(57)【要約】【課題】  温度を適切に制御することによって二次電池を安定的に長期利用することを可能とする二次電池の温度制御システム及び温度制御方法を提供する。【解決手段】  二次電池の温度制御システム１において、制御部１１は、二次電池が搭載された車両について得られた位置情報ｘまたは時刻情報ｔを入力として、第１のデータテーブル（テーブル１３）に基づいて所定時間内における二次電池の発熱量Ｑを算出し、該算出された発熱量Ｑと、二次電池の検知温度Ｔｃｅｌｌ及び基準温度Ｔｒｅｆの温度差とに基づいて、所定時間内における除熱量Ｓを算出し、該算出された除熱量Ｓを入力として、第２のデータテーブル（テーブル１４）に基づいて温度調整装置５の出力Ｆを算出し、該算出された出力Ｆに基づいて温度調整装置５を動作させる。【選択図】図１
2019161791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度調整装置の動作を制御することによって車両に搭載された二次電池の温度を基準温度に調整する二次電池の温度制御システムであって、
前記温度調整装置の動作を制御する制御部と、
前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の充放電電流、充放電電力、または発熱量の少なくとも１つとの対応関係を示す第１のデータテーブルと、
前記二次電池から除去する熱量を意味する除熱量と前記温度調整装置の出力との対応関係を示す第２のデータテーブルと、
を備え、
前記制御部は、
前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として、前記第１のデータテーブルに基づいて所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出し、
該算出された発熱量と、前記二次電池の検知温度及び前記基準温度の温度差とに基づいて、前記所定時間内における前記除熱量を算出し、
該算出された除熱量を入力として、前記第２のデータテーブルに基づいて前記温度調整装置の出力を算出し、
該算出された出力に基づいて前記温度調整装置を動作させる
ことを特徴とする二次電池の温度制御システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記二次電池の内部抵抗と、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として前記第１のデータテーブルに基づいて算出される前記二次電池の充放電電流と、を用いて、前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記二次電池の充電状態、開回路電圧、検知温度、及び連続通電時間と、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として前記第１のデータテーブルに基づいて算出される前記二次電池の充放電電力と、を用いて、前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項４】
前記二次電池の充電状態、連続通電時間、及び検知温度と、前記二次電池の初期状態における内部抵抗との対応関係を示す第３のデータテーブルと、
前記二次電池の検知電流及び検知電圧に基づいて前記二次電池の実際の内部抵抗を判定する抵抗判定部と、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記二次電池の充電状態、連続通電時間、及び検知温度を入力として、前記第３のデータテーブルに基づいて前記二次電池の初期状態における内部抵抗を算出し、
該算出された内部抵抗と、前記抵抗判定部によって判定された前記二次電池の実際の内部抵抗と、に基づいて、前記二次電池の発熱量に対する補正係数を決定し、
該決定された補正係数を用いて、前記第１のデータテーブルに基づいて算出した前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項５】
前記車両の実際の走行に伴う履歴情報として、前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の実際の充放電電流、充放電電力、または発熱量との対応関係が記載される第４のデータテーブルをさらに備え、
前記制御部は、前記第４のデータテーブルに記載された履歴情報に基づいて、前記第１のデータテーブルを補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項６】
前記二次電池の検知温度及び前記車両の位置情報に基づいて、前記基準温度を算出する基準温度計算部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項７】
前記基準温度計算部は、
前記二次電池の検知温度及び前記車両の位置情報、並びに、前記第１のデータテーブルに示された情報に基づいて、前記二次電池への充放電負荷を算出し、
該算出された充放電負荷に基づいて、当該二次電池の電池劣化を抑制するように前記基準温度を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項８】
前記温度調整装置が前記二次電池に対する冷却機能及び加熱機能を有するとき、
前記制御部は、
前記算出された前記所定時間内における前記除熱量が０よりも大きい場合には、
当該除熱量と前記第２のデータテーブルとに基づいて前記温度調整装置の前記冷却機能による出力を算出し、該算出された出力に基づいて前記温度調整装置の前記冷却機能を動作させる一方、
前記算出された前記所定時間内における前記除熱量が０よりも小さい場合には、
当該除熱量と前記第２のデータテーブルとに基づいて前記温度調整装置の前記加熱機能による出力を算出し、該算出された出力に基づいて前記温度調整装置の前記加熱機能を動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の温度制御システム。
【請求項９】
所定の温度調整装置の動作を制御することによって車両に搭載された二次電池の温度を基準温度に調整する二次電池の温度制御システムによる二次電池の温度制御方法であって、
前記二次電池の温度制御システムは、
前記温度調整装置の動作を制御する制御部と、
前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の充放電電流、充放電電力、または発熱量の少なくとも１つとの対応関係を示す第１のデータテーブルと、
前記二次電池から除去する熱量を意味する除熱量と前記温度調整装置の出力との対応関係を示す第２のデータテーブルと、
を有し、
前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として、前記第１のデータテーブルに基づいて所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する第１のステップと、
前記第１のステップで算出された発熱量と、前記二次電池の検知温度及び前記基準温度の温度差とに基づいて、前記所定時間内における前記除熱量を算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出された除熱量を入力として、前記第２のデータテーブルに基づいて前記温度調整装置の出力を算出する第３のステップと、
前記第３のステップで算出された出力に基づいて前記温度調整装置を動作させる第４のステップと、
