(57)【要約】【課題】低温環境で十分な性能を得ることが可能な電源システムを提供する。【解決手段】  電源システムは、蓄電デバイスと、過冷却可能な蓄熱材を備える複数の蓄熱部と、前記蓄電デバイスの温度を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が所定温度以下の場合、前記蓄電デバイスから前記複数の蓄熱部に所定の直流電圧を印加して過冷却状態の前記蓄熱材を発核させ、前記複数の蓄熱部から前記蓄電デバイスに熱を伝達させる制御部と、を備える。【選択図】図１
2017168281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電デバイスと、
過冷却可能な蓄熱材を備える複数の蓄熱部と、
前記蓄電デバイスの温度を測定する測定部と、
前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が所定温度以下の場合、前記蓄電デバイスから前記複数の蓄熱部に所定の直流電圧を印加して過冷却状態の前記蓄熱材を発核させ、前記複数の蓄熱部から前記蓄電デバイスに熱を伝達させる制御部と、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部は、蓄熱容器と、前記蓄熱容器に収容された前記蓄熱材と、前記蓄熱材に浸かったアノード電極と、前記アノード電極から分離した位置で前記蓄熱材に浸かったカソード電極とを備え、
前記アノード電極と前記カソード電極の両電極間に所定の交流電圧を印加した際に、交流インピーダンス法から求めた比抵抗は、５Ω・ｍ以上で、２００Ω・ｍ以下である請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部は、蓄熱容器と、前記蓄熱容器に収容された前記蓄熱材と、前記蓄熱材に浸かったアノード電極と、前記アノード電極から分離した位置で前記蓄熱材に浸かったカソード電極とを備え、
前記複数の蓄熱部は、前記蓄電デバイスに接続された第１回路内に直列に配置され、
前記複数の蓄熱部の個数は、前記複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部にかかる電圧が、前記アノード電極の材料によって決定される望ましい電圧範囲となるような個数である請求項１に記載の電源システム。
【請求項４】
前記アノード電極として銀を用いる場合の前記望ましい電圧範囲は、１．３５〜１．９Ｖである請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記アノード電極として銅を用いる場合の前記望ましい電圧範囲は、１．７５〜２．３５Ｖである請求項３に記載の電源システム。
【請求項６】
前記複数の蓄熱部のうち１以上の蓄熱部を含み且つ前記複数の蓄熱部の全部は含まないように形成された第２回路を備え、
前記制御部は、前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が前記所定温度以下で、且つ第２の所定温度以上である場合に前記蓄電デバイスから第２回路に直流電圧を印加して前記第２回路に含まれる前記１以上の蓄熱部を発核させる請求項１に記載の電源システム。
【請求項７】
前記蓄電デバイスは、リチウムイオン電池である請求項１に記載の電源システム。
【請求項８】
前記蓄電デバイスは、キャパシタである請求項１に記載の電源システム。
【請求項９】
請求項１に記載の電源システムを備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、熱を蓄熱、あるいは外部に放出することが可能な電源システム、及び自動車に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｌｉイオンが負極と正極を移動することにより充放電が行われる非水電解質ニ次電池は、高エネルギー密度電池として盛んに研究開発が進められている。これまでに、活物質としてリチウム複合酸化物を含む正極と、リチウムを吸蔵放出する炭素質物を含む負極とを具備したリチウムイオン二次電池が、携帯機器用に広く実用化されている。
【０００３】
しかしながら、リチウムイオン電池は、低温環境下では十分な性能が得られないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態の目的とするところは、低温環境で十分な性能を得ることが可能な電源システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、実施形態の電源システムは、蓄電デバイスと、過冷却可能な蓄熱材を備える複数の蓄熱部と、前記蓄電デバイスの温度を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が所定温度以下の場合、前記蓄電デバイスから前記複数の蓄熱部に電流を流して過冷却状態の前記蓄熱材を発核させ、前記複数の蓄熱部から前記蓄電デバイスに熱を伝達させる制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電源システムを搭載した自動車を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示す電源システムを示す平面図である。
【図３】図２の電源システムの二次電池の内部構造を示す断面図である。
【図４】図３に示すＡ部を拡大して示す断面図である。
【図５】図３に示す二次電池の他の形態を示す斜視図である。
【図６】図５に示すＢ部を拡大して示す断面図である。
【図７】図２に示す電源システムの蓄熱パックを示す平面図である。
【図８】図７に示す蓄熱パックを側方から示す側面図である。
【図９】図７に示す蓄熱パックのアノード電極を拡大して示す平面図である。
【図１０】図９に示すアノード電極のＦ１０−Ｆ１０線に沿った断面図である。
【図１１】蓄熱パックのアノード電極の材料として銀を用いた場合の印加電圧と発核応答性の関係を示すグラフである。
【図１２】蓄熱パックのアノード電極の材料として銅を用いた場合の印加電圧と発核応答性の関係を示すグラフである。
【図１３】蓄熱パックの比抵抗と発核応答性の関係を示すグラフである。
【図１４】蓄熱パックの比抵抗、印加電圧、発核寿命、発核寿命の判定結果を示す表である。
【図１５】第２実施形態に係る自動車の電源システムを概略的に示す模式図である。
【図１６】図１５に示す電源システムの判断部および発核制御部が行う処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［第１実施形態］
以下、図１〜図１４を参照して、電源システムを適用した自動車の第１実施形態について説明する。電源システムは、近年の環境問題の観点から、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、アイドリングストップ車（ＩＳＳ）等の環境対応の自動車等の車両用の電源として用いられている。
【０００９】
図１に示すように、自動車２１は、車体２２と、車体の前側に設けられるエンジンルーム２３と、エンジンルーム２３内に設置されるエンジン２４と、エンジンルーム２３内でエンジン２４との間に一定の隙間をおいて設けられる電源システム２５と、を有する。本実施形態の電源システム２５は、自動車２１のエンジンルーム２３だけでなく、車体２２中のエンジンルーム２３の近傍に設置することも可能である。
【００１０】
図２に示すように、電源システム２５は、筐体２６と、筐体２６外に設けられた制御部２７と、筐体２６内に設けられた複数の二次電池２８（電池）と、筐体２６内に設けられた複数の蓄熱パック３１（蓄熱部）と、筐体２６の内外に亘って設けられ複数の蓄熱パック３１を直列的に接続する第１回路３３（第１閉回路）と、筐体２６の内外に亘って設けられ複数の二次電池２８および制御部２７を直列的に接続する電池回路３４と、電池回路３４と第１回路３３との間に介在されるスイッチ３５（リレー回路）と、複数の二次電池２８の温度を測定する温度測定部３２（複数の温度センサ３２Ａ）と、温度測定部３２と制御部２７とを接続する電線Ｌ１と、を有する。
【００１１】
二次電池２８は、蓄電デバイスの一例である。なお、本実施形態では、蓄電デバイスを二次電池２８で構成しているが、蓄電デバイスを二次電池以外の他の装置で実現することもできる。すなわち、二次電池２８に代えてキャパシタを本実施形態の蓄電デバイスとして用いることもできる。キャパシタは、例えば、電気二重層キャパシタや、リチウムイオンキャパシタ等を用いることができる。蓄熱パック３１は、蓄熱部の一例である。
【００１２】
温度測定部３２は、複数の温度センサ３２Ａを有する。温度センサ３２Ａとして、例えば温度検出機能を１チップに内蔵したデジタル温度センサＩＣを用いることできる。これ以外にも温度センサ３２Ａとしては、例えば熱電対等を用いたセンサや抵抗体又はサーミスタを用いたセンサ等を用いることも当然にできる。温度測定部３２は、測定部の一例である。
【００１３】
温度センサ３２Ａは、例えば二次電池２８の表面の蓄熱パック３１が配置されていない場所、すなわち、二次電池２８の側面に接する形態で配置されている。或いは、温度センサ３２Ａは、二次電池２８に熱的に接続された部分、つまり、筐体２６の外面に接する形態で配置されてもよい。温度センサ３２Ａは、二次電池２８（蓄電デバイス）の温度を測定する測定部の一例である。
【００１４】
制御部２７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等を有し、ＲＯＭおよびＲＡＭに二次電池２８を適正温度範囲（保証温度範囲）内で使用させるために必要な各種のデータが記憶される。制御部２７は、自動車の電装部品の制御システムを構成するマイクロコンピュータに組込まれているか或いはこれに接続された別のマイクロコンピュータで構成される。後者の場合には、自動車２１は、自動車２１の電装部品の制御システムとは別に、電源システム２５専用の制御部２７を有する。本実施形態では、制御部２７は、電池回路３４から供給される電力を利用して駆動されているが、電池回路３４とは別の電源を用いて制御部２７を駆動してもよい。
【００１５】
図２に示すように、制御部２７は、温度推定部３６（温度推定回路）と、判断部３７（判断回路）と、発核制御部２９（発核制御回路）と、を有している。温度推定部３６、判断部３７、および発核制御部２９は、ソフトウェアで構成されてもよい。判断部３７には所定温度Ｔ１が予め記憶されている。所定温度Ｔ１は蓄熱材３８の融点を下回った温度に設定される。より具体的には、所定温度Ｔ１は、例えば５℃以下で−３０℃以上の範囲の適切な値で設定される。この所定温度Ｔ１は、自動車が使用される国、地域、気候に応じて適宜に設定できる。判断部３７は、所定温度Ｔ１と二次電池２８の推定温度Ｔｃとを比較して、複数の蓄熱パック３１を発核させるか否かの判断を行う。
