(57)【要約】【課題】循環電流を抑制し得る組電池モジュールの制御方法を提供する。【解決手段】本発明に係る制御方法は、複数の単電池が電気的に並列に接続されて構成された組電池モジュールの制御方法であって、複数の単電池の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知し、かつ、該内部短絡した単電池の温度がセパレータの融点以下である場合に、バッテリーレス走行に切り替えたのちに、該内部短絡した単電池を電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱して電流遮断機構を作動させる制御を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの動力を用いて走行するバッテリー走行と、前記電動モータの動力を用いずに走行するバッテリーレス走行との切り替えが可能な車両に搭載される組電池モジュールの制御方法であって、
前記組電池モジュールは、複数の単電池が電気的に並列に接続されて構成されており、
前記複数の単電池のそれぞれは、
正極と負極とがセパレータを介して積層されて構成された電極体と、
電解液と、
前記電極体および前記電解液を収容する電池ケースと、
前記電池ケースに設けられ、前記電極体に電気的に接続された外部端子と、
前記電池ケースの内圧が予め定められた圧力以上に高くなると、前記電極体と前記外部端子との電気的な接続を遮断する電流遮断機構と
を備えており、
ここで、前記複数の単電池の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知し、かつ、該内部短絡した単電池の温度が前記セパレータの融点以下である場合に、前記バッテリーレス走行に切り替えたのちに、該内部短絡した単電池を前記電解液の沸点以上かつ前記セパレータの融点以下の温度まで加熱して前記電流遮断機構を作動させる制御を行う、組電池モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池モジュールの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数接続して成る組電池は高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として好ましく用いられている。例えば車両搭載用組電池の一例として特許文献１には、単電池を複数個配列すると共に各単電池をそれぞれ並列に接続することにより構成された蓄電システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１７０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、組電池を構成する各単電池においては、例えば単電池内に混入した異物がセパレータを貫通して正負極間を架橋することで微小内部短絡が生じる場合がある。かかる短絡時には単電池に電圧降下が生じるため、各単電池が並列に接続されていると、並列接続された他の単電池から内部短絡した単電池へ電流が回り込むことが想定される。かかる回り込み電流（循環電流）は短絡箇所に集中して流れるため、そのまま放置すると、ジュール発熱によってセパレータが溶融収縮し、内部短絡が拡大する要因になり得る。したがって、循環電流を抑制する技術が求められている。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、複数の単電池が電気的に並列に接続されて構成された組電池において、循環電流を抑制し得る組電池モジュールの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで提案される制御方法は、電動モータの動力を用いて走行するバッテリー走行と、前記電動モータの動力を用いずに走行するバッテリーレス走行との切り替えが可能な車両に搭載される組電池モジュールの制御方法である。前記組電池モジュールは、複数の単電池が電気的に並列に接続されて構成されている。前記複数の単電池のそれぞれは、正極と負極とがセパレータを介して積層された電極体と、電解液と、前記電極体と前記電解液とを収容する電池ケースと、前記電池ケースに設けられ、前記電極体に電気的に接続された外部端子と、前記電池ケースの内圧が予め定められた圧力以上に高くなると、前記電極体と前記外部端子との電気的な接続を遮断する電流遮断機構とを備えている。前記制御方法は、前記複数の単電池の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知し、かつ、該内部短絡した単電池の温度が前記セパレータの融点以下である場合に、前記バッテリーレス走行に切り替えたのちに、該内部短絡した単電池を前記電解液の沸点以上かつ前記セパレータの融点以下の温度まで加熱して前記電流遮断機構を作動させる制御を行うことを特徴とする。かかる構成によると、循環電流を効果的に抑制することができる。
【０００６】