を備えることを特徴とする二次電池の温度制御方法。
【請求項１０】
前記第１のステップにおいて、
前記二次電池の内部抵抗と、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として前記第１のデータテーブルに基づいて算出される前記二次電池の充放電電流と、を用いて、前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【請求項１１】
前記第１のステップにおいて、
前記二次電池の充電状態、開回路電圧、検知温度、及び連続通電時間と、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として前記第１のデータテーブルに基づいて算出される前記二次電池の充放電電力と、を用いて、前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【請求項１２】
前記二次電池の温度制御システムは、
前記二次電池の充電状態、連続通電時間、及び検知温度と、前記二次電池の初期状態における内部抵抗との対応関係を示す第３のデータテーブルと、
前記二次電池の検知電流及び検知電圧に基づいて前記二次電池の実際の内部抵抗を判定する抵抗判定部と、
をさらに有し、
前記二次電池の充電状態、連続通電時間、及び検知温度を入力として、前記第３のデータテーブルに基づいて前記二次電池の初期状態における内部抵抗を算出し、該算出された内部抵抗と、前記抵抗判定部によって判定された前記二次電池の実際の内部抵抗と、に基づいて、前記二次電池の発熱量に対する補正係数を決定し、該決定された補正係数を用いて、前記第１のステップで算出された前記所定時間内における前記二次電池の発熱量を補正する、第５のステップをさらに備え、
前記第５のステップは、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に実行され、
前記第５のステップで補正された前記発熱量を用いて、前記第２のステップが実行される
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【請求項１３】
前記二次電池の温度制御システムは、
前記車両の実際の走行に伴う履歴情報として、前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の実際の充放電電流、充放電電力、または発熱量との対応関係が記載される第４のデータテーブルをさらに有し、
前記第４のデータテーブルに記載された履歴情報に基づいて、前記第１のデータテーブルを補正する、第６のステップをさらに備え、
前記第６のステップによって補正された前記第１のデータテーブルを用いて、前記第１のステップが実行される
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【請求項１４】
前記二次電池の温度制御システムは、
前記二次電池の検知温度及び前記車両の位置情報に基づいて、前記基準温度を算出する基準温度計算部をさらに有し、
前記基準温度計算部が、前記二次電池の検知温度及び前記車両の位置情報、並びに、前記第１のデータテーブルに示された情報に基づいて、前記二次電池への充放電負荷を算出し、該算出された充放電負荷に基づいて、当該二次電池の電池劣化を抑制するように前記基準温度を算出する、第７のステップをさらに備え、
前記第７のステップによって算出された前記基準温度を用いて、前記第２のステップが実行される
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【請求項１５】
前記温度調整装置が前記二次電池に対する冷却機能及び加熱機能を有するとき、
前記第２のステップで算出された除熱量が０よりも大きい場合には、
前記第３のステップにおいて、当該除熱量と前記第２のデータテーブルとに基づいて前記温度調整装置の前記冷却機能による出力を算出し、前記第４のステップにおいて、前記第３のステップで算出された出力に基づいて前記温度調整装置の前記冷却機能を動作させる一方、
前記第２のステップで算出された除熱量が０よりも小さい場合には、
前記第３のステップにおいて、当該除熱量と前記第２のデータテーブルとに基づいて前記温度調整装置の前記加熱機能による出力を算出し、前記第４のステップにおいて、前記第３のステップで算出された出力に基づいて前記温度調整装置の前記加熱機能を動作させる
ことを特徴とする請求項９に記載の二次電池の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の温度制御システム及び温度制御方法に関し、特に鉄道車両用の二次電池の温度を制御する温度制御システム及び温度制御方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を防止するために、炭酸ガスの排出量削減が求められており、例えば炭酸ガスの大きな排出源の一つであるガソリンエンジンを使用した自動車については、ハイブリッド電気自動車や電気自動車等への代替が進んでいる。ここで、充放電が可能な蓄電池（二次電池）としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、鉛電池、及び電気二重層キャパシタ等が存在する。このうち特に、リチウムイオン電池等の高出力密度の電池セルを複数個備える二次電池システムが産業用途に広く用いられ、近年では、高電圧化、大容量化された車両用の二次電池システムが普及し始めている。
【０００３】
また、鉄道車両の分野においても、省エネルギー化を図るために、二次電池システムは広く利用されている。鉄道車両の分野における二次電池システムの具体的な用途としては、ディーゼルエンジンで駆動される発電機と二次電池システムとを組み合わせてモータに電力を供給するハイブリッド鉄道車両や、電気車に搭載して回生負荷が無いときにその回生電力を二次電池に吸収する電車システム、さらには、架線レス化を目的した電車線と二次電池システムとのハイブリッド電車（駅間は二次電池システムを電源として走行し、駅で二次電池システムへの充電を行う）等がある。
【０００４】
上記のような自動車や鉄道車両の動力用電源に代表される大型の二次電池システムは、高出力かつ大容量であることが求められるため、一般に、複数の電池セルを直並列に接続して構成される。また、各電池セルには、リチウムイオン電池が多く用いられる。
【０００５】
ここで、一般に、二次電池は、安全な製品として動作を保証する使用可能温度範囲、または所定の性能を満足できる使用温度範囲が、それぞれ仕様として定められている。これらの仕様による温度範囲の上下限を超えて二次電池を稼働することは、電池システムが故障する原因となり、また、電池システムの寿命を早める原因ともなるため、避けなければならない。一般に、リチウムイオン電池等の二次電池は、高温での保存や充放電を繰り返すごとに劣化が加速進行し、電池容量が減少するとともに内部抵抗が上昇して出力の変動が生じる。また、低温での充放電も劣化を加速させる。
【０００６】
