(57)【要約】【課題】バッテリに対する要求電力が小さい場合でも、バッテリの昇温をより早く行う。【解決手段】バッテリ制御システムは、複数の電池セル１８が一方向に配列された状態に構成されるバッテリ１２と、各電池セル１８に対応してそれぞれ設けられ、各電池セル１８の電圧を昇圧して出力可能である複数のＤＣ/ＤＣコンバータ１４と、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１４の動作を制御することによって各電池セル１８に流れる電流を個別に制御する制御装置１６とを備える。各ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は互いに直列接続され、配列方向両端に位置する電池セル１８に対応した２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１４が電圧変換器４０に接続されている。制御装置１６は、複数の電池セル１８を発熱量大の電池セル１８と発熱量小の電池セル１８とに割振って、発熱量大の電池セル１８に発熱量小の電池セル１８よりも電流をより多く流すバッテリ昇温制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが一方向に配列された状態に構成されるバッテリと、
前記各電池セルに対応してそれぞれ設けられ、前記各電池セルの電圧を昇圧して出力可能である複数のＤＣ/ＤＣコンバータと、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータにそれぞれ含まれるスイッチング素子の動作を制御することによって前記各電池セルに流れる電流を個別に制御することができる制御装置と、を備えるバッテリ制御システムであって、
前記各ＤＣ／ＤＣコンバータは互いに直列接続されると共に、配列方向両端に位置する前記電池セルに対応した２つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータが電圧変換器に接続されており、
前記制御装置は、前記複数の電池セルを発熱量大の電池セルと発熱量小の電池セルとに割振って、前記発熱量大の電池セルに前記発熱量小の電池セルよりも電流をより多く流すバッテリ昇温制御を実行する、
バッテリ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが一方向に配列された状態に構成されるバッテリの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、リチウムイオン電池セルが直列接続されて構成されるリチウムイオン組電池において、各リチウムイオン電池セルにバイパス回路を介して昇圧コンバータをそれぞれ並列接続し、バイパス回路に設けられたバイパス用スイッチの動作を制御することにより、各リチウムイオン電池セルの電圧を個別に制御することが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ハイブリッド車両において、バッテリが低温状態にあるとき、バッテリに対する充放電を制御してバッテリ温度を昇温させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５４５９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されるリチウムイオン組電池において、上記特許文献２に記載されるように充放電制御を行ってバッテリ温度を昇温させることが考えられる。しかし、このリチウムイオン組電池が搭載されている車両の要求電力が小さい場合（例えば、停車状態、低速走行状態など）、バッテリに対する充放電電力が少ないために昇温速度が遅くなることが起きうる。
【０００６】
本発明の目的は、バッテリに対する要求電力が小さい場合でも、バッテリの昇温を早めることができるバッテリ制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバッテリ制御システムは、複数の電池セルが一方向に配列された状態に構成されるバッテリと、前記各電池セルに対応してそれぞれ設けられ、前記各電池セルの電圧を昇圧して出力可能である複数のＤＣ/ＤＣコンバータと、前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータにそれぞれ含まれるスイッチング素子の動作を制御することによって前記各電池セルに流れる電流を個別に制御することができる制御装置と、を備えるバッテリ制御システムであって、前記各ＤＣ／ＤＣコンバータは互いに直列接続されると共に、配列方向両端に位置する前記電池セルに対応した２つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータが電圧変換器に接続されており、前記制御装置は、複数の電池セル１８のうち一部の電池セル１８に電流をより多く流して、当該一部の電池セル１