2024-162450 電池システム

(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】P2024162450

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】電池システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/10 20060101AFI20241114BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241114BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241114BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20241114BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20241114BHJP

   H01M 50/124 20210101ALI20241114BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241114BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 L

H01M10/48 301

H01M10/48 P

H01M10/44 P

H01M50/105

H01M10/0562

H01M50/124

H02J7/00 302A

H02J7/02 B

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077956

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】萩原 英輝

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 浩

(72)【発明者】

【氏名】小熊 泰正

(72)【発明者】

【氏名】吉田 淳

(72)【発明者】

【氏名】右田 翼

(72)【発明者】

【氏名】内田 義宏

【テーマコード（参考）】

5G503

5H011

5H029

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA03

5G503BB01

5G503CA01

5G503CA10

5G503CB11

5G503DA07

5G503FA06

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H011AA02

5H011CC08

5H029AJ11

5H029AM11

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF32

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF51

(57)【要約】

【課題】セルの外装の耐久性の悪化を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、充放電制御が実行中であるか否かを判定するステップ（Ｓ１００）と、充放電制御が実行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、端子部の温度を取得するステップ（Ｓ１０２）と、充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定するステップ（Ｓ１０４）と、設定後の充電電力の制限値Ｗｉｎと設定後の放電電力の制限値Ｗｏｕｔを用いて充放電制御を実行するステップ（Ｓ１０６）とを含む、処理を実行する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

全固体電池と、
前記全固体電池のセルの端子の温度についての温度情報を取得する取得装置と、
前記全固体電池と電気機器との間で伝送される伝送電力を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記取得装置によって取得された前記温度情報を用いて前記伝送電力の大きさに上限値を設定する、電池システム。

【請求項2】

前記取得装置は、前記端子に設けられ、前記端子の温度を検出する温度センサを含み、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出された前記端子の温度が高い場合には、前記端子の温度が低い場合と比較して、値が減少するように前記上限値を設定する、請求項１に記載の電池システム。

【請求項3】

前記全固体電池は、複数のセルを含み、
前記取得装置は、前記複数のセルのうちの少なくともいずれかの端子に設けられたサーミスタと、前記複数のセル間に設けられた面圧センサと、前記複数のセルの各々に設けられた温度センサと、前記複数のセルの抵抗値を検出するための検出装置とのうちの少なくとも一つを含み、
前記制御装置は、前記取得装置によって取得された前記温度情報を用いて前記端子の温度を推定し、推定された前記端子の温度が高い場合には、前記端子の温度が低い場合と比較して、値が減少するように前記上限値を設定する、請求項１に記載の電池システム。

【請求項4】

前記全固体電池は、前記複数のセル間を接続するバスバーをさらに含み、
前記電池システムは、前記バスバーに流れる電流を検出する電流センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記取得装置によって取得された前記温度情報に加えて前記電流センサによる検出結果を用いて前記端子の温度を推定する、請求項３に記載の電池システム。

【請求項5】

前記全固体電池の前記セルは、ラミネートフィルムを外装材とする、請求項１～４のいずれかに記載の電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池として、たとえば、固体電解質を用いた全固体電池が公知である。全固体電池のセルは、たとえば、熱融着されたシール部を有するラミネートフィルムによって覆われて外装が構成される場合がある。このようなラミネートフィルムに覆われるセルについて、たとえば、特開２０２１－１１４３７３号公報（特許文献１）には、シール部の温度に基づいて水分透過度を算出し、水分透過度がしきい値以上である場合に、シール部を冷却する制御を実行する技術が開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１１４３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のようなセルを覆うラミネートフィルムは、水分の浸入による影響に限定されるものではなく、たとえば、セルの発熱あるいは隣接するセルからの受熱による影響を受ける場合がある。発熱あるいは受熱によりセルの端子の温度が上昇すると端子に密着するラミネートフィルムの外装としての耐久性に影響を及ぼす可能性がある。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、セルの外装の耐久性の悪化を抑制する電池システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のある局面に係る電池システムは、全固体電池と、全固体電池のセルの端子の温度についての温度情報を取得する取得装置と、全固体電池と電気機器との間で伝送される伝送電力を制御する制御装置とを備える。制御装置は、取得装置によって取得された温度情報を用いて伝送電力の大きさに上限値を設定する。

