(57)【要約】【課題】組電池としての性能を高く維持しつつ、二次電池モジュールの再利用の促進に寄与する組電池を提供する。【解決手段】組電池１は、複数の二次電池モジュール１０と、二次電池モジュール１０が配設される複数の配設部２０とを有する。複数の配設部２０を、それぞれの配設部２０に配設された二次電池モジュール１０の劣化させやすさを順位付けした劣化促進順位が、複数の配設部２０における劣化促進順位の中央値よりも小さい上位のグループである劣化促進上位グループ２０１と、中央値以上の下位のグループである劣化促進下位グループ２０２とに分けたとき、複数の二次電池モジュール１０のうち最も劣化度の小さい二次電池モジュール１０は、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池モジュール（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７）と、該二次電池モジュールが配設される複数の配設部（２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７）とを有する組電池（１）であって、
上記複数の配設部を、それぞれの配設部に配設された上記二次電池モジュールの劣化させやすさを順位付けした劣化促進順位が、上記複数の配設部における劣化促進順位の中央値よりも小さい上位のグループである劣化促進上位グループ（２０１）と、上記劣化促進順位の中央値以上の下位のグループである劣化促進下位グループ（２０２）とに分けたとき、上記複数の二次電池モジュールのうち最も劣化度の小さい二次電池モジュール（１４）は、上記劣化促進上位グループに属する上記配設部（２３、２４、２５）に配設されている、組電池。
【請求項２】
上記複数の二次電池モジュールのうち最も劣化度の大きい二次電池モジュール（１１）は、上記劣化促進下位グループに属する上記配設部（２１、２２、２６、２７）に配設されている、請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
上記複数の二次電池モジュールを、上記複数の二次電池モジュールにおける劣化度の中央値よりも小さい劣化度小グループ（１０１）と、上記劣化度の中央値以上である劣化度大グループ（１０２）とに分けたとき、上記劣化度小グループに属する上記二次電池モジュール（１３、１４、１５）は、上記劣化促進上位グループに属する上記配設部（２３、２４、２５）に配設されている、請求項１又は２に記載の組電池。
【請求項４】
上記複数の二次電池モジュールは劣化度の小さいものほど、劣化促進順位が上位である上記配設部に配設されている、請求項１に記載の組電池。
【請求項５】
上記複数の配設部において、隣り合う上記配設部の劣化促進順位の差が所定値以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項６】
上記複数の二次電池モジュールにおいて、隣り合う上記二次電池モジュールの劣化度の差が所定値以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項７】
上記複数の二次電池モジュールにおける劣化度の最大と最小の差が所定値以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項８】
上記劣化促進順位は、各上記配設部における温度上昇速度に基づいて決定される、請求項１〜７にいずれか一項に記載の組電池。
【請求項９】
上記二次電池モジュールの劣化度は、上記二次電池モジュールの満充電容量の低下度、抵抗の上昇度及び自己放電速度の増加度の少なくとも一つに基づいて決定される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項１０】
上記複数の二次電池モジュールの少なくとも一つは使用履歴を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の二次電池モジュールを組み合わせてなる組電池が様々な用途に用いられている。特許文献１には、交換可能に構成された複数の二次電池モジュールを備えた組電池において、基準以上に劣化した二次電池モジュールを、予めメモリー効果を付与して劣化させた二次電池モジュールと交換することにより、組電池に備えられた複数の二次電池モジュール間での劣化度などの特性のバラツキを低減して故障の誤判定を回避することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４６９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、交換に際して劣化度のバラツキが低減されるように二次電池モジュールを組み合わせている。そのため、組電池全体として性能を高く維持させようとすると、劣化度が比較的高い二次電池モジュールは利用されにくくなり、二次電池モジュールの再利用率の低下を招く。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、組電池としての性能を高く維持しつつ、二次電池モジュールの再利用の促進に寄与する組電池を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、複数の二次電池モジュール（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７）と、該二次電池モジュールが配設される複数の配設部（２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７）とを有する組電池（１）であって、
