JP7547466B2 - 二次電池の内部温度を推定する方法、装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の内部温度を推定する方法、装置、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体に関し、特に車両に搭載された二次電池の内部温度を推定する方法等に関する。

二次電池は、内部の温度によって最適な充電率が異なり、また一定の内部温度を超えると性能が大きく劣化するなど、内部温度によって特性が大きく変化するため、内部温度管理が重要である。

ところが、内部温度を直接測定するセンサを車両に搭載することは難しいことから、特許文献１に記載のように、二次電池の内部抵抗からジュール熱による温度上昇を考慮して、内部温度を推定する方法が提案されている。特許文献１では、放電時の測定に基づく電池温度と内部抵抗の相関から基準時間における内部抵抗ＤＣＩＲｎｍｌを特定し、放電開始からの経過時間を考慮した補正係数Ｆを乗じて内部抵抗ＤＣＩＲを求め、内部抵抗ＤＣＩＲからジュール熱ＨＧｊｏｕｌｅを求めている。

特開２００７－１５７３４８号公報

しかしながら、内部抵抗は、放電開始からの経過時間にのみならず、二次電池の充電率により大きく変化する。さらに、充電率と内部抵抗との関係は、二次電池が充電中か放電中かによっても異なる。特に、満充電に近い高充電率領域や、完全放電に近い低充電率領域では、充電時と放電時とでは充電率に対する内部抵抗の大きさが大きく異なる。このため、充電率や二次電池の充放電状態を考慮せずに求めた内部抵抗から内部温度（液温）を推定すると、精度の低下が問題となる。

このため、充電率や充放電状態を考慮して、精度よく二次電池の内部温度を推定する方法、装置、プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体が求められていた。

上記課題は、車両用の二次電池（１）の内部温度（Ｔ）を推定する方法（８０）であって、方法（８０）は、反復して実行される変化決定プロセス（５０）と、反復して実行される内部温度推定プロセス（６０，６０’）とを含み、変化決定プロセス（５０）は、車両の停止中または走行開始時における前記二次電池（１）の電圧（Ｖ）および充放電電流（Ｉ）に基づいて、二次電池（１）の充電率（ＳＯＣ）に対する内部抵抗（Ｒ）の第１の変化（２１）を求めるステップ（５４）と、車両の走行中における二次電池（１）の電圧（Ｖ）および充放電電流（Ｉ）に基づいて、二次電池（１）の充電率（ＳＯＣ）に対する内部抵抗（Ｒ）の第２の変化（２２）を求めるステップ（５７）とを含み、内部温度推定プロセス（６０、６０’）は、二次電池（１）の外部温度（Ｔｏ）を測定するステップ（６２）と、二次電池（１）の充放電電流（Ｉ）を測定するステップ（６３）と、二次電池（１）の充電率（ＳＯＣ）を求めるステップ（６４）と、二次電池（１）が放電中か否かを判定するステップ（６６）と、二次電池（１）が放電中であるときには、第１の変化（２１）を選択するステップ（６７）と、二次電池（１）が放電中でないときには、第２の変化（２２）を選択するステップ（６８）と、選択した変化および求めた充電率（ＳＯＣ）に基づいて、二次電池（１）の内部抵抗（Ｒ）を求めるステップ（６９）と、外部温度（Ｔｏ）、測定した充放電電流（Ｉ）、および内部抵抗（Ｒ）に基づいて、二次電池（１）の内部温度（Ｔ）を推定するステップ（７０）とを含む、方法により解決することができる。

すなわち、二次電池が放電中の際の充電率に対する内部抵抗の変化（第１の変化）と、充電中の際の充電率に対する内部抵抗の変化（第２の変化）との２つの変化を用意し、主として放電が行われる車両停止中または走行開始時に第１の変化を決定し、主として充電が行われる車両走行中に第２の変化を決定する。そして、二次電池の充放電状態に応じて選択された変化に基づいて、精度の高い内部抵抗を求め、該内部抵抗を用いて内部温度を推定することにより、精度の高い内部温度の推定を行うことができる。

