JP2016158368A - 組電池システム - Google Patents
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Abstract
【課題】使用可能な単電池を無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供する。【解決手段】 組電池システム１は、ベース板６に配列された複数の電池モジュール４を互いに接続して構成されている組電池２と、複数の電池モジュール４それぞれの充放電電力を測定するセンサ部４０と、センサ部４０の測定結果を表す測定情報（ＳＯＣ、電流値、電圧値）に基づいて複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての容量Ｃを求める処理部３と、を備え、複数の電池モジュール４は、それぞれベース板６上の所定の位置に着脱可能に配列され、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度に基づいて、組電池２の劣化度を求め、組電池２の劣化度を示す情報を出力する。【選択図】図７
Description
本発明は、複数の単電池を接続して構成される組電池を備えた組電池システムに関する。
電気自動車やハイブリッド自動車、住宅等に設置される太陽光発電システム等は、通常電力を貯蔵するために畜電池を備えている。
上記蓄電池としては、二次電池からなる単電池を複数接続して構成されている組電池が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
上記蓄電池としては、二次電池からなる単電池を複数接続して構成されている組電池が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
上記組電池において、複数の単電池は、それぞれ個々に性能のばらつきを有しているとともに、組電池として配列されたときの位置における環境によって劣化の進行度合にばらつきが生じる。
このため、組電池を継続的に使用したとき、当該組電池を構成する複数の単電池は、全てが同じように経時劣化するわけではなく、劣化の度合が異なる単電池が混在することとなる。
このため、組電池を継続的に使用したとき、当該組電池を構成する複数の単電池は、全てが同じように経時劣化するわけではなく、劣化の度合が異なる単電池が混在することとなる。
ここで、仮に複数の単電池の内、１つでも極端に劣化が進んだものが存在すると、組電池全体としての電池性能が、最も劣化が進んだ単電池の性能に引きずられて劣化してしまうばかりでなく、相対的に劣化が進んでいない単電池に充電ロスや放電ロスを生じさせることとなり、相対的に劣化が進んでいない単電池の劣化までも助長することになる。
このように、複数の単電池の中に１つでも相対的に劣化の進んだものが含まれていると、それが原因となって組電池の寿命を低下させてしまうことがあった。
このように、複数の単電池の中に１つでも相対的に劣化の進んだものが含まれていると、それが原因となって組電池の寿命を低下させてしまうことがあった。
そこで、組電池の中に相対的に劣化の進んだ単電池が存在する場合、その相対的に劣化の進んだ単電池を、より劣化が進行し難い環境の配列位置に変更したり、又は新品と交換したりといった対策を採ることが有効であると考えられる。
しかし、上記組電池を構成している複数の単電池は、互いの電極端子を接続する接続部材が溶接やろう付によって取り付けられており、一の組電池としてパッケージングされているのが通常である。
このため、組電池全体として電池性能が劣化すると、当該組電池を構成している個々の単電池の劣化の度合に関係なく、組電池全体としての寿命に達したものとして交換がなされたり、当該組電池が廃棄されたりすることがある。
この場合、まだ使用可能な単電池までも交換や廃棄されてしまうこととなり無駄が生じていた。
このため、組電池全体として電池性能が劣化すると、当該組電池を構成している個々の単電池の劣化の度合に関係なく、組電池全体としての寿命に達したものとして交換がなされたり、当該組電池が廃棄されたりすることがある。
この場合、まだ使用可能な単電池までも交換や廃棄されてしまうこととなり無駄が生じていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、使用可能な単電池を無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる組電池システムを提供することを目的とする。
（１）本発明に係る組電池システムは、ベース板に配列された複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池と、前記複数の電池モジュールそれぞれの充放電電力を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度を求める処理部と、を備え、前記複数の電池モジュールは、それぞれ前記ベース板における所定の位置に着脱可能に配列され、前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、前記組電池の劣化度を求め、前記組電池の劣化度を示す情報を出力する。
上記のように構成された組電池システムによれば、複数の電池モジュールが着脱可能に配列されているので、当該組電池システムを使用する使用者は、ベース板に配列された電池モジュールを交換し再配列することができる。
よって、組電池の劣化度を示す情報を前記使用者に出力することによって、新たな電池モジュールの交換や複数の電池モジュール同士を交換することによる再配列等を前記使用者に対して促し、できるだけ複数の電池モジュールを用いつつ組電池の寿命を維持させることができる。このように、本発明によれば、使用可能な電池モジュールを無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる。
よって、組電池の劣化度を示す情報を前記使用者に出力することによって、新たな電池モジュールの交換や複数の電池モジュール同士を交換することによる再配列等を前記使用者に対して促し、できるだけ複数の電池モジュールを用いつつ組電池の寿命を維持させることができる。このように、本発明によれば、使用可能な電池モジュールを無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる。
（２）上記組電池システムにおいて、前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの残寿命を劣化度として求めることで、前記組電池の残寿命を劣化度として求めることが好ましい。
この場合、複数の電池モジュール及び組電池の将来の劣化傾向を把握することができる。
この場合、複数の電池モジュール及び組電池の将来の劣化傾向を把握することができる。
（３）また、前記測定部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの温度を測定可能であり、前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの充放電電力の測定結果及び温度に基づいて前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度を求めるものであることが好ましい。
電池モジュールの寿命つまり将来の劣化度は温度に依存する。よってこの場合、処理部は、充放電電力の測定結果に加えて温度も考慮することで、より高い精度で複数の電池モジュール及び組電池の残寿命を求めることができる。
電池モジュールの寿命つまり将来の劣化度は温度に依存する。よってこの場合、処理部は、充放電電力の測定結果に加えて温度も考慮することで、より高い精度で複数の電池モジュール及び組電池の残寿命を求めることができる。
（４）前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、交換すべき電池モジュールを特定し、特定した電池モジュールを示す情報を出力するものであってもよい。
この場合、組電池の劣化度を低減することができる電池モジュールの交換を容易に行うことができる。
この場合、組電池の劣化度を低減することができる電池モジュールの交換を容易に行うことができる。
（５）また、前記処理部は、
前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、前記組電池の劣化度を低減し得る一又は複数の電池モジュールそれぞれの交換の仕方を特定し、前記一又は複数の電池モジュールの交換の仕方を示す情報を出力することが好ましい。
この場合、処理部が出力する交換の仕方を示す情報によって、組電池の劣化度の度合が効果的に低減されるような電池モジュールの交換を容易に行うことができる。
なお、一又は複数の電池モジュールそれぞれの交換には、新品の電池モジュールへの交換と、配列された複数の電池モジュール４を再配列するための電池モジュール４同士の交換を含む。
前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、前記組電池の劣化度を低減し得る一又は複数の電池モジュールそれぞれの交換の仕方を特定し、前記一又は複数の電池モジュールの交換の仕方を示す情報を出力することが好ましい。
この場合、処理部が出力する交換の仕方を示す情報によって、組電池の劣化度の度合が効果的に低減されるような電池モジュールの交換を容易に行うことができる。
なお、一又は複数の電池モジュールそれぞれの交換には、新品の電池モジュールへの交換と、配列された複数の電池モジュール４を再配列するための電池モジュール４同士の交換を含む。
