CN110277600B - 排烟检测系统及排烟检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供排烟检测系统及排烟检测方法，排烟检测系统具备检测通道内第一区域的温度的温度传感器、检测通道内第二区域的温度的温度传感器、ECU。ECU在通道内第一区域的温度上升量超过基准量的期间和通道内第二区域的温度上升量超过基准量的期间包含于预定时间内时，判定为从电池组放出了高温气体。

Description

排烟检测系统及排烟检测方法

技术领域

本公开涉及排烟检测系统及排烟检测方法，更确切而言，涉及设置于电池组的排烟检测系统及从电池组的排烟检测方法。

背景技术

近年来，混合动力车辆或电动机动车等电动车辆的开发不断进展。在这些电动车辆搭载有包含多个二次电池(以下，有时也记载为“单电池”)的电池组。

在单电池受到冲击或单电池被过充电的情况下，单电池发生热失控，在其内部可能会产生气体。因此，通常，在各单电池的壳体设有用于使气体向外部逃散的安全阀(气体放出阀)。而且，在电动车辆设有用于将从安全阀放出的气体向车外排出的排烟通道(例如参照日本特开2017-091950号公报)。

发明内容

通过安全阀的工作而放出的气体为高温。因此，例如日本特开2015-220003号公报公开了为了判定有无高温气体放出而在排烟通道内设置温度传感器。

设置在排烟通道内的温度传感器的个数为1个的情况下，当温度传感器发生故障时，无法判定有无高温气体放出。而且，发生温度传感器的误检测，尽管实际上未放出高温气体但是也会产生放出了高温气体的误判定。

为了防止这样的状况，在电池组的结构是包含串联连接的多个单电池的结构的情况下，可考虑除了温度传感器之外还设置电压传感器，来检测串联连接的全部单电池的电压(合计电压值)。当某个单电池的安全阀工作而放出高温气体时，该单电池的正极-负极间短路。这样的话，该单电池的电压下降，因此与全部单电池正常的情况相比，全部单电池的合计电压值减小。因此，除了基于温度传感器的温度上升的检测之外，通过电压传感器检测电压下降，由此能够更高精度地判定有无高温气体放出。

另一方面，在电池组之中，例如，也存在包含并联连接的多个单电池的结构的电池组。在该结构的电池组设置有电压传感器的情况下，即使某单电池的安全阀工作而该单电池的电压下降，由于并联连接的其余的正常的单电池的电压而在电压传感器中可能也无法检测电压下降。由此，希望在不使用电压传感器的情况下，无论电池组的结构(串联连接或并联连接)如何都能高精度地判定有无高温气体放出。

本公开为了解决上述课题而作出，其目的在于不使用电压传感器而提高从电池组有无气体放出的(即，电池组中有无热失控的发生)的判定精度。

(1)按照本公开的一个方面的排烟检测系统设于包含多个二次电池的电池组。多个二次电池分别包括以将内部产生的气体向外部放出的方式构成的安全阀。排烟检测系统具备：第一温度传感器，检测从电池组放出的气体流动的路径内的第一区域的温度；第二温度传感器，检测上述路径内的与第一区域不同的第二区域的温度；及判定装置。判定装置在第一区域的温度上升量超过第一基准量的第一期间和第二区域的温度上升量超过第二基准量的第二期间包含于预定时间内时，判定为从电池组放出了气体。

(2)排烟检测系统还具备将从电池组放出的气体导向排烟检测系统的外部的通道。第一温度传感器检测通道内的第一区域的温度。第二温度传感器检测通道内的第二区域的温度。

根据上述(1)、(2)的结构，通过使温度传感器双重化，即便不使用电压传感器，也能够防备温度传感器的故障。而且，通过第一温度传感器与第二温度传感器设于互不相同的区域(第一及第二区域)的条件及第一区域的温度上升持续第一期间且第二区域的温度上升持续第二期间的条件，能够降低对于不是以热失控为起因的温度上升误检测的可能性。此外，第一期间和第二期间包含于预定时间内(换言之，2个区域间的检测时刻的时间差充分小)也设为条件，因此能够进一步降低误检测的可能性。如以上所述，根据上述结构，能够在不使用电压传感器的情况下提高从电池组有无气体放出的判定精度。

(3)判定装置在第一期间和第二期间不包含于预定时间内时，判定为第一温度传感器和第二温度传感器中的一方发生故障。

在上述(3)的结构中，在虽然由第一温度传感器检测到温度上升，但是从该检测时刻起即使经过预定时间(例如几秒)第二温度传感器也未检测到温度上升的情况下，不判定为电池组发生了热失控，而判定为第一温度传感器和第二温度传感器中的任一个发生故障。这样，为了判定为从电池组放出了气体(发生了热失控)，将在预定期间内由2个温度传感器检测到温度上升设为条件，由此能够降低尽管实际上未放出气体但是误判定为放出了气体的可能性。

(4)判定装置在由第一温度传感器检测到第一区域的温度上升的情况下，在第一区域的温度上升速度比规定速度快时，判定为第一温度传感器发生故障。

在由第一温度传感器检测到路径内的急剧的温度上升时，第一温度传感器发生故障的可能性高。因此，在上述(4)的结构中，例如基于实验结果或模拟结果，将在实际的热失控中不会产生的速度设定作为规定速度，由此能够进一步降低误检测为气体放出的可能性。

(5)电池组包括模块。模块包括多个二次电池中的至少一部分相互并联连接的两个以上的二次电池。

在通过电压传感器来监控并联连接的多个二次电池的电压时，即使任一二次电池发生热失控而该二次电池的电压下降，在其余的二次电池正常时可能也无法检测电压下降。根据上述(5)的结构，取代电压传感器而使用温度传感器，由此即使在多个二次电池并联连接的结构中也能够检测气体放出(热失控)。

