DE10011233A1 - Batterieeinheit - Google Patents
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Abstract
Eine Batterieeinheit weist eine Vielzahl von Zellen auf. Die Zellen sind mit ihnen benachbarten Temperatursensoren versehen. Eine Zelle ist mit einem ihr benachbarten Temperatursensor versehen, aber nicht alle Zellen sind mit Temperatursensoren versehen, so daß die Gesamtzahl der Temperatursensoren kleiner ist als die der Zellen. Die Zellen, die mit ihnen benachbarten Temperatursensoren versehen sind, und die Zellen, die nicht mit irgendeinem ihnen benachbarten Temperatursensor versehen sind, sind gemischt verbunden. Die Temperatursensoren sind in eine Vielzahl von Temperatursensorblöcken aufgeteilt, und eine abnormale Temperatur einer Zelle wird erkannt durch Miteinandervergleichen von Widerstandswerten der Temperatursensorblöcke.
Description
Diese Anmeldung basiert auf den Anmeldungen Nr. 11-66860, einge
reicht in Japan am 12. März 1999, Nr. 11-223281, eingereicht in
Japan am 6. August 1999, und Nr. 11-296041, eingereicht in Japan
am 19. Oktober 1999, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme ein
verleibt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batterieein
heit, in welcher eine Vielzahl von Zellen in Reihe oder parallel
geschaltet ist, und insbesondere auf eine Batterieeinheit, in
der ein abnormaler Temperaturanstieg von wenigstens einer Zelle
einer großen Zahl von Zellen, aus denen eine Batterieeinheit zur
Verwendung in einem Elektrofahrzeug aufgebaut ist, erkannt wer
den kann.
Es sind Batterieeinheiten weit bekannt, die mit Temperatursenso
ren wie PTC-Elementen zum Erkennen eines abnormalen Temperatur
anstiegs einer Zelle ausgerüstet sind, um so zu verhindern, daß
es zu einer Verschlechterung, zu einer Erhitzungsstörung und
dgl. der Zelle kommt.
Weiter, elektrische Stromversorgungsvorrichtungen zum Speisen
eines Elektrofahrzeugmotors sind bereits vorgeschlagen worden,
von denen jede eine große Zahl von Zellen enthält, die elek
trisch in Reihe geschaltet sind und eine hohe Spannung und einen
hohen Strom liefern können. Es sind auch elektrische Stromver
sorgungsvorrichtungen zur Verwendung in Elektrofahrzeugen be
kannt, die jeweils mit Temperatursensoren ausgerüstet sind. Eine
solche elektrische Stromversorgungsvorrichtung ist beispielswei
se in der japanischen nichtgeprüften Patentveröffentlichung Nr.
270094/1998 offenbart worden.
In der elektrischen Stromversorgungsvorrichtung, die in der Ver
öffentlichung offenbart ist, ist ein Temperatursensor an jeder
der Zellen, aus denen eine Batterieeinheit aufgebaut ist, befe
stigt, und ein abnormaler Temperaturanstieg wird erfaßt, indem
der gesamte elektrische Widerstand der Temperatursensoren gemes
sen wird.
Die elektrische Stromversorgungsvorrichtung, die in dieser Ver
öffentlichung beschrieben ist, erfordert jedoch dieselbe Zahl
von Temperatursensoren wie die der Zellen, aus denen die Vor
richtung aufgebaut ist, da ein Temperatursensor an jeder Zelle
angebracht ist. Eine elektrische Stromversorgungsvorrichtung zur
Verwendung in einem Elektrofahrzeug, das eine hohe Ausgangslei
stung und eine hohe Spannung verlangt, enthält eine extrem große
Zahl von Zellen und erfordert deshalb eine extrem große Zahl von
Temperatursensoren.
Infolgedessen hat eine solche Vorrichtung den Nachteil, daß, da
ihre Teile und Zusammenbauarbeitsgänge wie z. B. die Arbeitsgänge
zum Anschließen der Temperatursensoren mit der Zahl zunehmen,
ihre Fertigungskosten hoch werden.
Es ist deshalb ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Batterieeinheit zu schaffen, die eine große Zahl von verbundenen
Zellen aufweist und bei der ein abnormaler Temperaturanstieg ei
ner Zelle mit einer reduzierten Zahl von an den Zellen ange
brachten Temperatursensoren erkannt werden kann.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Erkennen
eines abnormalen Temperaturanstiegs, welche in der Veröffentli
chung Nr. 270094/1998 offenbart worden ist, ein PTC-Sensor 10,
der von außen an jede der Zellen, aus denen eine Batterieeinheit
aufgebaut ist, angebracht ist, und alle angebrachten PTC-
Sensoren 10 sind mit einer Widerstandsmeßvorrichtung zum Messen
des Gesamtwiderstands der PTC-Sensoren in Reihe geschaltet. Wenn
wenigstens eine der Zellen, an denen PTC-Sensoren angebracht
sind, einen abnormalen Temperaturanstieg erfährt, steigt der Wi
derstand eines PTC-Sensors 10, der an der Zelle angebracht ist,
extrem an, und die Widerstandsmeßvorrichtung erkennt die Abnor
malität.
In der Vorrichtung zum Erkennen eines abnormalen Temperaturan
stiegs, die in dieser Veröffentlichung offenbart ist, sind je
doch alle PTC-Sensoren 10, die an den Zellen angebracht sind, in
Reihe geschaltet, und der Gesamtwiderstand der verbundenen PTC-
Sensoren 10 wird gemessen, um einen abnormalen Temperaturanstieg
zu erfassen. Hier hat jeder PTC-Sensor 10 seine eigene Diffe
renz, d. h. seine eigene Dispersion der Temperaturkennlinie. Wenn
die Zahl der verbundenen PTC-Sensoren zunimmt, werden deshalb
diese Dispersionen der PTC-Sensoren 10 aufsummiert, und alle
Dispersionen der PTC-Sensoren 10 addieren sich zu dem gemessenen
Wert des Gesamtwiderstands. Insbesondere und gemäß der Beschrei
bung in der Veröffentlichung Nr. 270094/1998 enthält, wenn ein
Temperatursensor an jeder von 126 oder 252 Zellen angebracht
ist, aus denen eine Batteriequellenvorrichtung zur Verwendung in
einem Elektrofahrzeug aufgebaut ist, und der Gesamtwiderstand
der Temperatursensoren gemessen wird, der gemessene Wert einen
extrem großen Gesamtwert an Dispersionen.