【0007】

このようにすると、たとえば、端子の高温時に上限値を低く設定するなど端子の温度の高低に対応させて上限値を設定することができる。そのため、上限値を低く設定することによって端子におけるジュール熱の発生量の増加を抑制することができる。これにより、端子の温度の上昇を抑制し、ラミネートフィルムの耐久性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

【0008】

ある実施の形態においては、取得装置は、端子に設けられ、端子の温度を検出する温度センサを含む。制御装置は、温度センサによって検出された端子の温度が高い場合には、端子の温度が低い場合と比較して、値が減少するように上限値を設定する。

【0009】

このようにすると、端子の高温時に上限値を低く設定することができるため、端子においてジュール熱の発生量の増加を抑制することができる。これにより、端子の温度の上昇を抑制し、ラミネートフィルムの耐久性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

【0010】

さらにある実施の形態においては、全固体電池は、複数のセルを含む。取得装置は、複数のセルのうちの少なくともいずれかの端子に設けられたサーミスタと、複数のセル間に設けられた面圧センサと、複数のセルの各々に設けられた温度センサと、複数のセルの抵抗値を検出するための検出装置とのうちの少なくとも一つを含む。制御装置は、取得装置によって取得された温度情報を用いて端子の温度を推定し、推定された端子の温度が高い場合には、端子の温度が低い場合と比較して、値が減少するように上限値を設定する。

【0011】

このようにすると、サーミスタ、面圧センサ、温度センサあるいは抵抗値を検出するための検出装置によって取得される温度情報を用いて端子の温度を精度高く推定することができる。

【0012】

さらにある実施の形態においては、全固体電池は、複数のセル間を接続するバスバーをさらに含む。電池システムは、バスバーに流れる電流を検出する電流センサをさらに備える。制御装置は、取得装置によって取得された温度情報に加えて電流センサによる検出結果を用いて端子の温度を推定する。

【0013】

このようにすると、取得装置によって取得された温度情報に加えて電流センサによって検出された電流値を用いることによってセルの端子の温度を精度高く推定することができる。

【0014】

さらにある実施の形態においては、全固体電池のセルは、ラミネートフィルムを外装材とする。

【0015】

このようにすると、セルの端子の温度の上昇を抑制することにより、ラミネートフィルムの耐久性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示によると、セルの外装の耐久性の悪化を抑制する電池システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態に係る電池システムを搭載する車両の構成の一例を示す図である。

【図2】電池パックの構成の一例を示す図である。

【図3】ＥＣＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】温度と制限値との関係を示すマップの一例を示す図である。

【図5】変形例における電池パックの構成の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0019】

以下では、本実施の形態に係る電池システム９０が電気自動車（以下、車両と記載する）１に搭載される場合を一例として説明する。

【0020】

図１は、本実施の形態に係る電池システム９０を搭載する車両１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、車両１は、ＭＧ（Motor Generator）１０と、動力伝達ギア２０と、駆動輪３０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）４０と、ＳＭＲ（System Main Relay）５０と、充電リレー（以下、ＣＨＲと記載する）６０と、充電装置７０と、インレット８０と、電池パック１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。本実施の形態における電池システム９０は、ＰＣＵ４０と、充電装置７０と、電池パック１００と、ＥＣＵ３００とによって構成される。電池システム９０は、ＳＭＲ５０とＣＨＲ６０とをさらに含むようにしてもよい。

【0021】

ＭＧ１０は、たとえば、三相交流回転電機であって、電動機（モータ）としての機能と発電機（ジェネレータ）としての機能とを有する。ＭＧ１０の出力トルクは、減速機および差動装置等を含んで構成された動力伝達ギア２０を介して駆動輪３０に伝達される。

【0022】

車両１の制動時には、駆動輪３０によりＭＧ１０が駆動され、ＭＧ１０が発電機として動作する。これにより、ＭＧ１０は、車両１の運動エネルギーを電力に変換する回生制動を行なう制動装置としても機能する。ＭＧ１０における回生制動力により生じた回生電力は、電池パック１００に蓄えられる。

【0023】

ＰＣＵ４０は、ＭＧ１０と電池パック１００との間で双方向に電力を変換する電力変換装置である。ＰＣＵ４０は、たとえば、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて動作するインバータとコンバータとを含む。

