(57)【要約】【課題】ハイレート劣化を抑制しうる二次電池の制御方法を提案する。【解決手段】  ここで提案される二次電池の制御方法は、予め定められたタイミングで測定された二次電池の電池ケースの基準面圧Ｐａを取得するステップＡと、二次電池の使用中の電池ケースの面圧Ｐｂを取得するステップＢと、基準面圧Ｐａと前記面圧Ｐｂとに基づいて当該二次電池を温める要否を判定するステップＣとを含んでいる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたタイミングで測定された二次電池の電池ケースの基準面圧Ｐａを取得するステップＡと、
前記二次電池の使用中の面圧Ｐｂを取得するステップＢと、
前記基準面圧Ｐａと前記使用中の面圧Ｐｂとに基づいて当該二次電池を温める要否を判定するステップＣと
を含む、
二次電池の制御方法。
【請求項２】
前記ステップＣは、
前記使用中の面圧Ｐｂが前記基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、当該二次電池を温める要否を要とする、
請求項１に記載された二次電池の制御方法。
【請求項３】
前記ステップＢは、予め定められた時間毎に前記使用中の面圧Ｐｂを取得する、請求項１または２に記載された二次電池の制御方法。
【請求項４】
前記ステップＣは、
前記使用中の面圧Ｐｂが前記基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、前記基準面圧Ｐａと前記使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶するステップＣ１と、
予め定められた単位時間に記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するステップＣ２と、
前記総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、前記二次電池を温める要否を要とするステップＣ３と
を含む、
請求項３に記載された二次電池の制御方法。
【請求項５】
前記ステップＣ２の前記予め定められた単位時間は５分以上３０分以下である、請求項４に記載された二次電池の制御方法。
【請求項６】
前記二次電池は、電池ケースの膨張を抑える拘束部材を備えている、請求項１から５までの何れか一項に記載された二次電池の制御方法。
【請求項７】
前記電池ケースは扁平な直方体形状であり、該電池ケースの最も広い面の中央部に面圧センサーが取り付けられている、請求項１から６までの何れか一項に記載された二次電池の制御方法。
【請求項８】
基準面圧Ｐａは、充放電の始動前、始動時または始動後の予め定められたタイミングで取得される面圧である、請求項１から７までの何れか一項に記載された二次電池の制御方法。
【請求項９】
前記二次電池は車載されており、車のエンジンが始動した時に前記基準面圧Ｐａが取得される、請求項８に記載された二次電池の制御方法。
【請求項１０】
二次電池の電池ケースに取り付けられた面圧センサーと、
前記二次電池を温めるヒーターと、
前記面圧センサーによって取得された前記電池ケースに作用する内部圧力に基づいて、前記ヒーターを制御するコントローラーと
を備えた、二次電池の制御装置。
【請求項１１】
予め定められたタイミングで前記面圧センサーを基に取得された基準面圧Ｐａを記憶する第１記憶部と、
前記面圧センサーを基に始動後に測定された使用中の面圧Ｐｂを記憶する第２記憶部と
を備え、
前記コントローラーは、
前記第１記憶部に記憶された基準面圧Ｐａと前記第２記憶部に記憶された使用中の面圧Ｐｂとに基づいて前記ヒーターを制御する、請求項１０に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１２】
前記コントローラーは、前記使用中の面圧Ｐｂが前記基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、前記二次電池の温度が上がるように前記ヒーターを制御する、請求項１１に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１３】
前記第２記憶部は、予め定められた時間毎に前記使用中の面圧Ｐｂを記憶する、請求項１１または１２に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１４】
前記使用中の面圧Ｐｂが前記基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、前記基準面圧Ｐａと前記使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶する第３記憶部と、
予め定められた単位時間に記憶された前記差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する演算部と
を備え、
前記コントローラーは、
前記総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、前記二次電池の温度が上がるように前記ヒーターを制御する、請求項１３に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１５】
前記演算部は、前記予め定められた単位時間が３分以上６０分以下である、請求項１４に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１６】
前記リチウムイオン二次電池の基準温度を検出する温度センサーと、
前記リチウムイオン二次電池の充電状態を検知する充電状態検知部と
を備え、
前記コントローラーは、前記面圧センサーによる検出値と、前記基準温度と、前記充電状態とに基づいて前記基準面圧Ｐａを求める、請求項１１から１４までの何れか一項に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１７】
前記二次電池は、電池ケースの膨張を抑える拘束部材を備えている、請求項１０から１６までの何れか一項に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１８】
前記電池ケースは扁平な直方体形状であり、
前記面圧センサーは、該電池ケースの最も広い面の中央部に取り付けられている、請求項１０から１７までの何れか一項に記載された二次電池の制御装置。
【請求項１９】
前記ヒーターは、前記二次電池を１８℃から２７℃の予め定められた温度になるように温める、請求項１０から１８までの何れか一項に記載された二次電池の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池の制御方法および二次電池の制御装置に関する。本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充電可能な蓄電デバイス一般をいい、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などのいわゆる蓄電池ならびに電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を包含する用語である。
【０００２】
また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電子の移動により充放電が実現される二次電池をいう。一般に「リチウム二次電池」と称される電池は、本明細書におけるリチウムイオン二次電池に包含される典型例である。
【背景技術】
【０００３】
