(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】ホイールおよび移動体
(51)【国際特許分類】
B60K 1/04 20190101AFI20221004BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20221004BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20221004BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20221004BHJP
H01M 10/44 20060101ALI20221004BHJP
B60B 3/00 20060101ALI20221004BHJP
B60B 21/02 20060101ALI20221004BHJP
B60L 50/64 20190101ALI20221004BHJP
B60L 58/18 20190101ALI20221004BHJP
H02J 50/05 20160101ALI20221004BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20221004BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20221004BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20221004BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20221004BHJP
B60B 21/12 20060101ALN20221004BHJP
【ＦＩ】
B60K1/04 Z
H01M50/211 ZHV
H01M50/249
H01M50/105
H01M10/44 A
H01M10/44 Z
B60B3/00 Z
B60B21/02 Z
B60L50/64
B60L58/18
H02J50/05
H02J50/10
H02J50/20
H02J7/00 P
H02J7/00 A
H02J7/00 301D
H02J7/02 F
B60B21/12 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022021072
(22)【出願日】2022-02-15
(62)【分割の表示】P 2017563395の分割
【原出願日】2017-01-18
(65)【公開番号】P2022090653
(43)【公開日】2022-06-17
【審査請求日】2022-03-07
(31)【優先権主張番号】P 2016015118
(32)【優先日】2016-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】吉住 健輔
(72)【発明者】
【氏名】田島 亮太
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９ー１８９１２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０３６８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０２１４５００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第６０３０１０６（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００３－１２７６２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２０１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３１０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８６５１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２１１８２８９４８（ＣＮ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０１６／０４３３１９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １／０４
Ｂ６０Ｋ １／００
Ｈ０１Ｍ ５０／２１１
Ｈ０１Ｍ ５０／２４９
Ｈ０１Ｍ ５０／１０５
Ｈ０１Ｍ １０／４４
Ｂ６０Ｂ ３／００
Ｂ６０Ｂ ２１／０２
Ｂ６０Ｂ ２１／００
Ｂ６０Ｂ ２１／１２
Ｂ６０Ｌ ５０／６４
Ｂ６０Ｌ ５８／１８
Ｈ０２Ｊ ５０／０５
Ｈ０２Ｊ ５０／１０
Ｈ０２Ｊ ５０／２０
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ ７／０２
Ｂ６０Ｃ １９／００
Ｂ６０Ｃ ２３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リム部と、ディスク部と、バッテリと、を備えるホイールであって、前記バッテリは、前記リム部の内部、または前記リム部の表面に沿って設けられ、
前記バッテリは、フィルムで封止された二次電池であり、且つ帯状の形状を有し、且つ、前記リム部の円筒部に沿って、巻かれた状態に設けられた、ホイール。
【請求項2】
請求項１において、前記バッテリは、前記リム部の円筒部に沿って、１周よりも多く巻かれた状態に設けられた、ホイール。
【請求項3】
請求項１または請求項２において、第１の電力伝送機構を有し、
前記第１の電力伝送機構は、前記ディスク部に設けられ、且つ、前記バッテリと電気的に接続されている、ホイール。
【請求項4】
請求項３において、前記第１の電力伝送機構は、接点を有するコネクタである、ホイール。
【請求項5】
請求項３おいて、前記第１の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有する、ホイール。
【請求項6】
請求項３のホイールを取り付けることのできる移動体であって、電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有する、移動体。
【請求項7】
請求項４に記載のホイールを取り付けることのできる移動体であって、電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有し、
前記第２の電力伝送機構は、回転しても前記第１の電力伝送機構との電気的な接続を保つ機能を有するコネクタである、移動体。
【請求項8】
請求項５に記載のホイールを取り付けることのできる移動体であって、電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有し、
前記第２の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有する、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様は、移動体に関する。本発明の一態様は、自動車に関する。本発明の一態様は、移動体または自動車等の電力制御システム、電力制御方法、及びプログラムに関する。
【0002】
本発明の一態様は、ホイールに関する。本発明の一態様は、蓄電装置に関する。本発明の一態様は、二次電池に関する。
【0003】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、自動車をはじめとする移動体のほか、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【0004】
近年、バッテリの電力を自動車の動力に用いる技術が注目されている。このような自動車としては、例えばハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などがある。
【0005】
また、自動車に搭載される電池として、リチウムイオン電池の開発が進められている。リチウムイオン電池の一例としては、少なくとも、正極、負極、および電解液を有している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１２－９４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
動力に用いるためのバッテリを搭載した自動車において、走行距離を伸ばすためには極めて大きな容量のバッテリを搭載する必要がある。しかしながらバッテリの容積などの問題から、自動車に搭載できるバッテリの容量には限度があった。特に、小型の自動車においては居住スペースを圧迫するといった問題から、十分な容量のバッテリを搭載することが困難であった。
【0008】
本発明の一態様は、バッテリを搭載した自動車等の移動体における省スペース化を実現することを課題の一とする。または、自動車等の移動体における設計の自由度を高めることを課題の一とする。
【0009】
また、本発明の一態様は、バッテリを搭載した自動車等の移動体において、効率的に電力を利用することが可能な電力制御方法、または電力制御システムを提供することを課題の一とする。
【0010】
または、新規な電力制御方法、または電力制御システムを提供することを課題の一とする。または、新規な移動体、新規な移動体用ホイール、新規な自動車、または新規な自動車用ホイールを提供することを課題の一とする。または、自動車に適用可能な、新規な給電システムを提供することを課題の一とする。
【0011】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一態様は、車体、第１のバッテリ、第２のバッテリ、及び制御部を有する移動体の電力制御システムである。制御部は、第１のバッテリ及び第２のバッテリの充電状態を取得する機能を有する。また制御部は、第１のバッテリ及び第２のバッテリのそれぞれの残存容量の差が所定の値を超えているか否かを判定し、残存容量の差が所定の値を超えている場合に、当該残存容量を近づけるように、第１のバッテリと第２のバッテリの間で電力を伝送するように制御する機能を有する。
【0013】
また、上記制御部は、車体が静止状態または空走状態である場合に、第１のバッテリと第２のバッテリの間で電力を伝送するように制御する機能を有することが好ましい。
【0014】
また、上記において、電力制御部、制動制御部及びモータを有することが好ましい。制動制御部は、制動時にモータが発電するようにモータを制御する機能を有する。モータは、電力制御部に発電した電力を伝送する機能を有する。また制御部は、第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方に優先的に電力を供給するように、電力制御部を制御する機能を有する。
【0015】
または、上記において、電力制御部、制動制御部及びモータを有することが好ましい。制動制御部は、制動時にモータが発電するようにモータを制御する機能を有する。モータは、電力制御部に発電した電力を伝送する機能を有する。また制御部は、第１のバッテリ及び第２のバッテリの充電状態を取得し、第１のバッテリ及び第２のバッテリのうち、残存容量が少ないほうに、電力を供給するように、電力制御部を制御する機能を有する。
【0016】
また、本発明の他の一態様は、車体、ホイール、第１のバッテリ、第２のバッテリ、及び制御部を有する自動車の電力制御システムである。ここで第１のバッテリは、ホイールに搭載される。第２のバッテリは、車体に搭載される。制御部は、第１のバッテリ及び第２のバッテリの充電状態を取得する機能を有する。また制御部は、第１のバッテリ及び第２のバッテリのそれぞれの残存容量の差が所定の値を超えているか否かを判定し、残存容量の差が所定の値を超えている場合に、当該残存容量を近づけるように、第１のバッテリと第２のバッテリの間で電力を伝送するように制御する機能を有する。
【0017】
また、制御部は、上記車体が静止状態または空走状態である場合に、第１のバッテリと第２のバッテリの間で電力を伝送するように制御する機能を有することが好ましい。
【0018】
また、上記において電力制御部、制動制御部及びモータを有することが好ましい。制動制御部は、制動時にモータが発電するようにモータを制御する機能を有する。モータは、電力制御部に発電した電力を伝送する機能を有する。制御部は、第１のバッテリに優先的に電力を供給するように、電力制御部を制御する機能を有する。
【0019】
また、上記において電力制御部に代えて、第１の電力制御部及び第２の電力制御部を有することが好ましい。第１の電力制御部は、第１のバッテリの充放電を制御する機能を有する。第２の電力制御部は、第２のバッテリの充放電を制御する機能を有する。ここで、第１の電力制御部と第２の電力制御部とは、互いに電力を伝送するように接続されていることが好ましい。
【0020】
また、上記において、モータは、ホイールに搭載されていることが好ましい。
【0021】
また、上記電力制御システムに用いることのできるホイール、または移動体は、例えば下記に示すような構成を用いることができる。
【0022】
本発明の一態様は、リム部と、ディスク部と、バッテリと、第１の電力伝送機構と、を備えるホイールである。バッテリは、リム部の内部、またはリム部の表面に沿って設けられる。また第１の電力伝送機構は、ディスク部に設けられ、且つ、バッテリと電気的に接続されている。
【0023】
また、上記において、バッテリは、フィルムで封止された二次電池であり、且つ帯状の形状を有し、且つ、リム部の円筒部に沿って、巻かれた状態に設けられていることが好ましい。またこのとき、バッテリは、リム部の円筒部に沿って、１周よりも多く巻かれた状態に設けられていることが好ましい。
【0024】
または、上記において、円筒形、または柱状の形状を有する複数のバッテリを有する構成としてもよい。
【0025】
また、上記において、第１の電力伝送機構は、接点を有するコネクタであることが好ましい。または、第１の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有することが好ましい。
【0026】
また、本発明の他の一態様は、上記ホイールを取り付けることのできる移動体または自動車であって、車体と、電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有する。第２の電力伝送機構は、第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有する。また電力制御部は、第２の電力伝送機構及び第１の電力伝送機構を介して、バッテリの充放電を制御する機能を有することが好ましい。
【0027】
また、上記において、第２の電力伝送機構は、回転しても第１の電力伝送機構との電気的な接続を保つ機能を有するコネクタであることが好ましい。または、第２の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有することが好ましい。
【発明の効果】
【0028】
