JP2016081638A - 電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池の劣化状態の判定精度を向上させる。
【解決手段】電池システム１００は、電池セル１０１の温度ＴＢを測定する温度センサ１５６と、温度センサ１５６の測定結果に基づいて、電池パック１０の劣化状態を判定するＥＣＵ３００とを備える。ＥＣＵ３００は、電池温度ＴＢを取得し、電池温度ＴＢが所定の低温領域内にあり、かつ電池の単位時間当たりの温度変化量が所定値を上回る場合に、単位時間当たりの温度変化量と、電池セル１０１が不良状態に至るまでの電池温度ＴＢの変化回数との相関関係（曲線Ｃ）を利用して、単位時間当たりの温度変化量に基づいて電池セル１０１へのダメージ量を算出する。ＥＣＵ３００は、さらに、ダメージ量の積算値Ｚが所定の基準値Ｚｃを上回る場合、電池パック１０が劣化していると判定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電池システムに関し、より特定的には、電池の劣化状態を判定する電池システムに関する。

電池の劣化が進行した場合には、電池の充放電を制限したり、劣化した電池を交換するようにユーザに通知したりすることが望ましい。そのため、電池の劣化状態の判定に関する各種技術が提案されている。たとえば特開２０１２−１２７９３８号公報（特許文献１）は、電池の充電電流値、充電時間、および電池温度に基づいて、電池へのダメージ量の演算処理を行なう電池の劣化監視方法を開示する。

特開２０１２−１２７９３８号公報

密閉型電池は、電池内部に蓄積されたガスの圧力（内圧）を受ける耐圧部材として、ケースと蓋部との溶接部、シール部、または圧力式電流遮断機構（ＣＩＤ：Current Interrupt Device）などを備える。

密閉型電池の電池温度が上昇すると、内圧が上昇して耐圧部材およびその周辺部材が膨張する一方で、電池温度が低下した場合には、内圧が低下して耐圧部材およびその周辺部材が収縮する。内圧変化に伴う膨張および収縮による応力（ストレス）が耐圧部材に加わると、ストレスによるダメージが耐圧部材に蓄積されることで、電池の劣化が進行し得る。しかしながら、特許文献１は、内圧変化による電池劣化の可能性について開示しておらず、したがって、内圧変化による電池の劣化状態の具体的な判定手法も開示していない。そのため、電池の劣化状態の判定精度には向上の余地があった。

本発明者らは、電池温度が所定の低温領域内（たとえば０℃以下の温度領域）にあり、かつ、ある程度以上の急激な温度変化が生じた場合に電池の劣化の進行が大きいことに着目し、内圧変化による電池の劣化状態の判定手法を見出した。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電池の劣化状態の判定精度を向上させることである。

本発明のある局面に従う電池システムは、電池の温度を測定する温度センサと、温度センサの測定結果に基づいて、電池の劣化状態を判定する判定装置とを備える。判定装置は、電池の温度を取得し、取得した電池の温度が所定の低温領域内にあり、かつ電池の単位時間当たりの温度変化量が所定値を上回る場合に、単位時間当たりの温度変化量と、電池が不良状態に至るまでの電池の温度変化回数との相関関係を利用して、単位時間当たりの温度変化量に基づいて電池へのダメージ量を算出する。判定装置は、さらに、ダメージ量の積算値が所定の基準値を上回る場合、電池が劣化していると判定する。

電池の単位時間当たりの温度変化量（言い換えれば単位時間当たりの内圧変化量）が所定値を上回る場合に、内圧変化による耐圧部材の劣化は進行しやすい。また、耐圧部材の材料に応じて低温領域を適宜定めると、低温領域においては、高温領域に比べて、内圧変化による耐圧部材の劣化が進行しやすい。そのため、上記構成によれば、温度センサを用いて取得された電池温度が低温領域内にあり、かつ電池の単位時間当たりの温度変化量が所定値を上回る場合に、単位時間当たりの温度変化量に基づいて電池へのダメージ量が算出される。この算出に際しては、単位時間当たりの温度変化量と、電池が不良状態（たとえば電池交換が必要な状態）に至るまでの電池温度の変化回数との相関関係が利用される。このように、内圧変化による耐圧部材の劣化を考慮することにより、電池の劣化状態の判定精度を向上させることができる。

