(57)【要約】【課題】  二次電池の内部温度を正確に推定することのできる二次電池の温度推定方法，および，二次電池の性能を十分に発揮することのできる二次電池の制御方法を提供すること。【解決手段】  本発明の二次電池の温度推定方法は，交流インピーダンス法を用いて取得した，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係である内部抵抗マップを用いる。そして，二次電池の内部温度である蓄電部の温度を，まず，内部抵抗マップに基づいて蓄電部の内部抵抗を求め，さらに，求められた内部抵抗を用いて蓄電部の発熱量を算出し，算出された発熱量を用いることにより推定する。【選択図】図５
2013101884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の温度推定方法において，
正極板および負極板をセパレータを介して重ねた蓄電部を有する電極体を内部に備える二次電池を対象とし，
交流インピーダンス法を用いて取得した，前記二次電池の内部抵抗と，前記二次電池の充放電が開始されてからの継続時間と，前記二次電池の満充電状態の電池容量に対する残電池容量の比であるＳＯＣと，前記蓄電部の温度との関係である内部抵抗マップを予め用意しておき，
前記二次電池の充放電が開始されるとともに，予め前記継続時間を分割して定めた時間毎に，
前記蓄電部の内部抵抗を，前記内部抵抗マップに基づいて求め，
求められた内部抵抗を用いて前記蓄電部の発熱量を算出し，
算出された発熱量を用いて前記二次電池の充放電が継続されている時刻における前記蓄電部の推定温度を算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の温度推定方法において，
前記蓄電部を幅方向と厚さ方向とにそれぞれ複数分割した，複数の部分領域を定めておき，
前記蓄電部の内部抵抗を，前記蓄電部の複数の部分ごとに求め，
前記蓄電部の発熱量を，前記蓄電部の複数の部分ごとに算出し，
前記蓄電部の推定温度をさらに，前記蓄電部の複数の部分ごとに，
前記蓄電部の幅方向と厚さ方向とで異なる熱伝導率に基づいたシミュレーションを行うことにより算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の二次電池の温度推定方法において，
前記蓄電部の複数の部分のうち少なくとも表面に位置する第１の部分から検出された検出温度と，前記第１の部分の推定温度，および，
前記二次電池から検出された検出電圧と，前記内部抵抗マップを用いて求められた内部抵抗より算出した推定電圧とをそれぞれ比較し，
前記第１の部分の検出温度と推定温度との差，および，前記二次電池の検出電圧と推定電圧との差の少なくとも一方が，それぞれについて予め定めた許容範囲を超えていた場合，その差分に応じて前記内部抵抗マップに基づいて求められた前記蓄電部の複数の部分ごとの内部抵抗を，前記第１の部分の検出温度と推定温度との差，および，前記二次電池の検出電圧と推定電圧との差のいずれもが前記許容範囲内となるように補正することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項４】
請求項３に記載の二次電池の温度推定方法において，
補正後の前記蓄電部の複数の部分ごとの内部抵抗を用いて，前記蓄電部の複数の部分ごとの推定温度および推定電圧のそれぞれを再度算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項５】
請求項２から請求項４までのいずれか１つに記載の二次電池の温度推定方法において，
前記二次電池として冷却装置を備えるものを対象とし，
前記蓄電部の複数の部分ごとの推定温度をさらに，
前記冷却装置による前記二次電池からの吸熱量に基づいたシミュレーションを行うことにより算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の二次電池の温度推定方法において，
前記蓄電部の複数の部分のうち少なくとも表面に位置する第１の部分から検出された検出温度と，前記第１の部分の推定温度とを比較し，
前記第１の部分の検出温度と推定温度との差が，予め定めた許容範囲を超えていた場合，その差分に応じて前記吸熱量を，前記第１の部分の検出温度と推定温度との差が前記許容範囲内となるように補正することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二次電池の温度推定方法において，
補正後の吸熱量に基づいて，前記蓄電部の複数の部分ごとの推定温度を再度算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１つに記載の二次電池の温度推定方法により算出された前記蓄電部の推定温度に基づいて前記二次電池を制御する二次電池の制御方法において，
前記蓄電部の推定温度が予め定めた温度よりも高い場合には，前記二次電池に流れる電流を制限することを特徴とする二次電池の制御方法。
【請求項９】
請求項５から請求項７までのいずれか１つに記載の二次電池の温度推定方法により算出された前記蓄電部の推定温度に基づいて前記二次電池を制御する二次電池の制御方法において，
前記蓄電部の推定温度が予め定めた温度よりも高い場合には，前記二次電池の冷却効果が大きくなるように前記冷却装置の冷却状態を制御することを特徴とする二次電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，二次電池の内部温度である蓄電部の温度を推定する二次電池の温度推定方法，および，その方法により推定された二次電池の内部温度に基づいた二次電池の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，二次電池は，携帯電話やノート型パソコンなどを始めとするポータブル電子機器のみならず，ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両用の電源として注目されている。
【０００３】
車両用の電源として用いられる二次電池は，ポータブル電子機器に用いられるものと比べて大きな電力を必要とするため，大型である。また，車両用の二次電池は，走行状態の変化に応じてハイレートでの充放電が繰り返されるため，発熱が大きい。このため，大型で発熱が大きい二次電池においては，特にその内部温度が高くなる傾向にある。
【０００４】
また，二次電池は，その温度に適した使用をしなければならない。特に，高温状態の二次電池をそのままハイレートで充放電し続けることは，二次電池の劣化を促進させることとなるからである。
【０００５】
このため，大型で発熱が大きい二次電池においては，その内部温度を正確に推定することが重要である。推定される内部温度と実際の内部温度との誤差が大きく信頼性が低い場合には，その誤差を想定した分の余裕を持たせつつ使用しなければならないからである。すなわち，二次電池の性能に，過剰な制限を掛けることとなるのである。また，二次電池の内部温度を実測することは，コストを増大させるため好ましくない。
【０００６】
例えば特許文献１には，二次電池の内部温度は内部抵抗と一定の関係を有し，また，内部抵抗はＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の値と一定の関係を有することが開示されている。このため，二次電池の内部温度を，等価回路を用いて推定した内部抵抗をＳＯＣの算出値により補正し，さらに補正後の内部抵抗との関係により推定している。これにより，二次電池の内部温度を，精度良く推定できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３５０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで，特許文献１においては，二次電池の内部抵抗とＳＯＣとの関係，および，内部抵抗と内部温度との関係を，予め実験により取得しているとされている。しかし，これらの取得方法については開示されていない。そこで，これらの関係を，通常二次電池に流れる電流である直流電流を用いて二次電池を充放電させつつ取得することが考えられる。
【０００９】
