JP2009284731A - Vehicle power supply - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the exhaust amount of an inflammable gas while reducing cost for components, and to improve safety by detecting the exhaust amount of the inflammable gas under a maintenance-free condition for a long period of time. <P>SOLUTION: A vehicle power supply includes a battery for traveling 1 to supply electric power to the motor by which the vehicle is traveled, and a gas detector 3 to detect the exhaust amount of gas exhausted by charging/discharging the battery for traveling 1. The gas detector 3 has: a detecting circuit 4 for detecting the charging/discharging condition of the charged/discharged battery for traveling 1; a memory unit 5 storing gas data to calculate the exhaust amount of an inflammable gas in the battery for traveling 1 from the charging/discharging condition of the charged/discharged battery for traveling 1; and a calculating circuit 6 to calculate the exhaust amount of the inflammable gas exhausted from the battery for traveling 1 from the charging/discharging condition of the charged/discharged battery for traveling 1, which is detected by the detecting circuit 4 and gas data stored in the memory unit 5. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動車両に搭載されて自動車を走行させるモーターに電力を供給する車両用の電源装置に関し、特に電池の安全弁が開いて排出される可燃性ガスの排出量を検出する車両用の電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for a vehicle that supplies electric power to a motor that is mounted on an electric vehicle and runs an automobile, and in particular, a power supply for a vehicle that detects the discharge amount of combustible gas discharged by opening a safety valve of a battery. Relates to the device.

車両用の電源装置は、多数の充電できる電池を外装ケースに収納している。この電源装置は、電池を異常な状態で充放電すると、電池内部でガスが発生して電池の内圧を上昇させる。電池は、内圧が上昇して破裂を防止するために安全弁を設けている。したがって、内圧が異常に高くなると安全弁が開弁して、電池の内部からガスや電解液を排出する。ニッケル水素電池やリチウムイオン電池は、開弁された安全弁から可燃性ガスが排出される。排出される可燃性ガスは、電源装置の外装ケースに充満する。外装ケース内に溜まる可燃性ガスは、安全性を低下させる等、種々の弊害の原因となる。この弊害を避けるために、外装ケースにガスセンサを設けて、可燃性ガスの濃度を検出して、換気ファンを運転する電源装置が開発されている(特許文献1参照)。   A power supply device for a vehicle stores a large number of rechargeable batteries in an outer case. When the battery is charged / discharged in an abnormal state, gas is generated inside the battery to increase the internal pressure of the battery. The battery is provided with a safety valve in order to prevent the internal pressure from rising and bursting. Therefore, when the internal pressure becomes abnormally high, the safety valve opens, and gas and electrolyte are discharged from the inside of the battery. In the nickel metal hydride battery and the lithium ion battery, combustible gas is discharged from the opened safety valve. The discharged combustible gas fills the outer case of the power supply device. The combustible gas accumulated in the outer case causes various adverse effects such as a reduction in safety. In order to avoid this adverse effect, a power supply device has been developed that operates a ventilation fan by providing a gas sensor in an exterior case to detect the concentration of combustible gas (see Patent Document 1).

この電源装置は、燃料電池を収納する外装ケース内に可燃性ガスを検出するガスセンサを設けて、外装ケースに設けた換気口には、内部の空気を換気する換気ファンを設けている。この電源装置は、ガスセンサで可燃性ガスの濃度を検出し、濃度が設定値になると換気ファンを運転して換気する。この構造の電源装置は、燃料電池から可燃性ガスが排出されると換気ファンが運転されるので、外装ケース内の可燃性ガス濃度を安全な濃度まで低くできる。   In this power supply device, a gas sensor that detects flammable gas is provided in an outer case that houses a fuel cell, and a ventilation fan that ventilates internal air is provided in a ventilation port provided in the outer case. This power supply device detects the concentration of combustible gas with a gas sensor, and when the concentration reaches a set value, it operates a ventilation fan to ventilate. In the power supply device with this structure, when the combustible gas is discharged from the fuel cell, the ventilation fan is operated, so that the combustible gas concentration in the outer case can be lowered to a safe concentration.

しかしながら、現実には可燃性ガスの濃度を検出するガスセンサ、たとえばニッケル水素電池にあっては水素濃度を検出するガスセンサは、極めて高価であることに加えて、長期間にわたって正確にガス濃度を検出することが極めて難しい。このため、可燃性ガスの濃度を正確に検出するためには、たとえば、極めて高価なガスセンサを毎年交換する必要があって、部品コストが極めて高くなる。このため、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池からなる車両用の電源装置において、この構造を採用することは極めて難しい。   However, in reality, a gas sensor that detects the concentration of a combustible gas, for example, a gas sensor that detects the hydrogen concentration in a nickel metal hydride battery, is extremely expensive and accurately detects the gas concentration over a long period of time. It is extremely difficult. For this reason, in order to accurately detect the concentration of the combustible gas, for example, it is necessary to replace an extremely expensive gas sensor every year, and the cost of parts becomes extremely high. For this reason, for example, it is very difficult to adopt this structure in a power supply device for a vehicle made of a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery.

さらに、鉛バッテリからガスが排出される状態を、電圧と充電時間から検出して、ガスが排出する状態になると充電を停止する充電制御装置は開発されている(特許文献2参照)。この装置は、ガスの発生を防止するように充電を停止できるが、充電を正常に停止できない状態になると、安全に使用できない。車両用の電源装置は、正常な状態では、走行用バッテリから可燃性ガスが排出されないように制御するので、可燃性ガスが排出されることはない。しかしながら、充放電を制御する回路が故障して正常に動作しなくなると、電池が異常な状態で充放電されて可燃性ガスが排出される。したがって、可燃性ガスの排出を阻止する制御によっては、車両用の電源装置の高い安全性は保証できない。   Furthermore, a charge control device has been developed that detects the state in which gas is discharged from the lead battery from the voltage and charging time and stops charging when the gas is discharged (see Patent Document 2). Although this device can stop charging so as to prevent the generation of gas, it cannot be used safely when charging cannot be stopped normally. The vehicle power supply device controls the combustible gas not to be discharged from the traveling battery in a normal state, so that the combustible gas is not discharged. However, when a circuit for controlling charging / discharging fails and does not operate normally, the battery is charged / discharged in an abnormal state and combustible gas is discharged. Therefore, the high safety of the power supply device for vehicles cannot be guaranteed by the control for preventing the discharge of the combustible gas.

