特許 7584707 電動車両の電池制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】電動車両の電池制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 58/25 20190101AFI20241108BHJP

   B60L 58/21 20190101ALI20241108BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

B60L58/25

B60L58/21

B60L50/60

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024516353

(86)(22)【出願日】2023-03-17

(86)【国際出願番号】 JP2023010660

【審査請求日】2024-03-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】菊池 淳

【審査官】武内 大志

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２２０９１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２２２３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１１８６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２５７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７５７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５２２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－８１９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－７３８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１４８５９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差に基づいて抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であり、
前記コントローラは、前記バッテリから駆動電力が出力される駆動時には、前記抵抗調整処理を非実行とすることを特徴とする電動車両の電池制御装置。

【請求項2】

前記可変抵抗器は、前記第１電池群に直列接続された第１可変抵抗器と、前記第２電池群に直列接続された第２可変抵抗器と、を含み、
前記抵抗調整処理は、
前記第１電池群の温度が前記第２電池群の温度よりも高い場合に、
前記第１可変抵抗器の抵抗値を前記第２可変抵抗器の抵抗値よりも大きくし、
前記第１電池群の温度が前記第２電池群の温度よりも低い場合に、
前記第１可変抵抗器の抵抗値を前記第２可変抵抗器の抵抗値よりも小さくする処理であることを特徴とする請求項１記載の電動車両の電池制御装置。

【請求項3】

前記コントローラは、回生電力が前記バッテリへ送られる回生時に前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差がある場合に、
前記抵抗調整処理を実行することを特徴とする請求項１記載の電動車両の電池制御装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第１閾値以上である場合に、前記抵抗調整処理を開始し、
前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第２閾値以下になったら前記抵抗調整処理を終了することを特徴とする請求項１記載の電動車両の電池制御装置。

【請求項5】

並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差に基づいて抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であり、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第１閾値以上である場合に、前記抵抗調整処理を開始し、
前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第２閾値以下になったら前記抵抗調整処理を終了することを特徴とする電動車両の電池制御装置。

【請求項6】

前記可変抵抗器は、前記第１電池群に直列接続された第１可変抵抗器と、前記第２電池群に直列接続された第２可変抵抗器と、を含み、
前記抵抗調整処理は、
前記第１電池群の温度が前記第２電池群の温度よりも高い場合に、
前記第１可変抵抗器の抵抗値を前記第２可変抵抗器の抵抗値よりも大きくし、
前記第１電池群の温度が前記第２電池群の温度よりも低い場合に、
前記第１可変抵抗器の抵抗値を前記第２可変抵抗器の抵抗値よりも小さくする処理であることを特徴とする請求項５記載の電動車両の電池制御装置。

【請求項7】

前記コントローラは、回生電力が前記バッテリへ送られる回生時に前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差がある場合に、
前記抵抗調整処理を実行することを特徴とする請求項５記載の電動車両の電池制御装置。

【請求項8】

並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、回生電力が前記バッテリへ送られる回生時に前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差がある場合に、抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であることを特徴とする電動車両の電池制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動車両の電池制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両に搭載される蓄電システムにおいて、２つの電池群に可変抵抗回路が接続された構成が示さている。可変抵抗回路は、ＳＯＣが小さい電池群ほど小さな放電電流が流れるように設定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１７５７５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動車両に搭載されるバッテリにおいて、複数の電池群に温度の差が生じた場合に、温度差が拡大し、本来のバッテリの性能が発揮できない場合が生じえることを、本発明者らは見出した。

【0005】

本発明は、複数の電池群の温度差に起因してバッテリの性能が一時的に劣化することを低減できる電動車両の電池制御装置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】

