(57)【要約】【課題】組電池における，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することのできる組電池及びその製造方法，電池パック，組電池モジュール，それを搭載した車両，電池搭載機器を提供すること。【解決手段】本発明は，複数個の２次電池を組み合わせた組電池であって，複数個の２次電池のうち，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける電解液量と比較して，複数個の２次電池のうち，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける電解液量が多いものである。あるいは，複数個の２次電池を組み合わせた組電池と，組電池の各２次電池の充電状態を制御する充電状態制御部とを有する組電池モジュールであって，充電状態制御部が，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける充電状態と比較して，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける充電状態を低くするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の２次電池を組み合わせた組電池において，
前記複数個の２次電池のうち，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける電解液量と比較して，
前記複数個の２次電池のうち，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける電解液量が多いことを特徴とする組電池。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池を有する電池パックにおいて，
前記複数個の２次電池を冷却するための冷却媒体を取り入れる入口と，
前記冷却媒体を排出する出口とを有し，
前記使用時により低温となる領域は，組電池中の前記入口から最も近い電池を含む領域であり，
前記使用時により高温となる領域は，組電池中のそれ以外の領域であることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１に記載の組電池において，
前記複数個の２次電池が２列に配置されており，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第１の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの前記一端側の区間に属する２次電池の電解液量が少なく，
前記第１の列の前記他端側に属する２次電池，および，前記第２の列に属する２次電池の電解液量が多いことを特徴とする組電池。
【請求項４】
請求項１に記載の組電池において，
前記複数個の２次電池が２列に配置されており，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第２の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの前記他端側の区間に属する２次電池の電解液量が多く，
前記第１の列に属する２次電池，および，前記第２の列の前記一端側に属する２次電池の電解液量が少ないことを特徴とする組電池。
【請求項５】
請求項１に記載の組電池において，
前記複数個の２次電池が２列に配置されており，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第１の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分するとともに，第２の列を前記第１の列の２分箇所より前記一端側に近い箇所で前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの，前記第１の列の前記一端側の区間に属する２次電池，および，前記第２の列の前記一端側の区間に属する２次電池の電解液量が少なく，
前記第１の列の前記他端側の区間に属する２次電池，および，前記第２の列の前記他端側に属する２次電池の電解液量が多いことを特徴とする組電池。
【請求項６】
複数個の２次電池を組み合わせた組電池の製造方法において，
内部に収納される電解液量の異なる２次電池を用意し，
電解液量の多い２次電池を使用時により低温となる領域に配置し，
電解液量の少ない２次電池を使用時により高温となる領域に配置することを特徴とする組電池の製造方法。
【請求項７】
複数個の２次電池を組み合わせた組電池と，前記組電池の各２次電池の充電状態を制御する充電状態制御部とを有する組電池モジュールにおいて，前記充電状態制御部は，
前記複数個の２次電池のうち，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける充電状態と比較して，