【００１６】
スイッチ３５（リレー回路）は、発核制御部２９の制御下で、電池回路３４と第１回路３３とを接続状態にしたり、電池回路３４と第１回路３３と遮断状態にしたりできる。
【００１７】
複数の二次電池２８のそれぞれは、非水電解質二次電池で構成される。ここでは、非水電解質二次電池の外装部材として、金属製容器を用いた例を示している。
【００１８】
図２に示すように、複数の二次電池２８は、電池回路３４によって直列に接続されている。この例では、５個の二次電池２８が直列に接続された場合を例に示している。５個の二次電池２８が直列に接続して構成した電源の電圧は１２〜１５Ｖであり、いわゆる１２Ｖ系電源システムを構成する。隣接する二次電池２８は、バスバー４１等によって電気的に接続される。
【００１９】
なお、複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧は１２〜１５Ｖに限定されるものではない。同様に、二次電池２８の編成数は、５個に限定されるものではない。すなわち、複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧は、４２〜５４Ｖ（いわゆる４８Ｖ系電源システム）であってもよい。この場合、二次電池２８の編成数は、例えば、２０個であり、この場合の電源は、２０個の二次電池２８を直列に接続して構成される。すなわち、二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧は任意であり、それに合わせて二次電池２８の編成数を適宜に設定できる。
【００２０】
図３から図７を参照して、図２に示す複数の二次電池２８のうちの１個を抽出して以下に説明する。二次電池２８は、いわゆる非水電解質二次電池である。複数の二次電池２８に含まれる二次電池２８同士は、互いに同一の構造を有する。
【００２１】
図３は、電源システム２５に用いられる扁平型非水電解質二次電池の断面図、図４は図３のＡ部の拡大断面図を示す。
【００２２】
扁平状の捲回電極群１は、２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる袋状外装部材２内に収納されている。袋状外装部材２は、さらに外側の金属製容器１０内に収納される。扁平状の捲回電極群１は、外側から負極３、セパレータ４、正極５、セパレータ４の順で積層した積層物を渦巻状に捲回し、この積層物をプレス成型することにより形成される。最外層の負極３は、図３に示すように負極集電体３ａの内面側の片面に負極活物質を含む負極合剤層３ｂを形成した構成を有し、その他の負極３は、負極集電体３ａの両面に負極合剤層３ｂを形成して構成されている。正極５は、正極集電体５ａの両面に正極合剤層５ｂを形成して構成されている。
【００２３】
捲回電極群１の外周端近傍において、負極端子６は最外層の負極３の負極集電体３ａに接続され、正極端子７は内側の正極５の正極集電体５ａに接続されている。これらの負極端子６および正極端子７は、袋状外装部材２の開口部から外部に延出されている。例えば液状非水電解質は、袋状外装部材２の開口部から注入されている。袋状外装部材２の開口部をヒートシールすることにより捲回電極群１および液状非水電解質を完全密封している。ヒートシールする際、負極端子６および正極端子７は、この開口部にて袋状外装部材２により挟まれる。
【００２４】
電源システム２５に用いられる非水電解質二次電池は、前述した図３および図４に示す構成のものに限らず、例えば図５および図６に示す構成にすることができる。図５は、本実施形態に係る別の扁平型非水電解質二次電池を模式的に示す部分切欠斜視図で、図６は図５のＢ部の拡大断面図である。
【００２５】
積層型電極群１１は、２枚の樹脂フィルムの間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる外装部材１２内に収納されている。積層型電極群１１は、図６に示すように正極１３と負極１４とをその間にセパレータ１５を介在させながら交互に積層した構造を有する。正極１３は複数枚存在し、それぞれが正極集電体１３ａと、正極集電体１３ａの両面に担持された正極合剤層１３ｂとを備える。負極１４は複数枚存在し、それぞれが負極集電体１４ａと、負極集電体１４ａの両面に担持された負極合剤層１４ｂとを備える。各負極１４の負極集電体１４ａは、一端が正極１３から突出している。負極集電体１４ａの突出している一端は、帯状の負極端子１６に電気的に接続されている。帯状の負極端子１６の先端は、外装部材１２から外部に引き出されている。また、図示しないが、正極１３の正極集電体１３ａは、一端が負極１４から突出している。負極１４から突出している正極１３ａの一端は、負極集電体１４ａの突出している一端と反対側に位置する。正極集電体１３ａの突出している一端は、帯状の正極端子１７に電気的に接続されている。帯状の正極端子１７の先端は、負極端子１６とは反対側に位置し、外装部材１２の辺から外部に引き出されている。
【００２６】
以下、実施形態の非水電解質二次電池に用いられる負極、正極、非水電解質、セパレータ、外装部材、正極端子、負極端子について詳細に説明する。
【００２７】
（負極）
負極は、負極集電体及び負極活物質層（負極合剤層）を含む。負極合剤層は、負極活物質、導電剤及び結着剤を含む。負極合剤層は、負極集電体の片面若しくは両面に形成される。
【００２８】
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる炭素質物、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金、軽金属などを挙げることができる。
リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる炭素質物としては、例えば、コークス、炭素繊維、熱分解気相炭素物、黒鉛、樹脂焼成体、メソフェーズピッチ系炭素繊維又はメソフェーズ球状カーボンの焼成体などを挙げることができる。これらの中でも、２５００℃以上で黒鉛化したメソフェーズピッチ系炭素繊維又はメソフェーズ球状カーボンを用いることが、電極容量を高くすることができるため好ましい。
【００２９】
金属酸化物としては、例えば、チタン含有金属複合酸化物、ＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1やＳｎＳｉＯ3などのスズ系酸化物、ＳｉＯなどのケイ素系酸化物、ＷＯ3などのタングステン系酸化物などが挙げられる。これら金属酸化物の中でも、金属リチウムに対する電位が０．５Ｖよりも高い負極活物質、例えば、チタン酸リチウムのようなチタン含有金属複合酸化物を用いることが、電池を急速に充電した場合でも負極上でのリチウムデンドライトの発生を抑えることができ、ひいては劣化を抑えることができるため、好ましい。
【００３０】
チタン含有金属複合酸化物としては、スピネル型チタン酸リチウム、単斜晶型チタン複合酸化物、一般式Ｔｉ１−ｘＭｘ＋ｙＮｂ２−ｙＯ７-δ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ＜１、ＭはＭｇ、Ｆｅ，Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗ、ＴａおよびＭｏより選択される少なくとも一つを含む）で表されるニオブ−チタン複合酸化物、一般式Ｌｉ2+vＮａ2-wＭ1xＴｉ6-y-zＮｂyＭ2zＯ14+δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ≦６、０≦ｚ＜３、−０．５≦δ≦０．５；Ｍ1は、Ｃｓ、Ｋ、Ｓｒ、Ｂａ及びＣａからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素であり、Ｍ2は、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種である）で表される斜方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物から選ばれる少なくも一つ以上を用いることができる。これらの活物質を負極活物質として用いた非水電解質二次電池は、優れた高温耐久性を有する。このため、非水電解質二次電池を自動車のエンジンルームに設置することが可能であり、本実施の形態の電源システム２５として組み合わせると効果が大きいため好ましい。
【００３１】
金属硫化物としては、例えば、硫化リチウム（ＴｉＳ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、硫化鉄（ＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2（ここで、０＜ｘ≦１である）などが挙げられる。また、金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物（ＬｉxＣｏyＮ（ここで、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜０．５である））などが挙げられる。
【００３２】
また、負極活物質としては、スピネル構造を有するチタン酸リチウムを使用することがさらに好ましい。さらに、負極活物質としては、斜方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物も好ましい。
【００３３】
導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及びカーボンナノチューブのような炭素質物が含まれる。これらの炭素質物を単独で用いてもよいし、或いは複数の炭素質物を用いてもよい。
【００３４】
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、負極活物質と導電剤を結着させ、また、負極活物質と負極集電体とを結着させる。
【００３５】
結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene;ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;ＰＶｄＦ)、ポリフッ化ビニリデン変性体(ＰＶｄＦ変性体)、ポリイミド(polyimide；ＰＩ)、ポリアミドイミド(polyamideimide；ＰＡＩ)、アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）などが挙げられる。