【0006】

（１）
本発明に係る一態様の電動車両の電池制御装置は、
並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差に基づいて抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であり、
前記コントローラは、前記バッテリから駆動電力が出力される駆動時には、前記抵抗調整処理を非実行とすることを特徴とする。
（２）
本発明に係るもう一つの態様の電動車両の電池制御装置は、
並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差に基づいて抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であり、
前記コントローラは、前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第１閾値以上である場合に、前記抵抗調整処理を開始し、
前記第１電池群の温度及び前記第２電池群の温度の差が第２閾値以下になったら前記抵抗調整処理を終了することを特徴とする。
（３）
本発明に係るもう一つの態様の電動車両の電池制御装置は、
並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、前記バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、
前記可変抵抗器を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、回生電力が前記バッテリへ送られる回生時に前記第１電池群の温度と前記第２電池群の温度との差がある場合に、抵抗調整処理を実行し、
前記抵抗調整処理は、前記抵抗調整処理が非実行である場合よりも、前記第１電池群の単位容量当りの電流と前記第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、前記可変抵抗器を制御する処理であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第１電池群と第２電池群との温度バラツキに起因してバッテリの性能が一時的に劣化してしまうことを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る電池制御装置を搭載した電動車両を示すブロック図である。

【図2】バッテリの過放電を抑制する制御の一例を示すタイムチャートである。

【図3】バッテリの出力性能を説明する図である。

【図4】比較例のバッテリの一例を示す図である。

【図5A】放電時における各電池群のＳＯＣと温度の変化例を示す図である。

【図5B】充電時における各電池群のＳＯＣと温度の変化例を示す図である。

【図6】電池制御装置のコントローラにより実行される電池制御処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0010】

＜電動車両＞
図１は、本発明の実施形態に係る電池制御装置を搭載した電動車両を示すブロック図である。図１の電動車両１は、駆動輪２と、摩擦により制動力を発生させる制動装置３と、駆動輪２を駆動する電動モータ２０と、走行用の電力を蓄積するバッテリ１１を含んだバッテリシステム１０と、走行用の操作が行われる操作部２６と、走行の制御を行う車両コントローラ２２と、電動モータ２０を駆動するインバータ２４と、バッテリシステム１０を制御する電池制御装置４０とを備える。

【0011】

操作部２６は、電動車両１を走行させるために運転者が操作する機構である。操作部２６は、加速の指令を伝えるためのアクセル操作部（例えばアクセルペダル）２６ａと、制動の指令を伝えるためのブレーキ操作部（例えばブレーキペダル）２６ｂと、操舵を行うための操舵操作部（例えばステアリングハンドル）２６ｃとを含む。なお、操作部２６は、自動運転装置が操作する構成であってもよく、アクセル操作部２６ａ及びブレーキ操作部２６ｂはソフトウェア構成であってもよい。

【0012】

車両コントローラ２２は、操作部２６から操作信号を受け、操作に応じた加速又は減速が得られるように、インバータ２４を制御することで、電動モータ２０を力行運転又は回生運転させる。回生運転時には、回生電力がバッテリ１１へ送られる。車両コントローラ２２は、制御プログラムに従って動作するマイクロコンピュータである。

【0013】

車両コントローラ２２は、さらに、電池制御装置４０と情報をやり取りすることでバッテリ１１の放電能力及び充電能力を確認する。バッテリ１１の放電能力は、例えば放電可能電力Ｗｏｕｔで表わされる。バッテリ１１の充電能力は、例えば充電可能電力Ｗｉｎで表わされる。放電可能電力Ｗｏｕｔは、その時点における放電可能な電力の上限を表わす。充電可能電力Ｗｉｎは、その時点における充電可能な電力の上限を表わす。

【0014】

そして、車両コントローラ２２は、電動モータ２０の力行運転のパワーがバッテリ１１の放電能力を超えないように、電動モータの駆動トルクを調整する。同様に、車両コントローラ２２は、電動モータ２０の回生運転による充電パワーがバッテリ１１の充電能力を超えないように、電動モータ２０の回生トルクを調整する。バッテリ１１の充電能力が低くなって、電動車両１に要求される制動力が電動モータ２０の回生制動のみで得られない場合が生じえる。このような場合、車両コントローラ２２は、電動モータ２０の回生運転に加えて、制動装置３を動作させることで、要求された制動力を発生させる。

