CN102668227A - 电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池系统，包括：具备设置有当电池的内部的压力上升时排出内部的气体的开放部的多个电池，和设置有开口部、将从所述多个开放部排出的气体引导至所述开口部的排气部的电池模块；设置在所述开口部附近所述被引导的气体通过的位置，当达到预先设定的基准温度以上时，从预先设定为开状态和闭状态之中的任意其中之一的第一状态变为所述开状态和闭状态之中的另一状态的第二状态的非恢复型开关元件；以及当所述开关元件为所述第二状态时，判定为所述电池模块有异常的高温异常判定部。

Description

电池系统
技术领域
本发明涉及对来自电池的气体释放进行检测的电池系统。
背景技术
从以往就普遍使用串联或并联连接多个单位电池(cell)而得到所需电压和容量的电池组件。另外，近年来从削减化石燃料的使用量和CO2的排放量的观点出发，作为电动汽车或混合动力汽车等的电动机驱动用电源，对电池组件的期待越来越高。
这种电动车辆用电池组件与一般家庭用等相比要求较大的电压和容量。因此，以通过串联连接多个专用的大容量单位电池来构成电池组件为主流。但是，最近也开始采用通过串联或并联连接多个也用于家庭的通用电池并使其模块化，从而应对多种多样的用途的技术。
这种模块化技术具有向汽车的有限的空间搭载时其自由度提高的优点，由于使用通用的电池，因此也能够根据量产效果而大幅降低成本。而且，由于并联连接使用比较多的电池，因此即使其中的若干个电池万一发生异常也能够暂时继续供应电力。因此，能够避免系统瘫痪。
但是，如果即使若干个电池发生异常时也要继续电力供应，则不仅要确保各个电池的安全性，而且还要确保作为其集合体的电池模块整体的安全性。即，例如因内部短路导致过大的电流流过电池时，会引起异常发热，并且内压上升导致高温气体喷出，而且其恶劣影响扩散至周围并连锁地招致电池的劣化。
另外，提出了以下方法：在预计车辆碰撞等情况时通过提前自动启动空调或打开窗，从而连通车室与车辆外并将烟排出到车室外，以便即使在对电池组件施加冲击而从内部的锂离子电池产生的烟(气体)进入车室内的情况下，也能够将该烟排出到车辆外(例如，参照专利文献1)。
另外，提出了通过设置在气体排气路径内部的气体传感器和气体温度传感器来监视从电池排出气体时的状态的方法(例如，参照专利文献2)。
专利文献1中记载的以往技术通过设置于车辆的碰撞检测传感器或雷达装置来预测车辆的碰撞，进行空调的启动或窗的打开。因此，实际上未碰撞，未对车辆施加冲击时，有时也会进行空调的启动和窗的打开。这种动作有时会成为违背用户的意思的动作，有时会给用户带来不适感。另外，即使未对电池组件施加冲击力时，根据锂离子电池的状态也有可能产生烟，但是，专利文献1的以往技术存在当因冲击以外的原因产生烟时无法检测电池的异常的问题。
另外，专利文献2中记载的以往技术在锂离子电池中产生气体时，能够通过气体传感器和气体温度传感器来检测气体的产生，例如使设置于车辆的仪表板的警告灯点亮等对驾驶车辆的用户通知异常的发生。但是，从电池产生气体的情况在多数情况下仅仅持续比较短的时间，如数秒左右的时间。因此，即使从电池产生气体，由于警告灯仅仅点亮数秒左右的短时间，因此用户有可能看漏警告灯的点亮。另外，在车辆不行驶时，特别是在车辆的电源断开时，如果电池发生异常并产生气体，则由于检测气体的控制电路本身停止而无法检测气体的发生。之后，当车辆的电源接通时，由于从电池产生气体的情况停止，因此存在最终也无法检测电池的异常的问题。
专利文献1：日本专利公开公报特开2007-099075号
专利文献2：国际公开第2009/150965号
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池系统，能够提高检测从电池释放的气体的可靠性。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的电池系统所使用的电池的结构的剖视图。
图2是示意性地表示本发明的一实施方式的电池系统的结构的立体图。
图3是示意性地表示本发明的一实施方式的电池系统的结构的俯视图。
图4是表示本发明的一实施方式的排气路径的排气口的温度变化的说明图。
图5是表示本发明的一实施方式的高温异常检测部和高温异常判定部的结构的电路图。
图6是表示本发明的一实施方式的电池系统的高温异常判定处理的流程图。
图7是表示本发明的一实施方式的高温异常检测部和高温异常判定部的另一结构的电路图。
图8是表示图7所示的高温异常检测部的变形例的电路图。
图9是表示图5所示的高温异常检测部的变形例的电路图。
图10是具体表示图2所示的电池模块的机械结构的一例的立体图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在各图中标注相同符号的结构表示相同的结构，并省略其说明。
