(57)【要約】【課題】二次電池に結露が生じることを防止して、確実に二次電池に錆びが生じることを防止することを可能にする二次電池の防錆システムを提供する。【解決手段】筐体１０内に収容された二次電池１の電池温度を計測する電池温度計測手段１４と、筐体１０内の二次電池１の周囲に外気Ｇを供給して二次電池１を冷却する冷却機構１３と、外気Ｇが流通する二次電池１周囲の雰囲気温度を計測する雰囲気温度計測手段１５と、雰囲気温度が電池温度以下になるように制御する制御手段１６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に収容された二次電池の電池温度を計測する電池温度計測手段と、前記筐体内の前記二次電池の周囲に外気を供給して前記二次電池を冷却する冷却機構と、前記外気が流通する前記二次電池周囲の雰囲気温度を計測する雰囲気温度計測手段と、前記雰囲気温度が前記電池温度以下になるように制御する制御手段とを備えていることを特徴とする二次電池の防錆システム。
【請求項２】
請求項１記載の二次電池の防錆システムにおいて、
前記筐体内に複数の二次電池が収容され、複数の二次電池の電池温度をそれぞれ前記電池温度計測手段で計測し、前記制御手段が最低の電池温度の二次電池を基準に制御を行うことを特徴とする二次電池の防錆システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の二次電池の防錆システムにおいて、
前記筐体内に複数の二次電池が収容され、前記電池温度が低い二次電池を加温して前記複数の二次電池の電池温度の温度差を小さくするための加温手段を備えていることを特徴とする二次電池の防錆システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の電極端子などに腐食が発生することを防止するための二次電池の防錆システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池などの二次電池（電池セル）は、筐体（電池収容ケース）内に直列、並列配置して収容することで電池モジュールとし、複数の電池モジュールを直列、並列配置して電池制御用の基板などとともに別の筐体内に収容することで組電池とし、この組電池を車両などに搭載し、各種機器の電源として利用されている。
【０００３】
また、二次電池は、使用時に発熱して温度が上昇するが、温度が上昇しすぎると劣化が急速に進んでしまう。このため、組電池には、発熱した二次電池を冷却する冷却機構が必要とされている。そして、従来、この種の冷却機構として、電池モジュールの電池収容ケースにファンなどを取り付け、筐体内部に取り込んだ外気（外部の空気）を隣り合う二次電池の間に流通させて二次電池を強制的に冷却し、その温度が４０〜５０℃程度で維持されるように制御している。
【０００４】
一方、例えばフォークリフトや電気自動車等の移動体では、搭載した組電池（電池モジュール）の各二次電池が外気に触れる可能性が高く、また、空調されていない外気を冷却空気として使用する必要がある。このため、冷却機構によって湿度が高い外気が筐体内に取り込まれる可能性が高く、外気の湿度、外気と二次電池の温度に応じて二次電池に結露が生じる場合がある。そして、この結露によって二次電池の露出した正負一対の電極端子に錆び（腐食）が発生すると、電極端子の抵抗値が増大して性能低下を招くことになる。特に、フォークリフトや電機自動車等の移動体で使用される大型の二次電池は、流れる電流が小型の二次電池よりも大きく、発錆によって損失の程度が大きくなるため、その防錆対策が重要である。
【０００５】
これに対し、電極端子を腐食抑制膜（被覆材）で被覆し、水分の接触を抑制することにより、腐食の発生を防止する方法が提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、エアコン等には、外気の温度と湿度（露点）を検出し、取り入れた外気の温度と湿度を制御することで、結露の発生を防止するシステムを具備したものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９２３２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、二次電池は、多種多様な用途に適用することが期待されており、例えば熱帯地域、臨海地域、海上、工場地帯、都市部、砂漠などの腐食性物質や粉塵などの異物を多く含む外気を冷却空気として使用することも想定される。
【０００８】
