特開 2022-61797 蓄電モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022061797

(43)【公開日】2022-04-19

(54)【発明の名称】蓄電モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/44 20060101AFI20220412BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220412BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20220412BHJP

   H01M 10/0566 20100101ALI20220412BHJP

   H01M 10/052 20100101ALI20220412BHJP

   H01M 50/10 20210101ALI20220412BHJP

【ＦＩ】

H01M10/44 P

H01M10/48 P

H01M2/10 E

H01M10/0566

H01M10/052

H01M2/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020169954

(22)【出願日】2020-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】山本 悟士

【テーマコード（参考）】

5H011

5H029

5H030

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H011AA17

5H011BB03

5H029AJ02

5H029AK03

5H029AL07

5H029AL08

5H029AM05

5H029AM07

5H029BJ04

5H029HJ18

5H029HJ19

5H030AA10

5H030BB01

5H030BB23

5H030FF43

5H030FF44

5H030FF52

5H040AA40

5H040AT04

5H040AY05

5H040NN05

(57)【要約】

【課題】電解液の液漏れを抑制すること。
【解決手段】蓄電モジュールは、複数のリチウムイオン蓄電セルを積層したセルスタックと、セルバランス回路と、制御装置と、を備える。リチウムイオン蓄電セルはそれぞれ、正極と、負極と、電解液と、封止材と、を備える。負極は、銅製の負極集電体と、負極集電体に設けられる負極活物質層と、を備える。複数のリチウムイオン蓄電セルは、セルスタックの最外層に位置する負極集電体を備える第１蓄電セルと、第１蓄電セル以外の第２蓄電セルと、を含む。制御装置は、セルバランス回路を制御して第２蓄電セルの放電を行うことで、当該第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧よりも低くする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のリチウムイオン蓄電セルを積層したセルスタックと、
前記リチウムイオン蓄電セルが過放電か否かを判定するように構成された判定部と、
前記リチウムイオン蓄電セルのいずれか１つが過放電であると前記判定部が判定した場合に前記セルスタックの放電を禁止するように構成された過放電制御部と、を備えた蓄電モジュールであって、
前記リチウムイオン蓄電セルはそれぞれ、正極と、負極と、電解液と、前記電解液を前記正極と前記負極の間に封止する封止材と、を備え、
前記負極は、銅製の負極集電体と、前記負極集電体に設けられる負極活物質層と、を備え、
前記リチウムイオン蓄電セルは、前記セルスタックの最外層に位置する前記負極集電体を備える第１蓄電セルと、前記第１蓄電セル以外の第２蓄電セルと、を含み、
前記蓄電モジュールは、
前記第２蓄電セルを放電させる放電回路と、
前記放電回路に少なくとも１つの前記第２蓄電セルの放電を行わせることで、当該第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧よりも低くするように構成された電圧制御部と、を備える蓄電モジュール。

【請求項2】

前記電圧制御部は、前記リチウムイオン蓄電セルが過放電でないと前記判定部が判定している場合に前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くする請求項１に記載の蓄電モジュール。

【請求項3】

前記判定部は、前記リチウムイオン蓄電セルの電圧が所定の過放電閾値以下の場合に前記リチウムイオン蓄電セルが過放電であると判定し、
前記電圧制御部は、いずれかの前記リチウムイオン蓄電セルの電圧が前記過放電閾値より大きく、かつ、前記過放電閾値よりも大きい所定の閾値より小さい場合に前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くする請求項１又は請求項２に記載の蓄電モジュール。

【請求項4】

前記所定の閾値は、前記セルスタックの放電が制限される制限閾値である請求項３に記載の蓄電モジュール。

【請求項5】

前記電圧制御部は、前記セルスタックの電力が機器に供給されていない場合において、前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くする請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

【請求項6】

前記蓄電モジュールは、前記第１蓄電セルに設けられる充電回路を備え、
前記充電回路は、前記第２蓄電セルから放電される電力によって前記第１蓄電セルを充電する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

【請求項7】

前記充電回路は、前記第１蓄電セルにのみ設けられる請求項６に記載の蓄電モジュール。

【請求項8】

前記放電回路は、前記リチウムイオン蓄電セルのセルバランスを行うセルバランス回路である請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

【請求項9】

前記電圧制御部は、前記リチウムイオン蓄電セルに目標電圧を設定し、前記リチウムイオン蓄電セルが前記目標電圧になるように前記リチウムイオン蓄電セルのセルバランスを行い、
前記第２蓄電セルに設定される前記目標電圧は、前記第１蓄電セルに設定される前記目標電圧よりも所定値低い請求項８に記載の蓄電モジュール。

【請求項10】

前記リチウムイオン蓄電セル同士の間を封止するセル間封止材を備える請求項１～請求項９のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蓄電モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

蓄電モジュールとしては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の蓄電モジュールは、複数の蓄電セルが積層されてなるセルスタックと、セルスタックに隣接する通電板と、を備える。蓄電セルはそれぞれ、正極と、負極と、電解液と、電解液を正極と負極の間に封止する封止材と、を備える。負極は、負極集電体と、負極集電体に設けられた負極活物質層と、を備える。複数の蓄電セルは、セルスタックの最外層に位置する負極集電体を備える第１蓄電セルと、第１蓄電セル以外の第２蓄電セルと、を含む。最外層に位置する負極集電体は、積層方向においてセルスタックの一端に配置されるとともに、通電板と接触する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２７６９４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、蓄電セルとしてリチウムイオン電池からなるリチウムイオン蓄電セルを用いた場合、リチウムイオン蓄電セルは、負極活物質層に蓄えられた電荷キャリアを放出することで、電池として機能する。特に銅製の負極集電体が用いられる場合、負極活物質層の電荷キャリアが欠乏している状態、すなわち、過放電状態でリチウムイオン蓄電セルが放電すると、負極集電体の銅がイオン化して電解液中に溶出する。セルスタックの最外層に位置する負極集電体が溶出した場合、蓄電モジュールの外部へセルスタックから電解液の液漏れが生じる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する蓄電モジュールは、複数のリチウムイオン蓄電セルを積層したセルスタックと、前記リチウムイオン蓄電セルが過放電か否かを判定するように構成された判定部と、前記リチウムイオン蓄電セルのいずれか１つが過放電であると前記判定部が判定した場合に前記セルスタックの放電を禁止するように構成された過放電制御部と、を備えた蓄電モジュールであって、前記リチウムイオン蓄電セルはそれぞれ、正極と、負極と、電解液と、前記電解液を前記正極と前記負極の間に封止する封止材と、を備え、前記負極は、銅製の負極集電体と、前記負極集電体に設けられる負極活物質層と、を備え、前記リチウムイオン蓄電セルは、前記セルスタックの最外層に位置する前記負極集電体を備える第１蓄電セルと、前記第１蓄電セル以外の第２蓄電セルと、を含み、前記蓄電モジュールは、前記第２蓄電セルを放電させる放電回路と、前記放電回路に少なくとも１つの前記第２蓄電セルの放電を行わせることで、当該第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧よりも低くするように構成された電圧制御部と、を備える。

