JP6183260B2

JP6183260B2 - 二次電池の充電装置

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Publication number: JP6183260B2
Application number: JP2014062908A
Authority: JP
Inventors: 嘉夫田川
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP2015185483A

Description

本発明は、二次電池の充電装置に関する。

従来、モータを駆動源とした電動車において、モータに電力を供給する走行用バッテリとして、リチウムイオン二次電池等の二次電池が多く使用されている。
二次電池は、正極および負極を備える電極体と、電解質（リチウムイオン二次電池においてはリチウムイオン）を含む電解液とからなり、電解質が電極間を移動することにより充放電がなされる。
ここで、二次電池の電解液中の電解質濃度が不均一になると、電極体に形成される表面皮膜が不均一となったり、デンドライトが発生したりして、二次電池の性能が低下する。
このような二次電池の性能低下を回避するため、例えば下記特許文献１では、正極板、負極板、及びこれらの間に介在するセパレータを含む発電要素、及び、この発電要素に含浸され、リチウム塩を含む非水型の電解液、を有するリチウムイオン二次電池と、電解液に振動を加える電解液加振手段と、を備える電池システムが開示されている。
また、下記特許文献２では、電池槽内に正極および負極を配置するとともに電気二重層除去手段としての超音波発生用の振動子を取り付け、振動子により直接正極および負極を振動させて電解液を励起振動させ、電池槽内に保持された電解液と正極および負極の界面に存在する電気二重層を破壊する技術が開示されている。

特開２０１０−２５１０２５号公報特開平６−８４５４４号公報

上述した従来技術では、二次電池中の電解液に振動を加えることにより電解質濃度を均一にしているが、振動の発生にはモータ（特許文献１）や発振機（特許文献２）等、電力を用いて駆動する機器（振動発生装置）が用いられている。
このような振動発生装置の駆動用電力には、振動対象となる二次電池内の電力、またはこれ以外の電池等の電力が用いられる。ここで、二次電池が電動車の走行用バッテリとして用いられる場合、航続可能距離を延ばすため、走行用電力以外の電力消費はなるべく抑えることが好ましい。
上述した従来技術では、電力消費を抑えるという観点での振動発生タイミングの制御は行われておらず、改善の余地がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、不要な電力消費を抑えつつ二次電池の性能低下を抑制することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる二次電池の充電装置は、正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、前記加振制御手段は、前記二次電池に対する充電電流が大きいほど前記加振手段による加振強度を強くする、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる二次電池の充電装置は、正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、前記加振制御手段は、前記二次電池の充電作動に対応して前記加振手段を稼動し、前記二次電池周辺の温度に基づいて、前記加振手段の加振強度を変更する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる二次電池の充電装置は、前記加振制御手段は、前記二次電池周辺の温度が高いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる二次電池の充電装置は、前記加振制御手段は、前記二次電池周辺の温度が低いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる二次電池の充電装置は、前記加振制御手段は、第１の所定温度および前記第１の所定温度よりも低温な第２の所定温度を設定し、前記二次電池周辺の温度が前記第１の所定温度よりも高い場合は、前記二次電池周辺の温度が高いほど前記加振手段の加振強度を大きくし、前記二次電池周辺の温度が前記第２の所定温度よりも低い場合には前記二次電池周辺の温度が低いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる二次電池の充電装置は、前記加振手段は、電力を用いて振動を発生する振動発生装置である、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかる二次電池の充電装置は、正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、前記二次電池は、電動車の駆動用電力を蓄電し、前記加振手段は、前記二次電池に対して前記電動車の走行に伴って発生する車体の振動を伝達する振動伝達機構であり、前記加振制御手段は、前記二次電池の充電中以外には前記振動伝達機構による前記振動の伝達を禁止する、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかる二次電池の充電装置は、前記加振手段として、前記振動伝達機構に加えて、電力を用いて振動を発生する振動発生装置を備え、前記加振制御手段は、前記電動車の走行中に前記二次電池の充電が行われる場合には前記振動伝達機構を用いて前記二次電池を加振し、前記電動車の停止中に前記二次電池の充電が行われる場合には前記振動発生装置を用いて前記二次電池を加振する、ことを特徴とする。

