JP2010045001A - Fault detecting system for power supply, and vehicle - Google Patents

Fault detecting system for power supply, and vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2010045001A
JP2010045001A JP2008210025A JP2008210025A JP2010045001A JP 2010045001 A JP2010045001 A JP 2010045001A JP 2008210025 A JP2008210025 A JP 2008210025A JP 2008210025 A JP2008210025 A JP 2008210025A JP 2010045001 A JP2010045001 A JP 2010045001A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
battery
internal pressure
detection system
abnormality detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008210025A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Murata
崇 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008210025A priority Critical patent/JP2010045001A/en
Publication of JP2010045001A publication Critical patent/JP2010045001A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fault detecting system for a power supply which has a function of more certainly detecting the generation of gas from the power supply. <P>SOLUTION: The fault detecting system for a battery includes a battery pack 12 mounted to a vehicle, a battery housing case 13 housing the battery pack 12, an non-compressive liquid 23 housed in the battery housing case 13, a pressure sensor unit 41 which acquires a parameter value on the internal pressure of the battery housing case 13 (e.g., pressure change rate, pressure value), and a battery ECU 42 which outputs a fault signal when the parameter value reaches a given value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電源体の異常を検知する異常検知システム及びこの異常検知システムを備えた車両に関する。   The present invention relates to an abnormality detection system that detects an abnormality of a power supply body and a vehicle including the abnormality detection system.

ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車には、駆動用または補助電源として二次電池が搭載される。この種の二次電池として、複数の単電池が直列に接続された組電池を電池パックに収納した構成が広く知られている。単電池には、安全弁が設けられている。電池が異常な状態(例えば、大電流で放電したり、あるいは過充電したりする)になると、電池の内部でガスが発生して、電池の内圧が異常に高くなることがある。この状態になると、単電池の安全弁が開弁して電池パック内部の空間にガスが排出される。安全弁が開弁されたことを検知する方法として、特許文献1は以下の構成を開示する。   A hybrid battery, an electric car, and a fuel cell car are equipped with a secondary battery as a driving or auxiliary power source. As a secondary battery of this type, a configuration in which an assembled battery in which a plurality of single cells are connected in series is housed in a battery pack is widely known. The single battery is provided with a safety valve. When the battery is in an abnormal state (for example, discharged with a large current or overcharged), gas may be generated inside the battery, and the internal pressure of the battery may become abnormally high. If it will be in this state, the safety valve of a cell will open and gas will be discharged to the space inside a battery pack. As a method for detecting that the safety valve has been opened, Patent Document 1 discloses the following configuration.

特許文献1は、リチウムイオン二次電池の異常警告装置を開示する。電池パックには、四個のリチウムイオン二次電池と、制御回路とが収納されており、リチウムイオン二次電池と制御回路との間の空間部には、圧力センサが配設されており、この圧力センサは制御回路に接続されている。リチウムイオン二次電池からガスが発生して、電池パックの内圧が上昇すると、これを圧力センサが検知して、制御回路に信号を出力する。制御回路は、電池パックの外部に設けられたアラームに信号を出力して、外部に警報を発するように指示する。   Patent Document 1 discloses an abnormality warning device for a lithium ion secondary battery. The battery pack contains four lithium ion secondary batteries and a control circuit, and a pressure sensor is disposed in the space between the lithium ion secondary battery and the control circuit. This pressure sensor is connected to a control circuit. When gas is generated from the lithium ion secondary battery and the internal pressure of the battery pack rises, the pressure sensor detects this and outputs a signal to the control circuit. The control circuit outputs a signal to an alarm provided outside the battery pack and instructs the outside to issue an alarm.

また、特許文献2は、密閉型電池の安全弁の状態を検知する検知装置を開示する。安全弁は、電池の内圧が上昇すると破断して電池内部の気体を放出する。この検知装置は、安全弁の破断する部分に一体的に設けられ、破断に伴い断線する導線と、導線の導通状態を検知するための検知手段を含む。安全弁の破断時に導線が断線し、断線状態になったことを検知手段で検知することにより、電池の安全弁が閉弁状態から開弁状態に変化したことを検知できる。   Patent Document 2 discloses a detection device that detects the state of a safety valve of a sealed battery. When the internal pressure of the battery increases, the safety valve breaks and releases the gas inside the battery. This detection device is provided integrally with a portion where the safety valve breaks, and includes a conducting wire that is disconnected when the safety valve is broken, and a detecting unit that detects a conduction state of the conducting wire. It is possible to detect that the safety valve of the battery has changed from the closed state to the open state by detecting that the conducting wire is disconnected at the time of breaking of the safety valve and the disconnection state is detected.

また、特許文献3は、開弁した安全弁から放出される排出物が当接したときに電気的な特性が変化する電気素子を含む蓄電素子モジュールを開示する。電気素子の電気的な特性の変化を検出することにより、安全弁の作動状況を検知する。
特開2000−123887号公報 特開2005−322471号公報 特開2007−265658号公報
Patent Document 3 discloses an electric storage element module including an electric element whose electrical characteristics change when an exhaust discharged from the opened safety valve comes into contact therewith. The operating state of the safety valve is detected by detecting a change in the electrical characteristics of the electrical element.
JP 2000-123887 A JP 2005-322471 A JP 2007-265658 A

しかしながら、上記特許文献1の構成は、心臓ペースメーカを対象としているため、これを車載用の電源装置に適用すると下記の問題が生じる。   However, since the configuration of Patent Document 1 is intended for cardiac pacemakers, the following problems arise when this is applied to an in-vehicle power supply device.

車載用の電源装置では、心臓ペースメーカよりも電池パックのサイズ(容積)が大きくなるため、電源素子(特許文献1のリチウムイオン二次電池に対応)からガスが発生した際に、電池パックの内部の空気が圧縮され、圧力上昇が緩和される。このため、第1の条件として、電源素子からガスが発生した際にアラームが作動するように、圧力センサの検知圧を低く設定しなければならない。   In an in-vehicle power supply device, since the size (volume) of the battery pack is larger than that of a cardiac pacemaker, when gas is generated from the power supply element (corresponding to the lithium ion secondary battery of Patent Document 1), the inside of the battery pack The air is compressed and the pressure rise is alleviated. Therefore, as a first condition, the detection pressure of the pressure sensor must be set low so that an alarm is activated when gas is generated from the power supply element.

他方、外熱などを受けて、電池パックの内部の空気が熱膨張することにより、電池パックの内圧が上昇する場合がある。この場合、電源素子は正常に作動しているため、アラームを作動させないように、圧力センサの検知圧を高く設定しなければならない。すなわち、第2の条件として、電源素子が正常に作動している状態において、電池パックの内部の空気が外熱等により熱膨張した場合には、アラームを作動させないように、圧力センサの検知圧を設定しなければならない。   On the other hand, the internal pressure of the battery pack may increase due to thermal expansion of the air inside the battery pack due to external heat or the like. In this case, since the power supply element operates normally, the detection pressure of the pressure sensor must be set high so as not to activate the alarm. That is, as a second condition, when the power supply element is operating normally, if the air inside the battery pack is thermally expanded due to external heat or the like, the detected pressure of the pressure sensor is set so that the alarm is not activated. Must be set.

したがって、電源素子からガスが発生するガス発生状態よりも、外熱などよる熱膨張状態のが、圧力上昇が大きい場合には、第1及び第2の条件の双方を満足させることができない。つまり、圧力センサの検知圧を適切な値に設定することができない。   Therefore, when the pressure increase is larger in the state of thermal expansion due to external heat or the like than in the gas generation state where gas is generated from the power supply element, both the first and second conditions cannot be satisfied. That is, the detection pressure of the pressure sensor cannot be set to an appropriate value.

そこで、本願発明は、電源体からガスが発生したことをより確実に検知できる機能を備えた電源体の異常検知システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an abnormality detection system for a power supply body having a function capable of more reliably detecting the generation of gas from the power supply body.