【0006】

電圧制御部は、第２蓄電セルの電圧が第１蓄電セルの電圧より低くなるように放電回路によって第２蓄電セルを放電する。判定部は、第１蓄電セルが過放電となる前に第２蓄電セルが過放電であると判定しやすくなる。第２蓄電セルが過放電と判定されると、過放電制御部は、セルスタックの放電を禁止する。セルスタックの放電が禁止されることで、過放電となる前に第１蓄電セルの放電が抑制される。そのため、セルスタックの最外層に位置する負極集電体の溶出が抑制される。したがって、電解液の液漏れを抑制することができる。

【0007】

上記蓄電モジュールについて、前記電圧制御部は、前記リチウムイオン蓄電セルが過放電でないと前記判定部が判定している場合に前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くしてもよい。

【0008】

上記蓄電モジュールについて、前記判定部は、前記リチウムイオン蓄電セルの電圧が所定の過放電閾値以下の場合に前記リチウムイオン蓄電セルが過放電であると判定し、前記電圧制御部は、いずれかの前記リチウムイオン蓄電セルの電圧が前記過放電閾値より大きく、かつ、前記過放電閾値よりも大きい所定の閾値より小さい場合に前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くしてもよい。

【0009】

上記蓄電モジュールについて、前記所定の閾値は、前記セルスタックの放電が制限される制限閾値であってもよい。
上記蓄電モジュールについて、前記電圧制御部は、前記セルスタックの電力が機器に供給されていない場合において、前記第２蓄電セルの電圧を前記第１蓄電セルの電圧より低くしてもよい。

【0010】

前記蓄電モジュールは、前記第１蓄電セルに設けられる充電回路を備え、前記充電回路は、前記第２蓄電セルから放電される電力によって前記第１蓄電セルを充電するようにしてもよい。

【0011】

上記蓄電モジュールについて、前記充電回路は、前記第１蓄電セルにのみ設けられていてもよい。
上記蓄電モジュールについて、前記放電回路は、前記リチウムイオン蓄電セルのセルバランスを行うセルバランス回路であってもよい。

【0012】

上記蓄電モジュールについて、前記電圧制御部は、前記リチウムイオン蓄電セルに目標電圧を設定し、前記リチウムイオン蓄電セルが前記目標電圧になるように前記リチウムイオン蓄電セルのセルバランスを行い、前記第２蓄電セルに設定される前記目標電圧は、前記第１蓄電セルに設定される前記目標電圧よりも所定値低くしてもよい。

【0013】

上記蓄電モジュールについて、前記リチウムイオン蓄電セル同士の間を封止するセル間封止材を備えていてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本開示によれば、電解液の液漏れを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態における蓄電モジュールの概略構成図。

【図2】セルスタックの断面図。

【図3】制御装置が行う制御を示すフローチャート。

【図4】制御装置が行う放電制御を示すフローチャート。

【図5】第２実施形態における蓄電モジュールの概略構成図。

【図6】制御装置が行う処理の変形例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１実施形態）
以下、蓄電モジュールの第１実施形態について説明する。本実施形態の蓄電モジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車のような車両に用いられる。

【0017】

図１に示すように、車両Ｖｅは、蓄電モジュール１０と、インバータ１００と、モータ１１０と、車両ＥＣＵ１２０と、を備える。車両Ｖｅは、フォークリフトやトーイングトラクタ等の産業車両であってもよいし、乗用車であってもよい。

【0018】

蓄電モジュール１０は、例えば、モータ１１０に電力を供給するための電力源である。インバータ１００は、スイッチング素子１０１を備える。インバータ１００は、スイッチング素子１０１を所定のデューティ比でスイッチング動作させることで、蓄電モジュール１０からの直流電力を交流電力に変換する。モータ１１０は、インバータ１００が出力する電力を用いて車両Ｖｅを駆動する。モータ１１０は、蓄電モジュール１０から供給される電力で駆動する機器である。車両ＥＣＵ１２０は、蓄電モジュール１０の放電に関する制御等を行うものである。車両ＥＣＵ１２０は、インバータ１００のデューティ比を制御することにより、インバータ１００への入力電力、すなわち、蓄電モジュール１０の放電を制御する。

【0019】

図１及び図２に示すように、蓄電モジュール１０は、組電池２０と、正極通電板４０と、負極通電板５０と、リレースイッチ７０と、セルバランス回路８０と、電圧センサ８５と、制御装置９０と、を備える。

【0020】

図２に示すように、組電池２０は、セルスタック３０と、セル間封止材３７と、を備える。
セルスタック３０は、複数のリチウムイオン蓄電セル３１を備える。セルスタック３０は、複数のリチウムイオン蓄電セル３１を積層した積層体である。以下の説明では、リチウムイオン蓄電セル３１を蓄電セル３１、リチウムイオン蓄電セル３１が積層された方向を積層方向と称することがある。以下の説明では、積層方向からセルスタック３０を見る平面視を、単に平面視と称することがある。

【0021】

各蓄電セル３１は、正極３２と、負極３３と、セパレータ３４と、封止材３５と、電解液３６と、を備える。
正極３２は、正極集電体３２ａと、正極活物質層３２ｂと、を備える。正極集電体３２ａは、化学的に不活性な電気伝導帯である。正極集電体３２ａは、例えばアルミニウム箔である。正極集電体３２ａは、積層方向に垂直な第１面３２ｃと、積層方向において第１面３２ｃの反対側に位置する第２面３２ｄと、を有する。正極活物質層３２ｂは、正極集電体３２ａの第１面３２ｃに設けられている。

【0022】

積層方向からセルスタック３０を見た平面視において、正極活物質層３２ｂは、正極集電体３２ａの第１面３２ｃの中央部に形成されている。平面視における正極集電体３２ａの第１面３２ｃの周縁部は、正極活物質層３２ｂが設けられていない正極未塗工部３２ｅとなっている。正極未塗工部３２ｅは、平面視において正極活物質層３２ｂの周囲を囲むように配置されている。

【0023】

正極活物質層３２ｂは、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含む。正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、及びポリアニオン系化合物等、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものを採用すればよい。また、２種以上の正極活物質を併用してもよい。

