(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電を行う蓄電素子と、
前記蓄電素子の外部における温度を取得するための温度センサと、
前記蓄電素子の外部における温度と、熱の移動を表す式とを用いて、前記蓄電素子の内部抵抗に対応した温度を示す基準点の温度を算出するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記蓄電素子の充放電を再開するとき、前記蓄電素子の内部における温度バラツキが解消しているか否かを判別し、
前記温度バラツキが解消しているときには、前記蓄電素子の表面における表面温度を前記基準点の温度として用い、前記温度バラツキが解消していないときには、前記基準点の温度を算出することを特徴とする蓄電システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記温度バラツキが解消していないとき、前記蓄電素子の外面における温度および熱伝導方程式を用いて、前記基準点の温度を算出することを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記蓄電素子の充放電を行っていない間の経過時間を計測し、前記経過時間が所定時間よりも長いときに、前記温度バラツキが解消していると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記蓄電素子の充放電を行っていない間において、所定周期で前記表面温度を取得し、前記所定周期における前記表面温度の変化量が閾値よりも小さいときに、前記温度バラツキが解消していると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記蓄電素子の充放電を停止したときから、前記蓄電素子の充放電を再開させるときまでの間における温度変化を用いて、前記基準点の温度を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記基準点の温度を用いて、前記蓄電素子の内部状態を推定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記内部状態は、ＳＯＨであることを特徴とする請求項６に記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記蓄電素子は、車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電システム。
【請求項９】
充放電を行う蓄電素子の外部における温度を取得するステップと、
前記蓄電素子の充放電を再開するとき、前記蓄電素子の内部における温度バラツキが解消しているか否かを判別するステップと、
前記温度バラツキが解消しているとき、前記蓄電素子の内部抵抗に対応した温度を示す基準点の温度として、前記蓄電素子の表面における表面温度を用い、前記温度バラツキが解消していないとき、前記蓄電素子の外部における温度と、熱の移動を表す式とを用いて、前記基準点の温度を算出するステップと、
ことを特徴とする蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１０】
前記温度バラツキが解消していないとき、前記蓄電素子の外面における温度および熱伝導方程式を用いて、前記基準点の温度を算出することを特徴とする請求項９に記載の蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１１】
前記蓄電素子の充放電を行っていない間の経過時間を計測し、前記経過時間が所定時間よりも長いときに、前記温度バラツキが解消していると判別することを特徴とする請求項９又は１０に記載の蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１２】
前記蓄電素子の充放電を行っていない間において、所定周期で前記表面温度を取得し、前記所定周期における前記表面温度の変化量が閾値よりも小さいときに、前記温度バラツキが解消していると判別することを特徴とする請求項９又は１０に記載の蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１３】
前記蓄電素子の充放電を停止したときから、前記蓄電素子の充放電を再開させるときまでの間における温度変化を用いて、前記基準点の温度を算出することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１つに記載の蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１４】
前記基準点の温度は、前記蓄電素子の内部状態を推定するために用いられることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１つに記載の蓄電素子の温度推定方法。
【請求項１５】
前記内部状態は、ＳＯＨであることを特徴とする請求項１４に記載の蓄電素子の温度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子の内部における温度を推定する蓄電システムと、蓄電素子の温度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単電池の充放電を制御するときには、単電池の温度を検出し、検出温度を制御パラメータの一つとして用いている。単電池の温度を検出する場合には、熱電対などの温度センサが用いられ、温度センサは、単電池の外面に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０９２３４７号公報
【特許文献２】特開２００８−０６４４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単電池の内部では、放熱性等の理由により、温度分布にバラツキが生じている。一般的には、単電池の中心部における温度は、単電池の外面における温度よりも高くなりやすい。このような温度分布を有する単電池において、単電池の外面に取り付けた温度センサの出力だけでは、単電池の内部における温度を取得することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１の発明である蓄電システムは、充放電を行う蓄電素子と、蓄電素子の外部における温度を取得するための温度センサと、蓄電素子の外部における温度と、熱の移動を表す式とを用いて、蓄電素子の内部抵抗に対応した温度を示す基準点の温度を算出するコントローラと、を有する。コントローラは、蓄電素子の充放電を再開するとき、蓄電素子の内部における温度バラツキが解消しているか否かを判別する。コントローラは、温度バラツキが解消しているときには、蓄電素子の表面における表面温度を基準点の温度として用い、温度バラツキが解消していないときには、基準点の温度を算出する。
【０００６】
蓄電素子の充放電を再開させるとき、充放電が停止しているときの蓄電素子の状態によっては、蓄電素子の内部における温度バラツキが解消していることがある。そこで、本願第１の発明では、温度バラツキが解消しているか否かに応じて、基準点の温度を算出する方法を変更することにより、基準点の温度の推定精度を向上させることができる。
【０００７】
