通電開始時では、安全を考慮して蓄電池の温度が推定されるまでは、蓄電池の使用が禁止されることがあり、この通電開始時において蓄電池のインピーダンスの算出が完了するまで蓄電池の使用禁止が強いられる、といった不都合が懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電池の通電開始時において、蓄電池の温度を早期に推定できる温度推定装置を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、蓄電池を備える電源システムに適用され、複数の周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理を実施するとともに、算出したインピーダンスに基づいて前記蓄電池の温度を推定する温度推定装置であって、前記蓄電池の通電を停止した通電停止期間に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、前記通電停止期間に算出されたインピーダンスに基づいて、その通電停止期間後の通電開始時における前記蓄電池の温度を推定する温度推定部と、を備える。

蓄電池のインピーダンスに基づいて蓄電池の温度を推定する温度推定装置では、蓄電池の温度を推定する前に、複数の周波数の交流電圧を蓄電池に印加し、それら各周波数で蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理が実施される。この場合、例えば電源システムの起動時など、蓄電池の通電開始時において、インピーダンスの算出完了まで蓄電池の温度が推定できないと、蓄電池の温度の推定が遅れる。

その点、上記構成では、前回の通電停止から通電開始時までの通電停止期間においてインピーダンスの算出を実施する。そのため、通電開始時において、通電停止期間内に算出したインピーダンスを取得することで、通電開始に伴い実施されるインピーダンス算出の完了を待つことなく、蓄電池の温度を推定することができる。これにより、蓄電池の通電開始時において、蓄電池の温度を早期に推定することができる。

第２の手段では、前記蓄電池は、複数の電池セルを有する組電池であり、前記温度推定装置は、前記通電停止期間において前記蓄電池からの電力供給により所定周期で起動して、各電池セルの残存容量を均等化する均等化処理を実施するものであり、前記インピーダンス算出部は、前記均等化処理のための起動期間に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出する。

蓄電池が、複数の電池セルを有する組電池である場合、温度推定装置は、通電停止期間において蓄電池からの電力供給により所定周期で起動して、均等化処理を実施することがある。上記構成では、この均等化処理のための起動期間に蓄電池のインピーダンスを算出する。そのため、通電停止期間において、インピーダンスを算出するために温度推定装置を起動させる必要がなく、通電停止期間における蓄電池の電力消費を抑制することができる。

第３の手段では、前記各電池セルの前記残存容量を取得する容量取得部と、前記容量取得部により取得された前記残存容量に基づいて前記各電池セルの前記残存容量を均等化する均等化部と、を備え、前記インピーダンス算出部は、前記均等化処理のための起動期間において、前記容量取得部により前記残存容量が取得された後であって、かつ前記均等化部により前記各電池セルの前記残存容量が均等化される前に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出する。

蓄電池のインピーダンスを算出する際には、蓄電池に所定周波数の交流電圧を印加する必要があり、蓄電池に電流が流れる。上記構成では、均等化処理のための起動期間において、インピーダンスを算出する前に残存容量を取得する。そのため、インピーダンスを算出する際に蓄電池に流れる電流により、残存容量の取得精度が低下することを抑制できる。

また、残存容量を均等化する際には、電池セルの放電に伴い蓄電池に電流が流れる。上記構成では、均等化処理のための起動期間において、インピーダンスを算出した後に残存容量を均等化する。そのため、残存容量を均等化する際に蓄電池に流れる電流により、インピーダンスの算出精度が低下するといった不都合を抑制できる。

第４の手段では、前記蓄電池の通電停止後において前記蓄電池の温度が所定の安定状態になったことを判定する状態判定部を備え、前記インピーダンス算出部は、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定される以前において、前記起動期間となるごとに前記蓄電池のインピーダンスを算出し、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定された以後において、前記起動期間を間引いて定められた期間で前記蓄電池のインピーダンスを算出する。

蓄電池の温度は、一般に蓄電池の通電期間において周囲の環境温度よりも高くなっており、通電停止後において、徐々に低下するとともに、その後に環境温度で安定する。この場合、上記のとおり通電停止期間に算出したインピーダンスに基づき通電開始時の蓄電池の温度を推定する構成において、通電停止期間での通電開始タイミングが任意であることを想定すると、通電停止期間で電池温度が安定状態になる前と安定状態になった後とでインピーダンス算出の周期を変更することが望ましい。

上記構成では、通電停止期間において、蓄電池の温度が安定状態になったと判定される以前には、均等化処理が実施される起動期間となるごとに蓄電池のインピーダンスを算出するようにした。また、蓄電池の温度が安定状態になったと判定された以後には、起動期間を間引いて定められた期間で蓄電池のインピーダンスを算出するようにした。これにより、通電停止期間での電池温度の変化の状況を加味しつつ適正な頻度でインピーダンス算出を行うことができ、ひいては、通電開始時において蓄電池の温度推定を好適に実施することができる。また、電池温度が安定状態になった後には、インピーダンス算出の実施回数が減らされるため、通電停止期間における蓄電池の電力消費を抑制することができる。

