JP2002289265A - Lithium secondary battery monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池の
監視装置に関し、リチウム二次電池の挙動や異常を正確
に検出することができるように工夫したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monitoring apparatus for a lithium secondary battery, which is devised so that the behavior and abnormality of the lithium secondary battery can be accurately detected.
【０００２】[0002]
【従来の技術】リチウム二次電池は、高エネルギー密度
電池として開発され普及している。このリチウム二次電
池は、電子機器向けの小型で小容量のものにとどまら
ず、工場や病院などの非常電源設備や電力貯蔵用とし
て、あるいは電気自動車の動力用として、大型で大容量
のものが開発されている。2. Description of the Related Art Lithium secondary batteries have been developed and spread as high energy density batteries. This lithium secondary battery is not limited to a small and small-capacity battery for electronic devices, but also a large-sized and large-capacity battery for emergency power supply facilities and power storage in factories and hospitals, or for powering electric vehicles. Is being developed.
【０００３】図６は大型の箱型のリチウム二次電池１０
を示すものである。図６において、１は容器、２は正
極、３は負極、４はセパレータ、５は正極端子、６は負
極端子、７は安全弁である。このリチウム二次電池１０
では、容器１内に誘起材料の電解液（図示省略）が充填
されている。FIG. 6 shows a large box-shaped lithium secondary battery 10.
It is shown. In FIG. 6, 1 is a container, 2 is a positive electrode, 3 is a negative electrode, 4 is a separator, 5 is a positive terminal, 6 is a negative terminal, and 7 is a safety valve. This lithium secondary battery 10
In this case, the container 1 is filled with an inducing material electrolyte (not shown).
【０００４】リチウム二次電池１０では、短絡等により
電池内部の圧力が上昇した場合、電池が破損する恐れが
ある。例えば、何らかの原因により短絡を起こすと、短
絡部分が発熱し、その熱によって電解液は分解されてガ
ス化する。これにより、電極板等を密閉収容する容器１
内の圧力が上昇し、この圧力が所定以上になると、安全
弁７が開状態となり圧力開放を行う。しかし、上昇圧力
が大きく且つ急速に圧力上昇した場合には、電池が爆発
したり、電池の爆発により周辺機器を損傷させたりする
恐れがあった。In the lithium secondary battery 10, when the pressure inside the battery increases due to a short circuit or the like, the battery may be damaged. For example, when a short circuit occurs for some reason, the short circuit generates heat, and the heat decomposes and gasifies the electrolyte. As a result, the container 1 for hermetically containing the electrode plate and the like
When the internal pressure rises and this pressure exceeds a predetermined value, the safety valve 7 is opened to release the pressure. However, when the rising pressure is large and the pressure rises rapidly, there is a possibility that the battery explodes or peripheral devices are damaged by the explosion of the battery.
【０００５】このようにリチウム二次電池では、爆発の
恐れがあるため、監視をする必要がある。このため現状
では、リチウム二次電池の電圧・電流を監視してその異
常を検知するようにしており、異常時には容器に設けた
安全弁が開放することにより安全対策を施している。ま
た異常時の安全対策としては、回路を遮断したり、消火
器により消火をしたりしている。[0005] As described above, the lithium secondary battery has a risk of explosion and needs to be monitored. For this reason, at present, the voltage and current of the lithium secondary battery are monitored to detect the abnormality, and safety measures are taken by opening a safety valve provided in the container when the abnormality occurs. As a safety measure in the event of an abnormality, the circuit is cut off or the fire is extinguished with a fire extinguisher.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常ではリ
チウム二次電池は複数個用いて直・並列接続して使用さ
れている。このため電圧・電流の監視をして異常を検出
することはできても、どのリチウム二次電池が異常の原
因となっているかの特定は難しい。また複数個のリチウ
ム二次電池のうち１個の異常により電池が発熱・発火な
どを起こすと、隣接する他の電池を加熱して発火を誘導
することになるため、電池単体の挙動を監視する必要が
ある。また、安全弁が動作する前に回路を遮断するなど
の事前措置を行うためにも、電池の挙動を監視する必要
がある。しかし、従来ではリチウム二次電池の挙動を監
視する手段は何ら備えられていなかった。By the way, usually, a plurality of lithium secondary batteries are used by connecting them in series and in parallel. For this reason, even though the voltage and current can be monitored to detect an abnormality, it is difficult to specify which lithium secondary battery is causing the abnormality. In addition, when the battery generates heat or fire due to an abnormality in one of the plurality of lithium secondary batteries, the other battery adjacent to the battery is heated to induce ignition. Therefore, the behavior of the battery unit is monitored. There is a need. It is also necessary to monitor the behavior of the battery in order to take precautionary measures such as shutting off the circuit before the safety valve operates. However, conventionally, there has been no means for monitoring the behavior of the lithium secondary battery.
