特許 7629730 蓄電装置及び温度推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-05

(45)【発行日】2025-02-14

(54)【発明の名称】蓄電装置及び温度推定方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20250206BHJP

   G01R 31/3828 20190101ALI20250206BHJP

   G01R 31/389 20190101ALI20250206BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20250206BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 301

H01M10/48 P

G01R31/3828

G01R31/389

H02J7/00 Q

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020532487

(86)(22)【出願日】2019-07-26

(86)【国際出願番号】 JP2019029325

(87)【国際公開番号】W WO2020022463

(87)【国際公開日】2020-01-30

【審査請求日】2022-07-06

【審判番号】

【審判請求日】2024-05-13

(31)【優先権主張番号】P 2018141799

(32)【優先日】2018-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】岡部 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】山手 茂樹

【合議体】

【審判長】高野 洋

【審判官】馬場 慎

【審判官】丸山 高政

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１５１１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３８６５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－４４７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６１２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０１８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０７８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３２０８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01M 10/48

H02J 7/00

G01R 31/36-31/44

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電素子と、
前記蓄電素子の電圧を測定し、前記蓄電素子を管理する管理部とを備え、
該管理部は、
前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、
測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、
前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づき、エントロピー発熱項を含んでおり前記蓄電素子での発熱量を表した式を利用して、前記蓄電素子での発熱量を推定し、
前記管理部は、
前記蓄電素子を流れた電流の履歴に基づいて予測通電プロファイルを特定し、前記通電プロファイルとして、前記予測通電プロファイルを用い、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定する
蓄電装置。

【請求項2】

前記管理部は、
前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子に流れる電流を測定し、
前記蓄電素子のＳＯＣに応じて得られる前記蓄電素子の起電力と、測定した電流と、前記測定した電圧とに基づいて、前記蓄電素子の内部抵抗を計算する
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記管理部は、
前記蓄電素子に並列接続された電流源を有し、
前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で前記電流源が第１の直流電流を前記蓄電素子に印加した場合に、前記蓄電素子の第１電圧を測定し、
前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記第１の直流電流とは異なる値の第２の直流電流を前記電流源が前記蓄電素子に印加した場合に、前記蓄電素子の第２電圧を測定し、
前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて、前記蓄電素子の内部抵抗を計算する
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記管理部は、
前記発熱量に基づいて、熱伝導のシミュレーションを行うことにより、前記蓄電素子の温度を推定する
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の蓄電装置。

【請求項5】

前記管理部は、
プログラムを記憶する記憶部と、
前記プログラムに基づいた演算を行う演算部とを有し、
前記記憶部は、
リアルタイムＯＳ（Operating System）のプログラムと、
前記リアルタイムＯＳ上で動作し、前記内部抵抗の計算、前記発熱量の推定及び前記温度の推定を行うためのプログラムを記憶する
請求項４に記載の蓄電装置。

【請求項6】

前記管理部は、
前記予測通電プロファイルに応じた将来の電流及び前記内部抵抗を用いて発熱量を計算することにより、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定する
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の蓄電装置。

【請求項7】

前記管理部は、複数の予測通電プロファイルに基づいて、複数通りの発熱量を推定する
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の蓄電装置。

【請求項8】

前記蓄電素子はリユース品である
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の蓄電装置。

【請求項9】

蓄電素子の温度を推定する方法であって、
前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、
測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、
前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づき、エントロピー発熱項を含んでおり前記蓄電素子での発熱量を表した式を利用して、前記蓄電素子での発熱量を推定し、
前記発熱量に基づいて、熱伝導のシミュレーションを行うことにより、前記蓄電素子の温度を推定し、
前記蓄電素子の温度を推定する際に、前記蓄電素子を流れた電流の履歴に基づいて予測通電プロファイルを特定し、前記通電プロファイルとして、前記予測通電プロファイルを用い、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定する
温度推定方法。

【請求項10】

前記通電プロファイルとして、予測通電プロファイルを用い、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定する
請求項９に記載の温度推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電素子の温度を推定する蓄電装置及び温度推定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電素子（Energy Storage Device）は、無停電電源装置、安定化電源に含まれる直流又は交流電源装置等に広く使用されている。また、発電された電力を蓄電しておく大規模なシステムでの蓄電素子の利用が拡大している。典型的には、複数の蓄電素子を直列又は直並列に接続して蓄電システムが構成されている。

【0003】

蓄電素子に大電流が流れた場合、又は高温環境下に蓄電素子がさらされた場合は、蓄電素子の温度が高くなる。高温状態では、蓄電素子の劣化が促進される。例えば、蓄電素子の満充電時の容量が減少する。蓄電素子を安定的に運用するために、電流、電圧又は温度等の蓄電素子の状態を監視することが行われている。

【0004】

蓄電素子の電流及び電圧は、電流センサ及び電圧センサを用いて比較的容易に検出できる。しかし、蓄電素子の内部の温度又は発熱量を検出することは困難である。従来は、例えば、蓄電素子の近傍に配置したサーミスタ等の温度センサを用いて蓄電素子の外部温度を測定し、測定された温度が蓄電素子の制御に利用されている。

【0005】

特許文献１には、蓄電素子の温度を推定する方法が開示されている。具体的には、交流インピーダンス法を用いて取得した蓄電素子の内部抵抗と、充放電が開始されてからの継続時間と、蓄電素子のＳＯＣ（State of Charge ；充電状態）と、蓄電素子の温度との関係を示す内部抵抗マップを用い、所定時間毎に内部での発熱量を算出している。推定した温度に基づき、冷却装置により蓄電素子が冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－１０１８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

蓄電素子は、実際には直流で充放電されることが多い。特許文献１に記載の交流インピーダンス法では、反応抵抗又は拡散抵抗の値を正確に把握し難く、直流で充放電されるときの蓄電素子の内部抵抗を取得することは困難であると予想される。予め実験により作成した内部抵抗マップを用いる場合、実験時の条件（例えば、充放電が開始されてからの継続時間）と実使用時の条件とがずれることによって、発熱量の推定誤差が拡大する。また、蓄電素子の内部抵抗と、充放電が開始されてからの継続時間と、ＳＯＣと、蓄電素子の温度との関係性は、蓄電素子の劣化に伴って変化する。蓄電素子の劣化を考慮した精緻な内部抵抗マップを作成することは、困難である。従って、実際に使用中の蓄電素子の温度を特許文献１に記載の方法で推定することは、困難である。