【0024】

負極３３は、銅製の負極集電体３３ａと、負極活物質層３３ｂと、を備える。負極集電体３３ａは、銅箔である。負極集電体３３ａは、積層方向に垂直な第１面３３ｃと、積層方向において第１面３３ｃの反対側に位置する第２面３３ｄと、を有する。負極活物質層３３ｂは、負極集電体３３ａの第１面３３ｃに設けられている。

【0025】

負極活物質層３３ｂは、平面視において、負極集電体３３ａの第１面３３ｃの中央部に形成されている。平面視における負極集電体３３ａの第１面３３ｃの周縁部は、負極活物質層３３ｂが設けられていない負極未塗工部３３ｅとなっている。負極未塗工部３３ｅは、平面視において負極活物質層３３ｂの周囲を囲むように配置されている。

【0026】

負極活物質層３３ｂは、負極活物質を含む。負極活物質には、リチウムイオンなどの電荷担体を吸蔵及び放出可能である単体、合金、又は化合物であれば、特に限定はない。例えば、負極活物質としては、リチウム、炭素、金属化合物、及びリチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等が挙げられる。炭素としては、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン（難黒鉛化性炭素）、及びソフトカーボン（易黒鉛化性炭素）を挙げることができる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。

【0027】

負極３３の第１面３３ｃは、積層方向において正極３２の第１面３２ｃと向かい合うように配置されている。したがって、負極活物質層３３ｂは正極活物質層３２ｂと向かい合うように配置されている。平面視において、正極活物質層３２ｂの形成領域の全体が負極活物質層３３ｂの形成領域内に位置している。

【0028】

セパレータ３４は、リチウムイオンを通過させる部材である。セパレータ３４は、正極活物質層３２ｂと負極活物質層３３ｂとの間に配置されている。これにより、セパレータ３４は、正極３２及び負極３３の接触による短絡を防止する。セパレータ３４は、例えば、液体電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布である。セパレータ３４を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステルなどが挙げられる。セパレータ３４は、単層構造又は多層構造を有してもよい。多層構造は、例えば、接着層、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。

【0029】

封止材３５は、正極集電体３２ａと負極集電体３３ａとの間の距離を保持し、正極集電体３２ａと負極集電体３３ａとの短絡を防止している。封止材３５は、平面視において、正極集電体３２ａ及び負極集電体３３ａの周縁部に沿って設けられるとともに、正極活物質層３２ｂ及び負極活物質層３３ｂの周囲を取り囲む枠状に形成されている。封止材３５は、正極集電体３２ａの第１面３２ｃの正極未塗工部３２ｅと、負極集電体３３ａの第１面３３ｃの負極未塗工部３３ｅとの間に配置されている。

【0030】

正極３２と負極３３との間には、枠状の封止材３５、正極３２及び負極３３によって囲まれた密閉空間Ｓが形成されている。
密閉空間Ｓには、セパレータ３４及び電解液３６が収容されている。したがって、封止材３５は、正極３２と負極３３との間に電解液３６を封止するものと言える。電解液３６には、例えば、非水溶媒と非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む液体電解質が挙げられる。なお、セパレータ３４の周縁部分は、封止材３５に埋まった状態とされている。

【0031】

封止材３５は、正極３２及び負極３３との間の密閉空間Ｓを封止することにより、密閉空間Ｓに収容された電解液３６の外部への漏出を抑制し得る。また、封止材３５は、セルスタック３０の外部から密閉空間Ｓ内への水分の侵入を抑制し得る。さらに、封止材３５は、例えば、充放電反応等により正極３２又は負極３３から発生したガスが密閉空間Ｓの外部に漏れることを抑制し得る。

【0032】

セルスタック３０は、複数の蓄電セル３１が、隣り合う一方の蓄電セル３１の正極集電体３２ａの第２面３２ｄと、隣り合う他方の蓄電セル３１の負極集電体３３ａの第２面３３ｄとが接触するように重ね合わされた構造を有する。これにより、セルスタック３０を構成する複数の蓄電セル３１が直列に接続されている。

【0033】

セルスタック３０は、バイポーラ電極３８を備えている。ここで、セルスタック３０においては、積層方向に隣り合う二つの蓄電セル３１を積層することにより、互いに接する正極集電体３２ａ及び負極集電体３３ａを一つの集電体とみなした疑似的なバイポーラ電極３８が形成される。疑似的なバイポーラ電極３８は、正極集電体３２ａ及び負極集電体３３ａが重ね合わされた構造の集電体と、その集電体の一方側の面に形成された正極活物質層３２ｂと、他方側の面に形成された負極活物質層３３ｂとを含む。なお、バイポーラ電極３８は、正極集電体３２ａ及び負極集電体３３ａが互いに一体化または接合された構造の集電体を用いて形成されていてもよい。

【0034】

セル間封止材３７は、積層方向と垂直な方向からセルスタック３０の全周を囲むように設けられている。これにより、セル間封止材３７が、集電体の外周縁を覆う。セル間封止材３７が集電体の外周縁を覆うことにより、隣り合う一方の蓄電セル３１の正極集電体３２ａの第２面３２ｄと、隣り合う他方の蓄電セル３１の負極集電体３３ａの第２面３３ｄとの間がセル間封止材３７により封止されている。従って、セル間封止材３７は、複数の蓄電セル３１同士の間を封止している。

【0035】

このように積層されたセルスタック３０では、積層方向におけるセルスタック３０の第１端に正極集電体３２ａが配置されている。当該正極集電体３２ａは、積層方向においてセルスタック３０の最外層に位置する。また、積層方向におけるセルスタック３０の第２端に負極集電体３３ａが配置されている。当該負極集電体３３ａもまた、セルスタック３０の最外層に位置する。

【0036】

正極通電板４０は、セルスタック３０の最外層に位置する正極集電体３２ａの第２面３２ｄに接触している。正極通電板４０は金属製の導体で構成されており、例えば、正極集電体３２ａと同材料の金属で構成される。正極通電板４０は、平面視において正極集電体３２ａよりも小さく形成される。正極通電板４０は、蓄電モジュール１０の外部へセルスタック３０の電力を取り出すために用いられる。したがって、セルスタック３０の最外層に位置する正極集電体３２ａの第２面３２ｄは、セルスタック３０の外部への電力取り出し面である。

【0037】

負極通電板５０は、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの第２面３３ｄに接触している。負極通電板５０は金属製の導体で構成されており、例えば、負極集電体３３ａと同材料の金属で構成される。負極通電板５０は、平面視において負極集電体３３ａよりも小さく形成される。負極通電板５０は、蓄電モジュール１０の外部へセルスタック３０の電力を取り出すために用いられる。したがって、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの第２面３３ｄは、セルスタック３０の外部への電力取り出し面である。