なお、本願発明における、「停止中」とは、イグニッションがオフ状態のように、二次電池への充放電が行われていない状態をいう。したがって、内燃機関を有する車両（ハイブリッド車など）の場合には、アイドリング状態（内燃機関は作動しているが車両は動いていない状態）は「停止中」には含まれない。

ここで、方法（８０）は、求めた充電率（ＳＯＣ）が所定範囲内にあるか否かを判定するステップ（６５）をさらに含み、内部抵抗（Ｒ）を求めるステップ（６９）は、求めた充電率（ＳＯＣ）が所定範囲内にあるときには、前回の反復時に選択した変化および求めた前記充電率（ＳＯＣ）に基づいて、前記二次電池（１）の内部抵抗（Ｒ）を求めることが望ましい。
充電率が中位の領域（所定範囲）においては、充電率に対する内部抵抗の変化は、充放電状態による差が小さいことから、前回の反復時に選択した変化をそのまま用いて内部抵抗（Ｒ）を求めることにより、推定精度を損なうことなく、推定プロセスを簡素化することが可能となる。

あるいは、求めた充電率（ＳＯＣ）が所定範囲内にあるか否かを判定するステップ（６５）と、求めた充電率（ＳＯＣ）が所定範囲内にあるときには、二次電池（１）が放電中か否かにかかわらず、第１の変化（２１）を選択するステップ（７３）とをさらに含むことが望ましい。
充電率が中位の領域（所定範囲）においては、充電率に対する内部抵抗の変化は、充放電状態による差が小さいことから、二次電池が放電中か否かにかかわらず、常に第１の変化を選択することにより、選択にあたって二次電池が放電中か否かを判定する処理が不要となり、推定精度を損なうことなく、推定プロセスを簡素化することが可能となる。

また、求めた内部抵抗（Ｒ）を、前回の反復時に推定した内部温度（Ｔ）に基づいて補正するステップ（７２）をさらに含むことが望ましい。前回の反復時に推定した内部温度（Ｔ）に基づいて補正した内部抵抗（Ｒ）を用いて、新たな内部温度（Ｔ）を求めることにより、推定結果が不連続となることを防止し、推定内部温度の急変を避けることができる。
さらに、上記課題は、上述した方法を実施する装置、プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体によっても解決することができる。

本発明に係る内部温度推定方法およびプログラムのフローチャートである。 変化決定プロセスのフローチャートである。 内部温度推定プロセスのフローチャートである。 内部温度推定プロセスのフローチャートである。 本発明に係る内部温度推定装置の概略構成図である。 充電中と放電中における充電率に対する内部抵抗の変化を示す図である。 本発明の効果を示す図である。

本発明の実施態様である内部温度推定装置１０の概略構成図を図４に示す。内部温度推定装置１０は、二次電池１と充電回路２とに接続されている。二次電池１は、例えば、車両用の鉛蓄電池である。充電回路２は、二次電池１に接続され、充電電流を供給する電源回路である。また、二次電池１は負荷３に、例えばモータ、制御回路、照明装置などの車載の電気機器に接続されている。二次電池１、充電回路２、負荷３、および内部温度推定装置１０は車両（図示しない）に搭載されている。

内部温度推定装置１０は、電圧センサ１１と、電流センサ１２、温度センサ１５、記憶部１３と、制御部１４とを備える。電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１５、および記憶部１３は、制御部１４と電気的に接続され、データや信号により相互に通信することができる。

電圧センサ１１は、二次電池１の端子間に接続され、端子間電圧を周期的に、および／または制御部１４からの要求に応じて測定し、測定した電圧Ｖを制御部１４に送出する。電流センサ１２は、二次電池１と充電回路２との間であって、二次電池１および電流センサ１２と負荷３とが並列に接続されるように、接続され、二次電池１に流れる充放電電流Ｉ、すなわち二次電池１に流入する充電電流や二次電池１から流出する放電電流を、周期的に、および／または制御部１４からの要求に応じて測定し、測定された充放電電流Ｉを制御部１４に送出する。さらに、温度センサ１５は、二次電池１またはその近傍に設置され、二次電池１の外部温度Ｔｏを周期的に、および／または制御部１４からの要求に応じて測定し、測定した温度Ｔｏを制御部１４に送出する。