しかし，直流電流を用いた場合，これらの関係を正確に取得することができない。二次電池に直流電流が流れた時には，内部抵抗，ＳＯＣ，内部温度の全てが変化するからである。すなわち，直流電流を用いて二次電池を充放電させつつ内部抵抗とＳＯＣとの関係を取得している間にも，二次電池の内部温度は変化している。また，直流電流を用いて二次電池を充放電させつつ内部抵抗と内部温度との関係を取得している間にも，二次電池のＳＯＣは変化しているのである。このため，これらの取得された関係と実際の関係とには，大きな誤差があるおそれがある。これにより，取得された関係を用いて推定される二次電池の内部温度と実際の二次電池の内部温度とにも，大きな誤差があるおそれがあった。
【００１０】
さらに，二次電池の内部抵抗とＳＯＣと内部温度との関係は，二次電池の充放電が開始されてから，これが継続されている間にも変化する。よって，この継続時間との関係も考慮しなければ，正確な二次電池の内部温度を推定することができないのである。
【００１１】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，二次電池の内部温度を正確に推定することのできる二次電池の温度推定方法，および，二次電池の性能を十分に発揮することのできる二次電池の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池の温度推定方法は，正極板および負極板をセパレータを介して重ねた蓄電部を有する電極体を内部に備える二次電池を対象とし，交流インピーダンス法を用いて取得した，二次電池の内部抵抗と，二次電池の充放電が開始されてからの継続時間と，二次電池の満充電状態の電池容量に対する残電池容量の比であるＳＯＣと，蓄電部の温度との関係である内部抵抗マップを予め用意しておき，二次電池の充放電が開始されるとともに，予め前記継続時間を分割して定めた時間毎に，蓄電部の内部抵抗を，内部抵抗マップに基づいて求め，求められた内部抵抗を用いて蓄電部の発熱量を算出し，算出された発熱量を用いて二次電池の充放電が継続されている時刻における蓄電部の推定温度を算出することを特徴とする二次電池の温度推定方法である。
【００１３】
本発明者は，交流インピーダンス法を用いることにより，二次電池の内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との正確な関係である内部抵抗マップを取得した。そして，この内部抵抗マップを用いて求められる二次電池の内部抵抗は，正確である。さらに，正確に求められた内部抵抗を用いて算出される蓄電部の発熱量は，正確である。よって，二次電池の内部温度である蓄電部の温度を，正確な発熱量を用いることにより，正確に推定することができる。
【００１４】
また上記に記載の二次電池の温度推定方法において，蓄電部を幅方向と厚さ方向とにそれぞれ複数分割した，複数の部分領域を定めておき，蓄電部の内部抵抗を，蓄電部の複数の部分ごとに求め，蓄電部の発熱量を，蓄電部の複数の部分ごとに算出し，蓄電部の推定温度をさらに，蓄電部の複数の部分ごとに，蓄電部の幅方向と厚さ方向とで異なる熱伝導率に基づいたシミュレーションを行うことにより算出することが好ましい。
【００１５】
蓄電部は，正極板と負極板とセパレータとが重なる部分である。そして，蓄電部の幅方向においては，正極板および負極板が，正極端部から負極端部まで連続している。つまり，蓄電部の幅方向には，熱伝導率の高い正極板および負極板の集電体により熱が伝わりやすい。このため，蓄電部の幅方向においては，熱伝導率が高い。一方，蓄電部の厚さ方向においては，正極板および負極板が，セパレータを介して交互に存在する。また，蓄電部における正極板および負極板には，それぞれ活物質層が形成されている。つまり，蓄電部の厚さ方向には，特に熱伝導率が低い酸化物からなる正極活物質層が存在する。このため，蓄電部の厚さ方向においては，熱伝導率が低い。すなわち，蓄電部の温度を，幅方向と厚さ方向とに分割した蓄電部の部分ごとに，幅方向と厚さ方向とで異なる熱伝導率に基づいたシミュレーションにより算出することで，正確に推定することができる。
【００１６】
また，上記に記載の二次電池の温度推定方法において，蓄電部の複数の部分のうち少なくとも表面に位置する第１の部分から検出された検出温度と，第１の部分の推定温度，および，二次電池から検出された検出電圧と，内部抵抗マップを用いて求められた内部抵抗より算出した推定電圧とをそれぞれ比較し，第１の部分の検出温度と推定温度との差，および，二次電池の検出電圧と推定電圧との差の少なくとも一方が，それぞれについて予め定めた許容範囲を超えていた場合，その差分に応じて内部抵抗マップに基づいて求められた蓄電部の複数の部分ごとの内部抵抗を，第１の部分の検出温度と推定温度との差，および，二次電池の検出電圧と推定電圧との差のいずれもが許容範囲内となるように補正することが好ましい。
【００１７】
蓄電部の内部の温度を検出することは容易ではないが，その表面の温度を検出することは比較的容易である。よって，蓄電部を分割した部分のうち表面に位置する部分の温度を検出し，これと同じ部分の推定温度と比較することにより，実際の温度に対して推定温度の誤差が大きい場合にこれを検知することができる。また，内部抵抗マップを用いて求められた内部抵抗より推定した推定電圧を，実際の検出電圧と比較することで，蓄電部の推定温度の誤差が大きい場合にこれを検知することができる。内部抵抗マップを用いて求められた内部抵抗は，推定温度の算出にも用いられているからである。さらに，これらの比較の差分に応じて内部抵抗を補正することにより，正確な内部抵抗を求めることができる。
【００１８】
また，上記に記載の二次電池の温度推定方法において，補正後の蓄電部の複数の部分ごとの内部抵抗を用いて，蓄電部の複数の部分ごとの推定温度および推定電圧のそれぞれを再度算出することが好ましい。補正後の内部抵抗は，その補正前よりも正確である。よって，補正後の内部抵抗を用いて蓄電部の推定温度を算出し直すことにより，正確な蓄電部の温度を推定することができるのである。
【００１９】
また，上記に記載の二次電池の温度推定方法において，二次電池として冷却装置を備えるものを対象とし，蓄電部の複数の部分ごとの推定温度をさらに，冷却装置による二次電池からの吸熱量に基づいたシミュレーションを行うことにより算出することが好ましい。
【００２０】
二次電池の温度上昇を抑制するため，二次電池には冷却装置を備えたものが用いられる。この場合には，蓄電部の温度を，冷却装置による吸熱量を考慮したシミュレーションにより算出することで，正確に推定することができる。
【００２１】
また，上記に記載の二次電池の温度推定方法において，蓄電部の複数の部分のうち少なくとも表面に位置する第１の部分から検出された検出温度と，第１の部分の推定温度とを比較し，第１の部分の検出温度と推定温度との差が，予め定めた許容範囲を超えていた場合，その差分に応じて吸熱量を，第１の部分の検出温度と推定温度との差が許容範囲内となるように補正することが好ましい。
【００２２】
冷却装置を備えた二次電池においては，蓄電部の温度を，冷却装置による吸熱量を考慮しつつ推定することが好ましい。しかし，常に正確な吸熱量を求めることは困難であり，求められた吸熱量の誤差が大きい場合もある。そこで，蓄電部を分割した部分のうち表面に位置する部分の温度を検出し，これと同じ部分の推定温度と比較することにより，吸熱量の誤差が大きい場合にこれを検知することができる。さらに，この比較の差分に応じて吸熱量を補正することで，正確な吸熱量を求めることができる。
【００２３】
また，上記に記載の二次電池の温度推定方法において，補正後の吸熱量に基づいて，蓄電部の複数の部分ごとの推定温度を再度算出することが好ましい。補正後の吸熱量は，その補正前よりも正確である。よって，補正後の吸熱量を用いて蓄電部の推定温度を算出し直すことにより，正確な蓄電部の温度を推定することができるのである。
【００２４】
また本発明の二次電池の制御方法は，上記に記載の二次電池の温度推定方法により算出された蓄電部の推定温度に基づいて二次電池を制御する二次電池の制御方法であって，蓄電部の推定温度が予め定めた温度よりも高い場合には，二次電池に流れる電流を制限することを特徴とする二次電池の制御方法である。
【００２５】