本発明によれば、二次電池の充電作動に対応して加振手段を稼働させて二次電池に振動を加える。二次電池の性能低下につながる表面皮膜の不均衡やデンドライトの発生は充電中に生じるので、充電中作動に対応して二次電池を振動させることによって、効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
本発明によれば、二次電池に対する充電電流の大きさに基づいて加振手段の加振強度を変更する。二次電池に対する充電電流が大きいほど電解質の活性度が高く、表面皮膜の不均衡やデンドライトが生じ易いため、充電電流の大きさに基づいて加振手段の加振強度を変更することによって、より効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
本発明によれば、二次電池周辺の温度に基づいて、加振手段の加振強度を変更する。二次電池は、温度によって特性が異なるため、二次電池周辺の温度に基づいて加振手段の加振強度を変更することによって、より効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
本発明によれば、二次電池周辺の温度が高いほど加振手段の加振強度を大きくする。高温では電極体の表面皮膜の破壊が生じ易く、その結果表面皮膜の再形成が行われ易い。このため、高温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、表面皮膜の不均衡を抑制することができる。
本発明によれば、二次電池周辺の温度が低いほど加振手段の加振強度を大きくする。低温では電池抵抗が高くなり、デンドライトが発生しやすい。このため、低温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、デンドライトの発生を抑制することができる。
本発明によれば、高温時には二次電池周辺の温度が高いほど、低温時には二次電池周辺の温度が低いほど、加振手段の加振強度を大きくする。これにより、表面皮膜の不均衡およびデンドライトの発生の両方を抑制することができる。
本発明によれば、加振手段として電力を用いて振動を発生する振動発生装置を用いるので、一般的な装置を用いて加振手段を構成することができる。
本発明によれば、加振手段として車体の振動を伝達する振動伝達機構を用いるので、電力を用いる振動発生装置と比較して消費電力を抑えることができ、電動車の航続可能距離を延ばすことができる。
本発明によれば、電動車の走行中には振動伝達機構を用いて二次電池を加振し、電動車の停止中には振動発生装置を用いて二次電池を加振する。これにより、常時振動発生装置を用いて加振する場合と比較して消費電力を低減させることができる。また、振動伝達機構のみを用いる場合には加振することができない電動車の停止中にも、振動発生装置を用いて二次電池を加振することができ、より確実に二次電池の性能低下を抑制することができる。

実施の形態１にかかる二次電池２０の充電装置１０の構成を示すブロック図である。リチウムイオン二次電池２０Ａの構成を示す説明図である。リチウムイオン二次電池２０Ａの構成を示す説明図である。リチウムイオン二次電池２０Ａの構成を示す説明図である。リチウムイオン二次電池２０Ａの構成を示す説明図である。充電電流と加振強度の関係の一例を示すグラフである。リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度と加振強度の関係の一例を示すグラフである。充電装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる加振手段１０６の構成例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる二次電池の充電装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる二次電池の充電装置１０の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、充電装置１０は電動車３０に搭載されており、電動車３０の駆動用電力を蓄電する走行用バッテリ２０を充電する。また、充電対象となる二次電池は、リチウムイオン二次電池であるものとする。
電動車３０は、走行用バッテリ２０に蓄電された電力を用いてモータ３０２を駆動してタイヤ３０４を回転させることによって走行する。なお、図示の便宜上、図１にはタイヤ３０４を２つのみ図示しているが、実際は４つのタイヤ３０４が装着されている。