Wenn eine Zelle einen abnormalen Temperaturanstieg erfährt und
der Widerstandswert eines PTC-Sensors, der an der Zelle ange
bracht ist, extrem ansteigt, kann infolgedessen manchmal der er
höhte Widerstandswert nicht erkannt werden, da jeder PTC-Sensor
eine Dispersion hat, wie oben dargelegt. Außerdem, wenn diese
Dispersionen berücksichtigt werden und ein Schwellenwert zum Er
kennen eines Anstiegs des Widerstandswertes als ein hoher Wert
festgelegt wird, der den Dispersionswert enthält, kann ein ab
normaler Temperaturanstieg erst erkannt werden, wenn der Wider
standswert über den Schwellenwert ansteigt, und es gibt dadurch
das Problem, daß das Erkennen eines abnormalen Temperaturan
stiegs viel Zeit erfordert.
Weiter, bei einer Vorrichtung zum Erkennen eines abnormalen Tem
peraturanstiegs, wie sie in der Veröffentlichung offenbart ist,
ist es, da alle PTC-Sensoren, die an 126 Zellen angebracht sind,
in Reihe geschaltet sind, unmöglich, festzustellen, welche der
126 Zellen einen abnormalen Temperaturanstieg erfährt. Deshalb
müssen Behandlungen wie Ausbessern und Austauschen der Zellen
und der Vorrichtung in einem weiten Bereich durchgeführt werden.
Diese Vorrichtung hat somit den Nachteil, daß Inspektionen und
dgl. nicht schnell durchgeführt werden können.
Es ist deshalb ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Batterieeinheit zu schaffen, die eine Vorrichtung zum Erkennen
eines abnormalen Temperaturanstiegs hat, welche einen abnormalen
Temperaturanstieg einer Zelle präzise erfassen kann, ohne durch
die Dispersion der Temperaturkennlinie jedes Temperatursensors
beeinflußt zu werden, schnell den Widerstandswertanstieg erken
nen kann, der durch den abnormalen Temperaturanstieg verursacht
wird, um die Erfassungszeit zu reduzieren, und den abnormalen
Temperaturanstieg einer Zelle in einem ziemlich kleinen Bereich
erkennen kann, selbst wenn die Vorrichtung in einer elektrischen
Stromversorgungsvorrichtung verwendet wird, die eine Vielzahl
von Zellen enthält, so daß die Behandlung der Vorrichtung hin
sichtlich der Abnormalitätswartung und -inspektion und dgl.
schnell ausgeführt werden kann.
Die obigen und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Er
findung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit
den beigefügten Zeichnungen vollständiger deutlich werden.
Eine Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfindung weist eine
große Zahl von Zellen auf, die in Reihe oder parallel geschaltet
sind. Temperatursensoren zum Erkennen der Zellentemperatur sind
an den Zellen angebracht, aus denen die Batterieeinheit aufge
baut ist. Ein Temperatursensor ist an einer Zelle angebracht,
aber Temperatursensoren sind nicht an allen Zellen angebracht.
In einer Batterieeinheit, die diesen Aufbau hat, ist eine klei
nere Zahl von Temperatursensoren als die der verbundenen Zellen
vorgesehen, und Zellen mit benachbart vorgesehenen Temperatur
sensoren und Zellen ohne vorgesehene Temperatursensoren sind ge
mischt verbunden.
Der Temperatursensor ist ein PTC-Sensor oder Thermistor.
Jede Zelle, die nicht mit irgendeinem Temperatursensor versehen
ist, kann mit einem Wärmesammelteil zum Sammeln der Temperatur
einer Zelle und zum Übertragen von Temperaturdaten der Zelle zu
einem Temperatursensor versehen sein.
In dieser Batterieeinheit sind eine Zelle, die mit einem Tempe
ratursensor versehen ist, und eine Zelle, die mit einem Wärme
sammelteil versehen ist, benachbart zueinander verbunden.
Ein Temperatursensor ist vorzugsweise in einer Position auf der
Oberfläche einer Zelle in der Nähe der benachbarten Zelle, die
mit einem Wärmesammelteil versehen ist, angeordnet.
Das Hauptmaterial des Wärmesammelteils ist ein Material, das aus
der Gruppe ausgewählt wird, die aus Eisen, Nickel, Kupfer, Alu
minium und einer Legierung, welche eines dieser Metalle enthält,
besteht.
Weiter, die Batterieeinheit enthält eine Vielzahl von Zellen,
die jeweils mit einem Temperatursensor versehen sind, und Zel
len, die jeweils mit einem Wärmesammelteil versehen sind, und
die Temperatursensoren, die an den Zellen angebracht sind, kön
nen über die Wärmesammelteile elektrisch miteinander in Reihe
geschaltet sein.
In der Batterieeinheit, die oben erwähnt ist, ist jede Zelle,
die mit einem Wärmesammelteil versehen ist, vorzugsweise zwi
schen den Zellen angeordnet, die jeweils mit einem Temperatur
sensor versehen sind.
Weiter, in der oben erwähnten Batterieeinheit kann ein Tempera
tursensor zwischen zwei benachbarten Zellen angeordnet sein, und
Wärmesammelteile können an den Zellen auf beiden Seiten des Tem
peratursensors vorgesehen sein.
In einer solchen Batterieeinheit wird, da ein Wärmesammelteil
auf der Oberfläche einer Zelle vorgesehen und mit einem Tempera
tursensor verbunden ist, die Zellentemperatur durch das Wärme
sammelteil gesammelt und zu dem Temperatursensor übertragen. Da
durch kann das Wärmesammelteil einen abnormalen Temperaturan
stieg einer Zelle erfassen. Infolgedessen kann durch Verbinden
einer geringeren Zahl, nicht derselben Zahl, von Temperatursen
soren als der der Zellen, aus denen die Batterieeinheit aufge
baut ist, ein abnormaler Temperaturanstieg von sämtlichen Zellen
erkannt werden.
Infolgedessen kann bei der Batterieeinheit die Zahl der Tempera
tursensoren reduziert werden, und dadurch können Zusammenbauar
beitsgänge und Einzelteile der Batterieeinheit in der Zahl redu
ziert werden, so daß die Fertigungskosten derselben gesenkt wer
den können.
Weiter, da gemäß der Erfindung die Temperatursensoren in kleine
Blöcke aufgeteilt sind und eine Steuereinheit eine Abnormität
jedes kleinen Blockes erkennt, kann eine Abnormalität in einem
ziemlich kleinen Bereich des kleinen Blockes mit einer geringe
ren Zahl von Temperatursensoren als der der Zellen, die in der
Batterieeinheit verbunden sind, erkannt werden.