【0008】

更に、交流インピーダンス法では、蓄電素子一つにつき測定装置が一台必要とされる。特許文献１に記載の技術を、複数の蓄電素子を備えた蓄電装置又は蓄電システムに適用して、個々の蓄電素子の温度を推定することは、困難である。

【0009】

本発明は、蓄電素子の温度を容易に推定できる蓄電装置及び温度推定方法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】

【0010】

本発明の一局面に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子の電圧を測定し、前記蓄電素子を管理する管理部とを備え、該管理部は、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づいて、前記蓄電素子での発熱量を推定する。

【0011】

本発明の一局面に係る温度推定方法は、蓄電素子の温度を推定する方法であって、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づいて、前記蓄電素子での発熱量を推定し、前記発熱量に基づいて、熱伝導のシミュレーションを行うことにより、前記蓄電素子の温度を推定する。

【発明の効果】

【0012】

上記構成により、直流で充放電される蓄電素子の内部抵抗を容易に計算でき、蓄電素子での発熱量を容易に推定することができる。予測通電プロファイルを用いることにより、将来（例えば、数秒後、又は数分後）の蓄電素子の温度を推定することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】蓄電セルの外観の例を示す模式図である。

【図2】蓄電モジュールの外観の例を示す模式図である。

【図3】実施形態１に係る蓄電モジュールの機能構成の例を示すブロック図である。

【図4】実施形態１に係る電流測定部及び電圧測定部の機能構成の例を示すブロック図である。

【図5】実施形態１に係る記憶部の記憶内容の例を示す模式図である。

【図6】実施形態１に係るＢＭＵが実行する蓄電セルの温度を推定するための処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】実施形態２に係る電流測定部及び電圧測定部の機能構成の例を示すブロック図である。

【図8】実施形態２に係るＢＭＵが実行する蓄電セルの温度を推定するための処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】実施形態３に係る蓄電モジュール及び電池管理装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子の電圧を測定し、前記蓄電素子を管理する管理部とを備え、該管理部は、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づいて、前記蓄電素子での発熱量を推定する。

【0015】

蓄電装置は、蓄電素子と管理部とを備える。管理部は、蓄電素子に直流電流が流れる状態で蓄電素子の電圧を測定し、直流抵抗測定法により蓄電素子の内部抵抗を計算する。管理部は、交流インピーダンス法ではなく直流抵抗測定法を用いることで、直流で充放電されることが多い蓄電素子の内部抵抗を容易に精度良く計算できる。また、管理部は、内部抵抗及び通電プロファイルに基づいて、蓄電素子での発熱量を推定する。直流抵抗測定法で得られる内部抵抗は、直流抵抗である。多くの場合、蓄電素子は直流で充放電されるので、蓄電素子の発熱因子はほぼ直流抵抗に限定される。このため、直流抵抗測定法により計算した蓄電素子の内部抵抗を用いて、蓄電素子での発熱量を精度良く推定できる。

【0016】

蓄電装置は、前記通電プロファイルとして、予測通電プロファイルを用い、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定してもよい。
従来、蓄電素子の近未来の発熱量をin situ推定（その場推定）することについて、十分な検討がなされてこなかった。特に、温度センサにより測定される蓄電素子の外部温度に依拠せずに、蓄電素子の内部抵抗に基づく発熱量を逐次推定することについて、改善の余地があった。蓄電装置に備えられた管理部において、直流抵抗測定法により計算される内部抵抗を用いて近未来の発熱量を推定することで、蓄電素子の劣化を抑制すること、又は蓄電素子の性能を存分に使いきることが可能となる。

【0017】

前記管理部は、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子に流れる電流を測定し、前記蓄電素子のＳＯＣに応じて得られる前記蓄電素子の起電力と、測定した電流と、前記測定した電圧とに基づいて、前記蓄電素子の内部抵抗を計算してもよい。蓄電素子に直流電流が流れる状態で測定された電流及び電圧、並びに蓄電素子の起電力を用いて、簡便な計算により、蓄電素子の内部抵抗が得られる。

【0018】

一つの電流測定部に直列接続された複数の蓄電素子（蓄電セル）のそれぞれについて、ＳＯＣに応じた起電力と、測定した電流と、測定した蓄電素子の電圧とに基づいて、内部抵抗を計算することが好ましい。このような計算は、典型的な蓄電装置（蓄電モジュール）が通常備えるハードウェアで実現できる（蓄電装置には、追加ハードウェアが不要である）。

【0019】

前記管理部は、前記蓄電素子に並列接続された電流源を有し、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で前記電流源が第１の直流電流を前記蓄電素子に印加した場合に、前記蓄電素子の第１電圧を測定し、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記第１の直流電流とは異なる値の第２の直流電流を前記電流源が前記蓄電素子に印加した場合に、前記蓄電素子の第２電圧を測定し、前記第１電圧及び前記第２電圧に基づいて、前記蓄電素子の内部抵抗を計算してもよい。電流源を利用することにより、蓄電素子の起電力及び蓄電素子に流れる電流を用いることなく、第１電圧及び第２電圧に基づいて蓄電素子の内部抵抗が得られる。

【0020】

前記管理部は、前記発熱量に基づいて、熱伝導のシミュレーションを行うことにより、前記蓄電素子の温度を推定してもよい。精度良く推定された蓄電素子での発熱量を用いて、蓄電素子の温度が容易に精度良く推定できる。

【0021】

前記管理部は、プログラムを記憶する記憶部と、前記プログラムに基づいた演算を行う演算部とを有し、前記記憶部は、リアルタイムＯＳ（Operating System）のプログラムと、前記リアルタイムＯＳ上で動作し、前記内部抵抗の計算、前記発熱量の推定及び前記温度の推定を行うためのプログラムを記憶してもよい。リアルタイムＯＳを利用することにより、管理部は、高い応答性で処理を実行できる。従って、管理部は、高速で将来の蓄電素子の温度を推定できる。応答性が十分である場合は、管理部はリアルタイムＯＳを用いなくてもよい。

【0022】

前記管理部は、前記予測通電プロファイルに応じた将来の電流及び前記内部抵抗を用いて発熱量を計算することにより、前記蓄電素子での将来の発熱量を推定してもよい。直流抵抗測定法により計算した蓄電素子の内部抵抗と、通電プロファイルに応じた将来の電流とを用いて、蓄電素子での将来の発熱量を精度良く推定できる。

【0023】

前記管理部は、複数の予測通電プロファイルに基づいて、複数通りの発熱量を推定してもよい。管理部は、複数通りの発熱量に応じて、複数通りの温度を推定できる。通電プロファイルを一つに絞らずとも、蓄電素子の温度の推定が可能である。