かかる二次電池の制御方法として、例えば、特開２００９−１２３４３５号公報には、ハイレート放電による二次電池の劣化の程度を評価し、二次電池の劣化を抑制し得る二次電池の制御方法が開示されている。また、特開２００６−１２７６１号公報には、温度によって電極の体積変化特性が変化する点を考慮に入れて残存容量を推定する方法が開示されている。同公報では、電極内部の電極の体積変化が反映された筐体圧力と電極温度とに基づいて二次電池の状態量を推定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３４３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高い電流が流れるハイレート充放電が繰り返される用途では、使用によって二次電池の出力特性が低下する。ハイレート充放電によって生じる性能の劣化は、「ハイレート劣化」とも称されうる。高い出力が要求される用途では、かかるハイレート劣化ができる限り抑制されることが望ましい。ここでは、かかるハイレート劣化を抑制しうる二次電池の新たな制御方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで提案される二次電池の制御方法は、予め定められたタイミングで測定された二次電池の電池ケースの基準面圧Ｐａを取得するステップＡと、二次電池の使用中の電池ケースの面圧Ｐｂを取得するステップＢと、基準面圧Ｐａと前記面圧Ｐｂとに基づいて当該二次電池を温める要否を判定するステップＣとを含んでいる。
【０００７】
かかる二次電池の制御方法によれば、適当なタイミングで、二次電池を温めることができ、二次電池のハイレート劣化を抑制することができる。
【０００８】
ここで、ステップＣは、使用中の面圧Ｐｂが前記基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、当該二次電池を温める要否を要としてもよい。また、ステップＢは、予め定められた時間毎に使用中の面圧Ｐｂを取得してもよい。また、ステップＣは、ステップＣ１と、ステップＣ２と、ステップＣ３とを含んでいてもよい。ここで、ステップＣ１は、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶するステップである。ステップＣ２は、予め定められた単位時間に記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するステップである。ステップＣ３は、総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、二次電池を温める要否を要とするステップである。
【０００９】
これらによって、より適切なタイミングで、二次電池を温めることができ、二次電池のハイレート劣化をより効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、ステップＣ２の予め定められた単位時間は、例えば、５分以上３０分以下であってもよい。また、二次電池は、電池ケースの膨張を抑える拘束部材を備えていてもよい。また、例えば、電池ケースが扁平な直方体形状である場合には、該電池ケースの最も広い面の中央部に面圧センサーが取り付けられているとよい。また、基準面圧Ｐａは、充放電の始動前、始動時または始動後の予め定められたタイミングで取得される面圧であってもよい。また、二次電池が車載される場合には、車のエンジンが始動した時に基準面圧Ｐａが取得されるとよい。
【００１１】
また、ここで提案される二次電池の制御装置は、二次電池の電池ケースに取り付けられた面圧センサーと、二次電池を温めるヒーターと、面圧センサーによって取得された電池ケースに作用する内部圧力に基づいて、ヒーターを制御するコントローラーとを備えているとよい。かかる二次電池の制御装置によれば、二次電池のハイレート劣化を抑制することができる。
【００１２】
この場合、二次電池の制御装置は、予め定められたタイミングで面圧センサーを基に取得された基準面圧Ｐａを記憶する第１記憶部と、面圧センサーを基に始動後に測定された使用中の面圧Ｐｂを記憶する第２記憶部とを備えていてもよい。この場合、コントローラーは、第１記憶部に記憶された基準面圧Ｐａと第２記憶部に記憶された使用中の面圧Ｐｂとに基づいてヒーターを制御するとよい。
【００１３】
また、コントローラーは、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、二次電池の温度が上がるようにヒーターを制御してもよい。また、第２記憶部は、予め定められた時間毎に使用中の面圧Ｐｂを記憶してもよい。
【００１４】
また、二次電池の制御装置は、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶する第３記憶部と、予め定められた単位時間に記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する演算部とを備えていてもよい。この場合、コントローラーは、総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、二次電池の温度が上がるようにヒーターを制御するとよい。
【００１５】
また、演算部は、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するために設定される、予め定められた単位時間が、例えば、３分以上６０分以下であるとよい。また、二次電池は、電池ケースの膨張を抑える拘束部材を備えていてもよい。
【００１６】
また、電池ケースは扁平な直方体形状であってもよい。この場合、面圧センサーは、該電池ケースの最も広い面の中央部に取り付けられているとよい。
【００１７】
また、ヒーターは、１８℃から２７℃の予め定められた温度になるように、二次電池を温める機能をそなえているとよい。例えば、ヒーターは、熱風（温風）を吹き出す装置で構成してもよい。
【００１８】
また、二次電池の制御装置は、リチウムイオン二次電池の基準温度を検出する温度センサーと、リチウムイオン二次電池の充電状態を検知する充電状態検知部とを備えていてもよい。この場合、コントローラーは、面圧センサーによる検出値と、基準温度と、充電状態とに基づいて基準面圧Ｐａを求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の断面図である。
【図２】図２はリチウムイオン二次電池に内装される捲回電極体を示す図である。
【図３】図３はリチウムイオン二次電池の充電時の状態を示す模式図である。
【図４】図４はリチウムイオン二次電池の放電時の状態を示す模式図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態に係る二次電池の制御装置を示す図である。
【図６】図６はリチウムイオン二次電池の温度と充電容量（ＳＯＣ）と基準面圧Ｐａとの相関関係（マップ）を示す図である。
【図７】図７は差分ΔＰｂの総和Ｈの算出を説明するための概念図である。
【図８】図８は、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するのに設定される単位時間ΔＴが長すぎる場合を例示した概念図である。
【図９】図９は、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するのに設定される単位時間ΔＴが長すぎる場合を例示した概念図である。
【図１０】図１０は、二次電池の制御フローを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、差分ΔＰｂの総和Ｈと寿命（推定値）との相関関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は０℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示すグラフである。