（６）また、上記組電池システムにおいて、前記複数の電池モジュールは、それぞれ、溶着固定された導通部材によって互いに接続された複数の単電池によって構成されるとともに、前記複数の単電池を収納する筐体に設けられた当該電池モジュールの正極及び負極となる電極を備え、前記電極は、圧着によって他の電池モジュールの電極に接続されていてもよい。
この場合、互いに接続されている電池モジュール同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
この場合、互いに接続されている電池モジュール同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
（７）また、前記処理部は、
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備え、
前記特定した電池モジュールを示す情報、又は前記複数の電池モジュールそれぞれの交換の仕方を示す情報を、前記位置情報によって表すものであってもよい。
（８）さらにこの場合、前記複数の電池モジュールは、それぞれ、当該複数の電池モジュールを識別するための識別情報を出力する識別情報出力部を備え、
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えていてもよい。
この場合、受付部が、複数の電池モジュールの識別情報と、識別情報に対応する電池モジュールの位置情報とを対応付けて管理部に与えるので、識別情報により特定される電池モジュールが配列されている位置を容易に特定することができる。
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備え、
前記特定した電池モジュールを示す情報、又は前記複数の電池モジュールそれぞれの交換の仕方を示す情報を、前記位置情報によって表すものであってもよい。
（８）さらにこの場合、前記複数の電池モジュールは、それぞれ、当該複数の電池モジュールを識別するための識別情報を出力する識別情報出力部を備え、
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えていてもよい。
この場合、受付部が、複数の電池モジュールの識別情報と、識別情報に対応する電池モジュールの位置情報とを対応付けて管理部に与えるので、識別情報により特定される電池モジュールが配列されている位置を容易に特定することができる。
（９）また、本発明は、複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池を備えた組電池システムであって、
前記複数の電池モジュールは、それぞれ、導通部材を電極端子に溶着固定することによって互いに接続された複数の単電池によって構成されるとともに、前記複数の単電池を収納する筐体に設けられた当該電池モジュールの正極及び負極となる電極を備え、前記電極同士を圧着することで互いに接続されている。
上記構成によれば、互いに接続されている電池モジュール同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
前記複数の電池モジュールは、それぞれ、導通部材を電極端子に溶着固定することによって互いに接続された複数の単電池によって構成されるとともに、前記複数の単電池を収納する筐体に設けられた当該電池モジュールの正極及び負極となる電極を備え、前記電極同士を圧着することで互いに接続されている。
上記構成によれば、互いに接続されている電池モジュール同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
（１０）また、本発明は、ベース板に配列された複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池を備えた組電池システムであって、
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備えている。
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備えている。
（１１）上記組電池システムにおいて、前記複数の電池モジュールは、それぞれ、当該複数の電池モジュールを識別するための識別情報を出力する識別情報出力部を備え、
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、受付部が、複数の電池モジュールの識別情報と、識別情報に対応する電池モジュールの位置情報とを対応付けて管理部に与えるので、識別情報により特定される電池モジュールの配列されている位置を容易に特定することができる。
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、受付部が、複数の電池モジュールの識別情報と、識別情報に対応する電池モジュールの位置情報とを対応付けて管理部に与えるので、識別情報により特定される電池モジュールの配列されている位置を容易に特定することができる。
本発明によれば、使用可能な単電池を無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔システムの全体構成について〕
図１は、組電池システムの外観図である。図中、組電池システム１は、組電池２と、処理部３とを備えている。
〔システムの全体構成について〕
図１は、組電池システムの外観図である。図中、組電池システム１は、組電池２と、処理部３とを備えている。
組電池２は、複数の電池モジュール４と、複数の電池モジュール４を収納しているハウジング５とを備えている。なお、図１では、ハウジング５の一部を破断して示している。
各電池モジュール４は、ハウジング５内の所定位置に配列されている。なお、図例では、１６個の電池モジュールが縦横に並べられて格子状に配列されている。
各電池モジュール４は、後述するように、内部に１又は複数の二次電池からなる単電池を備えており、それぞれが所定の容量の蓄電池を構成している。各電池モジュール４は、接続部材２０及び接続バー９によって、互いに並列又は直列に接続されている。組電池２は、複数の電池モジュール４を互いに接続し組み合わせることによって蓄電池として構成されている。
直列に接続された複数の電池モジュール４それぞれの正極端同士（負極端同士）を接続している接続バー９の先端部９ａには、組電池２の電極端子（図示省略）が設けられている。
各電池モジュール４は、ハウジング５内の所定位置に配列されている。なお、図例では、１６個の電池モジュールが縦横に並べられて格子状に配列されている。
各電池モジュール４は、後述するように、内部に１又は複数の二次電池からなる単電池を備えており、それぞれが所定の容量の蓄電池を構成している。各電池モジュール４は、接続部材２０及び接続バー９によって、互いに並列又は直列に接続されている。組電池２は、複数の電池モジュール４を互いに接続し組み合わせることによって蓄電池として構成されている。
直列に接続された複数の電池モジュール４それぞれの正極端同士（負極端同士）を接続している接続バー９の先端部９ａには、組電池２の電極端子（図示省略）が設けられている。
ハウジング５は、複数の電池モジュール４を保持しているベース板６と、ベース板６上の複数の電池モジュール４を覆っているカバー７とを備えている。
ベース板６は、各電池モジュール４をハウジング５内の所定位置に着脱可能に保持している。また、ベース板６には、電池モジュール４に設けられているセンサ部（後に説明する）と、処理部３とが接続されている。
ベース板６は、前記センサ部からの出力を受け付けて処理部３に与えるための機能を有している。
ベース板６は、各電池モジュール４をハウジング５内の所定位置に着脱可能に保持している。また、ベース板６には、電池モジュール４に設けられているセンサ部（後に説明する）と、処理部３とが接続されている。
ベース板６は、前記センサ部からの出力を受け付けて処理部３に与えるための機能を有している。
カバー７は、ベース板６の上面側に設けられ、複数の電池モジュール４を覆うことで当該複数の電池モジュール４をハウジング５内に収納し、複数の電池モジュール４を外部環境から保護している。
処理部３は、組電池２から延びている通信ケーブル８により組電池２と接続されており、組電池２の現状の容量や、寿命予測といった劣化度を求める処理を行う。
処理部３は、プロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部と、入出力部とを備えたマイコンによって構成されている。前記記憶部には処理部３を動作させるためのオペレーティングシステムの他、後述する処理部３が有する機能を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。
処理部３は、プロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部と、入出力部とを備えたマイコンによって構成されている。前記記憶部には処理部３を動作させるためのオペレーティングシステムの他、後述する処理部３が有する機能を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。
〔電池モジュールについて〕
図２は、電池モジュール４の構成を示す図である。
図２に示すように、電池モジュール４は、複数の単電池１０（図例では４つ）と、複数の単電池１０を収納しているケース１１とを備えている。
各単電池１０は、例えば、リチウムイオン電池であり、銅板やアルミニウム合金板等によって形成された導通部材１２によって直列に接続されている。