【0015】

車両コントローラ２２は、さらに、バッテリ１１の過放電を抑制する制御を行う。すなわち、車両コントローラ２２は、バッテリ１１の放電能力が著しく低下した場合に、バッテリ１１の放電を停止する制御を行う。

【0016】

図２は、バッテリの過放電を抑制する制御の一例を示すタイムチャートである。図２に示すように、過放電を抑制する制御は、例えば、バッテリ１１の電圧に基づき行われてもよい。すなわち、車両コントローラ２２は、バッテリ１１の電圧が下限電圧Ｖｌｏｗに達したら（タイミングｔ１）、バッテリ１１の放電電流を停止する。図示は省略するが、車両コントローラ２２は、バッテリ１１の出力電圧が下限電圧Ｖｌｏｗに近づいた場合に、徐々にバッテリ１１の放電を減少させる制御を併せて行ってもよい。ここで、バッテリ１１の出力電圧は、電池制御装置４０によって監視され、出力電圧が下限電圧Ｖｌｏｗに近づいたこと、並びに、下限電圧Ｖｌｏｗに達したことの情報は、電池制御装置４０から車両コントローラ２２に送られてもよい。

【0017】

あるいは、車両コントローラ２２は、出力電圧の代わりに、バッテリ１１の放電可能電力Ｗｏｕｔの情報に基づいて、同様の制御を行ってもよい。この場合、車両コントローラ２２は、放電可能電力Ｗｏｕｔがゼロになったら、バッテリ１１の放電が停止するようにインバータ２４を制御する。車両コントローラ２２は、放電可能電力Ｗｏｕｔがゼロに近づくにつれて、徐々にバッテリ１１の放電を減少させる制御を併用してもよい。

【0018】

＜バッテリシステム及び電池制御装置＞
バッテリ１１は、図１に示すように、複数のバッテリセルを有する第１電池群１１Ａと、複数のバッテリセルを有する第２電池群１１Ｂとを含む。第１電池群１１Ａは、複数のバッテリセルが直列接続されたバッテリセル列であってもよいし、複数のバッテリセル列が並列接続された構成であってもよい。第２電池群１１Ｂも同様である。第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとは並列接続されている。複数のバッテリセルは、例えばリチウムイオン二次電池、又は、ニッケル水素二次電池などである。

【0019】

以下では、第１電池群１１Ａの蓄電容量と、第２電池群１１Ｂの蓄電容量とが同一である場合について説明する。この場合、第１電池群１１Ａの電流と第２電池群１１Ｂの電流とが同一のとき、第１電池群１１Ａの単位容量あたりの電流と、第２電池群１１Ｂの単位容量あたりの電流とが同一であることを意味する。単位容量とは単位蓄電容量を意味する。

【0020】

バッテリシステム１０は、さらに、バッテリ１１に電気的に接続された可変抵抗器１２と、第１電池群１１Ａの温度を推定するための第１温度センサ１３ａと、第２電池群１１Ｂの温度を推定するための第２温度センサ１３ｂとを有する。

【0021】

可変抵抗器１２は、複数の電気抵抗と、複数の電気抵抗の接続を切り替える複数のスイッチとを含み、複数のスイッチの切替えによって電流経路上の抵抗値が変化する回路である。なお、可変抵抗器１２は、制御によって抵抗値を変えることができれば、様々な回路構成が適用されてもよい。可変抵抗器１２は、第１電池群１１Ａに直列接続された第１可変抵抗器１２Ａと、第２電池群１１Ｂに直列接続された第２可変抵抗器１２Ｂとを含む。
、