制御部１４は、プロセッサを備え、電圧センサ１１や、電流センサ１２、温度センサ１５から測定信号や測定データを取得し、二次電池１の内部温度Ｔを推定するための処理を実行・制御する。また、制御部１４は、充電回路２と通信可能であり、所定パターンの充放電電流を、充電回路２から二次電池１に流すように制御することができる。さらに、制御部１４は、電圧センサ１１や、電流センサ１２、温度センサ１５が測定を行うタイミングを制御するように構成してもよい。

記憶部１３は、ＲＡＭ、ＳＳＤ、フラッシュメモリなどの半導体メモリやＨＤＤなどの磁気的メモリなどで構成されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体で構成される。記憶部１３には、制御部１４のプロセッサにより実行されるプログラムや、プログラムによる処理プロセスで用いられる各種パラメータ、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの２の変化２１、２２、制御部１４が、電圧センサ１１、電流センサ１２および温度センサ１５から取得した測定値、推定した内部抵抗Ｒや内部温度Ｔなどを格納する。図５に変化２１、２２の一例を示す。

図５は、横軸に二次電池１の充電率ＳＯＣを、縦軸に二次電池１の内部抵抗Ｒをとったグラフであり、二次電池１が主として放電状態にある車両停止中または走行開始時のときの、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの第１の変化２１と、二次電池１が主として充電状態にある車両走行中のときの、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの第２の変化２２とを示している。記憶部１３には、変化２１、２２がテーブルや近似式など形式で格納され、制御部１４は、格納されたテーブルや近似式の係数などを生成・更新することにより変化２１、２２を求め、また、選択した変化２１、２２を読み出して、二次電池１の内部抵抗Ｒや内部温度Ｔの推定に利用することができる。

次に、本発明の実施態様である二次電池の内部温度の推定方法８０を、図１～３のフローチャート５０、６０、６０’、８０を参照しながら説明を行う。二次電池の内部温度の推定方法８０は、図２のフローチャート５０で示す変化決定プロセスと、図３Ａ、図３Ｂのフローチャート６０、６０’で示す内部温度推定プロセスとの２つの処理プロセスで構成されている。変化決定プロセス５０は、車両の停止中または走行開始時における（すなわち、二次電池１が主として放電状態における）第１の変化２１と、車両の走行中における（すなわち、二次電池１が主として充電状態における）第２の変化２２とを求める処理プロセスである。また、内部温度推定プロセス６０、６０’は、求めた変化２１、２２を用いて、二次電池１の内部温度Ｔを推定する処理プロセスである。

２つのプロセス５０、６０（または５０、６０’）のいずれも、周期的に、または要求に応じて非周期的に、反復して実行されるが、２つのプロセス５０、６０（または５０、６０’）が実行されるタイミングは、図１（ａ）のようにそれぞれ独立に実行されてもよいし、図１（ｂ）のようにプロセス５０、６０（または５０、６０’）を反復して順次実行してもよい。内部温度推定装置１０の記憶部１３には、フローチャート５０、６０、６０’、８０で示された機能を、制御部１４のプロセッサで実行するためのプログラムが記録されている。

