車両用組電池及び車両
【課題】車両用電池の使用時における出力を維持しつつ、電解液の分解を抑制する装置を提供することを目的とする。
【解決手段】単電池２を複数積層した電池群３と、電池群３を単電池２の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレート４と、エンドプレート４による拘束力を調整する拘束力調整部１０と、拘束力調整部１０を制御するコントローラ１００と、を有し、コントローラ１００は、拘束力調整部１０を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により電池群３を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により電池群３を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【解決手段】単電池２を複数積層した電池群３と、電池群３を単電池２の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレート４と、エンドプレート４による拘束力を調整する拘束力調整部１０と、拘束力調整部１０を制御するコントローラ１００と、を有し、コントローラ１００は、拘束力調整部１０を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により電池群３を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により電池群３を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池を構成する電池群を拘束する拘束力を調整する車両用組電池等に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池を動力源として搭載したハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）、電気自動車（Electric Vehicle）が知られている。ハイブリッド自動車や電気自動車に用いる車両用二次電池は、複数の単電池が積層され電気的に接続された電池群によって構成される。電池群を構成する各電池は、例えば、正極体と負極体とセパレータと電解液などから構成される。
【０００３】
特許文献１には、車両用二次電池として、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、セパレータと、非水溶媒中に電解質塩を有する非水電解質と、を備える非水電解質二次電池であって、正極活物質の電位がリチウム基準で４．４〜５．１Ｖであり、セパレータが所定の数値範囲の透気度である非水電解質二次電池が開示されている。このような車両用二次電池により、サイクル特性及び高温充電保存特性のバランスが良好な車両用二次電池が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６０９８１号公報
【特許文献３】特開２００８−１４７０１０号公報
【特許文献４】特開２０１０−００９９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような車両用二次電池においては、車両用二次電池の使用時及び不使用時に関わらず、電極の正極体表面にて接触する液体あるいは固体の電解質が分解する反応が進行する。分解反応が進行すると車両用二次電池の寿命が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、車両用電池の入出力特性の低下を抑制しつつ、車両用電池の未使用時における電解質の分解を抑制する装置を提供することを目的とする。
【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、本願発明に係る車両用組電池は、（１）単電池を複数積層した電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【０００８】
（２）上記（１）の車両用組電池において、前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備える。（２）の構成によれば、正極体及び電解質をその積層方向に圧縮する圧縮力をより効果的に調整することができる。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）の構成において、車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束してもよい。（３）の構成によれば、蓄電量がより高い場合に促進される電解質の分解を効果的に抑制することができる。
【００１０】
（４）上記（３）の構成において、車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることができる。（４）の構成によれば、ＳＯＣに応じた細かな拘束力の調整が可能となり、より効果的に電解質の分解を抑制することができる。
【００１１】
（５）上記（１）から（４）のいずれかの構成において、前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上とすることができる。（５）の構成によれば、電解質の分解を抑制する効果がより顕著となる。
【００１２】
（６）上記（１）から（５）のいずれかの構成において、前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むように構成することができる。（６）の構成によれば、簡易な構成で拘束力を調整することができる。また、圧電素子に印加される電圧を調整することにより、電池群に対する拘束力の設定を容易に行うことができる。
【００１３】
本願発明の参考例である車両用組電池は、（７）単電池を複数積層した電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が動作状態である場合には、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が非動作状態である場合には、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする。
【００１４】
（８）上記（７）の車両用組電池において、前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備える。（９）上記（７）又は（８）の構成において、前記電池群が非動作状態であるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束してもよい。
【００１５】
（１０）上記（９）の構成において、前記電池群が非動作状態であるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることができる。
【００１６】
（１１）上記（７）から（１０）のいずれかの構成において、前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上とすることができる。（１２）上記（７）から（１１）のいずれかの構成において、前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両用電池の入出力特性の低下を抑制しつつ、車両用電池の未使用時における電解質の分解を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】組電池の断面図である。