【0024】

前記蓄電素子はリユース品（リサイクル品）であってもよい。蓄電素子がリユース品であっても、同様の方法にて蓄電素子の内部抵抗を容易に精度良く計算でき、蓄電素子の温度を容易に精度良く推定できる。リユース品の蓄電素子の内部抵抗及び温度を正しく把握して、適切に蓄電素子を制御できる。

【0025】

温度推定方法は、蓄電素子の温度を推定する方法であって、前記蓄電素子に直流電流が流れる状態で、前記蓄電素子の電圧を測定し、測定した電圧を用いた直流抵抗測定法により、前記蓄電素子の内部抵抗を計算し、前記内部抵抗及び通電プロファイルに基づいて、前記蓄電素子での発熱量を推定し、前記発熱量に基づいて、熱伝導のシミュレーションを行うことにより、前記蓄電素子の温度を推定する。直流抵抗測定法を用いることで、直流で充放電される蓄電素子の内部抵抗を容易に精度良く計算できる。このため、蓄電素子での発熱量を容易に精度良く推定し、蓄電素子の温度を容易に精度良く推定できる。

【0026】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施形態１）
図１は、蓄電セル１１の外観の例を示す模式図である。蓄電セル１１は蓄電素子に対応する。蓄電セル１１は、リチウムイオン電池等の二次電池である。蓄電セル１１は、直方体の形状（prismatic shape ）を有している。蓄電セル１１は、直方体形状のケース１１１と、正端子１１２と、負端子１１３とを備えている。ケース１１１の内部には、正極、負極、セパレータ及び電解質（電解液）が収容されている。セパレータは正極及び負極の間に介在されている。例えば、正極、負極及びセパレータはシート状であり、それらを重ねて巻回した電極体としてケース１１１内に収容されている。電極体は、巻回型のものに限らず、積層型のものであってもよい。正極は正端子１１２に接続され、負極は負端子１１３に接続されている。蓄電セル１１の長さが最も短い方向を厚み方向とする。なお、蓄電セル１１の形状は直方体以外の形状であってもよく、パウチ形又は円筒形であってもよい。

【0027】

図２は、蓄電モジュール１０の外観の例を示す模式図である。蓄電モジュール１０は蓄電装置に対応する。蓄電モジュール１０は、直列及び／又は並列に接続された複数の蓄電セル１１を含んでいる。蓄電モジュール１０は、保持部材の一例である直方体状の筐体１２を備えている。複数の蓄電セル１１は、厚み方向に並べられ、筐体１２に保持（収納）されている。代替的に、保持部材は、一対のエンドプレートとそれらエンドプレートを繋ぐ複数の締結バーとによって形成されてもよい。複数の蓄電セル１１は、図示しないバスバーによって直列及び／又は並列に接続される。

【0028】

更に、蓄電モジュール１０は、ＢＭＵ（Battery Management Unit；電池管理装置）２を備えている。ＢＭＵ２は、管理部に対応する。図２では、ＢＭＵ２を破線で示している。ＢＭＵ２は、基板上に各種の部品が配置された構成となっている。ＢＭＵ２は、蓄電モジュール１０に含まれる蓄電セル１１を管理する。具体的には、ＢＭＵ２は、電流積算法により、蓄電セル１１のＳＯＣを計算する。ＳＯＣは、蓄電セル１１の満充電容量に対して、蓄電セル１１に充電されている電気量を比率で表したものである。また、ＢＭＵ２は、蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。

【0029】

図３は、実施形態１に係る蓄電モジュール１０の機能構成の例を示すブロック図である。蓄電モジュール１０では、例えば、複数の蓄電セル１１が直列に接続されている。ＢＭＵ２は、演算部２１と、メモリ２２と、記憶部２３と、電流測定部２４と、電圧測定部２５と、温度測定部２６とを備えている。演算部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メモリ２２は、演算部２１での演算に必要な情報を記憶する。記憶部２３は、不揮発性であり、プログラム及びデータを記憶する。演算部２１は、記憶部２３が記憶するプログラムに従って処理を実行する。例えば、記憶部２３は不揮発性の半導体メモリである。温度測定部２６は、温度センサを用いて、蓄電モジュール１０の外部の温度を測定する。

【0030】

図４は、実施形態１に係る電流測定部２４及び電圧測定部２５の機能構成の例を示すブロック図である。電流測定部２４は、直列に接続された複数の蓄電セル１１に直列に接続されたシャント抵抗２４１と、シャント抵抗２４１の両端の電圧を測定する電圧計２４２とを含んでいる。電圧計２４２は、演算部２１に接続されている。

【0031】

直列に接続された複数の蓄電セル１１に直流電流が流れる場合、シャント抵抗２４１には複数の蓄電セル１１と同一の電流Ｉが流れる。電圧計２４２は、シャント抵抗２４１の両端の電圧Ｖ_S を測定し、測定した電圧Ｖ_S の値を演算部２１へ入力する。シャント抵抗２４１の抵抗Ｒ_s の値は予め記憶部２３に記憶されている。演算部２１は、シャント抵抗２４１の抵抗Ｒ_s を記憶部２３から読み出し、シャント抵抗２４１の両端の電圧Ｖ_S を用いて、Ｉ＝Ｖ_S ／Ｒ_s の計算を行うことにより、電流Ｉを計算する。このようにして、ＢＭＵ２は、直列に接続された複数の蓄電セル１１に直流電流が流れる場合に、電流測定部２４を用いて、複数の蓄電セル１１に流れる電流Ｉを測定する。蓄電モジュール１０内で複数組の蓄電セル１１が互いに並列に接続されている場合は、各組の蓄電セル１１に直列にシャント抵抗２４１が一つ接続されている。

【0032】

電圧測定部２５は、夫々の蓄電セル１１の両端に接続された電圧計２５１を含んでいる。夫々の電圧計２５１は演算部２１に接続されている。電圧計２５１は、蓄電セル１１の両端の電圧を測定し、測定した電圧の値を演算部２１へ入力する。このようにして、ＢＭＵ２は、電圧測定部２５を用いて、夫々の蓄電セル１１の電圧を測定する。

【0033】

図４には、蓄電セル１１の等価回路を示している。蓄電セル１１は、起電力１１４と内部抵抗１１５とが直列に接続された等価回路で表される。内部抵抗１１５の値をＲ₀ 、起電力１１４の値をＥ₀ 、電圧計２５１で測定した電圧をＶ、蓄電セル１１に流れる電流をＩとする。内部抵抗１１５の値Ｒ₀ は、Ｒ₀ ＝（Ｖ－Ｅ₀ ）／Ｉの計算により求められる。求められる内部抵抗１１５の値Ｒ₀ は、蓄電セル１１の直流抵抗である。