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的电池系统200所使用的单位电池100的结构的剖视图。此外，电池系统200所使用的电池也可以为即使是单体也能够作为笔记本型个人计算机等便携式电子设备的电源而使用的电池(以下，将电池系统200所使用的电池称为“单位电池”)。在这种情况下，由于能够将高性能的通用电池用作电池系统200的单位电池，因此能够更容易地实现电池系统200的高性能化、低成本化。
作为电池系统200所使用的单位电池100，例如可以采用图1所示的圆筒形的非水电解质二次电池即锂离子二次电池。该单位电池100作为锂离子二次电池具有通常的结构。此外，单位电池100并不限定于锂离子二次电池，还可以使用各种二次电池、或者一次电池。单位电池100具备因发生内部短路等造成电池内的压力上升时，将气体释放到电池外的安全机构。下面，参照图1对单位电池100的具体结构进行说明。
如图1所示，在正极1与负极2之间设置有隔膜3的电极群4在被卷绕的状态下与非水电解液一起收容在电池壳体7中。在电极群4的上下设置有绝缘板9、10。正极1经由正极导线5与过滤器12接合，负极2经由负极导线6与兼作负极端子的电池壳体7的底部接合。
过滤器12与内盖13连接，内盖13的突起部与金属制的阀板14接合。而且，阀板14与兼作正极端子的端子板8连接。并且，端子板8、阀板14、内盖13以及过滤器12在通过包围它们周围的垫圈11构成为一体的状态下，密封电池壳体7的开口部。
当单位电池100发生内部短路等而单位电池100内的压力上升时，阀板14向端子板8膨胀。当阀板14膨胀而致使内盖13与阀板14的接合脱离时，从正极1至端子板8的电流路径被切断。如果单位电池100内的压力进一步上升，则阀板14破裂。据此，在单位电池100内产生的气体经由过滤器12的贯穿孔12a、内盖13的贯穿孔13a、阀板14的裂缝以及端子板8的开放部8a而向外部排出。据此，气体被排出到单位电池100的端子板8侧。
此外，将单位电池100内产生的气体排出到外部的安全机构并不限定于图1所示的结构，还可以为其他结构。
图2是概念性地表示本实施方式的电池系统200的结构的立体图。另外，图3是概念性地表示本实施方式的电池系统200的结构的俯视图。在图2中，纸面左方向与X方向对应，纸面右斜上方向与Y方向对应。在图3中，纸面左方向与X方向对应，纸面上方向与Y方向对应。
如图2、图3所示，电池系统200例如包括：高温异常检测部130、高温异常判定部140以及在Y方向上排列设置的四组电池模块110。而且，在电池系统200的外部连接有控制部电源PS、充放电许可判定部150以及充放电部160。
控制部电源PS是输出用于使高温异常检测部130和高温异常判定部140动作的电压Vps的电源电路。控制部电源PS例如经由电源开关SW1与高温异常检测部130连接。
充放电部160包括对电池系统200进行充电的充电电路和使电池系统200放电并向负荷供应的放电电路。充放电部160经由保护用开关SW2与多个电池模块110连接。
充放电许可判定部150是控制充放电部160的动作的控制电路。充放电许可判定部150通过向充放电部160输出控制信号，从而既可以使充放电部160进行或停止充放电，也可以通过断开(开)保护用开关SW2，来使充放电部160禁止充放电。
电池模块110包括电池组件101以及排气路径120(通路空间)。电池组件101包括在X方向上排列的五个单位电池100。五个单位电池100并联连接。
高温异常判定部140例如包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、非易失性ROM(Read Only Memory，只读存储器)、易失性的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、模拟数字转换器以及它们的周边电路等而构成。
在单位电池100的端子板8侧、也就是开放部8a侧设置有沿X方向延伸的排气路径120。而且，如图2所示，在各排气路径120的排气口分别设置有高温异常检测部130，高温异常检测部130与高温异常判定部140连接。各排气路径120的排气口例如被汇集于未图示的一个排气路径而排出到车外。各排气路径120例如还可以由管状部件构成。另外，还可以由构成电池模块110的各部件间的间隙来形成各排气路径120。
高温异常检测部130对应各电池模块110而设置有四个。高温异常检测部130包括温度保险丝131和电阻132。温度保险丝131在基准温度即100℃熔断。高温异常检测部130形成在印刷电路板133上。高温异常检测部130经由连接器134与具备高温异常判定部140的印刷电路板135上的连接器136连接。另外，当单位电池100排出因内部短路等而产生的气体时，设置有高温异常检测部130的排气路径120的排气口附近的温度在数秒间上升至数百℃的温度。因此，温度保险丝131因气体的温度而熔断。下面，将单位电池100产生气体的异常称为高温气体异常。
温度保险丝131是一旦熔断而成为开状态后，不会再次成为闭状态的非恢复型开关元件。在温度保险丝131的情况下，闭状态相当于第一状态，开状态相当于第二状态。
