JP3670907B2 - Assembled battery - Google Patents

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JP3670907B2
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英樹 岡島
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池に関するものである。特に、電気自動車用組電池を構成する多数個の単電池のうち、少なくとも一つが異常昇温したことを検出することができる組電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電池の異常昇温を検出して、電池の劣化や発熱による事故等を未然に防止するため、電池にPTC素子のような熱センサーを組み込んだ組電池が広く知られている。
【0003】
また、電気自動車のモーター駆動電源として、多数の単電池を電気的に直列接続して高電圧、高電流を供給しうるものが提案されている。そして、このような電気自動車用の電源装置に温度センサーを組み込んだものも知られており、例えば、特開平10−270094号公報に開示されたものがある。
【0004】
この公報に開示された電源装置は、組電池を構成する各単電池の各々全てに、温度センサーを取付け、温度センサーの全抵抗の測定により単電池の異常昇温を検出したものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報に記載される電源装置は、電源装置を構成する各単電池の全てに温度センサーを取り付けているために、単電池の個数分の温度センサーが必要となってしまう。特に、電気自動車の様な高出力で高電圧を必要とする電源装置は単電池の接続個数が極めて多いため、各単電池に接続する温度センサーについても極めて多くの個数が必要となっている。
【0006】
その結果、部品点数が多くなると共に、各温度センサーの接続等の組立工数も増加してコストがかかってしまう問題があった。
【0007】
従って、この発明は、単電池を多数個連結した組電池において、温度センサーの装着個数を減少させながら、各単電池の異常昇温を検出することができる組電池を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するために、単電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池において、組電池を構成する単電池と近接して、単電池の温度を検出する熱センサーを設け、熱センサーは、一個の単電池に対して一個の熱センサーが配置されて、単電池の連結個数よりも少ない個数の熱センサーが設けられることによって、熱センサーが近接配置された単電池と、熱センサーが近接配置されない単電池とが混在して連結されたことを特徴とする。
また、前記熱センサーが近接配置されない単電池に、単電池の温度を集熱して単電池の温度情報を熱センサーに伝達する集熱部材が設けられていることを特徴とする。
また、組電池を構成している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池と、集熱部材を配置している単電池とから構成されており、単電池に配置されている各熱センサーは、集熱部材を介して互いに直列に電気接続されていることを特徴とする。
【0009】
また、前記熱センサーは、PTC素子またはサーミスタであることを特徴とする。
【0010】
また、組電池を複数の小ブロックごとに分割して構成すると共に、各小ブロックを複数の単電池を多数個連結することによって構成し、且つ、組電池の小ブロックに対応させて、前記単電池に近接配置した熱センサーを複数の小ブロックごとに分割して構成すると共に、各小ブロックを複数の熱センサーを多数個直列に連結することによって構成し、前記熱センサーの小ブロックごとの出力を入力するコントロールユニットを設け、コントロールユニットは、前記熱センサーの出力を各小ブロックごとに演算することを特徴とする。
【0012】
また、熱センサーが配置された単電池と、集熱部材が配置された単電池とが互いに隣接されて連結されていることを特徴とする。
【0013】
また、熱センサーは、熱センサーが配置される単電池の表面のうち、隣接される集熱部材を配置した単電池に近接する位置に配置されていることを特徴とする。
【0014】
また、集熱部材は、鉄、ニッケル、銅、アルミニウムまたはそれらを含む合金のうちいずれかを主成分として構成されていることを特徴とする。
【0016】
また、組電池を構成している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池と、集熱部材を配置している単電池とから構成されており、集熱部材を配置している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池の間に配置されていることを特徴とする。
【0017】
また、隣接する単電池間に熱センサーを配置すると共に、熱センサーの両側に位置する前記隣接する各単電池に集熱部材を配置したことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。本発明の組電池は、円筒型の単電池1を6本、縦に長く棒状にして、各単電池1を全て直列にして連結し、組電池を構成している。単電池1にはニッケル水素電池を用いているが、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン電池を用いてもよい。
【0019】
各単電池1間には、皿状の接続体2が単電池1にスポット溶接されることによって、隣接する単電池1同士が直列に電気接続されると共に、機械的にも連結される。そして、6本の単電池1が連結された組電池の両端には、各々プラスとマイナスの電極端子が設けられる。プラス電極端子3は中央に突起部31を有しており、一方、マイナス電極端子4は中央に孔部41を有している。
【0020】
プラス電極端子3の突起部31は、マイナス電極端子4の孔部41に挿入して接続することが可能となっているため、組電池同士を更に縦に細長く連結して12本や18本にして増設していくことができる。また、組電池を横に平行にして並べる場合は、プラス電極端子3とマイナス電極端子4とが異なる形状となっているため、並べる向きを誤って配置してしまうことを防止することができる。
【0021】
6本の単電池1により構成される組電池は、さらにその組電池を複数個並べてケース等に収納して電源装置とすることができる。この電源装置は、組電池の接続本数に応じて単電池の接続個数を増加させることができ、高出力や高電圧を必要とする電気自動車用の電源装置に用いることができる。