(6)按照本公开的另一方面的排烟检测方法检测从包含多个二次电池的电池组的排烟。多个二次电池分别以将内部产生的气体向外部放出的方式构成。排烟检测方法包括第一步骤～第三步骤。第一步骤是通过第一温度传感器检测从电池组放出的气体流动的路径内的第一区域的温度的步骤。第二步骤是通过第二温度传感器检测上述路径内的与第一区域不同的第二区域的温度的步骤。第三步骤是在第一区域的温度上升量超过第一基准量的第一期间和第二区域的温度上升量超过第二基准量的第二期间包含于预定时间内的情况下判定为从电池组放出了气体的步骤。

根据上述(6)的方法，与上述(1)的结构同样，能够在不使用电压传感器的情况下，提高从电池组有无气体放出的判定精度。

(7)排烟检测方法还包括在第一期间和第二期间不包含于预定时间内时判定为第一温度传感器和第二温度传感器中的一方发生故障的步骤。

根据上述(7)的方法，与上述(3)的结构同样，能够降低尽管实际上未放出气体但是误判定为放出了气体的可能性。

(8)上述判定为发生故障的步骤包括在由第一温度传感器检测到第一区域的温度上升的情况下在第一区域的温度上升速度比规定速度快时判定为第一温度传感器发生故障的步骤。

根据上述(8)的方法，与上述(4)的结构同样，能够进一步降低误检测为气体放出的可能性。

通过以下结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述及其他的目的、特征、方面及优点将变得更加明确。

附图说明

图1是概略性地表示搭载有实施方式1的排烟检测系统的车辆的整体结构的图。

图2是更详细地表示电池组及监控单元的结构的图。

图3是表示排烟通道及温度传感器组的结构的一例的示意图。

图4是用于说明实施方式1的热失控判定处理的时间图。

图5是表示实施方式1的温度上升检测处理的活动图。

图6是表示第一检测处理的详情的流程图。

图7是表示实施方式1的热失控判定处理的流程图。

图8是概略性地表示搭载有实施方式1的变形例的排烟检测系统的车辆的整体结构的图。

图9是示意性地表示实施方式1的变形例的温度传感器的设置位置的图。

图10是用于说明第一传感器及第二传感器正常时的热失控判定处理的时间图。

图11是用于说明第一传感器发生了故障时的热失控判定处理的时间图。

图12是表示与第一传感器相关的温度上升检测处理的流程图。

图13是表示基于温度上升的检测结果的处理的流程图。

图14是表示发生了故障的温度传感器的温度检测结果的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式进行详细说明。需要说明的是，对于图中相同或相当部分标注同一附图标记，不重复其说明。

[实施方式1]

<车辆的整体结构>

图1是概略性地表示搭载有实施方式1的排烟检测系统的车辆的整体结构的图。以下，说明车辆1为混合动力车辆的情况，但是本公开的排烟检测系统并不限于混合动力车辆，也能够适用于搭载行驶用的电池组的全部车辆(例如插电式混合动力车辆或电动汽车)。

参照图1，车辆1具备电池组10、监控单元20、功率控制单元(PCU：Power ControlUnit)31、电动发电机32、33、动力分割装置34、发动机35、驱动轴36、驱动轮37、排烟检测系统4。

电池组10包含多个单电池而构成。各单电池是锂离子二次电池或镍氢电池等二次电池(本公开的“二次电池”)。电池组10蓄积用于驱动电动发电机32、33的电力，通过PCU31向电动发电机32、33供给电力。而且，电池组10在电动发电机32、33发电时通过PCU31接受发电电力而被充电。

监控单元20监控电池组10的状态，并将其监控结果向ECU100输出。监控单元20包括电压传感器组21、电流传感器22、温度传感器23。关于电池组10及监控单元20的结构的详情，利用图2进行说明。

PCU31按照来自ECU100的控制信号，在电池组10与电动发电机32、33之间执行双向的电力转换。PCU31构成为能够对电动发电机32、33的状态分别单独地进行控制，例如，能够使电动发电机32为再生状态(发电状态)并使电动发电机33为动力运转状态。PCU31例如包括与电动发电机32、33对应地设置的2个逆变器和将向各逆变器供给的直流电压升压成电池组10的输出电压以上的转换器(均未图示)。

电动发电机32、33分别是交流旋转电机，例如，是在转子埋设有永久磁铁的三相交流同步电动机。电动发电机32主要作为经由动力分割装置34而由发动机35驱动的发电机而使用。电动发电机32发电的电力经由PCU31向电动发电机33或电池组10供给。电动发电机33主要作为电动机动作，并对驱动轮37进行驱动。电动发电机33接受来自电池组10的电力及电动发电机32的发电电力中的至少一方而被驱动，电动发电机33的驱动力向驱动轴36传递。另一方面，在车辆制动时或下降斜面的加速度降低时，电动发电机33作为发电机动作而进行再生发电。电动发电机33发电的电力经由PCU31向电池组10供给。

动力分割装置34包括例如具有太阳轮、轮架、齿圈这3个旋转轴的行星齿轮机构(未图示)。动力分割装置34将从发动机35输出的动力分割成对电动发电机32进行驱动的动力和对驱动轮37进行驱动的动力。

发动机35通过将使空气与燃料的混合气燃烧时产生的燃烧能量转换成活塞或转子等动子的动能而输出动力。

<排烟检测系统的结构>

电池组10包含的各单电池在受到冲击或过充电的情况下发生热失控，在其内部可能会产生高温的气体。因此，在各单电池的壳体设有安全阀7(参照图3)。安全阀7在伴随着高温气体的产生而壳体内的压力上升了的情况下断裂(开口)，使壳体内的高温气体向壳体外部逃散。排烟检测系统4检测从电池组10的高温气体的放出。由此，能够判定在电池组10中是否发生热失控。更具体而言，在实施方式1中，排烟检测系统4具备排烟通道5、温度传感器组6、控制装置(ECU：Electronic Control Unit)100。