对排气路径120的排气口的温度变化进行详细说明。图4是表示本实施方式的排气口的温度变化的图。如图4所示，排气路径120的排气口的温度在单位电池100未发生高温气体异常的状态、即时间为0秒时与室温几乎相同。之后，当单位电池100因内部短路等而排出气体时，以大约2秒温度就最高上升至800℃，之后再以1秒温度就下降至200℃以下。也就是说，由于温度保险丝131在数百度的温度下被维持约3至4秒钟，因而会熔断。
对高温异常检测部130(温度保险丝131、电阻132)与高温异常判定部140的连接进行说明。图5是表示本实施方式的高温异常检测部130和高温异常判定部140的结构的一例的图。图5示出了与五个电池模块110对应设置五个高温异常检测部130的例子。如图5所示，设置在各排气路径120上的各高温异常检测部130由温度保险丝131和电阻132串联连接而构成。而且，各高温异常检测部130彼此并联连接，构成并联电路137。
并联电路137的一端经由电阻138与控制部电源PS连接，并联电路137的另一端接地。而且，电阻138和并联电路137的连接点与高温异常判定部140连接。由此，控制部电源PS的输出电压Vps通过电阻138和并联电路137被分压，高温异常判定部140检测该被分压的电压Vin。
当并联电路137的电阻值增大时电压Vin上升，当并联电路137的电阻值减小时电压Vin下降。因此，电压Vin表示并联电路137的电阻值。
当所有的单位电池100正常，不存在熔断的温度保险丝131时，所有(五个)的高温异常检测部130的电阻132处为并联连接的状态。例如，将处于此种状态时得到的电压Vin的值预先设定为判定值Vth，存储在例如ROM中。即，判定值Vth表示所有的电池模块110正常时的并联电路137的电阻值。
另一方面，从某个电池模块110中的某个单位电池100排出气体而使温度保险丝131熔断时，也就是并联连接的电阻132的个数变为四个以下时，电压Vin超过判定值Vth(Vin＞Vth)。
对此，当电压Vin为判定值Vth以下时，高温异常判定部140判定为所有的电池模块110中未发生高温气体异常。另一方面，当电压Vin超过判定值Vth时，高温异常判定部140判定某个电池模块110中发生了高温气体异常。
图6是表示本实施方式的电池系统的高温异常判定动作的一例的流程图。
首先，电池系统200启动。例如，当电池系统200被搭载于电动车辆时，该电动车辆启动时电池系统200启动(步骤S610)。接着，高温异常判定部140判定输入电压Vin是否大于判定值Vth(步骤S620)。
在步骤S620，当输入电压Vin大于判定值Vth时，高温异常判定部140判断在步骤S610启动电池系统200前发生了单位电池100的高温气体异常并产生了高温气体(步骤S630)。而且，高温异常判定部140向充放电许可判定部150发送表示高温气体异常发生的信息。由此，充放电许可判定部150禁止充放电部160对电池系统200的充放电(步骤S631)。
如上所述，由于温度保险丝131是非恢复型开关元件，因此，无论有无电动车辆等的系统的动作或控制部电源PS的电源供应，一旦发生高温气体异常致使温度保险丝131熔断，温度保险丝131一直保持断开(开)状态。其结果，即使例如在电动车辆等的系统停止(电源断开)的期间在电池系统200发生高温气体异常时，也能够在电动车辆等的系统启动后检测系统停止过程中发生的高温气体异常。因此，能够提高检测从电池释放的气体的可靠性。
在步骤S620，当输入电压Vin为判定值Vth以下时，高温异常判定部140判断单位电池100不存在高温气体异常等(步骤S640)。而且，高温异常判定部140向充放电许可判定部150发送表示不存在高温气体异常的信息。由此，充放电许可判定部150许可充放电部160对电池系统200的充放电(步骤S641)。
而且，在电池系统200的运转过程中，高温异常判定部140始终判定输入电压Vin是否大于判定值Vth(步骤S650)。
在步骤S650，当输入电压Vin大于判定值Vth时，高温异常判定部140判断在电池系统200的运转过程中单位电池100发生异常并产生了高温气体(步骤S660)。而且，从高温异常判定部140得到表示发生高温气体异常的信息的充放电许可判定部150禁止或者仅一定时间许可充放电部160对电池系统200的充放电(步骤S661)。
根据上述结构，在气体的排气路径的排气口设置了高温异常检测部130的温度保险丝131，通过温度保险丝131的熔断来改变高温异常检测部130的电阻132的连接数，从而能够判断锂离子电池发生异常，或者进一步判断启动前锂离子电池发生了异常。
此外，在本实施例中，作为非恢复型开关元件示出了采用温度保险丝的例子，但开关元件并不限于温度保险丝。开关元件只要是在一定以上的温度动作的非恢复型开关元件即可，例如还可以是采用双金属的非恢复型开关。
采用双金属的非恢复型开关元件可以使用在达到基准温度以上如100℃以上时，从接通(闭)状态变化为断开(开)状态的双金属开关、以及只要双金属开关的接点一旦断开，就将接点的状态保持断开的锁止机构而构成。在这种情况下，闭状态相当于第一状态，开状态相当于第二状态。