８の発熱量を増加させるバッテリ昇温制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るバッテリ制御システムによれば、バッテリに対する要求電力が小さい場合でも、バッテリを構成する全電池セルのうちの発熱量大に割振った電池セルに電流をより多く流すことで、当該電池セルの発熱量を電流の二乗比で増加させることができ、その結果、バッテリの昇温を早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）一実施形態のバッテリ制御システムの全体構成を示す図であり、（ｂ）は各リチウムイオン電池セル毎に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
【図２】制御装置で実行されるバッテリ昇温制御を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図２に示すバッテリ昇温制御が実行されたときの状態変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１１】
図１（ａ）は本実施形態のバッテリ制御システム１０の全体構成を示す図であり、図１（ｂ）は各リチウムイオン電池セル（以下、単に「電池セル」という）毎に設けられるＤＣ/ＤＣコンバータの構成例を示す図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、バッテリ制御システム１０は、バッテリ１２と、ＤＣ/ＤＣコンバータ１４と、制御装置１６とを備える。バッテリ制御システム１０は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電源システムとして好適に用いられる。
【００１３】
バッテリ１２は、複数の電池セル１８と、各電池セル１８間に挟まれたスペーサ部材２０とを含む。複数の電池セル１８は、各電池セル１８の厚み方向（矢印Ｘ方向）に並んで配列されている。以下では、矢印Ｘ方向を「配列方向Ｘ」ということがある。また、電池セル１８の数は、バッテリ１２に対する要求出力等に基づいて、適宜設定することができる。
【００１４】
電池セル１８は、扁平な直方体状をなす例えばアルミニウム製のケースの内部に、扁平形状の電極巻回体が電解質と共に収容されている。電極巻回体は、正極電極および負極電極がセパレータを介して巻回されている。正極電極を構成する正極活物質には、例えば、コバルト酸リチウムを用い、負極電極を構成する負極活物質には、例えば、カーボンを用いることができる。
【００１５】
電池セル１８のケースは、比較的広い２つの平坦な壁部を有しており、これらの壁部が厚み方向Ｘと直交する向きで配列されている。また、電池セル１８のケース上面には、正極端子２２及び負極端子２４がそれぞれ突出して設けられている。正極端子２２は、電池セル１８内の電極巻回体を構成する正極電極に電気的に接続されている。負極端子２４は、電池セル１８内の電極巻回体を構成する負極電極に電気的に接続されている。本実施形態では、各電池セル１８の正極端子２２は、電池セル１８の配列方向Ｘに並んで配置されている。各電池セル１８の負極端子２４についても同様に、電池セル１８の配列方向Ｘに並んで配置されている。
【００１６】
スペーサ部材２０は、電池セル１８のケースの比較的広い壁部を介して内部の電極巻回体に拘束荷重を作用させる機能を有する。スペーサ部材２０は、電池セル１８のケース間に挟持された状態に配置され、少なくとも一方のケース壁部に接着剤等によって固定されてもよい。また、スペーサ部材２０は、互いに平行に延伸する複数の溝部が形成されているのが好ましい。これらの溝部に冷媒を流すことによって、電池セル１８を冷却することができる。
【００１７】
また、本実施形態において、スペーサ部材２０は、良好な熱伝導性を有することが好ましく、例えば金属材料によって形成されるのが好適である。これにより、後述するように制御装置１６がバッテリ昇温制御を実行したとき、各電池セル１８間の伝熱性が向上し、バッテリ１２の全体に亘る昇温をより早く行うことができ、電池セル１８間の均熱化にも効果的である。
【００１８】
なお、本実施形態では各電池セル１８間にスペーサ部材２０を配置した例について説明するが、これに限定されるものではなく、スペーサ部材２０を省略して各電池セル１８のケース壁部同士が直に接触して配置されてもよい。このようにすれば、各電池セル１８間での伝熱性がより良好になり、バッテリ１２全体の昇温に有効である。また、スペーサ部材２０は、例えば樹脂成形品によって形成されてもよく、この場合、熱伝導性を改善するために金属粉等の粒子を樹脂材料中に混合してもよい。
【００１９】
バッテリ１２の配列方向Ｘ両端には、一対のエンドプレート２６ａ，２６ｂが配置されている。各エンドプレート２６ａ，２６ｂの上端面および下端面には、各２本の拘束バンド２８がそれぞれ取り付けられている。各拘束バンド２８は、それぞれ配列方向Ｘに沿って延伸している。各拘束バンド２８の両端部は、図示しないボルト等の締結部材によってエンドプレート２６ａ，２６ｂに締結されている
