(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層型電池と、前記積層型電池の積層面と平行な面内に、前記積層型電池に近接して配置した複数の圧電手段と、前記積層型電池と前記複数の圧電手段を収容する筐体、とを備えた電池パックと、
制御手段、とを有し、
前記圧電手段は、前記積層型電池の体積変化による変位量に基づいて検知信号を出力し、
前記制御手段は、前記複数の圧電手段から前記検知信号をそれぞれ受け付ける変位量検知手段を備え、
前記制御手段は、
前記変位量を低減する圧力を生成するように前記圧電手段を制御する制御信号を生成する演算手段と、
前記制御信号を前記複数の圧電手段にそれぞれ供給する駆動手段、とを備え、
前記圧電手段は、前記制御信号に基づいて前記積層型電池に前記圧力を付与する
電池装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記積層型電池の出力である電池出力を検知する電池出力検知手段を備え、
前記演算手段は、前記変位量と前記電池出力とから、前記制御信号を算出する
請求項１に記載した電池装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記積層型電池の出力である電池出力を検知する電池出力検知手段と、
前記積層型電池の温度である電池温度を検知する電池温度検知手段、とを備え、
前記演算手段は、前記変位量と、前記電池出力と、前記電池温度とから、前記制御信号を算出する
請求項１に記載した電池装置。
【請求項４】
積層型電池と、前記積層型電池の積層面と平行な面内に、前記積層型電池に近接して配置した複数の圧電手段と、前記積層型電池と前記複数の圧電手段を収容する筐体、とを備えた電池パックの制御方法であって、
前記複数の圧電手段から、前記積層型電池の体積変化による変位量に基づいた検知信号をそれぞれ取得し、
前記検知信号に基づいて、前記変位量を低減する圧力を生成するように前記圧電手段を制御する制御信号を生成し、
前記圧電手段が前記制御信号に基づいて前記積層型電池に前記圧力を付与するように、前記制御信号を前記複数の圧電手段にそれぞれ供給する
電池パックの制御方法。
【請求項５】
前記積層型電池の出力である電池出力を検知することをさらに有し、
前記制御信号を生成することは、前記変位量と前記電池出力とから、前記制御信号を算出することを含む
請求項４に記載した電池パックの制御方法。
【請求項６】
前記積層型電池の出力である電池出力を検知することと、
前記積層型電池の温度である電池温度を検知すること、をさらに有し、
前記制御信号を生成することは、前記変位量と、前記電池出力と、前記電池温度とから、前記制御信号を算出することを含む
請求項４に記載した電池パックの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック、電池装置、および電池制御方法に関し、特に、積層型二次電池を用いた電池パック、電池装置、および電池制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の代表例であるリチウムイオン二次電池の開発において、電池の長寿命化は重要な開発目標の一つである。このように電池の性能を長く維持することが可能な二次電池の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載された関連する二次電池は、二次電池本体、モジュール缶、内部圧力センサ、外部圧力センサ、加圧装置、およびコントローラを備える。二次電池本体は、正極板とセパレータと負極板からなる積層電極体と、正極タブ、負極タブ、上部外装部材、下部外装部材、および電解液とから構成されている。
【０００４】
モジュール缶は箱状の部材であり、複数の二次電池本体で構成される電池モジュールを収容する。内部圧力センサは、二次電池本体の内部に収容されて、二次電池本体の内部の内部圧力を検出する。外部圧力センサは、モジュール缶内に二次電池本体と共に収容され、加圧装置によって二次電池本体に印加される外部圧力を検出する。また、加圧装置として、二次電池本体を直接的に押圧する押圧装置が記載されている。そして、コントローラが内部圧力センサおよび外部圧力センサが検出した圧力の信号を取得し、検出された圧力に基づいて加圧装置を制御する構成としている。
【０００５】
充放電や劣化により二次電池本体の内部にガスが発生して二次電池本体が膨張すると、充放電に伴う変化で二次電池本体内部の正極板、負極板およびセパレータが相互に離反しやすくなり、二次電池本体の性能（発電効率）が低下するおそれがある。これに対して、関連する二次電池によれば、二次電池本体の膨張を抑制することができるので、正極板、負極板およびセパレータが相互に離反してしまうことが抑制され、電池の性能を長く維持させることができる、としている。
【０００６】
また、特許文献２には、リチウムイオン二次電池を備えた電源が記載されている。特許文献２に記載された関連する電源は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池に重ねられた圧力センサ、リチウムイオン二次電池および圧力センサをこれらリチウムイオン二次電池および圧力センサが重なる方向の両側から挟む挟持部材を備える。
