(57)【要約】【課題】高い信頼性で二次電池の充放電を制御する。【解決手段】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２０，２２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２６と、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２８と、を備え、将来内部温度推定手段２８で二次電池の内部温度を推定する毎に検知手段２０，２２で二次電池の状態を検出する。【選択図】図１
2010231968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の制御装置であって、
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、
前記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、
前記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と、
を備え、
前記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前記検知手段で二次電池の状態を検出することを特徴とする二次電池の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の制御装置であって、
前記検知手段は、所定の時間間隔Δｔ毎に少なくとも二次電池の外部温度を検知する温度検知手段を含み、
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、前記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現時点内部温度推定手段を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の制御装置であって、
前記検知手段は、所定の時間間隔Δｔ毎に少なくとも二次電池の外部温度を検知する温度検知手段を含み、
熱伝導方程式を用いて前記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現時点内部温度推定手段を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の二次電池の制御装置であって、
前記検知手段は、充放電量を検知する充放電検知手段を含み、
前記発熱量推定手段は、前記現時点内部温度推定手段において推定された現時点の二次電池の内部温度と前記充放電検知手段において検知された充放電量とに基づいて、二次電池での発熱量を算出することを特徴とする二次電池の制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の二次電池の制御装置であって、
前記現時点内部温度推定手段におい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、前記将来内部温度推定手段の処理を行うことなく二次電池が異常であると判定する前判定手段を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の二次電池の制御装置であって、
前記将来内部温度推定手段で推定された将来の二次電池の内部温度に基づいて二次電池の安全性を判定する判定手段を備えることを特徴とする二次電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器への電力の供給のために充放電が可能な二次電池が広く使用されている。例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源システムにおいて、駆動力源として原動機を駆動するための二次電池が用いられている。
【０００３】
特許文献１には、内部状態を予測可能な電池モデルに基づいて、電池内部での局所的劣化を防止した二次電池の充放電制御を行なう充放電制御装置が開示されている。この技術では、電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、二次電池の内部状態を動的に推定可能な電池モデルを用いて、電池内における内部状態予測値を算出する電池モデルを用いる。この内部状態予測値が局所的にも所定の管理範囲を外れることがないように、二次電池からの出力可能電力（放電電力上限値）および入力可能電力（充電電力上限値）を算出し、その入出力可能電力の範囲内に充放電を制限する。
【０００４】
また、特許文献２には、二次電池の劣化を簡便かつ充分に抑制する保護制御システムが開示されている。この技術では、制御対象となる二次電池の端子間電圧及び充放電電流と抵抗の少なくとも一方を検出し、検出電圧値及び検出電流値と検出抵抗値の少なくとも一方とに基づいて二次電池が予め定められた劣化促進領域にあるかどうかの判断を行う。そして、二次電池が劣化促進領域にあると判断された場合、二次電池を劣化促進領域から回避させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４１５５８号公報