排烟通道5为了将从电池组10放出的高温气体向车辆1的外部排气而设置。排烟通道5的一端设置在电池组10的附近。在排烟通道5的另一端设有与车辆外部连通的排气口。

温度传感器组6在排烟通道14内检测从安全阀7放出而在排烟通道5中流动的高温气体的温度(后述的温度TG1、TG2等)，并将其检测结果向ECU100输出。温度传感器组6包含的各传感器可以采用例如热敏电阻。关于温度传感器组6的结构，利用图3进行说明。

ECU100包括CPU(中央处理单元)、存储器、用于输入输出各种信号的输入输出端口(均未图示)。ECU100基于从各传感器接受的信号以及存储于存储器的程序及映射，来控制车辆1的各设备(PCU31或发动机35等)。ECU100可以按照各功能而分割成多个ECU来构成。

在实施方式1中，作为由ECU100(相当于本公开的“判定装置”)执行的主要的处理，可列举通过检测从电池组10排出的气体而判定电池组10中有无热失控发生用的“温度上升检测处理”和“热失控判定处理”。关于该处理也在后文进行详细说明。

<电池组的结构>

图2是更详细地表示电池组10及监控单元20的结构的图。参照图2，电池组10包括串联连接的M个模块11～1M。模块11～1M分别包括并联连接的N个单电池。需要说明的是，M、N为2以上的自然数。

电压传感器211检测模块11的电压VB1。电压传感器212检测模块12的电压VB2。关于其余的电压传感器213～21M也同样。电流传感器22检测向电池组10输入输出的电流IB。温度传感器23检测电池组10的温度TB。各传感器将其检测结果向ECU100输出。

如图2所示，设置于电池组10的电压传感器211～21M检测对应的模块的电压VBi(i＝1～M)。该电压VBi是并联连接的M个单电池的电压。因此，即使从M个单电池中的任一个单电池放出高温气体而该单电池的电压下降，由于并联连接的其余正常的单电池的影响而可能也无法检测电压下降。由此，在例如具有图2所示的结构的电池组10中，要求在不使用电压传感器的情况下高精度地检测高温气体的放出(判定有无热失控)。

因此，在实施方式1中，关于各模块，在排烟通道5内的不同的区域设置多个(在该例中为2个)温度传感器，通过2个温度传感器这两者检测一定期间的超过基准量的温度上升，并且在2个温度传感器的温度上升的检测期间的时间差为预定时间内的情况下，判定为从电池组10放出高温气体而发生了热失控。这是因为，通过如此使温度传感器双重化，进而以大致同时地检测不同的区域的温度上升的情况为条件，能够使温度上升的误检测(高温气体的放出的误检测)的可能性降低。

图3是表示排烟通道5及温度传感器组6的结构的一例的示意图。图3仅示出3个模块11～13(换言之，示出M＝3时的电池组10的结构)。

模块11～13以沿x方向并列的方式配置。在各模块11～13内，N个单电池沿y方向配置。但是，为了防止附图变得烦杂，在图3中仅示出模块11内的1个单电池111。该单电池111发生热失控而放出高温气体(排烟路径由箭头表示)。图中下方(负的z轴方向)为铅垂方向。

单电池111具有圆筒形的壳体，安全阀7设置在壳体下方。因此，排烟通道5也设置在模块11～13的下方。更具体而言，排烟通道5在模块11～13的下方包括设置于模块11～13的一端(负的y轴方向的端部)的通道51和设置于模块11～13的另一端(正的y轴方向的端部)的通道52。

从单电池111放出的高温气体的一部分通过通道51向车外排出，高温气体的其余部分通过通道52向车外排出。温度传感器611设置于通道51，温度传感器612设置于通道52。因此，通过温度传感器611检测通道51内的高温气体，通过温度传感器612检测通道52内的高温气体。通道51内的区域相当于本公开的“第一区域”，通道52内的区域相当于本公开的“第二区域”。

详细的说明不赘述，但是关于与其他的模块12、13对应设置的温度传感器(621、622、631、632)也同样。需要说明的是，图3所示的排烟通道5及温度传感器组6的结构只不过是一例，只要对应于各模块而在通道内设置多个温度传感器即可，也可以采用其他的结构。

以下，代表性地说明从模块11内的单电池111放出高温气体，并通过温度传感器611、612检测该高温气体的放出的处理。为了简便起见，将温度传感器611记载为“第一传感器”，将温度传感器612记载为“第二传感器”。第一传感器及第二传感器分别相当于本公开的“第一温度传感器”及“第二温度传感器”。

<热失控判定处理>

图4是用于说明实施方式1的热失控判定处理的时间图。在图4中，横轴表示从某开始时刻t0起的经过时间。纵轴从上方起依次表示与第一传感器关联的4个参数、与第二传感器关联的4个参数、基于第一及第二传感器的检测结果而设定的3个控制标志。

作为与第一传感器关联的参数，从上方起依次示出通过第一传感器检测的通道51内的温度TG1、温度TG1的温度上升量ΔT1(过去的时刻与当前时刻Δt(例如几秒)的温度差)、用于计测产生了超过基准量的温度上升的时间的2个计数值C1A、C1B。与第二传感器关联的参数也同样。

控制标志包括用于确定产生了温度上升的计测结果的2个确定标志FA、FB、热失控标志(后述)。确定标志FA是取0、1、2中的任一个值的3值标志，确定标志FB是取0或1的2值标志。

参照图4，假设在时刻t0，模块11中未发生热失控，但是之后(在时刻t0与时刻t1之间)模块11中包含的任一个单电池(在该例中为与第二传感器相比更靠近第一传感器的单电池)发生热失控，放出高温气体。