第５の手段では、前記蓄電池の通電停止後において前記蓄電池の温度が所定の安定状態になったことを判定する状態判定部を備え、前記インピーダンス算出部は、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定された以後において、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度で前記蓄電池のインピーダンスを算出する。

上記構成では、通電停止期間において、蓄電池の温度が安定状態になったと判定された以後において、安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度で蓄電池のインピーダンスを算出するようにした。これにより、通電停止期間での電池温度の変化の状況を加味しつつ適正な頻度でインピーダンス算出を行うことができ、ひいては、通電開始時において蓄電池の温度推定を好適に実施することができる。また、電池温度が安定状態になった後には、インピーダンス算出の実施回数が減らされるため、通電停止期間における蓄電池の電力消費を抑制することができる。

第６の手段では、前記インピーダンス算出部は、前記通電停止期間での前記インピーダンス算出処理において、通電停止前の通電期間での前記インピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、それら各周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンスを算出する。

温度推定装置における通電期間と通電停止期間とを比べると、通電期間では、蓄電池の温度を正確に推定するためにインピーダンスを高精度に算出することが優先される一方、通電停止期間では、インピーダンスの算出精度よりも蓄電池の電力消費低減が優先される。

上記構成では、通電停止期間でのインピーダンス算出処理において、通電期間でのインピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、それら各周波数の交流電圧を蓄電池に印加しそれら各周波数で蓄電池のインピーダンスを算出するようにした。これにより、通電期間でのインピーダンスの高精度化を図りつつ、通電停止期間での蓄電池の電力消費低減を図ることができる。

第７の手段では、前記温度推定部は、前記蓄電池のインピーダンスと温度との相関関係を示す相関情報を用いて前記蓄電池の温度を推定するものであり、前記蓄電池の環境温度を取得する温度取得部と、前記通電停止期間において前記蓄電池の温度が前記環境温度と等しくなったか否かを判定する温度判定部と、前記温度判定部により前記環境温度と等しくなったと判定された場合に、その判定状態において算出された前記インピーダンスと前記環境温度とに基づいて、前記相関情報を補正する相関情報補正部と、を備える。

蓄電池のインピーダンスと温度との相関関係は、個体差や経時的な要因によりずれを含むことがある。この点、上記構成によれば、蓄電池の温度が環境温度と等しくなった状態でのインピーダンス算出値を用いることで、上記相関関係を適正に補正することができる。

電源システムの全体構成図。 バッテリのインピーダンスの周波数特性を示す図。 第１実施形態における制御処理の手順を示すフローチャート。 制御処理の一例を示すタイムチャート。 第２実施形態における制御処理の手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る温度推定装置を車載の電源システム１００に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、電源システム１００は、回転電機１０及び電気負荷１２に電力を供給するシステムである。電源システム１００は、バッテリ１４と、発信装置１６と、電流計１８と、温度センサ２０と、温度推定装置としての制御装置３０と、を備えている。

回転電機１０は、力行駆動及び回生駆動の機能を有し、具体的には、ＭＧ（Motor Generator）である。回転電機１０は、バッテリ１４との間で電力の入出力を行うものである。具体的には、回転電機１０は、力行駆動時には、バッテリ１４から入力される電力により駆動し、車両に推進力を付与し、回生駆動時には、車両の減速エネルギを用いて発電を行い、バッテリ１４に電力を出力する。

電気負荷１２は、定電圧要求負荷と一般負荷とを含む。ここで定電圧要求負荷は、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定していることが要求される負荷であり、一般負荷は、定電圧負荷以外の負荷である。

発信装置１６は、バッテリ１４と、回転電機１０及び電気負荷１２との間の接続点ＰＡに接続されており、この接続点ＰＡに所定の電圧周波数の交流信号を出力する。交流信号は、例えば正弦波信号や矩形波信号である。

電流計１８は、接続点ＰＡと、回転電機１０及び電気負荷１２との間の接続経路ＬＡに接続されており、発信装置１６が交流信号を出力した時に接続経路ＬＡに流れる電流を検出する。温度センサ２０は、バッテリ１４の周囲の環境温度ＴＢを検出する。電流計１８及び温度センサ２０の検出値は、制御装置３０に入力される。

バッテリ１４は、充放電可能な蓄電池であり、複数の電池セルが直列接続された組電池である。バッテリ１４は、例えばリチウムイオン蓄電池である。図１には、バッテリ１４の電池セルの集合体２２とともに、バッテリ１４の内部抵抗２４の等価回路が示されている。内部抵抗２４は、バッテリ１４の直流抵抗を表す第１抵抗成分ＲＡと、正極及び負極における反応抵抗成分ＲＢ，ＣＡという２組の抵抗成分の直列接続体として構成されている。反応抵抗成分ＲＢ，ＣＡは、第２抵抗成分ＲＢ及び容量成分ＣＡを有する並列回路として構成されている。つまり、バッテリ１４は、内部抵抗２４の等価回路の回路成分として、抵抗成分ＲＡ，ＲＢ及び容量成分ＣＡを有しており、この抵抗成分ＲＡ，ＲＢ及び容量成分ＣＡによる複素インピーダンス（以下、単にインピーダンス）ＺＡを有している。