上記複数の配設部を、それぞれの配設部に配設された上記二次電池モジュールの劣化させやすさを順位付けした劣化促進順位が、上記複数の配設部における劣化促進順位の中央値よりも小さい上位のグループである劣化促進上位グループ（２０１）と、上記劣化促進順位の中央値以上の下位のグループである劣化促進下位グループ（２０２）とに分けたとき、上記複数の二次電池モジュールのうち最も劣化度の小さい二次電池モジュール（１４）は、上記劣化促進上位グループに属する上記配設部（２３、２４、２５）に配設されている、組電池にある。
【発明の効果】
【０００７】
上記組電池においては、劣化促進上位グループに属する配設部に配設された二次電池モジュールは劣化が進みやすい。そして、劣化促進上位グループに属する配設部に最も劣化度の小さい二次電池モジュールが配設されているため、当該配設部に劣化度の大きい他の二次電池モジュールが配設される場合に比べて、組電池全体としての性能を向上させることができる。そして、劣化度の比較的大きい二次電池モジュールを劣化促進下位グループに属する他の配設部に配設することができるため、結果として二次電池モジュールの再利用率向上に寄与することができる。
【０００８】
以上のごとく、本発明によれば、組電池としての性能を高く維持しつつ、二次電池モジュールの再利用の促進に寄与する組電池を提供することができる。
【０００９】
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、組電池の構成を示す概念図。
【図２】実施形態１における、配設部の劣化促進順位と二次電池モジュールの劣化度との関係を示す概念図。
【図３】実施形態１における、配設部の劣化促進順位と二次電池モジュールの劣化度との関係を示す他の概念図。
【図４】変形形態１における、配設部の劣化促進順位と二次電池モジュールの劣化度との関係を示す概念図。
【図５】変形形態２における、配設部の劣化促進順位と二次電池モジュールの劣化度との関係を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
上記組電池の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態の組電池１は、複数の二次電池モジュール１０と、二次電池モジュール１０が配設される複数の配設部２０とを有する。
そして、複数の配設部２０を、それぞれの配設部２０に配設された二次電池モジュール１０の劣化させやすさを順位付けした劣化促進順位が、複数の配設部２０における劣化促進順位の中央値よりも小さい上位のグループである劣化促進上位グループ２０１と、劣化促進順位の中央値以上の下位のグループである劣化促進下位グループ２０２とに分けたとき、複数の二次電池モジュール１０のうち最も劣化度の小さい二次電池モジュール１４は、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２４に配設されている。
【００１２】
以下、本実施形態の組電池１について、詳述する。
本実施形態の組電池１は、二次電池モジュール１０が配設される配設部２０を複数備える。本実施形態では、図１に示すように、複数の配設部２０は、第１配設部２１、第２配設部２２、第３配設部２３、第４配設部２４、第５配設部２５、第６配設部２６、第７配設部２７の７つを含んでいる。各配設部２１〜２７において、それぞれに配設された二次電池モジュール１０の劣化させやすさは均一ではない。そのため、各配設部２１〜２７に対して二次電池モジュール１０の劣化させやすさを順位付けすることができる。そして、当該順位を配設部２１〜２７における劣化促進順位とする。従って、劣化促進順位が“１”の場合、配設部２１〜２７において二次電池モジュール１０を最も劣化させやすく、劣化促進順位が増えるほど、すなわち、順位が下位になるほど二次電池モジュール１０を劣化させにくくなる。劣化促進順位は、例えば、配設部２１〜２７におけるそれぞれの温度上昇速度によって規定することができる。本実施形態では、二次電池モジュール１０は高温になると劣化が促進されやすいことに鑑みて、配設部２１〜２７を通電時の温度上昇速度の高い順に順位付けし、最も順位の高いものを劣化促進順位“１”として以下順に“２、３、４…”と付与する。
【００１３】
本実施形態では、配設部２１〜２７は紙面横方向である並び方向Ｘに並んでいる。そして、配設部２１〜２７における通電時の温度上昇速度は、並び方向Ｘの中央に位置する第４配設部２４が最も高く、第４配設部２４から離れるにつれて低くなっており、並び方向Ｘの両端に位置する第１配設部２１と第７配設部２７が最も低くなっている。図２のグラフでは、横軸が配設部２１〜２７の並び方向Ｘに対応して、配設部２１〜２７の位置を示している。そして、温度上昇速度に基づいて順位付けした劣化促進順位は、第４配設部２４が“１”で最も小さく、第３配設部２３及び第５配設部２５がそれぞれ“２”であり、第２配設部２２及び第６配設部２６がそれぞれ“３”であり、第１配設部２１及び第７配設部２７がそれぞれ“４”である。
【００１４】
そして、図２に示すように、配設部２１〜２７は劣化促進順位が中央値よりも小さい上位のグループである劣化促進上位グループ２０１と、劣化促進順位が中央値以上である下位のグループである劣化促進下位グループ２０２とに分けることができる。劣化促進順位の中央値とは、劣化促進順位の各値を小さいものから順に並べたときの数値配列の中央に位置する値である。なお、数値配列のデータ件数が偶数の場合は、中央の２つの値の平均値を中央値とする。本実施形態では、劣化促進順位の値を小さい順に並べたときの数値配列は｛１、２、２、３、３、４、４｝であってその中央値は“３”である。従って、配設部２１〜２７において、劣化促進上位グループ２０１は劣化促進順位が中央値よりも小さい上位の第３配設部２３、第４配設部２４及び第５配設部２５からなる。劣化促進下位グループ２０２は、劣化促進順位が中央値以上である下位の第１配設部２１、第２配設部２２、第６配設部２６及び第７配設部２７からなる。
【００１５】