導通部材１２は、一端が単電池１０の電極端子１０ａ（正極端子）に溶接固定されているとともに、他端が他の単電池の電極端子１０ａ（負極端子）に溶接固定されている。これによって、各単電池１０は、電極端子１０ａに溶接固定された導通部材１２によって直列接続されている。
図２は、電池モジュール４の構成を示す図である。
図２に示すように、電池モジュール４は、複数の単電池１０（図例では４つ）と、複数の単電池１０を収納しているケース１１とを備えている。
各単電池１０は、例えば、リチウムイオン電池であり、銅板やアルミニウム合金板等によって形成された導通部材１２によって直列に接続されている。
導通部材１２は、一端が単電池１０の電極端子１０ａ（正極端子）に溶接固定されているとともに、他端が他の単電池の電極端子１０ａ（負極端子）に溶接固定されている。これによって、各単電池１０は、電極端子１０ａに溶接固定された導通部材１２によって直列接続されている。
直列接続された複数の単電池１０群の正極端を構成する電極端子１０ｂには、電池モジュール４の正極となる第１電極タブ１３が溶接されている。
また、直列接続された複数の単電池１０群の負極端を構成する電極端子１０ｃには、電池モジュール４の負極となる第２電極タブ１４が溶接されている。
また、直列接続された複数の単電池１０群の負極端を構成する電極端子１０ｃには、電池モジュール４の負極となる第２電極タブ１４が溶接されている。
第１電極タブ１３及び第２電極タブ１４は、銅板やアルミニウム合金板等によって形成された板状の部材であり、ケース１１の内部から外部に向けて突出し、ケース１１の外部に露出するように設けられている。
また、第１電極タブ１３及び第２電極タブ１４の先端部には、後述する圧着用のボルトを挿通するための孔部１３ａ及び孔部１４ａが設けられている。
また、第１電極タブ１３及び第２電極タブ１４の先端部には、後述する圧着用のボルトを挿通するための孔部１３ａ及び孔部１４ａが設けられている。
各電池モジュール４の電極タブ１３，１４は、他の電池モジュール４の電極タブ１３，１４に接続されている。これによって、各電池モジュール４は互いに接続されている。
図３は、電池モジュール４同士の接続態様を示す図である。
図３に示すように、電池モジュール４の第１電極タブ１３は、接続部材２０を介して隣接する他の電池モジュール４の第２電極タブ１４に接続されている。
接続部材２０は、銅板やアルミニウム合金板等によって形成された板状の部材である。
接続部材２０の一端部２０ａには、第１電極タブ１３の先端部に取り付けられたボルト２１が挿通可能な孔部が形成されている。接続部材２０の一端部２０ａと、第１電極タブ１３とは、共にボルト２１が挿通された状態でナット２２が締め付けられることで共締めされ、互いに圧着されている。
図３は、電池モジュール４同士の接続態様を示す図である。
図３に示すように、電池モジュール４の第１電極タブ１３は、接続部材２０を介して隣接する他の電池モジュール４の第２電極タブ１４に接続されている。
接続部材２０は、銅板やアルミニウム合金板等によって形成された板状の部材である。
接続部材２０の一端部２０ａには、第１電極タブ１３の先端部に取り付けられたボルト２１が挿通可能な孔部が形成されている。接続部材２０の一端部２０ａと、第１電極タブ１３とは、共にボルト２１が挿通された状態でナット２２が締め付けられることで共締めされ、互いに圧着されている。
接続部材２０の他端部２０ｂも一端部２０ａと同様にボルト２１が挿通可能な孔部が形成されている。接続部材２０の他端部２０ｂと、第２電極タブ１４とは、共にボルト２１が挿通された状態でナット２２が締め付けられることで共締めされ、互いに圧着されている。
以上のようにして、電極タブ１３，１４は、当該電極タブ１３，１４に圧着された接続部材２０を介して他の電池モジュール４の電極タブ１３，１４に接続されている。
このように、各電池モジュール４は、電極タブ１３，１４に圧着されている接続部材２０によって接続されているので、互いに接続されている電池モジュール４同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
以上のようにして、電極タブ１３，１４は、当該電極タブ１３，１４に圧着された接続部材２０を介して他の電池モジュール４の電極タブ１３，１４に接続されている。
このように、各電池モジュール４は、電極タブ１３，１４に圧着されている接続部材２０によって接続されているので、互いに接続されている電池モジュール４同士を容易に切り離し、再配列して容易に再接続することができる。
なお、図２及び図３に示した電池モジュール４の電極タブ１３，１４は、共にケース１１の上面縁であって、同一の辺縁から突出させた場合を例示したが、例えば、図１中、接続バー９に接続された電池モジュール４のように、電極タブ１３，１４それぞれを異なる辺縁から突出させてもよいし、一方の辺縁に電極タブ１３を設け反対側の辺縁に電極タブ１４を設けてもよい。また、電極タブ１３，１４は、ケース１１の下側から突出させてもよいし、圧着可能であれば、ケース１１の外面に沿って設けてもよい。
図４（ａ）は、電池モジュール４がベース板６に取り付けられる前の状態を示した図である。
図４（ａ）に示すように、ベース板６には、電池モジュール４を保持するための保持凹部２５が形成されている。保持凹部２５は、ベース板６の上面６ａに対して矩形状に凹むように形成されている。保持凹部２５は、電池モジュール４が挿入可能な寸法とされており、当該保持凹部２５の内側に挿入される電池モジュール４を保持する。
また、保持凹部２５は、ハウジング５内で電池モジュール４の配列位置に従って設けられており、各電池モジュール４は、保持凹部２５に挿入保持されることでハウジング５内の所定の位置に位置決めされる。
図４（ａ）に示すように、ベース板６には、電池モジュール４を保持するための保持凹部２５が形成されている。保持凹部２５は、ベース板６の上面６ａに対して矩形状に凹むように形成されている。保持凹部２５は、電池モジュール４が挿入可能な寸法とされており、当該保持凹部２５の内側に挿入される電池モジュール４を保持する。
また、保持凹部２５は、ハウジング５内で電池モジュール４の配列位置に従って設けられており、各電池モジュール４は、保持凹部２５に挿入保持されることでハウジング５内の所定の位置に位置決めされる。
本実施形態では、上述のように、１６個の電池モジュールが縦横に並べられて格子状に配列されている。よって、保持凹部２５は、ベース板６の上面６ａに電池モジュール４の位置に対応して１６箇所形成されている。
電池モジュール４のケース１１には、第１コネクタ３０が設けられている。
第１コネクタ３０は、電池モジュール４のケース１１内に設けられた電池モジュール４の状態を測定するためのセンサ部（後に詳述する）に接続されており、センサ部からの信号を出力する。
第１コネクタ３０は、電池モジュール４のケース１１内に設けられた電池モジュール４の状態を測定するためのセンサ部（後に詳述する）に接続されており、センサ部からの信号を出力する。
また、ベース板６の上面６ａには、第１コネクタ３０に接続可能な第２コネクタ３１が各保持凹部２５に対応して設けられている。第２コネクタ３１は、上面６ａにおける各保持凹部２５の縁部２６に設けられており、電池モジュール４が保持凹部２５に挿入保持されたときに、第１コネクタ３０に接続される位置に設けられている。
第２コネクタ３１は、図示しない通信経路によって処理部３（図１）に接続されている。よって、前記センサ部からの信号は、第２コネクタ３１から前記通信経路を通じて処理部３に与えられる。
第２コネクタ３１は、図示しない通信経路によって処理部３（図１）に接続されている。よって、前記センサ部からの信号は、第２コネクタ３１から前記通信経路を通じて処理部３に与えられる。
図４（ｂ）は、電池モジュール４がベース板６に取り付けられ保持された状態を示した図である。
図４（ｂ）に示すように、電池モジュール４が保持凹部２５に挿入保持された状態で、第１コネクタ３０と第２コネクタ３１とは互いに接続されている。
このように、電池モジュール４を保持凹部２５に挿入保持すれば、第１コネクタ３０、及び第２コネクタ３１は、互いに接続される。
図４（ｂ）に示すように、電池モジュール４が保持凹部２５に挿入保持された状態で、第１コネクタ３０と第２コネクタ３１とは互いに接続されている。
このように、電池モジュール４を保持凹部２５に挿入保持すれば、第１コネクタ３０、及び第２コネクタ３１は、互いに接続される。
ベース板６上に配列される各電池モジュール４の第１コネクタ３０は、電池モジュール４が配列された保持凹部２５の縁部２６に設けられた第２コネクタ３１に接続される。
よって、各電池モジュール４が備えるセンサ部は、全て処理部３に接続される。
よって、各電池モジュール４が備えるセンサ部は、全て処理部３に接続される。
図５は、処理部３と、電池モジュール４のセンサ部との信号経路を示す図である。
図５に示すように、各電池モジュール４の第１コネクタ３０にはセンサ部４０が接続されている。
複数の電池モジュール４に対応する複数の第２コネクタ３１は、信号経路３３に順次接続されており、信号経路３３の端部に処理部３が接続されている。
また、各第２コネクタ３１それぞれの後段には、フリップフロップ３５が接続されている。
処理部３は、各フリップフロップ３５に対してクロック信号を与える。これによって、処理部３には、各センサ部４０が出力した信号が順次与えられる。
つまり、信号経路３３と、各フリップフロップ３５とは、シフトレジスタを構成している。
図５に示すように、各電池モジュール４の第１コネクタ３０にはセンサ部４０が接続されている。
複数の電池モジュール４に対応する複数の第２コネクタ３１は、信号経路３３に順次接続されており、信号経路３３の端部に処理部３が接続されている。
また、各第２コネクタ３１それぞれの後段には、フリップフロップ３５が接続されている。