【0022】
図1に示す組電池は、各単電池1の表面に熱センサー5及び集熱部材6を備えている。熱センサー5は、例えばPTC素子等で温度変化に応じて抵抗値が変化する素子である。特に、高温になればなるほど、その抵抗値の変化が大きくなるように設計されており、60℃〜120℃の雰囲気において抵抗値が大きく変化するように設計されている。一方、集熱部材6は、主材質が鉄、ニッケル、銅、アルミニウム及びそれらを含む合金のうちのいずれかによって構成されている。
【0023】
この集熱部材6は、装着されている単電池1の熱を集めてその温度を保持することができる。そして、集熱部材6によって保持された単電池の熱は、集熱部材6から熱センサー5へと伝えられて、集熱部材6を装着した単電池の熱を熱センサー5が感知することができる。従って、熱センサー5は、できるだけ集熱部材6の近接した位置に設けられることが望ましい。
【0024】
図1に示す組電池は、6本の単電池1に対して4個の熱センサー5と、2個の集熱部材6とを装着している。4個の熱センサー5は、6本の単電池1のうち、両端の単電池1と中央の2個の単電池1の表面に配置されている。そして、2個の集熱部材6は、残りの2個の単電池1の表面に配置されている。従って、集熱部材6は2個の熱センサー5の間に配置されるようになっている。
【0025】
集熱部材6は、熱センサー5と共に帯状に形成されて、全体を樹脂等でラミネートすることによって、単電池1の外装缶との絶縁を図っている。そして、ラミネートされて帯状に形成された熱センサー5及び集熱部材6は、6本の単電池1によって構成される組電池と共に、図示しないが熱収縮チューブが掛けられて、単電池1と密着するようになっている。単電池1に密着された集熱部材6は単電池1の熱を集めることができる。集熱部材6の大きさは、単電池1の表面積の3%〜60%の範囲で形成されている。集熱部材6の大きさを大きくすれば単電池1の熱を集める効果が大きくなるが、逆に単電池1の放熱効果が低下してしまう場合があるため、集熱部材6の大きさは放熱の問題も併せて最適値が設定される。
【0026】
また、集熱部材6の形状は、単電池1の集熱部61と、集熱部61の両端部から突出する熱センサー5への接続用脚部62とから構成されており、接続用脚部62は熱センサー5の上に貼り付けられている。さらに、集熱部材6は例えば二層構造となっており、単電池1と接触している内面側に比較して、接触していない表面側は熱伝導度が低い材質が選ばれており、集めた熱が逃げないように工夫されている。
【0027】
この組電池は、直列された単電池1とは別系統で、各熱センサー5が電気的に直列接続されている。図6は、組電池を複数本設けた電源装置において、各組電池に装着された熱センサー5同士を全て直列接続した回路例である。また、全てを直列接続せずに、例えば組電池ごとに、また組電池2本や3本ごとに直列接続して、全体を並列接続しても構わない。
【0028】
直列接続された熱センサー5は、装着される単電池の異常昇温によって抵抗値が変化する。そして、1個の単電池でも異常昇温が発生すれば、それを検出して電源装置に異常があることを検出することができる。
【0029】
尚、ここで、集熱部材6は金属等の導電部材で構成されているから、各熱センサー5同士を接続するリード板として兼用することが可能である。
【0030】
また、図2は他の実施例であって、前記集熱部材6の熱センサー5への接続用脚部62を、熱センサー5全体を覆うように大きく形成した例である。この構成により、この集熱部材6は、集熱した温度情報をより一層正確に熱センサー5へ伝達することができる。
【0031】
さらに、図3及び図4は、さらに異なる実施例であって、6本の単電池のうち、熱センサー5を3個、集熱部材6を3個装着した例である。この例では、集熱部材6は熱センサー5に隣接するようになっており、熱センサー5と集熱部材6とが交互に配置されている。このように、単電池の個数に対して、熱センサー5と集熱部材6の個数を変更、調整することによって、熱センサー5の個数を減少させることができる。その結果、集熱部材6を熱センサー5と連結しながら、組電池内に装着していくことによって、単電池2個ごとに1個の熱センサーを配置して、熱センサー1個で単電池2個を監視したり、単電池3個ごとに2個の熱センサーを配置して、熱センサー2個で単電池3個を監視したり、また、単電池3個ごとに1個の熱センサーを配置して、熱センサー1個で単電池3個を監視することができる。
【0032】
さらにまた、図5はさらに異なる実施例であって、6個の単電池1に対して、熱センサー5を2個、集熱部材6を6個設けた例である。図5に示す組電池は、熱センサー5を2個の単電池1の間に位置し、皿状接続体2と対向する位置に配置している。そして、集熱部材6は6個の各単電池1の表面に配置されて、隣り合う集熱部材6の各接続用脚部62が前記熱センサー5の表面と裏面とに各々接続されている。また、6個の単電池1の両端を除く中央の4個の単電池には、2個の単電池ごとに、2枚の集熱部61が一体形成された集熱部材6が配置されている。この集熱部材6は、1個の集熱部材で2個の単電池1の表面に集熱部61を配置させることができ、その分だけ集熱部材の個数を減少させることができ、部品点数や組立工数を削減することができる。
【0033】
このように、図5に示す組電池は、集熱部材6を全ての単電池1に配置させ、それらの集熱部材6を熱センサー5に接続することによって、2個の熱センサー5によって全ての単電池1の異常昇温を検出することができる。尚、熱センサー5を単電池間に配置させる個数は、適宜変更することができる。
【0034】
次に、図7及び図8の実施例について説明する。図7及び図8は、上述した図1〜図6の実施例とは異なり、集熱部材を用いていない。図7に示す組電池は、6個の単電池1ごとに電池モジュール7を構成して、この電池モジュール7を複数直列接続したものを一つの組電池としている。
【0035】
一つの組電池における電池モジュール7の接続本数は任意に調整することができ、例えば、電池モジュールを32本接続して単電池1の個数を192個接続することもできるし、それ以上接続することもできる。また、1本の電池モジュール7を構成する単電池1の個数も任意に調整することができ、6個より多くまたは少なくすることもできる。
【0036】