【０００７】
そして、リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを含む電解質、正極活物質および負極活物質を有し、正極活物質および負極活物質の少なくとも一方はリチウムイオンを挿入（インターカレート）および脱離（デインターカレート）することが可能である。この場合、充電度合い、すなわち、電池の残存容量の多寡に応じて正極活物質または負極活物質のいずれか一方が膨張収縮し、リチウムイオン二次電池の体積が変化する。
【０００８】
このとき関連する電源によれば、リチウムイオン二次電池が膨張収縮すると、これに対応して圧力センサに掛かる力が変化し、リチウムイオン二次電池の体積の変化を圧力センサの出力値として検出することができる。そのため、圧力センサの出力値に基づいて、リチウムイオン二次電池の残存容量を推定することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−０６５５１５号公報（段落〔００１０〕〜〔００４８〕）
【特許文献２】特開２００５−２８５６４７号公報（段落〔０００５〕〜〔００１９〕）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、リチウムイオン二次電池においては、充放電や劣化により二次電池の体積が変化し、長期間の使用により二次電池の性能が低下する。ところで、リチウムイオン二次電池は不均一な表面反応によって動作するので、リチウム含有物の析出や電極活物質の膨張、収縮に伴う電極表面層の剥離（ほぐれ）等も不均一に生じる。これにより、長期間使用する間に二次電池が劣化してしまう。
【００１１】
しかしながら、上述した関連する技術では、このような積層面内の不均一な体積変化を検知することは困難であり、これによる性能劣化を抑制することができない。
【００１２】
このように、積層型の二次電池においては、積層面内の不均一な体積変化よる性能劣化を抑制することができない、という問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上述した課題である、積層型の二次電池においては、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができない、という課題を解決する電池パック、電池装置、および電池制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電池パックは、積層型電池と、積層型電池の積層面と平行な面内に、積層型電池に近接して配置した複数の圧電手段と、積層型電池と複数の圧電手段を収容する筐体、とを有する。
【００１５】
本発明の電池装置は、積層型電池と、積層型電池の積層面と平行な面内に、積層型電池に近接して配置した複数の圧電手段と、積層型電池と複数の圧電手段を収容する筐体、とを備えた電池パックと、制御手段、とを有し、圧電手段は、積層型電池の体積変化による変位量に基づいて検知信号を出力し、制御手段は、複数の圧電手段から検知信号をそれぞれ受け付ける変位量検知手段を備える。
【００１６】
本発明の電池制御方法は、積層型電池の積層面における体積変化による変位量を複数個所で検知し、複数個所における変位量を低減する圧力をそれぞれ生成し、この圧力を積層型電池の複数個所にそれぞれ印加する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電池パック、電池装置、および電池制御方法によれば、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電池パックの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電池パックの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電池パックの別の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電池装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る電池装置が備える制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電池装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る電池装置が備える制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る電池装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る電池装置が備える制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
〔第１の実施形態〕
