特開 2024-102725 蓄電装置、管理装置、蓄電素子の温度推定方法、及びコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102725

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】蓄電装置、管理装置、蓄電素子の温度推定方法、及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01K 3/14 20060101AFI20240724BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20240724BHJP

   G01K 1/14 20210101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

G01K3/14

H01M10/48 301

G01K1/14 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006811

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】向田 光志

(72)【発明者】

【氏名】時安 広大

(72)【発明者】

【氏名】高井 誠治

(72)【発明者】

【氏名】福島 敦史

(72)【発明者】

【氏名】森戸 貞治

(72)【発明者】

【氏名】梅田 昭仁

【テーマコード（参考）】

2F056

5H030

【Ｆターム（参考）】

2F056CL07

5H030AA09

5H030AS08

5H030FF22

(57)【要約】

【課題】蓄電装置、管理装置、蓄電素子の温度推定方法、及びコンピュータプログラムの提供。
【解決手段】蓄電装置は、蓄電素子と、前記回路基板上の部位又は前記蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサと、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する演算装置とを備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電素子と、
回路基板と、
前記回路基板上の部位又は前記蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、
前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサと、
前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する演算装置と
を備える蓄電装置。

【請求項2】

前記蓄電素子は、隣接して複数配置されており、
前記演算装置は、前記第１温度センサにより計測された温度と前記第２温度センサにより計測された温度との間の差と、予め取得された前記回路基板上の前記部位又は前記第１部位の温度と各蓄電素子の温度との間の差とに基づき、各蓄電素子の温度を推定する
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記回路基板に設けられる発熱部品と、
前記発熱部品の状態を計測する第３センサと
を更に備え、
前記演算装置は、
前記第３センサにより計測される状態に応じて、前記温度勾配に代えて、前記蓄電素子を流れる電流に基づいて、前記蓄電素子の温度を推定する
請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記発熱部品は、前記蓄電素子の通電をオン又はオフするスイッチである
請求項３に記載の蓄電装置。

【請求項5】

回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサとから温度データを取得する取得部と、
前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する推定部と
を備える管理装置。

【請求項6】

回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサから温度データを取得し、
前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサから温度データを取得し、
前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する
処理をコンピュータにより実行する蓄電素子の温度推定方法。

【請求項7】

回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサから温度データを取得し、
前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサから温度データを取得し、
前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する
処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置、管理装置、蓄電素子の温度推定方法、及びコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電素子を備える蓄電装置を安全に使用し、性能を最大限発揮するためには、蓄電素子の内部の温度を精度よく検知することが重要である。

【0003】

従来、蓄電素子のケース天面の温度を計測して、蓄電素子内部の温度として代用している（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－５９５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、蓄電素子のケース天面の温度と、蓄電素子内部の温度とは乖離する。この乖離を考慮に入れるべく、監視に用いる閾値（例えば、高温異常を検知するための閾値）の安全マージンを大きくとる必要があり、蓄電素子の性能を最大限まで発揮することは困難であった。

【0006】

本発明は、蓄電素子の温度を適性に推定できる蓄電装置、管理装置、蓄電素子の温度推定方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、回路基板と、前記回路基板上の部位又は前記蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサと、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する演算装置とを備える。

【発明の効果】

【0008】

上記態様によれば、蓄電素子の温度を適性に推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態に係る蓄電装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】蓄電装置の分解斜視図である。

【図3】バスバーの配置を示す平面図である。

【図4】バスバーの配置を示す分解斜視図である。

【図5】回路基板の構成を説明する平面図である。

【図6】管理装置の内部構成を示すブロック図である。

【図7】環境温度を急峻に変化させたときの基板温度やセル内部温度の時間推移を示すグラフである。

【図8】蓄電装置の熱回路モデルを表す回路図である。

【図9】比率の時間変化を示すグラフである。

【図10】実施の形態１に係る管理装置が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。

【図11】実施の形態１での推定結果を示すグラフである。

【図12】実施の形態２における第１温度センサの配置を説明する説明図である。

【図13】実施の形態２での推定結果を示すグラフである。

【図14】温度勾配方式とジュール熱方式とを切り替るタイミングを説明する説明図である。

【図15】実施の形態３に係る管理装置が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（１）本開示の蓄電装置は、蓄電素子と、回路基板と、前記回路基板上の部位又は前記蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサと、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する演算装置とを備える。

【0011】

蓄電装置は、前記蓄電素子の熱を前記回路基板に伝える伝熱部材を更に備えてもよく、第１温度センサは、前記伝熱部材が連結される前記回路基板上の連結部位の温度を計測してもよい。
蓄電素子と回路基板とを繋ぐ伝熱部材は、その形状及び材質に応じた熱抵抗（熱の伝わりにくさ）を有する。伝熱部材を用いることで、蓄電素子から離れた部位（例えば、連結部位）の温度から蓄電素子の温度を推定できる。これにより、回路基板及び蓄電装置の設計自由度を向上でき、量産に適した蓄電装置の設計を採用できる。

【0012】

代替的に、蓄電素子の内部に近い第１部位（近接部位）の温度から蓄電素子の温度を推定してもよい。ここで、第１温度センサが温度を計測する第１部位とは、第２温度センサが計測する部位より、蓄電素子の内部に近い部位をいう。第１部位の温度は蓄電素子の温度をよく反映するので、第１部位の温度を用いることにより、蓄電素子の温度を適性に推定できる。

【0013】

本願発明者らは、周囲温度と回路基板上の部位（例えば連結部位）又は第１部位の温度との差と、回路基板上の部位（例えば連結部位）又は第１部位の温度と蓄電素子の温度（内部温度）との差との比率が、時間の経過にかかわらずほぼ一定であることを見出した（図９参照）。上記（１）の蓄電装置では、第１温度センサにより計測される温度と、第２温度センサにより計測される温度との温度勾配を考慮した温度勾配方式を適用して、蓄電素子の温度を適正に推定できる。

【0014】

（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記蓄電素子は、隣接して複数配置されてもよく、前記演算装置は、前記第１温度センサにより計測された温度と前記第２温度センサにより計測された温度との間の差と、予め取得された前記回路基板上の前記部位又は前記第１部位の温度と各蓄電素子の温度との間の差とに基づき、各蓄電素子の温度を推定してもよい。

【0015】

多くの場合、蓄電装置は隣接して配置された複数の蓄電素子を有する。回路基板上の連結部位又は第１部位からの距離は各蓄電素子で異なり、熱のこもり方（放熱のしやすさ）も異なる。上記（２）の蓄電装置によれば、内部温度と連結部位又は第１部位の温度との差を予め取得するので、各蓄電素子の温度を適性に推定できる。

【0016】

（３）上記（１）又は（２）に記載の蓄電装置において、前記回路基板に設けられる発熱部品と、前記発熱部品の状態を計測する第３センサとを更に備え、前記演算装置は、前記第３センサにより計測される状態に応じて、前記温度勾配に代えて、前記蓄電素子を流れる電流に基づいて、前記蓄電素子の温度を推定してもよい。
第３センサは、発熱部品の温度を計測する温度センサであってもよいし、発熱部品を流れる電流を計測する電流センサであってもよい。

