(57)【要約】【課題】低価格で電池モジュールに用いる拘束部の破壊防止制御を精度よく行う蓄電装置を提供する。【解決手段】複数の電池２と、電池２の膨張を防止するための拘束部と、電池２の充放電を制御する制御部７と、を備える蓄電装置６であって、制御部７は、電池２の劣化度を算出し、電池２が充電をするごとに充電開始時刻の充電率と充電終了時刻の充電率との差を算出し、差の平均を算出して充電率変化量とし、充電率変化量と劣化度とに基づいて電池２の膨張量を求め、膨張量が、電池２の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値以上の場合、電池２が劣化していると判定する蓄電装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池と、前記電池の膨張を防止するための拘束部と、前記電池の充放電を制御する制御部と、を備える蓄電装置であって、
前記制御部は、
前記電池の劣化度を算出し、
前記電池が充電をするごとに充電開始時刻の充電率と充電終了時刻の充電率との差を算出し、前記差の平均を算出して充電率変化量とし、
前記充電率変化量と前記劣化度とに基づいて前記電池の膨張量を求め、
前記膨張量が、前記電池の膨張により前記拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値以上の場合、前記電池が劣化していると判定する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、前記充電率変化量が小さいほど、前記容量維持率又は前記満充電容量が小さいときに前記膨張量は前記膨張閾値に達し、
前記劣化度が内部抵抗である場合、前記充電率変化量が小さいほど、前記内部抵抗が大きいときに前記膨張量は前記膨張閾値に達する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記劣化度が前記容量維持率又は前記満充電容量である場合、前記電池の温度が高いほど、前記容量維持率又は前記満充電容量が大きいときに前記膨張量は前記膨張閾値に達し、
前記劣化度が前記内部抵抗である場合、前記電池の温度が高いほど、前記内部抵抗が小さいときに前記膨張量は前記膨張閾値に達する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
複数の電池と、前記電池の膨張を防止するための拘束部と、前記電池の充放電を制御する制御部と、を備える蓄電装置であって、
前記制御部は、
前記電池の劣化度を算出し、
前記電池が充電をするごとに充電開始時刻の充電率と充電終了時刻の充電率との差を算出し、前記差の平均を算出して充電率変化量とし、
前記充電率変化量に基づいて、前記電池の膨張により前記拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値に対応する劣化閾値を求め、
前記劣化度が前記劣化閾値以上である場合、前記電池が劣化していると判定する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電装置であって、
前記劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合で、前記容量維持率又は前記満充電容量が前記劣化閾値以下である場合に、前記電池が劣化していると判定し、
前記劣化度が内部抵抗である場合で、前記内部抵抗が前記劣化閾値以上の場合に、前記電池が劣化していると判定する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項６】
請求項４に記載の蓄電装置であって、
前記劣化度が前記容量維持率又は前記満充電容量である場合、前記充電率変化量が小さいほど、前記容量維持率又は前記満充電容量が小さいときに前記劣化度は前記劣化閾値に達し、
前記劣化度が前記内部抵抗である場合、前記充電率変化量が小さいほど、前記内部抵抗が大きいときに前記劣化度は前記劣化閾値に達する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【請求項７】
請求項４に記載の蓄電装置であって、
前記劣化度が前記容量維持率又は前記満充電容量である場合、前記電池の温度が高いほど、前記容量維持率又は前記満充電容量が大きいときに前記劣化度は前記劣化閾値に達し、
前記劣化度が前記内部抵抗である場合、前記電池の温度が高いほど、前記内部抵抗が小さいときに前記劣化度は前記劣化閾値に達する、
ことを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュールに用いる拘束部の破壊防止制御をする蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置に設けられる、複数の電池を有する電池モジュールは、電流遮断機構（ＣＩＤ：Current Interrupt Device）を作動させるため又は析出防止のために、電池モジュールの電池に均一に圧力をかける拘束部を有している。しかし、電池モジュールを構成する電池が劣化すると、電池が膨張してその圧力に耐えられず拘束部は破壊する。
【０００３】
関連する技術として特許文献１及び特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７４１９８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、拘束部の破壊防止制御をする方法として、電池の満充電容量を推定し、推定した満充電容量が、電池が膨張して拘束部が破壊に至ると見做せる満充電容量閾値に達したかを判定し、満充電容量閾値に達している場合に電池モジュールの使用を禁止する方法がある。しかしながら、満充電容量の推定誤差は大きいため、満充電容量閾値に推定誤差分のマージンを持たせる必要があるので、実際に拘束部が破壊に至ると見做せる満充電容量閾値に対応するよりマージン分早めに電池モジュールの使用が禁止されてしまう。
【０００６】
