JP7306795B2

JP7306795B2 - battery system

Info

Publication number: JP7306795B2
Application number: JP2018073783A
Authority: JP
Inventors: 一志赤松; 広規田代; 哲也渡邊
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2038-04-06
Also published as: JP2019185976A

Description

本開示は、電池システムに関し、特に、単電池の一方向から単電池を冷却するように構成された冷却装置を備える電池システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to battery systems, and more particularly to battery systems that include a cooling device configured to cool a cell from one direction of the cell.

特許第５２２３９２０号公報（特許文献１）は、電池の充放電制御装置を開示する。この充放電制御装置では、リチウムイオン二次電池からなるバッテリの負極電位がリチウム基準電位まで低下しないように、バッテリへの入力許可電力が調整される。これにより、負極における金属リチウムの析出が抑制され、電池の保護が図られている（特許文献１参照）。 Japanese Patent No. 5223920 (Patent Document 1) discloses a battery charge/discharge control device. In this charge/discharge control device, the allowable power input to the battery is adjusted so that the negative electrode potential of the battery made of the lithium ion secondary battery does not drop to the lithium reference potential. This suppresses deposition of metallic lithium on the negative electrode, thereby protecting the battery (see Patent Document 1).

特許第５２２３９２０号公報Japanese Patent No. 5223920

複数の単電池（以下、単電池は「セル」とも称される。）が積層されて構成される組電池を、セルの積層方向に沿う一面（たとえば組電池の下方）から冷却装置によって各セルを冷却する冷却方式が検討されている。以下では、一般性を損なうことなく、複数のセルが水平方向に積層され、組電池の下方に設けられる冷却装置によって各セルが下方から冷却されるものとして説明する。 A battery pack composed of a plurality of stacked single cells (hereinafter also referred to as “cells”) is cooled from one side along the cell stacking direction (for example, below the battery pack) by a cooling device. A cooling method for cooling the Without loss of generality, the following description assumes that a plurality of cells are stacked horizontally and each cell is cooled from below by a cooling device provided below the assembled battery.

このような冷却方式では、各セルは一方向（下方）から冷却されるため、セル内において冷却装置による冷却効果にばらつきが生じる。具体的には、冷却装置に近いセル下方においては、冷却装置による冷却効果は相対的に大きく、冷却装置から遠いセル上方においては、冷却装置による冷却効果は相対的に小さい。このため、セル内において劣化度合いにばらつきが生じ、その結果、セル内において電流のばらつきが発生する。したがって、セルへの入力電流（或いは入力電力）を制限しても、セル内で相対的に電流の大きい部位において電流が制限値を超えてしまい、たとえば、リチウムイオン二次電池において負極にリチウム金属が析出してしまう等の問題が発生する可能性がある。 In such a cooling method, each cell is cooled from one direction (downward), so the cooling effect of the cooling device varies within the cell. Specifically, the cooling effect of the cooling device is relatively large below the cell close to the cooling device, and the cooling effect of the cooling device is relatively small above the cell far from the cooling device. Therefore, the degree of deterioration varies within the cell, and as a result, the current varies within the cell. Therefore, even if the input current (or input power) to the cell is limited, the current exceeds the limit value at a portion of the cell where the current is relatively large. There is a possibility that problems such as precipitation of will occur.

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、セルの一方向からセルを冷却するように構成された冷却装置を備える電池システムにおいて、セルを適切に保護することである。 The present disclosure has been made to solve such problems, and an object of the present disclosure is to appropriately protect cells in a battery system including a cooling device configured to cool the cells from one direction. It is to be.

本開示における電池システムは、セルと、セルの一方向からセルを冷却するように構成された冷却装置と、セルへの入力電流又は入力電力を所定値以下に制限する入力制限制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、セルの劣化に伴ない生じるセル内の抵抗のばらつきを推定し、冷却装置の非作動時に、抵抗のばらつきによるセル内の電流のばらつきを用いて上記入力制限制御を実行する。 A battery system according to the present disclosure comprises a cell, a cooling device configured to cool the cell from one direction, and an input limit control that limits the input current or input power to the cell to a predetermined value or less. and a device. The control device estimates a variation in resistance within the cell caused by deterioration of the cell, and executes the above-described input limiting control using a variation in current within the cell due to the variation in resistance when the cooling device is not in operation.

この電池システムでは、セルは、冷却装置によってセルの一方向から冷却される。そのため、セル内において、冷却装置から遠い部位では、冷却装置に近い部位よりも相対的に冷却効果が小さいために劣化が進行し、相対的に抵抗が高くなる。すなわち、セルの劣化に伴なってセル内に抵抗のばらつきが生じる。そこで、この電池システムにおいては、セルの劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつきが推定される。そして、セル内の温度ばらつきが小さい冷却装置の非作動時に、推定された抵抗ばらつきによるセル内の電流のばらつきを考慮して入力制限制御が実行される。これにより、たとえば、セル内の電流ばらつきからセル内での最大電流を推定し、その推定されたセル内最大電流が制限値を超えないようにセルへの入力電流又は入力電力を制御することができる。したがって、この電池システムによれば、セルを適切に保護することができる。 In this battery system, the cells are cooled from one direction by the cooling device. Therefore, in the cell, a portion far from the cooling device has a relatively smaller cooling effect than a portion close to the cooling device, so deterioration progresses and the resistance becomes relatively high. That is, resistance variations occur within the cell as the cell deteriorates. Therefore, in this battery system, the variation in resistance within the cell caused by deterioration of the cell is estimated. Then, when the cooling device with a small temperature variation in the cell is not in operation, the input limit control is executed in consideration of the current variation in the cell due to the estimated resistance variation. As a result, for example, the maximum current in the cell can be estimated from the current variation in the cell, and the input current or power input to the cell can be controlled so that the estimated maximum current in the cell does not exceed the limit value. can. Therefore, according to this battery system, the cells can be appropriately protected.

本開示における電池システムによれば、セルの一方向からセルを冷却するように構成された冷却装置を備える電池システムにおいて、セルを適切に保護することができる。 According to the battery system of the present disclosure, the cells can be appropriately protected in the battery system including the cooling device configured to cool the cells from one direction.