【0022】

第１温度センサ１３ａは、第１電池群１１Ａの温度を直接的に検出してもよいし、第１電池群１１Ａと温度が相関する箇所の温度を検出し、当該検出の結果に基づいてコントローラ４１が第１電池群１１Ａの温度を推定する構成であってもよい。第２温度センサ１３ｂは、第２電池群１１Ｂの温度を直接的に検出してもよいし、第２電池群１１Ｂと温度が相関する箇所の温度を検出し、当該検出の結果に基づいてコントローラ４１が第２電池群１１Ｂの温度を推定する構成であってもよい。温度を推定する場合には、コントローラ４１に、検出の結果と温度とを関連づけるデータテーブルを予め与えられる。コントローラ４１は、データテーブルと検出の結果から温度を推定することができる。

【0023】

電池制御装置４０は、可変抵抗器１２を制御するコントローラ４１を備える。コントローラ４１は、制御プログラムに従って動作するマイクロコンピュータである。コントローラ４１には、第１温度センサ１３ａの検出結果、並びに、第２温度センサ１３ｂの検出結果が送られる。さらに、コントローラ４１には、アクセル操作部２６ａの操作量の情報と、ブレーキ操作部２６ｂの操作量の情報とが送られる。当該操作量の情報は、車両コントローラ２２を介してコントローラ４１に送られてもよい。

【0024】

＜バッテリ特性＞
図３は、一般的なバッテリの出力性能（すなわち放電可能電力Ｗｏｕｔ）を説明する図である。図３のマップＭ１は、バッテリの温度及びＳＯＣから放電可能電力Ｗｏｕｔを算出する一般的なマップである。マップＭ１に示すように、放電可能電力Ｗｏｕｔは、電池温度とＳＯＣとに依存して値が変化する。バッテリが使用可能な温度範囲において、放電可能電力Ｗｏｕｔは、電池温度が高くなるに従って大きくなり、また、ＳＯＣが大きくなるに従って大きくなる、という傾向を有する。図示は省略するが、同様に、充電可能電力Ｗｉｎは、バッテリ１１が使用可能な温度範囲において、電池温度が高くなるに従って大きくなり、かつ、ＳＯＣが小さくなるに従って大きくなる、という傾向を有する。

【0025】

電池制御装置４０は、バッテリ１１の温度、電圧及び電流を計測し、バッテリ１１のＳＯＣ、放電可能電力Ｗｏｕｔ、及び、充電可能電力Ｗｉｎを管理する。

【0026】

＜温度バラツキに基づく影響＞
ここで、比較例のバッテリ８１において複数の電池群に温度バラツキが生じた場合の影響について説明する。図４は、比較例のバッテリ８１の一例を示す図である。図５Ａは、放電時における各電池群のＳＯＣと温度の変化例を示す図である。図５Ｂは、充電時における各電池群のＳＯＣと温度の変化例を示す図である。比較例のバッテリ８１は、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂが並列接続された構成であり、本実施形態の可変抵抗器１２を有さない。第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂには、それぞれ内部抵抗Ｒ１、Ｒ２が存在する。

【0027】

まず、初期状態として、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとに温度バラツキがあり、ＳＯＣが互いに同一である状態を想定する。（図５Ａ及び図５Ｂの「初期状態」を参照）。温度バラツキは、第１電池群１１Ａの温度０℃が、第２電池群１１Ｂの温度５℃よりも低いものとする。

【0028】

第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂは、温度が低いほど内部抵抗Ｒ１、Ｒ２が高くなるという特性を有する。このため、上記の初期状態の温度バラツキがあるときには、図４に示すように、第１電池群１１Ａの内部抵抗Ｒ１が、第２電池群１１Ｂの内部抵抗Ｒ２よりも大きくなる。この状態で、バッテリ８１に電流Ｉが流れると、内部抵抗Ｒ１、Ｒ２の差異に起因して、第１電池群１１Ａの電流Ｉ１よりも、第２電池群１１Ｂの電流Ｉ２のほうが小さくなる。さらに、電流と内部抵抗との差に起因して、第１電池群１１Ａの発熱量Ｗ１よりも第２電池群１１Ｂの発熱量Ｗ２の方が大きくなる。