【0038】

複数の蓄電セル３１は、第１蓄電セル３１ａと、第２蓄電セル３１ｂと、を含む。第１蓄電セル３１ａは、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａを備える。第２蓄電セル３１ｂは、セルスタック３０を構成する蓄電セル３１のうち、第１蓄電セル３１ａ以外のものである。

【0039】

したがって、複数の蓄電セル３１は、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａを備える第１蓄電セル３１ａと、第１蓄電セル３１ａ以外の第２蓄電セル３１ｂと、を含む。

【0040】

本実施形態では、封止材３５が各蓄電セル３１の正極３２と負極３３との間に電解液３６を封止しており、電解液３６を封止するための筐体をセルスタック３０の外部に別途設けていないため、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの溶出が、蓄電モジュール１０の外部への電解液３６の液漏れを引き起こすおそれがある。

【0041】

一方、第２蓄電セル３１ｂの負極集電体３３ａは、隣接する他の蓄電セル３１に積層されている。これにより、第２蓄電セル３１ｂの負極集電体３３ａは、隣接する他の蓄電セル３１の正極集電体３２ａによって覆われている。したがって、第２蓄電セル３１ｂの負極集電体３３ａが溶出した場合であっても、蓄電モジュール１０の外部への電解液３６の液漏れが発生しにくい。

【0042】

なお、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａは負極通電板５０に接触し、かつ、負極通電板５０に覆われているが、最外層に位置する負極集電体３３ａが溶出した場合、負極通電板５０を伝って蓄電モジュール１０の外部へ電解液３６の液漏れが発生しやすい。特に、負極通電板５０が負極集電体３３ａと同じく銅製である場合は、最外層に位置する負極集電体３３ａが溶出したとき、負極通電板５０も溶出するおそれがあり、蓄電モジュール１０の外部へ電解液３６の液漏れがより発生しやすい。さらに、平面視において負極通電板５０が負極集電体３３ａよりも小さく形成される場合は、最外層に位置する負極集電体３３ａが負極通電板５０によって覆われない位置が生じるため、蓄電モジュール１０の外部へ電解液３６の液漏れがより発生しやすい。

【0043】

図１に示すように、リレースイッチ７０は、蓄電モジュール１０の充電又は放電を禁止するためのスイッチである。リレースイッチ７０は、組電池２０に直列に接続されている。

【0044】

電圧センサ８５は、蓄電セル３１に並列接続されている。電圧センサ８５は、蓄電セル３１の電圧を検出する。電圧センサ８５は、蓄電セル３１毎に個別に設けられている。
セルバランス回路８０は、パッシブ方式のセルバランス回路である。セルバランス回路８０は、複数の抵抗素子８１と、複数のスイッチ８２と、を備える。抵抗素子８１の数、及びスイッチ８２の数は、例えば、蓄電セル３１の数と同数である。１つの抵抗素子８１と１つのスイッチ８２とを直列接続したユニットを直列接続体とする。各蓄電セル３１のそれぞれには、直列接続体が１つずつ並列接続されている。スイッチ８２のオンとオフとを切り替えることで、蓄電セル３１毎に個別に抵抗素子８１への接続と非接続とを切り替えることができる。

【0045】

制御装置９０は、ハードウェアとしてプロセッサ９１と、記憶部９２と、を備える。プロセッサ９１としては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）が用いられる。記憶部９２は、RAM（Random access memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部９２は、処理をプロセッサ９１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部９２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置９０は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置９０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0046】

制御装置９０は、プロセッサ９１が記憶部９２に記憶されたプログラムを実行することで機能する機能要素として取得部９３と、セルバランス制御部９４と、判定部９５と、過放電制御部９６と、電圧制御部９７と、を備える。

【0047】

制御装置９０は、所定の時間間隔で電圧センサ８５の検出結果を取得する。これにより、制御装置９０は、各蓄電セル３１の電圧を示す情報を取得することができる。制御装置９０は、電圧センサ８５の検出結果を取得する取得部９３を備えているといえる。

【0048】

制御装置９０は、スイッチ８２を制御することでセルバランスを行う。セルバランスは、全ての蓄電セル３１の電圧を均一にするために行われる。なお、ここでいう均一とは、誤差を許容するものである。セルバランスは、例えば、蓄電セル３１の充放電が行われていない時間が所定時間経過した際に行われる。所定時間としては、例えば、充放電により蓄電セル３１に生じる分極を解消できると想定される時間である。

【0049】

制御装置９０は、各蓄電セル３１の電圧が目標電圧になるようにセルバランスを行う。セルバランスで設定される目標電圧は、全ての蓄電セル３１で同一である。目標電圧としては、例えば、各蓄電セル３１の電圧のうちセルバランスを開始する前の時点で、最も電圧の低い蓄電セル３１の電圧が用いられる。制御装置９０は、スイッチ８２を制御することで、目標電圧よりも電圧の高い蓄電セル３１と抵抗素子８１とを接続し、目標電圧よりも電圧の高い蓄電セル３１に放電を行わせる。制御装置９０は、全ての蓄電セル３１の電圧が目標電圧になると、セルバランスを終える。なお、「蓄電セル３１の電圧が目標電圧になる」とは、蓄電セル３１の電圧と目標電圧とが一致している態様のみでなく、蓄電セル３１の電圧と目標電圧に誤差が生じている態様を含む。このように、セルバランスが行われるようにスイッチ８２を制御することで、制御装置９０は、蓄電セル３１のセルバランスを行うセルバランス制御部９４を備えているといえる。

【0050】

制御装置９０は、以下の制御を所定の制御周期で繰り返し行う。以下の制御は、セルスタック３０が充放電されているか否かに関わらず行われる。
図３に示すように、ステップＳ１において、制御装置９０は、蓄電セル３１の電圧が所定の過放電閾値より大きいか否かを判定する。本実施形態において、制御装置９０は、複数の蓄電セル３１のうち最も電圧の低い蓄電セル３１の電圧が過放電閾値よりも大きいか否かを判定する。蓄電セル３１の残容量と蓄電セル３１の電圧には相関があり、蓄電セル３１の残容量が多いほど蓄電セル３１の電圧は高くなる。従って、蓄電セル３１の電圧から蓄電セル３１が過放電か否かを判定することができる。過放電閾値とは、蓄電セル３１が過放電か否かを判定するための閾値である。過放電閾値は予め設定された固定値である。過放電閾値としては、蓄電セル３１が過放電の際の電圧であってもよいし、蓄電セル３１が過放電の際の電圧にマージンを加えた値であってもよい。蓄電セル３１の電圧が過放電閾値以下の場合、蓄電セル３１は過放電であると判定される。蓄電セル３１の電圧が過放電閾値より大きい場合、蓄電セル３１は過放電ではないと判定される。ステップＳ１の判定結果が否定の場合、制御装置９０はステップＳ２の処理を行う。ステップＳ１の判定結果が肯定の場合、制御装置９０はステップＳ３の処理を行う。ステップＳ１の処理を行うことで、制御装置９０は、判定部９５を備えているといえる。