以上のように、電池システムにおいて温度管理は重要な事項であり、例えば特許文献１には、自動車の走行予定経路の路面勾配情報に基づいてモータの運転パターンを予測して二次電池の温度上昇を予測し、上限温度を超えないように冷却スケジュールを立てて冷却ファンを作動させる制御技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−０７０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、自動車（モータ）の運転パターンは、実際には、道路の混雑状況や信号機による停止、路面状況、風向、エアコンなどの使用状況、運転者の癖や疲労等、様々なものが要因となって決定されるものであり、特許文献１のように路面勾配情報だけに基づいて運転パターンを計算する場合、二次電池の温度上昇の予測精度が低下することは避け難いといえる。また、自動車に搭載される二次電池の温度上昇を予測するためには、走行予定経路の決定、路面勾配情報の入手、路面勾配情報に基づくモータの運転パターンの計算、モータの運転パターンに基づく二次電池の充放電パターンの計算、次いで、二次電池の充放電パターンに基づく二次電池の発熱・温度の上昇予測、という複雑なステップを踏む必要があり、計算負荷も大きくなってしまう。
【０００９】
以上のことから、特許文献１に開示された制御技術では、計算負荷を抑制しながらも高精度な二次電池の発熱予測に基づいて二次電池の温度管理を行うことが困難であるという課題があった。
【００１０】
また、特許文献１に開示された制御技術では、二次電池が高温に曝されることによる劣化を抑制するための冷却制御方法は開示されているものの、二次電池が低温で充放電することによる劣化を抑制するための制御方法は開示されておらず、二次電池の劣化に対する抑制効果が十分ではないという課題もあった。
【００１１】
一方、ハイブリッド鉄道車両、二次電池を搭載したバスや工場内での運搬用車両等における、運行日程及び運行経路が定められている移動体（車両）に搭載された二次電池や、電力ピークシフト用途の定置用二次電池や、急速充電中の二次電池については、二次電池の充放電パターンがほぼ定まっていることから、上述した自動車のように特別な（複雑な）計算をしなくとも、二次電池の発熱及び温度上昇を正確に予測することができる。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、温度を適切に制御することによって二次電池を安定的に長期利用することを可能とする二次電池の温度制御システム及び温度制御方法を提案しようとするものであり、特に、鉄道車両用等のように、運用パターンが概ね固定されている用途で利用される二次電池システムに対して有効な二次電池の温度制御システム及び温度制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の温度調整装置の動作を制御することによって車両に搭載された二次電池の温度を基準温度に調整する二次電池の温度制御システムであって、前記温度調整装置の動作を制御する制御部と、前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の充放電電流、充放電電力、または発熱量の少なくとも１つとの対応関係を示す第１のデータテーブルと、前記二次電池から除去する熱量を意味する除熱量と前記温度調整装置の出力との対応関係を示す第２のデータテーブルと、を備える温度制御システムが提供される。この温度制御システムでは、前記制御部が、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として、前記第１のデータテーブルに基づいて所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出し、該算出された発熱量と、前記二次電池の検知温度及び前記基準温度の温度差とに基づいて、前記所定時間内における前記除熱量を算出し、該算出された除熱量を入力として、前記第２のデータテーブルに基づいて前記温度調整装置の出力を算出し、該算出された出力に基づいて前記温度調整装置を動作させることを特徴とする。
【００１４】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、所定の温度調整装置の動作を制御することによって車両に搭載された二次電池の温度を基準温度に調整する二次電池の温度制御システムによる二次電池の温度制御方法が提供される。この温度制御方法において、前記二次電池の温度制御システムは、前記温度調整装置の動作を制御する制御部と、前記車両に関する位置情報または時刻情報と、前記二次電池の充放電電流、充放電電力、または発熱量の少なくとも１つとの対応関係を示す第１のデータテーブルと、前記二次電池から除去する熱量を意味する除熱量と前記温度調整装置の出力との対応関係を示す第２のデータテーブルと、を有する。そして、この温度制御方法は、前記車両について得られた前記位置情報または前記時刻情報を入力として、前記第１のデータテーブルに基づいて所定時間内における前記二次電池の発熱量を算出する第１のステップと、前記第１のステップで算出された発熱量と、前記二次電池の検知温度及び前記基準温度の温度差とに基づいて、前記所定時間内における前記除熱量を算出する第２のステップと、前記第２のステップで算出された除熱量を入力として、前記第２のデータテーブルに基づいて前記温度調整装置の出力を算出する第３のステップと、前記第３のステップで算出された出力に基づいて前記温度調整装置を動作させる第４のステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度を適切に制御することによって二次電池を安定的に長期利用することを可能とする二次電池の温度制御システム及び温度制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る温度制御システム１の構成例とその制御フローを示すブロック図である。
【図２】テーブル１３の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る温度制御システム２の構成例とその制御フローを示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る温度制御システム３の構成例とその制御フローを示すブロック図である。
【図５】テーブル３２の一例を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る温度制御システム４の構成例とその制御フローを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面等を用いて、本発明の実施の形態を詳述する。以下の説明は本発明の内容の具体例を示すものであり、本発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下では、二次電池（蓄電池）を、単に「電池」と略して称することがある。
【００１８】
（１）第１の実施の形態
（１−１）構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る温度制御システム１の構成例とその制御フローを示すブロック図である。本実施の形態において、温度制御システム１は、一例として、定められた運行が行われる鉄道車両に搭載された電池の温度制御を行うものとして説明する。
【００１９】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る温度制御システム（Temperature Control System）１は、温度調整装置（Fan）５の運転を制御する機能を有しており、制御部（Controller）１１と、基準温度データ（Tref）１２と、テーブル（Table_A）１３と、テーブル（Table_B）１４と、を備えて構成される。温度調整装置５は、鉄道車両に搭載された電池の温度を調整するための装置であって、例えば送風ファンである。