制御装置３０は、発信装置１６を介して接続点ＰＡに所定の交流信号を出力させ、発信装置１６に出力された交流信号と、電流計１８から入力される検出値に基づいて、バッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。また、制御装置３０は、ＩＧスイッチ３２に接続されている。ＩＧスイッチ３２は、車両の起動スイッチである。制御装置３０は、ＩＧスイッチ３２のオンオフ状態を監視する。

制御装置３０は、バッテリ１４からの電力供給により作動し、バッテリ１４のインピーダンスＺＡやＩＧスイッチ３２のオンオフ状態に基づいて車両を制御する。制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭ内の演算プログラムや制御データを参照して、車両を制御するための種々の機能を実現する。

図２に、バッテリ１４のインピーダンスＺＡの周波数特性を示す。インピーダンスＺＡは、接続点ＰＡに印加する交流信号の周波数により変化し、インピーダンスＺＡの実数成分ＺＲは、印加する周波数が小さくなるほど大きくなる。また、インピーダンスＺＡの虚数成分ＺＩは、第１特定周波数ＨＳ１、及び第１特定周波数ＨＳ１よりも低い第２特定周波数ＨＳ２でゼロとなる。虚数成分ＺＩは、第１特定周波数ＨＳ１よりも大きい周波数の範囲において、印加する周波数が大きくなるほど小さくなり、第２特定周波数ＨＳ２よりも小さい周波数の範囲において、印加する周波数が小さくなるほど大きくなる。また、虚数成分ＺＩは、第１特定周波数ＨＳ１と第２特定周波数ＨＳ２との間の周波数の範囲において、印加する周波数が小さくなるのに伴って、増加した後に減少する。

ところで、第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡに基づいてバッテリ温度ＴＥが推定可能であることが知られている。ここで、バッテリ温度ＴＥは、バッテリ１４の内部温度であり、バッテリ１４の周囲の温度である環境温度ＴＢとは必ずしも等しくない。バッテリ温度ＴＥは、例えばバッテリ１４の凍結や過充法電などのバッテリ１４の状態を表す。そのため、電源システム１００に温度センサ２０が設けられている場合でも、バッテリ温度ＴＥの推定が実施され、この推定に用いられる第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡが算出される。

ここで第１特定周波数ＨＳ１は、バッテリ１４の温度変化や経時劣化により変化する。そのため、第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡを算出するインピーダンス算出処理では、インピーダンス算出処理に用いられる周波数を多段に用意し、それら各周波数でバッテリ１４のインピーダンス算出する必要がある。図２に示す例では、インピーダンス算出処理のために、第１周波数ＨＡから第２周波数ＨＢまでの周波数範囲ＨＸを設定し、第１周波数ＨＡと第２周波数ＨＢとの間の周波数ＨＣを含む複数（多段）の周波数を選出する。そして、選出された複数の周波数の交流電圧をバッテリ１４にそれぞれ印加し、各周波数におけるバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。

インピーダンス算出処理では、算出した複数のインピーダンスＺＡのうち、インピーダンスＺＡの大きさが極小となるインピーダンスＺＡを特定する。極小となるインピーダンスＺＡが存在しない場合には、周波数範囲ＨＸを再設定し、再度インピーダンス算出処理を実施する。そして、極小となるインピーダンスＺＡを第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡとして特定し、このインピーダンスＺＡに基づいてバッテリ温度ＴＥを推定する。

つまり、第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡを算出するためには、複数の周波数でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する必要があり、所定の算出期間が必要となる。その結果、バッテリ温度ＴＥの推定が遅れる。例えば車両の起動時など、バッテリ１４の通電開始時では、バッテリ１４の凍結時や過充法電時にバッテリ１４の使用が許可されないようにするために、バッテリ温度ＴＥが推定されるまで、バッテリ１４の使用が禁止されることがある。この場合、バッテリ温度ＴＥの推定の遅れにより、通電開始時におけるバッテリ１４の使用禁止期間が長期化するといった不具合が懸念される。

本実施形態では、前回の通電停止から通電開始時までの通電停止期間ＹＡ（図４参照）において、バッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する制御処理を実施するようにした。この制御処理では、通電開始時において、通電停止期間ＹＡ内に算出したインピーダンスＺＡを取得し、取得されたインピーダンスＺＡによりバッテリ温度ＴＥを推定するため、通電開始に伴い実施されるインピーダンス算出の完了を待つことなく、バッテリ温度ＴＥを推定することができる。

具体的には、通電停止期間ＹＡ内に算出したインピーダンスＺＡを、制御装置３０の記憶部３４に記憶するようにする。この記憶部３４には、バッテリ１４のインピーダンスＺＡとバッテリ温度ＴＥとの相関関係を示す相関情報が記憶されている。相関情報は、例えばマップ情報や相関式である。制御処理では、通電開始時において、通電停止期間ＹＡ内に算出したインピーダンスＺＡ、及び記憶部３４に記憶された相関情報に基づいてバッテリ温度ＴＥを推定する。