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、リチウム
二次電池の作動状態を容器の挙動を監視することによ
り、異常の発見を行うことができるリチウム二次電池の
監視装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above prior art, and provides an apparatus for monitoring a lithium secondary battery which can detect an abnormality by monitoring the behavior of a container for the operating state of the lithium secondary battery. Aim.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、リチウム二次電池の安全弁の内側空間に配
置した圧力センサと、この圧力センサにより検知した圧
力を監視・表示する表示器とを有することを特徴とす
る。According to the present invention, there is provided a pressure sensor disposed in a space inside a safety valve of a lithium secondary battery, and a display for monitoring and displaying the pressure detected by the pressure sensor. And characterized in that:
【０００９】また本発明の構成は、リチウム二次電池の
容器に貼付された歪みゲージと、この歪みゲージにより
検知した歪みを監視・表示する表示器とを有することを
特徴とする。The present invention is also characterized in that it has a strain gauge attached to a container of a lithium secondary battery, and a display for monitoring and displaying strain detected by the strain gauge.
【００１０】また本発明の構成は、複数のリチウム二次
電池を収容したフレームの容器に貼付された歪みゲージ
と、この歪みゲージにより検知した歪みを監視・表示す
る表示器とを有することを特徴とする。[0010] The structure of the present invention is characterized by having a strain gauge attached to a container of a frame accommodating a plurality of lithium secondary batteries, and a display for monitoring and displaying strain detected by the strain gauge. And
【００１１】また本発明の構成は、フレームに収容した
複数のリチウム二次電池の間に挾持された歪み検出手段
と、この歪み検出手段により検知した歪みを監視・表示
する表示器とを有することを特徴とする。Further, the structure of the present invention includes a distortion detecting means sandwiched between a plurality of lithium secondary batteries housed in a frame, and a display for monitoring and displaying the distortion detected by the distortion detecting means. It is characterized by.
【００１２】また本発明の構成は、前記歪み検出手段
は、荷重計または変位計または圧力計のうちの何れか一
つであることを特徴とする。Further, in the configuration of the present invention, the strain detecting means is any one of a load meter, a displacement gauge, and a pressure gauge.
【００１３】また本発明の構成は、前記表示器は、監視
している圧力ないし歪みが予め設定した基準値を越える
と異常が発生したと判定することを特徴とする。Further, in the configuration of the present invention, the indicator determines that an abnormality has occurred when the monitored pressure or strain exceeds a preset reference value.
【００１４】また本発明の構成は、リチウム二次電池の
容器の周面に密着して配線された光ファイバと、この光
ファイバに接続されて光ファイバにパルス光を入射する
と共に光ファイバにて発生したブリルアン反射を分析す
ることにより前記容器の歪みを監視・表示する光ファイ
バ歪み測定器とを有することを特徴とする。The structure of the present invention also includes an optical fiber closely connected to the peripheral surface of the container of the lithium secondary battery, a pulse light incident on the optical fiber connected to the optical fiber, and an optical fiber. An optical fiber strain measuring device for monitoring and displaying the distortion of the container by analyzing the generated Brillouin reflection.
【００１５】また本発明の構成は、前記光ファイバ歪み
測定器は、監視している歪みが予め設定した基準値を越
えると異常が発生したと判定することを特徴とする。Further, the configuration of the present invention is characterized in that the optical fiber strain measuring device determines that an abnormality has occurred when the monitored strain exceeds a preset reference value.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１７】〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１
の実施の形態にかかるリチウム二次電池の監視装置を示
す。同図に示すように、リチウム二次電池１０の安全弁
７の内側空間（容器１の内部空間側）には、圧力センサ
２０が配置されている。この圧力センサ２０は、リチウ
ム二次電池１０から離れた位置に設置した表示器２１に
接続されている。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows a monitoring device for a lithium secondary battery according to an embodiment. As shown in the figure, a pressure sensor 20 is disposed in a space inside the safety valve 7 of the lithium secondary battery 10 (on the side of the space inside the container 1). This pressure sensor 20 is connected to a display 21 installed at a position distant from the lithium secondary battery 10.