本発明によれば、電池の劣化状態の判定精度を向上させることができる。

本実施の形態に係る電池システムを搭載した車両の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示す蓄電装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図２に示す電池セルの構成を示す斜視図である。 図３に示す電池セルの蓋部の拡大図である。 電池パックへのダメージ量の算出手法を説明するための図である。 本実施の形態における電池パックの劣化状態の判定処理を説明するためのフローチャートである。 積算ダメージ量に対する基準値の設定手法を説明するための図である。 図７に示す評価試験結果に基づいて設定された基準値を用いた場合の車両走行試験の結果を示す図である。

以下、本発明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。

以下に示す実施の形態においては、電池システムの一例として、電気自動車に搭載される構成を例に説明する。しかし、本発明に係る電池システムの用途は車両に限定されるものではない。

＜車両の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る電池システムを搭載した車両の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、電池システム１００と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）２１０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）２２０と、モータジェネレータ（ＭＧ：Motor Generator）２３０と、駆動輪２４０とを備える。電池システム１００は、蓄電装置１５０と、電圧センサ１５２と、電流センサ１５４と、温度センサ１５６と、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３００とを含む。

蓄電装置１５０は、ＳＭＲ２１０を介してＰＣＵ２２０に電気的に接続される。蓄電装置１５０は、充放電が可能に構成された直流電源であり、代表的にはリチウムイオン電池もしくはニッケル水素電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを含んで構成される。本実施の形態では、リチウムイオン電池が採用される例について説明する。蓄電装置１５０は、車両１の走行時には車両１の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ２２０に供給する一方で、車両１の回生制動時にはＭＧ２３０による発電電力を蓄電する。

ＳＭＲ２１０は、蓄電装置１５０とＰＣＵ２２０とを結ぶ経路に電気的に接続される。ＳＭＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、蓄電装置１５０とＰＣＵ２２０との間の導通と遮断とを切り替える。

ＰＣＵ２２０は、ＭＧ２３０と、ＳＭＲ２１０を介して蓄電装置１５０とに電気的に接続される。ＰＣＵ２２０は、たとえばインバータおよび三相インバータを含んで構成される。ＰＣＵ２２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号に基づいて、蓄電装置１５０からの放電電力をＭＧ２３０を駆動するための電力に変換する。また、ＰＣＵ２２０は、ＭＧ２３０からの供給電力を蓄電装置１５０を充電するための電力に変換することも可能である。

ＭＧ２３０は、ＰＣＵ２２０に電気的に接続されるとともに、駆動輪２４０に連結される。ＭＧ２３０は、たとえば永久磁石がロータに埋設された三相交流回転電機である。ＭＧ２３０は、ＰＣＵ２２０からの供給電力を受けて、車両１を走行させるための駆動力を発生する。また、ＭＧ２３０は、駆動輪２４０からの回転力を受けて交流電力を発生するとともに、ＥＣＵ３００からの回生トルク指令によって回生制動力を発生する。

電圧センサ１５２は、蓄電装置１５０の電圧ＶＢを検出する。電流センサ１５４は、蓄電装置１５０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサ１５６は、蓄電装置１５０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、各センサの検出結果に基づいて蓄電装置１５０のＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、その算出結果に応じてＳＭＲ２１０およびＰＣＵ２２０を制御する。また、ＥＣＵ３００は、温度センサ１５６の検出結果に基づいて、蓄電装置１５０の劣化状態を判定する。この判定手法については後に詳細に説明する。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、バッファ（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ３００は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサからの信号を用いた演算処理を実行し、演算処理結果に応じた制御信号を出力する。なお、これらの制御については、ソフトウェア処理に限られず、専用の電子回路によるハードウェア処理とすることも可能である。なお、ＥＣＵ３００は、本発明に係る「判定装置」に対応する。