【0034】

図５は、実施形態１に係る記憶部２３の記憶内容の例を示す模式図である。記憶部２３は、リアルタイムＯＳ（Operating System）のプログラムであるＯＳプログラム２３１と、各種の計算を行うためのプログラムである計算プログラム２３２を記憶している。演算部２１は、ＯＳプログラム２３１に従った処理を実行することにより、リアルタイムＯＳを実現する。計算プログラム２３２は、リアルタイムＯＳ上で動作する。演算部２１は、計算プログラム２３２に従って、電流積算法による蓄電セル１１のＳＯＣの計算、蓄電セル１１の内部抵抗の計算、蓄電セル１１での発熱量の推定のための計算、及び蓄電セル１１の温度を推定するための計算を行う。

【0035】

記憶部２３は、各種の計算を行うために必要な、蓄電モジュール１０に関する各種の特性を示す情報を含んだ特性データ２３３を記憶する。例えば、特性データ２３３は、シャント抵抗２４１の抵抗Ｒ_s を含み、蓄電モジュール１０の各部分の熱伝導率、比熱、密度、及び外部への熱伝達係数を含む。また、特性データ２３３は、蓄電セル１１のＳＯＣとＯＣＶ（Open Circuit Voltage；開回路電圧）との相関関係を表すＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を含んでいる。特性データ２３３に含まれる情報は、予め特定され、記憶部２３に記憶されている。記憶部２３は、測定した値及び計算した値の履歴を含んだ履歴データ２３４を記憶する。履歴データ２３４は、例えば、測定した電流及び電圧の履歴、並びに計算したＳＯＣの履歴を含んでいる。履歴データ２３４に含まれる値は、ＢＭＵ２の処理により得られ、順次記憶部２３に記憶される。

【0036】

次に、ＢＭＵ２が実行する処理を説明する。ＢＭＵ２は、電流積算法により夫々の蓄電セル１１のＳＯＣを計算する。より詳しくは、演算部２１は、電流測定部２４の測定結果に基づいて、夫々の蓄電セル１１に流れる電流を計算し、計算プログラム２３２に従って、計算した電流を逐次積算することにより、ＳＯＣを計算する。演算部２１は、ＳＯＣの計算を繰り返し、計算したＳＯＣを記憶部２３に記憶させる。

【0037】

ＢＭＵ２は、随時、夫々の蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。図６は、実施形態１に係るＢＭＵ２が実行する蓄電セル１１の温度を推定するための処理の手順を示すフローチャートである。演算部２１は、計算プログラム２３２に従って以下の処理を実行する。以下、ステップをＳと略す。蓄電モジュール１０が充放電を行う際には、蓄電セル１１には直流電流が流れる。演算部２１は、夫々の蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、蓄電セル１１に流れる電流、及び蓄電セル１１の電圧を測定する（Ｓ１１）。Ｓ１１では、前述したように、演算部２１は、蓄電モジュール１０の充放電により蓄電セル１１に直流電流が流れる場合に、電流測定部２４での測定結果を用いて、蓄電セル１１に流れる電流Ｉを計算する。また、演算部２１は、蓄電セル１１に直流電流が流れる場合に、電圧測定部２５が測定した電圧の値を受け付けることにより、蓄電セル１１の電圧Ｖを取得する。

【0038】

演算部２１は、次に、夫々の蓄電セル１１の起電力１１４の値を計算する（Ｓ１２）。ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線は、ＳＯＣとＯＣＶとが一対一対応した相関関係を表す。蓄電セル１１のＳＯＣが判明している場合は、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線に従って、蓄電セル１１のＯＣＶが得られる。蓄電セル１１のＯＣＶは、蓄電セル１１の起電力１１４の値とほぼ同値である。夫々の蓄電セル１１について予め特定されたＳＯＣ－ＯＣＶ曲線が記憶部２３に記憶されていてもよく、平均的なＳＯＣ－ＯＣＶ曲線が記憶部２３に記憶されていてもよい。Ｓ１２では、演算部２１は、夫々の蓄電セル１１の最新のＳＯＣ及びＳＯＣ－ＯＣＶ曲線を記憶部２３から読み出し、ＳＯＣ－ＯＣＶ曲線に従って、ＳＯＣに対応するＯＣＶを特定する。演算部２１は、夫々の蓄電セル１１について、特定したＯＣＶを起電力１１４の値Ｅ₀ とする。

【0039】

演算部２１は、次に、夫々の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算する（Ｓ１３）。Ｓ１３では、ＢＭＵ２は、直流抵抗法により内部抵抗を計算する。Ｓ１１で蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で測定した電流Ｉ及び電圧Ｖ、並びにＳ１２で計算した起電力１１４の値Ｅ₀ を用いて、演算部２１は、Ｒ₀ ＝（Ｖ－Ｅ₀ ）／Ｉの計算により、夫々の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を計算する。

【0040】

演算部２１は、これ以降、内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を利用して、蓄電セル１１での将来の発熱量を計算し、蓄電モジュール１０内での熱伝導をシミュレーションすることにより、将来の蓄電セル１１の温度を推定するための処理を行う。Ｓ１３で計算した内部抵抗１１５の値Ｒ₀ は、時刻ｔ₀ での内部抵抗１１５の値とする。演算部２１は、時刻ｔ₀ よりもｔ₁ 時間後の蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。時間ｔ₁ の値は、予め定められており、記憶部２３に記憶されている。時間ｔ₁ の値は変更可能であってもよい。

【0041】

演算部２１は、夫々の蓄電セル１１での発熱量を計算する（Ｓ１４）。蓄電セル１１は、活性化過電圧とオーム過電圧とにより発熱する。活性化過電圧による発熱をＱ_react （単位はＷ）、蓄電セル１１を流れる電流をＩ（単位はＡ）、活性化過電圧（単位はＶ）をη、反応抵抗をＲ_react （単位はオーム）とする。活性化過電圧による発熱は、Ｑ_react ＝Ｉηで表され、活性化過電圧はη＝ＩＲ_react で表される。オーム過電圧による発熱をＱ_ohm （単位はＷ）、オーム過電圧（単位はＶ）をＶ_ohm 、オーム抵抗をＲ_ohm （単位はオーム）とする。オーム過電圧による発熱は、Ｑ_ohm ＝ＩＶ_ohm で表され、オーム過電圧はＶ_ohm ＝ＩＲ_ohm で表される。