【００３６】
中でも、アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）は、高温において電解液に対して膨潤しにくく、高温で充放電サイクルを繰り返しても負極の電子伝導のネットワークが維持される。そのため、結着剤としてアクリル系樹脂を用いた負極を含んだ電池では、高温でのセル抵抗の上昇が抑制され、電池の高温サイクル性能が向上するので、好ましい。
【００３７】
アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）は、重合体または共重合体であってもよい。或いは、アクリル系樹脂は重合体および共重合体の両方を含んでいても良い。
【００３８】
また、アクリル系樹脂以外の結着剤を１種以上含んでもよい。アクリル系樹脂以外の結着剤の例には、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ)、その他のフッ素系ゴム、ポリプロピレン(polypropylene；ＰＰ)、ポリエチレン(polyethylene；ＰＥ)、カルボキシセルロース(carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ)、ポリイミド(polyimide；ＰＩ)、ポリアミドイミド(polyamideimide；ＰＡＩ)等を挙げることができる。
【００３９】
アクリル系樹脂以外の結着剤の割合は、負極に含まれている全ての結着剤の３０重量％以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０重量％以下である。
【００４０】
負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、以下のとおりが好ましい。負極活物質の配合比は７０質量％以上９６質量％以下の範囲であることが好ましい。負極導電剤の配合比は２質量％以上２８質量％以下の範囲であることが好ましい。結着剤の配合比は２質量％以上２８質量％以下の範囲であることが好ましい。
【００４１】
導電剤が２質量％未満であると、負極合剤層の集電性能が低下し、非水電解質二次電池の大電流性能が低下する恐れがある。また、結着剤が２質量％未満であると、負極合剤層と負極集電体との結着性が低下し、その結果抵抗が増大してサイクル性能が低下する恐れがある。一方、高容量化の観点から、導電剤及び結着剤は各々２８質量％以下であることが好ましい。
【００４２】
負極合剤層の単位面積当たりの重量は、１０ｇ／ｍ２以上１６０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。ここで負極合剤層の単位面積当たりの重量とは、負極集電体の両面に負極合剤層が塗布されている場合は、どちらか片面当たりの負極合剤層を指す。単位面積当たりの重量が１０ｇ／ｍ２未満である負極合剤層の作製は、量産プロセスに適さない。また、負極合剤層の単位面積当たりの重量が１６０ｇ／ｍ２を超えると負極作製に支障をきたしやすい。より好ましい負極合剤層の単位面積当たりの重量の範囲は、２５ｇ／ｍ２から１４０ｇ／ｍ２以下である。
【００４３】
負極集電体上に配置されている負極合剤層は、集電体の片面あたりの厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。より好ましい厚さの範囲は、１５μｍ以上７５μｍである。
【００４４】
負極集電体として、導電性の箔を用いることができる。このような集電体としては、例えば金属箔や合金製の箔がある。負極集電体としてアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いることが好ましい。アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、負極の強度を保ちながら軽量化できる。アルミニウム箔の純度は９９重量％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉなど元素を含む合金が好ましい。一方、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどの遷移元素を含む場合、その含有量は１重量％以下であることが好ましい。
【００４５】
（正極）
正極は、正極集電体及び正極活物質層（正極合剤層）を含む。正極合剤層は、正極活物質、導電剤及び結着剤を含む。正極合剤層は、正極集電体の片面若しくは両面に形成される。
【００４６】
正極活物質としてはリチウムを吸蔵する二酸化マンガン(ＭｎＯ２)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えば、LixMn2O4又はLixMnO2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えば、LixNiO2）、リチウムコバルト複合酸化物（例えば、LixCoO2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えば、LiNi1-yCoyO2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えば、LixMnyCo1-yO2）、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（例えば、LiNi1-y-zCoyMnzO2）、リチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物（例えば、LiNi1-y-zCoyAlzO2）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えば、LixMn2-yNiyO4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えば、LixFePO4、LixMnPO4、LixMn1-yFeyPO4、LixCoPO4）、硫酸鉄（Fe2(SO4)3）、及びバナジウム酸化物（例えば、V2O5）が含まれる。上記において、０＜ｘ≦１であり、０≦ｙ≦１であり、０≦z≦１であることが好ましい。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
【００４７】
中でもリチウムマンガン複合酸化物（LixMn2O4）、リチウムコバルト複合酸化物（LixCoO2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（LixNi1-yCoyO2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（LixMnyCo1-yO2）、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（例えばLiNi1-y-zCoyMnzO2）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えば、LixFePO4、LixMnPO4、LixMn1-yFeyPO4、LixCoPO4）が好ましい。上記において、０＜ｘ≦１であり、０≦ｙ≦１であり、０≦ｚ≦１であることが好ましい。
【００４８】
導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノファイバー、及びカーボンナノチューブのような炭素質物が含まれる。これらの炭素質物を単独で用いてもよいし、或いは複数の炭素質物を用いてもよい。
【００４９】
結着剤は、分散された正極活物質の間隙を埋め、正極活物質と導電剤を結着させ、また、正極活物質と正極集電体とを結着させる。
【００５０】
結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene;ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride;ＰＶｄＦ)、ポリフッ化ビニリデン変性体(ＰＶｄＦ変性体)、ポリイミド(polyimide；ＰＩ)、ポリアミドイミド(polyamideimide；ＰＡＩ)、アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）などが挙げられる。
【００５１】
中でも、アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）は、高温において電解液に対して膨潤しにくく、高温で充放電サイクルを繰り返しても正極の電子伝導のネットワークが維持される。そのため、結着剤としてアクリル系樹脂を用いた正極を含んだ電池では、高温でのセル抵抗の上昇が抑制され、電池の高温サイクル性能が向上するので、好ましい。
【００５２】
アクリル系樹脂（アクリル系ポリマー）は、重合体または共重合体であってもよい。或いは、アクリル系樹脂は重合体および共重合体の両方を含んでいても良い。
【００５３】
また、アクリル系樹脂以外の結着剤を１種以上含んでもよい。アクリル系樹脂以外の結着剤の例には、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ)、その他のフッ素系ゴム、ポリプロピレン(polypropylene；ＰＰ)、ポリエチレン(polyethylene；ＰＥ)、カルボキシセルロース(carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ)、ポリイミド(polyimide；ＰＩ)、ポリアミドイミド(polyamideimide；ＰＡＩ)等を挙げることができる。
【００５４】
アクリル系樹脂以外の結着剤の割合は、正極に含まれている全ての結着剤の３０重量％以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０重量％以下である。
【００５５】
正極層中の正極活物質、導電剤及び結着剤は、次の割合で配合することが好ましい。正極活物質は、８０質量％以上９５質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、３質量％以上１８質量％以下の割合で配合することが好ましい。結着剤は、２質量％以上１７質量％以下の割合で配合することが好ましい。
【００５６】
導電剤の割合を３質量％以上の量にすることにより、高温で充放電サイクルを繰り返しても電子伝導のネットワークが維持される。そのため、高温でのセル抵抗の上昇が抑制される。また、導電剤の割合を１８質量％以下の量にすることにより、高温保存下での導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。
