JP2006190695A - 電池電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電池パックの温度を検出するセンサを備えた電池電源装置を提供する。
【解決手段】 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュール９を形成し、複数本の電池モジュール９を立体的に並列配置してホルダケース１０内に保持させると共に、複数本の電池モジュール９を電気的に直列接続した電池パックと、この電池パック内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段５と、単数または複数の電池モジュール単位の温度を検出する温度検出手段９３ａ〜９３ｄとを備えている。
【選択図】 図１９

Description

本発明は、単電池の集合体として構成された電池パックに、この電池パックを適正な動作状態に制御する手段を設けて構成した電池電源装置に関するものである。
この種の電池電源装置として、二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを構成し、この電池モジュールをホルダケース内に所要数収容して直列接続することにより所要の出力電圧を得て、自在に充放電できるようにしたものが知られている。
しかしながら、上記のように構成された電池電源装置を電気自動車あるいはハイブリッド車に搭載する場合には過酷な使用状態に曝されるため、電池の温度や充放電等を制御して適正な動作状態に維持することが要求される。この要求に応えるためには、電池電源の温度や電圧等を検出して電池電源装置自らの状態を把握すると共に、検出された温度、電圧、電流や２５℃における電池容量に対して蓄電された電気量を示すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｇｅ）等の電池電源の動作状態を示すデータを電池電源を使用する外部装置に報知する必要がある。
本発明の目的とするところは、電池の動作状態を検出するセンサ類、異常時の制御手段、動作状態の外部への報知手段等を備えた電池電源装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明は、二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを形成し、複数本の電池モジュールを立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると共に、複数本の電池モジュールを電気的に直列接続した電池パックと、この電池パック内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、単数または複数の電池モジュール単位の温度を検出する温度検出手段を設けたことを特徴とする。
電池はその温度により電池特性が変化し、特に多数の電池モジュールを集積すると温度上昇が生じやすく、電池電源として動作状態が不安定となるが、上記構成によれば、温度検出手段により単数または複数の電池モジュール単位での温度を検出することができるので、単数または複数の電池モジュール単位で温度管理ができ、各電池モジュールが均等温度になるように冷却手段や充放電を制御して電池パック内の温度を適正に保つことができる。
上記構成における冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は冷媒流動の上流側及び下流側の電池モジュールの温度を検出し、電池パック内の温度分布傾向に基づいて上流側及び下流側の電池モジュールの検出温度から中流部の電池モジュールの温度を演算するように構成することができ、検出された冷媒流動の上流側及び下流側の電池モジュールの温度を既知の温度分布傾向に参照して中流部の電池モジュールの温度を演算することができ、中流部の電池モジュールに温度センサを設けることなく温度が検出できるので、温度検出手段の配置数を少なくしても電池モジュール単位の温度検出が可能となる。
また、冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は冷媒流動方向と直交する方向に並列配置された１つの電池モジュールの温度を検出し、電池パック内の温度分布傾向に基づいて並列配置された他の電池モジュールの温度を演算するように構成することができ、冷媒流動方向に直交する方向の温度分布傾向を予め求めておくことにより、冷媒流動方向に直交する方向に並列配置された１つの電池モジュールの温度を検出することによって、他の並列位置にある電池モジュールの温度を温度分布傾向から演算することができる。
また、冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は１つの電池モジュールの温度を検出することにより、電池パック内の温度分布傾向に基づいて他の電池モジュールの温度を演算するように構成することができ、電池パック内の電池モジュール単位で温度分布傾向を求めておくことにより、１つの電池モジュールの温度検出から他の電池モジュールの温度を演算することができる。
上記電池パック内の温度分布傾向は、冷媒の流量及び温度、充放電平均電力のデータに基づいて求めることができ、冷却構造が一定の状態に形成された電池パック内の温度分布傾向は、温度変化をもたらす要因の変化に対応するデータとして取得できるので、基準点の温度をセンサで検出することにより温度分布傾向から基準点以外の温度を演算することができる。
また、温度検出手段は、単数または複数の電池モジュール単位で温度を検出する温度センサとして構成することができ、温度センサを各電池モジュールに配置すれば検出精度は向上するが、コストや配置スペース等を考慮すれば、要所に温度センサを配置し、これを基準として既知の温度分布傾向から温度センサが配置されていない電池モジュールの温度を演算することもできる。
また、温度検出手段による検出温度に基づいて冷却手段の動作を制御することにより、冷媒流量や流速の調整により電池パック内の温度を適正状態に制御することができる。
以上の説明の通り本発明によれば、温度検出手段により単数または複数の電池モジュール単位での温度を検出することができるので、温度により特性が変化し、特に多数の電池モジュールを集積すると温度上昇が生じやすくなって動作状態が不安定となる電池電源装置における単数または複数の電池モジュール単位で温度管理ができ、各電池モジュールが均等温度になるように冷却手段や充放電を制御して電池パック内の温度を適正に保つことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。本実施形態に係る電池電源装置は、内燃機関と電池駆動モータとを組み合わせて走行駆動動力を得るハイブリッドタイプの自動車における電池電源として構成されたものである。