【００２０】
制御部１１は、例えばＣＰＵや制御回路であって、システム外（温度センサ６１や位置センサ６２）入力される情報やシステム内に保持された情報（基準温度データ１２、テーブル１３，１４）に基づいて所定の計算を行い、計算結果に基づいて温度調整装置５の運転を制御するための制御処理を行うことによって、電池の温度管理を実現する。制御処理の詳細は、後述する。
【００２１】
基準温度データ１２は、充放電中の電池に対する温度制御の目標温度である基準温度「Ｔｒｅｆ」を示すデータであって、第１の実施の形態において、基準温度Ｔｒｅｆは予め定められた固定値である。
【００２２】
テーブル１３は、鉄道車両の位置ｘ及び時間ｔと、電池における充放電電流（電流Ｉ）、充放電電力（電力Ｐ）、及び発熱量Ｑとの対応関係を示すデータテーブルである。なお、後述する車両位置ｘは、テーブル１３における鉄道車両の位置ｘと同一の意味を有する。また、テーブル１３は、車両の位置ｘまたは時間ｔの少なくとも１つと、電流Ｉ、電力Ｐ、または発熱量Ｑの少なくとも１つとの対応関係が記載されていればよい。
【００２３】
テーブル１４は、制御部１１で計算される除熱量Ｓと、温度調整装置５の出力（Fan Output）との対応関係を示すデータテーブルである。より詳しくは、テーブル１３には、温度調整装置５（送風ファン）の出力と単位時間当たりの電池の除熱量との対応関係が示される。詳細は後述するが、除熱量Ｓは制御部１１によって計算される。また、テーブル１４に示される対応関係のうち、除熱量Ｓは、単位時間当たりの電池の除熱量を示すものとしてもよい。
【００２４】
また、図１によれば、温度制御システム１の外部には、温度センサ（Sensor_A）６１及び位置センサ（Sensor_B）６２が設けられている。温度センサ６１は、電池セルもしくはモジュールに備えられて電池の温度を検知するセンサであって、検知した電池温度「Ｔｃｅｌｌ」を温度制御システム１に入力する。位置センサ６２は、鉄道車両の位置を検知するセンサであって、検知した車両位置（ｘ）を温度制御システム１に入力する。
【００２５】
（１−２）制御処理
以下では、詳細な計算方法の例を挙げながら、温度調整装置５の運転を制御するための制御部１１による制御処理について詳しく説明する。
【００２６】
まず、制御処理の第１のステップとして、制御部１１は、基準温度データ１２に示される基準温度Ｔｒｅｆと温度センサ６１から入力された電池温度Ｔｃｅｌｌとの差（温度差ΔＴｃｒ）を計算する。以下では温度差ΔＴｃｒは、「Ｔｃｅｌｌ−Ｔｒｅｆ」によって計算されるとして説明する。
【００２７】
次に、制御処理の第２のステップとして、制御部１１は、位置センサ６２から入力される車両位置ｘに基づいてテーブル１３を照合することによって、現時刻から所定の時間が経過するまでの期間（所定時間内）における発熱量（後述する、順番ｋから順番ｋ＋ｍまでに対応する位置または時間における発熱量「Ｑ＿ｋｍ」）を計算する。なお、第１のステップと第２のステップとの実行順序は逆であってもよいし、並行であってもよい。
【００２８】
ここで、制御処理の第２のステップについて、詳しく説明する。図２は、テーブル１３の一例を示す図である。図２に例示するテーブル１３は、項目１３１〜１３６によって構成される。
【００２９】
項目１３１には、データの並びの順番「ｋ」が記載され（ｋ＝０，１，…，ｎ）、それぞれの順番ｋに対応する形で、項目１３２〜１３６が記載されている。具体的には、項目１３２には車両位置「ｘ（ｋ）」が記載され、項目１３３には時間「ｔ（ｋ）」が記載され、項目１３４には電池の電流「Ｉ（ｋ）」が記載され、項目１３５には電池の電力「Ｐ（ｋ）」が記載され、項目１３６には電池の発熱量「Ｑ（ｋ）」が記載されている。
【００３０】
車両位置ｘ（ｋ）は、経度・緯度の組み合わせで表してもよいし、鉄道車両のように移動経路が固定されている場合には、基準点（例えば始発駅）からの距離で表してもよい。
【００３１】
時間ｔ（ｋ）は、単純に時刻で表してもよいし、始発駅の出発時刻からの経過時間で表してもよい。また、運行ダイヤに乱れがあるときには、遅延時間の情報を用いて、テーブル１３の時間ｔ（ｋ）を補正するようにしてもよい。例えば、鉄道車両が、位置ｘ（ｍ）にある駅において通常よりも時間Δｔだけ長く停車した場合には、ｍ＋１以降の時間ｔ（ｋ）についてΔｔを加算することによって、遅延に対応することができる。本説明では、制御部１１が、時刻の計時機能を有しているとする。
【００３２】
また、図２に例示したようなテーブル１３が複数用意されるようにしてもよい。例えば、鉄道車両の場合、各停車駅を起点とするテーブル１３を停車駅の数だけ準備し、それぞれのテーブル１３において出発駅からの距離を位置情報（車両位置ｘ（ｋ））として表すことができる。このようにする場合、運行ダイヤの乱れに起因する、現時刻とテーブル１３における時間情報（時間ｔ（ｋ））とのずれに対して、より柔軟に対応することができる。
【００３３】
そして、図２に示したように、テーブル１３において項目１３６の発熱量Ｑ（ｋ）が記載される場合には、現時刻に対応する順番ｋから所定時間に対応する順番ｋ＋ｍまでのそれぞれについて、電池の発熱量Ｑ（ｋ）〜Ｑ（ｋ＋ｍ）が記載されることから、制御部１１は、これらの総和を求めるという簡易な手法によって、所定時間内における発熱量「Ｑ＿ｋｍ」を計算することができる。
【００３４】
ただし、本実施の形態では、テーブル１３において必ずしも項目１３６（発熱量Ｑ（ｋ））が記載されていなくてもよく、換言すれば、項目１３４〜１３６のうちの少なくとも１項が記載されていればよい。項目１３６（発熱量Ｑ（ｋ））が記載されていない場合には、以下のような手法によって、制御部１１が発熱量Ｑ（ｋ）を求めることができる。
【００３５】
例えば、テーブル１３に発熱量Ｑ（ｋ）が記載されずに電流Ｉ（ｋ）（項目１３４）が記載されている場合には、制御部１１は、順番ｋにおける電池の電流Ｉ（ｋ）及び内部抵抗Ｒ（ｋ）を用いて以下の〔数１〕を計算することによって、順番ｋにおける電池の発熱量Ｑ（ｋ）を求めることができる。内部抵抗Ｒ（ｋ）は、例えば、予め充放電試験を行なって求めた値を保持しておく。
【数１】
2019161791.tif 000003
【００３６】
なお、内部抵抗Ｒ（ｋ）は、電池温度「Ｔｃｅｌｌ」と、電池の連続通電時間（連続充電時間または連続放電時間）「ｔｃｄ」と、電池の充電状態（例えば、電池残量を示す情報）「ｙ」と、によって変化するため、これらの関係を示すデータテーブルや関数（以後、ｔｃｄデータテーブルと称する）を制御部１１に保持しておくことによって、制御部１１が内部抵抗Ｒ（ｋ）を毎回計算するようにしてもよい。第１の実施の形態においてｔｃｄデータテーブルは図示しないが、第２の実施の形態で図３に例示するテーブル２２は、ｔｃｄデータテーブルの一例である。
【００３７】
内部抵抗Ｒ（ｋ）を毎回計算する場合、制御部１１は、順番ｋでの電池の充電状態ｙ（ｋ）を入手し、さらに、温度センサ６１が検知した電池温度Ｔｃｅｌｌと、テーブル１３の順番ｋより前の電流Ｉ（ｋ）の情報から計算できる連続通電時間ｔｃｄとを入手する。そして制御部１１は、これらの入手情報と上記ｔｃｄデータテーブルとに基づいて、順番ｋにおける電池の内部抵抗Ｒ（ｋ）を計算することができる。
【００３８】