【００５７】
結着剤の割合を２質量％以上の量にすることにより十分な正極強度が得られる。結着剤の割合を１７質量％以下の量にすることにより、正極中では絶縁材料となる結着剤の配合量を減少させ、正極の内部抵抗を減少できる。
【００５８】
正極集電体は、アルミニウム箔、またはＭｇ、ＺｎおよびＳｉから成る群より選択される１つ以上の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
【００５９】
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。アルミニウム箔の純度は９９重量％以上であることが好ましい。Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどの遷移金属を含有する場合、それらの含有量は１質量％以下であることが好ましい。
【００６０】
正極合剤層の密度は、３ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。
【００６１】
正極は、例えば次の方法により作製することができる。正極活物質、結着剤および導電剤を適切な溶媒に懸濁してスラリーを調製する。このスラリーを正極集電体の表面に塗布する。次いで、塗布したスラリーを乾燥して正極層を形成する。その後、正極集電体と正極層とにプレスを施す。結着剤を分散させるための有機溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン(Ｎ−methylpyrrolidone；ＮＭＰ)、ジメチルホルムアミド(dimethylformamide；ＤＭＦ)等が用いられる。正極はまた、正極活物質、結着剤および導電剤をペレット状に形成して正極層とし、これを正極集電体上に配置することにより作製されてもよい。
【００６２】
（非水電解質）
非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状の有機電解質、液状の有機溶媒と高分子材料を複合化したゲル状の有機電解質、または、リチウム塩電解質と高分子材料を複合化した固体非水電解質が挙げられる。また、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）を非水電解質として用いてもよい。高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、ポリアクリロニトリル(polyacrylonitrile；ＰＡＮ)、ポリエチレンオキサイド(polyethylene oxide；ＰＥＯ)等が挙げられる。
【００６３】
非水電解質は、液状もしくはゲル状で、沸点が１００℃以上で、有機電解質または常温溶融塩を含有することが好ましい。
【００６４】
液状の有機電解質は、電解質を０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌの濃度で有機溶媒に溶解することにより、調製される。これにより、低温環境下においても高出力を取り出すことができる。有機電解質における電解質の濃度のより好ましい範囲は、１．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌの範囲である。なお、液状非水電解質は、非水電解液とも称することもある。
【００６５】
電解質としては、例えば、四フッ化ホウ酸リチウム(ＬｉＢＦ４)、六フッ化リン酸リチウム(ＬｉＰＦ６)、六フッ化砒素リチウム(ＬｉＡｓＦ６)、過塩素酸リチウム(ＬｉＣｌＯ４)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(ＬｉＣＦ３ＳＯ３)、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム(ＬｉＮ(ＣＦ３ＳＯ２)２)、ビスペンタフルオロエチルスルホニルイミドリチウム(ＬｉＮ(Ｃ２Ｆ５ＳＯ２)２)、トリストリフルオロメチルスルホン酸リチウム(Ｌｉ(ＣＦ３ＳＯ２)３Ｃ)、リチウムオキサレートジフルオロボレート(ＬｉＢＦ２Ｃ２Ｏ４)、リチウムビスオキサレートボレート(ＬｉＢ[(ＯＣＯ)２]２)等が挙げられる。電解質の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。これらの中でも、六フッ化リン酸リチウム(ＬｉＰＦ６)を含むものは、高電位においても酸化し難いため好ましい。
【００６６】
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート(propylene carbonate；ＰＣ)やエチレンカーボネート(ethylene carbonate；ＥＣ)等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate；ＤＥＣ)やジメチルカーボネート(dimethyl carbonate；ＤＭＣ)あるいはメチルエチルカーボネート(methyl ethyl carbonate；ＭＥＣ)等の鎖状カーボネート、ジメトキシエタン(dimethoxyethane；ＤＭＥ)やジエトキシエタン(diethoxyethane；ＤＥＥ)等の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran；ＴＨＦ)、ジオキソラン(dioxolane；ＤＯＸ)等の環状エーテル、γ−ブチロラクトン(gamma-butyrolactone；ＧＢＬ)、アセトニトリル(acetonitrile；ＡＮ)、スルホラン(sulfolane；ＳＬ)等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができる。
【００６７】
特に、プロピレンカーボネート(ＰＣ)、エチレンカーボネート(ＥＣ)およびγ−ブチロラクトン(ＧＢＬ)からなる群から選択される少なくとも１種の第１の溶媒と、ジエチルカーボネート(ＤＥＣ)、メチルエチルカーボネート(ＭＥＣ)およびジメチルカーボネート(ＤＭＣ)からなる群から選択される少なくとも１種の鎖状カーボネートからなる第２の溶媒とを含む非水溶媒は、４．４〜４．５Ｖの高電位での安定性が高い。そのため、このような非水溶媒を用いた場合は、非水電解質二次電池のサイクル寿命性能を向上することが可能となる。特に、エチレンカーボネートと、ジエチルカーボネートとを含む非水溶媒は、４．４〜４．５Ｖの高電位での安定性に優れており、非水電解質の酸化分解を抑制することができる。
【００６８】
第１の溶媒と第２の溶媒とを含む非水溶媒において、第２の溶媒の配合比は７０体積％以上であることが好ましい。
【００６９】
非水電解質は、添加剤をさらに含むことができる。添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate；ＶＣ)、ビニレンアセテート(vinylene acetate；ＶＡ)、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトン、ジフルオロリン酸リチウム(ＬｉＰＦ２Ｏ２)等が挙げられる。
【００７０】
特に、添加剤としてジフルオロリン酸リチウム(ＬｉＰＦ２Ｏ２)を含むものが好ましい。これにより高温耐久性を大幅に向上させることができる。
【００７１】
添加剤の濃度は、非水電解質１００質量％に対して、０．１質量％以上３質量％以下の範囲であることが好ましい。添加剤の濃度のより好ましい範囲は、０．５質量％以上２．５質量％以下である。
【００７２】
（セパレータ）
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン(polyethylene；ＰＥ)、ポリプロピレン(polypropylene；ＰＰ)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate；ＰＥＴ)、セルロース及びポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)のような材料から形成された多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を用いることができる。さらに多孔質フィルムに無機化合物を塗布したセパレータも使用できる。
【００７３】
（外装部材）
外装部材としては、金属製容器１０又はラミネートフィルム製の袋状容器が用いられる。
【００７４】
形状としては、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、積層型等が挙げられる。無論、携帯用電子機器等に積載される小型電池の他、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池でも良い。
【００７５】
金属製容器１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等から形成されることができる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛及びケイ素のような元素を含むことが好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。これにより、高温環境下での長期信頼性、放熱性を飛躍的に向上させることが可能となる。金属製容器は、肉厚が０．５ｍｍ以下であることが好ましく、肉厚が０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００７６】
金属製容器１０に代えて、ラミネートフィルムを外装部材に用いることもできる。この場合、ラミネートフィルムとしては、樹脂フィルム間に金属層を介在した多層フィルムが用いられる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムには、例えばポリプロピレン(polypropylene；ＰＰ)、ポリエチレン(polyethylene；ＰＥ)、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate；ＰＥＴ)のような高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行って外装部材の形状に成形することができる。ラミネートフィルムは、肉厚が０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７７】