温度バラツキが解消しているときには、基準点の温度として、表面温度を用いればよい。温度バラツキが解消していないときには、蓄電素子の外部における温度と、熱の移動を表す式とを用いて、基準点の温度を算出することができる。これにより、内部において温度バラツキが発生しやすい蓄電素子において、蓄電素子の内部抵抗に対応した温度を推定することができる。基準点の温度を算出するとき、蓄電素子の外面における温度および熱伝導方程式を用いることができる。
【０００８】
温度バラツキが解消しているか否かを判別する第１の方法として、まず、蓄電素子の充放電を行っていない間の経過時間を計測する。そして、経過時間が所定時間よりも長いときには、温度バラツキが解消していると判別することができる。所定時間は、温度バラツキを解消させる時間として予め設定することができる。
【０００９】
温度バラツキが解消しているか否かを判別する第２の方法として、まず、蓄電素子の充放電を行っていない間において、所定周期で表面温度を取得する。そして、所定周期における表面温度の変化量が閾値よりも小さいときには、温度バラツキが解消していると判別することができる。温度バラツキが解消し始めると、表面温度の変化量が減少し始める。したがって、表面温度の変化量を閾値と比較することにより、温度バラツキが解消しているか否かを判別することができる。閾値は、温度バラツキの解消を許容する範囲内において、適宜設定することができる。
【００１０】
基準点の温度を算出するときには、蓄電素子の充放電を停止したときから、蓄電素子の充放電を再開させるときまでの間における温度変化を考慮することができる。具体的には、温度センサによる検出温度の経時変化に基づいて、基準点の温度を算出することができる。
【００１１】
基準点の温度は、蓄電素子の内部状態を推定するために用いることができる。内部状態としては、ＳＯＣ（State Of Charge）又はＳＯＨ（State Of Health）がある。ＳＯＣは、蓄電素子の満充電容量（Ｃｆ）に対する、現在の充電容量（Ｃｃ）の割合（Ｃｃ／Ｃｆ）を示す値である。ＳＯＨは、初期状態の満充電容量（Ｃｆ_ini）と劣化後の満充電容量（Ｃｆ_c）との比率（Ｃｆ_c／Ｃｆ_ini）であり、蓄電素子の劣化状態を示す指標となる。
【００１２】
蓄電素子から出力されたエネルギは、車両を走行させるために用いることができる。蓄電素子を車両に搭載するときには、複数の蓄電素子を直列に接続することができる。
【００１３】
本願第２の発明である蓄電素子の温度推定方法は、充放電を行う蓄電素子の外部における温度を取得するステップと、蓄電素子の充放電を再開するとき、蓄電素子の内部における温度バラツキが解消しているか否かを判別するステップと、を有する。温度バラツキが解消しているときには、蓄電素子の内部抵抗に対応した温度を示す基準点の温度として、蓄電素子の表面における表面温度を用いる。温度バラツキが解消していないときには、蓄電素子の外部における温度と、熱の移動を表す式とを用いて、基準点の温度を算出する。本願第２の発明においても、本願第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電池システムの構成を示す図である。
【図２】単電池の構成を示す概略図である。
【図３】発電要素の構成を示す概略図である。
【図４】発電要素の構成を示す断面図である。
【図５】単電池の内部における温度分布を示す図である。
【図６】単電池の厚さ方向における位置が互いに異なる複数の格子点を説明する図である。
【図７】複数の格子点を説明する図である。
【図８】性能温度を示す格子点を特定する方法を説明するフローチャートである。
【図９】単電池の抵抗および温度の関係を示す図である。
【図１０】発熱期間における充放電パターンを示す図である。
【図１１】温度緩和期間における充放電パターンを示す図である。
【図１２】発熱期間および温度緩和期間における抵抗を示す図である。
【図１３】発熱期間および温度緩和期間における性能温度および検出温度を示す図である。
【図１４】充放電制御の上限値を設定する処理を説明するフローチャートである。
【図１５】温度およびＳＯＣに応じた出力上限値を示すマップである。
【図１６】単電池内に３つの格子点を設けたときの図である。
【図１７】補正係数ｋ１，ｋ２の算出方法を説明する図である。
【図１８】性能温度を特定する処理を説明するフローチャートである。
【図１９】イグニッションスイッチがオフとなっている間の検出温度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の実施例１である電池システム（蓄電システムに相当する）について、図１を用いて説明する。図１は、電池システムの構成を示す図である。本実施例の電池システムは、車両に搭載することができる。
【００１７】
車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池に加えて、エンジン又は燃料電池を備えている。電気自動車は、車両を走行させる動力源として、後述する組電池だけを備えている。
【００１８】
本実施例の電池システムは、組電池１０を有する。組電池１０は、直列に接続された複数の単電池１１を有する。単電池（蓄電素子に相当する）１１としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。単電池１１の数は、組電池１０の要求出力などに基づいて、適宜設定することができる。本実施例では、組電池１０を構成する、すべての単電池１１が直列に接続されているが、並列に接続された複数の単電池１１が、組電池１０に含まれていてもよい。
【００１９】
電圧センサ２１は、組電池１０の端子間電圧（総電圧）を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。ここで、電圧センサ２１を用いて、各単電池１１の電圧を検出したり、少なくとも２つの単電池１１を含む電池ブロックの電圧を検出したりすることができる。電流センサ２２は、組電池１０に流れる電流値を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。
【００２０】
温度センサ２３は、組電池１０（単電池１１）の温度を検出し、検出結果をコントローラ３０に出力する。温度センサ２３の数は、適宜設定することができる。複数の温度センサ２３を用いるときには、互いに異なる位置に配置された単電池１１に対して、温度センサ２３を配置することができる。
【００２１】
コントローラ３０は、メモリ３０ａを有しており、メモリ３０ａは、コントローラ３０が所定処理を行うための各種の情報を格納している。本実施例では、メモリ３０ａが、コントローラ３０に内蔵されているが、コントローラ３０の外部にメモリ３０ａを設けることもできる。
【００２２】
組電池１０の正極ラインＰＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｂは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。組電池１０の負極ラインＮＬには、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇが設けられている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｇは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。
【００２３】