【0051】

ステップＳ２において、制御装置９０は、セルスタック３０の放電を禁止する。制御装置９０は、リレースイッチ７０をオフすることで、セルスタック３０とモータ１１０との接続を遮断する。本実施形態のように、車両Ｖｅに搭載される蓄電モジュール１０であれば、制御装置９０は、車両Ｖｅを走行不能な状態にするといえる。ステップＳ２の処理を行うことで、制御装置９０は、過放電制御部９６を備えているといえる。ステップＳ１及びステップＳ２の処理を行うことで、複数の蓄電セル３１のうち少なくとも１つが過放電となると、セルスタック３０の放電が禁止される。

【0052】

制御装置９０は、セルスタック３０の放電を禁止した場合、その旨の通報をユーザに対して行ってもよい。ユーザへの通報は任意の方法で行うことができる。車両Ｖｅに搭乗したユーザに通報を行うことを想定する場合、ユーザの視認可能な位置に設けられた表示部に表示を行ったり、ユーザの視認可能な位置に設けられたランプの点灯や点滅を行うことで通報を行ってもよい。ブザー音や音声による通報など、音を用いて通報を行ってもよい。また、ユーザが車両Ｖｅに搭乗していない場合であってもユーザに対して通報を行うことを想定する場合、制御装置９０は、通信装置によって無線通信を行うことで、車両Ｖｅに登録された携帯通信端末に通報を行ってもよい。例えば、制御装置９０は、テレマティクスに関する制御を行う装置に対して指令を送ることで、無線通信を行わせる。

【0053】

ステップＳ３において、制御装置９０は、蓄電セル３１の電圧が制限閾値より小さいか否かを判定する。本実施形態において、制御装置９０は、最も電圧の低い蓄電セル３１の電圧が制限閾値より小さいか否かを判定する。制限閾値とは、セルスタック３０の放電を制限するための閾値である。蓄電モジュール１０では、蓄電セル３１の放電時に蓄電セル３１が過放電とらないように、蓄電セル３１の電圧が制限閾値未満になるとセルスタック３０の放電が制限される。制限閾値は、過放電閾値よりも大きい所定の閾値である。ステップＳ３の判定結果が肯定の場合、制御装置９０はステップＳ４の処理を行う。ステップＳ３の判定結果が否定の場合、制御装置９０は制御を終了する。

【0054】

ステップＳ４において、制御装置９０は、放電の制限を行う。放電の制限は、放電時の電圧降下により蓄電セル３１の電圧が過放電とならないように行われる。制御装置９０は、蓄電セル３１の残容量に応じて出力電力指令値を現在の値より小さい値であって０より大きい範囲において制限する。出力電力指令値とは、車両ＥＣＵ１２０に対して送られる指令である。車両ＥＣＵ１２０は、出力電力指令値に従って蓄電セル３１の放電が行われるようにインバータ１００のデューティ比を設定する。従って、制御装置９０が出力電力指令値を現在の値よりも小さい値にすることで、蓄電セル３１からインバータ１００に供給される電力が制限される。これにより、蓄電セル３１が過放電状態になることを抑制している。

【0055】

制御装置９０は、以下の放電制御を所定の制御周期で繰り返し行う。以下、放電制御について詳細に説明する。
図４に示すように、ステップＳ１１において、制御装置９０は、セルスタック３０の電力が機器としてのモータ１１０に供給されているか否かを判定する。本実施形態のように、車両Ｖｅに搭載される蓄電モジュール１０であれば、ステップＳ１１では、車両Ｖｅがキーオフ状態かキーオン状態かを判定すればよい。キーオフ状態とは、車両Ｖｅが走行不可能な状態であり、キーオン状態とは車両Ｖｅが走行可能な状態である。車両Ｖｅがキーオフ状態の場合、セルスタック３０の電力はモータ１１０に供給されない状態といえる。車両Ｖｅがキーオン状態の場合、セルスタック３０の電力がモータ１１０に供給されるといえる。キーオフ状態とキーオン状態は、車両Ｖｅの搭乗者による操作によって切り替えることができる。ステップＳ１１の判定結果が肯定の場合、制御装置９０は、放電制御を終了する。ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、制御装置９０はステップＳ１２の処理を行う。

【0056】

ステップＳ１２において、制御装置９０は、蓄電セル３１の電圧が所定の過放電閾値より大きいか否かを判定する。即ち、蓄電セル３１が過放電でないか否かを判定する。ステップＳ１２の判定は、ステップＳ１の判定と同様の処理である。ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、制御装置９０はステップＳ１３の処理を行う。ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、制御装置９０は放電制御を終了する。

【0057】

ステップＳ１３において、制御装置９０は、蓄電セル３１の電圧が制限閾値より小さいか否かを判定する。ステップＳ１３の判定は、ステップＳ３の判定と同様の処理である。ステップＳ１３の判定結果が肯定の場合、制御装置９０はステップＳ１４の処理を行う。ステップＳ１３の判定結果が否定の場合、制御装置９０は放電制御を終了する。

【0058】

ステップＳ１４において、制御装置９０は、最も電圧の低い蓄電セル３１が第１蓄電セル３１ａか否かを判定する。ステップＳ１４の判定結果が否定の場合、制御装置９０はステップＳ１５の処理を行う。ステップＳ１４の判定結果が肯定の場合、制御装置９０はステップＳ１６の処理を行う。

【0059】

ステップＳ１５において、制御装置９０は、第１蓄電セル３１ａと最も電圧の低い第２蓄電セル３１ｂとの電圧差が所定値以上か否かを判定する。ステップＳ１５の判定は、最も電圧の低い蓄電セル３１が第２蓄電セル３１ｂの場合に行われるため、ステップＳ１５では最も電圧の低い第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧より所定値以上低いか否かを判定しているといえる。ステップＳ１５の判定結果が肯定の場合、制御装置９０は放電制御を終了する。ステップＳ１５の判定結果が否定の場合、制御装置９０はステップＳ１６の処理を行う。