処理部３は、各フリップフロップ３５に対してクロック信号を与える。これによって、処理部３には、各センサ部４０が出力した信号が順次与えられる。
つまり、信号経路３３と、各フリップフロップ３５とは、シフトレジスタを構成している。
また、処理部３に与えられる信号は、シフトレジスタを構成している信号経路３３及び各フリップフロップ３５から与えられるため、処理部３に最も近い位置に接続されているセンサ部４０から順番に信号が与えられる。
よって、各第２コネクタ３１の接続順と、そのベース板６上の位置との関係を対応付けておくことで、処理部３は、信号が与えられるときの順番によって、その信号を出力したセンサ部４０のベース板６上の位置を特定することができる。
よって、各第２コネクタ３１の接続順と、そのベース板６上の位置との関係を対応付けておくことで、処理部３は、信号が与えられるときの順番によって、その信号を出力したセンサ部４０のベース板６上の位置を特定することができる。
図６は、電池モジュール４及びセンサ部４０の回路図である。
図６に示すように、電池モジュール４は、複数の単電池１０（図例では４つ）が直列に接続されている。直列接続された複数の単電池１０の正極端には、第１電極タブ１３が設けられている。また、直列接続された複数の単電池１０の負極端には、第２電極タブ１４が設けられている。
図６に示すように、電池モジュール４は、複数の単電池１０（図例では４つ）が直列に接続されている。直列接続された複数の単電池１０の正極端には、第１電極タブ１３が設けられている。また、直列接続された複数の単電池１０の負極端には、第２電極タブ１４が設けられている。
センサ部４０は、電池モジュール４が放電する直流電力の電流値を測定するための電流センサ４１と、電池モジュール４の端子間電圧を測定するための電圧センサ４２と、電池モジュール４の内部温度を測定するための温度センサ４３と、電池モジュール４の状態測定に関する処理を行う制御部４４と、各種情報を記憶するための記憶部４５とを備えている。
電流センサ４１は、電池モジュール４が充放電する際の直流電力の電流値を測定し、測定結果を示す信号を制御部４４に与える。
電圧センサ４２は、電池モジュール４が充放電する際の直流電力の電圧値を測定し、測定結果を示す信号を制御部４４に与える。
温度センサ４３は、現状の電池モジュール４内部の温度を測定し、測定結果を示す信号を制御部４４に与える。
つまり、センサ部４０は、電池モジュール４の充放電電力を測定するとともに、電池モジュール４の内部温度を測定する機能を有している。
電圧センサ４２は、電池モジュール４が充放電する際の直流電力の電圧値を測定し、測定結果を示す信号を制御部４４に与える。
温度センサ４３は、現状の電池モジュール４内部の温度を測定し、測定結果を示す信号を制御部４４に与える。
つまり、センサ部４０は、電池モジュール４の充放電電力を測定するとともに、電池モジュール４の内部温度を測定する機能を有している。
制御部４４は、各センサ４１，４２，４３から与えられる信号に基づいて、電池モジュール４の蓄電残量を示す値である蓄電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を推定する。また、制御部４４は、各センサ４１，４２，４３から与えられる信号に基づいて各センサ４１，４２，４３による測定値を示す情報を生成する。さらに、制御部４４は、推定したＳＯＣを示す情報と、各センサ４１，４２，４３による測定値を示す情報とを含んだ測定信号を生成し、第１コネクタ３０及び第２コネクタ３１を介して処理部３に向けて出力する。
記憶部４５には、各電池モジュール４それぞれに与えられた固有のＩＤ情報（識別情報）が記憶されている。
制御部４４は、生成した測定信号にＩＤ情報を付加し、ＩＤ情報を付加した測定信号を処理部３に向けて出力する。
制御部４４は、生成した測定信号にＩＤ情報を付加し、ＩＤ情報を付加した測定信号を処理部３に向けて出力する。
よって、処理部３は、センサ部４０から与えられた測定信号に付加されているＩＤ情報を参照することで、与えられた測定信号がいずれの電池モジュール４の測定結果を示すものであるかを把握することができる。
〔処理部について〕
図７は、処理部３の機能的構成をを示すブロック図である。
図７に示すように、処理部３は、管理部５０と、容量演算部５１と、交換モジュール特定部５２と、出力部５３と、残寿命推定部５４と、配列特定部５５と、データベースＤＢとを機能的に有している。
図７は、処理部３の機能的構成をを示すブロック図である。
図７に示すように、処理部３は、管理部５０と、容量演算部５１と、交換モジュール特定部５２と、出力部５３と、残寿命推定部５４と、配列特定部５５と、データベースＤＢとを機能的に有している。
管理部５０は、各電池モジュール４が配列されているベース板６上の位置を特定するための位置情報を取得する機能を有している。
図８は、ベース板６上の位置に対して割り当てられている位置情報の一例を示す図である。
図８に示すように、１６個の電池モジュール４を配列するためのベース板６上の各位置それぞれに対して、固有の位置情報として「１」から「１６」までの位置番号が割り当てられている。
管理部５０は、予め、各位置番号と、ベース板６上の各位置との対応関係を記憶している。よって、管理部５０は、位置番号を取得することによって、電池モジュール４の配列位置を特定することができる。
図８に示すように、１６個の電池モジュール４を配列するためのベース板６上の各位置それぞれに対して、固有の位置情報として「１」から「１６」までの位置番号が割り当てられている。
管理部５０は、予め、各位置番号と、ベース板６上の各位置との対応関係を記憶している。よって、管理部５０は、位置番号を取得することによって、電池モジュール４の配列位置を特定することができる。
管理部５０は、各電池モジュール４のセンサ部４０に接続されており、各センサ部４０からの測定信号が与えられる。
ここで、ベース板６上の各位置に対応して設けられている第２コネクタ３１は、位置番号の順番に従って信号経路３３（図５）に接続されている。
つまり、位置番号「１」の位置に設けられている第２コネクタ３１は、信号経路３３において最も処理部３に近い位置に接続され、以降、順番に位置番号「２」の位置の第２コネクタ３１、位置番号「３」の位置の第２コネクタ３１、・・・と接続され、位置番号「１６」の位置の第２コネクタ３１が信号経路３３において最も処理部３に遠い位置に接続されている。
ここで、ベース板６上の各位置に対応して設けられている第２コネクタ３１は、位置番号の順番に従って信号経路３３（図５）に接続されている。
つまり、位置番号「１」の位置に設けられている第２コネクタ３１は、信号経路３３において最も処理部３に近い位置に接続され、以降、順番に位置番号「２」の位置の第２コネクタ３１、位置番号「３」の位置の第２コネクタ３１、・・・と接続され、位置番号「１６」の位置の第２コネクタ３１が信号経路３３において最も処理部３に遠い位置に接続されている。
上述したように、処理部３に与えられる信号は、シフトレジスタを構成している信号経路３３及び各フリップフロップ３５から与えられるため、処理部３に最も近い位置に接続されているセンサ部４０から順番に信号が与えられる。
よって、フリップフロップ３５にクロック信号を与えることで管理部５０に順次与えられる複数の測定信号の内、１番目に与えられる測定信号は、位置番号「１」の位置の第２コネクタ３１に接続されたセンサ部４０が出力する測定信号であり、２番目に与えられる測定信号は、位置番号「２」の位置に設けられている第２コネクタ３１に接続されたセンサ部４０が出力する測定信号である。以降、管理部５０に順次与えられる複数の測定信号は、各センサ部４０が接続されている第２コネクタ３１の位置番号の順番に従って管理部５０に与えられる。
よって、管理部５０は、測定信号が与えられるときの順番によって、その測定信号を出力したセンサ部４０の位置番号を取得することができる。
また、上述したように測定信号には、各電池モジュール４のＩＤ情報が付加されている。よって、管理部５０は、測定信号を受け付けると、その測定信号が与えられるときの順番からその測定信号を出力したセンサ部４０の位置番号を取得し、そのセンサ部４０が設けられている電池モジュール４の配列位置を特定することができる。
また、管理部５０は、当該測定信号に付加されているＩＤ情報から、当該測定信号を送信したセンサ部４０の電池モジュール４を特定することができる。
また、上述したように測定信号には、各電池モジュール４のＩＤ情報が付加されている。よって、管理部５０は、測定信号を受け付けると、その測定信号が与えられるときの順番からその測定信号を出力したセンサ部４０の位置番号を取得し、そのセンサ部４０が設けられている電池モジュール４の配列位置を特定することができる。
また、管理部５０は、当該測定信号に付加されているＩＤ情報から、当該測定信号を送信したセンサ部４０の電池モジュール４を特定することができる。
以上のように、管理部５０に測定信号が与えられると、管理部５０には、電池モジュール４のＩＤ情報と、当該ＩＤ情報に対応する電池モジュール４の位置情報とが対応付けて与えられる。
これにより、管理部５０は、ＩＤ情報によって特定される電池モジュール４の配列されている位置を容易に特定することができる。
これにより、管理部５０は、ＩＤ情報によって特定される電池モジュール４の配列されている位置を容易に特定することができる。
つまり、シフトレジスタを構成している信号経路３３及び各フリップフロップ３５、並びに信号経路３３に接続されている各第２コネクタ３１は、センサ部４０が出力するＩＤ情報を受け付け、ＩＤ情報と、当該ＩＤ情報に対応する電池モジュール４の位置情報とを対応付けて管理部５０に与える受付部を構成している。
