(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平捲回型または積層型の電極体、及び、上記電極体の厚み方向に直交する一対の平板状のケース主面を含み、上記電極体を収容する直方体形状の電池ケースを有する１または複数の二次電池と、
１つの上記二次電池について、または各自の上記ケース主面が互いに平行になる形態に列置された複数の上記二次電池の各々について、上記電池ケースの一対の上記ケース主面を介して、上記電極体のうち上記厚み方向に正極板と負極板とがセパレータを介して重なって電池作用を果たす厚み方向電池部を、その厚み方向に圧縮する構成とされた圧縮構造体と、
上記１つの二次電池における、または上記複数の二次電池のうちのいずれかの二次電池における、上記電池ケースの上記ケース主面に接して配置され、上記圧縮構造体により、当該ケース主面を通じて、上記電極体の上記厚み方向電池部内の各部位に掛かる局所面圧の大きさをそれぞれ検知する、板状の面圧センサと、
上記面圧センサにより検知した、上記電極体の上記厚み方向電池部内の各部位に掛かる上記局所面圧を取得する取得手段と、
上記各部位の上記局所面圧について、分布状況を評価する分布評価手段と、を備える
電池システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電池システムであって、
前記分布評価手段は、
前記局所面圧のバラツキの大小を判断する判断手段であり、
上記判断手段において、上記局所面圧のバラツキが大きいと判断された場合に、上記局所面圧のバラツキを緩和するパターンでの前記二次電池に対する充放電を行わせる緩和充放電手段を有する
電池システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電池システムであって、
前記判断手段は、
取得された前記局所面圧の最大値から最小値を差し引いた変動幅が、しきい値を越えた場合に、上記局所面圧のバラツキが大きいと判断する
変動幅判断手段である
電池システム。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電池システムであって、
前記緩和充放電手段は、
前記二次電池を、
ＳＯＣ＝２０〜５０％の範囲内で予め定めた開始ＳＯＣから、
２Ｃ以下の放電電流で、ＳＯＣ＝０〜−３０％の範囲内の下限放電ＳＯＣまで過放電させ、
その後、２Ｃ以下の充電電流で、上記開始ＳＯＣまで充電する
過放電充電手段である
電池システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電池システムであって、
前記取得手段による前記局所面圧の取得に先立って、前記二次電池のＳＯＣを、ＳＯＣ＝２０〜５０％の範囲内で予め定めた基準ＳＯＣとする基準化手段を備える
電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池システム、特に、二次電池の電極体に生じた不均等な充電状態を検知、評価しうる電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの二次電池は、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車などの車両や、ノートパソコンなど家庭用電気機器やインパクトドライバなどの工業機器など他方面に使用されている。
このような二次電池（以下、単に電池ともいう。）の状態を示す指標に、ＳＯＣ(State of Charge：充電状態)がある。電池は、通常は、ＳＯＣで０％（全放電）〜１００％（満充電）の状態の範囲内で使用される。そして、電池の充放電制御を行うにあたり、このＳＯＣの値を用いる場合も多い。
そこで、特許文献１では、ＳＯＣを正確に推定すべく、電極の活物質内での平均濃度に応じて電池のＳＯＣを推定する手法が開示されている（段落００３１参照）。
【０００３】
また、電池は、その電極体を押圧（圧縮）しないで使用する場合もあるが、電池特性を安定させるため、扁平捲回型電極体や積層型電極体を有する電池では、圧縮構造体を用いて、これらの電極体をその厚み方向に押圧した状態で、使用する場合が多い。
例えば具体的には、概略直方体形状の電池ケース内に扁平捲回型電極体あるいは積層型電極体を保持し、２つの圧縮板の間に電池を介在させ、圧縮板間の間隔が減少する方向に、圧縮板間に架け渡したボルトで、２つの圧縮板を締め付けることにより、電池ケースの壁部（ケース主面）を通じて、電極体をその厚み方向に押圧する。
また、このような電池を、電極体の厚み方向に複数列置して、電池同士を直接あるいはスペーサを介して当接させた電池群を、それぞれ圧縮した組電池とすることもある。この場合も、２つの圧縮板の間に電池群を介在させ、圧縮板間の間隔が減少する方向に、圧縮板間に架け渡したボルトで、２つの圧縮板を締め付けることにより、各電池それぞれについて、電池ケースの壁部（ケース主面）を通じて、電極体をその厚み方向に押圧する。
【０００４】
このようにして、電池のケース主面を電極体の厚み方向に圧縮すると、電極体のうち厚み方向に正極板と負極板とがセパレータを介して重なって電池作用を果たす厚み方向電池部が、その厚み方向に圧縮される。即ち、電極体のうち厚み方向電池部には、面圧が掛かる。
【０００５】
ところで、このように圧縮された電池においては、電極体の厚み方向電池部に掛かる面圧について、この厚み方向電池部を細分化した各部位が受ける面圧（以下、局所面圧Ｐｐともいう）を考えることができる。