【0017】

回路基板に設けられる発熱部品からの熱の影響で、伝熱部材による伝熱を利用した方式では蓄電素子の温度推定の精度が低下する場合がある。例えば、複数の蓄電素子の充電状態（又は電圧）をバランスさせるバランサの発熱が大きくなると、温度勾配方式が前提としている熱抵抗モデル（図８参照）で現実の熱挙動を模擬できなくなる。上記（３）の蓄電装置によれば、第３センサによる計測値に応じて、蓄電素子を流れる電流に基づく方式に切り替えて温度推定を行うので、温度推定の精度を向上できる。

【0018】

（４）上記（３）に記載の蓄電装置において、前記発熱部品は、前記蓄電素子の通電をオン又はオフするスイッチであってもよい。
スイッチは、半導体スイッチであってもよいし、リレーであってもよいし、その他のオンボードスイッチであってもよい。

【0019】

蓄電素子の保護用の遮断器として回路基板に設けられるスイッチからの熱の影響で、伝熱部材による伝熱を利用した方式では蓄電素子の温度推定の精度が低下する場合がある。例えば、ハイレートで蓄電素子が充電／放電されると、スイッチの発熱が大きくなり、温度勾配方式が前提としている熱抵抗モデルで現実の熱挙動を模擬できなくなる。上記（４）の蓄電装置によれば、第３センサによる計測値に応じて、蓄電素子を流れる電流に基づく方式に切り替えて温度推定を行うので、温度推定の精度を向上できる。

【0020】

（５）本開示の管理装置は、回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサと、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサとから温度データを取得する取得部と、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する推定部とを備える。

【0021】

上記（５）の管理装置によれば、温度勾配方式を適用して、蓄電素子の温度を適正に推定できる。

【0022】

（６）本開示の蓄電素子の温度推定方法は、回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサから温度データを取得し、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサから温度データを取得し、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する処理をコンピュータにより実行する。

【0023】

上記（６）の蓄電素子の温度推定方法によれば、温度勾配方式を適用して、蓄電素子の温度を適正に推定できる。

【0024】

（７）本開示のコンピュータプログラムは、回路基板上の部位又は蓄電素子の内部に近い第１部位の温度を計測する第１温度センサから温度データを取得し、前記回路基板の周囲温度又は前記第１部位より前記蓄電素子の内部から離れた第２部位の温度を計測する第２温度センサから温度データを取得し、前記第１温度センサにより計測される温度と、前記第２温度センサにより計測される温度との温度勾配に基づき、前記蓄電素子の温度を推定する処理をコンピュータに実行させる。

【0025】

上記（７）のコンピュータプログラムによれば、温度勾配方式を適用して、蓄電素子の温度を適正に推定できる。

【0026】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態に係る蓄電装置１の構成例を示す斜視図、図２は蓄電装置１の分解斜視図である。以下では、図中に示す「前後」、「左右」、及び「上下」の各方向を参照しながら、蓄電装置１の構成例について説明する。

【0027】

蓄電装置１は、例えば、エンジン車両、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の車両や、その他の移動体に好適に搭載されるバッテリーである。

【0028】

蓄電装置１は、蓄電素子２、バスバーユニット４、及び回路基板６を備える。蓄電素子２、バスバーユニット４、及び回路基板６は、収容ケース１０の内部に収容される。収容ケース１０は合成樹脂製である。収容ケース１０は、上面が開口したケース本体１１と、ケース本体１１の開口を覆うカバー１２とを備える。ケース本体１１及びカバー１２の寸法は、内部に収容される蓄電素子２の寸法や個数に応じて設計される。ケース本体１１及びカバー１２は、蓄電素子２、バスバーユニット４、及び回路基板６を収容した状態にて、ネジ等の締結具、接着剤又は溶着等により液密に固着される。

【0029】

蓄電素子２は、例えばリチウムイオン二次電池による電池セルである。蓄電素子２は、中空直方体状のケース２１を備える。ケース２１の上面には蓄電素子２の正端子２２及び負端子２３が設けられている。ケース２１の内部には電極体や電解液などが収容される。

【0030】

電極体は、詳細は図示しないが、シート状の正極と、負極とを、２枚のシート状のセパレータを介して重ね合わせ、これらを巻回（縦巻き又は横巻き）することにより構成される。セパレータは、多孔性の樹脂フィルムにより形成される。多孔性の樹脂フィルムとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂からなる多孔性樹脂フィルムを使用できる。

【0031】

正極は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等からなる長尺帯状の正極基材の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。正極活物質としては、例えばＬｉＦｅＰＯ₄ が挙げられる。正極活物質層は、導電助剤、バインダ等を更に含んでもよい。

【0032】

負極は、例えば銅又は銅合金等からなる長尺帯状の負極基材の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を使用できる。負極活物質としては、例えば黒鉛（グラファイト）、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。負極活物質層は、バインダ、増粘剤等を更に含んでもよい。

【0033】

電解質には、従来のリチウムイオン二次電池と同様のものを使用できる。例えば、電解質として、有機溶媒中に支持塩を含有させた電解質を使用できる。有機溶媒として、例えば、カーボネート類、エステル類、エーテル類等の非プロトン性溶媒が用いられる。支持塩として、例えば、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣｌＯ₄ 等のリチウム塩が好適に用いられる。電解質は、例えば、ガス発生剤、被膜形成剤、分散剤、増粘剤等の各種添加剤を含んでもよい。

【0034】

実施の形態において、蓄電素子２は、リチウムイオン二次電池による電池セルである。代替的に、蓄電素子２は、全固体電池、鉛電池、レドックスフロー電池、亜鉛空気電池、アルカリマンガン電池、リチウム硫黄電池、ナトリウム硫黄電池、酸化銀亜鉛電池、ニッケル水素電池、溶融塩熱電池などによる電池セルであってもよいし、キャパシタであってもよい。

【0035】

実施の形態において、蓄電素子２は、巻回型の電極体を備えた角型の電池セルである。代替的に、蓄電素子２は、円筒型の電池セル、又はラミネート型（パウチ型）の電池セルであってもよく、積層型の電極体を備えた電池セルであってもよい。

【0036】

実施の形態において、ケース本体１１に収容されている蓄電素子２の数は４個である。代替的に、ケース本体１１に収容される蓄電素子２の数は、１個以上４個未満であってもよく、４個超であってもよい。

【0037】

以下の説明では、蓄電素子２は、ケース本体１１の前側から順に、第１蓄電素子２Ａ、第２蓄電素子２Ｂ、第３蓄電素子２Ｃ、第４蓄電素子２Ｄとも記載される。すなわち、第１蓄電素子２Ａの後面に隣接して第２蓄電素子２Ｂが配置され、第２蓄電素子２Ｂの後面に隣接して第３蓄電素子２Ｃが配置され、第３蓄電素子２Ｃの後面に隣接して第４蓄電素子２Ｄが配置されている。図２の例では、第１蓄電素子２Ａ及び第３蓄電素子２Ｃは、正端子２２が左、負端子２３が右となる向きにケース本体１１に収容され、第２蓄電素子２Ｂ及び第４蓄電素子２Ｄは、正端子２２が右、負端子２３が左となる向きにケース本体１１に収容されている。