そして、図7における電池モジュール7は6個の単電池1を棒状に直列接続しており、このうち、2個の単電池1にそれぞれ熱センサー5を配置している。残りの4個の単電池1には熱センサー5を配置していない。他の電池モジュール7も同様に、6個のうち2個の単電池1に熱センサー5を配置している。このため、全ての単電池1に対して熱センサー5を配置する場合に比べ、熱センサー5の個数を少なくすることができる。ただ、熱センサー5の配置間隔や配置個数はこれに限定されず任意に設定することができる。
【0037】
さらに、熱センサー5は、2本の電池モジュール7ごとに小ブロックが形成されるように、合計4個の熱センサー5が互いに直列接続されるようになっている。この4個の熱センサー5によって小ブロックを形成し、この小ブロックを複数形成するようになっている。そして、小ブロックごとに熱センサー5の温度を検出するようになっている。
【0038】
尚、熱センサー5は、PTC素子でもよいし、またはサーミスタでも構わない。PTC素子は、作動温度に達すると急激に抵抗変化する特性を有しており、例えば作動温度が93℃とした場合、単電池1の温度が100℃近傍に至るまで異常検出することができない場合がある。このため、異常昇温を検出するのに時間がかかってしまう場合がある。
【0039】
これに対して、サーミスタは、低温(−20℃)から高温(150℃)まで徐々に抵抗値が変化する特性を有しており、検出する際にある規定値と比較し、その規定値の設定を調節することによって、異常検出を早くすることができる。また、PTC素子に比較してサーミスタは単価が安いためコストを抑えることもできる。
【0040】
図8は、図7における組電池にさらにコントロールユニットECU及び表示装置8を接続した温度検出回路図である。コントロールユニットECUは、前記した小ブロックごとに分割して構成された熱センサー5の温度情報を入力するようになっている。
【0041】
そして、各小ブロックごとの絶対温度を検出して、あらかじめコントロールユニットに定められた規定値と比較し、異常昇温を検出するようになっている。既定値は例えば60℃に設定される。小ブロックごとの異常昇温が検出されると、表示装置8は、どの小ブロックが異常状態にあるかを表示するようになっている。このため、単電池を多数接続して組電池を構成しても、容易に異常の箇所を見分けることができ、また、その異常範囲を小ブロックごとに見分けられるので交換や修理等のメンテ作業が容易に行える。
【0042】
また、コントロールユニットECUは、各小ブロックごとに入力した温度信号を各ブロックごとに比較することができる。これによって、各小ブロック間の温度差即ちバラツキを検出することができる。例えば、ある小ブロックの検出温度が80℃とし、その他の小ブロックの検出温度が45℃〜50℃の平常状態であるとすると、その温度差を検出してある規定値を越えたときに異常状態であることを判定し、組電池の中に異常の単電池1が混入されていることを検出する。そして、この場合も、前記表示装置8によって、どの小ブロックに異常があるかを表示することができる。
【0043】
このように、図7及び図8の実施例においては、熱センサー5を小ブロックごとに分割し、コントロールユニットECUによって小ブロックごとの異常検出を行うので、熱センサー5の個数を単電池の接続個数よりも少なくしながら、小ブロックという狭い範囲での異常検出が可能である。また、コントロールユニットECUは、この電池温度の情報を入力して、自己放電や充電効率のパラメータとして使用し、残存容量等の電池状態を管理しているから、温度情報が小ブロックごとに入力されることで、電池状態についても細やかな算出が可能となる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、単電池を多数個連結した組電池において、集熱部材を単電池の表面に配置し、その集熱部材を熱センサーに連結することによって、単電池の温度を集熱部材に集め、さらに熱センサーに伝達させることができる。このため、集熱部材によって単電池の異常昇温を検出することができる。その結果、組電池を構成する単電池の個数分の熱センサーを装着しなくても、この集熱部材を組み合わせていくことによって、単電池の個数よりも少ない熱センサーの個数でも、全ての単電池の異常昇温を検出することができる。
【0045】
その結果、熱センサーの個数を減少させることができ、組立工数や部品点数の削減を図ることができ、コストを抑えることができる。
【0046】
また、本発明によれば、熱センサーを小ブロックごとに分割し、コントロールユニットによって小ブロックごとの異常検出を行うので、その異常範囲を小ブロックごとに見分けられるので交換や修理等のメンテ作業が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明組電池の斜視図
【図2】他の実施例を示す組電池の斜視図
【図3】他の実施例を示す組電池の斜視図
【図4】他の実施例を示す組電池の斜視図
【図5】他の実施例を示す組電池の斜視図
【図6】熱センサーの接続回路図
【図7】他の実施例を示す組電池の平面図
【図8】図7における組電池の温度検出回路図
【符号の説明】
1 単電池
2 皿状接続体
3 プラス電極端子
31 突起部
4 マイナス電極端子
41 孔部
5 熱センサー
6 集熱部材
61 集熱部
62 接続用脚部
7 電池モジュール
8 表示装置
ECU コントロールユニット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an assembled battery in which a large number of single cells are connected in series or in parallel. In particular, the present invention relates to an assembled battery that can detect that at least one of the many single cells constituting the assembled battery for an electric vehicle has abnormally heated.
[0002]
[Prior art]
An assembled battery in which a thermal sensor such as a PTC element is incorporated in a battery is widely known in order to detect an abnormal temperature rise of the battery and prevent an accident due to deterioration or heat generation of the battery.
[0003]