またこれと同じく、電池は、前述の電池全体のＳＯＣ（全体ＳＯＣ：以下、ＳＯＣｈとも表記する。）を考えることができるほか、その電極体の厚み方向電池部を細分化した各部位について、各々の局所電池のＳＯＣ（局所ＳＯＣ：以下、ＳＯＣｐとも表記する。）を考えることもできる。
【０００６】
さらに、電池は、充放電（ＳＯＣの増減）によって電極体が膨張収縮する。このため、前述のように圧縮構造体を用いて圧縮した、電池あるいは組電池をなす各電池では、電極体の厚み方向電池部内の各部位に掛かる局所面圧も、増減する。
また、電池の充放電によって、電池の全体ＳＯＣｈ及び、電極体の厚み方向電池部内の各部位の局所ＳＯＣｐも増減する。
【０００７】
但し、電池の使用初期においては、電極体の厚み方向電池部内の各部位に掛かる局所面圧Ｐｐは、当該厚み方向電池部内において、概略均一である。また、厚み方向電池部の各部位の局所ＳＯＣｐも、当該厚み方向電池部内において、概略均一であり、全体ＳＯＣｈとほぼ同じである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２４３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、電池を使用し続けると、特に、ハイレート放電を繰り返し行わせるなど、偏った充放電を行い続けると、電極体の厚み方向電池部内の各部位における局所ＳＯＣｐが、次第に不均一に分布する場合のあることが判ってきた。この場合には、全体ＳＯＣｈは、概略、各部位の局所ＳＯＣｐの平均となるが、各部位の局所ＳＯＣｐの分布にバラツキ（ムラ）が生じている。
このような状態となった電池に充電すると、局所ＳＯＣｐの高い部位で、早期に局所ＳＯＣｐが１００％あるいはこれを超えた値となるため、電池全体としても端子間電圧が上昇する。このため、他の部位にはまだ充電が可能であるのに、全体ＳＯＣｈも上限（例えば満充電）であると判断されることとなる。逆に、このような状態となった電池を放電させると、局所ＳＯＣｐの低い部位で、早期に局所ＳＯＣｐが０％あるいはこれを下回った値となるため、電池全体としても端子間電圧が低下する、このため、他の部位ではまだ放電が可能であるのに、全体ＳＯＣｈも下限（例えば全放電）であると判断されることとなる。かくして、このような電池では、実際に使用しうる電池容量が減少する不具合が生じる。
【００１０】
一方、このような局所ＳＯＣｐにバラツキのある電池においては、電極体の厚み方向電池部内の各部位の局所面圧Ｐｐについても、バラツキを生じていることが判ってきた。具体的には、各部位の局所ＳＯＣｐにバラツキが生じている電池では、局所面圧Ｐｐは、局所ＳＯＣｐの分布に対して概略反転した分布となることが判ってきた。即ち、局所面圧の高い部位は局所ＳＯＣｐが低い、逆に局所面圧の低い部位では局所ＳＯＣｐが高い、という関係となっていることが判ってきた。
【００１１】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、電極体の厚み方向電池部内の各部位における局所面圧Ｐｐのバラツキを検知しうる電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
その一態様は、扁平捲回型または積層型の電極体、及び、上記電極体の厚み方向に直交する一対の平板状のケース主面を含み、上記電極体を収容する直方体形状の電池ケースを有する１または複数の二次電池と、１つの上記二次電池について、または各自の上記ケース主面が互いに平行になる形態に列置された複数の上記二次電池の各々について、上記電池ケースの一対の上記ケース主面を介して、上記電極体のうち上記厚み方向に正極板と負極板とがセパレータを介して重なって電池作用を果たす厚み方向電池部を、その厚み方向に圧縮する構成とされた圧縮構造体と、上記１つの二次電池における、または上記複数の二次電池のうちのいずれかの二次電池における、上記電池ケースの上記ケース主面に接して配置され、上記圧縮構造体により、当該ケース主面を通じて、上記電極体の上記厚み方向電池部内の各部位に掛かる局所面圧の大きさをそれぞれ検知する、板状の面圧センサと、上記面圧センサにより検知した、上記電極体の上記厚み方向電池部内の各部位に掛かる上記局所面圧を取得する取得手段と、上記各部位の上記局所面圧について、分布状況を評価する分布評価手段と、を備える電池システムである。
【００１３】
この電池システムでは、電極体の厚み方向電池部内の各部位に掛かる局所面圧を取得する取得手段、及び、局所面圧について分布状況を評価する分布評価手段を備えている。
これにより、各部位の局所面圧を取得し、これを用いて、局所面圧の分布状況（例えば、バラツキ発生の有無、バラツキの大小など）を評価することができる。従って、局部面圧の分布状況により、局所ＳＯＣｐの分布状況を把握することができる。
さらには、局所面圧（従って、局所ＳＯＣｐ）の分布状況に応じた対応、例えば、電池使用時の駆動条件（充放電条件）の変更、局所面圧（局所ＳＯＣｐ）の分布のバラツキを緩和するパターンでの電池に対する充放電操作の実行、警告の発信など、適切な対応を行わせることができる。
【００１４】
「厚み方向電池部」とは、扁平捲回型または積層型の電極体のうち、厚み方向に正極板と負極板とがセパレータを介して重なって電池作用を果たす部位をいう。