さらに、電源装置は、電解液の排出を検出して、可燃性ガスの排出を間接的に検出することができる。この電源装置は、可燃性ガスの排出を間接的に検出するので、ガスの排出を阻止する特許文献2の装置に比較して、より安全性を高くできる。この装置は、可燃性ガスと一緒に排出される電解液の排出を一対の電極で検出する。一対の電極は、排出される電解液の流れる位置に配置される。電池から電解液が排出されると、一対の電極の間に流れて電極間の電気抵抗を小さくする。この構造は、電極間の電気抵抗から電解液の有無を検出できるので、ガスセンサに比較して、センサを安価にできる。ただ、この構造のセンサは、電解液の排出を検出するものであって、可燃性ガスの排出量を直接には検出できない。開弁した安全弁は、可燃性ガスと電解液の両方を排出させるが、必ずしも可燃性ガスと電解液の排出量は特定の相関関係がなく、電解液の排出量で可燃性ガスの排出量を特定することはできない。このため、電極が電解液を検出するセンサは、安全弁が開弁して可燃性ガスが排出される状態になったことは検出できるが、可燃性ガスの排出量を正確に検出できない。
特開平11−86891号公報 特開平7−298508号公報
Furthermore, the power supply device can detect the discharge of the electrolyte and indirectly detect the discharge of the combustible gas. Since this power supply device indirectly detects the discharge of the flammable gas, the safety can be further improved as compared with the device of Patent Document 2 that prevents the discharge of the gas. This device detects the discharge of the electrolyte discharged together with the flammable gas with a pair of electrodes. The pair of electrodes is disposed at a position where the discharged electrolyte solution flows. When the electrolytic solution is discharged from the battery, it flows between the pair of electrodes to reduce the electrical resistance between the electrodes. Since this structure can detect the presence or absence of the electrolyte from the electrical resistance between the electrodes, the sensor can be made cheaper than the gas sensor. However, the sensor with this structure detects the discharge of the electrolytic solution, and cannot directly detect the discharge amount of the combustible gas. The opened safety valve discharges both flammable gas and electrolyte, but the discharge of flammable gas and electrolyte does not necessarily have a specific correlation, and the discharge of flammable gas is reduced by the discharge of electrolyte. It cannot be specified. For this reason, the sensor whose electrode detects the electrolyte solution can detect that the safety valve is opened and combustible gas is discharged, but cannot accurately detect the discharge amount of combustible gas.
JP-A-11-86891 JP 7-298508 A

本発明は、従来のこのような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、部品コストを低減しながら、可燃性ガスの排出量を検出でき、しかも長期間にわたってメンテナンスフリーな状態で、可燃性ガスの排出量を検出して安全性を向上できる車両用の電源装置を提供することにある。   The present invention has been developed for the purpose of solving the conventional drawbacks. An important object of the present invention is to detect combustible gas emissions while reducing component costs, and to improve safety by detecting combustible gas emissions in a maintenance-free state over a long period of time. The object is to provide a power supply device for a vehicle.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する走行用バッテリ1と、この走行用バッテリ1を充放電して排出されるガス排出量を検出するガス検出部3とを備える。ガス検出部3は、充放電される走行用バッテリ1の充放電状態を検出する検出回路4と、充放電される走行用バッテリ1の充放電状態から走行用バッテリ1の可燃性ガス排出量を演算するガスデータを記憶している記憶部5と、検出回路4で検出される走行用バッテリ1の充放電状態と、記憶部5に記憶されるガスデータから、走行用バッテリ1から排出される可燃性ガス排出量を演算する演算回路6とを備える。
The vehicle power supply device of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object.
The power supply device for a vehicle includes a traveling battery 1 that supplies electric power to a motor that travels the vehicle, and a gas detection unit 3 that detects an amount of gas discharged by charging and discharging the traveling battery 1. The gas detection unit 3 detects the charge / discharge state of the battery 1 for traveling that is charged and discharged, and the amount of combustible gas discharged from the battery 1 for traveling from the charge / discharge state of the battery 1 that is charged / discharged. The battery 5 is discharged from the traveling battery 1 based on the storage unit 5 storing gas data to be calculated, the charge / discharge state of the traveling battery 1 detected by the detection circuit 4, and the gas data stored in the storage unit 5. And an arithmetic circuit 6 for calculating the amount of combustible gas discharged.

以上の車両用の電源装置は、部品コストを低減しながら、可燃性ガスの排出量を検出できる。それは、ガスセンサで可燃性ガスを検出するのに代わって、電池の充放電状態からガスデータに基づいて可燃性ガスの排出量を演算するからである。この電源装置は、ガスセンサのように劣化することなく、ガス排出量を演算できる。このため、長期間にわたってメンテナンスフリーな状態で、可燃性ガスの排出量を検出して安全性を向上できる特徴が実現される。とくに、以上の電源装置は、可燃性ガスの排出量を演算して検出するので、電池を正常な状態で充放電できない状態となっても、安全性を向上できる特徴がある。   The vehicle power supply apparatus described above can detect the amount of combustible gas emission while reducing component costs. This is because, instead of detecting the combustible gas with the gas sensor, the discharge amount of the combustible gas is calculated based on the gas data from the charge / discharge state of the battery. This power supply device can calculate the gas discharge amount without deteriorating like a gas sensor. For this reason, the characteristic which can detect the discharge | emission amount of combustible gas and can improve safety | security in a maintenance-free state over a long period of time is implement | achieved. In particular, the power supply apparatus described above calculates and detects the amount of combustible gas discharged, and thus has a feature that can improve safety even when the battery cannot be charged and discharged in a normal state.

本発明の車両用の電源装置は、検出回路4が、充放電される電池2の電流と電圧から充放電状態を検出することができる。
この車両用の電源装置は、電池の充放電を制御するために、電流と電圧を検出する回路を装備する。したがって、この電源装置は、可燃性ガスの排出を検出するために特別な回路を設けることなく、すでに装備する回路を検出回路に併用して、可燃性ガスの排出量を検出できる。
In the vehicle power supply device of the present invention, the detection circuit 4 can detect the charge / discharge state from the current and voltage of the battery 2 to be charged / discharged.
This vehicle power supply device is equipped with a circuit for detecting current and voltage in order to control charging and discharging of the battery. Therefore, this power supply device can detect the amount of combustible gas discharged by using a circuit already equipped in the detection circuit without providing a special circuit for detecting the discharge of combustible gas.

本発明の車両用の電源装置は、検出回路4が、充放電される電池2の電流と電圧と残容量から充放電状態を検出することができる。
この電源装置も、可燃性ガスの排出を検出するために特別な回路を設けることなく、すでに装備する回路を検出回路に併用して、可燃性ガスの排出量を検出でき、さらに、残容量を考慮して充放電状態を検出することで、可燃性ガスの排出量をより正確に検出できる。
In the vehicle power supply device of the present invention, the detection circuit 4 can detect the charge / discharge state from the current, voltage and remaining capacity of the battery 2 to be charged / discharged.
This power supply unit can also detect the amount of flammable gas discharged by using the circuit already equipped in the detection circuit without providing a special circuit to detect the flammable gas discharge. By detecting the charge / discharge state in consideration, the discharge amount of the combustible gas can be detected more accurately.

本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ1が、充電できる複数の素電池2と、素電池2を収納してなる閉鎖されるが密閉されない外装ケース7とを備えることができる。   The power supply device for a vehicle according to the present invention can include a plurality of unit cells 2 in which the traveling battery 1 can be charged, and an exterior case 7 that is closed and is not sealed, which houses the unit cells 2.

さらに、本発明の車両用の電源装置は、走行用バッテリ1の外装ケース7に連結してなる換気ファン8と、この換気ファン8の運転を、演算回路6で演算される走行用バッテリ1から排出される可燃性ガス排出量で制御する制御回路9とを備えることができる。   Further, the power supply device for a vehicle according to the present invention includes a ventilation fan 8 connected to the outer case 7 of the traveling battery 1, and the operation of the ventilation fan 8 from the traveling battery 1 calculated by the arithmetic circuit 6. And a control circuit 9 that controls the amount of combustible gas discharged.

さらに、本発明の車両用の電源装置は、演算回路6が、走行用バッテリ1の可燃性ガス排出量から外装ケース7内の可燃性ガス濃度を演算することができる。   Furthermore, in the vehicle power supply device of the present invention, the arithmetic circuit 6 can calculate the combustible gas concentration in the outer case 7 from the combustible gas discharge amount of the traveling battery 1.