仮に、管理部５０に与えられる測定信号に付加されているＩＤ情報が、１番目に与えられる測定信号から順番に、ＩＤ＝「１」、ＩＤ＝「２」、ＩＤ＝「３」・・・ＩＤ＝「１６」と設定されているとすると、管理部５０は、図８に示すように、各電池モジュール４のＩＤ情報と、位置番号とを対応付け、データベースＤＢに登録する。
データベースＤＢは、各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けて、各種情報を経時的に登録することができるように構成されている。
このように、受付部を構成する各部が各電池モジュール４のＩＤ情報と、ＩＤ情報に対応する電池モジュール４の位置情報である位置番号とを対応付けて管理部５０に与えるので、各電池モジュール４が配列されている位置を容易に特定することができる。
図７に戻って、管理部５０は、さらに、各センサ部４０からの測定信号から各電池モジュール４の測定値（ＳＯＣ、電流値、電圧値、及び温度）を表す測定情報を取得し、測定情報を各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けてデータベースＤＢに登録する。
処理部３は、データベースＤＢに登録されている各種情報に基づいて、各電池モジュール４及び組電池２の劣化度を評価する処理（劣化度評価処理）を行う。
図９は、処理部３が行う劣化度評価処理の手順を示すフローチャートである。
図９及び図７も参照して、管理部５０が測定情報を取得し（ステップＳ１）、位置番号及び測定情報を各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けてデータベースＤＢに登録すると、処理部３は、容量演算部５１に各電池モジュール４の現状の容量を演算させる（ステップＳ２）。
図９は、処理部３が行う劣化度評価処理の手順を示すフローチャートである。
図９及び図７も参照して、管理部５０が測定情報を取得し（ステップＳ１）、位置番号及び測定情報を各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けてデータベースＤＢに登録すると、処理部３は、容量演算部５１に各電池モジュール４の現状の容量を演算させる（ステップＳ２）。
容量演算部５１は、測定情報に基づいて各電池モジュール４の現状の容量を求める機能を有している。
容量演算部５１は、下記式（１）に基づいて各電池モジュール４の現状の容量を求める。
容量演算部５１は、下記式（１）に基づいて各電池モジュール４の現状の容量を求める。
なお、式（１）中、Ｃは、容量、ｉは、電流を示している。また、時間ｔ１は、ある時間を示しており、時間ｔ２は、時間ｔ１から所定期間だけ経過した時間を示しており、ＳＯＣ１は、時間ｔ１におけるＳＯＣ、ＳＯＣ２は、時間ｔ２におけるＳＯＣを示している。
上記式（１）は、一定期間における電流の積算値をＳＯＣの変化で除算することで容量を求めている。
容量演算部５１は、最新の測定情報に含まれる測定値が測定されたときを時間ｔ２とし、時間ｔ２よりも所定期間過去のときである時間ｔ１として、時間ｔ１から時間ｔ２までの間の測定値（ＳＯＣ、電流値）を用いて各電池モジュール４の現状の容量Ｃを求める。
上記式（１）は、一定期間における電流の積算値をＳＯＣの変化で除算することで容量を求めている。
容量演算部５１は、最新の測定情報に含まれる測定値が測定されたときを時間ｔ２とし、時間ｔ２よりも所定期間過去のときである時間ｔ１として、時間ｔ１から時間ｔ２までの間の測定値（ＳＯＣ、電流値）を用いて各電池モジュール４の現状の容量Ｃを求める。
なお、データベースＤＢには、各電池モジュール４の過去の測定情報がＩＤ情報に対応付けて経時的に登録されている。よって、各機能部は必要な情報をデータベースＤＢから取得ことができる。
容量演算部５１は、データベースＤＢに登録されている最新の測定情報、及び過去の測定情報を用いることで各電池モジュール４の現状の容量Ｃを求める。
容量演算部５１は、データベースＤＢに登録されている最新の測定情報、及び過去の測定情報を用いることで各電池モジュール４の現状の容量Ｃを求める。
各電池モジュール４の現状の容量Ｃを求めると、容量演算部５１は、求めた各電池モジュール４の現状の容量Ｃを、各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けてデータベースＤＢに登録する。
容量演算部５１が、現状の容量Ｃを各電池モジュール４のＩＤ情報に対応付けてデータベースＤＢに登録すると、処理部３は、交換モジュール特定部５２に各電池モジュール４の現状の容量Ｃに関する判定を実行させる（ステップＳ３）。
交換モジュール特定部５２は、各電池モジュール４の内、現状の容量Ｃが予め設定された容量の閾値ＣＴｈよりも小さい電池モジュール４が含まれていないか否かを判定する（ステップＳ３）。
現状の容量Ｃが予め設定された容量の閾値ＣＴｈよりも小さい電池モジュール４が含まれている場合、交換モジュール特定部５２は、ステップＳ４に進み、現状の容量Ｃが閾値ＣＴｈよりも小さい電池モジュール４を特定し、特定した電池モジュール４が交換すべき電池モジュール４であることを示す情報をデータベースＤＢに登録する（ステップＳ４）。このように、交換モジュール特定部５２は、電池モジュール４の劣化度を示す現状の容量Ｃに基づいて、交換すべき電池モジュール４を特定する機能を有している。
なお、閾値ＣＴｈは、本実施形態の電池モジュール４が実用上使用できず寿命に到達していると判断することができる容量に設定されている。よって、交換モジュール特定部５２は、現状寿命に到達しているために新品と交換すべき電池モジュールを特定する。
交換モジュール特定部５２が交換すべき電池モジュール４であることを示す情報をデータベースＤＢに登録すると、処理部３は、出力部５３に、データベースＤＢに登録されている情報を当該組電池システム１の使用者に対して出力させ（ステップＳ５）、処理を終える。
出力部５３は、データベースＤＢに登録されている情報を前記使用者に対して出力する機能を有している。
出力部５３は、データベースＤＢに登録されている電池モジュール４の現状の容量Ｃ、位置番号に加え、電池モジュール４が交換すべき電池モジュール４であることを示す情報を電池モジュール４のＩＤ情報ごとに出力する。
また、組電池２全体の残寿命は、各電池モジュール４の残寿命の内、最も少ない残寿命に依存する。このため、処理部３は、交換すべき電池モジュール４の存在によって、組電池２全体が寿命に達していることを当該組電池２の劣化度を示す情報として出力する。
これによって、出力部５３は、新品と交換すべき電池モジュール４のＩＤ情報及び位置番号といった情報や、組電池２の劣化度を示す情報を前記使用者に提供することができる。
出力部５３は、データベースＤＢに登録されている電池モジュール４の現状の容量Ｃ、位置番号に加え、電池モジュール４が交換すべき電池モジュール４であることを示す情報を電池モジュール４のＩＤ情報ごとに出力する。
また、組電池２全体の残寿命は、各電池モジュール４の残寿命の内、最も少ない残寿命に依存する。このため、処理部３は、交換すべき電池モジュール４の存在によって、組電池２全体が寿命に達していることを当該組電池２の劣化度を示す情報として出力する。
これによって、出力部５３は、新品と交換すべき電池モジュール４のＩＤ情報及び位置番号といった情報や、組電池２の劣化度を示す情報を前記使用者に提供することができる。
出力部５３は、新品と交換すべき電池モジュール４のＩＤ情報及び位置番号を、前記使用者に対して「新品と交換しなければならない電池モジュール」として表示し、前記使用者に対して、新品と交換すべき電池モジュール４を新品に交換することを促すことができる。
つまり、処理部３の交換モジュール特定部５２は、組電池２の劣化度を低減し得る一又は複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方（新品への交換）を特定し、処理部３の出力部５３は、一又は複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方を示す情報を出力する。
つまり、処理部３の交換モジュール特定部５２は、組電池２の劣化度を低減し得る一又は複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方（新品への交換）を特定し、処理部３の出力部５３は、一又は複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方を示す情報を出力する。
なお、出力部５３は、ディスプレイや印刷等による表示や、スピーカ等から発せられる音等によって、前記使用者に対して上述の情報を提供することができる。
ステップＳ３において、現状の容量Ｃが予め設定された容量の閾値ＣＴｈよりも小さい電池モジュール４が含まれていないと判定する場合、処理部３は、残寿命推定部５４に各電池モジュール４の残寿命の推定値を求めさせる（ステップＳ６）。
残寿命推定部５４は、各電池モジュール４の測定情報に基づいて、各電池モジュール４の残寿命の推定値を求める機能を有している。
残寿命推定部５４は、予め実験的に得た電池モジュール４の容量と、使用時間との関係に基づいて最小二乗法によって求めた容量の劣化を示す劣化予測式を記憶しており、この劣化予測式に基づいて、電池モジュール４の残寿命を求める。
残寿命推定部５４は、予め実験的に得た電池モジュール４の容量と、使用時間との関係に基づいて最小二乗法によって求めた容量の劣化を示す劣化予測式を記憶しており、この劣化予測式に基づいて、電池モジュール４の残寿命を求める。
図１０は、残寿命推定部５４が行う残寿命推定値の求め方を説明するためのグラフである。