【特許文献２】特開２００３−４７１５９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】W.B.Gu and C.Y.Wang，THERMAL-ELECTROCHEMICAL COUPLED MODELING OF A LITHIUM-ION CELL、ECS Proceedings Vol.99-25 (1),2000，ECS  (2000),pp 743-762
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のように、電池モデルを用いて、初期値から連続的に長時間に亘って電池内部の状態（イオン濃度、電位、温度等）を推定し、その推定値に基づいて制御を行う技術では、初期値を求めた時点から時間が経過するほど推定値の確度は低下する。したがって、二次電池の制御の判定に用いる判定基準値もかなりの安全率を見込んだ値を設定せざるを得ない。
【０００８】
また、特許文献２のように、二次電池の状態の測定値から現時点の電池内部の状態を推定するのみで将来の二次電池の状態を推定しない技術では、将来の二次電池の状態の変化に対する余裕を見込んで二次電池の制御の判定に用いる判定基準値にかなりの安全率を見込まなければならない。
【０００９】
例えば、二次電池の温度を制御する場合、実際の熱暴走開始温度に対してかなり低い温度を判定基準値として設定することになる。このため、まだ十分な放電容量が残されているにも関わらず、放電を抑制する制御を行わなければならず、二次電池を十分に利用できない可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑み、高い信頼性で充放電を制御することを可能とする二次電池の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの態様は、二次電池の制御装置であって、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、前記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、前記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と、を備え、前記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前記検知手段で二次電池の状態を検出することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記検知手段は、所定の時間間隔Δｔ毎に少なくとも二次電池の外部温度を検知する温度検知手段を含み、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、前記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現時点内部温度推定手段を備えることが好適である。
【００１３】
また、前記検知手段は、所定の時間間隔Δｔ毎に少なくとも二次電池の外部温度を検知する温度検知手段を含み、熱伝導方程式を用いて前記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現時点内部温度推定手段を備えることも好適である。
【００１４】
また、前記検知手段は、充放電量を検知する充放電検知手段を含み、前記発熱量推定手段は、前記現時点内部温度推定手段において推定された現時点の二次電池の内部温度と前記充放電検知手段において検知された充放電量とに基づいて、二次電池での発熱量を算出することが好適である。
【００１５】
また、前記現時点内部温度推定手段におい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、前記将来内部温度推定手段の処理を行うことなく二次電池が異常であると判定する前判定手段を備えることが好適である。
【００１６】
また、前記将来内部温度推定手段で推定された将来の二次電池の内部温度に基づいて二次電池の安全性を判定する判定手段を備えることが好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高い信頼性で二次電池の充放電を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る二次電池システムの構成図を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における二次電池の充放電制御処理のフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態における二次電池の充放電制御処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る二次電池システムの構成図を示す図である。