図３に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。制御装置３０は、ＩＧスイッチ３２がオフ状態に切り替えられた後、バッテリ１４の通電を停止した通電停止期間ＹＡにおいて、制御処理を繰り返し実施する。制御装置３０は、通電停止期間ＹＡにおいてバッテリ１４からの電力供給により所定周期ＹＤ（図４参照）で起動して、各電池セルの残存容量ＳＡ（例えば、ＳＯＣ）を均等化する均等化処理を実施する。所定周期ＹＤは、例えば１時間である。制御装置３０は、この均等化処理のための起動期間ＹＨ、及び通電開始時に、制御処理を実施する。

制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、ＩＧスイッチ３２がオン状態に切り替えられたか否かを判定する。ＩＧスイッチ３２がオン状態に切り替えられていない通電停止期間ＹＡである場合、ステップＳ１０で否定判定する。この場合、ステップＳ１４において、バッテリ温度ＴＥが所定の安定状態になったか否かを判定する。

ここで安定状態とは、所定時間におけるバッテリ温度ＴＥの変化が温度閾値よりも小さいことを意味する。バッテリ温度ＴＥは、一般にバッテリ１４の通電期間ＹＧ（図４参照）において環境温度ＴＢよりも高くなっており、通電停止後において、徐々に低下するとともに、所定の低下期間ＹＢ（図４参照）後に環境温度ＴＢで安定する。ステップＳ１４では、バッテリ１４の通電停止後において低下期間ＹＢが経過したか否かを判定する。ここで低下期間ＹＢは、環境温度ＴＢや通電期間ＹＧの長さに基づいて設定される。なお、本実施形態において、ステップＳ１４の処理が「状態判定部」に相当する。

前回の通電停止から低下期間ＹＢが経過していない場合、バッテリ温度ＴＥが安定状態になっていない、つまり安定状態になったと判定される以前である場合、ステップＳ１４で否定判定する。この場合、ステップＳ１８～Ｓ２４に進み、均等化処理及びインピーダンス算出処理を実施する。

一方、前回の通電停止から低下期間ＹＢが経過している場合、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定し、ステップＳ１４で肯定判定する。この場合、ステップＳ１６において、現在の起動期間ＹＨが間引き期間ＹＩ（図４参照）であるか否かを判定する。ここで間引き期間ＹＩは、インピーダンス算出処理が実施されない起動期間ＹＨである。本実施形態では、バッテリ温度ＴＥが安定状態となった安定期間ＹＣ（図４参照）において、インピーダンス算出処理が実施される起動期間ＹＨと、間引き期間ＹＩとが交互に繰り返されるように設定されている。ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ１８～Ｓ２４に進み、均等化処理及びインピーダンス算出処理を実施する。一方、ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ３２～Ｓ３６に進み、均等化処理のみを実施する。

つまり、本実施形態の制御処理では、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定される以前において、起動期間ＹＨとなるごとにバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。また、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定された以後において、起動期間ＹＨを間引いて定められた期間でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。そのため、本実施形態の制御処理では、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定された以後において、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定される以前に比べて、低い頻度でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出するということができる。

ステップＳ１８～Ｓ２４では、均等化処理及びインピーダンス算出処理を、以下の順番で実施する。具体的には、まずステップＳ１８において、各電池セルの残存容量ＳＡを取得する。制御装置３０は、図示されない電圧センサを用いて、バッテリ１４に電流が流れていない場合の各電池セルの電圧、即ち開放端電圧を検出し、各電池セルの残存容量ＳＡを取得する。なお、本実施形態において、ステップＳ１８の処理が「容量取得部」に相当する。

続くステップＳ２０において、インピーダンス算出処理によりバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。続くステップＳ２２において、ステップＳ１８で取得された残存容量ＳＡに基づいて均等化処理を実施するか否かを判定する。ステップＳ２２では、ステップＳ１８で取得された各電池セルの残存容量ＳＡの差分の最大値ΔＳＡを算出し、この最大値ΔＳＡが所定の容量閾値Ｓｔｈよりも大きいか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ２０の処理が「インピーダンス算出部」に相当し、ステップＳ２０，Ｓ２２の処理が「均等化部」に相当する。

最大値ΔＳＡが容量閾値Ｓｔｈよりも小さい場合、均等化処理を実施しないと判定し、ステップＳ２２で否定判定する。この場合、均等化処理を実施することなくステップＳ２６に進む。一方、最大値ΔＳＡが容量閾値Ｓｔｈよりも大きい場合、ステップＳ２４において、均等化処理を実施すると判定し、ステップＳ２２で肯定判定する。この場合、ステップＳ２４において、均等化処理により各電池セルの残存容量ＳＡを均等化し、ステップＳ２６に進む。

つまり、ステップＳ１８～Ｓ２４において均等化処理及びインピーダンス算出処理を実施する場合には、ステップＳ１８において各電池セルの残存容量ＳＡを取得した後であって、かつステップＳ２４において均等化処理により各電池セルの残存容量ＳＡが均等化される前に、インピーダンスＺＡを算出する。

ステップＳ２６では、温度センサ２０を用いて環境温度ＴＢを取得する。続くステップＳ２８において、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢと等しくなったか否かを判定する。本実施形態の制御処理では、安定状態になったと判定される以前である場合に、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢと等しくなっていないことを判定し、ステップＳ２８で否定判定する。この場合、制御処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ２６の処理が「温度取得部」に相当し、ステップＳ２８の処理が「温度判定部」に相当する。