另外，作为非恢复型开关元件，还可以使用当达到基准温度以上时，从断开(开)状态变化为接通(闭)状态的开关元件来代替温度保险丝131。这种开关元件例如使用当达到基准温度以上时，从断开(开)状态变化为接通(闭)状态的双金属开关、以及只要双金属开关的接点一旦接通，就将接点的状态保持接通的锁止机构而构成。在这种情况下，开状态相当于第一状态，闭状态相当于第二状态。
作为非恢复型开关元件，使用当达到基准温度以上时从断开(开)状态变化为接通(闭)状态的开关元件时，接通的开关元件的个数越增加，即发生高温气体异常的电池模块110的个数越增加，并联电路137或串联电路139的电阻值越减小。
因此，当使用这种开关元件时，将图6所示的步骤S620和步骤S650设为“Vin＜Vth”即可。
此外，在本实施方式中，示出了与各电池模块110相对应的四个(或五个)高温异常检测部130的电阻132的电阻值相等的例子。但是，也可以将各电阻132的电阻值设为互不相同的值。例如，与五个电池模块110相对应而并联连接五个高温异常检测部130时，也可以将各高温异常检测部130的电阻132的电阻值例如设为1kΩ(ohm)、2kΩ(ohm)、4kΩ(ohm)、8kΩ(ohm)、16kΩ(ohm)。
具体而言，例如设A为大于0的常数、B为1以外的大于0的公比、n为正整数时，可将第n项为以下述式(1)表示的等比数列的各项值设定为各电阻132的电阻值。
A×Bn             ……(1)
此外，也可以用下述式(2)来代替式(1)。
A×B(n-1)         ……(2)
而且，对各电池模块110赋予识别编号，将与识别编号n的电池模块110相对应的电阻132的电阻值设定为以上述式(1)赋予的值。由此，根据哪个电池模块110发生高温气体异常，从并联电路137切断的电阻132的电阻值不同。其结果，根据发生高温气体异常的电池模块110不同，并联电路137的电阻值成为不同的值。因此，对应于发生高温气体异常的电池模块110，电压Vin成为不同的电压值。
因此，例如也可以将各电池模块110发生高温气体异常时的并联电路137的电阻值与各电池模块110的识别编号相对应的LUT(Lookup Table，查询表)预先存储在ROM中。并且，高温异常判定部140根据LUT，将与检测出的电压Vin相对应的识别编号的电池模块110确定为发生了高温气体异常的电池模块110。
此外，在本实施方式中，示出了各高温异常检测部130由温度保险丝131与电阻132串联连接而构成，且各高温异常检测部130彼此并联连接的例子。但是，例如图7所示，也可以将各高温异常检测部130构成为温度保险丝131与电阻132的并联电路。而且，也可以串联连接多个高温异常检测部130而构成串联电路139。
在这种情况下，在高温异常检测部130中，与电阻值高的电阻132相比，电阻值低的温度保险丝131中流过更多的电流。未熔断的温度保险丝131的电阻值几乎为0Ω(ohm)。因此，未发生单位电池100的高温气体异常时的串联电路139的合成电阻几乎为0kΩ(ohm)。
而且，当发生高温气体异常时温度保险丝131熔断，其结果，串联电路139的合成电阻增大。此外，也可以将串联电路139的各电阻132的电阻值设为不同的值。例如，与五个电池模块110相对应而串联连接五个高温异常检测部130时，也可以将各高温异常检测部130的电阻132的电阻值例如设为1kΩ(ohm)、2kΩ(ohm)、4kΩ(ohm)、8kΩ(ohm)、16kΩ(ohm)。
具体而言，例如将由上述式(1)或式(2)表示的等比数列的各项值设定为串联电路139的各电阻132的电阻值。
此外，也可以代替图7所示的串联电路139而采用图8所示的串联电路139a。串联电路139a由多个(五个)温度保险丝131串联连接而构成。在这种情况下，各高温异常检测部130仅由温度保险丝131构成。
图8所示的串联电路139a的电阻值在正常时几乎为0Ω(ohm)。其结果，电压Vin几乎为0V而成为低电平。因此，Vin＜Vth(在步骤S620和S650为“否”)，能够判断为无高温气体异常。
另一方面，只要有一个温度保险丝131熔断，即多个电池模块110之中只要有一个处于高温气体异常时，串联电路139a的电阻值几乎无限大。其结果，电压Vin几乎与电压Vps相等而成为高电平。因此，Vin＞Vth(在步骤S620和S650为“是”)，能够判断为发生了高温气体异常。
如上所述，根据图8所示的串联电路139a，能够以比图7所示的串联电路139更简单的结构，判定有无发生高温气体异常。
另外，也可以代替图5所示的并联电路137，而采用图9所示的并联电路137a。并联电路137a并联连接多个(五个)开关元件131a而构成。在这种情况下，各高温异常检测部130a仅由开关元件131a构成。开关元件131a是当达到基准温度以上时从断开状态(开)状态变化为接通(闭)状态的开关元件。
而且，将图6所示的步骤S620和步骤S650设为“Vin＜Vth”。
图9所示的并联电路137a的电阻值在正常时几乎为无限大。其结果，电压Vin几乎与电压Vps相等而成为高电平。因此，Vin＞Vth(在步骤S620和S650为“否”)，能够判断为无高温气体异常。
