JP2019149319A - 電池状態判定装置、電池状態判定方法及び電池システム - Google Patents

電池状態判定装置、電池状態判定方法及び電池システム Download PDF

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Abstract

【課題】簡単な構成で拘束力の変化に起因する電池状態を判定することのできる電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムを提供する。【解決手段】組電池11は、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の二次電池と、複数の二次電池を挟み込んで二次電池の膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、拘束力で二次電池の膨張を機械的に抑えることによって内部抵抗の上昇を抑制させる拘束部とを備える。組電池11の電池側制御部13は、二次電池の電圧と二次電池が膨張によって押し返す力との関係に基づいて、拘束部の拘束力を算出する拘束力算出部131と、算出された拘束力が閾値未満であることに基づいて組電池の出力性能が低下していると判定する判定部132とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、二次電池の電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムに関する。
従来、充放電による二次電池の膨張を抑えるため、二次電池をその極板の積層方向に対して挟み込んで所定の拘束力で拘束する技術が知られている。こうして二次電池の膨張を機械的に抑えることで、極板間距離等の変化に起因して二次電池に生じる電池状態の変化を抑えることができる。例えば、特許文献1には、二次電池を拘束する拘束力を調節することができる装置が記載されている。
特許文献1に記載の装置は、複数の単電池を整列方向に整列させてなる組電池と、組電池を整列方向に挟んで固定し、組電池を整列方向に押圧する第1押圧部材及び第2押圧部材と、組電池に対する押圧力(拘束力)を検知する押圧力検知手段とを備えている。また、この装置は、自身の電圧変化により整列方向にかかる寸法が増減する電気化学セルと、電気化学セルの電圧を制御することにより電気化学セルの整列方向にかかる寸法を制御して、組電池に対する押圧力を制御する押圧力制御手段とを備えている。この装置によれば、経時変化によって組電池に対する拘束力が基準値から外れた場合には、組電池に対する拘束力を基準値に調整することができる。
特開2012−238513号公報
ところで、上記装置のように、組電池に対する拘束力を調整するために、組電池に押圧力検知手段や電気化学セル等の構成を付加することとなると組電池の構造が複雑にならざるをえず、組電池の組み立てや管理についての手間やコストが増大することが懸念される。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で拘束力の変化に起因する電池状態を判定することのできる電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムを提供することにある。
上記課題を解決する電池状態判定装置は、組電池の電池状態判定装置であって、前記組電池は、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備え、前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出部と、前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定部とを備える。
上記課題を解決する電池状態判定方法は、組電池の電池状態判定方法であって、前記組電池は、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備えており、拘束力算出部で前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出工程と、判定部で前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定工程とを備える。
拘束部は二次電池を所定の拘束力で拘束し続けているが、時間経過に応じて拘束力が低下することがある。この点、上記構成又は方法によれば、拘束力の低下に伴う二次電池の膨張による内部抵抗の上昇から組電池の出力性能の低下を判定することができる。よって、簡単な構成で拘束力の変化に起因する電池状態を判定することができる。また、出力性能の低下が検出された組電池であっても、出力の低下に対応して適切に利用することができるようになる。