【0042】

活性化過電圧による発熱及びオーム過電圧による発熱の式から活性化過電圧ηとオーム過電圧Ｖ_ohm とを消去すると、蓄電セル１１での総発熱量Ｑ_total （単位はＷ）は、以下の式で表される。
Ｑ_total ＝Ｑ_react ＋Ｑ_ohm ＝Ｉ² （Ｒ_react ＋Ｒ_ohm ）＝Ｉ² Ｒ_total
Ｒ_total は総抵抗であり、Ｓ１３で得られた内部抵抗１１５の値Ｒ₀ と同値である。即ち、蓄電セル１１を流れる電流Ｉと蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値Ｒ₀ のみを用いて、蓄電セル１１の発熱量を計算できる。

【0043】

Ｓ１４では、演算部２１は、予測通電プロファイルに基づいて電流Ｉを推定し、推定した電流ＩとＳ１３で計算した内部抵抗１１５の値Ｒ₀ とを用いて、Ｑ＝Ｉ² Ｒ₀ の計算により、夫々の蓄電セル１１での発熱量Ｑを計算する。Ｓ１４で時刻ｔ₀ における発熱量Ｑを計算する場合は、演算部２１は、Ｓ１１で測定した電流Ｉを用いる。時刻ｔ₀ よりも将来の発熱量Ｑを計算する場合は、演算部２１は、通電プロファイルに応じた将来の電流Ｉを推定し、推定した電流Ｉを用いて発熱量Ｑを計算する。予測通電プロファイルとして、予測（想定）された特定の通電プロファイルが用いられる。例えば、予測通電プロファイルとして、電流が一定である通電プロファイルを仮定して、演算部２１は、Ｓ１１で測定した電流Ｉを用い続けてもよい。代替的に、演算部２１は、記憶部２３に記憶している電流の履歴に基づいて過去の所定時間内の平均電流を計算し、計算した平均電流を電流Ｉとして用いてもよい。代替的に、演算部２１は、過去の所定時間内の最大電流を特定し、最大電流が流れる通電プロファイルを仮定し、最大電流を電流Ｉとして用いてもよい。代替的に、演算部２１は、電流の履歴に基づいて、統計計算又は機械学習により通電プロファイルを予想し、予想した通電プロファイルに応じた電流Ｉを用いてもよい。

【0044】

演算部２１は、次に、熱伝導のシミュレーションを行う（Ｓ１５）。Ｓ１５では、演算部２１は、有限要素法、有限体積法又は有限差分法等の所定の方法を用いた数値計算により、熱伝導方程式を解く計算を行うことにより、所定の時間Δｔ後の蓄電モジュール１０の各部分での温度を計算する。熱伝導方程式は下記の（１）式であらわされる。

【0045】

【数1】

【0046】

（１）式中のρは密度（単位はｋｇ／ｍ³）、Ｃ_p は定圧比熱（単位はＪ／ｋｇ／Ｋ）、Ｔは温度（単位はＫ）、ｔは時間（単位はｓ）、ｋは熱伝導率（単位はＷ／ｍ／Ｋ）、∇はナブラである。演算部２１は、蓄電モジュール１０の各部分の熱伝導率ｋ、定圧比熱Ｃ_p 、密度ρ、及び外部への熱伝達係数として、予め記憶部２３に記憶している値を用いる。演算部２１は、熱伝導率ｋとして、熱伝導の向きによって異なる値を用いてもよい。また、演算部２１は、シミュレーションに必要な外気温度として、温度測定部２６が測定した外部の温度を用いる。演算部２１は、（１）式中のＱ_total として、Ｓ１４で計算した総発熱量Ｑ_total を用いる。演算部２１は、時刻ｔ₀ における蓄電モジュール１０の各部分での温度として、温度測定部２６が測定した蓄電モジュール１０の内部の温度を用いる。演算部２１は、数値計算に必要な蓄電モジュール１０のモデルを生成する処理を行ってもよく、予め記憶部２３に記憶している蓄電モジュール１０のモデルを読み出して利用してもよい。蓄電モジュール１０の外部が水冷などにより液冷されている場合にも、同じ方法を適用することができる。また、Ｑ_total に更にエントロピー発熱項（充放電の向きにより発熱と吸熱とが反転する可逆反応熱）を加えてもよい。

【0047】

演算部２１は、次に、Ｓ１５の処理により時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を計算したか否かを判定する（Ｓ１６）。時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の温度をまだ計算していない場合は（Ｓ１６：ＮＯ）、演算部２１は、処理をＳ１４へ戻す。次に実行するＳ１４及びＳ１５の処理により、演算部２１は、よりΔｔ時間後の蓄電モジュール１０の各部分での温度を計算する。演算部２１は、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の温度が得られるまで、Ｓ１４～Ｓ１６の処理を繰り返す。

【0048】

時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を計算した場合は（Ｓ１６：ＹＥＳ）、演算部２１は、蓄電セル１１の温度を推定する処理を終了する。Ｓ１１～Ｓ１６の処理を実行することにより、ＢＭＵ２は、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を推定する。演算部２１は、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の温度を計算するまでに必要な計算処理時間が時間ｔ₁ 未満になるように、Ｓ１１～Ｓ１６の処理を実行する。

【0049】

なお、演算部２１は、Ｓ１４で、複数の通電プロファイルに基づいて複数通りの発熱量を計算し、Ｓ１５で、複数通りの発熱量に基づいて複数通りの温度を計算する処理を行ってもよい。この場合は、複数の通電プロファイルに応じた複数通りの推定温度が得られる。通電プロファイルを一つに絞らずとも、蓄電セル１１の温度の推定が同時に計算可能である。ＢＭＵ２は、複数通りの推定温度を比較し、適切な温度が得られる通電プロファイルを選択し、選択した通電プロファイルに従って電流を制御することにより、蓄電セル１１の温度を適切に調整することができる。また、ＢＭＵ２は、複数通りの推定温度と温度測定部２６が測定した実際の温度とを比較し、推定温度が実際の温度に近くなる通電プロファイルを選択することもできる。

【0050】

ＢＭＵ２は、Ｓ１１～Ｓ１６の処理を随時実行し、推定した温度に基づいて、蓄電モジュール１０の動作を制御する。例えば、ＢＭＵ２は、推定した温度に基づいて、蓄電セル１１に流れる電流を調整することにより、蓄電セル１１の温度を調整する。例えば、ＢＭＵ２は、蓄電セル１１の温度が所定の上限温度を超過しないように、蓄電セル１１に流れる電流を調整する。ＢＭＵ２が推定する蓄電セル１１の温度に応じた蓄電セル１１の劣化をシミュレーションすることも可能となる。