另一方面，只要有一个开关元件131a接通时，即多个电池模块110之中只要有一个处于高温气体异常时，串联电路139a(应为“并联电路137a”)的电阻值几乎为0Ω(ohm)。其结果，电压Vin几乎为0V而成为低电平。因此，Vin＜Vth(在步骤S620和S650为“是”)，能够判断为发生了高温气体异常。
如上所述，根据图9所示的并联电路137a，能够以比图5所示的并联电路137更简单的结构，判定有无发生高温气体异常。
此外，示出了对于各块设置温度异常检测部的例子，但也可以将温度异常检测部设置在将多个块的排气口汇集于一个路径的部位。在这种情况下，由于排气路径变长而导致高温气体易于冷却，因此优选设置在温度保险丝熔断的最佳的部位。
图10是具体表示图2所示的电池模块110的机械结构的一例的立体图。图10所示的电池模块110包括第一块111以及第二块112。
第一块111例如由五个单位电池100被收容在大致长方体的箱状的筐体113中而构成。第二块112例如由五个单位电池100被收容在大致长方体的箱状的筐体114中而构成。而且，以第一块111的侧壁面113a与第二块112的侧壁面114a隔着指定的间隔相向的方式，相向设置第一块111与第二块112。
电池模块110供使用时的姿势被规定为基准姿势。作为基准姿势，规定第一块111的上壁面113b和第二块112的上壁面114b向上，第一块111的下壁面113c和第二块112的下壁面114c向下的姿势。
而且，以在上壁面113b与上壁面114b之间架设的方式设置有上盖104，以在下壁面113c与下壁面114c之间架设的方式设置有下盖105。并且，在上盖104和下盖105的一端部，以在上盖104与下盖105之间架设的方式设置有侧盖103。
据此，形成由侧盖103、上盖104、下盖105、侧壁面113a以及侧壁面114a围出五个面，在剩余的一个面设置有开口部107的通路空间即排气路径120。当电池模块110以基准姿势被设置时，开口部107在水平方向上开口。
另外，在侧壁面113a与侧壁面114a之间，以与侧壁面113a和侧壁面114a大致平行地将排气路径120隔开为两个空间的方式，竖立设置有内部隔壁106。侧盖103、上盖104、下盖105相当于排气部(应为“外部隔壁”)的一例。
收容在第一块111中的所有的单位电池100的端子板8侧以与侧壁面113a相向的朝向设置。在侧壁面113a上，在与相向设置的各单位电池100的端子板8相对应的位置设置有开口部。通过该开口部，从开放部8a释放的气体向排气路径120排出，该气体通过排气路径120被引导至开口部107。
同样地，收容在第二块112中的所有的单位电池100的端子板8侧以与侧壁面114a相向的朝向设置。在侧壁面114a上，在与相向设置的各单位电池100的端子板8相对应的位置设置有开口部。通过该开口部，从开放部8a释放的气体向排气路径120排出，该气体通过排气路径120被引导至开口部107。
如上所述，通过将第一块111与第二块112相向设置，与将所有的单位电池100设置成一列时相比，能够缩短从各单位电池100至开口部107的排气路径120的长度。其结果，从单位电池100排出的气体到达温度保险丝131之前其温度下降的可能性降低。而且，通过降低发生气体温度下降的可能性，利用温度保险丝131检测高温气体异常的可靠性提高。
此外，第一块111和第二块112分别可由多个块连接而构成。另外，单位电池100也可以层叠多段而收容在筐体113、114中。
此时，通过设置内部隔壁106，防止从第一块111排出的高温气体被吹出到第二块112，防止从第二块112排出的高温气体被吹出到第一块111。据此，防止从其中一个块释放的高温气体加热另一个块。其结果，降低与排出气体的块相向设置的块产生劣化的可能性。
温度保险丝131被设置在与通过排气路径120而被引导至开口部107的气体接触的位置，且横跨内部隔壁106而突出于内部隔壁106的两侧。温度保险丝131可以相对于开口部107设置在排气路径120的内侧，也可以设置在开口部107的外部。
另外，温度保险丝131被设置在将开口部107在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域。
由于从单位电池100排出的高温气体在排气路径120内上升，因此排气路径120内的上部比下部温度高。因此，通过将温度保险丝131设置在将开口部107在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域，能够提高利用温度保险丝131检测高温气体的可靠性。
此外，温度保险丝131并不必须限定于被设置在将开口部107在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域。温度保险丝131还可以被设置在例如开口部107的下部附近。
另外，电池模块110和高温异常检测部130并不限于设置多个的例子，也可以分别为一个。