図１に示すように、電池電源装置１は、複数の単電池（セル）を直列接続した電池モジュールを所要数収容した２つの電池ホルダ６、６により構成された電池パック８と、この電池パック８内の単電池を冷却するための送風機（冷却手段）５と、リレー、電流センサ等を収容した充放電回路ユニット３と、電池パック８の電池容量の状態を検出すると共に動作状態データを出力電池ＥＣＵ（電池容量判定手段／電池状態伝達手段）２とを備え、これらは外装ケース４内に収容されている。この電池電源装置１は、図２に示すように、ハイブリッド車８０の後部座席８２の後方に設定されたトランクルーム８３との間の空間に配設され、エンジンルーム８１内にエンジンと一体的に構成されたモータに駆動電力を出力し、発電機からの充電電力が入力される。
前記電池パック８は、図３に示すように、ニッケル水素二次電池の単電池７を６個直列接続して構成された電池モジュール９を、例えば、ホルダケース１０内にそれぞれ２０本づつ収容して電池ホルダ６、６とし、電池ホルダ６として電圧１４４Ｖの電力を出力し、２つの電池ホルダ６、６を直列接続した場合に電池パック８として出力電圧２８８Ｖの電力供給ができるように構成されている。
前記電池モジュール９は、図４、図５、図６に示すように、各単電池７間を金属製の接続リング５０を介したスポット溶接Ｓにより直列接続することによって形成されている。この電池モジュール９のプラス電極端は、図４（ｂ）に示すように、座部１１ａを備えた四角形ナット１１がプラス電極端の単電池７に取り付けられた前記接続リング５０にスポット溶接されている。また、電池モジュール９のマイナス電極端は、図４（ｃ）に示すように、座部１２ａを備えた六角形ナット１２がマイナス電極端の単電池７に取り付けられた前記接続リング５０にスポット溶接されている。前記四角形ナット１１の対向辺間の寸法と、前記六角形ナット１２の対向辺間の寸法とは同一寸法に形成されており、後記する四角形状保持凹部３０ａ、六角形状保持凹部３０ｂにこれらナット１１、１２の形状の一致するものだけが嵌合できるようになっており、電池極性が誤まって接続されることを防止している。また、単電池７間の接続部には、同一電池におけるプラス電極とマイナス電極との短絡を防止するため樹脂製の絶縁リング１３ａ、１３ｂが介装されている。この絶縁リング１３ａ、１３ｂには外径の異なる２種類のものがあり、計６個の絶縁リング１３ａ、１３ｂのうち、１３ｂで示す２つのものが外径が大となっている。
また、電池モジュール９を構成する単電池７の側周面には、所定の臨界温度で抵抗値が急激に変化する温度検出素子、例えば、ポリスイッチのような異常温度センサ１４が接着され、接続線１５によって直列に接続され、その両端に折り曲げ可能な金属板からなる端子片１６、１６が電池モジュール９の両端から突出するように取り付けられている。この異常温度センサ１４は単電池７個々に設けられているので、単電池７が異常に昇温した状態を検出することができる。
更に、電池モジュール９は、図５に示すように構成した後、塩化ビニール等の電気絶縁性及び熱収縮性を有する外装チューブ１７によって、前記異常温度センサ１４及びその接続線１５は単電池７と共に被覆される。前記プラス電極となる四角形ナット１１、前記マイナス電極となる六角形ナット１２及び両端子片１６、１６が外装チューブ１７から露出した状態となる。
この電池モジュール９を収容するホルダケース１０は、図３、図７、図８に示すように、ケース本体１８、第１エンドプレート１９、第２エンドプレート２０、３枚の冷却フィンプレート２１、２１、２１及び２枚の防振ゴムシート２２、２２で主構成されている。
ケース本体１８は、上下面が開放された直方体ボックス形状に形成された樹脂一体成形品で、４枚の鉛直壁を構成する両端壁２３、２３及び両側壁２４、２４の内部に形成される空間２６は、両端壁２３、２３に平行な２枚の隔壁２５、２５によって３つの空間２６ａ、２６ｂ、２６ｃにほぼ等しく区画されている。第２エンドプレート２０側の第１区画空間２６ａ、中央の第２区画空間２６ｂ、第１エンドプレート１９側の第３区画空間２６ｃのそれぞれには、その中央部に位置し、且つ両端壁２３、２３に平行になるように冷却フィンプレート２１が上方より挿入され、ケース本体１８に固定される。
端壁２３、２３、隔壁２５、２５及び冷却フィンプレート２１、２１、２１には、同一対応位置に電池モジュール９を挿通するための挿通孔２３ａ、２５ａ、２１ａが、横（水平方向）３列、縦（鉛直方向）７列の計２１個設けられ、電池モジュール９の外径より大きい径に形成されている。
ケース本体１８の一端部には第１エンドプレート１９が４隅のビス孔７０を利用して端壁２３にビス止め固定されている。また、ケース本体１８の端壁２３の周囲には額縁部２７が形成され、第１エンドプレート１９を嵌合状態に収容する。更に、ケース本体１８の他端部には第２エンドプレート２０が端壁２３に離接可能に保持されている。即ち、第２エンドプレート２０がケース本体１８の他端部に形成された額縁部２７に移動可能な状態で嵌合保持されている。
第１エンドプレート１９は、図７〜図１２に示すように、樹脂板にパスバー２８がインサート成形により埋設固定され、樹脂板の内面２９に電池モジュール９のプラス電極端となる四角形ナット１１を嵌合保持する四角形状の保持凹部３０ａ及び電池モジュール９のマイナス電極端となる六角形ナット１２を嵌合保持する六角形状の保持凹部３０ｂが設けられている。これらの保持凹部３０ａ、３０ｂは、前記挿通孔２３ａ、２５ａ、２１ａに対応する位置に設けられ、全体として横３列、縦７列の計２１個設けられ、図１０に示すように、隣り合う一方はプラス側の四角形状の保持凹部３０ａ、他方はマイナス側の六角形状の保持凹部３０ｂとなる関係で、２種類の保持凹部３０ａ、３０ｂが交互に配設されている。
各保持凹部３０ａ、３０ｂは、電池モジュール９の電極端のナット１１、１２に嵌合する形状に形成されているので、プラス電極端の四角形ナット１１は四角形の保持凹部３０ａにのみ保持され、マイナス電極端の六角形ナット１２は六角形の保持凹部３０ｂにのみ保持されるので、プラス、マイナスを誤って保持されることが未然に防止される。