システムメインリレーＳＭＲ−Ｇに対しては、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒが並列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐおよび電流制限抵抗Ｒは、直列に接続されている。システムメインリレーＳＭＲ−Ｐは、コントローラ３０からの制御信号を受けることにより、オンおよびオフの間で切り替わる。電流制限抵抗Ｒは、組電池１０を負荷（後述するインバータ３１）と接続するときに、突入電流が流れるのを抑制するために用いられる。
【００２４】
イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、組電池１０は、負荷と接続される。組電池１０を負荷と接続するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐをオフからオンに切り替える。これにより、電流制限抵抗Ｒに電流が流れることになる。次に、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｇをオフからオンに切り替えた後に、システムメインリレーＳＭＲ−Ｐをオンからオフに切り替える。
【００２５】
これにより、組電池１０および負荷の接続が完了する。一方、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったとき、組電池１０および負荷の接続が遮断される。組電池１０および負荷の接続を遮断するとき、コントローラ３０は、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。
【００２６】
インバータ３１は、組電池１０からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ・ジェネレータ３２に出力する。モータ・ジェネレータ３２としては、例えば、三相交流モータを用いることができる。モータ・ジェネレータ３２は、インバータ３１からの交流電力を受けて、車両を走行させるための運動エネルギを生成する。モータ・ジェネレータ３２によって生成された運動エネルギは、車輪に伝達される。
【００２７】
車両を減速させたり、停止させたりするとき、モータ・ジェネレータ３２は、車両の制動時に発生する運動エネルギを電気エネルギ（交流電力）に変換する。インバータ３１は、モータ・ジェネレータ３２が生成した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を組電池１０に出力する。これにより、組電池１０は、回生電力を蓄えることができる。
【００２８】
本実施例では、組電池１０をインバータ３１に接続しているが、これに限るものではない。具体的には、組電池１０およびインバータ３１の間の電流経路に、昇圧回路を配置することができる。昇圧回路を用いることにより、組電池１０の出力電圧を昇圧することができる。また、昇圧回路は、インバータ３１から組電池１０への出力電圧を降圧することができる。
【００２９】
次に、単電池１１の構造について、図２を用いて説明する。図２は、単電池１１の構造を示す概略図である。図１において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸であり、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の関係は、他の図面においても同様である。
【００３０】
単電池１１は、発電要素１１１と、発電要素１１１を収容する電池ケース１１２とを有する。発電要素１１１は、充放電を行う要素であり、図３に示すように、正極板１１１ａと、負極板１１１ｂと、正極板１１１ａおよび負極板１１１ｂの間に配置されるセパレータ１１１ｃとを有する。セパレータ１１１ｃは、電解液を含んでいる。発電要素１１１は、正極板１１１ａ、セパレータ１１１ｃおよび負極板１１１ｂを重ねた積層体（図３に示す構成）を、Ｙ軸（図２参照）の周りで捲くことによって構成されている。
【００３１】
本実施例では、正極板１１１ａ、セパレータ１１１ｃおよび負極板１１１ｂを重ねた積層体を捲くことにより、発電要素１１１を構成しているが、これに限るものではない。例えば、正極板１１１ａ、セパレータ１１１ｃおよび負極板１１１ｂを重ねただけで、発電要素１１１を構成することができる。
【００３２】
また、本実施例では、電解液を含むセパレータ１１１ｃを用いているが、セパレータ１１１ｃの代わりに、固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質を用いることができる。
【００３３】
正極板１１１ａは、図４に示すように、集電板１１１ａ１の表面に正極活物質層１１１ａ２を形成したものであり、正極活物質層１１１ａ２は、正極活物質や導電剤等を含んでいる。負極板１１１ｂは、集電板１１１ｂ１の表面に負極活物質層１１１ｂ２を形成したものであり、負極活物質層１１１ｂ２は、負極活物質や導電剤等を含んでいる。
【００３４】
単電池１１として、リチウムイオン二次電池を用いるとき、例えば、正極板１１１ａの集電板１１１ａ１をアルミニウムで形成し、負極板１１１ｂの集電板１１１ｂ１を銅で形成することができる。また、正極活物質として、Li(LiaNixMnyCoz)O2を用い、負極活物質として、カーボンを用いることができる。
【００３５】
なお、正極板１１１ａおよび負極板１１１ｂは、図４に示す構成に限るものではない。例えば、集電板の一方の面に正極活物質層を形成し、集電板の他方の面に負極活物質層を形成した電極板（いわゆるバイポーラ電極）を用いることができる。
【００３６】
電池ケース１１２は、例えば、金属で形成することができる。図２に示すように、電池ケース１１２の上面には、正極端子１１３および負極端子１１４が設けられている。正極端子１１３は、発電要素１１１の正極板１１１ａと電気的に接続されており、負極端子１１４は、発電要素１１１の負極板１１１ｂと電気的に接続されている。
【００３７】
図２に示す構成では、電池ケース１１２の上面に、温度センサ２３が設けられている。温度センサ２３は単電池１１（電池ケース１１２）の外面に取り付けられているため、温度センサ２３による検出温度は、単電池１１の外面における温度となる。温度センサ２３としては、例えば、熱電対を用いることができる。また、電池ケース１１２に対する温度センサ２３の取り付け位置は、適宜設定することができる。ここで、複数の単電池１１をＸ方向に並べて配置する場合には、電池ケース１１２の上面に温度センサ２３を配置することができる。
【００３８】
次に、単電池１１の内部における温度特性について、図５を用いて説明する。図５では、縦軸を温度とし、横軸を単電池１１の厚さとした座標系と、単電池１１の内部構造とを重ねて示している。単電池１１の厚さとは、Ｘ方向における単電池１１の長さである。図５に示す横軸の方向は、正極板１１１ａ、セパレータ１１１ｃおよび負極板１１１ｂが重なっている方向である。図５には、単電池１１の内部における温度分布（一例）を示している。図５に示す中心点Ｏは、単電池１１の厚さ方向における発電要素１１１の中心に相当する位置を示している。
【００３９】
単電池１１（発電要素１１１）は、充放電によって発熱するが、放熱性等によって、図５に示す温度分布が生じる。発電要素１１１の外面は、最も熱が逃げやすくなっており、最も温度が低くなりやすい。発電要素１１１の外面は、電池ケース１１２の内壁面と隣り合っている。一方、中心点Ｏに近づくにつれて、熱が逃げにくくなり、温度が高くなりやすい。
