JP2015119626A - バッテリーパック損傷を検出するための方法および装置 - Google Patents

バッテリーパック損傷を検出するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】道路デブリまたは他の障害物の一片との衝突によって、車両に取り付けられたバッテリーパックがいつ損傷したかを検出するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】バッテリーパック１０１の中の複数のバッテリー２０５の下面と下側バッテリーパック筐体パネル２０３との間に配置された複数の冷却導管２０７は、物体が下側バッテリーパック筐体パネルにぶつかった際に、変形して衝突エネルギーを吸収するように構成される。複数の冷却導管が変形すると、冷却剤の流れ／圧力に、導管の複数の冷却剤チャネル２０９に統合された１又は複数のセンサーによって検出可能な変化が生じ、センサー監視サブシステムに結合されたシステムコントローラは、冷却導管の変形が検出されると、様々な応答におけるいずれの応答をする。【選択図】図２

Description

本発明は、一般的にバッテリーパックに関する。より具体的には、車両に取り付けられたバッテリーパックの損傷を検出するシステムに関する。
漸増する燃料価格および地球温暖化がもたらす恐ろしい結果の両方に駆り立てられた消費者の要求に応えて、自動車産業は、超低排出・高効率の車の必要性を、ゆっくりと受け入れ始めている。業界のある者は、より効率的な内燃エンジンを設計することでこれらの目的を達成しようと試み、他のある者はハイブリッド式または全電気式の動力伝達装置を車両ラインナップに組み込んでいる。しかしながら、消費者の期待を満たすためには、自動車産業は、より環境に優しい動力伝達装置を単に達成するだけでなく、性能、航続距離、信頼性、安全性およびコストを妥当なレベルに維持しつつ、これを達成しなければならない。
近年、ラップトップコンピュータに含まれた、または車両で利用された、再充電可能なバッテリーパックでいくつかの発火事故があった。その結果、ハイブリッド式の車両および全電気式の車両の両方に関する消費者の信頼感に影響を与える主要な問題の１つが、バッテリーパックの発火のリスクである。
再充電可能なバッテリーは比較的不安定な傾向にあり熱暴走を起こしやすく、それは回収できる熱よりも多くの熱を発生する程度にまで、バッテリーの内部反応率が増大した場合に生じる。もし反応率および熱生成が衰えないと、ついには、生成された熱は、バッテリーおよびバッテリーに近接する材料を発火させるのに十分なほど膨大となる。熱暴走は典型的にはバッテリー短絡または製造欠陥の結果であるが、事故の最中や、道路デブリがバッテリーパックをへこませるかまたは穴をあける際に生じうる損傷もまた、熱暴走事象をもたらしうる。
バッテリーパックの発火のリスクに起因して、ハイブリッドおよび電気車両（ＥＶ）の製造業者は、道路デブリや車両衝突によって生じ得る、見込まれる損傷からバッテリーパックをシールドするための様々な技術を利用している。例えばハイブリッド車等の比較的小さなバッテリーパックを用いる車両では、リアトランクの中、リアシートの後、フロントシートの下、または、比較的良く保護がなされる別の位置に配置することにより、パックが保護されうる。大きなバッテリーパックを利用する車両は、典型的には、パックを車の下に搭載せざるを得ない。そのようなパックを保護するために、米国特許公報８，２８６，７４３および８，３９３，４２７に開示されているように、弾道シールドが路面とパックの底部の間に置かれてよい。
従来技術では、車における比較的保護される領域にバッテリーパックを配置するため、或いは、潜在的な損害からバッテリーパックをシールドするために使用できる様々な搭載技術を教示してはいるが、熱暴走事象に伴って生じる結果の重大性を考えると、そうした事象の影響を最小化する技術が所望される。本発明は、見込まれるバッテリーパックの損傷を監視するために使用することのできる検出システムを提供し、これにより、損傷を受けたバッテリーパックが破局的なバッテリーパック事象へつながる可能性を減らすことに役立つ。
本発明は、電気車両に取り付けられたバッテリーパックの露出した領域が、道路デブリやその他の物体との衝突によっていつ損傷を受けたのかを検出するために使用される装置および方法を提供する。１つの態様では、システムは、バッテリーパックの中の複数のバッテリーの下面と、下側バッテリーパック筐体パネルの上面との間に置かれた複数の変形可能な冷却導管を利用する。複数の導管と下側筐体パネルの間に断熱材が置かれてよい。熱伝導材の層が、複数の変形可能な冷却導管のそれぞれに接触して配置されてよく、例えば、複数の冷却導管と断熱材の間に置かれて複数の冷却導管のそれぞれの下面に接触してよい。複数の冷却導管は、冷却剤を含んだ１または複数の冷却剤チャネルを有しており、物体が下側バッテリーパック筐体パネルの下面に当たった場合に、変形して衝突エネルギーを吸収するように構成される。複数の変形可能な冷却導管に組み込まれた１または複数のセンサーは、冷却剤の流速または圧力等の冷却剤特性を監視する。監視された特性が予めセットされた値域内に入っている限り、センサー監視サブシステムは、第１信号を出力する。例えば複数の冷却導管の変形に起因して、監視された特性が予めセットされた値域を外れた場合は常に、センサー監視サブシステムは第２信号を出力する。センサー監視サブシステムに結合されたシステムコントローラは、監視サブシステムから第２信号を受信することに応じて、応答を行うように構成されてよい。システムコントローラの応答としては、（ｉ）警告インジケータ（例えば可聴式または可視式の警告インジケータ）をアクティブ化すること、（ｉｉ）複数の変形可能な冷却導管の少なくとも一部を通る冷却剤流を修正すること（即ち、冷却剤流を変動させる、または終端させる）、（ｉｉｉ）複数のバッテリーの少なくとも一部に加えられた電気負荷を修正すること、（ｉｖ）ファイヤー制御システムをアクティブ化すること（例えば、防火剤をバッテリーパック筐体の少なくとも一部へリリースすること）、（ｖ）オンボード・イベント記録システムでイベントログエントリーを記録すること、（ｖｉ）イベント報告システムおよびオンボード・コミュニケーションシステムを使用してイベント報告を送信すること、の１または複数を含んでよい。
