JP2016076335A - 二次電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池に外力が印加されたときに確実に二次電池を放電させることができる二次電池システムを提供する。【解決手段】二次電池１０は、扁平角型の電池セル１１を長側面同士が対向するように複数積層して構成された積層体１２と、積層体１２の積層方向の一方端および他方端にそれぞれ対向して配置される一対のエンドプレート１５とを含む。積層体１２の積層方向における一方端の電池セル１１Ｅの正極端子１１Ｐと負極端子１１Ｎとの間にはスイッチＳＷおよび外部抵抗Ｒが直列に接続される。第１の歪センサ２４は、電池セル１１Ｅに対向するエンドプレート１５の歪みを検出する。第２の歪センサ２５は、電池セル１１Ｅの歪みを検出する。制御装置は、第１の歪センサ２４の検出値が第１の閾値以上であって、かつ、第２の歪センサ２５の検出値が第２の閾値以上である場合に、スイッチＳＷをオンすることにより、外部抵抗Ｒを用いて電池セル１１Ｅを放電させる。【選択図】図２

Description

この発明は、二次電池システムに関し、より特定的には、電流遮断機構を備える電池セルを複数積層して構成された二次電池の放電制御に関する。

従来、扁平角型に形成された二次電池を複数積み重ねて構成された電池モジュールがある。このような電池モジュールに使用される密閉型の二次電池には、電池ケース内に圧力作動型の電流遮断機構（Current Interrupt Device：ＣＩＤ）を備えたものがある（たとえば特開２００４−２７３２２１号公報（特許文献１）および特開２０１０−２７２６３号公報（特許文献２）参照）。ＣＩＤは、電池ケースの内圧が所定の圧力（以下「作動圧」という）を超えて上昇した場合に作動し、電池要素と電極端子との間の電流経路を物理的に遮断する。電流経路が遮断されることによって、二次電池はそれ以上充放電されることがない。

特開２００４−２７３２２１号公報 特開２０１０−２７２６３号公報

上記の電池モジュールに外力が加わることによって二次電池が圧縮されて変形した場合には、電池ケースの内圧がＣＩＤの作動圧に達したときにＣＩＤが作動する。

一方、ＣＩＤが作動したときに、二次電池が満充電状態に近い状態となっていることがある。しかしながら、ＣＩＤの作動によって電流経路が遮断されているため、二次電池を放電させることができない。そのため、圧縮変形されることで二次電池に内部短絡が生じると、過大な短絡電流が流れることによって電池温度が上昇する可能性がある。

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、二次電池に外力が印加されたときに確実に二次電池を放電させることができる二次電池システムを提供することである。

この発明によれば、二次電池システムは、二次電池と、二次電池の放電を制御するための制御装置とを備える。二次電池は、扁平角型の電池セルを長側面同士が対向するように複数積層して構成された積層体と、積層体の積層方向における一方端および他方端にそれぞれ対向して配置される一対のエンドプレートとを含む。二次電池システムは、積層体の積層方向における一方端に位置する第１の電池セルの正極端子と負極端子との間に直列に接続された、スイッチおよび外部抵抗と、一対のエンドプレートのうちの第１の電池セルに対向する第１のエンドプレートに設けられ、第１のエンドプレートの歪みを検出する第１の歪センサと、第１の電池セルに設けられ、第１の電池セルの歪みを検出する第２の歪センサとをさらに備える。制御装置は、第１の歪センサの検出値が第１の閾値以上であって、かつ、第２の歪センサの検出値が第２の閾値以上である場合に、スイッチをオンすることにより、外部抵抗を用いて第１の電池セルを放電させる。

上記二次電池システムによれば、２つの歪みセンサの検出値に基づいて積層体の端部に位置する電池セルに変形が生じたことが検出されると、その電池セルの正極端子および負極端子間を外部抵抗を介して短絡させることにより、電池セルを強制的に放電させる。これにより、変形によって電池セルの内圧が上昇してＣＩＤが作動するよりも前に、この電池セルを確実に放電させることができる。この結果、電池セルのＳＯＣが高い状態のまま、ＣＩＤの作動により電流経路が遮断されるのを回避できるため、電池セルの温度上昇を抑制することができる。