なお、扁平捲回型電極体では、帯状の正極板及び負極板をセパレータを介して捲回する一方、厚み方向に扁平に押し潰されている。従って、この扁平捲回型電極体において電池作用を果たす部位には、正極板と負極板とがセパレータを介して、厚み方向に重なる部位（厚み方向電池部）のほか、この部位の両側に位置して、半円筒状（Ｒ状）に正極板、負極板及びセパレータが湾曲して重なる部位が含まれる。
一方、積層型電極体では、一般的には、電池作用を果たす部位は、正極板と負極板とがセパレータを介して、厚み方向に重なる厚み方向電池部に一致する。
【００１５】
圧縮構造体としては、例えば、２つの板状部材で、１または列置された複数の二次電池を挟み、板状部材間を架け渡したボルト、ボルトとナット、あるいは金属結束バンドなどで板状部材間を押し縮めるように締め付けて、各二次電池について、厚み方向電池部をその厚み方向に圧縮する構成としたものが挙げられる。なお、複数の二次電池を挟む場合において、二次電池同士の間に、スペーサを介在させてもよい。
また、面圧センサは、電池ケースの一方のケース主面を介して、厚み方向電池部表面の各部位に掛かる局所面圧の大きさを、それぞれ独立して測定可能に面圧センサを多重化したものである。この面圧センサを用いて局所面圧を測定する、厚み方向電池部の計測位置としては、厚み方向電池部の表面内の多数の部位について局所面圧を計測すると良い。例えば、厚み方向電池部の表面全体に亘り、縦横格子状に配置された各計測位置について、各々局所面圧を計測すると良い。また、捲回型電極体の軸線に沿う直線上に並ぶ複数の計測位置について、各々局所面圧を計測しても良い。
【００１６】
さらに、上述のいずれかに記載の電池システムであって、前記分布評価手段は、前記局所面圧の分布のバラツキの大小を判断する判断手段であり、上記判断手段において、上記局所面圧の分布のバラツキが大きいと判断された場合に、上記局所面圧の分布のバラツキを緩和するパターンでの前記二次電池に対する充放電を行わせる緩和充放電手段を有する電池システムとすると良い。
【００１７】
前述したように、厚み方向電池部内の各部位における局所面圧の分布について、そのバラツキが大きい（ムラが大きい。即ち、局所面圧の大きさが均一でなく、場所により大きく変動している。）場合には、局所ＳＯＣｐの分布もバラツキが大きいと推定される。この場合には、電池の実質的な容量が低下するなど、好ましくない。
【００１８】
これに対し、上述の電池システムでは、判断手段で局所面圧の分布のバラツキが大きいと判断された場合に、緩和充放電手段により、局所面圧の分布のバラツキを緩和するパターンでの充放電を行わせる。
このため、電池の局所面圧の分布のバラツキが緩和され、これと共に、電池の局所ＳＯＣｐの分布のバラツキも緩和され、電池の容量も回復させることができる。
【００１９】
さらに上述の電池システムであって、前記判断手段は、取得された前記局所面圧の最大値から最小値を差し引いた変動幅が、しきい値を越えた場合に、上記局所面圧の分布のバラツキが大きいと判断する変動幅判断手段である電池システムとすると良い。
【００２０】
この電池システムでは、変動幅判断手段で、局所面圧の変動幅がしきい値を越えた場合に、局所面圧の分布のバラツキが大きいと判断する。このようにすると、変動幅を得るための処理が容易である上、局所面圧の分布のバラツキの大小を容易かつ確実に判断できる。
【００２１】
さらに、上記２項に記載の電池システムであって、前記緩和充放電手段は、前記二次電池を、ＳＯＣ＝２０〜５０％の範囲内で予め定めた開始ＳＯＣから、２Ｃ以下の放電電流で、ＳＯＣ＝０〜−３０％の範囲内の下限放電ＳＯＣまで過放電させ、その後、２Ｃ以下の充電電流で、上記開始ＳＯＣまで充電する過放電充電手段である電池システムとすると良い。
【００２２】
この電池システムでは、緩和充電手段である過放電充電手段により、比較的小電流で過放電の状態まで放電させ、さらに、比較的小電流で開始ＳＯＣまで充電を行う。このため、電極体に生じた局所面圧の分布のバラツキを確実に緩和させ均一化させて、局所ＳＯＣｐの分布のバラツキをも緩和させ、電池容量を回復させることができる。
【００２３】
さらに上述のいずれか１項に記載の電池システムであって、前記取得手段による前記局所面圧の取得に先立って、前記二次電池のＳＯＣを、ＳＯＣ＝２０〜５０％の範囲内で予め定めた基準ＳＯＣとする基準化手段を備える電池システムとすると良い。
【００２４】
この電池システムでは、基準化手段により、局所面圧の取得に先立って、電池のＳＯＣを基準ＳＯＣとするので、同じ電池状態での局所面圧を取得でき、局所面圧の分布状況の評価を容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態にかかる電池システムを搭載された車両の概略構造を示す説明図である。
【図２】実施形態にかかり、組電池、制御装置等の接続関係を示す説明図である。
【図３】実施形態に係り、電池システムで用いる組電池を示す説明図である。
【図４】実施形態に係り、組電池を構成するリチウムイオン二次電池の透視図である。
【図５】ハイレート放電サイクル試験後の電池における、軸線方向の局所面圧分布を示すグラフである。
【図６】ハイレート放電サイクル試験後の電池における、軸線方向の局所ＳＯＣｐ分布を示すグラフである。