【0029】

したがって、放電電流が生じた場合、図５Ａの「放電後」に示すように、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの温度差は広がる。さらに、温度の高い第２電池群１１ＢのＳＯＣが早く減り、第１電池群１１Ａと第２電池群１１ＢとでＳＯＣに差異が生じる。

【0030】

また、充電電流が生じた場合、図５Ｂの「充電後」に示すように、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの温度差が広がる。さらに、温度の低い第１電池群１１ＡのＳＯＣの増加量が低くなり、第１電池群１１Ａと第２電池群１１ＢとでＳＯＣに差異が生じる。

【0031】

すなわち、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂに温度差があると、電流が流れることで、温度差が更に大きくなってしまう。温度差が大きくなると、例えば第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうち一方に比べて他方が非常に低い温度となる場合が生じえる。この場合、低い温度になった一方の電池群に充電電流が流れると、内部電極に金属リチウムが析出すること等により、電池群の劣化が進んでしまう恐れがある。また、温度差が大きくなると、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうち一方のみが非常に高い温度になる場合が生じえる。この場合、高い温度になった一方の電池群でセル内の材料分解、並びに、構造劣化が進んでしまう恐れがある。その結果、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとで劣化に偏りが生じてしまうという影響がある。

【0032】

さらに、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂに温度バラツキがあると、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、電流が流れることで、ＳＯＣにも差異が生じてしまう。ＳＯＣに差異があると、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうちの一方に放電又は充電の余裕が有っても、他方の余裕がなくなって、バッテリ８１からの放電又は充電に制限が発生してしまうという影響がある。

【0033】

さらに、図５Ｂに示すように、充電後においては、温度差が広がることに加えて、温度の低い第１電池群１１ＡのＳＯＣが、温度の高い第２電池群１１ＢのＳＯＣよりも低い値になってしまう。先に説明したように放電可能電力Ｗｏｕｔは、温度が低くなるに従って低下し、かつ、ＳＯＣが低くなるに従って低下する傾向がある。したがって、第１電池群１１Ａにおいて温度とＳＯＣとの両方が低くなることにより、第１電池群１１Ａの放電可能電力Ｗｏｕｔが、第２電池群１１Ｂの放電可能電力Ｗｏｕｔに比べて低い値になってしまう。この場合、第２電池群１１Ｂに余力があっても、第１電池群１１Ａの放電可能電力Ｗｏｕｔが低い値（例えばゼロ）になることで、バッテリ８１に出力制限が生じてしまう。特に、放電可能電力Ｗｏｕｔの値が小さくなる低温時（１０℃以下など）において、上記のような出力制限が生じる可能性が高くなる。

【0034】

＜制御動作＞
電池制御装置４０のコントローラ４１は、上述した温度バラツキに基づく影響を改善するために、次のような制御動作を行う。

【0035】

すなわち、まず、コントローラ４１は、第１温度センサ１３ａと第２温度センサ１３ｂとの出力に基づいて、第１電池群１１Ａの温度、並びに、第２電池群１１Ｂの温度を推定する。なお、温度を推定できれば、コントローラ４１は、温度センサの出力を用いずに他の条件から上記の温度を推定してもよい。

【0036】

そして、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとに温度差がある場合に、抵抗調整処理を行う。抵抗調整処理は、第１電池群１１Ａに流れる電流と、第２電池群１１Ｂに流れる電流とが、抵抗調整処理が実行されない場合と比較して、均等に近づくように可変抵抗器１２の抵抗値を制御する処理である。

【0037】

抵抗調整処理が実行されることで、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとに温度差が生じても、両方の電流が均等に近づくので、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの自己発熱の熱量が均等に近づくか、大小が逆転する。よって、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの間で温度差が拡大してしまうことを低減できる。したがって、前述した温度差が広がることで生じる影響を抑制することができる。