上記課題を解決するために、本発明の電源体の異常検知システムは、(1)車両に搭載される電源体と、この電源体を収容する密閉容器と、前記密閉容器に収容される非圧縮性の液体と、前記密閉容器の内圧に関するパラメータ値を取得するための取得部と、前記パラメータ値が所定値になると異常信号を出力するコントローラと、を有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, an abnormality detection system for a power supply body according to the present invention includes (1) a power supply body mounted on a vehicle, a sealed container for housing the power supply body, and an uncompressed container accommodated in the sealed container And an acquisition unit for acquiring a parameter value related to the internal pressure of the sealed container, and a controller that outputs an abnormal signal when the parameter value reaches a predetermined value.

(1)の構成によれば、前記電源体の正常な状態において前記非圧縮性の液体が熱膨張したときの前記密閉容器の内圧に関するパラメータ値よりも、前記所定値を高く設定することができる。これにより、電源体からガスが発生する電源異常以外の要因で前記密閉容器の内圧が上昇した際に、コントローラから異常信号が出力されるのを防止できる。   According to the structure of (1), the said predetermined value can be set higher than the parameter value regarding the internal pressure of the said airtight container when the said incompressible liquid thermally expands in the normal state of the said power supply body. . Thereby, it is possible to prevent an abnormal signal from being output from the controller when the internal pressure of the sealed container rises due to a factor other than a power supply abnormality that generates gas from the power supply body.

(2)(1)の構成において、前記パラメータ値として、前記密閉容器の内圧値の変化率を用いることができる。   (2) In the configuration of (1), the rate of change of the internal pressure value of the sealed container can be used as the parameter value.

(3)(2)の構成において、前記所定値を、前記電源体の正常な状態において前記非圧縮性の液体が熱膨張したときの前記密閉容器の内圧値の変化率よりも高く設定することができる。ここで、「正常な状態」とは、過充電又は過放電により電源体からガスが発生する異常な状態での液体の熱膨張を排除する主旨である。   (3) In the configuration of (2), the predetermined value is set to be higher than a rate of change of the internal pressure value of the sealed container when the incompressible liquid is thermally expanded in a normal state of the power supply body. Can do. Here, the “normal state” is intended to eliminate the thermal expansion of the liquid in an abnormal state where gas is generated from the power supply body due to overcharge or overdischarge.

(4)(1)の構成において、前記パラメータ値として、前記密閉容器の内圧値を用いることができる。   (4) In the configuration of (1), the internal pressure value of the closed container can be used as the parameter value.

(5)(4)の構成において、前記所定値を、前記電源体の正常な状態において前記非圧縮性の液体が熱膨張したときの前記密閉容器の内圧値よりも高く設定することができる。ここで、「正常な状態」とは、上記と同様に、過充電又は過放電により電源体からガスが発生する異常な状態での液体の熱膨張を排除する主旨である。   (5) In the configuration of (4), the predetermined value can be set higher than the internal pressure value of the sealed container when the incompressible liquid is thermally expanded in a normal state of the power supply body. Here, the “normal state” means to eliminate the thermal expansion of the liquid in an abnormal state in which gas is generated from the power source due to overcharge or overdischarge, as described above.

(6)(1)〜(5)の構成において、前記取得部を、前記密閉容器の内部に配置され、前記非圧縮性の液体に対して隔離された空間を有するタンクと、前記タンク内外の圧力差に応じた信号を出力する出力部と、を含むように構成することができる。   (6) In the configuration of (1) to (5), the acquisition unit is disposed inside the sealed container and has a space that is isolated from the incompressible liquid; And an output unit that outputs a signal corresponding to the pressure difference.

(6)の構成によれば、密閉容器の内部に配置されたタンク内外の圧力差に基づき、密閉容器の内圧値を検出できるため、密閉容器外部の大気圧の変動に拘わらず、密閉容器の内圧に関するパラメータ値を正確に検知することができる。   According to the configuration of (6), since the internal pressure value of the sealed container can be detected based on the pressure difference between the inside and outside of the tank disposed inside the sealed container, the sealed container can be detected regardless of the atmospheric pressure fluctuation outside the sealed container. The parameter value related to the internal pressure can be accurately detected.

(7)(1)〜(6)の構成において、前記非圧縮性の液体は、前記電源体を冷却する冷却媒体を兼ねている。(7)の構成によれば、電源体の温度上昇を抑制して、電源体の劣化を抑制できる。   (7) In the configurations of (1) to (6), the incompressible liquid also serves as a cooling medium for cooling the power supply body. According to the structure of (7), the temperature rise of a power supply body can be suppressed and deterioration of a power supply body can be suppressed.

(8)(7)の構成において、前記冷却媒体として油を用いることができる。比熱、熱伝導性と沸点の高い油を用いることにより、電源体を効率的に冷却できる。   (8) In the configuration of (7), oil can be used as the cooling medium. By using oil with high specific heat, thermal conductivity and high boiling point, the power source can be efficiently cooled.

(9)(1)〜(8)の構成において、前記コントローラから出力された前記異常信号に基づき、前記電源体の電流を遮断する保護部を設けることができる。(9)の構成によれば、電源体からのガス放出後、直ちに電流を遮断することができる。これにより、電源体の温度上昇を抑制できる。   (9) In the configurations of (1) to (8), a protection unit that cuts off the current of the power supply body can be provided based on the abnormal signal output from the controller. According to the structure of (9), an electric current can be interrupted immediately after gas discharge from a power supply body. Thereby, the temperature rise of a power supply body can be suppressed.

(10)(1)〜(9)の構成において、前記コントローラから出力された異常信号に基づき、前記電源体の異常を報知する報知部を設けることができる。(10)の構成によれば、電源体からのガス放出後、直ちに車両の乗員に異常を報知することができる。   (10) In the configurations of (1) to (9), a notifying unit for notifying the abnormality of the power supply body can be provided based on the abnormality signal output from the controller. According to the configuration of (10), it is possible to notify the vehicle occupant of the abnormality immediately after releasing the gas from the power supply body.

(11)(1)〜(10)の構成において、前記電源体は、複数の電源素子を直列に接続した電源素子群から構成することができる。複数の電源素子の収容が必要な密閉容器においても、電源体の異常を検知することができる。   (11) In the configurations of (1) to (10), the power supply body can be configured from a power supply element group in which a plurality of power supply elements are connected in series. Even in a sealed container that needs to accommodate a plurality of power supply elements, an abnormality of the power supply body can be detected.

(12)(11)の構成において、前記電源素子は、発電要素と、前記発電要素を収容するケースとを含み、前記ケースにおいて、前記ケース内で発生したガスを外部に排出するための弁を設けることができる。これにより、電源素子から発生したガスをケース外に排出して、ケースの内圧上昇を抑制できる。   (12) In the configuration of (11), the power supply element includes a power generation element and a case for housing the power generation element, and in the case, a valve for discharging the gas generated in the case to the outside Can be provided. Thereby, the gas generated from the power supply element can be discharged out of the case, and an increase in the internal pressure of the case can be suppressed.

本発明によれば、電源体からガスが発生したことをより確実に検知できる。   According to the present invention, it is possible to more reliably detect the generation of gas from the power supply body.

以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図1は蓄電装置をY−Z面で切断したときの断面図であり、X軸、Y軸及びZ軸は互いに直交する三軸を示している。図2は、円筒型電池をY―Z面で切断した断面図である。図3は、電池保護部の回路構成を示すブロック図であり、このブロック図とともに圧力センサ部の内部構造を図示している。
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view of the power storage device taken along the YZ plane, and the X axis, the Y axis, and the Z axis indicate three axes that are orthogonal to each other. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cylindrical battery taken along the YZ plane. FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the battery protection unit, and illustrates an internal structure of the pressure sensor unit together with the block diagram.