本発明の一態様によれば、バッテリを搭載した自動車等の移動体における省スペース化を実現することができる。または、自動車等の移動体における設計の自由度を高めることができる。または、バッテリを搭載した自動車等の移動体において、効率的に電力を利用することが可能な電力制御方法、または電力制御システムを提供できる。または、新規な電力制御方法、または電力制御システムを提供できる。または、新規な移動体、新規な移動体用ホイール、新規な自動車、または新規な自動車用ホイールを提供できる。または、自動車等の移動体に適用可能な、新規な給電システムを提供できる。
【0029】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図2】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法に係るフローチャート。
【図3】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法に係るフローチャート。
【図4】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法を説明する図。
【図5】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法に係るフローチャート。
【図6】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法を説明する図。
【図7】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法に係るフローチャート。
【図8】実施の形態に係る、電力制御システムの動作方法を説明する図。
【図9】実施の形態に係る、横滑り防止制御の方法を説明する図。
【図10】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図11】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図12】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図13】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図14】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図15】実施の形態に係る、電力制御システムを説明する図。
【図16】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図17】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図18】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図19】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図20】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図21】実施の形態に係る、車体及びホイールを説明する図。
【図22】実施の形態に係る、車体及びホイールを説明する図。
【図23】実施の形態に係る、移動体を説明する図。
【図24】実施の形態に係る、二次電池の構成を説明する図。
【図25】実施の形態に係る、二次電池の構成を説明する図。
【図26】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図27】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図28】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図29】実施の形態に係る、二次電池の構成および作製方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0031】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0032】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【0033】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【0034】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【0035】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の電力制御方法及び電力制御システムについて説明する。また、本実施の形態では、本発明の一態様の電力制御方法を適用可能な移動体の一態様である自動車等の構成例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の電力制御方法及び電力制御システムについて説明する。また、本実施の形態では、本発明の一態様の電力制御方法を適用可能な移動体の一態様である自動車等の構成例について説明する。
【0036】
本発明の一態様の電力制御システムは、車体及びホイールを有する移動体（例えば自動車）に関するものである。車体には少なくとも制御部が設けられる。制御部は、例えば演算装置（コンピュータ）、及び記憶装置等を有する構成とすることができる。
【0037】
また、本発明の一態様の電力制御システムは、少なくとも２以上のバッテリを有する。複数のバッテリは、車体またはホイールに設けることができる。特に、車体とホイールのそれぞれにバッテリを設けることが好ましい。
【0038】
また、本発明の一態様の電力制御システムは、複数のバッテリ間で電力を互いに伝送できる構成とすることが好ましい。
【0039】
また、本発明の一態様の電力制御システムは、動力としてモータを有することが好ましい。また、本発明の一態様の電力制御システムは、当該モータにより回生電力を発生させ、その電力を複数のバッテリに供給し、バッテリを充電可能な構成を有することが好ましい。
【0040】
本発明の一態様の電力制御システムは、例えばモータからの回生電力を所定のバッテリに優先的に供給する、または当該回生電力を、複数のバッテリのうち、最も充電残量（残存容量ともいう）の少ないバッテリに選択的に供給することができる。
【0041】
また、本発明の一態様のシステムは、バッテリ間の充電残量に差がある場合に、この差を低減するように、バッテリ間で電力の伝送を行うことができる。この動作は、例えば移動体が静止状態であるとき、または空走状態であるときに行うことが好ましい。すなわち、モータが動力を発生していない期間、言い換えるとバッテリの電力をモータに供給していない期間に、バッテリ間での電力の伝送を行うことが好ましい。
【0042】
このような動作が可能なシステムを用いることにより、複数のバッテリのうち、一以上が満充電状態及び完全放電状態（電池の使用範囲内における最も充電量の少ない状態を含む）となることを防ぐことができる。バッテリとして用いることのできる二次電池は、満充電状態や極度に充電量が少ない状態が継続すると劣化が促進されてしまうことが知られている。そのため、本発明の一態様のシステムは、バッテリの劣化を抑制することができ、バッテリの交換などのメンテナンス頻度が低減された、またはメンテナンスフリーの自動車等の移動体を提供することができる。
【0043】
なお、本発明の一態様は、このような動作を制御部、または制御部が有するコンピュータに実行させるプログラムの形態として、制御部内または制御部とは別に設けられた記憶装置に格納させることができる。制御部は、当該プログラムを記憶装置から読み出し、実行することができる。
【0044】
本発明の一態様の電力伝送システムは、自動車等の移動体に適用することができる。自動車は、移動体の一態様である。自動車としては、乗用車、トラック、バスのほか、土木作業車、クレーン車などの特殊車両も含まれる。また本発明の一態様の電力伝送システムは、四輪車のみでなく、一輪車、二輪車、三輪車または５以上のタイヤを備える移動体にも装着することができる。二輪車としては、バイクのように２つの車輪が車体の前後に取り付けられた構成としてもよいし、車体の側部に対向して２つのタイヤが設けられる構成としてもよい。または、自転車、電動自転車、電動アシスト自転車、飛行機用のタイヤ、ヘリコプター用のタイヤ、垂直離着陸機用のタイヤ、水陸両用車、戦車、などに適用することもできる。
【0045】
また、本発明の一態様の電力伝送システムは、タイヤを用いない移動体にも適用することができる。例えば軌条（レール）を案内路として移動する車両の車輪にも用いることができる。例えばこのような移動体として、鉄道（電車、汽車、蒸気機関車等を含む）、路面電車、ケーブルカー等に用いることができる。
【0046】
また、本発明の一態様は、上述した移動体を模した玩具にも適用することができる。
【0047】
以下では、より具体的な電力制御システム、電力制御方法、またはプログラムの例について、図面を参照して説明する。
【0048】
［システムの構成例］
図１に、本発明の一態様のシステム８０のブロック図を示す。
図１に、本発明の一態様のシステム８０のブロック図を示す。
【0049】
システム８０は、車体５０、ホイール１０ａ、ホイール１０ｂ及びホイール７０等を有する。車体５０は、制御部６１、電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、電力制御部７１、制動制御部６６、バッテリ６５等を有する。またホイール１０ａは、モータ６４ａ及びバッテリ２０ａを有する。またホイール１０ｂは、モータ６４ｂ及びバッテリ２０ｂを有する。またホイール７０は、従動輪として機能する。
【0050】
ここでは、システム８０を適用する自動車として、動力に電気を用いた電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、またはＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）を適用した例を示している。
【0051】
制御部６１は、動力の制御、電力の制御のほか、様々な電子制御を行う機能を有する。具体的には、電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、電力制御部７１の制御、制動制御部６６の制御等を行うことができる。制御部６１としては、代表的にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、またはＥｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔともいう）を用いることができる。また自動車の駆動方法に応じて、ＥＶ、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、またはＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）に特有の機能を有するＥＣＵを適用することが好ましい。
【0052】
モータ６４ａ及びモータ６４ｂは、ホイール１０ａまたはホイール１０ｂを回転させるための動力を発動する装置である。モータ６４ａは、電力制御部６２ａにより供給される電力に応じて、動力を発動することができる。同様に、モータ６４ｂは電力制御部６２ｂにより供給される電力に応じて、動力を発動することができる。
【0053】
また、モータ６４ａ及びモータ６４ｂは、制動時（ブレーキ時）にホイール１０ａまたはホイール１０ｂの回転エネルギーから電力を生成し、電力制御部６２ａまたは電力制御部６２ｂにその電力を供給する機能を有する。このような機能を、電力回生機能と言うこともできる。モータ６４ａ及びモータ６４ｂの電力回生動作は、制御部６１及び制動制御部６６により制御される。
【0054】
電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、及び電力制御部７１は、それぞれ制御部６１により制御される。電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、及び電力制御部７１は、それぞれバッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、またはバッテリ６５の充放電を制御する機能を有する。具体的には、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、またはバッテリ６５から電力を出力する機能、及び、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、またはバッテリ６５に電力を供給する機能等を有する。また電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、及び電力制御部７１は、電圧を調整する（変圧する）機能を有していることが好ましい。
【0055】
例えば、電力制御部６２ａ及び電力制御部６２ｂは、それぞれ昇圧回路（コンバータ）や、変換回路（インバータ）、及びこれらの制御を行うコンピュータを有する構成とすることができる。コンバータは、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂから供給される電力の電圧を、モータ６４ａまたはモータ６４ｂ等を駆動する電圧に昇圧する回路である。インバータは、直流電圧からモータ６４ａまたはモータ６４ｂ等を駆動させるための交流電圧に変換する回路である。また、電力回生機能として、モータ６４ａまたはモータ６４ｂから出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路や、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂを充電する電圧に降圧する降圧回路等を有していることが好ましい。
【0056】
また電力制御部７１は、電力制御部６２ａ等と同様に、昇圧回路、降圧回路、インバータまたはコンバータ等と、これらの制御を行うコンピュータを有する構成とすることができる。またここでは、電力制御部７１はモータ６４ａ及びモータ６４ｂに直接電力を供給しないため、バッテリ６５から供給される電力の電圧を、電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、または他のコンポーネントに出力する電圧に変換する機能を有していてもよい。
【0057】
ここで、電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、及び電力制御部７１は、互いに電力の伝送を行うことが可能なように、電力の伝送路により接続されている構成を有する。これにより、バッテリ６５、バッテリ２０ａ、及びバッテリ２０ｂ間で、その充電された電力を授受することが可能となる。
【0058】