即，本发明所涉及的电池系统包括：电池模块，具备设置有当电池的内部的压力上升时排出内部的气体的开放部的多个电池，和设置有开口部、将从所述多个开放部排出的气体引导至所述开口部的排气部；非恢复型的开关元件，设置在所述开口部附近所述被引导的气体通过的位置，当达到预先设定的基准温度以上时，从预先设定为开状态和闭状态之中的任意其中之一的第一状态变为所述开状态和所述闭状态之中的另一状态的第二状态；以及高温异常判定部，当所述开关元件处于所述第二状态时，判定为所述电池模块有异常。
根据该结构，当多个电池中的任意一个排出高温气体时，该高温气体通过排气部被引导至开口部。而且，设置在开口部附近的开关元件处于第二状态。当开关元件处于第二状态时，通过高温异常判定部判定电池模块有异常。因此，能够通过一个开关元件检测出多个电池的异常，所以能够简化用于异常检测的电路。另外，由于开关元件为非恢复型，因此开关元件一旦处于第二状态，则不论高温异常判定部的动作状态如何，都维持第二状态。其结果，即使在例如从电池系统接收电源供应的上位的系统因电源断开等情况而未对高温异常判定部供应动作用电源电压时发生电池异常的情况下，也能够在上位的系统再次接通电源等而高温异常判定部能够动作时，通过开关元件维持第二状态，从而高温异常判定部能够判定电池模块有异常。其结果，能够提高检测从电池释放的气体的可靠性。
另外，也可以为，所述电池模块设置有多个，所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，所述电池系统还包括与所述各开关元件分别并联连接的多个电阻，由所述各开关元件与所述各电阻分别并联连接而构成的多个并联电路串联连接构成串联电路，所述高温异常判定部，根据所述串联电路的电阻值判定所述电池模块有无异常。
根据该结构，由于各开关元件与各电阻分别并联连接构成的多个并联电路串联连接而构成串联电路，因此根据开关元件的开闭状态、即根据电池模块有无异常，串联电路整体的电阻值变化。因此，高温异常判定部能够根据串联电路的电阻值，判定电池模块有无异常。
另外，较为理想的是，设定所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于开状态。而且，只要有一个开关元件处于开状态，则串联电路整体的电阻值增大。因此，高温异常判定部在串联电路的电阻值超过判定值时，能够判定多个电池模块之中的至少一个有异常。
另外，也可以为，设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于闭状态。而且，只要有一个开关元件处于闭状态，则串联电路整体的电阻值减小。因此，高温异常判定部在串联电路的电阻值低于判定值时，能够判定多个电池模块之中的至少一个有异常。
另外，较为理想的是，当设A为大于0的常数、B为1以外的大于0的公比、n为正整数时，第n项为以下述式(1)表示的等比数列的各项值被预先设定为所述多个电阻的电阻值，所述高温异常判定部，还基于所述串联电路的电阻值确定发生异常的电池模块，
A×Bn          ……(1)。
根据该结构，所述各电阻的电阻值被设定为，当选择并组合多个电阻之中的一个或多个电阻时，如果该电阻的组合不同，则该组合的电阻的电阻值的合计为不同的值。因此，不论所述串联电路中包含的哪个开关元件的状态变化，串联电路整体的合成电阻的值均不同。其结果，高温异常判定部能够基于串联电路的电阻值，确定发生异常的电池模块。
另外，较为理想的是，所述电池模块设置有多个，所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，所述多个开关元件串联连接构成串联电路，设所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于开状态。另外，由于多个开关元件串联连接而构成串联电路，因此只要有一个开关元件处于开状态，则串联电路整体的电阻值几乎变为无限大并超过判定值。因此，高温异常判定部仅通过监视一个串联电路的电阻值，就能够检测出多个电池模块的异常，所以能够以简单的电路监视多个电池模块有无发生异常。
另外，较为理想的是，所述电池模块设置有多个，所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，所述电池系统还包括与所述各开关元件分别串联连接的多个电阻，通过串联连接所述各开关元件与所述各电阻而构成的多个电路块并联连接构成并联电路，所述高温异常判定部，根据所述并联电路的电阻值判定所述电池模块有无异常。
根据该结构，由于通过串联连接各开关元件与各电阻构成的多个电路块并联连接而构成并联电路，因此根据开关元件的开闭状态、即根据电池模块有无异常，并联电路整体的电阻值变化。因此，高温异常判定部能够根据并联电路的电阻值，判定电池模块有无异常。
另外，较为理想的是，设定所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于开状态。而且，只要有一个开关元件处于开状态，则并联电路整体的电阻值增大。因此，高温异常判定部在并联电路的电阻值超过判定值时，能够判定多个电池模块之中的至少一个有异常。