さらにまた、本発明の車両用の電源装置は、外装ケース7内の空気を換気する換気ファン8と、換気ファン8の運転を制御する制御回路9とを備え、制御回路9が演算回路6で検出される可燃性ガス濃度で換気ファン8の運転を制御することができる。
この電源装置は、演算回路で演算される可燃性ガス排出量からガス濃度を演算して換気ファンを運転するので、外装ケースの可燃性ガス濃度を低くして安全性を向上できる。とくに、この電源装置は、電池の充放電状態から可燃性ガスの排出量を演算するので、外装ケースの可燃性ガス濃度が高くなったことを検出して換気ファンを運転するのでなく、可燃性ガス濃度が高くなる以前から換気ファンを運転して、可燃性ガス濃度が高くなるのを確実に阻止して、より安全性を高くできる。
Furthermore, the power supply device for a vehicle according to the present invention includes a ventilation fan 8 that ventilates the air in the exterior case 7 and a control circuit 9 that controls the operation of the ventilation fan 8. The control circuit 9 is an arithmetic circuit 6. The operation of the ventilation fan 8 can be controlled by the detected combustible gas concentration.
Since the power supply device operates the ventilation fan by calculating the gas concentration from the combustible gas discharge amount calculated by the arithmetic circuit, the safety can be improved by reducing the combustible gas concentration in the outer case. In particular, this power supply unit calculates the amount of flammable gas discharged from the charge / discharge state of the battery, so it does not detect the increase in the flammable gas concentration in the outer case and operate the ventilation fan. By operating the ventilation fan before the gas concentration becomes high, it is possible to reliably prevent the increase in the combustible gas concentration, and to improve safety.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a vehicle power supply device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the vehicle power supply device as follows.

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。   Further, in this specification, for easy understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.

図1に示す車両用の電源装置は、車両を走行させるモータに電力を供給する走行用バッテリ1と、この走行用バッテリ1を充放電して排出されるガス排出量を検出するガス検出部3とを備える。   A vehicle power supply device shown in FIG. 1 includes a travel battery 1 that supplies electric power to a motor that travels the vehicle, and a gas detection unit 3 that detects the amount of gas discharged by charging and discharging the travel battery 1. With.

走行用バッテリ1は、閉鎖されるが密閉されない外装ケース7に複数の充電できる電池2を内蔵している。外装ケース7は換気ファン8を連結しており、この換気ファン8の運転を制御回路9で制御している。外装ケース7に配置される電池2は、ニッケル水素電池で、これを直列に接続して出力電圧を高くしている。ただし、電池には、リチウムイオン電池などの充電できる全ての電池であって、安全弁が開弁して可燃性ガスを排出する全ての電池を使用できる。換気ファン8は、電池2に空気を送風して冷却する冷却用のファンを併用できる。換気ファン8は、外装ケース7内に充満する可燃性ガスを外部に排出するものであるから、外装ケース7に外気を強制送風し、あるいは外装ケース7の空気を吸入して外部に排気して、外気を吸入させるものが使用できる。   The traveling battery 1 includes a plurality of rechargeable batteries 2 in an outer case 7 that is closed but not sealed. The exterior case 7 is connected to a ventilation fan 8, and the operation of the ventilation fan 8 is controlled by a control circuit 9. The battery 2 disposed in the outer case 7 is a nickel metal hydride battery, which is connected in series to increase the output voltage. However, the battery can be any battery that can be charged, such as a lithium ion battery, and can be any battery that opens a safety valve and discharges combustible gas. The ventilation fan 8 can be used in combination with a cooling fan that blows air to the battery 2 to cool it. The ventilation fan 8 exhausts the combustible gas filling the exterior case 7 to the outside, so that the outside air is forcibly blown to the exterior case 7 or the exterior case 7 is sucked and exhausted to the outside. Anything that inhales outside air can be used.

制御回路9は、外装ケース7内の可燃性ガスの濃度を設定値よりも低くするように、換気ファン8の運転を制御する。外装ケース7内の可燃性ガス濃度は、後述する演算回路6が演算して検出する。したがって、制御回路9は演算回路6で検出される外装ケース7内の可燃性ガス濃度で換気ファン8の運転を制御する。たとえば、制御回路9は、外装ケース7内の可燃性ガス濃度を1%以下とするように、換気ファン8の運転を制御する。制御回路9は、換気ファン8の運転と停止を制御し、さらに、換気ファン8の回転数をコントロールして、外装ケース7内の可燃性ガス濃度を設定値よりも低くする。換気ファン8の回転数をコントロールする制御回路9は、演算回路6で演算される可燃性ガス排出量が設定値よりも少ない状態では換気ファン8を低速で回転して、可燃性ガス排出量が設定値よりも多くなる状態では、換気ファン8を高速回転させる。また、制御回路9は、可燃性ガス排出量に比例して、換気ファン8の回転数を多くすることもできる。さらに、演算回路6は、充放電される電池2の充放電状態から可燃性ガス排出量を演算する。演算回路6は、電池2内で発生する可燃性ガス排出量を演算して、電池2からの排出量を検出するので、電池2から排出されるよりも速く可燃性ガス排出量を検出できる。したがって、演算回路6で演算される可燃性ガス排出量から換気ファン8の運転を制御する制御回路9は、外装ケース7に可燃性ガスが排出されてガス濃度が高くなることを予測して、換気ファン8の運転を制御できる。   The control circuit 9 controls the operation of the ventilation fan 8 so that the concentration of the combustible gas in the outer case 7 is lower than the set value. The combustible gas concentration in the exterior case 7 is calculated and detected by an arithmetic circuit 6 described later. Therefore, the control circuit 9 controls the operation of the ventilation fan 8 by the combustible gas concentration in the outer case 7 detected by the arithmetic circuit 6. For example, the control circuit 9 controls the operation of the ventilation fan 8 so that the combustible gas concentration in the outer case 7 is 1% or less. The control circuit 9 controls the operation and stop of the ventilation fan 8, and further controls the rotational speed of the ventilation fan 8 so that the combustible gas concentration in the outer case 7 is lower than the set value. The control circuit 9 for controlling the rotational speed of the ventilation fan 8 rotates the ventilation fan 8 at a low speed when the combustible gas discharge amount calculated by the arithmetic circuit 6 is smaller than the set value, and the combustible gas discharge amount is reduced. In a state where it exceeds the set value, the ventilation fan 8 is rotated at a high speed. Further, the control circuit 9 can increase the rotational speed of the ventilation fan 8 in proportion to the amount of combustible gas discharged. Furthermore, the arithmetic circuit 6 calculates the amount of combustible gas discharge from the charge / discharge state of the battery 2 to be charged / discharged. Since the arithmetic circuit 6 calculates the amount of combustible gas discharged in the battery 2 and detects the amount discharged from the battery 2, it can detect the amount of combustible gas discharged faster than that discharged from the battery 2. Therefore, the control circuit 9 that controls the operation of the ventilation fan 8 from the combustible gas discharge amount calculated by the arithmetic circuit 6 predicts that the combustible gas is discharged to the outer case 7 and the gas concentration becomes high, The operation of the ventilation fan 8 can be controlled.

ガスセンサで外装ケースの可燃性ガス濃度を検出して換気ファンの運転を制御する従来の電源装置は、外装ケース内の可燃性ガス濃度が一時的に高くなる弊害を原理的に解消できない。可燃性ガスの濃度が高くなったことを検出して換気ファンを運転するので、換気ファンが可燃性ガスを排出してガス濃度を低下させるのに時間遅れがあるからである。   The conventional power supply device that detects the combustible gas concentration in the outer case by the gas sensor and controls the operation of the ventilation fan cannot theoretically eliminate the adverse effect of temporarily increasing the combustible gas concentration in the outer case. This is because the ventilation fan is operated by detecting the increase in the concentration of the combustible gas, and therefore there is a time delay for the ventilation fan to discharge the combustible gas and reduce the gas concentration.