複数の配設部２０において、隣り合う配設部２０の劣化促進順位の差が所定値以下とすることができる。例えば、隣り合う配設部２０の劣化促進順位の差を３以下、好ましくは２以下、より好ましくは１以下とすることができ、本実施形態では、１以下としている。
【００１６】
複数の二次電池モジュール１０は、第１二次電池モジュール１１、第２二次電池モジュール１２、第３二次電池モジュール１３、第４二次電池モジュール１４、第５二次電池モジュール１５、第６二次電池モジュール１６、第７二次電池モジュール１７の７個を含む。そして、本実施形態では二次電池モジュール１０として使用履歴を有する再利用品を用いており、各二次電池モジュール１１〜１７は使用履歴に応じた劣化が生じている。具体的には、図２に示すように、各二次電池モジュール１１〜１７の満充電容量はそれぞれ、使用履歴を有しない新品の状態では破線Ｆで示した状態であったが、それぞれ使用に伴って劣化して実線で示した状態まで低下している。そして、満充電容量の低下度が多いほど劣化度が大きいことを示している。従って、二次電池モジュール１１〜１７において、劣化度の大きい順位は、第１二次電池モジュール１１が第１位、第７二次電池モジュール１７が第２位、第２二次電池モジュール１２が第３位、第６二次電池モジュール１６が第４位、第３二次電池モジュール１３が第５位、第５二次電池モジュール１５が第６位、第４二次電池モジュール１４が第７位となっている。
【００１７】
そして、図２に示すように、本実施形態では、劣化度の最も小さい第４二次電池モジュール１４が劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に配設されている。より詳細には、劣化度の最も小さい第４二次電池モジュール１４は、劣化促進順位が最も小さい最上位の第４配設部２４に配設されている。また、さらに、本実施形態では、二次電池モジュール１１〜１７は、劣化度の小さいものほど、劣化促進順位が小さい上位の配設部２０に配設されている。
【００１８】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０を劣化度が中央値よりも小さい劣化度小グループ１０１と、劣化度が中央値以上である劣化度大グループ１０２とに分けることができる。なお、劣化度の中央値は、劣化度の順位に基づいて、劣化促進順位の中央値と同様に規定することができる。本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０における劣化度の順位の中央値は４であるため、劣化度小グループ１０１は第３二次電池モジュール１３、第４二次電池モジュール１４及び第５二次電池モジュール１５からなり、劣化度大グループ１０２は第１二次電池モジュール１１、第２二次電池モジュール１２、第６二次電池モジュール１６及び第７二次電池モジュール１７からなる。
【００１９】
そして、本実施形態では、図２に示すように、劣化度小グループ１０１に属する二次電池モジュール１０は劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に配設されている。より詳細には、最も劣化度の小さい第４二次電池モジュール１４は劣化促進順位が最も小さい最上位の第４配設部２４に配設されている。一方、劣化度大グループ１０２に属する二次電池モジュール１０は劣化促進下位グループ２０２に属する配設部２０に配設されている。より詳細には、最も劣化度の大きい第１電池モジュール１１は劣化促進順位が最も大きい最下位の第１配設部２１に配設されている。そして、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０は、劣化度が小さいものほど、劣化促進順位の小さい上位の配設部２０に配設されている。
【００２０】
複数の二次電池モジュール１０は、隣り合う二次電池モジュール１０の劣化度の差が所定値以下とすることができる。例えば、隣り合う二次電池モジュール１０の劣化度の順位の差を３以下、好ましくは２以下、より好ましくは１以下とすることができ、本実施形態では、図２に示すように、２以下としている。
【００２１】
また、本実施形態では、図２に示すように、複数の二次電池モジュール１０における劣化度の最大と最小の差Ｐ１を所定値Ｐ０以下としている。本実施形態では、当該所定値Ｐ０は、組電池１における故障判定の基準値としている。本実施形態の組電池１は、複数の二次電池モジュール１０における劣化度の最大と最小の差Ｐ１が所定値Ｐ０を超えると、当該組電池１に故障が生じていると判定されるように構成されている。
【００２２】
そして、組電池１が使用に伴って各二次電池モジュール１０は劣化するが、その劣化の進行は配設部２０の劣化促進順位に準じるため、図３に示すように、使用に伴って複数の二次電池モジュール１０における劣化度の最大と最小の差Ｐ２が小さくなる。これにより、二次電池モジュール１０における電池性能が揃うようにしつつ、当該最大と最小の差Ｐ２を所定値Ｐ０内に維持することができる。その結果、長寿命化が図られ、組電池１の性能が向上することとなる。
【００２３】
次に、本実施形態の組電池１における作用効果について、詳述する。
