JP4612099B2

JP4612099B2 - 電池システム

Info

Publication number: JP4612099B2
Application number: JP2009183587A
Authority: JP
Inventors: 利一北野; 明宏宮坂; 明山下; 尊久正代; 浩一境; 啓一佐藤
Original assignee: Origin Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Origin Electric Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP2009261246A; JP4612022B2; JP2009027789A

Description

本発明は電池システムに関し、特に、蓄電池を充電する電池システムに関する。

蓄電池の充電制御技術においては、安全に充電を停止させること、蓄電能力を十分に発揮させることを目的として、下記特許文献１、２に見られる提案がなされている。

特許文献１には、ニッケル水素蓄電池の充電電圧を電圧測定手段で測定し、充電開始１分後に測定した電圧を、あらかじめ設定された設定電圧と比較し、測定した電圧が設定電圧より高いとき満充電と判定し充電を停止することが記載され、特許文献２には、二次電池を一定の電流によって充電した後に、一定の電圧あるいはパルス状の電流によって充電して、充電電流が所定値以下、あるいは１パルス当たりの平均充電電流が所定値以下になると、満充電検知し、二次電池の温度を測定し、その温度に基づいて、充電を停止する電流値である満充電検出電流値を変更することが記載されている。

特開平８−１４０２８０号公報特開２００２−５８１７１号公報

充電器で二次電池を充電するとき、監視制御部の働きにより温度や電圧を監視し、その変化により満充電を検知して充電を停止させる制御を行うが、満充電検知機能の不具合により充電が継続する場合も想定される。このような場合に備えて、監視制御部は二次電池の温度がある一定値を超えた段階で異常温度とみなし、強制的に充電器を停止させる制御を行う。

しかし、監視制御部自体の故障により、充電制御が不能となり充電が継続することがあり、この場合、二次電池が過熱して劣化が進行して寿命の縮減を招き、さらには発火や漏液に至るという問題が発生する。

上記の問題は、鉛蓄電池やニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池などの二次電池において生じる共通の問題である。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、二次電池を充電する電池システムにおいて、過熱時に充電を確実に停止し、二次電池の劣化による寿命の縮減、発火および漏液を防止する電池システムを提供することにある。

本発明においては、上記課題を解決するために、請求項１に記載のように、
１つ以上の二次電池を接続してなる複数の組電池と、複数の前記組電池を充電する充電器と、前記充電器の動作を制御する制御部とを具備する電池システムにおいて、前記組電池は、それぞれ、該組電池の温度を検知する温度センサと、該組電池の温度によって開閉する温度スイッチとを具備し、前記温度センサが検知する前記組電池の温度は前記制御部へ入力され、前記制御部は、いずれかの前記温度センサから入力された前記組電池の温度が第１の温度以上のとき、前記充電器へ、前記充電器の動作を停止させる制御信号を発出し、前記温度スイッチは、個別の温度スイッチ回路によって、それぞれ、前記充電器に接続され、第１の場合として、前記温度スイッチは、該温度スイッチを具備する前記組電池の温度が前記第１の温度よりも高い第２の温度以上のときに開放状態となり、該温度が前記第２の温度未満のときに閉成状態となり、前記充電器は、前記制御信号が送信されない場合において、いずれかの前記温度スイッチ回路が開路であるときに動作停止状態になるか、または、第２の場合として、前記温度スイッチは、該温度スイッチを具備する前記組電池の温度が前記第２の温度以上のときに閉成状態となり、該温度が前記第２の温度未満のときに開放状態となり、前記充電器は、前記制御信号が送信されない場合において、いずれかの前記温度スイッチ回路が閉路であるときに動作停止状態になることを特徴とする電池システムを構成する。

また、本発明においては、請求項２に記載のように、
前記温度スイッチおよび充電器は前記第１の場合の動作を行い、前記温度スイッチを直列接続してなる温度スイッチ回路が前記充電器に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電池システムを構成する。