そして、例えば外気の温度と湿度を制御して結露の発生ひいては電極端子の発錆を防止するシステムを用いた場合、外気に異物が含まれていると、温度と湿度から求まる露点が異物の種類や量などに応じてずれてしまい、結露が生じないように好適に制御することが難しくなる。このため、二次電池の防錆システムとしてこのような外気の温度と湿度を制御するシステムを採用した場合には、信頼性の高い防錆を行うことが難しい。また、外気の異物の種類や量などを考慮して外気の温度と湿度を制御するようにし、防錆システムとしての信頼性を確保するようにした場合には、高コスト化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の二次電池の防錆システムは、筐体内に収容された二次電池の電池温度を計測する電池温度計測手段と、前記筐体内の前記二次電池の周囲に外気を供給して前記二次電池を冷却する冷却機構と、前記外気が流通する前記二次電池周囲の雰囲気温度を計測する雰囲気温度計測手段と、前記雰囲気温度が前記電池温度以下になるように制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
この発明においては、制御手段によって冷却機構や二次電池を制御して二次電池周囲の雰囲気温度が二次電池の電池温度以下になるようにすることで、二次電池に結露が生じることを確実に防止できる。すなわち、従来のように外気の温度に加えて湿度を計測し、これら外気の温度と湿度（及び二次電池の温度）によって結露が生じないように制御する場合と比較し、外気の温度や湿度、含有する異物の種類や量などの性状に影響を受けることがなく、外気と二次電池の温度に基づいて容易に且つ確実に結露の発生を防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の二次電池の防錆システムにおいては、外気の温度や湿度、含有する異物の種類や量などの性状に影響を受けることなく、外気と二次電池の温度に基づいて容易に且つ確実に結露の発生を防止することが可能になるため、従来と比較し、低コストで信頼性の高い防錆システムにすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る二次電池の防錆システム（電池モジュール）を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１及び図２を参照し、本発明の一実施形態に係る二次電池の防錆システムについて説明する。なお、本実施形態は、特にリチウムイオン二次電池などの二次電池の正負一対の電極端子の発錆を防止するための防錆システムに関するものである。
【００１４】
はじめに、本実施形態の二次電池（電池セル）１は、図１に示すように、複数の正極板２及び負極板３が積層して構成された電極体４と、電極体４を収容する電池缶５と、電池缶５の内部から外部に貫通して設けられた正負一対の電極端子６、７とを備えている。また、正極板２及び負極板３は、それぞれ対応する電極端子６、７と接続するためのタブ２ａ、３ａを有している。そして、正極板２のタブ２ａ同士を束ねて、また、負極板３のタブ３ａ同士を束ねてタブ束が構成され、該タブ束を介して対応する電極端子６、７と接続されている。
【００１５】
そして、図２に示すように、この二次電池１を直列、並列配置して筐体（電池収容ケース）１０内に複数収容することにより電池モジュール１１が構成され、電池モジュール１１を直列、並列配置して電池制御用の基板などとともにさらに別の筐体内に収容することにより組電池が構成される。また、筐体内に収容した複数の電池モジュール１１の二次電池１は、電極端子６、７同士がバスバー１２で接続される。
【００１６】
また、電池モジュール１１には、筐体１０内に外気Ｇを取り入れ、この外気Ｇを冷却風として二次電池１の間に流通させることによって各二次電池１を強制的に冷却する冷却機構１３が設けられている。さらに、各二次電池１には、従来の電池モジュール１１と同様に、二次電池１の電池温度Ｔ１を計測するための温度センサ（サーミスタ）などの電池温度計測手段１４、電極端子６、７の電圧を計測するための端子電圧計測手段（不図示）、電池缶５の電圧を計測するための容器電圧計測手段（不図示）が設けられている。
【００１７】
そして、本実施形態の二次電池の防錆システムＡは、上記の冷却機構１３及び電池温度計側手段１４と、外気Ｇが流通する二次電池１の周囲の雰囲気温度Ｔ２を計測する温度センサなどの雰囲気温度計測手段１５と、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように制御する制御手段１６と、二次電池１に取り付けられたヒータなどの加熱手段１７とを備えている。
【００１８】
また、本実施形態では、筐体１０内に複数の二次電池１が収容されている。そして、本実施形態の二次電池の防錆システムＡは、これら複数の二次電池１の電池温度Ｔ１をそれぞれ電池温度計測手段１４で計測し、制御手段１６が最低の電池温度Ｔ１の二次電池１を基準に制御を行うように構成されている。また、制御手段１６が、電池温度Ｔ１が低い二次電池１を加熱手段１７で加温して複数の二次電池１の電池温度Ｔ１の温度差を小さくするように構成されている。