（負極端子）
負極端子は、リチウムイオン金属に対する電位が１．０Ｖ以上３．０Ｖ以下の範囲において電気的に安定であり、かつ導電性を有する材料から形成される。負極端子は、アルミニウム、又は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｓｉのような元素を含むアルミニウム合金から形成されることが好ましい。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
【００７８】
また、負極集電体において、その上に負極合剤層が形成されていない部分を負極集電タブとすることができる。この負極集電タブに、負極端子を溶接することができる。
【００７９】
（正極端子）
正極端子は、リチウムイオン金属に対する電位が３．０Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成される。正極端子は、アルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉのような元素を含むアルミニウム合金から形成されることが好ましい。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
【００８０】
図７、図８を参照して、複数の蓄熱パック３１を構成する蓄熱パックのうちの１個を抽出して以下に説明する。複数の蓄熱パック３１は、複数の蓄熱部の一例である。蓄熱パック３１同士は、互いに同一の構造を有する。複数の蓄熱パック３１の個数は、複数の蓄熱パック３１に含まれる個々の蓄熱パック３１にかかる電圧が、アノード電極４２の材料によって決定される望ましい電圧範囲となるような個数となる。
【００８１】
本実施形態では、複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧は１２〜１５Ｖである。後述するように、アノード電極４２に銀を用いた場合の蓄熱パック３１に対する印加電圧は、１．３５Ｖ以上で１．９Ｖ以下であることが好ましい。したがって、蓄熱パック３１のアノード電極４２を銀で構成した場合には、蓄熱パック３１の編成数は、７〜９個である（この場合、７〜９個の蓄熱パック３１は、第１回路３３によって直列に接続される。）。一方、アノード電極４２に銅を用いた場合の蓄熱パック３１に対する印加電圧は、後述するように１．７５Ｖ以上で２．３５Ｖ以下とすることが好ましい。したがって、蓄熱パック３１のアノード電極４２を銅で構成した場合には、蓄熱パック３１の編成数は、６〜７個である（この場合、６〜７個の蓄熱パック３１は、第１回路３３によって直列に接続される。）。
【００８２】
上述したように、複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧が４２〜５４Ｖ（いわゆる４８Ｖ系電源システム）である場合には、以下の編成数となる。すなわち、蓄熱パック３１のアノード電極４２を銀で構成した場合には、蓄熱パック３１の編成数は、２８〜３０個である（この場合２８〜３０個の蓄熱パック３１は、第１回路３３によって直列に接続される。）。また、蓄熱パック３１のアノード電極４２を銅で構成した場合には、蓄熱パック３１の編成数は、２２〜２８個である（この場合、２２〜２８個の蓄熱パック３１は、第１回路３３によって直列に接続される。）。
【００８３】
蓄熱パック３１は、各二次電池２８の厚み方向の両側面のうちの少なくとも一方に接するように配置されている。このため、蓄熱パック３１と二次電池２８とは熱的に接続され、蓄熱材３８と二次電池２８との間で互いに熱交換が可能である。
【００８４】
図７に示すように、蓄熱パック３１は、蓄熱容器４３（容器）と、蓄熱容器４３内に収納された蓄熱材３８と、蓄熱材３８に浸かったアノード電極４２と、アノード電極４２から分離した位置に設けられ蓄熱材３８に浸かったカソード電極４４と、を備えている。
【００８５】
蓄熱容器４３は、図７、図８に示すように、ラミネートフィルムに例えば深絞り加工あるいはプレス加工を施すことにより形成された矩形状の凹部からなる蓄熱材収容部４５と、ラミネートフィルムのうちの加工が施されていない平板部からなる矩形状の蓋体４６とを有する。
【００８６】
蓄熱材３８は、蓄熱材収容部４５に収容されている。蓄熱材３８には、過冷却可能な潜熱蓄熱材（ＰＣＭ；Phase change material）が用いられている。この蓄熱材３８は、液相の状態から温度が下がって融点以下になっても凝固せずに液相状態を維持する特性を有している。このような蓄熱材３８は、過冷却性能を有する潜熱蓄熱材又は相変化蓄熱材と称される。
【００８７】
蓄熱材３８には、例えば酢酸ナトリウム三水和物等の酢酸ソーダや、硫酸ナトリウム水和物等の硫酸ソーダを用いることができる。蓄熱温度が高い場合には、蓄熱材３８として、酢酸ナトリウム三水和物を用いることが望ましい。酢酸ナトリウム三水和物の一般的な物性は、融点が４０〜５８℃、潜熱が１００〜２６４ｋＪ／ｋｇ、比熱が１〜４ｋＪ／ｋｇ／Ｋである。
【００８８】
ラミネートフィルムを点線に沿って容器側に折り返すと、蓄熱材収容部４５に蓋体４６を被せることができる。図７及び図８は、蓋体４６が蓄熱材収容部４５の開口部を塞いでいる状態を示している。蓋体４６は、蓄熱材収容部４５の開口部の周縁に形成された長辺封止部４７及び短辺封止部４８で接合される。図７では、予め蓄熱材収容部４５の一部に対して蓋体４６が一体化されており、蓄熱材収容部４５の開口部の周縁のうちの例えば３辺に封止部が形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、蓄熱材収容部４５と蓋体４６が別々になっており、開口部の周縁全てに封止部を有する容器を使用することも可能である。
【００８９】
ラミネートフィルムは、例えば、熱可塑性樹脂層と、金属層とを具備する。蓄熱材収容部４５及び蓋体４６の内面に熱可塑性樹脂層が位置する。
【００９０】
金属層には、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス箔等が用いられる。熱可塑性樹脂層には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような高分子材料を用いることができる。
【００９１】
長辺封止部と蓋体とは、これらの内面に位置する熱可塑性樹脂層を用いて熱融着されている。短辺封止部４８と蓋体４６とは、その間にアノード電極４２およびカソード電極４４を挟んだ状態で熱融着されている。
【００９２】
アノード電極４２、およびカソード電極４４は、それぞれ一端が、蓄熱材３８に浸かった状態に配置され、他端が短辺封止部４８と蓋体４６との間を通して外部に引き出された構造をなしている。アノード電極４２は、例えば、帯板形状をなしている。アノード電極４２は、導電性を有する金属材料で形成され、蓄熱材３８に正電圧を印加することができる。
【００９３】
アノード電極４２の材料としては、銀、銀合金、銀-銅合金、銅、銅合金、銅-銀合金、銅アマルガム等が適している。また、金属基体上に銀または銅を配置した、銀または銅との複合電極等を用いることができる。
【００９４】
アノード電極４２の厚さは、０．２μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。アノード電極４２の厚さが厚すぎると、蓄熱材３８が封止部から漏液する可能性がある。一方、アノード電極４２の厚さが薄すぎると、電圧印可を繰り返すことにより電極が減肉し、ひいてはアノード電極４２が折れてしまう可能性がある。アノード電極４２の厚さのより好ましい範囲は、０．５μｍ〜１．５ｍｍである。
【００９５】
図７に示すように、アノード電極４２は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂５１で被覆されていることが望ましい。このような構成にすると、熱可塑性樹脂５１がラミネートフィルムとの熱接合により密着するので、蓄熱材３８が浸透して漏液するのを防止できる。封止部を通過する部分を被覆した熱可塑性樹脂５１の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。封止部を通過する部分を被覆した熱可塑性樹脂５１の更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【００９６】
図９、図１０に示すように、アノード電極４２の表面には、異なる角度で形成された複数の直線的な溝部５２が設けられている。溝部５２（溝部５２の内面）は、アノード電極４２の他の部分に比して金属イオンを溶出しやすい部分であり、いわゆる発核起点部を構成する。すなわち、アノード電極４２とカソード電極４４との間に電圧を印加した際に溝部５２から溶出される金属イオンは、過冷却状態の蓄熱材３８を結晶化（発核）させるための起点となる。
【００９７】
アノード電極４２の表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａ値は、０．０５μｍ〜４．０μｍ以下が好ましい。アノード電極４２の表面粗さＲａ値の好ましい範囲は、０．０５μｍ〜３．０μｍである。アノード電極４２の表面粗さＲａ値の更に好ましい範囲は、０．０５μｍ〜１．０μｍ以下である。
【００９８】
カソード電極４４は、例えば、帯状形状をなしている。カソード電極４４は、導電性を有する金属材料、例えばニッケル、アルミ、銅、ステンレス、チタン、銀等で形成され、蓄熱材３８に負電圧を印加することができる。図７に示すようにカソード電極４４は、アノード電極４２から分離して設けられ、蓄熱材３８に浸かった状態に配置されている。
【００９９】
カソード電極４４の厚さは、０．１μｍ〜１ｍｍの範囲内であることが好ましい。カソード電極４４の厚さが厚すぎると、蓄熱材３８が封止部から漏液する可能性がある。カソード電極４４の好ましい範囲は、０．２μｍ〜０．６ｍｍである。
【０１００】
図７に示すように、カソード電極４４は、その表面の少なくともラミネートフィルムの封止部を通過する部分が、熱可塑性樹脂５１で被覆されていることが望ましい。このような構成にすると、熱可塑性樹脂５１がラミネートフィルムとの熱接合により密着するので、蓄熱材３８が浸透して漏液するのを防止できる。封止部を通過する部分を被覆した熱可塑性樹脂５１の厚さは、４０μｍ〜１００μｍであることが望ましい。封止部を通過する部分を被覆した熱可塑性樹脂５１の更に好ましい範囲は、６０μｍ〜８０μｍである。
【０１０１】