図1において、蓄電装置1は、組電池(電源体)12、組電池12及び非圧縮性の液体23を収容する電池収容ケース(密閉容器)13を含む。電池収容ケース13は、ケース本体13a及び上蓋13bからなる。本実施例の蓄電装置1は、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車の駆動用または補助電源として使用される。   In FIG. 1, the power storage device 1 includes an assembled battery (power supply body) 12, an assembled battery 12, and a battery housing case (sealed container) 13 that houses an incompressible liquid 23. The battery housing case 13 includes a case main body 13a and an upper lid 13b. The power storage device 1 of the present embodiment is used for driving an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle or as an auxiliary power source.

組電池12は、複数の円筒型電池(電源素子)122を直列に接続することにより構成されている。円筒型電池122は、対向して配置される一対の電池フォルダ123に支持されている。電池フォルダ123は、平板形状に形成されている。   The assembled battery 12 is configured by connecting a plurality of cylindrical batteries (power supply elements) 122 in series. Cylindrical battery 122 is supported by a pair of battery folders 123 arranged to face each other. The battery folder 123 is formed in a flat plate shape.

各円筒型電池122の両端部には、突状の端子電極131、132が設けられている。
一対の電池フォルダ123には、端子電極131、132を貫通させるための図示しない貫通穴が形成されている。端子電極131、132は、この貫通穴を通って電池フォルダ123から突出している。
Protruding terminal electrodes 131 and 132 are provided at both ends of each cylindrical battery 122.
In the pair of battery folders 123, through holes (not shown) for penetrating the terminal electrodes 131 and 132 are formed. The terminal electrodes 131 and 132 protrude from the battery folder 123 through the through holes.

端子電極131、132の外面には、ネジ溝131a、132aが形成されている。円筒型電池122は、バスバー124を介して直列に接続されている。バスバー124は、平板状に形成されており、バスバー124に形成された図示しない開口部に対して端子電極131、132が挿入されている。   Screw grooves 131 a and 132 a are formed on the outer surfaces of the terminal electrodes 131 and 132. Cylindrical batteries 122 are connected in series via bus bars 124. The bus bar 124 is formed in a flat plate shape, and terminal electrodes 131 and 132 are inserted into openings (not shown) formed in the bus bar 124.

端子電極131、132のネジ溝131a、132aに対して締結ナット125を締結することにより、バスバー124及び端子電極131、132を電気的及び機械的に接続することができる。   By fastening the fastening nut 125 to the thread grooves 131a and 132a of the terminal electrodes 131 and 132, the bus bar 124 and the terminal electrodes 131 and 132 can be electrically and mechanically connected.

図2を参照しながら、円筒型電池122の構成を詳細に説明する。単電池ケース(ケース)134の内部には、発電要素135が巻かれた状態で収納されている。   The configuration of the cylindrical battery 122 will be described in detail with reference to FIG. A power generation element 135 is housed in a single battery case (case) 134 in a wound state.

この発電要素135は、正電極体135bと、負電極体135cと、正電極体135b及び負電極体135cの間に配置されたセパレータ135aとで構成される。ここで、正電極体135bは、集電体と、集電体の表面に形成された正極層とで構成されている。正極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。正極層とは、正極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。   The power generation element 135 includes a positive electrode body 135b, a negative electrode body 135c, and a separator 135a disposed between the positive electrode body 135b and the negative electrode body 135c. Here, the positive electrode body 135b includes a current collector and a positive electrode layer formed on the surface of the current collector. The positive electrode layer can be formed on one side or both sides of the current collector. The positive electrode layer is a layer containing an active material, a conductive agent, or the like corresponding to the positive electrode.

また、負電極体135cは、集電体と、集電体の表面に形成された負極層とで構成されている。負極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。負極層とは、負極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。   The negative electrode body 135c is composed of a current collector and a negative electrode layer formed on the surface of the current collector. The negative electrode layer can be formed on one side or both sides of the current collector. The negative electrode layer is a layer containing an active material, a conductive agent, or the like corresponding to the negative electrode.

なお、集電体の一方の面に正極層を形成し、集電体の他方の面に負極層を形成した電極(いわゆるバイポーラ電極)を用いることもできる。また、本実施例では、電解液を用いているが、粒子で形成された固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質がある。   Note that an electrode (a so-called bipolar electrode) in which a positive electrode layer is formed on one surface of the current collector and a negative electrode layer is formed on the other surface of the current collector can also be used. In this embodiment, an electrolytic solution is used, but a solid electrolyte formed of particles can also be used. Examples of the solid electrolyte include a polymer solid electrolyte and an inorganic solid electrolyte.

ここで、円筒型電池122がニッケル−水素電池である場合には、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、MmNi(5−x−y−z)AlMnCo(Mm:ミッシュメタル)等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池1がリチウムイオン電池である場合には、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。 Here, when the cylindrical battery 122 is a nickel-hydrogen battery, nickel oxide is used as the active material for the positive electrode layer, and MmNi (5-xyz) Al x is used as the active material for the negative electrode layer. Mn y Co z: can be used (Mm misch metal) hydrogen absorbing alloy or the like. When the unit cell 1 is a lithium ion battery, a lithium-transition metal composite oxide can be used as the active material for the positive electrode layer, and carbon can be used as the active material for the negative electrode layer. As the conductive agent, acetylene black, carbon black, graphite, carbon fiber, or carbon nanotube can be used.

発電要素135の電池長手方向(Y方向)の両端には、円板状の集電板136が溶接されている。集電板136には、アルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔を用いることができる。集電板136は、導電線137を介して、保持板139に電気的及び機械的に接続されている。保持板139は、端子電極131、132を保持している。保持板139における、端子電極131、132の取り付け位置とは異なる位置には、破壊式の弁139aが形成されている。保持板139に対してパンチ加工を施すことにより、破壊式の弁139aを形成することができる。   Disc-shaped collector plates 136 are welded to both ends of the power generation element 135 in the battery longitudinal direction (Y direction). As the current collector plate 136, an aluminum foil, a stainless steel foil, or a copper foil can be used. The current collecting plate 136 is electrically and mechanically connected to the holding plate 139 through a conductive wire 137. The holding plate 139 holds the terminal electrodes 131 and 132. A destructive valve 139 a is formed on the holding plate 139 at a position different from the position where the terminal electrodes 131 and 132 are attached. A destructive valve 139a can be formed by punching the holding plate 139.

円筒型電池122が過充電、過放電などされると、発電要素135に含まれる電解液が電気分解してガスが発生し、単電池ケース134の内圧が上昇する。単電池ケース134の内圧が所定値(例えば、2.8気圧)以上になると、破壊式の弁139aが破壊され、円筒型電池122の外部にガスが放出される。これにより、単電池ケース134の内圧上昇を抑制できる。なお、以下の説明において、円筒型電池122からガスが発生する現象を電池異常というものとする。   When the cylindrical battery 122 is overcharged, overdischarged, etc., the electrolyte contained in the power generation element 135 is electrolyzed to generate gas, and the internal pressure of the unit cell case 134 increases. When the internal pressure of the battery case 134 becomes a predetermined value (for example, 2.8 atmospheres) or more, the destructive valve 139a is destroyed and gas is released to the outside of the cylindrical battery 122. Thereby, the internal pressure rise of the cell case 134 can be suppressed. In the following description, a phenomenon in which gas is generated from the cylindrical battery 122 is referred to as battery abnormality.

円筒型電池122の外部にガスが放出されると、電池収容ケース13の内圧値が上昇する。上述したように電池収容ケース13の内部は、非圧縮性の液体23で満たされている。ここで、電池異常時の電池収容ケース13の内圧値をP、組電池12の正常な状態において液体23が熱膨張した時の電池収容ケース13の内圧値をPとおくと、P>Pである(電池収容ケース13の内部を空気で満たした場合には、大小関係がこれと逆になる)。このような内圧状態をつくりだすために、本実施例では、電池収容ケース13の内部を非圧縮性の液体23で満たしている。詳細については、後述する。 When the gas is released to the outside of the cylindrical battery 122, the internal pressure value of the battery housing case 13 increases. As described above, the inside of the battery housing case 13 is filled with the incompressible liquid 23. Here, assuming that the internal pressure value of the battery housing case 13 when the battery is abnormal is P 1 , and the internal pressure value of the battery housing case 13 when the liquid 23 is thermally expanded in a normal state of the assembled battery 12 is P 2 , P 1 > is P 2 (if the inside of the battery case 13 is filled with air, the magnitude relationship is reversed and this). In order to create such an internal pressure state, in this embodiment, the inside of the battery housing case 13 is filled with an incompressible liquid 23. Details will be described later.