【００１８】リチウム二次電池１０は作動時（充電・放
電時）には、電流が流れて発熱するため、容器１内の圧
力が変動しており、この圧力変動を圧力センサ２０が検
知する。検知した圧力信号は表示器２１に送られてお
り、表示器２１には容器１内の圧力が表示される。した
がって、表示器２１に表示された圧力を監視者が監視す
ることにより、リチウム二次電池１０に異常が発生して
いるか否かを判定することができる。つまり、定常時に
は、充電・放電をしても圧力が１〜２Ｋｇｆ／ｃｍ2 で
あるのに対して、異常時には圧力が５〜１０Ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 にまで上昇するので、検出した圧力を監視すること
により、リチウム二次電池１０の異常発生を判定するこ
とができるのである。During operation (during charging / discharging) of the lithium secondary battery 10, current flows and heat is generated, so that the pressure in the container 1 fluctuates. The pressure fluctuation is detected by the pressure sensor 20. The detected pressure signal is sent to the display 21, and the display 21 displays the pressure in the container 1. Therefore, by monitoring the pressure displayed on the display 21 by the monitor, it is possible to determine whether or not the lithium secondary battery 10 is abnormal. In other words, the pressure is 1 to 2 kgf / cm 2 even during charging and discharging in a steady state, whereas the pressure is 5 to 10 kgf / c in an abnormal state.
Since the pressure rises to m 2 , the occurrence of an abnormality in the lithium secondary battery 10 can be determined by monitoring the detected pressure.
【００１９】また、表示器２１に、予め基準圧力を設定
しておき、検出した圧力が基準圧力を越えたら、表示器
２１自体で異常判定をするようにしてもよい。このよう
にして異常判定をしたら、表示器２１が警告を発した
り、異常が発生した電池の回路を遮断するような制御を
開始する。また、リチウム二次電池１０の圧力が極めて
大きくなった場合には、爆発が発生したと判定して、消
火器による消火を開始させる。Alternatively, a reference pressure may be set on the display 21 in advance, and if the detected pressure exceeds the reference pressure, the display 21 itself may determine the abnormality. When the abnormality is determined in this way, the display 21 issues a warning or starts control to cut off the circuit of the battery in which the abnormality has occurred. When the pressure of the lithium secondary battery 10 becomes extremely large, it is determined that an explosion has occurred, and the fire extinguisher is started to extinguish the fire.
【００２０】〔第２の実施の形態〕図２は本発明の第２
の実施の形態にかかるリチウム二次電池の監視装置を示
す。同図に示すように、リチウム二次電池１０の容器１
には、歪みゲージ２２が貼付されている。この歪みゲー
ジ２２は、リチウム二次電池１０から離れた位置に設置
した表示器２３に接続されている。[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a monitoring device for a lithium secondary battery according to an embodiment. As shown in the figure, the container 1 of the lithium secondary battery 10
, A strain gauge 22 is attached. This strain gauge 22 is connected to a display 23 installed at a position away from the lithium secondary battery 10.
【００２１】リチウム二次電池１０は作動時（充電・放
電時）には、電流が流れて発熱するため容器１内の圧力
が変動し、圧力変動に併せて容器１が膨張・収縮する。
容器１の膨張・収縮に起因する歪みは、歪みゲージ２２
が検知する。検知した歪み信号は表示器２３に送られて
おり、表示器２３には容器１の歪みが表示される。した
がって、表示器２３に表示された歪みを監視者が監視す
ることにより、リチウム二次電池１０に異常が発生して
いるか否かを判定することができる。つまり、定常時に
は、充電・放電をしても圧力が小さいため歪みも小さい
のに対して、異常時には圧力が大きくなり歪みも大きく
なるので、検出した歪みを監視することにより、リチウ
ム二次電池１０の異常発生を判定することができるので
ある。When the lithium secondary battery 10 operates (charges and discharges), current flows and heat is generated, so that the pressure in the container 1 fluctuates, and the container 1 expands and contracts in accordance with the pressure fluctuation.
The strain caused by the expansion and contraction of the container 1 is measured by the strain gauge 22.
Is detected. The detected distortion signal is sent to the display 23, and the display 23 displays the distortion of the container 1. Therefore, by monitoring the distortion displayed on the display 23 by the observer, it is possible to determine whether or not the lithium secondary battery 10 is abnormal. In other words, in the steady state, the pressure is small even when charging and discharging, and the distortion is small. On the other hand, in the abnormal state, the pressure is increased and the distortion is increased. Can be determined.