この発明によれば、二次電池に外力が印加されたときに確実に二次電池を放電させることができる二次電池システムを実現することができる。

本発明の実施の形態に係る二次電池システムが搭載される電動車両１の概略構成図である。 二次電池の平面図である。 電池セルおよびエンドプレートの概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る二次電池システムにおける電池セルの放電制御を説明する機能ブロック図である。 閾値の設定を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る二次電池システムにおける電池セルの放電制御を説明するためのフローチャートである。 実施例における閾値の設定を説明する図である。 算出結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰り返さないものとする。

（二次電池システムの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る二次電池システムが搭載される電動車両１の概略構成図である。本明細書では、電動車両１の一実施の形態として電気自動車を想定するが、本発明に係る二次電池システムは、電気自動車に限られず、ハイブリッド自動車および燃料電池車など任意の電動車両に適用することが可能である。また、二次電池システムの用途は、車両用に限定されるものではない。

図１を参照して、電動車両１は、駆動輪３００の駆動力を発生するモータジェネレータ２５０と、モータジェネレータ２５０に対して電力を入出力可能な二次電池システム１００とを搭載する。

二次電池システム１００は、二次電池１０と、電圧センサ２１と、電流センサ２２と、温度センサ２３と、歪センサ２４，２５と、電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）３０とを備える。

二次電池１０は、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの非水電解質二次電池が適用される。図１には、電動車両１の内の二次電池１０の充放電制御に関連するシステム構成が記載されている。二次電池１０は、後述するように複数の電池セル（図２参照）を含む。

電圧センサ２１は、二次電池１０の電圧（以下「電池電圧」という）を検出し、その検出値ＶＢをＥＣＵ３０へ出力する。電流センサ２２は、二次電池１０の電流（以下「電池電流」という）を検出し、その検出値ＩＢをＥＣＵ３０へ出力する。温度センサ２３は、二次電池１０の温度（以下「電池温度」という）を検出し、その検出値ＴＢをＥＣＵ３０へ出力する。

歪センサ２４および歪センサ２５は、二次電池１０を構成する電池セルの外力による変形を検出するために設けられる。電池セルに印加される外力とは、たとえば車両走行中の衝撃などによって電池セルの外側から作用して電池セルを圧縮変形させる力である。歪センサ２４，２５の詳細については後述する。

電動車両１は、電力制御ユニット（Power Control Unit：ＰＣＵ）２００と、システムメインリレー１５０とをさらに備える。

ＰＣＵ２００は、二次電池１０とモータジェネレータ２５０との間で双方向に電力変換するように構成される。ＰＣＵ２００は、たとえばコンバータと、インバータとを含む。コンバータは、二次電池１０とインバータとの間で双方向の直流電圧変換を実行するように構成される。すなわち、二次電池１０の入出力電圧と、インバータの直流側電圧とは、双方向に昇圧または降圧される。コンバータにおける電圧変換動作はＥＣＵ３０からのスイッチング指令に従って制御される。インバータは、直流電力とモータジェネレータに入出力される交流電力との間の双方向の電力変換を実行する。インバータはＥＣＵ３０からのスイッチング指令に応じて、コンバータから供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ２５０へ供給する。これにより、モータジェネレータ２５０は駆動輪の駆動力を発生する。また、電動車両１の回生制動時には、インバータはＥＣＵ３０からのスイッチング指令に応じてモータジェネレータ２５０が発生する交流電力を直流電力に変換し、コンバータへ供給する。これにより、減速時や降坂走行時に二次電池１０が充電される。

二次電池１０とＰＣＵ２００との間には、システムメインリレー１５０が設けられている。システムメインリレー１５０はＥＣＵ３０からの制御信号に応答してオンオフされる。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリ領域と、入出力インターフェイスとを主体として構成される。そして、ＥＣＵ３０は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行することによって、車両走行および充放電に係る制御を実行する。なお、ＥＣＵ３０の少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。

ＥＣＵ３０に入力される情報としては、図１には二次電池システム１００からの電池電圧ＶＢ、電池電流ＩＢおよび電池温度ＴＢ、歪値ε１，ε２を例示する。図示しないが、モータジェネレータ２５０の各相の電流検出値やモータジェネレータ２５０の回転角検出値についてもＥＣＵ３０に入力される。