図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る電池パック１００の構成を示す概略図であり、図１は断面図、図２は斜視図である。電池パック１００は、積層型電池１１０、複数の圧電手段１２０、および積層型電池１１０と複数の圧電手段１２０を収容する筐体１３０とを有する。
【００２１】
ここで複数の圧電手段１２０は、積層型電池１１０の積層面と平行な面内に、積層型電池１１０に近接して配置している。また、積層型電池１１０は典型的には積層型の二次電池、例えばリチウムイオン二次電池である。
【００２２】
このような構成としたことにより、本実施形態の電池パック１００によれば、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００２３】
圧電手段１２０は、積層型電池１１０の体積変化による変位量に基づいて検知信号を出力する構成とすることができる。また、圧電手段１２０は、制御信号に基づいて積層型電池１１０に圧力を付与する構成とすることができる。
【００２４】
次に、本実施形態による電池パック１００について、さらに詳細に説明する。
【００２５】
ここでは、電池パック１００を構成する積層型電池１１０として、正極と負極を、セパレータを挟んで平面状に交互に積層し、ラミネートフィルムにより封止した構造であるラミネート型セル１１１を用いる場合を例として説明する。また、図３に示すように、電池パック１００は複数のラミネート型セル１１１を備えた構成とした。図３では、４個のラミネート型セル１１１を積層して一組とし、筐体１３０に収容した構成を示す。
【００２６】
また、電池パック１００は図３に示すように、スペーサー１４０を有する構成としてもよい。ここでスペーサー１４０は、ラミネート型セル１１１に接して配置され、複数の圧電手段１２０として複数の圧電素子１２１を収容する。
【００２７】
このように、複数のラミネート型セル１１１が厚さ方向に積層した電池パック１００において、圧電素子１２１を備えたスペーサー１４０が、隣接するラミネート型セル１１１の積層面の間に挿入されている。このような構成としたことにより、複数の圧電素子１２１がそれぞれ、積層面に作用する面圧（接触圧）を計測し、変位量をモニターすることが可能になる。ここで、ラミネート型セル１１１は筐体１３０に収容されるとともに、その積層面における面圧すなわち接触圧が所定の範囲となるように管理されている。したがって、ラミネート型セル１１１が正常に動作しているときには、圧電素子１２１が示す圧力値は、上述の所定の範囲となる。
【００２８】
上述したリチウムの析出や負極活物質であるカーボンの剥離（ほぐれ）は、アルミラミネートフィルムのような剛性の低い外装を用いたセル（電池）においては、セルの膨張を引き起こす。このとき、圧電素子１２１はセルの面圧が一定量以上となったときに、セルの膨張として検知する。これに続いて、セルの膨張を検知した圧電素子１２１がセルを加圧する。これにより、セルの膨張の原因となるリチウムの析出やカーボンの剥離（ほぐれ）を抑制することができる。
【００２９】
すなわち、本実施形態の電池パック１００によれば、複数の圧電素子１２１が不均一な膨張によるセルの変位量を検知し、その変位量を低減することが可能である。その結果、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００３０】
次に、電池パック１００の具体的な構成例について説明する。
【００３１】
ラミネート型セル１１１を構成する正極にはマンガン（Ｍｎ）系材料、コバルト（Ｃｏ）系材料、またはニッケル（Ｎｉ）系材料等を用いることができる。また、負極にはグラファイト等のカーボン材料を使用することができる。これらの正極と負極の間に、絶縁用のポリプロピレンとポリエチレン等から成るセパレータを挿入する。そして、正極、負極、およびセパレータを積層した積層体に電解液を注入し、アルミラミネートフィルムによって封止を行うことによりラミネート型セル１１１を作成することができる。
【００３２】
圧電素子１２１を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、またはチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）等を用いることができる。積層型電池に圧力を付与する圧電手段１２０として、このような圧電素子１２１を用いることにより、薄型で軽量な電池パック１００を構成することが可能になる。
【００３３】
スペーサー１４０を構成する材料には、酸化アルミニウム（アルミナ）などのセラミックや、高剛性プラスチック等の薄くて強度がある樹脂系材料等を用いることができる。なお、スペーサー１４０を使用せずに、圧電素子１２１自体をスペーサーとして利用する構成とすることも可能である。しかし、圧電素子１２１の形状によっては圧力が一定に印加されない場合があること、ラミネートフィルム等の外装材料を損傷する場合があること等の課題があるので、スペーサー１４０を用いることが好ましい。
【００３４】