好ましい構成として、前記拘束力算出部は、前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、複数の前記二次電池のそれぞれについて前記押し返す力をそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの前記押し返す力に基づいて前記拘束部の前記拘束力を算出する。
このような構成によれば、組電池を構成するそれぞれの二次電池について電圧に応じて生じる押し返し力が算出されるので組電池に対する拘束部の拘束力がより正確に算出されるようになる。
好ましい構成として、前記拘束力算出部は、前記算出した押し返す力の該算出前の押し返す力に対する変化量を取得し、該取得した前記変化量に基づいて前記拘束部の拘束力を更新する。
このような構成によれば、拘束部に対して疲労を与えやすい押し返す力の変化量に基づいて拘束部の拘束力が算出されるようになる。
好ましい構成として、前記拘束力算出部は、前記拘束部の拘束力を更新するとき、前記変化量を該変化量の変化速度に応じて補正する。
このような構成によれば、押し返し力の変化量を該変化量の変化速度に応じて補正することで拘束部の拘束力の更新がより適切に算出されるようになる。
好ましい構成として、前記二次電池の電圧を、複数の前記二次電池のそれぞれについて取得する。
このような構成によれば、二次電池のそれぞれから電圧が取得されるので拘束部の拘束力の算出が適切になされるようになる。
好ましい構成として、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であって、前記極板は、充電によって膨張する。
このような構成によれば、充放電によって生じる二次電池の膨張を機械的に抑えることで電池性能の劣化を抑制することができるリチウムイオン二次電池について電池性能の低下を判定することができる。
上記課題を解決する電池システムは、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備えた組電池と、前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出部と、前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定部と、前記組電池の出力性能が低下しているとの判定に基づいて、前記組電池の出力モードを前記出力性能が低下していることに対応するモードに変更するモード変更部とを備える。
また、このような構成によれば、組電池の出力モードが、拘束力の低下による内部抵抗の上昇に応じて出力が低下したことに対応するモードに変更される。これにより、出力が低下した組電池であっても出力低下を加味して適切に利用することができる。
この発明によれば、簡単な構成で拘束力の変化に起因する電池状態を検出することができる。
電池状態判定装置の一実施形態について、その概略構成を示すブロック図。 同実施形態において、拘束部を有している組電池の構成を示す模式図。 同実施形態において、極板の構成を示す模式図。 同実施形態において、電池に対する拘束力と内部抵抗との関係を示すグラフ。 同実施形態において、セル電圧とセルの押し返し力との関係を示すグラフ。 同実施形態において、組電池の電池状態を判定する手順を示すフローチャート。 同実施形態において、拘束部の拘束力を算出する手順を示すブロック図。
電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムの一実施形態について、図1〜図7に従って説明する。
図1に示すように、この電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムは、車両に搭載される。車両には、駆動制御用の車両システム40と、車両システム40に接続されて電源を管理する電池システム10とが設けられている。
車両システム40は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車載された二次電池から供給された電力で車両を駆動させるシステムである。車両システム40は、車輪に駆動連結されたモータ部43と、モータ部43と組電池11との間に配置され双方向に対して電力変換が可能なインバータ部42と、インバータ部42及びモータ部43の動作を制御する車両側制御部41とを備えている。
電池システム10は、組電池11と、組電池11の電圧等のデータを取得するデータ取得部12と、取得したデータに基づいて充放電を制御する電池状態判定装置としての電池側制御部13とを備える。また、電池システム10は、処理用等の各種データを記憶するメモリ部14と、電池側制御部13と車両側制御部41との間の通信を仲介するインターフェース部15とを備えている。メモリ部14には、組電池11の初期拘束力等の初期データ141が記憶されている。電池側制御部13は、組電池11に対する拘束力を算出する拘束力算出部131と、電池性能を判定する判定部132と、組電池11の出力モードを変更するモード変更部133とを備えている。