ＥＣＵ３０は、電圧センサ２１、電流センサ２２および温度センサ２３の出力（電池電圧ＶＢ、電池電流ＩＢおよび電池温度ＴＢ）に基づいて二次電池１０のＳＯＣ（State of Charge）を推定する。ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。ＳＯＣは、周知の方法を用いて演算することができる。

ＥＣＵ３０はさらに、歪センサ２４，２５の出力（歪値ε１，ε２）に基づいて二次電池１０を構成する電池セルの外力による変形を検出する。

（二次電池の構成）
図２および図３を参照して、二次電池１０の構成についてさらに説明する。

図２は、二次電池１０の平面図である。図２に示すように、二次電池１０は、複数の電池セル１１と、バスバー１３と、エンドプレート１５と、拘束バンド１７とを含む。複数の電池セル１１の各々は、扁平角型の形状を有している。複数の電池セル１１は、最も面積が大きい側面である長側面が互いに距離を隔てて対向するように配列されている。図２では、電池セル１１を複数積層して構成される積層体１２のうち、積層方向の一方端を部分的に示している。

電池セル１１は、正極端子１１Ｐと負極端子１１Ｎとを有している。各電池セル１１は、その正極端子１１Ｐが隣接する電池セル１１の負極端子１１Ｎと対向するように配置される。そして、電池セル１１の正極端子１１Ｐと隣接する電池セル１１の負極端子Ｎとはバスバー１３によって電気的に接続される。これにより、複数の電池セル１１は直列に接続される。なお、複数の電池セル１１は、並列に接続されてもよく、直列の接続と並列の接続とが併用されていてもよい。

積層体１２の積層方向における一方端および他方端にそれぞれ対向するように、一対のエンドプレート１５が配置される。一対のエンドプレート１５の各々は、矩形平面形状を有する。図２に示すように、積層体１２の一方端に対向するエンドプレート１５は、積層体１２の積層方向における一方端に位置する電池セル１１（以下「電池セル１１Ｅ」ともいう）の長側面と対向する側の主面１５Ａと、主面１５Ａと反対側の主面１５Ｂとを有する。なお、図示しない、積層体１２の他方端に対向するエンドプレート１５も、図２に示すエンドプレート１５と同様の構成を有している。一対のエンドプレート１５は、積層体１２を挟み込んだ状態で拘束バンド１７によって拘束されている。

図３は、電池セル１１およびエンドプレート１５の概略構成を示す斜視図である。図３では、図２に示す電池セル１１Ｅと、電池セル１１Ｅに対向して配置されるエンドプレート１５とが示されている。

図３を参照して、電池セル１１は、扁平角型のケース本体１１２と蓋材１１１とを接合してなる電池ケース１１０の内部に、帯状の電極板とセパレータとを重ねて平たく巻回した電極体１１５を収納したものである。ケース本体１１２は、図中で上側の一面のみが開口した箱状のものであり、その開口部分が蓋材１１１によって密閉されている。

電池セル１１の正極端子１１Ｐおよび負極端子１１Ｎはそれぞれ、電池ケース１１０の蓋材１１１から外部へ突出している。正極端子１１Ｐは、正極内部端子１１３Ｐを介して、電池ケース１１０内部の正極板１１４Ｐに接続されている。負極端子１１Ｎは、負極内部端子１１３Ｎを介して、電池ケース１１０内部の負極板１１４Ｎに接続されている。

正極端子１１Ｐと正極内部端子１１３Ｐとの間には、ＣＩＤ（電流遮断機構）１１６が設けられている。ＣＩＤ１１６は、電池セル１１の内圧が予め定められた作動圧力を超えると作動し、ＣＩＤ１１６の設置部分において電流経路を物理的に遮断するものである。具体的には、ＣＩＤ１１６は、一定以上の圧力を受けると変形する部材を内部に含み、その部材の変形によって電流経路が遮断される構造を有している。ＣＩＤ１１６の内部構造は、周知の種々の構造から適宜選択することができる。

電池セル１１の内圧が作動圧力を超えると、ＣＩＤ１１６が作動し、正極端子１１Ｐと正極内部端子１１３Ｐとの間で電流経路が遮断される。このようにＣＩＤ１１６の作動によって電流経路が遮断されると、電池セル１１はそれ以上充放電されることはない。