次に、変化決定プロセス５０について、図２のフローチャート５０を参照しながら説明を行う。はじめに、制御部１４は、車両が停止中または走行開始時であるか否かを判定する（ステップ５１）。車両が停止中または走行開始時の場合には、二次電池１の充放電電流は小さいと考えられることから、制御部１４は、二次電池１から所定の放電パターンの放電電流を流すように充電回路２を制御する。放電パターンは、例えばパルス放電である。このときの二次電池１の端子間電圧Ｖを電圧センサ１１で、二次電池１から流出する放電電流Ｉを電流センサ１２で測定する。また、測定された電圧Ｖを電流Ｉで除すことにより、内部抵抗Ｒを求めることができる（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）（ステップ５２）。車両が停止中または走行開始時に行われるため、安定した状態の電圧・電流の測定結果を得ることができ、精度の高い内部抵抗Ｒを求めることができる。

次に、制御部１４は、二次電池１の充電率ＳＯＣを求める（ステップ５３）。充電率推定方法は様々な方法があるが、例えば、二次電池１が満充電になったとき（ＳＯＣ＝１００％）以降の充放電電流Ｉを電流センサ１２で繰り返し測定し、測定時間間隔Δｔで積算することにより、該満充電時以降の電気量の変化量ΔＱを求め（ΔＱ＝（Ｉ×Δｔ）の時間積分）、変化量ΔＱを二次電池１の満充電容量ＳＯＨで除すことによって充電率の変化量ΔＳＯＣを求め（ΔＳＯＣ＝ΔＱ／ＳＯＨ／１００）、満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）からの差分として現在のＳＯＣを推定することができる（ＳＯＣ＝１００－ΔＳＯＣ）。時間積分の初期状態は、満充電になったときに限られず、任意の時点の充電率ＳＯＣｏを求めて、該時点からの電気量の変化量ΔＱを推定して、現在の充電率ＳＯＣを推定してもよい。（ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ－ΔＳＯＣ）。

次に、推定した充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとから、二次電池（１）の充電率（ＳＯＣ）に対する内部抵抗（Ｒ）の第１の変化２１を求める（ステップ５４）。具体的には、例えば、記憶部１３に格納されている第１の変化２１のテーブルに、推定した充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとを追加または更新する。あるいは、推定した現在の充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとから、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの変化を表す近似式を更新してもよい。記憶部１３に格納されている第１の変化２１のデータが少なく、充電率（ＳＯＣ）と内部抵抗（Ｒ）との相関が十分に得られていない場合には、変化決定プロセス５０を反復して、充電率ＳＯＣと内部抵抗Ｒとの関係を収集して、第１の変化２１を生成してもよい。本発明において「変化を求める」とは、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの変化（テーブル・近似式など）を新たに生成することや、既存の変化を更新することのいずれも含む。

一方、ステップ５１において、車両が停止中または走行開始時でない判定された場合には、車両は走行中であるため、大きな充放電電流があると考えられる。このため、二次電池１の端子間電圧Ｖを電圧センサ１１で、二次電池１から流出する放電電流Ｉを電流センサ１２で測定する（ステップ５５）。より具体的には、制御部１４は、電圧センサ１１に二次電池１の端子間電圧を測定するよう要求して、電圧センサ１１が測定した電圧Ｖを取得し、または、電圧センサ１１が周期的に測定している最新の電圧Ｖを記憶部１３から取得する。また、制御部１４は、電流センサ１２に二次電池１の充放電電流Ｉを測定するよう要求して、電流センサ１２が測定した電流Ｉの大きさを取得し、または、電流センサ１２が周期的に測定している最新の電流Ｉの大きさを記憶部１３から取得する。測定された電圧Ｖを電流Ｉで除すことにより、内部抵抗Ｒを求めることができる（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）（ステップ５５）。

次に、制御部１４は、二次電池１の充電率ＳＯＣを求める（ステップ５６）。充電率ＳＯＣを推定するための具体的な方法の例については、ステップ５３の説明で述べているため省略する。ステップ５６の推定は、ステップ５３の推定と同様な方法で行ってもよいし、異なる方法で行ってもよい。