また、拘束部の破壊防止制御をする他の方法として、歪みセンサを用いる方法がある。歪みセンサを用いる方法では、歪みセンサを電池モジュールに設け、歪みセンサが検出した検出値が、電池が膨張して拘束部を破壊すると見做せる歪みに達した場合に、電池モジュールの使用を禁止している。しかしながら、歪みセンサなどは高価であるため、電池モジュールの価格が高くなる。
【０００７】
本発明の一側面に係る目的は、低価格で電池モジュールに用いる拘束部の破壊防止制御を精度よく行う蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一つの形態である蓄電装置は、複数の電池と、電池の膨張を防止するための拘束部と、電池の充放電を制御する制御部とを備える。
制御部は、電池の劣化度を算出し、電池が充電をするごとに充電開始時刻の充電率と充電終了時刻の充電率との差を算出し、それら差の平均を算出して充電率変化量とし、充電率変化量と劣化度とに基づいて電池の膨張量を求め、膨張量が、電池の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値以上の場合、電池が劣化していると判定する。
【０００９】
また、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、充電率変化量が小さいほど、容量維持率又は満充電容量が小さいときに膨張量は膨張閾値に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、充電率変化量が小さいほど、内部抵抗が大きいときに膨張量は膨張閾値に達する。
【００１０】
また、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、電池の温度が高いほど、容量維持率又は満充電容量が大きいときに膨張量は膨張閾値に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、電池の温度が高いほど、内部抵抗が小さいときに膨張量は膨張閾値に達する。
【００１１】
本発明に係る他の一つの形態である蓄電装置は、複数の電池と、電池の膨張を防止するための拘束部と、電池の充放電を制御する制御部とを備える。
制御部は、電池の劣化度を算出し、電池が充電をするごとに充電開始時刻の充電率と充電終了時刻の充電率との差を算出し、それら差の平均を算出して充電率変化量とし、充電率変化量に基づいて、電池の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値に対応する電池の劣化閾値を求め、劣化度が劣化閾値以下である場合、電池が劣化していると判定する。
【００１２】
また、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合で、容量維持率又は満充電容量が劣化閾値以下である場合に、電池が劣化していると判定し、劣化度が内部抵抗である場合で、内部抵抗が劣化閾値以上の場合に、電池が劣化していると判定する。
【００１３】
また、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、充電率変化量が小さいほど、容量維持率又は満充電容量が小さいときに劣化度は劣化閾値に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、充電率変化量が小さいほど、内部抵抗が大きいときに劣化度は劣化閾値に達する。
【００１４】
また、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、電池の温度が高いほど、容量維持率又は満充電容量が大きいときに劣化度は劣化閾値に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、電池の温度が高いほど、内部抵抗が小さいときに劣化度は劣化閾値に達する。
【発明の効果】
【００１５】
低価格で電池モジュールに用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電池モジュールの一実施例を示す側面図である。
【図２】蓄電装置の一実施例を示す図である。
【図３】充電率変化量と劣化度と膨張量との関係の一例を示す図である。
【図４】実施形態１の蓄電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
【図５】膨張量算出情報のデータ構造の一実施例を示す図である。
【図６】実施形態２の充電装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
【図７】劣化閾値算出情報のデータ構造の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
＜実施形態１＞
図１は、電池モジュール１の一実施例を示す図である。電池モジュール１は、図１に示すように配列された複数の電池２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ）を有する。電池２は、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池又は蓄電素子などである。
【００１８】
また、電池モジュール１は、電池２それぞれの膨張を防止するための拘束部を有する。また、拘束部は、電流遮断機構を作動させるため又は析出防止のため、電池モジュール１の電池２それぞれに均一に圧力をかける。図１に示す拘束部は、例えば、弾性体３ａ、弾性体３ｂ、拘束板４ａ、拘束板４ｂ、拘束部材５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を備える。
【００１９】
弾性体３ａは、電池２ａの電池２ｂと逆方向に位置する端面に密着して配置される。弾性体３ｂは、電池２ｆの電池２ｅと逆方向に位置する端面に密着して配置される。なお、弾性体３ａ、３ｂは、例えば、ゴム、シリコン、樹脂などが考えられる。
【００２０】
拘束板４ａは、弾性体３ａの電池２ａと逆方向に位置する端面に密着して配置される。拘束板４ｂは、弾性体３ｂの電池２ｆと逆方向に位置する端面に密着して配置される。