別の態様では（ｉ）複数の変形可能な冷却導管を、複数のバッテリーのそれぞれの下面と、下側バッテリーパック筐体パネルの上面との間に置く段階であって、冷却剤を含む少なくとも１つの冷却チャネルが複数の変形可能な冷却導管のそれぞれに統合されること（ｉｉ）複数の変形可能な冷却導管に、冷却剤特性（冷却剤の流速または圧力等）を監視する少なくとも１つのセンサー（例えば、流速センサー、圧力センサー）を組み込む段階、（ｉｉｉ）少なくとも１つのセンサーを監視する段階、（ｉｖ）少なくとも１つのセンサーによって監視された特性が予めセットされた値域以内である場合に、第１制御信号をシステムコントローラへ出力する段階、（ｖ）少なくとも１つのセンサーによって監視された特性が予めセットされた値域外である場合に、第２制御信号を前記システムコントローラへ出力する段階を、方法が備えており、物体が下側バッテリーパック筐体パネルの下面に当たったことによる複数の変形可能な冷却導管の一部分の変形が、少なくとも１つのセンサーによって監視された特性を、予めセットされた値域から外させる原因となる。方法は、（ｉ）システムコントローラが第２制御信号を受信する場合に、オンボード警告インジケータをアクティブ化する段階、（ｉｉ）システムコントローラが第２制御信号を受信した場合に、複数の変形可能な冷却導管の少なくとも一部を通る冷却剤流を修正する段階、（ｉｉｉ）システムコントローラが第２制御信号を受信した場合に、ファイヤー制御システムをアクティブ化する段階、（ｉｖ）システムコントローラが第２制御信号を受信した場合に、複数のバッテリーの少なくとも一部に加えられた電気負荷を修正する段階、（ｖ）システムコントローラが第２制御信号を受信した場合に、オンボード記録システムを使用してイベントログエントリーを記録する段階、（ｖｉ）システムコントローラが第２制御信号を受信した場合に、オンボード・コミュニケーションシステムを使用して、イベント報告を送信する段階、の１または複数をさらに備えてよい。
明細書と図面の残りの部分を参照することにより、本発明の本質と利点のさらなる理解が実現されてよい。
バッテリーパックおよび、バッテリーパックが取り付けられるべき車両シャシーの斜視図を提供する。
図１に示されたバッテリーパックの一部分の断面図を提供する。
本発明のバッテリーパックの変形可能な複数の冷却導管と共に使用するのに適した、例示的な冷却システムを示す。
本発明のバッテリーパックの変形可能な複数の冷却導管と共に使用するのに適した、他の例示的な冷却システムを示す。
バッテリーパック中の異なる冷却剤導管構成とともに図３に示された例示的な冷却システムを示す。
物体がバッテリーパック筐体の底部に当たった後の、図２に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
複数の冷却導管とバッテリーパック筐体の間にエアギャップを含めた、図２に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
複数の冷却導管とバッテリーパック筐体の間に配置された断熱材料の層を含めた、図２に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
複数の冷却導管の複数の下面に接触する熱伝導材のシートを含めた、図７に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
複数の冷却導管の複数の下面に接触する熱伝導材のシートを含めた、図８に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
変形可能な複数の冷却導管のための代わりの構成と共に、図７に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
変形可能な複数の冷却導管のための代わりの構成と共に、図７に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
変形可能な複数の冷却導管のための代わりの構成と共に、図７に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
下部に横たわる弾道シールドの追加と共に、図１３に示されたバッテリーパック部分の断面図を提供する。
複数の冷却剤吸入および排出マニホールドの間に平行に配置された複数の冷却導管を利用するバッテリーパックまたはバッテリーパックモジュールにおいて、流れセンサー及び／又は圧力センサーの様々な配置を示す。
マルチ式の冷却ループを利用するバッテリーパックまたはバッテリーパックモジュールにおける、流れ及び／又は圧力センサーの様々な配置を示す。
単一の冷却ループを利用するバッテリーパックまたはバッテリーパックモジュールにおける、流れ及び／又は圧力センサーの様々な配置を示す。
本発明のバッテリーパック冷却導管変形監視システムと共に使用する例示的な制御システムのブロック図を提供する。
以下の文章では、「バッテリー」、「セル」、「バッテリーセル」という用語は互換的に使用されてよく、様々な異なるバッテリー構成および化学組成のいずれを指してもよい。典型的なバッテリーの化学組成は、リチウム・イオン、リチウム・イオン重合体、ニッケル金属水素、ニッケル・カドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛および銀亜鉛を含むが、これに限定されるものではない。「バッテリーパック」および「バッテリーパック筐体」という用語は互換的に使用されてよく、所望される電圧および容量を達成するために電気的に相互接続された１または複数のバッテリーを含んだ筐体を指してもよい。本明細書で使用される「電気車両」という用語は全電気式の車両を指してよく、またＥＶやプラグインハイブリッド車として、或いはまたＰＨＥＶまたはハイブリッド車として、あるいはまたＨＥＶとして参照されてよく、ハイブリッド車とは電気駆動システムを含んだ複数の推進力源を利用するものである。
図１は、車両シャシー１０３の下に取り付けられるように構成されたバッテリーパック１０１の斜視図を提供する。本発明は、特定のバッテリーパック取り付けスキーム、バッテリーパックサイズまたはバッテリーパック構成に限定されるものでないことが理解されるべきである。