前記複数個の２次電池のうち，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける充電状態を低くするものであることを特徴とする組電池モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の組電池モジュールにおいて，
前記組電池が，前記複数個の２次電池が２列に配置されているものであり，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第１の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの前記一端側の区間に属する２次電池の充電状態を高く，
前記第１の列の前記他端側に属する２次電池，および，前記第２の列に属する２次電池の充電状態を低くすることを特徴とする組電池モジュール。
【請求項９】
請求項７に記載の組電池モジュールにおいて，
前記組電池が，前記複数個の２次電池が２列に配置されているものであり，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第２の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの前記他端側の区間に属する２次電池の充電状態を低く，
前記第１の列に属する２次電池，および，前記第２の列の前記一端側に属する２次電池の充電状態を高くすることを特徴とする組電池モジュール。
【請求項１０】
請求項７に記載の組電池モジュールにおいて，
前記組電池が，前記複数個の２次電池が２列に配置されているものであり，
第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，前記第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に前記一端から他端に向けて冷却媒体を流し，前記第１の列および第２の列の他端で折り返し，前記第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に前記他端から前記一端に向けて冷却媒体を流し，前記第２の列の前記一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されており，
前記第１の列を前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分するとともに，第２の列を前記第１の列の２分箇所より前記一端側に近い箇所で前記一端側の区間と前記他端側の区間とに２分したときの，前記第１の列の前記一端側の区間に属する２次電池，および，前記第２の列の前記一端側の区間に属する２次電池の充電状態を低く，
前記第１の列の前記他端側の区間に属する２次電池，および，前記第２の列の前記他端側に属する２次電池の充電状態を高くすることを特徴とする組電池モジュール。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０までのいずれか１つに記載の組電池モジュールにおいて，
前記充電状態制御部は，充電状態の高い２次電池を放電させることにより各２次電池の電圧を均等化する制御を行うものであり，
使用時により低温となる領域に含まれる２次電池に対しては，放電させないか，または，使用時により高温となる領域に含まれる２次電池より高い充電状態までしか放電させないことを特徴とする組電池モジュール。
【請求項１２】
請求項７に記載の組電池モジュールにおいて，
前記組電池が，
前記複数個の２次電池を冷却するための冷却媒体を取り入れる入口と，
前記冷却媒体を排出する出口とを有する電池パックとなっており，
前記使用時により低温となる領域は，組電池中の前記入口から最も近い電池を含む領域であり，
前記使用時により高温となる領域は，組電池中のそれ以外の領域であることを特徴とする組電池モジュール。
【請求項１３】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の組電池または電池パックを搭載することを特徴とする車両。
【請求項１４】
請求項７から請求項１２までのいずれか１つに記載の組電池モジュールを搭載することを特徴とする車両。
【請求項１５】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の組電池または電池パックを搭載することを特徴とする電池搭載機器。
【請求項１６】