In addition, as a motor driving power source for an electric vehicle, a device capable of supplying a high voltage and a high current by electrically connecting a large number of single cells in series has been proposed. Also known is a power supply device for an electric vehicle in which a temperature sensor is incorporated, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-270094.
[0004]
The power supply device disclosed in this publication is one in which a temperature sensor is attached to each of the single cells constituting the assembled battery, and an abnormal temperature rise of the single cell is detected by measuring the total resistance of the temperature sensor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the power supply device described in this publication has temperature sensors attached to all of the single cells constituting the power supply device, temperature sensors corresponding to the number of single cells are required. In particular, since a power supply device that requires a high output and a high voltage, such as an electric vehicle, has an extremely large number of connected single cells, an extremely large number of temperature sensors connected to each single cell are required.
[0006]
As a result, the number of parts is increased, and the number of assembly steps such as connection of each temperature sensor is increased, resulting in a cost increase.
[0007]
Accordingly, the present invention provides an assembled battery that can detect an abnormal temperature rise of each unit cell while reducing the number of temperature sensors attached to the assembled battery in which a large number of unit cells are connected.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a battery pack in which a plurality of cells are connected in series or in parallel, and is provided with a thermal sensor that detects the temperature of the battery cell in the vicinity of the battery cells constituting the battery pack. The thermal sensor has one thermal sensor arranged for one single cell, and a smaller number of thermal sensors than the number of connected single cells, thereby providing a single cell in which the thermal sensors are arranged close to each other, It is characterized in that it is connected in a mixed manner with single cells in which the thermal sensors are not arranged close to each other.
In addition, the unit cell in which the heat sensor is not disposed in proximity is provided with a heat collecting member that collects the temperature of the unit cell and transmits temperature information of the unit cell to the heat sensor.
The unit cell constituting the assembled battery is composed of a plurality of unit cells in which a thermal sensor is arranged and a unit cell in which a heat collecting member is arranged. Each of the thermal sensors is electrically connected in series with each other through a heat collecting member.
