(57)【要約】【課題】温度に依存して変化する内部抵抗をもつ複数の電池セルを備えた電池装置においてより少ない温度検出手段を用いて電池セルの異常を精度よく判定する。【解決手段】高圧バッテリユニット４００では、Ｓ１１０にて設定された温度分布パターンに従い区分けされた複数のエリアＡ１〜ＡＮごとに、温度との相関に基づく電池セル４５０の内部抵抗である標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）が各エリアＡｎ内の何れかの温度センサ４４ｋにより検出されたエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得され（Ｓ１４０）、電池モジュール４０ｘごとに検出電圧Ｖ（ｘ）と検出電流値Ｉとに基づく検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）が取得され、標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）に基づく電池モジュール４０ｘの標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｎ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）とに基づいて各電池モジュール４０ｘにおける異常セルの有無が判定される（Ｓ１８０〜Ｓ２１０）。【選択図】図３
2007311065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
前記複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段と、
少なくとも１つの前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
前記セルブロックの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧と前記検出された電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得する検出内部抵抗取得手段と、
所定の制約に従って前記電池セルと前記温度検出手段とをそれぞれ少なくとも１つずつ含むように区分けされた複数のエリアごとに、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度に基づいて取得する標準内部抵抗取得手段と、
前記取得された検出内部抵抗と前記取得された標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備える電池装置。
【請求項２】
前記所定の制約は、１つの前記エリア内に等温域にある前記電池セルが含まれるように前記複数の電池セルをエリア分けするための前記複数の電池セルにおける温度分布に基づく制約である請求項１に記載の電池装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池装置において、
前記所定の制約として前記複数の電池セルにおける温度分布パターンを前記電池装置の作動環境に応じて複数保持する温度分布パターン保持手段と、
前記作動環境に関連した環境情報を取得する環境情報取得手段とを更に備え、
前記標準内部抵抗取得手段は、前記温度分布パターン保持手段により保持されている前記温度分布パターンの中の前記取得された環境情報に対応した温度分布パターンに基づいて前記電池セルの異常判定に用いる複数の温度検出手段と該複数の温度検出手段の各々に対応したエリアに含まれる前記セルブロックとを特定し、前記複数のエリアごとに前記セルブロックの標準内部抵抗を取得する電池装置。
【請求項４】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
前記複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段と、
少なくとも１つの前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
前記セルブロックの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧と前記検出された電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得する検出内部抵抗取得手段と、
温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて推定する標準内部抵抗推定手段と、
前記取得された検出内部抵抗と前記推定された標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備える電池装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電池装置において、
前記セルブロックは、直列に接続された複数の前記電池セルからなり、
前記標準内部抵抗推定手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて前記電池セルの各々の温度を推定すると共に、前記推定した温度に基づいて前記電池セルの各々の標準内部抵抗を取得し、取得した前記電池セルの標準内部抵抗に基づいて前記セルブロックの各々の標準内部抵抗を算出し、
前記異常判定手段は、前記取得された検出内部抵抗と前記算出された前記セルブロックの標準内部抵抗とに基づいて前記セルブロックの各々における異常セルの有無を判定する電池装置。
【請求項６】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
同数の前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備える電池装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、それぞれ等温域にあるとみなされる少なくとも２つの前記セルブロックを含むように区分けされた複数のエリアごとに、前記少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定する請求項６に記載の電池装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載の電池装置において、
前記電池装置の代表温度を検出する電池代表温度検出手段と、
前記各温度検出手段により検出された温度と前記電池代表温度検出手段により検出された温度とを比較して前記各温度検出手段の異常を判定する手段と、
を更に備える電池装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の電池装置において、
前記電池装置の作動状態に基づいて前記複数の電池セルにおける温度分布を推定する温度分布推定手段と、
前記各温度検出手段により検出された温度と前記推定された温度分布とに基づいて前記各温度検出手段の異常を判定する手段と、
を更に備える電池装置。
【請求項１０】
前記電池セルは、それぞれリチウム二次電池またはニッケル水素電池として構成されている請求項１から９の何れかに記載の電池装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れかに記載の電池装置を電源として搭載する車両。
【請求項１２】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルと、該複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段とを備えた電池装置の異常判定方法であって、
少なくとも１つの前記電池セルからなるセルブロックの電圧と該セルブロックを流れる電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得すると共に、所定の制約に従って前記電池セルと前記温度検出手段とをそれぞれ少なくとも１つずつ含むように区分けされた複数のエリアごとに、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度に基づいて取得し、前記取得した検出内部抵抗と前記取得した標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する電池装置の異常判定方法。
【請求項１３】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルと、該複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段とを備えた電池装置の異常判定方法であって、
少なくとも１つの前記電池セルからなるセルブロックの電圧と該セルブロックを流れる電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得すると共に、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて取得し、前記取得した検出内部抵抗と前記取得した標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する電池装置の異常判定方法。
【請求項１４】
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置の異常判定方法であって、
（ａ）同数の前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出するステップと、
（ｂ）等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定するステップと、