Weiter, eine Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfindung ist
mit einer Vielzahl von Zellen und mit einer Vorrichtung zum Er
fassen eines abnormalen Temperaturanstiegs versehen, die Tempe
ratursensoren aufweist, welche an den Zellen angebracht sind,
wobei sich der Widerstand jedes Temperatursensors während eines
Temperaturanstiegs ändert, und mit einer Schaltung zum Erkennen
eines abnormalen Temperaturanstiegs zum Messen des Widerstands
wertes der Temperatursensoren und zum Erfassen eines abnormalen
Temperaturanstiegs einer Zelle. Die Temperatursensoren sind in
eine Vielzahl von Temperatursensorblöcken aufgeteilt. In jedem
Sensorblock ist dieselbe Zahl von Temperatursensoren in Reihe
geschaltet. Andererseits erkennt die Schaltung zum Erfassen ei
nes abnormalen Temperaturanstiegs einen abnormalen Temperaturan
stieg durch Miteinandervergleichen der Widerstandswerte der Tem
peratursensorblöcke.
In einer Batterieeinheit, die diesen Aufbau hat, ist eine Viel
zahl von Temperatursensoren in Temperatursensorblöcke aufge
teilt, und die Widerstandswerte der Temperatursensoren werden
gemessen. Wenn die Differenz zwischen den Widerstandswerten über
einen vorbestimmten Wert ansteigt, wird eine Abnormalität einer
Zelle erkannt.
Gemäß der Erfindung können, da die Widerstandswerte der Tempera
tursensorblöcke miteinander verglichen werden, Differenzen, d. h.
Dispersionen der Temperaturkennlinie der Temperatursensoren kom
pensiert werden. Wenn irgendeine der Zellen einen abnormalen
Temperaturanstieg erfährt und der Widerstandswert eines PTC-
Sensors, der an der Zelle angebracht ist, extrem ansteigt, kann
deshalb nur der erhöhte Wert präzise erfaßt werden.
Infolgedessen kann eine Abnormalität präzise und ohne Fehler er
faßt werden, frei vom Einfluß von Dispersionen von Temperatur
sensoren wie PTC-Sensoren.
Darüber hinaus ist es, da die Dispersionen der Temperatursenso
ren kompensiert werden, nicht notwendig, einen unnötig großen
Sollwert der Differenz zwischen den Widerstandswerten der Tempe
ratursensoren zum Erkennen einer abnormalen Zellentemperatur
einzustellen. Dadurch kann die Vorrichtung zum Erfassen eines
abnormalen Temperaturanstiegs auf eine Zunahme des Widerstands
wertes empfindlich reagieren, und die Erkennungszeit kann ver
kürzt werden.
Außerdem, da die Temperatursensoren wie die PTC-Sensoren in Tem
peratursensorblöcke aufgeteilt sind, kann, wenn ein abnormer
Temperaturanstieg in irgendeiner Zelle einer großen Zahl von
Zellen hervorgerufen wird, die Erfassung in jedem Temperatursen
sorblock durchgeführt werden und dadurch kann eine Behandlung
wie Ausbessern oder Austauschen in einem ziemlich schmalen Be
reich durchgeführt werden, um die Wartung, die Inspektion und
dgl. zu beschleunigen.
Infolgedessen kann bei einer Batterieeinheit, die diesen Aufbau
hat, ein abnormer Temperaturanstieg einer Zelle präzise und
schnell erkannt werden, wenn diese als eine Batteriequelle, wel
che eine extrem große Zahl von verbundenen Zellen aufweist, für
ein Elektrofahrzeug und ein Hybridfahrzeug verwendet wird. Und
die Batterieeinheit ist sicher und kann leicht gewartet und in
spiziert werden, so daß sie leicht wie eine Batteriequelle für
ein Elektrofahrzeug und dgl. behandelt werden kann.
Fig. 1 ist ein Schaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zum
Erfassen eines abnormalen Temperaturanstiegs.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Temperatursensors.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Aus
führungsform einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Aus
führungsform einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Aus
führungsform einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Aus
führungsform einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Aus
führungsform einer Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfin
dung.
Fig. 9 ist ein Temperaturerfassungsschaltbild der Batterieein
heit nach Fig. 8.
Fig. 10 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von
einer weiteren Ausführungsform einer Batterieeinheit nach der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf einen Batteriemodul der Batte
rieeinheit nach Fig. 10.
Fig. 12 ist ein Schaltbild einer Vorrichtung zum Erfassen eines
abnormalen Temperaturanstiegs.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine Batterieeinheit, die in Fig. 2 gezeigt ist, weist sechs zy
lindrische Zellen 1 auf, die alle in Längsrichtung in Reihe ge
schaltet sind, um eine zylindrische Form zu bilden. Jede Zelle 1
weist eine Nickelwasserstoffzelle auf, kann aber auch eine Nic
kelcadmiumzelle oder eine Lithiumionenzelle aufweisen.
In der Batterieeinheit ist ein schüsselförmiges Verbindungsteil
2 durch Punktschweißen zwischen jeweils zwei Zellen 1 befestigt.
Das Verbindungsteil 2 schaltet zwei benachbarte Zellen 1 elek
trisch in Reihe und verbindet dieselben gleichzeitig mechanisch.
Und die Batterieeinheit, die sechs Zellen 1 aufweist, ist mit
einer positiven und einer negativen Elektrodenklemme an ihrem
einen bzw. anderen Ende versehen. Die positive Elektrodenklemme
3 hat einen Vorsprung 3A in ihrem Zentrum, wohingegen die nega
tive Elektrodenklemme 4 ein Loch 4A in ihrem Zentrum hat.
Durch Einführen eines Vorsprungs 3A einer positiven Elektroden
klemme 3 einer Batterieeinheit in ein Loch 4A einer negativen
Elektrodenklemme 4 einer anderen Batterieeinheit werden diese
miteinander verbunden. Deshalb können mehr, z. B. zwei oder drei
Batterieeinheiten, die jeweils diesen Aufbau haben, in Längs
richtung miteinander zu einer längeren zylindrischen Form ver
bunden werden, die 12 oder 18 Zellen enthält. Weiter, da die po
sitive Elektrodenklemme 3 und die negative Elektrodenklemme 4 so
gegenseitig unterschiedliche Formen haben, kann verhindert wer
den, daß die Batterieeinheiten in falschen Richtungen ausgerich
tet werden, wenn sie parallel Seite an Seite angeordnet werden.
Eine Vielzahl von Batterieeinheiten nach der vorliegenden Erfin
dung, die jeweils sechs Zellen aufweisen, kann in einem Gehäuse
od. dgl. angeordnet und aufgenommen werden, um so als eine elek
trische Stromversorgungsvorrichtung zu fungieren. Die Zellen,
die in der elektrischen Stromversorgungsvorrichtung verbunden
sind, können in der Zahl erhöht werden, indem eine erhöhte Zahl
von Batterieeinheiten verbunden wird, und eine solche elektri
sche Stromversorgungsvorrichtung kann als eine elektrische
Stromversorgungsvorrichtung für ein Elektroauto verwendet wer
den, welches eine hohe Leistung und eine hohe Ausgangsspannung
verlangt.