ここで、二次電池１０に対して外力が印加される場合を考える。たとえば図２に示すように、積層体１２の一方端に外部から力Ｆが印加される場合を想定する。積層体１２の一方端に外力Ｆが印加されると、エンドプレート１５および電池セル１１が圧縮されて変形する可能性がある。特に、積層体１２の一方端に位置する電池セル１１Ｅには、他の電池セル１１よりも大きな力が加わるため、電池セル１１Ｅの内圧が上昇してＣＩＤ１１６の作動圧力を超える可能性がある。その結果、電池セル１１Ｅにおいては、ＣＩＤ１１６が作動し、正極端子１１Ｐと正極内部端子１１３Ｐとの間で電流経路が遮断されることになる。

そして、ＣＩＤ１１６が作動して電流経路が遮断されることにより、電池セル１１Ｅは、正極端子１１Ｐおよび負極端子１１Ｎを通じて充放電できない状態となる。したがって、ＳＯＣが高い状態（満充電状態に近い状態）で電流経路が遮断された場合には、電池セル１１Ｅの内部に蓄積されている電力を放電させることができない。そのため、万一圧縮変形によって正極板１１４Ｐと負極板１１４Ｎとが短絡したときには、電池温度が上昇する虞がある。したがって、電池セル１１Ｅにおける温度上昇を抑制するためには、ＣＩＤ１１６が作動するよりも前に電池セル１１Ｅを放電させる必要がある。

そこで、本実施の形態に係る二次電池システム１００では、２つの歪センサ２４，２５を用いて外力による電池セル１１Ｅの変形を検出する。そして、電池セル１１Ｅの変形が検出された場合には、電池セル１２Ｅを強制的に放電させる。

具体的には、図２に示すように、二次電池１０には２つの歪センサ２４，２５が設けられている。歪センサ２４，２５はたとえば、歪みゲージを用いることができる。歪センサ２４は、エンドプレート１５の主面１５Ｂ上に設置される。一方、歪センサ２５は、電池セル１１Ｅの電池ケース１１０の長側面上に設置される。

以下の説明では、エンドプレート１５に設置される歪センサ２４を「第１歪センサＤ１」とも表記するとともに、電池セル１１Ｅに設置される歪センサ２５を「第２歪センサＤ２」とも表記する。なお、図３に示すように、第１歪センサＤ１は、エンドプレート１５の主面１５Ｂの中央部分に設置することが好ましい。また、第２歪センサＤ２は、電池セル１１Ｅの電池ケース１１０の長側面の中央部分（図中において長側面の一対の対角線が交差する点Ｐに相当）に設置することが好ましい。

第１歪センサＤ１は、エンドプレート１５の主面１５Ｂの歪みを検出し、その検出値（歪値ε１）をＥＣＵ３０へ出力する。第２歪センサＤ２は、電池セル１１Ｅの長側面の歪みを検出し、その検出値（歪値ε２）をＥＣＵ３０へ出力する。

図２に示すように、電池セル１１Ｅの正極端子１１Ｐと負極端子１１Ｎとの間には、スイッチＳＷおよび外部抵抗Ｒが直列に接続されている。スイッチＳＷは、二次電池１０の通常使用時にはオフに固定されており、ＥＣＵ３０から与えられるオン指令に応答してオンされるように構成されている。スイッチＳＷがオンすることにより、電池セル１１Ｅの正極端子１１Ｐと負極端子１１Ｎとが外部抵抗Ｒを介して短絡される。これにより、外部抵抗Ｒを用いて電池セル１１Ｅに蓄えられている電力を強制的に放電することができる。すなわち、外部抵抗Ｒは放電用抵抗の働きをする。

図４は、本発明の実施の形態に係る二次電池システムにおける電池セルの放電制御を説明する機能ブロック図である。

図４を参照して、ＥＣＵ３０は、第１歪センサＤ１により検出される歪値ε１および第２歪センサＤ２により検出される歪値ε２に基づいて、スイッチＳＷに与えるオン指令を生成する。具体的には、ＥＣＵ３０は、エンドプレート１５の歪値ε１と閾値Ｘ１（第１の閾値）とを比較し、かつ、電池セル１１Ｅの歪値ε２と閾値Ｘ２（第２の閾値）とを比較する。そして、ＥＣＵ３０は、これら２つの比較結果に基づいてオン指令を生成する。閾値Ｘ１，Ｘ２は、以下に説明するように、エンドプレート１５および電池セル１１Ｅのそれぞれの塑性に基づいて設定される。