これに対して、可燃性ガス排出量を電池2の充放電状態から演算する演算回路6は、電池2の内部で発生する可燃性ガス発生量を検出できる。このため、電池2からガスが排出されることを予測して、ガスが排出される以前に換気ファン8を運転して、外装ケース7の可燃性ガス濃度が高くならないように内部空気を換気できる。   On the other hand, the arithmetic circuit 6 that calculates the amount of combustible gas discharged from the charge / discharge state of the battery 2 can detect the amount of combustible gas generated inside the battery 2. For this reason, it is predicted that gas will be discharged from the battery 2, and the ventilation fan 8 is operated before the gas is discharged, so that the internal air can be ventilated so that the combustible gas concentration in the outer case 7 does not increase. .

ガス検出部3は、ガスセンサで外装ケース7のガス濃度を検出しない。ガス検出部3は、電池2が充放電される状態から可燃性ガス排出量を演算して検出する。このガス検出部3は、充放電される走行用バッテリ1の充放電状態を検出する検出回路4と、充放電される走行用バッテリ1の充放電状態から走行用バッテリ1の可燃性ガス排出量を演算するガスデータを記憶している記憶部5と、検出回路4で検出される走行用バッテリ1の充放電状態と、記憶部5に記憶されるガスデータから、走行用バッテリ1から排出される可燃性ガス排出量を演算する演算回路6とを備える。   The gas detector 3 does not detect the gas concentration of the outer case 7 with a gas sensor. The gas detector 3 calculates and detects the amount of combustible gas discharged from the state in which the battery 2 is charged and discharged. The gas detection unit 3 includes a detection circuit 4 that detects a charging / discharging state of the traveling battery 1 to be charged / discharged, and a combustible gas discharge amount of the traveling battery 1 from a charging / discharging state of the charging / discharging battery 1. From the storage unit 5 that stores the gas data for calculating the charging / discharging state of the traveling battery 1 detected by the detection circuit 4 and the gas data stored in the storage unit 5, the traveling battery 1 is discharged. And an arithmetic circuit 6 for calculating the amount of combustible gas discharged.

検出回路4は、走行用バッテリ1を構成する電池2の電流と電圧を検出して、電池2を充放電する充放電状態を演算回路6に出力する。さらに好ましくは、検出回路4は、電流と電圧に加えて温度も検出し、さらに電池2の残容量も検出して、充放電状態を演算回路6に出力する。車両用の電源装置は、電池2を正常な状態で充放電するために、電流と電圧と温度と残容量を検出する回路を備えている。したがって、検出回路4は、すでに車両用の電源装置に装備する回路を利用して、演算回路6に電池2の電流と電圧と温度と残容量からなる充放電状態を演算回路6に出力する。   The detection circuit 4 detects the current and voltage of the battery 2 constituting the traveling battery 1 and outputs a charge / discharge state for charging / discharging the battery 2 to the arithmetic circuit 6. More preferably, the detection circuit 4 detects the temperature in addition to the current and voltage, further detects the remaining capacity of the battery 2, and outputs the charge / discharge state to the arithmetic circuit 6. The vehicle power supply device includes a circuit that detects current, voltage, temperature, and remaining capacity in order to charge and discharge the battery 2 in a normal state. Therefore, the detection circuit 4 outputs a charge / discharge state composed of the current, voltage, temperature, and remaining capacity of the battery 2 to the arithmetic circuit 6 to the arithmetic circuit 6 by using a circuit already installed in the vehicle power supply device.

検出回路4は、走行用バッテリ1を構成する各電池2の充放電状態を独立して検出し、あるいは、直列に接続している複数の電池2の充放電状態を、モジュール単位やユニット単位で検出し、あるいはまた、走行用バッテリ全体の充放電状態を検出して演算回路6に出力する。電池をニッケル水素電池とする電源装置は、複数の電池を直列に接続して電池モジュールとし、これを直列に接続して走行用バッテリとするので、検出回路でもって、各々の電池モジュールの充放電状態を検出し、あるいは、複数の電池モジュールをひとつのユニットとして、1ユニットの充放電状態を検出することができる。また、電池をリチウムイオン電池とする電源装置においては、直列に接続される各々の電池の充放電状態を検出回路で検出し、あるいは、複数の電池をひとつのユニットとして、1ユニットの充放電状態を検出することができる。とくに、走行用バッテリを構成する各電池や各電池モジュールの充放電状態を検出して演算回路に出力するガス検出部は、演算回路が、各電池や各電池モジュールにおける可燃性ガスの発生量を、充放電状態から演算するので、より高精度に可燃性ガスの発生量を検出できる。   The detection circuit 4 independently detects the charge / discharge state of each battery 2 constituting the battery 1 for traveling, or detects the charge / discharge states of a plurality of batteries 2 connected in series in units of modules or units. Or the charge / discharge state of the entire battery for traveling is detected and output to the arithmetic circuit 6. A power supply device using nickel-metal hydride batteries as a battery module is formed by connecting a plurality of batteries in series to form a battery module, which is connected in series to form a battery for traveling. The state can be detected, or the charge / discharge state of one unit can be detected with a plurality of battery modules as one unit. Moreover, in the power supply device which uses a lithium ion battery as a battery, the charge / discharge state of each battery connected in series is detected by a detection circuit, or a plurality of batteries are regarded as one unit, and the charge / discharge state of one unit Can be detected. In particular, the gas detector that detects the charging / discharging state of each battery or each battery module constituting the battery for traveling and outputs it to the arithmetic circuit, the arithmetic circuit determines the amount of combustible gas generated in each battery or each battery module. Since the calculation is performed from the charge / discharge state, the amount of combustible gas generated can be detected with higher accuracy.

記憶部5は、充放電される電池2の充放電状態から、可燃性ガス排出量を演算するためのガスデータを記憶している。記憶部5は、現実に走行用バッテリ1を所定の充放電状態で充放電して、この充放電状態で発生する可燃性ガス排出量を演算するためにガスデータを記憶している。電池2は、特定の状態でガスが発生する状態となる。また、ガスが発生する状態になって発生するガス量は、電流の積算値に比例する。図2と図3は、ニッケル水素電池を一定の電流で充電し、又は放電して電圧が変化して内圧が上昇する状態を示している。図2は、充電する電池の特性を、図3は、放電する電池の特性を示している。図2は、充電される電池の内圧が、特定の電圧から次第に上昇する状態を示している。電池の内圧が上昇するのは、電池の内部でガスが発生するからである。いいかえると、電池の内圧は、ガスの発生量に比例して高くなる。したがって、図2において、電池の内圧が上昇することは、電池内部で発生するガス量が増加することを示している。電池は、満充電に近づくに従って特定の電圧に上昇してガスが発生するようになる。ニッケル水素電池は、電池電圧がピーク電圧に上昇して満充電、すなわち残容量が100%となる。図において、電池の電圧がピーク電圧に上昇する以前に、内圧は上昇する。すなわち、満充電されて残容量が100%となる以前から内部でガスが発生する。同様に、図3に示すように、電池の電圧が急激に低下する状態になると、内圧が上昇する。すなわち、放電される電池は、電圧が最低電圧まで低下した状態からガスが発生して内圧が上昇するようになる。   The memory | storage part 5 has memorize | stored the gas data for calculating flammable gas discharge | emission amount from the charging / discharging state of the battery 2 to be charged / discharged. The storage unit 5 stores gas data in order to actually charge and discharge the traveling battery 1 in a predetermined charging / discharging state and calculate the amount of combustible gas discharged in this charging / discharging state. The battery 2 is in a state where gas is generated in a specific state. Further, the amount of gas generated in a state where gas is generated is proportional to the integrated value of the current. 2 and 3 show a state in which the nickel-metal hydride battery is charged or discharged at a constant current and the voltage changes to increase the internal pressure. FIG. 2 shows the characteristics of the battery to be charged, and FIG. 3 shows the characteristics of the battery to be discharged. FIG. 2 shows a state where the internal pressure of the battery to be charged gradually increases from a specific voltage. The internal pressure of the battery is increased because gas is generated inside the battery. In other words, the internal pressure of the battery increases in proportion to the amount of gas generated. Therefore, in FIG. 2, an increase in the internal pressure of the battery indicates an increase in the amount of gas generated inside the battery. As the battery approaches full charge, the battery rises to a specific voltage and generates gas. In the nickel metal hydride battery, the battery voltage rises to the peak voltage and is fully charged, that is, the remaining capacity becomes 100%. In the figure, the internal pressure rises before the battery voltage rises to the peak voltage. That is, gas is generated inside before the battery is fully charged and the remaining capacity reaches 100%. Similarly, as shown in FIG. 3, when the voltage of the battery suddenly decreases, the internal pressure increases. That is, in the discharged battery, gas is generated from the state where the voltage is lowered to the minimum voltage, and the internal pressure is increased.