斯かる二次電池の制御方法は，上記に記載の二次電池の温度推定方法により正確に算出された蓄電部の推定温度に基づいて二次電池の使用を制限する。このため，二次電池の性能に過剰な制限を掛けることなく，二次電池の性能を十分に発揮させることができる。
【００２６】
また本発明の二次電池の制御方法は，上記に記載の二次電池の温度推定方法により算出された蓄電部の推定温度に基づいて二次電池を制御する二次電池の制御方法において，蓄電部の推定温度が予め定めた温度よりも高い場合には，二次電池の冷却効果が大きくなるように冷却装置の冷却状態を制御することを特徴とする二次電池の制御方法である。
【００２７】
斯かる二次電池の制御方法は，上記に記載の二次電池の温度推定方法により正確に算出された蓄電部の推定温度に基づいて冷却を行う。このため，不必要な冷却を行うことがなく，冷却に必要とする電力を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば，二次電池の内部温度を正確に推定することのできる二次電池の温度推定方法，および，二次電池の性能を十分に発揮することのできる二次電池の制御方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る車両を説明するための図である。
【図２】実施形態に係る二次電池システムを説明するための図である。
【図３】実施形態に係る二次電池の断面図である。
【図４】実施形態に係る二次電池の電極体を説明するための図である。
【図５】実施形態に係る内部抵抗マップである。
【図６】実施形態に係る内部抵抗マップのうち，二次電池の温度を０℃で一定とし，ＳＯＣを３０％，４０％，５０％，６０％とした時のそれぞれにおける内部抵抗と継続時間との関係を示したグラフ図である。
【図７】実施形態に係る内部抵抗マップのうち，二次電池のＳＯＣを６０％で一定とし，温度を０℃，１０℃，２０℃，３０℃とした時のそれぞれにおける内部抵抗と継続時間との関係を示したグラフ図である。
【図８】実施形態に係る二次電池の蓄電部の分割を説明するための図である。
【図９】実施形態に係る二次電池の蓄電部の平面図である。
【図１０】実施形態に係る二次電池の内部温度の推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１１】充放電されている間の蓄電部の温度の分布のイメージを表した図である
【図１２】実験に用いた，内部抵抗とＳＯＣとの関係のみを示した内部抵抗マップである。
【図１３】実験に用いた，内部抵抗と継続時間とＳＯＣとの関係のみを示した内部抵抗マップである。
【図１４】実験における継続時間と電圧との関係を示すグラフ図である。
【図１５】実験における継続時間と内部温度との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ハイブリッド自動車の二次電池システムについて本発明を具体化したものである。
【００３１】
［全体の概略構成］
図１に本形態に係る車両１を示す。車両１は，エンジン３，フロントモータ４およびリアモータ５を併用して駆動可能なハイブリッド自動車である。この車両１は，図１に示すように，車体２の内部にエンジン３，フロントモータ４，リアモータ５，二次電池システム６，ケーブル７，車両ＥＣＵ８０を備えている。
【００３２】
図２は，二次電池システム６を説明するための概略構成図である。二次電池システム６は，図２に示すように，組電池１０，コントローラ２０を有している。コントローラ２０は，演算部２１，メモリ２２，通信部２３，電流検出部３０，電圧検出部４０，温度検出部５０，冷却状態検出部６０，冷却状態制御部７０を有している。
【００３３】
コントローラ２０は，各検出部からの情報を基に，演算部２１において組電池１０の状態を算出する。詳細は後に詳述するが，演算部２１は，組電池１０のＳＯＣや組電池１０の温度状態などを算出する。また，演算部２１は，通信部２３を介し，車両ＥＣＵ８０と接続されている。車両ＥＣＵ８０は，通信部２３からの組電池１０の情報を基に，車両１において最適な電力で，組電池１０を使用する。
【００３４】
組電池１０は，複数の二次電池１００を互いに直列に接続したものである。本形態の二次電池１００は，リチウムイオン二次電池である。
【００３５】
図３に本形態に係る二次電池１００の断面図を示す。図３に示すように，二次電池１００は，電極体１２０と，電解液１３０と，これら電極体１２０および電解液１３０を収容する電池ケース１４０とを備えている。電池ケース１４０は電池ケース本体１４１と封口板１４２とを備えている。また，封口板１４２は，絶縁部材１４３を備えている。
【００３６】
図４は，電極体１２０の斜視図である。電極体１２０は，図４に示すように，扁平形状をした捲回型の電極体である。電極体１２０は，正極板と負極板とをこれらの間にセパレータを挟み込みつつ捲回することにより製造されたものである。また，図４に示すように，電極体１２０のＸ方向を幅方向，Ｙ方向を厚さ方向，Ｚ方向を高さ方向とする。
【００３７】
正極板は，集電体であるアルミニウム箔の表面に，正極活物質層を形成してなる帯状のものである。正極活物質層には，リチウムイオンを吸蔵および放出することができる正極活物質が含まれている。正極活物質として，コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２），マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２），ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）などに代表されるリチウム金属酸化物を用いることができる。
【００３８】
負極板は，集電体である銅箔の表面に，負極活物質層を形成してなる帯状のものである。負極活物質層には，リチウムイオンを吸蔵および放出することができる負極活物質が含まれている。負極活物質として，炭素系材料，リチウム遷移金属複合酸化物，リチウム遷移金属複合窒化物などを用いることができる。
【００３９】
セパレータは，正極板と負極板との短絡を防止しつつ，リチウムイオンを透過させることができる多孔質部材である。この多孔質部材の材質として，ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ）などを用いることができる。
【００４０】
電極体１２０は，図４に示すように，蓄電部１２１，正極端部１２２，負極端部１２３を有している。正極端部１２２は，電極体１２０の幅方向Ｘの右端部分である。負極端部１２３は，電極体１２０の幅方向Ｘの左端部分である。蓄電部１２１は，正極端部１２２と負極端部１２３とで挟まれた，電極体１２０の幅方向Ｘの中央部分である。
【００４１】
正極端部１２２は，正極板のみで構成されている部分である。また，正極板の正極端部１２２の部分においては，正極活物質層が形成されておらず，アルミニウム箔が露出している。負極端部１２３は，負極板のみで構成されている部分である。また，負極板の負極端部１２３の部分においては，負極活物質層が形成されておらず，銅箔が露出している。
【００４２】
蓄電部１２１は，正極板，負極板，セパレータにより構成されている部分である。そして，正極板の蓄電部１２１の部分においては，正極活物質層が形成されている。また，負極板の蓄電部１２１の部分においては，負極活物質が形成されている。このため，蓄電部１２１は，充放電に寄与することができる部分である。
【００４３】
また二次電池１００においては，図３に示すように，正極端部１２２には，正極端子１５０が接続されている。負極端部１２３には，負極端子１６０が接続されている。正極端子１５０および負極端子１６０はそれぞれ，電極体１２０と接続されていない側の端１５１，１６１を，封口板１４２に設けられた絶縁部材１４３を介し，電池ケース１４０の外部に突出させている。なお，組電池１０においては，複数の二次電池１００が，正極端子１５０および負極端子１６０により直列に接続されている。
【００４４】
さらに，複数の二次電池１００はそれぞれ，正極端子１５０および負極端子１６０を介し，電極体１２０の蓄電部１２１において，充電および放電を行う。そして，二次電池１００は，充放電に伴い蓄電部１２１において発熱する。
【００４５】