を含む電池装置の異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池装置、これを搭載した車両、および電池装置の異常判定方法に関し、特に、それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもつ複数の電池セルを備えた電池装置、これを搭載した車両、および電池装置の異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直列に接続された複数の電池ブロックを含む電池装置として、電池ブロックの電圧と電池電流とに基づいて各電池ブロックの内部抵抗を求め、求めた電池ブロックの内部抵抗と所定の閾値とに基づいて各電池ブロックを構成する単電池（電池セル）の異常昇温を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、この種の電池装置として、バッテリの残存容量等に基づいて計算されたバッテリ開放電圧をバッテリ電圧から減算した値とバッテリ電流とからバッテリの内部抵抗を求め、求めた内部抵抗とバッテリの温度に基づくバッテリ初期抵抗とを比較してバッテリの劣化状態を判定するものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１９６１０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電池装置を構成する電池セル（単位電池）の中には、内部抵抗が比較的小さくかつセル温度に比較的大きく依存して変化するものもあり、この種の電池セルにおいては、例えば低温時における正常セルの内部抵抗と、常温時における異常セルの内部抵抗との差が小さくなる。このため、このような内部抵抗の温度依存度が高い電池セルを複数備えた電池装置では、セル温度を考慮することなく電圧および電流の実測値から得られる電池ブロック等の内部抵抗を用いても電池セルの異常を精度よく判定し得なくなるおそれがある。その一方で、各電池セルに温度センサを設けることには、コストや信頼性、搭載スペース等の面で問題がある。
【０００４】
そこで、本発明による電池装置、これを搭載した車両、および電池装置の異常判定方法は、それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもつ複数の電池セルを備えた電池装置においてより少ない温度検出手段を用いて電池セルの異常を精度よく判定することを目的の一つとする。また、本発明による電池装置、これを搭載した車両、および電池装置の異常判定方法は、電池セルの異常判定精度をより向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採っている。
【０００６】
本発明による第１の電池装置は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
前記複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段と、
少なくとも１つの前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
前記セルブロックの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧と前記検出された電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得する検出内部抵抗取得手段と、
所定の制約に従って前記電池セルと前記温度検出手段とをそれぞれ少なくとも１つずつ含むように区分けされた複数のエリアごとに、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度に基づいて取得する標準内部抵抗取得手段と、
前記取得された検出内部抵抗と前記取得された標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備えるものである。
【０００７】
この第１の電池装置では、少なくとも１つの電池セルからなる複数のセルブロックごとに検出電圧と検出電流とに基づくセルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗が取得されると共に、所定の制約に従って電池セルと温度検出手段とをそれぞれ少なくとも１つずつ含むように区分けされた複数のエリアごとに、温度との相関に基づく電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗が各エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度に基づいて取得され、取得された検出内部抵抗と標準内部抵抗とに基づいて電池セルの異常が判定される。このように、各エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度を当該エリア内の電池セルの代表温度とし、当該代表温度に基づいて取得される標準内部抵抗と、検出電圧および検出電流に基づく検出内部抵抗とを比較することにより、すべての電池セルに温度検出手段を設けることなくより少ない温度検出手段を用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セルの異常を精度よく判定することが可能となる。
【０００８】
また、前記所定の制約は、１つの前記エリア内に等温域にある前記電池セルが含まれるように前記複数の電池セルをエリア分けするための前記複数の電池セルにおける温度分布に基づく制約であってもよい。このような制約を用いて複数の電池セルをエリア分けすれば、１エリア内の各電池セルの標準内部抵抗を概ね同一とみなすことができるので、各エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度（代表温度）に基づいて取得される標準内部抵抗をより適正なものとし、電池セルの異常判定精度をより向上させることが可能となる。なお、ここでいう「等温域」は、電池セルの内部抵抗の温度依存度に応じて定められるものであり、１エリア内の各電池セルの内部抵抗が概ね等しくなるのであれば、ある程度幅をもった温度範囲であっても差し支えない。
【０００９】
更に、本発明による第１の電池装置は、前記所定の制約として前記複数のセルにおける温度分布パターンを前記電池装置の作動環境に応じて複数保持する温度分布パターン保持手段と、前記作動環境に関連した環境情報を取得する環境情報取得手段とを更に備えてもよく、前記標準内部抵抗取得手段は、前記温度分布パターン保持手段により保持されている前記温度分布パターンの中の少なくとも前記取得された環境情報に対応した温度分布パターンに基づいて前記電池セルの異常判定に用いる複数の温度検出手段と該複数の温度検出手段の各々に対応したエリアに含まれる前記セルブロックとを特定し、前記複数のエリアごとに前記セルブロックの標準内部抵抗を取得するものであってもよい。すなわち、複数の電池セルにおける温度分布は、電池装置の作動環境に応じて変化するものである。従って、電池装置の作動環境に応じて温度分布パターンを複数保持しておき、電池装置の作動環境に対応した温度分布パターンに基づいて複数の電池セルがエリア分けされるようにすれば、各エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度（代表温度）に基づいて取得される標準内部抵抗を常時より適正なものとし、電池セルの異常をより一層精度よく判定することが可能となる。なお、電池装置の作動環境に関連した環境情報には、例えば電池装置周囲の温度や電池装置の冷却手段による冷却状態等が含まれる。
【００１０】
本発明による第２の電池装置は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
前記複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段と、
少なくとも１つの前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
前記セルブロックの各々を流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検出された電圧と前記検出された電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得する検出内部抵抗取得手段と、
温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて推定する標準内部抵抗推定手段と、
前記取得された検出内部抵抗と前記推定された標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備えるものである。
【００１１】
この第２の電池装置では、少なくとも１つの電池セルからなる複数のセルブロックごとに検出電圧と検出電流とに基づくセルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗が取得されると共に、温度との相関に基づく電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗が複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて推定され、取得された検出内部抵抗と標準内部抵抗とに基づいて電池セルの異常が判定される。このように、複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて電池セルの標準内部抵抗を推定し、推定した標準内部抵抗と検出電圧および検出電流に基づく検出内部抵抗とを比較することにより、すべての電池セルに温度検出手段を設けることなくより少ない温度検出手段を用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セルの異常を精度よく判定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明による第２の電池装置において、前記セルブロックは、直列に接続された複数の前記電池セルからなり、前記標準内部抵抗取得手段は、前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて前記電池セルの各々の温度を推定すると共に、前記推定した温度に基づいて前記電池セルの各々の標準内部抵抗を取得し、取得した前記電池セルの標準内部抵抗に基づいて前記セルブロックの各々の標準内部抵抗を算出し、前記異常判定手段は、前記取得された検出内部抵抗と前記算出された前記セルブロックの標準内部抵抗とに基づいて前記セルブロックの各々における異常セルの有無を判定するものであってもよい。このように、複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて各電池セルの温度を推定した上で、推定した温度に基づく各電池セルの標準内部抵抗から各セルブロックの標準内部抵抗を算出することにより、異常判定に用いる標準内部抵抗をより適正なものとし、電池セルの異常判定精度をより向上させることが可能となる。