拘束部材５は、拘束板４ａ、４ｂ及び弾性体３ａ、３ｂと係合するボルト５ａ及びボルト５ｂと、ボルト５ａ、５ｂに螺合して矢印の方向から電池２それぞれに所定圧力を加えるナット５ｃ、５ｄを有する。このように図１に示す構成により、ボルト５ａ、５ｂの位置を調整することで、複数の電池２それぞれに均一に圧力を加えることができる。
【００２１】
なお、拘束部及び拘束方法は、図１に示した拘束部及び拘束方法に限定されるものではなく、電池２それぞれの膨張を防止し、電流遮断機構を作動させ、析出防止ができる、拘束部及び拘束方法であればよい。
【００２２】
蓄電装置６について説明をする。
図２は、蓄電装置６の一実施例を示す図である。蓄電装置６は、例えば、電池モジュール１、制御部７、電流計測部８、電圧計測部９、温度計測部１０、切替部１１を備える。また、蓄電装置６は、例えば、車両に搭載された電池パックなどが考えられる。
【００２３】
制御部７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられる。また、制御部７は、内部又は外部に備えられている記憶部を備え、記憶部に記憶されている蓄電装置６の各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本例においては制御部７を用いて説明をするが、制御部７が実行する制御を、例えば車両に搭載されている一つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などに行わせてもよい。
【００２４】
制御部７は、電池モジュール１を構成する電池２の劣化度を算出し、電池２が充電をするごとに充電開始時刻の充電率ＳＯＣ１と充電終了時刻の充電率ＳＯＣ２との差ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）を算出し、それら差の平均を算出して充電率変化量ΔＳＯＣａｖとし、充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度とに基づいて電池２の膨張量を求める。
【００２５】
電池２の劣化度は、例えば、容量維持率（＝現在の満充電容量［Ａｈ］／初期の満充電容量［Ａｈ］×１００［％］）、満充電容量（＝電流積算値［Ａｈ］／充電率［％］）、内部抵抗［Ω］などである。容量維持率の場合、電池２の劣化が進むにつれて１００［％］から０［％］へ向かって劣化度は推移する。満充電容量の場合、電池２の劣化が進むにつれて大きい容量値から小さい容量値へ向かって劣化度は推移する。内部抵抗の場合、電池２の劣化が進むにつれて小さい抵抗値から大きい抵抗値へ向かって劣化度は推移する。
【００２６】
電池２の膨張量は、図１に示す電池２のＸ軸方向の膨張量で、電池２の初期の状態から、Ｘ軸に垂直な電池２の両端面が拘束板４ａ方向に膨張した量（Ｘａ［ｍｍ］）と拘束板４ｂ方向に膨張した量（Ｘｂ［ｍｍ］）とを加算した膨張量（＝Ｘａ＋Ｘｂ）である。
【００２７】
続いて、制御部７は、膨張量が、電池２の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値以上の場合、電池２が劣化していると判定する。
膨張閾値は、拘束部で拘束された電池２それぞれが同じように膨張したと仮定した場合に、その膨張により拘束部のボルト５ａ、５ｂが破壊に至ると見做せる膨張量になる前に、電池モジュール１の使用を禁止するために設けられる値である。
【００２８】
続いて、制御部７は、拘束部が破壊する前に電池モジュール１の使用を禁止する。電池モジュール１の使用を禁止する場合には、電池モジュール１の切替部１１を遮断させる。更に、制御部７は、利用者に電池モジュール１が使用禁止状態であることを警告してもよい。例えば、制御部７は蓄電装置６に設けられている不図示の出力部に、電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。また、蓄電装置６と充電装置が接続されている場合には、充電装置側に電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。なお、蓄電装置６が車両に搭載されている場合には、車両側に電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。
【００２９】
充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度と電池２の膨張量の関係について説明をする。
図３は、充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率（劣化度）と膨張量との関係の一例を示す図である。図３の縦軸には膨張量［ｍｍ］が示され、横軸には劣化度（容量維持率［％］）が示されている。図３に示す線分Δ１００％は、充電率ＳＯＣ１＝０［％］から充電率ＳＯＣ２＝１００［％］の充電を、所定回数繰り返した場合（充電率変化量ΔＳＯＣａｖ＝１００［％］）の電池２の容量維持率と膨張量との関係を示している。線分Δ８０％は、充電率ＳＯＣ１＝２０［％］から充電率ＳＯＣ２＝１００［％］の充電を、所定回数繰り返した場合（充電率変化量ΔＳＯＣａｖ＝８０［％］）の電池２の容量維持率と膨張量との関係を示している。線分Δ６０％は、充電率ＳＯＣ１＝４０［％］から充電率ＳＯＣ２＝１００［％］の充電を、所定回数繰り返した場合（充電率変化量ΔＳＯＣａｖ＝６０［％］）の電池２の容量維持率と膨張量との関係を示している。線分Δ４０％は、充電率ＳＯＣ１＝６０［％］から充電率ＳＯＣ２＝１００［％］の充電を、所定回数繰り返した場合（充電率変化量ΔＳＯＣａｖ＝４０［％］）の電池２の容量維持率と膨張量との関係を示している。線分Δ２０％は、充電率ＳＯＣ１＝８０［％］から充電率ＳＯＣ２＝１００［％］の充電を、所定回数繰り返した場合（充電率変化量ΔＳＯＣａｖ＝２０［％］）の電池２の容量維持率と膨張量との関係を示している。なお、図３に示す例では膨張閾値は０．６［ｍｍ］に設定されている。
【００３０】