【００２２】また、表示器２３に、予め基準歪みを設定
しておき、検出した歪みが基準歪みを越えたら、表示器
２３自体で異常判定をするようにしてもよい。このよう
にして異常判定をしたら、表示器２３が警告を発した
り、異常が発生した電池の回路を遮断するような制御を
開始する。また、リチウム二次電池１０の圧力が極めて
大きくなった場合には、爆発が発生したと判定して、消
火器による消火を開始させる。Alternatively, a reference distortion may be set in advance on the display 23, and if the detected distortion exceeds the reference distortion, the display 23 itself may determine an abnormality. When the abnormality is determined in this way, the display 23 issues a warning or starts a control to cut off the circuit of the battery in which the abnormality has occurred. When the pressure of the lithium secondary battery 10 becomes extremely large, it is determined that an explosion has occurred, and the fire extinguisher is started to extinguish the fire.
【００２３】更に、表示器２３は、検出した歪みを、こ
れに相当する内部圧力（容器１内の圧力）に変換し、変
換した圧力値を表示するようにしてもよい。Further, the display 23 may convert the detected distortion into an internal pressure (pressure in the container 1) corresponding thereto and display the converted pressure value.
【００２４】〔第３の実施の形態〕図３は本発明の第３
の実施の形態にかかるリチウム二次電池の監視装置を示
す。同図に示すように、リチウム二次電池１０の容器１
の周面には、光ファイバ２４が、複数回にわたり巻回す
る状態で密着して配線されている。この光ファイバ２４
の一端には、光ファイバ歪み測定器（ＢＯＴＤＲ：Bril
louin Optical TimeDomain Reflectometry ）２５が接
続されている。この光ファイバ歪み測定器２５は、光フ
ァイバ２４のブリルアン散乱光を分析することにより光
ファイバ２４にかかる歪み量を計測するものであり、パ
ルス光を光ファイバ２４に入射して散乱光が戻ってくる
までの時間を計測することにより、光ファイバ２４の各
部分での歪みの分布を求めることができるものである。[Third Embodiment] FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
1 shows a monitoring device for a lithium secondary battery according to an embodiment. As shown in the figure, the container 1 of the lithium secondary battery 10
The optical fiber 24 is closely wound around the peripheral surface in a state of being wound a plurality of times. This optical fiber 24
At one end is an optical fiber strain meter (BOTDR: Bril)
louin Optical Time Domain Reflectometry) 25 is connected. The optical fiber distortion measuring device 25 measures the amount of distortion applied to the optical fiber 24 by analyzing the Brillouin scattered light of the optical fiber 24. By measuring the time until the optical fiber 24 arrives, the distribution of strain in each part of the optical fiber 24 can be obtained.
【００２５】リチウム二次電池１０は作動時（充電・放
電時）には、電流が流れて発熱するため容器１内の圧力
が変動し、圧力変動に併せて容器１が膨張・収縮する。
容器１の膨張・収縮に起因する歪みは、光ファイバ２４
及び光ファイバ歪み測定器２５が共働することにより検
出され、光ファイバ歪み測定器２５には容器１の歪みが
表示される。したがって、光ファイバ歪み測定器２５に
表示された歪みを監視者が監視することにより、リチウ
ム二次電池１０に異常が発生しているか否かを判定する
ことができる。つまり、定常時には、充電・放電をして
も圧力が小さいため歪みも小さいのに対して、異常時に
は圧力が大きくなり歪みも大きくなるので、検出した歪
みを監視することにより、リチウム二次電池１０の異常
発生を判定することができるのである。When the lithium secondary battery 10 is operated (during charging / discharging), current flows and heat is generated, so that the pressure in the container 1 fluctuates, and the container 1 expands and contracts in accordance with the pressure fluctuation.
The distortion caused by the expansion and contraction of the container 1 is caused by the optical fiber 24
The optical fiber strain measuring device 25 detects the distortion of the container 1 in cooperation with the optical fiber strain measuring device 25. Therefore, by monitoring the strain displayed on the optical fiber strain measuring device 25 by the monitor, it is possible to determine whether or not the lithium secondary battery 10 is abnormal. In other words, in the steady state, the pressure is small even when charging and discharging, and the distortion is small. On the other hand, in the abnormal state, the pressure is increased and the distortion is increased. Can be determined.