図３には、隣接するラミネート型セル１１１間の積層面と平行な面内に、複数の圧電素子１２１を収容するスペーサー１４０がラミネート型セル１１１に接して配置された構成を示した。これに限らず、複数の圧電素子１２１を収容するスペーサー１４０が、筐体１３０を構成する底板１３１と積層されたラミネート型セル１１１のうち最下層のものとの間に配置された構成としてもよい。または、このスペーサー１４０が、筐体１３０を構成する天板１３２と積層されたラミネート型セル１１１のうちの最上層のものとの間に配置された構成であってもよい。また、隣接するラミネート型セル１１１の間、およびラミネート型セル１１１と筐体１３０との間の複数個所に、複数の圧電素子１２１を収容するスペーサー１４０を配置した構成としてもよい。
【００３５】
なお、筐体１３０を構成する底板１３１と天板１３２は、積層されたラミネート型セル１１１とスペーサー１４０を密着した状態で保持する押圧部材として機能する。
【００３６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る電池装置１０００の構成を示すブロック図である。本実施形態の電池装置１０００は、電池パック１００と制御部（制御手段）２１０とを有する。
【００３７】
電池パック１００は、積層型電池としてのラミネート型セル１１１、複数の圧電手段としての複数の圧電素子１２１、およびラミネート型セル１１１と複数の圧電素子１２１を収容する筐体１３０を有する。ここで、圧電素子１２１は、積層型電池としてのラミネート型セル１１１の積層面と平行な面内に、ラミネート型セル１１１に近接して配置している。上述した電池パック１００の構成は、第１の実施形態による電池パック１００の構成と同様である。
【００３８】
なお、図４には、図３を用いて説明したスペーサー１４０を備えた構成を示した。スペーサー１４０は、ラミネート型セル１１１に接して配置され、複数の圧電素子１２１を収容している。
【００３９】
ここで、圧電素子１２１は、積層型電池としてのラミネート型セル１１１の体積変化による変位量に基づいて検知信号を出力する。そして、制御部２１０は、複数の圧電素子１２１から検知信号をそれぞれ受け付ける変位量検知部（変位量検知手段）２１１を備えた構成とした。
【００４０】
さらに、制御部２１０は、演算部（演算手段）２１２と駆動部（駆動手段）２１３とを備えた構成とすることができる。ここで、演算部２１２は、ラミネート型セル１１１の変位量を低減する圧力を生成するように圧電手段としての圧電素子１２１を制御する制御信号を生成する。駆動部２１３は、この制御信号を複数の圧電素子１２１にそれぞれ供給する。このとき、圧電素子１２１は、この制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に上述した変位量を低減する圧力を付与する。
【００４１】
このような構成としたことにより、本実施形態の電池装置１０００によれば、複数の圧電素子１２１がラミネート型セル１１１の不均一な膨張による変位量を検知し、その変位量を低減することが可能である。その結果、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００４２】
次に、本実施形態による電池装置１０００が備える制御部２１０の動作について、さらに詳細に説明する。図５は、本実施形態による電池装置１０００が備える制御部２１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
積層されたラミネート型セル１１１において、局所的なリチウムの析出や活物質の剥離（ほぐれ）等が起こるとセルの変形が生じる。このとき、ラミネート型セル１１１の外装であるラミネートフィルムは可撓性を有するので、ラミネート型セル１１１も局所的に膨張することになる。
【００４４】
筐体１３０内に収容されたいずれかのラミネート型セル１１１が膨張すると、複数の圧電素子１２１が配置された積層面における面圧が上昇する。このとき、制御部２１０が備える変位量検知部２１１は、複数の圧電素子１２１から変位量に基づく検知信号をそれぞれ受け付ける（ステップＳ２１１）。ここで圧電素子１２１は、ラミネート型セル１１１の間またはラミネート型セル１１１と筐体１３０の間に配置されたスペーサー１４０に収容されている。
【００４５】
制御部２１０が備える演算部２１２は、上述した変位量が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。変位量が所定の閾値に達していない場合（ステップＳ２１２／ＮＯ）、制御部２１０は変位量検知部２１１により変位量のモニターを継続する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。
【００４６】
一方、変位量が所定の閾値以上であると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ２１２／ＹＥＳ）、演算部２１２は、このときの変位量を低減する圧力を生成するように圧電素子１２１を制御する制御信号を生成する。そして、制御部２１０が備える駆動部２１３が、この制御信号を該当する圧電素子１２１に供給する（ステップＳ２１３）。
【００４７】
制御信号を受け取った圧電素子１２１は、この制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に圧力を付与する（ステップＳ２１４）。