【図２】単電池の断面図である。
【図３】圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【図４】拘束力を変化させた際の単電池の内部の挙動を示す模式図である。
【図５】圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２の圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】変形例１の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【図８】組電池の断面図である（拘束力が小さい状態を示す）。
【図９】組電池の断面図である（拘束力が大きい状態を示す）。
【図１０】参考例の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、車両用組電池の実施形態について図面に基づき説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の組電池の断面図であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する異なる三軸を示す。図２は、単電池をＸ−Ｚ面で切断した断面図であり、単電池の内部構造を模式的に示している。図３は、圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【００２１】
本実施形態の組電池１は、複数の単電池２からなる電池群３と、エンドプレート４と、拘束バンド６と、隣接する単電池２の間に配置されるスペーサ８と、圧電素子１０Ａと、を備える。
【００２２】
これらの単電池２はＸ軸方向に積層される。Ｘ軸方向は車幅方向であってもよい。スペーサ８は櫛歯状に形成されている。スペーサ８は単電池２の外面に当接することにより、隣接する単電池２の間に流れる冷却風の冷却通路を形成する。この冷却通路は、Ｙ軸方向に延びる。冷却通路内を流れる冷却風によって各単電池２は冷却される。これにより、各単電池２の温度上昇による電池劣化が抑制される。
【００２３】
電池群３の両端部には、電池群３を積層方向から挟み込むエンドプレート４が位置する。拘束バンド６は、電池群３の上側の外面及び下側の外面に沿って設けられている。拘束バンド６の両端部には、約９０度に折れ曲がった曲げ部６ａが形成されている。曲げ部６ａは、エンドプレート４のＸ軸方向の端面に固定されている。固定方法には、締結部材を用いることができる。
【００２４】
図２を参照して、単電池２は、ケース２２とケース２２の上面に位置する一対の端子電極２１とを備える。一対の端子電極２１は凸状に形成されており、Ｙ軸方向に並んで位置する。隣接する単電池２は不図示のバスバーを介して直列に接続されている。該バスバーは端子電極２１に固定される。固定方法は締結手段であってもよい。
【００２５】
単電池２のケース２２は角型に形成されている。ケース２２の内部には、発電要素２０が収容されている。発電要素２０は、正極体２０ａと、負極体２０ｂと、正極体２０aと負極体２０ｂとの間に配置されるセパレータ２０ｃと、セパレータ２０ｃに含浸される電解質としての電解液を含む。発電要素２０は、帯状に形成されており、巻かれた状態でケース２２の内部に収容されている。
【００２６】
ここで、単電池２がニッケル−水素電池である場合には、正極体２０ａの活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極体２０ｂの活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池２がリチウムイオン電池である場合には、正極体２０ａの活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極体２０ｂの活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００２７】
圧電素子１０Ａは、一方のエンドプレート４とＸ軸方向の端部に位置する単電池２との間に挟まれた状態で位置する。圧電素子１０Ａは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）であってもよい。圧電素子１０Ａは、電池群３の拘束力を変えることが可能な他の位置に配置することもできる。例えば、圧電素子１０Ａは隣接する単電池２の間に配置することができる。
【００２８】
図１を参照して、圧電素子１０Ａは、電圧の印加に応じてＸ軸方向に伸縮する。圧電素子１０ＡがＸ軸方向に伸びると、各単電池２は他方のエンドプレート４が位置する側に向かって押圧される。一対のエンドプレート４は拘束バンド６によってＸ軸方向への移動が規制されている。したがって、各単電池２は、一対のエンドプレート４から受ける押圧力によってＸ軸方向に圧縮される。他方、圧電素子１０ＡがＸ軸方向に縮むと、エンドプレート４から受ける各単電池２に対する圧縮力が低下する。
【００２９】
次に、圧電素子１０Ａを駆動する要素について説明する。図３を参照して、圧力調整部１０は圧電素子１０Ａ及び駆動回路１０Ｂを備える。コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０Ａに印加される電圧を制御する。組電池１には電流センサ１１が接続されており、コントローラ１００は電流センサ１１から出力される電流値を積算することにより、組電池１の蓄電量（State of charge、以下「ＳＯＣ」と省略する）を推定する。コントローラ１００は、図示しない電圧センサによって検出される組電池１の開放端電圧からＳＯＣを推定してもよい。
【００３０】
コントローラ１００は、車両のＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを検出する。コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦからＯＮに切り替わったことを検知すると、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸びる方向に動作させる。これにより、エンドプレート４から受ける電池群３に対する拘束力が増加される。コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００がＯＮからＯＦＦに切り替わったことを検知すると、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に縮む方向に動作させる。これにより、エンドプレート４から受ける電池群３に対する拘束力が低下される。
【００３１】
次に、拘束力に応じた単電池２内部における正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触状態について説明する。図４は単電池に対する拘束力を変化させたときの単電池２内部の挙動を模式的に示した模式図であり、図４（ａ）はＩＧスイッチ２００がＯＮであるときの状態を示し、図４（ｂ）はＩＧスイッチ２００がＯＦＦであるときの状態を示す。
【００３２】