アノード電極４２とカソード電極４４との間に所定の電圧が印加されると、溝部５２（発核起点部）の表面でアノード電極４２を構成する金属の酸化反応が起こり、カソード電極４４側において水素発生反応が起こって蓄熱材３８に電流が流れる。両電極間に印加される電圧が増えるに従い、酸化反応によってアノード電極４２から金属イオンが溶出する。
【０１０２】
これによって、液相状態にある蓄熱材３８が結晶化して過冷却状態が解除される。発核が起こると、過冷却状態の蓄熱材３８は、液相状態から固相状態に相変位し、それに伴い潜熱を放出する。放出された潜熱は、熱エネルギーとして活用される。
【０１０３】
なお、両電極間に印加される電圧は、液相状態にある蓄熱材３８の過冷却を解除できる（蓄熱材３８を発核させる）必要最低限の電圧を用いることが好ましい。具体的には、アノード電極４２として銀を用いる場合に、両電極間に印加する電圧が１．３５Ｖ以上１．９Ｖ以下であることが好ましく、更に両電極間に印加する電圧が１．５Ｖ以上１．８Ｖ以下であるほうが蓄熱材３８の発核応答性、及び発核寿命特性を高める点でより一層好ましい。一方、アノード電極４２として銅を用いる場合は、両電極間に印加する電圧が１．７５Ｖ以上２．３５Ｖ以下であることが好ましい。
【０１０４】
蓄熱パック３１の比抵抗は、所定の範囲にあることが好ましい。本発明者らは、アノード電極４２とカソード電極４４の両電極間に所定の電圧を印加した際に、交流インピーダンス法から求めた比抵抗が、５〜２００（Ω・ｍ）であることが好ましいことを見出した。詳細については後述の実験結果で述べるが、ここでは理由について簡単に述べる。
【０１０５】
すなわち、交流インピーダンス法から求めた比抵抗が５Ω・ｍ未満であると、アノード電極４２とカソード電極４４の間に流れる電流が大きくなるため、アノード電極４２を構成する金属の溶出が大きくなる。
【０１０６】
アノード電極４２を構成する金属の溶出が大きいと、アノード電極４２が減肉し、発核応答性が悪くなる。さらに、アノード電極４２の減肉によって強度不足を引き起こし、ひいては電極が破断し、機能を失う場合がある。
【０１０７】
一方、交流インピーダンス法から求めた比抵抗が２００Ω・ｍを超える場合は、アノード電極４２から金属イオンの溶出が起こりにくくなり、ひいては蓄熱材３８の発核応答性が悪くなる。これは、発核を繰り返すことによるアノード電極４２の経時劣化によってアノード電極４２が抵抗上昇し、電流が流れにくくなることに起因するものと考えられる。
【０１０８】
また、別の理由として、何等かの不具合によって、蓄熱容器４３の密封性が不十分である可能性がある。この理由について、蓄熱容器４３としてラミネートフィルム容器、蓄熱材３８として酢酸ナトリウム三水和物を用いた例を用いて説明する。
【０１０９】
蓄熱材３８としての酢酸ナトリウム水和物は、溶融状態では、（１）式に示すように、酢酸イオンＣＨ３ＣＯＯ−とナトリウムイオンＮａ+に電離する。  
ＣＨ３ＣＯＯＮａ  →  ＣＨ３ＣＯＯ−  ＋  Ｎａ+          （１）  
生じた酢酸イオンＣＨ３ＣＯＯ−は、水と反応し、（２）式に示すように、平衡状態となり、一部が酢酸として存在している。  
ＣＨ３ＣＯＯ−  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＣＨ３ＣＯＯＨ  +  ＯＨ−    （２）  
ここで、蓄熱容器４３としてのラミネートフィルムにおいて、長辺封止部４７もしくは短辺封止部４８のいずれかの熱融着が不十分であると、ラミネートフィルムの封止部から（２）式によって生じた酢酸が揮発してしまう可能性がある。あるいは、蓄熱材３８自体が外に漏れ出してしまう可能性がある。
【０１１０】
その結果、交流インピーダンス法から求めた比抵抗が２００Ω・ｍを超えてしまう可能性がある。その結果、蓄熱材３８の発核応答性が悪くなる。
【０１１１】
以上により、アノード電極４２とカソード電極４４の両電極間に所定の電圧を印加した際に、交流インピーダンス法から求めた比抵抗は、５〜２００（Ω・ｍ）の範囲内にあることが望ましいことが理解される。
【０１１２】
ここで、比抵抗の測定は、ポテンショ／ガルバノスタットと周波数応答アナライザー（ＦＲＡ）を組み合わせた交流インピーダンス測定装置（ソーラトロン社製１２６０８Ｗ型）を用いて測定することができる。複数の周波数で測定されたインピーダンスの実数部をＸ軸、虚数部をＹ軸として複素平面上にプロットすると、いわゆるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロット（またはＮｙｑｕｉｓｔプロット）と呼ばれる円弧を含むインピーダンス軌跡が得られる。この円弧部分を半円でフィッティングすることにより得られる円の直径を反応抵抗として求め、得られた反応抵抗をアノード電極の幾何面積で除することにより、比抵抗を求めることができる。
【０１１３】
アノード電極４２として銀を用いる場合に、両電極間に印加する電圧は、１．３５Ｖ以上１．９Ｖ以下であることが好ましい。この時、カソード電極４４側において水素発生反応が生じると、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットにおいて綺麗な円弧が得られない場合がある。したがって、両電極間に印加する電圧は、具体的には１．５Ｖ以上１．８Ｖ以下とすることがより好ましい。また、アノード電極４２として銅を用いる場合は、上記と同様な理由により、両電極間に印加する電圧を２．３Ｖ以上２．５Ｖ以下とすることが好ましい。比抵抗の測定温度は、蓄熱材３８の融点以上で測定することが好ましい。
【０１１４】
蓄熱材３８として酢酸ナトリウム三水和物（融点５８℃）を用いる場合、７０℃±５℃の範囲で比抵抗を測定することがより好ましい。これは以下のような理由による。融点近傍の温度では、蓄熱材３８の融解が不十分である場合があり、好ましくない。一方、温度が高すぎて水の沸点に近すぎると、蓄熱材３８中の水分の蒸発が生じやすくなり、好ましくない。例として、アノード電極４２として銀を用いる場合の測定条件を下記表１に示す。また、アノード電極４２として銅を用いる場合の測定条件を下記表２に示す。
【０１１５】
【表１】
2017168281.tif 000003
【０１１６】
【表２】
2017168281.tif 000004
【０１１７】
なお、本発明の第１の実施形態では、蓄熱容器４３としてラミネートフィルム製の袋状容器を用いる例を示したが、蓄熱容器４３としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどからなる金属缶容器を用いることもできる。
【０１１８】
また、本発明の第１の実施形態では、アノード電極４２およびカソード電極４４として帯状形状のものを用いる例を示したが、丸棒形状のものを用いても良い。
【０１１９】
続いて、本実施形態の制御部が行う制御および蓄熱パック３１における発核について説明する。
【０１２０】
温度測定部３２が検出した温度Ｔａの情報が電線Ｌ１により温度推定部３６に供給される。温度推定部３６は、温度測定部３２を介して入力された温度情報から二次電池２８の温度Ｔｃを推定する。以下、温度Ｔｃを推定温度Ｔｃと称する。
【０１２１】
推定温度Ｔｃは判断部３７に伝達される。判断部３７は、推定温度Ｔｃと所定温度Ｔ１との間で大小関係を判断する。Ｔ１＞Ｔｃである場合には、判断部３７は、発核制御部２９の電源をオンする信号を発核制御部２９に伝達する。Ｔ１＜Ｔｃである場合には、判断部３７は、発核制御部２９に対してそのような信号を伝達しない。信号を受領した発核制御部２９は、蓄熱パック３１に対して発核指令を出す。より具体的には、二次電池２８を直列に接続した電池回路３４と、蓄熱パック３１を直列に接続した第１回路３３と、を接続するスイッチ３５（リレー回路）を作動させて、電池回路３４と第１回路３３とを直列に接続する。これによって、すべての蓄熱パック３１に電圧が印加されてすべての蓄熱パック３１で発核を生じ、蓄熱パック３１から熱が取り出される。これにより、二次電池２８に熱が伝達される。そして、二次電池２８の温度が上昇し、二次電池２８において出力可能な電圧値、電流値、放電容量が改善する。また、低温使用に起因する性能劣化が軽減される。
【０１２２】
蓄熱パック３１から二次電池２８に熱を伝達した後に（発核後、数秒から数十秒後に）、制御部２７は、二次電池２８の起電力でエンジン２４を始動させる。このとき、二次電池２８の温度が上昇しているために十分な電圧が確保され、エンジン２４の始動性が良好となる。
【０１２３】
自動車２１のエンジン２４が始動すると、エンジン２４からの排熱で蓄熱材３８の温度が上昇される。そのため、蓄熱材３８が固体状態である場合、蓄熱材３８の融点にて、この蓄熱材３８が融解され液体に変化される。それに伴い、前記排熱が潜熱（融解潜熱）として蓄熱材３８に蓄えられる。この潜熱は、次回のエンジン２４の始動に先立って二次電池２８を加温するために用いることができる。
【０１２４】
ところで、発明者らは、アノード電極４２に銀を用いた場合の蓄熱パック３１に印加する好ましい電圧、アノード電極４２に銅を用いた場合の蓄熱パック３１に印加する好ましい電圧、およびアノード電極４２に銀および銅を用いた場合の蓄熱パック３１の好ましい比抵抗について検討を行った。以下、図１１から図１３を参照して、実験結果について説明する。
【０１２５】
（アノード電極に銀を用いた場合の蓄熱パックの直列編成数の検討実験）  
アノード電極４２に銀を用いた場合の蓄熱パック３１について実験を行った。  
初期状態（３００００サイクルの発核試験の実施前）の蓄熱パック３１において、蓄熱パック３１に印加する電圧と発核応答性の関係を図１１に三角の指標で示した。図１１に示すように、印加電圧が１．３５Ｖよりも低い場合には、発核待ち時間が目標値の５秒よりも長くなり、不合格となった。これは、印加電圧が低すぎることが原因と考えられる。この試験結果から、蓄熱パック３１に印加する電圧は、１．３５Ｖ以上であることが好ましいことが理解される。
【０１２６】
ここで、３００００サイクルの発核試験とは、温度７０℃において、１．６Ｖの電圧を１０秒印加した後、５秒間休止（０Ｖ）するというサイクルを３００００回繰り返す試験をいう。
【０１２７】
３００００サイクルの発核試験の実施後の蓄熱パック３１において、蓄熱パック３１に印加する電圧と発核応答性の関係を図１１に黒丸の指標で示した。３００００サイクルの発核試験の蓄熱パック３１では、印加電圧が１．９Ｖよりも高い場合には、発核待ち時間が目標値の５秒よりも長くなり、不合格となった。これは、３００００サイクルの発核試験を繰り返すことによるアノード電極４２の経時劣化によってアノード電極４２が抵抗上昇し、電流が流れにくくなることに起因するものと考えられる。
【０１２８】