【００４８】
制御部２１０は上述したステップを繰り返すことにより、ラミネート型セル１１１の変位量のモニターを継続する。
【００４９】
次に、本実施形態による電池制御方法について説明する。
【００５０】
本実施形態による電池制御方法においては、まず、積層型電池の積層面における体積変化による変位量を複数個所で検知する。そして、この複数個所における変位量を低減する圧力をそれぞれ生成し、この圧力を積層型電池の該当する個所にそれぞれ印加する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の電池装置１０００および電池制御方法によれば、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００５２】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る電池装置１１００の構成を示すブロック図である。本実施形態の電池装置１１００は、電池パック１００と制御部（制御手段）３１０とを有する。
【００５３】
本実施形態の電池装置１１００は、制御部３１０が電池出力検知部（電池出力検知手段）３１１をさらに備えた構成とした点が、第２の実施形態による電池装置１０００と異なる。ここで電池出力検知部３１１は積層型電池としてのラミネート型セル１１１の出力である電池出力を検知する。そして、制御部３１０が備える演算部（演算手段）２１２が、この電池出力とラミネート型セル１１１の変位量とから、圧電素子１２１を制御する制御信号を算出する構成とした。
【００５４】
本実施形態による電池装置１１００によれば、圧電素子１２１によってラミネート型セル１１１の不均一な体積変化による変位量を低減する補正を行った後に、電池出力検知部３１１において電池（セル）出力をモニターすることができる。そのため、ラミネート型セル１１１の変位量だけでなく、電池出力が適性範囲になるまでラミネート型セル１１１に付与する圧力を調整することが可能になる。
【００５５】
ラミネート型セル１１１を加圧した後の電池出力をモニターすることにより、ラミネート型セル１１１に加える圧力を微調整することできる。さらに、急激な電池出力の低下等を検知することにより、付加した圧力が過剰であることによって発生するマイクロショート等を検出することができる。この場合、付加する圧力を低減することにより、ショート状態を回避することが可能である。このときモニターする電池出力は、ラミネート型セル１１１の出力電力であることが好ましいが、出力電圧または出力電流を用いることとしてもよい。また、このような電池出力は、ラミネート型セル１１１の充放電制御部等を介して取得する構成とすることができる。
【００５６】
次に、本実施形態による電池装置１１００が備える制御部３１０の動作について、さらに詳細に説明する。図７は、本実施形態による電池装置１１００が備える制御部３１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
筐体１３０内に収容されたいずれかのラミネート型セル１１１が膨張すると、複数の圧電素子１２１が配置された積層面における面圧が上昇する。このとき、制御部２１０が備える変位量検知部２１１は、複数の圧電素子１２１から変位量に基づく検知信号をそれぞれ受け付ける（ステップＳ２１１）。ここで圧電素子１２１は、ラミネート型セル１１１の間またはラミネート型セル１１１と筐体１３０の間に配置されたスペーサー１４０に収容されている。
【００５８】
制御部２１０が備える演算部２１２は、上述した変位量が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。変位量が所定の閾値に達していない場合（ステップＳ２１２／ＮＯ）、制御部２１０は変位量検知部２１１により変位量のモニターを継続する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。
【００５９】
一方、変位量が所定の閾値以上であると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ２１２／ＹＥＳ）、演算部２１２は、このときの変位量を低減する圧力を生成するように圧電素子１２１を制御する制御信号を生成する。そして、制御部２１０が備える駆動部２１３が、この制御信号を該当する圧電素子１２１に供給する（ステップＳ２１３）。
【００６０】
制御信号を受け取った圧電素子１２１は、この制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に圧力を付与する（ステップＳ２１４）。
【００６１】
ここまでのステップは、第２の実施形態による電池装置１０００が備える制御部３００の動作と同様である。
【００６２】
この後に、本実施形態による電池装置１１００が備える制御部３１０は、電池出力検知部３１１によってラミネート型セル１１１の出力である電池出力を検知する（ステップＳ３１１）。
【００６３】