本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された電動車両の構成を概略的に示した図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle equipped with a battery system according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図１に示す冷却装置の配置構成の一例を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the arrangement configuration of the cooling device shown in FIG. 1; セル内における冷却装置による冷却効果のばらつきを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining variation in cooling effect of a cooling device in a cell; セルにおける抵抗分布を概略的に示す図である。FIG. 4 schematically shows a resistance distribution in a cell; セルの新品時と劣化が進んだ後とにおける抵抗分布及び電流分布を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining resistance distribution and current distribution when the cell is new and after deterioration has progressed; セルの劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつきβを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a resistance variation β within a cell that occurs as the cell deteriorates; セル内の抵抗ばらつきβの推定に用いられるマップである。4 is a map used for estimating resistance variation β within a cell. セル内の部位毎の温度と抵抗とを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing temperature and resistance for each part in the cell; セル内の温度ばらつきにより生じるセル内の抵抗ばらつきを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing resistance variations within a cell caused by temperature variations within the cell. セル内の抵抗ばらつきαの推定に用いられるマップである。4 is a map used for estimating resistance variation α within a cell. 電池ＥＣＵにより実行される入力制限制御の処理手順の一例を説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an example of a processing procedure of input restriction control executed by a battery ECU; 冷却装置の冷媒温度の推移を示した図である。It is the figure which showed transition of the refrigerant|coolant temperature of a cooling device.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

＜電池システムの構成＞
図１は、本開示の実施の形態に従う電池システムが搭載された電動車両の構成を概略的に示した図である。なお、以下では、電動車両が電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））である場合について代表的に説明するが、本開示に従う電池システムは、ＥＶに搭載されるものに限定されず、ハイブリッド車両（ＨＶ（Hybrid Vehicle））やプラグインＨＶ等に搭載されてもよく、さらには車両以外の用途にも適用可能である。 <Configuration of battery system>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an electric vehicle equipped with a battery system according to an embodiment of the present disclosure. In the following, a case where the electric vehicle is an electric vehicle (EV (Electric Vehicle)) will be described as a representative example, but the battery system according to the present disclosure is not limited to being installed in an EV, (Hybrid Vehicle)), a plug-in HV, etc., and can also be applied to applications other than vehicles.

図１を参照して、電動車両１は、電池パック１０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する。）１２０と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor Generator）」と称する。）１３０と、駆動軸１４０と、駆動輪１５０と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６０とを備える。 Referring to FIG. 1, an electric vehicle 1 includes a battery pack 10, a power control unit (hereinafter referred to as "PCU (Power Control Unit)") 120, and a motor generator (hereinafter referred to as "MG (Motor Generator)"). ) 130 , a drive shaft 140 , a drive wheel 150 and a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 160 .

電池パック１０は、組電池１２と、冷却装置１４と、センサユニット１６と、電池ＥＣＵ３０とを含む。組電池１２は、直列接続された複数のセルを含んで構成される。組電池１２は、直列接続された複数のセルブロックを含むとともに、各セルブロックが並列接続された複数のセルを含んで構成されてもよい。 Battery pack 10 includes an assembled battery 12 , a cooling device 14 , a sensor unit 16 and a battery ECU 30 . The assembled battery 12 includes a plurality of cells connected in series. The assembled battery 12 may include a plurality of cell blocks connected in series and a plurality of cells in which each cell block is connected in parallel.

各セルは、代表的にはリチウムイオン二次電池であり、以下では、各セルがリチウムイオン二次電池であるものとするが、ニッケル水素二次電池等の他の電池であってもよい。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池の他、固体の電解質を用いた所謂全固体電池も含み得る。 Each cell is typically a lithium-ion secondary battery, and hereinafter, each cell is assumed to be a lithium-ion secondary battery, but may be another battery such as a nickel-hydrogen secondary battery. Lithium-ion secondary batteries are secondary batteries that use lithium as a charge carrier, and may include so-called all-solid-state batteries that use a solid electrolyte in addition to general lithium-ion secondary batteries that use a liquid electrolyte.

組電池１２は、ＭＧ１３０を駆動するための電力を蓄えており、ＰＣＵ１２０を通じてＭＧ１３０へ電力を供給することができる。また、組電池１２は、車両の制動時や下り坂走行時等にＭＧ１３０が発電（回生発電）する電力を、ＰＣＵ１２０を通じて受けて充電される。なお、特に図示していないが、組電池１２は、車両外部の電源により組電池１２を充電するための充電装置を用いて、上記電源により充電可能である。 Battery pack 12 stores power for driving MG 130 and can supply power to MG 130 through PCU 120 . Also, the assembled battery 12 is charged by receiving power generated (regenerative power generation) by the MG 130 through the PCU 120 when the vehicle is braking or traveling downhill. Although not shown, the assembled battery 12 can be charged by the power source described above using a charging device for charging the assembled battery 12 with a power source outside the vehicle.

冷却装置１４は、組電池１２を構成する各セルを冷却するように構成される。冷却装置１４は、その内部に冷媒を流すことによってセルを冷却する。冷媒には、たとえば、電動車両１のエアコン（図示せず）に用いられる冷媒を用いることができる。冷却装置１４は、温度に応じて作動／非作動（停止）が切替えられ、たとえば、セルの温度がしきい値以上になると作動し、セルの温度がしきい値未満のときは非作動（停止）となる。なお、冷却装置１４の配置構成については、後ほど図２で説明する。 The cooling device 14 is configured to cool each cell that constitutes the assembled battery 12 . Cooling device 14 cools the cells by flowing a coolant therein. As the refrigerant, for example, the refrigerant used in the air conditioner (not shown) of electric vehicle 1 can be used. The cooling device 14 is switched between operation/non-operation (stop) according to the temperature. ). The layout configuration of the cooling device 14 will be described later with reference to FIG.

センサユニット１６は、電圧センサ１８と、電流センサ２０と、温度センサ２２とを含んで構成される。電圧センサ１８は、セル毎の電圧Ｖｂｉを検出する。電流センサ２０は、組電池１２に流れる電流Ｉｂを検出する。温度センサ２２は、セルの温度Ｔｂを検出する。温度センサ２２は、隣接する複数（たとえば数個）のセルを纏まった温度監視単位として所定のセルの温度を検出するものであってもよいし、セル毎に温度を検出するものであってもよい。そして、各センサの検出値は、電池ＥＣＵ３０へ送信される。 The sensor unit 16 includes a voltage sensor 18 , a current sensor 20 and a temperature sensor 22 . A voltage sensor 18 detects a voltage Vbi for each cell. A current sensor 20 detects a current Ib flowing through the assembled battery 12 . A temperature sensor 22 detects a cell temperature Tb. The temperature sensor 22 may detect the temperature of a predetermined cell as a temperature monitoring unit in which a plurality of (for example, several) adjacent cells are collected, or may detect the temperature of each cell. good. Then, the detected value of each sensor is transmitted to battery ECU 30 .