走行用バッテリ２０は、複数のリチウム（Ｌｉ）イオン二次電池２０Ａが直列接続された組電池である。すなわち、それぞれのリチウムイオン二次電池２０Ａは組電池の電池セルとして機能する。
このように複数の電池セルを接続することにより、走行用バッテリ２０は高電圧電力の供給を可能としている。
走行用バッテリ２０への充電は、電動車３０の車体外部などに設けられた充電口１０４に外部充電器５０を接続し、外部電力を供給することによって行われる。より詳細には、充電口１０４に接続される外部充電器５０が単相１００Ｖ〜２００Ｖ程度で充電を行う普通充電器である場合には、電動車３０に搭載された車載充電器１０２で充電に適した電圧に昇圧して走行用バッテリ２０に供給する。また、充電口１０４に接続される外部充電器５０が交流〜５００Ｖ程度で充電を行う急速充電器である場合には、充電口１０４から供給された電力をそのまま走行用バッテリ２０に供給する。
なお、図１では充電口１０４を１つのみ図示しているが、通常は普通充電用の充電口と急速充電用の充電口の２つの充電口が設けられる。

また、走行用バッテリ２０への充電は、電動車３０の回生時にも行われる。
すなわち、電動車３０の減速時に生じる回生力を利用してモータ３０２で発電を行い、発電した電力を走行用バッテリ２０に蓄電することによって、走行中も走行用バッテリ２０の充電を行う。

また、電動車３０には、モータ３０２以外の電装機器（例えばカーステレオやパワーウィンドウ機構など）が搭載されているが、これらの電装機器は１２Ｖバッテリ１１２に蓄電された電力を用いて駆動される。
１２Ｖバッテリ１１２に対する充電は、走行用バッテリ２０に蓄電された電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１１０で降圧して１２Ｖバッテリ１１２に供給することによって行われる。

つぎに、走行用バッテリ２０を構成するリチウムイオン二次電池２０Ａについて説明する。
図２〜図５は、リチウムイオン二次電池２０Ａの構成を示す説明図である。
図２Ａはリチウムイオン二次電池２０Ａの外観、図２Ｂはリチウムイオン二次電池２０Ａの内部構成を示している。
図２Ｂに示すように、リチウムイオン二次電池２０Ａは、電極体２０２と、電極体２０２を収容する矩形板状の容器２０４と、容器２０４に設けられた正負の電極２０６，２０８とを含んで構成されている。
電極体２０２には、リチウムイオンを含む電解液が含浸されている。
図３に示すように、電極体２０２は、正極２０２２と、負極２０２４と、２枚のセパレータ２０２６，２０２８とで構成されている。
すなわち、リチウムイオン二次電池２０Ａは、正極２０２２および負極２０２４からなる電極体２０２と、リチウムイオンを含む電解液とを有する。

正極２０２２は、幅よりも大きな長さを有する帯状を呈している。
正極２０２２は、図４に示すように、３層構造であり、厚さ方向の中央に位置する正極集電箔２０２２Ａと、その両面に形成された正極活物質２０２２Ｂとで構成されている。正極集電箔２０２２Ａは不図示の接続部材を介して容器２０４の正側の電極２０６に接続されている。
正極集電箔２０２２Ａとしてはアルミニウム箔が用いられ、正極活物質２０２２Ｂとしてはコバルト酸リチウムなどが用いられる。

負極２０２４は、幅よりも大きな長さを有する帯状を呈している。
負極２０２４は、図４に示すように、３層構造であり、厚さ方向の中央に位置する負極集電箔２０２４Ａと、その両面に形成された負極活物質２０２４Ｂとで構成されている。負極集電箔２０２４Ａは不図示の接続部材を介して容器２０４の負側の電極２０８に接続されている。
負極集電箔２０２４Ａとしては銅箔が用いられ、負極活物質２０２４Ｂとしては炭素材料などが用いられる。

セパレータ２０２６，２０２８は、幅よりも大きな長さを有する帯状を呈し、リチウムイオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムで構成されている。
電極体２０２は、正極２０２２と、負極２０２４とが、セパレータ２０２６，２０２８を介在させて重ね合わされ複数回巻回され、図５に示すように断面が扁平な長円形状を呈している。
具体的には、セパレータ２０２６と、正極２０２２と、セパレータ２０２８と、負極２０２４とがこの順番で重ね合わされ、セパレータ２０２６を外側にし、負極２０２４を内側にして複数回巻回されている。
電極体２０２は、このような状態で容器２０４に格納されている。