【００４０】
図５に示すように、単電池１１の内部では、単電池１１の厚さ方向の位置に応じて温度が異なる。本実施例では、発電要素１１１の内部抵抗に対応した温度を、単電池１１の温度（以下、性能温度という）として用い、以下に説明するように、単電池１１の性能温度を推定している。
【００４１】
本実施例では、単電池１１の性能温度を推定するために、下記式（１）に示す熱伝導方程式を用いる。
【００４２】
【数１】
0005673512.tif 000002
【００４３】
式（１）において、Ｔは温度、ｔは時間、λは熱伝導率、ρは密度、ｃは比熱、ｘは熱拡散距離、ｑは単位体積当たりの発熱量を示している。式（１）の右辺において、第１項は熱拡散項を示し、第２項は発熱項を示している。
【００４４】
本実施例では、一次元の熱伝導方程式を用いているが、二次元や三次元の熱伝導方程式を用いることもできる。一次元の熱伝導方程式を用いれば、単電池１１の性能温度を推定するための演算処理を簡素化することができる。
【００４５】
式（１）は、下記式（２）のように差分化することができる。
【００４６】
【数２】
0005673512.tif 000003
【００４７】
式（２）において、ｉは、単電池１１の厚さ方向における格子点を示している。格子点とは、図６および図７に示すように、単電池１１の厚さ方向において、中心点Ｏおよび点Ｓの間の領域を複数に分割したときの、各領域内の点を示す。点Ｓは、単電池１１の厚さ方向において、中心点Ｏから最も離れた位置にあり、電池ケース１１２の外面上に位置している。
【００４８】
格子点の数は、適宜設定することができる。格子点の数を増やせば、単電池１１の厚さ方向の位置に応じた温度の推定精度を向上させることができる。また、格子点の数を減らせば、単電池１１の厚さ方向の位置に応じた温度を推定するときの演算処理を簡素化することができる。
【００４９】
式（２）に示すように、格子点ｉの温度は、格子点ｉと隣り合う２つの格子点（ｉ−１），（ｉ＋１）における温度の影響を受ける。点Ｓの温度は、温度センサ２３によって検出される温度とみなしている。すなわち、点Ｓの温度と、温度センサ２３が取り付けられた部分の温度とは、略等しいものとみなしている。熱伝導性に優れた金属によって電池ケース１１２を形成した場合には、点Ｓの温度と、温度センサ２３が取り付けられた部分の温度とは、略等しくなる。
【００５０】
本実施例では、単電池１１の外面に温度センサ２３を取り付けることにより、点Ｓの温度を、温度センサ２３によって検出される温度と見なしているが、これに限るものではない。すなわち、単電池１１の外面から離れた位置に、温度センサ２３を配置することもできる。この場合には、単電池１１および温度センサ２３の間に存在する空気層における熱伝達を考慮する必要がある。単電池１１および温度センサ２３の間における熱伝達を、実験等に基づいて予め特定しておけば、温度センサ２３によって検出される温度から、単電池１１の外面における温度（点Ｓの温度）を推定することができる。
【００５１】
本実施例では、図５に示すように、単電池１１の厚さ方向（Ｘ方向）に着目しているが、これに限るものではない。発電要素１１１は、３次元の直方体であるため、Ｘ方向の位置だけでなく、Ｚ方向やＹ方向における位置を考慮することができる。ここで、考慮すべき位置は、単電池１１の伝熱経路に応じて変化する。
【００５２】
なお、伝熱経路は、寸法、伝熱面積、単電池１１の材質、空気層の有無などによっても影響を受ける。本実施例では、一例として、単電池１１の内部における伝熱経路として、Ｘ方向に沿った伝熱経路を最も支配的としている。
【００５３】
次に、単電池１１の性能温度を示す格子点ｉを特定する方法について説明する。図８は、性能温度を示す格子点ｉを特定する方法を説明するフローチャートである。図８に示すフローチャートに沿って、格子点ｉの特定方法について説明する。
【００５４】
ステップＳ１０１において、単電池１１の抵抗および温度の関係を示すマップを作成する。具体的には、単電池１１における抵抗および温度の関係を取得する。ここでは、単電池１１として、単電池１１の内部における温度のバラツキが緩和されたものを用いる。すなわち、Ｘ方向の位置にかかわらず、単電池１１の内部における温度を略均一な温度とした後に、単電池１１の抵抗を測定する。単電池１１の全体を略均一な温度にするためには、例えば、特定温度の下で単電池１１を十分な時間、放置しておけばよい。単電池１１の温度を変えながら、抵抗を測定すれば、例えば、図９に示すマップが得られる。後述する図１０のパターンでＳＯＣが変動する場合には、ＳＯＣの依存性を考慮したマップとすることが望ましい。
【００５５】
図９に示すマップは、単電池１１の抵抗（内部抵抗）および性能温度が対応関係にあることを示している。温度のバラツキが十分に抑えられた状態の単電池１１を用いて、抵抗を測定すれば、単電池１１の内部抵抗および性能温度の対応関係が分かる。そして、図９に示すマップを用いれば、単電池１１の抵抗を測定することにより、性能温度を特定することができる。
【００５６】
図８のステップＳ１０２において、単電池１１の性能温度を特定する。この性能温度は、格子点ｉを特定するために用いられる。
【００５７】
まず、図１０および図１１に示すパターンに基づいて、単電池１１の充放電を行うことにより、温度センサ２３の出力に基づいて単電池１１の温度を検出するとともに、図９に示すマップを用いて性能温度を特定する。図１０および図１１において、横軸は、時間を示し、縦軸は、電流値を示す。ここで、単電池１１を充電するとき、電流値を正の値とし、単電池１１を放電するとき、電流値を負の値としている。
【００５８】
図１０に示すパターンの充放電は、単電池１１を発熱させる期間（発熱期間）で行われる。図１１に示すパターンの充放電は、単電池１１の温度バラツキを緩和させる期間（温度緩和期間）で行われる。図１０に示すパターンの充放電を行った後に、図１１に示すパターンの充放電を行う。
【００５９】
発熱期間では、図１０に示すように、第１パターンＰｃおよび第２パターンＰｈの充放電を１サイクルとし、このサイクルを繰り返して行う。第１パターンＰｃは、単電池１１の抵抗を測定するために用いられる。第２パターンＰｈは、単電池１１（発電要素１１１）を発熱させるために用いられる。図１０に示す充放電サイクルの回数は、適宜設定することができる。具体的には、単電池１１を発熱させて、単電池１１の温度が変化しにくくなるまで、充放電サイクルを繰り返すことができる。
【００６０】
本実施例では、第１パターンＰｃの充放電を開始してから２秒後における抵抗を測定している。なお、抵抗の測定は、第１パターンＰｃの充放電を開始してから２秒後に限るものではなく、他の時間に設定することもできる。抵抗を測定するタイミングは、各サイクルにおいて同一のタイミングであればよい。
【００６１】
例えば、第１パターンＰｃの充放電を開始してから、１秒又は１０秒における抵抗を測定することができる。また、第２パターンＰｈの充放電を行うことにより、単電池１１を発熱させるとともに、所定時間後の抵抗を測定することができる。この場合には、第１パターンＰｃの充放電を省略することができる。さらに、第１パターンＰｃの充放電を行うことにより、単電池１１を発熱させることもできる。
【００６２】