電池ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory））と、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される（いずれも図示せず）。電池ＥＣＵ３０は、センサユニット１６の各センサから受ける信号並びにメモリに記憶されたプログラム及びマップに基づいて、各種制御を実行する。たとえば、電池ＥＣＵ３０は、温度センサ２２の検出値に基づいて、冷却装置１４の作動／停止を制御する。 The battery ECU 30 includes a CPU (Central Processing Unit), memory (ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory)), and input/output ports for inputting and outputting various signals. not shown). The battery ECU 30 executes various controls based on the signals received from each sensor of the sensor unit 16 and the programs and maps stored in the memory. For example, battery ECU 30 controls activation/stopping of cooling device 14 based on the value detected by temperature sensor 22 .

また、電池ＥＣＵ３０は、セルへの入力電流（入力電力でもよい）を所定値以下に制限する「入力制限制御」を実行する。所定値には、任意の制限値を設定することができ、たとえば、負極にリチウム金属が析出しない最大入力電流（又は最大入力電力）を設定することができる。そして、この実施の形態では、電池ＥＣＵ３０は、セルと冷却装置１４との配置関係に起因して生じるセル内の抵抗のばらつきを推定し、推定された抵抗ばらつきによるセル内の電流のばらつきを考慮して上記の入力制限制御を実行する。この点については、後ほど詳しく説明する。 The battery ECU 30 also executes "input limit control" to limit the input current (or input power) to the cell to a predetermined value or less. An arbitrary limit value can be set for the predetermined value, for example, a maximum input current (or maximum input power) at which lithium metal is not deposited on the negative electrode can be set. Then, in this embodiment, the battery ECU 30 estimates the variation in resistance within the cell caused by the arrangement relationship between the cell and the cooling device 14, and considers the variation in the current within the cell due to the estimated resistance variation. to execute the above input limit control. This point will be explained in detail later.

ＰＣＵ１２０は、車両ＥＣＵ１６０からの制御信号に従って、組電池１２とＭＧ１３０との間で双方向の電力変換を実行する。ＰＣＵ１２０は、たとえば、ＭＧ１３０を駆動するインバータと、インバータに供給される直流電圧を組電池１２の出力電圧以上に昇圧するコンバータとを含んで構成される。 PCU 120 performs bidirectional power conversion between assembled battery 12 and MG 130 in accordance with a control signal from vehicle ECU 160 . PCU 120 includes, for example, an inverter that drives MG 130 and a converter that boosts the DC voltage supplied to the inverter to the output voltage of assembled battery 12 or higher.

ＭＧ１３０は、代表的には交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。ＭＧ１３０は、ＰＣＵ１２０により駆動されて回転駆動力を発生し、ＭＧ１３０が発生した駆動力は、駆動軸１４０を通じて駆動輪１５０に伝達される。一方、電動車両１の制動時や下り斜面での加速度低減時には、ＭＧ１３０は、発電機として動作し、回生発電を行なう。ＭＧ１３０が発電した電力は、ＰＣＵ１２０を通じて組電池１２に供給され、組電池１２に蓄えられる。 The MG 130 is typically an AC rotary electric machine, such as a three-phase AC synchronous electric motor with permanent magnets embedded in the rotor. MG 130 is driven by PCU 120 to generate rotational driving force, and the driving force generated by MG 130 is transmitted to drive wheels 150 through drive shaft 140 . On the other hand, MG 130 operates as a generator and performs regenerative power generation during braking of electric vehicle 1 or during acceleration reduction on a downward slope. Electric power generated by MG 130 is supplied to assembled battery 12 through PCU 120 and stored in assembled battery 12 .

車両ＥＣＵ１６０は、ＣＰＵと、メモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）と、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される（いずれも図示せず）。車両ＥＣＵ１６０は、各種センサから受ける信号並びにメモリに記憶されたプログラム及びマップに基づいてＰＣＵ１２０を制御することにより、ＭＧ１３０の駆動や組電池１２の充放電等を制御する。 Vehicle ECU 160 includes a CPU, memories (ROM and RAM), and input/output ports for inputting/outputting various signals (none of which are shown). Vehicle ECU 160 controls driving of MG 130 and charge/discharge of assembled battery 12 by controlling PCU 120 based on signals received from various sensors and programs and maps stored in memory.

図２は、図１に示した冷却装置１４の配置構成の一例を示した図である。図２を参照して、組電池１２を構成する複数のセル２４は、幅広面が対向するようにして水平方向に積層され、バスバー２６によって電気的に接続されている。冷却装置１４は、各セル２４の下方に配置され、各セル２４を下方から冷却する。温度センサ２２は、任意のセル２４の上面に配置されており、セル２４の上面温度（以下、単に「セル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｒ）」と称される場合がある。）をセル２４の温度として検出する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the arrangement configuration of the cooling device 14 shown in FIG. Referring to FIG. 2 , a plurality of cells 24 forming assembled battery 12 are horizontally stacked with their wide surfaces facing each other and electrically connected by bus bars 26 . The cooling device 14 is arranged below each cell 24 and cools each cell 24 from below. The temperature sensor 22 is arranged on the upper surface of an arbitrary cell 24 and detects the upper surface temperature of the cell 24 (hereinafter sometimes simply referred to as "cell surface temperature (Tb_sur)") as the temperature of the cell 24. do.

なお、特に図示していないが、この実施の形態では、冷却装置１４の入側冷媒温度（Ｔｒｅｆ＿ｉｎ）と出側冷媒温度（Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔ）も検出され、セル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｒ）とともにセル内の温度ばらつきの推定に用いられる（後述）。 Although not shown, in this embodiment, the inlet-side coolant temperature (Tref_in) and the outlet-side coolant temperature (Tref_out) of the cooling device 14 are also detected, and the temperature variation within the cell along with the cell surface temperature (Tb_sur) is detected. is used for estimating (described later).

＜セル内での抵抗のばらつきの説明＞
この実施の形態では、セル２４は、セルの下方から冷却装置１４によって冷却されるため、セル内において冷却装置１４による冷却効果にばらつきがある。 <Explanation of variation in resistance within a cell>
In this embodiment, the cells 24 are cooled by the cooling device 14 from below the cells, so the cooling effect of the cooling device 14 varies within the cells.