【００２６】また、光ファイバ歪み測定器２５に、予め
基準歪みを設定しておき、検出した歪みが基準歪みを越
えたら、光ファイバ歪み測定器２５自体で異常判定をす
るようにしてもよい。このようにして異常判定をした
ら、光ファイバ歪み測定器２５が警告を発したり、異常
が発生した電池の回路を遮断するような制御を開始す
る。また、リチウム二次電池１０の圧力が極めて大きく
なった場合には、爆発が発生したと判定して、消火器に
よる消火を開始させる。Alternatively, a reference distortion may be set in advance in the optical fiber distortion measuring device 25, and if the detected distortion exceeds the reference distortion, the optical fiber distortion measuring device 25 itself may determine an abnormality. When the abnormality is determined in this way, the optical fiber strain measuring device 25 starts a control to issue a warning or to shut off the circuit of the battery in which the abnormality has occurred. When the pressure of the lithium secondary battery 10 becomes extremely large, it is determined that an explosion has occurred, and the fire extinguisher is started to extinguish the fire.
【００２７】更に、光ファイバ歪み測定器２５は、検出
した歪みを、これに相当する内部圧力（容器１内の圧
力）に変換し、変換した圧力値を表示するようにしても
よい。Further, the optical fiber strain measuring device 25 may convert the detected strain into an internal pressure corresponding to the detected strain (the pressure in the container 1) and display the converted pressure value.
【００２８】光ファイバ２４と光ファイバ歪み測定器２
５により構成した監視装置では、導電性の無い光ファイ
バ２４を用いているため、光ファイバ２４を配線したと
しても、これによる漏電や短絡は発生せず、防爆性が高
く安全に監視ができる。また、遠隔監視をしても監視精
度のロスが無い。Optical fiber 24 and optical fiber distortion measuring device 2
In the monitoring device constituted by 5, since the optical fiber 24 having no conductivity is used, even if the optical fiber 24 is wired, a leakage or a short circuit due to the optical fiber 24 does not occur, and the monitoring device has high explosion proof property and can be safely monitored. In addition, there is no loss of monitoring accuracy even when remote monitoring is performed.
【００２９】また、１本の光ファイバ２４を、複数のリ
チウム二次電池１０の容器１に配線することにより、複
数のリチウム二次電池１０の異常検出を、１本の光ファ
イバ２４と１台の光ファイバ歪み測定器２５により監視
することができる。つまり、複数台のリチウム二次電池
１０を、図３に示す１台の光ファイバ型監視装置により
同時に遠隔監視することができる。Further, by connecting one optical fiber 24 to the container 1 of the plurality of lithium secondary batteries 10, the abnormality detection of the plurality of lithium secondary batteries 10 can be performed with one optical fiber 24 and one unit. Can be monitored by the optical fiber strain measuring device 25 of FIG. That is, a plurality of lithium secondary batteries 10 can be simultaneously remotely monitored by one optical fiber type monitoring device shown in FIG.
【００３０】〔第４の実施の形態〕図４は本発明の第４
の実施の形態にかかるリチウム二次電池の監視装置を示
す。同図に示すように、複数（本例では４個）のリチウ
ム二次電池１０は、フレーム３０に収納されている。こ
の場合、リチウム二次電池１０とフレーム３０は緊密に
密着している。そして、フレーム３０の外周面には、歪
みゲージ３１が貼付されている。この歪みゲージ３１
は、リチウム二次電池１０から離れた位置に設置した表
示器３２に接続されている。[Fourth Embodiment] FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
1 shows a monitoring device for a lithium secondary battery according to an embodiment. As shown in the figure, a plurality (four in this example) of lithium secondary batteries 10 are housed in a frame 30. In this case, the lithium secondary battery 10 and the frame 30 are in close contact with each other. A strain gauge 31 is attached to an outer peripheral surface of the frame 30. This strain gauge 31
Is connected to a display 32 installed at a position remote from the lithium secondary battery 10.
【００３１】リチウム二次電池１０は作動時（充電・放
電時）には、電流が流れて発熱するため容器１内の圧力
が変動し、圧力変動に併せて容器１が膨張・収縮する。
容器１の膨張・収縮に起因して、フレーム３０も膨張・
収縮しこの歪みは歪みゲージ３１が検知する。検知した
歪み信号は表示器３２に送られており、表示器３２には
容器１の膨張・収縮に起因するフレーム３０の歪みが表
示される。したがって、表示器３２に表示された歪みを
監視者が監視することにより、フレーム３０に収納され
た複数のリチウム二次電池１０のいずれかに異常が発生
しているか否かを判定することができる。つまり、定常
時には、充電・放電をしても圧力が小さいため歪みも小
さいのに対して、異常時には圧力が大きくなり歪みも大
きくなるので、検出した歪みを監視することにより、リ
チウム二次電池１０の異常発生を判定することができる
のである。When the lithium secondary battery 10 is operated (charge / discharge), current flows and heat is generated, so that the pressure in the container 1 fluctuates, and the container 1 expands and contracts in accordance with the pressure fluctuation.