【図７】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）における制御のうち、面圧分布評価及び緩和充放電の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態にかかり、制御装置（ＥＣＵ）における制御のうち、緩和充放電サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】電池に対し、緩和充放電を行う前及び行った後の局所面圧の分布例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の電池システムをプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）に適用した実施の形態について、図面を参照して説明する。先ず、図１、図２を参照して、本実施形態に係る電池システム３００を搭載したプラグインハイブリッド自動車(以下、単に車両という)１００について説明する。車両１００は、エンジン１１０、発電機１２０、ＰＣＵ(Power Control Unit)１３０、組電池１０、モータ１４０、及び、これらと通信可能に接続されたＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５０を備える。このうちＰＣＵ１３０は、ＥＣＵ１５０の指示により、発電機１２０及びモータ１４０と、組電池１０との間の充放電を制御するものであり、インバータ１３１及びコンバータ１３２を含む。また、ＰＣＵ１３０は、外部電源（商用電源）から供給された電力を組電池１０に充電する充電装置１３３も含んでいる。なお、組電池１０は、後述するように、多数の電池１を直列に接続してなる。
【００２７】
この車両１００においては、エンジン１１０が発生する動力は、遊星歯車ギアから構成された動力分配機構１８０により、２つの経路に分割される。一方は減速機１９０を経由して車輪２００を駆動する経路である。もう一方は、発電機１２０を駆動して発電する経路である。この発電機１２０は、動力分配機構１８０により分配されたエンジン１１０の動力により発電するが、発電機１２０で発電された電力は、車両１００の運転状態や、組電池１０のＳＯＣの値に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時では、発電機１２０により発電された電力は、そのままモータ１４０を駆動する電力とされる。一方、組電池１０のＳＯＣが予め定めた値よりも低い場合、発電機１２０で発電された電力は、ＰＣＵ１３０のインバータ１３１により交流電力から直流電力に変換され、コンバータ１３２によって電圧が調整された後、組電池１０に充電される。
【００２８】
モータ１４０は、三相交流モータであり、組電池１０に蓄えられた電力および発電機１２０で発電された電力のうち少なくともいずれか一方の電力により駆動される。このモータ１４０の駆動力は、減速機１９０を経由して車輪２００に伝えられる。これにより、モータ１４０は、エンジン１１０をアシストして車両１００を走行させたり、モータ１４０の駆動力のみで車両１００を走行させる。
【００２９】
一方、車両１００の回生制動時には、減速機１９０を介して車輪２００でモータ１４０が駆動され、このモータ１４０が発電機として作動させられる。これによりモータ１４０は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータ１４０で発電された電力は、ＰＣＵ１３０のインバータ１３１及びコンバータ１３２を経由して組電池１０に充電される。
【００３０】
ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１及びメモリ１５２を含む。ＣＰＵ１５１は、車両１００の運転状態や、ドライブスイッチ２２０から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号、アクセル開度センサ２１０により検出されたアクセル開度、アクセル開度の変化率、シフトポジション、組電池１０（これをなす電池１）のＳＯＣ、メモリ１５２に保存されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ１５０は、車両１００が所望の運転状態となるように、車両１００に搭載された各種の機器類を制御する。ＥＣＵ１５０は、車両１００の運転時はもちろん、運転終了時（ドライブスイッチＯＦＦ期間）にも、組電池１０の状態、その他、各種機器の状態を監視している。このＥＣＵ１５０、組電池１０（電池１）、多重面圧センサ３０、及びセンサコネクタ３１は、電池システム３００をなす。
【００３１】
図２に示すように、車両１００には、さらに、組電池１０の充放電電圧値Ｖｂを逐次測定する電圧計１６０、及び、組電池１０の充放電電流値Ｉｂを逐次測定する電流計１７０を有する。ＥＣＵ１５０は、電圧計１６０で測定した電圧値Ｖｂと電流計１７０で測定した充放電電流値Ｉｂとを取得(検知)し、充放電電流値を積算して、組電池１０（これをなす電池１）のＳＯＣを算出する。
【００３２】
組電池１０は、図３に示すように、自身の厚み方向（図３中、左右方向）に積層された直方体形状の電池１，１，…と、電池１に積層された概略板状の多重面圧センサ３０と、これらの積層方向（図中左右方向）に、これらを挟持して各電池１を圧縮する圧縮構造体２０と、を備える。互いに隣り合う電池１，１同士は、バスバ１１を介して電気的に接続されて、各電池１は電気的に直列に接続されている。
【００３３】