次に、推定した現在の充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとから、二次電池（１）の充電率（ＳＯＣ）に対する内部抵抗（Ｒ）の第２の変化２２を求める（ステップ５７）。具体的には、例えば、記憶部１３に格納されている第２の変化２２のテーブルに推定した充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとを追加または更新する。あるいは、推定した現在の充電率ＳＯＣと求めた内部抵抗Ｒとから、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの変化を表す近似式を更新してもよい。記憶部１３に格納されている第２の変化２２のデータが少なく、充電率（ＳＯＣ）と内部抵抗（Ｒ）との相関が十分に得られていない場合には、変化決定プロセス５０を反復して、充電率ＳＯＣと内部抵抗Ｒとの関係を収集して、第２の変化２２を生成してもよい。また、ステップ５５～５７は、車両が走行中に実行されるため、二次電池１の電圧が安定せずに測定結果のバラツキが大きくなる可能性がある。このため、充電率ＳＯＣと内部抵抗Ｒとの相関が既に得られている領域においても、繰り返しデータを取得して変化を求めることにより、精度の高い変化２２を得ることができる。

以上で説明した変化決定プロセス５０により、車両の停止中または走行開始時における二次電池１の充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの第１の変化２１と、車両の走行中における二次電池１の充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの第２の変化２２とを求めることができる。

次に、内部温度推定プロセス６０、６０’について、図３Ａ、図３Ｂのフローチャート６０、６０’を参照しながら説明を行う。内部温度推定プロセス６０と内部温度推定プロセス６０’とは、ステップ７３の有無のみが異なることから、以下では図３Ａのフローチャート６０に基づいて説明を行い、適宜、図３Ｂのフローチャート６０’との違いについて説明を行う。
車両停止中または走行開始時は充放電電流が小さく、ジュール熱による温度上昇が小さい。このため、内部温度Ｔの推定は、車両が走行状態にあるか否かにより処理内容が異なる。そこで、制御部１４は、まず車両走行中か否かを判別するため、車両のイグニッションがオン状態にあるか否かを判定する（ステップ６１）。

イグニッションがオン状態にない場合には、制御部１４は、温度センサ１５により、二次電池１の外部温度Ｔｏを測定する（ステップ６２）。より具体的には、制御部１４は、二次電池１に、またはその近傍に設置された温度センサ１５に、二次電池１の外部温度を測定するよう要求して、温度センサ１５が測定した外部温度Ｔｏを取得し、または、温度センサ１５が周期的に測定している最新の外部温度Ｔｏを記憶部１３から取得する。そして、測定された外部温度Ｔｏに基づいて内部温度Ｔを推定する（ステップ７１）。
イグニッションがオン状態になるまで以上の工程が反復されるため、最終的に、外部温度Ｔｏは、車両の走行開始時点における外部温度Ｔｏとなる。

一方、イグニッションがオン状態の場合には、制御部１４は、二次電池１の充放電電流Ｉを電流センサ１２で測定する（ステップ６３）。より具体的には、制御部１４は、電流センサ１２に二次電池１の充放電電流Ｉを測定するよう要求して、電流センサ１２が測定した電流Ｉの大きさを取得し、または、電流センサ１２が周期的に測定している最新の電流Ｉの大きさを記憶部１３から取得する。

次に、制御部１４は、測定した充放電電流Ｉに基づいて、二次電池１の現在の充電率ＳＯＣを求める（ステップ６４）。充電率ＳＯＣを推定するための具体的な方法の例については、ステップ５３の説明で述べたため省略する。ステップ６４の推定は、ステップ５３やステップ５６の推定と同様な方法で行ってもよいし、異なる方法で行ってもよい。

次に、制御部１４は、求めた充電率ＳＯＣが所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップ６５）。図５から明らかなとおり、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの大きさは、満充電に近い高充電率領域や、完全放電に近い低充電率領域において大きく異なり、その間の中位の領域においては、差が小さくなる。このため、充電率の上限の閾値（例えば、８０％）と下限の閾値（例えば、２０％）との間の中位の領域を規定し、推定した充電率ＳＯＣが上限と下限との間の所定範囲内、すなわち中位の領域内にあるか否かを判定する。