図５は、閾値Ｘ１，Ｘ２の設定を説明する図である。図５の横軸には、第１歪センサＤ１により検出されるエンドプレート１５の歪値ε１とエンドプレート１５の変形の有無との関係が示されている。図５の縦軸には、第２歪センサＤ２より検出される電池セル１１Ｅの歪値ε２と電池セル１１Ｅの変形の有無との関係が示されている。すなわち、図５は、エンドプレート１５の歪値ε１および電池セル１１Ｅの歪値ε２の組み合わせに対するエンドプレート１５および電池セル１１Ｅの変形の有無をマトリクス形式で示している。

図５を参照して、エンドプレート１５においては、歪値ε１が値Ｘ１以上になったときに変形が発生する。一方、電池セル１１Ｅにおいては、歪値ε２が値Ｘ２以上になったときに変形が発生する。したがって、歪値ε１が値Ｘ１よりも小さく、かつ、歪値ε２が値Ｘ２よりも小さい場合には、エンドプレート１５および電池セル１１Ｅのいずれも変形していないと判断される。

これに対して、歪値ε１が値Ｘ１以上になる一方で、歪値ε２が値Ｘ２以下である場合には、エンドプレート１５に変形が生じているものの、電池セル１１Ｅは未だ変形していない状態であると判断される。

一方、歪値ε１が値Ｘ１よりも小さくなる一方で、歪値ε２が値Ｘ２以上となる場合には、エンドプレート１５は未だ変形していないものの、電池セル１１Ｅが変形している状態を示している。しかしながら、エンドプレート１５の外側から力が印加される状況において、電池セル１１Ｅのみが変形する状態は実際には起こり得ない。よって、この場合には、第１歪センサＤ１および第２歪センサＤ２の少なくとも一方の誤検出であると判断される。

さらに、歪値ε１が値Ｘ１以上であり、かつ、歪値ε２が値Ｘ２以上である場合は、エンドプレート１５および電池セル１１Ｅの両方が変形していると判断される。

ＥＣＵ３０は、図５に示す関係に基づいて、エンドプレート１５の変形が生じるときの歪値ε１を閾値Ｘ１に設定するとともに、電池セル１１Ｅの変形が生じるときの歪値ε２を閾値Ｘ２に設定する。そして、ＥＣＵ３０は、第１歪センサＤ１の検出値ε１が値Ｘ１以上となり、かつ、第２歪センサＤ２の検出値ε２が値Ｘ２以上となる場合に、電池セル１１Ｅに変形が発生していると判断する。そして、電池セル１１Ｅの変形が検出されたことに基づいて、ＥＣＵ３０はスイッチＳＷに対してオン指令を出力する。これにより、電池セル１１Ｅの正極端子１１Ｐと負極端子１１Ｎとが外部抵抗Ｒによって短絡されるため、電池セル１１Ｅを強制的に放電させることができる。

なお、本実施の形態では、上記のように、電池セル１１Ｅが変形しているか否かの判定を２つの歪センサ（第１歪センサＤ１，第２歪センサＤ２）の検出値に基づいて行なう。このように歪センサを二重系とすることにより、ＥＣＵ３０は電池セル１１Ｅが変形していることを正確に検出することができる。

詳細には、第１歪センサＤ１のみを設置した場合には、第１歪センサＤ１の検出値ε１に基づいてエンドプレート１５に直接印加される外力を判断することができるが、エンドプレート１５を経由して電池セル１１Ｅに実際に印加される外力を判断することは難しい。そのため、電池セル１１Ｅを確実に放電させるための対策として、閾値Ｘ１を低めの値に設定しておき、エンドプレート１５に印加される外力が比較的小さい段階でスイッチＳＷのオン指令を出力するといった構成が考えられる。しかしながら、この構成では、第１歪センサＤ１が外力以外の応力を誤検出したときにスイッチＳＷが誤ってオンしてしまう可能性が高くなる。これに対して、閾値Ｘ１を高めの値に設定した場合には、スイッチＳＷのオン指令が出力されてから短時間でＣＩＤ１１６が作動するため、電池セル１１Ｅの放電を十分に行なえない可能性がある。