図2から、充電される電池は、電圧が所定の電圧まで上昇して残容量が満充電に近くなると、たとえば残容量が90%よりも多くなると、ガスが発生する状態となる。また、図3から、放電している電池は、電圧が所定の電圧まで低下して完全放電に近い状態、たとえば残容量が10%以下になるとガスが発生する状態となる。したがって、記憶部5は、充電される電池がガスを発生するようになる残容量(たとえば90%)と、放電している電池がガスを発生する状態になる残容量(たとえば10%)とをガス発生残容量としてガスデータに記憶している。さらに、電池内で発生するガスは、電池内部の化学反応で生成されること(ファラデーの法則)から、ガスの発生量は流れる電流の積算値に比例する。したがって、演算回路6は、ガスの発生量を、「電流の積算値×定数」で演算できる。この定数は、充電される電池と、放電される電池で異なるので、記憶部5は、充電している電池に対する定数と、放電している電池に対する定数とをガスデータとして記憶している。さらに、この定数は、電池の温度により変化する。したがって、記憶部5は、温度に対する充電状態の定数と、放電状態における定数をガスデータとして記憶している。温度により異なる定数をガスデータとして記憶部5に記憶し、温度で補正する電源装置は、走行用バッテリ1の可燃性ガス排出量をより正確に検出できる。ただ、走行用バッテリの可燃性ガス排出量は、温度で補正することなく演算回路で演算することもできるので、記憶部には必ずしも温度に対する定数を記憶する必要はない。   As shown in FIG. 2, the battery to be charged is in a state where gas is generated when the voltage rises to a predetermined voltage and the remaining capacity becomes nearly fully charged, for example, when the remaining capacity exceeds 90%. From FIG. 3, the discharged battery is in a state where gas is generated when the voltage drops to a predetermined voltage and is close to complete discharge, for example, when the remaining capacity becomes 10% or less. Accordingly, the storage unit 5 has a remaining capacity (for example, 90%) at which a charged battery generates gas and a remaining capacity (for example, 10%) at which a discharged battery generates gas. The remaining gas generation capacity is stored in the gas data. Furthermore, since the gas generated in the battery is generated by a chemical reaction inside the battery (Faraday's law), the amount of gas generated is proportional to the integrated value of the flowing current. Therefore, the arithmetic circuit 6 can calculate the amount of gas generated by “current integrated value × constant”. Since this constant differs between the battery to be charged and the battery to be discharged, the storage unit 5 stores the constant for the battery being charged and the constant for the battery being discharged as gas data. Furthermore, this constant varies with the temperature of the battery. Therefore, the memory | storage part 5 has memorize | stored the constant of the charge condition with respect to temperature, and the constant in a discharge state as gas data. A power supply device that stores constants that differ depending on temperature as gas data in the storage unit 5 and corrects the temperature based on the temperature can detect the amount of combustible gas discharged from the traveling battery 1 more accurately. However, the amount of combustible gas discharged from the battery for traveling can be calculated by an arithmetic circuit without being corrected by temperature, and therefore it is not always necessary to store a constant for temperature in the storage unit.

電池2の内部で発生するガスは、電池2の内圧を上昇して安全弁を開弁して、ガスを電池2の外部に排出する。記憶部5は、安全弁の開弁圧力及び電池内の空隙の体積、または安全弁を開弁させる開弁ガス量をガスデータとして記憶している。電池2の内圧は、発生するガス量に比例して、内部の体積に反比例する。したがって、内圧が安全弁の開弁圧力に上昇するには、所定のガスが発生する必要がある。いいかえると、所定量のガスが発生するまで安全弁は開弁せず、電池2の外部に可燃性ガスは排出されない。演算回路6が安全弁の開弁を検出するために、記憶部5は、安全弁が開弁するのに必要な開弁ガス量をガスデータとして記憶し、あるいは、開弁圧力と空隙体積とをガスデータとして記憶している。記憶部5に開弁ガス量を記憶させる電源装置は、演算回路6で演算されるガス量が、安全弁を開弁させるのに必要な開弁ガス量よりも高くなると安全弁が開弁するとして、可燃性ガス排出量を演算する。また、開弁圧力と空隙体積をガスデータとして記憶する電源装置は、演算回路6が電池内のガス発生量を演算し、ガス発生量と空隙体積から内圧を演算し、演算される内圧が開弁圧力を超えると安全弁が開弁するとして、可燃性ガス排出量を演算する。   The gas generated inside the battery 2 raises the internal pressure of the battery 2, opens the safety valve, and discharges the gas to the outside of the battery 2. The storage unit 5 stores, as gas data, the opening pressure of the safety valve and the volume of the air gap in the battery, or the amount of valve opening gas for opening the safety valve. The internal pressure of the battery 2 is proportional to the amount of gas generated and inversely proportional to the internal volume. Therefore, in order for the internal pressure to increase to the valve opening pressure of the safety valve, it is necessary to generate a predetermined gas. In other words, the safety valve does not open until a predetermined amount of gas is generated, and the combustible gas is not discharged outside the battery 2. In order for the arithmetic circuit 6 to detect the opening of the safety valve, the storage unit 5 stores the valve opening gas amount necessary for the safety valve to open as gas data, or the valve opening pressure and the void volume are stored as gas data. It is stored as data. The power supply device that stores the valve opening gas amount in the storage unit 5 assumes that the safety valve opens when the gas amount calculated by the arithmetic circuit 6 becomes higher than the valve opening gas amount necessary to open the safety valve. Calculate flammable gas emissions. Further, in the power supply device that stores the valve opening pressure and the void volume as gas data, the arithmetic circuit 6 calculates the gas generation amount in the battery, calculates the internal pressure from the gas generation amount and the void volume, and the calculated internal pressure is opened. When the valve pressure is exceeded, the safety valve opens and the amount of combustible gas discharged is calculated.