制御部３１０が備える演算部２１２は、このときの電池出力が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１２）。電池出力が所定の閾値に達しておらず、正常動作の範囲内にあると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ３１２／ＮＯ）、制御部３１０は変位量検知部２１１により変位量のモニターを継続する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。
【００６４】
一方、電池出力が所定の閾値以上であり、正常の動作範囲を超えていると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ３１２／ＹＥＳ）、演算部２１２は、このとき付与されている圧力を変更する制御信号を新たに生成する。そして、制御部３１０が備える駆動部２１３が、このときの制御信号を該当する圧電素子１２１に供給する（ステップＳ２１３）。制御信号を受け取った圧電素子１２１は、この変更された制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に圧力を付与する（ステップＳ２１４）。
【００６５】
ステップＳ２１３からステップＳ３１２までの処理を繰り返すことにより、ラミネート型セル１１１に付与する圧力を調整し、ラミネート型セル１１１の電池出力が適正範囲内となるようにすることができる。
【００６６】
電池出力が適正範囲内となった（ステップＳ３１２／ＮＯ）後も、制御部３１０は上述したステップを繰り返すことにより、ラミネート型セル１１１の変位量のモニターを継続することができる。
【００６７】
次に、本実施形態による電池制御方法について説明する。
【００６８】
本実施形態による電池制御方法においては、まず、積層型電池の積層面における体積変化による変位量を複数個所で検知する。さらに、積層型電池の出力である電池出力を検知する。そして、この電池出力と上述した変位量とから、複数個所における変位量を低減する圧力をそれぞれ生成し、この圧力を積層型電池の該当する個所にそれぞれ印加する。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の電池装置１１００および電池制御方法によれば、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００７０】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図８は、本発明の第４の実施形態に係る電池装置１２００の構成を示すブロック図である。本実施形態の電池装置１２００は、電池パック１００と制御部（制御手段）４１０とを有する。
【００７１】
本実施形態の電池装置１２００は、制御部４１０が電池温度検知部（電池温度検知手段）４１１をさらに備えた構成とした点が、第３の実施形態による電池装置１１００と異なる。その他の構成は、第３の実施形態による電池装置１１００と同様である。
【００７２】
電池温度検知部４１１は、積層型電池としてのラミネート型セル１１１の温度である電池温度を検知する。そして、制御部４１０が備える演算部（演算手段）２１２が、この電池温度と、電池出力検知部３１１が検知する電池出力、およびラミネート型セル１１１の変位量とから、圧電素子１２１を制御する制御信号を算出する構成とした。すなわち、本実施形態による電池装置１２００によれば、電池温度検知部４１１が検知する電池（セル）温度によって、電池出力を補正することが可能になる。
【００７３】
本実施形態による電池装置１２００では第３の実施形態による電池装置１１００と同様に、圧電素子１２１によってラミネート型セル１１１の不均一な体積変化による変位量を低減する補正を行った後に、電池出力検知部３１１が電池出力を検出する。このとき、電池温度検知部４１１が検知する電池温度によって、電池出力を補正することが可能になる。そして、補正した後の電池出力が適性範囲になるまでラミネート型セル１１１に付与する圧力を調整する構成とすることができる。
【００７４】
このような構成とすることにより、本実施形態の電池装置１２００によれば、ラミネート型セル１１１に加える圧力を精度よく決定することができる。
【００７５】
本実施形態による電池装置１２００によれば、圧電素子１２１によってラミネート型セル１１１の不均一な体積変化による変位量を低減する補正を行った後に、電池出力検知部３１１において電池（セル）出力をモニターすることができる。そのため、ラミネート型セル１１１の変位量だけでなく、電池出力が適性範囲になるまでラミネート型セル１１１に付与する圧力を調整することが可能になる。
【００７６】
ラミネート型セル１１１を加圧した後の電池出力をモニターすることにより、ラミネート型セル１１１に加える圧力を微調整することできる。さらに、急激な電池出力の低下等を検知することにより、付加した圧力が過剰であることによって発生するマイクロショート等を検出することができる。この場合、付加する圧力を低減することにより、ショート状態を回避することが可能である。なお、このときモニターする電池出力は、ラミネート型セル１１１の出力電圧であることが好ましい。
【００７７】