【0051】

以上詳述した如く、本実施形態においては、ＢＭＵ２は、直流抵抗測定法により蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算し、内部抵抗１１５の値に基づいて、蓄電セル１１での発熱量を推定し、発熱量に基づいて、将来の蓄電セル１１の温度を推定する。直流抵抗測定法では、得られる内部抵抗１１５の値は、直流抵抗の値である。多くの場合、蓄電セル１１は直流で充放電されるので、蓄電セル１１の発熱因子はほぼ直流抵抗に限定される。このため、直流抵抗測定法により計算した蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を用いて、蓄電セル１１での発熱量を精度良く推定することが可能である。この推定は、典型的な蓄電モジュール１０が通常備えるハードウェアで実現できる（蓄電モジュール１０には追加ハードウェアが不要である）。

【0052】

ＢＭＵ２は、交流インピーダンス法ではなく直流抵抗測定法を用いることで、直流で充放電される蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値をより正確に計算できる。ＢＭＵ２は、誤差の原因となる内部抵抗マップを用いずに蓄電セル１１の発熱量を推定するので、小さい誤差で発熱量を推定できる。ＢＭＵ２は実際に蓄電セル１１が充放電されるときのＳＯＣ、電流及び電圧に基づいて内部抵抗１１５の値をin situ推定するので、実際に使用中の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を容易に推定できる。また、交流インピーダンス法を用いないので、蓄電セル１１一つにつき一台の測定装置は不必要である。このため、複数の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算するために大量の測定装置が必要となることはない。従って、本実施形態においては、ＢＭＵ２は、使用中の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を容易に精度良く計算でき、蓄電セル１１での発熱量及び将来の蓄電セル１１の温度を容易に精度良く推定できる。

【0053】

直流抵抗測定法により測定した蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を用いることによって、蓄電セル１１の温度を推定するために必要な計算式は簡単な式となる。このため、ＢＭＵ２は、蓄電セル１１の温度を推定するための計算を高速で実行できる。ＢＭＵ２は、リアルタイムＯＳを利用することにより、ｔ₁ 時間後の蓄電セル１１の温度を推定するための処理に必要な計算処理時間をｔ₁ 未満にする等、高い応答性で処理を実行できる。従って、ＢＭＵ２は、高速で将来の蓄電セル１１の温度を事前に推定できる。ＢＭＵ２は、応答性が十分である場合は、リアルタイムＯＳを用いなくてもよい。

【0054】

ＢＭＵ２は、精度良く蓄電セル１１の温度を推定できるので、推定した温度に応じて蓄電モジュール１０の動作を適切に制御できる。また、ＢＭＵ２は、温度に応じた蓄電セル１１の劣化の予測を精度良く行うことができる。例えば、ある程度劣化した蓄電セル１１を取り換える時期の予測を精度良く行うことができる。

【0055】

（実施形態２）
実施形態２では、蓄電セル１１の内部抵抗の計算方法の他の例を示す。図７は、実施形態２に係る電流測定部２４及び電圧測定部２５の機能構成の例を示すブロック図である。電流測定部２４の構成は実施形態１と同様である。電圧測定部２５は、夫々の蓄電セル１１の両端に接続された電流源２５２を含んでいる。電流源２５２は、電圧計２５１と並列に、蓄電セル１１に接続されている。電流源２５２は、直流電流を生成することができ、直流電流が流れる向きを変更することができる。ＢＭＵ２の電圧測定部２５以外の部分の構成は、実施形態１と同様である。蓄電モジュール１０のＢＭＵ２以外の部分の構成は、実施形態１と同様である。

【0056】

蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、蓄電セル１１に流れる電流Ｉと同じ向きに電流源２５２が蓄電セル１１に流す電流を第１の直流電流とする。蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、蓄電セル１１に流れる電流Ｉと逆向きに電流源２５２が蓄電セル１１に流す電流を第２の直流電流とする。第２の直流電流は第１の直流電流とは逆向きである。第１の直流電流の絶対値と第２の直流電流の絶対値とは同一の値であり、この値をｉとする。

【0057】

蓄電セル１１に直流電流Ｉが流れ、更に電流源２５２が蓄電セル１１に第１の直流電流を流している場合、電圧計２５１が測定する電圧（第１電圧）Ｖ₁ は、Ｖ₁ ＝Ｅ₀ ＋Ｒ₀ （Ｉ＋ｉ）で表される。実施形態１と同様に、内部抵抗１１５の値をＲ₀ 、起電力１１４の値をＥ₀ とする。蓄電セル１１に直流電流Ｉが流れ、更に電流源２５２が蓄電セル１１に第２の直流電流を流している場合、電圧計２５１が測定する電圧（第２電圧）Ｖ₂ は、Ｖ₂ ＝Ｅ₀ ＋Ｒ₀ （Ｉ－ｉ）で表される。二つの式から起電力１１４の値Ｅ₀ を消去することにより、内部抵抗１１５の値Ｒ₀ は、Ｒ₀ ＝（Ｖ₁ －Ｖ₂ ）／２ｉの式で表される。

【0058】

実施形態１と同様に、ＢＭＵ２は、電流積算法により夫々の蓄電セル１１のＳＯＣを繰り返し計算し、計算したＳＯＣを記憶部２３に記憶させる。また、実施形態１と同様に、ＢＭＵ２は、随時、夫々の蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。図８は、実施形態２に係るＢＭＵ２が実行する蓄電セル１１の温度を推定するための処理の手順を示すフローチャートである。ＢＭＵ２は、夫々の蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、夫々の蓄電セル１１の電圧を測定する（Ｓ２１）。Ｓ２１では、蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、電流源２５２は蓄電セル１１に第１の直流電流を流し、電圧計２５１は第１電圧Ｖ₁ を測定する。更に、蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で、電流源２５２は蓄電セル１１に第２の直流電流を流し、電圧計２５１は第２電圧Ｖ₂ を測定する。電圧計２５１は、測定した第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂ を演算部２１へ入力する。

【0059】

演算部２１は、次に、夫々の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算する（Ｓ２２）。Ｓ２２では、ＢＭＵ２は、直流抵抗法により内部抵抗を計算する。Ｓ２１で蓄電セル１１に直流電流が流れる状態で測定した第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂ 、並びに第１の直流電流及び第２の直流電流の絶対値ｉを用いて、演算部２１は、Ｒ₀ ＝（Ｖ₁ －Ｖ₂ ）／２ｉの計算により、夫々の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を計算する。第１の直流電流及び第２の直流電流の絶対値ｉは、予め記憶部２３に記憶されている。演算部２１は、第１の直流電流及び第２の直流電流の絶対値ｉを記憶部２３から読み出し、Ｓ２２の処理を実行する。