ここで、図２Ａに示すようにそれぞれのリチウムイオン二次電池２０Ａの容器２０４の側壁には、リチウムイオン二次電池２０Ａに対して振動を加える加振手段１０６が取り付けられている。
本実施の形態では、加振手段１０６は小型のバイブレータであり、加振制御手段１０８（図１参照）の制御で稼働する。また、加振手段１０６は、１２Ｖバッテリ１１２（図１参照）の電力を用いて稼働する。
なお、加振手段１０６としてはバイブレータの他、従来公知の様々な振動発生装置を用いることができる。
また、図２Ａではそれぞれのリチウムイオン二次電池２０Ａに加振手段１０６を取り付けているが、これに限らず、例えば数個のリチウムイオン二次電池２０Ａ単位で構成される電池モジュールごとに、または走行用バッテリ２０のバッテリケースなどに対して加振手段１０６を取り付けてもよい。
加振手段１０６が稼働（振動）することによって、リチウムイオン二次電池２０Ａの各部に振動が伝達される。これにより、電極体２０２に含まれる電解液中の電解質濃度が均一となり、表面皮膜の不均衡やリチウムデンドライトの発生によるリチウムイオン二次電池２０Ａの性能低下を抑制することができる。

図１の説明に戻り、加振制御手段１０８は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
加振制御手段１０８は、例えば電動車３０全体の制御を司るＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）や走行用バッテリ２０の状態を監視して充放電を制御するＢＭＵ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）などである。

ここで、加振制御手段１０８は、リチウムイオン二次電池２０Ａの充電作動に対応して加振手段１０６を稼働させる。
これは、リチウムイオン二次電池２０Ａの性能低下の原因である電極体２０２の表面皮膜の不均衡やリチウムデンドライトは、リチウムイオンが正極から負極に移動する充電時に生じるためである。
加振制御手段１０８は、例えば車載充電器１０２の稼働状態を検知して、リチウムイオン二次電池２０Ａ（走行用バッテリ２０）が充電中であるか否かを判定し、充電中である場合には加振手段１０６を稼働させる。また、加振制御手段１０８は、モータ３０２の稼働状態を検知して、回生発電を行っているか否かを判定し、回生発電を行っている、すなわち走行用バッテリ２０の充電中である場合には加振手段１０６を稼働させる。

この時、加振制御手段１０８は、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する充電電流の大きさに基づいて、加振手段１０６の加振強度を変更してもよい。
より詳細には、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する充電電流が大きいほど加振手段１０６による加振強度を強くする。
これは、充電電流が大きいほど電解質の活性度が高く、電極体２０２の表面皮膜の不均衡やリチウムデンドライトが生じ易いためである。加振強度を強くすることによって電解液の撹拌強度を強くして、電解液中の電解質をより均等に分布させることを目的としている。

図６は、充電電流と加振強度の関係の一例を示すグラフである。
図６において、縦軸は加振強度であり、例えば加振手段１０６に供給する電力の電圧値などを示している。また、横軸は充電電流値（単位はアンペア）である。
図６では、充電電流が大きくなるほど指数関数的に加振強度が大きくなっている。
なお、充電電流に対して加振強度そのものを変更するのではなく、基準となる加振強度に対するゲインを変更してもよい。
この場合、例えば図６と同様に充電電流が大きくなるほど数値が大きくなるゲインを設定し、基準となる加振強度に対して充電電流に対応するゲインをかけ合わせることによって実際の加振強度を決定する。

また、加振制御手段１０８は、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に基づいて、加振手段１０６の加振強度を変更してもよい。
ここで、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度とは、個々のリチウムイオン二次電池２０Ａの温度（セル温度）やその平均値、またはリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の空気温度（例えばバッテリパック内の空気温度）などである。
この場合、加振制御手段１０８は、それぞれのリチウムイオン二次電池２０Ａに設けられた温度センサ（図示なし）などからリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度値を取得して加振強度を変更する。

加振制御手段１０８は、例えばリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が高いほど、加振手段１０６の加振強度を大きくする。
これは、高温では電極体の表面皮膜の破壊が生じ易く、その結果表面皮膜の再形成が行われ易いためである。このため、高温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、表面皮膜の不均衡を抑制することが可能となる。