請求項７から請求項１２までのいずれか１つに記載の組電池モジュールを搭載することを特徴とする電池搭載機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば，複数個のリチウムイオン２次電池等の２次電池のセル（単電池）を組み合わせて互いに接続し，一体的に使用する組電池及びその製造方法と，組電池とその充電状態の制御を行う充電状態制御部とを有する組電池モジュール，さらには，電池パック，組電池あるいは組電池モジュールを搭載した車両や電池搭載機器に関する。さらに詳細には，冷却媒体の流路を形成することにより，個々の２次電池によって使用時の温度が多少異なる組電池及びその製造方法，電池パック，組電池モジュール，それを搭載した車両または電池搭載機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，複数個の単電池を互いに接続して，高電圧・大容量の組電池として使用することが行われている。このようなものでは，通常，組電池の全体として充電および放電が行われているにもかかわらず，ある程度，単電池ごとに容量のバラツキが生じる。バラツキが生じたまま使用し続けると，単電池によっては過放電や過充電等の原因となる。そのため従来より，各単電池の電圧値等をモニターし，均等化するシステムが，各種提案されている。
【０００３】
例えば，残存容量を検出し，その差が小さくなるように単電池ごとに充電あるいは放電する処理を行うことが行われている。さらには，特許文献１には，各単電池の端子間電圧を検出して制御する技術が開示されている。この技術によれば，電圧値の高いものを放電させるだけで，バラツキが均等化できるとされている。あるいは，特許文献２には，電圧バラツキ量に基づいて，組電池のＳＯＣ（State  Of  Charge；充電状態値）の目標値を決定する技術が開示されている。そして，車両の走行頻度に対応して適切な容量調整ができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１８３７６号公報
【特許文献２】特開２００７−８７８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の各調整方法は，いずれも，バラツキが生じた組電池に対して，事後的に調整を行うものであり，バラツキの発生自体を抑制するものではなかった。特に，走行モードによっては，ハイレートな充放電を繰り返すことによるハイレート劣化の発生が避けられない。さらに，このハイレート劣化の進行具合は，単電池ごとの使用環境等によってやや異なることが分かってきた。各単電池の劣化の程度にバラツキが生じることにより，電圧や残存容量がさらにばらつくという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の組電池が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，組電池における，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することのできる組電池及びその製造方法，電池パック，組電池モジュール，それを搭載した車両，電池搭載機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の組電池は，複数個の２次電池を組み合わせた組電池であって，複数個の２次電池のうち，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける電解液量と比較して，複数個の２次電池のうち，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける電解液量が多いものである。
【０００８】
本発明者は，単電池のハイレート劣化の進行が，高温環境より低温環境においてより速く，また，電解液量の少ないものより電解液量の多いものでより速いことを見出した。本発明の組電池では，低温環境で使用されるものは電解液量をより少なく，高温環境で使用されるものは電解液量をより多くしているので，これらの２つの条件によるハイレート劣化の進行のバラツキが互いに打ち消される。従って，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することのできる組電池となっている。
【０００９】
あるいは，本発明の組電池モジュールは，複数個の２次電池を組み合わせた組電池と，組電池の各２次電池の充電状態を制御する充電状態制御部とを有する組電池モジュールであって，充電状態制御部は，複数個の２次電池のうち，使用時により低温となる領域に配置されているものにおける充電状態と比較して，複数個の２次電池のうち，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける充電状態を低くするものである。
【００１０】
本発明者はさらに，単電池のハイレート劣化の進行が，充電状態の高いものより低いものにおいてより速いことをも見出した。本発明の組電池モジュールによれば，使用時の温度によるハイレート劣化の進行のバラツキを，充電状態の高低によって打ち消すことができる。従って，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することのできる組電池モジュールとなっている。