まず電池１について説明する。図４に示すように、電池１は、電極体２、この電極体２等を収容する直方体形状の電池ケース３、一方端が電極体２に溶接されている一方、他端が電池ケース３の外部に延出してなる正極端子部材４及び負極端子部材５を有している。
このうち、電極体２は、帯状の正極板６と帯状の負極板７とを、同じく帯状のセパレータ８を介して，軸線２Ｘの周りに捲回し、その後、圧縮して扁平形状に形成した扁平捲回型の電極体である。正極板６には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵／放出可能な正極活物質（例えば、リチウム含有酸化物）からなる正極活物質層（図示しない）が形成されている。また、負極板７には、リチウムイオンを可逆的に吸蔵／放出可能な負極活物質（例えば、黒鉛）からなる負極活物質層（図示しない）が形成されている。
【００３４】
この電極体２は、電池ケース３に収容されている。この電池ケース３は、アルミニウムからなる直方体状であり、上端が開口した直方体形状のケース本体３Ｈと、レーザ溶接により、上記開口を気密に閉塞する蓋体３Ｆとからなる。蓋体３Ｆには、正極端子部材４及び負極端子部材５が貫通している。なお、蓋体３Ｆと、正極端子部材４及び負極端子部材５との間には、シール絶縁体９が介在して、気密にされている。また、電池ケース３内には、ＬｉＰＦ6などのリチウム化合物を含む非水系の電解液が保持されている。
この電池ケース３のうち、電極体２の厚み方向ＤＴに直交する、一対の平板状のケース主面３Ａ，３Ｂには、電極体２のうち、厚み方向ＤＴに正極板６と負極板７とがセパレータ８を介して重なって電池作用を果たす厚み方向電池部２Ｂが、内側から接している。
【００３５】
次に、圧縮構造体２０について説明する（図３参照）。この圧縮構造体２０は、一対の、概ね矩形平板形状の圧縮板２１，２１と、これらを結ぶ複数の拘束ボルト２２，２２と、ナット２４，２４とからなる。圧縮板２１，２１は、各々の電池１のケース主面３Ａ，３Ｂが互いに平行になる形態に列置された複数の電池１，１の両側にそれぞれ配置され、各電池１，１を間に挟んでいる。圧縮ボルト２２，２２とナット２４，２４を用いて、圧縮板２１，２１同士の間隔が狭くなるように圧縮板２１，２１を締め付けて、電池１，１をもその厚み方向（図２中、左右方向）に圧縮している。これにより、各電池１，１内の電極体２０，２０のうち、厚み方向電池部３Ｂもその厚み方向ＤＴ（図３中、左右方向）にそれぞれ圧縮されている。
【００３６】
次いで、多重面圧センサ３０について説明する（図３参照）。この多重面圧センサ３０は、電池１（具体的には、図３中、左端に位置する電池１）と、圧縮板２１（具体的には、図３中、右側の圧縮板２１）との間に配置されている。この多重面圧センサ３０（ニッタ株式会社製センサシートModel 5101）は、概ね矩形板状の検知部から帯状のリードが延出した形状とされている。この多重面圧センサは、４４×４４ｍｍの計測範囲内に、１．０ｍｍ間隔で格子状に多数（４４×４４=１９３６ヶ）の面圧センサを設けてなり、電池１のケース主面３Ａを介して、電極体２の厚み方向電池部２Ｂの各部位に掛かる面圧（局所面圧Ｐｐ）を検知する。
なお、図１に示すように、多重面圧センサ３０は、センサコネクタ(Versa Tek Handles）３１を介して、多数の計測位置についての局所面圧Ｐｐの計測結果が、ＥＣＵ１５０に入力される。かくして、ＥＣＵ１５０において、多数の局所面圧Ｐｐの測定結果が利用できる。
【００３７】
次いで、単一の電池１に多重面圧センサ３０を重ね、前述の圧縮構造体２０で圧縮したもの（図３に示す組電池１０を構成する電池の数を１ヶとしたもの）について、ハイレートサイクル放電試験を行って、電池１を劣化させた。なお、このハイレートサイクル放電試験の試験条件は、２５℃の環境下で、組電池１０（あるいは電池１）に、３０Ｃ１０秒放電、５Ｃ６０秒充電を１サイクルとして、１００００サイクル行う。
【００３８】
この劣化状態の電池１について、全体ＳＯＣｈをＳＯＣｈ＝３０％とした状態で、電極体２の厚み方向電池部２Ｂの各部位に掛かる局所面圧Ｐｐの分布を調査した結果を、図５に示す。なお、図５においては、取得した多数の局所面圧Ｐｐの中でも、電極体２の厚み方向電池部２Ｂの、軸線２Ｘが通る軸線上部位（図示しない）のうち、軸線２Ｘに沿う軸線方向ＤＸ（図４参照）についての軸線方向位置Ｘ毎（範囲Ｘ１〜Ｘ２）の、局所面圧Ｐｐを示す。なお、軸線方向位置Ｘのうち、位置Ｘ１及びＸ２は、厚み方向電池部２Ｂの、軸線方向ＤＸの端部に相当する。また、位置Ｘ３は、厚み方向電池部２Ｂの、軸線方向ＤＸの中央部に相当する。
【００３９】
この図５のグラフから、ハイレートサイクル放電試験により劣化させた電池１では、電極体２の厚み方向電池部２Ｂの各部位に掛かる局所面圧Ｐｐが、軸線方ＤＸの両端部（位置Ｘ１，Ｘ２）付近及び中央部（位置Ｘ３）付近で高く、これらの間で低い、概略Ｗ字状の分布となることが判る。なお、劣化させる前の初期状態での電池１では、局所面圧Ｐｐは、軸線方向ＤＸにほぼ均一であった。従って、ハイレートサイクル放電試験により劣化させたことにより、電池１についての局所面圧Ｐｐが上述のように変化したことになる。
【００４０】
次いで、このＳＯＣｈ＝３０％とした電池１について、これを分解して、局所ＳＯＣｐを計測した。その結果を、図６に示す。なお、この図６でも、局所ＳＯＣｐの中でも、軸線方向位置Ｘ毎（範囲Ｘ１〜Ｘ２）の局所ＳＯＣｐを示す。
【００４１】