単電池１１の抵抗を測定するために用いられるパターンは、図１０に示すパターンに限るものではない。図１０に示す第１パターンＰｃでは、充電および放電のパルスを発生させているが、充電又は放電のパルスを発生させるだけでもよい。また、図１０に示す第２パターンＰｈについても、充電又は放電のパルスを発生させるだけでもよい。第２パターンＰｈについては、単電池１１を発熱させることができればよい。
【００６３】
なお、図１０に示す第１パターンＰｃや第２パターンＰｈのように、充電および放電をクーロン量が等しくなるように交互に行えば、単電池１１のＳＯＣ（State Of Charge）を略一定に維持することができる。この場合において、図９に示すマップに関して、ＳＯＣの依存性を取得することを省略することもできる。
【００６４】
図１０に示す充放電サイクルが終了した後、言い換えれば、発熱期間が終了した後は、図１１に示す充放電サイクルを繰り返して行う。図１１に示す充放電では、第１パターンＰｃの充放電だけを１サイクルとして行い、このサイクルを繰り返して行う。第１パターンＰｃの充放電を行った後、次の充放電を行うまでの間に、十分な休止時間（充放電を行わない時間）を確保しているため、単電池１１（発電要素１１１）の温度変化は非常に小さい。
【００６５】
図１１に示す充放電サイクルの回数は、適宜設定することができる。具体的には、単電池１１の発熱を停止させた後に、単電池１１の温度が変化しにくくなるまで、図１１に示す充放電サイクルを繰り返すことができる。
【００６６】
図１２には、発熱期間および温度緩和期間において測定された抵抗を示している。図１２において、縦軸は単電池１１の抵抗を示し、横軸は充放電サイクルの数（言い換えれば、時間）を示している。図１２に示すように、発熱期間から温度緩和期間に切り替わると、単電池１１の抵抗が上昇している。図１２に示す抵抗と、図９に示すマップとに基づいて、性能温度を特定することができる。
【００６７】
図１３には、温度センサ２３による検出温度Ｔｓと、図９に示すマップを用いて特定された性能温度Ｔｐとの関係を示している。図１３において、縦軸は温度を示し、横軸は充放電サイクルの数（言い換えれば、時間）を示している。また、図１３の一点鎖線で示す分布は、温度センサ２３による検出温度Ｔｓを示し、図１３の実線で示す分布は、性能温度Ｔｐを示している。
【００６８】
図１３に示すように、検出温度Ｔｓおよび性能温度Ｔｐは、互いに似た挙動を示しているが、発熱期間において、性能温度Ｔｐは、検出温度Ｔｓよりも高くなっている。また、温度緩和期間における性能温度Ｔｐおよび検出温度Ｔｓの差は、発熱期間における性能温度Ｔｐおよび検出温度Ｔｓの差よりも小さくなっている。
【００６９】
図８のステップＳ１０３において、性能温度Ｔｐの温度変化に最も近い温度変化を示す格子点ｉを特定する。温度センサ２３による検出温度Ｔｓと、式（２）に示す熱伝導方程式とに基づいて、各格子点の温度を算出することができる。
【００７０】
具体的には、図６および図７において、点Ｓの温度が検出温度Ｔｓとなるため、式（２）に示す熱伝導方程式を用いれば、点Ｓと隣り合う格子点の温度を算出することができる。また、この格子点と隣り合う格子点の温度は、点Ｓと隣り合う格子点の温度に基づいて算出することができる。
【００７１】
この算出方法により、複数の格子点における温度を算出することができる。複数の格子点における温度のうち、性能温度Ｔｐに最も近い温度を特定すれば、性能温度を示す格子点を特定できる。特定された格子点に関する情報は、メモリ３０ａに格納しておくことができる。
【００７２】
単電池１１の温度を推定する場合には、温度センサ２３による検出温度と、式（２）に示す熱伝導方程式とに基づいて、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出する。この算出処理は、コントローラ３０（図１，２参照）によって行われる。これにより、単電池１１の内部抵抗に対応した温度を推定することができる。格子点ｉの温度は、単電池１１の温度として、単電池１１の各種制御に用いられる。
【００７３】
本実施例では、温度センサ２３による検出温度および熱伝導方程式に基づいて、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出しているが、これに限るものではない。性能温度に対応した格子点ｉの温度は、単電池１１の外面における温度と、熱伝導方程式とに基づいて算出できればよい。例えば、温度センサ２３を用いなくても、単電池１１の外面における温度を特定又は推定できるのであれば、特定又は推定される温度と、熱伝導方程式とに基づいて、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出できる。
【００７４】
次に、組電池１０の充放電を制御する処理について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。図１４に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
【００７５】
組電池１０の充放電を行うときには、例えば、組電池１０の入力電力および出力電力が、予め定められた上限値を超えないように、充放電が制御される。上限値は、組電池１０（単電池１１）を保護するために予め定められた値であり、適宜設定される。すなわち、組電池１０の入力電力や出力電力が上限値に到達するまでは、組電池１０の充放電が許容される。
【００７６】
例えば、組電池１０を放電するとき、組電池１０の出力電力が上限値（出力に対応する上限値）に到達すると、組電池１０の放電が制限される。組電池１０の放電を制限する場合には、上限値を低下させる。上限値を低下させれば、組電池１０の出力として許容される電力が抑制されることになる。上限値を０［ｋＷ］まで低下させれば、組電池１０の放電が行われなくなる。
【００７７】
また、組電池１０を充電するとき、組電池１０の入力電力が上限値（入力に対応する上限値）に到達すると、組電池１０の充電が制限される。組電池１０の充電を制限する場合には、上限値を低下させる。上限値を低下させれば、組電池１０の入力として許容される電力が抑制されることになる。上限値を０［ｋＷ］まで低下させれば、組電池１０の充電が行われなくなる。
【００７８】
組電池１０の充放電制御では、例えば、組電池１０の状態を監視して充放電を制御する場合や、単電池１１の状態を監視して充放電を制御する場合がある。組電池１０や単電池１１の状態としては、電圧、電流および温度が含まれる。
【００７９】
図１４に示す処理は、組電池１０の充放電制御で用いられる上限値を設定する処理である。
【００８０】
ステップＳ２０１において、コントローラ３０は、上述したように、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出（推定）する。ステップＳ２０２において、コントローラ３０は、単電池１１のＳＯＣ（State of Charge）を推定する。ＳＯＣは、単電池１１の満充電容量に対する、現在の単電池１１の充電容量の割合を示す。単電池１１のＳＯＣは、公知の様々な方法のうち、いずれかの方法を用いて推定することができる。
【００８１】
例えば、コントローラ３０は、電流センサ２２の出力から、単電池１１を充放電したときの電流値を取得する。コントローラ３０は、取得した電流値を積算することによって、単電池１１のＳＯＣを推定することができる。ここで、例えば、電流センサ２２によって検出された値に関して、充電電流を正の値とし、放電電流を負の値とすることができる。
