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公開番号2025095944
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212346
出願日2023-12-15
発明の名称電池加圧機構の制御方法および制御装置並びに車両
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/48 20060101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】車両側からの要求出力が大きい場合であっても、加圧機構のサイズを大型化させずに、電池に適正圧を印加できる電池加圧機構の制御方法および制御装置を提供する。
【解決手段】加圧機構30は、電池モジュール10に対して伸縮方向Mに対向配置される一対の加圧板31,32と、一対の加圧板31,32同士の間に介装されて電池モジュール10に加圧力を付与する弾圧部材50と、一対の加圧板31,32相互の対向距離を拡縮可能な直動機構40と、直動機構40を駆動する駆動機構60と、を備える。制御装置80は、一対の加圧板31,32相互の対向距離を測定する測定部81と、駆動機構60を制御する制御部82と、を備え、制御部82は、対向距離の情報と弾圧部材50のたわみ量のたわみ余裕代の情報との関係に基づいて駆動機構60を制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構を制御する方法であって、
前記加圧機構は、
前記全固体電池に対して前記伸縮方向に対向配置される一対の加圧板と、
前記一対の加圧板同士の間に介装されて前記全固体電池に加圧力を付与する弾圧部材と、
前記一対の加圧板相互の対向距離を拡縮可能な直動機構と、
前記直動機構を駆動する駆動機構と、を備えるものであり、
前記加圧機構の制御に際し、前記一対の加圧板相互の対向距離を測定し、その測定された対向距離と前記弾圧部材のたわみ量のたわみ余裕代との関係に基づいて、前記駆動機構を制御する、ことを特徴とする電池加圧機構の制御方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構に用いられる制御装置であって、
前記加圧機構は、
前記全固体電池に対して前記伸縮方向に対向配置される一対の加圧板と、
前記一対の加圧板同士の間に介装されて前記全固体電池に加圧力を付与する弾圧部材と、
前記一対の加圧板相互の対向距離を拡縮可能な直動機構と、
前記直動機構を駆動する駆動機構と、を備えるものであり、
前記制御装置は、
前記対向距離を測定する測定部と、
前記駆動機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記対向距離の情報と前記弾圧部材のたわみ量のたわみ余裕代の情報との関係に基づいて、前記駆動機構を制御する、ことを特徴とする電池加圧機構用制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記測定部により測定された前記対向距離の情報に基づいて、出力要求に応じた出力持続可能電力に対して放電可能な最大出力として第一最大出力を決定するとともに、
前記対向距離の現在の情報と前記たわみ余裕代の情報とに基づいて、
前記たわみ余裕代に余裕が有ると判断したときは、前記第一最大出力よりも高い第二最大出力に放電可能な最高出力を設定し、
前記たわみ余裕代に余裕が無いと判断したときは、前記第一最大出力よりも低い第二最大出力に放電可能な最高出力を設定する、
請求項２に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、予めマップ化されたテーブルを参照し、前記弾圧部材のたわみ余裕代Ｘａ（ｍｍ）毎に、以下の（式１）によって前記第二最大出力を決定する、請求項３に記載の電池加圧機構用制御装置。
Ｘａ＝ｔ×（ａ－ｂ）・・・・・（式１）
但し、ａ：前記全固体電池を構成する電池セルの厚みの変化速度（ｍｍ／ｓ）
ｂ：前記駆動機構が追従可能な最大速度（ｍｍ／ｓ）
ｔ：前記最大出力を出力可能な継続時間（ｓ）
【請求項５】
前記制御部は、前記弾圧部材のたわみ余裕代Ｘａが、前記弾圧部材の現在のたわみ量Ｘに対して余裕を有するときは、前記第一最大出力よりも大きな第二最大出力に前記最大出力を更新する請求項４に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記弾圧部材のたわみ余裕代Ｘａが、前記弾圧部材の現在のたわみ量Ｘに対して余裕が無いときは、前記第一最大出力よりも小さな第二最大出力に前記最大出力を更新する請求項４に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項７】
前記全固体電池は、車両に搭載されるものであり、
前記車両は、車両全体を制御する車両コントローラを有し、
前記制御部は、前記車両コントローラに前記第二最大出力の情報をフィードバックする、請求項３に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項８】
前記駆動機構が追従可能な最大応答速度は、少なくとも前記車両コントローラ側からの急速充電要求を満足できる追従速度を有し、且つ、前記車両コントローラ側からの最大出力要求以下の追従速度を有する請求項７に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項９】
前記車両は、車両の運転者が視認可能なメータを有するものであり、