この図６のグラフから、ハイレートサイクル放電試験により劣化させた電池１では、電極体２の厚み方向電池部２Ｂの各部位における局所ＳＯＣｐは、軸線方ＤＸの両端部（位置Ｘ１，Ｘ２）付近及び中央部（位置Ｘ３）付近で低く、これらの間で高い、概略Ｍ字状の分布となることが判る。即ち、局所面圧Ｐｐとは、上下逆転した分布となることが判る。なお、劣化させる前の初期状態での電池１では、局所ＳＯＣｐも、軸線方向ＤＸにほぼ均一であることが判っている。従って、ハイレートサイクル放電試験により劣化させたことにより、電池１についての局所ＳＯＣｐが上述のように変化したことになる。
【００４２】
そしてこのことから、ハイレートサイクル放電試験により劣化させた電池１においては、局所面圧Ｐｐの分布と局所ＳＯＣｐの分布とには、逆の相関があることが判る。従って、電池１について、ひいてはこれを用いた組電池１０（図３参照）について、局所面圧Ｐｐの分布にバラツキ（たとえば、Ｗ字状の分布）が生じている場合には、その電池１において、局所ＳＯＣｐの分布についても、バラツキ（例えば、Ｍ字状の分布）が生じていることが推測できる。
なお、このように局所ＳＯＣｐの分布に大きなバラツキが生じている場合、前述したように、このような電池では、実際に使用しうる電池容量（ＳＯＣｈ＝０％〜１００％まで変化させた場合に、実際に充電あるいは放電される電気量）が減少する不具合が生じる。
【００４３】
一方、このように局所面圧Ｐｐ（局所ＳＯＣｐ）の分布に大きなバラツキが生じている電池１について、この局所面圧Ｐｐ（局所ＳＯＣｐ）の分布を、均一となる方向に回復（緩和）させる手法が判ってきた。
具体的には、電池１の全体ＳＯＣｈを、まず、比較的に低い値（２０〜５０％、例えば３０％）の値とし、その後、２Ｃ以下の放電電流でゆっくり放電させて、全体ＳＯＣｈを、０％〜−３０％、例えば、−２０％の過放電状態まで放電させる。その後、２Ｃ以下の充電電流でゆっくり充電し、全体ＳＯＣｈを、２０〜５０％の状態まで戻す。なお、以下では、このような充放電を、緩和充放電という場合がある。
このようにすることで、局所面圧Ｐｐの分布に（例えばＷ字状に）バラツキが生じていた、従って、局所面圧Ｐｐの分布に（例えばＭ字状）バラツキが生じていた電池１について、そのバラツキの大きさを減少させることができる。
【００４４】
例えば、図９に、ハイレートサイクル放電試験により劣化させた別の電池１について、全体ＳＯＣｈをＳＯＣｈ＝３０％とした状態における、軸線上部位のうち軸線方向位置Ｘ毎（範囲Ｘ１〜Ｘ２）の局所面圧Ｐｐの分布を、細線で結んだグラフで示す。
一方、この電池１について、その後に、緩和充放電を施した。具体的には、ＳＯＣｈ＝３０％とし、その後、放電電流Ｉｄ＝１Ｃで放電させて、全体ＳＯＣｈを、ＳＯＣｈ＝−２０％の過放電状態まで放電させる。その後、充電電流Ｉｃ＝１Ｃの充電電流で充電し、全体ＳＯＣｈを、ＳＯＣｈ＝３０％の状態まで戻す。その後の局所面圧Ｐｐの分布を、同じく図９に、太線で結んだグラフで示す。
【００４５】
この図９によれば、緩和充放電を行う前（細線）に比して、緩和充放電を行った後（太線）では、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが緩和され、均一の面圧分布に近づいていることが判る。加えて、緩和充放電を行った後の電池では、実際に使用しうる電池容量が増加（回復）することが判っている。
これは、緩和充放電により、図９に示すように、局所面圧Ｐｐの分布を均一に近づけることができるのみならず、局所ＳＯＣｐの分布も均一に近づいたために、実際に使用しうる電池容量が回復したと考えられる。
なお、図５、図６及び図９に示したグラフは、単一の電池１を圧縮構造体２０で圧縮した場合の結果である。しかし、図３に示す、複数の電池１，１を用いた組電池１０における各電池１についても、同様な傾向を示すことも判った。
【００４６】
そこで、本実施形態の電池システム３００では、ＥＣＵ１５０において、以下の局所面圧Ｐｐの分布の検知及び緩和充放電の実行、制御を行う（図７，図８参照）。
車両１００を駆動すべく、ドライブスイッチ２２０がオフにされると、ＥＣＵ１５０は、図７に示す面圧分布評価−緩和充放電のルーチンを、他の制御と並行に実行を開始する。
まず、ステップＳ１において、外部充電を開始したか否かを判断する。具体的には、運転者が、充電装置１３３をプラグ１３４を通じて外部電源ＧＤに接続し、いわゆるプラグイン充電を開始したか否かを判断する。ここでＮｏの場合には、ステップＳ１を繰り返し行う。
【００４７】
一方、ステップＳ１でＹｅｓと判断された場合には、ステップＳ２に進み、局所面圧Ｐｐの分布を検査するタイミングが到来しているか否かを判断する。具体的には、前回の分布検査タイミングを行った時点から、３ヶ月経過しているか否かを判断する。なお、この検査タイミングとしては、前回の検査を起点とした経過時間、走行距離、組電池１０（電池１）に充電された（あるいは放電した）累積電気量などを基準として判断しても良い。
ステップＳ２で、Ｎｏ（検査タイミングが到来していない）の場合には、ステップＳ１４に進む。後述する局所面圧Ｐｐの分布を測定する必要がないからである。一方、Ｙｅｓ（検査タイミングが到来している）の場合には、ステップＳ３に進む。
【００４８】
ステップＳ３では、繰り返し数ｎを、ｎ＝０に初期化する。次いで、ステップＳ４，Ｓ５では、組電池１０（電池１）の全体ＳＯＣｈが基準ＳＯＣｈとなるように調整する。具体的には、組電池１０（電池１）を充電するあるいは放電させ、組電池１０の全体ＳＯＣｈを基準ＳＯＣｈに揃える。基準ＳＯＣｈとしては、ＳＯＣｈ＝２０〜５０％の範囲内の値とすると良く、本実施形態では、ＳＯＣｈ＝３０％とした。