【0038】

抵抗調整処理において、具体的には、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａの温度が第２電池群１１Ｂの温度よりも高い場合に、第１可変抵抗器１２Ａの抵抗値を第２可変抵抗器１２Ｂの抵抗値よりも大きくする。同様に、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａの温度が第２電池群１１Ｂの温度よりも低い場合に、第１可変抵抗器１２Ａの抵抗値を第２可変抵抗器１２Ｂの抵抗値よりも小さくする。このような制御によって、第１電池群１１Ａの電流と第２電池群１１Ｂの電流とを均等に近づけることができる。

【0039】

コントローラ４１は、特に、バッテリ１１に充電電流が送られる回生運転時において、上記の条件で抵抗調整処理を行うように構成されてもよい。充電電流が送られるときに抵抗調整処理が行われることで、図５Ｂの「充電後」に示したような状況の発生を低減できる。当該状況とは、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうち一方において温度とＳＯＣの両方が低くなり、他方と比べて放電可能電力Ｗｏｕｔが低下していまうという状況である。したがって、充電電流が送られるときに抵抗調整処理が行われることで、一方の放電可能電力Ｗｏｕｔが先に小さくなって、バッテリ１１全体で出力制限が生じてしまうという現象を減らすことができる。

【0040】

さらに、コントローラ４１は、バッテリ１１から放電電流が出力される駆動時には、抵抗調整処理を非実行とするように構成されてもよい。電動車両１では、制動時よりも加速時のほうがバッテリ１１に大きな電流が流れる傾向がある。なぜならば、電動車両１の制動は、回生制動と制動装置３による制動との複合により実現される。一方、電動車両１の加速は電動モータ２０の力行運転で主に実現されるからである。したがって、上記のように、抵抗調整処理が駆動時に非実行とされることで、大きな電流が流れるときに抵抗調整処理が非実行とされる確率が多くなる。よって、温度バラツキによる影響が少ない駆動時の期間においては、可変抵抗器１２で生じる電力損失を抑制することができる。

【0041】

加えて、駆動時に抵抗調整処理を非実行とすることで、第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうち温度が低い方の放電電流が少なくなるので、温度が低い方の電池群においてＳＯＣの低下を抑制できる。したがって、一方の電池群において温度とＳＯＣの両方が低下してしまうことを抑制できる。よって、一方の電池群の放電可能電力Ｗｏｕｔが他方よりも先に小さくなって、バッテリ１１全体で出力制限が生じてしまうという現象を減らすことができる。

【0042】

なお、コントローラ４１は、充電電流が送られる回生運転時であるか否か、あるいは、バッテリ１１から駆動電力が出力される駆動時か否かを、ブレーキ操作部２６ｂの操作量の情報とアクセル操作部２６ａの操作量の情報とに基づいて判別してもよい。あるいは、コントローラ４１は、バッテリ１１に接続された電力線に流れる電流を検出して、充電電流が送られている期間か、放電電流が出力されている期間かを判別してもよい。

【0043】

第１電池群１１Ａ及び第２電池群１１Ｂのうち、一方の放電可能電力Ｗｏｕｔが先に小さくなって、バッテリ１１全体で出力制限が生じてしまうという現象は、低温時において発生する可能性が高くなる。したがって、コントローラ４１は、抵抗調整処理を実行する条件に、低温時であるという条件を加えてもよい。低温時とは、２５℃以下としてもよいし、１０℃以下としてもよいし、０℃以下としてもよい。また、低温時とは、ＳＯＣが１０％のときに放電可能電力Ｗｏｕｔが最大値の２０％以下となる温度と定義されてもよい。

【0044】

コントローラ４１は、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの温度差が第１閾値以上である場合に、抵抗調整処理を開始し、上記温度差が第２閾値未満になったら抵抗調整処理を終了するように構成されてもよい。第１閾値としては、特に制限されないが、例えば５℃～１５℃の範囲内の値を設定できる。第２閾値としては、特に制限されないが、０℃～１５℃の値で第１閾値よりも低い値を設定できる。このような構成により、抵抗調整処理の利点のほうが、抵抗調整処理の欠点（例えば電力損失の発生等）を上回るような適切なタイミングで抵抗調整処理を実行することが容易となる。