充電率ＳＯＣが所定範囲外にある、すなわち充電率ＳＯＣが、上限の閾値より高い満充電に近い領域や、下限の閾値より低い完全放電に近い領域にある場合には、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの大きさが充放電状態によって大きく異なることから、充放電状態に即した変化を用いて推定を行わなければならない。このため、制御部１４は、まず二次電池１が放電中か否かを判定する（ステップ６６）。放電中である場合には、制御部１４は、第１の変化２１を選択する（ステップ６７）。他方、放電中でない場合（すなわち、充電中の場合）には、制御部１４は、第２の変化２２を選択する（ステップ６８）。

その後、制御部１４は、選択した変化および求めた充電率ＳＯＣに基づいて、二次電池１の内部抵抗Ｒを求める（ステップ６９）。具体的には、選択した変化を参照して、求めた充電率ＳＯＣに対応する内部抵抗Ｒを求める。このように、測定のバラツキの大きな、走行中における二次電池１の端子間電圧を用いずに、内部抵抗Ｒを求めることにより、精度のよい内部抵抗Ｒを得ることができる。求めた内部抵抗Ｒは、前回の反復時に推定した内部温度Ｔに基づいて補正する（ステップ７２）。車両が停止状態から走行状態に移行するときには、停止状態のときにステップ７１により推定した内部温度Ｔに基づいて、ステップ６９で求めた内部抵抗Ｒを補正する。さらに、求めた内部抵抗Ｒは、温度センサ１５によって測定される外部温度の変化や充電率ＳＯＣの変化量に応じて補正を行ってもよい。ステップ６９で求めた内部抵抗、ステップ７２で補正された内部抵抗は、記憶部１３に格納され、内部温度Ｔの推定や車両や二次電池１の制御に利用することができる。

一方、求めた充電率ＳＯＣが所定範囲内にある場合、すなわち推定した充電率ＳＯＣが、上限の閾値と下限の閾値との間の中位の領域にある場合には、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの大きさが充放電状態により差が小さいことから、新たな変化の選択を行わない。すると、内部温度推定プロセス６０の前回の反復時に選択した変化がそのまま維持され、前回の反復時に選択した変化、およびステップ６４で求めた充電率（ＳＯＣ）に基づいて、内部抵抗Ｒを求める。これによりステップ６６～６８を省略することができるため、推定精度を損なうことなく、プロセスを簡素化することができ、制御部１４のプロセッサの処理負担を軽減することができる。

最後に、外部温度Ｔｏ、測定した充放電電流Ｉ、および求めた内部抵抗Ｒに基づいて、二次電池１の内部温度Ｔを推定する（ステップ７０）。より具体的には、ジュール熱による内部温度の変化量（ΔＴ）は、次式で求めることができる。
ΔＴ＝Ｊ×Ｉ^２×ｔ×Ｒ／Ｒｏ
ここで、ｔは時間、Ｒｏは基準抵抗であり、Ｊは、充放電電流とバッテリ温度変化の実測値を基にバッテリサイズ毎に予め求めた基準抵抗Ｒｏにおける係数である。

車両走行開始時点の外部温度Ｔｏが確定した時点でΔＴｓを０にリセットし、その後、ステップ７０を実行する度に前回の実行からの経過時間ｔに応じてΔＴを求めて積算することにより、車両走行開始後の内部温度の変化量ΔＴｓを求めることができる。車両走行開始時の内部温度Ｔは、外部温度Ｔｏと等しいとみなすことができるため、現在の内部温度Ｔは、次式で求めることができる。
Ｔ＝Ｔｏ＋Ｔｓ
推定された内部温度Ｔは、記憶部１３に格納され、必要に応じて車両や二次電池１の制御に利用することができる。