【００１１】
また，本発明は，組電池あるいは組電池モジュールを，複数個の２次電池を冷却するための冷却媒体を取り入れる入口と，冷却媒体を排出する出口とを有する組電池パックとし，使用時により低温となる領域は，組電池中の入口から最も近い電池を含む領域であり，使用時により高温となる領域は，組電池中のそれ以外の領域であるものにも及ぶ。
冷却媒体を入口から取り入れ，出口から排出するように構成された電池パックであれば，組電池中の入口から最も近い電池を含む領域の電池は，入口から取り入れられた冷却媒体によってよく冷却されるので，使用時により低温となる。
【００１２】
さらに本発明では，充電状態制御部は，充電状態の高い２次電池を放電させることにより各２次電池の電圧を均等化する制御を行うものであり，使用時により低温となる領域に含まれる２次電池に対しては，放電させないか，または，使用時により高温となる領域に含まれる２次電池より高い充電状態までしか放電させないことが望ましい。
このようにすれば，使用時により低温となる領域に配置されている２次電池の充電状態を，使用時により高温となる領域に配置されているものにおける充電状態に比較して，より高い状態とすることが容易である。
【００１３】
さらに本発明では，複数個の２次電池が２列に配置されている組電池に対して，第１の列の一端の２次電池における第２の列の反対側から冷却媒体を取り入れ，第１の列の各２次電池における第２の列の反対側に一端から他端に向けて冷却媒体を流し，第１の列および第２の列の他端で折り返し，第２の列の各２次電池における第１の列の反対側に他端から一端に向けて冷却媒体を流し，第２の列の一端の２次電池における第１の列の反対側から冷却媒体を排出する冷却媒体路が形成されているものについて，以下（Ａ）〜（Ｆ）のいずれかであることが望ましい。
これらのいずれの構成であっても，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することができる。
【００１４】
（Ａ）第１の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの一端側の区間に属する２次電池の電解液量が少なく，第１の列の他端側に属する２次電池，および，第２の列に属する２次電池の電解液量が多い組電池。
（Ｂ）第２の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの他端側の区間に属する２次電池の電解液量が多く，第１の列に属する２次電池，および，第２の列の一端側に属する２次電池の電解液量が少ない組電池。
（Ｃ）第１の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分するとともに，第２の列を第１の列の２分箇所より一端側に近い箇所で一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの，第１の列の一端側の区間に属する２次電池，および，第２の列の一端側の区間に属する２次電池の電解液量が少なく，第１の列の他端側の区間に属する２次電池，および，第２の列の他端側に属する２次電池の電解液量が多い組電池。
【００１５】
（Ｄ）第１の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの一端側の区間に属する２次電池の充電状態を高く，第１の列の他端側に属する２次電池，および，第２の列に属する２次電池の充電状態を低くする組電池モジュール。
（Ｅ）第２の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの他端側の区間に属する２次電池の充電状態を低く，第１の列に属する２次電池，および，第２の列の一端側に属する２次電池の充電状態を高くする組電池モジュール。
（Ｆ）第１の列を一端側の区間と他端側の区間とに２分するとともに，第２の列を第１の列の２分箇所より一端側に近い箇所で一端側の区間と他端側の区間とに２分したときの，第１の列の一端側の区間に属する２次電池，および，第２の列の一端側の区間に属する２次電池の充電状態を低く，第１の列の他端側の区間に属する２次電池，および，第２の列の他端側に属する２次電池の充電状態を高くする組電池モジュール。
【００１６】
また，本発明は，複数個の２次電池を組み合わせた組電池の製造方法であって，内部に収納される電解液量の異なる２次電池を用意し，電解液量の多い２次電池を使用時により低温となる領域に配置し，電解液量の少ない２次電池を使用時により高温となる領域に配置する組電池の製造方法にも及ぶ。
【００１７】