円筒型電池122の代わりにキャパシタ(蓄電部)を用いることもできる。キャパシタは、活性炭と電解液との界面に発生する電気二重層を動作原理とした電気二重層キャパシタのことである。固体として活性炭、液体として電解液(希硫酸水溶液)を用いて、これを接触させるとその界面にプラス、マイナスの電極が極めて短い間隔を隔てて相対的に分布する。イオン性溶液中に一対の電極を浸して電気分解が起こらない程度に電圧を負荷させると、それぞれの電極の表面にイオンが吸着され、プラスとマイナスの電気が蓄えられる(充電)。外部に電気を放出すると、正負のイオンが電極から離れて中和状態に戻る。また、円筒型電池122の代わりに角型電池を用いることもできる。   A capacitor (power storage unit) may be used instead of the cylindrical battery 122. The capacitor is an electric double layer capacitor based on the principle of operation of an electric double layer generated at the interface between activated carbon and electrolyte. When activated carbon is used as a solid and an electrolytic solution (dilute sulfuric acid aqueous solution) is used as a liquid and brought into contact with each other, positive and negative electrodes are relatively distributed at very short intervals at the interface. When a pair of electrodes are immersed in an ionic solution and a voltage is applied to such an extent that electrolysis does not occur, ions are adsorbed on the surface of each electrode, and positive and negative electricity are stored (charging). When electricity is discharged to the outside, positive and negative ions leave the electrode and return to the neutralized state. Further, a square battery can be used instead of the cylindrical battery 122.

ケース本体13aは、上側が開口しており、ケース本体13aの上端面には上蓋13bが固定される。ケース本体13aの上端面には、図示しない締結穴部が形成されており、この締結穴部に締結ボルトを締結することにより、上蓋13b及びケース本体13aを一体化できる。電池収容ケース13には、熱伝導率が高く、耐圧性が高い金属を用いることができる。例えば、鉄ベースの合金、アルミベースの合金を用いることができる。電池収容ケース13の外面には、図示しない複数の放熱フィンが形成されている。放熱フィンを複数設けることにより、電池収容ケース13の放熱面積を増やすことができる。   The case body 13a is open on the upper side, and an upper lid 13b is fixed to the upper end surface of the case body 13a. A fastening hole portion (not shown) is formed in the upper end surface of the case main body 13a, and the upper lid 13b and the case main body 13a can be integrated by fastening a fastening bolt in the fastening hole portion. For the battery housing case 13, a metal having high thermal conductivity and high pressure resistance can be used. For example, an iron-based alloy or an aluminum-based alloy can be used. A plurality of radiating fins (not shown) are formed on the outer surface of the battery housing case 13. By providing a plurality of heat radiation fins, the heat radiation area of the battery housing case 13 can be increased.

電池収容ケース13の内部は、非圧縮性の液体23で満たされている。なお、普通の流れでは、液体は非圧縮性の液体である(広辞苑参照)。本願では、圧縮されやすい空気と対比するために、非圧縮性という表現を使用している。   The inside of the battery housing case 13 is filled with an incompressible liquid 23. In a normal flow, the liquid is an incompressible liquid (see Kojien). In the present application, the expression “incompressible” is used for comparison with air that is easily compressed.

具体的には、比熱、熱伝導性と沸点が高く、電池収容ケース13、組電池12を腐食させず、熱分解、空気酸化、電気分解などを受けにくい物質が適している。さらに、電極端子間の短絡を防止するために、電気的絶縁性の液体が望ましい。例えば、フッ素系不活性液体を使用することができる。フッ素系不活性液体としては、スリーエム社製フロリナート、Novec HFE(hydrofluoroether)、Novec1230を用いることができる。また、フッ素系不活性液体以外の液体(例えば、シリコンオイル)を用いることもできる。   Specifically, a material having high specific heat, thermal conductivity, and high boiling point, which does not corrode the battery housing case 13 and the assembled battery 12 and hardly undergoes thermal decomposition, air oxidation, electrolysis and the like is suitable. Furthermore, an electrically insulating liquid is desirable in order to prevent a short circuit between the electrode terminals. For example, a fluorinated inert liquid can be used. As the fluorine-based inert liquid, Fluorinert, Novec HFE (hydrofluorether), and Novec 1230 manufactured by 3M can be used. In addition, a liquid other than the fluorine-based inert liquid (for example, silicon oil) can be used.

電池収容ケース13は、図示しない助手席の下方に配置される。ただし、後部座席とトランクルームとの間に形成された空間内に配置することもできる。   The battery housing case 13 is disposed below a passenger seat (not shown). However, it can also be arranged in a space formed between the rear seat and the trunk room.

電池収容ケース13の内部には、圧力センサ部(取得部)41が設けられている。圧力センサ部41は、電池収容ケース13の内圧値を検出する。圧力センサ部41による検出結果は、信号線48を介して、電池保護部44に出力される。   A pressure sensor unit (acquisition unit) 41 is provided inside the battery housing case 13. The pressure sensor unit 41 detects the internal pressure value of the battery housing case 13. The detection result by the pressure sensor unit 41 is output to the battery protection unit 44 via the signal line 48.

図3を参照して、電池保護部44及び圧力センサ部41について詳細に説明する。電池保護部44は、電池ECU(コントローラ)42、車両ECU43及び電流遮断部46を含む。なお、組電池12、電池収容ケース13、非圧縮性の液体23、圧力センサ部41及び電池ECU42により電源体の異常検知システムが構成される。また、電池ECU42及び車両ECU43を一つのコントローラで構成することもできる。   The battery protection unit 44 and the pressure sensor unit 41 will be described in detail with reference to FIG. The battery protection unit 44 includes a battery ECU (controller) 42, a vehicle ECU 43, and a current interruption unit 46. The assembled battery 12, the battery housing case 13, the incompressible liquid 23, the pressure sensor unit 41, and the battery ECU 42 constitute a power supply abnormality detection system. Further, the battery ECU 42 and the vehicle ECU 43 can be configured by a single controller.

電池ECU42は、圧力センサ部41に対して信号線48を介して電気的及び機械的に接続されている。電池ECU42は、車両ECU43に対して信号線49を介して電気的及び機械的に接続されている。電池ECU42は、電流遮断部46に対して信号線47を介して電気的及び機械的に接続されている。   The battery ECU 42 is electrically and mechanically connected to the pressure sensor unit 41 via a signal line 48. The battery ECU 42 is electrically and mechanically connected to the vehicle ECU 43 via a signal line 49. The battery ECU 42 is electrically and mechanically connected to the current interrupter 46 via a signal line 47.

電池ECU42は、圧力センサ部41から出力される圧力情報に基づき、電池収容ケース13の内圧を監視しており、電池収容ケース13の内圧値の変化率が所定値を超えると車両ECU43及び電流遮断部46に異常信号を出力する。   The battery ECU 42 monitors the internal pressure of the battery housing case 13 based on the pressure information output from the pressure sensor unit 41. If the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13 exceeds a predetermined value, the battery ECU 43 and the current interrupter An abnormal signal is output to the unit 46.