また例えば、テーブル１３に発熱量Ｑ（ｋ）が記載されずに電力Ｐ（ｋ）（項目１３５）が記載されている場合には、順番ｋにおける電池の発熱量Ｑ（ｋ）は、例えば以下の手順によって計算することができる。まず、制御部１１は、順番ｋにおける電池の充電状態ｙ（ｋ）と、充電状態ｙ（ｋ）に対応する電池の開回路電圧「ＯＣＶ（ｋ）」を入手する。また、制御部１１は、充電状態ｙ（ｋ）、電池温度Ｔｃｅｌｌ、及び連続通電時間ｔｃｄに基づいて、上記したｔｃｄデータテーブルから内部抵抗Ｒ（ｋ）を計算する。そして制御部１１は、これらの値を用いて〔数２〕を満たすＩ（ｋ）を計算し、さらに、計算したＩ（ｋ）とＲ（ｋ）とを用いて上記の〔数１〕を計算することによって、順番ｋにおける電池の発熱量Ｑ（ｋ）を求めることができる。
【数２】
2019161791.tif 000004
【００３９】
以上に説明したように、制御部１１は、テーブル１３に発熱量Ｑ（ｋ）が記載されない場合であっても、上記の何れかの手法によって、入力情報やテーブル１３等に基づいて、順番ｋに対応する電池の発熱量Ｑ（ｋ）を計算することができる。そして、制御部１１は、順番ｋの後の各順番（ｋ＋１，ｋ＋２，…，ｋ＋ｍ）についても同様に発熱量Ｑ（ｋ＋１），Ｑ（ｋ＋２），…，Ｑ（ｋ＋ｍ）を計算することができる。したがって、制御部１１は、現時刻に対応する順番ｋから所定時間に対応する順番ｋ＋ｍまでのそれぞれに対応する発熱量Ｑ（ｋ）〜Ｑ（ｋ＋ｍ）を求めてそれらの総和を計算することによって、所定時間内における発熱量Ｑ＿ｋｍを求めることができる。
【００４０】
なお、電池における発熱と温度上昇との間にはタイムラグが存在することから、制御処理の第２のステップにおいて制御部１１は、現時刻よりも特定時間後の時刻に対応する順番ｋを開始点として、順番ｋから順番ｋ＋ｍまでの発熱量Ｑ＿ｋｍを計算するようにしてもよい。
【００４１】
次に、制御処理の第３のステップとして、制御部１１は、第１のステップで計算された基準温度Ｔｒｅｆと電池温度Ｔｃｅｌｌとの温度差ΔＴｃｒと、第２のステップで計算された発熱量Ｑとに基づいて、電池から除去すべき熱量（除熱量Ｓ）を計算する。なお、厳密には、第２のステップでは、順番ｋから順番ｋ＋ｍまでに対応する位置または時間における発熱量Ｑ＿ｋｍが計算されるため、第３のステップでは、同様に、順番ｋから順番ｋ＋ｍまでに対応する位置または時間における除熱量Ｓ＿ｋｍが計算される。
【００４２】
ここで、制御処理の第３のステップにおける除熱量Ｓ＿ｋｍの算出方法の一例を示す。まず、制御部１１は、電池の熱容量「Ｃｃｅｌｌ」を予め保持しておくとする。このとき、電池の温度をＴｒｅｆにするために必要な熱量は「ΔＴｃｒ×Ｃｃｅｌｌ」であることが知られているため、制御部１１は、以下の〔数３〕から除熱量Ｓ＿ｋｍを計算することができる。
【数３】
2019161791.tif 000005
【００４３】
さらに、第３のステップにおいて、制御部１１は、上記のように計算した除熱量Ｓ＿ｋｍを、順番ｋと順番ｋ＋ｍに対応する時間ｔ＿ｋｍ（〔数４〕参照）で除することにより、単位時間あたりの除熱量ｓ＿ｋｍを計算することができる（〔数５〕参照）。
【数４】
2019161791.tif 000006
【数５】
2019161791.tif 000007
【００４４】
次に、制御処理の第４のステップとして、制御部１１は、第３のステップで計算した除熱量Ｓ（順番ｋ〜ｋ＋ｍに対応する除熱量Ｓ＿ｋｍ、または単位時間当たりの除熱量ｓ＿ｋｍ）に基づいてテーブル１４を参照することにより、温度調整装置５（送風ファン）において必要な出力（Ｆ：Fan Output）を計算する。
【００４５】
具体的には例えば、前述したように、温度調整装置５の出力Ｆと単位時間当たりの電池の除熱量ｓ＿ｋｍとの関係がテーブル１４に示されている場合には、制御部１１は、第３のステップで計算した単位時間当たりの除熱量ｓ＿ｋｍに基づいてテーブル１４を照合することにより、順番ｋ〜ｋ＋ｍにおける温度調整装置５の出力Ｆ＿ｋｍを決定することができる。
【００４６】
最後に、制御処理の第５のステップとして、制御部１１は、第４のステップで計算した出力Ｆ（例えば、Ｆ＿ｋｍ）に基づいて、温度調整装置５（送風ファン）の運転を制御する。温度調整装置５の運転を上記出力に制御する具体的な方法は、従来知られた様々な方法を利用することができるため、ここでは詳述しない。
【００４７】
なお、以上に説明した、温度調整装置５の運転を制御するための制御部１１による制御処理は、除熱量Ｓ＿ｋｍ（あるいはｓ＿ｋｍ）が０よりも大きい場合の動作である。仮に、除熱量Ｓ＿ｋｍが０よりも小さい場合には、制御部１１は、温度調整装置５（送風ファン）の運転を停止する等、温度調整装置５の動作を抑制する制御を行うことが好ましい。
【００４８】
（１−３）まとめ
以上に説明したように、本実施の形態に係る温度制御システム１は、上述したように制御部１１による制御処理が行われることによって、温度センサ６１から得られる電池温度や位置センサ６２から得られる車両位置といった基本的な情報を入力としながらも、比較的少ない計算量によって、二次電池において予測される温度上昇（発熱量）と、その温度上昇を抑制するために必要な除熱量とを精度よく算出することができ、算出した除熱量に基づいて温度調整装置５の動作を適切に制御することができる。
【００４９】
その結果、例えば連続通電等によって二次電池が高温になると予測される状況では（具体的には、除熱量Ｓ＿ｋｍが０よりも大きくなる場合）、温度調整装置５（例えば冷却ファン）を動作させることによって、二次電池の温度を基準温度付近に維持することができる。
【００５０】
また、例えば、二次電池が低温で充放電しているときは、電池温度Ｔｃｅｌｌが基準温度Ｔｒｅｆよりも低くなり（Ｔｃｅｌｌ＜Ｔｒｅｆ）、除熱量Ｓ＿ｋｍは０よりも小さくなると考えられるが、このような場合には制御部１１が温度調整装置５の動作を抑制する制御を行うことにより、二次電池の低温状態が続くことを抑制することができる。かくして、本実施の形態に係る温度制御システム１によれば、二次電池が低温で充放電することによる劣化についても抑制することができる。
【００５１】
そして、このような本実施の形態に係る温度制御システム１は、特に、鉄道車両用の二次電池のように、充放電パターンがほぼ定まる二次電池の温度を制御するために適用して好適なものである。
【００５２】
以上のことから、本実施の形態に係る温度制御システム１は、複雑な計算による計算負荷を抑制しながらも、高精度な二次電池の発熱予測に基づいて二次電池の温度管理を実現することができ、二次電池の温度を適切に制御することによって、二次電池を安定的に長期利用することを可能とするものである。
【００５３】
（２）第２の実施の形態
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る温度制御システム２の構成例とその制御フローを示すブロック図である。図３に示すように、第２の実施の形態に係る温度制御システム２は、制御部（Controller）２１と、基準温度データ（Tref）１２と、テーブル（Table_A）１３と、テーブル（Table_B）１４と、テーブル（Table_C）２２と、抵抗判定部（Resistance Analyzer）２３と、を備えて構成される。このうち、基準温度データ１２、テーブル１３、及びテーブル１４は、第１の実施の形態で説明した構成と同様であり、説明を省略する。
【００５４】
第１の実施の形態に係る温度制御システム１（図１）と比較すると、第２の実施の形態に係る温度制御システム２は、テーブル２２及び抵抗判定部２３をさらに備える点で異なっている。
【００５５】