図３は、セル２４内における冷却装置１４による冷却効果のばらつきを説明する図である。図３を参照して、冷却装置１４の作動中、冷却装置１４に近いセル下方においては、冷却装置１４による冷却効果が相対的に大きく、温度は相対的に低くなる。一方、冷却装置１４から遠いセル上方においては、冷却装置１４による冷却効果が相対的に小さく、温度は相対的に高くなる。 FIG. 3 is a diagram for explaining variations in the cooling effect of the cooling device 14 within the cell 24. As shown in FIG. Referring to FIG. 3, while the cooling device 14 is operating, the cooling effect of the cooling device 14 is relatively large and the temperature is relatively low below the cell near the cooling device 14 . On the other hand, above the cell, which is far from the cooling device 14, the cooling effect of the cooling device 14 is relatively small and the temperature is relatively high.

このため、セル内において、冷却装置１４による冷却効果のばらつきによって劣化度合いにばらつきが生じ、その結果、セル内において抵抗のばらつきが発生する。そして、この抵抗のばらつきにより、セル内において電流のばらつきが生じる。 For this reason, variations in the cooling effect of the cooling device 14 cause variations in the degree of deterioration within the cell, resulting in variations in resistance within the cell. This variation in resistance causes variation in current within the cell.

図４は、セル２４における抵抗分布を概略的に示す図である。図４を参照して、セル２４を上下に分け、冷却装置１４から離れたセル上方を「部位Ａ」と称し、冷却装置１４に近いセル下方を「部位Ｂ」と称する。抵抗４２は、部位Ａの平均抵抗を示し、抵抗４３は、部位Ｂの平均抵抗を示す。抵抗４２，４３は、並列に接続された関係となる。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the resistance distribution in cell 24. As shown in FIG. Referring to FIG. 4, the cell 24 is divided into upper and lower parts, the upper part of the cell away from the cooling device 14 is called "part A", and the lower part of the cell close to the cooling device 14 is called "part B". Resistance 42 represents the average resistance of site A and resistance 43 represents the average resistance of site B. FIG. The resistors 42 and 43 are connected in parallel.

セル２４の上面に設けられる端子から入力される電流は、抵抗４２，４３の抵抗比に応じて抵抗４２，４３に分岐して流れる。たとえば、抵抗４３の方が抵抗４２よりも抵抗値が小さければ、抵抗４２よりも大きい電流が抵抗４３に流れる。 A current input from a terminal provided on the upper surface of the cell 24 branches and flows through the resistors 42 and 43 according to the resistance ratio of the resistors 42 and 43 . For example, if the resistance value of the resistor 43 is smaller than that of the resistor 42 , a current larger than that of the resistor 42 flows through the resistor 43 .

図５は、セル２４の新品時と劣化が進んだ後とにおける抵抗分布及び電流分布を説明する図である。電流分布については、冷却装置１４の非動作時（停止時）と、冷却装置１４の作動時とに分けて示されている。 FIG. 5 is a diagram for explaining the resistance distribution and current distribution of the cell 24 when it is new and after it has deteriorated. The current distribution is shown separately when the cooling device 14 is not operating (stopped) and when the cooling device 14 is operating.

図５を参照して、セル２４の新品時は、セル上方の部位Ａと、セル下方の部位Ｂとで、抵抗のばらつきはない（小さい）。セル２４の劣化が進行している場合は、部位Ａの抵抗は、部位Ｂの抵抗よりも高くなる。これは、上述のように、冷却装置１４が作動した場合に、冷却装置１４から離れた部位Ａに対する冷却装置１４の冷却効果が、冷却装置１４に近い部位Ｂに対する冷却効果よりも小さいので、部位Ａの方が部位Ｂよりも相対的に高温となり、その結果、部位Ａの方が部位Ｂよりも劣化が進むためである。 Referring to FIG. 5, when the cell 24 is new, there is no (small) variation in resistance between the portion A above the cell and the portion B below the cell. When deterioration of the cell 24 progresses, the resistance of the portion A becomes higher than the resistance of the portion B. This is because, as described above, when the cooling device 14 is activated, the cooling effect of the cooling device 14 on the portion A remote from the cooling device 14 is smaller than the cooling effect on the portion B close to the cooling device 14. This is because A is relatively hotter than B, and as a result, A is more degraded than B.

したがって、セル２４内の温度ばらつきが小さい冷却装置１４の非作動時は、新品時においては、部位Ａと部位Ｂとで抵抗のばらつきはない（小さい）ので、部位Ａと部位Ｂとで電流のばらつきもない（小さい）。一方、セル２４の劣化後は、上述のように、部位Ａの抵抗は相対的に高くなり、部位Ｂの抵抗は相対的に低くなるので、部位Ｂには、部位Ａよりも大きな電流が流れる。 Therefore, when the cooling device 14 is not operated and the temperature variation within the cell 24 is small, there is no (small) variation in resistance between the parts A and B when the product is new. No variation (small). On the other hand, after the deterioration of the cell 24, as described above, the resistance of the portion A becomes relatively high, and the resistance of the portion B becomes relatively low. .

このように、セル２４の劣化が進行すると、セル内において電流のばらつきが発生するので、セル２４への入力電流（或いは入力電力）を制限しても、セル内で相対的に電流の大きい部位Ｂにおいて電流が制限値を超えてしまい、リチウム金属の析出を抑制できない可能性がある。 In this way, as the deterioration of the cell 24 progresses, current variations occur within the cell. At B, the current exceeds the limit value, and there is a possibility that deposition of lithium metal cannot be suppressed.

そこで、この実施の形態に従う電池システムでは、電池ＥＣＵ３０は、セル２４の劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつき（以下「抵抗ばらつきβ」と称する。）を推定する。なお、冷却装置１４の作動中は、セル内に温度ばらつきが生じ、その温度ばらつきによる抵抗ばらつきも生じるので、この抵抗ばらつきβは、冷却装置１４の非作動時におけるセル内の抵抗ばらつきである。そして、電池ＥＣＵ３０は、セル内の温度ばらつきが小さい冷却装置１４の非作動時に、推定された抵抗ばらつきβによるセル内の電流ばらつきを考慮して入力制限制御を実行する。 Therefore, in the battery system according to the present embodiment, battery ECU 30 estimates the resistance variation within the cell (hereinafter referred to as “resistance variation β”) caused by deterioration of cell 24 . While the cooling device 14 is in operation, temperature variations occur in the cells, and resistance variations also occur due to the temperature variations. Then, battery ECU 30 performs input limiting control in consideration of current variations in the cells due to estimated resistance variation β when cooling device 14 is not in operation, where temperature variations in the cells are small.