電池システム10では、車両システム40の車両側制御部41に制御されたインバータ部42及びモータ部43に対する充電や放電が、組電池11の電池状態等に基づいて電池側制御部13によって制御される。また、電池側制御部13による電池状態が車両側制御部41にも伝達され、電池状態に応じた組電池11の利用が可能となっている。
図2に示すように、組電池11は、複数の二次電池としての電池セル20が積層されるように整列配置されることにより構成されている。電池セル20は、リチウムイオン二次電池であり、外形が直方体形状の密閉式電池である。この電池セル20は、充電によって内部の電極板が膨らみ、整列方向に対して膨張する性質を有している。
図3に示すように、電池セル20内には極板群30が収容されている。極板群30は、正極板31と負極板32とそれらの間に配置されたセパレータ33とが扁平に捲回されて形成されている。極板群30は、捲回される方向(捲回方向)の両端で折り返されることにより多重に積層されている。
ここで、極板群30について詳述する。
図3に示すように、極板群30は、正極板31と負極板32とそれらの間に配置されたセパレータ33とが扁平に捲回されて形成されている。極板群30は、捲回される方向(捲回方向)の両端で折り返されることにより多重に積層されている。
セパレータ33は、正極板31及び負極板32の間に非水電解質37を保持するためのポリプロピレン製等の不織布である。
非水電解質37は、非水溶媒に支持塩が含有された組成物である。ここで、非水溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等からなる群から選択された一種または二種以上の材料を用いることができる。また、支持塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO、LiCSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiI等から選択される一種または二種以上のリチウム化合物(リチウム塩)を用いることができる。
正極板31は、電極芯体である二次電池正極用アルミニウム合金箔としての正極基材311に正極合剤312が塗布されている。正極板31の正極基材311は、導電性の良好な金属からなる導電性材料としてのアルミニウム合金からなる薄膜(箔)である。
正極合剤312は正極活物質を有する。正極活物質は、遷移金属元素(すなわち、Ni、Co、及びMnの少なくとも1種)の他に、付加的に、1種または複数種の元素を含有し得る。付加的な元素としては、周期表の1族(ナトリウム等のアルカリ金属)、2族(マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属)、4族(チタン、ジルコニウム等の遷移金属)、6族(クロム、タングステン等の遷移金属)、8族(鉄等の遷移金属)に属するいずれかの元素を含むことができる。また、付加的な元素としては、周期表の13族(半金属元素であるホウ素、もしくはアルミニウムのような金属)、及び17族(フッ素のようなハロゲン)に属するいずれかの元素を含むことができる。好ましくは、正極活物質は、「LiNiCoMnO系正極活物質」である。「LiNiCoMnO系正極活物質」は、LiとNiとCoとMnとを含む複合酸化物を意味し、Li、Ni、Co、及びMnとは異なる金属元素を更に含んでもよい。
また、正極合剤312は導電材を含んでいてもよい。導電材としては、例えばアセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛(グラファイト)を用いることができる。
正極板31は、例えば、正極活物質と、導電材と、溶媒と、結着剤(バインダー)とを混練し、混練後に正極合剤312を含んで生成される電極用スラリーを正極基材311に塗布して乾燥することで作製される。ここで、溶媒としては、例えばNMP(N−メチル−2−ピロリドン)溶液を用いることができる。また、バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、スチレンブタジエンラバー(SBR)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等を用いることができる。
負極板32は、電極芯体である集電箔としての負極基材321に負極合剤322が塗布されている。負極板32の負極基材321は、従来の二次電池の構成要素と同様の構成要素を用いることができる。例えば、基材の材料として、導電性の良好な金属からなる導電性材料が好ましく用いられる。例えば、負極基材321として、銅やニッケルあるいはそれらの合金からなる薄膜(箔)を用いることができる。
負極合剤322は、負極活物質を有する。負極活物質は、リチウムを吸蔵・放出可能な材料であり、例えば、黒鉛(グラファイト)等からなる粉末状の炭素材料を用いることができる。そして、負極板32は、負極活物質と、溶媒と、バインダーとを正極板31と同様に混練し、混練後に負極合剤322を含んで生成される電極用スラリーを負極基材321に塗布して乾燥することで作製される。本実施形態では、バインダーはナトリウム塩を有するカルボキシメチルセルロース(CMC)を含んでいる。