【図１３】図１３は１０℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示すグラフである。
【図１４】図１４は２５℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示すグラフである。
【図１５】図１５は車載用の組電池の構成例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は車載用の組電池の構成例を示す側面図である。
【図１７】図１７は、二次電池を搭載した車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池の制御方法を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図は模式的に図示されており、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
【００２１】
ここでは、まず捲回タイプの電極体（以下「捲回電極体」という。）と非水電解液とが角形（即ち直方体の箱形状）の電池ケースに収容されたリチウムイオン電池を例に挙げ、二次電池の構造例を説明する。その後、かかる二次電池を例にして、本発明の一実施形態に係る二次電池の制御方法および当該二次電池の制御方法を具現化した二次電池の制御装置２０（図５参照）に言及する。なお、本発明はここで開示される電池構造に限定されない。例えば、電極体は、捲回電極体を例示したが、積層型の電極体としてもよい。また、捲回電極体として扁平な形状の捲回電極体を例示するが、捲回電極体は円筒型の捲回電極体でもよい。
【００２２】
《リチウムイオン二次電池１００》
図１は本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００の断面図である。図２は当該リチウムイオン二次電池１００に内装される捲回電極体２００を示す図である。
【００２３】
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池１００は、図１に示すように扁平な角形の電池ケース（即ち外装容器）３００に構成されている。電池ケース３００には、扁平形状の捲回電極体２００が、図示されない液状電解質（電解液）とともに収容されている。
【００２４】
≪電池ケース３００≫
電池ケース３００は、この実施形態では、ケース本体３２０と、封口板（蓋体）３４０とによって構成されている。ケース本体３２０は、一端（電池１００の通常の使用状態における上端部に相当する。）に開口部を有する箱形（すなわち有底直方体状）の部材である。また、封口板３４０は、ケース本体３２０の開口部に取り付けられて該開口部を塞ぐ矩形状プレート部材からなる。
【００２５】
電池ケース３００の材質は、従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体として構成された電池ケース３００が好ましい。電池ケース３００に好ましく用いられる金属材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼などが例示される。本実施形態に係る電池ケース３００（ケース本体３２０および封口板３４０）はアルミニウム若しくはアルミニウムを主体とする合金によって構成されている。
【００２６】
図１に示すように、封口板３４０には外部接続用の正極端子４２０および負極端子４４０が形成されている。封口板３４０の両端子４２０、４４０の間には、電池ケース３００の内圧が所定レベル（例えば設定開弁圧０．３〜１．０ＭＰａ程度）以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉の安全弁３６０と、注液口３５０が形成されている。なお、図１では、当該注液口３５０が注液後に封止材３５２によって封止されている。
【００２７】
≪捲回電極体２００（電極体）≫
捲回電極体２００は、図２に示すように、帯状（長尺シート状）の正極（正極シート２２０）と、該正極シート２２０と同様の帯状の負極（負極シート２４０）と、計二枚の帯状のセパレータ（セパレータ２６２，２６４）とを備えている。
【００２８】
≪正極シート２２０≫
正極シート２２０は、帯状の正極集電箔２２１と正極活物質層２２３とを備えている。正極集電箔２２１には、例えば、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、正極集電箔２２１として、厚さが凡そ１５μｍの帯状のアルミニウム箔が用いられている。正極集電箔２２１の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部２２２が設定されている。図示例では、正極活物質層２２３は、正極集電箔２２１に設定された未塗工部２２２を除いて、正極集電箔２２１の両面に保持されている。ここでは、正極活物質層２２３は、正極活物質粒子、導電材、バインダなどを含む正極合剤を正極集電箔２２１に塗布し、乾燥させ、予め定められた厚さにプレスすることによって形成されている。
【００２９】
≪負極シート２４０≫
負極シート２４０は、帯状の負極集電箔２４１と負極活物質層２４３とを備えている。負極集電箔２４１には、例えば、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この実施形態では、負極集電箔２４１には、厚さが凡そ１０μｍの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔２４１の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部２４２が設定されている。負極活物質層２４３は、負極集電箔２４１に設定された未塗工部２４２を除いて、負極集電箔２４１の両面に保持されている。ここで、負極活物質層２４３は、負極活物質粒子、増粘剤、バインダなどを含む負極合剤を負極集電箔２４１に塗布し、乾燥させ、予め定められた厚さにプレスすることによって形成されている。
【００３０】
≪セパレータ２６２、２６４≫
セパレータ２６２、２６４は、図２に示すように、正極シート２２０と負極シート２４０とを隔てる部材である。この例では、セパレータ２６２、２６４は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ２６２、２６４には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。この例では、図２に示すように、負極活物質層２４３の幅ｂ１は、正極活物質層２２３の幅ａ１よりも少し広い。さらにセパレータ２６２、２６４の幅ｃ１、ｃ２は、負極活物質層２４３の幅ｂ１よりも少し広い（ｃ１、ｃ２＞ｂ１＞ａ１）。
【００３１】
なお、図２に示す例では、セパレータ２６２、２６４は、シート状の部材で構成されている。セパレータ２６２、２６４は、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３とを絶縁するとともに、電解質の移動を許容する部材であればよい。従って、シート状の部材に限定されない。セパレータ２６２、２６４は、シート状の部材に代えて、例えば、正極活物質層２２３または負極活物質層２４３の表面に形成された絶縁性を有する粒子の層で構成してもよい。ここで、絶縁性を有する粒子としては、絶縁性を有する無機フィラー（例えば、金属酸化物、金属水酸化物などのフィラー）、或いは、絶縁性を有する樹脂粒子（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの粒子）で構成してもよい。