さらに本発明は，上記のいずれかの組電池，電池パックあるいは組電池モジュールを搭載した車両にも及ぶ。さらには，上記のいずれかの組電池，電池パックあるいは組電池モジュールを搭載した電池搭載機器にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の組電池及びその製造方法，電池パック，組電池モジュール，それを搭載した車両，電池搭載機器によれば，組電池における，各単電池のハイレート劣化によるバラツキの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】組電池の構成を示す説明図である。
【図２】組電池の使用時の各単電池の温度を示す説明図である。
【図３】ハイレートなパルスの例を示すグラフ図である。
【図４】温度とハイレート劣化との関係を示すグラフ図である。
【図５】電解液量とハイレート劣化との関係を示すグラフ図である。
【図６】ＳＯＣとハイレート劣化との関係を示すグラフ図である。
【図７】組電池の区分の例を示す説明図である。
【図８】組電池モジュールを示す説明図である。
【図９】組電池の区分の例を示す説明図である。
【図１０】組電池の区分の例を示す説明図である。
【図１１】組電池を使用する車両を示す説明図である。
【図１２】組電池を使用する電池搭載機器の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，複数個の単電池を組み合わせた組電池に本発明を適用したものである。
【００２１】
本形態の組電池１０は，例えば自動車に搭載して使用される組電池１０である。ここでは，図１に示すように，全部で５６個の単電池Ａ−１〜Ａ−５６が２８個ずつ２列に並べられているものである。そして，各列の単電池は，その扁平面同士が対向されており，図ではそれぞれの幅狭の面が見えている。さらに，２８個の単電池を並べた２つの列が，それぞれの側面を互いに対向して並べて配置されている。
【００２２】
また本形態では，図１に示すように，この組電池１０の外周を一巡する空気路１２が形成されている。組電池１０は，使用によってある程度発熱するので，この空気路１２に空気を流すことによって冷却されるようになっている。組電池１０の使用中には，常時，この空気路１２に図中に実線の矢印Ｗで示すように，空気が流されている。
【００２３】
本形態では説明のために，この空気流の向きに沿って，各単電池に，図１に示すようにそれぞれ番号を与えている。すなわち，図中右上隅の単電池をＡ−１とし，そこから図中下方に順にＡ−２，Ａ−３，…，Ａ−２８とした。さらに，Ａ−２８の図中左隣をＡ−２９とし，そこから図中上方に順にＡ−３０，Ａ−３１，…，Ａ−５６とした。さらに，図中右側の単電池Ａ−１〜Ａ−２８を含む列を列１，図中左側の単電池Ａ−２９〜Ａ−５６を含む列を列２とした。また，各列中で図中上側（単電池Ａ−１，Ａ−５６の配置されている側）を一端側，図中下側（単電池Ａ−２８，Ａ−２９の配置されている側）を他端側とした。
【００２４】
なお，本形態の組電池１０に含まれる各単電池は，いずれも扁平形状の密閉型リチウムイオン２次電池である。さらに，本形態では，すべての単電池が互いに直列に接続されて使用されている。しかし，ここで与えた電池番号は便宜的なものであり，電気的な接続の順序を示すものではない。
【００２５】
本形態の組電池１０の空気路１２には，図１中右上隅の単電池Ａ−１の図中右上隅の箇所に入口１３が設けられている。また，図中左上隅の単電池Ａ−５６の図中左上隅の箇所に出口１４が設けられている。すなわち，列１の一端側の単電池Ａ−１の列２の反対側に入口１３が，列２の一端側の単電池Ａ−５６の列１の反対側に出口１４が設けられている。このようになっているものを，電池パックという。
【００２６】
そして，空気は，入口１３から空気路１２に入り，列１の図中右側（列２の反対側）を列１に沿って他端へ向けて（図中下方へ）流れる。空気路１２は，組電池１０の下端部で，その外周に沿って折り返されている。従って，空気は，他端に配置された単電池Ａ−２８と単電池Ａ−２９の図中下側に沿って，図中右から左へと流れる。さらに，列２の図中左側（列１の反対側）を列２に沿って一端へ向けて（図中上方へ）流れ，出口１４から排出されるようになっている。
【００２７】
なお，各単電池の扁平面同士の間には，例えば櫛歯状の保持部材を挟み込む等の手段により，多少の隙間が設けられている。そして，空気路１２中の空気の一部は，その隙間を通って列１側から列２側へ流れるようになっている。すなわち，図１中に点線の矢印Ｙで示すように，各単電池の間を通って図中右から左へ向かう空気の流れもできるようになっている。
【００２８】
本発明者は，このような，図１中に矢印Ｗ，Ｙで示した空気流が流れる組電池１０において，使用中の各単電池に発生する温度分布を測定した。すなわち，この組電池１０を搭載したモニタ用の自動車において，それぞれの単電池Ａ−１〜Ａ−５６にサーミスタを設置し，走行中における各単電池の温度の測定を行った。その結果を図２に示す。すなわち，空気路１２の流入口に近い単電池（電池番号の小さいもの）が，比較的低温であった。また，空気路１２の出口１４に近い電池番号の最後の方より，中程のものが高温となっていた。