なお、本明細書において「単電池」とは、組電池を構成するために相互に接続され得る個々の蓄電素子を指す用語であり、特に限定しない限り種々の組成の電池、キャパシタを包含する。また、「二次電池」とは、繰り返し充電可能な電池一般をいい、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池を包含する。リチウムイオン二次電池を構成する蓄電素子は、ここでいう「単電池」に包含される典型例であり、そのような単電池を複数備えて成る組電池モジュールは、ここで開示される「組電池モジュール」の典型例である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る組電池モジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。
【図３】一実施形態に係る組電池の回路図を模式的に示す図である。
【図４】一実施形態に係る組電池モジュールの制御フローを示す図である。
【図５】他の実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。
【図６】他の実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、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、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、正極及び負極の構成及び製法、二次電池その他の電池の構築に係る一般的技術等）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。なお、各図面は、模式的に描いており、必ずしも実物を反映しない。また、各図面は、一例を示すのみであり、各図面は、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る組電池モジュール１００の構成を示すブロック図である。この組電池モジュール１００は、電動モータの動力を用いて走行するバッテリー走行と、電動モータの動力を用いずに走行するバッテリーレス走行（例えばエンジンの動力のみを用いて走行するエンジン走行）との切り替えが可能な車両、典型的にはハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車のような電動機を備える自動車に搭載されるモータ（電動機）用電源として特に好適に用いられる。特に限定することを意図したものではないが、以下、ハイブリッド自動車に搭載されるモータ用電源として用いられる組電池モジュール１００を例にして本発明を詳細に説明する。
【００１０】
組電池モジュール１００は、組電池１０と、組電池１０に接続された負荷（図示せず）と、組電池１０の状態に応じて負荷の作動を調節する電子制御ユニット（ＥＣＵ）８０とを含む構成であり得る。組電池１０に接続された負荷は、組電池１０に蓄えられた電力を消費する電力消費機を含み得る。該負荷は、組電池１０を充電可能な電力を供給する電力供給機を含み得る。この実施形態では、負荷は回生機能付き電動モータである。電動モータは、組電池１０から出力された電力を受けて、車両を走行させる動力（エネルギー）を生成する。また、組電池モジュール１００は、組電池１０および負荷を接続するオン状態と、組電池１０および負荷の接続を遮断するオフ状態との間で切り替わるシステムメインリレー（ＳＭＲ：図示せず）を備えている。ＥＣＵ８０は、ＳＭＲをオン状態にしたときに、電動モータを用いて車両を走行させるようになっている（バッテリー走行）。また、組電池モジュール１００の外部には、車両の走行に用いられる動力を出力するエンジンが設けられている。ＥＣＵ８０は、ＳＭＲをオフ状態にしたときに、エンジンを用いて車両を走行させるようになっている（バッテリーレス走行）。なお、上記バッテリー走行は、電動モータおよびエンジンの双方の動力を用いて走行するモードであっても構わない。
【００１１】
図２は、本実施形態に係る組電池１０の構成を模式的に示す斜視図である。図３は、組電池１０の回路を模式的に示す図である。ここで開示される組電池１０は、図１〜図３に示すように、複数の充放電可能な単電池２０が電気的に並列に接続されて構成されている。この実施形態では、複数の単電池２０は、単電池２０Ａ群と、単電池２０Ｂ群とから構成されている。図示した例では、同形状の３個の単電池２０Ａからなる単電池２０Ａ群と、同形状の３個の単電池２０Ｂからなる単電池２０Ｂ群とが一定の間隔で配列されている。単電池２０Ａ群を構成する各単電池２０Ａは、電気的に並列に接続されている。単電池２０Ｂ群を構成する各単電池２０Ｂは、電気的に並列接続されている。また、単電池２０Ａ群と単電池２０Ｂ群とは、電気的に直列に接続されている。
【００１２】
ここに開示される組電池１０は、単電池（典型的には、扁平形状の外形を有する単電池）２０を電気的に並列に接続してなる組電池であればよく、単電池２０の構成は特に制限されない。この実施形態では、扁平形状のリチウムイオン二次電池を単電池２０とし、該単電池２０の複数個を並列に接続してなる組電池１０が採用されている。