一方、第２歪センサＤ２のみを設置した場合には、検出値ε２に基づいて電池セル１１Ｅに実際に印加される外力を判断することができる。しかしながら、拘束バンド１７における拘束荷重の緩みや電池セル１１の膨らみなどによる歪みと、外力による歪みとを検出値ε２に基づいて容易に区別できないため、外力以外の力により歪みが生じたときにスイッチＳＷを誤ってオンしてしまう可能性がある。

本実施の形態では、エンドプレート１５および電池セル１１Ｅのそれぞれに歪センサを設置する。さらに、第１歪センサＤ１の検出値ε１と比較される閾値Ｘ１と、第２歪センサＤ２の検出値ε２と比較される閾値Ｘ２とを別個独立に設定する。これにより、歪センサごとの比較結果は互いに独立したものとなるため、これら２つの比較結果を総合して判断することにより、電池セル１１Ｅの変形を正確に検出することができる。

図６は、本発明の実施の形態に係る二次電池システムにおける電池セルの放電制御を説明するためのフローチャートである。図６に示された制御処理は、ＥＣＵ３０によって所定周期毎に実行される。

図６を参照して、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０により、エンドプレート１５に設置された第１歪センサＤ１の検出値（エンドプレート１５の歪値）ε１を取得する。ＥＣＵ３０はさらに、ステップＳ２０により、電池セル１１Ｅの長側面に設置された第２歪センサＤ２の検出値（電池セル１１Ｅの歪値）ε２を取得する。

ＥＣＵ３０は、ステップＳ３０により、第１歪センサＤ１の検出値ε１が閾値Ｘ１以上であるか否かを判定する。検出値ε１が閾値Ｘ１より小さい場合（Ｓ３０のＮＯ判定時）、処理を終了する。

検出値ε１が閾値Ｘ１以上である場合（Ｓ３０のＹＥＳ判定時）には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０に進み、第２歪センサＤ２の検出値ε２が閾値Ｘ２以上であるか否かを判定する。検出値ε２が閾値Ｘ２より小さい場合（Ｓ４０のＮＯ判定時）、処理を終了する。

一方、検出値ε２が閾値Ｘ２以上である場合（Ｓ４０のＹＥＳ判定時）、すなわち、検出値ε１が閾値Ｘ１以上であって、かつ、検出値ε２が閾値Ｘ２以上である場合には、ＥＣＵ３０は、エンドプレート１５および電池セル１１Ｅの両方が変形していると判断する。そして、ＥＣＵ３０は、ステップＳ５０により、スイッチＳＷに対してオン指令を出力する。スイッチＳＷがオンすることにより、抵抗Ｒを用いて電池セル１１Ｅの放電が実行される。

ＥＣＵ３０はさらに、ステップＳ６０により、二次電池１０の異常を電動車両１の運転者に知らせるためのダイアグを発生する。

このように、本発明の実施の形態に係る二次電池システムによれば、二次電池を構成する電池セルに変形が生じたことが検出されると、その電池セルの正極端子および負極端子間を外部抵抗を介して短絡させることにより、電池セルを強制的に放電させる。これにより、変形によって電池セルの内圧が上昇してＣＩＤが作動するよりも前に、この電池セルを放電させることができる。この結果、電池セルのＳＯＣが高い状態のまま、ＣＩＤの作動により電流経路が遮断されるのを防止することができるため、電池セルに温度上昇が起こるのを抑制することができる。

また、電池セルが変形しているか否かの判定を２つの歪センサの検出値に基づいて行なうことにより、電池セルに変形が生じたことを正確に検出することができる。

（実施例）
以下、実施例を用いて本実施の形態をより詳細に説明するが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。