ステップＳ５において、組電池１０（電池１）の全体ＳＯＣｈが、基準ＳＯＣｈとなった場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６に進み、センサコネクタ３１を通じて、多重面圧センサ３０に対して、電池１の厚み方向電池部２Ｂの各部位における局所面圧Ｐｐを測定する指示を出力する。ステップＳ７では、ＥＣＵ１５０において、センサコネクタ３１を通じて、多重面圧センサ３０の測定した各部位の局所面圧Ｐｐを取得し、ステップＳ８に進む。
【００４９】
ステップＳ８では、取得した局所面圧Ｐｐの分布について評価する。評価手法としては、取得した局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが、大きいか否かで、良否（ＯＫ／ＮＧ）を評価する。さらに具体的には、取得した各局所面圧Ｐｐのうち、最大値Ｐｐｍａｘと最小値Ｐｐｍｉｎとを選択し、両者の差である変動幅Ｄｐ（＝Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）がしきい値Ｄｐｔより小さい場合（Ｄｐ＜Ｄｐｔ）には、ＯＫとする。一方、しきい値以上の大きさの場合（Ｄｐ≧Ｄｐｔ）には、ＮＧと判定する。ここで、ＯＫと判定された場合には、ステップＳ１４に進む。
なお、Ｓ８における評価手法としては、そのほか、取得した各局所面圧Ｐｐのバラツキの標準偏差σ（あるいは分散σ2）を取得し、この標準偏差σが所定のしきい値よりも小さい場合にＯＫと判断することもできる。
【００５０】
一方、ステップＳ８でＮＧと判定された場合には、ステップＳ９に進み、繰り返し数ｎを１つインクリメントし、さらに、ステップＳ１０で、繰り返し数ｎが３以上であるか否かを判断する。
此処で、ｎ＜３の場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１１の緩和充放電のサブルーチンに進む。一方、ｎ≧３の場合、即ち、後述する緩和充放電を３回行っても、局所面圧Ｐｐの分布がＮＧ（バラツキが大きい）の場合には、ステップＳ１３に進み、局所面圧Ｐｐの分布の異常を警告する信号を出力し、運転者に車載している組電池１０の異常（劣化）を警告するランプ等を点灯させた上で、ステップＳ１４に進む。
【００５１】
次いで、ステップＳ１１のサブルーチンについて、図８を参照して説明する。まず、ステップＳ１１１では、１０分経過したか否かを判断する。即ち、組電池１０の全体ＳＯＣｈが、基準ＳＯＣｈ（本実施形態では、基準ＳＯＣｈ＝３０％）とされてから、１０分経過するのを待つ。
組電池１０（電池１）の状態を、一旦、落ち着かせるためである。
【００５２】
次いで、ステップＳ１１２では、開始ＳＯＣｈ＝３０％の状態から、組電池１０（電池１）を放電電流ＩｄをＩｄ＝１Ｃの大きさで、定電流放電をさせる。なお、１Ｃは、定格容量（ＳＯＣｈ＝１００〜０％まで）の電気量を１時間で放電（あるいは充電）できる放電電流Ｉｄ（あるいは充電電流Ｉｃ）の大きさを指す。
ステップＳ１１３では、組電池１０の全体ＳＯＣｈが、過放電のＳＯＣｈ＝０〜−３０％の値（本実施形態では、具体的には、−２０％）に相当する電池１の電圧値Ｖｂとなったか否かを調べ、Ｎｏの場合には、ステップＳ１１２に戻り、組電池１０の全体ＳＯＣｈが、下限放電ＳＯＣｈ＝−２０％になるまで、組電池１０を過放電させる。
【００５３】
その後、ステップＳ１１４では、組電池１０を充電電流ＩｃをＩｃ＝１Ｃの大きさで、定電流充電をさせる。さらに、ステップＳ１１５では、組電池１０の全体ＳＯＣｈが、ＳＯＣｈ＝２０〜５０％の値（本実施形態では、具体的には、３０％）に相当する電池１の電圧値Ｖｂとなったか否かを調べる。Ｎｏの場合には、ステップＳ１１４に戻り、組電池１０の全体ＳＯＣｈが開始ＳＯＣｈ＝３０％になるまで、組電池１０に定電流充電を行う。
【００５４】
この緩和充放電のサブルーチンＳ１１では、組電池１０（電池１）を、比較的低い放電電流Ｉｄで、一旦、過放電の状態（下限放電ＳＯＣｈ）まで放電させ、その後、比較的低い充電電流Ｉｃで、一旦、元の充電状態（開始ＳＯＣｈ）まで戻す、緩和充放電を行わせている。
これにより、組電池１０の各電池１について、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキを、均一な状態に近づけることができる（図９参照）。
【００５５】
なお、このステップＳ１１のサブルーチンを終えたら、ステップＳ６に戻り、再び局所面圧Ｐｐを測定し（ステップＳ７）、その分布を評価する（ステップＳ８）。このステップＳ８で、ＮＧと判定された場合には、前述したように、３回まで、前述の緩和充放電を行う。一方、前述したように、ステップＳ８において、評価がＯＫ（局所面圧のバラツキが小さい）と判断された場合には、ステップＳ１４に進む。
【００５６】
ステップＳ１４では、通常の外部充電を行う。即ち、車両１００はプラグインハイブリッド自動車であることから、ＳＯＣｈ＝１００％となるまで、充電を行う。
なお本実施形態において、ステップＳ４，５を実行するＥＣＵ１５０が、基準化手段に相当する。また、ステップＳ７を実行するＥＣＵ１５０が、取得手段に相当する。加えて、ステップＳ８を実行するＥＣＵ１５０が、分布評価手段、判断手段、変動幅判断手段に相当する。さらに、ステップＳ１１（ステップＳ１１１〜Ｓ１１５）を実行するＥＣＵ１５０が、緩和充放電手段、過放電充電手段に相当する。