Due to the expansion and contraction of the container 1, the frame 30 also expands and contracts.
It contracts and this distortion is detected by the strain gauge 31. The detected distortion signal is sent to the display 32, and the display 32 displays the distortion of the frame 30 due to the expansion and contraction of the container 1. Therefore, by monitoring the distortion displayed on the display 32 by the observer, it is possible to determine whether any of the plurality of lithium secondary batteries 10 housed in the frame 30 has an abnormality. . In other words, in the steady state, the pressure is small even when charging and discharging, and the distortion is small. On the other hand, in the abnormal state, the pressure is increased and the distortion is increased. Can be determined.
【００３２】また、表示器３２に、予め基準歪みを設定
しておき、検出した歪みが基準歪みを越えたら、表示器
３２自体で異常判定をするようにしてもよい。このよう
にして異常判定をしたら、表示器３２が警告を発した
り、異常が発生した電池の回路を遮断するような制御を
開始する。また、リチウム二次電池１０の圧力が極めて
大きくなった場合には、爆発が発生したと判定して、消
火器による消火を開始させる。Further, a reference distortion may be set in the display 32 in advance, and if the detected distortion exceeds the reference distortion, the display 32 itself may determine the abnormality. When the abnormality is determined in this way, the display 32 issues a warning, or starts control to cut off the circuit of the battery in which the abnormality has occurred. When the pressure of the lithium secondary battery 10 becomes extremely large, it is determined that an explosion has occurred, and the fire extinguisher is started to extinguish the fire.
【００３３】更に、表示器３２は、検出した歪みを、こ
れに相当する内部圧力（容器１内の圧力）に変換し、変
換した圧力値を表示するようにしてもよい。Further, the display 32 may convert the detected strain into an internal pressure (pressure in the container 1) corresponding thereto and display the converted pressure value.
【００３４】〔第５の実施の形態〕図５（ａ）（ｂ）は
本発明の第５の実施の形態にかかるリチウム二次電池の
監視装置を示しており、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−
ｂ断面図である。同図に示すように、複数（本例では４
個）のリチウム二次電池１０は、フレーム３０に収納さ
れている。そして、隣接するリチウム二次電池１０の間
に、荷重計３３が挾持されている。この荷重計３３は、
リチウム二次電池１０から離れた位置に設置した表示器
３４に接続されている。[Fifth Embodiment] FIGS. 5A and 5B show a lithium secondary battery monitoring device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. B- of 5 (a)
It is b sectional drawing. As shown in FIG.
) Lithium secondary batteries 10 are housed in a frame 30. The load cell 33 is sandwiched between the adjacent lithium secondary batteries 10. This load cell 33
It is connected to a display 34 installed at a position remote from the lithium secondary battery 10.
【００３５】リチウム二次電池１０は作動時（充電・放
電時）には、電流が流れて発熱するため容器１内の圧力
が変動し、圧力変動に併せて容器１が膨張・収縮する。
容器１の膨張・収縮に起因して、荷重計３３による検出
荷重が変化する。検出荷重信号は表示器３４に送られて
おり、表示器３４には容器１の膨張・収縮に起因する検
出荷重が表示される。したがって、表示器３４に表示さ
れた検出荷重を監視者が監視することにより、フレーム
３０に収納された複数のリチウム二次電池１０のいずれ
かに異常が発生しているか否かを判定することができ
る。つまり、定常時には、充電・放電をしても圧力が小
さいため検出荷重も小さいのに対して、異常時には圧力
が大きくなり検出荷重も大きくなるので、検出荷重を監
視することにより、リチウム二次電池１０の異常発生を
判定することができるのである。When the lithium secondary battery 10 is operated (during charging / discharging), current flows and heat is generated, so that the pressure in the container 1 fluctuates, and the container 1 expands and contracts in accordance with the pressure fluctuation.