【００１３】
複数の単電池２０は、それぞれ図示しない電極体と、図示しない電解液と、該電極体および電解液を収容する電池ケース３０とを備えている。本実施形態の電極体は、典型的な組電池１０に装備される単電池と同様、正極と負極とがセパレータを介して積層されて構成されている。正極は、正極集電体上に正極活物質（例えばＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等のリチウム遷移金属複合酸化物）が保持された構造であり得る。負極は、負極集電体上に負極活物質（例えば炭素材料）が保持された構造であり得る。
【００１４】
セパレータは、正極と負極とを隔てる部材である。この実施形態では、セパレータは、微小な孔を複数有する所定幅のシート材で構成されている。セパレータには、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂からなる多孔質シートを用いることができる。例えば、ＰＥ、ＰＰなどの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あるいは積層構造のセパレータを好適に使用し得る。
【００１５】
電解液は、典型的には常温（例えば２５℃）において液状を呈し、好ましくは使用温度域内（例えば−２０℃〜６０℃）において常に液状を呈する。電解液としては、非水溶媒中に支持塩（例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩など。リチウムイオン二次電池ではリチウム塩。）を溶解または分散させたものを好適に採用し得る。支持塩としては、一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを適宜選択して採用し得、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３などのリチウム塩を用いることができる。なかでもＬｉＰＦ６を好適に採用し得る。非水溶媒としては、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられる各種のカーボネート類、エーテル類、エステル類、ニトリル類、スルホン類、ラクトン類などの有機溶媒を特に限定なく用いることができる。具体例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などが挙げられる。
【００１６】
電池ケース３０の材質は、従来のリチウムイオン二次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に構成された電池ケース３０が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム等が例示される。電池ケース３０の上面には、電極体の正極と電気的に接続する正極端子（正極側の外部端子）４０および負極と電気的に接続する負極端子（負極側の外部端子）４２が設けられている。
【００１７】
組電池１０を構成する各単電池２０は、図示しない電流遮断機構（CID：Current Interrupt Device）を備えている。電流遮断機構は、電池ケース内の圧力が異常に高くなった場合に、電流経路を遮断する機構である。この実施形態では、電流遮断機構は、正極における電池電流の導通経路が遮断されるように、正極端子４０の内側に構築されている。電流遮断機構は、電池ケース３０の内圧が予め定められた圧力以上に高くなると、正極と正極端子４０との電気的な接続を遮断するように構成されている。電流遮断機構は導通経路が遮断できればよく、正極側に限らず、負極側に設けてもよい。
【００１８】
組電池１０を構築するに際しては、単電池２０Ａ群を構成する各単電池２０Ａは、それぞれの正極端子４０同士および負極端子４２同士が隣接して配置されるように向きを揃えて配置される。そして、隣接する各単電池２０Ａ間において正極端子４０同士および負極端子４２同士が端子間接続具４４によって電気的に接続される。また、単電池２０Ｂ群を構成する各単電池２０Ｂは、それぞれの正極端子４０同士および負極端子４２同士が隣接して配置されるように向きを揃えて配置される。そして、隣接する各単電池２０Ｂ間において正極端子４０同士および負極端子４２同士が端子間接続具４４によって電気的に接続される。また、単電池２０Ａ群を構成する単電池２０Ａと、単電池２０Ｂ群を構成する単電池２０Ｂとは、互いの正極端子４０と負極端子４２とが対向するように向きを反転させて配置される。そして、隣接する単電池２０Ａと単電池２０Ｂ間において、一方の正極端子４０と他方の負極端子４２とが端子間接続具４４によって電気的に接続される。このように単電池２０Ａ群を構成する各単電池２０Ａを並列に接続し、単電池２０Ｂ群を構成する各単電池２０Ｂを並列に接続し、単電池２０Ａ群と単電池２０Ｂ群とを直列に接続することにより、所望する電圧の組電池１０が構築される。
【００１９】