制動制御部６６は、制動を制御する機能を有する。制動手段としては、ディスクブレーキやドラムブレーキ等の油圧を利用した物理的なブレーキ（以下、物理的ブレーキともいう）や、モータを回転させることに要する負荷を用いた電気的なブレーキ（以下、電気的ブレーキ、または回生ブレーキともいう）等がある。電力回生機能を付加するためには、電気的ブレーキを用い、モータが回転することにより生じる起電力（回生電力ともいう）を利用する構成とすることができる。ここで、物理的ブレーキと、電気的ブレーキの両方を組み合わせたブレーキシステムを、制動制御部６６に用いることが好ましい。
【0059】
ここでは、制動制御部６６は、油圧等を利用した物理的ブレーキと電気的ブレーキを組み合わせて、ホイール１０ａ、ホイール１０ｂを制動させる機能を有する。また物理的ブレーキによりホイール７０を制動させる機能を有する。
【0060】
制御部６１は、運転者から入力されたブレーキ操作と、車体の状況（速度、進行方向、車体の姿勢など）に応じて、各ホイールにどの程度の制動トルクが必要かを算出する。また物理的ブレーキと、電気的ブレーキを併用する場合には、制御部６１は、これら２つのブレーキで発生させるべきトルクの配分を算出する。そしてその結果に応じて、制御部６１が制動制御部６６を制御することで、違和感のない制動動作を行うことができる。
【0061】
またここでは、システム８０を適用する自動車として、ホイールにモータが設けられている構成の例を示している。このような構成は、インホイールモータとも呼ぶことができる。
【0062】
ひとつのホイールの駆動に関与するモータ、バッテリ、及び電力制御部を、ひとつのユニットと捉えることができる。例えばホイール１０ａに着目すると、モータ６４ａ、バッテリ２０ａ及び電力制御部６２ａが一つのユニットに相当する。このとき、モータ６４ａを駆動するための電力は、電力制御部６２ａを介してバッテリ２０ａに供給される。またモータ６４ａで生じた回生電力は、電力制御部６２ａを介してバッテリ２０ａに供給される。このように、ホイールごとにモータ、バッテリ、及び電力制御部のユニットが設けられることで、電力伝送効率が向上し、電力のロスを低減することができる。
【0063】
なお、ここではホイール１０ａがモータ６４ａ及びバッテリ２０ａを有する場合の例を示しているが、これに限られずモータ６４ａ及びバッテリ２０ａのいずれか一方、または両方が車体５０に設けられていてもよいし、電力制御部６２ａがホイール１０ａに搭載されていてもよい。
【0064】
［動作方法例］
以下では、本発明の一態様の電力制御システムの動作方法の例について説明する。
以下では、本発明の一態様の電力制御システムの動作方法の例について説明する。
【0065】
〔メインフロー〕
図２に、電力制御システムの動作方法に係るフローチャートを示す。以下の動作（制御）は主に制御部６１により実行される。
図２に、電力制御システムの動作方法に係るフローチャートを示す。以下の動作（制御）は主に制御部６１により実行される。
【0066】
まず、ステップＳ０１でシステムが起動する。例えば、自動車を起動した状態、またはシステムを有効になるように使用者が設定した状態などに相当する。
【0067】
続いて、ステップＳ０２で回生電力が供給されたか否かを判定する。例えばブレーキ操作が行われ、且つ電気的ブレーキを用いたか否かを判定する。回生電力が供給された場合、処理ＳＲ０１に移行し、回生電力が供給されていない場合、ステップＳ０３に移行する。
【0068】
ステップＳ０３では、自動車の状態が静止状態または空走状態であるか否かを判定する。自動車の状態が静止状態または空走状態である場合、処理ＳＲ０２に移行し、そうでない場合にはステップＳ０４に移行する。
【0069】
ここで静止状態とは、例えば地面に対して自動車が静止している状態であり、且つモータ６４ａ等が動力を発動してない状態である。また空走状態とは、例えば自動車が地面に対して移動している状態であり、且つモータ６４ａが動力を発動していない状態であり、且つ制動動作がなされていない状態である。すなわち空走状態では、自動車が慣性力により移動している状態とも言うことができる。
【0070】
静止状態及び空走状態は、動力に要する電力が消費されていない状態であり、且つ電力回生により電力が発生していない状態であると表現することもできる。
【0071】
ここで、処理ＳＲ０１が終了した後、及び処理ＳＲ０２が終了した後に、ステップＳ０４に移行する。
【0072】
ステップＳ０４で、システムを終了するか否かを判定する。システムを終了する場合には、ステップＳ０５に移行しシステムを終了する。そうでない場合には、ステップＳ０２に再度移行する。
【0073】
以上がメインフローについての説明である。
【0074】
〔電力回生動作１〕
図３に、処理ＳＲ０１にかかるフローチャートを示す。処理ＳＲ０１は、電力回生動作に係る処理である。以下の動作（制御）は主に制御部６１により実行される。
図３に、処理ＳＲ０１にかかるフローチャートを示す。処理ＳＲ０１は、電力回生動作に係る処理である。以下の動作（制御）は主に制御部６１により実行される。
【0075】
まず、ステップＳ１１で電力回生動作が開始される。
【0076】
ステップＳ１２では、各バッテリの残量を確認する。
【0077】
図１に示す例では、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ及びバッテリ６５のそれぞれの充電状態を確認する。
【0078】
ステップＳ１３では、所定のバッテリに回生電力が供給可能であるか否かを判定する。すなわち、各バッテリのうち、あらかじめ決められたバッテリが、充電が可能かどうかを判定する。所定のバッテリに回生電力が供給可能である場合には、ステップＳ１４に移行する。そうでない場合には、ステップＳ１５に移行する。
【0079】
ステップＳ１４では、回生電力を所定のバッテリに供給し、ステップＳ１６に移行する。
【0080】
ステップＳ１５では、回生電力を所定のバッテリ以外のバッテリに供給し、ステップＳ１６に移行する。
【0081】
続いて、ステップＳ１６では、回生電力の供給が終了したか否かを判定する。回生電力の供給が継続している場合には、ステップＳ１２に戻る。一方、回生電力の供給が終了した場合には、ステップＳ１７に移行する。
【0082】
ステップＳ１７では、電力回生動作を終了する。
【0083】
以上が、図３に示すフローについての説明である。
【0084】
ここで、図３で例示した電力回生動作について、図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図４（Ａ）、（Ｂ）は、図１で示したシステム８０の構成要素のうち、制御部６１、電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、電力制御部７２、モータ６４ａ、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、バッテリ６５を抜粋して示した模式図である。ここで、電力が供給される向きを、矢印で示している。また、各バッテリにおいて、その充電状態を模式的に示しており、ハッチングを付している部分が多いほど、充電量が多い状態であることを示している。
【0085】
図４（Ａ）、（Ｂ）では、モータ６４ａで回生電力が発生した場合の例を示している。したがってモータ６４ａで発生した電力は、まず電力制御部６２ａに送られる。
【0086】
図４（Ａ）は、ステップＳ１４における動作に係る模式図を示している。すなわち、バッテリ２０ａが満充電ではなく、追加で充電することのできる状態である場合の例である。このとき、図４（Ａ）に示すように、電力制御部６２ａからバッテリ２０ａに電力を供給するように、制御部６１によって制御される。
【0087】
一方、図４（Ｂ）は、ステップＳ１５における動作に係る模式図を示している。すなわち、バッテリ２０ａが満充電状態であり、これ以上電力を供給することができない状態である。このとき、電力制御部６２ａから電力制御部６２ｂを介してバッテリ２０ｂに回生電力が供給される、または電力制御部７２を介してバッテリ６５に回生電力が供給される。図４（Ｂ）では、バッテリ６５が満充電であるため、バッテリ６５には回生電力が供給されずに、バッテリ２０ｂにのみ回生電力が供給される場合の例を示している。
【0088】
このように、本発明の一態様の電力回生動作は、回生電力が発生するモータとユニットを構成するバッテリに、優先的に回生電力を供給することができる。これにより、電力の伝送のロスを低減することができる。
【0089】
〔電力回生動作２〕
以下では、上記電力回生動作１とは一部が異なる例について説明する。図５は、電力回生動作に係るフローチャートである。図５では、図３と比較して、ステップＳ１３、ステップＳ１４及びステップＳ１５に代えて、ステップＳ２３、ステップＳ２４及びステップＳ２５を有する点で相違している。
以下では、上記電力回生動作１とは一部が異なる例について説明する。図５は、電力回生動作に係るフローチャートである。図５では、図３と比較して、ステップＳ１３、ステップＳ１４及びステップＳ１５に代えて、ステップＳ２３、ステップＳ２４及びステップＳ２５を有する点で相違している。
【0090】
ステップＳ２３では、各バッテリの充電状態を比較し、それぞれの残量の差が、所定の値以上であるか否かを判定する。そして所定の値以上の差がある場合には、ステップＳ２４に移行し、そうでない場合にはステップＳ２５に移行する。
【0091】
ステップＳ２４では、各バッテリのうち最も残量の少ないバッテリに、回生電力を供給し、ステップＳ１６に移行する。
【0092】
ステップＳ２５では、回生電力を所定のバッテリに供給し、ステップＳ１６に移行する。
【0093】
以上が、図５に示すフローについての説明である。
【0094】
図６は、ステップＳ２４の動作を説明する模式図である。図６では、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、及びバッテリ６５のうち、最も充電量の少ないバッテリ２０ｂにモータ６４ａで生成した回生電力を供給するように制御されている。
【0095】
このように、本発明の一態様では、各バッテリの充電状態に応じて、回生電力を供給するバッテリを切り替えて使用することもできる。これにより、複数のバッテリのうちの１以上の充電量が枯渇してしまうことを抑制することができる。
【0096】
ここで、バッテリの充電量の差の判定に用いる値は、各バッテリの容量の大きさが同じ場合、または異なる場合に応じて、適宜設定すればよい。一例としては、各バッテリにおいて、バッテリの定格電圧範囲等で規定された範囲における満充電状態を１００％、放電状態を０％としたときに、２つのバッテリ間で１０％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは２％以上の差があった場合に、これら２つのバッテリは充電量に所定の値以上の差があると判定することができる。また、充電量はこのほかに、電圧値、電流量、電力量等で規定してもよい。
【0097】
以上が電力回生動作についての説明である。
【0098】
〔電力平滑動作〕
図７に、処理ＳＲ０２にかかるフローチャートを示す処理ＳＲ０２は、電力平滑動作に係る処理である。ここで電力平滑動作は、各バッテリのそれぞれの充電量の差を小さくする、または無くすための動作である。以下の動作（制御）は、主に制御部６１により実行される。
図７に、処理ＳＲ０２にかかるフローチャートを示す処理ＳＲ０２は、電力平滑動作に係る処理である。ここで電力平滑動作は、各バッテリのそれぞれの充電量の差を小さくする、または無くすための動作である。以下の動作（制御）は、主に制御部６１により実行される。
【0099】
まず、ステップＳ３１で電力平滑動作が開始される。
【0100】
ステップＳ３２では、各バッテリの残量を確認する。
【0101】
ステップＳ３３では、各バッテリの充電状態を比較し、それぞれの残量の差が、所定の値以上であるか否かを判定する。そして所定の値以上の差がある場合には、ステップＳ３４に移行し、そうでない場合にはステップＳ３５に移行する。
【0102】
ステップＳ３４では、各バッテリのうち、残量の多いバッテリから、残量の少ないバッテリに電力を供給する。その後、ステップＳ３２に戻る。
【0103】
【0104】
なお、電力平滑動作中に割り込み処理が行われた場合には、強制的に処理を中断することができる。割り込み処理としては、自動車の状態が静止状態または空走状態から変化する動作（加速する、旋回する、制動するなど）にかかる処理が挙げられる。
【0105】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、ステップＳ３４の動作を説明する模式図である。
【0106】
図８（Ａ）は、ステップＳ３４の開始直後の状態である。図８（Ａ）では、バッテリ２０ａ、バッテリ２０ｂ、及びバッテリ６５のうち、最も充電量の少ないバッテリ２０ａに、他の２つから電力が供給されるように制御されている。
【0107】
【0108】
なお、ここでは最も充電量の少ないバッテリに、他の２つのバッテリの両方から電力が供給される動作を説明したが、これに限られず、例えば最も充電量の多いバッテリのみから電力が供給される動作としてもよい。
【0109】
また、２以上のバッテリから電力を供給する場合、その供給量は、バッテリの充電量に応じて異ならせてもよい。例えば充電量が多いバッテリほど、供給量を多くしてもよい。
【0110】
なお、ステップＳ３３における判定に用いる値は、上記電力回生動作２の説明の判定基準を援用できる。
【0111】
このように、電力平滑動作により、各バッテリの充電量を平滑化することができる。バッテリは、満充電状態や完全放電状態では劣化が早く進行する場合があるため、このように電力を平滑化させ、全てのバッテリが満充電状態または放電状態ではない状態に維持することで、バッテリの寿命を長くすることが可能となる。
【0112】
以上が、電力平滑動作についての説明である。
【0113】
本発明の一態様の電力制御方法、及び電力制御システムは、複数のバッテリを有する移動体に対して、そのバッテリ間で電力を伝送することができる。これにより、電力回生が行われた場合には、優先的に所定のバッテリを充電することが可能となる。また電力平滑動作により、各バッテリの充電量を平滑化させることが可能となる。このような方法により、電力伝送のロスを低減すること、バッテリの寿命を延ばすことなどが可能となる。
【0114】
なお、本発明の一態様は、プログラムとして制御部６１が有する記憶部に格納され、制御部６１が有するコンピュータまたは演算装置により読み出され、実行されることにより実現してもよい。すなわち、本発明の他の一態様は、制御部６１に上述したフローの動作を実行させるプログラムである。
【0115】
［電力回生動作について］
本発明の一態様のシステムでは、回生電力は、モータ６４ａまたはモータ６４ｂを回転させることにより生成することができる。このとき、ホイール１０ａまたはホイール１０ｂに対して、その回転を止める方向に力が生じ、この力はブレーキとして機能する。
本発明の一態様のシステムでは、回生電力は、モータ６４ａまたはモータ６４ｂを回転させることにより生成することができる。このとき、ホイール１０ａまたはホイール１０ｂに対して、その回転を止める方向に力が生じ、この力はブレーキとして機能する。
【0116】