ここで、所定値は、非圧縮性の液体23が熱膨張したときの電池収容ケース13の内圧値の変化率よりも高く設定されている。非圧縮性の液体23が熱膨張する要因として、組電池12の充放電、外熱などが想定される。すなわち、電池収容ケース13の内部を非圧縮性の液体23で満たした場合には、電池異常時の電池収容ケース13の内圧値Pが、液体23が熱膨張した時の電池収容ケース13の内圧値Pよりも大きくなる。これにより、非圧縮性の液体23が熱膨張したときに、電池ECU42から異常信号出力されるのを防止できる。その結果、電池の正常時に、電流遮断部46により電流が遮断されたり、警報ランプ55が点灯したりするのを防止できる。 Here, the predetermined value is set higher than the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13 when the incompressible liquid 23 is thermally expanded. As factors for the thermal expansion of the incompressible liquid 23, charging / discharging of the battery pack 12, external heat, and the like are assumed. That is, if it meets the interior of the battery case 13 with incompressible liquid 23, the internal pressure value P 1 of the battery case 13 at the time of battery abnormality, the battery case 13 when the liquid 23 is thermally expanded greater than the internal pressure value P 2. Thereby, it is possible to prevent the battery ECU 42 from outputting an abnormal signal when the incompressible liquid 23 is thermally expanded. As a result, it is possible to prevent the current interrupting section 46 from interrupting the current and the alarm lamp 55 from being lit when the battery is normal.

より具体的には、電池ECU42は、圧力センサ部41から出力される信号を1秒周期でサンプリングしており、電池収容ケース13の内圧値が1秒間で0.45気圧上昇すると、異常信号を出力する。   More specifically, the battery ECU 42 samples the signal output from the pressure sensor unit 41 at a cycle of 1 second. When the internal pressure value of the battery housing case 13 increases by 0.45 atm in 1 second, an abnormal signal is output. Output.

本実施例では、異常信号が出力される時の電池収容ケース13の内圧値の変化率を0.45気圧に設定したが、これは一本の円筒型電池122からガスが放出されたときの、電池収容ケース13の内圧値の変化率に対応させたものである。したがって、円筒型電池122の大きさ、種類、電池収容ケース13の容積などに応じて、適宜変更することができる。   In this embodiment, the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13 when an abnormal signal is output is set to 0.45 atm. This is the case when gas is released from one cylindrical battery 122. This corresponds to the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13. Therefore, it can be appropriately changed according to the size and type of the cylindrical battery 122, the volume of the battery housing case 13, and the like.

また、本実施例では、電池収容ケース13の内圧値の変化率に基づき、異常信号を出力させたが、電池異常時の電池収容ケース13の内圧値Pが所定値に達したときに異常信号が出力されるように構成してもよい。この所定値は、組電池12の正常な状態において液体23が熱膨張したときの電池収容ケース13の内圧値Pよりも高い値に設定することができる。 Further, in the present embodiment, based on the rate of change of the internal pressure of the battery case 13, but to output the abnormal signal, abnormal when the internal pressure value P 1 of the battery case 13 at the time of battery abnormality reaches a predetermined value You may comprise so that a signal may be output. The predetermined value can be set to a value higher than the internal pressure value P 2 of the battery case 13 when the liquid 23 is thermally expanded in a normal state of the battery pack 12.

車両ECU43は、信号線51を介して警報ランプ55に機械的及び電気的に接続されている。警報ランプ55としては、運転席前方のコンビネーションメータに設けられたコーションランプを用いることができる。コーションランプは、車両ECU43から出力される信号に基づき点灯する。   The vehicle ECU 43 is mechanically and electrically connected to the alarm lamp 55 via the signal line 51. As the alarm lamp 55, a caution lamp provided in a combination meter in front of the driver's seat can be used. The caution lamp is lit based on a signal output from the vehicle ECU 43.

電流遮断部46は、スイッチング部46aを含む。電力線81は、組電池12の電力を外部に取り出し、この取り出された電力により図示しないモータが駆動される。電流遮断部46は、電池ECU42から出力される異常信号に基づき、スイッチング部46aを開き方向に作動させる。スイッチング部46aを開き方向に作動させることにより、電力線81を断線させることができる。これにより、組電池12の放電又は充電が禁止されるため、組電池12の温度上昇を抑制できる。   The current interrupting unit 46 includes a switching unit 46a. The power line 81 takes out the electric power of the assembled battery 12 to the outside, and a motor (not shown) is driven by the extracted electric power. The current interrupting unit 46 operates the switching unit 46a in the opening direction based on the abnormal signal output from the battery ECU 42. By operating the switching unit 46a in the opening direction, the power line 81 can be disconnected. Thereby, since discharge or charge of the assembled battery 12 is prohibited, the temperature rise of the assembled battery 12 can be suppressed.

次に、図4を参照して、圧力センサ部41について説明する。圧力センサ部41は、タンク41aと、このタンク41a及び非圧縮性の液体23の間に介在するストレーンゲージ(出力部)41bとを含む。なお、図1に図示するように、タンク41aの外側は非圧縮性の液体23で満たされている。ストレーンゲージ41bは、タンク41a内外の圧力差に応じた電気信号を出力する。ストレーンゲージ41bから出力された電気信号は、信号線48を介して電池ECU42に送信される。タンク41aの内部には気体又は液体を封入することができる。タンク41a内部に封入される気体として窒素を用いることができる。タンク41aの内圧値は、1気圧に設定されている。   Next, the pressure sensor unit 41 will be described with reference to FIG. The pressure sensor unit 41 includes a tank 41 a and a strain gauge (output unit) 41 b interposed between the tank 41 a and the incompressible liquid 23. As shown in FIG. 1, the outside of the tank 41 a is filled with an incompressible liquid 23. The strain gauge 41b outputs an electrical signal corresponding to the pressure difference between the inside and outside of the tank 41a. The electrical signal output from the strain gauge 41 b is transmitted to the battery ECU 42 via the signal line 48. Gas or liquid can be enclosed in the tank 41a. Nitrogen can be used as the gas sealed inside the tank 41a. The internal pressure value of the tank 41a is set to 1 atmosphere.

圧力センサ部41は、電池フォルダ123に固定されている。ただし、電池収容ケース13の内部において圧力は一様に変化するため、電池フォルダ123以外の部位(例えば、電池収容ケースの内面)に配置することもできる。   The pressure sensor unit 41 is fixed to the battery folder 123. However, since the pressure changes uniformly inside the battery housing case 13, the battery housing case 13 can be disposed in a portion other than the battery folder 123 (for example, the inner surface of the battery housing case).

圧力センサ部41の効果について、参考例と比較しながら詳細に説明する。参考例では、電池収容ケース13の内外の圧力差に基づき、電池収容ケース13の内圧値を検出しており、その他の構成は実施例1の構成と同様であるものとする。また、平地(海抜0mであるとする)を基準として、電池収容ケース13の内圧値は2気圧に設定されているものとする。   The effect of the pressure sensor unit 41 will be described in detail in comparison with a reference example. In the reference example, the internal pressure value of the battery housing case 13 is detected based on the pressure difference between the inside and outside of the battery housing case 13, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Further, it is assumed that the internal pressure value of the battery housing case 13 is set to 2 atmospheres on the basis of the flat ground (assuming that it is 0 m above sea level).

参考例の構成では、電池収容ケース13内外の圧力差に1気圧を加算することにより、電池収容ケース13の内圧値を算出している。海抜0mでは、電池収容ケース13内外の圧力差が1気圧であるため、電池収容ケース13の内圧値は2気圧と算出される。ここで、車両が高地(例えば、海抜4500m)に移動すると、大気圧が1気圧から0.7気圧に降下するため、電池収容ケース13内外の圧力差は1気圧から1.3気圧に拡大する。そして、電池収容ケース13の内圧値は、1.3気圧に1気圧を加算して、2.3気圧と算出される。   In the configuration of the reference example, the internal pressure value of the battery housing case 13 is calculated by adding 1 atmosphere to the pressure difference inside and outside the battery housing case 13. At 0 m above sea level, the pressure difference between the inside and outside of the battery housing case 13 is 1 atmosphere, so the internal pressure value of the battery housing case 13 is calculated as 2 atmospheres. Here, when the vehicle moves to a high altitude (for example, 4500 m above sea level), the atmospheric pressure drops from 1 atm to 0.7 atm, so the pressure difference inside and outside the battery housing case 13 increases from 1 atm to 1.3 atm. . The internal pressure value of the battery housing case 13 is calculated as 2.3 atmospheres by adding 1 atmosphere to 1.3 atmospheres.