【図５】第２の実施の形態における二次電池の充放電制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１の実施の形態における二次電池システム１００は、図１に示すように、二次電池１０２、モータ・ジェネレータ１０４及び電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０６を含んで構成される。
【００２０】
二次電池１０２は、充電を行うことによりエネルギーを蓄えることが可能であり、充放電を繰り返し行うことができる電池である。二次電池１０２としては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等が挙げられる。二次電池１０２は、その動作状態に応じて過充電や過放電等とならないように充放電の制御を行う必要がある。
【００２１】
二次電池１０２の出力はモータ・ジェネレータ１０４に接続される。モータ・ジェネレータ１０４は、二次電池１０２から出力を調整するためのインバータ等の制御回路を含んでもよい。二次電池１０２は、ＥＣＵ１０６からの制御に応じて、モータ・ジェネレータ１０４へ電力を供給して駆動する。また、二次電池１０２は、ＥＣＵ１０６からの制御に応じて、モータ・ジェネレータ１０４から回生電力を受けて充電される。なお、本実施の形態では、二次電池１０２の負荷をモータ・ジェネレータ１０４としたがこれに限定されるものではない。
【００２２】
二次電池１０２には、二次電池１０２の筐体の外部の温度を測定するための温度センサが設けられる。温度センサは、例えば、熱電対１０とすることができる。熱電対１０は、二次電池システム１００の制御での電池内部の温度を推定するために二次電池１０２の外部温度を測定するために用いられる。熱電対１０の取付位置は、二次電池１０２の内部温度を測定するために適した位置、例えば、二次電池１０２の外部温度と内部温度との対応を示す温度マップを予め準備した際の外部温度を測定した位置に取り付けることが好適である。熱電対１０の出力はＥＣＵ１０６へ入力される。
【００２３】
また、二次電池１０２の入出力電流Ｉａｐｐを測定する電流センサ１２が設けられる。また、二次電池１０２の出力端子間の出力電圧Ｖｂを測定する電圧センサ１４を設けてもよい。電流センサ１２及び電圧センサ１４の出力はＥＣＵ１０６へ入力される。
【００２４】
ＥＣＵ１０６は、熱電対１０並びに電流センサ１２及び電圧センサ１４からの出力を受けて、これらの信号に基づいて二次電池１０２の充放電を制御する。ＥＣＵ１０６は、温度検知手段２０、充放電検知手段２２、現時点内部温度推定手段２４、発熱量推定手段２６、将来内部温度推定手段２８及び判定手段３０を含んで構成される。
【００２５】
なお、ＥＣＵ１０６は、マイクロコンピュータを含んで構成することができる。この場合、ＥＣＵ１０６に含まれる各手段は制御プログラムを実行することによって実現される。また、ＥＣＵ１０６は、ロジック回路を含んで構成することができる。この場合、ＥＣＵ１０６に含まれる各手段はロジック回路の組み合わせにより実現される。
【００２６】
以下、二次電池システム１００における二次電池１０２の充放電制御について説明する。充放電制御処理は、図２に示すフローチャートに沿って実行される。充放電制御処理は、所定の時間間隔Δｔ毎に行われる。すなわち、時間間隔Δｔ毎に以下の処理を実行し、充放電制御を行う。
【００２７】
ステップＳ１０では、充放電レートＩａｐｐを取得する。ステップＳ１０の処理は充放電検知手段２２に相当する。ＥＣＵ１０６は、電流センサ１２から現時点での入出力電流Ｉａｐｐを取得する。
【００２８】
ステップＳ１２では、二次電池１０２の外部温度を取得する。ＥＣＵ１０６は、熱電対１０から二次電池１０２の電池スタック温度推定値Ｔｓｔａｃｋ，ｍｅｓ、すなわち外部温度（以下、Ｔｏｕｔと表記する）を取得する。ステップＳ１２の処理が温度検知手段２０における処理に相当する。
【００２９】
ステップＳ１４では、二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔに基づいて現時点（ステップ：Ｎ）における二次電池１０２の内部温度ＴＮを推定する。ステップＳ１４の処理が現時点内部温度推定手段２４における処理に相当する。通常、市販の二次電池１０２の内部に熱電対等の温度センサを挿入することは不可能であり、二次電池１０２の内部温度ＴＮは直接測定できないため、二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔから内部温度ＴＮを推定するものである。
【００３０】
本実施の形態では、内部温度ＴＮは、実装する二次電池１０２と同様の試験装置等において予め実測した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔと二次電池１０２の内部温度ＴＮとの対応関係を示すマップ（データ）を用いて、取得した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔに対応する内部温度ＴＮを求める。