また，組電池１０には，図２に示すように，発熱した二次電池１００を冷却するため，組電池１０の外部より冷却媒体を取り込むための吸気口１１と，熱交換後の冷却媒体を組電池１０の外部に排出するための排出口１２とを備えている。本形態における冷却媒体は，空気である。さらに，排出口１２には，ファン１３が備えられている。ファン１３は，冷却風を組電池１０内に効率良く流すためのものであり，モータ１４により駆動される冷却装置である。
【００４６】
コントローラ２０が備える電流検出部３０は，組電池１０と接続された回路を流れる電流値を検出するためのものである。電圧検出部４０は，組電池１０を構成する二次電池１００のそれぞれの電圧を検出するためのものである。
【００４７】
温度検出部５０は，組電池１０を構成する二次電池１００のそれぞれの実際の内部温度を検出するためのものである。ここで，本形態の温度検出部５０は，すべての二次電池１００について，その発熱源である蓄電部１２１の一部の温度を検出する。このため，蓄電部１２１のうち，後に詳述する蓄電部Ａ１の部分には，温度センサが取り付けられている。
【００４８】
冷却状態検出部６０は，組電池１０の冷却状態を検出するためのものである。このため，吸気口１１には，組電池１０に吸気される冷却風の温度を検出する吸気温度センサ６１が備えられている。排出口１２には，組電池１０から排出される冷却風の温度を検出するための排出温度センサ６２が備えられている。そして，冷却状態検出部６０は，吸気温度センサ６１および排出温度センサ６２により，冷却風の吸気温度および排出温度を検出する。
【００４９】
冷却状態制御部７０は，演算部２１が組電池１０の冷却が必要であると判断した際に，モータ１４を駆動し，ファン１３を動作させる。また，演算部２１が組電池１０の冷却が不要であると判断した際には，これを停止させる。またこれにより，演算部２１は，ファン１３が動作しているかどうかを，いつでも把握している。
【００５０】
メモリ２２は，二次電池１００についての種々のデータを記憶している。例えば，蓄電部１２１の熱伝導率の異方性や二次電池１００の内部抵抗マップ２００（図５参照）である。
【００５１】
蓄電部１２１の熱伝導率の異方性は，蓄電部１２１の構造と関係している。蓄電部１２１の熱伝導率は一様ではなく，その構造上，特に幅方向Ｘと厚さ方向Ｙとで異なるのである。前述したように，蓄電部１２１は，正極板，負極板，セパレータが捲回されることにより構成されている部分である。蓄電部１２１の部分における正極板および負極板においては，その集電体の表面に活物質層が形成されている。そして，蓄電部１２１の幅方向Ｘにおいては，正極端部１２２から負極端部１２３まで，正極板，負極板が連続している。一方，蓄電部１２１の厚さ方向Ｙにおいては，正極板および負極板がセパレータを介して交互に存在する。
【００５２】
そして，蓄電部１２１の幅方向Ｘにおいては，熱伝導率が高い。蓄電部１２１の幅方向Ｘには，正極板および負極板の集電体である熱伝導率の高いアルミニウム箔および銅箔が連続しているからである。一方，蓄電部１２１の厚さ方向Ｙにおいては，熱伝導率が低い。蓄電部１２１の厚さ方向Ｙには，特に熱伝導率の低い正極活物質層に含まれるリチウム金属酸化物が存在するからである。そして，メモリ２２は，幅方向Ｘにおいては高く，厚さ方向Ｙにおいては低い蓄電部１２１の熱伝導率の異方性を記憶している。
【００５３】
内部抵抗マップ２００は，予め実験により作成されたものであり，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係を表わすものである。内部抵抗は，二次電池１００の充放電時における二次電池１００の内部の抵抗である。継続時間は，二次電池１００の充放電が開始されてから，これが継続されている時間である。ＳＯＣは，二次電池１００の残電池容量を，満充電状態の電池容量に対する比で表わしたものである。温度は，二次電池１００の内部温度である蓄電部１２１の温度である。
【００５４】
ここにおいて，二次電池１００の内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との正確な関係を，二次電池１００に直流電流を流すことにより取得することは困難である。二次電池１００に直流電流が流れた際には，これらすべてのパラメーターが変化してしまうからである。
【００５５】
そこで，本発明者は，交流インピーダンス法を用いた実験を行うことにより，図５に示す二次電池１００の内部抵抗マップ２００を作成した。詳細には，二次電池１００を用いて実験用の回路を作製し，その回路に交流電流を流しつつ，二次電池１００の内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係を取得した。
【００５６】
実験用の回路に交流電流を流した際の二次電池１００のインピーダンスＺは，以下の式で表わされる。
Ｚ＝Ｒｅ（Ｚ）＋ｊＩｍ（Ｚ）        （１）
【００５７】
式（１）に示すように，インピーダンスＺは，その実部Ｒｅ（Ｚ）と虚部Ｉｍ（Ｚ）とにより表わされる。そして，二次電池１００に交流電流が流れた時のインピーダンスＺの実部Ｒｅ（Ｚ）を，二次電池１００の内部抵抗とした。
【００５８】
また，交流電流が流れている間の二次電池１００は，交流電流の半周期毎に充電と放電とを繰り返す。よって，二次電池１００に流した交流電流の周波数ｆの２倍の逆数（１／２ｆ）を，二次電池１００の充電または放電開始後の継続時間とした。
【００５９】
また，交流電流が流れている間の二次電池１００のＳＯＣは，交流電流が流れる前のＳＯＣからほとんど変化しない。交流電流を流すことにより，二次電池１００は充電と放電とを絶えず繰り返すこととなるからである。さらに，二次電池１００のＳＯＣは，交流電流を流す前に充放電させることにより，所望の値とすることができる。
【００６０】
また，本実験は，二次電池１００を，その環境温度を制御できる温度制御装置に収容した状態で行った。二次電池１００は，交流電流が流れた場合であっても発熱する。このため，交流電流が流れている間の温度制御装置は，二次電池１００の環境温度を制御することにより，二次電池１００の全体の温度を一定に保つことができる。つまり，二次電池１００の発熱分を，冷却することができる。さらに，温度制御装置は，交流電流を流す前に，二次電池１００の環境温度を変化させることができる。これにより，二次電池１００の全体を，交流電流を流す前に所望の温度とすることができる。
【００６１】
このように，本実験においては，二次電池１００のＳＯＣと温度とをそれぞれ，一定の値に固定しつつ交流電流を流すことができる。また，二次電池１００に流す交流電流の周波数ｆにより，継続時間１／２ｆのパラメーターは決定する。すなわち，本実験においては，継続時間とＳＯＣと温度とのパラメーターを変化させることなく，その状態の二次電池１００の内部抵抗を取得することができる。よって，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係を正確に取得することができるのである。
【００６２】
また，継続時間とＳＯＣと温度とのパラメーターはそれぞれ，個別に変化させることもできる。すなわち，周波数ｆを変化させることにより，継続時間１／２ｆのパラメーターを内部抵抗マップ２００に必要とする範囲内で変化させた。また，交流電流を流す毎に二次電池１００のＳＯＣおよび温度を，それぞれ内部抵抗マップ２００に必要とする範囲内で個別に変化させた。そして，継続時間とＳＯＣと温度とのパラメーターを変化させたそれぞれの条件ごとに内部抵抗を測定することにより，内部抵抗マップ２００を完成させた。
【００６３】
本形態においては，二次電池１００に交流電流を，５〜０．００５Ｈｚの範囲の種々の周波数ｆで流した。そして，その時に測定されたインピーダンスＺの実部Ｒｅ（Ｚ）の値を，充電または放電開始後これが１／２ｆ（０．１〜１００ｓ）継続されている時の内部抵抗とした。具体的には，周波数ｆが５Ｈｚの交流電流を流すことにより，継続時間１／２ｆが０．１ｓの時の内部抵抗を測定した。さらに，継続時間１／２ｆが１〜１００ｓの範囲において１ｓ間隔となるような０．５〜０．００５Ｈｚの範囲の種々の周波数ｆの交流電流を流すことにより，継続時間１／２ｆの１〜１００ｓの範囲における内部抵抗を測定した。すなわち，内部抵抗マップ２００に用意されている継続時間のパラメーターは，０．１ｓ，および，１〜１００ｓの範囲においては１ｓ間隔である。
【００６４】