从时刻t1起开始温度TG1的上升，在时刻t2当温度上升量ΔT1成为基准量RA以上时，与第一传感器对应设置的一方的计数值C1A增加。在温度上升量ΔT1为基准量RA以上的期间，计数值C1A继续增加，在时刻t3，计数值C1A达到判定值X。这样的话，为了确定通过第一传感器检测到基准量RA以上的温度上升的检测结果而确定标志FA从FA＝0增加为FA＝1。

在温度TG1继续上升而温度上升量ΔT1成为基准量RB以上时，另一方的计数值C1B增加(时刻t4)。在温度上升量ΔT1为基准量RB以上的期间，计数值C1B增加，当计数值C1B达到判定值Y时(时刻t6)，确定标志FB从FB＝0增加为FB＝1。由此，通过第一传感器检测到基准量RB以上的温度上升的检测结果被确定。

如以下所说明那样，关于第二传感器也进行与第一传感器同样的处理。即，在图4所示的例子中，从时刻t5起开始温度TG2的上升，当温度上升量ΔT2成为基准量RA以上时，一方的计数值C2A增加(时刻t7)。在温度上升量ΔT2为基准量RA以上的期间，计数值C2A的增加继续，在时刻t8当计数值C2A达到判定值X时，确定标志FA从FA＝1进一步增加为FA＝2。这是指对通过第一传感器及第二传感器这两者检测到基准量RA以上的温度上升的检测结果进行确定。这样的话，热失控标志从断开(OFF)切换为接通(ON)，判定为在模块11包含的N个单电池中的任一个单电池发生了热失控。

在图4所示的例子中，之后温度TG2继续上升，温度上升量ΔT2成为基准量RB以上，另一方的计数值C2B增加(时刻t9)。当温度上升量ΔT2为基准量RB以上时，计数值C2B继续增加，计数值C2B达到判定值Y(时刻t10)。然而，确定标志FB是2值标志，已经成为1，因此确定标志FB不会再增加。关于其理由，以下进行说明。

例如在靠近第一传感器并距第二传感器远的单电池发生了热失控时等，根据发生了热失控的单电池的在模块内的位置(图3的y方向的位置)的不同，有可能虽然在第一传感器和第二传感器中的一方温度上升量超过基准量RB但是在另一方温度上升量未达到基准量RB。为防备这样的可能性，在实施方式1中，要求与相对小的基准量RA对应的计数值C1A、C2A这两方成为判定值X以上，但是关于与相对大的基准量RB对应的计数值C1B、C2B，只要任一方成为判定值Y以上，就判定为热失控发生。

需要说明的是，在图4所示的例子中，说明了在第一传感器和第二传感器中设定共通的基准量RA、RB的例子，但是可以按照每个传感器而设定不同的基准量。基准量RA、RB分别相当于本公开的“第一基准量”或“第二基准量”。

另外，从温度上升量ΔT1达到基准量RA而第一传感器的计数值C1A的增加开始至另一方的计数值C1B达到判定值Y为止的期间(从时刻t2至时刻t6的期间)相当于本公开的“第一期间”。在温度上升量ΔT1达到基准量RA而第一传感器的计数值C1A的增加开始至第二传感器的计数值C2A达到判定值X为止的期间(从时刻t2至时刻t8的期间)相当于本公开的“第二期间”。

<热失控判定流程>

在实施方式1中，检测排烟通道5中的温度上升用的温度上升检测处理与基于温度上升检测处理的处理结果来判定电池组10的热失控的热失控判定处理并行执行。

图5是表示实施方式1的温度上升检测处理的活动图。该活动图在预定条件成立时(例如电池组10的SOC(State Of Charge)成为规定值以上时或温度TB成为规定温度以上时)从未图示的主程序被调出而执行。该活动图以及后述的图5及6所示的流程图包含的各步骤(以下，简称为“S”)基本上通过基于ECU100的软件处理来实现，但也可以通过在ECU100内制作的专用的硬件(电气电路)来实现。

参照图5，图中左侧记载的S1、S100的处理和S2、S200的处理是就第一传感器而言进行的处理。图中右侧记载的S3、S300的处理和S4、S400的处理是就第二传感器而言进行的处理。将这些处理夹入的2根同步棒(箭头及接点)表示上述4个处理并列执行。

以下，说明图中最左侧记载的S1、S100的处理。ECU100在将通道51内的温度上升量的比较所使用的基准量设定为RA(S1)后，执行关于第一传感器的第一检测处理(S100)。

图6是表示第一检测处理(基准量为RA时的关于第一传感器的温度上升检测处理)的详情的流程图。参照图4及图6，在S101中，ECU100判定结束第一传感器的温度检测用的条件(处理结束条件)是否成立。例如，在车辆1未行驶而电池组10的SOC下降为小于规定值时或电池组10的温度TB下降为小于规定温度时(S101中为“是”)，处理回到返回。

在处理结束条件成立之前的期间(S101中为“否”)，ECU100通过第一传感器取得通道51内的温度TG1(S102)。

在S103中，ECU100算出温度TG1的温度上升量ΔT1。作为温度上升量ΔT1，可以使用在S102中取得的当前时刻t下的值(TG1(t))和与当前时刻相比过去Δt(例如几秒)的时刻下的值(TG1(t-Δt)之差(ΔT1＝TG1(t)-TG1(t-Δt))。

在S104中，ECU100判定温度上升量ΔT1是否为基准量RA以上。在温度上升量ΔT1小于基准量RA时(S104中为“否”)，处理回到S101(参照从时刻t0至时刻t2的期间)。在温度上升量ΔT1为基准量RA以上时(S104中为“是”)，ECU100使处理进入S105，使计数值C1A增加(参照从时刻t2至时刻t3的期间)。

在S106中，ECU100判定计数值C1A是否为判定值X以上。在计数值C1A小于判定值X时(S106中为“否”)，处理回到S101。这样的话，在温度上升量ΔT1为基准量RA以上的期间，计数值C1A继续增加。