こうした構成からなる正極板31及び負極板32は、電池セル20の充放電によって電極板が膨張/収縮する性質を有している。また、負極板32は、正極板31に比べて膨張/収縮する割合が大きい。正極板31や負極板32は、膨張することによって極板間距離DP1が増加するため、電子伝導性が低下し、電池としてみると内部抵抗が上昇することになる。
図2に示すように、組電池11は、整列配置された複数の電池セル20と、それら電池セル20を電池セル20の整列方向に挟み込むエンドプレート23,24と、それら2つのエンドプレート23,24を連結して整列方向に締め付ける連結バー25,26とを備えている。複数の電池セル20は、当該セルの長手方向表面を整列方向に隣接する他の電池セル20の長手方向表面に相対向当接させるように配列されている。また、複数の電池セル20は、それらを挟み込む2つのエンドプレート23,24が連結バー25,26で締め付けられることで整列方向に所定の拘束力で拘束されている。本実施形態では、2つのエンドプレート23,24と連結バー25,26とで拘束部21が構成される。また、2つのエンドプレート23,24の間に拘束力を発生させる連結バー25,26に印加される引っ張り張力を軸力とする。
図4に示すように、拘束部21(エンドプレート23,24と連結バー25,26)は、拘束力が、例えば、閾値としての下限拘束荷重Pm以上になるように設定されている。例えば、拘束力は、製造時であって未充電の状態で下限拘束荷重Pm以上である初期拘束力に設定されている。初期拘束力は、例えば、「10MPa」である。
拘束部21は、1つの機能として、初期拘束力で組電池11を拘束することで、電池セル20の極板間の距離を接近させ、内部抵抗が内部抵抗上限値Rmを越えないように調整する機能を有している。グラフL4に示すように、拘束力は、強ければ極板間距離DP1を短くして内部抵抗を低く抑えられる一方、弱くなると極板間距離DP1を短く維持することができず内部抵抗が高くなる。
また、拘束部21は、もう1つの機能として、使用中の組電池11の充電による膨張を機械的に抑えて、内部抵抗が内部抵抗上限値Rmを越えないようにする機能を有している。詳述すると、電池セル20は充電により膨張することで、電池セル20内で対向配置されている極板間距離DP1が離れることになる。ここで極板間距離DP1が離れることは、グラフL4に置き換えてみると拘束力が低下した状態になるので、内部抵抗が上昇するということになる。
図5のグラフL5に示すように、電池セル20は、充電によってセル電圧Vnが高くなることに応じて、整列方向に膨張して押し返し力Pnが強くなる。このとき、電池セル20は、押し返し力Pnの増大によって膨張して内部抵抗が上昇するようになるため、拘束部21が押し返し力Pnに対抗して膨張を機械的に抑えるようにしている。正極板31や負極板32の1つ1つの膨張は僅かであるが、電池セル20内でそれらが積層されていること、及び電池セル20が多数整列されて組電池11を構成していることにより、充電による膨張が組電池11から拘束部21に無視できない程度の強さの押し返し力を印加させることになる。
拘束部21は、充電で組電池11が膨張されることに応じて、製造時に設定された初期拘束力に加えて組電池11からの押し返し力にも対抗する必要がある。拘束部21は、変動しない初期拘束力であれば、その拘束力を維持することに問題はない。これに対して、組電池11からの押し返し力は、充放電によって増減を繰り返すため、拘束部21は、荷重の繰り返し変化による疲労が蓄積されて、時間経過に伴って拘束力が低下するようになる。図4のグラフL4に示すように、拘束力の低下は、内部抵抗を上昇させて、出力性能の低下を招き、組電池11を出力性能低下前と同様に利用することを困難にする。一方、多少の出力性能低下が生じたとしても、それを検知した上で利用するのであれば、そうした組電池11であれ十分に利用することができる。
そこで、本実施形態では、拘束部21の拘束力の低下を検出し、この低下が検出されたことに応じて組電池11の動作モードを変更することができるようにしている。
(作用)
図6及び図7に示すように、電池側制御部13は、電池状態を判定する処理を行う。この処理は、車両が利用されているとき、必要に応じて適宜行われる。
電池状態判定処理が開始されると、組電池11の計測データが取得される(図6のステップS10)。データ取得部12で複数の電池セル20のそれぞれについて電圧が測定される。
複数の電池セル20のそれぞれについて電圧が測定されると、電池側制御部13の拘束力算出部131で拘束部21の拘束力が算出される(図6のステップS11:拘束力算出工程)。
図7に示すように、拘束力の算出処理ではまず、各電池セル20の電圧からそれぞれの押し返し力を算出する(図7のステップS20)。つまり、組電池11を構成する複数の電池セル20のそれぞれについて、各電圧に対応する押し返し力を算出する。