さらに、安全弁を備える電池には、内圧上昇により安全弁が開弁されて可燃性ガスを排出した後、内圧が所定の圧力以下に低下すると、安全弁が再び閉弁されるものもある。この電池の場合、安全弁が開弁されても、内部の可燃性ガスが全て排出されず、ガス発生量が必ずしも可燃性ガス排出量とはならない。それは、電池の内圧が所定の圧力以下に低下して安全弁が閉弁される状態で、排出されない可燃性ガスが電池の空隙内に残存するからである。したがって、開弁された安全弁が、可燃性ガスの排出後に閉弁される電池においては、演算回路は、ガス発生量から残存ガス量を減算して可燃性ガス排出量を演算する。残存ガス量は、安全弁の閉弁圧力と電池内の空隙体積とから演算できる。したがって、記憶部は、安全弁が閉弁される状態で電池内に残存する残存ガス量をガスデータとして記憶し、あるいは、閉弁圧力と空隙体積とをガスデータとして記憶する。また、内圧上昇により安全弁が開弁した後、内圧が所定の圧力以下に低下しても安全弁が閉弁されない電池においては、安全弁が開弁されると、電池内で発生した可燃性ガスが全て排出されるとして、ガス発生量を可燃性ガス排出量とする。   Further, in some batteries including a safety valve, after the safety valve is opened due to an increase in internal pressure and flammable gas is discharged, the safety valve is closed again when the internal pressure drops below a predetermined pressure. In the case of this battery, even if the safety valve is opened, not all of the internal combustible gas is discharged, and the amount of gas generated is not necessarily the amount of combustible gas discharged. This is because combustible gas that is not discharged remains in the gap of the battery when the internal pressure of the battery drops below a predetermined pressure and the safety valve is closed. Therefore, in the battery in which the opened safety valve is closed after the combustible gas is discharged, the arithmetic circuit calculates the combustible gas discharge amount by subtracting the residual gas amount from the gas generation amount. The residual gas amount can be calculated from the valve closing pressure of the safety valve and the void volume in the battery. Therefore, the storage unit stores the remaining gas amount remaining in the battery as the gas data in a state where the safety valve is closed, or stores the valve closing pressure and the void volume as the gas data. In addition, in a battery where the safety valve is not closed after the safety valve is opened due to an increase in internal pressure, even if the internal pressure drops below a predetermined pressure, all the flammable gas generated in the battery will be released when the safety valve is opened. Assume that the amount of gas generated is the amount of combustible gas discharged.

記憶部5に、安全弁の開弁を演算するために必要なガスデータを記憶させる電源装置は、演算回路6が安全弁の開弁タイミングを検出できる。したがって、安全弁が開弁する前に換気ファン8を運転して、走行用バッテリ1の外装ケース7内の可燃性ガス濃度をより速やかに低濃度にコントロールできる。ただし、電源装置は、必ずしも安全弁の開弁を演算するためのガスデータを記憶する必要はない。この電源装置は、安全弁が開弁して排出される可燃性ガス排出量を演算するためのガスデータを記憶部に記憶して、演算回路が電池の充放電状態から可燃性ガス排出量を演算する。記憶部は、電池がガスの発生を開始する残容量や電流の積算値から可燃性ガス排出量を演算するための定数、あるいは安全弁の開弁を演算するためのガスデータを、ルックアップテーブルとして記憶している。ただし、記憶部は、可燃性ガス排出量を演算するための定数や残容量を、温度や電流の積算値によって変化する関数として記憶することもできる。   In the power supply device that stores the gas data necessary for calculating the opening of the safety valve in the storage unit 5, the arithmetic circuit 6 can detect the opening timing of the safety valve. Therefore, the ventilation fan 8 is operated before the safety valve is opened, and the concentration of the combustible gas in the outer case 7 of the traveling battery 1 can be controlled to a low concentration more quickly. However, the power supply device does not necessarily have to store gas data for calculating the opening of the safety valve. This power supply unit stores gas data for calculating the amount of combustible gas discharged when the safety valve is opened in the storage unit, and the arithmetic circuit calculates the amount of combustible gas discharged from the charge / discharge state of the battery. To do. The storage unit uses a constant for calculating the amount of combustible gas discharge from the remaining capacity at which the battery starts to generate gas and the integrated value of current, or gas data for calculating the opening of the safety valve as a lookup table. I remember it. However, the storage unit can also store a constant for calculating the amount of combustible gas discharge and a remaining capacity as a function that varies depending on the integrated value of temperature and current.

演算回路6は、検出回路4から入力される電池2の充放電状態と、記憶部5に記憶されるガスデータから、走行用バッテリ1から排出される可燃性ガス排出量を演算する。演算回路6は、検出回路4から電流と電圧と温度と残容量等の、電池2の充放電状態が入力されると、入力される電池2の充放電状態から、記憶部5に記憶されるガスデータに基づいて、可燃性ガス排出量を演算する。演算回路6は、図4と図5に示す以下の工程で可燃性ガス排出量を演算する。   The arithmetic circuit 6 calculates the amount of combustible gas discharged from the traveling battery 1 from the charge / discharge state of the battery 2 input from the detection circuit 4 and the gas data stored in the storage unit 5. When the charge / discharge state of the battery 2 such as current, voltage, temperature, and remaining capacity is input from the detection circuit 4, the arithmetic circuit 6 is stored in the storage unit 5 from the input charge / discharge state of the battery 2. Based on the gas data, the combustible gas emission is calculated. The arithmetic circuit 6 calculates the amount of combustible gas discharge in the following steps shown in FIGS.

(1)電池が充電される状態(図4のフローチャート)
[n=1のステップ]
演算回路6は、検出回路4から入力される、充電される電池2の残容量を、記憶部5にガスデータとして記憶されるガス発生残容量、たとえば90%に比較して、残容量がガス発生残容量を超えたかどうかを判定する。残容量がガス発生残容量を超えるまでこのステップをループする。
[n=2、3のステップ]
電池2の残容量がガス発生残容量を超えると、充電電流の積算を開始する。充電電流の積算値は、検出回路4から入力される充電電流を積算して演算する。さらに、充電電流の積算値と記憶部5に記憶される定数との積からガス発生量を演算する。電流の積算値は充電するにしたがって増加するので、増加する積算値と定数の積からガス発生量を演算する。
[n=4のステップ]
演算されるガス発生量を記憶部5に記憶される開弁ガス量に比較し、ガス発生量が開弁ガス量よりも多くなると、安全弁が開弁したと判定する。または、演算回路6は、ガス発生量と電池2の空隙体積と安全弁の開弁圧力から安全弁の開弁を判定する。安全弁の開弁を判定するまで、n=2〜3のステップをループする。
[n=5のステップ]
安全弁が開弁すると、電流の積算値と定数の積から演算されるガス発生量から、電池2から排出される可燃性ガス排出量を演算する。開弁された安全弁が、可燃性ガスの排出後に閉弁される電池においては、演算回路は、閉弁後に電池に残存する残存ガス量をガス発生量から減算して可燃性ガス排出量を演算する。また、開弁された安全弁が、内圧低下後も閉弁されない電池においては、演算回路は、電池内で発生したガス発生量を可燃性ガス排出量とする。
(1) Battery is charged (flow chart in FIG. 4)
[Step of n = 1]
The arithmetic circuit 6 compares the remaining capacity of the battery 2 to be charged, which is input from the detection circuit 4, with the remaining capacity of gas generation stored as gas data in the storage unit 5, for example, 90%. Determine whether the remaining capacity has been exceeded. This step is looped until the remaining capacity exceeds the remaining gas generation capacity.
[Steps n = 2, 3]
When the remaining capacity of the battery 2 exceeds the remaining gas generation capacity, integration of charging current is started. The integrated value of the charging current is calculated by integrating the charging current input from the detection circuit 4. Further, the gas generation amount is calculated from the product of the integrated value of the charging current and the constant stored in the storage unit 5. Since the integrated value of the current increases as the battery is charged, the gas generation amount is calculated from the product of the increasing integrated value and a constant.
[Step n = 4]
The calculated gas generation amount is compared with the valve opening gas amount stored in the storage unit 5, and when the gas generation amount exceeds the valve opening gas amount, it is determined that the safety valve is opened. Alternatively, the arithmetic circuit 6 determines the opening of the safety valve from the gas generation amount, the void volume of the battery 2 and the opening pressure of the safety valve. The steps of n = 2 to 3 are looped until it is determined that the safety valve is opened.
[Step n = 5]
When the safety valve is opened, the amount of combustible gas discharged from the battery 2 is calculated from the amount of gas generated calculated from the product of the integrated current value and the constant. In a battery in which the opened safety valve is closed after flammable gas is discharged, the calculation circuit calculates the amount of flammable gas discharged by subtracting the amount of residual gas remaining in the battery after closing the valve from the amount of gas generated. To do. In addition, in a battery in which the opened safety valve is not closed even after the internal pressure is reduced, the arithmetic circuit sets the amount of gas generated in the battery as the amount of combustible gas discharge.