【0060】

代替的に、第１の直流電流の絶対値ｉ₁ と第２の直流電流の絶対値ｉ₂ とは異なる値であってもよい。この場合、内部抵抗１１５の値Ｒ₀ は、Ｒ₀ ＝（Ｖ₁ －Ｖ₂ ）／（ｉ₁ ＋ｉ₂ ）で表される。演算部２１は、Ｒ₀ ＝（Ｖ₁ －Ｖ₂ ）／（ｉ₁ ＋ｉ₂ ）の計算により、夫々の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を計算する。この式より明らかなように、第１の直流電流と第２の直流電流とは同じ向きに生成されても、理論的には内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を求めることは可能である。しかし、電圧計の測定精度や分解能を考えると、Ｖ₁ とＶ₂ の値の差が大きいことが好ましい。従って、前述の通り互いに逆向きの電流を用いた測定が好ましい。

【0061】

演算部２１は、これ以降、内部抵抗１１５の値Ｒ₀ を利用して、蓄電セル１１での将来の発熱量を計算し、蓄電モジュール１０内での熱伝導をシミュレーションすることにより、将来の蓄電セル１１の温度を推定するための処理を行う。演算部２１は、Ｓ１４の処理と同様に、予測通電プロファイルに基づいて夫々の蓄電セル１１での発熱量Ｑを計算する（Ｓ２３）。演算部２１は、Ｓ１５の処理と同様に、熱伝導のシミュレーションを行う（Ｓ２４）。演算部２１は、Ｓ２４の処理により時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を計算したか否かを判定する（Ｓ２５）。時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の温度をまだ計算していない場合は（Ｓ２５：ＮＯ）、演算部２１は、処理をＳ２３へ戻す。時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を計算した場合は（Ｓ２５：ＹＥＳ）、演算部２１は、蓄電セル１１の温度を推定する処理を終了する。

【0062】

Ｓ２１～Ｓ２５の処理を実行することにより、ＢＭＵ２は、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を推定する。ＢＭＵ２は、Ｓ２１～Ｓ２５の処理を随時実行し、推定した温度に基づいて、蓄電モジュール１０の動作を制御する。

【0063】

本実施形態においては、ＢＭＵ２は、電流源２５２を利用することにより、第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂に基づいて蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算する。蓄電セル１１の起電力１１４の値Ｅ₀ 、及び蓄電セル１１に流れる電流の値を用いることなく、内部抵抗１１５の値が得られる。このため、ＢＭＵ２は、より正確に蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を計算でき、蓄電セル１１での発熱量及び将来の蓄電セル１１の温度をより正確に推定できる

【0064】

本実施形態においても、ＢＭＵ２は、直流抵抗測定法を用いることで、直流で充放電される蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を容易に精度良く計算できる。このため、ＢＭＵ２は、蓄電セル１１での発熱量を容易に精度良く推定することができ、更に、将来の蓄電セル１１の温度を容易に精度良く推定できる。

【0065】

（実施形態３）
実施形態３においては、蓄電モジュール１０の外部にある電池管理装置で蓄電セル１１の温度を推定する形態を示す。図９は、実施形態３に係る蓄電モジュール１０及び電池管理装置３の機能構成の例を示すブロック図である。ＣＭＵ（Cell Monitoring Unit）２０は、通信部２７を備えている。通信部２７は、蓄電モジュール１０の外部と情報を送受信する機能を有する。ＣＭＵ２０の通信部２７以外の部分の構成は、実施形態１又は２におけるＢＭＵ２と同様である。蓄電モジュール１０のＣＭＵ２０以外の部分の構成は、実施形態１又は２と同様であってもよい。

【0066】

通信部２７は、蓄電モジュール１０の外部にある電池管理装置３に接続されている。電池管理装置３は、制御部３１、通信部３２及び記憶部３３を備えている。電池管理装置３は、コンピュータで構成されている。電池管理装置３は複数のコンピュータで構成されていてもよい。電池管理装置３は、インターネット等の通信ネットワークを介してＣＭＵ２０に接続されていてもよい。

【0067】

制御部３１は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを用いて構成されている。制御部３１は、電池管理装置３全体を制御する。制御部３１は、ＣＰＵ及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、又はＴＰＵ（Tensor Processing Unit）を用いて構成されていてもよい。記憶部３３は、不揮発性であり、例えば、ハードディスク又は不揮発性メモリを用いて構成されている。記憶部３３は、コンピュータプログラム３３１を記憶している。コンピュータプログラム３３１は、例えば、ＯＳプログラム２３１及び計算プログラム２３２に対応するプログラムを含んでいる。制御部３１は、コンピュータプログラム３３１に基づく情報処理を実行する。

【0068】

ＣＭＵ２０は、電流測定部２４を用いて測定した電流を示す情報及び電圧測定部２５を用いて測定した電圧を示す情報を、通信部２７から電池管理装置３へ送信する。電池管理装置３は、ＣＭＵ２０から送信された情報を通信部３２で受信し、受信した情報を記憶部３３に記憶する。特性データ２３３は、予め記憶部３３に記憶されていてもよく、必要に応じて記憶部２３から読み出され、通信部２７から電池管理装置３へ送信されてもよい。履歴データ２３４は、記憶部３３に記憶されてもよく、履歴データ２３４に含まれる情報が必要に応じて記憶部２３から読み出され、通信部２７から電池管理装置３へ送信されてもよい。

【0069】

ＣＭＵ２０は、夫々の蓄電セル１１に流れる電流を測定し、測定した電流を示す情報を通信部２７から電池管理装置３へ送信する。電池管理装置３は、電流を示す情報を通信部３２で受信し、制御部３１は、受信した情報が示す電流に基づいて、電流積算法により夫々の蓄電セル１１のＳＯＣを計算する。制御部３１は、夫々の蓄電セル１１のＳＯＣを繰り返し計算し、計算したＳＯＣを記憶部３３に記憶させる。なお、ＳＯＣは演算部２１が計算してもよい。