組電池１においては、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に配設された二次電池モジュール１０は劣化が進みやすい。そして、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に最も劣化度の小さい第４二次電池モジュール１４が配設されているため、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に劣化度の大きい他の二次電池モジュール１０が配設される場合に比べて、組電池１全体としての性能を向上させることができる。そして、劣化度の比較的大きい二次電池モジュール１０を劣化促進下位グループ２０２に属する他の配設部２０に配設することができるため、結果として二次電池モジュール１０の再利用率向上に寄与することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０のうち最も劣化度の大きい第１二次電池モジュール１１は、劣化促進下位グループ２０２に属する配設部２０に配設されている。これにより、最も劣化度の大きい第１二次電池モジュール１１の劣化の進行を遅らせることができるため、組電池１の長寿命化を図って、組電池１の性能をさらに向上することができる。なお、本実施形態では、最も劣化度の大きい第１二次電池モジュール１１は、劣化促進下位グループ２０２における劣化促進順位が最も大きい最下位の第１配設部２１に配設されることとしたが、これに替えて、図４に示す変形形態１のように、最も劣化度の大きい第１二次電池モジュール１１を劣化促進下位グループ２０２に属する他の配設部２０である第２配設部２２に配設することとしてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０を劣化度の小さい劣化度小グループ１０１と、劣化度の大きい劣化度大グループ１０２とに分けたとき、劣化度小グループ１０１に属する二次電池モジュール１０は、劣化促進上位グループ２０１に属する配設部２０に配設されている。これにより、劣化度の小さい二次電池モジュール１０が劣化しやすい配設部２０に配置されることになるため、組電池１に劣化度の大きい二次電池モジュール１０が含まれていたとしても組電池１全体として性能を高く維持することができる。なお、本実施形態では、劣化度小グループ１０１に属する最も劣化度が小さい第４二次電池モジュール１４を、劣化促進上位グループ２０１に属する最も劣化促進順位が小さい第４配設部２４に配設することとしたが、これに替えて、図５に示す変形形態２のように、最も劣化度が小さい第４二次電池モジュール１４を、劣化促進上位グループ２０１に属する他の配設部２０である第５配設部２５に配設することとしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０において、劣化度の小さいものほど、劣化促進順位が小さい配設部２０に配設されている。これにより、組電池１全体として性能をより一層向上することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、複数の配設部２０において、隣り合う配設部２０の劣化促進順位の差が所定値以下である。これにより、組電池１において隣り合う配設部２０の間で互いの二次電池モジュール１０の電池状態の差を検出して故障判定や電池状態のチェックを行う場合に、誤判定の発生を抑制することができ、組電池１の性能の向上を図ることができる。
【００２８】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０において、隣り合う二次電池モジュール１０の劣化度の差が所定値以下である。これにより、組電池１において隣り合う二次電池モジュール１０の電池状態の差を検出して故障判定や電池状態のチェックを行う場合に、誤判定の発生を抑制することができ、組電池１の性能の向上を一層図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、複数の二次電池モジュール１０における劣化度の最大と最小の差が所定値以下である。これにより、組電池１において複数の二次電池モジュール１０における劣化度の最大と最小の差を検出して故障判定や電池状態のチェックを行う場合に、誤判定の発生を抑制することができ、組電池１の性能の向上を一層図ることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、劣化促進順位は、各配設部２０における温度上昇速度に基づいて決定される。これにより、各配設部２０における劣化のしやすさを的確に反映した劣化促進順位を導き出すことができるため、組電池１の性能の向上を一層図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、二次電池モジュール１０の劣化度は、二次電池モジュール１０の満充電容量の低下度に基づいて決定している。これにより、二次電池モジュール１０の劣化度を高精度に導き出すことができるため、組電池１の性能の向上を一層図ることができる。なお、二次電池モジュール１０の満充電容量の低下度に替えて、二次電池モジュール１０の抵抗の上昇度に基づいて決定したり、二次電池モジュール１０の自己放電速度の増加度に基づいて決定することとしてもよい。この場合も本実施形態と同等の作用効果を奏する。
【００３２】
また、複数の二次電池モジュール１０の少なくとも一つは使用履歴を有することができ、本実施形態では、すべての複数の二次電池モジュール１０が使用履歴を有する。これにより、二次電池モジュール１０の再利用率の向上に寄与する。
【００３３】
以上のごとく、本実施形態によれば、組電池としての性能を高く維持しつつ、二次電池モジュール１０の再利用の促進に寄与する組電池１を提供することができる。
【００３４】
本発明は上記各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において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  組電池
１０  二次電池モジュール
１１〜１７  第１二次電池モジュール〜第７二次電池モジュール
２０  配設部
２１〜２７  第１配設部〜第７配設部
１０１  劣化度小グループ
１０２  劣化度大グループ
２０１  劣化促進上位グループ
２０２  劣化促進下位グループ
【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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