図７は、第１歪センサＤ１により検出されるエンドプレート１５の歪値ε１とエンドプレート１５の変形の有無との関係および、第２歪センサＤ２より検出される電池セル１１Ｅの歪値ε２と電池セル１１Ｅの変形の有無との関係が示されている。本実施例では、歪値ε１が１０００［με］以上となると、エンドプレート１５の変形が発生している。また、歪値ε２が２０００［με］以上となると、電池セル１１Ｅの変形が発生している。したがって、閾値Ｘ１を１０００［με］に設定するとともに、閾値Ｘ２を２０００［με］に設定することとした。これにより、歪値ε１が１０００［με］以上であり、かつ、歪値ε２が２０００［με］以上である場合に電池セル１１Ｅが変形していると判断される。一方、歪値ε１が１０００［με］より小さく、かつ、歪値ε２が２０００［με］以上である場合には、第１歪センサＤ１および第２歪センサＤ２の少なくとも一方の誤検出であると判断される。

次に、図２に示す構成からなる二次電池１０を複数個（たとえば４個とする）準備し、各二次電池１０に対して本実施の形態に係る電池セルの放電制御を行なった。電池セルの放電制御においては、閾値Ｘ１を、設定値である１０００［με］、設定値よりも低い値である５００［με］および、設定値よりも高い値である１５００［με］、２０００［με］の４種類のいずれかに設定した。また、閾値Ｘ２を、設定値である２０００［με］、設定値よりも低い値である１０００［με］および、設定値よりも高い値である３０００［με］の３種類のいずれかに設定した。すなわち、閾値Ｘ１および閾値Ｘ２には、合計１２通りの組み合わせが存在する。

複数の二次電池に対して、個々の組み合わせを用いて電池セルの放電制御を実行した。そして、複数の二次電池のうち、ＳＯＣが６０％以下になるまで電池セルを放電させることができた二次電池の割合を算出した。算出結果を図８に示す。

図８において、「０％」は、複数の二次電池１０のいずれもが、放電前または放電中にＣＩＤが作動したためにＳＯＣが６０％以下となるまで電池セルを放電させることができなかったことを示す。

図８に示すように、閾値Ｘ１を設定値（１０００［με］）とし、かつ、閾値Ｘ２を設定値（２０００［με］）とした場合には、ＳＯＣが６０％以下になるまで電池セルを放電させることができた二次電池の割合が１００％となっている。これに対して、閾値Ｘ１およびＸ２の少なくとも一方が設定値よりも大きい場合には、ＳＯＣが６０％以下になるまで電池セルを放電させることができた二次電池の割合が１００％を下回っている。これにより、図７に示すように、閾値Ｘ１，Ｘ２をエンドプレート１５および電池セル１１Ｅの塑性に基づいてそれぞれ設定することにより、電池セルを確実に放電できることが確認された。

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およ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。

１ 電動車両、１１ 電池セル、１１Ｐ 正極端子、１１Ｎ 負極端子、１２ 積層体、１３ バスバー、１５ エンドプレート、１７ 拘束バンド、２１ 電圧センサ、２２ 電流センサ、２３ 温度センサ、２４ 第１歪センサ、２５ 第２歪センサ、１００ 二次電池システム、１１０ 電池ケース、１１１ 蓋材、１１２ ケース本体、１１３Ｐ 正極内部端子、１１３Ｎ 負極内部端子、１１４Ｐ 正極板、１１４Ｎ 負極板、１１５ 電極体、１１６ ＣＩＤ、１５０ システムメインリレー、２００ ＰＣＵ、２５０ モータジェネレータ、３００ 駆動輪。

Claims (1)

1. 二次電池と、
   前記二次電池の放電を制御するための制御装置とを備え、
   前記二次電池は、
   扁平角型の電池セルを長側面同士が対向するように複数積層して構成された積層体と、
   前記積層体の積層方向における一方端および他方端にそれぞれ対向して配置される一対のエンドプレートとを含み、
   前記積層体の前記積層方向における一方端に位置する第１の電池セルの正極端子と負極端子との間に直列に接続された、スイッチおよび外部抵抗と、
   前記一対のエンドプレートのうちの前記第１の電池セルに対向する第１のエンドプレートに設けられ、前記第１のエンドプレートの歪みを検出する第１の歪センサと、
   前記第１の電池セルに設けられ、前記第１の電池セルの歪みを検出する第２の歪センサとをさらに備え、
   前記制御装置は、前記第１の歪センサの検出値が第１の閾値以上であって、かつ、前記第２の歪センサの検出値が第２の閾値以上である場合に、前記スイッチをオンすることにより、前記外部抵抗を用いて前記第１の電池セルを放電させる、二次電池システム。

Images