また，本形態の二次電池１００においては，内部抵抗マップ２００に必要とするＳＯＣの範囲を，０〜１００％の範囲とした。また，必要とする二次電池１００の内部温度の範囲を，−２０〜５０℃の範囲とした。
【００６５】
図６および図７は，図５に示す内部抵抗マップ２００の一部をグラフ化したものである。図６および図７において，横軸は，継続時間（１／２ｆ）である。また，縦軸は，二次電池１００の内部抵抗（インピーダンスＺの実部Ｒｅ（Ｚ））である。
【００６６】
図６は，二次電池１００の温度を０℃で一定とし，ＳＯＣを３０％，４０％，５０％，６０％とした時のそれぞれにおける内部抵抗と継続時間との関係を示したグラフ図である。図６に示すように，内部抵抗の値は，ＳＯＣが３０％，４０％，５０％，６０％の順に高くなるにつれ，低くなっている。
【００６７】
図７は，二次電池１００のＳＯＣを６０％で一定とし，温度を０℃，１０℃，２０℃，３０℃とした時のそれぞれにおける内部抵抗と継続時間との関係を示したグラフ図である。図７に示すように，内部抵抗の値は，温度が０℃，１０℃，２０℃，３０℃の順に高くなるにつれ，低くなっている。
【００６８】
さらに，図６および図７に示すように，内部抵抗の値は，ＳＯＣおよび温度が一定であっても，継続時間が長いほど高くなっている。そして，メモリ２２は，以上のような交流インピーダンス法を用いて取得した，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係である内部抵抗マップ２００を記憶している。
【００６９】
なお，本形態においては，交流電流の周波数ｆを５〜０．００５Ｈｚの範囲内としている。このため，本形態の内部抵抗マップ２００に用意されている継続時間１／２ｆは，０．１〜１００ｓの範囲である。しかし，内部抵抗マップ２００において継続時間１００ｓ以降の範囲が必要である場合には，この範囲を，さらに周波数ｆの低い交流電流を用いることで取得することができる。また，継続時間１００ｓ以降の範囲を，０．１〜１００ｓの範囲を基にした外挿により求めることも可能である。
【００７０】
また，図２に示す演算部２１は，メモリ２２，電流検出部３０，電圧検出部４０，温度検出部５０，冷却状態検出部６０からの情報を基に，組電池１０を構成する個々の二次電池１００のそれぞれのＳＯＣおよび内部温度を算出する。
【００７１】
演算部２１は，二次電池１００のうち，発熱源である蓄電部１２１の温度を推定する。詳細には，演算部２１は，図８に示すように，蓄電部１２１を複数の部分に分割し，その部分ごとの温度を推定することにより，二次電池１００の内部温度の分布を推定する。本形態においては，蓄電部１２１を，幅方向Ｘおよび厚さ方向Ｙにそれぞれ５分割している。すなわち，蓄電部１２１を蓄電部Ａ１〜Ａ２５の２５の部分に分割している。そして，演算部２１は，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれについて温度を推定する。
【００７２】
なお，本形態においては，蓄電部１２１を，幅方向Ｘおよび厚さ方向Ｙにそれぞれ５分割しているが，分割数はこれに限られるものではない。また，蓄電部１２１を，幅方向Ｘおよび厚さ方向Ｙのみに分割しているが，幅方向Ｘおよび厚さ方向Ｙに加え高さ方向Ｚに分割してもよい。
【００７３】
図９は，図８を上から見た時の蓄電部１２１である。前述したように，図９に示す蓄電部Ａ１の部分には，温度センサ５１が取り付けられている。そして，蓄電部Ａ１の部分は，蓄電部１２１のうち表面に位置する部分である。蓄電部１２１の内部に温度センサ５１を取り付けることは困難であるが，その表面であれば容易に取り付けることができるからである。なお，本形態の組電池１０においては，すべての二次電池１００の蓄電部Ａ１の部分に温度センサ５１が取り付けられている。
【００７４】
通信部２３は，演算部２１が算出した個々の二次電池１００のＳＯＣおよび内部温度の分布を，車両ＥＣＵ８０に伝達する。車両ＥＣＵ８０は，通信部２３より取得した個々の二次電池１００の情報に応じて，組電池１０を充電または放電させる。例えば，車両ＥＣＵ８０は，組電池１０の充電を，例えば車両１の走行中におけるエンジン３の回転の余力によって行う。また例えば，走行状態であった車両１が制動する場合において，その制動時に回生充電を行う。また，車両ＥＣＵ８０は，組電池１０からの放電を，例えば車両１を走行させるため，フロントモータ４およびリアモータ５が駆動される場合に行う。そして，車両ＥＣＵ８０は，組電池１０を構成する個々の二次電池１００について取得した内部温度に応じて，組電池１０を充放電させる。
【００７５】
［内部温度の推定方法］
本形態に係る二次電池システム６による，二次電池１００の内部温度の推定方法について図１０のフローチャートを用いて説明する。図２に示す二次電池システム６は，組電池１０を構成する個々の二次電池１００についてその内部温度の推定を，充電または放電が開始されるとともに所定時間ｔ毎にシミュレーションにより行っている。
【００７６】
以下においては，二次電池システム６による，あるｎ回目における内部温度の推定方法について説明する。ここで，以下に説明するｎ回目は，充放電が開始された後，第１回目を除いた２回目以降のことである。第１回目における二次電池１００の内部温度の推定方法については，ｎ回目の説明の後に説明する。
【００７７】
二次電池システム６は，所定時間ｔ毎に以下の処理を繰り返すことにより，ｎ回目の時刻における二次電池１００の内部温度を推定する。よって，充放電が開始された時刻からｎ回目の時刻までは，充放電がｎｔ時間の間継続されている。また，ｎ回目における二次電池１００の内部温度の推定は，図１０のフローチャートに示す手順により行われる。なお，本形態における所定時間ｔは，１ｓである。
【００７８】
そして，ｎ回目における二次電池システム６は，メモリ２２において，所定時間ｔ前の前回（ｎ−１回目）に算出した，二次電池１００ごとの前回ＳＯＣ（ｎ−１）を記憶している。加えてメモリ２２は，二次電池１００ごとのさらに蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれについて，前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）〜ＴｅＡ２５（ｎ−１）を記憶している。前回ＳＯＣ（ｎ−１）および前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）〜ＴｅＡ２５（ｎ−１）の記憶は，前回において，以下に述べるｎ回目の手順と同様の手順で算出されたものである。そして，これらの記憶は，後述するステップＳ１０８において，組電池１０を構成する個々の二次電池１００ごとに記憶されたものである。
【００７９】
まず，ｎ回目における二次電池システム６は，電流検出部３０，電圧検出部４０，温度検出部５０，冷却状態検出部６０のそれぞれにおいて，電流値Ｉ，電圧Ｖ，温度ＴＡ１，冷却状態Ｃを検出する（Ｓ１０１）。演算部２１は，各検出部が検出値を検出するとともにこれを受信する。
【００８０】
また，演算部２１は，ｎ回目における二次電池１００のＳＯＣ（ｎ）を算出する（Ｓ１０２）。ＳＯＣ（ｎ）は，所定時間ｔ間に変化したＳＯＣの変化量を，メモリ２２に記憶された前回ＳＯＣ（ｎ−１）に加算することにより算出される。そして，該ＳＯＣの変化量は，所定時間ｔ間の電流値Ｉを積算することにより算出される。
【００８１】
次に，演算部２１は，二次電池１００の蓄電部１２１を分割した蓄電部Ａ１〜Ａ２５のそれぞれについて，ｎ回目における推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）を算出する（Ｓ１０３）。また同時に，ｎ回目における二次電池１００の推定電圧Ｖｅ（ｎ）を算出する（Ｓ１０３）。
【００８２】
