(57)【要約】      （修正有）【課題】急激な温度変化によって電池パックの増加した拘束圧力を低減することができる電池パックの温度制御装置を提供する。【解決手段】歪ゲージ４は、拘束バンド３の歪を検出する。加温部８０は、電池パック１を加温する。監視ユニット７は、拘束バンド３の歪に基づいて、加温部８０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池が拘束バンドによって拘束されてなる電池パックの温度制御装置であって、
前記拘束バンドの歪を検出する検出部と、
前記電池パックを加温する加温部と、
前記拘束バンドの歪に基づいて、前記加温部を制御する制御部とを備える、電池パックの温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックの温度制御装置に関し、たとえばハイブリッド車両や電動車両などに搭載される電池パックの温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２０１０−０８６８４３号公報）には、複数の電池を拘束してなる電池パックにおいて、電池温度センサで測定された現在の電池温度とキャビン（車室）の温度とに基づいて電池を加熱する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８６８４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−０４０３４５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、急激な温度変化などによって、電池パックの拘束圧力が増加すると、電池セル内の絶縁フィルムなどの電池セル部材の寿命が短くなるという問題がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、急激な温度変化に伴う電池パックの拘束圧力が変動しても、現在の電池温度が現在のキャビン（車室）の温度よりも小さくないと、電池が加熱されない。そのため、電池パックの増加した拘束圧力を低減することができない。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、急激な温度変化によって電池パックの増加した拘束圧力を低減することができる電池パックの温度制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電池パックの温度制御装置は、複数の単電池が拘束バンドによって拘束されてなる電池パックの温度制御装置であって、拘束バンドの歪を検出する検出部と、電池パックを加温する加温部と、拘束バンドの歪に基づいて、加温部を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、急激な温度変化によって電池パックの拘束圧力の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電池パックを表わす図である。
【図２】電池セル内の絶縁フィルムの厚みが減少するメカニズムを説明するための図である。
【図３】第１の実施形態の電池パックの温度制御手順を表わすフローチャートである。
【図４】第２の実施形態の電池パックの温度制御手順を表わすフローチャートである。
【図５】電池セル内の絶縁フィルムにダメージが加わる温度と歪量の領域Ｘを表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、電池パック１を表わす図である。
【００１１】
この電池パック１は、ハイブリッド車両や電動車両に搭載され、電池ケース９０と、電池ケース９０に収納される複数の電池セル（単電池）５と、複数の電池セル５を拘束する拘束バンド３とを備える。
【００１２】
拘束バンド３は、電池セル５の積層方向に沿って延び、複数の電池セル５にその積層方向の拘束力を作用させる。
【００１３】
電池セル５は、負極と正極の間にはイオンが移動できる多孔質の絶縁フィルムを含む。絶縁フィルムは、４５℃以上で変形しやすくなる。絶縁フィルムは、４５℃以上の状態で、荷重上昇などのストレスが加わると変形し、厚みが薄くなるという特性がある。荷重上昇の要因として、急激な温度降下による拘束バンド３の収縮がある。
【００１４】
温度制御装置１０は、歪ゲージ４と、熱電対６と、加温部８０と、監視ユニット７とを備える。
【００１５】
電池ケース９０の上面に排気ダクト２が設けられる。排気ダクト２には、ダクトヒータ９１で加熱された空気が送風される。ダクトヒータ９１および排気ダクト２は、加温部８０を構成する。
【００１６】
歪ゲージ４は、拘束バンド３に貼り付けられる。歪ゲージ４は、拘束バンド３の延在方向の伸び縮み量（歪）を測定する。拘束バンド３が伸長したときに、基準値からの伸長量である歪の符号が正となり、拘束バンド３が収縮したときに、基準値からの収縮量である歪の符号が負となる。拘束バンド３の長さが基準値のときに、歪は０となる。
【００１７】
熱電対６は、複数の電池セル５のうち、排気ダクト２の吸気口に近い方の端にある電池セル５の腹部に貼り付けられる。これは、電池パック１内で最も温度が高くなる箇所の温度を測定するためである。
【００１８】
監視ユニット（制御部）７は、ダクトヒータ９１で加温された空気の排気ダクト２への送風を制御することによって、電池パック１の温度を制御する。
【００１９】
図２は、電池セル５内の絶縁フィルムの厚みが減少するメカニズムの一例を説明するための図である。
【００２０】