テーブル２２は、第１の実施の形態で説明したｔｃｄデータテーブルと同様に、電池温度Ｔｃｅｌｌ、電池の連続通電時間（連続充電時間または連続放電時間）ｔｃｄ、及び電池の充電状態ｙと、電池の内部抵抗Ｒ（電池の初期状態における内部抵抗Ｒｉｎｉ）との関係を示すデータテーブルである。したがって、電池温度Ｔｃｅｌｌ、連続通電時間ｔｃｄ、及び充電状態ｙを入力としてテーブル２２を照合することによって、制御部２１は、電池の初期状態における内部抵抗Ｒｉｎｉを得ることができる。なお、第２の実施の形態では、テーブル２２を用いて算出するのではなく、制御部２１が予め、電池の初期状態における内部抵抗Ｒｉｎｉを基準値として保持するようにしてもよい。
【００５６】
抵抗判定部２３は、電池の電流Ｉ及び電圧Ｖに基づいて電池の実際の内部抵抗Ｒｎｏｗを判定する機能を有する。後述するように、電池の電流Ｉ及び電圧Ｖは電流センサ６３及び電圧センサ６４から入力される、実際に検知された値であるので、抵抗判定部２３はこの入力値に基づいて電池の実際の内部抵抗Ｒｎｏｗを判定し、その判定結果を制御部２１に出力する。
【００５７】
また、温度制御システム２の外部には、温度センサ（Sensor_A）６１及び位置センサ（Sensor_B）６２の他に、電流センサ（Sensor_C）６３、電圧センサ（Sensor_D）６４、及び充電状態判定部（SOC Analyzer）６５が設けられている。
【００５８】
電流センサ６３は、電池の電流Ｉを検知するセンサであり、検知した電流Ｉは抵抗判定部２３に入力される。電圧センサ６４は、電池の電圧Ｖを検知するセンサであり、検知した電圧Ｖは抵抗判定部２３に入力される。充電状態判定部６５は、電池の充電状態ｙを判定する機能を有し、判定した充電状態ｙは制御部２１に入力される。
【００５９】
以上のように構成される温度制御システム２において、制御部２１は、第１の実施の形態で説明したのと同様に、温度調整装置５の運転を制御するための制御処理（第１〜第５のステップ）を行うことによって、電池の温度管理を実現する。但し、第２の実施の形態では、このような制御処理のうち、第２のステップで計算される発熱量Ｑ（詳細には、順番ｋ〜ｋ＋ｍに対応する位置または時間における発熱量Ｑ＿ｋｍ）について、制御部２１が、電池の実際の内部抵抗Ｒｎｏｗと、電池の初期状態における内部抵抗Ｒｉｎｉとを比較して、電池の発熱量Ｑを補正することを特徴とする。前述したように、電池の初期状態における内部抵抗Ｒｉｎｉは、所定の充電状態、電池温度、連続通電時間における基準値として制御部２１に予め保持される内部抵抗値であってもよいし、テーブル２２を用いて求められる内部抵抗値であってもよい。
【００６０】
具体的には、制御部２１は、内部抵抗Ｒｎｏｗと内部抵抗Ｒｉｎｉに基づいて、電池の発熱量Ｑに対する補正係数ｒを決定する。補正係数ｒは、例えば「Ｒｎｏｗ／Ｒｉｎｉ」の比から算出することができる。そして、制御部２１は、テーブル１３を用いて得られる発熱量Ｑ（あるいは、第１の実施の形態で説明したように、電流Ｉや電力Ｐに基づいて計算される発熱量Ｑでもよい）に対して補正係数ｒを乗じ、補正後の「ｒ×Ｑ」を発熱量とする。そして、以後は、第１の実施の形態と同様に、制御処理の第３のステップ〜第５のステップを実行して温度調整装置５の動作を制御することにより、電池温度を適切に管理することができる。
【００６１】
このような第２の実施の形態に係る温度制御システム２によれば、第１の実施の形態に係る温度制御システム１と同様の効果を奏することができる。さらに、制御処理のための計算途中で用いる発熱量について、実際の内部抵抗Ｒｎｏｗを考慮した補正を行うことで、より正しい内部抵抗に基づく発熱量を計算することができるため、第１の実施の形態よりもさらに高精度で二次電池の温度管理を行うことを可能としている。
【００６２】
（３）第３の実施の形態
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る温度制御システム３の構成例とその制御フローを示すブロック図である。図４に示すように、第３の実施の形態に係る温度制御システム３は、制御部（Controller）３１と、基準温度データ（Tref）１２と、テーブル（Table_A）１３と、テーブル（Table_B）１４と、テーブル（Table_D）３２と、を備えて構成される。このうち、基準温度データ１２、テーブル１３、及びテーブル１４は、第１の実施の形態で説明した構成と同様であり、説明を省略する。テーブル３２の詳細は後述する。
【００６３】
また、温度制御システム３は、第２の実施の形態に係る温度制御システム２（図３）と同様に、温度センサ６１、位置センサ６２、電流センサ６３、電圧センサ６４、及び充電状態判定部６５が外部に設けられており、これらの各構成から、電池温度Ｔｃｅｌｌ、車両位置ｘ、電流Ｉ、電圧Ｖ、及び充電状態ｙが制御部３１に入力される（第３の実施の形態では、温度制御システム２における抵抗判定部２３に相当する構成は備えていないため、電流Ｉ及び電圧Ｖも制御部３１に直接入力される）。
【００６４】
このように構成された温度制御システム３において、制御部３１は、第１または第２の実施の形態で説明したのと同様に、温度調整装置５の運転を制御するための制御処理（第１〜第５のステップ）を行うことによって、電池の温度管理を実現する。但し、第３の実施の形態に係る温度制御システム３は、第２のステップにおいて照合されるテーブル１３について、実際の車両走行時の状況に基づいて適宜補正を行うようにする点で、他の実施の形態とは異なる特徴を有している。以下に、この特徴について詳しく説明する。
【００６５】
まず、温度制御システム３において、テーブル１３は、車両走行の標準的な状況における情報が記載されたデータテーブルであって、具体的な記載内容は図２に例示した通り、鉄道車両の位置ｘ及び時間ｔと、電池における電流Ｉ、電力Ｐ、及び発熱量Ｑとの対応関係が示されている。
【００６６】
しかし現実には、電池の特性劣化や気温の変化等が存在することから、実際の車両走行時における電流「Ｉ’」、電力「Ｐ’」、及び発熱量「Ｑ’」は、テーブル１３に記載された「標準的な状況」における電流Ｉ、電力Ｐ、発熱量Ｑとは異なってくる場合がある。
【００６７】
すなわち、上記の場合に、第１の実施の形態のように、テーブル１３に基づいて発熱量Ｑを計算し、その発熱量Ｑに基づいて除熱量Ｓを計算して温度調整装置５の動作を制御したとしても、動作制御後の電池温度は、目標とする基準温度Ｔｒｅｆから大きく乖離してしまう可能性がある。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、実際の車両走行時における電流Ｉ’、電力Ｐ’、または発熱量Ｑ’や電池温度Ｔｃｅｌｌを用いてテーブル１３を補正し、より温度調整の精度を高めようとするものである。本実施の形態では、このような補正を実現するために、テーブル３２が用意されている。
【００６９】
テーブル３２は、電池の充放電が行われた実際の車両走行時における電流Ｉ’や電力Ｐ’や電池温度Ｔｃｅｌｌに関する履歴を集めて記録したデータテーブルである。制御部３１は、テーブル１３に記載された車両位置ｘ（ｋ）及び時間ｔ（ｋ）において、車両走行中に電池に実際に流れた電流Ｉ’、電池への要求電力Ｐ’、及び電池温度Ｔｃｅｌｌ（ｋ）をテーブル３２に記録する。
【００７０】
図５は、テーブル３２の一例を示す図である。図５に例示するテーブル３２は、項目３２１〜３２６によって構成される。
【００７１】