ここで、ブレーキを利用した安全制御の方法として、横滑り防止制御がある。横滑り防止制御は、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）とも呼ばれる場合がある。これは、自動車が旋回している時に、ステアリングを通じて運転者が意図している方向と、自動車の進行方向にずれが生じているときに、各車輪に適切なブレーキを作動させて、そのずれを軽減する制御方法である。
【0117】
本発明の一態様は、このような横滑り防止制御が作動している際のブレーキ動作をモータで行うことで、回生電力を得ることができる。
【0118】
図９（Ａ）、（Ｂ）を用いて、横滑り防止制御の方法について説明する。
【0119】
図９（Ａ）、（Ｂ）では、自動車９０が旋回する様子を示している。ここでは横滑り防止制御がなされた場合を実線で、なされていない場合を破線で示している。
【0120】
図９（Ａ）は、オーバーステアの状況を示している。すなわち、旋回時に後輪の接地摩擦力が遠心力に負けて外側にずれることにより、車体の進行方向がカーブの内側にずれる場合である。このとき、図中の矢印９１で示すように、旋回方向に対して外側の前輪に適切なブレーキを加えることにより、適切な旋回半径でカーブを旋回することができる。
【0121】
図９（Ｂ）は、アンダーステアの状況を示している。すなわち、旋廻時に前輪の接地摩擦力が遠心力に負けて外側にずれることにより、車体の進行方向がカーブの外側にずれる場合である。このとき、図中の矢印９２で示すように、旋回方向に対して内側の後輪に適切なブレーキを加えることにより、適切な旋回半径でカーブを旋回することができる。
【0122】
なお、ここでは横滑り防止制御における電力回生動作について説明したが、これに限られずブレーキを用いた様々な制御で、回生電力を得ることができる。例えば、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や、衝突回避システム、衝突時の衝撃を緩和するためのシステムなどにおけるブレーキ動作でも、回生電力を得ることが可能である。
【0123】
以上が電力回生動作についての説明である。
【0124】
［システムの他の構成例］
以下では、図１で例示したシステム８０とは異なる構成を有するシステムの例について説明する。なお以下では、上記と重複する内容は説明を省略する場合がある。
以下では、図１で例示したシステム８０とは異なる構成を有するシステムの例について説明する。なお以下では、上記と重複する内容は説明を省略する場合がある。
【0125】
【0126】
システム８０ａは、ホイール１０ｃ、ホイール１０ｄ、バッテリ２０ｃ、バッテリ２０ｄ、モータ６４ｃ、モータ６４ｄ、電力制御部６２ｃ、電力制御部６２ｄを有する。電力制御部６２ｃは、バッテリ２０ｃ及びモータ６４ｃと接続されている。また電力制御部６２ｄは、バッテリ２０ｄ及びモータ６４ｄと接続されている。
【0127】
電力制御部６２ａ、電力制御部６２ｂ、電力制御部６２ｃ、電力制御部６２ｄは、それぞれ制御部６１により制御され、且つ互いに電力を伝送できる構成を有する。
【0128】
【0129】
電力制御部７２は、各バッテリに選択的に電力を供給する機能、各バッテリから選択的に電力を出力する機能、各モータに選択的に電力を供給する機能、各モータから出力される回生電力を変換する機能等を有する。このように、機能が統合された１つの電力制御部７２を用いることにより、部品点数が減ることに加え、車体５０の設計の自由度を高めることができる。
【0130】
また、バッテリ間で電力を伝送する場合に、電力変換の頻度を減らすことができるため、バッテリ間における電力伝送効率を高めることができる。
【0131】
【0132】
このように、例えばモータ６４ａを車体５０に設けることで、モータ６４ａと、これと一対となる電力制御部６２ａとを近づけて配置することができるため、より電力の伝送効率を高めることが可能となる。
【0133】
また、ホイール１０ａ等の構成を簡素化することが可能なため、ホイール１０ａ等の交換することが容易となる。また、ホイール１０ａ等を軽量化することが可能となる。
【0134】
〔構成例４〕
図１３に示すシステム８０ｄは、図１で例示したシステム８０に対して、モータ６４ａ及びモータ６４ｂを車体５０に配置した点、及び各バッテリと接続される１つの電力制御部７２を有する点で相違している。
図１３に示すシステム８０ｄは、図１で例示したシステム８０に対して、モータ６４ａ及びモータ６４ｂを車体５０に配置した点、及び各バッテリと接続される１つの電力制御部７２を有する点で相違している。
【0135】
〔構成例５〕
図１４に示すシステム８０ｅは、車体５０に設けられた一つのモータ６４で２つのホイール（ホイール１０ａ、ホイール１０ｂ）を駆動させる場合の例を示している。また、システム８０ｅは、各バッテリと接続される１つの電力制御部７２を有する。
図１４に示すシステム８０ｅは、車体５０に設けられた一つのモータ６４で２つのホイール（ホイール１０ａ、ホイール１０ｂ）を駆動させる場合の例を示している。また、システム８０ｅは、各バッテリと接続される１つの電力制御部７２を有する。
【0136】
〔構成例６〕
図１５に示すシステム８０ｆは、図１４で例示したシステム８０ｅに加えて、内燃機関であるエンジン６３を有する例を示している。システム８０ｆに適用可能な自動車は、エンジンとモータの２つの動力によって走行することのできるハイブリッド自動車ということができる。
図１５に示すシステム８０ｆは、図１４で例示したシステム８０ｅに加えて、内燃機関であるエンジン６３を有する例を示している。システム８０ｆに適用可能な自動車は、エンジンとモータの２つの動力によって走行することのできるハイブリッド自動車ということができる。
【0137】
制御部６１は、モータ６４とエンジン６３の両方の動作を制御することができる。これにより、エンジン６３のみで走行するモード、モータ６４のみで走行するモード、またはエンジン６３とモータ６４を併用して走行するモードを切り替えることができる。
【0138】
また、エンジン６３は、発電機としても機能する。エンジン６３により発生した電力は、電力制御部７２を介してバッテリ６５、バッテリ２０ａまたはバッテリ２０ｂに供給される、若しくは制御部６１、制動制御部６６、モータ６４等に電力が供給される。
【0139】
なお、エンジン６３をホイール１０ａ及びホイール１０ｂを駆動させる動力として用いずに、発電機として用いる構成としてもよい。
【0140】
以上が、システムの他の構成例についての説明である。
【0141】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【0142】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で例示した電力伝送システム等に用いることのできるホイールの構成例、及び当該ホイールを取り付け可能な移動体（自動車等）について説明する。
［ホイールの構成例］
図１６（Ａ）に、本発明の一態様のホイール１０の斜視概略図を示す。ホイール１０は、リム部１１、ディスク部１２、バッテリ２０、及びコネクタ２１を有する。
本実施の形態では、実施の形態１で例示した電力伝送システム等に用いることのできるホイールの構成例、及び当該ホイールを取り付け可能な移動体（自動車等）について説明する。
［ホイールの構成例］
図１６（Ａ）に、本発明の一態様のホイール１０の斜視概略図を示す。ホイール１０は、リム部１１、ディスク部１２、バッテリ２０、及びコネクタ２１を有する。
【0143】
ホイール１０は、タイヤを用いる自動車等の移動体に装着することができる。自動車は、移動体の一態様である。自動車としては、乗用車、トラック、バスのほか、土木作業車、クレーン車などの特殊車両も含まれる。また本発明の一態様のホイール１０は、四輪車のみでなく、一輪車、二輪車、三輪車または５以上のタイヤを備える自動車にも装着することができる。二輪車としては、バイクのように２つの車輪が車体の前後に取り付けられた構成としてもよいし、車体の側部に対向して２つのタイヤが設けられる構成としてもよい。または、自転車、電動自転車、電動アシスト自転車、飛行機用のタイヤ、ヘリコプター用のタイヤ、垂直離着陸機用のタイヤ、水陸両用車、戦車、などに適用することもできる。
【0144】
また、ホイールは、タイヤを用いない移動体にも適用することができる。例えば軌条（レール）を案内路として移動する車両の車輪にも用いることができる。例えばこのような移動体として、鉄道（電車、汽車、蒸気機関車等を含む）、路面電車、ケーブルカー等に用いることができる。
【0145】
また、本発明の一態様は、上述した移動体を模した玩具にも適用することができる。
【0146】
リム部１１は、幅方向において外側に近いほど曲率半径が大きくなる。また幅方向において、その中央部に円筒状の部分１５を有する。バッテリ２０は、リム部１１の部分１５に沿って曲げた状態で設けられている。図１６（Ａ）では、リム部１１の部分１５の内部に、バッテリ２０が配置されている例を示している。
【0147】
ディスク部１２は、後述する自動車の車体５０に取り付けるためのボルト孔１３を複数有する。また、コネクタ２１は、ディスク部１２に設けられている。コネクタ２１は、バッテリ２０と電気的に接続している。またコネクタ２１は、自動車の車体が有するコネクタ等と電気的に接続するための接点を有する。
【0148】
【0149】
リム部１１は、その円筒状の部分１５において、２重構造となっており、その内部には空間を有する。バッテリ２０は、リム部１１の内側の空間に配置されている。バッテリ２０は、リム部１１の曲率に沿って湾曲した状態で配置されている。言い換えると、バッテリ２０は、リム部１１の円筒状の部分１５の一部に巻きつけられるように配置されている。このような構成とすることで、ホイール１０の重心に偏りが生じることを抑制できるため好ましい。
【0150】
バッテリ２０は、曲面に沿って曲げられる機能を有することが好ましい。特に、フィルムによって封止された二次電池であることが好ましい。バッテリ２０が曲げることのできる曲率半径は、少なくともリム部１１の内径よりも小さい曲率半径とすればよい。バッテリ２０に適した二次電池の詳細については、後に説明する。
【0151】
バッテリ２０は、接着剤または粘着剤によってリム部１１に固定されていることが好ましい。このとき、バッテリ２０を破損することなく剥がすことのできる接着剤または粘着剤を用いると、バッテリ２０が劣化した場合などで交換が容易となるため好ましい。
【0152】
なお、ここではバッテリ２０がリム部１１に固定されている構成を説明するが、固定されていない構成としてもよい。例えば、ホイール１０がバッテリ２０を固定する支持部を有し、リム部１１が車体に対して回転した時にも当該支持部が空転する、または車体に対して回転しない構成とすると、ホイール１０の回転する部分の重量を軽くすることが可能で、自動車の運動性能を高めることができる。
【0153】
バッテリ２０は、端子２２を有する。またバッテリ２０の端子２２と、ディスク部１２に設けられたコネクタ２１とは、ケーブル２３によって電気的に接続されている。ケーブル２３は、ディスク部１２の内部に設けられている。端子２２とケーブル２３、またはケーブル２３とコネクタ２１とは、脱着可能な機構を有すると、バッテリ２０の交換が容易となるため好ましい。
【0154】
なお、ここではバッテリ２０が端子のみを有する構成としたが、バッテリ２０にＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｌｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を有する構成としてもよい。ＢＭＵは、バッテリ２０の過充電及び過放電の監視、過電流の監視、セルバランサ制御、電池劣化状態の管理、電池残量（（充電率）Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）の算出演算、駆動用二次電池の冷却ファンの制御、又は故障検出の制御等を行うことができる。またＢＭＵをバッテリ２０に設ける際、当該ＢＭＵが取得するバッテリ２０の情報を、後述する車体５０が有する電力制御部６２に出力する機能を有することが好ましい。
【0155】
図１６（Ｃ）には、自動車の車体５０に取り付けられた状態における、リム部１１の幅方向の断面概略図を示す。
【0156】
図１６（Ｃ）では、ディスク部１２の一部が空間を有する形状である場合を示している。ケーブル２３は、ディスク部１２の空間に配置され、ディスク部１２の中央に位置するコネクタ２１と電気的に接続している。
【0157】
車体５０は、固定部５１と、コネクタ５２と、を有する。固定部５１は、車体５０が有するエンジンやモータなどの動力を発動する装置（発動装置、動力装置）からの動力を、ホイール１０に伝達する機能を有する。固定部５１が回転することにより、固定部５１に固定されたホイール１０を回転させることができる。固定部５１は、図示しない領域において、ディスク部１２とボルトで固定することができる。コネクタ５２は、その先端にコネクタ２１と電気的に接続する接点を有し、またコネクタ２１と係合する機構を有する。
【0158】
コネクタ５２は、例えば回転しても電気的な接続が断たれない機構を有することが好ましい。例えば水銀やガリウム等の液体金属を用いた回転コネクタ（ロータリーコネクタ）や、ブラシが適用されたスリップリング等を用いることができる。回転コネクタを用いると、摩耗による問題が抑制できるため好ましい。
【0159】
コネクタ２１とコネクタ５２とが電気的に接続するため、バッテリ２０に充電された電力を車体５０に供給することができる。また、車体５０から入力された電力をバッテリ２０に充電することも可能となる。また、コネクタ２１とコネクタ５２との間で、上述したＢＭＵからの情報を伝達可能な構成としてもよい。
【0160】
そのため、本発明の一態様のホイール１０は、例えば自動車の補助電源として用いることができる。また、ホイール１０に十分な容量のバッテリ２０を搭載する場合には、自動車の主電源として用い、自動車に電源を搭載しないようにすることも可能となる。このようなホイール１０を用いることで、自動車に搭載するバッテリの容積を縮小することが可能となるため、自動車における省スペースを実現することができる。また自動車の設計の自由度を高めることができる。例えば、居住スペースやトランクのスペースなどを拡張することができる。
【0161】
上記では、ホイール１０及び車体５０の各々に設けられた電力伝送機構として、コネクタ２１及びコネクタ５２を用いた場合を示したが、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電波方式等用いた電力の授受（非接触電力伝送、無接点電力伝送あるいはワイヤレス給電などともいう）を用いる構成とすると、物理的な接点を必要としないため好ましい。図１７では、ホイール１０と車体５０とで非接触電力伝送を行う場合の例を示している。
【0162】
図１７において、ホイール１０は上記コネクタ２１に代えて回路２５及びアンテナ２６を有する。ここで、回路２５とアンテナ２６を含む構成を、無線モジュールと呼ぶこともある。回路２５はケーブル２３を介してバッテリ２０と電気的に接続している。またアンテナ２６は回路２５と電気的に接続している。