また、本発明においては、請求項３に記載のように、
請求項１または２に記載の電池システムにおいて、前記組電池ごとに、前記充電器からの給電線に充電スイッチが挿入され、前記制御部は、前記充電器の動作を停止せずに、前記温度センサから入力された前記組電池の温度が前記第１の温度以上のとき、少なくとも、該温度にある前記組電池の給電線に挿入された前記充電スイッチを開放する制御信号を生成することを特徴とする電池システムを構成する。

また、本発明においては、請求項４に記載のように、
請求項１に記載の電池システムにおいて、前記組電池を搭載するための搭載枠が具備され、前記搭載枠は、前記組電池の搭載有無を検知して開閉する搭載有無検知スイッチを具備し、前記搭載有無検知スイッチは、前記組電池が搭載されているときは開放であり、搭載されていないときは閉成であり、前記搭載有無検知スイッチは、前記組電池の搭載時に、該搭載される組電池の温度によって開閉する前記温度スイッチに並列接続されることを特徴とする電池システムを構成する。

また、本発明においては、請求項５に記載のように、
請求項１ないし３のいずれかに記載の電池システムにおいて、前記組電池を搭載するための搭載枠が具備され、前記搭載枠は、前記組電池の搭載有無を検知して開閉する搭載有無検知スイッチを具備し、前記搭載有無検知スイッチは、前記温度スイッチには接続せず、個別に前記制御部に接続されていることを特徴とする電池システムを構成する。

本発明の実施によって、二次電池の温度に基づく充電停止機構を二重に設けることにより、二次電池を充電する電池システムにおいて、過熱時に充電を確実に停止し、二次電池の劣化による寿命の縮減、発火および漏液を防止する電池システムを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態例を説明する図である。本発明の第２の実施の形態例を説明する図である。本発明の第３の実施の形態例を説明する図である。本発明の第４の実施の形態例を説明する図である。本発明の第１の実施の形態例に搭載有無検知スイッチを付加した場合を説明する図である。本発明の第５の実施の形態例を説明する図である。

本発明に係る電源システムにおいては、例えば、１つ以上の二次電池を接続してなる組電池を複数組、複数の前記組電池を充電する充電器および前記充電器の動作を制御する制御部を具備する電池システムにおいて、
前記組電池の各々は、前記組電池の温度を検知する温度センサと前記組電池の温度によって開閉する温度スイッチとを具備し、各前記温度センサが検知する前記組電池の温度は前記制御部へ入力され、各前記温度スイッチは前記充電器へ接続され、前記制御部は、前記温度センサから入力した前記組電池の温度が第１の温度以上のとき前記充電器を停止させ、前記温度スイッチが開放であるとき前記充電器は停止するものとする。

また、例えば、前記温度スイッチに並列接続され、前記組電池の搭載を検知する搭載有無検知スイッチが具備され、前記組電池非搭載のときは該搭載有無検知スイッチが閉成されるものとする。

以下に、本発明の実施の形態について、二次電池が鉛蓄電池あるいはニッケル水素蓄電池である場合を例として説明するが、本発明はこれに限られるものではない。

＜実施の形態例１＞
図１は、本発明の第１の実施の形態例を説明する図である。図において、鉛蓄電池（単セル定格２Ｖ、２００Ａｈ）を６セル直列に接続して組電池４（１２Ｖ、２００Ａｈ）を構成する。充電器１は、直流１２Ｖを出力して組電池４を充電する。電池パック３は、組電池４と、組電池４の温度を検知する温度センサ６（サーミスタ）、組電池４の温度によって開閉する温度スイッチ５（サーモスタット）を構成要素とする。温度センサ６と温度スイッチ５とは組電池４に具備されているものとする。

制御部２は、温度検出線８を介して温度センサ６から組電池４の温度を計測し、計測した温度が第１の温度である６０℃以上であるとき、充電制御線７を介して充電器１の充電を停止させる信号を充電器１へ送信する。充電器１は、これを受けて、動作停止状態になる。

温度スイッチ５は、温度スイッチ回路９を介して充電器１へ接続される。温度スイッチ５（サーモスタット）は、該温度スイッチ５を具備する組電池４の温度が第２の温度である８０℃以上で開放となり、それ未満では閉成される。