【００２９】
また，本発明者は，この組電池１０に組み込まれている単電池のハイレート劣化について調査した。ハイレート劣化とは，ハイレート条件において電池を使用することによって進行する劣化のことである。例えば，図３の例に示すように，急激な放電または急激な充電が行われる使用条件がハイレート条件である。特に急激な放電は，組電池１０に含まれる各単電池にとって負荷が大きい。そのため，ハイレート条件での使用が繰り返されると，劣化が大きく進行することが分かっている。なお，ハイレート条件は，車両の運転状況等により不可避的に発生するものであり，その発生自体を防止することはできない。
【００３０】
そこで，本発明者は，このようなハイレート条件での使用における単電池の劣化の進行の程度を，その使用温度や，電解液量，ＳＯＣとの関係として調査した。すなわち，以下の３種の試験を行った。
（１）使用温度の差によるハイレート劣化の進行程度の違い
（２）電池に収納する電解液量とハイレート劣化の進行程度との関係
（３）電池を制御する目標ＳＯＣとハイレート劣化の進行程度との関係
【００３１】
なお，ＳＯＣ値は，電池の充電状態を示すパラメータである。可逆的に充放電可能な電池電圧の範囲内において，その上限となる電池電圧が得られる充電状態をＳＯＣが１００％，下限となる電池電圧が得られる充電状態をＳＯＣが０％であるという。従って，その数値が大きいことは，その電池はより充電された状態にあり，例えばフル充電に近いことを示している。また，この数値が小さいことは，その電池はあまり充電されておらず，充電状態が例えば完全放電に近いことを示している。
【００３２】
この実験では，評価条件として，まず，電池のＳＯＣの目標値を６０％に設定し，次の測定サイクルを用いた。電池に対して１５０Ａ１０ｓ放電と４０Ａ１２０ｓＣＣＣＶ（Constant  Current  Constant  Voltage）充電との組を１サイクルとし，所定サイクル数だけ繰り返した。すなわち，１５０Ａで１０秒間放電し，次に，４０Ａの定電流で１２０秒間充電した。これにより，充電後には電池のＳＯＣは約６０％となる。なお，この充放電条件はハイレート条件に相当する。
【００３３】
（１）使用温度とハイレート劣化
単電池を，２５℃，４０℃，６０℃の３種類の環境にそれぞれおき，上記測定サイクルのサイクル数２０００回，５０００回，９０００回において，単電池の抵抗増加率を測定した。実験（１）の結果は，図４に示す通りであった。低温環境のものほど，少ないサイクル数で抵抗が大きく増加した。この抵抗の増加は単電池の劣化によるものである。すなわち，これらの温度範囲では，高温環境で使用するほど劣化の進行は遅いことが分かった。そして，低温環境では，劣化の進行が速かった。
【００３４】
（２）電解液量とハイレート劣化
単電池内に収容する電解液量を，標準より＋６ｇまたは＋９ｇ多くした単電池，および標準量のものと３種類作成した。なお，一般的に車載される組電池では＋６ｇが標準量の約＋１０〜１３％程度であり，＋９ｇが標準量の約＋１５〜２０％程度である。本形態で使用している単電池では，＋６ｇとは標準量の約＋１０％，＋９ｇとは標準量の約＋１５％に相当する。これらの単電池に上記測定サイクルを行い，サイクル数４００回，１０００回での１５０Ａ１０ｓ抵抗をそれぞれ測定した。すなわち，上記の各サイクル数において，１５０Ａで１０秒間放電した直後の抵抗を測定した。
【００３５】
実験（２）の結果は，図５に示す通りであった。すなわち，電解液量を多くしたものほど，４００回から１０００回の間に，抵抗値が大きく上昇した。これは，その間に劣化が大きく進行したことを示している。このことから，電解液量が多いものほどハイレート劣化の進行が速いことが分かった。
【００３６】
（３）ＳＯＣとハイレート劣化
同種の単電池を異なる目標ＳＯＣで制御し，ＳＯＣの目標値が６０％のものと４０％のものとを比較した。すなわち，先に示した測定条件のものの他に，測定条件のうちＳＯＣの目標値を４０％に変更したものについても測定した。ＳＯＣを４０％とするために，充放電サイクルは先の測定条件と基本的に同じであるが，充電時間を先の条件より短くした。そして，これらの単電池に対して適宜１５０Ａ１０ｓ抵抗を測定しつつ，上記と同様の測定サイクルを１０００サイクルまで実施した。
【００３７】
実験（３）の結果は，図６に示す通りであった。すなわち，ＳＯＣ６０％のものでは，サイクル数に対する抵抗の上昇がさほど大きくないのに対し，ＳＯＣが４０％のものでは，サイクル数に応じて抵抗がかなり上昇した。これにより，ＳＯＣ４０％では，６０％のものに比較して，劣化の進行はかなり速いことがわかった。
【００３８】