【００３２】
≪電解液（非水電解液）≫
電解液（非水電解液）としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４，ＬｉＡｓＦ６，ＬｉＣＦ３ＳＯ３，ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３，ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２，ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）にＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。
【００３３】
《捲回電極体２００の取り付け》
この実施形態では、捲回電極体２００は、図２に示すように、捲回軸ＷＬに直交する一の方向において扁平に押し曲げられている。図２に示す例では、正極集電箔２２１の未塗工部２２２と負極集電箔２４１の未塗工部２４２は、それぞれセパレータ２６２、２６４の両側においてらせん状に露出している。この実施形態では、図１に示すように、未塗工部２２２（２４２）の中間部分は、寄せ集められ、電池ケース３００の内部に配置された電極端子４２０、４４０（内部端子）の集電タブ４２０ａ、４４０ａに溶接されている。電解液は、捲回軸ＷＬの軸方向から捲回電極体２００の内部に浸入しうる。
【００３４】
かかるリチウムイオン二次電池１００の正極集電箔２２１と負極集電箔２４１は、電池ケース３００を貫通した電極端子４２０、４４０を通じて外部の装置に電気的に接続される。以下、充電時と放電時のリチウムイオン二次電池１００の動作を説明する。
【００３５】
≪充電時の動作≫
図３は、かかるリチウムイオン二次電池１００の充電時の状態を模式的に示している。充電時、リチウムイオン二次電池１００の電極端子４２０、４４０（図１参照）は、図３に示すように、スイッチ２９２によって充電器２９０に接続されたような状態になる。この際、充電器２９０の作用によって、正極シート２２０と負極シート２４０との間に、電圧が印加され、正極活物質層２２３中の正極活物質からリチウムイオン（Ｌｉ）が電解液２８０に放出され、正極活物質層２２３から電荷が放出される。放出された電荷は、正極集電箔２２１に送られ、充電器２９０を通じて負極シート２４０に送られる。また、負極シート２４０では電荷が蓄えられるとともに、電解液２８０中のリチウムイオン（Ｌｉ）が、負極活物質層２４３中の負極活物質に吸収され、かつ、貯蔵される。これにより、負極シート２４０と正極シート２２０との電位差が生じる。
【００３６】
≪放電時の動作≫
図４は、かかるリチウムイオン二次電池１００の放電時の状態を模式的に示している。放電時、リチウムイオン二次電池１００の電極端子４２０、４４０（図１参照）は、図４に示すように、スイッチ２９２によって抵抗２９４に接続されたような状態になる。この際、負極シート２４０と正極シート２２０との電位差によって、抵抗２９４を通じて負極シート２４０から正極シート２２０に電荷が送られるとともに、負極活物質層２４３に貯蔵されたリチウムイオンが電解液２８０に放出される。また、正極では、正極活物質層２２３中の正極活物質に電解液２８０中のリチウムイオンが取り込まれる。
【００３７】
このようにリチウムイオン二次電池１００の充放電において、正極活物質層２２３中の正極活物質や負極活物質層２４３中の負極活物質にリチウムイオンが吸蔵されたり、放出されたりする。そして、電解液２８０を介して、正極活物質層２２３と負極活物質層２４３との間でリチウムイオンが行き来する。
【００３８】
《ハイレート充放電を伴う用途例》
ところで、かかるリチウムイオン二次電池１００は、例えば、プラグインハイブリッド車を含むハイブリッド車や、電気自動車、燃料電池車において、車輪を駆動させる電気モーターの動力源としての蓄電池システムに用いられる。かかる車両用途では、車の発進時や加速時において高い出力が要求されうる。また、減速時に得られる回生エネルギを効率よく活用するため、急速充電に対する要求もある。
【００３９】
このように高い電流値での入出力が要求される用途では、例えば、ハイレートでの放電要求に対して、リチウムイオン二次電池１００が十分な出力を発揮しない事象が生じ得る。かかる事象は「ハイレート劣化」とも称されうる。本発明者の知見によれば、例えば、２５℃程度の温度環境に比べて、０℃以下のような低温環境では、ハイレート劣化が顕著に見られる傾向があった。かかるハイレート劣化は、例えば、−３０℃のような極寒の環境ではさらに顕著になる。
【００４０】
かかる傾向について、本発明者は、０℃以下のような低温環境においてリチウムイオン二次電池１００内でリチウムイオンの拡散速度が低下する点に着目している。つまり、リチウムイオンの拡散速度が低下すると、ハイレートでの放電要求に対して、リチウムイオンの吸収や放出などに伴うリチウムイオン二次電池１００内の反応が、リチウムイオンの拡散速度に律速する。
【００４１】
このため、ハイレートでの放電要求に対して、リチウムイオンの拡散が追いつかず、リチウムイオンの吸収や放出などに伴うリチウムイオン二次電池１００の反応が追従できない事象が生じる。この際、リチウムイオン二次電池内のリチウムイオンの塩濃度に斑が生じるなどして、リチウムイオン二次電池１００内の反応が鈍くなり、リチウムイオン二次電池１００の出力が低下すると推察される。０℃以下のような低温環境においては、リチウムイオンの拡散速度が低下する傾向があり、ハイレート劣化が顕著になりうる。本発明者は、かかる知見を基に、二次電池の新規な制御方法を提案する。
【００４２】
《二次電池の制御装置２０》
図５は、本発明の一実施形態に係る二次電池の制御方法およびこれを具現化する二次電池の制御装置２０の構成例を示している。ここで、図５はリチウムイオン二次電池１００の外観斜視図を示している。ここでは、本発明の一実施形態に係る二次電池の制御方法について、単電池に対する制御を説明し、その後、車載用組電池への適用を説明する。
【００４３】
図５に示すように、リチウムイオン二次電池１００の制御装置２０は、面圧センサー２２と、ヒーター２４と、コントローラー２６とを備えている。
【００４４】
《面圧センサー２２》
面圧センサー２２は、リチウムイオン二次電池１００の電池ケース３００に取り付けられている。この実施形態では、電池ケース３００は扁平な直方体形状であり、いわゆる角型の電池を構成している。面圧センサー２２は、かかる電池ケース３００の最も広い面３００Ａの中央部に取り付けられている。ここで、かかる角型の電池ケース３００の肉厚は、凡そ均一である。電池ケース３００の最も広い面３００Ａの中央部は、電池ケース３００の内圧に応じて撓む量が大きく、面圧センサー２２を取り付ける部位として好適である。
【００４５】
ここで、面圧センサー２２には、例えば、ニッタ株式会社製のＩＳＣＡＮを用いることができる。かかる面圧センサー２２は、凡そ０．１ｍｍのセンサーシートを電池ケース３００の所定箇所に貼り付けることによって、電池ケース３００の当該部位の圧力分布を取得することができる。なお、ここでは、面圧センサー２２の一例を挙げたものであり、面圧センサー２２は上記センサーに限定されない。
【００４６】
ここで、面圧センサー２２を基に得られる検出値は、電池ケース３００の中央部の値を読み取るとよい。例えば、面圧センサー２２が貼り付けられた電池ケース３００の当該面を長辺に沿った方向において３等分し、その中央部の面圧を読み取るとよい。この際、上述した面圧センサー２２では、圧力分布が測定される。この場合、例えば、電池ケースの中央部に予め定められた複数の測定箇所において得られる、面圧センサー２２の測定値の算術平均値を検出値にするとよい。