另外，也可以为，设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于闭状态。而且，只要有一个开关元件处于闭状态，则并联电路整体的电阻值减小。因此，高温异常判定部在并联电路的电阻值低于判定值时，能够判定多个电池模块之中的至少一个有异常。
另外，较为理想的是，设A为大于0的常数、B为1以外的大于0的公比、n为正整数时，第n项为以下述式(1)表示的等比数列的各项值被预先设定为所述多个电阻的电阻值，所述高温异常判定部，还基于所述并联电路的电阻值确定发生异常的电池模块，
A×Bn         ……(1)。
根据该结构，所述各电阻的电阻值被设定为，当选择并组合多个电阻之中的一个或多个电阻时，如果该电阻的组合不同，则该组合的电阻的电阻值的合计为不同的值。因此，不论所述并联电路中包含的哪个开关元件的状态变化，并联电路整体的合成电阻的值均不同。其结果，高温异常判定部能够基于并联电路的电阻值，确定发生异常的电池模块。
另外，较为理想的是，所述电池模块设置有多个，所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，所述多个开关元件并联连接而构成并联电路，设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
根据该结构，多个电池模块之中只要有一个发生异常而排出气体，则与异常的电池模块对应的开关元件处于闭状态。另外，由于多个开关元件并联连接而构成并联电路，因此只要有一个开关元件处于闭状态，则并联电路整体的电阻值几乎变为0欧姆而低于判定值。因此，高温异常判定部仅通过监视一个并联电路的电阻值，就能够检测出多个电池模块的异常，所以能够以简单的电路监视多个电池模块有无发生异常。
另外，较为理想的是，所述多个电池模块的各开口部在水平方向上开口，所述各开关元件被设置在将所述各开口部在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域。
由于从各电池排出的高温气体上升至上方，因此被引导至开口部的气体的温度在开口部的上方附近比下部附近高。因此，通过将各开关元件设置在将开口部在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域，从而能够提高利用开关元件检测高温气体的可靠性。
另外，较为理想的是，所述各电池模块分别包括：包含以使所述气体向同一侧排出的方式设置的多个电池的第一块；以及包含以使所述气体向同一侧排出的方式设置的多个电池的第二块，所述各第一块与所述各第二块分别以所述气体的排气方向彼此相向的方式相向设置，在所述各第一块与所述各第二块之间形成用于将所述气体向所述各开口部引导的通路空间，所述各排气部具备将除所述各开口部之外的所述各通路空间与外部空间隔开的外部隔壁。
根据该结构，第一块与第二块相向设置，从而与所有的电池被设置成一列时相比，能够缩短从各电池至开口部的排气路径的长度。其结果，从电池排出的气体到达开关元件前其温度下降的可能性降低。而且，通过降低发生气体温度下降的可能性，利用开关元件检测高温气体异常的可靠性提高。
另外，较为理想的是，所述各排气部还包括将所述各通路空间在所述各第一块与所述各第二块之间隔开为两个空间的内部隔壁，所述各内部隔壁被设置成将所述各开口部分为两部分，所述各开关元件被设置成横跨所述各内部隔壁并突出于所述各内部隔壁的两侧。
根据该结构，通过设置内部隔壁，防止从第一块排出的高温气体被吹出到第二块，防止从第二块排出的高温气体被吹出到第一块。据此，防止从一个块释放的高温气体加热另一个块。其结果，降低了与排出气体的块相向设置的块产生劣化的可能性。
本发明所涉及的电池系统易于在从锂离子电池产生高温气体时迅速判断锂离子电池发生异常，或者判断启动前锂离子电池发生了异常。
本申请以2010年7月30日提交的日本专利申请特愿2010-171639号为基础，其内容包含在本申请中。
此外，在具体实施方式的项目中描述的具体的实施方式或实施例仅为明确本发明的技术内容，本发明并不应该仅限定于这样的具体例而被狭义解释。
产业上的可利用性
本发明作为汽车、电动自行车或者电动游艺设备等的驱动用电源是有用的。

Claims (14)

1.一种电池系统，其特征在于包括：
电池模块，具备设置有当电池的内部的压力上升时排出内部的气体的开放部的多个电池，和设置有开口部、将从所述多个开放部排出的气体引导至所述开口部的排气部；
非恢复型的开关元件，设置在所述开口部附近所述被引导的气体通过的位置，当达到预先设定的基准温度以上时，从预先设定为开状态和闭状态之中的任意其中之一的第一状态变为所述开状态和所述闭状态之中的另一状态的第二状态；以及
高温异常判定部，当所述开关元件处于所述第二状态时，判定为所述电池模块有异常。
2.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于：
所述电池模块设置有多个，