【００１９】
さらに、本実施形態では、雰囲気温度計測手段１５が、筐体１０内の外気Ｇの供給口側、中央部、外気Ｇの排出口側など、筐体１０内の複数個所の雰囲気温度Ｔ２を計測するように複数設けられている。
【００２０】
そして、上記構成からなる二次電池の防錆システムＡにおいては、各二次電池１の電池温度Ｔ１を計測する電池温度計測手段１４と、雰囲気温度Ｔ２を計測する雰囲気温度計測手段１５の計測結果が制御手段１６に送られ、これら計測結果に基づいて、制御手段１６は、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように制御する。
【００２１】
ここで、本願の発明者らは、薄手の金属体と厚手の金属体を温度や湿度が適宜変動する同じ空気環境下に暴露した場合、薄手の金属体は厚手の金属体よりも周囲の雰囲気温度に早く追随するため腐食しにくいという知見を得ている。すなわち、本願の発明者らは、防食研究によって、金属体の温度が周囲の雰囲気温度よりも高ければ、湿度（露点）に関係なく結露が生じることがないという知見を得ている。
【００２２】
そして、本実施形態の二次電池の防錆システムＡでは、この知見に基づき、従来のように温度と湿度を制御するのではなく、制御手段１６によって雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように温度のみを制御することにより、二次電池１に結露が生じることを確実に防止する。すなわち、本実施形態の二次電池の防錆システムＡでは、従来のように外気Ｇの温度と湿度を計測して結露が生じないように制御する場合と比較し、外気Ｇの温度や湿度、含有する異物の種類や量などの性状に影響を受けることがなく、外気Ｇと二次電池１の温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて確実且つ容易に結露の発生を防止する。
【００２３】
また、このとき、本実施形態では、制御手段１６が、例えば冷却機構１３の駆動や各二次電池１の運転／停止を制御することで、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるようにする。さらに、電池温度Ｔ１が上昇しすぎると二次電池１の劣化が急速に進んでしまうため、制御手段１６は、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように、且つ、二次電池１の電池温度Ｔ１が例えば４０〜５０℃程度の設定温度Ｔ３以下となるように制御を行う。
【００２４】
また、筐体１０内に収容された複数の二次電池１の電池温度Ｔ１に差異が生じることも当然あり得る。このため、本実施形態では、複数の二次電池１の電池温度Ｔ１をそれぞれ電池温度計測手段１４で計測し、制御手段１６が最低の電池温度Ｔ１の二次電池１を基準に制御を行う。そして、このように筐体１０内に収容された複数の二次電池１のうち、電池温度Ｔ１が最低の二次電池１を基準にして、二次電池１の周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下になるように制御を行うことで、確実に全ての二次電池１に対して結露の発生が防止されることになる。
【００２５】
また、二次電池１（組電池）の設置場所などに応じて一部の二次電池１が高温になる場合があり、複数の二次電池１の電池温度Ｔ１に著しい温度差が生じた場合には、筐体１０内で流通する外気Ｇの温度Ｔ２が高温の二次電池１によって上昇し、二次電池１の周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下になるように制御することが困難になることもあり得る。
【００２６】
これに対し、本実施形態の二次電池の防錆システムＡにおいては、複数の二次電池１の電池温度Ｔ１に著しい温度差が生じていることを検知した制御手段１６が、電池温度Ｔ１が低い二次電池１を加温手段１７で強制的に加温するように制御し、複数の二次電池１の温度差を小さくする。これにより、二次電池１周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下になるように確実且つ安定的に制御される。
【００２７】