【００４７】
《ヒーター２４》
ヒーター２４は、リチウムイオン二次電池１００を温める装置である。ここで、ヒーター２４は、例えば、リチウムイオン二次電池１００に熱風を当てる温風機でもよい。この場合、熱風の吹き出し口２４ａがリチウムイオン二次電池１００に向けられているとよい。また、リチウムイオン二次電池１００に当てる熱風の温度を調整できる温度調整機構を備えているとよい。ヒーター２４は、例えば、リチウムイオン二次電池１００を１８℃から２７℃の予め定められた温度（例えば、２５℃）になるように温める機能を備えているとよい。なお、ヒーター２４は、リチウムイオン二次電池１００を温められる装置であればよく、リチウムイオン二次電池１００に向けて熱風を当てる装置に限らない。例えば、ヒーター２４は、リチウムイオン二次電池１００の周囲に配置した電熱線に通電してリチウムイオン二次電池１００の温度を高くする装置が採用されてもよい。
【００４８】
《コントローラー２６》
コントローラー２６は、面圧センサー２２とヒーター２４とに電気的に接続されている。ここでは、コントローラー２６は、面圧センサー２２によって取得された電池ケース３００に作用する内部圧力に基づいてヒーター２４を制御する装置である。ここで、コントローラー２６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも称されうる電気制御ユニットによって構成されており、電気的な記憶装置と、ＣＰＵとも称される電気的な演算装置とを備えている。コントローラー２６による制御は、予め設定されたプログラムを実行することによって実現される。
【００４９】
ここで、本発明者の知見によれば、ハイレート充放電を伴う使用態様では、ハイレート充放電に伴って負極が膨張、収縮する。かかる負極の膨張、収縮によって、リチウムイオン二次電池１００に作用する内部圧力が変動する。リチウムイオン二次電池１００に作用する内部圧力が変動すると、電池ケース３００の面圧が変動する。電池ケース３００の面圧の変動は、最も広い面３００Ａにおいて顕著である。この制御装置では、電池ケース３００の最も広い面３００Ａに取り付けた面圧センサー２２によって、電池ケース３００に作用する内部圧力の微妙な変動を検出することができる。
【００５０】
また、本発明者の知見によれば、ハイレート劣化が進むほど、捲回電極体２００が膨張し、電池ケース３００の面圧が高くなる傾向がある。かかる傾向を基に、本発明者は、面圧センサー２２の検出値に基づいて、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化の程度を推測しうることを見出した。
【００５１】
そして、単純には、面圧センサー２２によって検出される検出値に基づいて、ヒーター２４を制御することによって、適当なタイミングで、リチウムイオン二次電池１００の温度を高くすることができる。これによって、面圧センサー２２によって検出される検出値に基づいて、電池ケース３００に作用する内部圧力の変動を推定し、リチウムイオンの拡散速度が適宜に向上させることができる。これにより、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化を抑制することができる。
【００５２】
《第１記憶部４１、第２記憶部４２》
二次電池の制御装置２０は、第１記憶部４１と第２記憶部４２とを備えている。第１記憶部４１は、予め定められたタイミングで面圧センサー２２を基に取得された基準面圧Ｐａを記憶する。第２記憶部４２は、面圧センサー２２を基に始動後に測定された使用中の面圧Ｐｂを記憶する。この実施形態では、第１記憶部４１、第２記憶部４２は、コントローラー２６の記憶装置に設けられている。
【００５３】
《基準面圧Ｐａ》
ここで、基準面圧Ｐａは、充放電の始動前、始動時または始動後の予め定められたタイミングで取得される面圧である。当該基準面圧Ｐａは、例えば、リチウムイオン二次電池１００の充放電制御がスタートするタイミングで取得されるとよい。
【００５４】
例えば、ハイブリッド車に車載される電池では、車のエンジンが始動した時に基準面圧Ｐａを取得してもよい。また、車のエンジンが始動した後で、最初にアクセルが踏まれたタイミングで基準面圧Ｐａを取得してもよい。つまり、基準面圧Ｐａは、充放電によって電池ケース３００に顕著な面圧変動が生じる前において、電池ケース３００に作用する基準となる面圧が取得されるとよい。基準面圧Ｐａが取得されるタイミングは、コントローラー２６のプログラムに設定するとよい。
【００５５】
《基準面圧Ｐａの補正》
さらに、本発明者が得た知見によれば、リチウムイオン二次電池１００の基準面圧Ｐａは、温度や充電容量によって変動する。ここで、「充電容量」は、二次電池の充電状態、即ち電池の残容量をいい、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ
Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）とも称される。「充電容量」は、充放電可能な二次電池の満充電状態における容量に対する割合で評価することができる。
【００５６】
例えば、リチウムイオン二次電池１００の温度が高ければ高いほど、面圧センサー２２の検出値は高くなる傾向がある。また、リチウムイオン二次電池１００の充電容量が高ければ高いほど、面圧センサー２２の検出値は高くなる傾向がある。また、リチウムイオン二次電池１００は、電池ケース３００の膨張を抑えるため、電池ケースの外面を押さえる拘束部材を備えている場合がある。そのような場合には、拘束部材による拘束力が微妙に変化する場合もある。このため、基準面圧Ｐａは、当該リチウムイオン二次電池１００の充放電を開始する際に予め定められたタイミングにおいて、都度取得するとよい。
【００５７】
ここで、リチウムイオン二次電池１００の温度は、リチウムイオン二次電池１００に取り付けられた温度センサー３１によって測定するとよい。温度センサー３１は、リチウムイオン二次電池１００の予め定められた箇所に取り付けるとよい。例えば、リチウムイオン二次電池の電圧値と充電容量との相関関係を予め調べておき、電圧計３２によって実測されるリチウムイオン二次電池１００の電圧値から当該電池の充電容量を推定するとよい。
【００５８】
図６は、リチウムイオン二次電池１００の温度と、充電容量（ＳＯＣ）と、基準面圧Ｐａとの相関関係を示すマップの例である。かかるマップは、コントローラー２６に記憶させておくとよい。ここでは、図６に示すように、リチウムイオン二次電池１００の温度と、充電容量と、基準面圧Ｐａとの相関関係を予め試験によって得ておく。次に、マップから得られる基準面圧Ｐａと面圧センサー２２の検出値（実測値）とを比較する。そして、マップから得られる基準面圧Ｐａと面圧センサー２２の検出値（実測値）とに、予め定められた差がない場合には、マップから得られる基準面圧Ｐａを基準面圧Ｐａとして採用するとよい。また、当該マップから得られる基準面圧Ｐａが、面圧センサー２２の当該面圧センサー２２の検出値（実測値）からずれており、予め定められた差がある場合には、例えば、当該面圧センサー２２の検出値（実測値）を基準にし、マップ全体を並行移動させて補正するとよい。これにより、拘束部材の拘束力の変動や、リチウムイオン二次電池１００の初期状態によって基準面圧Ｐａが変動する場合にも、適切に基準面圧Ｐａを得ることができる。なお、リチウムイオン二次電池１００の温度と、充電容量（ＳＯＣ）と、基準面圧Ｐａとの相関関係を記憶する手段は、図６に示すマップの形態に限定されない。