項目３２１には、データの並びの順番「ｋ」が記載され（ｋ＝０，１，…，ｎ）、それぞれの順番ｋに対応する形で、項目３２２〜３２７が記載されている。具体的には、項目３２２には車両位置「ｘ（ｋ）」が記載され、項目３２３には時間「ｔ（ｋ）」が記載される。これら項目３２１〜３２３は、図２に例示したテーブル１３における項目１３１〜１３３と対応している。また、項目３２４〜３２７には、車両走行中に電池に実際に流れた電流Ｉ’（ｋ）（項目３２４）、電池への要求電力Ｐ’（ｋ）（項目３２５）、電池において推定される実際の発熱量Ｑ’（ｋ）（項目３２６）、及び電池温度Ｔｃｅｌｌ（ｋ）（項目３２７）が記載される。
【００７２】
図５に示したような形式でデータが記録されることにより、テーブル３２は、電池の充放電が行われた実際の車両走行時における履歴を、車両走行の回ごとに（走行開始から走行終了までを１回の車両走行とする等して）、各順番ｋに対応する形で保持することができる。
【００７３】
次に、制御部３１が、テーブル３２を用いてテーブル１３を補正する方法の一例を説明する。
【００７４】
まず制御部３１は、テーブル１３の順番ｋにおける車両位置ｘ（ｋ）または時間ｔ（ｋ）に対応するデータをテーブル３２で探索する。ここで該当するデータがテーブル３２の順番ｋ’において見つかったとする。
【００７５】
次に制御部３１は、テーブル１３の順番ｋにおける電流Ｉ（ｋ）とテーブル３２の順番ｋ’における電流Ｉ’（ｋ’）とに基づいて、テーブル１３の順番ｋにおける電流Ｉ（ｋ）を「Ｉ’’（ｋ）」に補正する。補正式の具体例は以下の〔数６〕に示される。
【数６】
2019161791.tif 000008
【００７６】
なお、〔数６〕において定数Ｃは任意に選択可能であるが、電流Ｉ’（ｋ’）による補正への影響が過剰にならないようにするために、１以下とすることが好ましい。
【００７７】
また、制御部３１は、電力Ｐ（ｋ）についても電流Ｉ（ｋ）と同様に、テーブル３２を用いてテーブル１３を補正することができる。すなわち、テーブル１３の順番ｋにおける電力Ｐ（ｋ）とテーブル３２の順番ｋ’における電力Ｐ’（ｋ’）とに基づいて、テーブル１３の順番ｋにおける電力Ｐ（ｋ）を「Ｐ’’（ｋ）」に補正する。補正式の具体例は以下の〔数７〕に示される。
【数７】
2019161791.tif 000009
【００７８】
また、制御部３１は、電池温度Ｔｃｅｌｌに基づいて発熱量Ｑを補正することができる。例えば、テーブル１３に基づく温度制御が行われたときに、順番ｋ＋ｍの電池温度が基準温度Ｔｒｅｆになると予測されたにも拘わらず、実際の電池温度ＴｃｅｌｌがＴｒｅｆとは異なる温度になっていた場合、その温度差ΔＴｃｒ（Ｔｃｅｌｌ＞Ｔｒｅｆの場合、ΔＴｃｒ＝Ｔｃｅｌｌ−Ｔｒｅｆ）は、発熱量Ｑの差に基づくものであると考えられる。
【００７９】
このとき、電池の熱容量を「Ｃｃｅｌｌ」とすると、「ΔＴｃｒ×Ｃｃｅｌｌ」で示される発熱量が、予測の発熱量Ｑよりも大きかったといえる。そこで制御部３１は、テーブル１３に基づいて計算された順番ｋ〜ｋ＋ｍにおける発熱量Ｑ＿ｋｍを、温度差ΔＴｃｒ及び電池の熱容量「Ｃｃｅｌｌ」に基づいて、「Ｑ’＿ｋｍ」に補正する。補正式の具体例は以下の〔数８〕に示される。
【数８】
2019161791.tif 000010
【００８０】
なお、順番ｋ〜ｋ＋ｍまでの各順番における補正後の発熱量Ｑ’’（ｋ）は、例えば以下の〔数９〕によって計算することができる。
【数９】
2019161791.tif 000011
【００８１】
以上に説明したように、第３の実施の形態において、温度制御システム３の制御部３１は、実際の車両走行時の履歴情報に基づいてテーブル１３に記載された情報（電流Ｉ（ｋ）、電力Ｐ（ｋ）、発熱量Ｑ（ｋ））を補正することができる。そして、制御部３１が、補正後の当該情報（電流Ｉ’’（ｋ）、電力Ｐ’’（ｋ）、発熱量Ｑ’’（ｋ））に基づいて、第３のステップ以降の制御処理を実行することにより、実際の車両走行時の電池温度を考慮した、高精度な温度調整を実現することができる。
【００８２】
なお、第３の実施の形態では、テーブル１３の補正において、実測データの履歴であるテーブル３２をそのまま代用しないようにしている。これは、テーブル３２は基本的に過去のデータであり、過去の毎回の走行条件は、気温や速度等によるばらつきがあるため、このようなテーブル３２をそのまま今回の温度制御に利用すると、却って走行の制御が正しく行われないことが懸念されるためである。そこで、テーブル１３の値を基本としつつ、実際の結果であるテーブル３２の値に適切な重みをかけて補正を行うことによって、補正後の値を、徐々に実態に合わせていくようにしている。
【００８３】
第３の実施の形態では、上記のようにテーブル１３の補正を慎重に繰り返すことにより、補正後のテーブル１３の値が、実際の値（またはその平均値）に近づくことに期待できる。そのため、制御部３１による電池の温度制御の精度が向上し、電池の劣化を防止する（長寿命化する）効果に期待できる。
【００８４】
（４）第４の実施の形態
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る温度制御システム４の構成例とその制御フローを示すブロック図である。
【００８５】
図６に示すように、第４の実施の形態に係る温度制御システム４の構成は、図１に例示した第１の実施の形態に係る温度制御システム１の構成と共通する点が多い。一方で、第１の実施の形態では、充放電中の電池に対する温度制御の目標温度である基準温度Ｔｒｅｆが、予め定められた固定値として基準温度データ１２によって保持されていたのに対して、第４の実施の形態では、基準温度Ｔｒｅｆを固定値とせず、基準温度データ１２の代わりに設けられた基準温度計算部（Calculator）４２が基準温度Ｔｒｅｆを計算して設定可能とする点で異なっている。
【００８６】
ここで、二次電池の劣化には、充放電しなくても保存しているだけで進行する「放置劣化」と、充放電によって進行する「充放電劣化」とがあると言われている。このうち「放置劣化」は高温であるほど速く進行するのに対し、「充放電劣化」は低温で速く進行する場合があることが知られている。そして、実際の電池劣化は、放置劣化と充放電劣化との足し合わせとなることから、電池劣化を最小化する最適温度が存在する。
【００８７】
電池劣化を最小化する最適温度についてより詳しく説明すると、電池への充放電負荷がない、もしくは非常に小さい場合には、「放置劣化」が電池劣化の主要因となるため、低温になるほど電池劣化は小さくなる（電池劣化を最小とする最適温度は低くなる）。一方、電池への充放電負荷が大きい場合には、電池劣化の要因における「充放電劣化」の寄与率が大きくなるため、電池劣化を最小とする最適温度は高くなる。
【００８８】
したがって、電池への充放電負荷が変化する場合に、電池劣化を抑制するために設定すべき最適温度（基準温度Ｔｒｅｆ）は、固定値ではないことが想定され、このような背景を鑑みて、本実施の形態では、基準温度計算部４２（または制御部４１）が、電池への充放電負荷を計算し、充放電負荷に基づいて動的に基準温度Ｔｒｅｆを計算する。
【００８９】
基準温度計算部４２（または制御部４１）による基準温度Ｔｒｅｆの計算について詳しく説明する。まず、基準温度計算部４２は、例えば温度制御システム４の内部に設けられた計算機である。なお、基準温度計算部４２は、制御部４１によって制御される、あるいは制御部４１によって代行されるものであってもよい。
【００９０】