【００１３】
本発明による第３の電池装置は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置であって、
同数の前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出する電圧検出手段と、
等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定する異常判定手段と、
を備えるものである。
【００１４】
この第３の電池装置は、等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で検出電圧を比較して電池セルの異常を判定するものである。すなわち、等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロックに含まれる電池セル間では、温度との相関に基づく電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗が基本的に概ね同一とみなすことができるので、この点を利用して等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で電圧同士を比較すれば、特に温度検出手段を使用しなくても、電池セルの異常すなわちセルブロックにおける異常セルの有無を精度よく判定することが可能となる。
【００１５】
この場合、前記異常判定手段は、それぞれ等温域にあるとみなされる少なくとも２つの前記セルブロックを含むように区分けされた複数のエリアごとに、前記少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定するものであってもよい。
【００１６】
そして、上記何れかの電池装置は、前記電池装置の代表温度を検出する電池代表温度検出手段と、前記各温度検出手段により検出された温度と前記電池代表温度検出手段により検出された温度とを比較して前記各温度検出手段の異常を判定する手段とを更に備えるものであってもよい。また、上記何れかの電池装置は、前記電池装置の作動状態に基づいて前記複数の電池セルにおける温度分布を推定する温度分布推定手段と、前記各温度検出手段により検出された温度と前記推定された温度分布とに基づいて前記各温度検出手段の異常を判定する手段とを更に備えるものであってもよい。これにより、各温度検出手段の異常を精度よく判定することが可能となるので、温度検出手段による検出値の信頼性、ひいては電池セルの異常判定の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
また、上記何れかの電池装置において、前記電池セルは、それぞれリチウム二次電池またはニッケル水素電池として構成されてもよい。
【００１８】
本発明による車両は、上記何れかの電池装置を電源として搭載するものである。この車両に電源として搭載される電池装置は、より少ない温度検出手段を用いて温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セルの異常を精度よく判定することが可能なものであるので、この車両では、電源としての電池装置をより適正に監視しながら安定した走行を実現することができる。
【００１９】
本発明による第１の電池装置の異常判定方法は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルと、該複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段とを備えた電池装置の異常判定方法であって、
少なくとも１つの前記電池セルからなるセルブロックの電圧と該セルブロックを流れる電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得すると共に、所定の制約に従って前記電池セルと前記温度検出手段とをそれぞれ少なくとも１つずつ含むように区分けされた複数のエリアごとに、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度に基づいて取得し、前記取得した検出内部抵抗と前記取得した標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定するものである。
【００２０】
この第１の方法のように、各エリア内の何れかの温度検出手段により検出された温度を当該エリア内の電池セルの代表温度とし、当該代表温度に基づいて取得される標準内部抵抗と、検出電圧および検出電流に基づく検出内部抵抗とを比較することにより、すべての電池セルに温度検出手段を設けることなくより少ない温度検出手段を用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セルの異常を精度よく判定することが可能となる。
【００２１】
本発明による第２の電池装置の異常判定方法は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルと、該複数の電池セルに対して配設された複数の温度検出手段とを備えた電池装置の異常判定方法であって、
少なくとも１つの前記電池セルからなるセルブロックの電圧と該セルブロックを流れる電流とに基づく前記セルブロックの内部抵抗である検出内部抵抗を取得すると共に、温度との相関に基づく前記電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗を前記複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて取得し、前記取得した検出内部抵抗と前記取得した標準内部抵抗とに基づいて前記電池セルの異常を判定するものである。
【００２２】
この第２の方法のように、複数の温度検出手段により検出された温度に基づいて電池セルの標準内部抵抗を推定し、推定した標準内部抵抗と検出電圧および検出電流に基づく検出内部抵抗とを比較することにより、すべての電池セルに温度検出手段を設けることなくより少ない温度検出手段を用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セルの異常を精度よく判定することが可能となる。
【００２３】
本発明による第３の電池装置の異常判定方法は、
それぞれ温度に依存して変化する内部抵抗をもった複数の電池セルを有する電池装置の異常判定方法であって、
（ａ）同数の前記電池セルからなる複数のセルブロックの電圧を該セルブロックごとに検出するステップと、
（ｂ）等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で前記検出された電圧を比較して前記電池セルの異常を判定するステップと、
を含むものである。
【００２４】
この第３の方法のように、等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロックに含まれる電池セル間では、温度との相関に基づく電池セルの内部抵抗である標準内部抵抗が基本的に概ね同一とみなすことができることを利用して、等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロック間で電圧同士を比較すれば、特に温度検出手段を使用しなくても、電池セルの異常すなわちセルブロックにおける異常セルの有無を精度よく判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００を搭載したハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、動力出力装置として、図示しないエンジン用電子制御ユニットにより制御されるエンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２４に図示しないダンパを介して接続されると共にギヤ列２６を介して車軸２８に接続された動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ１と、車軸２８に対して動力を入出力可能なモータＭＧ２と、動力出力装置の全体を制御する図示しないハイブリッド用電子制御ユニットとを備える。動力分配統合機構３０は、プラネタリギヤを含むものであり、このプラネタリギヤのキャリアにモータＭＧ１の回転軸が接続されると共に、当該プラネタリギヤのリングギヤにギヤ列２６が接続される。また、モータＭＧ２の回転軸は図示しない減速機構等を介して上記リングギヤに接続される。そして、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２によりリングギヤに出力された動力は、ギヤ列２６等を介して最終的に駆動輪２９ａ，２９ｂに出力される。