[0009]
The thermal sensor is a PTC element or a thermistor.
[0010]
In addition, the assembled battery is divided into a plurality of small blocks, each small block is configured by connecting a plurality of single cells, and each unit is configured to correspond to the small block of the assembled battery. The heat sensor arranged close to the battery is divided into a plurality of small blocks, and each small block is configured by connecting a plurality of heat sensors in series. Is provided, and the control unit calculates the output of the heat sensor for each small block.
[0012]
Further, the unit cell in which the thermal sensor is arranged and the unit cell in which the heat collecting member is arranged are connected to each other adjacent to each other.
[0013]
Further, the thermal sensor is characterized in that it is arranged at a position close to the unit cell on which the adjacent heat collecting member is arranged on the surface of the unit cell on which the thermal sensor is arranged.
[0014]
Further, the heat collecting member is characterized in that any one of iron, nickel, copper, aluminum or an alloy containing them is used as a main component.
[0016]
The unit cell constituting the assembled battery is composed of a plurality of unit cells in which the thermal sensor is arranged and a unit cell in which the heat collecting member is arranged, and the heat collecting member is arranged. The single cell is arranged between a plurality of single cells in which a thermal sensor is arranged.
[0017]
In addition, a heat sensor is disposed between adjacent unit cells, and a heat collecting member is disposed in each of the adjacent unit cells located on both sides of the heat sensor.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the assembled battery of the present invention, six cylindrical unit cells 1 are formed in a vertically long bar shape, and all the unit cells 1 are connected in series to form an assembled battery. Although the nickel hydride battery is used as the unit cell 1, a nickel-cadmium battery or a lithium ion battery may be used.
[0019]
Between the single cells 1, the dish-shaped connecting body 2 is spot-welded to the single cells 1, so that the adjacent single cells 1 are electrically connected in series and mechanically coupled. Then, positive and negative electrode terminals are respectively provided at both ends of the assembled battery to which the six unit cells 1 are connected. The positive electrode terminal 3 has a protrusion 31 at the center, while the negative electrode terminal 4 has a hole 41 at the center.
[0020]
Since the protruding portion 31 of the positive electrode terminal 3 can be inserted and connected to the hole 41 of the negative electrode terminal 4, the assembled batteries are further elongated in the vertical direction to be 12 or 18 pieces. It can be expanded. Further, when the battery packs are arranged side by side in parallel, the plus electrode terminal 3 and the minus electrode terminal 4 have different shapes, so that the arrangement direction can be prevented from being arranged incorrectly.
[0021]
An assembled battery composed of six unit cells 1 can be used as a power supply device by further arranging a plurality of the assembled batteries in a case or the like. This power supply device can increase the number of connected single cells according to the number of connected assembled batteries, and can be used for a power supply device for an electric vehicle that requires high output and high voltage.
[0022]
The assembled battery shown in FIG. 1 includes a thermal sensor 5 and a heat collecting member 6 on the surface of each unit cell 1. The thermal sensor 5 is, for example, a PTC element or the like whose resistance value changes according to a temperature change. In particular, the design is such that the change in resistance value increases as the temperature increases, and the resistance value is designed to change greatly in an atmosphere of 60 ° C. to 120 ° C. On the other hand, the heat collecting member 6 is made of any one of iron, nickel, copper, aluminum and an alloy containing them as a main material.
[0023]
This heat collecting member 6 can collect the heat of the mounted unit cell 1 and maintain the temperature. The heat of the single cell held by the heat collecting member 6 is transmitted from the heat collecting member 6 to the heat sensor 5, and the heat sensor 5 senses the heat of the single cell equipped with the heat collecting member 6. it can. Therefore, it is desirable that the thermal sensor 5 be provided as close to the heat collecting member 6 as possible.
[0024]
The assembled battery shown in FIG. 1 has four heat sensors 5 and two heat collecting members 6 attached to six unit cells 1. The four thermal sensors 5 are arranged on the surfaces of the unit cells 1 at both ends and the two unit cells 1 at the center among the six unit cells 1. The two heat collecting members 6 are disposed on the surfaces of the remaining two unit cells 1. Therefore, the heat collecting member 6 is arranged between the two heat sensors 5.
[0025]
The heat collecting member 6 is formed in a belt shape together with the heat sensor 5 and is laminated with a resin or the like so as to insulate the unit cell 1 from the outer can. The heat sensor 5 and the heat collecting member 6 which are laminated and formed in a band shape are in close contact with the unit cell 1 by a heat-shrinkable tube (not shown) together with the assembled cell constituted by the six unit cells 1. It is supposed to be. The heat collecting member 6 that is in close contact with the unit cell 1 can collect the heat of the unit cell 1. The size of the heat collecting member 6 is formed in the range of 3% to 60% of the surface area of the unit cell 1. If the size of the heat collecting member 6 is increased, the effect of collecting the heat of the unit cell 1 is increased, but conversely, the heat dissipation effect of the unit cell 1 may be reduced. The optimum value is set for the heat dissipation problem.