＜蓄電装置の構成＞
図２は、図１に示す蓄電装置１５０の構成を概略的に示す図である。図２を参照して、蓄電装置１５０は電池パック１０を含んで構成される。車載用の蓄電装置では、一般に、数十〜１００個程度の電池セルを含む電池パックが採用されることが多い。そのため、図２においては３０個の電池セル１０１〜１３０が配列された構成が示されているが、電池パック１０内の電池セルの数は特に限定されるものではない。

図示しないが、電池パック１０には電池セル１０１〜１３０を冷却するための送風機構が設けられている。送風機構から電池セル１０１〜１３０へと送られた空気は、矢印ＡＲ１，ＡＲ２で示すように、電池セル１０１〜１３０の配列方向に沿って流通する。これにより、電池パック１０内の各電池セルが冷却される。

このように構成された電池パックにおいては、送風機構の吸気側（矢印ＡＲ１で示す）に設けられた電池セルに対する冷却効果の方が、排気側（矢印ＡＲ２で示す）に設けられた電池セルに対する冷却効果に比べて高くなる。言い換えれば、空気の流れの上流側に設けられた電池セル（たとえば電池セル１０１）では、下流側に設けられた電池セル（たとえば電池セル１３０）に比べて、温度変化量が大きくなる。そのため、温度変化に起因する劣化は、電池パック１０内の全ての電池セル１０１〜１３０のうち最上流の電池セル１０１において最も生じやすい。したがって、温度センサ１５６（図１および図３参照）は、電池セル１０１に設けることが好ましい。そうすることにより、他の電池セル１０２〜１３０の劣化が過度に進行する前に電池パック１０の劣化を確実に検出することが可能になるためである。

以下、電池セル１０１の構成について代表的に説明する。なお、他の電池セル１０２〜１３０の構成は、温度センサ１５６が設けられていない点を除けば電池セル１０１の構成と同等である。

図３は、図２に示す電池セル１０１の構成を示す斜視図である。図３を参照して、電池セル１０１は、そのケース２１が蓋部２２によって封止された密閉型のセルである。ケース２１と蓋部２２とは、蓋部２２の外周に沿う溶接部２２１においてレーザ溶接によって接合されている。本実施の形態では、ケース２１および蓋部２２の材料として、アルミニウム合金等のアルミニウム系金属材料が採用される構成について説明する。

図４は、図３に示す電池セル１０１の蓋部２２の拡大図である。図３および図４を参照して、蓋部２２には、各々が略直方体形状の正極端子２３および負極端子２４が設けられている。正極端子２３は、端子板２３１と、ボルト２３２とを含む。図示しないが、正極端子２３の下方（図中ｚ軸の負方向）には圧力式電流遮断機構（ＣＩＤ：Current Interrupt Device）が設けられており、端子板２３１は、ＣＩＤの上部に配置された蓋としての役割を果たしている。ボルト２３２には、電池セル１０１の電圧を伝達するための配線２３３が電気的に接続されている。負極端子２４の構成は、ＣＩＤが設けられていない点において正極端子２３の構成と異なるが、それ以外の構成は正極端子２３の構成と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

ケース２１内には、いずれも図示しないが、正極と負極とがセパレータを介して捲回された電極体が電解液とともに収容されている。充放電サイクル数の増加あるいは時間の経過に伴って電解液が分解されてガスが発生すると、そのガスはケース２１内に蓄積される。蓋部２２には、ケース２１内に蓄積された過剰なガスを排出するための排出弁２５がさらに設けられている。

次に、温度センサ１５６（１５６Ａ，１５６Ｂ）の設置箇所について説明する。本発明者らは、電池セル１０１に対して耐圧試験（電池セル外部から内部へと徐々に気体を送り込み、溶接部が破断した際の内圧および破断箇所を調べる試験）を実施した。その結果、蓋部２２の外周に沿った溶接部２２１のうち、正極端子２３の短辺の溶接部２３Ａまたは負極端子２４の短辺の溶接部２４Ａにおいて破断が生じやすいことが判明した。