【００３１】
ステップＳ１６では、充放電レートＩａｐｐに基づいて充電状態ＳＯＣＮ（ＳＯＣ：State of Charge）を算出する。ステップＳ１６の処理が発熱量推定手段２６の一部に相当する。
【００３２】
ＥＣＵ１０６は、前回、時間間隔Δｔ前に測定された充放電レートＩａｐｐと今回ステップＳ１０で測定された充放電レートＩａｐｐの差から時間間隔Δｔに充放電された電流量を求め、その値から現時点（ステップ：Ｎ）における二次電池１０２の充電状態ＳＯＣＮを求める。充電状態ＳＯＣＮの算出には、二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔおよび出力電圧Ｖｂの検出値を適宜反映させてもよい。
【００３３】
ステップＳ１８では、電池内部状態モデル式を用いて二次電池１０２の電位勾配及び濃度勾配を求める。ステップＳ１８の処理が発熱量推定手段２６の一部に相当する。
【００３４】
ＥＣＵ１０６は、ステップＳ１４で求めた二次電池１０２の内部温度ＴＮとステップＳ１６で求めた二次電池１０２の充電状態ＳＯＣＮを電池内部状態モデル式に導入することによって電位勾配及び濃度勾配を求める。
【００３５】
本発明の実施の形態における二次電池の制御装置では、以下に説明する電池モデル式Ｍ１〜Ｍ１５を用いて、電池の内部状態分布を推定する。以下に、ＥＣＵ１０６の電池モデル部で用いられる電池モデル式について説明する。また、表１に電池モデル式Ｍ１〜Ｍ１５内で用いられる変数および定数の一覧表を示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【数１】
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【００３８】
式Ｍ１〜Ｍ３は、電極反応を示す式である（バトラーボルマーの式）。交換電流密度ｉ0は、式Ｍ１で表され、活物質の界面におけるイオン濃度の関数で与えられる。式Ｍ１中のηは式Ｍ２により求められ、式Ｍ２中のＵは式（Ｍ３）により求められる。
【数２】
2010231968.tif 000005
【００３９】
式Ｍ４〜Ｍ６は、電界液中でのイオン保存則を示す。電界液中での実効拡散係数は式Ｍ５で表される。反応電流ｊLiは、式Ｍ６に示すように、電極の単位体積あたりの活物質表面積ａsと輸送電流密度／ｉnjとの積で与えられる。なお、反応電流ｊLiの電極全体での体積積分が充放電レートＩａｐｐに対応する。
【数３】
2010231968.tif 000006
【００４０】
式Ｍ７及びＭ８は、固相中でのイオン保存則を示す。式Ｍ７は、球体である活物質中での拡散方程式を示す。電極単位体積あたりの活物質表面積ａsは式Ｍ８で求められる。
【数４】
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【００４１】
電界液中での電荷保存則に基づき、電界液中での電位を示す式Ｍ９〜Ｍ１１が得られる。実効イオン伝導率κeffは式Ｍ１０で求められる。また、拡散導電係数κDeffは式Ｍ１１で示される。
【数５】
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【００４２】
活物質での電荷保存則に基づき、固相中での電位は式Ｍ１２およびＭ１３で表される。
【数６】
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【００４３】
電池内部における熱エネルギー保存則は式Ｍ１４およびＭ１５で表される。これにより、充放電現象による二次電池の内部への局所的な温度変化を解析することが可能となる。
【００４４】
上記モデルに基づき、電極間距離ｘ（例えば、負極端でｘ＝０、正極端でｘ＝Ｌ）および電極縦方向座標ｙ（例えば、ｙ＝０〜ｙ＝Ｈ）の各点について、境界条件を適宜設定し、差分方程式として式Ｍ１〜Ｍ１５の電池モデル式を逐次解くことができる。これにより、二次電池１０２の内部状態について位置的分布（電位の位置的な勾配及び濃度の位置的な勾配等）の時間推移を推定することができる。
【００４５】
すなわち、式Ｍ１〜Ｍ１５の電池モデル式を用いて、二次電池１０２の内部の各点における内部状態推定値を逐次算出できる。式Ｍ１〜Ｍ１５に示されるように、推定される内部状態としては、体積で平均化されたイオン濃度ｃs（活物質内）及びｃe（電解液内）、電位分布ψe（電解液中）及びψs（活物質内）、絶対温度Ｔ、イオン生成量ｊLi等が挙げられる。また、局所的なイオン濃度ｃeと活物質の界面でのイオン濃度Ｃseとを求め、イオン濃度Ｃs,maxとの比Ｃse／Ｃs,maxを求めることにより、活物質界面での局所的な充電率ＳＯＣを求めることができる。このようにして二次電池１０２の内部状態を求める。
【００４６】
なお、活物質内でのイオン濃度は、活物質半径ｒの関数とされ、その周方向ではイオン濃度は一様なものとする。
【００４７】