【００２０】
エンドプレート２６ａ，２６ｂおよび拘束バンド２８を用いることにより、複数の電池セル１８に対して、初期拘束荷重を与えることができる。初期拘束荷重は、配列方向Ｘにおける両側から各電池セル１８を押さえ付ける力であり、バッテリ１２が組み立てられた際に付与される拘束荷重である。なお、複数の電池セル１８に対して拘束荷重を与える構造は、図１（ａ）に示す構造に限るものではない。例えば、拘束バンド２８の形状、本数、配置位置等は、適宜変更することができる。
【００２１】
バッテリ１２には、図示しない温度センサ、電流センサ、電圧センサ等が設けられている。これらのセンサによって検出されるバッテリ温度Ｔｂ、各電池セルの電圧Ｖｃ及び電流Ｉｃは、バッテリ情報１３として制御装置１６に送信される。制御装置１６は、これらの情報に基づいて、バッテリ１２全体のＳＯＣを監視及び制御するとともに、各電池セル１８毎のＳＯＣも監視及び制御できる。
【００２２】
ＤＣ/ＤＣコンバータ１４は、各電池セル１８に対応して同数だけ設けられている。図１（ｂ）に示すように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１４は２つのバッテリ側端子１９ａ，１９ｂを有する。各バッテリ側端子１９ａ，１９ｂは、対応する電池セル１８の正極端子２２及び負極端子２４にそれぞれ接続されている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のバッテリ制御システム１０は、インバータ４０に接続されている。インバータ４０は、バッテリ１２からＤＣ/ＤＣコンバータ１４を介して供給される直流電圧を交流電圧に変換する電力変換器である。インバータ４０によって変換された交流電圧は、回転電機４２に供給される。これにより、回転電機４２が回転駆動され、車両走行用動力を出力することができる。回転電機４２には、例えば三相同期型モータを好適に用いることができる。車両の減速時等に回転電機４２によって発電された交流電圧は、インバータ４０によって交流から直流に変換され、必要に応じてＤＣ/ＤＣコンバータ１４で降圧してバッテリ１２に充電することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では電池セル１８及びＤＣ／ＤＣコンバータ１４を含むバッテリ制御システム１０がインバータ４０に接続される例について説明するが、これに限定されるものではなく、例えば２００ボルトのバッテリ電圧を７００ボルト等の大電圧に昇圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）を介してインバータ４０に接続されてもよい。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１４は、正極出力端子３０ａ及び負極出力端子３０ｂを有する。図１（ａ）に示すように、バッテリ１２の配列方向Ｘの一端部に位置する電池セル１８に対応するＤＣ/ＤＣコンバータ１４の正極出力端子３０ａは、インバータ４０に接続されている。当該ＤＣ/ＤＣコンバータ１４の負極出力端子３０ｂは、配列方向Ｘに隣り合う電池セル１８に対応するＤＣ/ＤＣコンバータ１４の正極出力端子３０ａに接続されている。
【００２６】
バッテリ１２において配列方向Ｘの両端以外に位置する電池セル１８にそれぞれ対応するＤＣ/ＤＣコンバータ１４では、正極出力端子３０ａが配列方向Ｘの一方側に隣接する電池セル１８に対応するＤＣ/ＤＣコンバータ１４の負極出力端子３０ｂに接続され、負極出力端子３０ｂが配列方向Ｘの他方側に隣接する電池セル１８に対応するＤＣ/ＤＣコンバータ１４の正極出力端子３０ａに接続されている。そして、バッテリ１２の配列方向Ｘの他端部に位置する電池セル１８に対応する負極出力端子３０ｂは、インバータ４０に接続されている。このようにして各ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、互いに直列接続された状態で、インバータ４０に接続されている。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１４は、リアクトル３２、第１スイッチング素子３４、第２スイッチング素子３６及びコンデンサ３８を有する。リアクトル３２は、一端がバッテリ側端子１９ａに接続され、他端が第１スイッチング素子３４の一端に接続されている。そして、第１スイッチング素子３４の一端が正極出力端子３０ａに接続されている。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４において、他方のバッテリ側端子１９ｂと負極出力端子３０ｂとの間は負極ライン３１ｂによって接続されている。また、第２スイッチング素子３６の一端はリアクトル３２及び第１スイッチング素子３４の中間位置において正極ライン３１ａに接続され、第２スイッチング素子３６の他端は負極ライン３１ｂに接続されている。