【0038】

蓄電素子２の端子面上にはバスバーユニット４が配置される。バスバーユニット４は、複数のバスバー４１～４５（図４を参照）と、これらのバスバー４１～４５を保持する樹脂製のバスバーフレーム４６とを備える。バスバーフレーム４６は、複数の蓄電素子２の上側を覆って、複数の蓄電素子２から発せられる輻射熱を遮る。バスバーフレーム４６の上面には回路基板６が配置される。回路基板６は、バスバーフレーム４６の上面から離隔した状態にて、スペーサ４７を介してバスバーフレーム４６に固定される。回路基板６と蓄電素子２との間にはバスバーフレーム４６や空気等の断熱層が存在するため、回路基板６は、蓄電素子２から熱的に離隔して配置されている。実施の形態において、回路基板６と蓄電素子２とを直接的に繋ぐ金属部材は、バスバー４１～４５のみである。バスバー４１～４５は、バスバーフレーム４６にインサート成形されている部分以外は、回路基板６と蓄電素子２との間の断熱層を形成している空気に曝されていて樹脂などで覆われていない。そのため、バスバー４１～４５から、樹脂部材を介して熱が逃げにくい。

【0039】

バスバーユニット４が備えるバスバー４１～４５は、蓄電素子２に対する充放電経路を構成する。バスバー４１～４５は、金属製であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の導電性に優れ、熱伝導性が高い材料により形成される。

【0040】

以下、バスバー４１～４５の配置について説明する。図３はバスバー４１～４５の配置を示す平面図、図４はバスバー４１～４５の配置を示す分解斜視図である。図３及び図４では、説明のために、一部の部品が除かれている。バスバー４１は、第１蓄電素子２Ａの負端子２３を一方の外部端子１３Ａに接続するための部材である。バスバー４１は、基部４１１、屈曲部４１２、第１連結部４１３、及び第２連結部４１４を備える。基部４１１は、第１蓄電素子２Ａの負端子２３に接合される。接合には溶接などの既存の手法が用いられる。屈曲部４１２は、基部４１１と同一の面内から導体６３の高さ位置まで立ち上がる部材であり、基部４１１と第１連結部４１３とを接続する。第１連結部４１３は、ネジ等の締結具６１３によって導体６３の一端に連結される。導体６３は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の導電性に優れた平板状の部材である。導体６３の他端には、バスバー６４（図５を参照）を介して外部端子１３Ａが接続される。導体６３は、外部端子１３Ａに流れる電流を検出するためのシャント抵抗として配置されている。第２連結部４１４は、第１連結部４１３の後端に連なる部材であり、ネジ等の締結具６１４によって回路基板６の下面に連結される。回路基板６に連結される第２連結部４１４は、平面視において幅が細くなっていて、バスバー４１の他の箇所（充放電経路（パワーライン）を構成する箇所）より断面積が小さい。

【0041】

バスバー４２は、第１蓄電素子２Ａの正端子２２と、第２蓄電素子２Ｂの負端子２３とを電気的に接続する。バスバー４２は、第１基部４２１、第２基部４２２、湾曲部４２３、屈曲部４２４、及び連結部４２５を備える。第１基部４２１は、第１蓄電素子２Ａの正端子２２に接合される。第２基部４２２は、第２蓄電素子２Ｂの負端子２３に接合される。接合には溶接などの既存の手法が用いられる。湾曲部４２３は、上向きに湾曲した半円環状の部材である。湾曲部４２３は、製造バラツキによる蓄電素子２の高さの違いを許容し、端子間の電気的な接続を維持するために設けられている。屈曲部４２４は、第２基部４２２と同一の面内から回路基板６の高さ位置まで立ち上がる部材であり、第２基部４２２と連結部４２５とを接続する。連結部４２５は、ネジ等の締結具６２５によって回路基板６の下面に連結される。回路基板６に連結される連結部４２５及び屈曲部４２４は、平面視において幅が細くなっていて、バスバー４２の他の箇所（充放電経路（パワーライン）を構成する箇所）より断面積が小さい。回路基板６上の熱は、締結具６２５及びバスバー４２を介して、第２蓄電素子２Ｂ及び第１蓄電素子２Ａに伝わる。充放電時に第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂにおいて発生する熱は、バスバー４２及び締結具６２５を介して、回路基板６の上面に伝わる。

【0042】

バスバー４３は、第２蓄電素子２Ｂの正端子２２と、第３蓄電素子２Ｃの負端子２３とを電気的に接続する。バスバー４３は、第１基部４３１、第２基部４３２、湾曲部４３３、屈曲部４３４、及び連結部４３５を備える。第１基部４３１は、第２蓄電素子２Ｂの正端子２２に接合される。第２基部４３２は、第３蓄電素子２Ｃの負端子２３に接合される。接合には溶接などの既存の手法が用いられる。湾曲部４３３は、上向きに湾曲した半円環状の部材である。湾曲部４３３は、製造バラツキによる蓄電素子２の高さの違いを許容し、端子間の電気的な接続を維持するために設けられている。屈曲部４３４は、第２基部４３２と同一の面内から回路基板６の高さ位置まで立ち上がる部分を有し、第２基部４３２と連結部４３５とを接続する部材である。連結部４３５は、ネジ等の締結具６３５によって回路基板６の下面に連結される。回路基板６に連結される連結部４３５及び屈曲部４３４は、平面視において幅が細くなっていて、バスバー４３の他の箇所（充放電経路（パワーライン）を構成する箇所）より断面積が小さい。回路基板６上の熱は、締結具６３５及びバスバー４３を介して、第３蓄電素子２Ｃ及び第２蓄電素子２Ｂに伝わる。充放電時に第２蓄電素子２Ｂ及び第３蓄電素子２Ｃにおいて発生する熱は、バスバー４３及び締結具６３５を介して、回路基板６の上面に伝わる。

【0043】

バスバー４４は、第３蓄電素子２Ｃの正端子２２と、第４蓄電素子２Ｄの負端子２３とを電気的に接続する。バスバー４４は、第１基部４４１、第２基部４４２、湾曲部４４３、屈曲部４４４、及び連結部４４５を備える。第１基部４４１は、第３蓄電素子２Ｃの正端子２２に接合される。第２基部４４２は、第４蓄電素子２Ｄの負端子２３に接合される。接合には溶接などの既存の手法が用いられる。湾曲部４４３は、上向きに湾曲した半円環状の部材である。湾曲部４４３は、製造バラツキによる蓄電素子２の高さの違いを許容し、端子間の電気的な接続を維持するために設けられている。屈曲部４４４は、第２基部４４２と同一の面内から回路基板６の高さ位置まで立ち上がる部材であり、第２基部４４２と連結部４４５とを接続する。連結部４４５は、ネジ等の締結具６４５によって回路基板６の下面に連結される。回路基板６に連結される連結部４４５及び屈曲部４４４は、平面視において幅が細くなっていて、バスバー４４の他の箇所（充放電経路（パワーライン）を構成する箇所）より断面積が小さい。回路基板６上の熱は、締結具６４５及びバスバー４４を介して、第４蓄電素子２Ｄ及び第３蓄電素子２Ｃに伝わる。充放電時に第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄにおいて発生する熱は、バスバー４４及び締結具６４５を介して、回路基板６の上面に伝わる。