【0024】

コンバータは、電池パック１００の放電時に、電池パック１００から供給された電圧を昇圧してインバータに供給する。インバータは、コンバータから供給された直流電力を交流電力に変換してＭＧ１０を駆動する。

【0025】

一方、インバータは、電池パック１００の充電時に、ＭＧ１０によって発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。コンバータは、インバータから供給された電圧を電池パック１００の充電に適した電圧に降圧して電池パック１００に供給する。

【0026】

また、ＰＣＵ４０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいてインバータおよびコンバータの動作を停止することによって充放電を休止する。なお、ＰＣＵ４０は、コンバータを省略した構成であってもよい。

【0027】

ＳＭＲ５０は、電池パック１００とＰＣＵ４０とを結ぶ電力線に電気的に接続されている。ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されている（すなわち、導通状態である）場合、電池パック１００とＰＣＵ４０との間で電力の授受が行なわれ得る。一方、ＳＭＲ５０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて開放されている（すなわち、遮断状態である）場合、電池パック１００とＰＣＵ４０との間の電気的な接続が遮断される。

【0028】

ＣＨＲ６０は、電池パック１００と充電装置７０との間に電気的に接続されている。ＣＨＲ６０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて閉成されており（すなわち、導通状態であって）、後述するインレット８０に外部電源である系統電源１６０のコネクタ１５０が取り付けられている場合には、充電装置７０を用いた電池パック１００の充電が行なわれ得る状態になる。一方、ＣＨＲ６０がＥＣＵ３００からの制御信号に応じて開放されている場合（すなわち、遮断状態である場合）、電池パック１００と充電装置７０との間の電気的な接続が遮断される。

【0029】

インレット８０は、車両１の外装部分にリッド等のカバー（図示せず）とともに設けられる。インレット８０は、後述するコネクタ１５０が機械的に接続可能な形状を有する。インレット８０およびコネクタ１５０の双方には接点が内蔵されており、インレット８０にコネクタ１５０が取り付けられると接点同士が接触して、インレット８０とコネクタ１５０とが電気的に接続される。

【0030】

コネクタ１５０は、充電ケーブル１７０を介して系統電源１６０に接続される。そのため、コネクタ１５０が車両１のインレット８０に接続される場合には、系統電源１６０からの電力が、充電ケーブル１７０、コネクタ１５０およびインレット８０を介して車両１に供給され得る状態になる。

【0031】

充電装置７０は、ＣＨＲ６０を介して電池パック１００に電気的に接続されているとともに、インレット８０に電気的に接続されている。充電装置７０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に応じて、系統電源１６０から供給される交流電力を直流電力に変換して電池パック１００に出力する。充電装置７０は、たとえば、インレット８０にコネクタ１５０が取り付けられた場合に、系統電源１６０から供給される電力を用いて電池パック１００を充電する。以下、このような系統電源１６０を用いた充電を「外部充電」と記載する場合がある。

【0032】

電池パック１００は、ＭＧ１０を駆動するための電力を蓄える蓄電装置である。電池パック１００は、再充電が可能な直流電源であり、たとえば、複数個のセル１１０が直列に接続されて構成される。セル１１０は、正極と負極との間のイオンの移動に固体の電解質が用いられる二次電池であって、その構成部材が全固体化された全固体電池である。セル１１０を構成する材料としては、全固体電池を構成する材料として公知の材料が用いられればよく、後述する。

【0033】

ＥＣＵ３００には、電圧センサ２１０と、電流センサ２２０と、端子温度センサ２３０とが接続される。

【0034】

電圧センサ２１０は、複数のセル１１０の各々の端子間の電圧Ｖｂを検出する。電流センサ２２０は、電池パック１００に入出力される電流Ｉｂを検出する。端子温度センサ２３０は、複数のセル１１０の正極端子または負極端子に設けられ、設けられた端子の温度（以下、端子温度と記載する）Ｔｂを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

【0035】

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory））３０２とを含む。ＥＣＵ３００は、各センサから受ける信号、ならびにメモリ３０２に記憶されたマップおよびプログラム等の情報に基づいて、車両１が所望の状態となるように各機器（たとえば、ＰＣＵ４０または充電装置７０）を制御する。

【0036】

電池パック１００の蓄電量は、一般的に、満充電容量に対する、現在の蓄電量の割合を百分率で示した、ＳＯＣによって管理される。ＥＣＵ３００は、電圧センサ２１０、電流センサ２２０および端子温度センサ２３０による検出値に基づいて、電池パック１００のＳＯＣを逐次算出する機能を有する。ＳＯＣの算出方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、または、開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