【００８２】
一方、単電池１１のＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を測定し、測定されたＯＣＶからＳＯＣを推定することができる。ＯＣＶおよびＳＯＣは、対応関係にあるため、この対応関係を示すマップを予め用意しておけば、ＯＣＶを測定することによって、ＳＯＣを特定することができる。
【００８３】
ステップＳ２０３において、コントローラ３０は、ステップＳ２０１で算出した温度と、ステップＳ２０２で推定したＳＯＣとに基づいて、単電池１１を放電（出力）および充電（入力）するときの上限値を設定する。図１５は、単電池１１の温度およびＳＯＣと、単電池１１を放電するときの上限値（出力上限値という）との関係を示すマップである。図１５の矢印で示す「高」および「低」は、出力上限値の高低関係を示している。図１５に示すマップは、予め用意しておき、メモリ３０ａに格納しておくことができる。
【００８４】
図１５では、ＳＯＣおよび温度が変化したときの出力上限値の変化を示している。具体的には、ＳＯＣが変化しないとき、温度が低下することに応じて、出力上限値が低下する。温度が低下するほど、放電時の化学反応が抑制されるため、単電池１１の出力を抑制することが好ましい。したがって、温度が低下することに応じて、出力上限値を低下させている。図１５に示すマップには、温度が変化しても、出力上限値が変化しない場合が含まれていてもよい。
【００８５】
一方、温度が変化しないとき、ＳＯＣが低下することに応じて、出力上限値が低下する。単電池１１のＳＯＣが低下するほど、単電池１１を放電し難くなるため、ＳＯＣが低下することに応じて、出力上限値を低下させている。図１５に示すマップには、ＳＯＣが変化しても、出力上限値が変化しない場合が含まれていてもよい。
【００８６】
図１５に示すマップにおける温度は、ステップＳ２０１で算出した温度である。図１５のマップにおけるＳＯＣは、ステップＳ２０２で推定したＳＯＣである。単電池１１の温度およびＳＯＣを特定できれば、図１５に示すマップから、出力上限値を特定することができる。そして、設定された出力上限値を基準として、単電池１１（組電池１０）の放電制御が行われる。
【００８７】
図１５は、単電池１１を放電するときの上限値を示しているが、単電池１１を充電するときの上限値についても、図１５に対応したマップを用意しておけばよい。そして、出力上限値を特定する方法と同様の方法によって、単電池１１を充電するときの上限値（入力上限値という）を特定することができる。
【００８８】
単電池１１のＳＯＣが変化しないとき、単電池１１の温度が低下することに応じて、入力上限値を低下させることができる。ここで、温度が変化しても、入力上限値を変化させないこともできる。また、温度が変化しないとき、ＳＯＣが上昇することに応じて、入力上限値を低下させることができる。単電池１１のＳＯＣが上昇するほど、単電池１１を充電し難くなるため、ＳＯＣが上昇することに応じて、入力上限値を低下させている。設定された入力上限値を基準として、単電池１１（組電池１０）の充電制御が行われる。
【００８９】
本実施例では、図１５に示すマップを用いて、出力上限値を特定しているが、これに限るものではない。具体的には、出力上限値が、単電池１１の温度およびＳＯＣを変数とした関数で表されるとき、この関数を用いて、出力上限値を算出することができる。この場合には、温度およびＳＯＣを変数とした関数に関する情報を、メモリ３０ａに格納しておけばよい。
【００９０】
また、本実施例では、単電池１１の温度およびＳＯＣに基づいて、充放電制御の上限値を設定しているが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の温度だけに基づいて、充放電制御の上限値を設定することができる。
【００９１】
本実施例によれば、単電池１１の性能温度に対応した上限値（出力上限値や入力上限値）を設定しているため、単電池１１の入出力特性に応じた充放電を行うことができる。単電池１１の性能温度は、単電池１１の内部抵抗に対応した温度であり、単電池１１の入出力特性は、単電池１１の内部抵抗に依存する。したがって、単電池１１の性能温度に対応した上限値を設定すれば、単電池１１の性能に応じた充放電を行うことができる。
【００９２】
図５で説明したように、単電池１１の表面温度（点Ｓの温度）は、単電池１１の性能温度よりも低い傾向がある。このため、単電池１１の表面温度に基づいて、出力上限値や入力上限値を設定すれば、単電池１１の充放電を過度に制限してしまうことがある。一方、単電池１１（発電要素１１１）の中心における温度は、性能温度よりも高い傾向がある。このため、単電池１１の中心温度（最も高い温度）に基づいて、出力上限値や入力上限値を設定すれば、単電池１１の充放電を過度に行ってしまうことがある。
【００９３】
一方、格子点ｉの温度（性能温度）に基づいて、単電池１１の温度調節を行うことができる。格子点ｉの温度が上昇していれば、単電池１１に対して冷却用の熱交換媒体を供給することにより、単電池１１の温度上昇を抑制することができる。
【００９４】
また、格子点ｉの温度（性能温度）に基づいて、単電池１１のＳＯＨを推定することができる。特開２００４−２５７７８１号公報には、開放電圧および積算電気量に基づいて、ＳＯＨを推定しており、開放電圧を温度で補正している。この場合には、開放電圧を補正するための温度情報として、本実施例で説明した性能温度を用いることができる。
【００９５】
本実施例によれば、単電池１１の内部抵抗に対応した温度を推定することができる。また、推定した温度（性能温度）に基づいて、単電池１１の内部状態（ＳＯＣ等）を推定すれば、内部状態の推定精度を向上させることができる。特に、温度が低下するとともに、ＳＯＣが低下した状態において、ＳＯＣの推定精度を向上させることができる。
【００９６】
上述した実施例では、単電池１１の厚さ方向において設けられた複数の格子点のうち、性能温度に対応した格子点を特定しておき、特定された格子点の温度を、単電池１１の温度として推定している。ここで、３つの格子点だけを用いて、単電池１１の性能温度を算出することができる。
【００９７】
図１６には、格子点を３つに設定した場合において、単電池１１の厚さ方向における位置と、温度との関係を示している。図１６に示す例では、３つの格子点のうち、単電池１１の内部における格子点の温度を性能温度Ｔｐとし、単電池１１の表面における格子点の温度を温度センサ２３による検出温度Ｔｓとしている。ここで、検出温度Ｔｓの代わりに、他の格子点の温度を用いることもできる。
【００９８】
ここで、格子点を３つに設定したときの熱伝導方程式は、下記式（３）のように簡易化することができる。
【００９９】
【数３】
0005673512.tif 000004
【０１００】
また、式（３）は、下記式（４）で表すことができる。
【０１０１】
【数４】
0005673512.tif 000005
【０１０２】
ここで、αおよびβは、下記式（５）、（６）によって表される。
【０１０３】
【数５】
0005673512.tif 000006
【０１０４】
【数６】
0005673512.tif 000007
【０１０５】
式（３）や式（５）、（６）におけるｋ１，ｋ２は、補正係数を示しており、例えば、以下に説明する方法によって決定することができる。
【０１０６】