一方、安定状態になったと判定された以後である場合に、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢと等しくなったことを判定し、ステップＳ２８で肯定判定する。この場合、ステップＳ３０において、ステップＳ２０で算出されたインピーダンスＺＡと、ステップＳ２６で取得された環境温度ＴＢとに基づいて、記憶部３４に記憶された相関情報を補正する補正処理を実施し、制御処理を終了する。なお、本実施形態の制御処理において、ステップＳ２０で算出されたインピーダンスＺＡは、ステップＳ２８で肯定判定される前に算出されたものであるが、制御処理における各ステップの処理は短期間で実施される。そのため、ステップＳ２０で算出されたインピーダンスＺＡは、ステップＳ２８で肯定判定された判定状態において算出されたインピーダンスＺＡということができる。本実施形態において、ステップＳ３０の処理が「相関情報補正部」に相当する。

また、ステップＳ３２～Ｓ３６では、均等化処理のみを実施し、制御処理を終了する。ステップＳ３２，Ｓ３４，Ｓ３６の各処理は、ステップＳ１８，Ｓ２２，Ｓ２４の各処理と同一の処理であるため、重複した説明を省略する。

一方、ＩＧスイッチ３２がオン状態に切り替えられた通電開始時である場合、ステップＳ１０で肯定判定する。この場合、ステップＳ４０において、通電停止期間ＹＡ内に算出されたインピーダンスＺＡに基づいて、バッテリ温度ＴＥを推定する温度推定処理を実施し、制御処理を終了する。詳細には、ステップＳ４０では、前回の均等化処理において算出されたインピーダンスＺＡに基づいてバッテリ温度ＴＥを推定する。これにより、バッテリ１４の通電開始時において、バッテリ温度ＴＥを早期に推定することが可能となる。なお、本実施形態において、ステップＳ４０の処理が「温度推定部」に相当する。

続いて、図４に、制御処理の一例を示す。図４は、通電停止期間ＹＡにおける均等化処理及びインピーダンス算出処理の実施の推移を示す。

図４において、（Ａ）は、ＩＧスイッチ３２の状態の推移を示し、（Ｂ）は、バッテリ温度ＴＥの推移を示す。また、（Ｃ）は、均等化処理の実施の推移を示し、（Ｄ）は、インピーダンス算出処理の実施の推移を示し、（Ｅ）は、補正処理の実施の推移を示す。なお、（Ｃ）～（Ｅ）において、各処理が実施されている状況が「オン」で示されており、各処理が実施されていない状況が「オフ」で示されている。

図４に示すように、時刻ｔ１までのＩＧスイッチ３２のオン期間、つまりバッテリ１４の通電期間ＹＧにおいて、バッテリ温度ＴＥは、所定の通電温度ＴＡに上昇している。通電期間ＹＧでは、所定の規定期間ごとにインピーダンス算出処理及び温度推定処理が実施されている。

時刻ｔ１にＩＧスイッチ３２がオフ状態に切り替えられて通電停止期間ＹＡとなると、バッテリ１４の通電停止に伴いバッテリ温度ＴＥが徐々に低下し、時刻ｔ１から低下期間ＹＢ経過後の時刻ｔ２に環境温度ＴＢで安定する。そのため、バッテリ温度ＴＥは、この低下期間ＹＢにおいて環境温度ＴＢに収束しておらず、時刻ｔ２からの安定期間ＹＣにおいて環境温度ＴＢに収束し、安定状態となる。通電停止期間ＹＡには、低下期間ＹＢと安定期間ＹＣとがこの順で含まれる。

また、通電停止期間ＹＡでは、制御装置３０が停止するため、温度推定処理が実施されない。一方、均等化処理は、所定周期ＹＤで実施される。制御装置３０は、通電停止期間ＹＡにおいてバッテリ１４からの電力供給により所定周期ＹＤで起動し、その起動期間ＹＨに均等化処理を実施する。

本実施形態では、この起動期間ＹＨにインピーダンス算出処理が実施される。そのため、通電停止期間ＹＡにおいて、インピーダンス算出処理のために制御装置３０を起動する必要がなく、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を抑制することができる。

具体的には、通電停止期間ＹＡの低下期間ＹＢでは、起動期間ＹＨごとにインピーダンス算出処理が実施される。低下期間ＹＢでは、バッテリ温度ＴＥの低下に伴ってバッテリ１４のインピーダンスＺＡが変化する。そのため、この低下期間ＹＢに起動期間ＹＨごとにインピーダンス算出処理が実施されることで、バッテリ１４のインピーダンスＺＡを高頻度で算出することができる。

一方、通電停止期間ＹＡの安定期間ＹＣでは、複数の起動期間ＹＨのうち、起動期間ＹＨを間引いて定められた期間でインピーダンス算出処理が実施される。本実施形態では、所定周期ＹＤごとに繰り返される複数の起動期間ＹＨのうち、１つおきの起動期間ＹＨが、インピーダンス算出処理が実施されない間引き期間ＹＩに設定されている。つまり、インピーダンス算出処理は、所定周期ＹＤの２倍の算出周期ＹＥで実施される。安定期間ＹＣでは、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢで安定しているため、バッテリ１４のインピーダンスＺＡを高頻度で算出する必要がない。そのため、この安定期間ＹＣに起動期間ＹＨを間引いて定められた期間でインピーダンス算出処理が実施されることで、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を好適に抑制することができる。