図２は、バッテリーパック１０１の一部分の断面図を提供する。明瞭にする目的で、バッテリーの相互接続およびバッテリーの取り付けは、この図には含まれていない。図２では、上側パック筐体パネル２０１の一部分、下側パック筐体パネル２０３の一部分、および複数のバッテリー２０５が見えている。この図では、筐体のサイドパネルは示されていないことに注意されたい。バッテリー２０５は好適には円筒型バッテリーであって、例えば１８６５０のフォームファクターを利用する複数のバッテリーであり、シリンダーの軸（即ち、円筒軸）が下側筐体パネル２０３および道路の表面の両者に対して実質的に垂直となるようにバッテリーパックの中に配置される。円筒型バッテリー２０５および下側パネル２０３のそれぞれのベース部分に間には、複数の変形可能な冷却導管２０７が置かれ、液体冷却剤、即ち熱移動媒質が、これらの導管を通して圧送される。図示されるように、好ましい実施形態では、複数の冷却導管２０７が下側パネル２０３に合わせて配列され、これによって冷却剤が複数のチャネル２０９の中を複数の円筒型バッテリーの複数の軸と実質的に垂直な方向へ流れる。複数の導管２０７の中の冷却剤の流れを制御すること、及び／又は、冷却剤から別の温度制御システムへの熱移動を制御することにより、複数のセルが好ましい動作範囲に維持されるように、複数のセル２０５の温度が制御されてよい。
図３および図４は、複数の冷却導管２０７に結合されうる複数の例示的な冷却システムを示す。図３に示されたシステム３００において、ポンプ３０３を使用して、複数の導管２０７の中の冷却剤がラジエータ３０１を通って圧送される。車が安定している場合に、冷却を確実に行う目的で、空気をラジエータ３０１に通すべく送風機３０５が使用されてよい。図４に示されたシステム４００において、複数の導管２０７の中の冷却剤は、熱交換器４０３を経由して熱管理システム４０１に結合される。好適には、熱管理システム４０１は、冷却システムであって、冷却ライン４０７における低温蒸気を圧縮して高温蒸気とするコンプレッサー４０５と、捕えた熱の一部を放散する凝縮器４０９とを有する。凝縮器４０９を通った後、冷媒は蒸気から液体へと相変化し、行き渡った圧力での飽和温度よりも低い温度で液体のままとなる。そして、冷媒は、凝縮された冷媒から水分を取り除くドライヤー４１１を通過する。ドライヤー４１１の後ろで、冷却ライン４０７は、熱交換器４０３への冷媒の流速を制御する熱膨張バルブ４１３を経由して、熱交換器４０３へ結合される。加えて、図示されたシステムでは、システムの効率を向上させるために、送風機４１５が凝縮器４０９と併せて使用される。バッテリーパック冷却剤導管２０７は、他の冷却／熱管理システムに結合されてもよく、図３および図４に示された複数の冷却システムは、本発明の複数の導管と共に使用するための一般的な構成を例示することを意図されているに過ぎないことが理解されるべきである。加えて、図３および図４に示された複数の冷却導管２０７の形状は、１つの可能性のある構成を例示することを意図されているに過ぎない。例えば図５は、バッテリーパック１０１の中に異なる導管構成を有した図３の冷却システムを示しており、複数の冷却剤マニホールドを利用している。本発明はまた、以前に説明し図示したように、複数のバッテリー２０５と下側筐体パネル２０３との間に複数の導管が配置されることを仮定して、他の構成を使用してもよい。
冷却導管２０７は、３重の目的を果たす。第１に、車両およびバッテリーパックが通常に動作している最中には、導管２０７の中の冷却剤は、バッテリー２０５から熱を奪い取り、これによりバッテリーの温度が好ましい動作範囲内に維持される。第２に、車両の下から道路デブリ等の物体がパック１０１の底部パネル２０３に当たるという正常ではないイベントの最中に、導管が変形することを通じてエネルギーを吸収することにより、導管２０７は、パックへの破局的な損傷を防止するのに役立つ。第３に、以下において詳細を説明するように、複数の導管２０７の中に圧力または流れセンサーを組み込むことによって、物体が底部パネル２０３にあたり冷却導管を変形させた場合に、冷却剤の圧力変化または流速変化が、潜在的にバッテリーパックを危険にさらし、かつ同封された複数のバッテリーの中で熱暴走事象の始動を引き起こすのに十分な力でバッテリーパックがぶつけられた、という早期警告を提供する。
図６に示されるように、車両の下の物体（道路デブリ等）が方向６０１へと上向きに押しつけられると、この物体は底部筐体パネル２０３および、ぶつかった区域内における複数の導管２０７の該当する部分を変形させる。ぶつかった領域内における下側パネル２０３と導管とが変形するので、エネルギーが吸収される。このプロセスを通じて、十分なエネルギーが吸収された場合には、ぶつかった領域内における複数のバッテリー２０５への損傷は大幅に限定され、これにより熱暴走事象が潜在的に避けられる。好適には、導管２０７は、ポリエチレンまたは、亀裂や破壊をせずに極度に変形することのできる類似の材料から製造される。好ましくは電気的に非導電の冷却剤を選択することにより、もし変形時に導管２０７に亀裂が生じまたは破壊されたとしても、排出された冷却剤がバッテリーパックの中で短絡を引き起こさないであろう。加えて、冷却導管の変形が冷却剤流の変化を引き起こし、今度はそのことが導管内の圧力の変化を引き起こす。そこで、冷却剤導管の中に複数のセンサーを組み込み、冷却剤の流れ及び／又は圧力を監視することにより、図示したように物体がバッテリーパックの底部とぶつかった区域内の導管とを変形させた場合には常に、ほぼ直ちにそのイベントの指標が検出され、これにより、制御システムは以下に詳細を説明するように、適切な動作を取ることが可能となる。
冷却導管の構成、冷却システムの熱効率、冷却導管により提供される保護の度合いは、個別の車両、およびそのバッテリーパック冷却システムに対する設計要求を満たすように、本発明の詳細から逸脱することなく調整可能であることが理解されるべきである。本発明と共に使用するのに適した様々な代替となる冷却構成が、同時係属中であって、かつ、出願人が共通している、２０１３年１１月１９日に出願された米国特許出願番号１４／０８３、４７６、および２０１３年１２月１８日に出願された米国特許出願１４／１３２、１７９に例示されており、いずれかのおよび全ての目的で、本明細書に組み込まれる。例えば、大部分の明細書では、冷却導管２０７は熱伝導材から製造され、従って、バッテリー２０５からバッテリー熱管理システムへの、効率的な熱移動を確実にしている。しかしながら、本願発明者は、冷却導管２０７とバッテリーパック筐体パネル２０３との間の熱移動は一般的に制限した方が望ましいことに気付いたため、好適な実施形態では、１または複数の断熱材の層が、導管とバッテリーパック筐体との間に加えられている。例えば、図７に示された構成では、２つの構造体の間の熱移動が、冷却導管２０７とバッテリーパック筐体パネル２０３との間にエアギャップ７０１を配置することによって、制限される。当該構成では、複数のスタンドオフ７０３が、バッテリーパックの構造の機械的強度を確実にし、その一方で、なお、熱移動を許容レベルにまで制限するために十分なエアギャップ７０１を維持している。好適には複数のスタンドオフ７０３は低熱伝導率の材料から製造され、例えば、１．０Ｗｍ−１Ｋ−１（２５℃）未満であり、より好適には、０．２Ｗｍ−１Ｋ−１（２５℃）未満である。複数のスタンドオフは、パネル２０３と一体であってよく、複数の導管２０７と一体であってもよく（例えば、複数の冷却導管２０７を製造するために使用されるのと同一の押出において押し出される）、あるいは、両者から独立していてもよい。エアギャップ７０１を使用して複数の導管を下側筐体パネルから分離することの恩恵、および複数のスタンドオフ７０３の個数を最小化することに対する恩恵は、物体がパネル２０３の下面に衝突した場合に、変形可能な冷却導管２０７にまで影響を及ぼすより前にパネルが変形することができ、これにより、バッテリー２０５の保護を高める、ということである。