【0070】

ＣＭＵ２０及び電池管理装置３は、夫々の蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。ＣＭＵ２０は、実施形態１におけるＳ１１の処理と同様の処理を実行し、蓄電セル１１に流れる電流及び蓄電セル１１の電圧を示す情報を、通信部２７から電池管理装置３へ送信する。又は、ＣＭＵ２０は、実施形態２におけるＳ２１の処理と同様の処理を実行し、測定した第１電圧Ｖ₁ 及び第２電圧Ｖ₂ を示す情報を、通信部２７から電池管理装置３へ送信する。

【0071】

電池管理装置３は、ＣＭＵ２０から送信された情報を通信部３２で受信する。制御部３１は、実施形態１におけるＳ１２～Ｓ１６の処理と同様の処理を実行することにより、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を推定する。又は、制御部３１は、実施形態２におけるＳ２２～Ｓ２５の処理と同様の処理を実行することにより、時刻ｔ₀ からｔ₁ 時間後の夫々の蓄電セル１１の温度を推定する。演算部２１は、数値計算に必要な蓄電モジュール１０のモデルを生成する処理を行ってもよい。代替的に、蓄電モジュール１０のモデルは、予め記憶部３３に記憶されていてもよく、必要に応じてＣＭＵ２０から電池管理装置３へ送信されてもよい。

【0072】

電池管理装置３は、推定した夫々の蓄電セル１１の温度を示す情報を通信部３２からＣＭＵ２０へ送信する。ＣＭＵ２０は、夫々の蓄電セル１１の温度を示す情報を通信部２７で受信する。ＣＭＵ２０及び電池管理装置３は、夫々の蓄電セル１１の温度を推定する処理を随時実行する。ＣＭＵ２０は、推定した温度に基づいて、蓄電モジュール１０の動作を制御する。

【0073】

本実施形態においても、電池管理装置３は、直流抵抗測定法を用いることで、直流で充放電される蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を容易に精度良く計算できる。このため、電池管理装置３は、蓄電セル１１での発熱量を容易に精度良く推定することができ、更に、将来の蓄電セル１１の温度を容易に精度良く推定できる。

【0074】

図９には、単一の蓄電モジュール１０が備えるＣＭＵ２０が電池管理装置３に接続された例を示した。代替的に、電池管理装置３には、複数の蓄電モジュール１０が備える複数のＣＭＵ２０が接続されてもよい。電池管理装置３は、夫々のＣＭＵ２０との間で情報を送受信し、夫々の蓄電モジュール１０について、蓄電セル１１の温度を推定する処理を行う。

【0075】

実施形態１～３における蓄電セル１１は、リユース品（リサイクル品）であってもよい。例えば、蓄電モジュール１０に含まれる全ての蓄電セル１１がリユース品であってよく、蓄電モジュール１０内でリユース品の蓄電セル１１と新品の蓄電セル１１とが混在していてもよい。リチウムイオン電池等の二次電池は需要の増大が見込まれている一方で、二次電池の材料に用いられるコバルト等の特定の元素は産出量が不足すると予測されている。このため、蓄電セルのリユースが行われることになると予想される。

【0076】

リユース品の蓄電セルは、劣化が進行しており、内部抵抗が増大している。劣化の進行度合いは、通電量、使用履歴及び経過年数等の多くの要因に影響される。内部抵抗が増大しているので、リユース品の蓄電セルは新品の蓄電セルに比べて温度が上昇しやすく、更なる劣化が進行しやすい。

【0077】

実施形態１～３では、蓄電モジュール１０に含まれる一又は複数の蓄電セル１１がリユース品であっても、同様の方法にて蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値を容易に精度良く計算でき、将来の蓄電セル１１の温度を容易に精度良く推定できる。リユース品の蓄電セル１１の内部抵抗１１５の値及び温度を正しく把握して、適切に蓄電モジュール１０の動作を制御することができる。例えば、蓄電セル１１の更なる劣化を抑制しながら蓄電モジュール１０の動作を制御することができる。

【0078】

実施形態１～３においては、蓄電モジュール１０が複数の蓄電セル１１を備えている形態を示した。代替的に、蓄電モジュール１０は単一の蓄電セル１１を備えていてもよい。実施形態１～３においては、蓄電装置が蓄電モジュール１０であるとした。代替的に、蓄電装置は、複数の蓄電モジュール１０が直列に接続されて構成されたバンク、又は複数のバンクが並列に接続されて構成されたドメインであってもよい。バンク若しくはドメインに備えられた電池管理装置、又はバンク若しくはドメインに接続された電池管理装置により、実施形態１～３と同様の処理が実行される。
実施形態１～３においては、蓄電素子が蓄電セル１１であるとした。代替的に、蓄電素子は、蓄電モジュール１０又はバンクであってもよい。

【0079】

熱伝導のシミュレーションに用いるシミュレーションモデルは、蓄電素子内部の電極体等を詳細に要素分割したものであってもよい。蓄電素子一つを一計算要素としたり、大規模な蓄電装置であれば複数の蓄電素子を一計算要素とすることも可能である。演算部の性能、蓄電装置の規模、又は通信速度等を総合的に勘案してモデルを決定することで、より効果的に本発明を実施することができる。

【0080】

実施形態３におけるＣＭＵ２０及び電池管理装置３は、同一の収納箱（電池盤）に内蔵されてもよいし、無線通信接続可能に近接配置されてもよい。リアルタイム応答性、又は通信負荷の観点からは、実施形態１のように、蓄電モジュールに備えられたＢＭＵ２で推定を行うことが好ましい。

【0081】

新品又はリユース品の蓄電セルを、産業用途の電源システムに転用する際に、実施形態１～３の技術を適用してもよい。電力調整用の電源システムや、ＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）には、多くの蓄電モジュールが用いられる。それら蓄電モジュールのメンテナンス効率向上、システム運用の更なる安定化のために、実施形態１～３の技術を適用してもよい。リユース品の蓄電セルを使うときは、実施形態１～３の技術を適用する効果が特に高いと期待される。

【0082】

実施形態１～３においては、予測通電プロファイルを用いて、蓄電素子での将来の発熱量を推定した。代替的に、過去の通電プロファイル（履歴データ）を用いて、蓄電素子での現時点の発熱量を推定してもよい。

【0083】

本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0084】

１０ 蓄電モジュール（蓄電装置）
１１ 蓄電セル（蓄電素子）
１１４ 起電力
１１５ 内部抵抗
２ ＢＭＵ（管理部）
２０ ＣＭＵ
２１ 演算部
２３ 記憶部
２３１ ＯＳプログラム
２３２ 計算プログラム
２４ 電流測定部
２４１ シャント抵抗
２４２ 電圧計
２５ 電圧測定部
２５１ 電圧計
２５２ 電流源
３ 電池管理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】