この試験結果に基づき、本実施の形態においては、正極端子２３の溶接部２３Ａに温度センサ１５６Ａが設けられるとともに、負極端子２４の溶接部２４Ａに温度センサ１５６Ｂが設けられる。このように最も破断が生じやすい箇所に温度センサを設け、その温度を正確に測定することにより、劣化状態の判定精度が向上するので確実に破断を防止することが可能になる。温度センサ１５６Ａ，１５６Ｂからの出力信号は、それぞれ配線２３４，２４４を介してＥＣＵ３００へと伝達される。なお、温度センサを２箇所に設けることは必須の構成ではなく、１箇所のみであってもよく、３箇所以上であってもよい。

ここで、ケース２１内にガスが蓄積された状態においては、電池温度ＴＢの変化に伴って、ケース２１内の圧力（内圧）が変化する。内圧が上昇すると、ケース２１および蓋部２２が膨張することにより、溶接部２２１に応力（ストレス）が加わる。一方、内圧が低下した場合にも、ケース２１および蓋部２２が収縮することにより、溶接部２２１にストレスが加わる。このようなストレスが溶接部２２１に繰り返し加わると、ストレスによるダメージが溶接部２２１に蓄積され、最終的には溶接部２２１（特に溶接部２３Ａ，２４Ａ）の破断に至る可能性がある。

電池の劣化状態の判定に関しては、上述の特許文献１に開示の劣化監視手法のように、各種技術が提案されている。しかしながら、従来、溶接部等の耐圧部材の内圧変化による劣化の可能性については特に考慮されてこなかった。電池の劣化状態の判定精度を向上させるためには、劣化要因の一つとして内圧変化による劣化も考慮に入れ、より総合的に劣化判定を行なうことが望ましい。

そこで、本発明者らは、溶接部２２１の材料（本実施の形態ではアルミニウム系金属材料）に応じて定められる所定の低温領域（本実施の形態では０℃以下の温度領域）においては、高温領域（０℃よりも高い温度領域）に比べて、内圧変化による耐圧部材の劣化が進行しやすい点、および、単位時間当たりの電池温度ＴＢの変化量（言い換えれば単位時間当たりの内圧変化量）が所定値を上回る場合に、内圧変化による耐圧部材の劣化が進行しやすい点に着目した。

より詳細に説明すると、一般に、アルミニウム系金属材料の強度は低温領域において高まる。一方で、本発明者らは、形状の異なる部材が溶接された状態（特に図４に示すように蓋部２２とケース２１とが略９０°に溶接された状態）では、低温領域において、電池温度ＴＢの変化に起因する内圧変動による応力が溶接部２２１にかかると、電池セル１０１の劣化が進行しやすいことを見出した。

そして、本発明者らは、低温領域下における単位時間当たりの電池温度ＴＢの変化量およびその変化回数に応じて、溶接部２２１へのダメージ量を数値化することにより、電池セル１０１の劣化状態を判定する手法を見出した。このように内圧変化に伴う溶接部２２１の劣化を考慮することにより、電池パック１０が劣化しているか否かの判定精度を向上させることができる。

＜電池パックの劣化状態の判定手法＞
図５は、電池パック１０へのダメージ量の算出手法を説明するための図である。図５において、縦軸には、単位時間（たとえば１時間）当たりの電池温度ＴＢの変化量の絶対値（以下、変化速度と略す）ΔＴが示される。横軸には電池温度ＴＢの変化回数、すなわち内圧変化による溶接部２２１へのダメージ回数が示される。一例として、電池温度ＴＢ＝０℃の状態から１時間経過後に電池温度ＴＢ＝３０℃の状態へと変化した場合、変化速度ΔＴ＝３０（単位：℃／ｈ）と算出される。