図８に示された構成においては、エアギャップ７０１が断熱材料の層８０１に置換されており、層８０１は好適には、１．０Ｗｍ−１Ｋ−１（２５℃）未満であり、より好適には、０．２Ｗｍ−１Ｋ−１（２５℃）未満の熱伝導率を有する。１つの構成において、層８０１は、圧縮性材料から形成され、これにより導管２０７へ影響を及ぼすより前に、筐体パネルが変形する度合いを与える。
図９および図１０はそれぞれ、図７および図８に示された構成の変形を例示する。これらの構成では、アルミニウムシート等の熱伝導材料の層９０１が、複数の冷却導管２０７のそれぞれの下面と接触して配置される。層９０１は、複数の冷却導管の間で熱を移動させ、これにより、例えばあるバッテリーが周囲の複数のセルより高温で動作し始めた場合に、局所的な加熱、即ちホットスポット、を防止することに役立つ。図９に示された構成では層９０１は、エアギャップ７０１によって筐体パネル２０３から熱的に隔離され、その一方で図１０に示された構成では、シート９０１は、低熱伝導率シート８０１によって筐体パネル２０３から熱的に隔離される。
複数の冷却導管とバッテリーパック筐体との間に１または複数の、断熱材料及び／又は熱伝導材の層を追加することにより、バッテリーパックの熱的特性を変動させることに加えて、冷却導管の構成もまた、個別の車両に対する設計要求を満たすように調整されうることが理解されるべきである。例えば、図１１に示されるように、複数の導管の深さを増大し、これにより下側筐体パネル２０３と複数のバッテリー２０５との間の分離距離、即ちより広い導管変形区域が、提供される。より広い導管変形区域は、今度は、バッテリーパックの底部にぶつかる物体に、パネル２０３および複数の導管１１０１の両方を、複数のバッテリーが損傷する前に、より大きな程度で変形させることを可能とする。加えて、複数の導管１１０１の中の複数のチャネル１１０３の内径がより大きくなることに起因して、影響を受けた導管の中の冷却剤流が完全に止まる前に、より大きな程度の導管の変形が生じ得る。このアプローチによる追加の恩恵は、複数の導管１１０１の中のより大きな複数のチャネルが、より大きな冷却性能を提供する、ということである。
図１２は、各導管１２０３における複数のチャネル１２０１の個数を増加させ、各チャネルの形状を円筒に変更した、別の構成を示す。結果として、複数の導管の圧縮強度が増加し、より変形しにくい構造につながった。それと同時に、複数のチャネルのサイズおよび各バッテリー２０５に近接する複数のチャネルの個数を考慮すれば、変形事象の最中に（即ち物体との衝突）、全ての冷却剤がいずれかの特定のセルで終端してしまうということは起こりそうにない。
図１３は、複数の導管の中において、各導管１３０１の複数の角と各チャネル１３０３の複数の角の両方が丸められた、別の構成を示す。結果として、バッテリー構造と接触する広い導管表面領域が保たれ、その一方で、なお、変形中に破壊される可能性の低い導管が達成される。
以前に述べたように、車台の衝撃吸収帯は、個別の車両の設計に対して、具体的な要求を満たすように調整可能である。従って、例えば、車両の下の低い取り付け位置が原因でバッテリーパックがまさに露出する車両、あるいは、例えばスポーツ用多目的車（ＳＵＶ）において、バッテリーパックがより多くの道路デブリにぶつかりやすいような車両は、バッテリーパックの露出が少ないまたは道路デブリにぶつかりにくい車両よりも、より多くの保護を提供することができる。所望される特性を達成するために変更可能な衝撃吸収帯の特徴としては、１導管あたりのチャネルの個数、導管の幅と高さ、各チャネルの断面形状とサイズ、各導管の断面形状とサイズ、導管の壁の厚み（即ち、複数のチャネルを導管外壁から隔てている壁の厚み）、導管の材料、下側筐体パネルの厚み、及び、下側筐体パネルの材料、を含む。好適には、複数の変形可能な冷却導管は、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のプラスチックポリマーから作られる。所望に応じて、熱伝導を向上し、その一方では電気的に非導電の特性を維持するように、材料が処理されてよい。下側筐体パネルは、他の材料を使用しても良いが（例えば、断熱複合材料）、好適には、アルミニウムまたはスチール等の金属から製造されてよい。
少なくとも１つの実施形態において、図１４に示されているように、下側バッテリーパック筐体パネル２０３と路面（不図示）の間に取り付けられた弾道シールド１４０１を含ませることを通して、車台の衝撃吸収帯の性能が高められる。シールド１４０１は、道路デブリまたは他の物体からの衝突エネルギーのいくらかを、これらの物体がパネル２０３の外面にぶつかるより前に吸収する。さらには、好ましい実施形態に示されているように、シールド１４０１をパネル２０３から、いくらかの距離に配置することによって、シールド１４０１が、衝突の最中に下側筐体パネルへと動かされる可能性が低くなる。その結果、シールド１４０１は、パネル２０３に取り付けられ、接触しても良いが、好適には、パネル２０３から１から１５ｃｍの間だけ離される。所望であれば、シールド１４０１とパネル２０３との間の隙間は、バッテリーパックが衝突エネルギーを吸収する能力を高めるオープンセルまたはクローズドセルのスポンジまたは発泡物質等の圧縮性材料で満たされてよい。車両重量を小さくするために、好適には高密度プラスチック等の軽量材が使用されるが、シールド１４０１は、金属（アルミニウム等）から製造されてよい。
上記で説明したように、道路デブリまたは他の障害物がバッテリーパックの底部にパックの中の複数のバッテリーを潜在的に損傷するのに十分な力で当たる場合に、複数のバッテリーと下側パック筐体パネルとの間に配置された複数の冷却導管が変形し、これにより、衝突エネルギーのいくらかを吸収することによって、パックへの破局的な損傷を防止するのに役立つ。加えて、１または複数の冷却導管の変形は冷却剤流の減少を引き起こし、場合によっては、導管／冷却チャネルの変形量に応じて冷却剤流の完全な遮断を引き起こす。本発明によれば、１または複数の冷却剤チャネルにおける冷却剤流の減少及び／又は遮断が、１または複数の冷却剤チャネルに統合された流れセンサーまたは圧力センサーによって検出される。可能性が高いバッテリーパックの衝突が検出されると、システムは、衝突した運転手または他の当事者に警告し、あり得るバッテリー損傷の影響を軽減するという両者を行うために、様々なタスクの全てを実行するように構成されてよい。