[0026]
The shape of the heat collecting member 6 includes a heat collecting portion 61 of the unit cell 1 and connecting leg portions 62 connected to the heat sensor 5 protruding from both ends of the heat collecting portion 61. The part 62 is affixed on the heat sensor 5. Furthermore, the heat collecting member 6 has, for example, a two-layer structure, and a material with low thermal conductivity is selected on the surface side not in contact with the inner surface side in contact with the unit cell 1. It is devised so that the collected heat does not escape.
[0027]
This assembled battery is a separate system from the unit cells 1 connected in series, and each thermal sensor 5 is electrically connected in series. FIG. 6 is a circuit example in which all of the thermal sensors 5 attached to each assembled battery are connected in series in a power supply apparatus provided with a plurality of assembled batteries. Further, instead of connecting them all in series, for example, each assembled battery, or two or three assembled batteries may be connected in series, and the whole may be connected in parallel.
[0028]
The resistance value of the heat sensor 5 connected in series changes due to an abnormal temperature rise of the unit cells to be mounted. If an abnormal temperature rise occurs even with a single cell, it can be detected to detect that there is an abnormality in the power supply device.
[0029]
Here, since the heat collecting member 6 is composed of a conductive member such as a metal, it can be used as a lead plate for connecting the heat sensors 5 to each other.
[0030]
FIG. 2 shows another embodiment in which the connecting leg 62 of the heat collecting member 6 to the heat sensor 5 is formed so as to cover the entire heat sensor 5. With this configuration, the heat collecting member 6 can transmit the collected temperature information to the heat sensor 5 more accurately.
[0031]
Further, FIGS. 3 and 4 show further different embodiments, in which three heat sensors 5 and three heat collecting members 6 are mounted among six unit cells. In this example, the heat collecting member 6 is adjacent to the heat sensor 5, and the heat sensor 5 and the heat collecting member 6 are alternately arranged. Thus, the number of heat sensors 5 can be reduced by changing and adjusting the number of heat sensors 5 and heat collecting members 6 with respect to the number of cells. As a result, the heat collecting member 6 is connected to the heat sensor 5 while being installed in the assembled battery, so that one heat sensor is arranged for every two cells, and one heat sensor is used for each cell. Two heat sensors are arranged for every three cells, two heat sensors are arranged to monitor three cells, and one heat sensor for every three cells The three cells can be monitored with one heat sensor.
[0032]
Furthermore, FIG. 5 shows a further different embodiment in which two heat sensors 5 and six heat collecting members 6 are provided for six unit cells 1. In the assembled battery shown in FIG. 5, the thermal sensor 5 is positioned between the two single cells 1 and is disposed at a position facing the dish-like connection body 2. And the heat collection member 6 is arrange | positioned on the surface of each of the six unit cells 1, and each connection leg part 62 of the adjacent heat collection member 6 is connected to the surface and the back surface of the said heat sensor 5, respectively. . Further, the central four unit cells excluding both ends of the six unit cells 1 are provided with a heat collecting member 6 in which two heat collecting portions 61 are integrally formed for every two unit cells. Yes. This heat collecting member 6 can arrange the heat collecting part 61 on the surface of the two unit cells 1 with one heat collecting member, and the number of heat collecting members can be reduced by that amount. The number of points and assembly man-hours can be reduced.
[0033]
As described above, the assembled battery shown in FIG. 5 is configured such that the heat collecting members 6 are arranged in all the unit cells 1 and the heat collecting members 6 are connected to the heat sensors 5 so that the two heat sensors 5 can all be used. It is possible to detect an abnormal temperature rise of the unit cell 1. In addition, the number which arrange | positions the heat sensor 5 between single cells can be changed suitably.
[0034]
Next, the embodiment of FIGS. 7 and 8 will be described. 7 and 8 do not use a heat collecting member, unlike the embodiments of FIGS. 1 to 6 described above. In the assembled battery shown in FIG. 7, a battery module 7 is configured for each of the six unit cells 1, and a plurality of battery modules 7 connected in series are used as one assembled battery.
[0035]
The number of battery modules 7 connected in one assembled battery can be arbitrarily adjusted. For example, 32 battery modules can be connected to connect 192 cells 1 or more. You can also. In addition, the number of single cells 1 constituting one battery module 7 can be arbitrarily adjusted, and can be more or less than six.