第１エンドプレート１９の外面３１には、前記保持凹部３０ａ、３０ｂに対応する位置に計２１個の締結用凹部３２ａ、３２ｂが形成され、これらの形状は四角形のものと六角形のものとの２種類があり、四角形状の締結用凹部３２ａは前記四角形状の保持凹部３０ａと同一形状であり、六角形状の締結用凹部３２ｂは前記六角形状の保持凹部３０ｂと同一形状である。これらは図１０に示すように、四角形状の保持凹部３０ａの背面に六角形状の締結用凹部３２ｂが、六角形状の保持凹部３０ｂの背面に四角形状の締結用凹部３２ａがそれぞれ設けられている。このような構成としたのは、図３に示す電池パック８を構成する左右一対の電池ホルダ６、６それぞれのエンドプレート１９、１９として同一のものを共通使用し得るようにするためである。左側の電池ホルダ６に使用する場合の第１エンドプレート１９は、上記したような状態でケース本体１８に組付けられるが、右側の電池ホルダ６に使用する場合の第１エンドプレート１９は、内外面を逆にして前記締結用凹部３２ａ、３２ｂに相当するものを保持凹部３０ａ、３０ｂとして用いるようにしてケース本体１８に組付けられる。
電池モジュール９の端子間を電気的に接続する金属製のパスバー２８は、第１エンドプレート１９の厚さ方向に中央に位置するようにインサート成形によって埋設固定され、前記保持凹部３０ａ、３０ｂ及び締結用凹部３２ａ、３２ｂで囲まれる部分においてパスバー２８は外部に露出し、この露出する部分の中心に貫通孔３３が形成されている。電池モジュール９の両端部のナット１１、１２は、前記保持凹部３０ａ、３０ｂに嵌合保持された状態で締結用凹部３２ａ、３２ｂ側から前記貫通孔３３を通して差し込まれたボルト３４に螺合し、ボルト３４を締結することによりナット１１、１２はそれぞれパスバー２８に電気的且つ機械的に結合される。
第２エンドプレート２０は、図８、図１３、図１４に示すように、第１エンドプレート１９と同様に樹脂板で構成されると共に、パスバー２８がインサート成形によって樹脂板に埋設され、その内面２９に保持凹部３０ａ、３０ｂ、その外面３１に締結用凹部３２ａ、３２ｂが設けられ、第１エンドプレート１９と同様に各電池モジュール９の両端部のナット１１、１２は、ボルト３４によってパスバー２８に電気的且つ機械的に結合される。尚、第１エンドプレート１９の四角形状の保持凹部３０ａに対向する位置に、第２エンドプレート２０の六角形状の保持凹部３０ｂが配置され、第１エンドプレート１９の六角形状の保持凹部３０ｂに対向する位置に、第２エンドプレート２０の四角形状の保持凹部３０ａが配置されていることは言うまでもない。
上記のように電池ホルダ６には、２１本の電池モジュール９が収容できるが、本実施形態による構成では、前述したように電池パック８としての出力電圧を２８８Ｖに設定したため、電池ホルダ６には２０本の電池モジュール９を収容して、電池ホルダ６の出力電圧は１４４Ｖとし、左右両電池ホルダ６、６を直列接続して電池パック８の出力電圧は２８８Ｖとしている。即ち、単電池７の電圧は１．２Ｖであるため、これを６個直列接続した電池モジュール９の両端電圧は７．２Ｖであり、電池ホルダ６としては、７．２Ｖ×２０本＝１４４Ｖとなる。
電池ホルダ６に収容される２０本の電池モジュール９は、前記第１エンドプレート１９に配置されたパスバー２８及び第２エンドプレート２０に配置されたパスバー２８によって電気的に直列に接続される。第１エンドプレート１９に埋設固定されたパスバー２８は、図１０に（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）、（１７）、（１９）、（２１）で示す１１枚あり、第２エンドプレート２０に埋設固定されたパスバー２８は、図１３に（２）、（４）、（６）、（８）、（１０）、（１２）、（１４）、（１６）、（１８）、（２０）、（２２）で示す１１枚あるが、これらと各電池モジュール９との接続関係を図１５に示している。上記したように電池モジュール９は２０本なので、第１エンドプレート１９の（２１）のパスバー２８と、第２エンドプレート２０の（２２）のパスバー２８との間には電池モジュール９は配置されず、この間は電池モジュール９に代わる短絡線７９で接続される。
尚、（１）及び（２２）で示すパスバー２８は、厳密には前者（１）はマイナス端子バー、後者（２２）はプラス端子バーと称する方が適切であり、本発明のパスバーの概念に含まれないものであるが、本実施形態の説明の便宜上パスバーと称し、以下説明する。
（２）〜（２２）で示すパスバーは、電気的直列において隣接する電池モジュール９のプラス電極との接点及びマイナス電極との接点を有し、前記隣接する電池モジュール９を電気的に直列に接続している。例えば、図１５において、（２）で示すパスバーは、プラス電極接点２ａとマイナス電極接点２ｂとを備え、（２１）で示すパスバーは、プラス電極接点２１ａとマイナス電極接点２１ｂとを備えている。図１５において、１ａｂで示す接点は電池パック８全体におけるマイナス端子となっており、ここに動力ケーブル３５の接続端リング３５ａ（図７参照）が接続されている。また、図１５において、２２ａｂで示す接点は、一方の電池ホルダ６のプラス端子となっており、ここに他方の電池ホルダ６のマイナス端子に接続される接続ケーブル３６（図３参照）の接続端部が接続されている。尚、前記接続ケーブル３６は可撓性を有し、電池モジュール９の熱収縮に伴う第２エンドプレート２０の移動が生じた場合にも、両電池ホルダ６、６間の電気的接続を確実に行えるようにしている。
以上のように電池モジュール９をそれぞれ２０本づつ収容して構成された各電池ホルダ６、６により電池パック８が構成され、この電池パック８をハイブリッド車８０の電池電源として安定動作させるために、電池電源装置１の内部には、（Ａ）電池の動作状態の検出するためのシステム、（Ｂ）異常発生時の対策システム、（Ｃ）電池の発熱対策システム、（Ｄ）電池パック８の動作状態を示すデータを車両側に出力するためのシステムが設けられる。図１６は、ハイブリッド車８０の一部に組み込まれた電池電源装置１のシステム構成を示すもので、以下に各システム（Ａ）〜（Ｄ）について説明する。
前記ハイブリッド車は、エンジン９０及びモータ９１、発電機９２を備えて構成され、電池パック８からモータ９１の回転動力を得ると共に、エンジン９０及び制動時の回生エネルギーによって発電機９２を回転させ、この電力を電池パッに供給する。この制御は、電池ＥＣＵ２からの電池の動作状態を示すデータに基づいて車両制御ＥＣＵ（車両制御装置）８４により実行されることにより、電池パック８は適正な動作状態に維持される。
（Ａ）電池の動作状態の検出
電池の動作状態は、電池パック８の総電圧、２本の電池モジュール９単位のブロック電圧、電池パック８の充放電電流、電池モジュール単位の温度、電池パック８を空冷する空気温度（冷媒温度）がそれぞれ検出され、各検出データは電池ＥＣＵ２に入力されることによって、電圧、電流、温度の検出値から電池容量に対して蓄電された電気量であるＳＯＣが演算され、適正なＳＯＣ範囲に維持されるように放電及び充電が実行されることにより、過放電や過充電のない適正状態に制御される。