前記メータは、前記車両コントローラの要求に応じて、前記第二最大出力の値及びその持続可能時間、または、前記第二最大出力の値を表示可能に構成されている請求項７に記載の電池加圧機構用制御装置。
【請求項１０】
全固体電池を搭載する車両であって、
前記全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構と、該加圧機構を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置として、請求項２～９のいずれか一項に記載の電池加圧機構用制御装置を有することを特徴とする車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム析出型の全固体電池を能動的に加圧する電池加圧機構の制御技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の全固体電池は、充放電に応じて電池セルの厚みが変化する。そのため、安定した電池性能を発揮させるために、全固体電池を能動的に加圧する電池加圧機構が必要である。
ここで、特許文献１では、電池セルの状態に応じて電池加圧機構を調整することで、電池セルに適正圧を印加するための基本的な構造、及び、高エネルギ密度を実現する機構の小型化について説明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１９０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この種の全固体電池を車両に搭載する場合、車両側からの要求出力が大きければ、それに伴う電池セルの厚みの変化速度も増加する。そのため、電池加圧機構の動作速度をより上げる必要があり、電池加圧機構が大型化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、全固体電池を車両に搭載する場合、車両側からの要求出力が大きいときであっても、電池加圧機構のサイズを可及的に大型化させずに、全固体電池に適正圧を印加できる電池加圧機構の制御方法および制御装置並びに車両を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電池加圧機構の制御方法は、全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構を制御する方法であって、前記加圧機構は、前記全固体電池に対して前記伸縮方向に対向配置される一対の加圧板と、前記一対の加圧板同士の間に介装されて前記全固体電池に加圧力を付与する弾圧部材と、前記一対の加圧板相互の対向距離を拡縮可能な直動機構と、前記直動機構を駆動する駆動機構と、を備えるものであり、前記加圧機構の制御に際し、前記一対の加圧板相互の対向距離を測定し、その測定された対向距離と前記弾圧部材のたわみ量のたわみ余裕代との関係に基づいて、前記駆動機構を制御する。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電池加圧機構用制御装置は、全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構に用いられる制御装置であって、前記加圧機構は、前記全固体電池に対して前記伸縮方向に対向配置される一対の加圧板と、前記一対の加圧板同士の間に介装されて前記全固体電池に加圧力を付与する弾圧部材と、前記一対の加圧板相互の対向距離を拡縮可能な直動機構と、前記直動機構を駆動する駆動機構と、を備えるものであり、前記制御装置は、前記対向距離を測定する測定部と、前記駆動機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記対向距離の情報と前記弾圧部材のたわみ量のたわみ余裕代の情報との関係に基づいて、前記駆動機構を制御する。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両は、全固体電池を搭載する車両であって、前記全固体電池をその伸縮方向に加圧する加圧機構と、該加圧機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置として、本発明の一態様に係る電池加圧機構用制御装置を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、要求出力が大きい場合であっても、電池加圧機構のサイズを可及的に大型化させずに、全固体電池に適正圧を印加できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一態様に係る加圧機構を備える電池パックの第一実施形態の模式的説明図である。
図１の加圧機構を示す説明図である。
図１の加圧機構が備える弾圧部材の説明図であり、同図（ａ）は図２の模式的平面図、（ｂ）は弾圧部材による面圧分布均一機能のイメージを示す図である。
図１の加圧機構により電池モジュール（全固体電池）に対する面圧が所望の範囲に制御されるイメージを示すグラフである。
図１の加圧機構を制御する制御装置の制御部が実行する最大可能出力設定処理のフローチャートである。
制御部が実行する最大可能出力設定処理で参照されるマップ化されたテーブルの一例を示す図である。
制御部が実行する最大可能出力設定処理で参照されるマップ化されたテーブルの一例を示す図であり、同図（ａ）は、たわみ余裕代に余裕がある例を示し、（ｂ）は、たわみ余裕代に余裕がない例を示している。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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