【００５９】
基準面圧Ｐａは、例えば、拘束部材の拘束力、リチウムイオン二次電池１００内部のガス圧、温度や充電容量などの状況によって、変動する。上述したように、二次電池の制御装置２０は、リチウムイオン二次電池１００の基準温度を検出する温度センサー３１と、リチウムイオン二次電池の充電状態を検知する充電状態検知部（ここでは、電圧計３２）とを備えているとよい。この場合、コントローラー２６は、面圧センサー２２による検出値と、基準温度と、充電状態とに基づいて、基準面圧Ｐａが設定されるとよい。かかる構成によって、拘束部材の拘束力、リチウムイオン二次電池１００内部のガス圧、温度や充電容量などの状況に応じた基準面圧Ｐａを設定することができる。また、基準面圧Ｐａは、リチウムイオン二次電池１００の充放電制御を開始するたびに、新たに設定するとよく、また、適宜、面圧センサー２２の検出値（実測値）、リチウムイオン二次電池１００の温度および充電状態を基に基準面圧Ｐａを得るとよい。
【００６０】
《使用中の面圧Ｐｂ》
ここで、使用中の面圧Ｐｂは、リチウムイオン二次電池１００が充放電され、実質的にリチウムイオン二次電池１００が機能している状態で、面圧センサー２２によって取得される面圧である。この実施形態では、コントローラー２６は、予め定められた時間毎に使用中の面圧Ｐｂを取得して第２記憶部４２に記憶する。つまり、使用中の面圧Ｐｂは、予め定められた時間毎に面圧センサー２２から取得される。例えば、０．１秒毎に使用中の面圧Ｐｂを取得してもよい。また、１秒毎に使用中の面圧Ｐｂを取得してもよい。このように使用中の面圧Ｐｂを取得するタイミングは任意に設定することができる。
【００６１】
《使用中の面圧Ｐｂを取得する間隔》
使用中の面圧Ｐｂを取得する間隔は、例えば、車載用のリチウムイオン二次電池１００では、０．１秒から５秒程度の間隔が適当である。つまり、使用中の面圧Ｐｂを、０．１秒から５秒程度の間隔で取得することによって、ハイレート劣化に伴うリチウムイオン二次電池１００の内部圧力の変動を適切に検知することができる。使用中の面圧Ｐｂを取得する間隔が短くなり過ぎると、データ量が多くなり演算負荷が大きくなる。これに対して、使用中の面圧Ｐｂを取得する間隔が長くなり過ぎると、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化を見落としたり、検出が遅れたりする可能性がある。使用中の面圧Ｐｂを取得する間隔は、用途に応じて任意に適当な間隔に設定するとよい。例えば、車載用の電池では、加減速が激しい市街地や、ほぼ一定の速度で走行できる高速道などによって、使用中の面圧Ｐｂの取得する間隔を変えてもよく、モード設定などで、任意に変更してもよい。
【００６２】
《コントローラー２６によるヒーター２４の制御》
コントローラー２６は、第１記憶部４１に記憶された基準面圧Ｐａと第２記憶部４２に記憶された使用中の面圧Ｐｂとに基づいてヒーター２４を制御する。例えば、コントローラー２６は、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、リチウムイオン二次電池１００の温度が上がるようにヒーター２４を制御してもよい。
【００６３】
かかる制御によれば、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、ヒーター２４によってリチウムイオン二次電池１００の温度を上げることができる。リチウムイオン二次電池１００の温度を上げることによって、リチウムイオンの拡散速度が上がり、ハイレート劣化からの回復が図られ、リチウムイオン二次電池１００の出力低下が小さく抑えられうる。
【００６４】
ヒーター２４を作動させてリチウムイオン二次電池１００の温度を高く維持することはできる。しかし、ヒーター２４を作動させるのにはエネルギが必要である。このため、ヒーター２４の作動はできるだけ短く抑えたい。しかし、単純な制御ではヒーター２４が必要以上に作動したり、ヒーター２４のＯＮ，ＯＦＦが極めて短時間で切り替わってしまい、ハイレート劣化を抑制する効果が十分に得られなかったりすることがある。
【００６５】
《差分ΔＰｂの総和Ｈ》
二次電池の制御装置２０は、図５に示すように、第３記憶部４３と演算部５１とを備えている。第３記憶部４３は、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶する記憶部である。演算部５１は、予め定められた単位時間ΔＴに記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する。そして、コントローラー２６は、総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、二次電池の温度が上がるようにヒーターを制御する。この実施形態では、第３記憶部４３は、コントローラー２６の記憶装置に設けられており、演算部５１の演算は、プログラムによって具現化されており、コントローラー２６の演算装置によって実行される。
【００６６】
使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きくなったという条件のみで、ヒーター２４のＯＮ、ＯＦＦを制御すると、ヒーター２４のＯＮ、ＯＦＦが激しく切り替わり、リチウムイオン二次電池１００を温め、ハイレート劣化を抑制するという効果が適切に得られない場合がある。差分ΔＰｂの総和Ｈは、ある程度、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化の状況に相関する。そして、このため、予め定められた単位時間ΔＴに記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを基にヒーター２４を制御するとよい。この場合、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する「単位時間ΔＴ」を適切に設定することによって、ヒーター２４の制御が落ち着き、リチウムイオン二次電池１００が適切に温まり、ハイレート劣化を抑制するという効果が適切に得られやすくなる。
【００６７】
ここで、図７は、差分ΔＰｂの総和Ｈについての概念を説明する図である。図７において、横軸は経過時間、縦軸は各タイミングでの差分ΔＰｂが示されている。図７に示すように、ここでは、予め定められた間隔（例えば、０．１秒毎）で取得された使用中の面圧Ｐｂの差分ΔＰｂ（Ｐｂ−Ｐａ）が図示されている。ただし、Ｐｂ−Ｐａ≦０である場合には、差分ΔＰｂは、”０”とされている。図７に示すように、充放電の制御状況にもよるが、リチウムイオン二次電池１００の使用中の面圧Ｐｂは極めて短時間に変動する。特に、ハイレート充放電で制御されている場合には、捲回電極体２００の膨張、収縮が激しいので、使用中の面圧Ｐｂの面圧の変動も大きくなりうる。
【００６８】
ここでは、差分ΔＰｂの総和Ｈは、ヒーター２４を制御する基準時間（ｔ０）の直前の単位時間ΔＴにおいて、差分ΔＰｂの総和である。ヒーター２４を制御する基準時間（ｔ０）は、ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・と時間の経過とともに変わっていく。差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する単位時間ΔＴで区画される時間も時間の経過とともに変わっていく。単位時間ΔＴを適切に設定することによって、差分ΔＰｂの総和Ｈによって、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化の程度が適切に評価することができる。
【００６９】