充電器１は、温度スイッチ５が閉成され、温度スイッチ回路９が閉路であるときは、充電時に、直流電力を組電池４へ出力し、温度スイッチ５が開放となり、温度スイッチ回路９が開路であるときは動作停止状態になる。

組電池４の異常状態で充電が継続し、かつ制御部２が故障して充電器１を停止することができないとき、温度スイッチ５が８０℃（第２の温度）以上に達して開放となり、温度スイッチ回路９が開路となるので、充電器１は停止する。

このように、充電停止機構を二重に備えることにより、過熱時の充電を確実に停止し、二次電池の劣化による寿命の縮減、発火および漏液を防止する。

本実施の形態例では、温度スイッチ５は第２の温度（８０℃）以上で開放、未満で閉成としているが（第１の場合）、この開閉を逆にして、第２の温度（８０℃）以上で閉成、未満で開放とする方法（第２の場合）もある。この方法では、充電器１を、温度スイッチ回路９が開路であるときは直流電力を組電池４へ出力し、閉路であるときは停止する制御を行うものとすればよい。

また、本実施の形態例では、第２の温度（８０℃）を第１の温度（６０℃）より高くしている。これは、制御部２は通常、通信機能などの機能を併せて実装され、二次電池の過熱時に警報を発出して監視者へ知らせることができるという利点があるため、制御部２の方が早く過熱を検知できるようにしていることによる。過熱時に充電を確実に停止するだけであれば、第１、第２の温度を同じもしくは第１の温度の方を高くしても、劣化や発火、漏液に至らない温度である限りは構わない。

さらに、本実施の形態例では、温度スイッチ回路９が開路か閉路かによって充電器１は制御を行っているが、温度スイッチ回路９の一端に基準電圧を印加し、他端を充電器１へ入力して基準電圧が伝達されているかどうかを判断して充電制御を行うという方法もある。この方法では、例えば、温度スイッチ回路９の一端に５Ｖを印加し、他端（充電器１へ入力）を抵抗を介して接地する（電位０Ｖとする）。温度スイッチ回路９に挿入される温度スイッチ５が閉成であれば他端に基準電圧（５Ｖ）が印加され、このとき充電器１は充電可能であるように制御すればよい。逆に、温度スイッチ回路９の一端を接地し（電位０Ｖとし）、他端を抵抗を介して基準電圧（５Ｖ）へ接続し、他端が０Ｖであるとき充電器１は充電可能であるようにする方法もある。また、温度スイッチ５が閾値以上で閉成されるものとし、一端に印加された電圧を他端で検知した場合に充電器１の充電を禁止する方法もある。

＜実施の形態例２＞
図２は、本発明の第２の実施の形態例を説明する図である。図において、鉛蓄電池（単セル定格２Ｖ、２００Ａｈ）を６セル直列に接続して組電池４（１２Ｖ、２００Ａｈ）を構成する。電池パック３は、組電池４と、組電池４の温度を検知する温度センサ６（サーミスタ）、組電池４の温度によって開閉する温度スイッチ５（サーモスタット）を構成要素とする。温度センサ６と温度スイッチ５とは組電池４に具備されているものとする。電池パック３が３個具備され、充電器１は、直流１２Ｖを出力して並列接続された３個の組電池４を充電する。

制御部２は、温度検出線８を介して温度センサ６から各組電池４の温度を計測し、計測した温度が第１の温度である４０℃以上であるとき、充電制御線７を介して充電器１の充電を停止させる信号を送信する。

温度スイッチ５は、それぞれ温度スイッチ回路９を介して充電器１へ接続される。温度スイッチ５（サーモスタット）は、該温度スイッチ５を具備する組電池４の温度が第２の温度である５０℃以上で開放となり、それ未満では閉成される。充電器１は、３つの温度スイッチ回路９が全て閉路であるときは、充電時に、直流電力を組電池４へ出力し、３つの温度スイッチ回路９のどれか１つでも開路であるときは動作を停止する。

通常、組電池４は、充電器１の出力電圧である１２Ｖに達して充電が停止するが、組電池４の異常により充電が継続するとき、温度センサ６の計測値が４０℃（第１の温度）以上となった段階で制御部２が充電器１を停止させる制御信号を生成して充電制御線７へ送信し、充電器１は停止する。