さらに、コンデンサ３８の一端は第１スイッチング素子３４の他端と正極出力端子３０ａとの間で正極ライン３１ａに接続され、コンデンサ３８の他端は負極ライン３１ｂに接続されている。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、制御装置１６から送信される制御信号に応じて第１スイッチング素子３４及び第２スイッチング素子３６がオン・オフ動作することにより、電池セル１８の電圧を昇圧して出力する電圧変換器として機能する。具体的には、第１スイッチング素子３４及び第２スイッチング素子３６を交互にオン動作させることによって昇圧動作を行うことができる。また、回転電機４２によって発電された電力がバッテリ１２に充電されるとき、第２スイッチング素子３６をオフ状態に維持しながら、第１スイッチング素子３４を所定の時間周期で繰り返しオン動作させることにより、電池セル１８の充電に適した直流電圧に降圧することができる。
【００３０】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、第１及び第２スイッチング素子３４，３６のオン・オフ動作を制御することによって、電池セル１８に流れる電流を制御する機能を有する。具体的には、電池セル１８の放電時を考えると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の入力である電池セル１８の電流Ｉｃ及び電圧Ｖｃとし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力である電流Ｉｏｕｔ及び電圧Ｖｏｕｔとしたとき、Ｖｃ・Ｉｃ＝Ｖｏｕｔ・Ｉｏｕｔ（式１）の関係が成立し、この式１からＩｃ＝（Ｖｏｕｔ／Ｖｃ）・Ｉｏｕｔ（式２）を導くことができる。この式２から、Ｖｏｕｔの設定によって電池セル１８から供給される電流Ｉｃを各電池セル１８毎に独立して制御可能であることが判る。より詳しくは、所定制御期間中における第１スイッチング素子３４のオンデューティ比を小さく設定してＶｏｕｔを増加させることで、電池セル１８から流れ出る電流Ｉｃを低下させることができる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、第１スイッチング素子３４のオン期間中に第２スイッチング素子３６をオン動作させることによって、負極ライン３１ｂから正極ライン３１ａ（充電の場合には正極ライン３１ａから負極ライン３１ｂ）にバイパス電流Ｉｂｐを流すことができる。この場合、当該電池セル１８は、充放電電流が第２スイッチング素子３６を介してバイパスされることで、放電も充電もされない無負荷状態とすることができる。
【００３１】
上述したように、本実施形態のバッテリ制御システム１０では、各電池セル１８に対応してＤＣ／ＤＣコンバータ１４が設けられ、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ１４に含まれる第１及び第２スイッチング素子３４，３６をオン・オフ制御することによって、電池セル１８の充放電を個別に制御することができる。その結果、バッテリ１２を構成する各電池セル１８についてＳＯＣを独立して制御することが可能になっている。
【００３２】
制御装置１６は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）及び記憶装置を含むマイクロコンピュータによって好適に構成される。制御装置１６は、バッテリ１２から送信されるバッテリ情報（温度、電流及び電圧の少なくとも１つ）１３に基づいて、後述するバッテリ昇温制御を実行する。このバッテリ昇温制御は、主としてソフトウエアによる処理で実行されるが、一部をハードウエアによって実現されてもよい。
【００３３】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態のバッテリ制御システム１０におけるバッテリ昇温制御について説明する。図２は、制御装置１６で実行されるバッテリ昇温制御を示すフローチャートである。図２に示すバッテリ昇温制御は、バッテリ温度Ｔｂが所定値未満である場合に実行され、例えば、バッテリ温度Ｔｂが昇温制御開始から所定温度だけ上昇したときに終了することができる。
【００３４】
図２を参照すると、制御装置１６は、まずステップＳ１０において、バッテリ１２を構成する電池セル１８の１つ（または単セル）当たりの放電制限マージン及び充電制限マージンを設定する。これらの各マージンは、バッテリ１２全体の放電制限値及び充電制限値やＳＯＣ等に応じて適宜に設定される。このようなマージンを設定するのは、バッテリ１２の昇温制御に用いる電力範囲を制限することによって、バッテリ１２を構成する各電池セル１８の劣化を抑制するためである。
【００３５】