推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）の算出方法について説明する。推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）は，前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）〜ＴｅＡ２５（ｎ−１）にそれぞれ，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の所定時間ｔ間に変化した温度である変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５を加算することにより算出される。また，変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５は，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の所定時間ｔ間の充放電によるそれぞれの発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５を用いたシミュレーションを行うことにより算出される。
【００８３】
ここでは，発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５を代表して，蓄電部Ａ１の部分の発熱量ＱＡ１の算出方法について述べることとする。蓄電部Ａ１の部分の発熱量ＱＡ１は，所定時間ｔ間の蓄電部Ａ１の部分の内部抵抗ＲＡ１と電流値Ｉとにより算出される。具体的には，以下の式（２）を用いて算出される。
ＱＡ１＝ＲＡ１・Ｉ２・ｔ        （２）
【００８４】
内部抵抗ＲＡ１は，内部抵抗マップ２００を用いて求めることができる。詳細には，演算部２１は，まず，メモリ２２より，前回ＳＯＣ（ｎ−１），前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）を取得する。また，充放電が開始された時刻から前回（ｎ−１回目）の時刻までは，充放電が（ｎ−１）ｔ時間の間継続されている。よって，これを継続時間（ｎ−１）ｔとし，前回ＳＯＣ（ｎ−１）および前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）とともに，メモリ２２に記憶されている内部抵抗マップ２００に参照させ，蓄電部Ａ１の部分の内部抵抗ＲＡ１を求める。
【００８５】
また，演算部２１は，蓄電部Ａ１の部分の内部抵抗ＲＡ１と同様に，蓄電部Ａ２〜Ａ２５の部分のそれぞれの内部抵抗ＲＡ２〜内部抵抗ＲＡ２５についても求める。さらに，蓄電部Ａ１の部分の発熱量ＱＡ１と同様に，蓄電部Ａ２〜Ａ２５の部分のそれぞれの発熱量ＱＡ２〜ＱＡ２５についても算出する。
【００８６】
図１１は，充放電されている間の蓄電部１２１の温度の分布のイメージを表した図である。図１１においては，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のうち，温度が高い部分ほどハッチングを密に施している。すなわち，図１１に示すように，充放電中の蓄電部１２１においては，その中央に位置する部分の温度ほど高く，外周に近い部分の温度ほど低いのである。
【００８７】
これにより，前回温度ＴｅＡ１（ｎ−１）〜ＴｅＡ２５（ｎ−１）はそれぞれ異なる値である。つまり，それぞれ異なる前回温度を用いて求められた内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５は，図７において前述したように，それぞれ異なる値となる。よって，それぞれ異なる内部抵抗を用いて算出された発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５についても，それぞれ異なる値となる。すなわち，ｎ回目における蓄電部１２１の発熱量は一様ではなく，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分ごとに異なるのである。
【００８８】
さらに，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５はそれぞれ，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５に影響を与える。蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分はそれぞれ，互いに隣り合う部分同士において伝熱し合うからである。また，この伝熱の多くは，蓄電部１２１の内側に位置する部分から外側に位置する部分へと起きる。蓄電部１２１は，その外周より放熱するからである。
【００８９】
そこで，本形態の演算部２１は，変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５を，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５の相互の伝熱の影響を考慮しつつ算出する。詳細には，演算部２１は，変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５を，発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５を用い，メモリ２２に記憶された蓄電部１２１の熱伝導率の異方性に基づいたシミュレーションを行うことにより算出する。
【００９０】
さらに，変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５は，ファン１３による冷却の影響をも受ける。このため，演算部２１は，まず，冷却状態検出部６０より受信した組電池１０に流れる冷却風の吸気温度と排出温度との冷却状態Ｃより，冷却風が組電池１０の全体から吸熱した吸熱量を算出する。次に，組電池１０の全体からの吸熱量に二次電池１００ごとに異なる係数を乗じることにより，個々の二次電池１００ごとの吸熱量を算出する。本形態においては，二次電池１００ごとに異なる係数を，組電池１０のうち吸気口１１に近い二次電池１００ほど大きい値としている。吸気口１１に近い二次電池１００ほど，冷却風による冷却効果が大きいからである。そして，演算部２１は，変化温度ΔＴｅＡ１〜ΔＴｅＡ２５を，発熱量ＱＡ１〜ＱＡ２５および蓄電部１２１の熱伝導率の異方性とともに，冷却風による吸熱量を考慮したシミュレーションを行うことにより算出する。
【００９１】
次に，推定電圧Ｖｅの算出方法について説明する。推定電圧Ｖｅは，蓄電部１２１の内部抵抗Ｒと電流値Ｉとにより算出される。ここで，蓄電部１２１の内部抵抗Ｒは，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５を，並列に合成することにより算出された合成抵抗である。
【００９２】
次に，演算部２１は，温度ＴＡ１と推定温度ＴｅＡ１（ｎ）とを比較し，これらの差が予め定めた許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。また，電圧Ｖと推定電圧Ｖｅとを比較し，これらの差についても予め定めた許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００９３】
すなわち，少なくとも蓄電部Ａ１の部分の推定温度ＴｅＡ１（ｎ）と実際の温度ＴＡ１との差が大きい場合には，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のすべての信頼性が低いからである。また，推定電圧Ｖｅの算出には，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）の算出に用いた内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５を用いている。このため，電圧Ｖと推定電圧Ｖｅとを比較することにより，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）の算出に用いた内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５の値が信頼性の高い値であるか否かを判定することができるのである。そして，これらの比較により，ステップＳ１０３で算出した推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のすべてが，信頼性の高い値であるか否かの判定を行っているのである。
【００９４】