ＩＧスイッチ２００がＯＮになると、コントローラ１００により圧電素子１０ＡがＸ軸方向に伸長するため、一対のエンドプレート４から単電池２に加わる拘束力が増加する。その結果、図４（ａ）に示すように、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとが密着して接触面積が増加する。
【００３３】
一方、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦになると、コントローラ１００により圧電素子１０ＡがＸ軸方向に縮小するため、一対のエンドプレート４から単電池２に加わる拘束力が低下する。その結果、図４（ｂ）に示すように、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積が低下する。正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積が低下すると、組電池１の出力特性は低下するが、正極体２０ａと電解液とが接することによって進行する電解液の分解を抑制することができる。
【００３４】
以上の構成により、組電池１が充放電動作をする際に、電池群３に対する拘束力を高めることができる。これにより、組電池１を放電する際に、組電池１の出力低下を抑制することができる。また、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとが密着することにより内部抵抗が減少するため、組電池１の充電特性の低下を抑制することができる。他方、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合には、電池群３に加わる拘束力を弱めることができる。これにより、組電池１を使用しない場合に電解液の酸化分解を抑制することができ、電池の寿命をより長くすることができるという効果が得られる。
【００３５】
次に、本実施形態の圧電素子１０Ａの制御方法について説明する。図５は、圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを判別する。ＩＧスイッチ２００がＯＮである場合にはステップＳ１０２に進み、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦである場合にはステップＳ１０３に進む。
【００３６】
ステップＳ１０２において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸長させる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより高い拘束力（第１の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触面積が増大し、組電池１の出力低下を抑制することができる。
【００３７】
ステップＳ１０３において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に縮ませる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより低い拘束力（第２の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触面積が低下し、電解液の酸化分解が抑制されることにより、組電池１の寿命をより長くすることができる。
【００３８】
ここで、本実施形態の単電池２における正極の正極電位は、金属リチウム基準で４．２Ｖ以上であってもよい。この種のリチウムイオン電池においては、未使用時の拘束力を低下させることにより、より効果的に電解質の分解を抑制することができる。
【００３９】
以上、本実施形態の構成によれば、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合における電解液の分解を抑制し、組電池１の寿命をより長くすることができる。また、組電池１を使用する際（ＩＧスイッチ２００がＯＮの場合）には、組電池１の入出力特性の低下を抑制することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
単電池２には、ＳＯＣが高いほど正極と電解質との接触により生じる電解液の酸化分解が促進される、という特性がある。そのため、本発明の第２の実施形態においては、組電池１のＳＯＣに応じて、単電池２に対する拘束力を変化させる。
【００４１】
本実施形態の圧電素子の制御方法について説明する。図６は、圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを判別する。ＩＧスイッチ２００がＯＮである場合にはステップＳ２０２に進み、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦである場合にはステップＳ２０３に進む。
【００４２】
ステップＳ２０２において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸長させる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより高い拘束力（第１の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ、負極体２０ｂ及びセパレータ２０ｃの接触面積が増大し、組電池１の入出力特性の低下を抑制することができる。
【００４３】
ステップＳ２０３において、コントローラ１００は、組電池１に流れる電流値を積算することによりＳＯＣを推定する。ステップＳ２０４において、コントローラ１００は、ＳＯＣが閾値以下であるか否かを判別する。当該閾値は、組電池１が目標とする電池寿命を達成し得るような値に設定すればよく、シミュレーションなどにより実験的に求めることができる。
【００４４】
ステップＳ２０４において、ＳＯＣが閾値以下である場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、エンドプレート４による拘束力が第３の拘束力となるように圧電素子１０Ａを駆動する。
【００４５】
ステップＳ２０４において、ＳＯＣが閾値以下でない場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、エンドプレート４による拘束力が第３の拘束力よりも低い第４の拘束力となるように圧電素子１０Ａを駆動する。
【００４６】
以上の制御方法によれば、組電池１が使用されない未使用状態であって、かつ、電解液の酸化分解が促進される高ＳＯＣの状態において、電池群３に対する拘束力をより小さくすることができる。これにより、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積を小さくすることができる。その結果、より効果的に電解液の分解が抑制され、電池の寿命を長くすることができる。
【００４７】
本実施形態では、閾値を境としてエンドプレート４による拘束力を二段階で切り替える構成とした。そのため、圧電素子１０Ａの制御を煩雑化することなく、電池の寿命をより延ばすことができる。ただし、エンドプレート４による拘束力を二段階よりも多い多段階で切り替えるように構成することもできる。この場合、ＳＯＣに応じた細かな拘束力の調整が可能となり、より効果的に電解液の分解を抑制することができる。