次に、制御装置１６は、ステップＳ１２において、単セル当たりの昇温用許容放電制限値（以下、「セル放電制限値」という）Ｗｏｕｔ及び昇温用許容充電制限値（以下、「セル充電制限値」という）Ｗｉｎを算出する。これらの各値は、バッテリ１２全体の放電制限値及び充電制限値を電池セル数でそれぞれ除算して算出することができる。
【００３６】
続いて、制御装置１６は、ステップＳ１４において、バッテリ制御システム１０が搭載された車両の要求電力Ｐ＊が０ｋｗより大（すなわち正）で且つセル放電制限値Ｗｏｕｔ×全セル数より小さいか否か、又は、要求電力Ｐ＊が０ｋｗより小（すなわち負）で且つＰ＊の絶対値がセル充電制限値Ｗｉｎ×全セル数より小さいか否かを判定する。ここでは、上記マージンを見込んで減少させたセル放電制限値Ｗｏｕｔ及びセル充電制限値Ｗｉｎを用いて、バッテリ１２全体として車両要求電力Ｐ＊を賄えるか否かを判断している。この判定で用いられる車両要求電力Ｐ＊は、バッテリ１２からの放電が「正」、バッテリ１２に対する充電が「負」に設定されている。また、車両要求電力Ｐ＊は、アクセル開度、車速等に基づいて、車両全体の制御を司る上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって算出されたものを用いることができる。
【００３７】
上記ステップＳ１４において否定判定された場合、すなわち、減少させたセル放電制限値Ｗｏｕｔ又はセル充電制限値Ｗｉｎでは車両要求電力Ｐ＊を賄えない場合、制御装置１６は、バッテリ１２の充放電による昇温を行うことなく、処理を終了する。この場合には、バッテリ１２の昇温よりも車両動作性が優先されることになる。
【００３８】
他方、上記ステップＳ１４において肯定判定された場合、制御装置１６は、続くステップＳ１６において、バッテリ１２を構成する複数の電池セル１８について、発熱量大の電池セル１８と発熱量小の電池セル１８との割振りを行う。具体例としては、発熱量大の電池セル１８と発熱量小の電池セル１８とを配列方向Ｘに関して交互に設定することができる。このようにすれば、発熱量大の電池セル１８から発熱量小の電池セル１８への伝熱が効率良く行われて、バッテリ昇温を早めることができる。あるいは、電池セル１８毎の温度を検出している場合には、セル温度が比較的低い電池セル１８を発熱量大の電池セル１８として設定してもよい。この場合、セル温度が低いことで内部抵抗が高くなっているため、後述するように電流をより多く流すことによって発熱量がより大きくなり、その結果、バッテリ昇温を早めることができる。
【００３９】
続いて、制御装置１６は、ステップＳ１８において、車両要求電力Ｐ＊が０ｋｗより大きいか否か、すなわち、放電指令値（正）か否かを判定する。そして、車両要求電力Ｐ＊が放電指令値である場合にはステップＳ２０に進み、充電指令値である場合にはステップＳ２２に進む。
【００４０】
上記ステップＳ１８において肯定判定された場合、制御装置１６は、ステップＳ２０において、車両要求電力Ｐ＊が、発熱量大の電池セル１８の数×セル放電制限値Ｗｏｕｔよりも小さいか否かを判定する。ここでは、上記ステップＳ１６において発熱量大に設定した電池セル１８だけで車両要求電力Ｐ＊を賄えるか否かを判断している。
【００４１】
そして、制御装置１６は、上記ステップＳ２０で肯定判定された場合、すなわち、発熱量大に設定した電池セル１８だけで車両要求電力Ｐ＊を賄える場合、続くステップＳ２４において、車両要求電力Ｐ＊を発熱量大の電池セル数で除算した値を発熱量大の電池セル１８の目標電力として設定する。他方、上記ステップＳ２０で否定判定された場合、制御装置１６は、続くステップＳ２６において、セル放電制限値Ｗｏｕｔを発熱量大の電池セル１８の目標電力として設定する。
【００４２】
次に、制御装置１６は、ステップＳ３２において、上記ステップＳ２４，Ｓ２６で設定された発熱量大の電池セル１８の目標電力を用いて、発熱量小の電池セル１８の目標電力を設定する。より詳しくは、発熱量小の電池セル１８の目標電力は、車両要求電力Ｐ＊から発熱量大の目標電力×セル数を減算した値を発熱量小のセル数で除算して算出される。ここで、上記ステップＳ２４において肯定判定された場合には、発熱量大の電池セル１８からの放電だけで車両要求電力Ｐ＊を賄うことができるため、発熱量小の電池セル１８の目標電力は「０」に設定される。すなわち、発熱量小の電池セル１８については、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の第２スイッチング素子３６（図１参照）がオンされて無負荷状態とされる。
【００４３】
上記ステップＳ１８において否定判定された場合、すなわち、車両要求電力Ｐ＊が充電指令値である場合、続くステップＳ２２において車両要求電力Ｐ＊を発熱量大の電池セル１８だけで賄えるか否かを判定する。そして、ステップＳ２２で肯定判定されると、制御装置１６は、車両要求電力Ｐ＊を発熱量大の電池セル１８だけに分配して目標電力を設定するともに、続くステップＳ３２において発熱量小の目標電力を「０」に設定する。他方、ステップＳ２２で否定判定された場合には、制御装置１６は、ステップＳ３０において発熱量大の電池セル１８の目標電力をセル充電制限値Ｗｉｎに設定するとともに、ステップＳ３２において発熱量大の電池セル１８だけでは足りない充電電力を発熱量小の電池セル１８の目標電力として分配する。これらのステップＳ２２，Ｓ２８及びＳ３０は、車両要求電力Ｐ＊が放電指令値である場合の上記ステップＳ２０，Ｓ２４及びＳ２６と実質的に同一である。