【0037】

車両１の運転中には、ＭＧ１０による回生電力または放電電力によって、電池パック１００が充電または放電される。ＥＣＵ３００は、ドライバから要求された車両の駆動力（アクセル開度に応じて設定される要求駆動力）または制動力（ブレーキペダル踏み込み量や車速に応じて設定される要求減速力）を発生するためのパワーがＭＧ１０から出力されるようにＭＧ１０の出力を制御する。

【0038】

一方、車両１が停止状態であって、インレット８０にコネクタ１５０が接続される場合には、ＥＣＵ３００は、ＣＨＲ６０をオン状態にするとともに充電装置７０を動作させて系統電源１６０からの電力を用いて電池パック１００を充電する。

【0039】

ＥＣＵ３００は、たとえば、電池パック１００のＳＯＣが予め設定された（あるいは、電池パック１００の劣化状態に応じて設定された）上限値になるまで充電を継続し、電池パック１００のＳＯＣが上限値に到達すると充電を終了する。

【0040】

ＥＣＵ３００は、たとえば、電池パック１００の温度等に応じて電池パック１００を充電するときの充電電力の制限値（以下、Ｗｉｎと記載する）を設け、制限値Ｗｉｎを超えた充電電力で充電されないようにＰＣＵ４０や充電装置７０を制御する。さらに、ＥＣＵ３００は、たとえば、電池パック１００の温度等に応じて電池パック１００を放電するときの放電電力の制限値（以下、Ｗｏｕｔと記載する）を設け、制限値Ｗｏｕｔを超えた放電電力で放電されないようにＰＣＵ４０を制御する。

【0041】

以上のような構成を有する車両１に搭載される電池パック１００は、複数のセル１１０を含む。そして、複数のセル１１０は、たとえば、外装としてラミネート等によって覆われるように構成される。

【0042】

図２は、電池パック１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、電池パック１００は、正極端子１０２と負極端子１０４と外装となるラミネートフィルム１１８とを含む複数のセル１１０と、複数のセルのうちのいずれかのセル１１０の正極端子１０２と、当該セルに隣接するセル１１０の負極端子１０４とを接続する、複数のバスバー１０６と、複数のセルを予め定められた数（図２においては７個）を積層して構成される積層体を収納する電池ケース１１２と、終端となる負極端子１０４に一方端が接続されるバスバー１０８とを含む。

【0043】

複数のセル１１０の各々は、正極集電体層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極活物質層と、負極集電体層とを含む電極体を含む。

【0044】

固体電解質層に含まれる固体電解質材料としては、全固体電池の固体電解質として利用可能な材料であれば特に限定されるものではない。固体電解質材料としては、たとえば、硫化物系非晶質固体電解質や酸化物系非晶質固体電解質等であってもよい。

【0045】

正極層および負極層に含まれる活物質材料としては、全固体電池の電極活物質として利用可能な材料であればよく特に限定されるものではない。活物質材料としては、たとえば、ニッケル・コバルト・マンガン酸リチウム（ＮＣＭ）、ニッケル・コバルト・アルミニウムさんリチウム（ＮＣＡ）、コバルト酸リチウム（ＬＣＯ）、（チタン酸リチウム）ＬＴＯ、マンガン酸リチウム（ＬＭＯ）等の材料であってもよい。

【0046】

正極層および負極層は、導電助材粒子を含んでもよい。導電助材粒子としては、たとえば、黒鉛、カーボンブラック等を用いることができる。

【0047】

正極集電体および負極集電体の材料としては、導電性を有し、正極集電体および負極集電体としてのそれぞれ機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、たとえば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、およびカーボン等を挙げることができる。さらに、正極集電体および負極集電体の形状としては、たとえば、箔状、板状、メッシュ状等を挙げることができる。正極集電体に正極端子が接続される。負極集電体に負極端子が接続される。