ここで、組電池１０を構成する各単電池２０においては、例えば単電池２０内に混入した異物がセパレータを貫通して正負極間を架橋することで微小内部短絡が生じる場合がある。かかる微小内部短絡が発生すると、数時間にわたって電池温度が徐々に上昇していく。その際、内部短絡した単電池に電圧降下が生じるため、各単電池２０が並列に接続されていると、並列に接続された他の単電池２０から内部短絡した単電池２０へ電流が回り込むことが想定される。かかる回り込み電流（循環電流）は短絡箇所に集中して流れるため、そのまま放置すると、ジュール発熱によってセパレータが溶融収縮し、内部短絡が拡大する要因になり得る。
【００２０】
ここで開示される組電池モジュール１００においては、このような各単電池２０を並列に接続した場合に生じ得る循環電流に着目し、この循環電流が遮断されるように内部短絡した単電池２０の電流遮断機構を作動させることで、内部短絡の拡大を抑制するようにしている。
【００２１】
すなわち、ここで開示される組電池モジュール１００は、複数の単電池２０の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知し、かつ、該内部短絡した単電池２０の温度がセパレータの融点以下である場合に、バッテリーレス走行に切り替えたのちに、該内部短絡した単電池２０を電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱して電流遮断機構を作動させる制御を行うように構成されている。
【００２２】
ＥＣＵ８０の典型的な構成には、少なくとも、かかる制御を行うためのプログラムを記憶したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、そのプログラムを実行可能なＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）と、図示しない入出力ポートとが含まれる。組電池１０を構成する各単電池２０には、電圧センサ５０と温度センサ７０とヒータ６０とが取り付けられている。
【００２３】
電圧センサ５０は、組電池１０を構成する各単電池２０の電圧を検出するものとして構成されている。ＥＣＵ８０には、入力ポートを介して電圧センサ５０の出力信号が入力される。そして、ＥＣＵ８０は、電圧センサ５０からの出力信号に基づいて、組電池１０を構成する各単電池２０の電圧の情報を取得するようになっている。
【００２４】
温度センサ７０は、組電池１０を構成する各単電池２０のセル温度を検出するものとして構成されている。ＥＣＵ８０には、入力ポートを介して温度センサ７０の出力信号が入力される。そして、ＥＣＵ８０は、温度センサ７０からの出力信号に基づいて、組電池１０を構成する各単電池２０のセル温度の情報を取得するようになっている。
【００２５】
ヒータ６０は、内部短絡した単電池２０を加熱するものとして構成されている。この実施形態では、ヒータ６０は、組電池１０の底面に配置されている。ヒータ６０は、内部短絡した単電池２０を含む組電池１０全体（組電池１０を構成する全ての単電池２０）を加熱するものとして構成されている。ヒータ６０を駆動する電力は、組電池１０から供給してもよく、組電池１０以外の外部電源（例えば組電池モジュール１００に搭載された鉛蓄電池）から供給してもよい。ヒータ６０は、ＥＣＵ８０に電気的に接続されている。ＥＣＵ８０は、内部短絡した単電池２０の温度がセパレータの融点以下である場合、該単電池２０の加熱制御に関する指令を、ヒータ６０に送信する。ヒータ６０は、ＥＣＵ８０からの指令に基づいて、内部短絡した単電池２０を所定のセル温度となるように加熱する。
【００２６】
ヒータ６０による加熱温度は、電解液の沸点以上の温度に設定され得る。内部短絡した単電池２０を電解液の沸点以上の温度となるように加熱することで、単電池２０内の電解液が揮発して電池ケース３０の内圧が上昇する。これにより、電流遮断機構を作動させることができる。特に限定されるものではないが、電解液の沸点は、例えば８０℃〜１００℃（典型的には９０℃±５℃）であり得る。かかる電解液の沸点は、ＲＯＭ等の記憶部に予め記憶しておくとよい。また、ヒータ６０による加熱温度は、セパレータの融点以下の温度に設定され得る。ヒータ６０による加熱温度をセパレータの融点以下とすることで、加熱によるセパレータの溶融収縮（ひいては内部短絡の拡大）を抑制することができる。特に限定されるものではないが、セパレータの融点は、例えば１２０℃〜１５０℃（典型的には１３０℃±１０℃）であり得る。かかるセパレータの融点は、ＲＯＭ等の記憶部に予め記憶しておくとよい。
【００２７】
ヒータ６０による加熱時間は特に限定されないが、内部短絡した単電池２０の電流遮断機構が作動し得るまでの時間であればよい。好ましい一態様では、ヒータ６０による加熱時間は、概ね３分〜８００分（例えば５分〜７００分、典型的には１０分〜５００分）であり得る。上記加熱時間は、３０分〜３００分であってもよく、６０分〜１００分であってもよい。このような加熱時間の範囲内であると、単電池２０に損傷を与えることなく、電流遮断機構を適切に作動させることができる。ヒータ６０の電力は、単電池の比熱によっても異なり得るが、好ましくは３Ｗ以上（例えば３Ｗ〜６００Ｗ）、より好ましくは５Ｗ以上（例えば５Ｗ〜５００Ｗ）、さらに好ましくは１０Ｗ以上（例えば１０Ｗ〜３０Ｗ）である。このようなヒータ６０の電力の範囲内であると、電流遮断機構をより短時間で作動させることができる。