そして、算出された複数の電池セル20の押し返し力を加算して組電池11の押し返し力を算出する(図7のステップS21)。
次に、組電池11の押し返し力に基づいて、拘束部21の連結バー25,26に影響を与える力である軸力変化量を算出する(図7のステップS23)。上述したように、拘束部21は、その拘束力の低下が、充放電による膨張/縮小の繰り返しによる増減の影響を強く受けることから、算出された組電池11の押し返し力の以前との変化量に基づく影響を軸力変化量として算出する。つまり、軸力変化量は、拘束部21の拘束力を低下させる量として算出される。
算出された軸力変化量と前回算出された拘束力とに基づいて拘束力を更新する(図7のステップS24)。具体的には、新たな拘束力が、前回算出された拘束力から軸力変化量を引いた値として算出される。
図6に示すように、更新された拘束力が下限拘束荷重Pm未満であるか否かを判定する(図6のステップS12:判定工程)とともに、算出された拘束力に基づいて組電池11の出力モードの変更を行う(図6のステップS13)。詳述すると、更新された拘束力が下限拘束荷重Pm未満ではない場合、電池側制御部13のモード変更部133は、組電池11の出力性能低下を検出しないため、組電池11の出力モードを初期性能モードのまま維持する。一方、更新された拘束力が下限拘束荷重Pm未満である場合、電池側制御部13のモード変更部133は、組電池11の出力性能低下を検出することから、組電池11の出力モードを出力性能低下モードに変更する。
なお、組電池11に対する拘束部21による拘束力は、時間経過とともに低下するものであって、機械的な調整がなされる場合を除いて原則回復しない。よって、一旦、出力モードが出力性能低下モードに変更された場合、それ以降、組電池11は出力性能低下モードで使用される。また、電池状態を判定する処理を行わなくてもよい。
以上説明したように、本実施形態の電池状態判定装置、電池状態判定方法、及び電池システムによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
(1)拘束力の低下に伴う電池セル20の膨張による内部抵抗の上昇から組電池11の出力性能の低下を判定することができる。よって、簡単な構成で拘束力の変化に起因する電池状態を判定することができる。また、出力性能の低下が検出された組電池11であっても、出力の低下に対応して適切に利用することができるようになる。
(2)組電池11を構成するそれぞれの電池セル20について電圧に応じて生じる押し返し力が算出されるので組電池11に対する拘束部21の拘束力がより正確に算出されるようになる。
(3)拘束部21に対して疲労を与えやすい押し返す力の変化量に基づいて拘束部21の拘束力が算出されるようになる。
(4)電池セル20のそれぞれから電圧が取得されるので拘束部21の拘束力の算出が適切になされるようになる。
(5)充放電によって生じる電池セル20の膨張を機械的に抑えることで電池性能の劣化を抑制することができるリチウムイオン二次電池について電池性能の低下を判定することができる。
(6)組電池11の出力モードが、拘束力の低下による内部抵抗の上昇に応じて出力が低下したことに対応する出力性能低下モードに変更される。これにより、出力が低下した組電池11であっても出力低下を加味して適切に利用することができる。
(その他の実施形態)
なお上記実施形態は、以下の態様で実施することもできる。
・上記実施形態において、電池セル20は単電池であってもよいし、複数の単電池が含まれていてもよい。
・電池側制御部13が電池システム10に設けられている場合について例示したが、電池側制御部が車両システムに設けられていてもよい。
・上記実施形態では、二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について例示した。しかし、これに限らず、二次電池は、充放電によって生じる電池の膨張を機械的に抑えることで電池性能の劣化を抑制することができる電池であればよく、例えば、他の非水電解質の二次電池や、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等のアルカリ二次電池であってもよい。
・図7のステップS23の軸力変化量の算出において、拘束力算出部131は、拘束部21の拘束力を更新するとき、押し返し力の変化量を該変化量の変化速度に応じて補正するようにしてもよい。例えば、変化速度が速ければ拘束部の疲労が大きくなるので軸力変化量を大きくし、変化速度が遅ければ拘束部の疲労が小さくて済むので軸力変化量を小さくしてもよい。
押し返し力の変化量を該変化量の変化速度に応じて補正することで、拘束部の拘束力の変化がより適切に算出されるようになる。
・組電池11の押し返す力が所定値よりも小さい場合、軸力変化量が「0」であると算出してもよい。すなわち、押し返す力が所定値よりも小さい場合、拘束部の拘束力に変化がないとしてもよい。例えば、押し返し力が拘束部の初期拘束力に近い力にある場合、拘束力を低下させるおそれが小さいので軸力変化量を「0」と算出してもよい。