【００２７】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動することができると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、図示しないモータ用電子制御ユニットにより制御されるインバータ４０を介して高圧バッテリユニット４００と電力のやり取りを行なう。高圧バッテリユニット４００に対しては、当該高圧バッテリユニット４００を冷却するための冷却ファン４２が備えられている。冷却ファン４２は、モータ等により駆動されて車室内または車室外に形成された図示しない空気取入口を介して吸い込んだ空気を高圧バッテリユニット４００に送り出して当該高圧バッテリユニット４００を冷却するものである。高圧バッテリユニット４００の構成部品と熱交換した空気は図示しない排出口を介して車外へと排出される。また、高圧バッテリユニット４００には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介して低圧バッテリユニット４６が接続されており、この低圧バッテリユニット４６から冷却ファン４２や他の補機４８に電力が供給される。そして、これらの高圧バッテリユニット４００や冷却ファン４２、低圧バッテリユニット４６は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５０によって管理、制御されている。
【００２８】
上述のようなハイブリッド自動車２０に搭載された高圧バッテリユニット４００は、図２に示すように、電池パック４１０内に配置されると共に直列に接続されたＸ個（例えば１０〜４００個）の電池モジュール４０１，４０２，…，４０ｘ，…，４０Ｘと、電池モジュール４０ｘごとに電圧Ｖ（１），Ｖ（２），…，Ｖ（ｘ），…，Ｖ（Ｘ）を検出可能な電圧センサ４２０と、高圧バッテリユニット４００の充放電時の電流値Ｉを検出する電流センサ４３０と、複数（Ｋ個）の温度センサ４４１，４４２，…，４４ｋ，…，４４Ｋとを備えるものである。各電池モジュール４０１〜４０Ｘは、直列に接続されたＹ個（例えば２〜１０個）単位電池としての電池セル４５０や各電池セル４５０の電圧を均等化するための図示しない均等化回路等を有する。なお、各電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の数は、必ずしも同数である必要はなく、電池モジュール４０ｘ間で異なっていてもよい。各電池セル４５０は、本実施例においては、内部抵抗自体が比較的小さく、かつ内部抵抗の温度依存度が比較的高い例えばリチウム二次電池として構成される。また、温度センサ４４１〜４４Ｋは、図２からわかるように、複数の電池モジュール４０ｘに対して１個のセンサ４４ｋが対応するように電池パック内の適所に配設されており、それぞれ配置箇所周辺の温度Ｔ（１），Ｔ（２），…，Ｔ（ｋ），…，Ｔ（Ｋ）を検出する。そして、電池パック４１０には、上述の冷却ファン４２からの空気が導入される空気導入口や、各電池モジュール４１０〜４０Ｘ等と熱交換した空気の排出口が形成されており、当該排出口の近傍には、各電池モジュール４１０〜４０Ｘ等と熱交換した空気すなわち高圧バッテリユニット４００を冷却した空気の温度（以下「冷媒温度」という）Ｔｃを検出するための冷媒温度センサ４６０が配置されている。
【００２９】
このような高圧バッテリユニット４００を管理するバッテリＥＣＵ５０は、図２に示すように、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ５４や一時的に各種データ等を記憶するＲＡＭ５６、計時指令に応じて計時を実行する図示しないタイマ、図示しない入出力ポートや通信ポート等を備える。このバッテリＥＣＵ５０には、上述の電圧センサ４２０からの電圧Ｖ（１）〜Ｖ（Ｘ）や電流センサ４３０からの電流値Ｉ、各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）、冷媒温度センサ４６０からの冷媒温度Ｔｃ、外気温センサ６０からの外気温度Ｔｏ等が入力ポートを介して入力され、バッテリＥＣＵ５０は、これらのデータに基づいて高圧バッテリユニット４００を管理する。例えば、バッテリＥＣＵ５０は、高圧バッテリユニット４００の管理の一環として、電流センサ４３０により検出された電流値の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出し、このような高圧バッテリユニット４００等の状態に関するデータを必要に応じて通信によりハイブリッド用電子制御ユニットを始めとする他の電子制御ユニットに出力する。また、バッテリＥＣＵ５０からは、冷却ファン４２への駆動信号が出力ポートを介して出力される。
【００３０】
次に、上述のように構成された第１の実施例に係る高圧バッテリユニット４００において電池セル４５０の異常を判定する手順について説明する。図３は、第１の実施例のバッテリＥＣＵ５０により実行されるセル異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば高圧バッテリユニット４００の放電中に予め定められたタイミングで実行される。
【００３１】
図３のセル異常判定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、電圧センサ４２０からの電圧Ｖ（ｘ）や電流センサ４３０からの電流値Ｉ、各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（ｋ）、外気温センサ６０からの外気温度Ｔｏ、冷媒温度センサ４６０からの冷媒温度Ｔｃ、冷却ファン４２から電池パック４１０内へと送り込まれる空気の風量である冷媒風量Ｖａ、冷却ファン４２の駆動時間であるファン駆動時間ｔｆ、高圧バッテリユニット４００の放電が開始されてからの経過時間である始動後経過時間ｔｌといった異常判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。なお、冷媒風量Ｖａは、冷却ファン４２のモータに対する指令値等に基づいてバッテリＥＣＵ５０により別途算出されて所定の記憶領域に格納されている値を入力するものとした。また、ファン駆動時間ｔｆは、冷却ファン４２が始動されると計時を開始するタイマの計時値を入力するものとし、始動後経過時間ｔｌは、充放電が開始されると計時を開始するタイマの計時値を入力するものとした。
【００３２】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、高圧バッテリユニット４００の作動環境に関連する情報である外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆおよび始動後経過時間ｔｌに基づいて電池パック４１０内の複数の電池セル４５０における温度分布パターンを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、高圧バッテリユニット４００においては、複数の電池セル４５０に温度分布を生じるが、かかる温度分布は、外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆおよび始動後経過時間ｔｌといったパラメータに応じて定まる高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じて変化するものである。この点を考慮して、本実施例では、高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じた複数の温度分布パターンがＲＯＭ５４に複数記憶されている。そして、ステップＳ１１０では、外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆおよび始動後経過時間ｔｌから定まる高圧バッテリユニット４００の作動環境に対応した温度分布パターンがＲＯＭ５４から導出・設定される。図４（ａ）〜図４（ｃ）に温度分布パターンを例示する。各温度分布パターンは、図４（ａ）〜図４（ｃ）に例示されるように、複数の電池セル４５０（電池モジュール４０ｘ）を１つのエリアＡｎ内に等温域にある電池セル４５０（本実施例では、電池モジュール４０ｘ単位）が含まれるように複数のエリアＡ１，…Ａｎ，…，ＡＮ（以下「ｎ」はエリア番号を示す。）に区分するための制約であり、高圧バッテリユニット４００の代表的な作動環境ごとに実験、解析を経て予め用意される。そして、各温度分布パターンは、エリア数Ｎ、各エリアＡｎに含まれるセルブロックとしての電池モジュール４０ｘおよび該エリアＡｎを代表する温度センサ４４ｋ、および各エリアＡｎに含まれる電池モジュールの数Ｍ（ｎ）をそれぞれ規定している。このような複数の温度分布パターンを用いる場合、温度分布パターンが変更されるたびに各エリアＡｎの範囲も変化する。このため、本実施例において、複数の温度センサ４４ｋの個数Ｋと配置箇所とは、個数Ｋが最小値となり、かつ温度分布パターンが変更されたとしても各エリアＡｎに最低１個の温度センサ４４ｋが含まれるように定められている。なお、ここでいう「等温域」は、電池セル４５０の内部抵抗の温度依存度に応じて定められるものであり、１つのエリアＡｎ内の各電池セル４５０の内部抵抗が概ね等しくなるのであれば、ある程度幅をもった温度範囲であっても差し支えない。また、図４（ａ）〜図４（ｃ）における電池モジュール４０ｘや温度センサ４４ｋ等の数は、あくまで説明をわかりやすくするための例示的なものである。
【００３３】
高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じた温度分布パターンを設定したならば、設定した温度分布パターンに基づいて、エリア数Ｎ、異常判定に用いるエリア代表温度Ｔａ（ｎ）、各エリアＡｎに含まれる電池モジュール４０ｘの数であるエリア内モジュール数Ｍ（ｎ）、モジュール電圧Ｖｎｍを設定する（ステップＳ１２０）。例えばステップＳ１１０にて図４（ａ）に示す温度分布パターンが設定された場合には、エリア数Ｎ＝３とされ、温度センサ４４１により検出された温度Ｔ（１）がエリアＡ１のエリア代表温度Ｔａ（１）として、温度センサ４４３により検出された温度Ｔ（３）がエリアＡ２のエリア代表温度Ｔａ（２）として、温度センサ４４５により検出された温度Ｔ（５）がエリアＡ３のエリア代表温度Ｔａ（３）として設定され、エリア内セルブロック数Ｍ（ｎ）は、エリアＡ１についてＭ（１）＝２，エリアＡ２についてＭ（２）＝６，エリアＡ３についてＭ（３）＝２となる。また、モジュール電圧Ｖｎｍは、エリアＡｎにおけるｍ番目の電池モジュール４０ｘの電圧を示すものであり、例えばステップＳ１１０にて図４（ａ）に示す温度分布パターンが設定された場合には、Ｖ11＝Ｖ（１），Ｖ12＝Ｖ（２），Ｖ21＝Ｖ（３），Ｖ22＝Ｖ（４），Ｖ23＝Ｖ（５），Ｖ24＝Ｖ（６），Ｖ25＝Ｖ（７），Ｖ26＝Ｖ（８），Ｖ31＝Ｖ（９），Ｖ32＝Ｖ（１０）として設定される。なお、図４（ａ）に示す温度分布パターンにおけるエリアＡ２のように２個以上の温度センサ４４ｋを含むエリアＡｎについては、何れの温度センサＴ（ｋ）により検出された温度Ｔ（ｋ）が当該エリアＡｎのエリア代表温度Ｔａ（ｎ）として選択されても差し支えないが、本実施例では、このようなエリアＡｎについて、最も適切とみなされる温度センサＴ（ｋ）が温度分布パターンにより定められている。