また、通電停止期間ＹＡでは、起動期間ＹＨに補正処理が実施される。そのため、通電停止期間ＹＡにおいて、補正処理のために制御装置３０を起動する必要がなく、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を抑制することができる。

具体的には、安定期間ＹＣにインピーダンス算出処理が実施されると、そのインピーダンス算出処理が実施された起動期間ＹＨに補正処理が実施される。記憶部３４に記憶された相関情報は、バッテリ１４の個体差や、バッテリ１４のインピーダンスＺＡの経時的な変化によりずれを含むことがある。安定期間ＹＣでは、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢと等しくなっているため、バッテリ１４のインピーダンスＺＡに応じて相関情報を適正に補正することができる。

その後、時刻ｔ３にＩＧスイッチ３２がオン状態に切り替えられて通電期間ＹＧとなると、制御装置３０が起動し、温度推定処理が再開される。本実施形態では、通電停止期間ＹＡ後の通電開始時において、通電停止期間ＹＡに算出されたインピーダンスＺＡに基づいてバッテリ温度ＴＥが推定される。通電停止期間ＹＡに算出されたインピーダンスＺＡを用いることで、通電開始時にバッテリ温度ＴＥが推定されるまでの始動期間を短縮することができ、バッテリ温度ＴＥを早期に推定することができる。

この始動期間では、バッテリ温度ＴＥが推定されていないため、バッテリ温度ＴＥに基づいて、バッテリ１４の凍結や過充法電などのバッテリ１４の状態を推定することができない。そのため、始動期間では、バッテリ１４の通電が開始されているものの、その通電量が制限されており、回転電機１０及び電気負荷１２に使用することが禁止されている。本実施形態では、始動期間を短縮できるので、この使用禁止期間を短縮することができる。その後、時刻ｔ４にバッテリ温度ＴＥが上昇を開始する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

・本実施形態では、前回の通電停止から通電開始時までの通電停止期間ＹＡにおいてインピーダンスＺＡの算出を実施する。そのため、通電開始時において、通電停止期間ＹＡ内に算出したインピーダンスＺＡを取得することで、通電開始に伴い実施されるインピーダンス算出の完了を待つことなく、バッテリ温度ＴＥを推定することができる。これにより、バッテリ１４の通電開始時において、バッテリ１４の温度を早期に推定することができる。

バッテリ１４の温度を早期に推定することができることで、バッテリ１４の最適な出力制御が可能となり、車両の燃費の向上が実現されるとともに、回転電機１０及び電気負荷１２に対する安定給電が可能となる。また、使用禁止期間が短くなることでドライバビリティ（ドラビリ）の向上が実現される。

・本実施形態では、通電停止期間ＹＡにおいてバッテリ１４からの電力供給により所定周期ＹＤで起動して、均等化処理を実施しており、この均等化処理のための起動期間ＹＨにバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。そのため、通電停止期間ＹＡにおいて、インピーダンスＺＡを算出するために制御装置３０を起動させる必要がなく、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を抑制することができる。

・バッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する際には、バッテリ１４に所定周波数の交流電圧を印加する必要があり、バッテリ１４に電流が流れる。本実施形態では、均等化処理のための起動期間ＹＨにおいて、インピーダンスＺＡを算出する前に残存容量ＳＡを取得する。そのため、インピーダンスＺＡを算出する際にバッテリ１４に流れる電流により、残存容量ＳＡの取得精度が低下することを抑制できる。

・残存容量ＳＡを均等化する際には、電池セルの放電に伴いバッテリ１４に電流が流れる。本実施形態では、均等化処理のための起動期間ＹＨにおいて、インピーダンスＺＡを算出した後に残存容量ＳＡを均等化する。そのため、残存容量ＳＡを均等化する際にバッテリ１４に流れる電流により、インピーダンスＺＡの算出精度が低下するといった不都合を抑制できる。

・本実施形態では、通電停止期間ＹＡにおいて、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定される以前には、均等化処理が実施される起動期間ＹＨとなるごとにバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出するようにした。また、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定された以後には、起動期間ＹＨを間引いて定められた期間でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出するようにした。つまり、バッテリ温度ＴＥが安定状態になったと判定された以後において、安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出するようにした。これにより、通電停止期間ＹＡでのバッテリ温度ＴＥの変化の状況を加味しつつ、適正な頻度でインピーダンス算出を行うことができ、ひいては、通電開始時においてバッテリ１４の温度推定を好適に実施することができる。また、バッテリ温度ＴＥが安定状態になった後には、インピーダンス算出の実施回数が減らされるため、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を抑制することができる。

・バッテリ１４のインピーダンスＺＡとバッテリ温度ＴＥとの相関関係は、バッテリ１４の個体差や経時的な要因によりずれを含むことがある。この点、本実施形態によれば、バッテリ温度ＴＥが環境温度ＴＢと等しくなった状態でのインピーダンス算出値を用いることで、上記相関関係を適正に補正することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図５を参照しつつ説明する。