【００４８】
（変形例１）
上述の実施形態では、圧力調整部１０を圧電素子１０Ａ及び駆動回路１０Ｂから構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の構成であってもよい。当該他の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。図７は変形例１の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図であり、図３に対応する。実施形態と同一の構成要素については、同一符合を付すことにより説明を省略する。
【００４９】
図７を参照して、圧力調整部３０は、膨張シート３０Ａ及びエア供給部３０Ｂを含む。膨張シート３０Ａは図示しないエア取り込み口を有し、このエア取り込み口を介してエアが取り込まれることにより膨張する。膨張シート３０Ａはナイロン６６であってもよい。エア供給部３０Ｂは膨張シート３０Ａにエアを供給し、或いは膨張シート３０Ａ内のエアを吸気する。コントローラ１００は、エア供給部３０Ｂの駆動を制御する。上述の構成において、膨張シート３０Ａが膨張すると電池群３に対する拘束力が高まり、単電池２の入出力特性の低下を抑制することができる。膨張シート３０Ａが収縮すると電池群３に対する拘束力が弱まり、電解液の酸化分解が抑制されることにより、各単電池２の寿命をより長くすることができる。エア供給部３０Ｂの駆動方法（駆動タイミング）については、上記実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５０】
（変形例２）
圧力調整部は、一方のエンドプレートを単電池２の積層方向に移動させる構成であってもよい。図８及び図９は組電池１をＸ−Ｚ面で切断した断面図であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに異なる直交する三軸である。図８は拘束力が小さい状態を示し、図９は拘束力が高い状態を示す。
【００５１】
変形例２の圧力調整部は、ボールネジ４１、伝達機構４２及びモータ４３を含む。モータ４３は、ステッピングモータ、パルスモータであってもよい。コントローラ１００は、モータ４３の駆動を制御する。モータ伝達機構４２は、モータ４３の回転力をボールネジ４１に伝達する。
【００５２】
ボールネジ４１は一対のエンドプレート４ａ、４ｂを貫通してＸ軸方向に延びている。一方のエンドプレート４ｂの貫通孔部４１ｂの内周面にはネジ溝が形成されており、他方のエンドプレート４ａの貫通孔部４１ａの内面にはネジ溝が形成されていない。一方のエンドプレート４ｂの貫通孔部４１ｂはボールネジ４１に係合している。ボールネジ４１が回転すると、貫通孔部４１ｂ及びボールネジ４１の係合作用により、一方のエンドプレート４ｂがＸ軸方向に進退する。
【００５３】
一方のエンドプレート４ｂが他方のエンドプレート４ａに接近する方向に移動すると、電池群３に対する拘束力が高まり、単電池２の入出力特性の低下を抑制することができる。一方のエンドプレート４ｂが他方のエンドプレート４ａから離間する方向に移動すると、電池群３に対する拘束力が弱まり、電解液の酸化分解が抑制されることにより、各単電池２の寿命をより長くすることができる。
【００５４】
（変形例３）
上述の実施形態では、単電池２のセパレータ２０ｃに電解液を含浸させたが、本発明はこれに限られるものではなく、固体電解質を用いることができる。電解質が固体であっても、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合に拘束力を小さくすることで、正極体２０ａと固体電解質との接触面積が小さくなり、電解質の分解を抑制することができる。
【００５５】
（変形例４）
また、本実施形態においては、発電要素２０が巻かれた状態でケース２２に収容されているが、本発明はこれに限られるものではなく、シート状の正極体２０ａ、セパレータ２０ｃ及び負極体２０ｂをＸ軸方向に単に積層することにより発電要素２０としてもよい。
【００５６】
（参考例）
次に、本願発明の参考例について説明する。参考例の車両用組電池は、正極体と負極体とを電解質を介して積層して構成される単電池が積層された電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、車両の走行状態を判別し、車両が走行中であると判定した場合には、前記拘束力調整部を制御して、前記エンドプレートによる拘束力を第１の状態に増加させ、車両が停止していると判定した場合には、前記エンドプレートによる拘束力を前記第１の状態よりも拘束力が低い第２の状態に低下させることを特徴とする。
【００５７】
本参考例を図面に基づき説明する。図１０は、本参考例に係る車両用組電池（以下、単に組電池とも呼ぶ。）の制御に関わる要素を含む組電池制御システムのブロック図である。上記実施形態と同一の機能を備える構成要素については同一符合を付して説明を省略する。
【００５８】
コントローラ１００は、電池群３の充放電動作及び圧力調整部１０の圧力調整動作を制御する。コントローラ１００は、電池群３に対して充放電動作を指示する際に、圧力調整部１０を制御することにより、電池群３に対するエンドプレート４の拘束力を第１の拘束力に設定する。コントローラ１００は、電池群３に対して充放電動作を指示しない場合、つまり、電池群３を非動作状態とする場合には、圧力調整部１０を制御することにより、電池群３に対するエンドプレート４の拘束力を第１の拘束力よりも低い第２の拘束力に設定する。
【００５９】
上述の参考例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 組電池 ２ 単電池 ３ 電池群
４ エンドプレート １０ 圧力制御部 １０Ａ 圧電素子
１０Ｂ 駆動回路 １１ 電流センサ
１００ コントローラ ２００ ＩＧスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池を構成する電池群を拘束する拘束力を調整する車両用組電池等に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池を動力源として搭載したハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）、電気自動車（Electric Vehicle）が知られている。ハイブリッド自動車や電気自動車に用いる車両用二次電池は、複数の単電池が積層され電気的に接続された電池群によって構成される。電池群を構成する各電池は、例えば、正極体と負極体とセパレータと電解液などから構成される。
【０００３】
特許文献１には、車両用二次電池として、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、セパレータと、非水溶媒中に電解質塩を有する非水電解質と、を備える非水電解質二次電池であって、正極活物質の電位がリチウム基準で４．４〜５．１Ｖであり、セパレータが所定の数値範囲の透気度である非水電解質二次電池が開示されている。このような車両用二次電池により、サイクル特性及び高温充電保存特性のバランスが良好な車両用二次電池が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６０９８１号公報
【特許文献３】特開２００８−１４７０１０号公報