【００３４】
続いて、エリア番号を示す変数ｎ（初期値＝０）を値１だけインクリメントした上で（ステップＳ１３０）、変数ｎに対応したエリアＡｎ（最初はエリアＡ１）について、セル温度との相関に基づく電池セル４５０の内部抵抗である標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）をステップＳ１２０にて設定したエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得する（ステップＳ１４０）。本実施例では、エリア代表温度Ｔａ（ｎ）と電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）との関係が予め定められて標準内部抵抗導出用マップとしてＲＯＭ５４に記憶されており、標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）としては、与えられたエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に対応したものが当該マップから導出される。図５に標準内部抵抗導出用マップの一例を示す。こうしてエリアＡｎにおける電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）を取得したならば、取得した標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）に各電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の数Ｙを乗じて、エリアＡｎに含まれる電池モジュール４０ｘの標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｎ）を算出する（ステップＳ１５０）。
【００３５】
次いで、各エリアＡｎにおける電池モジュール番号を示す変数ｍ（初期値＝０）を値１だけインクリメントした上で（ステップＳ１６０）、エリアＡｎにおけるｍ番目の電池モジュール４０ｘについて、検出された電圧であるモジュール電圧Ｖｎｍと検出電流値Ｉとに基づく当該電池モジュール４０ｘの内部抵抗である検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）を次式（１）に従って計算する（ステップＳ１７０）。なお、式（１）における「Ｅ」は、各電池モジュール４０ｘの定格電圧を示す。更に、ステップＳ１５０にて計算されたエリアＡｎにおける各電池モジュール４０ｘの標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｎ）とステップＳ１７０にて設定されたエリアＡｎにおけるｍ番目の電池モジュール４０ｘの検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）との乖離度合である抵抗乖離度ｄＲを次式（２）に従って計算する（ステップＳ１８０）。続いて、抵抗乖離度ｄＲが予め定められた閾値ｄＲｒｅｆ以下であるか否かを判定し（ステップＳ１９０）、抵抗乖離度ｄＲが閾値ｄＲｒｅｆ以下であれば、エリアＡｎにおけるｍ番目の電池モジュール４０ｘには異常セルが含まれていないものとみなす一方（ステップＳ２００）、抵抗乖離度ｄＲが閾値ｄＲｒｅｆを上回っていれば、エリアＡｎにおけるｍ番目の電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれているとみなし、図示しないインストルメントパネル上に当該電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれている旨を示す警告を表示させる（ステップＳ２１０）。ステップＳ２００またはＳ２１０の後、変数ｍがエリアＡｎにおけるモジュール数Ｍ（ｎ）と一致しているか否かを判定し（ステップＳ２２０）、変数ｍとモジュール数Ｍ（ｎ）とが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ１６０〜Ｓ２００またはＳ２１０の処理を繰り返し実行する。また、変数ｍとモジュール数Ｍ（ｎ）とが一致したならば、変数ｎがエリア数Ｎと一致しているか否かを判定し（ステップＳ２３０）、変数ｎとエリア数Ｎとが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ１３０〜Ｓ２２０の処理を繰り返し実行する。これにより、すべての電池モジュール４０ｘについて異常セルの有無を判定することができる。そして、変数ｎとエリア数Ｎとが一致した時点で本ルーチンを終了させる。
【００３６】
Rdm(m)=(E-Vnm)／I  …（１）
dr=(|Rrm(n)-Rdm(m)|)／Rrm(n)  …（２）
【００３７】
以上説明したように、第１の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００では、ステップＳ１１０にて設定された温度分布パターンに従って区分けされた複数のエリアＡ１〜ＡＮごとに、温度との相関に基づく電池セル４５０の内部抵抗である標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）が各エリアＡｎ内の何れかの温度センサ４４ｋにより検出されたエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得されると共に（ステップＳ１４０）、Ｙ個の電池セル４５０からなるセルブロックとしての電池モジュール４０ｘごとに検出電圧Ｖ（ｘ）と検出電流値Ｉとに基づく電池モジュール４０ｘの内部抵抗である検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）が取得され、取得された標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）から計算される電池モジュール４０ｘの標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｎ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）とに基づいて電池セル４５０の異常すなわち各電池モジュール４０ｘにおける異常セルの有無が判定される（ステップＳ１８０〜Ｓ２１０）。このように、各エリアＡｎ内の何れかの温度センサ４４ｋにより検出された温度Ｔ（ｋ）を当該エリアＡｎ内の電池セル４５０の代表温度たるエリア代表温度Ｔａ（ｎ）とし、かかるエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得される標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）と、検出電圧Ｖ（ｘ）および検出電流値Ｉに基づく検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｍ）とを比較することにより、すべての電池セル４５０に温度センサを設けることなくより少ない温度センサ４４ｋを用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セル４５０の異常を精度よく判定することが可能となる。
【００３８】
また、本実施例のように、１つのエリアＡｎ内に等温域にある電池モジュール４０ｘ（電池セル４５０）が含まれるように複数の電池セル４５０をエリア分けするための温度分布パターンを用いれば、１つのエリアＡｎ内の各電池セル４５０の標準内部抵抗を概ね同一とみなすことができるので、各エリアＡｎ内の何れかの温度センサ４４ｋにより検出された温度Ｔ（ｋ）すなわちエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得される標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）をより適正なものとし、電池セル４５０の異常判定精度をより向上させることが可能となる。更に、複数の電池セル４５０における温度分布は、高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じて変化するものであるから、高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じて温度分布パターンを複数保持しておき、作動環境に関連する情報である外気温度Ｔｏ等に対応した温度分布パターンに基づいて複数の電池モジュール４０ｘ（電池セル４５０）がエリア分けされるようにすれば、各エリアＡｎ内の何れかの温度センサ４４ｋにより検出されたエリア代表温度Ｔａ（ｎ）に基づいて取得される標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｎ）を常時より適正なものとし、電池セル４５０の異常をより一層精度よく判定することが可能となる。
【００３９】
なお、上記第１の実施例は、電池モジュール４０ｘ単位で温度分布に基づくエリア分けがなされるものであるが、これに限られるものではなく、電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の数よりも少ない電池セル４５０からなるセルブロック単位で温度分布に基づくエリア分けがなされてもよく、この際、セルブロックごとに電池セル数が異なっていてもよい。更に、特に電池セル４５０の数が少ない場合には、電池セル４５０ごとに電圧を検出し、電池セル４５０ごとに標準内部抵抗と検出内部抵抗とを比較して異常セルを直接特定できるようにしてもよい。
【００４０】
引き続き、図６および図７を参照しながら、第１の実施例に係る高圧バッテリユニット４００における温度センサ４４１〜４４Ｋの異常を判定する手順について説明する。