図１０中、劣化予測曲線として表現される劣化予測式は、以下のようにして求めた。
すなわち、予め、電池モジュール４の容量Ｃと、使用時間ｔとの関係を実際の電池モジュール４を使用して実験的に測定し、その測定値を用いて、最小二乗法によって近似式を求め、電池モジュール４の容量Ｃを使用時間ｔで表した近似式を劣化予測式とした。劣化予測式は、下記式（２）のように表すことができる。
Ｃ ＝ ｆ（ｔ） ・・・（２）
図１０中、劣化予測曲線として表現される劣化予測式は、以下のようにして求めた。
すなわち、予め、電池モジュール４の容量Ｃと、使用時間ｔとの関係を実際の電池モジュール４を使用して実験的に測定し、その測定値を用いて、最小二乗法によって近似式を求め、電池モジュール４の容量Ｃを使用時間ｔで表した近似式を劣化予測式とした。劣化予測式は、下記式（２）のように表すことができる。
Ｃ ＝ ｆ（ｔ） ・・・（２）
なお、式（２）中、Ｃは電池モジュール４の容量、ｔは使用時間である。
ここで、電池の容量劣化は、使用温度に依存しているため、使用温度についても考慮が必要である。そこで、実際の電池モジュール４を使用した実験であって式（２）を求めるための実験について、所定の複数の使用温度それぞれの場合について行い、各温度における劣化予測式を求めた。
ここで、電池の容量劣化は、使用温度に依存しているため、使用温度についても考慮が必要である。そこで、実際の電池モジュール４を使用した実験であって式（２）を求めるための実験について、所定の複数の使用温度それぞれの場合について行い、各温度における劣化予測式を求めた。
さらに、電池の内部反応は化学反応であるため、電池の容量劣化はアレニウスの法則に従うと仮定し、電池モジュール４の容量Ｃと、使用温度との関係をアレニウスの式によって近似化し、下記式（３）に示すように、使用温度も考慮した劣化予測式を求めた。
Ｃ ＝ ｆ（ｔ，Ｔｅｍｐ） ・・・（３）
Ｃ ＝ ｆ（ｔ，Ｔｅｍｐ） ・・・（３）
なお、式（３）中、Ｔｅｍｐは、使用温度である。式（３）は、電池モジュール４の容量Ｃを、使用時間ｔと、使用温度Ｔｅｍｐとの関数ｆによって表している。
残寿命推定部５４は、上記式（３）を記憶しており、測定情報に含まれる現状の容量Ｃ、及び電池モジュール４の内部温度を式（３）に代入する。
これにより、残寿命推定部５４は、図１０中、予測曲線における現状の使用時間ｔａを求めることができる。
また、残寿命推定部５４は、上述の容量の閾値ＣＴｈ、及び電池モジュール４の内部温度を式（３）に代入する。
これにより、残寿命推定部５４は、図１０中、予測曲線における閾値ＣＴｈとなることによって寿命に達すると推定されるときの寿命時間ｔｆを求めることができる。
残寿命推定部５４は、この寿命時間ｔｆと、現状の使用時間ｔａとの差を残寿命推定値ｔｒとして求める。
これにより、残寿命推定部５４は、図１０中、予測曲線における現状の使用時間ｔａを求めることができる。
また、残寿命推定部５４は、上述の容量の閾値ＣＴｈ、及び電池モジュール４の内部温度を式（３）に代入する。
これにより、残寿命推定部５４は、図１０中、予測曲線における閾値ＣＴｈとなることによって寿命に達すると推定されるときの寿命時間ｔｆを求めることができる。
残寿命推定部５４は、この寿命時間ｔｆと、現状の使用時間ｔａとの差を残寿命推定値ｔｒとして求める。
残寿命推定部５４は、データベースＤＢに登録されている各電池モジュール４の測定情報それぞれに基づいて残寿命推定値ｔｒを求める。
次いで、残寿命推定部５４は、求めた各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒの内、最大残寿命推定値ｔｒｍａｘと、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎとの差である最大残寿命差Δｔｒを求める。
図９に戻って、残寿命推定部５４は、この最大残寿命差Δｔｒが予め設定された所定の閾値ｔＴｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ７）。
次いで、残寿命推定部５４は、求めた各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒの内、最大残寿命推定値ｔｒｍａｘと、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎとの差である最大残寿命差Δｔｒを求める。
図９に戻って、残寿命推定部５４は、この最大残寿命差Δｔｒが予め設定された所定の閾値ｔＴｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ７）。
最大残寿命差Δｔｒが閾値ｔＴｈより小さくない（閾値ｔＴｈ以上である）場合、残寿命推定部５４は、各電池モジュール４の間で残寿命推定値ｔｒの乖離が大きいと判断し、処理部３は、配列特定部５５に各電池モジュール４の新たな配列位置を求めさせる（ステップＳ８）。
組電池２全体の残寿命は、各電池モジュール４の残寿命の内、最も少ない残寿命に依存する。このため、処理部３は、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎをできるだけ大きくし得る新たな配列位置を配列特定部５５に求めさせる。
組電池２全体の残寿命は、各電池モジュール４の残寿命の内、最も少ない残寿命に依存する。このため、処理部３は、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎをできるだけ大きくし得る新たな配列位置を配列特定部５５に求めさせる。
配列特定部５５は、原則として、最大残寿命推定値ｔｒｍａｘである電池モジュール４の位置と、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎである電池モジュール４の位置との間にある電池モジュール４の順番を並べ換えることで、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎをできるだけ大きくし、組電池２全体の劣化度を低減し得る新たな配列位置を求める。
図１１は、配列特定部５５が求めた新たな配列位置の一例を示す図である。
図１１は、配列特定部５５が、図８に示す配列位置に対して、新たな配列位置を求めた場合を示している。
図１１は、配列特定部５５が、図８に示す配列位置に対して、新たな配列位置を求めた場合を示している。
電池は、使用温度が高くなれば容量の劣化が早く、寿命短縮の要因となる。
ここで、電池モジュール４の周囲が電池モジュール４で囲まれていれば、囲まれていない電池モジュール４と比較して、その内部温度は相対的に高くなる。
図８の配列の場合、ベース板６の四隅である位置番号「１」「４」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４の内部温度が相対的に低くなり、ベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４の内部温度が相対的に高くなる。
このため、ベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４は、他の電池モジュール４よりも電池寿命が短くなる傾向がある。
ここで、電池モジュール４の周囲が電池モジュール４で囲まれていれば、囲まれていない電池モジュール４と比較して、その内部温度は相対的に高くなる。
図８の配列の場合、ベース板６の四隅である位置番号「１」「４」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４の内部温度が相対的に低くなり、ベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４の内部温度が相対的に高くなる。
このため、ベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４は、他の電池モジュール４よりも電池寿命が短くなる傾向がある。
そこで、図１０では、ベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４が最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎであり、ベース板６の四隅である位置番号「１」「４」「１３」「１６」に配列される電池モジュール４が最大残寿命推定値ｔｒｍａｘである場合に、配列特定部５５が求める新たな配置を示している。
図１１では、図８において位置番号「１」に配列されていたＩＤ＝「１」の電池モジュール４と、図８において位置番号「６」に配列されていたＩＤ＝「６」の電池モジュール４とを交換している。同様に、図８において位置番号「４」に配列されていたＩＤ＝「４」の電池モジュール４と、図８において位置番号「７」に配列されていたＩＤ＝「７」の電池モジュール４とを交換し、図８において位置番号「１０」に配列されていたＩＤ＝「１０」の電池モジュール４と、図８において位置番号「１３」に配列されていたＩＤ＝「１３」の電池モジュール４とを交換し、図８において位置番号「１１」に配列されていたＩＤ＝「１１」の電池モジュール４と、図８において位置番号「１６」に配列されていたＩＤ＝「１６」の電池モジュール４とを交換している。
なお、他の電池モジュール４については、配列に変更はなく、記載を省略している。
なお、他の電池モジュール４については、配列に変更はなく、記載を省略している。
このように、図１１では、図８においてベース板６の中心部である位置番号「６」「７」「１３」「１６」に配列されていた電池モジュール４と、図８においてベース板６の四隅である位置番号「１」「４」「１３」「１６」に配列されていた電池モジュール４とを入れ換えた配列位置を示している。