本実施形態では、制御処理において、通電停止期間ＹＡと通電期間ＹＧとでインピーダンス算出処理に用いる周波数の段数を切り替える点で、第１実施形態と異なる。図５に、本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。図５において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

本実施形態の制御処理では、ステップＳ１０で否定判定すると、ステップＳ５０において、インピーダンス算出処理に用いられる周波数の段数を第１段数に設定し、ステップＳ１４に進む。ここで第１段数は、バッテリ１４の通電期間ＹＧにおいて設定される第２段数よりも少ない。つまり、通電停止期間ＹＡでのインピーダンス算出処理では、通電停止前の通電期間ＹＧでのインピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、バッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出する。

一方、ステップＳ１０で肯定判定すると、ステップＳ５２において、インピーダンス算出処理に用いられる周波数の段数を第２段数に設定し、ステップＳ４０に進む。

つまり、本実施形態の制御処理では、通電停止期間ＹＡでのインピーダンス算出処理において、通電期間ＹＧでのインピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、それら各周波数の交流電圧を蓄電池に印加し、それら各周波数でバッテリ１４のインピーダンスＺＡを算出するようにした。インピーダンス算出処理に用いられる周波数の段数が少ないと、インピーダンス算出処理において算出されるインピーダンスＺＡの数が少なくなり、周波数の段数が多いと、インピーダンス算出処理において算出されるインピーダンスＺＡの数が多くなる。ここで、周波数の段数を少なくする場合には、周波数範囲ＨＸを狭くすることで周波数の段数を少なくしてもよければ、選出する周波数同士の周波数間隔を広げることで周波数の段数を少なくしてもよい。周波数の段数を多くする場合についても同様である。

そのため、本実施形態では、通電期間ＹＧでのインピーダンスＺＡの高精度化を図りつつ、通電停止期間ＹＡでのバッテリ１４の電力消費低減を図ることができる。具体的には、通電停止期間ＹＡに周波数の段数が少ない段数に設定されることで、通電停止期間ＹＡにおけるバッテリ１４の電力消費を抑制することができる。また、通電期間ＹＧに周波数の段数が多い段数に設定されることで、算出されたインピーダンスＺＡを用いて第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡ、つまりバッテリ温度ＴＥを高精度に推定することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。

・蓄電池は、リチウムイオン蓄電池に限られず、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池であってもよい。また、蓄電池の数は１に限られず、２以上であってもよい。蓄電池が複数存在する場合において、各蓄電池の均等化処理のための起動期間ＹＨは、同一でもよければ異なっていてもよい。

・蓄電池の温度の推定に用いられる蓄電池のインピーダンスは、第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡに限られず、例えば第２特定周波数ＨＳ２や、第１特定周波数ＨＳ１と第２特定周波数ＨＳ２との間の周波数のインピーダンスＺＡを用いてもよい。ただし、第１特定周波数ＨＳ１のインピーダンスＺＡを用いることで、蓄電池に流れる電流の影響を受けることなく蓄電池の温度を高精度に推定できる。

・上記実施形態において、蓄電池の温度が安定状態になったと判定された以後において、起動期間を間引くことで、安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度でインピーダンスＺＡを算出するようにしたが、これに限られない。例えば蓄電池の温度が安定状態になったと判定される以前において、インピーダンスＺＡを算出する回数を増やすようにしてもよい。具体的には、安定状態になったと判定される以前において、起動期間ＹＨに加え、連続する起動期間ＹＨの間に設定された追加期間においてインピーダンス算出処理のために制御装置３０を起動させて、インピーダンスＺＡを算出するようにしてもよい。

・蓄電池の温度が安定状態になったと判定された以後において、起動期間を間引く方法は上記実施形態に限られない。例えば、所定周期ＹＤごとに繰り返される複数の起動期間ＹＨのうち、Ｎ（Ｎは３以上の自然数）個おきの起動期間ＹＨでインピーダンス算出処理が実施されるようにしてもよい。この場合に、Ｎは一定である必要がなく、例えば通電停止からの経過時間が長くなるに従って大きくなるように、Ｎを変化させてもよい。

・通電停止期間でのインピーダンス算出処理において、通電期間でのインピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用いる場合に、通電停止期間と通電期間とにおいてインピーダンス算出処理に用いられる周波数の段数の差は、一定である必要はない。例えば通電停止からの経過時間が長くなるに従って大きくなるように、通電停止期間においてインピーダンス算出処理に用いられる周波数の段数を減少させてもよい。

・本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１４…バッテリ、３０…制御装置、１００…電源システム、ＴＥ…バッテリ温度、ＹＡ…通電停止期間、ＺＡ…インピーダンス。

Claims (9)