急激な温度降下があると（ＳＴＥＰ１を参照）、急激に拘束バンド３が収縮し、拘束バンド３の歪が大きく変動する（ＳＴＥＰ２を参照）。その結果、絶縁フィルムに加わる荷重が急減に増加し、絶縁フィルムの厚みが薄くなる（ＳＴＥＰ３を参照）。絶縁フィルムの厚みが薄くなると、絶縁フィルムが破断されることがある。
【００２１】
第１の実施形態では、監視ユニット７は、歪が負の方向に所定値だけ減少したときに、すなわち拘束バンド３が基準値から所定値だけ収縮した場合に、電池セル５内の絶縁フィルムの破壊を防止するために、電池パック１を加温する。
【００２２】
図３は、第１の実施形態の電池パック１の温度制御手順を表わすフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ２０１において、熱電対６は、１０分ごとに温度を測定する。
ステップＳ２０２において、測定された温度が４５℃以上の場合には、処理がステップＳ２０３に進み、測定された温度が４５℃未満の場合には、処理がステップＳ２０１に戻る。
【００２４】
ステップＳ２０３において、歪ゲージ４で測定された歪の符号を反転した値が閾値ＴＨ以上の場合には（つまり、拘束バンド３が閾値ＴＨ以上の量だけ収縮した場合）、処理がステップＳ２０４に進み、歪の符号を反転した値が閾値ＴＨ未満の場合には、処理がステップＳ２０１に戻る。
【００２５】
ステップＳ２０４において、監視ユニット７は、ダクトヒータ９１で加温された空気を排気ダクト２へ送風させる。これにより、拘束バンド３の収縮が抑制される。
【００２６】
ステップＳ２０５において、歪ゲージ４で測定された歪の符号を反転した値が閾値ＴＨ未満となった場合には、処理がステップＳ２０６に進み、歪の符号を反転した値が閾値ＴＨ以上を維持する場合には、処理がステップＳ２０４に戻る。
【００２７】
ステップＳ２０６において、監視ユニット７は、ダクトヒータ９１で加温された空気の排気ダクト２への送風を停止する。
【００２８】
以上のように、本実施の形態によれば、急激な温度変化によって拘束バンドが急減に収縮したときに（すなわち、電池パックの拘束圧力が増加したときに）、電池パックを加温することによって、拘束バンドの収縮を抑制する（すなわち、電池パックの増加した拘束圧力を低減させる）ことによって、電池セル内の絶縁フィルムの破断を防止することができる。
【００２９】
［第２の実施形態］
本実施の形態では、拘束バンドの歪の変化量と電池パックの温度の両方を用いて、電池パックの温度を制御する。第１の実施形態では、拘束バンドの歪を用いて電池パックの温度を制御したが、拘束バンドの歪の変化量と電池パックの温度の両方を用いた方が、より緻密な温度制御できる場合には、本実施の形態によって、電池パックの温度が制御される。
【００３０】
図４は、第２の実施形態の電池パック１の温度制御手順を表わすフローチャートである。図５は、電池セル１内の絶縁フィルムにダメージが加わる温度と歪の単位時間内（１分間）の変化量の領域Ｘを表わす図である。
【００３１】
領域Ｘは、絶縁フィルムが変形しやすくなる温度（本実施の形態では４５℃）以上の温度領域において、歪の変化量が一定（負の値）以下の領域（つまり、拘束バンド３が一定量以上収縮する領域）である。領域Ｘにおける歪の変化量の上限は、温度が上がるにしたがって、比例して大きくなるように（つまり、拘束バンド３の収縮が小さくなるように）設定されている。
【００３２】
ステップＳ１０１において、熱電対６は、１０分ごとに温度を測定する。
ステップＳ１０２において、測定された温度が４５℃以上の場合には、処理がステップＳ１０３に進み、測定された温度が４５℃未満の場合には、処理がステップＳ１０１に戻る。
【００３３】
ステップＳ１０３において、歪ゲージ４で測定された歪の単位時間内の変化量と熱電対６で測定された温度が図５に示す領域Ｘに含まれる場合には、処理がステップＳ１０４に進み、歪の単位時間内の変化量と温度が図５に示す領域Ｘに含まれない場合には、処理がステップＳ１０１に戻る。
【００３４】
ステップＳ１０４において、監視ユニット７は、排気ダクト２へ送風する。これにより、拘束バンド３の収縮が抑制される。
【００３５】
ステップＳ１０５において、歪ゲージ４で測定された歪の単位時間内の変化量と熱電対６で測定された温度が図５に示す領域Ｘに含まれないように変化した場合には、処理がステップＳ１０６に進み、歪の単位時間内の変化量と温度が図５に示す領域Ｘに含まれる場合には、処理がステップＳ１０４に戻る。
【００３６】
ステップＳ１０６において、監視ユニット７は、ダクトヒータ９１で加温された空気の排気ダクト２への送風を停止する。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の実施形態と同様に、急激な温度変化によって拘束バンドが急減に収縮したときに、電池パックを加温することによって、拘束バンドの収縮を抑制することによって、電池セル内の絶縁フィルムの破断を防止することができる。
【００３８】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
１  電池パック、２  排気ダクト、３  拘束バンド、４  歪ゲージ、５  電池セル、６  熱電対、７  監視ユニット、１０  温度制御装置、８０  加温部、９０  電池ケース、９１  ダクトヒータ。
【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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