冷却剤導管のセンサーの個数および位置は、少なくとも部分的には、複数の冷却導管の構成に依存する。例えば、図１５に示された実施形態において、複数の冷却導管１５０１は、冷却剤吸入マニホールド１５０３および冷却剤排出マニホールド１５０５に結合された各導管と並列に動作する。冷却システムが組み込まれたバッテリー筐体１５０７は、バッテリーパック全体または単一のバッテリーモジュールを有してよく、このバッテリーパックは多数のモジュールを使用し、各バッテリーパックモジュールは多数のバッテリーを含むことに注意されたい。明瞭性のために、筐体１５０７の中には、バッテリーは図示されていない。システム１５００は、冷却剤排出マニホールド１５０５へ統合された単一のセンサー１５０９を使用してよい。より好適には、システム１５００は、排出マニホールドに統合されたセンサーに加えて、冷却剤吸入マニホールド１５０３へ統合されたセンサー１５１１を有し、これにより、システムは、冷却導管の変形に起因する冷却剤の流れ／圧力における変化と、冷却剤ポンプや冷却剤制御バルブの機能不良等の他の要因による変化とを容易に区別することができる。少なくとも１つの実施形態では、センサー１５０９および１５１１に加えて、１または複数のセンサー１５１３が、個々の冷却導管へと組み込まれ、複数のセンサー１５１３により衝突の位置が推定される。加えて、十分な個数のセンサー１５１３を有することにより、影響を受けた導管の個数に注目することで、衝突の重大性を推定できる。好適には、複数のセンサー１５１３は、対応する導管と排出マニホールドの接合点の近くに設置される。複数の並列の冷却導管が使用される少なくとも１つの実施形態において、図示されるように、センサー１５１３は、複数の導管のいくつかというよりはむしろ複数の導管のそれぞれの中に設置される。多数のセンサー１５１３を有し、特に冷却導管毎にセンサーを組み込んだ複数の実施形態にでは、入口および排出マニホールドを監視する必要は無い。多数のセンサー１５１３の使用は、複数のセンサー１５０９および１５１１を設けた複数のマニホールドを単に監視することよりも、流れ及び／又は圧力の変化に対してより敏感であるが、その一方で、場合によっては、センサーの個数の多さ、およびそれらのセンサーを支援するのに必要な対応するシステムの複雑性の両方に起因して、このアプローチは非常にコストがかかる。本図では、図示された複数のセンサーは、監視サブシステム１５１５に結合されていることに注意されたい。サブシステム１５１５は、別個のシステムであってもよく、好ましくは制御システムへ組み込まれても良い。
図１６は、別の一般的な冷却導管の構成を示しており、バッテリーパックの中で、あるいはバッテリーパックに統合された各バッテリーパックモジュールの中で、複数の冷却導管１６０１が、１または複数のループを形成する。個別の冷却ループは、マニホールドまたは他の手段を使用して、一緒に結合されてよい。例示的なシステム１６００では、４つの冷却ループが図示され、冷却剤吸入マニホールド１５０３および冷却剤排出マニホールド１５０５に結合される。複数のセンサーは、排出マニホールドだけに統合されてよく、あるいは、吸入および排出マニホールドの両者に統合されてよいが、先に述べたように、マニホールドに統合された複数のセンサーは、物体が底部バッテリーパック筐体パネルに衝突した場合に、個々の冷却導管の変形に起因する、冷却剤の流れ及び／又は圧力の微小な変動を監視するほどには敏感ではない。従って、好ましい実施形態では、図１６に示されるように、少なくとも１つのセンサー１６０３が各冷却剤ループ１６０１の中に統合される。好適には、導管の変形によって生じる流れおよび圧力の変化に対するセンサー感度を最大にするために、各センサー１６０３が、対応する冷却剤ループと排出マニホールド１６０５との接合点の近くに設置される。
図１７は、別の一般的な冷却導管の構成を例示しており、バッテリーパック筐体の中に単一の冷却ループ１７０１がインストールされ、筐体１５０７はパック全体を有してよく、あるいは、より大きなバッテリーパックの中に統合するために設計された単一のバッテリーパックモジュールを例示することができる。少なくとも１つの、そして好適には、複数のセンサー１７０３が、単一の冷却ループを形成する導管１７０１に組み込まれ、複数のセンサー１７０３は、当該導管の中の冷却剤の流れ及び／又は圧力の変動を監視する。好適には、複数のセンサー１７０３は、図示されるように、冷却ループの至る所に組み込まれる。
図１８は、本発明のバッテリーパック損傷モニタリング（監視）システムと共に使用する例示的な制御システムのブロック図を示す。この例示的な実施形態では、バッテリーパック１８０１は、４つのバッテリーモジュール１８０３を有する。各モジュール１８０３は、複数のバッテリー１８０５を含み、バッテリーパック１８０１が取り付けられる車両に対して所望される電力レベルを提供すべく相互接続される。明瞭性を目的として、バッテリーの相互接続およびバッテリーの組み込みは本図には含まれておらず、ごくわずかなバッテリー１８０５が、複数のバッテリーモジュール１８０３の１つの中に示されている。冷却導管１８０７が、各バッテリー１８０５の底面と下側バッテリーパック筐体パネルとの間に置かれる。本発明の制御システムは上述した他の複数の構成にも同様に適用可能であるが、本実施形態では、各バッテリーモジュール１８０３は、単一の冷却ループを有する。
図１８に示された実施形態では、個別の冷却ループの中の冷却剤の流れ及び／又は圧力が、３つのセンサー１８０９によってモニタ（監視）される。各センサー１８０９からの出力信号は、サブシステム１８１１を使用して監視され、その次には、このサブシステムがコントローラ１８１３によって監視される。所望であれば、サブシステム１８１１の機能は、コントローラ１８１３に統合されてよい。システムコントローラ１８１３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１８１５およびメモリ１８１７を有する。メモリ１８１７は、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ソリッドステートディスクドライブ、ハードディスクドライブ、または、その他のいかなるメモリ・タイプから成ってよく、または複数のメモリ・タイプの組合せから成ってもよい。