Due to the expansion and contraction of the container 1, the load detected by the load meter 33 changes. The detected load signal is sent to the display 34, and the display 34 displays the detected load resulting from the expansion and contraction of the container 1. Therefore, by monitoring the detected load displayed on the display 34, the observer can determine whether any of the plurality of lithium secondary batteries 10 stored in the frame 30 is abnormal. it can. In other words, in a steady state, even if charging and discharging, the detected load is small because the pressure is small, but in an abnormal state, the pressure is increased and the detected load is increased. It is possible to determine the occurrence of 10 abnormalities.
【００３６】また、表示器３４に、予め基準荷重を設定
しておき、検出荷重が基準荷重を越えたら、表示器３４
自体で異常判定をするようにしてもよい。このようにし
て異常判定をしたら、表示器３４が警告を発したり、異
常が発生した電池の回路を遮断するような制御を開始す
る。また、リチウム二次電池１０の圧力が極めて大きく
なった場合には、爆発が発生したと判定して、消火器に
よる消火を開始させる。A reference load is set on the display 34 in advance, and when the detected load exceeds the reference load, the display 34
The abnormality may be determined by itself. When the abnormality is determined in this way, the display 34 issues a warning or starts control to cut off the circuit of the battery in which the abnormality has occurred. When the pressure of the lithium secondary battery 10 becomes extremely large, it is determined that an explosion has occurred, and the fire extinguisher is started to extinguish the fire.
【００３７】更に、表示器３４は、検出荷重を、これに
相当する内部圧力（容器１内の圧力）に変換し、変換し
た圧力値を表示するようにしてもよい。Further, the display 34 may convert the detected load into an internal pressure (pressure in the container 1) corresponding to the detected load, and display the converted pressure value.
【００３８】なお図５に示すシステムにおいて、荷重計
３３の代わりに、変位計や圧力計を採用することもでき
る。In the system shown in FIG. 5, a displacement gauge or a pressure gauge may be used instead of the load meter 33.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上、実施の形態と共に具体的に説明し
たように、本発明では、リチウム二次電池の内部圧力を
圧力センサで検出したり、リチウム二次電池の歪みを歪
みゲージにより検出し、検出した圧力や歪みを表示器に
表示するようにした。このため、表示された圧力や歪み
を監視することにより、リチウム二次電池の異常を判定
することができる。このため、安全弁が開放する前に、
回路遮断等の安全策を施すことができ、安全性が高ま
る。As described above, according to the present invention, the internal pressure of the lithium secondary battery is detected by the pressure sensor, and the strain of the lithium secondary battery is detected by the strain gauge. The detected pressure and strain are displayed on a display. Therefore, abnormality of the lithium secondary battery can be determined by monitoring the displayed pressure and strain. Therefore, before the safety valve opens,
Safety measures such as circuit interruption can be taken, and safety is enhanced.
【００４０】また本発明では、光ファイバと光ファイバ
歪み測定装置により、リチウム二次電池の歪みを検出し
て監視をするようにしている。このように、光ファイバ
と光ファイバ歪み測定装置を用いた監視装置では、防爆
性の優れた監視ができると共に、複数個のリチウム二次
電池の同時監視を遠隔地から行うことができる。Further, in the present invention, the distortion of the lithium secondary battery is detected and monitored by the optical fiber and the optical fiber distortion measuring device. As described above, the monitoring device using the optical fiber and the optical fiber strain measuring device can perform excellent explosion-proof monitoring and simultaneously monitor a plurality of lithium secondary batteries from a remote place.
【００４１】また、表示器や光ファイバ歪み測定器が異
常判定をすることより、迅速に異常回避や安全装置の作
動を行うことができる。Further, since the display and the optical fiber strain measuring device determine the abnormality, it is possible to quickly avoid the abnormality and operate the safety device.
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるリチウム二
次電池の監視装置を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a monitoring apparatus for a lithium secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかるリチウム二
次電池の監視装置を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a lithium secondary battery monitoring device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態にかかるリチウム二
次電池の監視装置を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a monitoring device for a lithium secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態にかかるリチウム二
次電池の監視装置を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a monitoring apparatus for a lithium secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施の形態にかかるリチウム二
次電池の監視装置を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a lithium secondary battery monitoring device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】リチウム二次電池を一部破断して示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a lithium secondary battery in a partially cutaway manner.