なお、図３Ａに示した内部温度推定プロセス６０では、求めた充電率ＳＯＣが所定範囲内にある場合には新たな変化の選択を行わないが、これに代えて、図３Ｂに示した内部温度推定プロセス６０’のように、求めた充電率ＳＯＣが所定範囲内にあるときには、制御部１４は、二次電池１が放電中か否かにかかわらず、第１の変化２１を選択してもよい（ステップ７３）。これにより充電率が中位の領域（所定範囲）においては、変化の選択にあたって二次電池が放電中か否かを判定する処理が不要となり、プロセスを簡素化し、制御部１４のプロセッサの処理負担を軽減することができる。

以上で説明した内部温度推定プロセス６０、６０’により、車両の停止中または走行開始時における、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの変化２１と、車両の走行中における、充電率ＳＯＣに対する内部抵抗Ｒの変化２２を使って、内部温度Ｔを求めることができる。二次電池１の充放電状態に応じて選択された変化に基づいて内部抵抗Ｒを求め、内部抵抗Ｒを用いて内部温度Ｔを推定することにより、精度よく内部温度Ｔの推定を行うことができる。また、測定のばらつきが大きな、車両走行中の二次電池１の端子間電圧Ｖを用いずに、二次電池１の充放電電流Ｉに基づいて内部抵抗Ｒの推定を行うことができるため、精度の高い内部温度Ｔの推定が可能となる。さらに、充電率ＳＯＣが中位の領域（所定範囲）にある場合には、前回の反復時に選択した変化をそのまま用いて、あるいは二次電池１が放電中か否かにかかわらず、第１の変化２１を選択して、内部抵抗Ｒを求め、該内部抵抗Ｒに基づいて内部温度Ｔを推定することにより、内部温度Ｔの推定精度を損なうことなく、推定プロセスを簡素化し、プロセッサの処理負担を軽減することができる。さらに、前回の反復時に推定した内部温度Ｔに基づいて内部抵抗Ｒを補正し、該内部抵抗Ｒに基づいて新たな内部温度（Ｔ）を求めることにより、推定結果が前回と不連続となることを防止し、推定内部温度の急変を避けることができる。

図６は、充放電によりジュール熱を発生させて二次電池１の内部温度を上昇させ、その後、充放電を止めて内部温度を低下させたときの、二次電池１の内部温度の時間的変化を示す図である。横軸は時間、縦軸は内部温度であり、二次電池１の内部温度を実測した結果を線３１で、内部温度推定装置１０により２つの変化２１、２２を使用して推定した内部温度を線３２で、従来のように１つの変化のみ（図６では充電時に測定した充電率に対する内部抵抗の変化２２のみ）を利用して推定した内部温度を線３３で示す。図から明らかなように、本発明のように２つの変化２１、２２を用いて推定した内部温度３２の方が、従来の内部温度推定方法で推定した内部温度３３よりも、より実測した温度３１に近い推定値が得られていることがわかる。

以上、本発明にかかる二次電池の内部温度を推定する方法、装置、プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体ついて説明を行ったが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。例えば、充電率ＳＯＣの推定（ステップ５３、５６、６４）は、上述した実施態様で説明したような充放電電流を積算して推定する方法ではなく、他の方法で実施してもよい。

１ 二次電池
２ 充電回路
３ 負荷
１０ 内部温度推定装置
１１ 電圧センサ
１２ 電流センサ
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ 温度センサ
２１ 第１の変化（停止中または走行開始時における変化）
２２ 第２の変化（走行中における変化）

Claims (7)