組電池４の異常状態で充電が継統し、かつ制御部２が故障して充電器１を停止することができないとき、異常な充電状態にある電池パック３の組電池４の温度が５０℃（第２の温度）以上に達して、該当する温度スイッチ５が開放となり、該当する温度スイッチ回路９が開路となるので充電器１は停止する。

本実施の形態例では、温度スイッチ５は第２の温度（５０℃）以上で開放、未満で閉成としているが（第１の場合）、この開閉を逆にして、第２の温度（５０℃）以上で閉成、未満で開放とする方法（第２の場合）もある。この方法では、充電器１を、全ての温度スイッチ回路９が開路であるときは直流電力を組電池４へ出力し、どれか１つでも閉路であるときは動作を停止するものとすればよい。

また、本実施の形態例では、第２の温度（５０℃）を第１の温度（４０℃）より高くしている。これは、制御部２は通常、通信機能などの機能を併せて実装され、二次電池の過熱時に警報を発出して監視者へ知らせることができるという利点があるため、制御部２の方が早く過熱を検知できるようにしていることによる。過熱時に充電を確実に停止するだけであれば、第１、第２の温度を同じもしくは第１の温度の方を高くしても、劣化や発火、漏液に至らない温度である限りは構わない。

さらに、本実施の形態例では、温度スイッチ回路９が開路か閉路かによって充電器１は制御を行っているが、温度スイッチ回路９の一端に基準電圧を印加し、他端を充電器１へ入力して基準電圧が伝達されているかどうかを判断して充電制御を行うという方法もある。この方法では、例えば温度スイッチ回路９の一端に５Ｖを印加し、他端（充電器１へ入力）を抵抗を介して接地する（電位０Ｖとする）。温度スイッチ回路９に挿入される温度スイッチ５が閉成であれば他端に基準電圧（５Ｖ）が印加され、このとき充電器１は充電可能であるように制御すればよい。逆に、温度スイッチ回路９の一端を接地し（電位０Ｖとし）、他端を抵抗を介して基準電圧（５Ｖ）へ接続し、他端が０Ｖであるとき充電器１は充電可能であるようにする方法もある。また、温度スイッチ５が閾値以上で閉成されるものとし、一端に印加された電圧を他端で検知した場合に充電器１の充電を禁止する方法もある。

＜実施の形態例３＞
図３は、本発明の第３の実施の形態例を説明する図である。図において、ニッケル水素蓄電池（単セル定格１．２Ｖ、１００Ａｈ）を１０セル直列に接続して組電池４（１２Ｖ、１００Ａｈ）を構成する。電池パック３は、組電池４と、組電池４の温度を検知する温度センサ６（サーミスタ）、組電池４の温度によって開閉する温度スイッチ５（サーモスタット）を構成要素とする。温度センサ６と温度スイッチ５とは組電池４に具備されているものとする。電池パック３が３個具備され、充電器１は、直流１６Ｖを出力して並列接続された３個の組電池４を充電するが、３組の組電池４にはそれぞれＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる充電スイッチ１０が接続されている。

制御部２は、外部信号により指定された組電池４に該当する充電スイッチ１０を充電制御線７を介して閉成、それ以外は開放することにより１つの組電池のみを充電するように制御を行い、また、温度検出線８を介して温度センサ６から各組電池４の温度を計測し、計測した温度が第１の温度である６０℃以上であるとき、充電制御線７を介して該当する充電スイッチ１０を開放して該組電池４の充電を停止させる。

３つの温度スイッチ５は、全て直列接続され温度スイッチ回路９を為し、充電器１へ接続される。温度スイッチ５（サーモスタット）は、該温度スイッチ５を具備する組電池４の温度が第２の温度である８０℃以上で開放となり、それ未満では閉成される。