当计数值C1A达到判定值X时(S106中为“是”)，ECU100使确定标志FA增加(S107)。在图4所示的例子中，在时刻t3，确定标志FA从FA＝0增加为FA＝1。然后，ECU100使处理回到图5的活动图。

需要说明的是，虽然未图示，但是ECU100当从通道51内的温度上升的开始时刻(在图4的例子中为时刻t1)经过规定的时间时，将计数值C1A重置为0(参照时刻t4与时刻t5之间的期间)。

在图6中，说明了图5的左端所示的第一检测处理(S100的处理)，但是第二～第四检测处理(S200～S400的处理)也同样地执行。关于上述其余的3个检测处理，只要将作为对象的传感器(第一传感器或第二传感器)或基准量(RA或RB)适当改读即可，因此详细的说明不赘述。

图7是表示实施方式1的热失控判定处理的流程图。该流程图在温度上升检测处理(第一～第四检测处理)的结果是确定标志FA、FB中的任一个增加时即从(FA、FB)＝(0、0)的状态脱离时被执行。

参照图7，在S10中，ECU100判定当前时刻从通道51、52内的最初的温度上升开始时刻起是否为预定时间以内。具体而言，成为了ΔT1>RA的时刻和成为了ΔT2>RA的时刻中的早的一方的时刻(在图4所示的例子中为时刻t2)是最初的温度上升开始时刻。

在当前时刻从最初的温度上升开始时刻起为预定时间(后述)以内时(S10中为“是”)，ECU100在接下来的S20中，判定是否确定标志FA＝2且确定标志FB＝1。

在虽然当前时刻从最初的温度上升开始时刻起为预定时间以内但是确定标志不为(FA、FB)＝(2、1)时(S20中为“否”)，ECU100使处理回到S10。由此，在从最初的温度上升开始时刻起至经过预定时间为止，能确保确定标志切换为FA＝2且FB＝1为止的时间。当成为FA＝2且FB＝1时(S20中为“是”)，ECU100使热失控标志为接通(S30)。即，ECU100判定为在电池组10(具体而言，模块11包含的N个单电池中的至少1个单电池)中发生热失控。

另一方面，虽然通过温度上升检测处理而确定标志FA、FB增加，但是未成为FA＝2且FB＝1，从最初的温度上升开始时刻起经过了预定时间时(S10中为“否”)，ECU100为了避免基于此进行热失控判定而将确定标志FA、FB清除(S40)。即，ECU100回到确定标志FA＝0并回到确定标志FB＝0。

S10中判定为“否”而进入S40的处理是用于确保基于第一传感器的温度上升的检测时刻与基于第二传感器的温度上升的检测时刻的同时性的处理。更详细而言，实际发生了以热失控为起因的高温气体放出的情况下，在第一传感器的检测时刻与第二传感器的检测时刻之间最高仅产生例如几秒～几十秒左右的时间差。因此，在上述2个检测时刻偏离上述时间差的情况下，存在误检测的可能性，而不进行热失控的判定。出于以上的理由，S10中的“预定时间”可以设定为例如几秒～几十秒左右。

如以上所述，根据实施方式1，在包含并联连接的N个单电池的模块中，通过第一传感器及第二传感器来使温度传感器双重化，由此能够防备传感器故障。

另外，第一传感器设置在模块11的一端的通道51内，第二传感器设置在模块11的另一端的通道52内，因此能检测由于热失控发生时放出的高温气体而导致大范围的温度上升。此外，温度上升不是仅进行1次检测，在计数值成为判定值以上之前检测持续(并不限于连续，也可以为断续)的温度上升为条件。由此，能够降低尽管实际上未发生热失控但是误检测为发生了热失控的可能性。

另外，通道51内的温度上升的检测时刻与通道52内的温度上升的检测时刻的时间差少(两个部位的温度上升检测在预定时间内进行)的条件也被增加，因此能够进一步降低误检测的可能性。因此，根据实施方式1，能够提高从电池组10有无高温气体放出的判定精度。

需要说明的是，在实施方式1中，以在电池组10的各模块11～1M并联连接N个单电池的结构为例进行了说明，但是本公开的热失控的判定手法无论电池组的结构(单电池的串联/并联)如何都能够适用。而且，如图3所示，不需要按照各模块11～13来设置温度传感器(温度传感器611、612、621、622、631、632)，可以在通道51、52的各自的排烟路径(参照图3的箭头)的下游各设置1个温度传感器。

另外，关于温度上升量ΔT1、ΔT2，说明了以与当前时刻相比过去Δt(例如几秒)的时刻下的温度为基准的值。然而，温度上升量ΔT1、ΔT2的算出手法不限定于此。作为一例，在未发生热失控的情况下，温度TG1大致恒定。因此，在温度TG1表示恒定值的期间继续的情况下，可以将此时的温度(恒定值)设为基础温度T1base，将与当前时刻的温度TG1的差分设为温度上升量ΔT1(ΔT1＝TG1-T1base)。关于温度上升量ΔT2也同样。

[实施方式1的变形例]

在实施方式1中，说明了以温度传感器611、612、621、622、631、632设于将从电池组10放出的气体向外部排出的排烟通道5的结构为例进行了说明。然而，温度传感器的设置位置只要是从电池组10放出的气体流动的路径内即可，可以不在排烟通道内。

图8是概略性地表示搭载有实施方式1的变形例的排烟检测系统的车辆的整体结构的图。参照图8，实施方式1的变形例的排烟检测系统4A在不具备排烟通道5这一点上，与实施方式1的排烟检测系统4(参照图1)不同。车辆1A的整体结构与实施方式1的车辆1的整体结构相同。

图9是示意性地表示实施方式1的变形例的温度传感器的设置位置的图。图9代表性地示出电池组10包含的M个模块11～1M中的模块11～18(即，M＝8的例子)。需要说明的是，为了防止附图变得烦杂，模块11～18分别由虚线表示。而且，与实施方式1同样地模块的个数M没有特别限定。