【0060】

ステップＳ１６において、制御装置９０は、第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、放電が行われる第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａよりも所定値低くする。本実施形態では、複数の第２蓄電セル３１ｂのうち最も電圧が低い第２蓄電セル３１ｂの放電を行う。

【0061】

制御装置９０は、スイッチ８２を制御することで、放電を行う対象となる第２蓄電セル３１ｂと抵抗素子８１とを接続して放電を行わせる。制御装置９０は、放電を行う対象となる第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値低くなるように放電を行う。これにより、第２蓄電セル３１ｂの１つが第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値低くなる。所定値としては、例えば、ステップＳ１６の処理を行った後から、自然放電により蓄電セル３１の電圧が降下した際に、放電を行った第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも先に過放電閾値に到達するような値に設定される。所定値としては、例えば、０．１［Ｖ］を挙げることができる。なお、この所定値と、ステップＳ１５の判定に用いられる所定値とは同一の値である。ステップＳ１６の処理を行うことで、制御装置９０は電圧制御部９７を備えているといえる。ステップＳ１１～ステップＳ１３の判定を行うことで、セルスタック３０の電力がモータ１１０に供給されていない場合であって、いずれかの蓄電セル３１の電圧が過放電閾値より大きく、かつ、制限閾値より小さい場合に第２蓄電セル３１ｂの放電が行われる。

【0062】

第１実施形態の作用について説明する。
セルスタック３０を充放電しない状態に維持すると、各蓄電セル３１の電圧は徐々に低下していく。車両Ｖｅに搭載されるセルスタック３０であれば、車両Ｖｅがキーオフ状態又は充電されない状態に維持されると、各蓄電セル３１の電圧は徐々に低下していく。蓄電モジュール１０では、第２蓄電セル３１ｂを放電することで第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くすることができる。

【0063】

本実施形態では、蓄電セル３１のうちいずれかの蓄電セル３１の電圧が制限閾値を下回ると、第２蓄電セル３１ｂの放電を行うか否かの判定が行われる。第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値以上電圧の低い第２蓄電セル３１ｂが存在すれば第２蓄電セル３１ｂの放電は行われない。第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値以上電圧の低い第２蓄電セル３１ｂが存在しなければ、第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、当該第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧より所定値低くする。蓄電セル３１のうちいずれかの蓄電セル３１の電圧が制限閾値を下回ると、制限閾値を下回った蓄電セル３１が第１蓄電セル３１ａか第２蓄電セル３１ｂかに関わらず、第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧より所定値以上低い状態にされる。この状態で、各蓄電セル３１の電圧が更に低下していくことで、いずれかの蓄電セル３１の電圧が過放電閾値以下になり、セルスタック３０の放電が禁止される。また、セルスタック３０の放電を禁止した際に、ユーザに通報を行うこともできる。第２蓄電セル３１ｂを放電させて第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くすることで、各蓄電セル３１で同様に電圧が低下していくとすると、放電を行った第２蓄電セル３１ｂの方が第１蓄電セル３１ａよりも先に過放電閾値に達する。

【0064】

第１実施形態の効果について説明する。
（１－１）制御装置９０は、セルバランス回路８０を制御することで第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことができる。制御装置９０は、第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くする。第１蓄電セル３１ａの電圧と第２蓄電セル３１ｂの電圧とが同様に低下していけば、第２蓄電セル３１ｂの電圧は第１蓄電セル３１ａの電圧よりも先に過放電閾値に達する。このため、第１蓄電セル３１ａが過放電となる前に第２蓄電セル３１ｂが過放電であると判定されやすく、第１蓄電セル３１ａが過放電となる前にセルスタック３０の放電を禁止することができる。第１蓄電セル３１ａが過放電になりにくいため、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの溶出が抑制される。第２蓄電セル３１ｂの備える負極集電体３３ａは、隣り合う蓄電セル３１の正極集電体３２ａに重ねて設けられているため、第２蓄電セル３１ｂの備える負極集電体３３ａが溶出しても、電解液３６が漏れにくい。これに対し、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａには正極集電体３２ａが重ねられていないため、第２蓄電セル３１ｂの負極集電体３３ａに比べて、負極集電体３３ａが溶出した際に蓄電モジュール１０の外部に電解液３６が漏れやすい。従って、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの溶出を抑制することで、電解液３６の液漏れを抑制できる。

【0065】

特に、本実施形態の蓄電モジュール１０のように、蓄電モジュール１０が電解液３６を収容するための筐体を備えていない場合、電解液３６の液漏れが生じると、電解液３６が蓄電モジュール１０の外部に至りやすい。従って、蓄電モジュール１０が電解液３６を収容するための筐体を備えていない場合、蓄電モジュール１０が電解液３６を収容するための筐体を備えている場合に比べて、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの溶出を抑制することが求められる。本実施形態のように、セルスタック３０の最外層に位置する負極集電体３３ａの溶出を抑制して電解液３６の液漏れを抑制することで、電解液３６を収容する筐体を備えない蓄電モジュール１０であっても、蓄電モジュール１０の外部に電解液３６が至ることを抑制できる。

【0066】

また、セルスタック３０の放電を禁止した際にユーザに通報を行うことで、蓄電モジュール１０の交換等の対応をユーザに促すことができる。自然放電により第１蓄電セル３１ａが過放電になる前にユーザに通報を行うことで、電解液３６の液漏れが生じる前にユーザに対応を促すことができる。

【0067】

（１－２）制御装置９０は、蓄電セル３１の電圧が制限閾値よりも小さい場合に、第１蓄電セル３１ａの電圧よりも第２蓄電セル３１ｂの電圧のほうが低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電を行う。第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くすると、蓄電セル３１間の電圧にアンバランスが生じる。蓄電セル３１の電圧が制限閾値よりも小さい場合に第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧より低くなるように放電を行う頻度を低下させることができる。例えば、蓄電セル３１のセルバランスを行う度に、第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように放電を行うとする。蓄電セル３１の電圧が制限閾値より低くなる頻度は、セルバランスを行う頻度よりも低い傾向にある。このため、セルバランスを行う度に第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように放電を行うと、蓄電セル３１間の電圧にアンバランスが生じる頻度が高くなる。蓄電セル３１の電圧が制限閾値よりも小さい場合に第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、セルバランスを行う度に第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように放電を行う場合に比べて、蓄電セル３１間の電圧にアンバランスが生じる頻度を低くすることができる。また、制限閾値は、過放電閾値よりも高い値であるため、いずれかの蓄電セル３１が過放電に至る前に、第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くすることができる。従って、蓄電セル３１がアンバランスになることを抑制しつつ、第１蓄電セル３１ａの過放電を抑制することができる。