初期条件および３００００サイクルの発核試験の実施後の条件を考慮して、アノード電極４２に銀を用いた場合の蓄熱パック３１に対する印加電圧は、１．３５Ｖ以上で１．９Ｖ以下とすることが好ましいことが分かった。そして、電池回路３４で構成される電源の電圧は１２〜１５Ｖであり、蓄熱パック３１の１個当たりに印加される電圧を上記範囲とするには、蓄熱パック３１の編成数を７個以上で９個以下の範囲内とすると良いことが理解される。蓄熱パック３１の編成数は、８個であることがより好ましい。
【０１２９】
複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧が４２〜５４Ｖ（いわゆる４８Ｖ系電源システム）である場合には、編成数を２８〜３０個とすると良いことが理解される。さらに蓄熱パック３１の編成数は、１蓄熱パック当たりの電圧を下げたほうが長寿命化できるため、３０個であることがより好ましい。
【０１３０】
（アノード電極に銅を用いた場合の蓄熱パックの直列編成数の検討実験）  
アノード電極４２に銅を用いた場合の蓄熱パック３１について実験を行った。  
初期状態（３００００サイクルの発核試験の実施前）の蓄熱パック３１において、蓄熱パック３１に印加する電圧と発核応答性の関係を図１２に三角の指標で示した。図１２に示すように、印加電圧が１．７５Ｖよりも低い場合には、発核待ち時間が目標値の５秒よりも長くなり、不合格となった。これは、印加電圧が低すぎることが原因と考えられる。この試験結果から、蓄熱パック３１に印加する電圧は、１．７５Ｖ以上であることが好ましいことが理解される。
【０１３１】
ここで、３００００サイクルの発核試験とは、温度７０℃において、２．０Ｖの電圧を１０秒印加した後、５秒間休止（０Ｖ）するというサイクルを３００００回繰り返す試験をいう。
【０１３２】
３００００サイクルの発核試験の実施後の蓄熱パック３１において、蓄熱パック３１に印加する電圧と発核応答性の関係を図１２に黒丸の指標で示した。３００００サイクルの発核試験の蓄熱パック３１では、印加電圧が２．３５Ｖよりも高い場合には、発核待ち時間が目標値の５秒よりも長くなり、不合格となった。これは、３００００サイクルの発核試験を繰り返すことによるアノード電極４２の経時劣化によってアノード電極４２が抵抗上昇し、電流が流れにくくなることに起因するものと考えられる。
【０１３３】
初期条件および３００００サイクルの発核試験の実施後の条件を考慮して、アノード電極４２に銅を用いた場合の蓄熱パック３１に対する印加電圧は、１．７５Ｖ以上で２．３５Ｖ以下とすることが好ましいことが分かった。そして、電池回路３４で構成される電源の電圧は１２〜１５Ｖであり、蓄熱パック３１１個当たりに印加される電圧を上記範囲とするには、蓄熱パック３１の編成数を６個以上で７個以下の範囲内とすると良いことが理解される。蓄熱パック３１の編成数は、７個であることがより好ましい。
【０１３４】
複数の二次電池２８を直列に接続して構成した電源の電圧が４２〜５４Ｖ（いわゆる４８Ｖ系電源システム）である場合には、編成数を２２〜２８個とすると良いことが理解される。蓄熱パックの編成数は、２４個であることがより一層好ましい。
【０１３５】
（蓄熱パックの比抵抗の検討実験）  
蓄熱パック３１の比抵抗（Ω・ｍ）と発核応答性（発核待ち時間（ｓｅｃ．））の関係について実験を行った。
【０１３６】
図１３に実験結果を示す。図１３では、アノード電極４２が銀で構成される蓄熱パック３１の初期条件での比抵抗と発核応答性の関係、アノード電極４２が銀で構成される蓄熱パック３１の３００００サイクルの発核試験の実施後での比抵抗と発核応答性の関係、アノード電極４２が銅で構成される蓄熱パック３１の初期条件での比抵抗と発核応答性の関係、アノード電極４２が銅で構成される蓄熱パック３１の３００００サイクルの発核試験の実施後での比抵抗と発核応答性の関係、を丸の指標で示す。ここで、白丸の指標で示す２個の指標は、図１４に示す比抵抗３．８Ω・ｍのサンプルと比抵抗２．５Ω・ｍのサンプルに対応する。図１４に示すように、３００００サイクルの発核試験において、比抵抗２．５Ω・ｍのサンプルは約１００００サイクルによって発核をしなくなり、比抵抗３．８Ω・ｍのサンプルは約１７０００サイクルによって発核をしなくなった。このため、３００００サイクルの発核試験において、発核寿命が短いこれらのサンプルは不合格となった。比抵抗が５Ω・ｍ未満のものが発核寿命が短い理由としては、アノード電極４２を構成する金属の溶出が大きいことが原因と考えられる。
【０１３７】
図１３に黒丸で示す指標は、比抵抗が５Ω・ｍ以上で、２００Ω・ｍ以下の範囲で、目標とする発核待ち時間（発核応答性）を５秒以内とすることができた。一方、比抵抗が２００Ω・ｍを超える場合には、発核待ち時間（発核応答性）が大幅に悪化することとなった。これは、比抵抗が２００Ω・ｍを超える場合では、３００００サイクルの発核試験（経時劣化）によって、アノード電極４２から金属イオンの溶出が起こりにくくなり、ひいては蓄熱材３８の発核応答性が悪くなることに起因するものと考えられる。このため、比抵抗は、５Ω・ｍ以上で、２００Ω・ｍ以下の範囲とすることが好ましい。
【０１３８】
第１実施形態によれば、以下のことがいえる。電源システム２５は、蓄電デバイスと、過冷却可能な蓄熱材３８を備える複数の蓄熱部と、前記蓄電デバイスの温度を測定する測定部と、前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が所定温度以下の場合、前記蓄電デバイスから前記複数の蓄熱部に電流を流して過冷却状態の蓄熱材３８を発核させ、前記複数の蓄熱部から前記蓄電デバイスに熱を伝達させる制御部２７と、を備える。
【０１３９】
通常、蓄熱部の発核には、大電力が必要ではなく、住居等で日常的に使用される電圧よりも低い電圧で足りる。上記の構成によれば、蓄電デバイスの電力を利用して蓄熱部を発核させて、蓄電デバイスそのものを加熱することができる。これによって、蓄電デバイスの温度を適切な使用温度にまで上げてから蓄電デバイスを使用することが可能となる。これによって、低温環境下で悪化した蓄電デバイスの電圧、電流、放電容量等の特性を常温のレベルにまで改善できる。このため、例えば、自動車２１等に搭載される電源システム２５おいては、冬季或いは寒冷地において、蓄電デバイスからの出力電圧を十分に確保して、エンジン２４の始動性を向上することができる。また、蓄電デバイスの長寿命化を図ることができる。また、家庭や工場等で設置される電源システム２５においても同様に、冬季或いは寒冷地において、蓄電デバイスから出力電圧を十分に確保して、各種の電子機器の始動性を向上できるとともに蓄電デバイスの長寿命化を図ることができる。
【０１４０】
複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部は、蓄熱容器４３と、蓄熱容器４３に収容された蓄熱材３８と、蓄熱材３８に浸かったアノード電極４２と、アノード電極４２から分離した位置で蓄熱材３８に浸かったカソード電極４４とを備え、アノード電極４２とカソード電極４４の両電極間に所定の交流電圧を印加した際に、交流インピーダンス法から求めた比抵抗は、５Ω・ｍ以上で、２００Ω・ｍ以下である。
【０１４１】
この構成によれば、アノード電極４２として銀を使用した初期状態の蓄熱部、アノード電極４２として銀を使用し且つ使用を開始して数年経過した蓄熱部、アノード電極４２として銅を使用した初期状態の蓄熱部、或いはアノード電極４２として銅を使用し且つ使用を開始して数年経過した蓄熱部のいずれにおいても、発核応答性を良好に維持することができる。これによって、冬季或いは寒冷地において、蓄電デバイスから出力電圧を十分に確保して、エンジン２４の始動性を高めることができる。また、家庭や工場等で設置される電源システム２５においても同様に、冬季或いは寒冷地において、蓄電デバイスから出力電圧を十分に確保して、各種の電子機器の始動性を高めることができる。
【０１４２】
前記複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部は、蓄熱容器４３と、蓄熱容器４３に収容された蓄熱材３８と、蓄熱材３８に浸かったアノード電極４２と、アノード電極４２から分離した位置で蓄熱材３８に浸かったカソード電極４４とを備え、複数の蓄熱部は、前記蓄電デバイスに接続された第１回路３３内に直列に配置され、前記複数の蓄熱部の個数は、前記複数の蓄熱部に含まれる個々の蓄熱部にかかる電圧が、アノード電極４２の材料によって決定される望ましい電圧範囲となるような個数である。この構成によれば、簡単な構成によって個々の蓄熱部に望ましい電圧範囲で電圧を印加することができ、蓄熱部の発核応答性を良好にできるとともに蓄熱部の長寿命化を図ることができる。
【０１４３】
アノード電極４２として銀を用いる場合の前記望ましい電圧範囲は、１．３５〜１．９Ｖである。また、アノード電極４２として銅を用いる場合の前記望ましい電圧範囲は、１．７５〜２．３５Ｖである。これらの構成によれば、蓄熱部の発核応答性を良好（発核待ち時間を短く）にして、蓄電デバイスを迅速に加熱することができ、冬季或いは寒冷地において始動性の良い自動車等の車両あるいは各種の電子機器を提供できる。
【０１４４】
自動車２１は、電源システム２５を備える。この構成によれば、エンジン始動用の鉛蓄電池を不要にすることができ、自動車用電源の１電源システム化（シングルシステム化）を実現できる。これによって、自動車２１のコストダウンおよび軽量化を図ることができるとともに、エンジンルーム２３の小型化を図ることができる。
【０１４５】
［第２実施形態］  
図１５を参照して、第２実施形態の自動車２１について説明する。第２実施形態の自動車２１は、第１回路３３と一部重複した第２回路５４を有する点で第１実施形態のものと異なっているが、他の部分は第１実施形態と共通している。このため、主として第１実施形態と異なる部分について説明し、第１実施形態と共通する部分については図示或いは説明を省略する。
【０１４６】
図１５に示すように、電源システム２５は、筐体２６と、筐体２６外に設けられた制御部２７と、筐体２６内に設けられた複数の二次電池２８（電池）と、筐体２６内に設けられた複数の蓄熱パック３１（蓄熱部）と、二次電池２８の温度を測定する温度測定部３２と、筐体２６の内外に亘って設けられ複数の蓄熱パック３１および制御部２７を直列的に接続する第１回路３３（第１閉回路）と、筐体２６の内外に亘って設けられ複数の蓄熱パック３１および制御部２７を直列的に接続する複数の第２回路５４（第２閉回路）と、筐体２６の内外に亘って設けられ複数の二次電池２８および制御部２７を直列的に接続する電池回路３４と、電池回路３４と第１回路３３との間に介在されるスイッチ３５（リレー回路）と、複数の二次電池２８の温度を測定するための複数の温度センサ３２Ａ（温度測定部３２）と、温度測定部３２と制御部２７とを接続する電線Ｌ１と、第１回路３３の途中に設けられる複数の第２スイッチ５３（リレー回路）と、を有する。スイッチ３５の構造は、第１実施形態と同様である。