たとえば、電池ＥＣＵ３０は、セル内の電流ばらつきを考慮してセル内での最大電流を推定し、その推定されたセル内最大電流に基づいて入力制限制御を行なってもよい。具体的には、推定されたセル内最大電流が、たとえばリチウム金属が析出しない電流上限を超えないように、セル２４の入力電流又は入力電力を制限するようにしてもよい。このように、抵抗ばらつきβによるセル内の電流のばらつきを考慮して入力制限制御を実行することにより、セル２４を適切に保護することができる。 For example, battery ECU 30 may estimate the maximum current in the cell in consideration of the current variation in the cell, and perform input limit control based on the estimated maximum current in the cell. Specifically, the input current or input power of the cell 24 may be limited so that the estimated maximum intra-cell current does not exceed, for example, an upper current limit at which lithium metal is not deposited. In this way, the cell 24 can be appropriately protected by executing the input limit control in consideration of the variation in the current within the cell due to the resistance variation β.

抵抗ばらつきβは、セル２４の劣化の進行度合い（劣化度）とセル２４の温度（セル表面温度）とに依存する。図６は、セル２４の劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつきβを示した図である。図６において、横軸はセル２４の劣化度を示し、縦軸はセル内の抵抗ばらつきの大きさを示す。 The resistance variation β depends on the progress of deterioration (degree of deterioration) of the cell 24 and the temperature of the cell 24 (cell surface temperature). FIG. 6 is a diagram showing the intra-cell resistance variation β caused by the deterioration of the cell 24. As shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the degree of deterioration of the cell 24, and the vertical axis indicates the magnitude of resistance variation within the cell.

劣化度は、たとえば、セル２４の満充電容量の維持率と相関を示すパラメータであり、満充電容量の維持率が低下するほど劣化度が大きくなるように定義することができる。なお、劣化度の定義はこれに限らず、たとえば、セルの使用初期からの経過時間や内部抵抗の変化等を用いて定義してもよい。 The degree of deterioration is, for example, a parameter that indicates a correlation with the maintenance rate of the full charge capacity of the cell 24, and can be defined such that the degree of deterioration increases as the maintenance rate of the full charge capacity decreases. The definition of the degree of deterioration is not limited to this, and may be defined using, for example, the elapsed time from the beginning of use of the cell, changes in internal resistance, or the like.

セル内の抵抗ばらつきβは、たとえば、セル２４の部位Ａと部位Ｂとの抵抗比（部位Ｂの抵抗値／部位Ａの抵抗値）で表すことができる。なお、抵抗ばらつきβの表し方はこれに限らず、たとえば、部位Ａの抵抗値と部位Ｂの抵抗値との平均に対する部位Ａ又は部位Ｂの抵抗値等によって表してもよい。 The resistance variation β within the cell can be represented, for example, by the resistance ratio between the portion A and the portion B of the cell 24 (the resistance value of the portion B/the resistance value of the portion A). Note that the method of expressing the resistance variation β is not limited to this.

図６を参照して、線ｋ１は、セル２４の温度（セル表面温度）が相対的に高い場合のセル内の抵抗ばらつきβを示し、線ｋ２は、セル２４の温度（セル表面温度）が相対的に低い場合の抵抗ばらつきβを示す。このように、セル２４の劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつきβは、セル２４の劣化度とセル２４の温度（セル表面温度）とに依存することが分かる。 Referring to FIG. 6, line k1 indicates the resistance variation β within the cell when the temperature of the cell 24 (cell surface temperature) is relatively high, and line k2 indicates the resistance variation β when the temperature of the cell 24 (cell surface temperature) is 3 shows resistance variation β when relatively low. Thus, it can be seen that the intra-cell resistance variation β caused by deterioration of the cell 24 depends on the degree of deterioration of the cell 24 and the temperature of the cell 24 (cell surface temperature).

そこで、この実施の形態では、セル２４の劣化度（たとえば満充電容量の維持率）と温度（セル表面温度）とをパラメータとして、セル内の抵抗ばらつきβが予め実験等により求められ、図７に示されるようなマップとして予め準備される。そして、このようなマップを用いて、セルの劣化度と温度センサ２２の検出値（セル表面温度）とに基づいて抵抗ばらつきβが推定される。 Therefore, in this embodiment, the resistance variation β in the cell is determined in advance by experiments or the like using the degree of deterioration of the cell 24 (for example, the maintenance rate of the full charge capacity) and the temperature (cell surface temperature) as parameters. is prepared in advance as a map as shown in . Using such a map, the resistance variation β is estimated based on the degree of deterioration of the cell and the value detected by the temperature sensor 22 (cell surface temperature).

再び図５を参照して、冷却装置１４の作動時においては、冷却装置１４から離れた部位Ａと、冷却装置１４に近い部位Ｂとに温度のばらつきが生じ、この温度ばらつきによる抵抗のばらつきが加わる。具体的には、冷却装置１４の作動時は、図８に示されるように、部位Ａの温度Ｔ１は、部位Ｂの温度Ｔ２よりも高い。このため、劣化による抵抗ばらつきβが生じていない新品時においては、部位Ａの抵抗値Ｒ１は、部位Ｂの抵抗値Ｒ２よりも相対的に小さくなり、部位Ａに部位Ｂよりも大きな電流が流れる。 Referring to FIG. 5 again, when the cooling device 14 is in operation, temperature variations occur between a portion A remote from the cooling device 14 and a portion B close to the cooling device 14, and resistance variations due to the temperature variations occur. Join. Specifically, when the cooling device 14 is in operation, the temperature T1 of the portion A is higher than the temperature T2 of the portion B, as shown in FIG. Therefore, in the new state where the resistance variation β due to deterioration does not occur, the resistance value R1 of the portion A is relatively smaller than the resistance value R2 of the portion B, and a larger current flows through the portion A than the portion B. .

そこで、この実施の形態では、電池ＥＣＵ３０は、冷却装置１４の作動時には、冷却装置１４の作動に伴なうセル内の温度ばらつきを推定する。そして、電池ＥＣＵ３０は、温度ばらつきを考慮したセル内の抵抗ばらつき（以下「抵抗ばらつきα」と称する。）を推定し、その推定された抵抗ばらつきαによるセル内の電流のばらつきを考慮して入力制限制御を実行する。 Therefore, in this embodiment, battery ECU 30 estimates the temperature variation in the cell that accompanies the operation of cooling device 14 when cooling device 14 is in operation. Then, the battery ECU 30 estimates the resistance variation within the cell (hereinafter referred to as “resistance variation α”) considering the temperature variation, and inputs the current variation in the cell due to the estimated resistance variation α. Perform limit control.