【特許文献４】特開２０１０−００９９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような車両用二次電池においては、車両用二次電池の使用時及び不使用時に関わらず、電極の正極体表面にて接触する液体あるいは固体の電解質が分解する反応が進行する。分解反応が進行すると車両用二次電池の寿命が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、車両用電池の入出力特性の低下を抑制しつつ、車両用電池の未使用時における電解質の分解を抑制する装置を提供することを目的とする。
【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、本願発明に係る車両用組電池は、（１）単電池を複数積層した電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【０００８】
（２）上記（１）の車両用組電池において、前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備える。（２）の構成によれば、正極体及び電解質をその積層方向に圧縮する圧縮力をより効果的に調整することができる。
【０００９】
（３）上記（１）又は（２）の構成において、車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束してもよい。（３）の構成によれば、蓄電量がより高い場合に促進される電解質の分解を効果的に抑制することができる。
【００１０】
（４）上記（３）の構成において、車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることができる。（４）の構成によれば、ＳＯＣに応じた細かな拘束力の調整が可能となり、より効果的に電解質の分解を抑制することができる。
【００１１】
（５）上記（１）から（４）のいずれかの構成において、前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上とすることができる。（５）の構成によれば、電解質の分解を抑制する効果がより顕著となる。
【００１２】
（６）上記（１）から（５）のいずれかの構成において、前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むように構成することができる。（６）の構成によれば、簡易な構成で拘束力を調整することができる。また、圧電素子に印加される電圧を調整することにより、電池群に対する拘束力の設定を容易に行うことができる。
【００１３】
本願発明の参考例である車両用組電池は、（７）単電池を複数積層した電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が動作状態である場合には、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が非動作状態である場合には、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする。
【００１４】
（８）上記（７）の車両用組電池において、前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備える。（９）上記（７）又は（８）の構成において、前記電池群が非動作状態であるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束してもよい。
【００１５】
（１０）上記（９）の構成において、前記電池群が非動作状態であるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることができる。
【００１６】
（１１）上記（７）から（１０）のいずれかの構成において、前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上とすることができる。（１２）上記（７）から（１１）のいずれかの構成において、前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両用電池の入出力特性の低下を抑制しつつ、車両用電池の未使用時における電解質の分解を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】組電池の断面図である。
【図２】単電池の断面図である。
【図３】圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【図４】拘束力を変化させた際の単電池の内部の挙動を示す模式図である。
【図５】圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２の圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】変形例１の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【図８】組電池の断面図である（拘束力が小さい状態を示す）。
【図９】組電池の断面図である（拘束力が大きい状態を示す）。
【図１０】参考例の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、車両用組電池の実施形態について図面に基づき説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の組電池の断面図であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交する異なる三軸を示す。図２は、単電池をＸ−Ｚ面で切断した断面図であり、単電池の内部構造を模式的に示している。図３は、圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図である。
【００２１】
本実施形態の組電池１は、複数の単電池２からなる電池群３と、エンドプレート４と、拘束バンド６と、隣接する単電池２の間に配置されるスペーサ８と、圧電素子１０Ａと、を備える。
【００２２】
これらの単電池２はＸ軸方向に積層される。Ｘ軸方向は車幅方向であってもよい。スペーサ８は櫛歯状に形成されている。スペーサ８は単電池２の外面に当接することにより、隣接する単電池２の間に流れる冷却風の冷却通路を形成する。この冷却通路は、Ｙ軸方向に延びる。冷却通路内を流れる冷却風によって各単電池２は冷却される。これにより、各単電池２の温度上昇による電池劣化が抑制される。
【００２３】
電池群３の両端部には、電池群３を積層方向から挟み込むエンドプレート４が位置する。拘束バンド６は、電池群３の上側の外面及び下側の外面に沿って設けられている。拘束バンド６の両端部には、約９０度に折れ曲がった曲げ部６ａが形成されている。曲げ部６ａは、エンドプレート４のＸ軸方向の端面に固定されている。固定方法には、締結部材を用いることができる。
【００２４】
図２を参照して、単電池２は、ケース２２とケース２２の上面に位置する一対の端子電極２１とを備える。一対の端子電極２１は凸状に形成されており、Ｙ軸方向に並んで位置する。隣接する単電池２は不図示のバスバーを介して直列に接続されている。該バスバーは端子電極２１に固定される。固定方法は締結手段であってもよい。
【００２５】