各模块11～18收容于电池壳体8(在图9中仅示出下壳体)的内部。电池壳体8例如搭载于车外，构成为能够将从各模块11～18放出的气体向外部排出。在图9中，排烟路径(相当于本公开的“气体流动的路径”)的代表例由箭头表示。

在模块11设有温度传感器611、612。更详细而言，温度传感器611、612在模块11包含的互不相同的单电池上空出间隔地配置。温度传感器611、612分别检测自身设置的单电池(及其附近)的温度，并将表示其检测结果的信号向ECU100输出。

同样，在模块11中，温度传感器621、622在互不相同的单电池上空出间隔地配置。温度传感器621、622分别检测自身设置的单电池(及其附近)的温度，并将表示其检测结果的信号向ECU100输出。虽然未图示，但是关于其余的模块13～18也可以同样地设置温度传感器。

在图9所示的例子中，温度传感器611、612中的一方相当于本公开的“第一温度传感器”，另一方相当于本公开的“第二温度传感器”。这样，在本公开中，排烟通道并非必须的构成要素。本公开的“第一温度传感器及第二温度传感器”的设置位置(换言之，本公开的“气体流动的路径”)并不限于排烟通道内，可以为单电池上。

此外，本公开的“第一温度传感器及第二温度传感器”可以不直接设置在单电池上。从模块11(包含的任一个单电池)排出的高温气体向电池壳体8内整体扩展，因此本公开的“第一温度传感器及第二温度传感器”只要设置于将模块11覆盖的空间内(电池壳体8的内部的任一部位)即可。这种情况下，本公开的“第一温度传感器及第二温度传感器”检测模块11的气氛温度(将模块11覆盖的空间的温度)。

需要说明的是，高温气体由于向电池壳体8内整体扩展，因此温度传感器611、612、621、622中的任意一个可以相当于本公开的“第一温度传感器”，其他的任意一个可以相当于本公开的“第二温度传感器”。

在实施方式1的变形例中，通过与前述的实施方式1同样的处理(参照图4～图7)，也能够降低尽管实际上未发生热失控但是误检测为发生了热失控的可能性。由此，能够在不使用电压传感器的情况下提高从电池组10有无气体放出的判定精度。

[实施方式2]

<热失控/传感器故障的划分>

以被多重化的多个温度传感器中的任一个的故障为起因的温度上升的误检测发生，存在尽管实际上高温气体未放出(热失控未发生)但是误判定为发生了热失控的可能性。因此，在实施方式2中，如以下说明那样，在检测到温度上升的情况下，将其划分为是由实际的热失控引起的还是由温度传感器的故障引起的。需要说明的是，实施方式2的排烟检测系统及搭载有该排烟检测系统的车辆的结构与实施方式1的结构(参照图1～图3)相同。

图10是用于说明第一传感器及第二传感器正常时的热失控判定处理的时间图。在图10及后述的图11中，横轴表示从某开始时刻t10起的经过时间。纵轴从上方起依次表示与第一传感器关联的3个参数、与第二传感器关联的3个参数、基于第一及第二传感器的检测结果而控制的3个控制标志。

作为与第一传感器关联的参数，从上方起依次示出通过第一传感器检测的通道51内的温度TG1、当前时刻t与过去Δt的时刻(t-Δt)之间的通道51内的温度上升量ΔT1、用于计测产生了超过基准量REF的温度上升的时间的计数值C1。

与第二传感器关联的参数也同样。即，与第二传感器关联的参数包括通过第二传感器检测的通道52内的温度TG2、当前时刻t与过去Δt的时刻(t-Δt)之间的通道52内的温度差即温度上升量ΔT2、用于计测产生了超过基准量REF的温度上升的时间的计数值C2。

控制标志包括用于管理产生了通道51、52内的温度上升的检测结果的管理标志F。管理标志F是取F＝0、1、2中的任一值的3值标志。而且，控制标志还包括用于判定热失控是否发生了的热失控标志和用于诊断第一传感器或第二传感器的故障的故障诊断标志。热失控标志及故障诊断标志分别是接通/断开被切换的2值标志。

参照图10，在时刻t10，在模块11未发生热失控。然后，模块11包含的单电池111(与第二传感器相比更靠近第一传感器的单电池)的热失控发生，放出了高温气体。

从时刻t11起温度TG1开始上升，在时刻t12当温度上升量ΔT1成为基准量REF以上时，计数值C1增加。在温度上升量ΔT1为基准量REF以上的期间，计数值C1继续增加，在时刻t13，计数值C1达到判定值X。这样的话，为了确定通过第一传感器检测到基准量REF以上的温度上升的检测结果，而管理标志F从F＝0增加为F＝1。

关于第二传感器也进行与第一传感器同样的处理。即，在图10所示的例子中，从时刻t14起温度TG2开始上升，当温度上升量ΔT2成为基准量REF以上时，计数值C2增加(时刻t15)。在温度上升量ΔT2为基准量REF以上的期间，计数值C2继续增加，在时刻t16当计数值C2达到判定值X时，管理标志F从F＝1进一步增加为F＝2。这是指得到了通过第一传感器及第二传感器这两者检测到基准量REF以上的温度上升的检测结果。因此，将热失控标志从断开切换为接通，判定为在模块11包含的N个单电池在的任一个单电池中发生了热失控。需要说明的是，伴随着热失控标志的切换，计数值C1、C2均被重置。

这样，在实施方式2中，设置于电池组10的温度传感器被多重化。例如，第一传感器设置在模块11的一端的通道51内，第二传感器设置在模块11的另一端的通道52内。即，第一传感器及第二传感器设置在排烟通道5内的分离的区域。在热失控发生时，由于放出的高温气体而产生大范围的温度上升。因此，在通过相互分离而设置的2个温度传感器检测到温度上升的情况下，能够得出其是由热失控引起的结论。