図４および図５を参照して、曲線Ｃは、溶接部２２１が破断して電池パック１０が不良状態に至るまでのダメージ回数と変化速度ΔＴとの関係を示す。より具体的には、変化速度ΔＴ＝Ｔ１のダメージの場合、ダメージ回数がたとえば８０回に到達すると、電池パック１０は不良状態に至り得る。同様に、変化速度ΔＴ＝Ｔ２（＜Ｔ１）のダメージの場合、ダメージ回数がたとえば１００回に到達すると、電池パック１０は不良状態に至り得る。その一方で、変化速度ΔＴがＴ０（たとえば２０℃／ｈ）未満のダメージの場合には、ダメージ回数にかかわらず、電池パック１０が不良状態に至る可能性は低い。

なお、曲線Ｃは、電池パック１０および電池セル１０１の設計データに基づいてシミュレーションにより求めてもよいし、評価試験結果に基づいて実験的に求めてもよい。図５に示す関係は、本発明に係る「相関関係」に対応する。

本実施の形態によれば、曲線Ｃを利用して電池パック１０へのダメージ量が数値化される。すなわち、変化速度Ｔ１のストレスが８０回加えられた場合のダメージ量が１００と定義される。そのため、変化速度Ｔ１のストレスの１回当たりのダメージ量ΔＺは、ΔＺ＝１／８０×１００＝１．２５と算出される。同様に、変化速度Ｔ２のストレスが１００回加えられた場合のダメージ量が１００と定義される。そのため、変化速度Ｔ２のストレスの１回当たりのダメージ量ΔＺは、ΔＺ＝１／１００×１００＝１．００と算出される。

ダメージ量ΔＺは溶接部２２１に蓄積されるため、ダメージ量ΔＺを積算することにより積算ダメージ量Ｚが算出される。一例として、変化速度Ｔ１のストレスが８回加えられ、さらに別途、変化速度Ｔ２のストレスが３０回加えられた場合、電池パック１０の積算ダメージ量Ｚは、Ｚ＝（１．２５×８）＋（１．００×３０）＝１０．０＋３０．０＝４０．０と算出される。

このようにして算出された積算ダメージ量Ｚに基づいて、電池セル１０１の劣化状態が判定される。積算ダメージ量Ｚが所定の基準値Ｚｃ未満の場合、電池セル１０１は劣化していないと判定される一方で、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃ以上の場合には、電池セル１０１が劣化していると判定される。

図６は、本実施の形態における電池セル１０１の劣化状態の判定処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、たとえば所定の時間間隔毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。なお、このフローチャートに含まれる各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製された専用のハードウェアによって実現されてもよい。

ＥＣＵ３００のメモリ（図示せず）には、各変化速度ΔＴでのダメージ回数を示すカウント値が記憶されている。つまり、上述のように変化速度ΔＴ＝Ｔ１のダメージ回数と、変化速度ΔＴ＝Ｔ２のダメージ回数とは別々にカウントする必要があるため、カウント値は変化速度ΔＴ毎に設けられている。各カウント値は、新品の電池パック１０の搭載時（あるいは交換時）に初期値０に設定される。

図６を参照して、ステップ（以下、Ｓと略す）１０において、ＥＣＵ３００は、車両１のトリップが開始されているか否かを判定する。トリップとは、車両１に設けられた図示しないイグニッションスイッチのオン操作（ＩＧ−ＯＮ）が行なわれてからオフ操作（ＩＧ−ＯＦＦ）が行なわれるまでの期間を意味する。

トリップが開始されていない場合、すなわちＩＧ−ＯＦＦ状態の場合（Ｓ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、以降の処理をスキップして一連の処理を終了する。一方、トリップが開始されている場合、すなわちＩＧ−ＯＮ状態の場合（Ｓ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、電池パック１０へのダメージ量を算出するために、処理をＳ２０へと進める。