【0163】
回路２５は、バッテリ２０の電力を、アンテナ２６を介して車体５０に取り付けられたアンテナ５３に送信する機能を有する。また、回路２５はアンテナ２６により受電した電力をバッテリ２０に供給する電力に変換する機能を有する。
【0164】
車体５０は、上記コネクタ５２に代えて、アンテナ５３、ケーブル５４、及びアンテナ支持部５５を有する。アンテナ５３は、ホイール１０を車体５０に取り付けたときに、アンテナ２６と対向する位置に取り付けられている。アンテナ支持部５５は、アンテナ５３を支持する機能を有する。アンテナ５３及びアンテナ支持部５５は、固定部５１とホイール１０とを固定するボルトと物理的に干渉しないように、孔や切欠き部を有していてもよい。ケーブル５４は、車体５０の内部に設けられた回路（図示しない）と、アンテナ５３とを電気的に接続する機能を有する。当該回路は、上記回路２５と同様の機能を有するものを用いることができる。
【0165】
また、図１７では、アンテナ２６とアンテナ５３との間に位置するディスク部１２の一部に、窓部２７が設けられている例を示している。窓部２７は、アンテナ２６とアンテナ５３との間の信号の伝搬を阻害しない材料を用いることができる。窓部２７の材料は、非接触電力伝送の方式に合わせて適宜選択すればよいが、例えばディスク部１２に用いる材料よりも絶縁性の高い材料、誘電率の高い材料、または無線信号、電波、電磁波等を遮蔽しにくい材料を用いることができる。
【0166】
このような構成とすることで、ホイール１０が回転しても電力の授受を容易にすることができる。また物理的な接点を有さず、摩耗や破損の問題が生じないため好ましい。
【0167】
図１８（Ａ）（Ｂ）には、リム部１１の上記とは異なる形態の例を示している。
【0168】
上記では、リム部１１が中空構造を有し、リム部１１の内部にバッテリ２０を設ける例を示したが、これに限られずリム部１１の表面にバッテリ２０を巻きつける、または貼り付ける構成としてもよい。図１８（Ａ）では、リム部１１の外周に沿って、バッテリ２０を巻きつけた場合の例を示している。ここで、ホイール１０にタイヤ（図示しない）を取り付けた際、リム部１１の外周の表面はタイヤによって覆われる。したがって、このようにリム部１１の外周に沿ってバッテリ２０を巻きつけても、バッテリ２０が露出する恐れがないため好ましい。また、バッテリ２０の外装が十分な耐候性を有している場合には、図１８（Ｂ）に示すようにリム部１１の内周に沿ってバッテリ２０を設ける構成としてもよい。
【0169】
図１９（Ａ）（Ｂ）には、バッテリ２０の異なる形態の例を示している。
【0170】
上記では、バッテリ２０がリム部１１の円筒状の部分１５の円周に対して１周未満の範囲を覆う例を示していたが、バッテリ２０が１周よりも多く巻きつける構成としてもよい。図１９（Ａ）では、バッテリ２０がリム部１１に対して２周程度巻きつけた場合の例を示している。バッテリ２０の長さが長いほど、バッテリ２０の容量を大きくできるため好ましい。
【0171】
また、図１９（Ｂ）に示すように、バッテリ２０が端子２２を共通とした複数の帯状の二次電池を有する構成としてもよい。例えば、図１９（Ｂ）等で示したバッテリ２０を複数重ねて用いる構成とすることができる。このような構成とすることでバッテリ２０の抵抗成分を小さくすることができる。また図１９（Ａ）に示す構成に比べてバッテリ２０のフィルム等の部材が多く必要となるが、ひとつの二次電池の大きさを比較的小さくすることができるため、これを生産するのに大型の装置を導入する必要がなく好ましい。
【0172】
図２０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、異なる形態のバッテリを用いた場合の例を示している。
【0173】
上記では、フィルムで封止された帯状のバッテリ２０を用いた場合について示したが、異なる形状のバッテリを用いることもできる。
【0174】
図２０（Ａ１）に、円筒状のバッテリ４１を適用した場合の例を示している。また図２０（Ａ２）には、バッテリ４１の外観を示している。バッテリ４１は、円筒状の外装部材により封止され、また一対の端子４５を有する。円筒状のバッテリ４１を複数用いることで、リム部１１の内部にバッテリ４１を高密度に配置することができる。
【0175】
図２０（Ｂ１）に、角柱状のバッテリ４２を適用した場合の例を示している。また図２０（Ｂ２）にはバッテリ４２の外観を示している。角柱状のバッテリ４２を複数用いることで、ひとつのバッテリ４２の体積当たりの容量を増やすことができ、また円筒状のバッテリ４１を用いた場合に比べて１つのホイール１０に設ける個数を減らすことができる。
【0176】
図２０（Ｃ１）に、一部に曲面を有する柱状のバッテリ４３を適用した場合の例を示している。また、図２０（Ｃ２）にはバッテリ４３の外観を示している。バッテリ４３が有する曲面の曲率半径が、リム部１１の内壁が有する曲率半径と概略一致する形状とすることが好ましい。そうすることで、図２０（Ｃ１）に示すように、バッテリ４３とリム部１１との隙間を減らし、高密度にバッテリ４３を配置することができる。バッテリ４３は、例えばその断面が概略扇状の形状を有する柱状体とすることができる。
【0177】
ここで例示したバッテリ４１、バッテリ４２、バッテリ４３は、曲げられる機能を備えていなくてもよく、例えば金属等の剛性の高い外装部材によって封止されたバッテリを用いてもよい。また、バッテリ４１、バッテリ４２、バッテリ４３としては、例えば巻回型、または積層型の二次電池を用いることができる。
【0178】
以上がホイールの構成例についての説明である。
【0179】
［適用例］
以下では、本発明の一態様のホイール、及び当該ホイールを取り付けることのできる自動車の構成例について説明する。
以下では、本発明の一態様のホイール、及び当該ホイールを取り付けることのできる自動車の構成例について説明する。
【0180】
図２１に、自動車の車体５０と、ホイール１０の主要な構成を記載したブロック図を示す。ここでは、動力を発動する装置（発動装置、動力装置）としてエンジンとモータの両方を使用するハイブリッド車の構成を例にあげて説明する。
【0181】
ホイール１０は、バッテリ２０と、電力伝送機構３０と、を有する。
【0182】
上述したコネクタ２１や、回路２５及びアンテナ２６を含む無線モジュールが、電力伝送機構３０に相当する。
【0183】
車体５０は、電力伝送機構６０、制御部６１、電力制御部６２、エンジン６３、モータ６４、バッテリ６５等を備える。
【0184】
上述したコネクタ５２や、アンテナ５３、ケーブル５４及び回路等を含む無線モジュールが、電力伝送機構６０に相当する。
【0185】
電力伝送機構３０と電力伝送機構６０は、電力を互いに授受できる構成とすればよく、上記の構成は一例であり、これに限られない。
【0186】
エンジン６３とモータ６４は、ホイール１０を回転させるための動力を発動する装置である。エンジン６３は制御部６１によりその動作が制御される。またモータ６４は、電力制御部６２により供給された電力により駆動する。
【0187】
制御部６１は、自動車の動力の制御を行う機能を有する。具体的には、エンジン６３の駆動の制御、電力制御部６２の制御等を行うことができる。そのほか制御部６１は、電子制御された様々な補助装置を総合的に制御する機能を有していてもよい。制御部６１としては、代表的にはＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。また自動車の駆動方法に応じて、ＥＶ、ＨＥＶ、またはＰＨＥＶに特有の機能を有するＥＣＵを適用することが好ましい。
【0188】
電力制御部６２は、制御部６１からの命令に応じて、モータ６４への電力の供給量を制御する。電力制御部６２は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ぶことができる。
【0189】
また、電力制御部６２は、車体５０が有するバッテリ６５と、ホイール１０が有するバッテリ２０とを、各々の充電状態に応じて切り替える機能を有することが好ましい。例えば、バッテリ６５を主電源として用いた場合、バッテリ６５の充電率が一定以下に低下した際に、バッテリ２０からの電力を用いてモータ６４等を駆動させることができる。このような動作を行うことで、バッテリ２０を補助電源として用いることができる。
【0190】
バッテリ６５や、バッテリ２０の充電状態を管理する場合、上述したＢＭＵの機能を電力制御部６２が有していればよい、または、バッテリ６５及びバッテリ２０がＢＭＵを有する構成とし、当該ＢＭＵから供給される情報に応じて、電力制御部６２が制御を行ってもよい。
【0191】
また、電力制御部６２は減速時にモータ６４で発生する電力を用いて、バッテリ６５お及びバッテリ２０を充電させる機能（電力回生機能ともいう）を有することが好ましい。
【0192】
電力制御部６２としては、バッテリ６５やバッテリ２０が出力する電圧をモータ６４を駆動する電圧に昇圧する昇圧回路（コンバータ）や、直流電圧をモータ６４を駆動させるための交流電圧に変換する変換回路（インバータ）、及びこれらの制御を行うコンピュータを有する構成とすることができる。また、電力回生機能を付加する場合には、モータ６４から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路や、バッテリ６５やバッテリ２０を充電する電圧に降圧する降圧回路等を有していることが好ましい。
【0193】
なお、ここではエンジン６３とモータ６４の両方を備えるＨＥＶの構成を例に挙げて説明したが、ＥＶとする場合には、エンジン６３を設けない構成とすればよい。また、ＰＨＥＶとする場合には、ソケットとをさらに備える構成とし、電力制御部６２が当該ソケットを介して外部から供給された電力を用いて、バッテリ６５やバッテリ２０の充電を制御する機能を有する構成とすればよい。
【0194】
以上が適用例についての説明である。
【0195】
［変形例］
以下では、上記適用例とは一部が異なる適用例について説明する。
以下では、上記適用例とは一部が異なる適用例について説明する。
【0196】
図２２（Ａ）に、ホイール１０を装着した車体５０の模式図を示す。図２２（Ａ）に示す車体５０は、１つの制御部６１と、４つのモータ６４と、４つの電力制御部６２を有する。１つのホイール１０が取り付けられる部分の近傍に、１つのモータ６４と、１つの電力制御部６２が配置されている。
【0197】
制御部６１は、４つの電力制御部６２を制御することができる。１つのホイール１０が有するバッテリ２０の電力は、その近傍に配置された電力制御部６２により、モータ６４を駆動する電力に変換される。モータ６４が回転することに伴い、これと接続されたホイール１０が回転する。
【0198】
このように、４つのホイール１０のそれぞれにモータ６４などの動力装置を設ける構成とすることで４つのホイール１０はそれぞれ独立して回転することが可能となる。また４つのホイール１０の回転方向も個別に制御することもできる。したがって、車体５０の横方向への移動や、車体５０をその場で回転させるなど、従来の自動車では不可能であった方向への車体５０の移動が可能となる。
【0199】
このように、ホイール１０の近傍に電力制御部６２及びモータ６４を配置することで、バッテリ２０から電力制御部６２までの間での電力のロスを低減することができる。
【0200】
図２２（Ｂ）では、ホイール１０がバッテリ２０に加えて、電力制御部６２及びモータ６４を有する例を示している。ホイール１０にモータ６４が設けられた構成を、インホイールモータとも呼ぶことができる。このような構成とすることで、各ホイール１０に設けられたモータ６４を、バッテリ２０の電力によって駆動させることができる。このような構成とすることで、例えば事故などで車体５０が大きく損傷した場合であっても、車体５０の移動が可能となる。
【0201】
また、電力制御部６２及びモータ６４をホイール１０に設けることが可能となるため、車体５０にはこれら４つのホイール１０を制御する制御部６１などの機構を配置すればよく、その構成を極めて簡略化できる。したがって、車体５０の設計の自由度を高めることができ、また省スペースを実現できる。
【0202】
なお、図２２（Ａ）（Ｂ）において、上述したバッテリ６５、エンジン６３等を有する構成としてもよい。
【0203】
以上が、変形例についての説明である。
【0204】
上記では、本発明の一態様として、タイヤが取り付けられるホイール１０に、バッテリ２０を有する構成を示したがこれに限られない。例えば回転する機能を有するホイールに、バッテリ２０が設けられた構成としてもよい。車体が有するホイールにこのような構成を適用することで、当該ホイールが有するバッテリ２０を補助電源または主電源として用いることが可能となる。一例として、フライホイールにバッテリ２０を適用することができる。特に、フライホイールの外周に近い位置にバッテリ２０を設ける構成とすることで、フライホイールが発生する慣性モーメントを増大させることができる。
【0205】
ここで、車体が有する電力伝送機構６０、制御部６１、電力制御部６２、またはそのほかの装置に含まれる電子部品、ホイール１０が有する電力伝送機構３０、またはＢＭＵなどに用いられる電子部品には、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化物半導体が適用されたトランジスタなどの半導体装置を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【0206】
例えば、上記酸化物半導体として、少なくとも少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。より好ましくは、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む。
【0207】
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認されない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
【0208】
このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために電気的特性の安定性に優れている。
【0209】
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【0210】
また、その低いオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを適用することで、極めて消費電力の低減された電子部品を実現できる。
【0211】
なお、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様として、ホイールに適用した場合の例を示したが、これに限定されない。本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば本発明の一態様は、ホイール、またはホイールに準じるもの、またはホイール以外に適用することもできる。