図８、図９は、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するのに設定される単位時間ΔＴが長すぎる場合を例示している。例えば、図８では、当初差分ΔＰｂが高く、直近の差分ΔＰｂが０になっている。この場合、既にハイレート劣化が回復していると想定される。しかし、単位時間ΔＴが長すぎるために、ヒーター２４の作動が継続してしまう。また、例えば、図９では、当初差分ΔＰｂは’０’が継続しているが、直近の差分ΔＰｂでは高い値が纏まって継続している。この場合には、急速にハイレート劣化が進行していると想定される。しかし、単位時間ΔＴが長すぎるために、ヒーター２４の作動が遅れ、ハイレート劣化を進行させてしまうかもしれない。このため、単位時間ΔＴを適切に設定することによって、ヒーター２４を適切に制御するとよい。
【００７０】
この場合、例えば、車載用のリチウムイオン二次電池１００では、演算部５１は、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する単位時間ΔＴは、例えば、３分以上６０分以下の予め定められた時間を設定するとよい。この場合、差分ΔＰｂの総和Ｈは、より好ましくは５分以上３０分以下（例えば、１０分程度、１５分程度、２０分程度、２５分程度など）の予め定められた単位時間に記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈとしてもよい。例えば、車両用途では、イレート放電を伴うような高負荷運転が連続して行われる場合のように、満充電の状態から電池に設定された下限容量まで、ハイレート放電されるうる時間を考慮して、設定されうる単位時間ΔＴの上限を設定してもよい。
【００７１】
このように、かかる単位時間ΔＴは、用途に応じて適当な時間を任意に設定できる。例えば、車載用の電池では、加減速が激しい市街地や、ほぼ一定の速度で走行できる高速道などによって、設定される単位時間ΔＴを変えてもよい。例えば、単位時間ΔＴは、走行モードや、リチウムイオン二次電池１００の出力状況を検知しつつ、適宜変更されるようにプログラムしてもよい。この点、使用中の面圧Ｐｂの取得のタイミングと同様である。なお、単位時間ΔＴは、例えば、車載用途では、０．１秒から２４時間の間の任意の時間で設定できるようにしてもよい。上限を２４時間とするのは、例えば、前日の走行履歴に影響される場合があるからである。このように、単位時間ΔＴは、用途に応じて、長すぎないように設定するとよい。
【００７２】
《制御フロー》
図１０は、二次電池の制御フローを示すフローチャートである。ここでは、フローの開始において基準面圧Ｐａは既に設定されているものとする。
【００７３】
コントローラー２６は、予め定められた時間毎（例えば、０．１秒毎）に使用中の面圧Ｐｂを測定し、記憶する（Ｓ１０１）。次に、使用中の面圧Ｐｂが測定されたタイミング毎に、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０２：Ｐｂ＞Ｐａ）。使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合（Ｙ）には、当該タイミングでの差分ΔＰｂを算出し、記憶する（Ｓ１０３）。使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きくない場合（Ｎ）には、当該タイミングでの差分ΔＰｂを０にするとよい（Ｓ１０４）。
【００７４】
次に、当該使用中の面圧Ｐｂが測定されたタイミングの直近の単位時間ΔＴ当たりの差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する（Ｓ１０５）。そして、差分ΔＰｂの総和Ｈに対して設定された閾値Ｘよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０６：Ｈ＞Ｘ）。そして、総和Ｈが閾値Ｘよりも大きい場合（Ｙ）には、ヒーター２４を作動させ（Ｓ１０７）、リチウムイオン二次電池１００の温度を上げるとよい。また、総和Ｈが閾値Ｘよりも大きくない場合（Ｎ）には、ヒーター２４を停止させるとよい（Ｓ１０８）。
【００７５】
《閾値Ｘ》
ここで差分ΔＰｂの総和Ｈに対して設定される閾値Ｘを説明する。閾値Ｘは、予めベンチ試験を行ない、上記の差分ΔＰｂの総和Ｈと、抵抗増加率（ハイレート充放電後の抵抗増加率）を基に寿命を推定した結果を得る。図１１は、差分ΔＰｂの総和Ｈと、寿命（推定値）との相関関係の例を示している。当該相関関係を基に、任意に設定される寿命目標から閾値Ｘを得るとよい。このように、閾値Ｘは、予め行われる試験を基に適当な値を任意に定めることができる。なお、閾値Ｘは、任意に適当な値を設定できる。閾値Ｘを定めるのに予め行われる試験も任意の条件を設定できる。
【００７６】
以上のように、コントローラー２６によって、ヒーター２４を制御し、適宜にリチウムイオン二次電池１００の温度を上げて、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化を抑制することができる。これにより、ハイレート充放電を伴う用途において、出力を高く維持することができる。
【００７７】
ここで、図１２は、０℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示している。図１３は、１０℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示している。図１４は、２５℃におけるハイレートでの放電時の使用中の面圧Ｐｂを示している。
【００７８】
ここで、図１２に示すように、０℃の温度環境では、ハイレートでの放電時に合わせて使用中の面圧Ｐｂが上昇し、使用中の面圧Ｐｂにピークが生じる。１０℃の温度環境では、ハイレートでの放電時に合わせて使用中の面圧Ｐｂが上昇し、使用中の面圧Ｐｂにピークが生じる。２５℃の温度環境では、使用中の面圧Ｐｂはハイレートでの放電があっても明確なピークは生じない。このように、２５℃程度の温度環境では、ハイレート放電に対して電池ケース３００の使用中の面圧Ｐｂは大きく上昇しない。このため、捲回電極体２００（図１参照）の膨張も凡そ小さく、ハイレート劣化も起こり難いと考える。これに対して、凡そ１０℃以下、捲回電極体２００（図１参照）の膨張も凡そ大きくなり、ハイレート劣化も起こり易くなると考える。さらには凡そ０℃以下になると、ハイレート劣化がより顕著になると考えられる。
【００７９】
このため、ヒーター２４は、１８℃から２７℃の予め定められた温度になるように二次電池を温めるとよい。例えば、ヒーター２４が熱風を当てる装置構成であれば、１８℃から２７℃の予め定められた温度の熱風を二次電池に当てる構成にするとよい。上述した二次電池の制御方法は、２５℃よりも低い温度環境、例えば、１０℃以下の温度環境において、二次電池のハイレート劣化の程度に応じて、適宜に、二次電池時電池が温めるとよい。これにより、二次電池はハイレート劣化から回復するとともに、ハイレート劣化を小さく抑えることができる。このため、リチウムイオン二次電池１００が、予め定められた温度（この場合、例えば、２５℃、２０℃、１５℃）よりも低い温度環境において、上述した二次電池を温める制御が実行されるように構成してもよい。また、上述した二次電池の制御方法は、例えば、２５℃以上の温度環境であれば、差分ΔＰｂの総和Ｈが大きくなりにくい。しかし、ハイレートでの充放電が繰り返されるような使用状況（例えば、車両用途では、加減速が繰り返されるような高負荷走行時）によって、２５℃以上の温度環境であっても、差分ΔＰｂの総和Ｈが基準値を超えるような場合もありうる。このような場合には、温度環境に関係なく、上述した二次電池を温める制御が実行されるべき場合もある。このため、例えば、予め定められた二次電池の使用条件で、温度環境に関係なく、上述した二次電池を温める制御が実行されるように構成するとよい。