また、加振制御手段１０８は、例えばリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が低いほど、加振手段１０６の加振強度を大きくする。
これは、低温では電池抵抗が高くなり、リチウムデンドライトが発生しやすいためである。このため、低温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、リチウムデンドライトの発生を抑制することが可能となる。

図７は、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度と加振強度の関係の一例を示すグラフである。
図７において、縦軸は加振強度であり、例えば加振手段１０６に供給する電力の電圧値などを示している。また、横軸はリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度である。
図７では、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも高い場合には、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が高くなるほど加振強度を大きくしている。
また、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第１の所定温度Ｔ１より低温な第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が低くなるほど加振強度を大きくしている。
すなわち、図７においては、加振制御手段１０８は、第１の所定温度Ｔ１および第１の所定温度Ｔ１よりも低温な第２の所定温度Ｔ２を設定し、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも高い場合、およびリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第１の所定温度Ｔ１以下、第２の所定温度Ｔ２以上の場合よりも加振手段１０６の加振強度を大きくしている。

なお、図７に示すように高温時および低温時の両方に加振強度を大きくするのではなく、高温時または低温時のいずれかに加振強度を大きくするようにしてもよい。
また、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に対して加振強度そのものを変更するのではなく、基準となる加振強度に対するゲインを変更してもよい。
この場合、例えば図７と同様に、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも高い場合には温度が高くなるほど、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には温度が低くなるほど、それぞれ大きくなるゲインを設定し、基準となる加振強度に対して温度に対応するゲインをかけ合わせることによって実際の加振強度を決定する。

図８は、充電装置１０による処理の手順を示すフローチャートである。
図８のフローチャートにおいて、充電装置１０は、加振制御手段１０８によって、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する加振が許可されているか否かを判断する（ステップＳ８００）。
リチウムイオン二次電池２０Ａに対する加振が許可されない場合とは、例えば走行用バッテリ２０の動作が安定していない場合や１２Ｖバッテリ１１２の蓄電量が少ない場合などが挙げられる。
リチウムイオン二次電池２０Ａに対する加振が許可されていない場合は（ステップＳ８００：Ｎｏのループ）、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する加振が許可されるまで待機する。

一方、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する加振が許可されている場合は（ステップＳ８００：Ｙｅｓ）、走行用バッテリ２０（リチウムイオン二次電池２０Ａ）への充電が開始されたか否かを判断する（ステップＳ８０２）。
走行用バッテリ２０（リチウムイオン二次電池２０Ａ）への充電が開始されるまでは（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、ステップＳ８００に戻り、以降の処理をくり返す。

外部充電器５０からの充電や回生による発電が生じて、走行用バッテリ２０（リチウムイオン二次電池２０Ａ）への充電が開始されると（ステップＳ８０２：Ｙｅｓ）、加振制御手段１０８は、充電電流やリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に基づいて加振強度を算出する（ステップＳ８０４）。
なお、この時、充電電流とリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度の両方に基づいて加振強度を算出してもよい。この場合、例えば基準となる加振強度に対して、充電電流に基づくゲインと、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に基づくゲインとをかけ合わせることによって加振強度を算出する。