【0044】

バスバー４５は、第４蓄電素子２Ｄの正端子２２を他方の外部端子１３Ｂに接続するための部材である。バスバー４５は、基部４５１、屈曲部４５２、及び連結部４５３を備える。基部４５１は、第４蓄電素子２Ｄの正端子２２に接合される。接合には溶接などの既存の手法が用いられる。屈曲部４５２は、基部４５１と同一の面内から回路基板６の高さ位置まで立ち上がる部材であり、基部４５１と連結部４５３とを接続する。連結部４５３は、ネジ等の締結具６５３によって回路基板６の下面に連結される。

【0045】

図３及び図４では、４個の蓄電素子２がバスバー４１～４５により直列に接続されている。代替的に、蓄電素子２は一部又は全部が並列に接続されてもよい。

【0046】

以下、回路基板６の構成について説明する。
図５は回路基板６の構成を説明する平面図である。回路基板６は、樹脂製の基板６０と、基板６０の上面に配置される遮断回路６１とを備える。

【0047】

遮断回路６１は、第４蓄電素子２Ｄの正端子２２に接続されるバスバー４５と、外部端子１３Ｂに接続されるバスバー６２との間の導通路を接続又は遮断するための回路である。バスバー６２は、前後方向に延びる平板状の導電部材である。バスバー６２の後端はネジ等の締結具６５４によって基板６０の上面に固定され、バスバー６２の前端には外部端子１３Ｂが接続される。バスバー４５，６２間の導通路は、銅や銅合金などの導電性材料によって基板６０の上面若しくは基板６０の内部に形成され、一端がバスバー４５、他端がバスバー６２に電気的に接続される配線である。

【0048】

遮断回路６１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体スイッチにより構成される。図５の例では、バスバー４５，６２間の導通路として、前後方向に延びる６本の導通路が形成されており、それら６本の導通路には、それぞれ２個のＭＯＳＦＥＴが直列（かつ、内部のボディダイオードが逆向き）に接続されている。各導通路に配置される２個のＭＯＳＦＥＴは、導通路を接続又は遮断するスイッチとしての機能を有すると共に、導通路を遮断した場合における、蓄電素子２から外部への電流の流出、及び外部から蓄電素子２への電流の流入を防止する機能を有する。代替的に、遮断回路６１は、リレーにより構成されてもよく、オンボードスイッチにより構成されてもよい。

【0049】

回路基板６は、更に、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３、第２温度センサＴＳ２０、及び第３温度センサＴＳ３０を備える。実施の形態において、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３は、回路基板６上の部位の温度を計測する温度センサ（第１温度センサ）の一例である。第２温度センサＴＳ２０は、回路基板６の周囲温度を計測する温度センサ（第２温度センサ）の一例である。第３温度センサＴＳ３０は、回路基板６に設けられる発熱部品の状態を計測するセンサ（第３センサ）の一例である。

【0050】

第１温度センサＴＳ１１は、例えば、締結具６２５の近傍に配置され、バスバー４２が連結される回路基板６上の連結部位の温度を計測する。締結具６２５の近傍とは、第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂの熱がバスバー４２を介して伝わり、回路基板６の上面で温度変化として検出される位置を表す。第１温度センサＴＳ１１は、締結具６２５の近傍の位置として、第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂの温度と許容範囲内の温度差にある回路基板６上の位置に配置される。第１温度センサＴＳ１１は、センサ部の周囲が合成樹脂材等により絶縁されたサーミスタや熱電対などの温度センサである。

【0051】

第１温度センサＴＳ１２は、例えば、締結具６３５の近傍に配置され、バスバー４３が連結される回路基板６上の連結部位の温度を計測する。締結具６３５の近傍とは、第２蓄電素子２Ｂ及び第３蓄電素子２Ｃの熱がバスバー４３を介して伝わり、回路基板６の上面で温度変化として検出される位置を表す。第１温度センサＴＳ１２は、締結具６３５の近傍の位置として、第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂの温度と許容範囲内の温度差にある回路基板６上の位置に配置される。第１温度センサＴＳ１２は、センサ部の周囲が合成樹脂材等により絶縁されたサーミスタや熱電対などの温度センサである。

【0052】

第１温度センサＴＳ１３は、例えば、締結具６４５の近傍に配置され、バスバー４４が連結される回路基板６上の連結部位の温度を計測する。締結具６４５の近傍とは、第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄの熱がバスバー４４を介して伝わり、回路基板６の上面で温度変化として検出される位置を表す。第１温度センサＴＳ１３は、締結具６４５の近傍の位置として、第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄの温度と許容範囲内の温度差にある回路基板６上の位置に配置される。第１温度センサＴＳ１３は、センサ部の周囲が合成樹脂材等により絶縁されたサーミスタや熱電対などの温度センサである。

【0053】

第２温度センサＴＳ２０は、回路基板６の周囲温度を計測する。回路基板６の周囲温度とは、回路基板６が設置されている空間（空気）の温度を表す。第２温度センサＴＳ２０は、蓄電素子２を含む発熱部品からの熱の影響を受けないように、蓄電素子２や遮断回路６１などから十分に離隔した位置に配置される。例えば、第２温度センサＴＳ２０は、回路基板６の上面において、締結具６１４，６２５，６４５から離隔した位置に配置される。代替的に、第２温度センサＴＳ２０は、収容ケース１０のカバー１２に配置されてもよく、バスバーフレーム４６に配置されてもよい。第２温度センサＴＳ２０は、センサ部の周囲が合成樹脂材等により絶縁されたサーミスタや熱電対などの温度センサである。

【0054】

第３温度センサＴＳ３０は、例えば、回路基板６上の発熱部品の温度を計測する。図５の例において、発熱部品は、遮断回路６１が備える半導体スイッチである。例えば、ハイレートで蓄電素子２を充放電すると、半導体スイッチの発熱は大きくなる。第３温度センサＴＳ３０は発熱部品の近傍に配置される。発熱部品の近傍とは、発熱部品の熱が伝わり、回路基板６の基板の上面で温度変化として検出される位置を表す。第３温度センサＴＳ３０は、センサ部の周囲が合成樹脂材等により絶縁されたサーミスタや熱電対などの温度センサである。

【0055】

回路基板６上に複数の蓄電素子２の充電状態（電圧）をバランスさせるバランサが実装されている場合、第３温度センサＴＳ３０は、バランサ（発熱部品の他の例）の近傍に配置されてもよい。