Ｓ２０において、ＥＣＵ３００は、温度センサ１５６（１５６Ａ，１５６Ｂ）から電池温度ＴＢの測定値を取得し、その測定値をメモリに記憶する。さらに、ＥＣＵ３００は、単位時間（たとえば１時間）前に取得されメモリに記憶された電池温度ＴＢの測定値を用いて、電池温度ＴＢの変化速度ΔＴを算出する。

Ｓ３０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ２０にて新たに取得した電池温度ＴＢが−３０℃以上かつ０℃以下の低温領域内にあるか否かを判定する。電池温度ＴＢが−３０℃以上かつ０℃以下の場合（Ｓ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は処理をＳ４０に進める。

なお、低温領域の下限値（−３０℃）は、−３０℃未満の温度領域での車両１の使用が想定されていないため設定されるものであり、車両１の仕様に応じて−３０℃よりも小さな値に設定してもよい。一方、低温領域の上限値（０℃）は、ケース２１および蓋部２２の材料や溶接部２２１の溶接態様等に応じて、理論的あるいは実験的に決定することが好ましい。

Ｓ４０において、ＥＣＵ３００は、Ｓ２０にて算出した変化速度ΔＴがＴ０よりも大きいか否かを判定する。変化速度ΔＴがＴ０よりも大きい場合（Ｓ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、その変化速度ΔＴに対応するダメージ回数のカウント値をインクリメントする（Ｓ５０）。

これに対し、電池温度ＴＢが−３０℃未満もしくは０℃よりも高い場合（Ｓ３０においてＮＯ）、または変化速度ΔＴがＴ０以下の場合（Ｓ４０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、カウント値をインクリメントすることなく処理をＳ２０へと戻す。

トリップが終了するまで（Ｓ６０においてＮＯ）、所定の時間間隔（たとえば１分間隔）でＳ２０〜Ｓ６０の処理が繰り返される。トリップが終了すると（Ｓ６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、当該トリップでのダメージ量ΔＺを算出する（Ｓ７０）。この算出方法については図５にて詳細に説明したため、ここでは説明は繰り返さない。さらに、ＥＣＵ３００は、メモリに記憶された前回のトリップ終了時までの積算ダメージ量Ｚを読み出し、Ｓ７０にて算出した当該トリップでのダメージ量ΔＺを加算することによって、積算ダメージ量Ｚを更新する（Ｚ＝Ｚ＋ΔＺ）（Ｓ８０）。

Ｓ９０において、ＥＣＵ３００は、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃ以上であるか否かを判定する。なお、電池パック１０の劣化状態を正確に判定するためには基準値Ｚｃを適切な値に設定することが望ましいが、後に図７および図８を参照して説明するように、本実施の形態では基準値Ｚｃ＝１００に設定される。積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃ未満の場合（Ｓ９０においてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、電池パック１０は劣化していないものとして、積算ダメージ量Ｚをメモリに不揮発的に記憶させ、一連の処理を終了する。

一方、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃ以上の場合（Ｓ９０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、電池パック１０が劣化しているものとして、電池パック１０の異常を示すダイアグを発生させるとともに、電池パック１０を交換するようにユーザに通知する。ユーザへの通知手法は特に限定されるものではないが、たとえばＥＣＵ３００は、ディーラに車両１を持ち込んで電池パック１０の交換を依頼することをユーザに促すメッセージを表示部（図示せず）に表示させる。また、ＥＣＵ３００は、次回ＩＧ−ＯＮ時においては、電池パック１０の充放電が通常走行時と比べて制限される退避走行を行なうようにＰＣＵ２２０を制御してもよい。その後、ＥＣＵ３００は一連の処理を終了する。

なお、図６に示すフローチャートでは、トリップ終了後に積算ダメージ量Ｚを更新する処理について説明したが、積算ダメージ量Ｚを更新するタイミングは特に限定されるものではない。所定の期間経過毎あるいは所定の走行距離毎に積算ダメージ量Ｚを更新してもよい。