1. 車両用の二次電池の内部温度を推定する方法であって、
   前記方法は、反復して実行される変化決定プロセスと、反復して実行される内部温度推定プロセスとを含み、
   前記変化決定プロセスは、
   前記車両の停止中または走行開始時における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第１の変化を求めるステップと、
   前記車両の走行中における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第２の変化を求めるステップと、
   を含み、
   前記内部温度推定プロセスは、
   前記二次電池の外部温度を測定するステップと、
   前記二次電池の充放電電流を測定するステップと、
   前記二次電池の充電率を求めるステップと、
   前記二次電池が放電中か否かを判定するステップと、
   前記二次電池が放電中であるときには、前記第１の変化を選択するステップと、
   前記二次電池が放電中でないときには、前記第２の変化を選択するステップと、
   選択した変化および求めた前記充電率に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を求めるステップと、
   前記外部温度、測定した前記充放電電流、および前記内部抵抗に基づいて、前記二次電池の内部温度を推定するステップと、
   を含む、
   方法。
2. 求めた前記充電率が所定範囲内にあるか否かを判定するステップをさらに含み、
   前記内部抵抗を求めるステップは、求めた前記充電率が所定範囲内にあるときには、前回の反復時に選択した変化および求めた前記充電率に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を求める、
   請求項１に記載の方法。
3. 求めた前記充電率が所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、
   求めた前記充電率が所定範囲内にあるときには、前記二次電池が放電中か否かにかかわらず、前記第１の変化を選択するステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 求めた前記内部抵抗を、前回の反復時に推定した内部温度に基づいて補正するステップをさらに含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 車両用の二次電池の内部温度を推定する装置であって、
   前記二次電池の電圧を測定する電圧センサと、
   前記二次電池の充放電電流を測定する電流センサと、
   前記二次電池の外部温度を測定する温度センサと、
   前記車両の停止中または走行開始時における前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第１の変化、および、前記車両の走行中における前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第２の変化を格納する記憶部と、
   前記電圧センサ、前記電流センサ、前記温度センサ、および前記記憶部と通信可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、変化決定プロセスおよび内部温度推定プロセスを反復して実行するように構成され、
   前記変化決定プロセスは、
   前記車両の停止中または走行開始時における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記第１の変化を求め、
   前記車両の走行中における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の変化を求める
   ことを含み、
   前記内部温度推定プロセスは、
   前記温度センサにより測定した前記二次電池の外部温度を取得し、
   前記電流センサにより測定した前記二次電池の充放電電流を取得し、
   前記二次電池の充電率を求め、
   前記二次電池が放電中か否かを判定し、
   前記二次電池が放電中であるときには、前記第１の変化を選択し、
   前記二次電池が放電中でないときには、前記第２の変化を選択し
   選択した変化および前記充電率に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を求め、
   前記外部温度、測定した前記充放電電流、および前記内部抵抗に基づいて、前記二次電池の内部温度を推定する
   ことを含む
   装置。
6. 車両用の二次電池の内部温度を推定する装置の制御プログラムであって、
   前記装置は、
   前記二次電池の電圧を測定する電圧センサと、
   前記二次電池の充放電電流を測定する電流センサと、
   前記二次電池の外部温度を測定する温度センサと、
   前記車両の停止中または走行開始時における前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第１の変化、および、前記車両の走行中における前記二次電池の充電率に対する内部抵抗の第２の変化を格納する記憶部と、
   プロセッサを備え、前記電圧センサ、前記電流センサ、前記温度センサ、および前記記憶部と通信可能な制御部と、
   を備え、
   前記制御プログラムは、前記プロセッサに、変化決定プロセスおよび内部温度推定プロセスを反復して実行させ、
   前記変化決定プロセスは、
   前記車両の停止中または走行開始時における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記第１の変化を決定し、
   前記車両の走行中における前記二次電池の電圧および充放電電流に基づいて、前記第２の変化を決定する
   ことを含み、
   前記内部温度推定プロセスは、
   前記温度センサにより測定した前記二次電池の外部温度を取得し、
   前記電流センサにより測定した前記二次電池の充放電電流を取得し、
   前記二次電池の充電率を求め、
   前記二次電池が放電中か否かを判定し、
   前記二次電池が放電中であるときには、前記第１の変化を選択し、
   前記二次電池が放電中でないときには、前記第２の変化を選択し、
   選択した変化および前記充電率に基づいて、前記二次電池の内部抵抗を求め、
   前記外部温度、測定した前記充放電電流、および前記内部抵抗に基づいて、前記二次電池の内部温度を推定する
   ことを含む
   プログラム。
7. 請求項６に記載されたプログラムが記録された、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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