【００８０】
《組電池への適用》
次に、ここでリチウムイオン二次電池１００を複数組み合わせた車載用の組電池を説明する。
【００８１】
図１５は、車載用の組電池の構成例を示す斜視図であり、図１６はその側面図である。ここで開示される組電池１０００は、図１０に示すように、電池ケース３００の最も広い面３００Ａが対向するように、複数の角型のリチウムイオン二次電池１００を配置し、拘束部材４００で拘束されている。なお、図１５に示された例では、組電池に含まれるリチウムイオン二次電池１００は４つであるが、組電池に含まれるリチウムイオン二次電池１００は４つに限定されない。
【００８２】
この実施形態では、拘束部材４００は、各角型のリチウムイオン二次電池１００の間に装着されるスペーサ４０１と、複数の角型のリチウムイオン二次電池１００を重ねた方向における両側に配置されるエンドプレート４０２と、エンドプレート４０２の間隔を拘束する拘束バンド４０３とを備えている。当該複数の組電池は、バスバー４１０によってそれぞれ電気的に直列に接続されている。なお、組電池および拘束部材の構造は、かかる形態に特に限定されない。かかる拘束部材４００によって、組電池の各リチウムイオン二次電池１００は膨張が抑えられている。以下、組電池の各リチウムイオン二次電池１００は、適宜、「セル」とも称される。
【００８３】
この場合、組電池は、温度が上昇しやすいセルと、上昇しにくいセルがある。また、この実施形態では、ヒーター２４は、組電池全体の温度が上がるように配置される。この場合、面圧センサー２２は、組電池の中で最も温度が上昇しにくいセルに取り付けるとよい。また、当該セルに温度センサー、ＳＯＣ測定装置（ここでは、電圧器）を取り付けるとよい。コントローラー２６は、面圧センサー２２によって取得された電池ケース３００に作用する内部圧力に基づいてヒーター２４を制御する。
【００８４】
この場合、例えば、面圧センサー２２が取り付けられた当該セルについて、車のエンジンをスタートさせる時に基準面圧Ｐａを測定し、かつ、適宜、補正するとよい。また、走行中に０．１秒毎に使用中の面圧Ｐｂを測定するとよい。また、単位時間ΔＴは、例えば、３０分として、差分ΔＰｂの総和Ｈを測定するとよい。これにより、組電池１０００を適宜に温めることができ、ハイレート劣化を抑制し、組電池１０００の出力低下を防止することができるとともに、組電池１０００の寿命を向上させることができる。
【００８５】
《二次電池の制御方法》
以上のとおり、ここで提案される二次電池の制御方法は、予め定められたタイミングで測定された二次電池の電池ケースの基準面圧Ｐａを取得するステップＡと、二次電池の使用中の面圧Ｐｂを取得するステップＢ（Ｓ１０１）と、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとに基づいて当該二次電池を温める要否を判定するステップＣ（Ｓ１０６）とを含んでいるとよい。なお、カッコ内の符号は、図１０のフローチャートにおける対応するステップを示している。
【００８６】
このように、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとに基づいて当該二次電池を温める要否を判定することによって、ヒーター２４を適当なタイミングで作動させることができ、効率よく二次電池を温めることができ、これにより、ハイレート劣化を抑制できる。
【００８７】
ここで、ステップＣは、例えば、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、当該二次電池を温める要否を要としてもよい。このように、使用中の面圧Ｐｂが、リチウムイオン二次電池１００の基準となる面圧（基準面圧Ｐａ）よりも大きい場合に、二次電池を温められるようにヒーター２４を制御してもよい。
【００８８】
また、ステップＢは、予め定められた時間毎に使用中の面圧Ｐｂを取得するとよい。例えば、上述したように０．１秒間隔で使用中の面圧Ｐｂを取得してもよい。適切な間隔で使用中の面圧Ｐｂを取得することによって、ハイレート劣化の状況を見落とさずに検出することができる。
【００８９】
ステップＣは、使用中の面圧Ｐｂが基準面圧Ｐａよりも大きい場合に、基準面圧Ｐａと使用中の面圧Ｐｂとの差分ΔＰｂを記憶するステップＣ１と、予め定められた単位時間ΔＴに記憶された差分ΔＰｂの総和Ｈを算出するステップＣ２と、総和Ｈが予め定められた閾値Ｘよりも大きい場合に、二次電池１００を温める要否を要とするステップＣ３とを含んでいてもよい。
【００９０】
ステップＣ２において、差分ΔＰｂの総和Ｈを算出する際に、予め定められた単位時間は、例えば、５分以上３０分以下であってもよい。これにより、リチウムイオン二次電池１００のハイレート劣化の状況を的確に推定でき、より適切に電池を温める要否を判定できる。
【００９１】
以上、本発明の一実施形態に係る二次電池の制御方法および二次電池の制御装置２０を例示したが、本発明は、上述した何れの実施形態にも限定されない。
【００９２】
例えば、ここで提案される二次電池は、上述したように、ハイレート劣化を抑制でき、電池寿命を向上させうる。このため、ハイレートでの充放電が繰り返され、かつ、ハイレート劣化が生じ易い低温環境への対応についても要求される用途において、特に高いレベルで要求される、自動車用途における車載搭載用の電池の制御システムに好適である。この場合、例えば、図１７に示すように、二次電池の複数個を接続して組み合わせた組電池の形態で、自動車などの車両１のモータ（電動機）を駆動させる車両駆動用電池１０００として好適に利用され得る。かかる二次電池の制御方法を採用することによって、燃費を向上させることができ、また、二次電池の出力を高く維持できるのでドライバビリティを向上させることができる。
【００９３】
また、ここでは、二次電池として、主としてリチウムイオン二次電池を例示したが、ここで提案される二次電池の制御方法および制御装置は、特に明示的に限定されない限りにおいてリチウムイオン二次電池以外の二次電池にも採用しうる。特に、低温環境において、ハイレート劣化が生じ易い特性を有する二次電池の制御方法として好適である。
【符号の説明】
【００９４】
１  車両
２０  二次電池の制御装置
２２  面圧センサー
２４  ヒーター
２４ａ  吹き出し口
２６  コントローラー
３１  温度センサー
３２  電圧計
４１  第１記憶部
４２  第２記憶部
４３  第３記憶部
５１  演算部
１００  リチウムイオン二次電池（二次電池）
２００  捲回電極体
２２０  正極シート
２２１  正極集電箔
２２２  未塗工部
２２３  正極活物質層
２４０  負極シート
２４１  負極集電箔
２４２  未塗工部
２４３  負極活物質層
２６２，２６４  セパレータ
２８０  電解液
２９０  充電器
２９２  スイッチ
２９４  抵抗
３００  電池ケース
３００Ａ  電池ケース３００の最も広い面
３２０  ケース本体
３４０  封口板
３５０  注液口
３５２  封止材
３６０  安全弁
４００  拘束部材
４０１  スペーサ
４０２  エンドプレート
４０３  拘束バンド
４１０  バスバー
４２０  正極端子
４４０  負極端子
１０００  車両駆動用電池（組電池）
ＷＬ  捲回軸
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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