以上の３種類の実験により，本形態では，以下の３つの条件によりハイレート劣化の進行が特に速くなることが分かった。（１）温度環境が低温，（２）電解液量が多い，（３）ＳＯＣが低いの３つである。これらの逆の条件において，ハイレート劣化の進行は遅くなる。
【００３９】
そこで，上記の各実験結果をふまえて，本形態では，組電池１０に含まれる各単電池Ａ−１〜Ａ−５６のハイレート劣化の進行状態がほぼ同程度となるようにしている。本形態の組電池１０では，前述したように，単電池の配置により使用時の温度環境がやや異なる。そのため，温度環境以外の条件をすべて等しくしておくと，単電池の配置によりハイレート劣化の進行に差が生じてしまうからである。一部の単電池のみに大きく劣化が進むことは，組電池１０の内部に大きい電圧バラツキを招くこととなるので好ましくない。そこで，他の（２）または（３）の条件を組み合わせることにより，温度によるハイレート劣化のバラツキをキャンセルするようにしている。これにより，各単電池のハイレート劣化の進行状態を合わせたものとしている。
【００４０】
温度条件によるハイレート劣化が進行しやすいのは，使用時に低温環境となりがちな単電池であり，空気の流入口近くに配置されるものである。例えば，図２に範囲Ｐで示した単電池である。この範囲Ｐは，図７に斜線で示すように，列１を２分して，一端側の区間に属する単電池である。本形態の組電池１０では，単電池Ａ−１〜Ａ−１２である。そこで，この範囲Ｐに属する単電池Ａ−１〜Ａ−１２と，それ以外（単電池Ａ−１３〜Ａ−５６）とを区分し，このいずれに属するかによって温度以外の条件を異なるものとしている。
【００４１】
すなわち，本形態では，（２）または（３）の条件を用いて，この範囲Ｐの単電池のハイレート劣化の程度をそれ以外のものと同程度となるようにしている。すなわち，範囲Ｐの単電池を他のものに比較して電解液量を少なくする（第１の形態）。あるいは，範囲Ｐの単電池を他のものに比較してＳＯＣを高くする（第２の形態）。
【００４２】
（第１の形態）
第１の形態の組電池１０は，図２の範囲Ｐに相当する単電池の電解液量を，他のものに比較して少なくしたものである。すなわち，収容されている電解液量の異なる２種類の単電池を用意して，少ないものをこの範囲Ｐに，多いものを他の領域に配置する。範囲Ｐに配置される単電池は，低温環境であるため，他のものよりハイレート劣化の進行が速い。一方，電解液量の少ないものは多いものよりハイレート劣化の進行が遅い。従って，範囲Ｐに電解液量の少ない単電池を配置することにより，組電池１０の全体でのハイレート劣化の進行の程度を合わせることができる。
【００４３】
ただし，標準液量はその単電池にとって最適な液量であり，通常，これより少ない液量とすることは困難である。そのため，範囲Ｐ以外の単電池の液量を，標準液量よりやや多くする。このようにしても，組電池全体の劣化という観点からはより望ましいものとなる。なお，電解液量をさらに多段階として，温度分布に応じて，少ないものほど低温環境の位置に配置されるようにしてもよい。なおここで，用意するとは，その条件を満たす単電池を社内で製造することによってもよい。あるいは，外注により製造させて入手してもよいし，該当する条件のものが仮に市場に存在した場合には，それを購入することによってもよい。
【００４４】
（第２の形態）
第２の形態の組電池モジュール２０は，図８に示すように，組電池１０とこれを制御する制御部２１，２２とを有するものである。これらの制御部２１，２２はいずれも，いわゆる均等化制御を行うものである。均等化制御とは，組電池に組み込まれている各単電池の充電状態を均等化する制御である。この制御は，例えば特開２００１−２１８３７６号公報に記載されているように，電圧が他の電池に比較して高くなりすぎた単電池を放電させることにより行うことができる。本形態の制御部２１，２２は，それぞれ異なるＳＯＣを目標として均等化制御を行うものである。
【００４５】
本形態の組電池１０では，制御部２１は，低温環境となる範囲Ｐに含まれる単電池Ａ−１〜Ａ−１２を制御する。制御部２２は，範囲Ｐ以外の単電池Ａ−１３〜Ａ−５６を制御する。そして，制御部２１は，制御部２２に比較して，ＳＯＣが高くなるように制御するのである。これにより，低温環境となりがちな単電池を，他のものに比較してＳＯＣが高くなるように制御することができる。
【００４６】
このようにすることにより，範囲Ｐに配置される単電池Ａ−１〜Ａ−１２は，他のものに比較して，低温環境のためにハイレート劣化の進行が速いとともに，ＳＯＣが高いためにハイレート劣化の進行が遅い。従って，組電池１０の全体でのハイレート劣化の進行の程度を合わせることができる。なお，均等化制御を行わないことでＳＯＣの高い状態を保持できるのであれば，制御部２１はなくてもよい。
【００４７】