所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，
所述电池系统还包括与所述各开关元件分别并联连接的多个电阻，
由所述各开关元件与所述各电阻分别并联连接而构成的多个并联电路串联连接构成串联电路，
所述高温异常判定部，根据所述串联电路的电阻值判定所述电池模块有无异常。
3.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于：
设定所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
4.根据权利要求2所述的电池系统，其特征在于：
设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电池系统，其特征在于：
当设A为大于0的常数、B为1以外的大于0的公比、n为正整数时，第n项为以下述式(1)表示的等比数列的各项值被预先设定为所述多个电阻的电阻值，
所述高温异常判定部，还基于所述串联电路的电阻值确定发生异常的电池模块，
A×Bn        ……(1)。
6.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于：
所述电池模块设置有多个，
所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，
所述多个开关元件串联连接构成串联电路，
设所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述串联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
7.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于：
所述电池模块设置有多个，
所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，
所述电池系统还包括与所述各开关元件分别串联连接的多个电阻，
通过串联连接所述各开关元件与所述各电阻而构成的多个电路块并联连接构成并联电路，
所述高温异常判定部，根据所述并联电路的电阻值判定所述电池模块有无异常。
8.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于：
设定所述闭状态为所述第一状态、所述开状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值超过预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
9.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于：
设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电池系统，其特征在于：
设A为大于0的常数、B为1以外的大于0的公比、n为正整数时，第n项为以下述式(1)表示的等比数列的各项值被预先设定为所述多个电阻的电阻值，
所述高温异常判定部，还基于所述并联电路的电阻值确定发生异常的电池模块，
A×Bn      ……(1)。
11.根据权利要求1所述的电池系统，其特征在于：
所述电池模块设置有多个，
所述开关元件与所述各电池模块相对应地设置有多个，
所述多个开关元件并联连接而构成并联电路，
设定所述开状态为所述第一状态、所述闭状态为所述第二状态，
所述高温异常判定部，在所述并联电路的电阻值低于预先设定的判定值时，认定所述多个开关元件之中的至少一个处于所述第二状态，判定为所述多个电池模块之中的至少一个有异常。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的电池系统，其特征在于：
所述多个电池模块的各开口部在水平方向上开口，
所述各开关元件被设置在将所述各开口部在铅垂方向上三等分而得到的各区域之中最上侧的区域。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的电池系统，其特征在于：
所述各电池模块分别包括：包含以使所述气体向同一侧排出的方式设置的多个电池的第一块；以及包含以使所述气体向同一侧排出的方式设置的多个电池的第二块，
所述各第一块与所述各第二块分别以所述气体的排气方向彼此相向的方式相向设置，在所述各第一块与所述各第二块之间形成用于将所述气体向所述各开口部引导的通路空间，
所述各排气部具备将除所述各开口部之外的所述各通路空间与外部空间隔开的外部隔壁。
14.根据权利要求13所述的电池系统，其特征在于：
所述各排气部还包括将所述各通路空间在所述各第一块与所述各第二块之间隔开为两个空间的内部隔壁，
所述各内部隔壁被设置成将所述各开口部分为两部分，
所述各开关元件被设置成横跨所述各内部隔壁并突出于所述各内部隔壁的两侧。
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