(2)電池が放電される状態(図5のフローチャート)
[n=1のステップ]
演算回路6は、検出回路4から入力される、放電される電池2の残容量を、記憶部5にガスデータとして記憶されるガス発生残容量、たとえば10%に比較して、残容量がガス発生残容量未満になったかどうかを判定する。残容量がガス発生残容量よりも小さくなるまでこのステップをループする。
[n=2、3のステップ]
電池2の残容量がガス発生残容量よりも小さくなると、充電電流の積算を開始する。充電電流の積算値は、検出回路4から入力される充電電流を積算して演算する。さらに、充電電流の積算値と記憶部5に記憶される定数との積からガス発生量を演算する。電流の積算値は放電するにしたがって増加するので、増加する積算値と定数の積からガス発生量を演算する。
[n=4のステップ]
演算されるガス発生量を記憶部5に記憶される開弁ガス量に比較し、ガス発生量が開弁ガス量よりも多くなると、安全弁が開弁したと判定する。または、演算回路6は、ガス発生量と電池2の空隙体積と安全弁の開弁圧力から安全弁の開弁を判定する。安全弁の開弁を判定するまで、n=2〜3のステップをループする。
[n=5のステップ]
安全弁が開弁すると、電流の積算値と定数の積から演算されるガス発生量から、電池2から排出される可燃性ガス排出量を演算する。開弁された安全弁が、可燃性ガスの排出後に閉弁される電池においては、演算回路は、閉弁後に電池に残存する残存ガス量をガス発生量から減算して可燃性ガス排出量を演算する。また、開弁された安全弁が、内圧低下後も閉弁されない電池においては、演算回路は、電池内で発生したガス発生量を可燃性ガス排出量とする。
(2) Battery is discharged (flow chart in FIG. 5)
[Step of n = 1]
The arithmetic circuit 6 compares the remaining capacity of the discharged battery 2 input from the detection circuit 4 with the remaining gas generation capacity stored as gas data in the storage unit 5, for example, 10%. It is determined whether or not the generated remaining capacity is reached. This step is looped until the remaining capacity becomes smaller than the remaining gas generation capacity.
[Steps n = 2, 3]
When the remaining capacity of the battery 2 becomes smaller than the remaining gas generation capacity, integration of charging current is started. The integrated value of the charging current is calculated by integrating the charging current input from the detection circuit 4. Further, the gas generation amount is calculated from the product of the integrated value of the charging current and the constant stored in the storage unit 5. Since the integrated value of the current increases with discharge, the gas generation amount is calculated from the product of the increasing integrated value and a constant.
[Step n = 4]
The calculated gas generation amount is compared with the valve opening gas amount stored in the storage unit 5, and when the gas generation amount exceeds the valve opening gas amount, it is determined that the safety valve is opened. Alternatively, the arithmetic circuit 6 determines the opening of the safety valve from the gas generation amount, the void volume of the battery 2 and the opening pressure of the safety valve. The steps of n = 2 to 3 are looped until it is determined that the safety valve is opened.
[Step n = 5]
When the safety valve is opened, the amount of combustible gas discharged from the battery 2 is calculated from the amount of gas generated calculated from the product of the integrated current value and the constant. In batteries where the opened safety valve is closed after flammable gas is discharged, the arithmetic circuit calculates the amount of flammable gas discharged by subtracting the amount of residual gas remaining in the battery after closing the valve from the amount of gas generated. To do. In addition, in a battery in which the opened safety valve is not closed even after the internal pressure is reduced, the arithmetic circuit sets the amount of gas generated in the battery as the amount of combustible gas discharge.

さらに、演算回路6は、図6に示す以下のフローチャートで、可燃性ガス排出量から外装ケース7内の可燃性ガス濃度を演算して換気ファン8の運転を制御する。
[n=1〜3のステップ]
安全弁が開弁されるかどうかを判定して、安全弁が開弁されると、換気ファン8を弱に運転する。安全弁が開弁されないと、換気ファン8の運転を停止して、このステップをループする。
[n=4〜6のステップ]
安全弁が開弁されて、走行用バッテリ1から可燃性ガスが排出される状態になると、可燃性ガス排出量から外装ケース7内の可燃性ガス濃度を演算し、演算される可燃性ガス濃度が設定値よりも低いと、換気ファン8を弱運転とする。
[n=7、8のステップ]
外装ケース7の可燃性ガス濃度が設定値よりも高くなると、走行用バッテリ1のコンタクタをオフに切り換えて電流を遮断して車両を停止すると共に、換気ファン8を最大風量で運転して、外装ケース7から可燃性ガスを強制的に排出する。
Further, the arithmetic circuit 6 controls the operation of the ventilation fan 8 by calculating the combustible gas concentration in the outer case 7 from the combustible gas discharge amount in the following flowchart shown in FIG.
[Steps n = 1 to 3]
It is determined whether the safety valve is opened. When the safety valve is opened, the ventilation fan 8 is operated weakly. If the safety valve is not opened, the operation of the ventilation fan 8 is stopped and this step is looped.
[Steps n = 4-6]
When the safety valve is opened and combustible gas is discharged from the traveling battery 1, the combustible gas concentration in the outer case 7 is calculated from the combustible gas discharge amount, and the calculated combustible gas concentration is If it is lower than the set value, the ventilation fan 8 is operated weakly.
[Steps of n = 7, 8]
When the combustible gas concentration in the outer case 7 becomes higher than the set value, the contactor of the traveling battery 1 is switched off to cut off the current and stop the vehicle, and the ventilation fan 8 is operated at the maximum air volume, The combustible gas is forcibly discharged from the case 7.