【0056】

回路基板６は、更に、通信用のコネクタを備えてもよい。コネクタには、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などの通信規格に準拠した通信ケーブルが接続される。回路基板６は、コネクタに接続された通信ケーブルを介して、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの外部装置と通信し、外部装置からの指令を受信したり、必要なデータを外部装置へ送信したりする。

【0057】

以下、蓄電装置１の管理装置１００について説明する。
図６は管理装置１００の内部構成を示すブロック図である。管理装置１００は、例えば、蓄電装置１の内部に搭載されるＢＭＵ（Battery Management Unit）である。代替的に、管理装置１００は、蓄電装置１の外部に接続される端末装置やサーバ装置などのコンピュータであってもよい。管理装置１００は、演算部１０１、記憶部１０２、通信部１０３、操作部１０４、表示部１０５などを備える。

【0058】

演算部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えた演算回路である。演算部１０１が備えるＣＰＵは、ＲＯＭや記憶部１０２に格納されている各種コンピュータプログラムを読み込んで実行し、装置全体を蓄電素子２の温度を推定する演算装置として機能させる。実施の形態において、演算部１０１は、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度と、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度との温度勾配に基づき、蓄電素子２の温度を推定する。

【0059】

代替的に、演算部１０１は、複数のＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイコン、揮発性又は不揮発性のメモリ等を備えた任意の演算回路であってもよい。演算部１０１は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ、日時情報を出力するクロック等の機能を備えてもよい。

【0060】

記憶部１０２は、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの記憶装置を備える。記憶部１０２には、各種のコンピュータプログラム及びデータが記憶される。記憶部１０２に記憶されるコンピュータプログラムは、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度と、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度との温度勾配に基づき、蓄電素子２の温度を推定する処理をコンピュータに実行させるための推定プログラムＰＧを含む。記憶部１０２に記憶されるデータは、推定プログラムＰＧにおいて用いられるパラメータや演算部１０１によって生成されるデータなどを含む。

【0061】

推定プログラムＰＧを含むコンピュータプログラムは、当該コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体ＲＭにより提供される。記録媒体ＲＭは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ（Secure Digital）カードなどの可搬型メモリである。演算部１０１は、図に示していない読取装置を用いて、記録媒体ＲＭから所望のコンピュータプログラムを読み取り、読み取ったコンピュータプログラムを記憶部１０２に記憶させる。代替的に、上記コンピュータプログラムは通信により提供されてもよい。

【0062】

通信部１０３は、回路基板６と通信する通信インタフェースを備える。通信部１０３は、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度データ、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度データ、第３温度センサＴＳ３０により計測される温度データ等を回路基板６より受信する。通信部１０３は、回路基板６より受信した温度データを演算部１０１へ出力する。演算部１０１は、通信部１０３を通じて取得した温度データを例えば記憶部１０２に記憶させる。

【0063】

操作部１０４は、各種のスイッチやボタンなどの入力装置を備えており、ユーザによる操作を受付ける。表示部１０５は、液晶ディスプレイ装置などの表示装置を備えており、ユーザに対して報知すべき情報を表示する。代替的に、管理装置１００は、外部コンピュータを通じて必要な操作を受付け、ユーザに通知すべき情報を外部コンピュータへ送信する構成であってもよい。この場合、操作部１０４及び表示部１０５は管理装置１００に搭載されていなくてもよい。

【0064】

以下、管理装置１００による温度推定方法について説明する。
図７は環境温度を急峻に変化させたときの基板温度やセル内部温度の時間推移を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間（時間）、縦軸は温度（℃）を表している。図７のグラフは、蓄電装置１が設置されている環境の温度（環境温度）を－１７℃から３０℃まで急峻に変化させた場合のセル内部温度Ｔ０、連結部温度Ｔ１、及び基板温度Ｔ２の時間推移を示している。当該環境は、蓄電装置１が車両の車室内に搭載されており、冬期にヒータにより車室を温める際、車室の温度上昇に伴い蓄電装置１が温められることを想定した環境である。

【0065】

セル内部温度Ｔ０は、蓄電素子２の内部温度を表す。実施の形態において、セル内部温度Ｔ０は管理装置１００により推定されるべき温度であるが、図７では、実験的に温度センサ（不図示）を用いて第１蓄電素子２Ａの内部温度を実測した結果を示している。

【0066】

連結部温度Ｔ１は、第１温度センサＴＳ１１により計測される温度を表す。すなわち、連結部温度Ｔ１は、バスバー４２が連結される回路基板６上での連結部位の温度を表している。バスバー４２は第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂに接続されているので、連結部温度Ｔ１は、第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂの内部温度を反映した温度となる。

【0067】

基板温度Ｔ２は、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度を表す。すなわち、基板温度Ｔ２は、回路基板６の周囲温度を表している。

【0068】

図７のグラフは、環境温度の急峻な変化に追従して、セル内部温度Ｔ０、連結部温度Ｔ１、及び基板温度Ｔ２が時間変化する様子を示している。すなわち、基板温度Ｔ２は、蓄電装置１の外部の熱が周囲の空気を介して回路基板６に伝わることにより上昇する。連結部温度Ｔ１は、回路基板６に伝わった熱が基板内部又は基板表面を介して連結部位に伝わることにより上昇する。セル内部温度Ｔ０は、連結部位に伝わった熱がバスバー４２（伝熱部材）を介して第１蓄電素子２Ａの内部に伝わることにより上昇する。

【0069】

蓄電装置１の外部の熱が第１蓄電素子２Ａに伝わる伝達経路は、熱回路モデルによって説明される。図８は蓄電装置１の熱回路モデルを表す回路図である。図８に示す熱回路モデルは、蓄電装置１の外部から第１蓄電素子２Ａの内部への熱の伝達経路を示している。図８の例において、熱抵抗Ｒ１は、蓄電装置１の外部の空気と、蓄電装置１の内部の空気とを隔てる部材（収容ケース１０）の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ２は、蓄電装置１の内部の空気に伝わった熱が回路基板６に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ３は、回路基板６に伝わった熱がバスバー４１，４２の連結部位に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ４は、連結部位に伝わった熱がバスバー４１，４２を介してセル端子に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ５は、セル端子に伝わった熱がセル内部に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ６は、蓄電装置１の内部の空気に伝わった熱がバスバー４１，４２の連結部位に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。熱抵抗Ｒ７は、蓄電装置１の内部の空気に伝わった熱がセル端子に伝わる伝達経路の熱抵抗を表す。回路基板６に設けられた発熱部品（半導体スイッチ）を考慮する場合、熱抵抗Ｒ３に並列に接続される熱抵抗が追加される。