【0212】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【0213】
（実施の形態３）
実施の形態１で例示した電力制御システムや、実施の形態２で例示したホイールは、タイヤを用いる自動車に適用することができる。自動車は、移動体の一態様である。自動車としては、乗用車、トラック、バスのほか、土木作業車、クレーン車などの特殊車両も含まれる。また本発明の一態様のホイールは、四輪車のみでなく、一輪車、二輪車、三輪車または５以上のタイヤを備える自動車にも装着することができる。二輪車としては、バイクのように２つの車輪が車体の前後に取り付けられた構成としてもよいし、車体の側部に対向して２つのタイヤが設けられる構成としてもよい。または、自転車、電動自転車、電動アシスト自転車、飛行機用のタイヤ、ヘリコプター用のタイヤ、垂直離着陸機用のタイヤ、水陸両用車、戦車、などに適用することもできる。
実施の形態１で例示した電力制御システムや、実施の形態２で例示したホイールは、タイヤを用いる自動車に適用することができる。自動車は、移動体の一態様である。自動車としては、乗用車、トラック、バスのほか、土木作業車、クレーン車などの特殊車両も含まれる。また本発明の一態様のホイールは、四輪車のみでなく、一輪車、二輪車、三輪車または５以上のタイヤを備える自動車にも装着することができる。二輪車としては、バイクのように２つの車輪が車体の前後に取り付けられた構成としてもよいし、車体の側部に対向して２つのタイヤが設けられる構成としてもよい。または、自転車、電動自転車、電動アシスト自転車、飛行機用のタイヤ、ヘリコプター用のタイヤ、垂直離着陸機用のタイヤ、水陸両用車、戦車、などに適用することもできる。
【0214】
図２３に、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２３（Ａ）に示す自動車８４００は、走行のための動力源として電気モータを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モータとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現することができる。また、自動車８４００は二次電池を有する。二次電池は電気モータを駆動するだけでなく、ヘッドライト８４０１やルームライト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。
【0215】
また、二次電池は、自動車８４００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、二次電池は、自動車８４００が有するナビゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
【0216】
図２３（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００が有する二次電池（図示しない）にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図２３（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００に搭載された二次電池に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充電方法やコネクタの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車８５００に搭載された二次電池（図示せず）を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣコンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。
【0217】
また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、車両同士で電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に二次電池の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【0218】
図２３（Ｃ）には、電動二輪車８６００を示す。電動二輪車８６００は、車体８６０１、ホイール８６０２、タイヤ８６０３、ハンドルバー８６０４、操作レバー８６０５等を有する。
【0219】
搭乗者は車体８６０１上に立った状態で乗ることができる。電動二輪車８６００は、車体８６０１内にジャイロセンサとコンピュータを有し、重心の位置の変化に応じて進行方向や速度を制御することができる。例えば、搭乗者が前傾姿勢となり重心が前方に移動することで前進し、後傾姿勢となり重心が後方に移動することで、制動または後退することができる。また搭乗者が左右方向に重心を移動させることにより、旋回することができる。
【0220】
電動二輪車８６００において、モータ、バッテリ、及びそのほかの制御装置等が車体８６０１またはホイール８６０２内に設けられる。
【0221】
ハンドルバー８６０４は、その端部に発光装置が設けられ、周囲に曲がる方向を知らせるウィンカーとして機能する。
【0222】
操作レバー８６０５は、例えばブレーキ操作を行うために設けられる。また操作レバー８６０５はブレーキ操作のほか、電源のオン・オフ操作、ウィンカー操作、ロック操作など、各種操作を行うことができる。
【0223】
本発明の一態様によれば、バッテリを搭載した自動車において、従来よりも省スペース化された自動車を実現できる。また、設計の自由度が高められた自動車を実現できる。効率的に電力を利用することが可能な自動車を実現できる。
【0224】
また、二次電池のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によれば、二次電池の特性を向上することができ、よって、二次電池自体を小型軽量化することができる。二次電池自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載した二次電池を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【0225】
（実施の形態４）
以下では、本発明の一態様のバッテリ２０に用いることのできる二次電池の構成例と、その作製方法例について、図面を参照して説明する。以下では、曲げることのできる二次電池の例について説明する。
以下では、本発明の一態様のバッテリ２０に用いることのできる二次電池の構成例と、その作製方法例について、図面を参照して説明する。以下では、曲げることのできる二次電池の例について説明する。
【0226】
［構成例］
図２４は二次電池１０２の外観を示す斜視図である。図２５（Ａ）は、図２４にＡ１－Ａ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。また、図２５（Ｂ）は、図２４にＢ１－Ｂ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。
図２４は二次電池１０２の外観を示す斜視図である。図２５（Ａ）は、図２４にＡ１－Ａ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。また、図２５（Ｂ）は、図２４にＢ１－Ｂ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。
【0227】
本発明の一態様の二次電池１０２は、外装体５０７内に、セパレータ５０３に覆われた正極５１１と、負極５１５と、電解液５０４を有する。なお、図２４および図２５では、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する正極を１枚、両面に正極活物質層５０２を有する正極を１枚、負極集電体５０５の片面に負極活物質層５０６を有する負極を１枚、両面に負極活物質層５０６を有する正極を１枚有する二次電池の例を示す。また、正極１１１は、正極リード１２１と電気的に接続されており、負極１１５は負極リード１２５と電気的に接続されている。正極リード１２１および負極リード１２５は、リード電極、またはリード端子とも呼ばれる。正極リード１２１および負極リード１２５の一部は外装体の外側に配置される。また、二次電池１０２の充電および放電は、正極リード１２１および負極リード１２５を介して行われる。
【0228】
なお、図２５では、正極１１１はセパレータ５０３に覆われているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極１１１は、セパレータ５０３に覆われていなくてもよい。例えば、正極１１１の代わりに、負極１１５がセパレータ５０３に覆われていてもよい。
【0229】
〔正極〕
正極５１１は、正極集電体５０１と、正極集電体５０１上に形成された正極活物質層５０２などにより構成される。図２５ではシート状（又は帯状）の正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚、両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。また両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の正極５１１を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する正極５１１を増やすと、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
正極５１１は、正極集電体５０１と、正極集電体５０１上に形成された正極活物質層５０２などにより構成される。図２５ではシート状（又は帯状）の正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚、両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。また両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の正極５１１を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する正極５１１を増やすと、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
【0230】
正極集電体５０１には、ステンレス、金、白金、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性が高く、正極の電位で溶出しない材料を用いることができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。正極集電体５０１は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。正極集電体５０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、正極集電体５０１の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
【0231】
正極活物質層５０２は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高めるための結着剤（バインダ）、正極活物質層５０２の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【0232】
正極活物質層５０２に用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質として、例えば、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
【0233】
特に、ＬｉＣｏＯ２は、容量が大きいこと、ＬｉＮｉＯ２に比べて大気中で安定であること、ＬｉＮｉＯ２に比べて熱的に安定であること等の利点があるため、好ましい。
【0234】
また、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２（０＜ｘ＜１）（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、これを用いた二次電池の特性を向上させることができ好ましい。
【0235】
または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【0236】
特にＬｉＦｅＰＯ４は、安全性、安定性、高容量密度、初期酸化（充電）時に引き抜けるリチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事項をバランスよく満たしているため、好ましい。
【0237】
または、一般式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一般式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【0238】
また、正極活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質として、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＮａＦｅＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４等の逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＶ３Ｏ８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。
【0239】
なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンや、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質として、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナトリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。例えば、ＮａＦｅＯ２や、Ｎａ２／３［Ｆｅ１／２Ｍｎ１／２］Ｏ２などのナトリウム含有層状酸化物を正極活物質として用いることができる。
【0240】
また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、ＬｉＣｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用いることができる。
【0241】
なお、図示しないが、正極活物質層５０２の表面に炭素層などの導電性材料を設けてもよい。炭素層などの導電性材料を設けることで、電極の導電性を向上させることができる。例えば、正極活物質層５０２への炭素層の被覆は、正極活物質の焼成時にグルコース等の炭水化物を混合することで形成することができる。
【0242】