図７は、積算ダメージ量Ｚの基準値Ｚｃの設定手法を説明するための図である。図４および図７を参照して、本発明者らが評価試験を行なった結果、積算ダメージ量Ｚが１００以下の場合には、溶接部２２１（溶接部２３Ａ，２４Ａ）の破断は確認されなかった。一方、積算ダメージ量Ｚが１０３以上の場合に溶接部２２１の破断が確認された。この試験結果から、積算ダメージ量Ｚの基準値Ｚｃとしては、１００以上かつ１０３未満の数値範囲に設定することが好ましいこと分かる。そのため、本実施の形態では基準値Ｚｃ＝１００に設定する例について説明する。

図８は、図７に示す評価試験結果に基づいて設定された基準値Ｚｃ（＝１００）を用いた場合の車両走行試験の結果を示す図である。この車両走行試験においては、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃに到達した場合に、積算ダメージ量Ｚのさらなる増加を回避するために車両１の走行を禁止する構成を採用した。３つの電池パック１０をサンプルとして準備し、走行試験回数Ｎ＝３とした。その一方で、図８には、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃに到達しても走行を禁止しない構成についても比較例として併せて記載されている。

比較例では、積算ダメージ量Ｚが基準値Ｚｃ＝１００に到達しても走行が禁止されないため、電池パック１０の使用が継続され、積算ダメージ量Ｚが１００を上回る。その結果、積算ダメージ量Ｚが１０５に到達した時点で溶接部２２１が破断に至った。

これに対し、本実施例によれば、積算ダメージ量Ｚが１００に到達した場合に、電池パック１０の異常を示すダイアグが発生し、次回ＩＧ−ＯＮ時の車両１の走行が禁止される。こうすることにより、積算ダメージ量Ｚのさらなる増加が回避されるため、３回の走行試験のいずれにおいても溶接部２２１が破断に至ることはなかった。このように、本走行試験結果によれば、評価試験結果（図７参照）に基づいて、溶接部２２１が破断に至るまでに十分な余裕代を確保するように基準値Ｚｃを適切に設定することにより、溶接部２２１の破断を防止できることが確認された。

なお、図５および図６にて説明した電池パック１０の劣化状態の判定処理は、溶接部２２１に限らず、内圧変化に伴い劣化し得る他の耐圧部材にも同様に適用可能である。たとえば、ガスを排出するための排出弁２５（図４参照）やＣＩＤ（図示せず）の劣化状態の判定にも適用可能である。この場合、基準値Ｚｃとしては、その耐圧部材に応じた値を別途設定することが好ましい。

今回開示された実施の形態は全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、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。

１ 車両、１０ 電池パック、１００ 電池システム、１０１〜１３０ 電池セル、１５０ 蓄電装置、１５２ 電圧センサ、１５４ 電流センサ、１５６，１５６Ａ，１５６Ｂ 温度センサ、２１ ケース、２２ 蓋部、２３ 正極端子、２４ 負極端子、２３１，２４１ 端子板、２３２，２４２ ボルト、２３３，２３４，２４３，２４４ 配線線、２１０ システムメインリレー（ＳＭＲ）、２２０ パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、２３０ モータジェネレータ（ＭＧ）、２４０ 駆動輪、３００ 制御装置（ＥＣＵ）。

Claims (1)

1. 電池の劣化状態を判定する電池システムであって、
   前記電池の温度を測定する温度センサと、
   前記温度センサの測定結果に基づいて、前記電池の劣化状態を判定する判定装置とを備え、
   前記判定装置は、
   前記電池の温度を取得し、
   取得した前記電池の温度が所定の低温領域内にあり、かつ前記電池の単位時間当たりの温度変化量が所定値を上回る場合に、前記単位時間当たりの温度変化量と、前記電池が不良状態に至るまでの前記電池の温度変化回数との相関関係を利用して、前記単位時間当たりの温度変化量に基づいて前記電池へのダメージ量を算出し、さらに、
   前記ダメージ量の積算値が所定の基準値を上回る場合、前記電池が劣化していると判定する、電池システム。

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