【0068】

（１－３）セル間封止材３７によって蓄電セル３１間を封止している。このため、第２蓄電セル３１ｂの備える負極集電体３３ａが溶出した際に電解液３６が漏れることが更に抑制されている。セル間封止材３７によって第２蓄電セル３１ｂの備える負極集電体３３ａが溶出した際に電解液３６が漏れることを抑制しつつ、第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧より低くすることで最外層の負極集電体３３ａが溶出することを抑制することができる。これにより、いずれの蓄電セル３１が過放電になっても電解液３６が漏れにくい。

【0069】

（１－４）第２蓄電セル３１ｂの放電を行うための放電回路として、セルバランス回路８０を用いている。各蓄電セル３１のセルバランスを行うためのセルバランス回路８０を放電回路としても兼用できるため、セルバランス回路８０と放電回路とを個別に設ける場合に比べて部品点数の削減が図られる。

【0070】

（第２実施形態）
第２実施形態の蓄電モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様の部材については説明を省略する。

【0071】

図５に示すように、第２実施形態の蓄電モジュール１０は、充電回路６０を備える。本実施形態では、充電回路６０が放電回路である。
充電回路６０は、第２蓄電セル３１ｂから放電される電力によって第１蓄電セル３１ａを充電するものである。本実施形態の充電回路６０は、チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータである。充電回路６０は、トランス６１と、スイッチング素子６４と、整流素子６５と、を備える。トランス６１は、１次側巻線６２と、２次側巻線６３と、を備える。

【0072】

１次側巻線６２は、セルスタック３０に並列接続されている。詳細にいえば、１次側巻線６２の一端は最外層の正極集電体３２ａを備える蓄電セル３１の正極、１次側巻線６２の他端は第１蓄電セル３１ａの負極にそれぞれ電気的に接続されている。

【0073】

２次側巻線６３は、第１蓄電セル３１ａに並列接続されている。詳細にいえば、２次側巻線６３の一端は第１蓄電セル３１ａの正極、２次側巻線６３の他端は第１蓄電セル３１ａの負極にそれぞれ電気的に接続されている。

【0074】

スイッチング素子６４は、１次側巻線６２に直列接続されている。スイッチング素子６４は、制御装置９０によりチョッパ制御される。スイッチング素子６４としては、例えば、トランジスタを用いることができる。

【0075】

整流素子６５としては、ダイオードを用いることができる。ダイオードのアノードは２次側巻線６３、ダイオードのカソードは第１蓄電セル３１ａの正極にそれぞれ接続されている。

【0076】

スイッチング素子６４がチョッパ制御されることで、１次側巻線６２から２次側巻線６３に電力が伝送される。２次側巻線６３に伝送された電力は、整流素子６５によって整流される。なお、充電回路６０は、２次側巻線６３の両端に接続される平滑コンデンサを備えていてもよい。

【0077】

２次側巻線６３の両端に生じる電圧は第１蓄電セル３１ａに印加される。これにより、第２蓄電セル３１ｂは放電され、第１蓄電セル３１ａは第２蓄電セル３１ｂから放電された電力によって充電される。充電回路６０は、第１蓄電セル３１ａのみを充電可能なため、充電回路６０は第１蓄電セル３１ａのみに設けられていると捉えることができる。

【0078】

第２実施形態では、ステップＳ１６で第２蓄電セル３１ｂの放電を行う際に、充電回路６０を用いて放電を行う。制御装置９０は、いずれかの第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値低くなるように、充電回路６０の制御を行う。

【0079】

第２実施形態の効果について説明する。第２実施形態では、第１実施形態の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（２－１）充電回路６０により第２蓄電セル３１ｂを放電できるようにしている。第２蓄電セル３１ｂが放電した電力を用いて第１蓄電セル３１ａを充電できるため、第２蓄電セル３１ｂの電力を有効活用できる。

【0080】

（２－２）充電回路６０は、第１蓄電セル３１ａにのみ設けられている。全ての蓄電セル３１を充電できるように充電回路６０を設ける場合に比べて、製造コストの低減を図ることができる。

【0081】

各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○各実施形態において、セルバランス回路８０は、アクティブ方式のセルバランス回路であってもよい。複数の蓄電セル３１のうち一部の蓄電セル３１の電力を用いて、一部の蓄電セル３１を充電することができれば、アクティブ方式のセルバランス回路の回路構成は任意である。アクティブ方式のセルバランス回路の一例としては、図５に示す充電回路６０に選択回路を追加したものを挙げることができる。選択回路は、複数のスイッチを備え、スイッチによって２次側巻線６３の両端が接続される蓄電セル３１を選択可能にするものである。これにより、任意の蓄電セル３１の充電を行うことができる。なお、アクティブ方式のセルバランス回路は、充電回路としても機能する。従って、アクティブ方式のセルバランス回路を用いることで、蓄電セル３１毎に充電回路が設けられているといえる。充電回路６０は、少なくとも第１蓄電セル３１ａのみに設けられていればよく、第２蓄電セル３１ｂに設けられていても、設けられていなくてもよい。

【0082】

○第２実施形態において、蓄電モジュール１０は、セルバランス回路８０を備えていなくてもよい。
○第２実施形態において、第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように第２蓄電セル３１ｂを放電する際に、セルバランス回路８０と充電回路６０とを併用してもよい。例えば、充電回路６０によって第２蓄電セル３１ｂの電力を用いて第１蓄電セル３１ａを充電した後に、セルバランス回路８０により第２蓄電セル３１ｂのセルバランスを行うことで更に第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。この場合、放電回路は、充電回路６０と、セルバランス回路８０と、を備える。

【0083】

○各実施形態において、放電回路としては、第２蓄電セル３１ｂの放電を行えればよく、回路構成は任意である。例えば、抵抗素子８１及びスイッチ８２のうち第１蓄電セル３１ａに並列接続された抵抗素子８１及びスイッチ８２を省略し、第１蓄電セル３１ａの放電を行えないような放電回路にしてもよい。

【0084】

○各実施形態において、制御装置９０は、ステップＳ１で複数の蓄電セル３１に過放電の蓄電セル３１が存在しているか否かを判定できればよく、最も電圧の低い蓄電セル３１以外の蓄電セル３１についても過放電か否かを判定してもよい。例えば、制御装置９０は、全ての蓄電セル３１について過放電か否かを判定してもよい。この場合、制御装置９０は、少なくとも１つの蓄電セル３１が過放電の場合にはステップＳ２の処理を行い、過放電の蓄電セル３１が存在しない場合にはステップＳ３の処理を行う。同様に、制御装置９０は、ステップＳ１２で複数の蓄電セル３１に過放電の蓄電セル３１が存在しているか否かを判定できればよい。