[0036]
In the battery module 7 in FIG. 7, six unit cells 1 are connected in series in a rod shape, and among these, two sensor cells 1 are provided with thermal sensors 5. The remaining four unit cells 1 are not provided with heat sensors 5. Similarly, in the other battery modules 7, the heat sensors 5 are arranged in two of the six unit cells 1. For this reason, compared with the case where the thermal sensor 5 is arrange | positioned with respect to all the single cells 1, the number of the thermal sensors 5 can be decreased. However, the arrangement interval and the number of arrangement of the thermal sensors 5 are not limited to this and can be arbitrarily set.
[0037]
Furthermore, the heat sensor 5 is configured such that a total of four heat sensors 5 are connected in series so that a small block is formed for every two battery modules 7. A small block is formed by the four heat sensors 5, and a plurality of the small blocks are formed. And the temperature of the thermal sensor 5 is detected for every small block.
[0038]
The thermal sensor 5 may be a PTC element or a thermistor. The PTC element has a characteristic that the resistance changes abruptly when it reaches the operating temperature. For example, when the operating temperature is 93 ° C., the abnormality cannot be detected until the temperature of the unit cell 1 reaches around 100 ° C. There is. For this reason, it may take time to detect an abnormal temperature rise.
[0039]
On the other hand, the thermistor has a characteristic in which the resistance value gradually changes from a low temperature (−20 ° C.) to a high temperature (150 ° C.). Abnormality detection can be accelerated by adjusting the setting. Further, since the thermistor is cheaper than the PTC element, the cost can be suppressed.
[0040]
FIG. 8 is a temperature detection circuit diagram in which a control unit ECU and a display device 8 are further connected to the assembled battery in FIG. The control unit ECU is configured to input temperature information of the heat sensor 5 configured to be divided into the small blocks described above.
[0041]
Then, the absolute temperature for each small block is detected and compared with a predetermined value set in advance in the control unit to detect an abnormal temperature rise. The default value is set to 60 ° C., for example. When an abnormal temperature rise for each small block is detected, the display device 8 displays which small block is in an abnormal state. For this reason, even if a large number of cells are connected to form an assembled battery, the location of the abnormality can be easily identified, and the abnormal range can be identified for each small block, so maintenance work such as replacement and repair can be performed. Easy to do.
[0042]
In addition, the control unit ECU can compare the temperature signal input for each small block for each block. Thereby, a temperature difference, that is, variation between the small blocks can be detected. For example, if the detection temperature of a certain small block is 80 ° C. and the detection temperature of the other small block is 45 ° C. to 50 ° C., it is abnormal when the temperature difference exceeds a specified value. It is determined that it is in a state, and it is detected that an abnormal unit cell 1 is mixed in the assembled battery. Also in this case, it is possible to display which small block is abnormal by the display device 8.
[0043]
In this way, in the embodiment of FIGS. 7 and 8, the thermal sensor 5 is divided into small blocks, and the control unit ECU performs abnormality detection for each small block. Anomaly detection in a narrow range of small blocks is possible while the number is smaller than the number. The control unit ECU inputs the battery temperature information, uses it as a parameter for self-discharge and charging efficiency, and manages the battery status such as the remaining capacity. Therefore, the temperature information is input for each small block. As a result, detailed calculation of the battery state is possible.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, in an assembled battery in which a large number of single cells are connected, the temperature of the single cells is adjusted by arranging the heat collecting member on the surface of the single cell and connecting the heat collecting member to the heat sensor. Can be collected and transferred to a thermal sensor. For this reason, the abnormal temperature rise of the unit cell can be detected by the heat collecting member. As a result, even if the number of heat sensors corresponding to the number of cells constituting the assembled battery is not attached, by combining this heat collecting member, all the units can be obtained even if the number of heat sensors is smaller than the number of cells. Abnormal temperature rise of the battery can be detected.