新たな配列位置を求めると、配列特定部５５は、新たな配列位置を示す情報を残寿命推定部５４に与える。
図９を参照して、新たな配列位置を示す情報が残寿命推定部５４に与えられると、処理部３は、再度ステップＳ６に戻り、残寿命推定部５４に各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒを求めさせる（ステップＳ６）。
残寿命推定部５４は、新たな配列位置とされた場合における、各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒを求める。
図９を参照して、新たな配列位置を示す情報が残寿命推定部５４に与えられると、処理部３は、再度ステップＳ６に戻り、残寿命推定部５４に各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒを求めさせる（ステップＳ６）。
残寿命推定部５４は、新たな配列位置とされた場合における、各電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒを求める。
なお、ここで、新たな配列位置に基づいて残寿命推定値ｔｒを求める場合、容量については、その電池モジュール４の現状の容量を用いるが、内部温度（使用温度Ｔｅｍｐ）については、配列位置を変更する前に配列されていた電池モジュール４の測定情報に含まれている内部温度を用いる。
上述したように、電池モジュール４の内部温度は、電池モジュール４の配列位置に依存している。このため、内部温度については、電池モジュール４を交換したとしても、その配列位置で測定された値を用いる。
上述したように、電池モジュール４の内部温度は、電池モジュール４の配列位置に依存している。このため、内部温度については、電池モジュール４を交換したとしても、その配列位置で測定された値を用いる。
例えば、図１１中、位置番号「６」に配列位置が変更されたＩＤ＝「１」の電池モジュール４については、残寿命推定値ｔｒを求めるために、ＩＤ＝「１」の電池モジュール４の現状の容量と、ＩＤ＝「６」の電池モジュール４の測定情報に含まれるＩＤ＝「６」の電池モジュール４の内部温度とを用いる。
これによって、残寿命推定部５４は、ＩＤ＝「６」の電池モジュール４を位置番号「６」に配置したときの残寿命推定値ｔｒを求めることができる。
これによって、残寿命推定部５４は、ＩＤ＝「６」の電池モジュール４を位置番号「６」に配置したときの残寿命推定値ｔｒを求めることができる。
残寿命推定部５４は、他の電池モジュール４の残寿命推定値ｔｒについても上記と同様の手法によって求め、新たな配列位置としたときの最大残寿命推定値ｔｒｍａｘと、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎとの最大残寿命差Δｔｒを求める。
次いで、残寿命推定部５４は、この最大残寿命差Δｔｒが所定の閾値ｔＴｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ７）。
次いで、残寿命推定部５４は、この最大残寿命差Δｔｒが所定の閾値ｔＴｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ７）。
残寿命推定部５４により最大残寿命差Δｔｒが閾値ｔＴｈより小さいと判定されると、処理部３は、ステップＳ９に進む。つまり、処理部３は、最大残寿命差Δｔｒが閾値ｔＴｈより小さいと判定されるまで、ステップＳ６からステップＳ８を繰り返し実行する。
これによって、処理部３は、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎをできるだけ大きくし、組電池２全体の劣化度を低減し得る新たな配列位置を求めることができる。
これによって、処理部３は、最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎをできるだけ大きくし、組電池２全体の劣化度を低減し得る新たな配列位置を求めることができる。
なお、ステップＳ７において、新たな配列位置としたときの最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎが、現状の配列位置での最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎよりも大きくなっていることをステップＳ９に進む条件としてさらに加えてもよい。
ステップＳ９において、処理部３は、現状の配列位置での最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎを現状の組電池２の残寿命として出力部５３に出力させる。また、処理部３は、新たな配列位置を求めた場合、最後に求めた、新たな配列位置としたときの最小残寿命推定値ｔｒｍｉｎを、各電池モジュール４を新たな配列位置に配列し直したときの組電池２の推定残寿命として出力部５３に出力させる。
さらに、処理部３は、最後に求めた、新たな配列位置を示す情報を出力させる。
加えて、処理部３は、データベースＤＢに登録されている各電池モジュール４の現状の容量Ｃ及び位置番号を電池モジュール４のＩＤ情報ごとに出力させてもよい。
さらに、処理部３は、最後に求めた、新たな配列位置を示す情報を出力させる。
加えて、処理部３は、データベースＤＢに登録されている各電池モジュール４の現状の容量Ｃ及び位置番号を電池モジュール４のＩＤ情報ごとに出力させてもよい。
処理部３は、上述の現状の組電池２の残寿命や、新たな配列位置に配列し直したときの組電池２の推定残寿命、新たな配列位置を示す情報を出力させると、処理を終える。
このように、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての最小残寿命推定値ｔｒに基づいて新たな配列位置を求め、複数の電池モジュール４同士で交換すべき電池モジュールを特定し、特定した電池モジュール４を示す情報を出力する。
このように、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての最小残寿命推定値ｔｒに基づいて新たな配列位置を求め、複数の電池モジュール４同士で交換すべき電池モジュールを特定し、特定した電池モジュール４を示す情報を出力する。
つまり、処理部３は、組電池２の劣化度を低減し得る複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方（配列された複数の電池モジュール４を再配列するための電池モジュール４同士の交換）を特定し、複数の電池モジュール４それぞれの交換の仕方を示す情報を出力する。
本実施形態では、処理部３が現状の配列位置での組電池２の残寿命と、新たな配列位置に配列し直したときの組電池２の推定残寿命とを出力するので、新たな配列位置を採用することで、どの程度劣化度合の軽減がなされるのかを使用者に対して提示することができる。
〔効果について〕
本実施形態の組電池システム１は、ベース板６に配列された複数の電池モジュール４を互いに接続して構成されている組電池２と、複数の電池モジュール４それぞれの充放電電力を測定するセンサ部４０と、センサ部４０の測定結果を表す測定情報（ＳＯＣ、電流値、電圧値）に基づいて複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての容量Ｃを求める処理部３と、を備え、複数の電池モジュール４は、それぞれベース板６上の所定の位置に着脱可能に配列され、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度に基づいて、組電池２の劣化度を求め、組電池２の劣化度を示す情報を出力する。
本実施形態の組電池システム１は、ベース板６に配列された複数の電池モジュール４を互いに接続して構成されている組電池２と、複数の電池モジュール４それぞれの充放電電力を測定するセンサ部４０と、センサ部４０の測定結果を表す測定情報（ＳＯＣ、電流値、電圧値）に基づいて複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての容量Ｃを求める処理部３と、を備え、複数の電池モジュール４は、それぞれベース板６上の所定の位置に着脱可能に配列され、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度に基づいて、組電池２の劣化度を求め、組電池２の劣化度を示す情報を出力する。
上記のように構成された組電池システム１によれば、複数の電池モジュール４が着脱可能に配列されているので、当該組電池システム１を使用する使用者は、電池モジュール４を交換し再配列することができる。
よって、電池モジュール４それぞれの劣化度を示す情報である、現状の容量Ｃや残寿命推定値を出力することによって、新たな電池モジュール４への交換や複数の電池モジュール４同士を交換することによる再配列等を前記使用者に対して促すことができる。このように、本発明によれば、使用可能な電池モジュール４を無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる。
よって、電池モジュール４それぞれの劣化度を示す情報である、現状の容量Ｃや残寿命推定値を出力することによって、新たな電池モジュール４への交換や複数の電池モジュール４同士を交換することによる再配列等を前記使用者に対して促すことができる。このように、本発明によれば、使用可能な電池モジュール４を無駄なく利用し、長期に亘って安定した電池性能を維持するための情報を提供することができる。