【0048】

電極体は、正極集電体層と、正極活物質層と、固体電解質層と、負極活物質層と、負極集電体層とがこの順序で積層された第１素子と、負極集電体層を共有して、逆順序で積層された第２素子とを含み、第１素子および第２素子が交互に複数積層されて構成される。セル１１０の負極端子１０４には、複数の素子のうちの負極集電体層の各々が接続され、セル１１０の正極端子１０２には、複数の素子のうちの正極集電体層の各々が接続される。セル１１０の正極端子１０２と負極端子１０４とは、図２の紙面奥－手前方向に配置される。セル１１０と隣接するセル１１０とは、互いの正極端子１０２と負極端子１０４とが対向する位置関係となるように積層される。図２には、複数のセル１１０の正極端子１０２および負極端子１０４のいずれかを含む断面が示されている。

【0049】

図２に示すように複数のセル１１０の各々の電極体には、ラミネートフィルム１１８が外装として覆われている。ラミネートフィルム１１８は、電極体の端子部（正極端子１０２および負極端子１０４）に密着した状態になることで内部へのほこりや水の浸入を防いでいる。

【0050】

以上のような構成を有する電池パック１００においては、上述のような複数のセル１１０の電極体を覆うラミネートフィルム１１８は、隣接する他のセル１１０からバスバー１０６を介した受熱による影響を受ける場合がある。すなわち、バスバー１０６を介してセル１１０の端子の温度が上昇すると、端子部に密着するラミネートフィルム１１８の耐久性に影響を及ぼす可能性がある。

【0051】

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ３００が、全固体電池である複数のセル１１０の端子部の温度についての温度情報を用いて電池パック１００と電気機器（たとえば、ＰＣＵ４０あるいは充電装置７０）との間で伝送される伝送電力の大きさに上限値を設定するものとする。

【0052】

このようにすると、複数のセル１１０のうちのいずれかのセル１１０の端子部の高温時に上限値を低く設定するなど端子部の温度の高低に対応させて上限値を設定することができるため、端子部の温度が外装であるラミネートフィルム１１８の耐久性に影響を及ぼすことを抑制することができる。

【0053】

以下、ＥＣＵ３００において実行される処理の一例について図３を参照しつつ説明する。図３は、ＥＣＵ３００で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、車両１の運転中や外部電源を用いた充電中においてＥＣＵ３００により、所定の周期毎に繰り返し実行される。

【0054】

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ３００は、充放電制御の実行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ３００は、電池パック１００に対して充電制御および放電制御のうちのいずれかが実行されている場合に充放電制御の実行中であると判定する。ＥＣＵ３００は、たとえば、電流センサ２２０によって検出される電流の大きさが予め定められた値以上である場合に充電制御および放電制御のうちのいずれかが実行されていると判定してもよい。あるいは、ＥＣＵ３００は、ＰＣＵ４０に対して充電制御および放電制御のうちのいずれかの制御を実行するための制御信号を出力した後であって、当該制御を停止するための制御信号を出力していない場合には充電制御および放電制御のうちのいずれかが実行されていると判定してもよい。あるいは、ＥＣＵ３００は、充電制御および放電制御のうちのいずれかの制御が実行される際にオン状態にされ、当該制御が停止される際にオフ状態にされるフラグがオン状態である場合に充電制御および放電制御のうちのいずれかが実行されていると判定してもよい。充放電制御の実行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

【0055】

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ３００は、複数のセル１１０の各々の端子部の温度を端子温度センサ２３０を用いて取得する。

【0056】

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ３００は、充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔを設定する。

【0057】

具体的には、ＥＣＵ３００は、たとえば、複数のセル１１０の各々の端子部の温度のうちの最大となる温度（以下、最大温度と記載する）を特定し、特定された最大温度に対応した充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定する。なお、ＥＣＵ３００は、最大温度に代えて複数のセルの各々の端子部の温度の平均値を用いて制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定してもよい。

【0058】

ＥＣＵ３００は、たとえば、温度と制限値との関係を示すマップ等を用いて特定された最大温度から充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定する。図４は、温度と制限値との関係を示すマップの一例を示す図である。図４の横軸は、端子部の温度を示す。図４の縦軸は、充電電力の制限値Ｗｉｎ（負方向）と、放電電力の制限値Ｗｏｕｔ（正方向）とを示す。図４のＬＮ１は、端子部の温度変化に対する放電電力の制限値Ｗｏｕｔの変化を示す。図４のＬＮ２は、端子部の温度変化に対する充電電力の制限値Ｗｉｎの変化を示す。