基準温度計算部４２（または制御部４１）は、温度センサ６１から入力される電池温度Ｔｃｅｌｌ及び位置センサ６２から入力される車両位置ｘと、テーブル１３に記載されたデータ（図２参照）とに基づいて、ある順番ｋから順番ｋ＋ｍまでの充放電負荷を計算する。ここで、充放電負荷の計算基準（判定基準）は任意に定めてよいが、例えば、充放電電流の絶対値の平均を用いる方法や、充放電電流の実効電流を用いる方法等が知られている。
【００９１】
また、基準温度計算部４２（または制御部４１）は、充放電負荷と基準温度との関係性を示すデータテーブルや関数（不図示）を保持しているとし、このデータテーブル等に基づいて、計算した充放電負荷から基準温度Ｔｒｅｆを算出・設定する。充放電負荷と基準温度との関係性は、電池の仕様や特性等によって異なるが、全体の傾向として、充放電負荷が高いほど基準温度が高くなるような関係性を持たせることが好ましい。その理由は、前述したように、「充放電劣化」は低温であるほど早く進行するからである。
【００９２】
但し、基準温度計算部４２（または制御部４１）によって充放電負荷から算出される基準温度Ｔｒｅｆの値域には、所定の上限を設けることが好ましい。その理由は、電池温度を高くすると、電池の内部抵抗Ｒが低下するために充放電劣化が抑制される効果に期待できるものの、電池温度を過剰に高温にすると、「放置劣化」の進行が速まるため、全体として（複合的な）電池劣化が進むおそれがあるからである。さらに、電池温度を過剰に高温にすると、電池材料の変性も懸念される。
【００９３】
以上のようにして、基準温度計算部４２（または制御部４１）は、電池劣化を最小に抑制する基準温度Ｔｒｅｆを、電池への充放電負荷に基づいて動的に計算することができる。そして、このように計算された基準温度Ｔｒｅｆを用いて、制御部４１が、第１の実施の形態と同様に、温度調整装置５の運転を制御するための制御処理（第１〜第５のステップ）を実行することによって、実際の状況に即して、電池劣化を最小に抑制するような電池の温度管理を高精度に実現することができる。
【００９４】
（５）第５の実施の形態
第５の実施の形態では、温度調整装置５が、電池温度の冷却機能（例えば送風ファン）及び加熱機能（例えばヒーター）の両方を備えるとし、温度制御システムの構成は、第１〜第４の実施の形態の何れであってもよい。
【００９５】
冬季や寒冷地における車両運行では、特に車両の始動時において、電池温度が低温になることがある。そのような場合には、電池の内部抵抗Ｒが大きくなり、劣化の進行が速くなる（第４の実施の形態で説明した「充放電劣化」の特徴も参照）。したがって、電池の劣化を抑制して安定的に長期利用するためには、電池温度を高めるように制御することが効果的となる。
【００９６】
また、複数の電池セルを接続して使用する場合には、セル間の温度や電圧が不均一になりやすい。このような場合には、電池を冷却するように温度調整装置５の動作を制御するよりも、むしろ、加熱によって電池の内部抵抗Ｒを低下させて運用することが好ましいと知られている。
【００９７】
そこで、第５の実施の形態に係る温度制御システムでは、電池温度を下げるべき状況においては、第１〜第４の実施の形態と同様の制御処理によって温度調整装置５による電池の冷却動作（例えば送風ファンの作動）を制御する一方で、上述したような、電池を安定的に長期利用するために電池温度を高くするべき状況においては、温度調整装置５による電池の加熱動作（例えばヒーターの作動）を制御可能にすることを特徴とする。
【００９８】
なお、第５の実施の形態において電池の加熱動作の制御を行う場合の制御部の具体的な処理については、例えば第１の実施の形態で説明した制御処理（第１〜第５のステップ）を利用することができる。
【００９９】
概要を簡単に説明すると、まず、制御部は、第１〜第３のステップを実行して、基準温度Ｔｒｅｆと電池温度Ｔｃｅｌｌとの温度差ΔＴｃｒと、計算された発熱量Ｑ＿ｋｍとに基づいて、電池から除去すべき除熱量Ｓ＿ｋｍ（あるいは、単位時間あたりの除熱量ｓ＿ｋｍ）を計算する。
【０１００】
そして第３のステップの結果、除熱量Ｓ＿ｋｍ（またはｓ＿ｋｍ）が０よりも小さくなった場合には、第４のステップにおいて、マイナスとなった除熱量Ｓ＿ｋｍ（またはｓ＿ｋｍ）の絶対値に相当する熱量を電池に伝えるために必要な温度調整装置５（ヒーター）の出力を計算する。第４のステップでヒーターの出力を計算するために、例えばテーブル１４には、ヒーター作動時の温度調整装置５の出力と単位時間当たりの電池の除熱量ｓ＿ｋｍとの対応関係が示されているとする。
【０１０１】
そして、第５のステップにおいて、制御部が、第４のステップで計算した出力に基づいて温度調整装置５（ヒーター）の運転を制御することにより、低温の電池温度Ｔｃｅｌｌが基準温度Ｔｒｅｆに到達するように電池の温度調整を実現することができる。
【０１０２】
以上のように、第５の実施の形態に係る温度制御システムによれば、電池温度Ｔｃｅｌｌを高めることが好ましい状況において、温度調整装置５（例えば送風ファン）による冷却動作を抑制して自然に電池温度Ｔｃｅｌｌが上昇するのを待つのではなく、ヒーター等による積極的な加熱動作を制御することによって、より早期に電池温度Ｔｃｅｌｌを基準温度Ｔｒｅｆに近付けることができるため、複雑な計算による計算負荷を抑制しながらも、高精度な二次電池の発熱予測に基づいて二次電池の温度管理を実現することができる。特に、二次電池が低温で充放電することによる劣化（低温での充放電劣化）に対して有効である。
【０１０３】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態における構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態における構成に他の実施の形態における構成を加えることも可能である。また、各実施の形態における構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１０４】
また、各実施の形態において示した構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１０５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを図示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実施には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１〜４  温度制御システム（Temperature Control System）
５      温度調整装置（Fan）
１１，２１，３１，４１  制御部（Controller）
１２    基準温度データ（Tref）
１３    テーブル（Table_A）
１４    テーブル（Table_B）
２２    テーブル（Table_C）
２３    抵抗判定部（Resistance Analyzer）
３２    テーブル（Table_D）
４２    基準温度計算部（Calculator）
６１    温度センサ（Sensor_A）
６２    位置センサ（Sensor_B）
６３    電流センサ（Sensor_C）
６４    電圧センサ（Sensor_D）
６５    充電状態判定部（SOC Analyzer）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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