前記電池パック８の総電圧は、言うまでもなく電池パック８のプラス、マイナス両極間の電圧であり、各電池ホルダ６、６から引き出されるプラス、マイナスの各動力ケーブル３５、３５間の電圧を測定する。
電池モジュール９単位の電圧は、本実施形態においては２本の電池モジュール９、９間毎の端子間電圧を測定するように構成されている。この構成は図１０、図１１、図１２に示すように、第１エンドプレート１９に２本の電池モジュール９、９単位の端子間電圧を測定するためのリード線３７がインサート成形により樹脂板内に埋設されている。このリード線３７は、図１１（ｂ）に示すように、リード線３７が接続されたリード接続端子４０ａと、パスバー２８に接続されたパスバー接続端子４０ｂとの間をヒューズ３９で接続することにより、パスバー２８からヒューズ３９を通してリード線３７が引き出されることになり、回路ショート等の異常時にリード線３７に過剰電流が流れるのを防止している。このヒューズ３９の第１エンドプレート１９への組付けは、樹脂成形時には前記リード接続端子４０ａとパスバー接続端子４０ｂとが一体となった状態で、その表裏に開口部４１、４２を設けてインサート成形され、開口部４１、４２によって露出した中央部を成形後の後加工により切断し、切断により断絶した間をヒューズ３９によって接続する。ヒューズ３９の取り付け後には、図１１（ａ）に示すように開口部４１、４２は樹脂モールド３９ａによって埋められる。
このようにパスバー２８から引き出されるリード線３７は、図１５に一点鎖線で示すように、前記（１）、（３）、（５）、（７）、（９）、（１１）、（１３）、（１５）、（１７）、（１９）、（２１）で示すパスバー２８のそれぞれにリード線３７が接続され、例えば、（１）と（３）のパスバー間の電圧Ｖ1-3 や、（１９）と（２１）のパスバー間の電圧Ｖ19-21 を測定し得るように構成される。前記電圧Ｖ1-3 は、（１）のパスバーと（３）のパスバー間に電気的に直列に接続される２本の電池モジュール９、９、換言すれば直列接続された１２個の単電池７の電圧を示し、図１５に示す電圧Ｖ3-5 、Ｖ5-7 ……Ｖ19-21 も同様に２本の電池モジュール９、９間の電圧を示している。これらのリード線３７は第１エンドプレート１９から図７に示すように多芯平行ケーブル３８で引き出され、電池ＥＣＵ２に入力されて２本の電池モジュール９、９間の端子電圧が測定される。
この電池モジュール９単位の電圧測定により、電圧の異常が検出されたときには、対応する２本の電池モジュール９、９に属する１２個の単電池７のうち少なくとも１個に何らかの異常が発生したことになるので、その対応は比較的狭い範囲に限定して異常の検出を行うことができる。
また、電池モジュール９単位の電圧測定は、後述する充放電電流及び電池モジュール９単位の温度検出による各検出値から電池モジュール９単位のＳＯＣの演算に用いることができる。
電池パック８の放電及び充電電流の検出は、図１６に示すように、電池パック８とリレー８６との間の充放電回路に配設された電流センサ８７によって検出される。この電流センサ８７は、図１に示した充放電回路ユニット３内に収容され、同じく充放電回路ユニット３内に収容されたリレー８６に接続される電池パック８からの動力ケーブル３５が電流センサ８７内を貫通することにより、放電及び充電電流を検出する。この電流センサ８７によって検出された充電及び放電電流は電池ＥＣＵ８５に入力される。
次に、電池温度の検出は、単電池７個々の温度異常の検出、電池モジュール９単位での温度検出、電池パック８を送風機５により空冷する空気の温度が検出ができるように構成されている。
前記単電池７個々の温度異常の検出は、図４、図５に示したように、電池モジュール９を形成する際に単電池７毎に取り付けられた異常温度センサ１４を利用して検出される。
第１エンドプレート１９には、図７、図１０、図１２に示すように、前記異常温度センサ１４を６個直列に接続した接続線１５を電池モジュール９の両端から引き出す端子片１６を接続するための保持片４３が、インサート成形により樹脂板に固定されている。保持片４３は第１エンドプレート１９に形成された貫通開口部４４に露出する部分にネジ孔４５を備え、端子片１６を貫通開口部４４に挿入して折り曲げ、図１２に示すようにビス４６を用いて端子片１６を保持片４３に電気的且つ機械的に接続する。保持片４３は２つのネジ孔４５、４５を両端部に備え、隣り合う電池モジュール９の端子片１６を接続している。但し、図１０にＰで示す保持片４３は、単独のネジ孔４５のみを有し、一方の端子としての役割のみを果たしている。
この構成は、図１３に示すように、第２エンドプレート２０にも同様の保持片４３がインサート成形により樹脂板に固定されている。この第２エンドプレート２０の保持片４３も２つのネジ孔を両端部に備え、隣り合う電池モジュール９の端子片１６を接続している。但し、図１３にＱで示す保持片４３は、単独のネジ孔４５のみを有し、他方の端子としての役割のみを果たしている。
前記保持片４３によって各電池モジュール９に取り付けられた端子片１６が隣り合う間で接続されることにより、電池ホルダ６に配置された１２０個すべての単電池７に取り付けられた異常温度センサ１４が直列に接続され、図１７に示すような状態となる。Ｐで示す保持片４３と、Ｑで示す保持片４３とには、それぞれ図３に示すように、外部取り出し線４７、４８が接続されて外部に引き出され、電池ＥＣＵ２に入力される。
この単電池７個々の温度異常の検出構成は、２つの電池ホルダ６、６それぞれに同様に構成され、電池ＥＣＵ２に接続されるので、それぞれの電池ホルダ６における１２０個の単電池７のうち、その１個でも異常昇温しても、その単電池７に取り付けられた異常温度センサ１４の抵抗値が急激に増大するため、電池ＥＣＵ２によって正常時と異なる抵抗値が検出され、単電池７の異常が検出される。
この構成によって、各電池ホルダ６からそれぞれ２本の外部取り出し線４７、４８を引き出す簡素な構造により、電池パック８として２４０個収容した単電池７の異常を検出することができる。