In der Batterieeinheit, die in Fig. 2 gezeigt ist, sind ein Tem
peratursensor 5 und ein Wärmesammelteil 6 an der Oberfläche je
der Zelle angeordnet. Der Temperatursensor 5 weist ein Element
wie ein PTC-Element auf, dessen Widerstand sich ändert, wenn
sich die Temperatur ändert. Der Temperatursensor 5 ist so ausge
bildet, daß, je höher die Temperatur wird, sich der Widerstand
um so stärker ändert und daß sich der Widerstand in einem Be
reich von 60°C bis 120°C stark ändert. Andererseits ist das
Hauptmaterial des Wärmesammelteils 6 ein Material, das aus der
Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen, Nickel, Kupfer, Aluminium
und einer Legierung, welche eines dieser Metalle enthält, be
steht.
Das Wärmesammelteil 6 kann Wärme der Zelle 1 sammeln, an der das
Wärmesammelteil 6 angebracht ist, und die Temperatur der Wärme
aufrechterhalten. Und die Wärme, die durch das Wärmesammelteil 6
aufrechterhalten wird, wird von dem Wärmesammelteil 6 auf den
Temperatursensor 5 übertragen. Dadurch kann der Temperatursensor
5 die Wärme der Zelle erfassen, an der das Wärmesammelteil 6 an
gebracht ist. Infolgedessen ist der Temperatursensor 5 vorzugs
weise an dem Wärmesammelteil 6 angeordnet.
In der Batterieeinheit, die in Fig. 2 gezeigt ist, sind die
sechs Zellen 1 mit vier Temperatursensoren 5 und zwei Wärmesam
melteilen 6 versehen. Die vier Temperatursensoren 5 sind an der
Oberfläche von zwei entgegengesetzten Endzellen 1 und von zwei
mittleren Zellen 1 der sechs Zellen 1 angebracht. Und die beiden
Wärmesammelteile 6 sind an den Oberflächen der übrigen beiden
Zellen 1 angebracht. Deshalb ist das Wärmesammelteil 6 zwischen
zwei Temperatursensoren 5 angeordnet. Die Temperatursammelteile
6 sind zusammen mit den Temperatursensoren 5 als ein langer und
schmaler Streifen ausgebildet. Der Streifen, der die Wärmesam
melteile 6 und die Temperatursensoren 5 umfaßt, ist mit einem
Harz od. dgl. gänzlich laminiert und dadurch von den äußeren Ge
häusen der Zelle 1 isoliert. Und die Temperatursensoren 5 und
die Wärmesammelteile 6, die zu einem Streifen geformt und lami
niert sind, sind zusammen mit der Batterieeinheit, die aus sechs
Zellen 1 besteht, mit einem mittels Wärme aufschrumpfbaren
Schlauch (nicht dargestellt) bedeckt, damit sie eng an den Zel
len 1 haften. Die Wärmesammelteile 6, die eng an den Zellen 1
haften, können Wärme der Zellen 1 sammeln. Die Größe jedes Wär
mesammelteils 6 liegt in dem Bereich von 3% bis 60% des Oberflä
cheninhalts der Zelle 1. Dadurch, daß dem Wärmesammelteil 6 eine
beträchtliche Größe gegeben wird, kann die Wärme der Zelle 1
wirksamer gesammelt werden, wobei aber manchmal die Abstrahlwir
kung der Zelle 1 reduziert wird. Deshalb wird die, optimale Größe
des Wärmesammelteils 6 unter Berücksichtigung der Abstrahlwir
kung der Zelle 1 ausgewählt. Darüber hinaus weist das Wärmesam
melteil 6 einen Wärmesammelabschnitt 6A zum Sammeln der Wärme
der Zelle 1 und zwei Verbindungsschenkelabschnitte 6B zur Ver
bindung mit dem Temperatursensor 5 auf, wobei die Verbindungs
schenkelabschnitte 6B von den entgegengesetzten Enden des Wärme
sammelabschnitts 6A vorstehen. Jeder Verbindungsschenkelab
schnitt 6B ist auf dem Temperatursensor 5 angebracht. Weiter,
eine Schicht in dem Wärmesammelteil 6 hat beispielsweise einen
Zweischichtaufbau. In diesem Fall weist das Wärmesammelteil 6
einen inneren Kontakt mit der Zelle 1 auf und eine äußere
Schicht, die nicht mit der Zelle 1 in Kontakt ist. Und die äuße
re Schicht besteht aus einem Material, das eine Wärmeleitfähig
keit hat, die niedriger als die der inneren Schicht ist, so daß
die Wärme, die durch das Wärmesammelteil 6 gesammelt wird, auf
rechterhalten werden kann.
In dieser Batterieeinheit sind die Temperatursensoren 5 elek
trisch miteinander in Reihe geschaltet, und zwar auf einem Weg,
der sich von dem unterscheidet, auf welchem die Zellen in Reihe
geschaltet sind. Fig. 3 ist ein Beispiel eines Schaltbildes zur
Reihenschaltung von sämtlichen Temperatursensoren 5, die an al
len Batterieeinheiten in einer elektrischen Stromversorgungsvor
richtung angebracht sind, welche eine Vielzahl von Batterieein
heiten aufweist. Jedoch statt alle Temperatursensoren 5 in Reihe
zu schalten, die Temperatursensoren 5, die in jeder Batterieein
heit enthalten sind, können jeweils zwei oder drei Batterieein
heiten in Reihe geschaltet werden, und dann können diese alle
parallel geschaltet werden.
Der Widerstand der Temperatursensoren 5, die in Reihe geschaltet
sind, ändert sich durch einen abnormalen Temperaturanstieg einer
Zelle, an der der Temperatursensor angebracht ist. Wenn ein ab
normaler Temperaturanstieg von nur einer Zelle auftritt, können
deshalb die Temperatursensoren 5, die in Reihe geschaltet sind,
ihn erfassen und können eine Störung der elektrischen Stromver
sorgung erkennen. Da die Wärmesammelteile 6 Metall oder ein ähn
liches wärmeleitfähiges Teil aufweisen, können sie auch als An
schlußplatten zum Miteinanderverbinden der Temperatursensoren
dienen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Er
findung, bei welcher der Verbindungsschenkelabschnitt 46B zum
Verbinden des Wärmesammelteils 46 mit dem Temperatursensor 45
groß ausgebildet ist, um den gesamten Temperatursensor 45 zu be
decken. Das Wärmesammelteil 46, das diesen Aufbau hat, kann ge
sammelte Temperaturdaten präziser zu dem Temperatursensor 45
übertragen. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 41 eine
Zelle, die Bezugszahl 42 bezeichnet das schüsselförmige Verbin
dungsteil, wohingegen die Bezugszahl 46A den Wärmesammelab
schnitt bezeichnet.