【００２８】
内部短絡を検知する方法は特に限定されない。例えば内部短絡が生じると、単電池２０に電圧降下が生じる。そのため、ＥＣＵ８０は、電圧センサ５０で検出した各単電池２０の電圧の情報から、単電池２０に内部短絡が生じているか否かを判断することができる。具体的には、以下の（Ａ）〜（Ｃ）のうちの少なくとも１つの条件を満たす場合、単電池に内部短絡が生じていると判断することができる。
（Ａ）充放電を実施していない状態において、単電池に所定値（例えば１時間当たり０．２Ｖ／ｈ）以上の電圧降下が生じる。
（Ｂ）単電池が所定値（例えば３．０Ｖ）以下の電圧状態を所定時間（例えば１秒）以上継続する。
（Ｃ）単電池の電圧が、該単電池と並列接続されていない他の単電池群と比較して、所定値（例えば０．３Ｖ）以上低い。
【００２９】
あるいは、ＥＣＵ８０は、単電池２０のセル温度の情報に基づき、内部短絡を検知してもよい。すなわち、内部短絡が生じると、単電池２０に発熱が生じる。そのため、ＥＣＵ８０は、温度センサ７０で検出した各単電池２０のセル温度の情報に基づき、各単電池２０に内部短絡が生じているか否かを判断することができる。かかる温度情報に基づく検知と、上述した電圧情報に基づく検知とを組み合わせて実行してもよい。これにより、内部短絡した単電池２０をより高精度に検知することができる。
【００３０】
このように構成された制御装置１の動作について、図１〜図４を参照しつつ説明する。図４は、組電池モジュール１００のＥＣＵ８０により実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、組電池１０を構成する各単電池２０の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知したときに実行される（ステップＳ１０）。
【００３１】
ＥＣＵ８０は、ステップＳ１０で各単電池２０の何れかにおいて内部短絡が発生したことを検知すると、先ず、バッテリーレス走行に切り替える（ステップＳ２０）。例えば、前述したＳＭＲをオフ状態にしてエンジンの動力のみを用いたバッテリーレス走行に切り替えるとよい。
【００３２】
次いで、ＥＣＵ８０は、ステップＳ３０において、温度センサ７０で検出したセル温度の情報から、内部短絡が発生した単電池２０のセル温度がセパレータの融点以下の温度であるか否かを判定する。ＥＣＵ８０は、内部短絡した単電池２０の温度がセパレータの融点を上回る場合（ＮＯ）、加熱処理を行う必要がないと判断して、この処理ルーチンを終了する。一方、内部短絡した単電池２０の温度がセパレータの融点以下の場合（ＹＥＳ）、加熱処理を行う必要があると判断して次のステップＳ４０に進む。
【００３３】
ステップＳ４０では、ＥＣＵ８０は、単電池２０の加熱に関する指令を、ヒータ６０に送信する。この指令には、前述した単電池２０の加熱温度に関する情報が含まれる。すなわち、ＥＣＵ８０は、内部短絡した単電池２０が電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱されるように、ヒータ６０を駆動制御する。このようにヒータ６０を駆動制御して、内部短絡した単電池２０を電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱することにより、単電池２０内の電解液が揮発して電池ケース３０の内圧が上昇する。
【００３４】
次いで、ＥＣＵ８０は、ステップＳ５０において、内部短絡した単電池２０の電流遮断機構が作動したか否かを判断する。電流遮断機構が作動していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ４０に戻って、内部短絡した単電池２０の加熱処理を続行する。一方、電流遮断機構が作動した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ６０に進んで、内部短絡した単電池２０の加熱処理を停止する。組電池モジュール１００は、必要に応じて、内部短絡した単電池２０を冷却する冷却機構を備えてもよい。ＥＣＵ８０は、上記加熱処理を停止した後、内部短絡した単電池２０を冷却するための指令を、冷却機構に送信してもよい。これにより、電流遮断機構の作動後に、単電池２０が発熱してセパレータの融点を上回る（ひいてはセパレータが熱収縮して内部短絡が拡大する）ことを抑制することができる。
【００３５】
上記実施形態によると、組電池１０を構成する各単電池２０の何れかにおいて内部短絡が発生した場合に、該内部短絡した単電池を電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱して電流遮断機構を作動させることにより、他の単電池２０から内部短絡した単電池２０へ電流が回り込む事象（循環電流）を抑制することができる。そのため、循環電流に起因してセパレータが溶融収縮するといった事態が生じ難く、内部短絡の拡大を抑制することが可能となる。