【０１４７】
本実施形態でも同様に、蓄電デバイスを二次電池以外の他の装置で実現することもできる。すなわち、二次電池２８に代えてキャパシタを本実施形態の蓄電デバイスとして用いることもできる。
【０１４８】
第２スイッチ５３は、制御部２７（発核制御部２９）からの制御信号により第１回路３３を形成した状態と、短絡を形成して第１回路３３とは異なる第２回路５４を形成する状態と、の間で切り替えることができる。本実施形態の自動車２１では、第２スイッチ５３の切り替えにより、少なくとも３パターンの第２回路５４を実現できる（図１５参照）。
【０１４９】
複数の第２回路５４（第２閉回路）には、第１番目の第２回路５４Ａ（第２閉回路）と、第２番目の第２回路５４Ｂ（第２閉回路）と、第３番目の第２回路５４Ｃ（第２閉回路）と、が少なくとも含まれる。しかしながら、第２スイッチ５３の切り替えの組み合わせにより、複数の第２回路５４には、さらに複数の組み合わせを含ませることができる。
【０１５０】
制御部２７は、第１実施形態と略同様の構成を有する。制御部２７は、温度推定部３６（温度推定回路）と、判断部３７（判断回路）と、発核制御部２９（発核制御回路）と、を有している。これらはソフトウェアで構成してもよいことは第１実施形態と同様である。判断部３７には、所定温度Ｔ１と、複数の温度を含む概念である第２の所定温度Ｔ２と、が予め記憶されている。所定温度Ｔ１およびＴ２は蓄熱材３８の融点を下回った温度に設定される。より具体的には、所定温度Ｔ１は、例えば５℃以下で０℃以上の範囲内の適切な値で設定される。
【０１５１】
第２の所定温度Ｔ２の概念に含まれる第１番目の温度Ｔ２Ａは、例えば０℃以下で−７℃以上の範囲内の適切な値で設定される。第２の所定温度Ｔ２の概念に含まれる第２番目の温度Ｔ２Ｂは、例えばー７℃以下で−１４℃以上の範囲内の適切な値で設定される。第２の所定温度Ｔ２の概念に含まれる第３番目の温度Ｔ２Ｃは、例えばー１４℃以下で−２０℃以上の範囲の適切な値で設定される。実際の所定温度Ｔ１および複数の第２の所定温度Ｔ２Ａ〜Ｔ２Ｃは、自動車２１が使用される国、地域、気候に応じて適宜に設定できる。
【０１５２】
続いて、図１６のフローチャートを参照して、本実施形態の蓄熱パック３１の発核動作について説明する。
【０１５３】
温度測定部３２が検出した温度Ｔａの情報が電線Ｌ１により温度推定部３６に供給される。温度推定部３６は、温度センサ３２Ａを介して入力された温度情報から二次電池２８の推定温度Ｔｃを算出する（ステップＳ１０）。
【０１５４】
推定温度Ｔｃは判断部３７に伝達される。判断部３７は、推定温度Ｔｃと所定温度Ｔ１との間で大小関係を判断する（ステップＳ１１）。Ｔｃ＜Ｔ１である場合には、判断部３７は次のステップＳ１２に進む。Ｔｃ≧Ｔ１である場合には、判断部３７は、発核させないステップＳ２１に進み、発核動作の処理を停止する。この場合、制御部２７は、蓄熱パック３１を発核させずに、二次電池２８を加温することなく二次電池２８の起電力でエンジン２４を始動させる。
【０１５５】
ステップＳ１２では、判断部３７は、推定温度Ｔｃと上記温度Ｔ２Ａとの間で大小関係を判断する。Ｔｃ＜Ｔ２Ａである場合には、判断部３７は次のステップＳ１３に進む。Ｔｃ≧Ｔ２Ａである場合には、複数の蓄熱パック３１の一部を発核させるステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、判断部３７は、発核制御部２９に対して発核制御部２９の電源をオンする信号（第１信号）を伝達する。発核制御部２９は、第２スイッチ５３を接続或いは遮断して第１番目の第２回路５４Ａを形成する。さらに発核制御部２９は、スイッチ３５を接続状態にして電池回路３４とこの第２回路５４Ａとを直列に接続する。これによって、２個の蓄熱パック３１を発核させて筐体２６の中央部付近にある１個の二次電池２８に熱を加える。
【０１５６】
このとき、筐体２６の中央部付近は、周囲環境（筐体２６の外縁）からの距離が遠くなっている。このために、この位置にある二次電池２８に対して選択的に熱を加えることは、保温状態をある一定時間維持しやすいという点で好ましい。蓄熱パック３１によって加熱された１個の二次電池２８を含む電源は、発核後、数秒から数十秒後に、その起電力によってエンジン２４を始動させる。このとき、電源には、加熱された１個の二次電池２８が含まれるために十分な電圧が確保され、外気温が−０℃から−７℃の低温環境でもエンジン２４の始動性が良好となる。
【０１５７】
ステップＳ１３では、判断部３７は、推定温度Ｔｃと上記温度Ｔ２Ｂとの間で大小関係を判断する。Ｔｃ＜Ｔ２Ｂである場合には、判断部３７は次のステップＳ１４に進む。Ｔｃ≧Ｔ２Ｂである場合には、複数の蓄熱パック３１の一部を発核させるステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、判断部３７は、発核制御部２９に対して発核制御部２９の電源をオンする信号（第２信号）を伝達する。発核制御部２９は、第２スイッチ５３を切り替えて第２番目の第２回路５４Ｂを形成する。さらに発核制御部２９は、スイッチ３５を接続状態にして電池回路３４とこの第２回路５４Ｂとを直列に接続する。これによって、４個の蓄熱パック３１を発核させて筐体２６の中央部付近にある３個の二次電池２８に熱を加える。蓄熱パック３１によって加熱された３個の二次電池２８を含む電源は、発核後、数秒から数十秒後に、その起電力によってエンジン２４を始動させる。このとき、電源には、加熱された３個の二次電池２８が含まれるために十分な電圧が確保され、外気温が−７℃から−１４℃の低温環境でもエンジン２４の始動性が良好となる。
【０１５８】
ステップＳ１４では、判断部３７は、推定温度Ｔｃと上記温度Ｔ２Ｃとの間で大小関係を判断する。Ｔｃ＜Ｔ２Ｃである場合には、判断部３７は次のステップＳ１５に進む。Ｔｃ≧Ｔ２Ｃである場合には、複数の蓄熱パック３１の一部を発核させるステップＳ１８に進む。
【０１５９】
ステップＳ１８では、判断部３７は、発核制御部２９に対して発核制御部２９の電源をオンする信号（第３信号）を伝達する。発核制御部２９は、第２スイッチ５３を切り替えて第３番目の第２回路５４を形成する。さらに発核制御部２９は、スイッチ３５を接続状態にして電池回路３４とこの第２回路５４とを直列に接続する。これによって、６個の蓄熱パック３１を発核させて筐体２６の中央部付近にある３個の二次電池２８に熱を加える。蓄熱パック３１によって加熱された３個の二次電池２８を含む電源は、発核後、数秒から数十秒後に、その起電力によってエンジン２４を始動させる。このとき、電源には、加熱された３個の二次電池２８が含まれるために十分な電圧が確保され、外気温がー１４℃からー２０℃の低温環境でもエンジン２４の始動性が良好となる。
【０１６０】
ステップＳ１５では、判断部３７は、発核制御部２９に対して発核制御部２９の電源をオンする信号（第４信号）を伝達する。発核制御部２９は、第２スイッチ５３を切り替えて第１回路３３を形成する。さらに発核制御部２９は、スイッチ３５を接続状態にして電池回路３４とこの第１回路３３とを直列に接続する。これによって、８個すべての蓄熱パック３１を発核させて５個すべての二次電池２８に熱を加える。蓄熱パック３１によって加熱された５個の二次電池２８で構成される電源は、発核後、数秒から数十秒後に、その起電力によってエンジン２４を始動させる。このとき、電源には、加熱された５個の二次電池２８によって十分な電圧が確保され、外気温が−２０℃から−３０℃の過酷な低温環境でもエンジン２４の始動性が良好となる。
【０１６１】
なお、上記したように蓄熱パック３１から熱が取り出されて二次電池２８に熱が伝達されると、二次電池２８の温度が上昇し、二次電池２８において出力可能な電圧値、電流値、放電容量が改善する。また、低温使用に起因する二次電池２８の性能劣化が軽減される。
【０１６２】
また、自動車２１のエンジン２４が始動すると、エンジン２４からの排熱で蓄熱材３８の温度が上昇される。そのため、蓄熱材３８が固体状態である場合、蓄熱材３８の融点によって、この蓄熱材３８が融解され液体に変化される。それに伴い、前記排熱が潜熱（融解潜熱と）として蓄熱材３８に蓄えられる。この潜熱は、次回のエンジン２４の始動に先立って二次電池２８を加温するために用いることができる。
【０１６３】
本実施形態によれば、電源システム２５は、複数の蓄熱部のうち１以上の蓄熱部を含み且つ前記複数の蓄熱部の全部は含まないように形成された第２回路５４を備え、制御部２７は、前記測定部により測定された前記蓄電デバイスの温度が前記所定温度Ｔ１以下で、且つ第２の所定温度Ｔ２Ａ〜Ｃ以上である場合に前記蓄電デバイスから第２回路５４に電流を流して第２回路５４に含まれる前記１以上の蓄熱部を発核させる。
【０１６４】
この構成によれば、第２回路５４を利用して複数の蓄熱部のうちの一部を発核させることができる。このため、例えば、０℃以下で−１０℃以上といった比較的軽度の低温環境においては複数の蓄熱部のうちの一部を発核させ、例えば、−１４℃以下（或いは−２０℃以下）といった過酷な低温環境下では、複数の蓄熱部のすべてを発核させるというように、低温の程度に応じて発核させる蓄熱部の数を変化させることができる。これによって、蓄熱部から伝達された熱量が大き過ぎることに起因して、二次電池の温度が上がり過ぎることを防止できる。これによって、適正温度範囲（保証温度範囲）で二次電池を使用でき、電池の長寿命化を図ることができる。
【０１６５】
なお、第１実施形態および第２実施形態では、電源システム２５を自動車２１用として適用した場合について説明したが、電源システム２５の用途はこれに限られない。電源システム２５は、家庭用の蓄電設備や工場やオフィスビルの蓄電設備にも当然に適用できる。
【０１６６】
以上のように本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１６７】
２１…自動車、２５…電源システム、２７…制御部、２８…二次電池、３１…蓄熱パック、３２…温度測定部、３３…第１回路、３８…蓄熱材、４２…アノード電極、４３…蓄熱容器、４４…カソード電極、５４…第２回路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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