なお，上記の第１の形態および第２の形態において，この低温環境となる単電池とそれ以外の単電池との区分の仕方は，図７に示した範囲Ｐによるものに限らない。図２に示したように，区分のための境界温度の設定により，様々なパターンが可能である。例えば，図２に示した高温となる範囲Ｑを設定し，それ以外のものを低温環境の範囲としてもよい。この場合には，図９に斜線で示すように，列２を２分して，他端側の区間に属する単電池が，範囲Ｑに含まれるものである。この例では，範囲Ｑに含まれる単電池Ａ−２９〜Ａ−４３を使用時に高温となる領域とし，その他の単電池Ａ−１〜Ａ−２８，Ａ−４４〜Ａ−５６を使用時に低温となる領域とする。
【００４８】
あるいは，低温領域と高温領域とがともに列１と列２とにまたがった範囲となるように区分してもよい。そのようにすると，例えば，低温領域に属する単電池の個数と高温領域に属する単電池の個数とがほぼ同数となるように区分することもできる。例えば，図２に低温範囲Ｒ１と高温範囲Ｒ２とで示したような区分である。この場合には，図１０に示すように，列１と列２をそれぞれ２分する。ただし，列１を２分する箇所は他端側寄りであり，列２を２分する箇所は，列１を２分する箇所に比較して一端側寄りである。そして，図１０に斜線で示す範囲，すなわち，列１と列２とのそれぞれにおいて，２分箇所より一端側の区間を合わせた範囲に属する単電池Ａ−１〜Ａ−２６，Ａ−５５〜Ａ−５６を低温範囲Ｒ１に含まれるものとする。そして，残りの単電池Ａ−２７〜Ａ−５４を高温範囲Ｒ２とする。
【００４９】
さらに，低温となる領域と高温となる領域とに２分するものに限らず，より多段階に分けてもよい。またあるいは，外気温等によって，この区分の仕方を可変のものとしてもよい。
【００５０】
この組電池１０または電池パックは，例えば，図１１に示すように，車両２００に搭載して使用される。この車両２００は，エンジン２４０，フロントモータ２２０及びリアモータ２３０を併用して駆動するハイブリッド自動車である。この車両２００は，車体２９０，エンジン２４０，これに取り付けられたフロントモータ２２０，リアモータ２３０，ケーブル２５０，インバータ２６０及び複数の２次電池（単電池）を自身の内部に有する組電池１０または電池パックを有している。
【００５１】
なお，車両としては，その動力源の全部あるいは一部に電池による電気エネルギを使用している車両であれば良く，例えば，電気自動車，ハイブリッド自動車，プラグインハイブリッド自動車，ハイブリッド鉄道車両，フォークリフト，電気車椅子，電動アシスト自転車，電動スクータ等が挙げられる。
【００５２】
組電池１０または電池パックは，あるいは，図１２に示すように，電池搭載機器に使用することもできる。この図に示すのは，本形態の組電池１０を搭載したハンマードリル３００である。このハンマードリル３００は，組電池１０または電池パック，本体３２０を有する電池搭載機器である。なお，組電池１０または電池パックは，ハンマードリル３００の本体３２０のうち底部３２１に着脱可能に収容されている。
【００５３】
なお，電池搭載機器としては，電池を搭載しこれをエネルギー源の少なくとも１つとして利用する機器であれば良く，例えば，パーソナルコンピュータ，携帯電話，電池駆動の電動工具，無停電電源装置など，電池で駆動される各種の家電製品，オフィス機器，産業機器が挙げられる。車両２００または電池搭載機器に搭載される組電池１０または電池パックは，第１の形態のものでも第２の形態のものでも構わない。
【００５４】
以上詳細に説明したように本形態の組電池１０によれば，使用環境によって単電池ごとにその温度が異なっているものであっても，そのハイレート劣化の進行程度を調整できる。すなわち，使用環境が低温であるものではハイレート劣化が進みやすいので，電解液量を少なく，またはＳＯＣを大きくすることにより，他の電池と劣化の程度を合わせることができる。従って，組電池１０に含まれている各単電池のハイレート劣化のバラツキを抑制することのできるものとなっている。
【００５５】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態では，冷却媒体として空気を使用する例を示しているが，冷却媒体としては空気に限らない。例えば，水による水冷や油による油冷によっても冷却することはできる。また，本形態では，すべての単電池を直列に接続したものとしたが，電気的な接続の形態はこれに限らない。例えば，複数個の単電池を直列に接続したものを複数個並列に接続したものであってもよい。単電池によって使用温度が多少異なる組電池であれば，どのようなものでも適用可能である。また，組電池に組み込まれる単電池は，リチウムイオン２次電池に限らない。
【符号の説明】
【００５６】
１０  組電池
１２  空気路
１３  入口
１４  出口
２１，２２  制御部
２００  車両
３００  ハンマードリル
Ａ−１〜Ａ−５６  単電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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