単電池２のケース２２は角型に形成されている。ケース２２の内部には、発電要素２０が収容されている。発電要素２０は、正極体２０ａと、負極体２０ｂと、正極体２０aと負極体２０ｂとの間に配置されるセパレータ２０ｃと、セパレータ２０ｃに含浸される電解質としての電解液を含む。発電要素２０は、帯状に形成されており、巻かれた状態でケース２２の内部に収容されている。
【００２６】
ここで、単電池２がニッケル−水素電池である場合には、正極体２０ａの活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極体２０ｂの活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池２がリチウムイオン電池である場合には、正極体２０ａの活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極体２０ｂの活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００２７】
圧電素子１０Ａは、一方のエンドプレート４とＸ軸方向の端部に位置する単電池２との間に挟まれた状態で位置する。圧電素子１０Ａは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）であってもよい。圧電素子１０Ａは、電池群３の拘束力を変えることが可能な他の位置に配置することもできる。例えば、圧電素子１０Ａは隣接する単電池２の間に配置することができる。
【００２８】
図１を参照して、圧電素子１０Ａは、電圧の印加に応じてＸ軸方向に伸縮する。圧電素子１０ＡがＸ軸方向に伸びると、各単電池２は他方のエンドプレート４が位置する側に向かって押圧される。一対のエンドプレート４は拘束バンド６によってＸ軸方向への移動が規制されている。したがって、各単電池２は、一対のエンドプレート４から受ける押圧力によってＸ軸方向に圧縮される。他方、圧電素子１０ＡがＸ軸方向に縮むと、エンドプレート４から受ける各単電池２に対する圧縮力が低下する。
【００２９】
次に、圧電素子１０Ａを駆動する要素について説明する。図３を参照して、圧力調整部１０は圧電素子１０Ａ及び駆動回路１０Ｂを備える。コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０Ａに印加される電圧を制御する。組電池１には電流センサ１１が接続されており、コントローラ１００は電流センサ１１から出力される電流値を積算することにより、組電池１の蓄電量（State of charge、以下「ＳＯＣ」と省略する）を推定する。コントローラ１００は、図示しない電圧センサによって検出される組電池１の開放端電圧からＳＯＣを推定してもよい。
【００３０】
コントローラ１００は、車両のＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを検出する。コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦからＯＮに切り替わったことを検知すると、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸びる方向に動作させる。これにより、エンドプレート４から受ける電池群３に対する拘束力が増加される。コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００がＯＮからＯＦＦに切り替わったことを検知すると、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に縮む方向に動作させる。これにより、エンドプレート４から受ける電池群３に対する拘束力が低下される。
【００３１】
次に、拘束力に応じた単電池２内部における正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触状態について説明する。図４は単電池に対する拘束力を変化させたときの単電池２内部の挙動を模式的に示した模式図であり、図４（ａ）はＩＧスイッチ２００がＯＮであるときの状態を示し、図４（ｂ）はＩＧスイッチ２００がＯＦＦであるときの状態を示す。
【００３２】
ＩＧスイッチ２００がＯＮになると、コントローラ１００により圧電素子１０ＡがＸ軸方向に伸長するため、一対のエンドプレート４から単電池２に加わる拘束力が増加する。その結果、図４（ａ）に示すように、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとが密着して接触面積が増加する。
【００３３】
一方、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦになると、コントローラ１００により圧電素子１０ＡがＸ軸方向に縮小するため、一対のエンドプレート４から単電池２に加わる拘束力が低下する。その結果、図４（ｂ）に示すように、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積が低下する。正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積が低下すると、組電池１の出力特性は低下するが、正極体２０ａと電解液とが接することによって進行する電解液の分解を抑制することができる。
【００３４】
以上の構成により、組電池１が充放電動作をする際に、電池群３に対する拘束力を高めることができる。これにより、組電池１を放電する際に、組電池１の出力低下を抑制することができる。また、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとが密着することにより内部抵抗が減少するため、組電池１の充電特性の低下を抑制することができる。他方、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合には、電池群３に加わる拘束力を弱めることができる。これにより、組電池１を使用しない場合に電解液の酸化分解を抑制することができ、電池の寿命をより長くすることができるという効果が得られる。
【００３５】
次に、本実施形態の圧電素子１０Ａの制御方法について説明する。図５は、圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを判別する。ＩＧスイッチ２００がＯＮである場合にはステップＳ１０２に進み、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦである場合にはステップＳ１０３に進む。
【００３６】
ステップＳ１０２において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸長させる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより高い拘束力（第１の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触面積が増大し、組電池１の出力低下を抑制することができる。
【００３７】
ステップＳ１０３において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に縮ませる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより低い拘束力（第２の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ及びセパレータ２０ｃの接触面積が低下し、電解液の酸化分解が抑制されることにより、組電池１の寿命をより長くすることができる。