充電器１は、温度スイッチ回路９が閉路であるときは直流電力を組電池４へ出力し、開路であるときは動作を停止する。

通常、充電は組電池４を１組ずつ、１つの充電スイッチ１０だけが閉成されて行われ、組電池４の温度の上昇勾配、電圧によって満充電を検知して充電が終了するが、組電池４の異常や満充電検知機能の異常により充電が継続するとき、異常な充電状態にある組電池４の温度センサ６の計測値が６０℃（第１の温度）以上となった段階で制御部２が該当する充電スイッチ１０を開放する制御信号を生成して充電制御線７へ送信し、該組電池４への充電は停止する。

組電池４の異常状態で充電が継続し、かつ制御部２が故障して充電を停止することができないとき、異常な充電状態にある電池パック３の組電池４の温度が８０℃（第２の温度）以上に達して、該当する温度スイッチ５が開放となり、温度スイッチ５は全て直列接続されているため１つでも開放されると温度スイッチ回路９が開路となるので充電器１は停止する。

本実施の形態例では、第２の温度（８０℃）を第１の温度（６０℃）より高くしている。これは、制御部２は通常、通信機能などの機能を併せて実装され、二次電池の過熱時に警報を発出して監視者へ知らせることができるという利点があるため、制御部２の方が早く過熱を検知できるようにしていることによる。過熱時に充電を確実に停止するだけであれば、第１、第２の温度を同じもしくは第１の温度の方を高くしても、劣化や発火、漏液に至らない温度である限りは構わない。

さらに、本実施の形態例では、温度スイッチ回路９が開路か閉路かによって充電器１は制御を行っているが、温度スイッチ回路９の一端に基準電圧を印加し、他端を充電器１へ入力して基準電圧が伝達されているかどうかを判断して充電制御を行うという方法もある。この方法では、例えば温度スイッチ回路９の一端に５Ｖを印加し、他端（充電器１へ入力）を抵抗を介して接地する（電位０Ｖとする）。温度スイッチ回路９に挿入される温度スイッチ５がすべて閉成であれば他端に基準電圧（５Ｖ）が印加され、このとき充電器１は充電可能であるように制御すればよい。逆に、温度スイッチ回路９の一端を接地し（電位０Ｖとし）、他端を抵抗を介して基準電圧（５Ｖ）へ接続し、他端が０Ｖであるとき充電器１は充電可能であるようにする方法もある。

＜実施の形態例４＞
図４は、本発明の第４の実施の形態例を説明する図である。図において、ニッケル水素蓄電池（単セル定格１．２Ｖ、ｌ００Ａｈ）を１０セル直列に接続して組電池４（１２Ｖ、１００Ａｈ）を構成する。電池パック３は、組電池４と、組電池４の温度を検知する温度センサ６（サーミスタ）、組電池４の温度によって開閉する温度スイッチ５（サーモスタット）を構成要素とし、組電池４を搭載するための搭載枠である電池搭載枠１１に接続するためのコネクタを有する。温度センサ６と温度スイッチ５とは組電池４に具備されているものとする。本実施の形態例においては、電池パックは３個搭載可能であるが、必ずしも３個全てが搭載される電池システムではない。充電器１は、直流１６Ｖを出力して並列接続された３個の組電池４を充電するが、３組の組電池４にはそれぞれＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる充電スイッチ１０が接続されている。

３つの温度スイッチ５は、全て直列接続され温度スイッチ回路９を為し、充電器１へ接続される。さらに、それぞれの温度スイッチ５に対して並列に、電池パック３の搭載有無を検知して開閉する搭載有無検知スイッチ１２を接続する。搭載有無検知スイッチ１２は、該当する電池搭載枠１１に電池パック３が搭載されているときは開放であり、非搭載のときは閉成される。このようなスイッチを構成するには、電池搭載枠１１の内部に、電池パック３が搭載されることによって動くレバーを備え、レバーの動きに連動して開閉するスイッチとすればよい。

充電器１は、温度スイッチ回路９が閉路であるときは、充電時に、直流電力を組電池４へ出力し、温度スイッチ回路９が開路であるときは動作を停止する。

温度スイッチ５（サーモスタット）は、該温度スイッチ５を具備する組電池４の温度が第２の温度である８０℃以上で開放となり、それ未満では閉成される。

３つの電池搭載枠１１のうち、２つの電池搭載枠１１にだけ電池パック３が搭載されている場合、非搭載の電池搭載枠１１に該当する搭載有無検知スイッチ１２は閉成されるため、搭載されている他の電池パック３の温度スイッチ５が開放されない限り、充電は可能である。