そして、加振制御手段１０８は、算出した加振強度で加振手段１０６を駆動して、リチウムイオン二次電池２０Ａを加振する（ステップＳ８０６）。
充電が終了するまでは（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、ステップＳ８０６に戻ってリチウムイオン二次電池２０Ａへの加振を継続する。
充電が終了すると（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、加振制御手段１０８は、加振手段１０６の駆動を終了して加振を停止させて（ステップＳ８１０）、本フローチャートによる処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態１にかかる充電装置１０は、リチウムイオン二次電池２０Ａの充電作動に対応して加振手段１０６を稼働させてリチウムイオン二次電池２０Ａに振動を加える。リチウムイオン二次電池２０Ａの性能低下につながる表面皮膜の不均衡やリチウムデンドライトの発生は充電中に生じるので、充電作動に対応してリチウムイオン二次電池２０Ａを振動させることによって、効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
また、充電装置１０は、リチウムイオン二次電池２０Ａに対する充電電流の大きさに基づいて加振手段１０６の加振強度を変更する。リチウムイオン二次電池２０Ａに対する充電電流が大きいほど電解質の活性度が高く、表面皮膜の不均衡やリチウムデンドライトが生じ易いため、充電電流の大きさに基づいて加振手段１０６の加振強度を変更することによって、より効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
また、充電装置１０は、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に基づいて、加振手段１０６の加振強度を変更する。リチウムイオン二次電池２０Ａは、温度によって特性が異なるため、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度に基づいて加振手段１０６の加振強度を変更することによって、より効率的に電池性能の低下を抑制することができる。
このとき、充電装置１０は、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が高いほど加振手段１０６の加振強度を大きくする。高温では電極体の表面皮膜の破壊が生じ易く、その結果表面皮膜の再形成が行われ易い。このため、高温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、表面皮膜の不均衡を抑制することができる。
また、充電装置１０は、リチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が低いほど加振手段１０６の加振強度を大きくする。低温では電池抵抗が高くなり、リチウムデンドライトが発生しやすい。このため、低温時には加振強度を強くして電解液中の電解質をより均等に分布させることによって、リチウムデンドライトの発生を抑制することができる。
また、充電装置１０において、高温時にはリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が高いほど、低温時にはリチウムイオン二次電池２０Ａ周辺の温度が低いほど、加振手段１０６の加振強度を大きくするようにすれば、表面皮膜の不均衡およびリチウムデンドライトの発生の両方を抑制することができる。
また、充電装置１０は、加振手段１０６として電力を用いて振動を発生する振動発生装置を用いるので、一般的な装置を用いて加振手段１０６を構成することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、個々のリチウムイオン二次電池２０Ａに振動発生装置（加振手段１０６）を取り付けてリチウムイオン二次電池２０Ａを加振した。
実施の形態２では、電動車３０の走行に伴う車体の振動をリチウムイオン二次電池２０Ａに伝達することによって、リチウムイオン二次電池２０Ａを加振する。
なお、以下の説明において実施の形態１と同様の構成の箇所は同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図９は、実施の形態２にかかる加振手段１０６の構成例を示す説明図である。
図９の例では、電動車３０はフレーム５０２上にボディ５０４が搭載されたフレーム形式車となっている。
複数のリチウムイオン二次電池２０Ａによって構成された走行用バッテリ２０は、ボディ５０４の下部（図９の例では搭乗席５１０の下部）に設置されている。
フレーム５０２とボディ５０４との間には、サスペンションアーム、スプリングおよびショックアブソーバーなどで構成されるサスペンション機構５０６およびスプリング５０８が設けられている。本実施の形態では、サスペンション機構５０６およびスプリング５０８からなる振動伝達機構を加振手段１０６として用いる。
より詳細には、通常の走行時にはサスペンション機構５０６が動作して、路面の凹凸などに伴う振動がボディ５０４側に伝達されないようにしている。
一方、走行中に充電が行われている時には、加振制御手段１０８によってサスペンション機構５０６をロックして、スプリング５０８を介して振動がボディ５０４側に伝達されるようにする。
これにより、ボディ５０４に搭載された走行用バッテリ２０が振動し、リチウムイオン二次電池２０Ａの特性低下を抑制することができる。

すなわち、実施の形態２では、リチウムイオン二次電池２０Ａは、電動車３０の駆動用電力を蓄電し、加振手段１０６は、リチウムイオン二次電池２０Ａに対して電動車３０の走行に伴って発生する車体の振動を伝達する振動伝達機構であり、加振制御手段１０８は、リチウムイオン二次電池２０Ａの充電中以外には振動伝達機構による振動の伝達を禁止する。