次に、電池モジュール９単位での温度検出は、図１９に示すように、各電池ホルダ６、６毎に、横３列、縦７列に並列配置された冷却空気流動の上流側から第１段、第３段、第５段、第７段の中央の電池モジュール９にそれぞれブロック温度センサ９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄが取り付けられ、各電池モジュール９の温度を検出する。ブロック温度センサ９３ａ〜９３ｄが取り付けられていない第２段、第４段、第６段の電池モジュール９の温度は、それぞれの上下に取り付けられたブロック温度センサ９３ａ〜９３ｄによる検出温度から演算またはそれらの中間値と推定することによって電池モジュール９の温度を決定することができる。また、各段の左右に位置する電池モジュール９についても、中央の電池モジュール９の温度から近似温度として推定することができる。従って、電池ホルダ６に収容された２０本、更には電池パック８として４０本のすべての電池モジュール９に温度センサを取り付けるコストや配線処理、検出温度の処理等の無駄を生じさせることなく温度検出を行うことができる。
この特定位置に設けた温度センサにより各電池モジュール９の温度を推定する温度検出手段は、冷却空気流動の上流側と下流側とに位置する電池モジュール９、図１９に示す状態であれば、第１段及び第７段の電池モジュール９に温度センサを取り付け、それぞれの温度検出値から温度分布の状態が演算でき、この間に配列された第２段〜第６段の電池モジュール９の温度を決定することができる。
このように電池ホルダ６当たり２か所の温度測定によっても電池モジュール９単位の温度検出は可能である。
また、電池ホルダ６内の温度は、冷却空気の流量及び温度、充放電平均電力によって変化するので、これらの温度変化条件による電池モジュール９の温度変化態様を予め求めておくことにより、１つの電池モジュールの温度を検出して、前記温度変化条件に参照して並列配置された他の電池モジュールの温度を推定するように構成することもでき、全ての電池モジュールに温度センサを設けることなく温度が検出でき、温度検出手段の配置数を少なくしても電池モジュール９単位の温度検出が可能となる。
更に、図１９に示すように、送風機５の空気取入口６２に空気温度センサ９４を取り付けることによって、冷却空気の温度を検出することができる。
上記電圧、電流、温度の各検出データから電池ブロック毎のＳＯＣが演算される。２本の電池モジュール９毎に検出されるブロック電圧Ｖ1-3 〜Ｖ19-21 （図１５参照）、ブロック温度センサ９３ａ〜９３ｄの検出値から演算される各電池ブロック毎の温度、電流センサ８７によって検出された電流は電池ＥＣＵ２に入力され、温度をパラメータとする電圧、電流の状態から各ブロック毎のＳＯＣが演算される。
（Ｂ）異常発生時の対策システム
電池電源装置１に異常が発生した場合に対処するため、異常時に電池パック８の充放電回路を遮断するリレー８６が設けられる。また、製造時や保守点検時の異常発生を未然に防止するために、活線状態にある高電圧線路を遮断する直列回路遮断プラグ（直列回路遮断手段）７５が設けられている。
前記リレー８６は、図１８に示すように、電池パック８からのプラス、マイナスそれぞれの動力ケーブル３５、３５が接続され、異常発生時に車両側に配設された車両制御ＥＣＵ８４からの制御により動作して充放電回路を遮断する。
このリレー８６は回路開閉のために、図１８に示すようにＳ１〜Ｓ３の３回路の接点を有しており、回路遮断時にはＳ１、Ｓ２、Ｓ３の各接点を開き、回路接続時には突入電流防止用の抵抗器（突入電流防止手段）８８が接続された接点Ｓ３とプラス側接点Ｓ１とを閉じて、電池パック８を車両側装置に接続したときの過大な突入電流の防止を図っている。接点Ｓ１、Ｓ３の接続後、所定の遅延時間の後に接点Ｓ２を閉じ、接点Ｓ３を開くことにより回路接続がなされる。前記リレー８６及び抵抗器８８は図１に示す充放電回路ユニット３内に収容される。
前記直列回路遮断プラグ７５は、電池電源装置１の製造時や外装ケース４を開いて保守点検を行うような場合に、電池の直列接続の回路を遮断して高電圧線路の活線状態を解くようにしたものである。製造時には直列回路遮断プラグ７５を抜く操作を行うことにより直列回路の一部が遮断され、完成後に直列回路遮断プラグ７５を挿入することによって電池パック８の電池の直列接続がなされる。また、保守点検時等において、外装ケース４を開くときには、外装ケース４の外部に設けられた直列回路遮断プラグ７５により電池の直列回路の一部を遮断して高電圧線路の活線状態を解くようにする。この直列回路遮断プラグ７５により遮断する直列回路は、図１８に示すように電池ホルダ６、６間でも、図１５に仮想線で示すように電池モジュール９の接続間でもよい。電池ホルダ６、６間を遮断する場合には、図３に示す電池ホルダ６、６間の接続ケーブル３６を排除して、一方の電池ホルダ６のプラス出力端と他方の電池ホルダ６のマイナス出力端とを直列回路遮断プラグ７５に接続する。また、電池モジュール９の接続間を遮断する場合は、例えば、図１５に示す（１７）のパスバー２８を第１エンドプレート１９に設けた開口部に露出させて、後加工によりＮで示す箇所を切断し、１７ａ、１７ｂで示す箇所と直列回路遮断プラグ７５とを導線７６、７７で接続する。
（Ｃ）電池の発熱対策システム
電池はその温度により電気的特性が変化するため適正な温度に保つ必要がある。そのため、充放電による昇温を防止するために電池冷却の手段が不可欠であり、図１に示すように送風機５を設けて、ホルダケース１０の下方開口部を空気導入部５３とし、上方開口部を空気導出部５４として、下方（上流側）から上方（下流側）に流れる強制空冷によって各電池モジュール９の冷却を行っている。
図３、図７、図８、図９に示すように、ホルダケース１０には２０本の電池モジュール９がその両端を第１エンドプレート１９及び第２エンドプレート２０に固定されて収容されている。また、電池モジュール９はその長手方向の両端よりそれぞれ約１／３の長さ位置２か所において、防振リング５１、５１を介して隔壁２５、２５の挿通孔２５ａに支持されている。この防振リング５１は防振ゴムシート２２にその表面から突出するようにして一体に成形され、隔壁２５の挿通孔２５ａにすべての防振リング５１を圧入することにより隔壁２５の一面に沿って取り付けられる。この２枚の隔壁２５、２５によってホルダケース１０は３つの空間、即ち、第２エンドプレート２０から第１エンドプレート１９に向けた順に、第１区画空間２６ａ、第２区画空間２６ｂ、第３区画空間２６ｃに区画され、それぞれの区画空間２６ａ、２６ｂ、２６ｃの中央部には冷却フィンプレート２１が上方より挿入されてケース本体１８に固定されている。図８、図１９は、前記冷却フィンプレート２１に形成された冷却調整フィン５２（第１段フィン５２ａ、第２段フィン５２ｂ、第３段フィン５２ｃ、第４段フィン５２ｄ、第５段フィン５２ｅ、第６段フィン５２ｆ、第７段フィン５２ｇ、第８段フィン５２ｈを含む）と、冷却フィンプレート２１の挿通孔２１ａに遊挿された各電池モジュール９との関係を示している。