なお、電池モデル式Ｍ１〜Ｍ１５の詳細は非特許文献１に記載されており、詳細な説明は非特許文献１を援用する。なお、電池モデルは、上記同様の物理量（発電量）が算出できるものであれば、非特許文献１に限らず利用できる。
【００４８】
ステップＳ２０では、現時点における二次電池１０２の発熱量ＱＮを求める。発熱量ＱＮは、ステップＳ１８で求めた二次電池１０２内部の電位勾配及び濃度勾配から求められる。ステップＳ２０は、発熱量推定手段２６の一部に相当する。
【００４９】
ステップＳ２２では、二次電池１０２の内部温度の上昇値ΔＴＮを推定する。ＥＣＵ１０６は、ステップＳ２０で算出した発熱量ＱＮを数式Ｍ１６に代入して二次電池１０２の内部温度の上昇値ΔＴＮを推定する。ここで、ρは二次電池１０２の密度、Ｃｐは二次電池１０２の定圧比熱である。ステップＳ２２の処理は将来内部温度推定手段２８の一部に相当する。
【数７】
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【００５０】
ステップＳ２４では、次の充放電制御処理の開始時刻、すなわち現時点から時間間隔Δｔ後の二次電池１０２の内部温度ＴＮ＋１，ｐｒｅｄｉｃｔ（以下、ＴＮ＋１とする）を推定する。ステップＳ２４の処理は将来内部温度推定手段２８の一部に相当する。ＥＣＵ１０６は、ステップＳ２２で推定した二次電池１０２の内部温度の上昇値ΔＴＮを数式Ｍ１７に代入して、現時点から時間間隔Δｔ後の二次電池１０２の内部温度ＴＮ＋１を推定する。
【数８】
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【００５１】
ステップＳ２６では、現時点から時間間隔Δｔ後の二次電池１０２の内部温度ＴＮ＋１に基づいて二次電池１０２の充放電制御を行う。本実施の形態では、ＥＣＵ１０６は、現時点から時間間隔Δｔ後の二次電池１０２の内部温度ＴＮ＋１が予め定めた温度基準値Ｔｔｈｅｒｍａｌ＿ｒｕｎａｗａｙ（以下、Ｔｔｈとする）となった場合、二次電池１０２が熱暴走する可能性があるとして、ステップＳ２８に処理を移行させて回避処理を行う。回避処理は、例えば、二次電池１０２の充放電を停止させる処理とすることができる。一方、内部温度ＴＮ＋１が予め定めた温度基準値Ｔｔｈより小さい場合、二次電池１０２は熱暴走する可能性が低いとして、時間間隔Δｔ後にステップＳ１０へ戻って充放電制御処理を繰り返す。ステップＳ２６の処理が判定手段３０に相当する。
【００５２】
なお、ステップＳ２６における二次電池１０２に対する充放電制御はこれに限定されるものではなく、現時点から時間間隔Δｔ後の二次電池１０２の内部温度ＴＮ＋１に基づいて行われるものであればよい。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理を図３のフローチャートとして示す。第２の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理は、図３に示すように、第１の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理に対してステップＳ１４の処理をステップＳ１４ａの処理に置き換えたものである。他のステップの処理は第１の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
第１の実施の形態における充放電制御処理のステップＳ１４では試験装置等において予め実測した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔと内部温度ＴＮとの対応関係を示すマップを用いて、実測した外部温度Ｔｏｕｔに対応する内部温度ＴＮを求めた。ステップＳ１４ａでは、実験式又は熱伝導方程式に基づいて実測した外部温度Ｔｏｕｔから内部温度ＴＮを算出する。
【００５５】
実験式とは、実装する二次電池１０２と同様の試験装置等において予め実測した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔと二次電池１０２の内部温度ＴＮとの対応関係に基づいて、外部温度Ｔｏｕｔを引数とした二次電池１０２の内部温度ＴＮを示す近似関数を求めたものをいう。ステップＳ１０において取得した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔをこの実験式に導入することによって現時点の二次電池１０２の内部温度ＴＮを求めることができる。
【００５６】
また、熱伝導方程式は二次電池１０２の形状や各部の熱伝導特性に基づいて定められ、これにステップＳ１０において取得した二次電池１０２の外部温度Ｔｏｕｔを境界条件として導入することによって現時点の二次電池１０２の内部温度ＴＮを求めることができる。