なお、図９に示す構成に加えて、実施の形態１と同様に個々のリチウムイオン二次電池２０Ａにバイブレータ等の振動発生装置を取り付けてもよい。
この場合、加振制御手段１０８は、電動車３０の走行中にリチウムイオン二次電池２０Ａの充電が行われる場合には、振動伝達機構を加振手段１０６として用いてリチウムイオン二次電池２０Ａを振動させる。一方、電動車３０の停止中にリチウムイオン二次電池２０Ａの充電が行われる場合には、振動発生装置を加振手段１０６として用いてリチウムイオン二次電池２０Ａを振動させる。
これにより、電動車３０の走行中には振動発生装置を用いずにリチウムイオン二次電池２０Ａを振動させることができる。よって、充電中常に振動発生装置を用いる場合と比較して使用電力を低減することができ、電動車３０の航続可能距離を延ばすことができる。

以上説明したように、実施の形態２によれば、加振手段１０６として車体の振動を伝達する振動伝達機構を用いるので、電力を用いる振動発生装置と比較して消費電力を抑えることができ、電動車の航続可能距離を延ばすことができる。
また、実施の形態２において、電動車３０の走行中には振動伝達機構を用いてリチウムイオン二次電池を加振し、電動車３０の停止中には振動発生装置を用いてリチウムイオン二次電池を加振するようにすれば、常時振動発生装置を用いて加振する場合と比較して消費電力を低減させることができる。また、振動伝達機構のみを用いる場合には加振することができない電動車３０の停止中にも、振動発生装置を用いてリチウムイオン二次電池２０Ａを加振することができ、より確実にリチウムイオン二次電池２０Ａの性能低下を抑制することができる。

１０……充電装置、２０……リチウムイオン二次電池、２０……走行用バッテリ、３０……電動車、１０２……車載充電器、１０４……充電口、１０６……加振手段、１０８……加振制御手段、１１０……ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１２……走行用バッテリ、３０２……モータ、３０４……タイヤ。

Claims

正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、
前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、
前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、
前記加振制御手段は、前記二次電池に対する充電電流が大きいほど前記加振手段による加振強度を強くする、
ことを特徴とする二次電池の充電装置。
正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、
前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、
前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、
前記加振制御手段は、前記二次電池の充電作動に対応して前記加振手段を稼動し、前記二次電池周辺の温度に基づいて、前記加振手段の加振強度を変更する、
ことを特徴とする二次電池の充電装置。
前記加振制御手段は、前記二次電池周辺の温度が高いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、
ことを特徴とする請求項２記載の二次電池の充電装置。
前記加振制御手段は、前記二次電池周辺の温度が低いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、
ことを特徴とする請求項２記載の二次電池の充電装置。
前記加振制御手段は、第１の所定温度および前記第１の所定温度よりも低温な第２の所定温度を設定し、前記二次電池周辺の温度が前記第１の所定温度よりも高い場合は、前記二次電池周辺の温度が高いほど前記加振手段の加振強度を大きくし、前記二次電池周辺の温度が前記第２の所定温度よりも低い場合には前記二次電池周辺の温度が低いほど前記加振手段の加振強度を大きくする、
ことを特徴とする請求項２記載の二次電池の充電装置。
前記加振手段は、電力を用いて振動を発生する振動発生装置である、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の二次電池の充電装置。
正極および負極からなる電極体と、電解質を含む電解液とを有する二次電池の充電装置であって、
前記二次電池に対して振動を加える加振手段と、
前記加振手段の稼働を制御する加振制御手段と、を備え、
前記二次電池は、電動車の駆動用電力を蓄電し、
前記加振手段は、前記二次電池に対して前記電動車の走行に伴って発生する車体の振動を伝達する振動伝達機構であり、
前記加振制御手段は、前記二次電池の充電中以外には前記振動伝達機構による前記振動の伝達を禁止する、
ことを特徴とする二次電池の充電装置。
前記加振手段として、前記振動伝達機構に加えて、電力を用いて振動を発生する振動発生装置を備え、
前記加振制御手段は、前記電動車の走行中に前記二次電池の充電が行われる場合には前記振動伝達機構を用いて前記二次電池を加振し、前記電動車の停止中に前記二次電池の充電が行われる場合には前記振動発生装置を用いて前記二次電池を加振する、
ことを特徴とする請求項７記載の二次電池の充電装置。