另外，在实施方式2中，在检测到计数值C1、C2都成为判定值X以上为止的持续(并不限于连续，也可以为断续)的温度上升而不是瞬间的温度上升的情况下，判定为在模块11内发生了热失控。由此，能够防止以噪声等为起因的热失控的误判定。

<故障诊断>

接下来，说明由于第一传感器发生故障而可能导致误判定为发生了热失控这样的情况。假设第二传感器正常。

图11是用于说明第一传感器发生了故障时的热失控判定处理的时间图。参照图11，虽然实际上未放出高温气体，但是由于发生了故障的第一传感器而从时刻t21起检测到温度TG1的上升。在时刻t22，温度上升量ΔT1成为基准量REF以上，计数值C1开始增加。并且，在时刻t23，计数值C1达到判定值X，管理标志F从F＝0增加为F＝1。另一方面，在正常的第二传感器中，未检测到温度上升。

在实施方式2中，即使以第一传感器对温度上升的误检测为起因而计数值C1达到判定值X起，计数值C1也继续增加。计数值C1达到判定值Y而通过第二传感器未检测到温度上升时，将第一传感器对温度上升的检测认为是错误的，管理标志F从F＝1缩减(重置)为F＝0(时刻t24)。这样的话，故障诊断标志从断开切换为接通，诊断为第一传感器和第二传感器中的一方发生故障。

这样，在实施方式2中，为了判定为在模块11中发生了热失控，增加了通道51内的温度上升的检测时刻与通道52内的温度上升的检测时刻的时间差充分小，处于有效期间内(从相互分离而设置的一方的温度传感器的温度上升的检测时刻至另一方的温度传感器的温度上升的检测时刻为止的期间处于有效期间内)的条件。在该条件成立的情况下判定为模块11的热失控发生，另一方面，在该条件不成立的情况下诊断为温度传感器发生故障，由此能够划分温度上升的原因。

需要说明的是，在图11中，说明了从计数值C1达到判定值X起计数值C1继续增加的情况，但是计数值C1的增加继续并非必须。也可以通过其他的手法(例如另外的计数器或计时器)来计测从通过第一传感器检测到温度上升起的经过时间。并且，可以在从通过第一传感器检测到温度上升起即使经过有效期间(例如几秒钟)也未通过第二传感器检测到温度上升的情况下，将故障诊断标志从断开切换为接通，诊断为任一方的温度传感器发生了故障。

<故障诊断流程>

图12是表示与第一传感器相关的温度上升检测处理的流程图。该流程图在预定条件成立时(例如电池组10的SOC成为规定值以上时或者温度TB成为规定温度以上时)，从未图示的主程序被调出而执行。虽然未图示，但是关于第二传感器，与关于第一传感器的处理并行地也执行同样的处理。

参照图12，在S51中，ECU100通过第一传感器取得通道51内的温度TG1。并且，ECU100算出温度TG1的温度上升量ΔT1(S52)。作为温度上升量ΔT1，可以使用在S51中取得的当前时刻t下的温度TG1(t)和与当前时刻相比Δt(例如几秒)前的时刻下的温度TG1(t-Δt)之差(ΔT1＝TG1(t)-TG1(t-Δt))。

在S53中，ECU100判定温度上升量ΔT1是否为基准量REF以上。在温度上升量ΔT1小于基准量REF时(S53中为“否”)，处理回到S51。在温度上升量ΔT1为基准量REF以上时(S53中为“是”)，ECU100使处理进入S54，将计数值C1增加。

为了判定是否检测到通道51内的温度上升，也可考虑取代温度上升量ΔT1(温度的差分量)与基准量REF的比较而将温度TG1(温度的绝对值)与基准值进行比较。然而，未发生热失控的状态下的通道51内的温度由于车辆1放置的环境(例如外气温)的影响而相差较大。例如，在夏季等通道51内与原本相比为高温的情况下，由于微小的温度上升而温度TG1可能会超过基准值。反之，在冬季等通道51内为低温的情况下，温度TG1超过基准值之前可能需要时间。通过如实施方式2那样使用温度上升量ΔT1而能够降低车辆1的环境的影响，因此能够更高精度地检测通道51内的温度上升。但是，将温度上升量ΔT1(温度的差分量)与基准量REF进行比较并非必须，也可以将温度TG1(温度的绝对值)与基准值进行比较。

在S55中，ECU100判定计数值C1是否为判定值X以上。在计数值C1小于判定值X时(S55中为“否”)，处理回到S51。这样的话，在温度上升量ΔT1为基准量REF以上的期间，计数值C1继续增加。当计数值C1达到判定值X时(S55中为“是”)，ECU100使管理标志F增加(S56)。

图13是表示基于温度上升的检测结果的处理的流程图。该流程图在管理标志F不是2(F＝0或1)时，例如每预定周期从主程序被调出而反复执行。

参照图13，在S61中，ECU100判定管理标志F是否为1。在管理标志F为0时(S61中为“否”)，处理回到返回。在管理标志F为1时(S61中为“是”)，ECU100使处理进入S62。

在S62中，ECU100判定在温度上升量ΔT1(可以是ΔT2)达到基准量REF之前期间通过第一传感器(可以是第二传感器)检测到的温度上升速度(每单位时间的温度上升量)是否比规定速度快。

图14是表示发生了故障的温度传感器(在该例中为第一传感器)的温度检测结果的一例的图。在检测到图14所示那样的急剧的温度上升时，检测到该温度上升的温度传感器发生故障的可能性高。因此，ECU100在温度上升速度比规定速度快时(S62中为“是”)，跳过S63、S64的处理而使处理进入S65，判定为检测到急剧的温度上升的温度传感器发生故障。另一方面，在温度上升速度比规定速度慢的情况下(S62中为“否”)，ECU100使处理进入S63。