粒状の正極活物質層５０２の一次粒子の平均粒径は、５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい。
【0243】
導電助剤としては、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
【0244】
導電助剤により、正極５１１中に電子伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、正極活物質層５０２どうしの電気伝導の経路を維持することができる。正極活物質層５０２中に導電助剤を添加することにより、高い電子伝導性を有する正極活物質層５０２を実現することができる。
【0245】
また、バインダとして、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン－ブタジエンゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いることができる。
【0246】
正極活物質層５０２の総量に対するバインダの含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下がより好ましく、３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がさらに好ましい。また、正極活物質層５０２の総量に対する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。
【0247】
塗布法を用いて正極活物質層５０２を形成する場合は、正極活物質とバインダと導電助剤を混合して正極ペースト（スラリー）を作製し、正極集電体５０１上に塗布して乾燥させればよい。
【0248】
〔負極〕
負極５１５は、負極集電体５０５と、負極集電体５０５上に形成された負極活物質層５０６などにより構成される。図２５ではシート状（又は帯状）の負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚、両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。この場合、負極集電体５０５の負極活物質層５０６を有さない面同士が接触するように配置すると、摩擦の少ない接触面を形成することができ、二次電池１０２を湾曲した際の応力を逃がしやすく好ましい。また負極集電体５０５の両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の負極５１５を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する負極５１５を増やすことで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
負極５１５は、負極集電体５０５と、負極集電体５０５上に形成された負極活物質層５０６などにより構成される。図２５ではシート状（又は帯状）の負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚、両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。この場合、負極集電体５０５の負極活物質層５０６を有さない面同士が接触するように配置すると、摩擦の少ない接触面を形成することができ、二次電池１０２を湾曲した際の応力を逃がしやすく好ましい。また負極集電体５０５の両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の負極５１５を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する負極５１５を増やすことで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
【0249】
負極集電体５０５には、ステンレス、金、白金、鉄、銅、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性の高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。負極集電体５０５は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。負極集電体５０５は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、負極集電体５０５の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
【0250】
負極活物質層５０６は、負極活物質の他、負極活物質の密着性を高めるための結着剤（バインダ）、負極活物質層５０６の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【0251】
負極活物質は、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンの挿入・脱離が可能な材料であれば、特に限定されない。負極活物質層５０６の材料としては、リチウム金属やチタン酸リチウムの他、蓄電分野に一般的な炭素系材料や、合金系材料等が挙げられる。
【0252】
リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して－３．０４５Ｖ）、重量及び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ３）ため、好ましい。
【0253】
炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等が挙げられる。
【0254】
黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛が挙げられる。
【0255】
黒鉛は、リチウムイオンが層間に挿入されたときに（リチウム－黒鉛層間化合物の生成時に）、リチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１乃至０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
【0256】
負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な合金系材料または酸化物も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇおよびＩｎ等のうち少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた合金系材料としては、例えば、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等が挙げられる。
【0257】
また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、リチウム－黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることができる。
【0258】
また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつＬｉ３－ｘＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）を示し好ましい。
【0259】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【0260】
また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウムと合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用いてもよい。
【0261】
塗布法を用いて負極活物質層５０６を形成する場合は、負極活物質と結着剤を混合して負極ペースト（スラリー）を作製し、負極集電体５０５上に塗布して乾燥させればよい。なお、負極ペーストに導電助剤を添加してもよい。
【0262】
また、負極活物質層５０６の表面に、グラフェンを形成してもよい。例えば、負極活物質をシリコンとした場合、充放電サイクルにおけるキャリアイオンの吸蔵・放出に伴う体積の変化が大きいため、負極集電体５０５と負極活物質層５０６との密着性が低下し、充放電により電池特性が劣化してしまう。そこで、シリコンを含む負極活物質層５０６の表面にグラフェンを形成すると、充放電サイクルにおいて、シリコンの体積が変化したとしても、負極集電体５０５と負極活物質層５０６との密着性の低下を抑制することができ、電池特性の劣化が低減されるため好ましい。
【0263】
また、負極活物質層５０６の表面に、酸化物等の被膜を形成してもよい。充電時において電解液の分解等により形成される被膜は、その形成時に消費された電荷量を放出することができず、不可逆容量を形成する。これに対し、酸化物等の被膜をあらかじめ負極活物質層５０６の表面に設けておくことで、不可逆容量の発生を抑制又は防止することができる。
【0264】
このような負極活物質層５０６を被覆する被膜には、ニオブ、チタン、バナジウム、タンタル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、クロム、アルミニウム若しくはシリコンのいずれか一の酸化膜、又はこれら元素のいずれか一とリチウムとを含む酸化膜を用いることができる。このような被膜は、従来の電解液の分解生成物により負極表面に形成される被膜に比べ、十分緻密な膜である。
【0265】
例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）は、電気伝導度が１０－９Ｓ／ｃｍと低く、高い絶縁性を示す。このため、酸化ニオブ膜は負極活物質と電解液との電気化学的な分解反応を阻害する。一方で、酸化ニオブのリチウム拡散係数は１０－９ｃｍ２／ｓｅｃであり、高いリチウムイオン伝導性を有する。このため、リチウムイオンを透過させることが可能である。また、酸化シリコンや酸化アルミニウムを用いてもよい。
【0266】
負極活物質層５０６を被覆する被膜の形成には、例えばゾル－ゲル法を用いることができる。ゾル－ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である。ゾル－ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負極活物質層５０６の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電体の容量の低下を防止することができる。
【0267】
〔セパレータ〕
セパレータ５０３を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
セパレータ５０３を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
【0268】
〔電解液〕
電解液５０４は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオンであるリチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（ＳＯ２Ｆ）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
電解液５０４は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオンであるリチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（ＳＯ２Ｆ）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
【0269】
また、電解液５０４の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。電解液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いる、電解液にゲル化のための高分子材料を添加する、などにより、漏液性等に対する安全性が高まる。また、蓄電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つまたは複数用いることで、蓄電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態である塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオンとを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオン液体、またはＮ－メチル－Ｎ－プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含むイオン液体などがある。
【0270】
〔外装体〕
二次電池の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体５０７の形成にフィルムを用いる。なお、外装体５０７を形成するためのフィルムは金属フィルム（アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など）、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成すると外気に触れる外装体５０７の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
二次電池の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体５０７の形成にフィルムを用いる。なお、外装体５０７を形成するためのフィルムは金属フィルム（アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など）、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成すると外気に触れる外装体５０７の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
【0271】
また、外部から力を加えて二次電池１０２の形状を変化させた場合、二次電池１０２の外装体５０７に外部から曲げ応力が加わり、外装体５０７の一部が変形または一部破壊が生じる恐れがある。外装体５０７に凹部または凸部を形成することにより、外装体５０７に加えられた応力によって生じるひずみを緩和することができる。よって、二次電池１０２の信頼性を高めることができる。なお、ひずみとは物体の基準（初期状態）長さに対する物体内の物質点の変位を示す変形の尺度である。外装体５０７に凹部または凸部を形成することにより、蓄電体の外部から力を加えて生じるひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる。よって、信頼性の良い蓄電体を提供することができる。
【0272】
以上が構成例についての説明である。
【0273】
［作製方法例］