また、上記実施形態では、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの残寿命推定値ｔｒを劣化度として求め、さらに残寿命推定値ｔｒに基づいて組電池２の残寿命を劣化度として求めるので、複数の電池モジュール４及び組電池２の将来の劣化傾向を把握することができる。
また、センサ部４０は、複数の電池モジュール４それぞれの内部温度を測定可能であり、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの充放電電力の測定結果（ＳＯＣ、電流値、電圧値）及び内部温度に基づいて複数の電池モジュール４それぞれの残寿命推定値ｔｒを求める。
ここで、各電池モジュール４及び組電池２の残寿命推定値、つまり、将来の劣化度を示す将来の容量Ｃは、温度に依存する傾向がある。よってこの場合、処理部３は、充放電電力の測定結果に加えて内部温度を考慮することで、各電池モジュール４及び組電池２の残寿命推定値をより高い精度で求めることができる。
ここで、各電池モジュール４及び組電池２の残寿命推定値、つまり、将来の劣化度を示す将来の容量Ｃは、温度に依存する傾向がある。よってこの場合、処理部３は、充放電電力の測定結果に加えて内部温度を考慮することで、各電池モジュール４及び組電池２の残寿命推定値をより高い精度で求めることができる。
また、処理部３は、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての現状の容量Ｃに基づいて、寿命に到達しているために新品と交換すべき電池モジュールを特定するとともに（ステップＳ３）、複数の電池モジュール４それぞれの劣化度としての最小残寿命推定値ｔｒに基づいて新たな配列位置を求め、複数の電池モジュール４同士で交換すべき電池モジュールを特定する（ステップＳ６−Ｓ８）。さらに処理部３は、特定した電池モジュール４を示す情報を出力する（ステップＳ５、Ｓ９）。これにより、組電池の劣化度を低減することができる電池モジュールの交換を容易に行うことができる。
〔その他〕
本発明は、上記各実施形態に限定されない。例えば、上記各実施形態では、単電池としてリチウムイオン電池を用いた場合を示したが、他の種類の単電池を用いて電池モジュールを構成してもよい。
また、上記実施形態では、センサ部４０の制御部４４が電池モジュール４のＳＯＣを求めるように構成した場合を例示したが、センサ部４０が、各センサ４１，４２，４３が測定した電流値、電圧値、及び温度に関する情報を処理部３に与え、処理部３でＳＯＣを求めるように構成してもよい。
本発明は、上記各実施形態に限定されない。例えば、上記各実施形態では、単電池としてリチウムイオン電池を用いた場合を示したが、他の種類の単電池を用いて電池モジュールを構成してもよい。
また、上記実施形態では、センサ部４０の制御部４４が電池モジュール４のＳＯＣを求めるように構成した場合を例示したが、センサ部４０が、各センサ４１，４２，４３が測定した電流値、電圧値、及び温度に関する情報を処理部３に与え、処理部３でＳＯＣを求めるように構成してもよい。
１ 組電池システム
２ 組電池
３ 処理部
４ 電池モジュール
５ ハウジング
６ ベース板
６ａ 上面
７ カバー
８ 通信ケーブル
１０ 単電池
１０ａ 電極端子
１０ｂ 電極端子
１０ｃ 電極端子
１１ ケース
１２ 導通部材
１３ 第１電極タブ
１３ａ 孔部
１４ 第２電極タブ
１４ａ 孔部
２０ 接続部材
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２１ ボルト
２２ ナット
２５ 保持凹部
２６ 縁部
３０ 第１コネクタ
３１ 第２コネクタ
３３ 信号経路
３５ フリップフロップ
４０ センサ部
４１ 電流センサ
４２ 電圧センサ
４３ 温度センサ
４４ 制御部
４５ 記憶部
５０ 管理部
５１ 容量演算部
５２ 交換モジュール特定部
５３ 出力部
５４ 残寿命推定部
５５ 配列特定部
ＤＢ データベース
２ 組電池
３ 処理部
４ 電池モジュール
５ ハウジング
６ ベース板
６ａ 上面
７ カバー
８ 通信ケーブル
１０ 単電池
１０ａ 電極端子
１０ｂ 電極端子
１０ｃ 電極端子
１１ ケース
１２ 導通部材
１３ 第１電極タブ
１３ａ 孔部
１４ 第２電極タブ
１４ａ 孔部
２０ 接続部材
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２１ ボルト
２２ ナット
２５ 保持凹部
２６ 縁部
３０ 第１コネクタ
３１ 第２コネクタ
３３ 信号経路
３５ フリップフロップ
４０ センサ部
４１ 電流センサ
４２ 電圧センサ
４３ 温度センサ
４４ 制御部
４５ 記憶部
５０ 管理部
５１ 容量演算部
５２ 交換モジュール特定部
５３ 出力部
５４ 残寿命推定部
５５ 配列特定部
ＤＢ データベース
Claims (11)
- ベース板に配列された複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池と、
前記複数の電池モジュールそれぞれの充放電電力を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度を求める処理部と、を備え、
前記複数の電池モジュールは、それぞれ前記ベース板における所定の位置に着脱可能に配列され、
前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、前記組電池の劣化度を求め、前記組電池の劣化度を示す情報を出力する
組電池システム。 - 前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの残寿命を劣化度として求めることで、前記組電池の残寿命を劣化度として求める請求項１に記載の組電池システム。
- 前記測定部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの温度を測定可能であり、
前記処理部は、前記複数の電池モジュールそれぞれの充放電電力の測定結果及び温度に基づいて前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度を求める請求項１又は２に記載の組電池システム。 - 前記処理部は、
前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、交換すべき電池モジュールを特定し、
特定した電池モジュールを示す情報を出力する請求項２又は３に記載の組電池システム。 - 前記処理部は、
前記複数の電池モジュールそれぞれの劣化度に基づいて、前記組電池の劣化度を低減し得る一又は複数の電池モジュールの交換の仕方を特定し、
前記一又は複数の電池モジュールの交換の仕方を示す情報を出力する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の組電池システム。 - 前記複数の電池モジュールは、それぞれ、溶着固定された導通部材によって互いに接続された複数の単電池によって構成されるとともに、前記複数の単電池を収納する筐体に設けられた当該電池モジュールの正極及び負極となる電極を備え、
前記電極は、圧着によって他の電池モジュールの電極に接続されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の組電池システム。 - 前記処理部は、
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備え、
前記特定した電池モジュールを示す情報、又は前記複数の電池モジュールそれぞれの交換の仕方を示す情報を、前記位置情報によって表す請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の組電池システム。 - 前記複数の電池モジュールは、それぞれ、当該複数の電池モジュールを識別するための識別情報を出力する識別情報出力部を備え、
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えている請求項７に記載の組電池システム。 - 複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池を備えた組電池システムであって、
前記複数の電池モジュールは、それぞれ、導通部材を電極端子に溶着固定することによって互いに接続された複数の単電池によって構成されるとともに、前記複数の単電池を収納する筐体に設けられた当該電池モジュールの正極及び負極となる電極を備え、前記電極同士を圧着することで互いに接続されている
組電池システム。 - ベース板に配列された複数の電池モジュールを互いに接続して構成されている組電池を備えた組電池システムであって、
前記複数の電池モジュールが配列されている前記ベース板における位置を特定するための位置情報を取得する管理部を備えている
組電池システム。 - 前記複数の電池モジュールは、それぞれ、当該複数の電池モジュールを識別するための識別情報を出力する識別情報出力部を備え、
前記識別情報出力部が出力する前記識別情報を受け付け、前記識別情報と、当該識別情報に対応する電池モジュールの前記位置情報とを対応付けて前記管理部に与える受付部をさらに備えている請求項１０に記載の組電池システム。
Priority Applications (1)
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2015
- 2015-02-24 JP JP2015033935A patent/JP2016158368A/ja not_active Withdrawn
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