なお、図３に示す線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％は、実験又はシミュレーションなどで求める。線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％は、充電率変化量ΔＳＯＣａｖを１００［％］、８０［％］、６０［％］、４０［％］、２０［％］とした場合に、基準とする充電率を１００［％］（充電率ＳＯＣ２＝１００［％］）として、充電を所定回数繰り返して求めたものである。しかし、基準とする充電率は１００［％］でなくてもよく、例えば、基準とする充電率を０［％］（充電率ＳＯＣ１＝０［％］）としてもよいし、充電率を５０［％］を基準としてもよい。
【００３１】
次に、図３を参照すると、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）ごとに、充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率の関係は異なるので、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに容量維持率と膨張量との関係も異なる。また、充電率変化量ΔＳＯＣａｖは小さいほど、容量維持率が小さいときに膨張量は膨張閾値に達する。例えば、制御部７が算出した充電率変化量ΔＳＯＣａｖが１００［％］で、劣化度（容量維持率）が８０［％］である場合、図３に示す線分Δ１００％上の劣化度（容量維持率）が８０［％］に対応する膨張量は０．６［ｍｍ］となる。また、制御部７が算出した充電率変化量ΔＳＯＣａｖが８０［％］で、劣化度（容量維持率）が７０［％］である場合、図３に示す線分Δ８０％上の劣化度（容量維持率）が７０［％］に対応する膨張量は０．６［ｍｍ］となる。
【００３２】
そうすると、図３に示す関係を利用することで、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求められるため、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００３３】
また、劣化度を満充電容量とした場合には容量維持率と同様に、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）が小さいほど、満充電容量が小さいときに膨張量は膨張閾値に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）が小さいほど、内部抵抗が大きい抵抗値のときに膨張量は膨張閾値に達する。
【００３４】
言い換えると、劣化度が大きいほど膨張量は膨張閾値に達しやすくなる。劣化度が大きいとは、容量維持率が小さい、又は、満充電容量が小さい、又は、内部抵抗が大きいことである。
【００３５】
そうすると、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求められるため、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００３６】
電池２の温度が変動した場合について説明する。
充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率と膨張量との関係は、電池２の温度に応じて変わるため、膨張量の求め方も温度に応じて変える。その理由は、劣化度が容量維持率である場合、電池２の温度が高いほど、容量維持率が大きいときに膨張量は膨張閾値に達するためである。すなわち、電池２の温度が高くなると、充電率変化量ΔＳＯＣａｖの傾き（＝膨張量／劣化度）が急になるためである。例えば、図３に示す線分Δ１００％が電池２の温度が常温のときとすると、電池２の温度が常温よりも高くなると、線分Δ１００％Ｔに示すように傾きが急になる。従って、電池２の温度が常温では、図３に示す線分Δ１００％は容量維持率が８０［％］であるときに膨張量は０．６［ｍｍ］となるが、電池２の温度が高いときには、線分Δ１００％Ｔの傾きが線分Δ１００％の傾きより急になるため容量維持率が８０［％］より大きい８５［％］のときに膨張量が０．６［ｍｍ］となる。
【００３７】
そうすると、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率と膨張量との関係を変えることで、温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求められるため、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを更に小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。
【００３８】
また、劣化度が満充電容量である場合にも、電池２の温度が高いほど、満充電容量が大きいときに膨張量は膨張閾値に達するので、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと満充電容量と膨張量との関係を変える。このように温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求めることで、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを小さくできる。
【００３９】
また、劣化度が内部抵抗である場合、電池２の温度が高いほど、内部抵抗が小さいときに膨張量は膨張閾値に達するので、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと内部抵抗と膨張量との関係を変える。このように温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求めることで、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを小さくできる。
【００４０】
その結果、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００４１】