このように、電池パックの搭載数が可変である電池システムにおいても、充電停止機構を二重に備え、かつ非搭載による過熱の誤検知を回避することが可能である。

なお、電池搭載枠１１を用い、搭載有無検知スイッチ１２と温度スイッチ５とを並列接続して用いる方法は、実施の形態例１、２および３にも適用可能である。

さらに、実施の形態例１、２および３に、電池搭載枠１１と搭載有無検知スイッチ１２とを付加し、その搭載有無検知スイッチ１２は温度スイッチ５には接続せず、個別に制御部２に接続されているようにしてもよい。図５に、実施の形態例１に、電池搭載枠１１と搭載有無検知スイッチ１２とを付加した構成を示す。このような構成によって、制御部２が、個々の搭載有無検知スイッチの開閉状態を検知することによって、組電池４の搭載の有無を個別に検知することができる。この構成においては、実施の形態例１および２に対応して、温度スイッチ５が第２の温度（８０℃）以上で閉成、未満で開放となるもの（第２の場合）であってもよい。

＜実施の形態例５＞
図６は、本発明の第５の実施の形態例を説明する図である。図において、鉛蓄電池（単セル定格２Ｖ、２００Ａｈ）を６セル直列に接続して組電池４（１２Ｖ、２００Ａｈ）を構成する。電池パック３は、３組の組電池４と、３組の組電池４の温度を検知する温度センサ６（サーミスタ）と、３組の組電池４の温度によって開閉する温度スイッチ５（サーモスタット）とを構成要素とする。充電器１は、直流１２Ｖを出力して並列接続された３組の組電池４を充電する。本実施例においては、温度センサ６の個数と温度スイッチ５の個数とは、組電池４の個数よりも少ない。

制御部２は、温度検出線８を介して温度センサ６から組電池４の温度を計測し、計測した温度が第１の温度である６０℃以上であるとき、充電制御線７を介して充電器１の充電を停止させる信号を送信する。

温度スイッチ５は、温度スイッチ回路９を介して充電器１へ接続される。温度スイッチ５（サーモスタット）は、３組の組電池４の温度（例えば最高値）が第２の温度である８０℃以上で開放となり、それ未満では閉成される。充電器１は、スイッチ回路９が閉路であるときは直流電力を組電池４へ出力し、開路であるときは動作を停止する。

通常、組電池４は、充電器１の出力電圧である１２Ｖに達して充電が停止するが、組電池４の異常により充電が継続するとき、温度センサ６の計測値が６０℃（第１の温度）以上となった段階で制御部２が充電器１を停止させる制御信号を生成して充電制御線７へ送信し、充電器１は停止する。

組電池４の異常状態で充電が継続し、かつ制御部２が故障して充電器１を停止することができないとき、異常な充電状態にある電池パック３の温度スイッチ５が開放となり、温度スイッチ回路９が開路となるので充電器１の動作は停止する。

本実施の形態例では、温度スイッチ５は第２の温度（８０℃）以上で開放、未満で閉成としているが（第１の場合）、この開閉を逆にして、第２の温度（８０℃）以上で閉成、未満で開放とする方法もある（第２の場合）。この方法では、充電器１を、温度スイッチ回路９が開路であるときは直流電力を組電池４へ出力し、閉路であるときは停止する制御を行うものとすればよい。