冷却装置１４の作動中におけるセル内の温度ばらつきは、温度センサ２２により検出される温度と、冷却装置１４の冷媒温度とから推定することができる。たとえば、セル２４の上面に配置される温度センサ２２により検出されるセル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｒ）は、セル２４内の高温部の温度を示し、冷却装置１４の出側冷媒温度（Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔ）と入側冷媒温度（Ｔｒｅｆ＿ｉｎ）との平均温度は、セル２４内の低温部の温度を示すものと考え、セル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｒ）と上記平均温度との温度差に基づいてセル内の温度ばらつきを推定することができる。 The temperature variation in the cells during operation of the cooling device 14 can be estimated from the temperature detected by the temperature sensor 22 and the refrigerant temperature of the cooling device 14 . For example, the cell surface temperature (Tb_sur) detected by the temperature sensor 22 arranged on the upper surface of the cell 24 indicates the temperature of the high temperature part in the cell 24, and the output side refrigerant temperature (Tref_out) of the cooling device 14 The average temperature with the refrigerant temperature (Tref_in) is considered to indicate the temperature of the low temperature part in the cell 24, and the temperature variation in the cell is estimated based on the temperature difference between the cell surface temperature (Tb_sur) and the above average temperature. be able to.

図９は、セル内の温度ばらつきにより生じるセル内の抵抗ばらつきを示した図である。図９において、横軸はセル２４の温度（セル表面温度Ｔｂ＿ｓｕｒ）を示し、縦軸はセル２４の抵抗の大きさを示す。 FIG. 9 is a diagram showing variations in resistance within a cell caused by variations in temperature within the cell. In FIG. 9 , the horizontal axis indicates the temperature of the cell 24 (cell surface temperature Tb_sur), and the vertical axis indicates the resistance of the cell 24 .

図９を参照して、線ｋ３で示されるように、温度のばらつき（ΔＴ１，ΔＴ２）によって抵抗のばらつき（α１１，α２２）が生じる。また、温度ばらつきに基づくセル内の抵抗ばらつき（α１１，α２２）は、セルの温度（Ｔ１，Ｔ２）によって異なる。すなわち、セル内の抵抗ばらつきαは、セル内の温度ばらつきと、セルの温度（セル表面温度）とに依存することが分かる。また、線ｋ４は、線ｋ３で示される特性を有するセルよりも劣化度が大きいセルの特性を示す。セルの劣化が進行すると、セルの温度と抵抗との関係も変化する。 Referring to FIG. 9, as indicated by line k3, temperature variations (ΔT1, ΔT2) cause resistance variations (α11, α22). In addition, the resistance variations (α11, α22) within the cell due to temperature variations differ depending on the cell temperatures (T1, T2). That is, it can be seen that the intra-cell resistance variation α depends on the intra-cell temperature variation and the cell temperature (cell surface temperature). A line k4 indicates the characteristics of a cell with a higher degree of deterioration than the cell having the characteristics indicated by the line k3. As cell deterioration progresses, the relationship between cell temperature and resistance also changes.

そこで、この実施の形態では、セル内の温度ばらつきと、セル２４の温度（セル表面温度）と、セルの劣化度（たとえば満充電容量の維持率）とをパラメータとして、冷却装置１４の作動時におけるセル内の抵抗ばらつきαが予め実験等により求められ、図１０に示されるようなマップとして予め準備される。そして、このようなマップを用いて、セル内の温度ばらつきの推定値と、温度センサ２２の検出値（セル表面温度）と、セルの劣化度とに基づいて抵抗ばらつきαが推定される。 Therefore, in this embodiment, when the cooling device 14 is operated, the temperature variation in the cell, the temperature of the cell 24 (cell surface temperature), and the degree of deterioration of the cell (for example, the maintenance rate of the full charge capacity) are used as parameters. The resistance variation α within the cell at is obtained in advance by experiments or the like, and is prepared in advance as a map as shown in FIG. Then, using such a map, the resistance variation α is estimated based on the estimated value of the temperature variation within the cell, the value detected by the temperature sensor 22 (cell surface temperature), and the degree of deterioration of the cell.

なお、セル２４の劣化が進行すると、上述のように、冷却装置１４から離れたセル上方の部位Ａの抵抗は、冷却装置１４に近いセル下方の部位Ｂの抵抗よりも高くなる。したがって、セル２４の劣化が進行している状況下で冷却装置１４が作動すると、セル２４の劣化に伴なう抵抗のばらつきと、冷却装置１４の作動に伴なうセル内の温度ばらつきによる抵抗のばらつきとが相殺され、セル内の抵抗ばらつきは小さくなる。したがって、セル内における電流のばらつきも小さくなる。 As the deterioration of the cell 24 progresses, as described above, the resistance of the portion A above the cell away from the cooling device 14 becomes higher than the resistance of the portion B below the cell close to the cooling device 14 . Therefore, when the cooling device 14 operates in a state where the deterioration of the cells 24 is progressing, the resistance changes due to variations in resistance due to the deterioration of the cells 24 and variations in temperature within the cells due to the operation of the cooling device 14. is canceled out, and the resistance variation within the cell becomes small. Therefore, variations in current within the cell are also reduced.

このように、冷却装置１４の作動時は、セル２４の劣化が進行している状況下では電流のばらつきが問題とならないことから、冷却装置１４の作動時における入力制限制御は、セル２４の劣化が所定レベルに達した後は実施しないものとしてもよい。 In this way, when the cooling device 14 is operating, current variation does not matter in a situation where the deterioration of the cells 24 is progressing. may not be implemented after reaching a predetermined level.

図１１は、電池ＥＣＵ３０により実行される入力制限制御の処理手順の一例を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。 FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the procedure of input restriction control executed by the battery ECU 30. As shown in FIG. A series of processes shown in this flowchart are called from the main routine and executed at predetermined time intervals or when predetermined conditions are satisfied.

図１１を参照して、電池ＥＣＵ３０は、冷却装置１４が作動中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。一例として、冷却装置１４は、温度センサ２２により検出される温度Ｔｂが所定値（たとえば３０℃）を超えると作動し、温度Ｔｂが所定値を下回ると停止（非作動）する。 Referring to FIG. 11, battery ECU 30 determines whether or not cooling device 14 is in operation (step S10). As an example, the cooling device 14 operates when the temperature Tb detected by the temperature sensor 22 exceeds a predetermined value (for example, 30° C.), and stops (does not operate) when the temperature Tb falls below the predetermined value.