すなわち、参考例の構成では、大気圧の変化により、電池収容ケース13の内圧値が、実際の値よりも高く算出される場合がある。この状態において、液体23が熱膨張して電池収容ケース13の内圧値が上昇すると、電池ECU42から異常信号が出力されるおそれがある。つまり、組電池12からガスが放出されていないにも関わらず、電池ECU42から異常信号が出力されるおそれがある。   That is, in the configuration of the reference example, the internal pressure value of the battery housing case 13 may be calculated higher than the actual value due to a change in atmospheric pressure. In this state, if the liquid 23 is thermally expanded and the internal pressure value of the battery housing case 13 is increased, an abnormal signal may be output from the battery ECU 42. That is, although the gas is not released from the assembled battery 12, an abnormal signal may be output from the battery ECU.

これに対して、本実施例の構成では、電池収容ケース13の内部にタンク41aを設けて、このタンク41a内外の圧力差に基づき電池収容ケース13の内圧値を検出している。大気圧の変動を要因として、電池収容ケース13及びタンク41aの内圧は変わらないため、車両走行時の標高にかかわらず、電池収容ケース13の内圧値を正確に検知することができる。これにより、組電池12の正常時に、大気圧の変動と非圧縮性の液体23の熱膨張とにより、電池収容ケース13の内圧値が上昇した場合に、電池ECU42から異常信号が出力されるのを防止できる。   In contrast, in the configuration of the present embodiment, a tank 41a is provided inside the battery housing case 13, and the internal pressure value of the battery housing case 13 is detected based on the pressure difference between the inside and outside of the tank 41a. Since the internal pressures of the battery housing case 13 and the tank 41a do not change due to fluctuations in atmospheric pressure, the internal pressure value of the battery housing case 13 can be accurately detected regardless of the altitude during vehicle travel. As a result, when the assembled battery 12 is normal, an abnormal signal is output from the battery ECU 42 when the internal pressure value of the battery housing case 13 increases due to fluctuations in atmospheric pressure and thermal expansion of the incompressible liquid 23. Can be prevented.

図1を参照して、蓄電装置1の説明に戻る。上蓋13bには、組電池12から発生したガスを排出するためのガス排出口113bが形成されている。ガス排出口113bは、Z軸方向視において、上蓋13bの略中央に位置する。上蓋13bの内面(非圧縮性の液体23に接する側の面)は、X−Y面に沿って延びている。ただし、上蓋13bの内面を、ガス排出口113bに近づくにしたがって、上側に傾斜させることもできる。この場合、組電池12から放出されたガスが上蓋13bの内面に形成された傾斜面に沿って進むため、ガスの排出を速めることができる。   Returning to the description of the power storage device 1 with reference to FIG. A gas discharge port 113b for discharging gas generated from the assembled battery 12 is formed in the upper lid 13b. The gas discharge port 113b is located substantially at the center of the upper lid 13b when viewed in the Z-axis direction. The inner surface of the upper lid 13b (the surface on the side in contact with the incompressible liquid 23) extends along the XY plane. However, the inner surface of the upper lid 13b can be inclined upward as it approaches the gas discharge port 113b. In this case, since the gas discharged from the assembled battery 12 travels along the inclined surface formed on the inner surface of the upper lid 13b, the gas discharge can be accelerated.

ガス排出口113bには、ガス排出パイプ15が接続されている。ガス排出パイプ15には、樹脂や金属を用いることができる。ガス排出パイプ15のガス排出口は、車室外(例えば、車両のクウォータトリム)に設けられる。ガス排出パイプ15及びガス排出口113bの接続部分には、ガスリリーフ弁21が設けられている。   A gas discharge pipe 15 is connected to the gas discharge port 113b. Resin and metal can be used for the gas discharge pipe 15. The gas discharge port of the gas discharge pipe 15 is provided outside the passenger compartment (for example, a quarter trim of the vehicle). A gas relief valve 21 is provided at a connection portion between the gas discharge pipe 15 and the gas discharge port 113b.

ガスリリーフ弁21は、電池収容ケース13の内圧値が所定値(作動圧力値)に達すると作動して、電池収容ケース13の内部のガスがガス排出パイプ15に移動するのを許容する。なお、ガスリリーフ弁21の作動圧力値は、例えば2.8気圧に設定することができる。   The gas relief valve 21 operates when the internal pressure value of the battery housing case 13 reaches a predetermined value (operating pressure value), and allows the gas inside the battery housing case 13 to move to the gas discharge pipe 15. Note that the operating pressure value of the gas relief valve 21 can be set to 2.8 atm, for example.

次に、図4のフローチャートを参照しながら、異常検知システムの動作について説明する。まず、ステップS101において、圧力センサ部41による圧力測定を開始する。電池ECU42は、1秒周期で圧力センサ部41から出力される圧力情報をサンプリングしており、ステップS102において、電池収容ケース13の内圧値の変化率が0.45気圧を超えたかどうかを判別する。   Next, the operation of the abnormality detection system will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S101, pressure measurement by the pressure sensor unit 41 is started. The battery ECU 42 samples the pressure information output from the pressure sensor unit 41 at a cycle of 1 second, and determines whether or not the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13 exceeds 0.45 atm in step S102. .

ステップS102において、電池収容ケース13の内圧値の変化率が0.45気圧を超えた場合には、ステップS103に進む。この場合において、電池収容ケース13の内部では、電池異常により円筒型電池122からガスが発生している。ステップS102において、電池収容ケース13の内圧上昇値が0.45気圧以下である場合には、ステップS101に戻り圧力センサ部41から出力される圧力情報の監視を継続する。   In step S102, when the rate of change of the internal pressure value of the battery housing case 13 exceeds 0.45 atm, the process proceeds to step S103. In this case, gas is generated from the cylindrical battery 122 due to battery abnormality in the battery housing case 13. In step S102, when the internal pressure increase value of the battery housing case 13 is 0.45 atm or less, the process returns to step S101 and the monitoring of the pressure information output from the pressure sensor unit 41 is continued.

ステップS103において、電池ECU42は、車両ECU43及び電流遮断部46に異常信号を出力する。車両ECU43は、電池ECU42から出力された異常信号に基づき、警報ランプ55を点灯させる。これにより、車室内の乗員に対して組電池12の電池異常を報知することができる。   In step S <b> 103, the battery ECU 42 outputs an abnormality signal to the vehicle ECU 43 and the current interrupting unit 46. The vehicle ECU 43 turns on the alarm lamp 55 based on the abnormality signal output from the battery ECU 42. Thereby, the battery abnormality of the assembled battery 12 can be alert | reported with respect to the passenger | crew in a vehicle interior.

電流遮断部46は、スイッチング部46aをオン状態からオフ状態に切り替えて、組電池12の電流を遮断する。これにより、組電池12がさらに温度上昇するのを抑制できる。   The current interrupting unit 46 switches the switching unit 46 a from the on state to the off state, and interrupts the current of the assembled battery 12. Thereby, it can suppress that the assembled battery 12 raises a temperature further.

電池収容ケース13の内圧値がさらに上昇すると、ガスリリーフ弁21が作動して、ガス排出パイプ15を介して車外にガスを排出することができる。これにより、内圧上昇を緩和できる。
(変形例)
上述の実施例では、警報ランプ55を点灯させることにより、電池収容ケース13の内圧上昇(組電池12からガスが放出されたこと)を報知したが、音声出力により報知することもできる。例えば、ドアに設けられたスピーカ(報知部)からの音声出力により、電池収容ケース13の内圧上昇を報知することができる。また、車両に搭載されたディスプレイ(報知部)などに、電池収容ケース13の内圧上昇を表示することにより、内圧上昇を報知することもできる。
When the internal pressure value of the battery housing case 13 further increases, the gas relief valve 21 is actuated and the gas can be discharged out of the vehicle via the gas discharge pipe 15. Thereby, an internal pressure rise can be relieved.
(Modification)
In the above-described embodiment, the alarm lamp 55 is turned on to notify the increase in the internal pressure of the battery housing case 13 (gas has been released from the assembled battery 12). For example, an increase in internal pressure of the battery housing case 13 can be notified by sound output from a speaker (notification unit) provided on the door. Further, the internal pressure increase can be notified by displaying the internal pressure increase of the battery housing case 13 on a display (notification unit) mounted on the vehicle.