なお、電池２の温度は、充電するごとに温度計測部１０が計測した電池モジュール１又は電池２の温度の平均温度を用いる。
実施形態１の蓄電装置６の動作について説明をする。
【００４２】
図４は、実施形態１の蓄電装置６の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ１では、制御部７が電池モジュール１を構成する電池２の劣化度を算出する。電池２の劣化度とは、例えば、容量維持率（＝現在の満充電容量［Ａｈ］／初期の満充電容量［Ａｈ］×１００［％］）、満充電容量（＝電流積算値［Ａｈ］／充電率［％］）、内部抵抗［Ω］などである。
【００４３】
ステップＳ２では、制御部７が充電率変化量ΔＳＯＣａｖを算出する。電池２が充電をするごとに充電開始時刻の充電率ＳＯＣ１と充電終了時刻の充電率ＳＯＣ２との差ΔＳＯＣを算出し、それら差の平均を算出して充電率変化量ΔＳＯＣａｖする。
【００４４】
すなわち、電池２が充電をするごとに充電開始時刻の充電率ＳＯＣ１［％］と充電終了時刻の充電率ＳＯＣ２［％］との差ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）［％］を求め、それら求めた差ΔＳＯＣの平均を求めて充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］とする。式１にｎ回充電をした場合の充電率変化量を算出する式を示す。
【００４５】
ΔＳＯＣａｖ＝（ΔＳＯＣ１＋ΔＳＯＣ２＋……＋ΔＳＯＣｎ）／ｎ      式１
ステップＳ３では、制御部７が充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度とに基づいて電池２の膨張量を求める。例えば、制御部７は、算出した充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度とを用いて、記憶部に記憶されている膨張量算出情報を参照し、電池２の膨張量を求める。
【００４６】
図５は、膨張量算出情報のデータ構造の一実施例を示す図である。図５に示す膨張量算出情報５１は、図３に示した関係に基づいて作成される情報で、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化度（容量維持率［％］）」と「膨張量［ｍｍ］」とが関連付けられ、記憶部に記憶されている。「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」に関連付けられている情報「２０」「４０」「６０」「８０」「１００」は、充電率変化量ΔＳＯＣａｖが２０［％］、４０［％］、６０［％］、８０［％］、１００［％］であることを示している。「劣化度（容量維持率［％］」に関連付けられている情報「１００」「９５」「９０」「８５」「８０」「７５」「７０」……は、容量維持率が１００［％］、９５［％］、９０［％］、８５［％］、８０［％］、７５［％］、７０［％］……であることを示している。「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」の情報と「劣化度（容量維持率［％］）」の情報とに関連付けられる膨張量［ｍｍ］の情報「０．００」「０．０１」……「０．６０」……は電池２の膨張量を示している。
【００４７】
また、図５に示す膨張量算出情報５１では、充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率と膨張量とを関連付けているが、劣化度として満充電容量を用いる場合には、膨張量算出情報５１のデータ構造を、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化度（満充電容量［Ａｈ］）」と「膨張量［ｍｍ］」とを関連付けて記憶部に記憶する。また、劣化度として内部抵抗を用いる場合には、膨張量算出情報５１のデータ構造を、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化度（内部抵抗［Ω］）」と「膨張量［ｍｍ］」とを関連付けて記憶部に記憶する。
【００４８】
ステップＳ４では、制御部７が、膨張量と膨張閾値とを比較し、求めた膨張量が膨張閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、電池２が劣化していると判定してステップＳ５に移行する。膨張量が膨張閾値より小さい場合（Ｎｏ）、電池２は劣化していないと判定してステップＳ１に移行する。
【００４９】
ステップＳ５では、制御部７が電池モジュール１の使用を禁止する。また、電池モジュール１の使用を禁止する場合には、電池モジュール１の切替部１１を遮断させる。更に、利用者に電池モジュール１が使用禁止状態であること警告をしてもよい。
【００５０】
このように、ステップＳ１からステップＳ４の処理をすることで、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求められるため、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００５１】
電池２の温度が変動した場合について説明する。
電池２の温度ごとに容量維持率を用いた膨張量算出情報を作成して記憶部に記憶する。ステップＳ１、Ｓ２の処理を実行した後、ステップＳ３では、制御部７が、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度とを用いて、温度に対応した容量維持率を用いた膨張量算出情報を参照し、膨張量を求める。例えば、電池２の温度が常温のときには膨張量算出情報５１を用いて膨張量を求め、常温でないときには現在の温度に対応した膨張量算出情報を用いて膨張量を求める。
【００５２】
続いてステップＳ４において制御部７は、膨張量と膨張閾値とを比較し、膨張量が膨張閾値以上の場合（Ｙｅｓ）、電池２が劣化していると判定してステップＳ５に移行する。膨張量が膨張閾値より小さい場合（Ｎｏ）、電池２は劣化していないと判定してステップＳ１に移行する。