【００５７】
このように、この電池システム３００では、厚み方向電池部２Ｂ内の各部位に掛かる局所面圧Ｐｐを取得する取得手段Ｓ７、及び、局所面圧Ｐｐについて分布状況を評価する分布評価手段Ｓ８を備えている。
これにより、各部位の局所面圧Ｐｐを取得し、これを用いて、局所面圧Ｐｐの分布状況（例えば、バラツキ発生の有無、バラツキの大小など）を評価することができる。従って、局部面圧Ｐｐの分布状況により、局所ＳＯＣｐの分布状況を把握することができる。
さらには、局所面圧Ｐｐ（従って、局所ＳＯＣｐ）の分布状況に応じた対応、例えば、ステップＳ１１に記載する緩和充放電や、ステップＳ１３に記載する分布異常警告の出力など、適切な対応を行うことができる。
なお、対応としてはそのほか、以降の組電池１０（電池１）使用時の駆動条件（充放電条件）を、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが進行しにくいパターンや、バラツキが回復するパターンに変更することも挙げられる。
【００５８】
しかも、上述の電池システム３００では、判断手段Ｓ８において、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが大きいと判断された場合に、緩和充放電手段Ｓ１１により、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキを緩和するパターンでの充放電を行わせる。このため、組電池１０（電池１）の局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが緩和され、これと共に、電池１の局所ＳＯＣｐの分布のバラツキも緩和され、組電池１０（電池１）の容量も回復させることができる。
【００５９】
さらに、電池システム３００では、変動幅判断手段Ｓ８で、局所面圧Ｐｐの変動幅Ｄｐがしきい値Ｄｐｔを越えた場合に、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキが大きいと判断する。このようにすると、変動幅Ｄｐを得るための処理が容易である上、局所面圧Ｐｐの分布のバラツキの大小を容易かつ確実に判断できる。
【００６０】
さらにこの電池システム３００では、緩和充電手段である過放電充電手段Ｓ１１により、比較的小電流の１Ｃで過放電の状態まで放電させ、さらに、比較的小電流１Ｃで開始ＳＯＣｈまで充電を行う。このため、電極体２に生じた局所ＳＯＣｐのバラツキを確実に緩和させ、均一化させて、電池容量を回復させることができる。
【００６１】
この電池システム３００では、基準化手段Ｓ４，Ｓ５により、局所面圧Ｐｐの取得に先立って、電池１のＳＯＣｈを基準ＳＯＣｈとするので、同じ電池状態での局所面圧Ｐｐを取得でき、局所面圧Ｐｐの分布状況の評価を容易にできる。
【００６２】
加えて、本実施形態に係るプラグインハイブリッド自動車（車両）１００は、前述したように、本電池システム３００（ＥＣＵ１５０等）を備え、組電池１０（電池１，１）を搭載し、この組電池１０に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用するものである（図１参照）。
従って、この車両１００では、組電池１０（電池１）の局所面圧Ｐｐの分布のバラツキを検知でき、これに対応する緩和充放電や分布異常警告の出力など、適切な対応がされる車両となっている。
【００６３】
以上において、本発明の電子システムを実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、本実施形態では、扁平捲回型の電極体２を有する電池１について示したが、積層型の電池に適用することもできる。
また、本実施形態では、複数の電池１，１を１つの組電池１０として構成した例について本発明を適用した例を示したが、単一の電池１について、本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００６４】
３００  電池システム
１  電池（二次電池、電池システム）
２  電極体
２Ｂ  厚み方向電池部
ＤＴ  （電極体の）厚み方向
ＤＸ  軸線方向
３  電池ケース
３Ａ，３Ｂ  ケース主面
９  シール絶縁体
１０  組電池
１１  バスバ
２０  圧縮構造体
２１  圧縮板
２２  圧縮ボルト
２４  ナット
３０  多重面圧センサ(面圧センサ)
３１  センサコネクタ
Ｘ，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３  軸線方向位置
Ｐｐ  局所面圧
Ｐｐｍａｘ  （局所面圧の）最大値
Ｐｐｍｉｎ  （局所面圧の）最小値
Ｄｐ  変動幅
Ｄｐｔ  しきい値
Ｉｄ  放電電流
Ｉｃ  充電電流
１００  プラグインハイブリッド自動車（車両）
１３４  プラグ
１５０  ＥＣＵ（電池システム）
１５３  電圧値検知部（電圧値検知手段）
１５４  電流値検知部（電流値検知手段）
１５Ｃ  充放電制御部
１６０  電圧計
１７０  電流計
２２０  ドライブスイッチ
Ｖｂ  電圧値
Ｉｂ  電流値（充放電電流値）
ＧＤ  外部電源
ｎ  繰り返し数
【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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