【0059】

図４のＬＮ１に示すように、端子部の温度と放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係は、端子部の温度が予め定められた第１温度Ｔｂ（０）になるまでは、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとして予め定められた値Ｗｏｕｔ（１）が設定される関係となる。そして、端子部の温度と放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係は、端子部の温度が第１温度Ｔｂ（０）以上になるときには、端子部の温度が高くなるほど大きさが小さくなるように放電電力の制限値Ｗｏｕｔが設定される関係となる。すなわち、端子部の温度が高い場合には、低い場合と比較して大きさが小さくなるように放電電力の制限値Ｗｏｕｔが設定される。

【0060】

第１温度Ｔｂ（０）は、たとえば、実験等によって適合される。さらに、端子部の温度と放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係は、端子部の温度が予め定められた第２温度Ｔｂ（１）以上になるときには、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとしてゼロが設定される関係となる。

【0061】

また、図４のＬＮ２に示すように、端子部の温度と充電電力の制限値Ｗｉｎとの関係は、端子部の温度が第１温度Ｔｂ（０）になるまでは、充電電力の制限値Ｗｉｎとして予め定められた値Ｗｉｎ（１）が設定される関係となる。そして、端子部の温度と充電電力の制限値Ｗｉｎとの関係は、端子部の温度が第１温度Ｔｂ（０）以上になるときには、端子部の温度が高くなるほど大きさが小さくなるように充電電力の制限値Ｗｉｎが設定される関係となる。すなわち、端子部の温度が高い場合には、低い場合と比較して大きさが小さくなるように充電電力の制限値Ｗｉｎが設定される。さらに、端子部の温度と充電電力の制限値Ｗｉｎとの関係は、端子部の温度が第２温度Ｔｂ（１）以上になるときには、充電電力の制限値Ｗｉｎとしてゼロが設定される関係となる。なお、図４のＬＮ１およびＬＮ２に示す端子部の温度と制限値との関係は、一例であって、特に、図４に示す関係に限定されるものではない。

【0062】

そのため、ＥＣＵ３００は、たとえば、複数のセル１１０における最大温度がＴｂ（１）であることを特定した場合には、放電電力の制限値ＷｏｕｔとしてＷｏｕｔ（０）を設定するとともに、充電電力の制限値ＷｉｎとしてＷｉｎ（０）を設定する。その後処理はＳ１０６に移される。

【0063】

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ３００は、設定後の充電電力の制限値Ｗｉｎと設定後の放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを用いて充放電制御を実行する。

【0064】

ＥＣＵ３００は、たとえば、電池パック１００の充電中においては、充電電力の大きさが制限値Ｗｉｎの大きさを超えないように電池パック１００に供給される電流を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、外部電源を用いて電池パック１００を充電する場合には、充電装置７０を用いて上述の電流制御を実施する。また、ＥＣＵ３００は、たとえば、運転中に電池パック１００を充電する場合には、ＰＣＵ４０を用いて上述の電流制御を実行する。

【0065】

一方、ＥＣＵ３００は、電池パック１００の放電中においては、放電電力の大きさが制限値Ｗｏｕｔの大きさを超えないように電池パックから供給される電流を制御する。ＥＣＵ３００は、たとえば、運転中に電池パック１００を放電する場合には、ＰＣＵ４０を用いて上述の電流制御を実行する。

【0066】

以上のような構造およびフローチャートに基づく電池システム９０の動作の一例について説明する。

【0067】

たとえば、電池パック１００に対して外部電源を用いて充電している場合を想定する。充放電制御が実行中の場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、複数のセル１１０の各々に設けられる端子温度センサ２３０の検出結果を取得して複数のセル１１０の各々の端子温度が取得される（Ｓ１０２）。

【0068】

取得された端子温度のうちの最大温度が特定され、特定された最大温度と図４に示した端子部の温度と制限値との関係から充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０４）。そして、設定後の充電電力の制限値Ｗｉｎと設定後の放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを用いて充放電制御が実行される（Ｓ１０６）。そのため、電池パック１００の充電中においては、充電電力の大きさが設定後の充電電力の制限値Ｗｉｎの大きさを超えないように電池パック１００に供給される電流が充電装置７０を用いて制御される。その結果、複数のセル１１０の各々における発熱が抑制される。

【0069】

以上のように、本実施の形態に係る電池システム９０によると、たとえば、端子部の高温時に上限値を低く設定するなど端子部の温度の高低に対応させて上限値（制限値ＷｉｎおよびＷｏｕｔ）を設定することができるため、端子部の温度がラミネートフィルム１１８に影響を及ぼすことを抑制することができる。したがって、セルの外装の耐久性の悪化を抑制する電池システムを提供することができる。