１ 容器 ７ 安全弁 １０ リチウム二次電池 ２０ 圧力センサ ２１ 表示器 ２２ 歪みゲージ ２３ 表示器 ２４ 光ファイバ ２５ 光ファイバ歪み測定器 ３０ フレーム ３１ 歪みゲージ ３２ 表示器 ３３ 荷重計 ３４ 表示器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 7 Safety valve 10 Lithium secondary battery 20 Pressure sensor 21 Indicator 22 Strain gauge 23 Indicator 24 Optical fiber 25 Optical fiber strain gauge 30 Frame 31 Strain gauge 32 Indicator 33 Load meter 34 Indicator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 1/24 Ｇ０１Ｂ 7/18 Ａ 11/00 Ｇ０１Ｌ 11/00 Ａ Ｆターム(参考） 2F055 AA11 CC14 DD20 EE11 EE31 FF31 GG49 2F063 AA25 BA30 DA02 DA05 DD02 EC22 MA08 2F065 AA65 BB08 FF00 FF41 GG08 LL02 NN20 RR06 SS09 5H030 AA06 AS03 AS05 AS06 AS08 FF31 FF32 FF51 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01L 1/24 G01B 7/18 A 11/00 G01L 11/00 A F term (Reference) 2F055 AA11 CC14 DD20 EE11 EE31 FF31 GG49 2F063 AA25 BA30 DA02 DA05 DD02 EC22 MA08 2F065 AA65 BB08 FF00 FF41 GG08 LL02 NN20 RR06 SS09 5H030 AA06 AS03 AS05 AS06 AS08 FF31 FF32 FF51
Claims (8)
配置した圧力センサと、この圧力センサにより検知した
圧力を監視・表示する表示器とを有することを特徴とす
るリチウム二次電池の監視装置。1. A monitoring device for a lithium secondary battery, comprising: a pressure sensor disposed in a space inside a safety valve of the lithium secondary battery; and a display for monitoring and displaying the pressure detected by the pressure sensor. .
みゲージと、この歪みゲージにより検知した歪みを監視
・表示する表示器とを有することを特徴とするリチウム
二次電池の監視装置。2. A monitoring device for a lithium secondary battery, comprising: a strain gauge attached to a container of the lithium secondary battery; and a display for monitoring and displaying the strain detected by the strain gauge.
ームの容器に貼付された歪みゲージと、この歪みゲージ
により検知した歪みを監視・表示する表示器とを有する
ことを特徴とするリチウム二次電池の監視装置。3. A lithium secondary battery comprising: a strain gauge attached to a container of a frame containing a plurality of lithium secondary batteries; and a display for monitoring and displaying strain detected by the strain gauge. Battery monitoring device.
電池の間に挾持された歪み検出手段と、この歪み検出手
段により検知した歪みを監視・表示する表示器とを有す
ることを特徴とするリチウム二次電池の監視装置。4. A lithium battery comprising: strain detecting means sandwiched between a plurality of lithium secondary batteries housed in a frame; and a display for monitoring and displaying the strain detected by the strain detecting means. Monitoring device for secondary batteries.
は、荷重計または変位計または圧力計のうちの何れか一
つであることを特徴とするリチウム二次電池の監視装
置。5. The monitoring device for a lithium secondary battery according to claim 4, wherein the strain detecting means is any one of a load meter, a displacement meter, and a pressure gauge.
いて、前記表示器は、監視している圧力ないし歪みが予
め設定した基準値を越えると異常が発生したと判定する
ことを特徴とするリチウム二次電池の監視装置。6. The display device according to claim 1, wherein the indicator determines that an abnormality has occurred when the monitored pressure or strain exceeds a preset reference value. Monitoring device for lithium secondary batteries.
て配線された光ファイバと、この光ファイバに接続され
て光ファイバにパルス光を入射すると共に光ファイバに
て発生したブリルアン反射を分析することにより前記容
器の歪みを監視・表示する光ファイバ歪み測定器とを有
することを特徴とするリチウム二次電池の監視装置。7. An optical fiber wired in close contact with a peripheral surface of a container of a lithium secondary battery, and a pulse light is incident on the optical fiber connected to the optical fiber and a Brillouin reflection generated in the optical fiber is detected. A monitoring device for a lithium secondary battery, comprising: an optical fiber strain measuring device that monitors and displays the strain of the container by analyzing the strain.
測定器は、監視している歪みが予め設定した基準値を越
えると異常が発生したと判定することを特徴とするリチ
ウム二次電池の監視装置。8. The lithium secondary battery monitoring system according to claim 7, wherein said optical fiber strain measuring device determines that an abnormality has occurred when the monitored strain exceeds a preset reference value. apparatus.
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