図１３を用いて説明したように、単電池１１の性能温度を算出しておく。次に、補正係数ｋ１，ｋ２のそれぞれを変更しながら、式（３）や式（４）を用いて、性能温度と推定される温度（推定温度）を算出する。そして、性能温度および推定温度の差が最小となる補正係数ｋ１，ｋ２を特定する。
【０１０７】
図１７には、性能温度および推定温度の関係（一例）を示している。発熱期間では、第１パターンＰｃおよび第２パターンＰｈの充放電（図１０参照）を交互に行うことにより、単電池１１を発熱させている。温度緩和期間では、第１パターンＰｃだけの充放電（図１１参照）を行うことにより、単電池１１を発熱させずに、単電池１１の温度を環境に応じた温度に到達させている。
【０１０８】
なお、第２パターンＰｈの充放電を行うことにより、単電池１１を発熱させるとともに、所定時間後の抵抗を測定することができる。この場合には、第１パターンＰｃの充放電を省略することができる。また、第１パターンＰｃの充放電を行うことにより、単電池１１を発熱させることもできる。
【０１０９】
発熱期間および温度緩和期間において、単電池１１の抵抗を測定し、測定された抵抗と図９に示すマップを用いて、性能温度を特定することができる。性能温度の分布を、図１７の実線で示している。一方、発熱期間および温度緩和期間において取得した温度センサ２３の検出温度を、式（３）に示す熱伝導方程式に代入し、補正係数ｋ１，ｋ２を適宜設定することにより、推定温度を特定する。推定温度の分布（一例）を図１７の点線で示している。
【０１１０】
図１７に示すように、推定温度が性能温度よりも高いときには、推定温度を低下させて性能温度に近づけるように、補正係数ｋ１，ｋ２を変更する。また、推定温度が性能温度よりも低いときには、推定温度を上昇させて性能温度に近づけるように、補正係数ｋ１，ｋ２を変更する。すなわち、推定温度および性能温度の差ΔＴがゼロに近づくように、補正係数ｋ１，ｋ２を決定する。
【０１１１】
ここで、補正係数ｋ１，ｋ２を決定する処理は、発熱期間における推定温度および性能温度の差ΔＴに基づいて行ったり、温度緩和期間における推定温度および性能温度の差ΔＴに基づいて行ったりすることができる。得られた補正係数ｋ１，ｋ２（又は、αおよびβ）は、メモリ３０ａに格納しておくことができる。これにより、温度センサ２３による検出温度Ｔｓを取得すれば、式（３）に基づいて、性能温度Ｔｐを算出することができる。
【０１１２】
本実施例の電池システムにおいて、組電池１０の充放電を停止した後では、単電池１１の内部における温度バラツキが緩和される。温度バラツキが緩和されることにより、単電池１１の外面における温度、言い換えれば、温度センサ２３による検出温度と、単電池１１の性能温度とが略等しくなる。
【０１１３】
組電池１０の充放電を停止した直後では、単電池１１の内部において、温度のバラツキが発生している。すなわち、図５を用いて説明したように、単電池１１の内部における温度は、単電池１１の外面における温度よりも高くなっている。一方、組電池１０の充放電を停止する時間が長くなるほど、単電池１１の内部における温度のバラツキが緩和される。すなわち、単電池１１の内部における温度は、単電池１１の外面における温度と略等しくなる。
【０１１４】
そこで、組電池１０の充放電を再開させるときには、組電池１０の充放電を停止する時間に応じて、単電池１１の性能温度を推定する方法を変更することができる。図１８は、単電池１１の性能温度を推定する処理を説明するフローチャートである。図１８に示す処理は、コントローラ３０によって実行される。
【０１１５】
ステップＳ３０１において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったことを確認する。イグニッションスイッチのオンおよびオフに関する情報は、コントローラ３０に入力される。コントローラ３０は、イグニッションスイッチのオフに関する情報を受けると、図１に示す電池システムにおいて、システムメインリレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｇをオンからオフに切り替える。これにより、組電池１０および負荷の接続が遮断され、組電池１０の充放電が停止する。
【０１１６】
ステップＳ３０２において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったタイミングから、タイマを用いて時間ｔ_offの計測を開始する。また、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったタイミングにおいて、温度センサ２３による検出温度Ｔｓ１を取得する。検出温度Ｔｓに関する情報は、メモリ３０ａに記憶することができる。
【０１１７】
ステップＳ３０３において、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったことを確認する。イグニッションスイッチのオンに関する情報がコントローラ３０に入力されることにより、コントローラ３０は、イグニッションスイッチがオンであることを確認できる。
【０１１８】
ステップＳ３０４において、コントローラ３０は、時間ｔ_offの計測を終了するとともに、温度センサ２３による検出温度Ｔｓ２を取得する。検出温度Ｔｓ２は、組電池１０（単電池１１）の充放電が停止された後の単電池１１の温度となる。検出温度Ｔｓ２に関する情報は、メモリ３０ａに記憶することができる。
【０１１９】
ステップＳ３０５において、コントローラ３０は、計測時間ｔ_offが所定時間ｔ_thよりも長いか否かを判別する。所定時間ｔ_thは、単電池１１の内部における温度バラツキを解消させる観点から、予め定められた時間である。単電池１１の充放電を停止した状態において、単電池１１を放熱させる実験を行うことにより、単電池１１の内部における温度バラツキが解消する時間を求めることができる。所定時間ｔ_thに関する情報は、メモリ３０ａに記憶することができる。
【０１２０】
所定時間ｔ_thは、固定値であってもよいし、変更してもよい。所定時間ｔ_thを変更するときには、例えば、ステップＳ３０２で取得した検出温度Ｔｓ１に応じて、所定時間ｔ_thを変更することができる。具体的には、検出温度Ｔｓ１および所定時間ｔ_thの関係を示すマップを予め求めておき、このマップを用いて、ステップＳ３０２で取得した検出温度Ｔｓ１に対応した所定時間ｔ_thを特定することができる。検出温度Ｔｓ１および所定時間ｔ_thの対応関係を示すマップは、メモリ３０ａに記憶することができる。
【０１２１】
ステップＳ３０５において、計測時間ｔ_offが所定時間ｔ_thよりも長いときには、ステップＳ３０６の処理に進む。計測時間ｔ_offが所定時間ｔ_thよりも短いときには、ステップＳ３０７の処理に進む。
【０１２２】
ステップＳ３０６において、コントローラ３０は、単電池１１の性能温度Ｔｐが、温度センサ２３による検出温度Ｔｓ２と等しいと判別する。組電池１０の充放電を再開させたとき、コントローラ３０は、性能温度Ｔｐが検出温度Ｔｓ２であるとして、単電池１１の内部状態を推定したり、単電池１１（組電池１０）の入出力を制御したりすることができる。
【０１２３】
ステップＳ３０７において、コントローラ３０は、単電池１１の性能温度Ｔｐが、温度センサ２３による検出温度Ｔｓ２とは異なっていると判別する。この場合において、コントローラ３０は、検出温度Ｔｓ２を用いて、単電池１１の性能温度Ｔｐを推定することができる。