【００４１】
図６は、本実施例のバッテリＥＣＵ５０により実行される温度センサ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えばハイブリッド自動車２０の始動直後といった高圧バッテリユニット４００において作動環境に応じた温度分布が比較的生じ難い所定のタイミングで実行される。
【００４２】
図６の温度センサ異常判定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、まず、冷却ファン４２を始動させ（ステップＳ３００）、冷却ファン４２の始動後に所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３１０）。そして、冷却ファン４２の始動後に電池パック４１０の排出口から排出される冷媒としての空気の温度を高圧バッテリユニット４００の代表温度として見なす上で充分な所定時間が経過した段階で、各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（ｋ）や、冷媒温度センサ４６０からの冷媒温度Ｔｃといった異常判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３２０）。続いて、冷却ファン４２を停止させると共に（ステップＳ３３０）、温度センサ４４１〜４４Ｋの番号を示す変数ｋ（初期値＝０）を値１だけインクリメントした上で（ステップＳ３４０）、ｋ番目の温度センサ４４ｋについて、ステップＳ３２０にて入力した冷媒温度Ｔｃから温度センサ４４ｋにより検出された温度Ｔ（ｋ）を減じた偏差の絶対値である温度偏差ΔＴを算出する（ステップＳ３５０）。そして、温度偏差ΔＴが予め定められた閾値ΔＴ０以下であるか否かを判定し（ステップＳ３６０）、温度偏差ΔＴが閾値ΔＴ０以下であれば、当該ｋ番目の温度センサ４４ｋは正常であるとみなす一方（ステップＳ３７０）、温度偏差ΔＴが閾値ΔＴ０を上回っていれば、当該ｋ番目の温度センサ４４ｋに異常が発生しているとみなし、図示しないインストルメントパネル上に当該温度センサ４４ｋの異常を示す警告を表示させる（ステップＳ３８０）。ステップＳ３７０またはＳ３８０の後、変数ｋが温度センサ４４ｋの数Ｋと一致しているか否かを判定し（ステップＳ３９０）、変数ｋと値Ｋとが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ３４０〜Ｓ３７０またはＳ３８０の処理を繰り返し実行する。そして、変数ｋと値Ｋとが一致したならば、本ルーチンを終了させる。このように、高圧バッテリユニット４００の代表温度とみなすことができる冷媒温度センサ４６０により検出された冷媒温度Ｔｃと、各温度センサ４４１〜４４Ｋにより検出された温度Ｔ（ｋ）とを比較することにより、各温度センサ４４１〜４４Ｋの異常を精度よく判定することが可能となるので、温度センサ４４１〜４４Ｋによる検出値の信頼性、ひいては電池セル４５０の異常判定の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
また、図７は、本実施例のバッテリＥＣＵ５０により実行される温度センサ異常判定ルーチンの他の例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば高圧バッテリユニット４００の放電中に予め定められたタイミングで実行される。
【００４４】
図７の温度センサ異常判定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、まず、電圧センサ４２０からの電圧Ｖ（ｘ）や電流センサ４３０からの電流値Ｉ、各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（ｋ）、外気温センサ６０からの外気温度Ｔｏ、冷媒温度センサ４６０からの冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆ、始動後経過時間ｔｌといった異常判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ４００）。このようなステップＳ４００のデータ入力処理の後、ステップＳ４００にて入力した電圧Ｖ（ｘ）、電流値Ｉ、始動後経過時間ｔｌ等に基づいて高圧バッテリユニット４００全体の発熱量Ｑｈを計算する（ステップＳ４１０）。本実施例では、電圧Ｖ（ｘ），電流値Ｉ，始動後経過時間ｔｌ等と高圧バッテリユニット４００全体の発熱量Ｑｈとの関係が予め定められて図示しない発熱量導出用マップとしてＲＯＭ５４に記憶されており、発熱量Ｑｈとしては、与えられた電圧Ｖ（ｘ）、電流値Ｉ、始動後経過時間ｔｌ等に対応したものが当該マップから導出される。続いて、ステップＳ４００にて入力した外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆ等に基づいて、冷却ファン４２による冷却や輻射・対流冷却による高圧バッテリユニット４００からの抜熱量Ｑｄを計算する（ステップＳ４２０）。本実施例では、外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆ等と抜熱量Ｑｄとの関係が予め定められて図示しない抜熱量導出用マップとしてＲＯＭ５４に記憶されており、抜熱量Ｑｄとしては、与えられた外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆ等に対応したものが当該マップから導出される。更に、ステップＳ４１０にて計算した発熱量ＱｈやステップＳ４２０にて計算した抜熱量Ｑｄ等に基づいて、各温度センサ４４１〜４４Ｋ周辺における温度の推定値である推定温度Ｔｅ（１）〜Ｔｅ（Ｋ）を計算する（ステップＳ４３０）。本実施例では、発熱量Ｑｈ、抜熱量Ｑｄ等と各温度センサ４４１〜４４Ｋ周辺における温度との関係が予め定められて図示しない温度推定用マップとしてＲＯＭ５４に記憶されており、推定温度Ｔｅ（１）〜Ｔｅ（Ｋ）は、発熱量Ｑｈ、抜熱量Ｑｄ等と温度推定用マップとを用いて計算される。
【００４５】
続いて、温度センサ４４１〜４４Ｋの番号を示す変数ｋ（初期値＝０）を値１だけインクリメントした上で（ステップＳ４４０）、ｋ番目の温度センサ４４ｋについて、ステップＳ４３０にて入力した計算した推定温度Ｔｅ（ｋ）から温度センサ４４ｋにより検出された温度Ｔ（ｋ）を減じた偏差の絶対値である温度偏差ΔＴを算出する（ステップＳ４５０）。そして、温度偏差ΔＴが予め定められた閾値ΔＴ１以下であるか否かを判定し（ステップＳ４６０）、温度偏差ΔＴが閾値ΔＴ１以下であれば、当該ｋ番目の温度センサ４４ｋは正常であるとみなす一方（ステップＳ４７０）、温度偏差ΔＴが閾値ΔＴ１を上回っていれば、当該ｋ番目の温度センサ４４ｋに異常が発生しているとみなし、図示しないインストルメントパネル上に当該温度センサ４４ｋの異常を示す警告を表示させる（ステップＳ４８０）。ステップＳ４７０またはＳ４８０の後、変数ｋが温度センサ４４ｋの数Ｋと一致しているか否かを判定し（ステップＳ４９０）、変数ｋと値Ｋとが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ４４０〜Ｓ４７０またはＳ４８０の処理を繰り返し実行する。そして、変数ｋと値Ｋとが一致したならば、本ルーチンを終了させる。このように、高圧バッテリユニット４００の作動状態に基づいて複数の電池セル４５０における温度分布としての温度センサ４４１〜４４Ｋ周辺における温度の推定値である推定温度Ｔｅ（１）〜Ｔｅ（Ｋ）を計算し、各温度検出センサ４４１〜４４Ｋにより実測された温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）と推定された推定温度Ｔｅ（１）〜Ｔｅ（Ｋ）を比較しても、各温度センサ４４１〜４４Ｋの異常を精度よく判定することが可能となる。これにより、図７の温度センサ異常判定ルーチンを実行すれば、温度センサ４４１〜４４Ｋによる検出値の信頼性、ひいては電池セル４５０の異常判定の信頼性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明の第２の実施例に係る電池装置について説明する。第２の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００Ｂは、第１の実施例の高圧バッテリユニット４００と基本的に同様のハード構成を有するものである。従って、以下、重複した説明を回避するために、第２の実施例の高圧バッテリユニット４００Ｂについては、第１の実施例の高圧バッテリユニット４００と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。第２の実施例において、高圧バッテリユニット４００Ｂを制御するバッテリＥＣＵ５０は、図３のセル異常判定ルーチンに代えて図８のセル異常判定ルーチンを実行する。このセル異常判定ルーチンも例えば高圧バッテリユニット４００Ｂの放電中に予め定められたタイミングで実行される。
【００４７】
図８のセル異常判定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、電圧センサ４２０からの電圧Ｖ（ｘ）や電流センサ４３０からの電流値Ｉ、外気温センサ６０からの外気温度Ｔｏ、冷媒温度センサ４６０からの冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆ、始動後経過時間ｔｌといった異常判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ５００）。ステップＳ５００のデータ入力処理の後、図３のセル異常判定ルーチンにおけるＳ１１０と同様にして、高圧バッテリユニット４００の作動環境に関連する情報である外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆおよび始動後経過時間ｔｌに基づいて電池パック４１０内の複数の電池セル４５０における温度分布パターンを設定する（ステップＳ５１０）。そして、高圧バッテリユニット４００の作動環境に応じた温度分布パターンを設定したならば、図３のセル異常判定ルーチンにおけるＳ１２０と同様にして、設定した温度分布パターンに基づいてエリア数Ｎ、各エリアＡｎに含まれるセルブロックの数であるエリア内セルブロック数Ｍ（ｎ）、モジュール電圧Ｖｎｍを設定する（ステップＳ５２０）。