1. 蓄電池（１４）を備え、前記蓄電池は、複数の電池セルを有する組電池である電源システム（１００）に適用され、複数の周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理を実施するとともに、算出したインピーダンス（ＺＡ）に基づいて前記蓄電池の温度（ＴＥ）を推定する一方、前記蓄電池の通電を停止した通電停止期間（ＹＡ）において前記蓄電池からの電力供給により所定周期（ＹＤ）で起動して、各電池セルの残存容量（ＳＡ）を均等化する均等化処理を実施する温度推定装置（３０）であって、
   前記通電停止期間に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
   前記通電停止期間に算出されたインピーダンスに基づいて、その通電停止期間後の通電開始時における前記蓄電池の温度を推定する温度推定部と、を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記均等化処理のための起動期間（ＹＨ）に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出する温度推定装置。
2. 前記各電池セルの前記残存容量を取得する容量取得部と、
   前記容量取得部により取得された前記残存容量に基づいて前記各電池セルの前記残存容量を均等化する均等化部と、を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記均等化処理のための起動期間において、前記容量取得部により前記残存容量が取得された後であって、かつ前記均等化部により前記各電池セルの前記残存容量が均等化される前に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出する請求項１に記載の温度推定装置。
3. 前記蓄電池の通電停止後において前記蓄電池の温度が所定の安定状態になったことを判定する状態判定部を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定される以前において、前記起動期間となるごとに前記蓄電池のインピーダンスを算出し、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定された以後において、前記起動期間を間引いて定められた期間で前記蓄電池のインピーダンスを算出する請求項１または２に記載の温度推定装置。
4. 前記蓄電池の通電停止後において前記蓄電池の温度が所定の安定状態になったことを判定する状態判定部を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定された以後において、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度で前記蓄電池のインピーダンスを算出する請求項１または２に記載の温度推定装置。
5. 蓄電池（１４）を備える電源システム（１００）に適用され、複数の周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理を実施するとともに、算出したインピーダンス（ＺＡ）に基づいて前記蓄電池の温度（ＴＥ）を推定する温度推定装置（３０）であって、
   前記蓄電池の通電を停止した通電停止期間（ＹＡ）に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
   前記通電停止期間に算出されたインピーダンスに基づいて、その通電停止期間後の通電開始時における前記蓄電池の温度を推定する温度推定部と、
   前記蓄電池の通電停止後において前記蓄電池の温度が所定の安定状態になったことを判定する状態判定部と、を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定された以後において、前記状態判定部により前記安定状態になったと判定される以前に比べて低い頻度で前記蓄電池のインピーダンスを算出する温度推定装置。
6. 前記インピーダンス算出部は、前記通電停止期間での前記インピーダンス算出処理において、通電停止前の通電期間での前記インピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、それら各周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンスを算出する請求項１から５までのいずれか一項に記載の温度推定装置。
7. 蓄電池（１４）を備える電源システム（１００）に適用され、複数の周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理を実施するとともに、算出したインピーダンス（ＺＡ）に基づいて前記蓄電池の温度（ＴＥ）を推定する温度推定装置（３０）であって、
   前記蓄電池の通電を停止した通電停止期間（ＹＡ）に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
   前記通電停止期間に算出されたインピーダンスに基づいて、その通電停止期間後の通電開始時における前記蓄電池の温度を推定する温度推定部と、を備え、
   前記インピーダンス算出部は、前記通電停止期間での前記インピーダンス算出処理において、通電停止前の通電期間での前記インピーダンス算出処理よりも少ない段数の周波数を用い、それら各周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンスを算出する温度推定装置。
8. 前記温度推定部は、前記蓄電池のインピーダンスと温度との相関関係を示す相関情報を用いて前記蓄電池の温度を推定するものであり、
   前記蓄電池の環境温度（ＴＢ）を取得する温度取得部と、
   前記通電停止期間において前記蓄電池の温度が前記環境温度と等しくなったか否かを判定する温度判定部と、
   前記温度判定部により前記環境温度と等しくなったと判定された場合に、その判定状態において算出された前記インピーダンスと前記環境温度とに基づいて、前記相関情報を補正する相関情報補正部と、を備える請求項１から７までのいずれか一項に記載の温度推定装置。
9. 蓄電池（１４）を備える電源システム（１００）に適用され、複数の周波数の交流電圧を前記蓄電池に印加しそれら各周波数で前記蓄電池のインピーダンス算出するインピーダンス算出処理を実施するとともに、算出したインピーダンス（ＺＡ）に基づいて前記蓄電池の温度（ＴＥ）を推定する温度推定装置（３０）であって、
   前記蓄電池の通電を停止した通電停止期間（ＹＡ）に、前記インピーダンス算出処理により前記蓄電池のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
   前記通電停止期間に算出されたインピーダンスに基づいて、その通電停止期間後の通電開始時における前記蓄電池の温度を推定する温度推定部と、を備え、
   前記温度推定部は、前記蓄電池のインピーダンスと温度との相関関係を示す相関情報を用いて前記蓄電池の温度を推定するものであり、
   さらに、
   前記蓄電池の環境温度（ＴＢ）を取得する温度取得部と、
   前記通電停止期間において前記蓄電池の温度が前記環境温度と等しくなったか否かを判定する温度判定部と、
   前記温度判定部により前記環境温度と等しくなったと判定された場合に、その判定状態において算出された前記インピーダンスと前記環境温度とに基づいて、前記相関情報を補正する相関情報補正部と、を備える温度推定装置。

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