したがって、本実施形態の二次電池の防錆システムＡにおいては、制御手段１６によって冷却機構１３や二次電池１を制御して雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるようにすることで、二次電池１に結露が生じることを確実に防止できる。すなわち、従来のように温度と湿度を制御するのではなく、制御手段１６によって雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように温度のみを制御することで、外気Ｇの温度や湿度、含有する異物の種類や量などの性状に影響を受けることなく、外気Ｇと二次電池１の温度に基づいて容易に且つ確実に結露の発生を防止することが可能になる。
【００２８】
よって、本実施形態の二次電池の防錆システムＡによれば、従来と比較し、低コストで信頼性の高い防錆システムにすることが可能になる。
【００２９】
また、本実施形態の二次電池の防錆システムＡにおいては、筐体１０内に収容された複数の二次電池１のうち、電池温度Ｔ１が最低の二次電池１を基準にして、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように制御することで、確実に全ての二次電池１に結露が生じることを防止できる。
【００３０】
さらに、電池温度Ｔ１が低い二次電池１を加温手段１７で強制的に加温して、複数の二次電池１の温度差を小さくすることができ、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように確実且つ安定的に制御を行うことが可能になる。
【００３１】
以上、本発明に係る二次電池の防錆システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３２】
例えば、本実施形態では、複数の二次電池１を筐体１０内に収容した電池モジュール１１の防錆システムＡについて説明を行ったが、勿論、一つの二次電池１に対して本発明の防錆システムＡを適用しても同様の作用効果を得ることが可能である。
【００３３】
また、筐体１０内に複数の二次電池１が収容されている場合に、筐体１０内を複数にブロック分けし、各ブロックにおいて、二次電池１周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下になるように制御を行い、複数の二次電池１に結露ひいては錆びが発生することを防止するようにしてもよい。
【００３４】
さらに、冷却機構（ファン）１３の駆動を制御し、外気（冷却風）Ｇの風量を変えて二次電池１周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下になるように制御を行う場合に、複数のファン（冷却機構）１３を設け、各ファン１３を選択的に駆動させるように制御することで、雰囲気温度Ｔ２が電池温度Ｔ１以下になるように制御を行ってもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、図２に、筐体１０内に収容された二次電池１に対して冷却機構１３によって横方向に冷却風Ｇを流通させるように図示したが、例えば二次電池１の下方から上方に冷却風Ｇを流通させるように冷却機構１３が設けられていてもよく、特に冷却風Ｇの流通方向は限定を必要としない。
【００３６】
また、本実施形態では、雰囲気温度計測手段１５が、筐体１０内の外気Ｇの供給口側、中央部、外気の排出口側など、筐体１０内の複数個所の雰囲気温度Ｔ２を計測するように複数設けられているものとしたが、この雰囲気温度計測手段１５は、筐体１０内で最も高い雰囲気温度Ｔ２になる箇所を限定することが可能であれば、その箇所に一つ設けるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、外気Ｇの温度や湿度、電池温度計測手段１４の計測結果（各二次電池１の温度（運転状況））、筐体１０などの構成部材の物性、雰囲気温度計測手段１５の計測結果などに基づいて、筐体１０内部での温度分布を演算して求め、この温度分布を基に、二次電池１周囲の雰囲気温度Ｔ２が二次電池１の電池温度Ｔ１以下に制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１      二次電池（電池セル）
２      正極板
２ａ    タブ
３      負極板
３ａ    タブ
４      電極体
５      電池缶
６      電極端子
７      電極端子
１０    筐体（電池収容ケース）
１１    電池モジュール
１２    バスバー
１３    冷却機構（ファン）
１４    電池温度計測手段
１５    雰囲気温度計測手段
１６    制御手段
１７    加熱手段
Ａ      二次電池の防錆システム
Ｇ      外気（冷却風）
【図１】
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【図２】
2012133890.tif 000004