【００４８】
続いて、エリア番号を示す変数ｎ（初期値＝０）を値１だけインクリメントすると共に（ステップＳ５３０）、各エリアＡｎにおける電池モジュール番号を示す変数ｍ（初期値＝０）を値１だけインクリメントした上で（ステップＳ５４０）、エリアＡｎにおけるｍ＋１番目の電池モジュール４０ｘ+1のモジュール電圧Ｖｎｍ+1からｍ番目の電池モジュール４０ｘのモジュール電圧Ｖｎｍを減じて電圧偏差ΔＶを計算する（ステップＳ５５０）。続いて、電圧偏差ΔＶが予め定められた閾値ΔＶｒｅｆ（正の値）以下であるか否かを判定し（ステップＳ５６０）、電圧偏差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆ以下であれば、更に電圧偏差ΔＶが閾値−ΔＶｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５７０）。ステップＳ５７０にて肯定判断がなされた場合、すなわち電圧偏差ΔＶが−ΔＶｒｅｆ以上かつΔＶｒｅｆ以下である場合には、ｍ＋１番目およびｍ番目の電池モジュール４０ｘ+1および４０ｘの何れにも異常セルが含まれていないものとみなす（ステップＳ５８０）。一方、ステップＳ５６０にて電圧偏差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆを上回っていると判断された場合には、ｍ＋１番目の電池モジュール４０ｘ+1に異常セルが含まれているとみなして、図示しないインストルメントパネル上に当該電池モジュール４０ｘ+1に異常セルが含まれている旨を示す警告を表示させる（ステップＳ５９０）。また、ステップＳ５７０にて電圧偏差ΔＶが閾値ΔＶｒｅｆを下回っていると判断された場合には、ｍ番目の電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれているとみなして、図示しないインストルメントパネル上に当該電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれている旨を示す警告を表示させる（ステップＳ６００）。このようなステップＳ５８０〜Ｓ６００の処理の後、変数ｍがエリアＡｎにおけるモジュール数Ｍ（ｎ）から値１を減じた値と一致しているか否かを判定し（ステップＳ６１０）、否定判断がなされれば両者が一致するまで上述のステップＳ５４０〜Ｓ５８０またはＳ５９０またはＳ６００の処理を繰り返し実行する。また、変数ｍと値Ｍ（ｎ）−１とが一致したならば、変数ｎがエリア数Ｎと一致しているか否かを判定し（ステップＳ６２０）、変数ｎとエリア数Ｎとが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ５３０〜Ｓ６１０の処理を繰り返し実行する。これにより、すべての電池モジュール４０ｘについて異常セルの有無を判定することができる。そして、変数ｎとエリア数Ｎとが一致した時点で本ルーチンを終了させる。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００Ｂでは、それぞれ等温域にあるとみなされる少なくとも２つのセルブロックとしての電池モジュール４０ｘを含むように区分けされた複数のエリアＡｎごとに、当該少なくとも２つの電池モジュール４０ｘ間で検出された電圧Ｖ（ｘ）を比較して電池セル４５０の異常が判定される（ステップＳ５４０〜Ｓ６１０）。すなわち、それぞれ等温域にあるとみなされる少なくとも２つの電池モジュール４０ｘを含む各エリアＡｎにおいては、温度との相関に基づく電池セル４５０の内部抵抗である標準内部抵抗が基本的に概ね同一とみなすことができるので、この点を利用して各エリアＡｎ内の少なくとも２つの電池モジュール４０ｘ間で検出電圧Ｖ（ｘ）同士を比較すれば、電池セル４５０の異常すなわち電池モジュール４０ｘにおける異常セルの有無を精度よく判定することが可能となる。
【００５０】
なお、上記第２の実施例では、１つのエリアＡｎにおいて互いに隣り合う電池モジュール４０ｘ同士で検出電圧Ｖ（ｘ）を比較して電池セル４５０の異常が判定されるが、これに限られるものではない。すなわち、１つのエリアＡｎ内のすべての電池モジュール４０ｘ同士で検出電圧Ｖ（ｘ）を比較した上で、異常セルを含む電池モジュール４０ｘを抽出してもよい。また、１つのエリアＡｎ内のすべての電池モジュール４０ｘについて検出電圧Ｖ（ｘ）の平均値を求め、求めた平均値と当該エリアＡｎ内の電池モジュール４０ｘの検出電圧Ｖ（ｘ）とを比較して電池セル４５０の異常を判定してもよい。更に、本実施例においては、必ずしも温度分布パターンに基づいて区分された複数のエリアＡｎごとに電池モジュール４０ｘ間の電圧の比較を行う必要はない。すなわち、等温域にあるとみなされる少なくとも２つの電池モジュール４０ｘを抽出した上で、これら少なくとも２つの電池モジュール４０ｘ間で検出された電圧を比較して電池セル４５０の異常を判定してもよい。また、本実施例において、電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の数よりも少ない電池セル４５０からなるセルブロック単位で電圧の比較を実行してもよい。更に、第１の実施例に関連して説明した温度センサ異常判定ルーチンは、第２の実施例の高圧バッテリユニット４００Ｂにも適用され得ることはいうまでもない。
【実施例３】
【００５１】
次に、本発明の第３の実施例に係る電池装置について説明する。第３の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００Ｃも、第１の実施例の高圧バッテリユニット４００と基本的に同様のハード構成を有するものである。従って、以下、重複した説明を回避するために、第３の実施例の高圧バッテリユニット４００Ｃについても、第１の実施例の高圧バッテリユニット４００と同一の符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する。第３の実施例において、高圧バッテリユニット４００Ｃを制御するバッテリＥＣＵ５０は、図３や図８のセル異常判定ルーチンに代えて図９のセル異常判定ルーチンを実行する。このセル異常判定ルーチンも例えば高圧バッテリユニット４００Ｃの放電中に予め定められたタイミングで実行される。
【００５２】
図９のセル異常判定ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５０のＣＰＵ５２は、電圧センサ４２０からの電圧Ｖ（ｘ）や電流センサ４３０からの電流値Ｉ、各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（ｋ）といった異常判定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ７００）。ステップＳ７００のデータ入力処理の後、入力した各温度センサ４４１〜４４Ｋからの温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）に基づいて電池パック４１０内のすべて（トータルＺ個とする）の電池セル４５０の温度であるセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）（ただし、ｚ＝１〜Ｚである）を推定する（ステップＳ７１０）。本実施例では、温度センサ４４１〜４４Ｋや電池モジュール４０ｘの配列等を踏まえた上で、温度センサ４４１〜４４Ｋにより検出された温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）から全電池セル４５０のセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）を推定するためのセル温度推定用マップがＲＯＭ５４に記憶されており、ステップＳ７１０では、このセル温度推定用マップと入力した温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）とを用いて各電池セル４５０のセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）が導出される。このようにして推定された各電池セル４５０のセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）の分布パターンを図１０に例示する。そして、各電池セル４５０の温度Ｔｃｅｌ（ｚ）を推定したならば、推定したセル温度Ｔｃｅｌ（１）〜Ｔｃｅｌ（Ｚ）に基づいて各電池セル４５０の標準内部抵抗を求める（ステップＳ７２０）。本実施例では、セル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）と電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）との関係が予め定められて標準内部抵抗導出用マップとしてＲＯＭ５４に記憶されており、標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）としては、与えられたセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）に対応したものが当該マップから導出される。なお、ステップＳ７２０にて用いられる標準内部抵抗導出用マップは、第１の実施例において用いられた図５の標準内部抵抗導出用マップと同様のものである。
【００５３】