以下では、上記二次電池１０２の作製方法の一例について説明する。
以下では、上記二次電池１０２の作製方法の一例について説明する。
【0274】
〔正極を用意し、セパレータで覆う〕
まず、セパレータ５０３上に正極活物質層５０２が形成された正極５１１を配置する（図２６（Ａ）参照。）。なお図２６（Ａ）では、スリットを形成することにより蛇行形状となった正極集電体５０１の、両面に正極活物質層５０２を有する例を示す。
まず、セパレータ５０３上に正極活物質層５０２が形成された正極５１１を配置する（図２６（Ａ）参照。）。なお図２６（Ａ）では、スリットを形成することにより蛇行形状となった正極集電体５０１の、両面に正極活物質層５０２を有する例を示す。
【0275】
正極集電体５０１にスリットを形成することにより、二次電池１０２を湾曲させた際、複数の集電体の端部の位置がずれることを抑えることができる。あるいは曲率中心に遠い集電体に負荷される張力を緩和させることができる。
【0276】
また、後の工程で負極５１５と重畳したとき、負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａには、正極活物質層５０２を設けない。仮に負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａに正極活物質層５０２を設けると、正極活物質層５０２と重畳する領域に負極活物質層５０６がない状態となり、電池反応の際に不具合が生じる恐れがある。具体的には正極活物質層５０２から出たキャリアイオンが、スリットに最も近い負極活物質層５０６に集中してしまい、負極活物質層５０６にキャリアイオンが析出する恐れがある。そのため、負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａに正極活物質層５０２を設けないことで、負極活物質層５０６へのキャリアイオンの析出を抑制することができる。
【0277】
次いで、セパレータ５０３を図２６（Ａ）の点線で示した部分で折り、セパレータ５０３で正極５１１を挟む。次に、正極５１１の外側の、セパレータ５０３の外周部分を接合して、袋状のセパレータ５０３を形成する（図２６（Ｂ）参照。）。セパレータ５０３の外周部分の接合は、接着材などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行ってもよい。
【0278】
本実施の形態では、セパレータ５０３としてポリプロピレンを用いて、セパレータ５０３の外周部分を加熱により接合する。図２６（Ｂ）に接合部５０３ａを示す。このようにして、正極５１１をセパレータ５０３で覆うことができる。セパレータ５０３は、正極活物質層５０２を覆うように形成すればよく、正極５１１の全体を覆う必要は無い。
【0279】
なお、図２６では、セパレータ５０３を折り曲げているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、２枚のセパレータで正極５１１を挟んで形成してもよい。その場合、接合部５０３ａが４辺のほとんどを囲う形で形成されていてもよい。
【0280】
また、セパレータ５０３の外周部分の接合は、断続的に行ってもよいし、一定間隔毎の点状として接合してもよい。
【0281】
または、外周部分の１辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の２辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の４辺に、接合を行ってもよい。これにより、４辺を均等な状態にすることが出来る。
【0282】
なお、図２６などでは、正極５１１がセパレータ５０３に覆われている場合について述べているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極５１１は、セパレータ５０３に覆われていなくてもよい。例えば、正極５１１の代わりに、負極５１５がセパレータ５０３に覆われていてもよい。
【0283】
【0284】
負極集電体５０５にスリットを形成することにより、二次電池１０２を湾曲させた際、複数の集電体の端部の位置がずれることを抑えることができる。あるいは曲率中心に遠い集電体に負荷される張力を緩和させることができる。
【0285】
〔正極と負極を重ねあわせ、リードを接続する〕
次に、正極５１１および負極５１５を積み重ねる（図２７（Ａ）参照。）。本実施の形態では、正極５１１および負極５１５を２枚ずつ用いる例を示す。
次に、正極５１１および負極５１５を積み重ねる（図２７（Ａ）参照。）。本実施の形態では、正極５１１および負極５１５を２枚ずつ用いる例を示す。
【0286】
次に、複数の正極集電体５０１の正極タブと、封止層５２０を有する正極リード５２１を、圧力を加えながら超音波を照射して電気的に接続する（超音波溶接）。
【0287】
また、リード電極は、蓄電体の作製後に外から力が加えられて生じる応力により、ヒビや切断が生じやすい。
【0288】
そこで、正極リード５２１を超音波溶接する際、突起を有するボンディングダイで挟むことで、正極タブに接続領域と湾曲部を形成することができる（図２７（Ｂ））。
【0289】
この湾曲部を設けることによって、二次電池１０２の作製後に外から力が加えられて生じる応力を緩和することができる。よって、二次電池１０２の信頼性を高めることができる。
【0290】
また、正極タブに湾曲部を形成することに限定されず、正極集電体の材料をステンレスなどの強度のあるものとし、正極集電体の膜厚を１０μｍ以下とすることで二次電池の作製後に外から外力が加えられ生じる応力を緩和しやすくする構成としてもよい。
【0291】
勿論、これらを複数組み合わせて正極タブの応力集中を緩和してもよいことは言うまでもない。
【0292】
そして正極集電体５０１と同様に、負極集電体５０５の負極タブと、封止層５２０を有する負極リード５２５を超音波溶接により電気的に接続する。
【0293】
〔外装体を用意し、正極および負極を覆う〕
外装体に用いるフィルム折り曲げ、重なり合った一辺を熱圧着により接合する。図２７（Ｂ）に外装体５０７の一辺を熱圧着により接合した部位を、接合部５０７ａとして示す。この外装体５０７で、正極５１１および負極５１５を覆う。
外装体に用いるフィルム折り曲げ、重なり合った一辺を熱圧着により接合する。図２７（Ｂ）に外装体５０７の一辺を熱圧着により接合した部位を、接合部５０７ａとして示す。この外装体５０７で、正極５１１および負極５１５を覆う。
【0294】
〔電解液を注入する〕
次に、正極リード５２１が有する封止層５２０および負極リード５２５を有する封止層５２０と重畳する外装体５０７の一辺を、同様に熱溶着する（図２８（Ａ））。その後、図２８（Ａ）に示す、外装体５０７の封止されていない辺５０７ｂから、電解液５０４を外装体５０７で覆われた領域に入れる。
次に、正極リード５２１が有する封止層５２０および負極リード５２５を有する封止層５２０と重畳する外装体５０７の一辺を、同様に熱溶着する（図２８（Ａ））。その後、図２８（Ａ）に示す、外装体５０７の封止されていない辺５０７ｂから、電解液５０４を外装体５０７で覆われた領域に入れる。
【0295】
そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、外装体５０７の残りの一辺を封止し、二次電池１０２を得る（図２８（Ｂ））。電解液の注入および封止の操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素を排除した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。またシーラーが有する加熱可能な２本のバーで挟むことにより、加熱および加圧を行うことができる。それぞれの条件は、例えば真空度は６０ｋＰａ、加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。このとき、外装体５０７の上からユニットに加圧してもよい。加圧により、注入の際に混入した気泡を正極と負極の間から排除することができる。
【0296】
〔変形例〕
二次電池１０２の変形例として、図２９（Ａ）に二次電池１０２を示す。図２９（Ａ）に示す二次電池１０２は、図２４の二次電池１０２と比べて正極リード５２１と負極リード５２５の配置が異なる。具体的には、図２４の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５が外装体５０７の同じ辺に配置されているが、図２９の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５をそれぞれ外装体５０７の異なる辺に配置している。このように、本発明の一態様の二次電池は、リード電極を自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
二次電池１０２の変形例として、図２９（Ａ）に二次電池１０２を示す。図２９（Ａ）に示す二次電池１０２は、図２４の二次電池１０２と比べて正極リード５２１と負極リード５２５の配置が異なる。具体的には、図２４の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５が外装体５０７の同じ辺に配置されているが、図２９の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５をそれぞれ外装体５０７の異なる辺に配置している。このように、本発明の一態様の二次電池は、リード電極を自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
【0297】
【0298】
また、外装体５０７に用いるフィルム表面に予め凹凸を持たせるため、プレス加工、例えばエンボス加工を行ってもよい。フィルム表面に凹凸を持たせると、二次電池としてのフレキシブル性、応力の緩和効果が向上する。エンボス加工によりフィルム表面（または裏面）に形成された凹部または凸部は、フィルムを封止構造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルムの凹部または凸部が蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。また、プレス加工の一種であるエンボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であればよい。
【0299】
なお、本発明の一態様は、これらに限定されない。本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様として、リチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、これに限定されない。本発明の一態様は、様々な二次電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、一次電池、キャパシタ、または、リチウムイオンキャパシタ、などに適用してもよい。本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。
【0300】
以上が作製方法例についての説明である。
【0301】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0302】
１０ ホイール
１０ａ ホイール
１０ｂ ホイール
１０ｃ ホイール
１０ｄ ホイール
１１ リム部
１２ ディスク部
１３ ボルト孔
１５ 部分
２０ バッテリ
２０ａ バッテリ
２０ｂ バッテリ
２０ｃ バッテリ
２０ｄ バッテリ
２１ コネクタ
２２ 端子
２３ ケーブル
２５ 回路
２６ アンテナ
２７ 窓部
３０ 電力伝送機構
４１ バッテリ
４２ バッテリ
４３ バッテリ
４５ 端子
５０ 車体
５１ 固定部
５２ コネクタ
５３ アンテナ
５４ ケーブル
５５ アンテナ支持部
６０ 電力伝送機構
６１ 制御部
６２ 電力制御部
６２ａ 電力制御部
６２ｂ 電力制御部
６２ｃ 電力制御部
６２ｄ 電力制御部
６３ エンジン
６４ モータ
６４ａ モータ
６４ｂ モータ
６４ｃ モータ
６４ｄ モータ
６５ バッテリ
６６ 制動制御部
７０ ホイール
７１ 電力制御部
７２ 電力制御部
８０ システム
８０ａ システム
８０ｂ システム
８０ｃ システム
８０ｄ システム
８０ｅ システム
８０ｆ システム
９０ 自動車
９１ 矢印
９２ 矢印
１０２ 二次電池
１１１ 正極
１１５ 負極
１２１ 正極リード
１２５ 負極リード
５０１ 正極集電体
５０２ 正極活物質層
５０３ セパレータ
５０３ａ 接合部
５０４ 電解液
５０５ 負極集電体
５０６ 負極活物質層
５０７ 外装体
５０７ａ 接合部
５０７ｂ 辺
５１１ 正極
５１１ａ 領域
５１５ 負極
５２０ 封止層
５２１ 正極リード
５２５ 負極リード
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８４００ 自動車
８４０１ ヘッドライト
８５００ 自動車
８６００ 電動二輪車
８６０１ 車体
８６０２ ホイール
８６０３ タイヤ
８６０４ ハンドルバー
８６０５ 操作レバー
１０ａ ホイール
１０ｂ ホイール
１０ｃ ホイール
１０ｄ ホイール
１１ リム部
１２ ディスク部
１３ ボルト孔
１５ 部分
２０ バッテリ
２０ａ バッテリ
２０ｂ バッテリ
２０ｃ バッテリ
２０ｄ バッテリ
２１ コネクタ
２２ 端子
２３ ケーブル
２５ 回路
２６ アンテナ
２７ 窓部
３０ 電力伝送機構
４１ バッテリ
４２ バッテリ
４３ バッテリ
４５ 端子
５０ 車体
５１ 固定部
５２ コネクタ
５３ アンテナ
５４ ケーブル
５５ アンテナ支持部
６０ 電力伝送機構
６１ 制御部
６２ 電力制御部
６２ａ 電力制御部
６２ｂ 電力制御部
６２ｃ 電力制御部
６２ｄ 電力制御部
６３ エンジン
６４ モータ
６４ａ モータ
６４ｂ モータ
６４ｃ モータ
６４ｄ モータ
６５ バッテリ
６６ 制動制御部
７０ ホイール
７１ 電力制御部
７２ 電力制御部
８０ システム
８０ａ システム
８０ｂ システム
８０ｃ システム
８０ｄ システム
８０ｅ システム
８０ｆ システム
９０ 自動車
９１ 矢印
９２ 矢印
１０２ 二次電池
１１１ 正極
１１５ 負極
１２１ 正極リード
１２５ 負極リード
５０１ 正極集電体
５０２ 正極活物質層
５０３ セパレータ
５０３ａ 接合部
５０４ 電解液
５０５ 負極集電体
５０６ 負極活物質層
５０７ 外装体
５０７ａ 接合部
５０７ｂ 辺
５１１ 正極
５１１ａ 領域
５１５ 負極
５２０ 封止層
５２１ 正極リード
５２５ 負極リード
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８４００ 自動車
８４０１ ヘッドライト
８５００ 自動車
８６００ 電動二輪車
８６０１ 車体
８６０２ ホイール
８６０３ タイヤ
８６０４ ハンドルバー
８６０５ 操作レバー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】