【0070】

一般には、熱は、熱伝導、対流、及び熱放射によって伝わり、熱抵抗（熱の伝わりにくさ）によって温度差が生じる。環境温度が上昇していく場面では、蓄電装置１の外部の熱は収容ケース１０や収容ケース１０内部の空気によって回路基板６に伝わる。その間には熱抵抗Ｒ１，Ｒ２が存在するため、回路基板６の温度（基板温度Ｔ２）は、環境温度よりも低くなる。回路基板６に伝わった熱は基板内部又は基板表面を介して連結部位に伝わる。その間には熱抵抗Ｒ３が存在するため、連結部位の温度（連結部温度Ｔ１）は、基板温度Ｔ２よりも低くなる。連結部位に伝わった熱は、バスバー４２（伝熱部材）や第１蓄電素子２Ａのケース２１等を介して第１蓄電素子２Ａの内部に伝わる。その間には熱抵抗Ｒ４，Ｒ５が存在するため、第１蓄電素子２Ａの内部の温度（セル内部温度Ｔ０）は、連結部温度Ｔ１よりも低くなる。

【0071】

本願発明者らは、基板温度Ｔ２と連結部温度Ｔ１との差ΔＴ１、及び連結部温度Ｔ１とセル内部温度Ｔ０との差ΔＴ２の比率が、時間の経過に関わらず、ほぼ一定であることを見出した。図９は比率の時間変化を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間（時間）、縦軸は比率を表している。比率ｋ１は、各時刻におけるセル内部温度Ｔ０、連結部温度Ｔ１、及び基板温度Ｔ２を用いて、ΔＴ１／ΔＴ２＝（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ１－Ｔ０）により計算される。第１蓄電素子２Ａに関して、比率ｋ１を計算した結果、比率ｋ１は、環境温度が急峻に変化する時間範囲（経過時間がおよそ１．２時間を経過するまでの時間範囲）を除けば、ほぼ一定値（＝０．５４）となった。

【0072】

図７～図９では、第１蓄電素子２Ａの内部温度（セル内部温度Ｔ０）と、連結部温度Ｔ１及び基板温度Ｔ２との関係を示したが、第２蓄電素子２Ｂ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度（セル内部温度Ｔ０）と、連結部温度Ｔ１及び基板温度Ｔ２との関係についても同様の結果が得られた。

【0073】

第２蓄電素子２Ｂに関して、比率ｋ２は、ΔＴ１／ΔＴ２＝（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ１－Ｔ０）により計算される。蓄電装置１の外部の熱が第２蓄電素子２Ｂに伝わる伝達経路は、蓄電装置１の外部の熱が第１蓄電素子２Ａに伝わる伝達経路と異なり、両者の間で主に熱抵抗Ｒ３～Ｒ５が異なる。このため、環境温度が一様であったとしても、第２蓄電素子２Ｂの内部温度は、第１蓄電素子２Ａの内部温度と相違する。比率ｋ２を計算する際のセル内部温度Ｔ０には、各時刻における第２蓄電素子２Ｂの内部温度（実測値）が用いられる。第２蓄電素子２Ｂの内部温度は、図に示していない温度センサにより計測される。連結部温度Ｔ１には、バスバー４２が連結される回路基板６上での連結部位の各時刻の温度が用いられる。代替的に、連結部温度Ｔ１には、バスバー４３が連結される回路基板６上での連結部位の各時刻の温度が用いられてもよい。基板温度Ｔ２には、各時刻における回路基板６の周囲温度が用いられる。

【0074】

第３蓄電素子２Ｃに関して、比率ｋ３は、ΔＴ１／ΔＴ２＝（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ１－Ｔ０）により計算される。蓄電装置１の外部の熱が第３蓄電素子２Ｃに伝わる伝達経路は、蓄電装置１の外部の熱が第１蓄電素子２Ａや第２蓄電素子２Ｂに伝わる伝達経路と異なり、両者の間で主に熱抵抗Ｒ３～Ｒ５が異なる。このため、環境温度が一様であったとしても、第３蓄電素子２Ｃの内部温度は、第１蓄電素子２Ａや第２蓄電素子２Ｂの内部温度と相違する。比率ｋ３が計算する際のセル内部温度Ｔ０には、各時刻における第３蓄電素子２Ｃの内部温度（実測値）が用いられる。第３蓄電素子２Ｃの内部温度は、図に示していない温度センサにより計測される。連結部温度Ｔ１には、バスバー４３が連結される回路基板６上での連結部位の各時刻の温度が用いられる。代替的に、連結部温度Ｔ１には、バスバー４４が連結される回路基板６上での連結部位の各時刻の温度が用いられてもよい。基板温度Ｔ２には、各時刻における回路基板６の周囲温度が用いられる。

【0075】

第４蓄電素子２Ｄに関して、比率ｋ４は、ΔＴ１／ΔＴ２＝（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ１－Ｔ０）により計算される。蓄電装置１の外部の熱が第４蓄電素子２Ｄに伝わる伝達経路は、蓄電装置１の外部の熱が第１蓄電素子２Ａ～第３蓄電素子２Ｃに伝わる伝達経路と異なり、両者の間で主に熱抵抗Ｒ３～Ｒ５が異なる。このため、環境温度が一様であったとしても、第４蓄電素子２Ｄの内部温度は、第１蓄電素子２Ａ～第３蓄電素子２Ｃの内部温度と相違する。比率ｋ４を計算する際のセル内部温度Ｔ０には、各時刻における第４蓄電素子２Ｄの内部温度（実測値）が用いられる。第４蓄電素子２Ｄの内部温度は、図に示していない温度センサにより計測される。連結部温度Ｔ１には、バスバー４４が連結される回路基板６上での連結部位の各時刻の温度が用いられる。基板温度Ｔ２には、各時刻における回路基板６の周囲温度が用いられる。

【0076】

実施の形態では、蓄電装置１の実運用が開始される前の学習フェーズにおいて、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度Ｔ０、連結部温度Ｔ１、基板温度Ｔ２がそれぞれ計測され、比率ｋ１～ｋ４が事前に計算される。計算された比率ｋ１～ｋ４は、管理装置１００の記憶部１０２に記憶される。蓄電装置１の実運用が開始された後の運用フェーズにおいて、管理装置１００の演算部１０１は、記憶部１０２から比率ｋ１～ｋ４を読み出し、連結部温度Ｔ１及び基板温度Ｔ２を計測することによって、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度Ｔ０をそれぞれ推定する。すなわち、演算部１０１は、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度と、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度との温度勾配に基づき、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度Ｔ０をそれぞれ推定する。

【0077】

図１０は実施の形態１に係る管理装置１００が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄに関して、比率ｋ１～ｋ４は、事前に計算されて記憶部１０２に記憶されているものとする。

【0078】

管理装置１００の演算部１０１は、通信部１０３を通じて、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度データと、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度データとを取得する（ステップＳ１０１）。

【0079】

演算部１０１は、記憶部１０２から比率ｋ１～ｋ４を読み出す（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理は、実行順序が前後してもよく、同時並行的に実行されてもよい。

【0080】

演算部１０１は、温度勾配方式を用いて、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度を推定する（ステップＳ１０３）。具体的には、演算部１０１は、（Ｔ２－Ｔ１）／（Ｔ１－Ｔ０）＝ｋ１（若しくは、ｋ２～ｋ４）の関係式を用いて、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度（＝Ｔ０）を推定する。