【００３８】
ここで、本実施形態の単電池２における正極の正極電位は、金属リチウム基準で４．２Ｖ以上であってもよい。この種のリチウムイオン電池においては、未使用時の拘束力を低下させることにより、より効果的に電解質の分解を抑制することができる。
【００３９】
以上、本実施形態の構成によれば、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合における電解液の分解を抑制し、組電池１の寿命をより長くすることができる。また、組電池１を使用する際（ＩＧスイッチ２００がＯＮの場合）には、組電池１の入出力特性の低下を抑制することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
単電池２には、ＳＯＣが高いほど正極と電解質との接触により生じる電解液の酸化分解が促進される、という特性がある。そのため、本発明の第２の実施形態においては、組電池１のＳＯＣに応じて、単電池２に対する拘束力を変化させる。
【００４１】
本実施形態の圧電素子の制御方法について説明する。図６は、圧電素子の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、コントローラ１００は、ＩＧスイッチ２００のＯＮ／ＯＦＦを判別する。ＩＧスイッチ２００がＯＮである場合にはステップＳ２０２に進み、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦである場合にはステップＳ２０３に進む。
【００４２】
ステップＳ２０２において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、圧電素子１０ＡをＸ軸方向に伸長させる。これにより、一対のエンドプレート４から電池群３に加わる拘束力をより高い拘束力（第１の拘束力）に設定することができる。その結果、正極体２０ａ、負極体２０ｂ及びセパレータ２０ｃの接触面積が増大し、組電池１の入出力特性の低下を抑制することができる。
【００４３】
ステップＳ２０３において、コントローラ１００は、組電池１に流れる電流値を積算することによりＳＯＣを推定する。ステップＳ２０４において、コントローラ１００は、ＳＯＣが閾値以下であるか否かを判別する。当該閾値は、組電池１が目標とする電池寿命を達成し得るような値に設定すればよく、シミュレーションなどにより実験的に求めることができる。
【００４４】
ステップＳ２０４において、ＳＯＣが閾値以下である場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、エンドプレート４による拘束力が第３の拘束力となるように圧電素子１０Ａを駆動する。
【００４５】
ステップＳ２０４において、ＳＯＣが閾値以下でない場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６において、コントローラ１００は、駆動回路１０Ｂを制御することにより、エンドプレート４による拘束力が第３の拘束力よりも低い第４の拘束力となるように圧電素子１０Ａを駆動する。
【００４６】
以上の制御方法によれば、組電池１が使用されない未使用状態であって、かつ、電解液の酸化分解が促進される高ＳＯＣの状態において、電池群３に対する拘束力をより小さくすることができる。これにより、正極体２０ａとセパレータ２０ｃとの接触面積を小さくすることができる。その結果、より効果的に電解液の分解が抑制され、電池の寿命を長くすることができる。
【００４７】
本実施形態では、閾値を境としてエンドプレート４による拘束力を二段階で切り替える構成とした。そのため、圧電素子１０Ａの制御を煩雑化することなく、電池の寿命をより延ばすことができる。ただし、エンドプレート４による拘束力を二段階よりも多い多段階で切り替えるように構成することもできる。この場合、ＳＯＣに応じた細かな拘束力の調整が可能となり、より効果的に電解液の分解を抑制することができる。
【００４８】
（変形例１）
上述の実施形態では、圧力調整部１０を圧電素子１０Ａ及び駆動回路１０Ｂから構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の構成であってもよい。当該他の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。図７は変形例１の圧力調整部及びその駆動制御に関わる要素のブロック図であり、図３に対応する。実施形態と同一の構成要素については、同一符合を付すことにより説明を省略する。
【００４９】
図７を参照して、圧力調整部３０は、膨張シート３０Ａ及びエア供給部３０Ｂを含む。膨張シート３０Ａは図示しないエア取り込み口を有し、このエア取り込み口を介してエアが取り込まれることにより膨張する。膨張シート３０Ａはナイロン６６であってもよい。エア供給部３０Ｂは膨張シート３０Ａにエアを供給し、或いは膨張シート３０Ａ内のエアを吸気する。コントローラ１００は、エア供給部３０Ｂの駆動を制御する。上述の構成において、膨張シート３０Ａが膨張すると電池群３に対する拘束力が高まり、単電池２の入出力特性の低下を抑制することができる。膨張シート３０Ａが収縮すると電池群３に対する拘束力が弱まり、電解液の酸化分解が抑制されることにより、各単電池２の寿命をより長くすることができる。エア供給部３０Ｂの駆動方法（駆動タイミング）については、上記実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５０】
（変形例２）
圧力調整部は、一方のエンドプレートを単電池２の積層方向に移動させる構成であってもよい。図８及び図９は組電池１をＸ−Ｚ面で切断した断面図であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに異なる直交する三軸である。図８は拘束力が小さい状態を示し、図９は拘束力が高い状態を示す。
【００５１】
変形例２の圧力調整部は、ボールネジ４１、伝達機構４２及びモータ４３を含む。モータ４３は、ステッピングモータ、パルスモータであってもよい。コントローラ１００は、モータ４３の駆動を制御する。モータ伝達機構４２は、モータ４３の回転力をボールネジ４１に伝達する。
【００５２】
ボールネジ４１は一対のエンドプレート４ａ、４ｂを貫通してＸ軸方向に延びている。一方のエンドプレート４ｂの貫通孔部４１ｂの内周面にはネジ溝が形成されており、他方のエンドプレート４ａの貫通孔部４１ａの内面にはネジ溝が形成されていない。一方のエンドプレート４ｂの貫通孔部４１ｂはボールネジ４１に係合している。ボールネジ４１が回転すると、貫通孔部４１ｂ及びボールネジ４１の係合作用により、一方のエンドプレート４ｂがＸ軸方向に進退する。
【００５３】
一方のエンドプレート４ｂが他方のエンドプレート４ａに接近する方向に移動すると、電池群３に対する拘束力が高まり、単電池２の入出力特性の低下を抑制することができる。一方のエンドプレート４ｂが他方のエンドプレート４ａから離間する方向に移動すると、電池群３に対する拘束力が弱まり、電解液の酸化分解が抑制されることにより、各単電池２の寿命をより長くすることができる。