Die Fig. 5 und 6 zeigen andere, verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, bei denen drei Temperatursensoren
55, 65 und drei Wärmesammelteile 56, 66 an den verbundenen sechs
Zellen 51, 61 angebracht sind. In diesen Ausführungsformen ist
das Wärmesammelteil 56, 66 an dem Temperatursensor 55, 65 vorge
sehen, so daß die Temperatursensoren 56, 66 abwechselnd mit den
Wärmesammelteilen 56, 66 angeordnet sind. Indem die Zahl der
Temperatursensoren und der Wärmesammelteile in Bezug auf die
Zahl der Zellen derart geändert und gesteuert wird, kann die
Zahl der Temperatursensoren reduziert werden. Somit werden die
Wärmesammelteile und die Temperatursensoren in die Batterieein
heit eingefügt durch Verbinden der Wärmesammelteile mit den Tem
peratursensoren. Und durch Vorsehen eines Temperatursensors für
jede zweite Zelle können zwei Zellen durch einen Temperatursen
sor überwacht werden. Durch Vorsehen von zwei Temperatursensoren
für jeweils drei Zellen können drei Zellen durch zwei Tempera
tursensoren überwacht werden. Weiter, durch Vorsehen eines Tem
peratursensors für jeweils drei Zellen können drei Zellen durch
einen Temperatursensor überwacht werden. In diesen Figuren be
zeichnen die Bezugszahlen 51, 61 die Zellen, die Bezugszahlen
52, 62 bezeichnen die schüsselförmigen Verbindungsteile, die Be
zugszahlen 56A, 66A bezeichnen die Wärmesammelabschnitte, und
die Bezugszahlen 56B, 66B bezeichnen die Verbindungsschenkelab
schnitte.
Fig. 7 zeigt eine weitere andere Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung, in welcher drei Temperatursensoren 75 und sechs
Wärmesammelteile für die sechs Zellen vorgesehen sind. In der
Batterieeinheit, die in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Temperatur
sensor 75 zwischen zwei Zellen 71 und in einer Position angeord
net, die zu dem schüsselförmigen Verbindungsteil 72 entgegenge
setzt ist. Jedes Wärmesammelteil 76 ist an jeder der sechs Zel
len angebracht, und die Verbindungsschenkelabschnitte 76B der
benachbarten beiden Wärmesammelteile. 76 sind mit der äußeren
Oberfläche bzw. der inneren Oberfläche des Temperatursensors 75
verbunden. Weiter, bei jeweils zwei Zellen 71 der mittleren vier
Zellen mit Ausnahme der beiden an den entgegengesetzten Enden
der sechs Zellen 71 ist das Wärmesammelteil 76, das zwei inte
grierte Wärmesammelabschnitte 76A aufweist, angeordnet. Durch
Verwenden dieses Wärmesammelteils 76 können zwei Wärmesammelab
schnitte 76A von nur einem Wärmesammelteil 76 an den Oberflächen
von zwei Zellen angebracht werden. Infolgedessen können die not
wendigen Wärmesammelteile in der Zahl reduziert werden, und da
durch können auch die Einzelteile und die Zusammenbauarbeitsgän
ge bei der Fertigung der Batterieeinheiten reduziert werden.
In der Batterieeinheit, die in Fig. 7 gezeigt ist, kann, wie
oben erwähnt, da die Wärmesammelteile 76 auf sämtlichen Zellen
71 angeordnet sind und die Wärmesammelteile mit den Temperatur
sensoren 75 verbunden sind, ein abnormaler Temperaturanstieg von
allen sechs Zellen 71 durch drei Temperatursensoren 75 erkannt
werden. Die Zahl der Temperatursensoren 75, die zwischen den
Zellen angeordnet sind, kann geeignet geändert werden.
Es wird nun eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung beschrieben, die in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Anders
als bei den oben erwähnten Ausführungsformen, die in den Fig. 2
bis 7 gezeigt sind, ist die Batterieeinheit, die in den Fig. 8
und 9 gezeigt ist, nicht mit irgendeinem Wärmesammelteil verse
hen. In der Batterieeinheit, die in Fig. 8 gezeigt ist, bilden
sechs Zellen 81 einen Batteriemodul 87. Und eine Vielzahl von
Batteriemodulen, die in Reihe geschaltet sind, bildet eine Bat
terieeinheit.
Die Zahl der Batteriemodule 87, die in einer Batterieeinheit
verbunden sind, kann optional ausgewählt werden. Durch Verbinden
von beispielsweise 32 Batteriemodulen kann eine Batterieeinheit,
die 192 Zellen aufweist, welche miteinander verbunden sind, er
zielt werden. Und es können mehr Batteriemodule verbunden sein.
Weiter, die Zahl der Zellen, aus denen ein Batteriemodul aufge
baut ist, kann ebenfalls optional ausgewählt werden, und mehr
als sechs oder weniger als sechs Zellen können einen Batteriemo
dul bilden.
In der Batterieeinheit, die in Fig. 8 gezeigt ist, besteht ein
Batteriemodul 87 aus sechs Zellen 81, die in Reihe geschaltet
sind, um eine zylindrische Form zu bilden, Zwei der sechs Zellen
81 des Batteriemoduls 87 sind jeweils mit einem Temperatursensor
85 versehen, und die übrigen vier Zellen 81 sind nicht mit ir
gendeinem Temperatursensor versehen. In jedem der übrigen Batte
riemodule 87 sind auf ähnliche Weise zwei der sechs Zellen 81
jeweils mit einem Temperatursensor 85 versehen. Deshalb kann bei
diesem Aufbau die Zahl der Temperatursensoren 85 im Vergleich
mit einem Fall reduziert werden, in welchem jede Zelle 81 mit
einem Temperatursensor 85 versehen ist. Die Zahl der Temperatur
sensoren 85 und die Abstandsgröße zwischen den Temperatursenso
ren 85 in einem Batteriemodul werden jedoch nicht durch die oben
dargelegte Beschreibung beschränkt, sondern können optional be
stimmt werden.