中央に位置するよう区画された第２区画空間２６ｂを例にとって、電池モジュール９の空冷構造を説明すると、冷却フィンプレート２１のプレート本体部２１から両方向に突出する各冷却調整フィンは、図７、図８に示すように、隔壁２５、２５に近接する位置まで延び、空気流の流れ方向及び流速を調整し得るように構成されている。図１９に示すように、最下段（第１段）の３個の挿通孔２１ａ（第１段から第７段までの挿通孔２１ａを図１９で丸付き数字１〜７で示し、明細書では※１〜※７で示す（以下同様）。）※１のそれぞれの下辺まわりには断面円弧状の第１フィン５２ａが設けられ、第１段の電池モジュール９に直接空気が当たる割合を抑えている。第１段の３個の挿通孔※１とその上の第２段の３個の挿通孔※２、第２段の３個の挿通孔※２とその上の第３段の３個の挿通孔※３、第３段の３個の挿通孔※３とその上の第４段の３個の挿通孔※４のそれぞれにおける対応する挿通孔間の上下中間位置には、断面形状が断絶部を有する偏平のＨ字状となる第２段フィン５２ｂ、第３段フィン５２ｃ、第４段フィン５２ｄが設けられている。第２段フィン５２ｂは、断面Ｈ字状部の両側に断絶部ｔ、ｔが形成され、第３段フィン５２ｃは、断面Ｈ字状部の中央に断絶部ｔ1 が形成され、第４段フィン５２ｄは、断面Ｈ字状部の中央に幅の広い断絶部ｔ2 が形成され、第１段の電池モジュール９よりも第２段の電池モジュール９に直接空気が当たる割合を増大させ、第２段の電池モジュール９よりも第３段の電池モジュール９に直接空気が当たる割合を増大させ、第３段の電池モジュール９よりも第４段の電池モジュール９に直接空気が当たる割合を増大させている。
第４段の３個の挿通孔※４とその上の第５段の３個の挿通孔※５との間には、２つの断面縦長楕円形状（図１９に示すものは軽量化のため断面形状が中空のものとなっているが、中空部を有しないものであってもよい）のフィンと、２つの断面縦長半楕円形状（中空のものでも、中空部を有しないものであってもよい）のフィンとの横並びの４つのフィンからなる第５段フィン５２ｅが設けられている。
中央側に位置する２つの断面縦長楕円形状のフィンは、それぞれその周囲の左右上下４つの挿通孔※４、※４、※５、※５の中央点に位置し、両端側に位置する２つの断面縦長半楕円形状のフィンは対応する上下の挿通孔※４、※５の上下中間で外側方に位置すると共に前記プレート本体部２１ｂの側辺に接している。第５段の３個の挿通孔※５とその上の第６段の３個の挿通孔※６との間、並びに第６段の３個の挿通孔※６とその上の第７段の３個の挿通孔※７との間にも、第５段フィン５２ｅとほぼ同様の形状で、同一位置にある４つのフィンからなる第６段フィン５２ｆ並びに第７段フィン５２ｇが設けられている。更に、最上段（第７段）の３個の挿通孔※７の上方位置には、第７段フィン５２ｇの各フィンの上半分を欠落した形状のフィンで、第７段フィン５２ｇと同一関係位置にある４つのフィンからなる第８段フィン５２ｈが設けられている。これらの断面積は、第５段フィン５２ｅの断面積よりも第６段フィン５２ｆの各フィンの断面積を大とし、第６段フィン５２ｆの各フィンの断面積よりも第７段フィン５２ｇの各フィンの断面積を大としている。このように上側にいくほど冷却調整フィン５２ｅ、５２ｆ、５２ｇの断面積を大きくすることにより、電池モジュール９と冷却調整フィン５２との間に形成される空気流の流路を上側にいくほど絞り、第４段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速よりも、第５段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速を大きくし、第５段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速よりも、第６段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速を大きくし、第６段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速よりも、第７段の電池モジュール９の周囲を流れる空気の流速を大きくしている。これは空気流の流速を増大させると、その平方根に比例して冷却効果が増大することを利用したものである。
上記は第２区画空間２６ｂを例にとって電池モジュール９の空冷構造を説明したが、他の第１区画空間２６ａ、第３区画空間２６ｃにおける空冷構造も同様に構成される。いずれにおいても、下方より上方に流れる空気流に直交する方向に多段に並列に位置された多数の電池モジュール９のうち、下段側のグループに属する電池モジュール９（図１９に示す場合は、第１段から第４段に配置されているもの）に対して、電池モジュール９に直接当たる空気量を調整する遮蔽型のフィン５２ａ〜５２ｄにより電池モジュール９の下辺を覆い、且つ最下段（第１段）より上段に向かうに従って電池モジュール９に直接当たる空気量を徐々に多くなるようにしている。これにより最下段の電池モジュール９の過冷却を防ぐと共に、上段に向かうに従って電池発熱により徐々に昇温する空気の冷却効果の低下を補うように電池モジュール９に直接当たる空気量を増大させることで、各段（第１段〜第４段）の電池モジュール９の冷却をほぼ均等に行えるようにしている。
下段側のグループに属する電池モジュール９を冷却する空気は、図１９に示すように、その過半が左右の電池モジュール９間の形成される通路５５、５５及び電池モジュール９と側壁２４との間に形成される通路５６、５６を上昇し、一部が電池モジュール９が取り込まれた後、前記通路５５、５６に再び合流して第５段の電池モジュール９の下方に達する。次いで空気流は、上段側のグループに属する電池モジュール９（図１９に示す場合は、第５段から第７段に配置されているもの）を冷却するために用いられるが、下段側のグループに属する４段の電池モジュール９を冷却したため空気温度が相当に高くなって冷却効果が低下している。これを補うため、上段側のグループに属する電池モジュール９の冷却には空気流を絞って、電池モジュール９の周囲の空気流の流速を上げている。前記各通路５５、５５、５６、５６の上方には、第５段、第６段、段７段の各電池モジュール９の斜め下及び第７段の電池モジュール９の斜め上に位置するように、電池モジュール９との間の間隔を順次狭くして、上昇により徐々に昇温する空気の冷却効果低下を補うように、電池モジュール９の周囲の空気流の流速を上げ、各段（第５段〜第７段）の電池モジュール９の冷却をほぼ均等に行えるようにしている。