【０１２４】
図１８に示す処理によれば、図１９に示すように、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わったときの温度センサ２３による検出温度Ｔｓ１と、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときの温度センサ２３による検出温度Ｔｓ２とを取得できる。
【０１２５】
検出温度Ｔｓ１，Ｔｓ２を取得できれば、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったときに、単電池１１の性能温度Ｔｐを推定することができる。例えば、イグニッションスイッチがオフの間の温度変化が時間に対して線形や指数関数などとなる関係を予め実験により求めておけば、イグニッションスイッチがオフの間（検出温度Ｔｓ１から検出温度Ｔｓ２になる間）の時間刻みのみを規定し、このときの温度センサ２３の検出温度を補完することで、式（４）を用いることにより、性能温度Ｔｐの変化量を算出することができる。
【０１２６】
本実施例では、計測時間ｔ_offが所定時間ｔ_thよりも長いか否かに基づいて、単電池１１の内部における温度バラツキが解消されているか否かを判別しているが、これに限るものではない。
【０１２７】
具体的には、イグニッションスイッチがオフとなっている間において、コントローラ３０は、所定周期Δｔが経過するたびに、検出温度Ｔｓを取得する。所定周期Δｔで取得される検出温度Ｔｓは、メモリ３０ａに記憶することができる。コントローラ３０は、所定周期Δｔが経過したときの検出温度Ｔｓの変化量ΔＴｓを算出し、所定周期Δｔに対する変化量ΔＴｓの比（ΔＴｓ／Δｔ）を算出する。コントローラ３０は、比（ΔＴｓ／Δｔ）が閾値よりも小さいか否かに基づいて、単電池１１の内部における温度バラツキが解消されているか否かを判別することができる。
【０１２８】
所定周期Δｔは、適宜設定することができる。所定周期Δｔを短くするほど、検出温度Ｔｓが変化する挙動を追跡しやすくなるが、メモリ３０ａに記憶される検出温度Ｔｓのデータ量が増加してしまう。一方、所定周期Δｔを長くするほど、メモリ３０ａに記憶される検出温度Ｔｓのデータ量を低減できるが、検出温度Ｔｓが変化する挙動を追跡し難くなる。この点を考慮して、所定周期Δｔを設定することができる。
【０１２９】
単電池１１の内部における温度バラツキが解消し始めると、比（ΔＴｓ／Δｔ）が低下し始める。このため、比（ΔＴｓ／Δｔ）が閾値よりも小さいか否かを判別することにより、単電池１１の内部における温度バラツキが解消されているか否かを判別することができる。閾値は、検出温度Ｔｓのバラツキを考慮して適宜設定することができる。温度バラツキが完全に解消され、温度差ΔＴｓが変化しないときには、比（ΔＴｓ／Δｔ）が０となる。したがって、閾値を０に設定しておけば、温度バラツキが完全に解消されたことを判別することができる。
【０１３０】
比（ΔＴｓ／Δｔ）が閾値よりも小さいとき、コントローラ３０は、単電池１１の内部における温度バラツキが解消されていると判別することができる。温度バラツキが解消されているときには、ステップＳ３０６の処理を行うことができる。また、比（ΔＴｓ／Δｔ）が閾値よりも大きいとき、コントローラ３０は、単電池１１の内部における温度バラツキが解消されていないと判別することができる。温度バラツキが解消されていないときには、ステップＳ３０７の処理を行うことができる。例えば、周期的に計測した時間と、温度センサ２３の検出温度の履歴から、式（４）を用いて、性能温度Ｔｐを推定することができる。性能温度Ｔｐの推定（計算）は、イグニッションスイッチのオンと同時に行ってもよい。
【０１３１】
本実施例によれば、イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わったとき、言い換えれば、組電池１０（単電池１１）の充放電が再開されたとき、単電池１１の内部における温度バラツキの解消状態に応じて、単電池１１の性能温度を特定することができる。
【０１３２】
本実施例では、単電池１１の外面における温度と、熱伝導方程式とに基づいて、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出しているが、これに限るものではない。具体的には、単電池１１の外部における温度を取得しておき、熱の移動を表す式を用いて、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出することができる。
【０１３３】
単電池１１の外部における温度とは、単電池１１の外面における温度だけでなく、単電池１１の外面から離れた位置における温度も含まれる。単電池１１の外面から離れた位置における温度は、温度センサ２３を用いて検出することができる。単電池１１の外面から離れた位置としては、例えば、単電池１１に熱交換媒体（気体や液体）を供給して、単電池１１の温度を調節するときには、熱交換媒体が単電池１１に供給される箇所（例えば、熱交換媒体の供給口）とすることができる。
【０１３４】
熱の移動を表す式とは、単電池１１の外部から、性能温度に対応した格子点ｉまでの間における熱の移動を表す式である。熱の移動を表す式には、本実施例で説明した熱伝導方程式の他にも、例えば、熱伝達を表す式や、熱等価回路のモデルに基づく式が含まれる。
【０１３５】
単電池１１の外面から離れた位置における温度を取得するときには、単電池１１の外面から離れた位置から単電池１１の外面までの間の熱伝達と、単電池１１の内部における熱伝導とを考慮して、性能温度に対応した格子点ｉの温度を算出することができる。ここで、熱伝達および熱伝導を個別に評価して、格子点ｉの温度を算出することもできるし、熱伝達および熱伝導の両者をまとめて評価して、格子点ｉの温度を算出することもできる。
【０１３６】
熱伝達を表す式を用いるときには、単電池１１の外面から離れた位置から単電池１１の外面までの間における熱の移動を考慮して、熱伝達を表す式を適宜決めることができる。単電池１１の内部における熱伝導や、単電池１１の外面から離れた位置から単電池１１の外面までの間の熱伝達を評価するときには、本実施例で説明した熱伝導方程式の他にも、熱等価回路のモデルを用いることができる。熱等価回路のモデルでは、熱の伝わり方を考慮して、熱容量Ｃおよび熱抵抗Ｒを用いて表すことができる。そして、熱等価回路のモデルに基づいて、熱伝導や熱伝達を表す式を適宜決めることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１０：組電池                    １１：単電池（蓄電素子）
１１１：発電要素                １１１ａ：正極板
１１１ｂ：負極板                １１ｃ：セパレータ
１１２：電池ケース              １１３：正極端子
１１４：負極端子                ２１：電圧センサ
２２：電流センサ                ２３：温度センサ
３０：コントローラ              ３０ａ：メモリ
３１：インバータ                ３２：モータ・ジェネレータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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