図5を参照しながら、圧力センサ部41の変形例について説明する。図5は、圧力センサ部(取得部)71のブロック図であり、実線は信号線であり、矢印は信号の流れる方向を示している。圧力センサ部71は、内圧センサ71aにおいて電池収容ケース13の内圧値を検知している。電池ECU72は、電池収容ケース13の内圧値が所定値を超えたときに車両ECU73及び電流遮断部74に異常信号を出力する。車両ECU73は、電池ECU72から出力される異常信号に基づき、警報ランプ75を点灯させる。車両ECU73、電流遮断部74及び警報ランプ55の構成は、実施例1と同様であるため、説明を省略する。   A modification of the pressure sensor unit 41 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram of the pressure sensor unit (acquisition unit) 71, where a solid line is a signal line and an arrow indicates a direction in which a signal flows. The pressure sensor unit 71 detects the internal pressure value of the battery housing case 13 in the internal pressure sensor 71a. The battery ECU 72 outputs an abnormal signal to the vehicle ECU 73 and the current interrupting unit 74 when the internal pressure value of the battery housing case 13 exceeds a predetermined value. The vehicle ECU 73 turns on the alarm lamp 75 based on the abnormality signal output from the battery ECU 72. Since the configuration of the vehicle ECU 73, the current interrupting unit 74, and the alarm lamp 55 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

圧力センサ部71は、さらに外気圧を検知する外気圧センサ71bを含む。電池ECU72は、外気圧センサ71bで検知した外気圧により内圧センサ71aで検知した電池収容ケース13の内圧値を基準大気圧での圧力に換算する。上述の構成において、外気圧の影響による電池収容ケース13の内圧変動を考慮することで、高地でも平地でも係ることなく、電池収容ケース13の内圧値が所定値を超えたときに電池ECU72から異常信号を出力させることができる。   The pressure sensor unit 71 further includes an external air pressure sensor 71b that detects the external air pressure. The battery ECU 72 converts the internal pressure value of the battery housing case 13 detected by the internal pressure sensor 71a into the pressure at the reference atmospheric pressure based on the external air pressure detected by the external air pressure sensor 71b. In the above-described configuration, by taking into account fluctuations in the internal pressure of the battery housing case 13 due to the influence of the external air pressure, the battery ECU 72 is abnormal when the internal pressure value of the battery housing case 13 exceeds a predetermined value, regardless of whether it is a high altitude or a flat ground. A signal can be output.

具体的には、外気圧センサ71bで外気圧を検知し、この外気圧により内圧センサ71aで検知した電池収容ケース13の内圧値を電池ECU72において基準大気圧での圧力に換算する。すなわち、外気圧センサ71bで検知した外気圧が絶対圧でP10、この時に内圧センサ71aで検知した電池収容ケース13内部のゲージ圧がP11であったとする。一方、基準大気圧を絶対圧でP12とすれば、圧力補正後の電池収容ケース13の内圧値P13は、
13=(P10+P11)−P12・・・・・(1)
であらわすことができる。
Specifically, the external air pressure is detected by the external air pressure sensor 71b, and the internal pressure value of the battery housing case 13 detected by the internal pressure sensor 71a based on the external air pressure is converted into a pressure at the reference atmospheric pressure by the battery ECU 72. That is, it is assumed that the external air pressure detected by the external air pressure sensor 71b is P 10 in absolute pressure, and the gauge pressure inside the battery housing case 13 detected by the internal pressure sensor 71a at this time is P 11 . On the other hand, if the reference atmospheric pressure as an absolute pressure and P 12, the internal pressure value P 13 of the battery case 13 after the pressure correction,
P 13 = (P 10 + P 11 ) −P 12 (1)
Can be represented.

例えば、基準大気圧P12を1気圧とし、外気圧P10が0.8気圧の高地で計測した電池収容ケース13の内圧値P11が2気圧であったとすれば、(1)式より
13=(0.8+2)−1=1.8気圧
となる。
For example, the reference atmospheric pressure P 12 and 1 atm, if the internal pressure value P 11 of the battery case 13 to the outside air pressure P 10 is measured at highlands 0.8 atm was 2 atm P from (1) 13 = (0.8 + 2) -1 = 1.8 atm.

外気圧P10が1気圧の平地で計測した電池収容ケース13の内圧値P11が1.8気圧であったとすれば、(1)式により
13=(1+1.8)−1=1.8気圧
となる。
If the internal pressure value P 11 of the battery case 13 to the outside air pressure P 10 is measured by the level ground 1 atm was 1.8 atm, P 13 = (1 + 1.8 ) -1 = 1 by (1). 8 atm.

上述の構成によれば、外気圧の変動にかかわらず、電池収容ケース13の内圧値を正確に検知することができる。これにより、電池異常以外の要因で圧力上昇した場合に、電池ECU72から異常信号が出力されるのを防止できる。   According to the above-described configuration, the internal pressure value of the battery housing case 13 can be accurately detected regardless of fluctuations in the external air pressure. Thereby, when the pressure rises due to a factor other than battery abnormality, it is possible to prevent the abnormality signal from being output from the battery ECU 72.

上述の構成では電池収容ケース13の内部を非圧縮性の液体23で満たしたが、僅かに空気層を設けるように非圧縮性の液体23を充填してもよい。ただし、熱膨張時の電池収容ケース13の内圧値Pが、電池異常時の電池収容ケースの内圧値Pよりも高くならないように、空気層の体積を設定しなければならない。 In the above-described configuration, the inside of the battery housing case 13 is filled with the incompressible liquid 23. However, the incompressible liquid 23 may be filled so as to provide a slight air layer. However, the internal pressure value P 2 of the battery case 13 at the time of thermal expansion, so as not higher than the internal pressure value P 1 of the battery case at the time of battery abnormality, it is necessary to set the volume of the air layer.

蓄電装置の断面図である。It is sectional drawing of an electrical storage apparatus. 円筒型電池の断面図である。It is sectional drawing of a cylindrical battery. 電池保護部の回路構成を示すブロック図であり、圧力センサ部の内部構造を示している。It is a block diagram which shows the circuit structure of a battery protection part, and has shown the internal structure of the pressure sensor part. 異常検知システムの動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the abnormality detection system. 圧力センサ部の変形例を図示したブロック図である。It is the block diagram which illustrated the modification of the pressure sensor part.

符号の説明Explanation of symbols

12 組電池(電源体)
13 電池収容ケース(密閉容器)
23 非圧縮性の液体
41 圧力センサ部(取得部)
42 電池ECU(コントローラ)
12 battery pack (power supply)
13 Battery storage case (sealed container)
23 Incompressible liquid 41 Pressure sensor part (acquisition part)
42 Battery ECU (controller)

Claims (13)