このようにして最下段から最上段に至るすべての電池モジュール９をほぼ均等に冷却するように構成しているが、均等冷却を行うための空気流の調整は、例えば、下側の３段の電池モジュール９に遮蔽型のフィンを採用し、中間の第４段の電池モジュール９に対するフィンは設けず、上側の３段の電池モジュール９に流路絞り型のフィンを採用して、空気流を調整する等の構成を用いることも可能である。
図２０は、この主旨に従って設計された冷却調整フィン構造を示している。図示するように、下側３段の電池モジュール９には遮蔽型のフィン９１ａ、９１ｂ、９１ｃを設け、中間の第４段の電池モジュール９に対するフィンは設けず、上側３段の電池モジュール９には流路絞り型のフィン９１ｄ、９１ｅ、９１ｆ及び外側方のフィン９２ｄ、９２ｅ、９２ｆを設けている。
この構成では、冷却空気流動の上流側ほど冷却空気に対する遮蔽度が高く、下流側に至るほど電池モジュール９とフィンとの間隔を小さくして空気流の流速を上げるように形成されているので、より効果的な均等冷却が可能となる。
上記のように構成され、外装ケース４内に収容される電池パック８に対し、冷却空気を効果的に流動させる冷却空気導入及び排出の構成について次に説明する。
図８、図１９、図２１に示すように、送風機５、モータ５７をホルダケース１０の側方下部に配し、その送風口５８をホルダケース１０の下方に位置させ、送風機５から圧送された空気は外装ケース４の下部に形成された空気供給室５９を通じて、ホルダケース１０の下端の空気導入部５３に達した後、ホルダケース１０内を下から上に流れて電池モジュール９を冷却し、次いでホルダケース１０の空気導出部５４を出た後、前記外装ケース４の上方に形成された空気排出室６０を通過して、外装ケース４の上部側端に形成された排出口６１より外装ケース４の外部に排出されるように構成されている。
図２１は、１台の送風機５で左右の電池ホルダ６、６に冷却用空気を圧送する構造を示している。送風機５は左右一対のシロッコファン及び送風口５８、５８を有し、空気取り入れ口６２より車室内の空気を取り入れ、一対の送風口５８、５８から左右の空気供給室５９、５９に均等に空気を送り出している。各空気供給室５９は、外装ケース４の底板部４ａと、底板部４ａの図２１における前側位置に起立する前面壁４ｂと、ホルダケース１０の下面とによって囲まれた空間で構成され、前記送風口５８に対向する入口６３には、送風口５８からの空気を奥側且つ側方に導く複数本の湾曲状の整流ガイド６４ａ、６４ｂ、６４ｃが前記底板部４ａに立設されている。前記入口６３は外装ケース４の幅方向の中央部に設けられ、ホルダケース１０の第１区画空間２６ａの下方に位置するように配されている。前記底板部４ａは、空気供給室５９内において外方側、即ち、第２区画空間２６ｂ、第３区画空間２６ｃ側に向け徐々に高位置となるスロープ６６を有するように形成されている。また、スロープ６５の第２区画空間２６ｂと第３区画空間２６ｃの境界部下方位置に、空気を上方に導く背の低い風向ガイド６７を設けている（図８参照）。
前記入口６３から取り入れられた空気は、３枚の整流ガイド６４ａ、６４ｂ、６４ｃの各中間に形成される２つの空気通路を通り、奥側且つ第２、第３区画空間２６ｂ、２６ｃ側に導かれると共に、その一部は第１区画空間２６ａ内に導かれる。このとき空気流が前記空気通路を素通りして第１区画空間２６ａ内に導かれる空気量が不足しないようにするため、第２エンドプレート２０側の空気通路入口付近に空気を上方に導く風向ガイド６８を設けている。前記２つの空気通路を出た空気は、その一部が第２区画空間２６ｂ内に導かれ、残部は第３区画空間２６ｃの下方に導かれる。その際、第２区画空間２６ｂ内に導かれる空気量が不足しないように、前記風向ガイド６７が設けられている。第３区画空間２６ｃの下方に導かれた空気は、第３区画空間２６ｃ内に導かれる。
上記のように、整流ガイド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、風向ガイド６７、６８、スロープ６５、６６を設けることによって、各区画空間２６ａ、２６ｂ、２６ｃに取り込まれる空気量をほぼ均一にすると共に、各区画空間２６ａ、２６ｂ、２６ｃにおける手前側と奥側とでの取り込まれる空気量が不均一となるのを防いでいる。尚、第２区画空間２６ｂ内に配置される２つの単電池７は、電池モジュール９の中央位置にあり、第１、第３の区画空間２６ａ、２６ｃに配置される単電池７の発熱の影響を受けやすいため、これらの単電池に比較して空気流による冷却をより多く必要としている。このため、第２区画空間２６ｂ内に導かれる空気量が他の区画空間２６ａ、２６ｃに導かれる空気量より若干大きくなるように前記風向ガイド６７を設計することが望ましい。
前記外装ケース４は、図８、図２１に示すように、その底板部４ａにホルダケース取付座部７１を備え、ここに左右のホルダケース１０、１０がその脚部７２において、ボルト・ナット７３により取り付け固定される。また、外装ケース４の周縁部には車両本体に取り付けられるフランジ部７４を有している。
（Ｄ）電池の動作状態データの出力するためのシステム
電池電源装置１はハイブリッド車である車両に電池電力を供給すると共に、車両側の発電機から充電電力の供給を受ける。この充放電が適正に実施されることにより電池パック８は適正な動作状態に維持することができる。そこで、電池ＥＣＵ２は、各センサにより検出された電圧、電流、温度及び電池の動作状態を示すＳＯＣ等のデータを車両側の車両制御ＥＣＵ（車輌制御手段）８４に出力することにより、車輌側の放電及び充電電力が調整され、過放電や過充電が発生しない適正な動作状態が保たれるよう制御される。
図１６に示すように、車両制御ＥＣＵ８４は、アクセル開度を検出するアクセルセンサや前記電池ＥＣＵ２等からのデータ入力に応じてエンジン９０、モータ９１、発電機９２に対して、車両走行のための駆動トルクを得るための電池電力の使用を制御すると共に、発電機９２からの電池充電電力が適切に得られるように制御する。
この車輌制御ＥＣＵ８４に対して電池ＥＣＵ２から出力するデータは、放電及び充電電力の制限データ、ＳＯＣ調整用の充放電要求データ、ＳＯＣ、電圧、温度等の電池状態データ、電池電源装置１の異常検出データ等であり、数値化されたデジタル信号として出力される。