・組電池11の電圧から組電池11の押し返し力を算出し、この算出した押し返し力に基づいて拘束部の拘束力を算出してもよい。
・上述の「初期性能モード」と「出力性能低下モード」との2つの出力モードの他に、組電池11の出力モードを3つ以上複数設けてもよい。この場合、各出力モードを検出するために電池状態を判定する処理を繰り返し行ってもよい。
・上記実施形態では、組電池11が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、組電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。
10…電池システム、11…組電池、12…データ取得部、13…電池側制御部、14…メモリ部、15…インターフェース部、20…電池セル、21…拘束部、23…エンドプレート、24…エンドプレート、25…連結バー、26…連結バー、30…極板群、31…正極板、32…負極板、33…セパレータ、37…非水電解質、40…車両システム、41…車両側制御部、42…インバータ部、43…モータ部、131…拘束力算出部、132…判定部、133…モード変更部、141…初期データ、311…正極基材、312…正極合剤、321…負極基材、322…負極合剤。

Claims (8)

  1. 組電池の電池状態判定装置であって、
    前記組電池は、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備え、
    前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出部と、
    前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定部とを備える
    電池状態判定装置。
  2. 前記拘束力算出部は、前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、複数の前記二次電池のそれぞれについて前記押し返す力をそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの前記押し返す力に基づいて前記拘束部の前記拘束力を算出する
    請求項1に記載の電池状態判定装置。
  3. 前記拘束力算出部は、前記算出した押し返す力の該算出前の押し返す力に対する変化量を取得し、該取得した前記変化量に基づいて前記拘束部の拘束力を更新する
    請求項1又は2に記載の電池状態判定装置。
  4. 前記拘束力算出部は、前記拘束部の拘束力を更新するとき、前記変化量を該変化量の変化速度に応じて補正する
    請求項3に記載の電池状態判定装置。
  5. 前記二次電池の電圧を、複数の前記二次電池のそれぞれについて取得する
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池状態判定装置。
  6. 前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であって、
    前記極板は、充電によって膨張する
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池状態判定装置。
  7. 整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備えた組電池と、
    前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出部と、
    前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定部と、
    前記組電池の出力性能が低下しているとの判定に基づいて、前記組電池の出力モードを前記出力性能が低下していることに対応するモードに変更するモード変更部とを備える
    電池システム。
  8. 組電池の電池状態判定方法であって、
    前記組電池は、整列配置されている複数の二次電池であって、極板の膨張で内部抵抗が高くなる複数の前記二次電池と、複数の前記二次電池を挟み込んで前記二次電池の前記膨張する方向に拘束力を付与する拘束部であって、前記拘束力で前記二次電池の膨張を機械的に抑えることによって前記内部抵抗の上昇を抑制させる前記拘束部とを備えており、
    拘束力算出部で前記二次電池の電圧と前記二次電池が前記膨張によって押し返す力との関係に基づいて、前記拘束部の前記拘束力を算出する拘束力算出工程と、
    判定部で前記算出された前記拘束力が閾値未満であることに基づいて前記組電池の出力性能が低下していると判定する判定工程とを備える
    電池状態判定方法。
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