演算部２１は，温度ＴＡ１と推定温度ＴｅＡ１（ｎ）との差および電圧Ｖと推定電圧Ｖｅとの差の少なくとも一方が，それぞれの予め定めた許容範囲を超えていた場合（Ｓ１０４：Ｎｏ），これらの差に応じた補正を行う（Ｓ１０５）。具体的には，内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５の値，冷却風による二次電池１００ごとの吸熱量を，温度ＴＡ１と推定温度ＴｅＡ１（ｎ）との差分および電圧Ｖと推定電圧Ｖｅとの差分に応じた係数を乗じることにより補正する。そして，補正した内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５，吸熱量を用いることにより，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）および推定電圧Ｖｅを再度算出する。なお，ステップＳ１０５において内部抵抗ＲＡ１〜内部抵抗ＲＡ２５，吸熱量の補正に用いた係数は，これらに補正が必要な時にのみ変動する値であり，これらを最初に算出したステップＳ１０３においては初期値として１を用いている。このため，この係数についてステップＳ１０３においては述べていない。
【００９５】
一方，演算部２１は，温度ＴＡ１と推定温度ＴｅＡ１（ｎ）の差および電圧Ｖと推定電圧Ｖｅとの差のいずれもが，それぞれの予め定めた許容範囲内である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ），ステップＳ１０６の手順を行う。すなわち，ステップＳ１０３で算出した推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のすべての信頼性が高いと判定するのである。
【００９６】
次に，演算部２１は，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のいずれもが，予め定めた許容温度内か否かを判定する（Ｓ１０６）。演算部２１は，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のうち少なくとも１つの温度が許容温度を超えていた場合（Ｓ１０６：Ｎｏ），冷却状態制御部７０によりモータ１４を駆動させ，ファン１３による組電池１０の冷却を行う（Ｓ１０７）。またこの時には，車両ＥＣＵ８０に，二次電池１００の内部温度が許容温度を超えて高いことを，通信部２３を介して伝達する。そして，車両ＥＣＵ８０は，それ以上二次電池１００の内部温度が上昇しないよう，組電池１０に流れる電流を制限する（Ｓ１０７）。すなわち，車両ＥＣＵは，組電池１０の充放電を制限するのである。
【００９７】
演算部２１は，推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）のいずれもが予め定めた許容温度よりも低い場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ），この情報を車両ＥＣＵ８０に通信部２３を介して伝達する。そしてこの場合の車両ＥＣＵ８０は，組電池１０に流れる電流を制限することなく充放電を継続する。
【００９８】
その後，演算部２１は，ｎ回目において算出したＳＯＣ（ｎ）および推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）をメモリ２２に記憶させる（Ｓ１０８）。以上により，ｎ回目における二次電池１００の内部温度の推定を完了する。また，ｎ回目において算出したＳＯＣ（ｎ）および推定温度ＴｅＡ１（ｎ）〜ＴｅＡ２５（ｎ）の記憶は，次の所定時間ｔ後の次回（ｎ＋１回目）における二次電池１００の内部温度の推定に使用されることとなる。
【００９９】
次に，充放電が開始された後，第１回目における二次電池システム６による，二次電池１００の内部温度の推定方法について説明する。二次電池システム６は，充放電が開始された第１回目においても，前述したｎ回目における方法と同様の手順で二次電池１００の内部温度の推定を行う。
【０１００】
しかし，充放電が開始された第１回目においては，充放電が開始された時刻と前回（ｎ−１回目）の時刻とが同じであるため，継続時間（ｎ−１）ｔが０である。すなわち，継続時間０ｓは内部抵抗マップ２００に存在せず，これを用いて内部抵抗を求めることができない。よって，第１回目においては，継続時間０ｓに極めて近い代用値として，内部抵抗マップ２００の継続時間０．１ｓを用いることとしている。
【０１０１】
また，充放電が開始された第１回目においては，所定時間ｔ前の前回に算出した二次電池１００の前回ＳＯＣおよび蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれの前回温度が存在しない。そこで，充放電が開始された第１回目においては，前回ＳＯＣとして，前回の充放電時に最後に算出した二次電池１００のＳＯＣの記憶を用いる。
【０１０２】
また，二次電池システム６は，組電池１０の充放電が終了した後においても，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の推定温度がすべて環境温度と同じ温度になるまでこれを算出し続ける。よって，この間に再び組電池１０の充放電が開始された場合には，第１回目に用いる前回温度として，その直前の蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の推定温度を用いる。
【０１０３】
そして，前回の充放電が終了後，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の温度がすべて環境温度と同じ温度となった後に充放電が開始された場合には，第１回目に用いる前回温度として，充放電が開始された時の蓄電部Ａ１部分の温度ＴＡ１を用いる。この場合には，充放電が開始された時において，二次電池１００の内部温度は均一である。このため，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の前回温度をすべて充放電が開始された時の蓄電部Ａ１部分の温度ＴＡ１として，第１回目の二次電池１００の内部温度の推定を開始するのである。
【０１０４】
［効果の確認］
本発明者は，この発明の効果を，以下の実験により確認した。すなわち，実験用の二次電池１００を単独で放電させつつ，それぞれ異なる内部抵抗マップを用いた実施例および比較例１，２の内部温度の推定方法を比較する実験を行った。実施例および比較例１，２の内部温度の推定方法の手順はいずれも，図１０において前述した方法の手順と同じである。実施例および比較例１，２において異なるのは，ステップＳ１０３で用いる内部抵抗マップのみである。そして，それぞれ異なる内部抵抗マップを用いた実施例および比較例１，２の内部温度の推定方法により電圧および内部温度を推定し，これらをそれぞれ実際に検出した実測電圧および実測温度と比較した。
【０１０５】
また，二次電池１００を放電させる前の初期条件はいずれも，温度を０℃とし，ＳＯＣを６０％とした。さらに，二次電池１００を，満充電容量（Ａｈ）に対する電流値（Ａ）の比で表わされるＣレートが１０Ｃの電流で放電させた。
【０１０６】
ここにおいて，実施例１に用いた内部抵抗マップは，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係をすべて示した内部抵抗マップ２００（図５）である。これに対し，比較例１においては，図１２に示す，内部抵抗とＳＯＣとの関係のみを示した内部抵抗マップ３００を用いた。すなわち，比較例１においては，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の内部抵抗を求める際，二次電池１００が放電され始めてからの継続時間および温度の変化（図１２中ドットハッチングで示した部分）が考慮されないものを用いた。また，比較例２おいては，図１３に示す，内部抵抗と継続時間とＳＯＣとの関係のみを示した内部抵抗マップ４００を用いた。すなわち，比較例２においては，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の内部抵抗を求める際，二次電池１００が放電され始めてからの温度の変化（図１３中ドットハッチングで示した部分）が考慮されないものを用いた。
【０１０７】