【００５３】
なお、劣化度を満充電容量とした場合には、電池２の温度ごとに満充電容量を用いた膨張量算出情報を作成して記憶部に記憶する。そしてステップＳ３において制御部７は、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖと満充電容量とを用いて、温度に対応した満充電容量を用いた膨張量算出情報を参照し、膨張量を求める。
【００５４】
また、劣化度を内部抵抗とした場合、電池２の温度ごとに内部抵抗を用いた膨張量算出情報を作成して記憶部に記憶する。そしてステップＳ３において制御部７は、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖと内部抵抗とを用いて、温度に対応した内部抵抗を用いた膨張量算出情報を参照し、膨張量を求める。
【００５５】
このように電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化度との関係を変えることで、温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張量を求められるため、膨張量を精度よく求めることができるので、膨張閾値に持たせるマージンを更に小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１で説明した膨張閾値に対応する劣化度を示す劣化閾値を、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（図３に示した線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）ごとに求め、電池２の劣化度と膨張閾値に対応する電池２の劣化閾値とを比較し、電池モジュール１の使用を禁止するか否かを判定する。
【００５６】
制御部７は、電池モジュール１を構成する電池２の劣化度を算出し、電池２が充電をするごとに充電開始時刻の充電率ＳＯＣ１と充電終了時刻の充電率ＳＯＣ２との差ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ２−ＳＯＣ１）を算出し、それら差の平均を算出して充電率変化量ΔＳＯＣａｖとし、充電率変化量ΔＳＯＣａｖに基づいて、電池２の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値に対応する電池２の劣化閾値を求める。
【００５７】
劣化閾値は、拘束部で拘束された電池２それぞれが同じように膨張した場合に、その膨張により拘束部のボルト５ａ、５ｂが破壊に至る膨張量より小さい膨張閾値に対応する劣化度である。
【００５８】
続いて、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合に、制御部７は、容量維持率又は満充電容量が劣化閾値以下である場合、電池が劣化していると判定する。また、劣化度が内部抵抗である場合に、制御部７は、内部抵抗が劣化閾値以上である場合、電池２が劣化していると判定する。言い換えると、劣化度が劣化閾値以上である場合、電池２が劣化していると判定する。
【００５９】
続いて、制御部７は拘束部が破壊する前に、電池モジュール１の使用を禁止する。電池モジュール１の使用を禁止する場合には、電池モジュール１の切替部１１を遮断させる。更に、制御部７は利用者に電池モジュール１が使用禁止状態であることを警告してもよい。例えば、制御部７は蓄電装置６に設けられている不図示の出力部に、電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。また、蓄電装置６と充電装置が接続されている場合には、充電装置側に電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。なお、蓄電装置６が車両に搭載されている場合には、車両側に電池モジュール１が使用禁止状態であることを示す情報などを出力させる。
【００６０】
次に、充電率変化量ΔＳＯＣａｖと劣化閾値との関係について説明をする。
劣化度が容量維持率である場合、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）が小さいほど、容量維持率が小さいときに劣化度（容量維持率）は劣化閾値（容量維持率）に達する。図３を参照すると、線分Δ１００％の場合、膨張閾値が０．６［ｍｍ］のときに劣化度（容量維持率）は８０［％］であるので、劣化閾値（容量維持率）は８０［％］となる。また、線分Δ８０％の場合、膨張閾値が０．６［ｍｍ］のときに劣化度（容量維持率）は７０［％］であるので、劣化閾値（容量維持率）は７０［％］となる。
【００６１】
このように、図３に示す関係を利用することで、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（容量維持率）を求められるため、精度よく劣化閾値（容量維持率）を求めることができるので、劣化閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００６２】
また、劣化度が満充電容量である場合も容量維持率と同様に、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）が小さいほど、満充電容量が小さいときに劣化度（満充電容量）は劣化閾値（満充電容量）に達する。また、劣化度が内部抵抗である場合、充電率変化量ΔＳＯＣａｖ（線分Δ１００％、Δ８０％、Δ６０％、Δ４０％、Δ２０％）が小さいほど、内部抵抗が大きいときに劣化度（内部抵抗）は劣化閾値（内部抵抗）に達する。
【００６３】
なお、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（満充電容量又は内部抵抗）を求められるため、精度よく劣化閾値（満充電容量又は内部抵抗）を求めることができるので、劣化閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００６４】
電池２の温度が変動した場合について説明する。