【0085】

○各実施形態において、制御装置９０は、ステップＳ１及びステップＳ１２の少なくとも一方で蓄電セル３１のSOC（State of Charge）から蓄電セル３１が過放電か否かを判定してもよい。SOCとしては、例えば、充電率［％］及び残容量［Ａｈ］を挙げることができる。この場合、過放電閾値は、SOCに対して設定される。蓄電セル３１のSOCは、蓄電セル３１の電圧との相関から導出することができる。

【0086】

○各実施形態において、制御装置９０は、ステップＳ３及びステップＳ１３の少なくとも一方で蓄電セル３１のSOCが制限閾値より小さいか否かを判定してもよい。
○第１実施形態において、ステップＳ１６では、各蓄電セル３１に目標電圧を設定し、各蓄電セル３１が目標電圧になるように各蓄電セル３１のセルバランスを行うことで第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。以下、ステップＳ１６で行われる処理について詳細に説明を行う。

【0087】

図６に示すように、ステップＳ２１において、制御装置９０は、第１蓄電セル３１ａ及び第２蓄電セル３１ｂのそれぞれに目標電圧を設定する。第１蓄電セル３１ａに設定される目標電圧を第１目標電圧、第２蓄電セル３１ｂに設定される目標電圧を第２目標電圧とすると、第２目標電圧は第１目標電圧よりも所定値低い。なお、第２目標電圧は、全ての第２蓄電セル３１ｂに設定される。ステップＳ２１の処理を行うことで、電圧制御部９７は、第２蓄電セル３１ｂの目標電圧を第１蓄電セル３１ａの目標電圧よりも所定値低く設定する設定部を備えているといえる。

【0088】

次に、ステップＳ２２において、制御装置９０は、各蓄電セル３１の電圧が目標電圧になるようにスイッチ８２を制御する。全ての第２蓄電セル３１ｂの電圧は第２目標電圧、第１蓄電セル３１ａの電圧は第１目標電圧になるようにセルバランスが行われることになる。これにより、第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電が行われる。ステップＳ２２の処理を行うことで、電圧制御部９７は、目標電圧となるように蓄電セル３１の電圧を制御する目標電圧制御部を備えているといえる。

【0089】

上記したように第２蓄電セル３１ｂの放電を行うことで、第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電を行いつつ、蓄電セル３１間のセルバランスを行うことができる。第１蓄電セル３１ａの電圧と第２蓄電セル３１ｂの電圧には所定値の差が生じるが、上記したセルバランスを行わない場合に比べて、第２蓄電セル３１ｂ間の電圧差を小さくすることができる。制御装置９０は、セルバランス制御部９４が行うセルバランス、及び第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くするためのセルバランスの２種類のセルバランスを行うといえる。

【0090】

また、セルバランス制御部９４によるセルバランスを、上記したセルバランスに置き換えて、セルバランス制御部９４によるセルバランスを行う際に、第１蓄電セル３１ａには第１目標電圧が、第２蓄電セル３１ｂには第２目標電圧がそれぞれ設定されるようにしてもよい。

【0091】

○第１実施形態において、ステップＳ１６では、少なくとも１つの第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧より低くできればよく、放電の行われる第２蓄電セル３１ｂは、任意である。例えば、第２蓄電セル３１ｂのうち最も電圧の高い第２蓄電セル３１ｂを放電させることで、当該第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも所定値低くしてもよい。

【0092】

○第１実施形態において、ステップＳ１６では、複数の第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。例えば、２つの第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧より所定値低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよいし、全ての第２蓄電セル３１ｂの電圧が第１蓄電セル３１ａの電圧より所定値低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。

【0093】

○各実施形態において、第１蓄電セル３１ａの電圧よりも第２蓄電セル３１ｂの電圧のほうが低くなるように第２蓄電セル３１ｂの放電を行うタイミングは任意である。例えば、セルスタック３０の充放電が予め定められた時間以上継続して行われなかった場合に、第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよいし、車両Ｖｅのキーオフが行われた場合に第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。これらの場合、セルスタック３０の電力が機器に供給されていない場合に第２蓄電セル３１ｂの放電が行われるといえる。また、制限閾値よりも値の大きく満充電電圧よりも小さい所定の閾値、又は過放電閾値よりも大きく制御閾値よりも小さい所定の閾値を設定し、いずれかの蓄電セル３１の電圧がこの所定の閾値を下回った場合に第２蓄電セル３１ｂの放電を行ってもよい。満充電電圧とは、蓄電セル３１が満充電の際の電圧である。所定の閾値を過放電閾値より大きい値とすることで、いずれかの蓄電セル３１が過放電に至る前に、第２蓄電セル３１ｂの電圧を第１蓄電セル３１ａの電圧よりも低くすることができる。また、所定の閾値は小さく設定すればするほど、蓄電セル３１間の電圧にアンバランスが生じる頻度を低くすることができる。

【0094】

○各実施形態において、第１蓄電セル３１ａは、１つとは限らない。例えば、２つのセルスタック３０を最外層の正極３２が互いに向き合うよう積層したセルスタック３０のように、２以上の第１蓄電セル３１ａを備えていてもよい。

【0095】

○各実施形態において、蓄電モジュール１０は、セル間封止材３７を備えていなくてもよい。
○各実施形態において、セル間封止材３７は、封止材３５と一体であっても、別体であってもよい。

【0096】

○各実施形態において、取得部９３、セルバランス制御部９４、判定部９５、過放電制御部９６、及び電圧制御部９７はそれぞれ個別の装置によって構成されていてもよい。
○各実施形態において、蓄電モジュール１０から電力を供給される機器としては、電力により駆動する装置であれば、どのようなものであってもよい。車両Ｖｅであれば、例えば、補機等の電装品であってもよい。

【0097】

○各実施形態において、蓄電モジュール１０は、車両Ｖｅ以外の装置に搭載されてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１０…蓄電モジュール、３０…セルスタック、３１…リチウムイオン蓄電セル、３１ａ…第１蓄電セル、３１ｂ…第２蓄電セル、３２…正極、３３…負極、３３ａ…負極集電体、３３ｂ…負極活物質層、３５…封止材、３６…電解液、３７…セル間封止材、６０…放電回路としての充電回路、８０…放電回路としてのセルバランス回路、９５…判定部、９６…過放電制御部、９７…電圧制御部、１１０…機器としてのモータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】