以上の電源装置は、安全弁の開弁を検出して換気ファン8を運転するが、本発明の電源装置は、可燃性ガス排出量から外装ケース7の可燃性ガス濃度を演算し、演算される可燃性ガス濃度が設定濃度まで上昇すると、換気ファン8の運転を開始することもできる。また、可燃性ガス排出量から演算される外装ケース7の可燃性ガス濃度が高くなるにしたがって、換気ファン8の回転を速くして、外装ケース7から可燃性ガスを強制的に排出する量を増加させて、外装ケース7内のガス濃度の上昇をより確実に阻止することもできる。   The above power supply device detects the valve opening of the safety valve and operates the ventilation fan 8. The power supply device of the present invention calculates the flammable gas concentration of the outer case 7 from the flammable gas discharge amount, and is calculated. When the combustible gas concentration rises to the set concentration, the operation of the ventilation fan 8 can be started. Further, as the flammable gas concentration in the outer case 7 calculated from the flammable gas discharge amount increases, the rotation of the ventilation fan 8 is made faster so that the amount of flammable gas forcibly discharged from the outer case 7 is increased. Increasing the gas concentration in the outer case 7 can be more reliably prevented.

さらに、以上の電源装置は、記憶部5に、ガス発生残容量や定数をガスデータとして記憶して、演算回路6でもって、これ等のガスデータから可燃性ガス排出量を演算するが、記憶部5に、電池2の電流、電圧、温度、残容量などから直接に可燃性ガス排出量を演算できるガスデータを記憶させて、演算回路6で可燃性ガス排出量を演算することもできる。したがって、本発明の電源装置は、記憶部5に記憶させるガスデータを、ガス発生残容量や定数に特定するものでなく、検出回路4から入力される電池2の充放電状態から、演算回路6が可燃性ガス排出量を演算できる全てのデータとすることができる。   Further, the above power supply device stores the remaining gas generation capacity and constants as gas data in the storage unit 5 and calculates the combustible gas discharge amount from these gas data by the arithmetic circuit 6. The unit 5 can store gas data that can directly calculate the amount of combustible gas discharge from the current, voltage, temperature, remaining capacity, etc. of the battery 2, and the arithmetic circuit 6 can also calculate the amount of combustible gas discharge. Therefore, the power supply device of the present invention does not specify the gas data to be stored in the storage unit 5 as the remaining gas generation capacity or the constant, but from the charge / discharge state of the battery 2 input from the detection circuit 4, the arithmetic circuit 6. Can be all data that can calculate the amount of combustible gas emission.

本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply device for vehicles concerning one Example of the present invention. 一定の電流で充電されるニッケル水素電池の電圧と内圧上昇の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage of a nickel metal hydride battery charged with a fixed electric current, and an internal pressure rise. 一定の電流で放電されるニッケル水素電池の電圧と内圧上昇の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage of a nickel hydride battery discharged with a fixed electric current, and an internal pressure rise. 電池が充電される状態で演算回路が可燃性ガス排出量を演算するフローチャートである。It is a flowchart in which an arithmetic circuit calculates combustible gas discharge | emission amount in the state in which a battery is charged. 電池が放電される状態で演算回路が可燃性ガス排出量を演算するフローチャートで ある。It is a flowchart in which an arithmetic circuit calculates combustible gas discharge | emission amount in the state in which a battery is discharged. 可燃性ガス排出量から外装ケースの可燃性ガス濃度を演算して換気ファンの運転を制御するフローチャートである。It is a flowchart which calculates the combustible gas density | concentration of an exterior case from combustible gas discharge | emission amount, and controls the driving | operation of a ventilation fan.

符号の説明Explanation of symbols

1…走行用バッテリ
2…電池
3…ガス検出部
4…検出回路
5…記憶部
6…演算回路
7…外装ケース
8…換気ファン
9…制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery for driving | running | working 2 ... Battery 3 ... Gas detection part 4 ... Detection circuit 5 ... Memory | storage part 6 ... Arithmetic circuit 7 ... Exterior case 8 ... Ventilation fan 9 ... Control circuit

Claims (7)

車両を走行させるモータに電力を供給する走行用バッテリ(1)と、この走行用バッテリ(1)を充放電して排出されるガス排出量を検出するガス検出部(3)とを備える車両用の電源装置であって、
前記ガス検出部(3)が、充放電される走行用バッテリ(1)の充放電状態を検出する検出回路(4)と、充放電される走行用バッテリ(1)の充放電状態から走行用バッテリ(1)の可燃性ガス排出量を演算するガスデータを記憶している記憶部(5)と、前記検出回路(4)で検出される走行用バッテリ(1)の充放電状態と、記憶部(5)に記憶されるガスデータから、走行用バッテリ(1)から排出される可燃性ガス排出量を演算する演算回路(6)とを備える車両用の電源装置。
For a vehicle comprising a traveling battery (1) for supplying electric power to a motor for traveling the vehicle, and a gas detection unit (3) for detecting the amount of gas discharged by charging and discharging the traveling battery (1) Power supply unit,
The gas detection unit (3) detects the charge / discharge state of the battery (1) for traveling to be charged / discharged, and the battery for traveling from the charge / discharge state of the battery (1) for charge / discharge. A storage unit (5) storing gas data for calculating a combustible gas discharge amount of the battery (1), a charge / discharge state of the battery (1) for traveling detected by the detection circuit (4), and storage A vehicle power supply device comprising: an arithmetic circuit (6) for calculating an amount of combustible gas discharged from the traveling battery (1) from gas data stored in the section (5).
前記検出回路(4)が、充放電される電池(2)の電流と電圧から充放電状態を検出する請求項1に記載される車両用の電源装置。   The power supply device for a vehicle according to claim 1, wherein the detection circuit (4) detects a charge / discharge state from a current and a voltage of the battery (2) to be charged / discharged. 前記検出回路(4)が、充放電される電池(2)の電流と電圧と残容量から充放電状態を検出する請求項1に記載される車両用の電源装置。   The power supply device for a vehicle according to claim 1, wherein the detection circuit (4) detects a charge / discharge state from the current, voltage and remaining capacity of the battery (2) to be charged / discharged. 前記走行用バッテリ(1)が、充電できる複数の素電池(2)と、素電池(2)を収納してなる閉鎖されるが密閉されない外装ケース(7)とを備えている請求項1に記載される車両用の電源装置。   The travel battery (1) comprises a plurality of unit cells (2) that can be charged, and an outer case (7) that houses the unit cells (2) but is closed but not sealed. The vehicle power supply described. 前記走行用バッテリ(1)の外装ケース(7)に連結してなる換気ファン(8)と、この換気ファン(8)の運転を、前記演算回路(6)で演算される走行用バッテリ(1)から排出される可燃性ガス排出量で制御する制御回路(9)とを備えている請求項4に記載される車両用の電源装置。   The ventilation fan (8) connected to the exterior case (7) of the battery for traveling (1), and the battery for traveling (1) calculated by the arithmetic circuit (6) for the operation of the ventilation fan (8). And a control circuit (9) that controls the amount of combustible gas discharged from the vehicle. 前記演算回路(6)が、走行用バッテリ(1)の可燃性ガス排出量から外装ケース(7)内の可燃性ガス濃度を演算する請求項4に記載される車両用の電源装置。   The vehicle power supply device according to claim 4, wherein the arithmetic circuit (6) calculates a combustible gas concentration in the outer case (7) from a combustible gas discharge amount of the traveling battery (1). 前記外装ケース(7)内の空気を換気する換気ファン(8)と、換気ファン(8)の運転を制御する制御回路(9)とを備えており、制御回路(9)が前記演算回路(6)で検出される可燃性ガス濃度で換気ファン(8)の運転を制御する請求項6に記載される車両用の電源装置。   A ventilation fan (8) for ventilating the air in the outer case (7), and a control circuit (9) for controlling the operation of the ventilation fan (8), the control circuit (9) is the arithmetic circuit ( The power supply device for a vehicle according to claim 6, wherein the operation of the ventilation fan (8) is controlled by the combustible gas concentration detected in 6).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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