Weiter, in der Batterieeinheit, die in Fig. 8 gezeigt ist, sind
insgesamt vier Temperatursensoren 85 miteinander in Reihe ge
schaltet, so daß zwei Batteriemodule 87 einen kleinen Block bil
den. Vier Temperatursensoren 85 bilden einen kleinen Block. Die
Batterieeinheit ist in eine Vielzahl von kleinen Blöcken aufge
teilt. Und in jedem kleinen Block wird die Temperatur des Tempe
ratursensors 85 erfaßt. Der Temperatursensor 85 kann ein PTC-
Element oder einen Thermistor aufweisen. Ein PTC-Element hat die
Eigenschaft, daß sich sein Widerstand schnell ändert, wenn es
die Arbeitstemperatur erreicht. Wenn die Arbeitstemperatur z. B.
93°C beträgt, kann der Temperatursensor 85, der ein PTC-Element
aufweist, manchmal einen abnormalen Temperaturanstieg erst er
fassen, wenn die Temperatur der Zelle einen Wert nahe bei 100°C
erreicht. Deshalb beansprucht es manchmal viel Zeit, bis der
Temperatursensor 85 einen abnormalen Temperaturanstieg erkennt.
Andererseits hat ein Thermistor die Eigenschaft, daß sich sein
Widerstand allmählich ändert, während sich die Temperatur von
einem unteren Wert (-20°C) auf einen hohen Wert (15°C) ändert.
Und der Temperatursensor 85, der einen Thermistor aufweist, kann
einen abnormalen Temperaturanstieg durch Vergleichen der Tempe
ratur mit einem Regelwert und durch Steuern der Auswahl des Re
gelwertes schnell erfassen. Weiter, der Einheitspreis eines
Thermistors ist niedrig im Vergleich zu dem eines PTC-Elements,
und die Produktionskosten eines Temperatursensors 85 können re
duziert werden.
Fig. 9 ist ein Schaltbild einer Temperaturerfassungsschaltung,
in welcher eine Steuereinheit ECU und eine Anzeige 8 mit der in
Fig. 8 gezeigten Batterieeinheit verbunden sind. Temperaturdaten
der Temperatursensoren 85, die aufgeteilt sind, um einen kleinen
Block zu bilden, werden in die Steuereinheit ECU eingegeben.
Die absolute Temperatur jedes kleinen Blockes wird erfaßt und
mit einem vorbestimmten Regelwert verglichen, und dadurch kann
ein abnormaler Temperaturanstieg erkannt werden. Der Regelwert
wird, beispielsweise, auf 60°C eingestellt. Wenn ein abnormaler
Temperaturanstieg in einem sehr kleinen Block erkannt wird,
zeigt die Anzeige 8 an, welcher kleine Block in einem abnormalen
Zustand ist. Infolgedessen können selbst in einer Batterieein
heit, in welcher eine große Zahl von Zellen verbunden sind, ab
normale Spitzen leicht erkannt werden.
Weiter, da der Bereich des abnormalen Teils in jedem kleinen
Block erkannt werden kann, kann eine Wartung, z. B. durch Aus
tausch oder Reparatur, leicht durchgeführt werden. Die Steuer
einheit ECU kann ein eingegebenes Temperatursignal jedes kleinen
Blockes mit dem Regelwert in jedem kleinen Block vergleichen.
Dadurch kann die Temperaturdifferenz zwischen den kleinen Blöc
ken, d. h. eine Temperaturdispersion erkannt werden. Zum Bei
spiel, wenn die erfaßte Temperatur eines kleinen Blockes 80°C
beträgt und die erfaßten Temperaturen der anderen kleinen Blöcke
normale Temperaturen von 45°C bis 50°C sind, wird die Tempera
turdifferenz zwischen ihnen erfaßt. Und wenn die Temperaturdif
ferenz oberhalb eines Regelwertes ist, wird sie beurteilt und es
wird erkannt, daß die Batterieeinheit in einem abnormalen Zu
stand ist, d. h., daß eine oder mehrere abnormale Zellen in der
Batterieeinheit enthalten sind. In diesem Fall kann die Anzeige
8 anzeigen, welcher kleine Block in dem abnormalen Zustand ist.
In der Ausführungsform, die in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist,
kann, da die Temperatursensoren 85 auf kleine Blöcke aufgeteilt
sind und das Erkennen einer abnormalen Temperatur jedes kleinen
Blockes wie oben erwähnt erfolgt, das Erkennen eines abnormalen
Zustands in einem kleinen Bereich des kleinen Blockes mit einer
geringeren Zahl von Temperatursensoren erreicht werden als der
der Zellen, die in der Batterieeinheit verbunden sind. Weiter,
da die Steuereinheit ECU die eingegebenen Temperaturdaten der
kleinen Blöcke als Parameter des Selbstentlade- und Ladewir
kungsgrad verwendet und die Batteriezustände wie die verbleiben
de Kapazität steuert, können ins einzelne gehende Berechnungen
der Batteriezustände mit den eingegebenen Temperaturdaten jedes
kleinen Blockes erzielt werden.
Weiter, eine Batterieeinheit nach der vorliegenden Erfindung, in
welcher eine Vielzahl von Temperatursensoren in Temperatursen
sorblöcke aufgeteilt ist, wird als Batteriequelle von Elektroau
tos und Hybridautos verwendet, in welchen die Antriebsquelle ei
ne Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem batteriege
speisten Motor umfaßt. Fig. 10 ist eine auseinandergezogene per
spektivische Ansicht, die das Aussehen einer Batterieeinheit
nach der vorliegenden Erfindung zur Verwendung als eine Batte
riequelle zeigt. Diese Batteriequelle 11 hat die Form eines
rechteckigen Parallelepipeds, das mit einem oberen und einem un
teren Haltergehäuse 12, einem Zwischengehäuse 13 und Endplatten
14 auf beiden Seiten umschlossen ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 11 enthält die Batteriequelle 11
Batteriemodule 97, wobei in jedem von ihnen sechs zylindrische
Zellen in Längsrichtung verbunden sind, um eine zylindrische
Form zu bilden, und alle sechs Zellen elektrisch in Reihe ge
schaltet sind. Acht Batteriemodule 97, die diesen Aufbau haben,
sind Seite an Seite angeordnet, und über dieser Anordnung aus
acht Batteriemodulen 97 ist eine ähnliche Anordnung aus acht
Batteriemodulen 97 als eine Schicht mit Hilfe der Zwischengehäu
se 13 angeordnet. Infolgedessen sind insgesamt 96 Zellen 91 in
der Batteriequelle 11 enthalten, und alle diese 96 Zellen sind
durch Anschlußplatten in Reihe geschaltet, die an den Endplatten
14 vorgesehen sind. Weiter, durch Verbinden einer Vielzahl von
derartigen Batteriequellen, von denen jede 96 Zellen enthält,
kann die Zahl der verbundenen Zellen bis zu einem ganzzahligen
Vielfachen von 96 erhöht werden. Deshalb kann die Batteriequelle
11 die notwendige elektrische Quellenspannung, den notwendigen
Ausgangsstrom und dgl. entsprechend der Größe und der Leistung
eines Elektroautos liefern.