好適には、複数のセンサー１８０９の１つが、冷却剤導管１８０７の中の冷却剤の流れまたは圧力の変化を信号で伝えると、コントローラ１８１３は、メモリ１８１７に格納された、許容される複数の流れ／複数の圧力の範囲と、現在の流れ／圧力とを比較する。流速または圧力が許容される範囲以内である場合には、コントローラ１８１３は、この変化を、期待したイベントではないもの（非イベント）として扱う。いくつかの実施形態において、複数の状況で動作する現在の冷却システムに応じて許容される複数の流れ／複数の圧力の範囲を変更するようにシステムが構成される。例えば、バッテリーパックが所望よりも温かい温度で動作している場合に、冷却システムが複数の導管１８０７を通る冷却剤の流れを増加するように構成されてよく、これにより、複数のバッテリー１８０５からより多くの熱を回収する。この場合、許容される冷却剤流速及び／又は圧力の範囲は、バッテリーが温まって動作しておらずかつ冷却剤流が増加していなかった場合とは異なるであろう。
複数のセンサー１８０９により検出される冷却剤の流速または圧力の変化は、冷却導管１８０７の一部分を変形させるのに十分な力で障害物が下側バッテリーパック筐体パネルにぶつかったことを示しているかもしれないので、本発明の少なくとも１つの実施形態では、複数のセンサー１８０９の１つにおいて範囲外の測定値が検出されることに応じて、コントローラ１８１３が１または複数のタスクを実行するように構成される。あるいは、コントローラ１８１３は、現在の流速／圧力に基づいて、あるいは流速／圧力が変化する量に基づいて、潜在的な衝突の重大性を決定し、そして決定された重大性に基づいて１または複数のタスクを実行するように構成されてよい。例えば、許容される範囲以内ではないセンサー測定値を与える微小な変化があったら、単に警告インジケータをアクティブ化するだけとしてよい。これに対して冷却剤流が終端する等の大きな変化があったら、重大なイベントであると見なされ、コントローラ１８１３に、冷却システム、バッテリー負荷、その他を調節するように要求してよい。バッテリーパック損傷の検出に応じてコントローラ１８１３によって実行される可能な応答の詳細は、以下に示される。コントローラ１８１３は単一の応答または複数の応答を実行するようにプログラムされてよく、複数の応答を行う場合には、それらが順次にまたは平行して実行されてよいことが、理解されるべきである。
１または複数のセンサー１８０９によって検出され、監視された冷却剤の流れ及び／又は圧力に基づいてコントローラ１８１３によって決定されるバッテリーパックの衝突が検出されると、システムは、警告インジケータ１８１９をアクティブ化するように構成されてよい。好適には、コントローラ１８１３は、衝突の重大性に関わらず、即ち、複数のセンサー１８０９によってモニタ（監視）され、サブシステム１８１１またはコントローラ１８１３によって決定される冷却剤の流れ及び／又は圧力の変化に関わらず、警告インジケータ１８１９をアクティブ化するように構成される。警告インジケータ１８１９とは、車両の音響システムによって、または、専用の音響システムを通じて発せられる音であってよい。あるいは、または可聴音に加えて、警告インジケータ１８１９は、ダッシュボードまたは計器パネルに位置する可視インジケータを使用してよい。可視インジケータは、車両ユーザインタフェース１８２１に表示されてもよく、ユーザインタフェース１８２１は、また、音響システム、ナビゲーションシステム、客室ＨＶＡＣ（冷暖房空調）コントローラ、客室照明等の様々な車両システムにアクセスするべく、車両の乗客によって使用されてよい。
コントローラ１８１３は、複数の変形可能な冷却導管１８０７並びにバッテリーパックおよび対応する冷却システムの構成への損傷の重大性に応じて、バッテリーパック冷却システムに対して様々な調節のうちのいずれを行うように構成されてもよい。例えば、冷却導管の比較的微小な変形を表わす、冷却剤の流れ及び／又は圧力における比較的微小な変化が検出されると、コントローラ１８１３は、冷却システム１８２３を調整することによりバッテリーパックに与えられる冷却を増加するように構成されてよく、これにより、複数のバッテリー１８０５を所望される動作温度範囲に維持するのに役立つ。減少した冷却剤流を補償するために使用されうる典型的な冷却システムの調節には、（ｉ）冷却システムの制御バルブ１８２５を使用して冷却導管の影響を受けた部分を通る冷却剤流を増加させることにより、システムの冷却性能を増加させること、（ｉｉ）冷却システムの冷却剤ポンプ（例えば、冷却剤ポンプ３０３）を使用して冷却剤流を増加させることにより、システムの冷却性能を増加させること、（ｉｉｉ）システムの送風機（例えば、ファン３０５）のスピードをアクティブ化または増加させることにより熱回収を増加させること、あるいは（ｉｖ）システムの熱管理システム（例えば、システム４０１）を使用して熱回収を増加させること、が含まれる。複数の変形可能な冷却導管への損傷が、甚大なものであり、穴の開いたあるいは破壊された冷却導管があることを示す場合に、コントローラ１８１３は、複数の制御バルブ１８２５を使用して冷却導管の損傷部分を隔離するように構成されてよく、これにより、バッテリーパック及び／又は車両が冷却剤であふれることを防止すると共に、冷却剤の喪失を最小限にする。冷却剤の喪失を最小限にすることにより、影響を受けていない複数のバッテリーモジュールは、引き続き冷却されてよい。
複数の変形可能な冷却導管１８０７の中の冷却剤の流れ／圧力が変化することが証拠となって、バッテリーパックへの衝突を検出した後、コントローラ１８１３は、冷却剤流の変化によって潜在的に影響を受ける複数のバッテリーの電気負荷を変更するように構成されてよい。例えば、図１８に示すシステムにいて、４つのバッテリーモジュールの１つで衝突が検出されると、影響を受けたモジュールの中の複数のバッテリーの負荷が、負荷コントローラ１８２７を使用して変更される。好適には、コントローラ１８１３は、潜在的に影響を受ける複数のバッテリーに加わる負荷を低減するか、または、完全に取り除く。影響を受けた複数のバッテリーの負荷を低減または取り除くことは、バッテリーパック１８０１を利用する電気車両の性能に影響を与えることとなるが、負荷を低減または取り除くことで影響を受けたバッテリーが熱暴走へ入ることを防止してよい。影響を受けた複数のバッテリー／バッテリーモジュールに加わる負荷を低減または除去することは、また、もしそれら複数のバッテリーの幾つかが、バッテリーパックの衝突によって損傷を受けていた場合に発生したかもしれない、他の複数の電気システムコンポーネントへの損傷を、軽減することに役立つ。