ステップＳ１０において冷却装置１４が作動中でないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ３０は、冷却装置１４の非作動時におけるセル内の抵抗ばらつきβを推定する（ステップＳ２０）。詳しくは、電池ＥＣＵ３０は、セル２４の満充電容量を算出し、初期状態からの満充電容量の維持率に基づいてセルの劣化度を算出する。なお、満充電容量の算出方法は、公知の種々の手法を用いることができる。 When it is determined in step S10 that cooling device 14 is not in operation (NO in step S10), battery ECU 30 estimates resistance variation β within the cell when cooling device 14 is not in operation (step S20). Specifically, the battery ECU 30 calculates the full charge capacity of the cell 24 and calculates the degree of deterioration of the cell based on the maintenance rate of the full charge capacity from the initial state. Various known methods can be used for calculating the full charge capacity.

そして、電池ＥＣＵ３０は、図７に示したマップをメモリから読出し、算出された劣化度と、温度センサ２２により検出される温度Ｔｂ（セル表面温度）とから、マップを用いて抵抗ばらつきβを推定する。その後、電池ＥＣＵ３０は、ステップＳ７０へと処理を移行する（後述）。 Battery ECU 30 then reads the map shown in FIG. do. Thereafter, battery ECU 30 shifts the process to step S70 (described later).

一方、ステップＳ１０において冷却装置１４が作動中であると判定された場合は（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ３０は、セル内の温度ばらつきに基づくセル内の抵抗ばらつきαを推定する。セル内の温度ばらつきは、温度センサ２２により検出される温度Ｔｂと、冷却装置１４の冷媒温度とから推定され、この実施の形態では、冷却装置１４の動作が安定しているか否かで、採用する冷媒温度を変えている。 On the other hand, if it is determined in step S10 that cooling device 14 is in operation (YES in step S10), battery ECU 30 estimates intra-cell resistance variation α based on intra-cell temperature variation. The temperature variation in the cell is estimated from the temperature Tb detected by the temperature sensor 22 and the refrigerant temperature of the cooling device 14. changing the coolant temperature.

図１２は、冷却装置１４の冷媒温度の推移を示した図である。図１２を参照して、線ｋ１１は、冷却装置１４の出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔを示し、線ｋ１２は、冷却装置１４の入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎを示している。 FIG. 12 is a diagram showing changes in the coolant temperature of the cooling device 14. As shown in FIG. Referring to FIG. 12 , line k11 indicates the outlet side refrigerant temperature Tref_out of cooling device 14 and line k12 indicates the inlet side refrigerant temperature Tref_in of cooling device 14 .

時刻ｔ０において、冷却装置１４の作動が開始したものとする。時刻ｔ１までは、冷却装置１４の出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔと入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎ（Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔ＞Ｔｒｅｆ＿ｉｎ）との温度差が所定の動作安定基準Ｘよりも大きく、冷却装置１４の動作は不安定（過渡的）であると判定される。時刻ｔ１において上記温度差が動作安定基準Ｘを下回ると、冷却装置１４の動作が安定したものと判定される。 Assume that the cooling device 14 starts operating at time t0. Until time t1, the temperature difference between the output-side refrigerant temperature Tref_out and the input-side refrigerant temperature Tref_in (Tref_out>Tref_in) of the cooling device 14 is greater than the predetermined operation stability reference X, and the operation of the cooling device 14 is unstable (transient target). When the temperature difference falls below the operation stability reference X at time t1, it is determined that the operation of the cooling device 14 has stabilized.

そして、この実施の形態では、冷却装置１４の動作が安定している場合には、セル内の温度ばらつきの推定に用いられる冷却装置１４の冷媒温度に、出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔと入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎとの平均値である平均冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ａｖｅが用いられる。一方、冷却装置１４の動作が不安定である場合には、セル内の温度ばらつきの推定に用いられる冷媒温度に、出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔと入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎとのうち低い方が用いられる。冷却装置１４の動作が不安定のときは、温度ばらつきを最大で見積もるものである。 In this embodiment, when the operation of the cooling device 14 is stable, the refrigerant temperature of the cooling device 14 used for estimating the temperature variation in the cell is set to the output side refrigerant temperature Tref_out and the inlet side refrigerant temperature Tref_out. The average coolant temperature Tref_ave, which is the average value with Tref_in, is used. On the other hand, when the operation of the cooling device 14 is unstable, the lower one of the outlet-side coolant temperature Tref_out and the inlet-side coolant temperature Tref_in is used as the coolant temperature used for estimating the temperature variation in the cell. When the operation of the cooling device 14 is unstable, the maximum temperature variation is estimated.

再び図１１を参照して、ステップＳ１０において冷却装置１４が作動中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ３０は、冷却装置１４の冷媒温度が安定しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。具体的には、図１２で説明したように、冷却装置１４の出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔと入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎとの温度差が所定の動作安定基準Ｘを下回っているか否かが判定される。 Referring to FIG. 11 again, when it is determined in step S10 that cooling device 14 is in operation (YES in step S10), battery ECU 30 determines whether or not the temperature of coolant in cooling device 14 is stable. (step S30). Specifically, as described with reference to FIG. 12, it is determined whether or not the temperature difference between the outlet-side coolant temperature Tref_out and the inlet-side coolant temperature Tref_in of the cooling device 14 is below the predetermined operation stability reference X.

そして、ステップＳ３０において冷媒温度は安定していると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ３０は、温度センサ２２により検出されるセル温度（セル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｆ）と、冷却装置１４の平均冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ａｖｅとに基づいて、セル内の温度ばらつきを推定する（ステップＳ４０）。 When it is determined in step S30 that the coolant temperature is stable (YES in step S30), battery ECU 30 controls the cell temperature (cell surface temperature (Tb_suf) detected by temperature sensor 22 and Based on the average coolant temperature Tref_ave, the temperature variation within the cell is estimated (step S40).

一方、ステップＳ３０において冷媒温度は安定していないと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ３０は、温度センサ２２により検出されるセル温度（セル表面温度（Ｔｂ＿ｓｕｆ）と、出側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｏｕｔと入側冷媒温度Ｔｒｅｆ＿ｉｎとのうち低い方の冷媒温度（最低冷媒温度）とに基づいて、セル内の温度ばらつきを推定する（ステップＳ５０）。 On the other hand, if it is determined in step S30 that the coolant temperature is not stable (NO in step S30), battery ECU 30 controls the cell temperature detected by temperature sensor 22 (the cell surface temperature (Tb_suf), the outlet coolant temperature Based on the lower coolant temperature (minimum coolant temperature) of Tref_out and inlet-side coolant temperature Tref_in, the temperature variation within the cell is estimated (step S50).