車両に搭載される電源体と、
この電源体を収容する密閉容器と、
前記密閉容器に収容される非圧縮性の液体と、
前記密閉容器の内圧に関するパラメータ値を取得するための取得部と、
前記パラメータ値が所定値になると異常信号を出力するコントローラと、
を有することを特徴とする電源体の異常検知システム。
A power supply mounted on the vehicle;
A sealed container for housing the power supply body;
An incompressible liquid contained in the sealed container;
An acquisition unit for acquiring a parameter value related to the internal pressure of the sealed container;
A controller that outputs an abnormal signal when the parameter value reaches a predetermined value;
An abnormality detection system for a power supply unit comprising:
前記パラメータ値は、前記密閉容器の内圧値の変化率であることを特徴とする請求項1に記載の電源体の異常検知システム。   The power supply unit abnormality detection system according to claim 1, wherein the parameter value is a change rate of an internal pressure value of the sealed container. 前記所定値は、前記電源体の正常な状態において前記非圧縮性の液体が熱膨張したときの前記密閉容器の内圧値の変化率よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の電源体の異常検知システム。   The power supply body according to claim 2, wherein the predetermined value is higher than a rate of change of an internal pressure value of the sealed container when the incompressible liquid is thermally expanded in a normal state of the power supply body. Anomaly detection system. 前記パラメータ値は、前記密閉容器の内圧値であることを特徴とする請求項1に記載の電源体の異常検知システム。   The system according to claim 1, wherein the parameter value is an internal pressure value of the sealed container. 前記所定値は、前記電源体の正常な状態において前記非圧縮性の液体が熱膨張したときの前記密閉容器の内圧値よりも高いことを特徴とする請求項4に記載の電源体の異常検知システム。   The abnormality detection of the power supply unit according to claim 4, wherein the predetermined value is higher than an internal pressure value of the sealed container when the incompressible liquid is thermally expanded in a normal state of the power supply unit. system. 前記取得部は、前記密閉容器の内部に配置され、前記非圧縮性の液体に対して隔離された空間を有するタンクと、前記タンク内外の圧力差に応じた信号を出力する出力部とを有することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システム。   The acquisition unit includes a tank that is disposed inside the sealed container and has a space isolated from the incompressible liquid, and an output unit that outputs a signal corresponding to a pressure difference between the inside and the outside of the tank. The abnormality detection system for a power supply body according to any one of claims 1 to 5. 前記非圧縮性の液体は、前記電源体を冷却する冷却媒体を兼ねることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システム。   The power supply body abnormality detection system according to claim 1, wherein the incompressible liquid also serves as a cooling medium for cooling the power supply body. 前記冷却媒体は、油であることを特徴とする請求項7に記載の電源体の異常検知システム。   The power supply body abnormality detection system according to claim 7, wherein the cooling medium is oil. 前記コントローラから出力された異常信号に基づき、前記電源体の電流を遮断する保護部を有することを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システム。   The power supply unit abnormality detection system according to any one of claims 1 to 8, further comprising a protection unit that cuts off a current of the power supply unit based on an abnormality signal output from the controller. 前記コントローラから出力された異常信号に基づき、前記電源体の異常を報知する報知部を有することを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システム。   The power supply unit abnormality detection system according to any one of claims 1 to 9, further comprising a notification unit configured to notify an abnormality of the power supply unit based on an abnormality signal output from the controller. 前記電源体は、複数の電源素子を直列に接続した電源素子群からなることを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システム。   The power supply unit abnormality detection system according to claim 1, wherein the power supply unit includes a power supply element group in which a plurality of power supply elements are connected in series. 各前記電源素子は、発電要素と、前記発電要素を収容するケースとを含み、前記ケースには、前記ケース内で発生したガスを外部に排出するための弁が形成されていることを特徴とする請求項11に記載の電源体の異常検知システム。   Each of the power supply elements includes a power generation element and a case for housing the power generation element, and the case is formed with a valve for discharging gas generated in the case to the outside. The abnormality detection system for a power supply body according to claim 11. 請求項1乃至12のうちいずれか一つに記載の電源体の異常検知システムを搭載した車両。





A vehicle equipped with the abnormality detection system for a power source body according to any one of claims 1 to 12.





JP2008210025A 2008-08-18 2008-08-18 Fault detecting system for power supply, and vehicle Pending JP2010045001A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008210025A JP2010045001A (en) 2008-08-18 2008-08-18 Fault detecting system for power supply, and vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008210025A JP2010045001A (en) 2008-08-18 2008-08-18 Fault detecting system for power supply, and vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010045001A true JP2010045001A (en) 2010-02-25

Family

ID=42016225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008210025A Pending JP2010045001A (en) 2008-08-18 2008-08-18 Fault detecting system for power supply, and vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010045001A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013125701A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Toyota Motor Corp Battery charge and discharge control device
WO2014013981A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 株式会社 東芝 Battery pack
WO2014128909A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 株式会社 日立製作所 Secondary battery and secondary battery module
WO2019101632A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Robert Bosch Gmbh Energy storage apparatus and method of using the same
JP2019200889A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 トヨタ自動車株式会社 Battery system
WO2020116089A1 (en) * 2018-12-04 2020-06-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery pack and power supply system
JP2020198738A (en) * 2019-06-04 2020-12-10 株式会社Subaru Battery gas discharge device
KR20220068472A (en) 2020-11-19 2022-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 System for measuring internal pressure of battery cell and method for measuring internal pressure of battery cell using the same
CN115569320A (en) * 2021-06-21 2023-01-06 宇通客车股份有限公司 Vehicle, battery fireproof device thereof and control method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013125701A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Toyota Motor Corp Battery charge and discharge control device
WO2014013981A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 株式会社 東芝 Battery pack
JP2014022151A (en) * 2012-07-17 2014-02-03 Toshiba Corp Battery pack
WO2014128909A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 株式会社 日立製作所 Secondary battery and secondary battery module
CN111226331A (en) * 2017-11-22 2020-06-02 罗伯特·博世有限公司 Energy storage device and method of using an energy storage device
US11621130B2 (en) 2017-11-22 2023-04-04 Gs Yuasa International Ltd. Energy storage apparatus and method of using the same
WO2019101632A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-31 Robert Bosch Gmbh Energy storage apparatus and method of using the same
CN111226331B (en) * 2017-11-22 2024-06-04 株式会社杰士汤浅国际 Energy storage device and method of using the same
JP2019200889A (en) * 2018-05-15 2019-11-21 トヨタ自動車株式会社 Battery system
WO2020116089A1 (en) * 2018-12-04 2020-06-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery pack and power supply system
CN113169388A (en) * 2018-12-04 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 Battery pack and power supply system
JPWO2020116089A1 (en) * 2018-12-04 2021-10-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery pack, power system
JP7382586B2 (en) 2018-12-04 2023-11-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 power system
JP2020198738A (en) * 2019-06-04 2020-12-10 株式会社Subaru Battery gas discharge device
JP7339778B2 (en) 2019-06-04 2023-09-06 株式会社Subaru battery gas release device
KR20220068472A (en) 2020-11-19 2022-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 System for measuring internal pressure of battery cell and method for measuring internal pressure of battery cell using the same
CN115569320B (en) * 2021-06-21 2023-11-03 宇通客车股份有限公司 Vehicle and battery fireproof device and control method thereof
CN115569320A (en) * 2021-06-21 2023-01-06 宇通客车股份有限公司 Vehicle, battery fireproof device thereof and control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010045001A (en) Fault detecting system for power supply, and vehicle
KR101950463B1 (en) Battery Module Having Prove for Sensing Expansion of Battery Cell
KR101310733B1 (en) Apparatus and method for managing battery pack
JP2009289668A (en) Power storage device and vehicle
EP2672548B1 (en) Battery pack having improved safety
US8053098B2 (en) Power storage unit that effectively controls pressure and vehicle
US20150207133A1 (en) Battery having a thermal switch
US20130196191A1 (en) Sealed battery
JP2008234903A (en) Battery and battery system
JP4154888B2 (en) Battery module and vehicle equipped with battery module
JP6003655B2 (en) Secondary battery
JP2003189415A (en) Electric automobile
US9196920B2 (en) Electrochemical cell having a safety device
JP2012074198A (en) Power supply device
US8227101B2 (en) Power storage unit with coolant resistivity detector
JP4438831B2 (en) Power storage device and vehicle
JP2010257692A (en) Battery system
JP5594079B2 (en) Monitoring device for current interruption mechanism
KR20220049142A (en) Apparatus of detecting thermal runaway for electric vehicle
CN217934160U (en) Safety protection assembly, battery monomer, battery and power consumption device
JP2005322471A (en) Detection device for detecting defect state of battery safety valve, and battery and assembled battery having detection device
US20130209845A1 (en) Electrochemical cell having at least one pressure relief means
JP2014235943A (en) Secondary battery
CN102769119A (en) Active fusing battery
US8993139B2 (en) Sealed secondary battery