いくつかの実施形態において、バッテリーパックの衝突が検出された場合、または、より好適には冷却剤流が大幅に低減されるかまたは完全に取り除かれるような重大なバッテリーパックの衝突が検出された場合に、システムコントローラ１８１３は、ファイヤー制御システム１８２９をアクティブ化するように構成されてよい。ファイヤー制御システム１８２９は、気体または液体いずれかの火炎抑制剤を利用してよく、熱暴走を受けているバッテリーパックにおける、影響を受けた領域の中の１または複数のバッテリーに関連するリスクを最小化するように意図される。好適には、ファイヤー制御システム１８２９は、防火剤または火炎抑制剤を、影響を受けたバッテリーモジュールまたはバッテリーパックの領域へ排出する。いくつかの構成では、防火剤／火炎抑制剤は、バッテリーパック全体へ排出されてよい。
警告インジケータ１８１９を用いて、車両の搭乗者へバッテリーパックの衝突を通知することに加えて、少なくとも１つの実施形態では、コントローラ１８１３は、報告システム１８３１を使用してこのイベントを報告するように構成されてよい。報告システム１８３１は、例えば、メモリ１８１７等のオンボードシステムを用いて、単純にイベントを記録してよく、これにより、サービス職員が、損傷の程度、損傷のタイミング、および損傷監視システムの有効性を決定するのに役立つ。あるいは、報告システム１８３１は上記のイベントを外部へ報告するように構成されてよく、好適には、単にイベントの発生だけでなく、例えばイベントの正確な日付と時間、イベント前後の冷却剤流、イベント前後の冷却剤の圧力等のイベントの特性も報告する。報告は製造業者へと送られてよく、これにより、将来の車両でバッテリーパックの衝突の抵抗力を向上させるのに使用されうるデータを提供できる。あるいは、報告は、サービス窓口または他の第３の組織へなされてよい。あるいは、報告は、ウェブサイト、ウェブベースのアプリケーション、またはリモート在宅システムへなされてよい。あるいは、報告は、テキストメッセージまたは他の形式を用いて車両の所有者または別の当事者へなされてよい。典型的にはコントローラ１８１３は、イベントを外部へ報告するために移動体通信リンク１８３３を利用し、この通信リンク１８３３は、これに限定されないが、ＧＳＭ ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、ＤＥＣＴおよびＷｉＭＡＸを含む様々な異なる標準のいずれを利用してもよい。
添付の図面は、本発明の範囲を単に例示すること意図するものであり限定を意図したものではなく、かつ、縮尺通りにみなされるべきではないことが、理解されるべきである。
複数のシステムおよび方法が、本発明の詳細の理解の補助として、一般的な用語で説明された。本発明の複数の態様を不明瞭にすることを回避するために、いくつかの事例では、周知の構造、材料、及び／又は操作が、具体的に示され、あるいは詳細に説明された。他のいくつかの事例では、本発明の完全なる理解を提供するために、具体的な詳細が与えられた。当業者であれば、本発明が、本発明の精神または必須の特性から逸脱しない範囲で、例えば、特定のシステム、装置、状況、材料、またはコンポーネントに適合させるために、複数の他の特定の形態で具現化されてよいことを認識するであろう。従って、本明細書における開示及び説明は、本発明の範囲の例示を意図したものであって、限定することを意図したものではない。

Claims (20)

  1. 複数のバッテリーを収容するように構成された、電気車両に取り付けられたバッテリーパック筐体と、
    前記複数のバッテリーのそれぞれの下面と、下側バッテリーパック筐体パネルの上面との間に置かれた複数の変形可能な冷却導管であって、前記複数の変形可能な冷却導管のそれぞれが、冷却剤を含む少なくとも１つの冷却剤チャネルと一体にされ、前記複数の変形可能な冷却導管は、前記下側バッテリーパック筐体パネルの下面に物体が当たった場合に変形して衝突エネルギーを吸収するように構成される、複数の変形可能な冷却導管と、
    前記複数の変形可能な冷却導管に組み込まれ、前記冷却剤の特性を監視する少なくとも１つのセンサーと、
    前記少なくとも１つのセンサーに結合されたセンサー監視サブシステムと、
    を備え、
    前記センサー監視サブシステムは、前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性が予めセットされた値域以内である場合に第１信号を出力し、前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性が予めセットされた値域外である場合に第２信号を出力し、
    前記物体が前記下側バッテリーパック筐体パネルの前記下面に当たったことによる前記複数の変形可能な冷却導管の変形が、前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性を、前記予めセットされた値域から外させる原因となる、
    バッテリーパック損傷検出システム。
  2. 前記冷却剤の前記特性が冷却剤流速であり、前記少なくとも１つのセンサーが流速センサーを有する、請求項１に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  3. 前記冷却剤の前記特性が圧力であり、前記少なくとも１つのセンサーが圧力センサーを有する、請求項１に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  4. 警告インジケータおよびシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラは、前記警告インジケータおよび前記センサー監視サブシステムに結合され、
    前記警告インジケータは、複数の可聴式警告インジケータおよび複数の可視式警告インジケータからなる群から選択され、