【0070】

さらに、端子温度センサ２３０によって検出された端子部の温度が高いほど大きさが減少するように各制限値が設定されるので、端子の温度がラミネートフィルム１１８に影響及ぼすことを抑制することができる。

【0071】

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、セル１１０の正極端子および負極端子のいずれかに設けられた端子温度センサ２３０によって取得される端子部の温度を用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定されるものとして説明したが、特に、端子温度センサ２３０を用いて端子部の温度を取得することに限定されるものではない。

【0072】

たとえば、複数のセル１１０のうちの少なくともいずれかの端子部に設けられたサーミスタの抵抗値の検出結果を用いて複数のセル１１０の各々の温度のうちの最大温度を取得するようにしてもよい。サーミスタは、たとえば、電池パック１００を構成する複数のセル１１０のうちの温度が他よりも高くなる複数の箇所に設けられるようにしてもよい。

【0073】

あるいは、たとえば、複数のセル１１０の端子部以外の箇所に設けられた温度センサの検出結果を用いて複数のセル１１０の各々の温度のうちの最大温度を取得するようにしてもよい。

【0074】

あるいは、たとえば、複数のセル１１０のうちの少なくともいずれか２つの間に設けられる面圧センサの検出結果を用いて複数のセル１１０の各々の温度のうちの最大温度を取得するようにしてもよい。図５は、変形例における電池パック１００の構成の一例を説明するための図である。図５に示すように、複数のセル１１０の各々の間における積層方向の面の全体を覆うように面圧センサ２４０が設けられる。面圧センサ２４０は、複数の面圧の測定点を含み、測定点において作用する圧力を検出し、検出した圧力を示す情報と、測定点の位置を示す情報とをＥＣＵ３００に送信する。ＥＣＵ３００は、受信した圧力を用いて複数のセル１１０の膨張量を推定し、推定された膨張量から端子部の温度を推定し、複数のセル１１０の各々の温度のうちの最大温度を取得してもよい。

【0075】

あるいは、ＥＣＵ３００は、複数のセル１１０の各々の抵抗値（内部抵抗）を検出してもよい。ＥＣＵ３００は、たとえば、複数のセル１１０の各々に印加される電圧と電流とを検出することによって複数のセル１１０の各々の抵抗値を検出してもよい。ＥＣＵ３００は、検出された抵抗値を用いて複数のセル１１０の各々の温度を推定し、推定された温度を用いて複数のセル１１０の各々のうちの最大温度を取得してもよい。

【0076】

上述のようにして端子部の温度についての温度情報を用いることによってセル１１０の端子部の温度を精度高く推定することができる。

【0077】

さらに上述のサーミスタ、面圧センサ、温度センサあるいは抵抗値を検出する検出装置を用いて取得された温度情報に加えて、複数のセル１１０の各々を接続するバスバー１０６を流れる電流値を検出する電流センサ２２０を用いて端子部の温度を推定してもよい。

【0078】

ＥＣＵ３００は、たとえば、温度情報を用いて取得された各セルの端子部の温度を電流センサ２２０の検出結果に示す電流値を用いて補正してもよい。ＥＣＵ３００は、たとえば、電流センサ２２０の電流値が高くなるほど端子部の温度が高くなるように補正してもよい。端子部において生じる熱（ジュール熱）はバスバーに流れる電流にも寄与するため、上述のように温度情報に加えて電流値を用いて端子部の温度を推定することによって端子部の温度を精度高く推定することができる。

【0079】

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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】

【0080】

１ 車両、１０ ＭＧ、２０ 動力伝達ギア、３０ 駆動輪、４０ ＰＣＵ、５０ ＳＭＲ、６０ ＣＨＲ、７０ 充電装置、８０ インレット、９０ 電池システム、１００ 電池パック、１０２ 正極端子、１０４ 負極端子、１０６，１０８ バスバー、１１０ セル、１１２ 電池ケース、１１８ ラミネートフィルム、１５０ コネクタ、１６０ 系統電源、１７０ 充電ケーブル、２１０ 電圧センサ、２２０ 電流センサ、２３０ 端子温度センサ、２４０ 面圧センサ、３００ ＥＣＵ、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】