続いて、電池パック４１０内の電池モジュール４０ｘの番号を示す変数ｘを値１だけインクリメントした上で（ステップＳ７３０）、電池パック４１０内のｘ番目の電池モジュール４０ｘについて、ステップＳ７２０にて取得された当該電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）の総和をとることにより標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）を計算する（ステップＳ７４０）。更に、当該ｘ番目の電池モジュール４０ｘについて、検出電圧Ｖ（ｘ）と検出電流値Ｉとに基づく当該電池モジュール４０ｘの内部抵抗である検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）を計算する（ステップＳ７５０）。ステップＳ７５０における検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）の計算は、上記式（１）を用いた図３のステップＳ１７０の処理と同様にして行われる。このようにｘ番目の電池モジュール４０ｘについて、標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）とを求めたならば、標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）との乖離度合である抵抗乖離度ｄＲを計算する（ステップＳ７６０）。ステップＳ７６０における抵抗乖離度ｄＲの計算は、上記式（２）を用いた図３のステップＳ１８０の処理と同様にして行われる。そして、抵抗乖離度ｄＲが予め定められた閾値ｄＲｒｅｆ以下であるか否かを判定し（ステップＳ７７０）、抵抗乖離度ｄＲが閾値ｄＲｒｅｆ以下であれば、電池パック４１０内のｘ番目の電池モジュール４０ｘには異常セルが含まれていないものとみなす一方（ステップＳ７８０）、抵抗乖離度ｄＲが閾値ｄＲｒｅｆを上回っていれば、当該ｘ番目の電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれているとみなし、図示しないインストルメントパネル上に当該電池モジュール４０ｘに異常セルが含まれている旨を示す警告を表示させる（ステップＳ７９０）。ステップＳ７８０またはＳ７９０の後、変数ｘが電池パック４１０内のモジュール数Ｘと一致しているか否かを判定し（ステップＳ８００）、変数ｘとモジュール数Ｘとが一致していなければ、両者が一致するまで上述のステップＳ７３０〜Ｓ７８０またはＳ７９０の処理を繰り返し実行する。これにより、すべての電池モジュール４０ｘについて異常セルの有無を判定することができる。そして、変数ｘとモジュール数Ｘとが一致した時点で本ルーチンを終了させる。
【００５４】
以上説明したように、第３の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００Ｃでは、温度との相関に基づく電池セル４５０の内部抵抗である標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）が温度センサ４４１〜４４Ｋにより検出された温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）に基づいて推定されると共に（ステップＳ７２０）、電池モジュール４０ｘごとに検出電圧Ｖ（ｘ）と検出電流値Ｉとに基づく内部抵抗である検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）が取得され（ステップＳ７５０）、取得された標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）とに基づいて電池セル４５０の異常すなわち各電池モジュール４０ｘにおける異常セルの有無が判定される（ステップＳ７６０〜Ｓ７８０）。このように、複数の温度センサ４４１〜４４Ｋにより検出された温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）に基づいて電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）を推定し、推定した標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）と検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）とを比較することにより、すべての電池セル４５０に温度センサを設けることなくより少ない温度センサ４４１〜４４Ｋを用いて、温度に依存して変化する内部抵抗をもった電池セル４５０の異常を精度よく判定することが可能となる。また、本実施例のように、複数の温度センサ４４１〜４４Ｋにより検出された温度Ｔ（１）〜Ｔ（Ｋ）に基づいて各電池セル４５０のセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）を推定した上で、推定した温度セル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）に基づく各電池セル４５０の標準内部抵抗Ｒｒｃ（ｚ）から各電池モジュール４０ｘの標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）を算出することにより、異常判定に用いる標準内部抵抗をより適正なものとし、電池セル４５０の異常判定精度をより向上させることが可能となる。
【００５５】
なお、上記第３の実施例では、電池モジュール４０ｘ単位で標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）や検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）を算出しているが、これに限られるものではなく、電池モジュール４０ｘに含まれる電池セル４５０の数よりも少ない電池セル４５０からなるセルブロック単位で標準内部抵抗Ｒｒｍ（ｘ）や検出内部抵抗Ｒｄｍ（ｘ）を算出して当該セルブロックごとに異常セルの有無を判定してもよい。また、上記第３の実施例では、電池セル４５０ごとにセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）を推定しているが、これに限られるものではなく、電池モジュール４０ｘ（セルブロック）ごとに温度を推定し、推定した温度に基づいて電池モジュール４０ｘ（セルブロック）の標準内部抵抗を求めてもよい。更に、電池セル４５０等の温度の推定に際しては、更に、高圧バッテリユニット４００の作動環境に関連する情報である外気温度Ｔｏ、冷媒温度Ｔｃ、冷媒風量Ｖａ、ファン駆動時間ｔｆおよび始動後経過時間ｔｌ等を考慮してもよい。また、第１の実施例に関連して説明した温度センサ異常判定ルーチンは、第３の実施例の高圧バッテリユニット４００Ｃにも適用され得ることはいうまでもない。
【００５６】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【００５７】
すなわち、電池セル４５０をリチウム二次電池として構成する代わり、ニッケル水素電池といった他の電池として構成してもよい。また、高圧バッテリユニット４００〜４００Ｃは、すべての電池セル４５０を直列に接続したものに限られず、並列に接続された電池セル４５０または電池モジュール４０ｘを含むものであってもよく、直列に接続された電池モジュール４０ｘを更に並列に複数接続したもの含んでいてもよい。
【００５８】
そして、上記各実施例の高圧バッテリユニット４００〜４００Ｃは、ハイブリッド自動車２０に搭載されるものであるが、ハイブリッド自動車２０以外の通常の自動車や、これら自動車以外の車両、船舶，航空機といった移動体に搭載されてもよい。また、高圧バッテリユニット４００〜４００Ｃは、建設設備などの固定設備に組み込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電池装置としての高圧バッテリユニット４００を搭載したハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】高圧バッテリユニット４００の一例を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施例のバッテリＥＣＵ５０より実行されるセル異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、温度分布パターンを例示する説明図である。
【図５】標準内部抵抗導出用マップの一例を示す説明図である。
【図６】第１の実施例のバッテリＥＣＵ５０により実行される温度センサ異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施例のバッテリＥＣＵ５０により実行される温度センサ異常判定ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施例のバッテリＥＣＵ５０より実行されるセル異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施例のバッテリＥＣＵ５０より実行されるセル異常判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】各電池セル４５０のセル温度Ｔｃｅｌ（ｚ）の分布パターンを例示する説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  クランクシャフト、２６  ギヤ列、２８  車軸、２９ａ，２９ｂ  駆動輪、３０  動力分配統合機構、４０  インバータ、４２  冷却ファン、４４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４６  低圧バッテリユニット、４８  補機、５０  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、６０  外気温センサ、４００、４００Ｂ，４００Ｃ  高圧バッテリユニット、４０１〜４０ｘ〜４０Ｘ  電池モジュール、４１０  電池パック、４２０  電圧センサ、４３０  電流センサ、４４１〜４４ｋ〜４４Ｋ  温度センサ、４５０  電池セル、４６０  冷媒温度センサ、Ａ１〜Ａｎ〜ＡＮ  エリア、ＭＧ１、ＭＧ２  モータ。
【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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