前記ＳＯＣの算出は、前述したように、２本の電池モジュール９の単位で検出されるブロック電圧（Ｖ）と電流センサ８７によって検出される電流（Ｉ）が電池温度によって変化する状態を予め決められたデータテーブルに参照することによって各電池ブロック毎のＳＯＣを求めることができる。ＳＯＣは蓄電されている電気量によってＩ−Ｖ特性曲線が変化する電池種類固有の電気特性であり、本実施形態において使用するニッケル水素電池も固有の電気特性を有している。そこで、Ｉ−Ｖ特性曲線がＳＯＣの状態及び温度によって変化する特性グラフを予め求めておき、検出された電池温度における所定時間（例えば、１００ｍｓ）毎に検出された電圧値、電流値を該当する温度のＩ−Ｖ特性グラフの座標上にプロットし、そのプロット群の分布曲線と予め求められているＩ−Ｖ特性曲線との比較から、近似のＩ−Ｖ特性曲線をＳＯＣの状態として検知することができる。
Ｓ０Ｃ＝１００％を満充電とし、ＳＯＣ８０〜９０％を上回るような状態から更に充電電力が供給される過充電がなされると電池温度の上昇から電池損傷をまねき、一方、ＳＯＣ＝１０〜２０％を下回るような状態から放電がなされる過放電も電池の損傷をまねくことになり、電池の動作制御を行う上においては過充電や過放電の状態に至らない適正なＳＯＣ範囲に維持する必要がある。従って、電池ＥＣＵ２はＳＯＣを算出して車両制御ＥＣＵ８４に出力すると共に、ＳＯＣ及び電圧、電流、温度の各検出データに基づいて充放電電力の制限データを出力して、車両の電池電源装置１の使用に制限を与える。例えば、エンジン９０とモータ９１とを車両走行の駆動源として併用するハイブリッド車両では、ＳＯＣが満充電に近い状態にあるときにはモータ９１による走行駆動により放電電力の増加を促し、過放電方向にある状態ではエンジン９０による走行駆動により充電電力の増加を促す。また、検出されたＳＯＣの状態によって、これが適正なＳＯＣ範囲の所定値となるような充放電要求データを出力することによって、車両制御ＥＣＵ８４によるエンジン９０、モータ９１の制御によりＳＯＣが所定値となるような充電または放電が実行される。
また、電池ＥＣＵ２からＳＯＣ、電圧、電流、温度の各検出値から異常状態が検出されたときには、これを電池ＥＣＵ２から車両制御ＥＣＵ８４に出力するので、車両制御ＥＣＵ８４は異常状態に対応する処置を実行する。例えば、電池温度の異常昇温が検出されたときや、ＳＯＣ判定による過放電状態が検出されたときには、車両制御ＥＣＵ８４はリレー８６を動作させて充放電回路を遮断するので、電池保護と故障の発生を未然に防止することができる。
このように電池電源装置１側に電池ＥＣＵ２を設けることによって、電池パック８の動作状態は電池ＥＣＵ２と車両側とで二重に監視されるため、適正な動作状態が得られるように制御される。
電池電源装置の全体構成を示す斜視図。 電池電源装置を自動車に搭載した状態を示す概略側面図。 電池パックの構成を示す斜視図。 （ａ）は電池モジュールを示す正面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）はその右側面図。 外装チューブを仮想線で示した電池モジュールの斜視図。 電池モジュールの要部を示す一部切り欠き断面図。 電池ホルダを分解して示す斜視図。 電池ホルダの断面図。 電池ホルダの要部を示す拡大断面図。 第１エンドプレートを内面側から見た正面図。 （ａ）は図１０のＡ−Ａ線拡大断面図、（ｂ）はその正面図。 図１０のＢ−Ｂ線拡大断面図。 第２エンドプレートを外面側から見た正面図。 図１３のＣ−Ｃ線拡大断面図。 電池モジュールの接続状態を示す接続図。 電池電源装置をハイブリッド車に搭載した状態のシステム構成図。 異常温度検出センサの接続状態を示す接続図。 充放電回路ユニットの構成を示す回路図。 冷却構造を示す断面図。 冷却調整フィンの別実施態様を示す断面図。 冷却構造を示す斜視図。
符号の説明
１ 電池電源装置
２ 電池ＥＣＵ（電池容量判定手段／電池状態伝達手段）
４ 外装ケース
５ 送風機（冷却手段）
６ 電池ホルダ
７ 単電池
８ 電池パック
９ 電池モジュール
１０ ホルダケース
１４ 異常温度センサ
１５ 接続線
１８ ケース本体
１９ 第１エンドプレート
２０ 第２エンドプレート
３５ 動力ケーブル
７５ 直列回路遮断プラグ
８４ 車両制御ＥＣＵ（車両制御手段）
８６ リレー
８７ 電流センサ（電流検出手段）
８８ 抵抗器（突入電流防止手段）
９３ａ〜９３ｄ ブロック温度センサ（温度検出手段）
９４ 空気温度センサ

Claims (8)

  1. 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを形成し、複数本の電池モジュールを立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると共に、複数本の電池モジュールを電気的に直列接続した電池パックと、この電池パック内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、単数または複数の電池モジュール単位の温度を検出する温度検出手段とを備えたことを特徴とする電池電源装置。
  2. 冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は冷媒流動の上流側及び下流側の電池モジュールの温度を検出し、電池パック内の温度分布傾向に基づいて上流側及び下流側の電池モジュールの検出温度から中流部の電池モジュールの温度を演算するように構成された請求項１記載の電池電源装置。
  3. 冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は冷媒流動方向と直交する方向に並列配置された１つの電池モジュールの温度を検出し、電池パック内の温度分布傾向に基づいて並列配置された他の電池モジュールの温度を演算するように構成された請求項１記載の電池電源装置。
  4. 冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を流動させるように構成され、温度検出手段は１つの電池モジュールの温度を検出することにより、電池パック内の温度分布傾向に基づいて他の電池モジュールの温度を演算するように構成された請求項１記載の電池電源装置。
  5. 電池パック内の温度分布傾向を、冷媒の流量及び温度、充放電平均電力のデータに基づいて求める請求項２〜４いずれか一項に記載の電池電源装置。
  6. 温度検出手段が、単数または複数の電池モジュール単位で温度を検出する温度センサである請求項１〜５いずれか一項に記載の電池電源装置。
  7. 温度検出手段による検出温度に基づいて冷却手段の動作を制御する請求項１〜６いずれか一項に記載の電池電源装置。
  8. 直列接続された電池モジュールの直列回路の少なくとも１か所を遮断する直列回路遮断手段を設けた請求項１〜６いずれか一項に記載の電池電源装置。
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