【００４４】
上記のようにして発熱量大の電池セル１８及び発熱量小の電池セル１８の目標電力がそれぞれ設定されると、制御装置１６は、各目標電力が放電又は充電されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の動作（すなわち、第１及び第２スイッチング素子３４，３６のデューティ比）を制御する。
【００４５】
その結果、発熱量大の電池セル１８には、発熱量小の電池セル１８（あるいは、充放電されない無負荷状態の電池セル１８）と比べて、より多くの電流が流れる。このように電流がより多く流れると、発熱量大の電池セル１８では、発熱量Ｑ＝セル内部抵抗Ｒ×セル電流Ｉｃ2で表されるように、セル電流Ｉｃの二乗で発熱量が大きくなる。そして、発熱量大の電池セル１８から発熱量小の電池セル１８に伝熱することによって、発熱量小の電池セル１８の昇温も早くなる。したがって、本実施形態のバッテリ制御システム１０によれば、バッテリ１２を構成する各電池セル１８に対して均等に充放電を行う場合に比べて、バッテリ１２全体に亘って昇温をより早く行うことができる。
【００４６】
図３（ａ）〜（ｅ）は、図２を参照して上述したバッテリ昇温制御が実行されたときの状態変化を示すタイムチャートである。図３（ａ）はバッテリ１２の昇温要求の有無を示し、図３（ｂ）は車両の要求電力Ｐ＊の状態を示し、図３（ｃ）は発熱量大の電池セル１８の目標電力を示す。図３（ｄ）は発熱量小の目標電力を示し、図３（ｅ）はバッテリ温度Ｔｂの変化を示す。また、図３（ａ）〜（ｅ）において、横軸は時間を表している。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、時間ｔ１において、バッテリ温度Ｔｂが所定値未満であることが検出されると、バッテリ１２の昇温要求有りのフラグが立てられる。なお、バッテリ温度Ｔｂが上記所定値よりも予め定められた温度幅だけ昇温した場合に、バッテリ１２の昇温要求フラグを解除することができる。
【００４８】
図３（ｂ）は、理解を容易にするために車両の要求電力Ｐ＊が一定である場合を例示する。
【００４９】
図３（ｃ）に示すように、バッテリ１２の昇温要求があると、発熱量大の電池セル１８の目標電力は、図２に示したステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２８及びＳ３０で設定された値に変更される。すなわち、バッテリ昇温用に目標電力がより高く設定され、それにより発熱量大の電池セル１８に流れる電流がより多くなる。
【００５０】
これに対し、図３（ｄ）に示すように、発熱量小の電池セル１８では、時間ｔ１において目標電力が低下し、これにより発熱量小の電池セル１８を流れる電流が少なくなる。すなわち、トータル電流を変えることなく、発熱量大の電池セル１８と発熱量小の電池セル１８とが設定される。
【００５１】
その結果、図３（ｅ）に示すように、各電池セル１８に対して均等に充放電を行う従来セル（細破線）に比べて、発熱量大の電池セル１８がより早く昇温し、発熱量小の電池セル１８についても発熱量大の電池セル１８からの伝熱によってより早く昇温する。したがって、車両が停車状態や低速走行状態等であってバッテリ１２に対する要求電力Ｐ＊が小さい場合でも、各電池セル１８ひいてはバッテリ１２全体の昇温をより早く行うことができる。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項及びその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  バッテリ制御システム、１２  バッテリ、１３  バッテリ情報、１４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６  制御装置、１８  リチウムイオン電池セル、１９ａ，１９ｂ  バッテリ側端子、２０  スペーサ部材、２２  正極端子、２４  負極端子、２６ａ，２６ｂ  エンドプレート、２８  拘束バンド、３０ａ  正極出力端子、３０ｂ  負極出力端子、３１ａ  正極ライン、３１ｂ  負極ライン、３２  リアクトル、３４  第１スイッチング素子、３６  第２スイッチング素子、３８  コンデンサ、４０  インバータ、４２  回転電機、Ｘ  厚み方向又は配列方向。
【図１】
2017111968.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017111968.tif 000005