次に、本実施形態による電池装置１２００が備える制御部４１０の動作について、さらに詳細に説明する。図９は、本実施形態による電池装置１２００が備える制御部４１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７８】
筐体１３０内に収容されたいずれかのラミネート型セル１１１が膨張すると、複数の圧電素子１２１が配置された積層面における面圧が上昇する。このとき、制御部２１０が備える変位量検知部２１１は、複数の圧電素子１２１から変位量に基づく検知信号をそれぞれ受け付ける（ステップＳ２１１）。ここで圧電素子１２１は、ラミネート型セル１１１の間またはラミネート型セル１１１と筐体１３０の間に配置されたスペーサー１４０に収容されている。
【００７９】
制御部２１０が備える演算部２１２は、上述した変位量が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。変位量が所定の閾値に達していない場合（ステップＳ２１２／ＮＯ）、制御部２１０は変位量検知部２１１により変位量のモニターを継続する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。
【００８０】
一方、変位量が所定の閾値以上であると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ２１２／ＹＥＳ）、演算部２１２は、このときの変位量を低減する圧力を生成するように圧電素子１２１を制御する制御信号を生成する。そして、制御部２１０が備える駆動部２１３が、この制御信号を該当する圧電素子１２１に供給する（ステップＳ２１３）。
【００８１】
制御信号を受け取った圧電素子１２１は、この制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に圧力を付与する（ステップＳ２１４）。
【００８２】
この後に、電池出力検知部３１１によってラミネート型セル１１１の出力である電池出力を検知する（ステップＳ３１１）。
【００８３】
ここまでのステップは、第３の実施形態による電池装置１１００が備える制御部３１０の動作と同様である。
【００８４】
ここで、本実施形態による電池装置１２００が備える制御部４１０は、電池温度検知部４１１によってラミネート型セル１１１の温度である電池温度を検知する（ステップＳ４１１）。そして、制御部４１０が備える演算部２１２は、検知した電池温度によって電池出力を補正した補正電池出力を算出する（ステップＳ４１２）。
【００８５】
演算部２１２は、補正電池出力が所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４１３）。補正電池出力が所定の閾値に達しておらず、正常動作の範囲内にあると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ４１３／ＮＯ）、制御部４１０は変位量検知部２１１により変位量のモニターを継続する（ステップＳ２１１、Ｓ２１２）。
【００８６】
一方、補正電池出力が所定の閾値以上であり、正常の動作範囲を超えていると演算部２１２が判定した場合（ステップＳ４１３／ＹＥＳ）、演算部２１２は、このとき付与されている圧力を変更する制御信号を新たに生成する。そして、制御部４１０が備える駆動部２１３が、このときの制御信号を該当する圧電素子１２１に供給する（ステップＳ２１３）。制御信号を受け取った圧電素子１２１は、この変更された制御信号に基づいてラミネート型セル１１１に圧力を付与する（ステップＳ２１４）。
【００８７】
ステップＳ２１３からステップＳ４１３までの処理を繰り返すことにより、ラミネート型セル１１１に付与する圧力を精度よく決定することができる。その結果、ラミネート型セル１１１の電池出力が適正範囲内となるようにすることができる。
【００８８】
電池出力が適正範囲内となった（ステップＳ４１３／ＮＯ）後も、制御部４１０は上述したステップを繰り返すことにより、ラミネート型セル１１１の変位量のモニターを継続することができる。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態の電池装置１２００によれば、積層型の二次電池において、積層面内の不均一な体積変化による性能劣化を抑制することができる。
【００９０】
本発明は上記実施形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
１００    電池パック
１１０    積層型電池
１１１    ラミネート型セル
１２０    圧電手段
１２１    圧電素子
１３０    筐体
１３１    底板
１３２    天板
１４０    スペーサー
２１０、３１０、４１０    制御部
２１１    変位量検知部
２１２    演算部
２１３    駆動部
３１１    電池出力検知部
４１１    電池温度検知部
１０００、１１００、１２００    電池装置
【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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