In dem Batteriemodul 97, das sechs Zellen 91 aufweist, die in
Längsrichtung verbunden sind, um eine zylindrische Form zu bil
den, werden PTC-Sensoren als Temperatursensoren verwendet. In
der folgenden Ausführungsform werden die PTC-Sensoren 15 als die
Temperatursensoren verwendet. Deshalb werden die Temperatursen
sorblöcke als die PTC-Sensorblöcke verwendet. Die PTC-Sensoren
15 sind an der Außenseite des Batteriemoduls 97 befestigt. In
dem Batteriemodul 97, der in dieser Figur gezeigt ist, ist ein
PTC-Sensor 15 an jeder der Zellen angebracht. Deshalb sind die
Temperatursensorblöcke die PTC-Sensorblöcke der Zellen 91. Sechs
PTC-Sensoren 15 sind in Längsrichtung in einer Linie durch An
schlußplatten verbunden, so daß sie den verbundenen sechs Zellen
91 entsprechen. Und die Anschlußplatten, die sich von den entge
gengesetzten Enden der verbundenen sechs PTC-Sensoren 15 aus
erstrecken, sind über die Endplatten 14 mit den Anschlußplatten
der verbundenen sechs PTC-Sensoren 15 elektrisch verbunden, die
an dem benachbarten Batteriemodul angebracht sind.
Dadurch können alle PTC-Sensoren 15, die an allen 96 Zellen an
gebracht sind, welche in der Batteriequelle 91 enthalten sind,
elektrisch verbunden werden. Obgleich alle PTC-Sensoren wie oben
erwähnt in Reihe geschaltet werden können, können die PTC-
Sensoren, die z. B. an jedem zweiten Batteriemodul angebracht
sind, d. h. an jeweils 12 Zellen, in Reihe geschaltet werden. Die
PTC-Sensoren werden in Blöcken eines Batteriemoduls auf diese
Art und Weise in Reihe geschaltet, und elektrische Signale kön
nen den PTC-Sensoren durch Herausführen jeder Anschlußplatte
entnommen werden. Weiter, es ist nicht notwendig, PTC-Sensoren
an allen Zellen anzubringen, vielmehr können PTC-Sensoren an je
der zweiten Zelle angebracht werden, so daß drei PTC-Sensoren in
einem Batteriemodul angebracht sind.
Die PTC-Sensoren 15, die wie oben erwähnt angebracht sind, kön
nen eine Schaltung bilden, die nur aus den PTC-Sensoren 15 be
steht, und zwar auf einem anderen Weg als dem der Reihenschal
tung der Zellen 91, über den ein großer Strom fließt. Deshalb,
da die Schaltung der PTC-Sensoren eine Schaltung mit kleinem
Strom sein kann, kann eine Wärmeerzeugung verhindert werden,
selbst wenn eine große Zahl von PTC-Sensoren 15 verbunden ist,
und gleichzeitig kann eine Reduktion der Batterieausgangslei
stung durch die Spannungsreduktion, die durch die PTC-Sensoren
verursacht wird, verhindert werden.
In dieser Ausführungsform, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, sind
alle 12 PTC-Sensoren 15, die an den 12 Zellen angebracht sind,
in Reihe geschaltet, um einen PTC-Sensorblock 18 zu bilden. Des
halb sind die PTC-Sensoren 15, die an den 96 Zellen 91 der Bat
teriequelle 11 angebracht sind, in acht PTC-Sensorblöcke 18 auf
geteilt, und die PTC-Sensoren 15 jedes PTC-Sensorblockes sind in
Reihe geschaltet.
Und jeder dieser PTC-Sensorblöcke 18 ist mit einer Schaltung 19
zum Erfassen eines abnormalen Temperaturanstiegs verbunden. Die
Arbeitsweise der Schaltung 19 zum Erfassen eines abnormalen Tem
peraturanstiegs wird nun im folgenden beschrieben.
- 1. Die Schaltung 19 zum Erfassen eines abnormalen Temperatur anstiegs mißt die Widerstandswerte von sämtlichen PTC- Sensorblöcken 18, die mit ihr verbunden sind.
- 2. Die gemessenen Widerstandswerte der PTC-Sensorblöcke 18 werden miteinander verglichen, und eine Differenz zwischen den gemessenen Werten von zwei PTC-Sensorblöcken 18 wird berechnet.
- 3. Die Differenz wird mit einem vorbestimmten Wert verglichen, der zuvor in die Schaltung 19 zum Erkennen eines abnormalen Temperaturanstiegs eingegeben worden ist, und wenn die Dif ferenz oberhalb des vorbestimmten Wertes ist, wird ein ab normaler Temperaturanstieg erkannt.
- 4. Wenn ein abnormaler Temperaturanstieg erkannt wird, wird ein Abnormalitätssignal an die Steuereinheit ECU der Batte riequelle 11 abgegeben, und es wird die ECU informiert, daß die Zelle(n) in einem abnormalen Zustand ist (sind).
Auf diese Art und Weise schaltet die Schaltung 19 zum Erfassen
eines abnormalen Temperaturanstiegs die PTC-Sensoren jedes PTC-
Sensorblockes in Reihe, mißt den Widerstand jedes PTC-
Sensorblockes und erkennt einen abnormalen Temperaturanstieg,
wenn die Differenz zwischen dem Widerstand von zwei PTC-Sensoren
oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist.
Da die Differenz zwischen den Widerständen von PTC-Sensorblöcken
berechnet wird, werden deshalb Differenzen, d. h. Dispersionen
der Temperaturkennlinie der PTC-Sensoren kompensiert. Infolge
dessen kann, wenn ein abnormaler Temperaturanstieg von irgendei
ner Zelle hervorgerufen wird und der Widerstandswert des PTC-
Sensors 15, an dem die Zelle angebracht ist, extrem ansteigt,
nur der erhöhte Wert präzise erkannt werden, da die Dispersionen
der PTC-Sensoren kompensiert sind.
Infolgedessen kann das Erfassen nicht fehlerhaft erfolgen, son
dern präzise, ohne Beeinflussung durch die Dispersion der PTC-
Sensoren. Und gleichzeitig kann die Schaltung zum Erfassen eines
abnormalen Temperaturanstiegs empfindlich einen entsprechenden
Widerstandsanstieg erfassen, ohne die Notwendigkeit des Einstel
lens des vorbestimmten Wertes als einen unerwünscht großen Wert,
weil die Dispersion der PTC-Sensoren kompensiert ist, und da
durch kann die Erfassungszeit verkürzt werden.