【００３６】
以下、本発明に関する試験例を説明するが、本発明を以下の試験例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００３７】
シート状の正極集電体および負極集電体にそれぞれ正極活物質および負極活物質が保持された正負の電極シートがセパレータを介して捲回され、電解液とともにケースに収容された構成の３つのリチウムイオン二次電池を電気的に並列に接続して組電池を構築した。セパレータとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）／ポリプロピレン（ＰＰ）の３層構造の多孔質シートを使用した。電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを３０：４０：３０の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのＬｉＰＦ６を約１ｍｏｌ／リットルの濃度で含有させたものを用いた。また、各リチウムイオン二次電池の正極側に電流遮断機構（ＣＩＤ）を設置した。各リチウムイオン二次電池の容量は２５Ａｈとした。上記セパレータの融点は１３０℃、上記電解液の沸点は９０℃である。
【００３８】
上記組電池に対して短絡試験を行った。短絡試験は、２５℃の温度環境下において、各単電池の電圧を４．１Ｖに調整した後、１つの単電池に、セパレータを１層分のみ貫通するようにステンレス製の釘（直径３ｍｍ、先端角度３０度）を刺すことにより行った。また、上記短絡試験後の組電池にヒータを巻き付けて所定温度まで加熱した後、その温度で１５分間保持する加熱試験を行った。ここでは、加熱温度、ヒータの電力、昇温に要した時間の条件を異ならせて加熱試験を実施した（例１〜例６）。各例における加熱温度、ヒータの電力および昇温時間を表１に纏めて示す。
【００３９】
上記加熱試験後、各例の組電池を室温で２４時間放冷し、ＣＩＤの作動の有無を確認した。また、内部短絡した単電池の電圧（残電圧）を測定した。ＣＩＤが作動した単電池は、電池ケースを解体し、内部端子により残電圧を測定した。結果を表１に示す。ここでは残電圧が高いほど内部短絡の拡大が抑制されたことを示唆している。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１に示すように、例１〜例４は、加熱試験における加熱温度が電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下に設定されている。かかる例１〜例４では、加熱試験においてＣＩＤが適切に作動した。また、残電圧についても良好な結果が得られた。これに対し、加熱温度が電解液の沸点を下回った例５は、例１〜例４に比べて残電圧が低くかった。例５では、加熱温度が低いためＣＩＤが作動せず、循環電流により短絡部が加熱され、短絡が拡大したものと推測される。また、加熱温度がセパレータの融点を上回った例６は、加熱試験時にＣＩＤが作動したものの、残電圧の低下が認められた。例６では、加熱温度が高すぎたため、加熱によりセパレータが溶融収縮し、内部短絡が拡大したものと推測される。この結果から、内部短絡した単電池を電解液の沸点以上かつセパレータの融点以下の温度まで加熱して電流遮断機構を作動させることによって、内部短絡の拡大を抑制し得ることが確認された。
【００４２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００４３】
例えば、上述した実施形態では、組電池１０の底面にヒータ６０を設置して内部短絡した単電池を含む組電池１０全体を加熱する場合を例示したが、内部短絡した単電池を加熱する態様はこれに限定されない。例えば、図５に示すように、組電池１０を構成する単電池２０の各々の底面に、独立したヒータ６０を設置してもよい。この場合、内部短絡した単電池２０のみを加熱できるので、他の単電池の加熱による損傷を抑制することができる。
あるいは、図６に示すように、単電池２０Ａ群および単電池２０Ｂ群の各々の底面に、独立したヒータ６０を設置して、内部短絡した単電池２０と並列に接続された単電池群全体を加熱するように構成してもよい。このような場合でも上述した作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０      組電池
２０      単電池
３０      電池ケース
４０      正極端子
４２      負極端子
４４      端子間接続具
５０      電圧センサ
６０      ヒータ
７０      温度センサ
８０      ＥＣＵ
１００    組電池モジュール
【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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