充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率と劣化閾値（容量維持率）との関係は、電池２の温度に応じて変わるため、劣化閾値（容量維持率）の求め方も温度に応じて変える。その理由は、劣化度が容量維持率である場合、電池２の温度が高いほど、容量維持率が大きいときに劣化度（容量維持率）は劣化閾値（容量維持率）に達するためである。すなわち、電池２の温度が高くなると、充電率変化量ΔＳＯＣａｖの傾き（＝膨張量／劣化度）が急になるためである。例えば、図３に示す線分Δ１００％が電池２の温度が常温のときとすると、電池２の温度が常温よりも高くなると、線分Δ１００％Ｔに示すように傾きが急になる。従って、電池２の温度が常温では、図３に示す線分Δ１００％のときに膨張閾値が０．６［ｍｍ］で容量維持率が８０［％］となるが、電池２の温度が高いときには、線分Δ１００％Ｔの傾きが線分Δ１００％の傾きより急になるため膨張閾値が０．６［ｍｍ］のときに容量維持率が８０［％］より大きい８５［％］となる。
【００６５】
そうすると、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと容量維持率と劣化閾値（容量維持率）との関係を変えることで、温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（容量維持率）を求められるため、精度よく劣化閾値（容量維持率）を求めることができるので、劣化閾値（容量維持率）に持たせるマージンを更に小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。
【００６６】
また、劣化度が満充電容量である場合にも、電池２の温度が高いほど、満充電容量が大きいときに劣化度（満充電容量）は劣化閾値（満充電容量）に達するので、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと満充電容量と劣化閾値（満充電容量）との関係を変える。このように温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（満充電容量）を求めることで、劣化閾値（満充電容量）を精度よく求めることができるので、劣化閾値（満充電容量）に持たせるマージンを小さくできる。
【００６７】
また、劣化度が内部抵抗である場合、電池２の温度が高いほど、内部抵抗が小さいときに劣化度（内部抵抗）は劣化閾値（内部抵抗）に達するので、電池２の温度に応じて充電率変化量ΔＳＯＣａｖと内部抵抗と劣化閾値（内部抵抗）との関係を変える。このように温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（内部抵抗）を求めることで、劣化閾値（内部抵抗）を精度よく求めることができるので、劣化閾値（内部抵抗）に持たせるマージンを小さくできる。
【００６８】
その結果、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００６９】
なお、電池２の温度は、充電するごとに温度計測部１０が計測した電池モジュール１又は電池２の温度の平均温度を用いる。
実施形態２の蓄電装置６の動作について説明をする。
【００７０】
図６は、実施形態２の蓄電装置６の動作の一実施例を示すフロー図である。
図６に示すステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５の処理は、実施形態１の図４に示すステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５の処理と同じ処理であるので説明を省略する。
【００７１】
ステップＳ６１では、制御部７が充電率変化量ΔＳＯＣａｖに基づいて、電池２の膨張により拘束部が破壊に至ると見做せる膨張量より小さい膨張閾値に対応する電池２の劣化閾値を求める。例えば、制御部７は、算出した充電率変化量ΔＳＯＣａｖとを用いて、記憶部に記憶されている劣化閾値算出情報７１を参照し、電池２の劣化閾値を求める。
【００７２】
図７は、劣化閾値算出情報７１のデータ構造の一実施例を示す図である。図７に示す劣化閾値算出情報７１は、図３に示した関係に基づいて作成される情報で、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化閾値（容量維持率［％］）（膨張閾値＝０．６［ｍｍ］）」とが関連付けられ、記憶部に記憶されている。「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」に関連付けられている情報「１００」「８０」「６０」「４０」「２０」は、充電率変化量ΔＳＯＣａｖが１００［％］、８０［％］、６０［％］、４０［％］、２０［％］であることを示している。「劣化閾値（容量維持率［％］）（膨張閾値＝０．６［ｍｍ］）」に関連付けられている情報「８０」「７０」「６０」「５０」「４０」は、膨張閾値０．６［ｍｍ］に対応する容量維持率を示している。
【００７３】
また、図７に示す劣化閾値算出情報７１は、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに容量維持率を関連付けているが、劣化度として満充電容量を用いる場合には、劣化閾値算出情報７１のデータ構造を、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化閾値（満充電容量［Ａｈ］）（膨張閾値＝０．６［ｍｍ］）」とを関連付けて記憶部に記憶する。すなわち、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張閾値に対応する満充電容量を関連付けて記憶部に記憶する。
【００７４】
また、劣化度として内部抵抗を用いる場合には、劣化閾値算出情報７１のデータ構造を、「充電率変化量ΔＳＯＣａｖ［％］」と「劣化度（内部抵抗［Ω］）（膨張閾値＝０．６［ｍｍ］）」とを関連付けて記憶部に記憶する。すなわち、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに膨張閾値に対応する内部抵抗を関連付けて記憶部に記憶する。