[0045]
As a result, the number of heat sensors can be reduced, the number of assembly steps and the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
[0046]
In addition, according to the present invention, the thermal sensor is divided into small blocks, and the abnormality is detected for each small block by the control unit. Easy to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an assembled battery of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of an assembled battery showing another embodiment. FIG. 3 is a perspective view of an assembled battery showing another embodiment. FIG. 5 is a perspective view of an assembled battery showing another embodiment. FIG. 6 is a connection circuit diagram of a thermal sensor. FIG. 7 is a plan view of the assembled battery showing another embodiment. Temperature detection circuit diagram of the assembled battery in FIG. 7 [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell 2 Dish-shaped connection body 3 Positive electrode terminal 31 Protrusion part 4 Negative electrode terminal 41 Hole part 5 Thermal sensor 6 Heat collecting member 61 Heat collecting part 62 Connecting leg part 7 Battery module 8 Display device ECU Control unit

Claims (8)

単電池を直列もしくは並列に多数個連結した組電池において、組電池を構成する単電池と近接して、単電池の温度を検出する熱センサーを設け、熱センサーは、一個の単電池に対して一個の熱センサーが配置されて、単電池の連結個数よりも少ない個数の熱センサーが設けられることによって、熱センサーが近接配置された単電池と、熱センサーが近接配置されない単電池とが混在して連結され、前記熱センサーが近接配置されない単電池に、単電池の温度を集熱して単電池の温度情報を熱センサーに伝達する集熱部材が設けられ、組電池を構成している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池と、集熱部材を配置している単電池とから構成されており、単電池に配置されている各熱センサーは、集熱部材を介して互いに直列に電気接続されていることを特徴とする組電池。 In an assembled battery in which a large number of unit cells are connected in series or in parallel, a thermal sensor that detects the temperature of the unit cell is provided in the vicinity of the unit cell that constitutes the assembled battery. By arranging one thermal sensor and providing a smaller number of thermal sensors than the number of connected single cells, there is a mix of single cells with thermal sensors in close proximity and single cells without thermal sensors in close proximity. The unit cells that are connected to each other and that are not close to each other are provided with a heat collecting member that collects the temperature of the unit cells and transmits temperature information of the unit cells to the thermal sensor, and constitutes a battery assembly Is composed of a plurality of single cells in which a thermal sensor is arranged and a single cell in which a heat collecting member is arranged, and each heat sensor arranged in the single cell passes through the heat collecting member. In series with each other Battery pack which is characterized in that it is a gas connection. 前記熱センサーは、PTC素子またはサーミスタであることを特徴とする請求項1記載の組電池。  The assembled battery according to claim 1, wherein the thermal sensor is a PTC element or a thermistor. 組電池を複数の小ブロックごとに分割して構成すると共に、各小ブロックを複数の単電池を多数個連結することによって構成し、且つ、組電池の小ブロックに対応させて、前記単電池に近接配置した熱センサーを複数の小ブロックごとに分割して構成すると共に、各小ブロックを複数の熱センサーを多数個直列に連結することによって構成し、前記熱センサーの小ブロックごとの出力を入力するコントロールユニットを設け、コントロールユニットは、前記熱センサーの出力を各小ブロックごとに演算することを特徴とする組電池。The assembled battery is divided into a plurality of small blocks, each small block is configured by connecting a plurality of single cells, and the single battery is configured to correspond to the small blocks of the assembled battery. The heat sensors arranged close to each other are divided into a plurality of small blocks, and each small block is configured by connecting a plurality of heat sensors in series, and the output of each small block of the heat sensor is input. And a control unit that calculates the output of the thermal sensor for each small block. 熱センサーが配置された単電池と、集熱部材が配置された単電池とが互いに隣接されて連結されていることを特徴とする請求項記載の組電池。A unit cell thermal sensor is arranged, the battery pack according to claim 1, characterized in that the unit cell collector member is disposed are connected are adjacent to each other. 熱センサーは、熱センサーが配置される単電池の表面のうち、隣接される集熱部材を配置した単電池に近接する位置に配置されていることを特徴とする請求項記載の組電池。Thermal sensors, of the surface of the unit cell thermal sensor is arranged, the battery pack according to claim 1, characterized in that it is arranged at a position close to the unit cell of arranging the heat-collecting member to be adjacent. 集熱部材は、鉄、ニッケル、銅、アルミニウムまたはそれらを含む合金のうちいずれかを主成分として構成されていることを特徴とする請求項記載の組電池。Heat collection member, iron, nickel, copper, aluminum or the assembled battery according to claim 1, characterized in that it is configured either as the main component of the alloy containing them. 組電池を構成している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池と、集熱部材を配置している単電池とから構成されており、集熱部材を配置している単電池は、熱センサーを配置している複数個の単電池の間に配置されていることを特徴とする請求項記載の組電池。The unit cell constituting the assembled battery is composed of a plurality of unit cells in which a thermal sensor is arranged and a unit cell in which a heat collecting member is arranged, and the heat collecting member is arranged. 2. The assembled battery according to claim 1 , wherein the unit cell is disposed between a plurality of unit cells on which the thermal sensor is disposed. 隣接する単電池間に熱センサーを配置すると共に、熱センサーの両側に位置する前記隣接する各単電池に集熱部材を配置したことを特徴とする請求項記載の組電池。With placing the heat sensors between adjacent unit cells, the battery pack according to claim 1, characterized in that a heat-collecting member to the respective cells of the adjacent positions on opposite sides of the heat sensor.
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