【0045】

＜電池制御処理＞
続いて、電池制御装置のコントローラにより実行される電池制御処理の一例についてフローチャートを参照しながら説明する。図６は、電池制御処理の一例を示すフローチャートである。当該電池制御処理は、電動車両１が起動している間、繰り返し実行される。

【0046】

電池制御処理が開始されると、コントローラ４１は、第１温度センサ１３ａ及び第２温度センサ１３ｂの出力に基づいて、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂの温度差を推定する（ステップＳ１）。

【0047】

次に、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの温度差が、第１閾値Ｔｔｈ１以上であるかを判別する（ステップＳ２）。温度差は、両温度の差の絶対値を意味する。そして、判別結果がＮｏであれば、コントローラ４１は、１回の電池制御処理を終了する。

【0048】

一方、ステップＳ２の判別結果がＹＥＳであれば、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとのどちらが低い温度か判別する（ステップＳ３）。そして、第１電池群１１Ａの方が低温であれば、コントローラ４１は、第１可変抵抗器１２Ａよりも第２可変抵抗器１２Ｂの方が抵抗値が高くなる第１切替状態の設定準備を行う（ステップＳ４）。一方、第２電池群１１Ｂの方が低温であれば、コントローラ４１は、第１可変抵抗器１２Ａの方が第２可変抵抗器１２Ｂよりも抵抗値が高くなる第２切替状態の設定準備を行う（ステップＳ５）。第１切替状態と第２切替状態との各々は、予め一つに定められた可変抵抗器１２の切替状態であってもよい。あるいは、第１切替状態と第２切替状態の各々は、温度差に応じて抵抗値が変わる切替状態であってもよい。いずれにおいても、第１切替状態または第２切替状態に設定されることで、当該設定がない場合と比較して、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとに流れる電流が均等に近くなる。

【0049】

次に、コントローラ４１は、充電電流の発生時（例えば回生電力が発生する回生時）であるか判別する（ステップＳ６）。具体的には、コントローラ４１は、アクセル操作部２６ａの操作量が減少しているか、或いは、ブレーキ操作部２６ｂの操作量がゼロより大きいかを判別することにより、電動モータ２０の回生運転される回生時であるか否かを判別する。

【0050】

その結果、充電電流の発生時（例えば回生運転時）であれば、コントローラ４１は、ステップＳ４又はＳ５で設定準備した第１切替状態又は第２切替状態に、可変抵抗器１２を切り替える（ステップＳ７）。一方、充電電流の発生時でなければ、コントローラ４１は、可変抵抗器１２の切り替えを解除する（ステップＳ８）。切り替えを解除とは、第１可変抵抗器１２Ａの抵抗値及び第２可変抵抗器１２Ｂの抵抗値をともにゼロにすることを意味する。あるいは、可変抵抗器１２の切り替えを解除とは、第１可変抵抗器１２Ａの抵抗値及び第２可変抵抗器１２Ｂの抵抗値を所定値（例えば等しい所定値）にすることを意味してもよい。

【0051】

さらに、コントローラ４１は、ステップＳ６～Ｓ９のループ処理の経過時間を計数し、予め設定された時間（例えば１０秒）が経過したか判別する（ステップＳ９）。その結果、まだ経過していなければ、コントローラ４１は、ステップＳ６に処理を戻し、ステップＳ６～Ｓ９のループ処理を続行する。

【0052】

一方、ステップＳ９で時間が経過したと判別したら、コントローラ４１は、第１温度センサ１３ａ及び第２温度センサ１３ｂの出力に基づいて、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂの温度差を推定する（ステップＳ１０）。

【0053】

そして、コントローラ４１は、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの温度差が、第２閾値Ｔｔｈ２未満であるかを判別する（ステップＳ１１）。そして、判別結果がＮｏであれば、コントローラ４１は、ステップＳ６の処理を戻して、ステップＳ６～Ｓ１１のループ処理を継続する。一方、ステップＳ１１の判別結果がＹＥＳであれば、コントローラ４１は１回の電池制御処理を終了する。