    前記システムコントローラが前記第２信号を前記センサー監視サブシステムから受信した場合に、前記システムコントローラが前記警告インジケータをアクティブ化する、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  5. 前記センサー監視サブシステムに結合されたシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラが前記センサー監視サブシステムから前記第２信号を受信した場合に、前記システムコントローラが前記複数の変形可能な冷却導管の少なくとも一部を通る冷却剤流を修正するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  6. 前記センサー監視サブシステムおよびバッテリー負荷コントローラに結合されたシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラが前記センサー監視サブシステムから前記第２信号を受信した場合に、前記システムコントローラは前記複数のバッテリーの少なくとも一部分に加えられた電気負荷を修正するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  7. ファイヤー制御システムおよびシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラは、前記ファイヤー制御システムおよび前記センサー監視サブシステムに結合され、
    前記システムコントローラが前記第２信号を前記センサー監視サブシステムから受信した場合に、前記システムコントローラが前記ファイヤー制御システムをアクティブ化し、
    前記ファイヤー制御システムは、前記システムコントローラによってアクティブ化された場合に、防火剤を前記バッテリーパック筐体の少なくとも一部へ排出するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  8. オンボード・イベント記録システムおよびシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラは、前記オンボード・イベント記録システムおよび前記センサー監視サブシステムに結合され、
    前記システムコントローラは、前記センサー監視サブシステムが前記第２信号を出力するという各イベントを前記オンボード・イベント記録システムに記録する、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  9. イベント報告システムおよびシステムコントローラをさらに備え、
    前記システムコントローラは、前記イベント報告システムおよび前記センサー監視サブシステムに結合され、
    前記センサー監視サブシステムが前記第２信号を出力した場合に、前記システムコントローラは前記イベント報告システムおよびオンボード・コミュニケーションシステムを使用してイベント報告を送信する、請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  10. 前記複数の変形可能な冷却導管と前記下側バッテリーパック筐体パネルの前記上面との間に置かれた断熱材をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  11. 前記複数の変形可能な冷却導管のそれぞれに接触する熱伝導材の層をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のバッテリーパック損傷検出システム。
  12. 複数のバッテリーを収容するように構成され、車両に取り付けられたバッテリーパックへの衝突損傷を検出するための方法であって、
    複数の変形可能な冷却導管を、前記複数のバッテリーのそれぞれの下面と、下側バッテリーパック筐体パネルの上面との間に置く段階であって、前記複数の変形可能な冷却導管のそれぞれが冷却剤を含む少なくとも１つの冷却剤チャネルと一体とされる、置く段階と、
    前記複数の変形可能な冷却導管に、前記冷却剤の特性を監視する少なくとも１つのセンサーを組み込む段階と、
    前記少なくとも１つのセンサーを監視する段階と、
    前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性が予めセットされた値域以内である場合に、第１制御信号をシステムコントローラへ出力する段階と、
    前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性が予めセットされた値域外である場合に、第２制御信号を前記システムコントローラへ出力する段階と、
    を備え、
    物体が前記下側バッテリーパック筐体パネルの前記下面に当たったことによる前記複数の変形可能な冷却導管の一部の変形が、前記少なくとも１つのセンサーによって監視された前記特性を、前記予めセットされた値域から外させる原因となる、方法。
  13. 前記冷却剤の前記特性が冷却剤流速であり、前記少なくとも１つのセンサーが流速センサーを有し、前記少なくとも１つのセンサーが前記冷却剤流速を監視する、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記冷却剤の前記特性が圧力であり、前記少なくとも１つのセンサーが圧力センサーを有し、前記少なくとも１つのセンサーが前記冷却剤の圧力を監視する、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信する場合に、オンボード警告インジケータをアクティブ化する段階をさらに備える、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信した場合に、前記複数の変形可能な冷却導管の少なくとも一部分を通る冷却剤流を修正する段階をさらに備える、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
  17. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信した場合に、ファイヤー制御システムをアクティブ化する段階をさらに備える、請求項１２から１６のいずれか１項に記載の方法。
  18. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信した場合に、前記複数のバッテリーの少なくとも一部分に加えられた電気負荷を修正する段階をさらに備える、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の方法。
  19. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信した場合に、オンボード記録システムを使用してイベントログエントリーを記録する段階をさらに備える、請求項１２から１８のいずれか１項に記載の方法。
  20. 前記システムコントローラが前記第２制御信号を受信した場合に、オンボード・コミュニケーションシステムを使用して、イベント報告を送信する段階をさらに備える、請求項１２から１９のいずれか１項に記載の方法。
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