【0081】

図１１は実施の形態１での推定結果を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間（分）、縦軸の左の目盛りは温度（℃）、右の目盛りは温度差分（℃）を表している。Ｔ１は、例えば温度センサＴＳ１１によって計測される連結部温度であり、環境温度を急峻に変化させた場合の温度変化を示している。Ｔ２は、温度センサＴＳ２０によって計測される基板温度であり、環境温度を急峻に変化させた場合の温度変化を示している。

【0082】

Ｔ０（推定値）は、連結部温度Ｔ１、基板温度Ｔ２、及び比率ｋ１に基づき、温度勾配法を用いて推定される第１蓄電素子２Ａの内部温度の値を示している。参考として示すＴ０（実測値）は、図に示していないセンサにより計測される第１蓄電素子２Ａの内部温度の実測値を示している。

【0083】

推定の結果、Ｔ０（推定値）とＴ０（実測値）との温度差分は、最大で１．２℃程度、平均で０．５℃程度となった。図１１の例は、第１蓄電素子２Ａの温度推定結果を示しているが、第２蓄電素子２Ｂ～第４蓄電素子２Ｄについても、同様の温度推定結果が得られた。

【0084】

以上のように、実施の形態１では、温度勾配方式を適用することにより、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度を適性に推定できる。

【0085】

（実施の形態２）
実施の形態２では、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３を伝熱部材上の蓄電素子２に近い近接部位に配置した場合の推定結果について説明する。

【0086】

図１２は実施の形態２における第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３の配置を説明する説明図である。図１２では、説明のために、回路基板６を除いた状態でバスバーユニット４の上面を示している。

【0087】

第１温度センサＴＳ１１は、バスバー４２上の第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂに近い近接部位の温度を計測する。近接部位とは、第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂの熱が伝わり、バスバー４２上で温度変化として検出される位置を表す。近接部位は、第２温度センサＴＳ２０が温度を計測する部位よりも第１蓄電素子２Ａ及び第２蓄電素子２Ｂに近い位置を表す。第１温度センサＴＳ１１は、例えば、屈曲部４２４の第２基部４２２寄りの位置に配置される。代替的に、第１温度センサＴＳ１１は、第１基部４２１又は第２基部４２２の上面に配置される。実施の形態２において、第１温度センサＴＳ１１は、蓄電素子２の内部に近い第１部位の温度を計測する温度センサの一例である。第２温度センサＴＳ２０は、第１部位より蓄電素子２の内部から離れた第２部位の温度を計測する温度センサの一例である。

【0088】

第１温度センサＴＳ１２は、バスバー４３上の第２蓄電素子２Ｂ及び第３蓄電素子２Ｃに近い近接部位の温度を計測する。近接部位とは、第２蓄電素子２Ｂ及び第３蓄電素子２Ｃの熱が伝わり、バスバー４３上で温度変化として検出される位置を表す。近接部位は、第２温度センサＴＳ２０が温度を計測する部位よりも第２蓄電素子２Ｂ及び第３蓄電素子２Ｃに近い位置を表す。第１温度センサＴＳ１２は、例えば、屈曲部４３４の第２基部４３２寄りの位置に配置される。代替的に、第１温度センサＴＳ１２は、第１基部４３１又は第２基部４３２の上面に配置される。実施の形態２において、第１温度センサＴＳ１２は、蓄電素子２の内部に近い第１部位の温度を計測する温度センサの他の例である。

【0089】

第１温度センサＴＳ１３は、バスバー４４上の第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄに近い近接部位の温度を計測する。近接部位とは、第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄの熱が伝わり、バスバー４４上で温度変化として検出される位置を表す。近接部位は、第２温度センサＴＳ２０が温度を計測する部位よりも第３蓄電素子２Ｃ及び第４蓄電素子２Ｄに近い位置を表す。第１温度センサＴＳ１３は、例えば、屈曲部４４４の第２基部４４２寄りの位置に配置される。代替的に、第１温度センサＴＳ１３は、第１基部４４１又は第２基部４４２の上面に配置される。実施の形態２において、第１温度センサＴＳ１３は、蓄電素子２の内部に近い第１部位の温度を計測する温度センサの一例である。

【0090】

実施の形態２では、実施の形態１と同様に、蓄電装置１の実運用が開始される前の学習フェーズにおいて、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度Ｔ０、近接部温度Ｔ１、基板温度Ｔ２がそれぞれ計測され、比率ｋ１～ｋ４が事前に計算される。ここで、近接部温度Ｔ１は、実施の形態１の連結部温度Ｔ１に代えて計測される温度であり、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの近接部位に配置した第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３によって計測される。計算された比率ｋ１～ｋ４は、管理装置１００の記憶部１０２に記憶される。蓄電装置１の実運用が開始された後の運用フェーズにおいて、管理装置１００の演算部１０１は、記憶部１０２から比率ｋ１～ｋ４を読み出し、近接部温度Ｔ１及び基板温度Ｔ２を計測することによって、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度Ｔ０をそれぞれ推定する。

【0091】

図１３は実施の形態２での推定結果を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間（分）、縦軸は温度（℃）を表している。Ｔ１は、例えば温度センサＴＳ１１によって計測される近接部温度であり、環境温度を急峻に変化させた場合の温度変化を示している。Ｔ２は、温度センサＴＳ２０によって計測される基板温度であり、環境温度を急峻に変化させた場合の温度変化を示している。

【0092】

Ｔ０（推定値）は、近接部温度Ｔ１、基板温度Ｔ２、及び比率ｋ１に基づき、温度勾配法を用いて推定される第１蓄電素子２Ａの内部温度の値を示している。参考として示すＴ０（実測値）は、図に示していないセンサにより計測される第１蓄電素子２Ａの内部温度の実測値を示している。

【0093】

推定の結果、Ｔ０（推定値）はＴ０（実測値）を非常によく再現することが分かった。図１１の例は、第１蓄電素子２Ａの温度推定結果を示しているが、第２蓄電素子２Ｂ～第４蓄電素子２Ｄについても、同様の推定結果が得られた。

【0094】

以上のように、実施の形態２では、近接部温度を用いて温度勾配方式を適用することにより、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度を精度よく推定できる。

【0095】

実施の形態２では、近接部温度Ｔ１と基板温度Ｔ２とを用いた温度勾配方式により、各蓄電素子２の内部温度を推定する構成とした。代替的に、近接部温度Ｔ１とセル天面温度とを用いた温度勾配方式により、各蓄電素子２の内部温度を推定してもよい。ここで、セル天面温度は、ケース２１の上面（天面）の温度を表す。セル天面温度は、各蓄電素子２の内部温度と近い値となるが、完全には一致しないため、高精度な内部温度推定が必要な場合、温度勾配方式を用いた推定手法が有効である。