本実験の結果を図１４および図１５に示す。図１４は，実験における継続時間と電圧との関係を示すグラフ図である。図１５は，実験における継続時間と内部温度との関係を示すグラフ図である。図１４および図１５においては，実施例の結果を実線で，比較例１の結果を破線で，比較例２の結果を一点鎖線で示している。二点鎖線は，図１４においては実測電圧を，図１５においては実測温度を示している。
【０１０８】
図１４に示すように，比較例１により推定される電圧は，継続時間が長くなるとともに，実測電圧よりも高くなっている。また，比較例２により推定される電圧は，継続時間が長くなるとともに，実測電圧よりも低くなっている。すなわち，比較例１，２により推定された電圧は，継続時間が長くなるとともに，実測電圧との誤差が大きくなっている。これに対し，実施例においては，継続時間が長くなっても，実測電圧と近い電圧が精度よく推定されている。
【０１０９】
また，図１５に示す内部温度はいずれも，蓄電部Ａ１３の部分の温度である。本実験において，蓄電部Ａ１３の部分の温度について比較したのは，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のうち，この部分が最も中央に位置する部分だからである。
【０１１０】
蓄電部１２１の表面に近い部分の温度は，用いる内部抵抗マップが異なるものであっても，比較的に精度よく推定することができる。蓄電部１２１の表面の一部分（本形態においては蓄電部Ａ１の部分）について実際の温度を検出（温度センサ５１）し，同じ部分の推定温度と比較して補正を行うからである。また，図１１に示すように，蓄電部１２１の表面に近い部分同士の温度差は小さいからである。
【０１１１】
一方，蓄電部１２１の中央に近い部分の推定温度ほど，実際の温度との差が大きくなりやすい。図１１に示すように，蓄電部１２１の中央に近い部分の温度ほど，表面の温度との差が大きいからである。よって，本実験においては，蓄電部１２１の最も中央に位置する蓄電部Ａ１３の部分の温度について比較を行っているのである。
【０１１２】
なお，本実験に用いた二次電池１００においては，蓄電部Ａ１３の実測温度を検出するため，この部分に温度センサを取り付けている。しかし，製品として製造する二次電池１００の蓄電部Ａ１３の部分には，温度センサ５１を取り付けることができない。蓄電部Ａ１３の部分に温度センサを取り付けることにより，二次電池１００のコストが大幅に増加してしまうからである。
【０１１３】
そして，図１５に示すように、比較例１により推定される温度は，継続時間が長くなるとともに，実測温度よりも低くなっている。また，比較例２により推定される温度は，継続時間が長くなるとともに，実測温度よりも高くなっている。すなわち，比較例１，２により推定される温度は，継続時間が長くなるとともに，実測温度との誤差が大きくなっている。これに対し，実施例においては，継続時間が長くなっても，実測温度と近い温度が精度よく推定されている。
【０１１４】
よって，本実験により，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係をすべて示した内部抵抗マップを用いることにより，二次電池の電圧と内部温度とを共に，精度良く推定できることが分かった。また，内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係のうち，継続時間や温度の変化を考慮しない内部抵抗マップを用いた場合には，これらを精度よく推定することができないことが分かった。内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度とは，それぞれが相互に影響するからである。すなわち，本実験においては検討していないが，ＳＯＣの変化を考慮しない内部抵抗マップを用いた場合においても，当然二次電池の電圧と内部温度とを共に精度良く推定することはできない。
【０１１５】
以上詳細に説明したように，本形態の二次電池システム６は，組電池１０とコントローラ２０とを備えている。また，コントローラ２０のメモリ２２には，予め交流インピーダンス法を用いて取得された二次電池１００の内部抵抗と継続時間とＳＯＣと温度との関係である内部抵抗マップ２００が記憶されている。そして，演算部２１は，組電池１０の充放電が開始されるとともに，蓄電部１２１を分割した蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分の内部抵抗をそれぞれ，内部抵抗マップ２００に基づいて求める。さらに，求めた内部抵抗を用いて蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれの発熱量を算出する。加えて，算出された発熱量と蓄電部１２１の熱伝導率の異方性と冷却による吸熱量とに基づいたシミュレーションを行い，蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれの推定温度を算出する。これにより，二次電池１００の内部温度である蓄電部Ａ１〜Ａ２５の部分のそれぞれの温度を，正確に推定することのできる二次電池の温度推定方法が実現されている。
【０１１６】
また，本形態の車両ＥＣＵ８０は，上記により正確に推定された二次電池１００の内部温度に応じて組電池１０の充放電を制御し，さらに組電池１０の冷却を行う。これにより，二次電池１００の性能を十分に発揮することのできる二次電池の制御方法が実現されている。
【０１１７】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本形態ではリチウムイオン二次電池について本発明を適用したが，その他の二次電池についても本発明を適用することができる。また例えば，本形態ではハイブリッド自動車について本発明を適用したが，プラグインハイブリッド自動車，電気自動車などのその他の車両についても本発明を適用することができる。また例えば，捲回型の電極体に限らず，捲回しないで負極板と正極板とを積層した積層型の電極体を有する二次電池にも適用することができる。
【０１１８】
また例えば，本形態においては，二次電池１００の内部温度を推定する時間間隔である所定時間ｔを１ｓとして説明したが，これに限るものではない。所定時間ｔは，予め用意した内部抵抗マップの継続時間のパラメーターの範囲内であればよい。本形態の内部抵抗マップ２００においては，１〜１００ｓの範囲内を１ｓ間隔で用意している。よって，内部抵抗マップ２００を用いる場合，所定時間ｔは，例えば２ｓであってもよいし１０ｓであってもよい。
【０１１９】
また例えば，本形態では，二次電池１００の蓄電部１２１のうち，蓄電部Ａ１の部分にのみ温度センサ５１を取り付けているが，これに限るものではない。すなわち，温度センサ５１は，蓄電部１２１の表面であればどこに取り付けられていてもよい。この場合には，図１０のステップＳ１０４において，温度センサ５１が取り付けられた部分の検出温度と推定温度との比較を行えばよい。また，温度センサ５１は，蓄電部１２１の表面に２箇所以上取り付けられていても良い。そしてこの場合には，さらに推定温度の精度を高くすることができる。
【０１２０】
また例えば，本形態では，組電池１０を構成するすべての二次電池１００の蓄電部Ａ１の部分に温度センサ５１を取り付けている。そして，二次電池１００の内部温度をそれぞれ，蓄電部Ａ１の部分について検出した温度ＴＡ１に基づいて個別に補正しているが，これに限るものではない。組電池においては，これを構成する二次電池の温度の分布の傾向を，予め実験などにより取得することができる。具体的には，本形態の組電池１０においては，吸気口１１より冷却風を取り込み，これを排出口１２より排出している。このため，吸気口１１に近い位置にある二次電池１００ほど低温となる傾向にある。この傾向を具体的に取得し得れば，組電池１０を構成する二次電池１００のうち，少なくとも１つの二次電池１００の蓄電部Ａ１の部分の温度ＴＡ１のみを検出すればよい。その温度ＴＡ１に基づいて，その他の二次電池１００を補正することができるからである。
【符号の説明】
【０１２１】
１００…二次電池
１２０…電極体
１２１…蓄電部
２００…内部抵抗マップ
【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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