ステップＳ４０又はＳ５０においてセル内の温度ばらつきが推定されると、電池ＥＣＵ３０は、冷却装置１４の作動に伴なうセル内の温度ばらつきに基づくセル内の抵抗ばらつきαを推定する（ステップＳ６０）。詳しくは、電池ＥＣＵ３０は、図１０に示したマップをメモリから読出し、推定されたセル内の温度ばらつきと、温度センサ２２により検出される温度Ｔｂ（セル表面温度）と、セルの劣化度とから、マップを用いて抵抗ばらつきαを推定する。その後、電池ＥＣＵ３０は、ステップＳ７０へと処理を移行する。 When the temperature variation within the cell is estimated in step S40 or S50, battery ECU 30 estimates the resistance variation α within the cell based on the temperature variation within the cell due to the operation of cooling device 14 (step S60). Specifically, battery ECU 30 reads the map shown in FIG. , the map is used to estimate the resistance variation α. Thereafter, battery ECU 30 shifts the process to step S70.

ステップＳ２０又はＳ６０においてセル内の抵抗ばらつきが推定されると、電池ＥＣＵ３０は、推定されたセル内の抵抗ばらつきに基づいて、セル内の電流ばらつきを推定する（ステップＳ７０）。そして、電池ＥＣＵ３０は、推定されたセル内の電流ばらつきに基づいて、セル内の最大電流を推定する（ステップＳ８０）。 When the resistance variation within the cell is estimated in step S20 or S60, battery ECU 30 estimates the current variation within the cell based on the estimated resistance variation within the cell (step S70). Then, battery ECU 30 estimates the maximum current in the cell based on the estimated current variation in the cell (step S80).

次いで、電池ＥＣＵ３０は、ステップＳ８０において推定されたセル内最大電流が所定の上限値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９０）。この上限値は、たとえば、負極にリチウム金属が析出しない電流上限とすることができる。そして、ステップＳ９０においてセル内最大電流が上限値よりも大きいと判定されると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、電池ＥＣＵ３０は、セルへの入力電流又は入力電力を制限する入力制限制御を実行する（ステップＳ１００）。具体的には、電池ＥＣＵ３０は、ＰＣＵ１２０（図１）を制御して組電池１２への入力電流又は入力電力を制限することにより、セルへの入力電流又は入力電力を制限する。 Next, battery ECU 30 determines whether or not the maximum in-cell current estimated in step S80 is greater than a predetermined upper limit value (step S90). This upper limit can be, for example, the current upper limit at which lithium metal is not deposited on the negative electrode. Then, when it is determined in step S90 that the maximum intra-cell current is greater than the upper limit value (YES in step S90), battery ECU 30 executes input limit control to limit the input current or input power to the cell (step S100). Specifically, the battery ECU 30 limits the input current or input power to the cells by controlling the PCU 120 (FIG. 1) to limit the input current or input power to the assembled battery 12 .

なお、ステップＳ９０においてセル内最大電流は上限値以下であると判定されたときは（ステップＳ９０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ３０は、ステップＳ１００を実行することなくリターンへと処理を移行する。 When it is determined in step S90 that the maximum intra-cell current is equal to or lower than the upper limit value (NO in step S90), battery ECU 30 proceeds to return without executing step S100.

以上のように、この実施の形態においては、セル２４の劣化に伴ない生じるセル内の抵抗ばらつきβが推定される。そして、セル内の温度ばらつきが小さい冷却装置１４の非作動時に、推定された抵抗ばらつきβによるセル内の電流のばらつきを考慮して入力制限制御が実行される。したがって、この実施の形態によれば、セルを適切に保護することができる。 As described above, in this embodiment, the intra-cell resistance variation β caused by deterioration of the cell 24 is estimated. Then, when the cooling device 14 with small temperature variation in the cell is not in operation, the input limit control is executed in consideration of the current variation in the cell due to the estimated resistance variation β. Therefore, according to this embodiment, the cells can be appropriately protected.

また、この実施の形態においては、冷却装置１４の作動時においては、セル２４内の温度ばらつきが推定され、推定された温度ばらつきに基づくセル内の抵抗ばらつきαが推定される。そして、冷却装置１４の作動時は、推定された抵抗ばらつきαによるセル内の電流のばらつきを考慮して入力制限制御が実行される。したがって、この実施の形態によれば、冷却装置１４の作動時においても、セル内の抵抗ばらつきを考慮してセルを適切に保護することができる。 Further, in this embodiment, when the cooling device 14 is in operation, the temperature variation within the cell 24 is estimated, and the resistance variation α within the cell is estimated based on the estimated temperature variation. Then, when the cooling device 14 is in operation, the input limit control is executed in consideration of the current variation in the cell due to the estimated resistance variation α. Therefore, according to this embodiment, even when the cooling device 14 is in operation, the cells can be appropriately protected in consideration of resistance variations within the cells.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

１電動車両、１０電池パック、１２組電池、１４冷却装置、１６センサユニット、１８電圧センサ、２０電流センサ、２２温度センサ、２４セル、２６バスバー、３０電池ＥＣＵ、４２，４３抵抗、１２０ＰＣＵ、１３０ＭＧ、１４０駆動軸、１５０駆動輪、１６０車両ＥＣＵ。 1 electric vehicle, 10 battery pack, 12 assembled battery, 14 cooling device, 16 sensor unit, 18 voltage sensor, 20 current sensor, 22 temperature sensor, 24 cell, 26 bus bar, 30 battery ECU, 42, 43 resistance, 120 PCU, 130 MG, 140 drive shaft, 150 drive wheels, 160 vehicle ECU.

Claims

a single cell;
a cooling device configured to cool the cell from one direction;
and a control device that executes input limit control to limit the input current or input power to a battery pack including the plurality of cells to limit the input current or input power to the cells to a predetermined value or less. ,
The cooling device is configured to cool the cell from below the cell,
The control device is
Based on the temperature difference between the temperature of the upper surface of one of the cells and the coolant temperature of the cooling device, the temperature variation in the cell is estimated, and is the average temperature with the side coolant temperature,
estimating the resistance variation in the unit cell based on the temperature variation;
The control device, when the cooling device is inactive,
estimating a current variation in the unit cell due to the resistance variation based on the resistance variation;
estimating the maximum current in the single cell based on the variation in the current;
A battery system that executes the input limit control when the maximum current is greater than an upper limit value.

The control device, when operating the cooling device,
estimating the current variation due to the resistance variation based on the resistance variation based on the temperature variation;
estimating the maximum current based on the variation in the current;
The battery system according to claim 1, wherein said input limit control is executed when said maximum current is greater than said upper limit value.