在S63中，ECU100判定管理标志F是否为2。在管理标志F不为2的情况下，即，在管理标志F依然为1时(S63中为“否”)，ECU100判定计数值(在图11及图12的例子中为计数值C1)是否为判定值Y以上(S64)。

在实际发生了以热失控为起因的高温气体放出时，在第一传感器的温度上升检测时刻与第二传感器的温度上升检测时刻之间仅产生最高几秒～几十秒左右的时间差。因此，S64中的判定值Y以计数值从判定值X增加至判定值Y所需的时间为几秒～几十秒左右的方式设定。需要说明的是，计数值从判定值X增加至判定值Y所需的时间和前述的有效期间相当于本公开的“预定时间”。

当计数值成为判定值Y以上之前(S64中为“否”)管理标志F成为2时(S63中为“是”)，ECU100使热失控标志为接通(S66)。这种情况下，判定为在电池组10(具体而言，模块11包含的N个单电池中的至少1个单电池)中发生热失控。

相对于此，管理标志F未从1切换为2而计数值成为判定值Y以上时(S64中为“是”)，ECU100使故障诊断标志为接通(S65)。这种情况下，判定为2个温度传感器中的一方发生故障，不判定为电池组10发生了热失控。

S65或S66中的判定结束后，ECU100将计数值C1、C2重置为0(S67)。然后，处理回到主程序。

如以上那样，根据实施方式2，虽然第一传感器及第二传感器中的一方检测到温度上升但是在从该检测时刻起的有效期间内(例如几秒以内)通过另一方未检测到温度上升的情况下，不判定为在模块11发生了热失控，而诊断为温度传感器(第一传感器和第二传感器中的任一方)发生故障。这样，通过增加在有效期间内进行两个部位的温度上升检测这样的条件，能够降低尽管实际上未发生热失控但是误检测为热失控发生的可能性。

另外，在通过第一传感器和第二传感器中的一方检测到温度上升时，在其温度上升速度比规定速度快时，诊断为检测到该温度上升的温度传感器发生故障。例如，预先进行实验(可以是模拟)，通过温度传感器多次(许多次)测定从热失控的单电池放出高温气体引起的温度上升速度。并且，将规定速度设定为比多次测定的温度上升速度的最高速度更快的速度。这样，通过将规定速度设定为在实际的热失控中不会出现的速度，能够进一步降低热失控的误检测的可能性。因此，根据实施方式2，能够提高从电池组10有无高温气体放出的判定精度。

需要说明的是，在实施方式2中，温度传感器(第一传感器及第二传感器)的设置位置也只要为从电池组10放出的气体流动的流路内即可，可以为排烟通道内，也可以为排烟通道外(参照实施方式1的变形例)。

虽然说明了本发明的实施方式，但是应当理解本次公开的实施方式在所有方面是例示性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，并包含与权利要求书等同含义及范围内的全部变更。

Claims (10)

1.一种排烟检测系统，设于包含多个二次电池的电池组，

所述多个二次电池分别包括以将内部产生的气体向外部放出的方式构成的安全阀，

所述排烟检测系统具备：

第一温度传感器，检测从所述电池组放出的所述气体流动的路径内的第一区域的温度；

第二温度传感器，检测所述路径内的与所述第一区域不同的第二区域的温度；及

判定装置，在所述第一区域的温度上升量超过第一基准量的第一期间和所述第二区域的温度上升量超过第二基准量的第二期间包含于预定时间内时，判定为从所述电池组放出了所述气体。

2.根据权利要求1所述的排烟检测系统，其中，

所述排烟检测系统还具备将从所述电池组放出的所述气体导向所述排烟检测系统的外部的通道，

所述第一温度传感器检测所述通道内的所述第一区域的温度，

所述第二温度传感器检测所述通道内的所述第二区域的温度。

3.根据权利要求1所述的排烟检测系统，其中，

所述判定装置在所述第一期间和所述第二期间不包含于所述预定时间内时，判定为所述第一温度传感器和第二温度传感器中的一方发生故障。

4.根据权利要求2所述的排烟检测系统，其中，

所述判定装置在所述第一期间和所述第二期间不包含于所述预定时间内时，判定为所述第一温度传感器和第二温度传感器中的一方发生故障。

5.根据权利要求3所述的排烟检测系统，其中，

在由所述第一温度传感器检测到所述第一区域的温度上升的情况下，在所述第一区域的温度上升速度比规定速度快时，所述判定装置判定为所述第一温度传感器发生故障。

6.根据权利要求4所述的排烟检测系统，其中，

在由所述第一温度传感器检测到所述第一区域的温度上升的情况下，在所述第一区域的温度上升速度比规定速度快时，所述判定装置判定为所述第一温度传感器发生故障。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的排烟检测系统，其中，

所述电池组包括模块，

所述模块包括所述多个二次电池中的至少一部分相互并联连接的两个以上的二次电池。

8.一种排烟检测方法，检测从包含多个二次电池的电池组的排烟，

所述多个二次电池分别以将内部产生的气体向外部放出的方式构成，

所述排烟检测方法包括以下步骤：

通过第一温度传感器检测从所述电池组放出的所述气体流动的路径内的第一区域的温度；

通过第二温度传感器检测所述路径内的与所述第一区域不同的第二区域的温度；及

在所述第一区域的温度上升量超过第一基准量的第一期间和所述第二区域的温度上升量超过第二基准量的第二期间包含于预定时间内的情况下，判定为从所述电池组放出了所述气体。

9.根据权利要求8所述的排烟检测方法，还包括以下步骤：

在所述第一期间和所述第二期间不包含于所述预定时间内时，判定为所述第一温度传感器和第二温度传感器中的一方发生故障。

10.根据权利要求9所述的排烟检测方法，其中，

所述判定为发生故障的步骤包括以下步骤：

在由所述第一温度传感器检测到所述第一区域的温度上升的情况下，在所述第一区域的温度上升速度比规定速度快时，判定为所述第一温度传感器发生故障。

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