【００５７】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態における二次電池システム１１０は、図４に示すように、二次電池１０２、モータ・ジェネレータ１０４及び電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１０６ａを含んで構成される。第３の実施の形態における二次電池システム１１０は、図４に示すように、第１の実施の形態における二次電池システム１００のＥＣＵ１０６をＥＣＵ１０６ａに置き換えたものである。他の構成については第１の実施の形態における二次電池システム１００と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
ＥＣＵ１０６ａは、熱電対１０並びに電流センサ１２及び電圧センサ１４からの出力を受けて、これらの信号に基づいて二次電池１０２の充放電を制御する。ＥＣＵ１０６ａは、温度検知手段２０、充放電検知手段２２、現時点内部温度推定手段２４、発熱量推定手段２６、将来内部温度推定手段２８、判定手段３０及び前判定手段３２を含んで構成される。前判定手段３２以外の構成要素は第１の実施の形態におけるＥＣＵ１０６と同様である。
【００５９】
第３の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理を図５のフローチャートとして示す。第３の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理は、図５に示すように、第１の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理に対してステップＳ３０の処理をステップＳ１４とＳ１６の間に挿入したものである。他のステップの処理は第１の実施の形態における二次電池１０２の充放電制御処理と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
ステップＳ３０では、ステップＳ２６における最終的な判定を行う前に前判定処理を行う。ステップＳ３０の処理が前判定手段３２に相当する。
【００６１】
ＥＣＵ１０６ａは、ステップＳ１４において求めた現時点における二次電池１０２の内部温度ＴＮに基づいて、二次電池１０２が正常であるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ１０６ａは、現時点の内部温度ＴＮと現時点から時間間隔Δｔ前に開始されたステップＮ−１において求めた二次電池１０２の将来内部温度ＴＮ，ｐｒｅｄｉｃｔとの差、すなわち現時点内部温度ＴＮから将来内部温度ＴＮ，ｐｒｅｄｉｃｔを引いた差が基準値ε以上である場合に二次電池１０２が異常であると判断し、ステップＳ３２に処理を移行させ、二次電池１０２に対して異常回避処理を行う。一方、差が基準値εより小さい場合、前判定としては正常な状態にある可能性が高いものとして、ステップＳ１６に処理を移行させる。
【００６２】
過充電等に起因した二次電池１０２の熱暴走は、二次電池１０２の内部温度が徐々に上昇して、ある温度に達すると発生する。したがって、適切な充放電制御がなされていれば回避可能である。第１及び第２の実施の形態における充放電制御を適用すれば、従来の充放電制御よりも高い信頼度で熱暴走等の二次電池１０２の不具合に対応することができる。
【００６３】
しかし、二次電池１０２の内部温度が比較的低い状態であっても予期しない突然の熱暴走が起こり得る。例えば、リチウムイオン電池ではリチウム析出による部分的な短絡や製造工程において混入してしまった異物等又は外部から予期せずに加わる力による短絡に起因した異常発熱による熱暴走が起こり得る。
【００６４】
第３の実施の形態における充放電制御では、ステップＳ３０における前判定処理を行うことによって急激な温度変化があった場合に二次電池１０２に異常があったものとして迅速な対応処理を行うことが可能となる。
【００６５】
以上のように、第１〜第３の実施の形態における二次電池の充放電制御では、所定の時間間隔Δｔ毎に二次電池の温度を求め、その温度に基づいて二次電池の内部状態を推定して制御を行う。したがって、従来のように一旦温度測定を行った後は時間的に連続して複数回の温度推定を行う制御に比べて、内部状態の推定値の確度を高めることができ、より信頼性の高い充放電制御が可能となる。
【００６６】
また、現時点の二次電池の内部温度に基づいて将来の二次電池の内部温度を推定し、その値に基づいて制御を行うので、フィードバック制御のような時間的な遅れが発生しない点も利点である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  熱電対、１２  電流センサ、１４  電圧センサ、２０  温度検知手段、２２  充放電検知手段、２４  現時点内部温度推定手段、２６  発熱量推定手段、２８  将来内部温度推定手段、３０  判定手段、３２  前判定手段、１００，１１０  二次電池システム、１０２  二次電池、１０４  モータ・ジェネレータ、１０６，１０６ａ  ＥＣＵ。
【図１】
2010231968.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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