【００５４】
（変形例３）
上述の実施形態では、単電池２のセパレータ２０ｃに電解液を含浸させたが、本発明はこれに限られるものではなく、固体電解質を用いることができる。電解質が固体であっても、ＩＧスイッチ２００がＯＦＦの場合に拘束力を小さくすることで、正極体２０ａと固体電解質との接触面積が小さくなり、電解質の分解を抑制することができる。
【００５５】
（変形例４）
また、本実施形態においては、発電要素２０が巻かれた状態でケース２２に収容されているが、本発明はこれに限られるものではなく、シート状の正極体２０ａ、セパレータ２０ｃ及び負極体２０ｂをＸ軸方向に単に積層することにより発電要素２０としてもよい。
【００５６】
（参考例）
次に、本願発明の参考例について説明する。参考例の車両用組電池は、正極体と負極体とを電解質を介して積層して構成される単電池が積層された電池群と、前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、車両の走行状態を判別し、車両が走行中であると判定した場合には、前記拘束力調整部を制御して、前記エンドプレートによる拘束力を第１の状態に増加させ、車両が停止していると判定した場合には、前記エンドプレートによる拘束力を前記第１の状態よりも拘束力が低い第２の状態に低下させることを特徴とする。
【００５７】
本参考例を図面に基づき説明する。図１０は、本参考例に係る車両用組電池（以下、単に組電池とも呼ぶ。）の制御に関わる要素を含む組電池制御システムのブロック図である。上記実施形態と同一の機能を備える構成要素については同一符合を付して説明を省略する。
【００５８】
コントローラ１００は、電池群３の充放電動作及び圧力調整部１０の圧力調整動作を制御する。コントローラ１００は、電池群３に対して充放電動作を指示する際に、圧力調整部１０を制御することにより、電池群３に対するエンドプレート４の拘束力を第１の拘束力に設定する。コントローラ１００は、電池群３に対して充放電動作を指示しない場合、つまり、電池群３を非動作状態とする場合には、圧力調整部１０を制御することにより、電池群３に対するエンドプレート４の拘束力を第１の拘束力よりも低い第２の拘束力に設定する。
【００５９】
上述の参考例によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 組電池 ２ 単電池 ３ 電池群
４ エンドプレート １０ 圧力制御部 １０Ａ 圧電素子
１０Ｂ 駆動回路 １１ 電流センサ
１００ コントローラ ２００ ＩＧスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単電池を複数積層した電池群と、
前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、
前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、
前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【請求項２】
前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用組電池。
【請求項３】
車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用組電池。
【請求項４】
車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両用組電池。
【請求項５】
前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用組電池。
【請求項６】
前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の車両用組電池。
【請求項７】
前記コントローラは、前記イグニッションスイッチのオン／オフを検知することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の車両用組電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の車両用組電池を備えた車両。
【請求項１】
単電池を複数積層した電池群と、
前記電池群を前記単電池の積層方向の両側から挟み込んで拘束するエンドプレートと、
前記エンドプレートによる拘束力を調整する拘束力調整部と、
前記拘束力調整部を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、車両のイグニッションスイッチがオンであるとき、第１の拘束力により前記電池群を拘束し、前記イグニッションスイッチがオフであるとき、前記第１の拘束力よりも低い第２の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする車両用組電池。
【請求項２】
前記単電池は、前記正極体及び前記負極体を電解質を介して前記積層方向に積層した発電要素を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用組電池。
【請求項３】
車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群が第１の蓄電量である場合には第３の拘束力により前記電池群を拘束し、前記電池群が前記第１の蓄電量よりも高い第２の蓄電量である場合には前記第３の拘束力よりも低い第４の拘束力により前記電池群を拘束することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用組電池。
【請求項４】
車両のイグニッションスイッチがオフであるとき、前記コントローラは、前記拘束力調整部を制御することにより、前記電池群の蓄電量が高いほど前記電池群に対する拘束力を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の車両用組電池。
【請求項５】
前記単電池の正極電位が金属リチウムを基準としたときに４．２Ｖ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用組電池。
【請求項６】
前記拘束力調整部は、圧電素子と、この圧電素子を駆動する駆動回路とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の車両用組電池。
【請求項７】
前記コントローラは、前記イグニッションスイッチのオン／オフを検知することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の車両用組電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の車両用組電池を備えた車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８９４４６（Ｐ２０１２−８９４４６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７６４２（Ｐ２０１０−２３７６４２）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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