【0054】

以上の電池制御処理によって、前述したバッテリシステム１０の制御動作の一例を実現できる。

【0055】

なお、ステップＳ４、Ｓ５に移行する条件、あるいは、ステップＳ７に移行する条件には、バッテリ１１が低温時であるという条件が加えられてもよい。低温時か否かは、バッテリ１１の温度（平均温度、最大温度、最小温度など）、あるいは、バッテリ１１の環境温度（気温、冷却液温度など）に基づき、コントローラ４１が判断してもよい。低温時とは前述した通りである。当該構成によれば、温度バラツキに起因する影響が少ない高温時には、可変抵抗器１２の切り替えが低減される。したがって、温度バラツキに起因する影響が少ないときに、可変抵抗器１２の抵抗により損失が発生することを低減できる。

【0056】

上記の電池制御処理のプログラムは、コントローラ４１に内蔵された非一過性の記憶媒体（non transitory computer readable medium）４１ａに記憶されている。コントローラ４１は、可搬型の非一過性の記録媒体に記憶されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行するように構成されてもよい。上記の可搬型の非一過性の記憶媒体は、上述した電池制御処理のプログラムを記憶していてもよい。

【0057】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態においては、第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとが同一の蓄電容量である場合について説明した。しかし、第１電池群１１Ａの蓄電容量と第２電池群１１Ｂの蓄電容量とが異なってもよい。その場合、［発明を実施するための形態］の項の説明において、第１電池群１１Ａ又は第２電池群１１Ｂに流れる電流（すなわち放電電流及び充電電流）を、単位容量当りの電流と読み替えればよい。また、第１可変抵抗器１２Ａ又は第２可変抵抗器１２Ｂの抵抗値は、単位容量当りの抵抗値と読み替えればよい。さらに、第１電池群１１Ａ又は第２電池群１１Ｂの発熱量は、単位容量当りの発熱量と読み替えればよい。

【0058】

また、上記実施形態においては、バッテリ１１が第１電池群１１Ａと第２電池群１１Ｂとの２つの電池群を有する例を示したが、バッテリ１１は、互いに並列に接続された３つ以上の電池群を有していてもよい。その場合、いずれか一つの電池群を第１電池群と見なし、もう一つの電池群を第２電池群と見なせばよい。

【0059】

また、上記実施形態においては、電動車両として内燃機関を有さないＥＶ（Electric Vehicle）を示したが、電動車両は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）であってもよいし、ＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）であってもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明は、電動車両の電池制御装置に利用できる。

【符号の説明】

【0061】

１ 電動車両
２ 駆動輪
３ 制動装置
１０ バッテリシステム
１１ バッテリ
１１Ａ 第１電池群
１１Ｂ 第２電池群
１２ 可変抵抗器
１２Ａ 第１可変抵抗器
１２Ｂ 第２可変抵抗器
１３ａ 第１温度センサ
１３ｂ 第２温度センサ
２０ 電動モータ
２２ 車両コントローラ
２４ インバータ
２６ 操作部
２６ａ アクセル操作部
２６ｂ ブレーキ操作部
４０ 電池制御装置
４１ コントローラ
４１ａ 記憶媒体

【要約】

複数の電池群の温度差に起因してバッテリの性能が一時的に劣化することを低減できる電動車両の電池制御装置を提供する。電動車両の電池制御装置は、並列接続された第１電池群及び第２電池群を含みかつ走行用の電力を蓄積するバッテリと、バッテリに電気的に接続された可変抵抗器とを備えた電動車両に搭載される電動車両の電池制御装置であって、可変抵抗器を制御するコントローラを備え、コントローラは、第１電池群の温度と第２電池群の温度との差に基づいて抵抗調整処理を実行し、抵抗調整処理は、抵抗調整処理が非実行である場合よりも、第１電池群の単位容量当りの電流と第２電池群の単位容量当りの電流とが均等に近づくように、可変抵抗器を制御する処理である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】