【0096】

代替的に、蓄電素子の内部からの温度勾配を有する任意の二点の温度を計測し、温度勾配方式を用いて各蓄電素子２の内部温度を推定してもよい。大型セルの場合、温度勾配が生じやすいので、温度勾配方式は有効である。例えば、大容量化している電気自動車の蓄電装置において、温度勾配方式を用いて蓄電装置の内部温度を推定できる。推定した内部温度は、例えば、低温時の航続距離を予測する際に利用される。車両や外部蓄電設備など環境温度が変化しやすい場合についても温度勾配方式は有効である。推定した内部温度は、例えば、ＨＥＶやＰＨＥＶなど高レート車両における低温時の航続距離を予測する際に利用される。

【0097】

（実施の形態３）
実施の形態３では、回路基板６に配置されている発熱部品が発熱した場合、温度勾配方式に代えて、蓄電素子２に流れる電流に基づく方式により、蓄電素子２の温度を推定する構成について説明する。以下では、蓄電素子２に流れる電流に基づく方式（第２方式）を、ジュール熱方式とも記載する。
蓄電装置１の構成、及び管理装置１００の内部構成については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

【0098】

図１４は温度勾配方式とジュール熱方式とを切り替るタイミングを説明する説明図である。図１４に示すグラフの横軸は経過時間（秒）、縦軸は温度（℃）を表している。図１４のグラフは、経過時間が６００秒付近で環境温度が急峻に変化し、経過時間が７９００秒付近で蓄電素子２からの電流が流れたことにより発熱部品が発熱した場合の基板温度Ｔ２、連結部温度Ｔ１、セル内部温度Ｔ０の温度変化を示している。基板温度Ｔ２は温度センサＴＳ２０によって計測される温度、連結部温度Ｔ１は例えば温度センサＴＳ１１によって計測される温度である。セル内部温度Ｔ０は、図に示していない温度センサによって計測される第１蓄電素子２Ａの内部温度（実測値）である。

【0099】

発熱部品からの熱の影響を受けない時間帯では、基板温度Ｔ２と連結部温度Ｔ１との差と、連結部温度Ｔ１とセル内部温度Ｔ０との差との比率は、ほぼ一定である。これらの時間帯において、管理装置１００は、上述した温度勾配方式を適用して、各蓄電素子２の内部温度を推定する。図１４の例では、経過時間が６００～７９００秒の時間帯、及び経過時間が９６００秒以降の時間帯で温度勾配方式が適用される。

【0100】

一方、発熱部品からの熱の影響を受ける時間帯では、基板温度Ｔ２と連結部温度Ｔ１との差と、連結部温度Ｔ１とセル内部温度Ｔ０との差との比率は、必ずしも一定ではない。この時間帯で温度勾配方式を適用すると、温度推定の精度が低下する場合がある。そこで、実施の形態３に係る管理装置１００は、発熱部品からの熱の影響を受ける時間帯では、温度勾配方式から蓄電素子２に流れる電流に基づく方式に切り替え、各蓄電素子２の内部温度を推定する。蓄電素子２に流れる電流に基づく方式は、ジュール熱を計算するので、以下ではジュール熱方式とも記載する。図１４の例では、経過時間が７９００～９６００秒の時間帯でジュール熱方式が適用される。

【0101】

ジュール熱方式では、以下の計算式により温度変化ΔＴが計算される。

【0102】

ΔＴ＝（Ｑｐ＋Ｑｓ＋Ｑｂ）／Ｃ×Δｔ

【0103】

Ｑｐは通電時に蓄電素子２の内部の抵抗成分により生じる発熱（ジュール熱）を表す。管理装置１００の演算部１０１は、（セル電圧計測値（Ｖ）－ＯＣＶ（Ｖ））×電流計測値（Ａ）により、ジュール熱Ｑｐを計算する。セル電圧計測値及び電流計測値は、図に示していない電圧センサ及び電流センサにより計測される。ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は例えばＳＯＣ（State of Charge ）の関数として与えられる。

【0104】

Ｑｓは充放電時のエントロピー変化による吸発熱（反応熱）を表す。演算部１０１は、セル温度推定値（Ｋ）×ΔＳ（Ｊ／ｍｏｌ Ｋ）×電流計測値（Ａ）／ファラデー定数（Ｃ／ｍｏｌ）により、反応熱Ｑｓを計算する。ΔＳは例えばＳＯＣの関数として与えられる。

【0105】

Ｑｂは熱源からから周囲への放熱を表す。演算部１０１は、（環境温度推定値（℃）－セル温度推定値（℃））／熱抵抗（℃／Ｗ）により、放熱Ｑｂを計算する。熱抵抗は温度によって変化しない定数であり、事前に計測されているものとする。Ｃは蓄電素子２の熱容量であり、Δｔは通電時間である。

【0106】

図１５は実施の形態３に係る管理装置１００が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。管理装置１００の演算部１０１は、通信部１０３を通じて、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度データと、第３温度センサＴＳ３０により計測される温度データとを取得する（ステップＳ２０１）。演算部１０１は、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度データと、第３温度センサＴＳ３０により計測される温度データを取得する都度、以下の処理を実行する。

【0107】

演算部１０１は、取得した温度データに基づき、発熱部品の温度と基板温度Ｔ２との差が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。実施の形態において、発熱部品は、遮断回路６１が備える半導体スイッチである。閾値は例えば３℃である。

【0108】

発熱部品の温度と基板温度Ｔ２との差が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、演算部１０１は、ジュール熱方式により蓄電素子２の温度を推定する（ステップＳ２０３）。演算部１０１は、ΔＴ＝（Ｑｐ＋Ｑｓ＋Ｑｂ）／Ｃ×Δｔの計算式を用いて、蓄電素子２の温度変化ΔＴを計算することにより、蓄電素子２の温度を推定する。

【0109】

発熱部品の温度と基板温度Ｔ２との差が閾値未満であると判断した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、演算部１０１は、温度勾配方式により蓄電素子２の温度を推定する（ステップＳ２０４）。温度勾配方式を用いた蓄電素子２の温度推定方法は、実施の形態１と同様である。すなわち、演算部１０１は、通信部１０３を通じて、第１温度センサＴＳ１１～ＴＳ１３により計測される温度データと、第２温度センサＴＳ２０により計測される温度データとを取得し、比率ｋ１～ｋ４を用いた計算を実行することにより、第１蓄電素子２Ａ～第４蓄電素子２Ｄの内部温度を推定する。

【0110】

以上のように、実施の形態３では、発熱部品の温度が閾値以上の場合には、ジュール熱方式に切り替えて蓄電素子２の温度を推定するので、蓄電装置１の稼働状況に関わらず精度よく蓄電素子２の温度を推定できる。

【0111】

開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、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全ての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0112】

１ 蓄電装置
２ 蓄電素子
４ バスバーユニット
６ 回路基板
４１～４５ バスバー
ＴＳ１１～ＴＳ１３ 第１温度センサ
ＴＳ２０ 第２温度センサ
ＴＳ３０ 第３温度センサ（第３センサ）
１００ 管理装置
１０１ 演算部
１０２ 記憶部
１０３ 通信部
１０４ 操作部
１０５ 表示部
ＰＧ 推定プログラム
ＲＭ 記録媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】