【００７５】
ステップＳ６２では、劣化度が容量維持率又は満充電容量である場合、制御部７は、容量維持率又は満充電容量が劣化閾値以下である場合（Ｙｅｓ）、電池２が劣化していると判定してステップＳ５に移行する。容量維持率又は満充電容量が劣化閾値より大きい場合（Ｎｏ）、電池２は劣化していないと判定してステップＳ１に移行する。
【００７６】
また、ステップＳ６２において、劣化度が内部抵抗である場合、制御部７は、内部抵抗が劣化閾値以上である場合（Ｙｅｓ）、電池２が劣化していると判定してステップＳ５に移行する。内部抵抗が劣化閾値より小さい場合（Ｎｏ）、電池２は劣化していないと判定してステップＳ１に移行する。
【００７７】
このように、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ６１、Ｓ６２の処理をすることで、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（容量維持率）を求められるため、精度よく劣化閾値（容量維持率）を求めることができるので、劣化閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００７８】
なお、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（満充電容量又は内部抵抗）を求められるため、精度よく劣化閾値（満充電容量又は内部抵抗）を求めることができるので、劣化閾値に持たせるマージンを小さくできる。その結果、劣化度を満充電容量又は内部抵抗とした場合にも、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。更に、実際に拘束部が破壊に至る膨張量に近いところまで電池モジュール１を使用することができるので、電池モジュール１の交換時期を延ばすことができる。
【００７９】
電池２の温度が変動した場合について説明する。
電池２の温度ごとに容量維持率を用いた劣化閾値算出情報を作成して記憶部に記憶する。ステップＳ１、Ｓ２の処理を実行した後、ステップＳ６１では、制御部７が、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖとを用いて、温度に対応した容量維持率を用いた劣化閾値算出情報を参照し、劣化閾値を求める。例えば、電池２の温度が常温のときには劣化閾値算出情報７１を用いて劣化閾値を求め、常温でないときには現在の温度に対応した劣化閾値算出情報を用いて劣化閾値を求める。
【００８０】
続いて、ステップＳ６２に移行し電池モジュール１の使用を禁止するか否かを判定する。
このように、電池２の温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（容量維持率）を求められるため、精度よく劣化閾値（容量維持率）を求めることができるので、劣化閾値（容量維持率）に持たせるマージンを更に小さくできる。その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。
【００８１】
また、劣化度を満充電容量とした場合には、電池２の温度ごとに満充電容量を用いた劣化閾値算出情報を作成して記憶部に記憶する。そしてステップＳ６１において制御部７は、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖとを用いて、温度に対応した満充電容量を用いた劣化閾値算出情報を参照し、劣化閾値を求める。続いて、ステップＳ６２に移行し電池モジュール１の使用を禁止するか否かを判定する。
【００８２】
このように、電池２の温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（満充電容量）を求めることで、劣化閾値（満充電容量）を精度よく求めることができるので、劣化閾値（満充電容量）に持たせるマージンを小さくできる。
【００８３】
また、劣化度を内部抵抗とした場合には、電池２の温度ごとに内部抵抗を用いた劣化閾値算出情報を作成して記憶部に記憶する。そしてステップＳ６１において制御部７は、電池２の平均温度と充電率変化量ΔＳＯＣａｖとを用いて、温度に対応した内部抵抗を用いた劣化閾値算出情報を参照し、劣化閾値を求める。続いて、ステップＳ６２に移行し電池モジュール１の使用を禁止にするか否かを判定する。
【００８４】
このように、電池２の温度に応じた充電率変化量ΔＳＯＣａｖごとに劣化閾値（内部抵抗）を求めることで、劣化閾値（内部抵抗）を精度よく求めることができるので、劣化閾値（内部抵抗）に持たせるマージンを小さくできる。
【００８５】
その結果、歪みセンサなどを用いずに低価格で、電池モジュール１に用いる拘束部の破壊防止制御を精度よくできる。
なお、実施形態１、２では放電時の充電率変化量ΔＳＯＣａｖを用いて拘束部の破壊防止制御について説明したが、放電時又は充放電時の充電率変化量ΔＳＯＣａｖを用いて拘束部の破壊防止制御してもよい。
【００８６】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  電池モジュール
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ  電池
３、３ａ、３ｂ  弾性体
４、４ａ、４ｂ  拘束板
５  拘束部材
５ａ、５ｂ  ボルト
５ｃ、５ｄ  ナット
６  蓄電装置
７  制御部
８  電流計測部
９  電圧計測部
１０  温度計測部
１１  切替部
【図１】
2018055783.tif 000003
【図２】
2018055783.tif 000004
【図３】
2018055783.tif 000005
【図４】
2018055783.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018055783.tif 000008
【図７】
2018055783.tif 000009