Weiter, da die PTC-Sensoren 15 auf PTC-Sensorblöcke 78 aufge
teilt sind, kann, wenn eine abnormale Temperatur in irgendeiner
der 96 Zellen 91 hervorgerufen wird, die Erfassung in jedem PTC-
Sensorblock erfolgen und dadurch eine Behandlung wie Ausbessern
oder Austauschen in einem ziemlich schmalen Bereich erfolgen, um
die Wartung, Inspektion und dgl. zu beschleunigen.
Die Schaltung 19 zum Erfassen eines abnormalen Temperaturan
stiegs mißt den Widerstandswert jedes PTC-Sensorblockes 18 und
berechnet die Differenz zwischen den Widerstandswerten, wie oben
dargelegt. Jedoch beschränkt sich die vorliegende Erfindung
nicht darauf, sondern vielmehr kann ein abnormaler Temperaturan
stieg erfaßt werden durch Berechnen von Verhältnissen oder Mul
tiplikationsfaktoren der gemessenen Werte der PTC-Sensorblöcke
und Vergleichen derselben miteinander.
Da die vorliegende Erfindung in mehreren Formen ausgeführt wer
den kann, ohne die Lehre der wesentlichen Merkmale derselben zu
verlassen, ist deshalb die vorliegende Ausführungsform illustra
tiv und nicht restriktiv, da der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, statt
durch die ihnen vorangehende Beschreibung, und alle Änderungen
liegen im Schutzbereich der Ansprüche oder im Äquivalenzbereich
derselben und sollen durch die Ansprüche umfaßt werden.
Claims (13)
1. In einer Batterieeinheit mit einer großen Zahl von Zellen,
die in Reihe oder parallel geschaltet sind, eine Batterieein
heit, in welcher Temperatursensoren zum Erfassen der Zellentem
peratur derart vorgesehen sind, daß ein Temperatursensor benach
bart zu einer der Zellen, aus denen die Batterieeinheit aufge
baut ist, angeordnet ist, wobei aber nicht alle Zellen mit Tem
peratursensoren versehen sind, so daß die Gesamtzahl der Tempe
ratursensoren kleiner ist als die der Zellen, und wobei die Zel
len, die mit ihnen benachbarten Temperatursensoren versehen
sind, und die Zellen, die nicht mit irgendeinem ihnen benachbar
ten Temperatursensor versehen sind, miteinander verbunden sind.
2. Batterieeinheit nach Anspruch 1, in welcher der Temperatur
sensor ein PTC-Element oder ein Thermistor ist.
3. Batterieeinheit nach Anspruch 1, in welcher die Batterieein
heit in eine Vielzahl von kleinen Blöcken unterteilt ist, wobei
jeder kleine Block durch Verbinden einer Vielzahl von Zellen ge
bildet ist und wobei die Batterieeinheit weiter eine Steuerein
heit aufweist zum Empfangen von Ausgangssignalen der Temperatur
sensoren, die an den Zellen angeordnet sind, wobei die Steuer
einheit die Ausgangssignale der Temperatursensoren jedes kleinen
Blockes berechnet.
4. Batterieeinheit nach Anspruch 1, in welcher jede der Zellen,
die nicht mit irgendeinem ihnen benachbarten Temperatursensor
versehen sind, mit einem Wärmesammelteil versehen ist zum Sam
meln der Wärme der Zelle und zum Übertragen von Temperaturdaten
der Zelle zu einem Temperatursensor.
5. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher eine Zelle, die
mit einem Temperatursensor versehen ist, und eine Zelle, die mit
einem Wärmesammelteil versehen ist, benachbart zueinander ange
ordnet und miteinander verbunden sind.
6. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher ein Temperatur
sensor in einer Position an der Oberfläche einer Zelle nahe bei
der benachbarten Zelle, die mit einem Wärmesammelteil versehen
ist, angeordnet ist.
7. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher ein Hauptmaterial
des Wärmesammelteils eines ist, das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Eisen, Nickel, Kupfer, Aluminium und einer eines
dieser Metalle enthaltenden Legierung besteht.
8. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher die Zellen, aus
denen die Batterieeinheit aufgebaut ist, aus einer Vielzahl von
Zellen bestehen, die jeweils mit einem Temperatursensor versehen
sind, und Zellen, die jeweils mit einem Wärmesammelteil versehen
sind, wobei die Temperatursensoren, die an den Zellen angebracht
sind, mit einander über die Wärmesammelteile elektrisch in Reihe
geschaltet sind.
9. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher die Zellen, wel
che die Batterieeinheit bilden, aus einer Vielzahl von Zellen
bestehen, die jeweils mit einem Temperatursensor versehen sind,
und Zellen, die jeweils mit einem Wärmesammelteil versehen sind,
wobei jede Zelle, die mit einem Wärmesammelteil versehen ist,
zwischen einer Vielzahl von Zellen angeordnet ist, die jeweils
mit einem Temperatursensor versehen sind.
10. Batterieeinheit nach Anspruch 4, in welcher ein Temperatur
sensor zwischen zwei benachbarten Zellen angeordnet ist, wobei
jede der benachbarten beiden Zellen auf beiden Seiten des Tempe
ratursensors mit einem Wärmesammelteil versehen ist.
11. Batterieeinheit mit einer Vielzahl von Zellen, Temperatur
sensoren, die an den Zellen angebracht sind, wobei der Wider
stand jedes Temperatursensors sich während eines abnormalen Tem
peraturanstiegs ändert, und einer Schaltung zum Erfassen eines
abnormalen Temperaturanstiegs, in welcher die Temperatursensoren
in eine Vielzahl von Temperatursensorblöcken aufgeteilt sind,
wobei jeder Temperatursensorblock dieselbe Zahl von Temperatur
sensoren verbindet und wobei die Schaltung zum Erfassen eines
abnormalen Temperaturanstiegs einen abnormalen Temperaturanstieg
erfaßt durch Miteinandervergleichen von Widerstandswerten der
Temperatursensorblöcke.
12. Batterieeinheit nach Anspruch 11, in welcher der Temperatur
sensor ein PTC-Element ist.
13. Batterieeinheit nach Anspruch 11, in welcher die Schaltung
zum Erfassen eines abnormalen Temperaturanstiegs Widerstandswer
te der Temperatursensorblöcke miteinander vergleicht und einen
abnormalen Temperaturanstieg erkennt, wenn die Differenz des Wi
derstands oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist.
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