さらに、本実施の形態例では、温度スイッチ回路９が開路か閉路かによって充電器１は制御を行っているが、温度スイッチ回路９の一端に基準電圧を印加し、他端を充電器１へ入力して基準電圧が伝達されているかどうかを判断して充電制御を行うという方法もある。この方法では、例えば温度スイッチ回路９の一端に５Ｖを印加し、他端（充電器１へ入力）を抵抗を介して接地（０Ｖ）する。温度スイッチ回路９に挿入される温度スイッチ５が閉成であれば他端に基準電圧（５Ｖ）が印加され、このとき充電器１は充電可能であるように制御すればよい。逆に、温度スイッチ回路９の一端を接地（０Ｖ）し、他端を抵抗を介して基準電圧（５Ｖ）へ接続し、他端が０Ｖであるとき充電器１は充電可能であるようにする方法もある。また、温度スイッチ５が閾値以上で閉成されるものとし、一端に印加された電圧を他端で検知した場合に充電器１の充電を禁止する方法もある。

本発明に係る電源システムの特徴は、例えば、１つ以上の二次電池を接続してなる組電池を複数組と、複数の前記組電池を充電する充電器と、前記充電器の動作を制御する制御部からなる電池システムにおいて、前記組電池はそれぞれ、温度センサと温度スイッチとを具備し、前記温度センサはそれぞれ前記制御部へ入力され、前記温度スイッチは前記充電器へ接続され、前記制御部は、前記温度センサから入力した温度が第１の温度以上のとき前記充電器の動作を停止させる制御を行い、前記温度スイッチが開放であるとき前記充電器は動作を停止するものとし、また、前記組電池の搭載を検知するスイッチにより、非搭載のときは前記温度スイッチに並列接続された搭載有無検知スイッチが閉成されるものとすることである。この特徴によって、二次電池を充電する電池システムにおいて、電池過熱時に充電を確実に停止し、二次電池の劣化による寿命の縮減、発火および漏液を防止する電池システムを提供することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について、二次電池が鉛蓄電池あるいはニッケル水素蓄電池である場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。

以下に、本発明によって生じる効果について説明する。

（１）充電器で二次電池を充電するとき、満充電検知機能の不具合により充電が継続する場合に備えて、監視制御部は二次電池の温度がある一定値を超えた段階で異常温度とみなし、強制的に充電器を停止させる制御を行っているが、監視制御部自体の故障により、充電制御が不能となり充電が継続することがあり、この場合、二次電池が過熱して劣化が進行して寿命の縮減を招き、さらには発火や漏液に至るという問題が発生する。

本発明により、過熱時に充電を確実に停止し、二次電池の劣化による寿命の縮減、発火および漏液を防止する電池システムを提供することが可能となる。

（２）電池パックの搭載数が可変である電池システムにおいて、過熱時に開放される温度スイッチを充電停止に用いるとき、一部が非搭載であるとき温度スイッチに相当する部分が開放と見なされ、電池が過熱であると誤検知される。

本発明により、電池パックの非搭載を検知して温度スイッチに相当する部分を閉成するため、搭載数に関わらず過熱を検知したときに充電を停止させることが可能となる。

１：充電器、２：制御部、３：電池パック、４：組電池、５：温度スイッチ、６：温度センサ、７：充電制御線、８：温度検出線、９：温度スイッチ回路、１０：充電スイッチ、１１：電池搭載枠、１２：搭載有無検知スイッチ。

Claims

１つ以上の二次電池を接続してなる複数の組電池と、複数の前記組電池を充電する充電器と、前記充電器の動作を制御する制御部とを具備する電池システムにおいて、
前記組電池は、それぞれ、該組電池の温度を検知する温度センサと、該組電池の温度によって開閉する温度スイッチとを具備し、
前記温度センサが検知する前記組電池の温度は前記制御部へ入力され、
前記制御部は、いずれかの前記温度センサから入力された前記組電池の温度が第１の温度以上のとき、前記充電器へ、前記充電器の動作を停止させる制御信号を発出し、
前記温度スイッチは、個別の温度スイッチ回路によって、それぞれ、前記充電器に接続され、
第１の場合として、前記温度スイッチは、該温度スイッチを具備する前記組電池の温度が前記第１の温度よりも高い第２の温度以上のときに開放状態となり、該温度が前記第２の温度未満のときに閉成状態となり、前記充電器は、前記制御信号が送信されない場合において、いずれかの前記温度スイッチ回路が開路であるときに動作停止状態になるか、または、
第２の場合として、前記温度スイッチは、該温度スイッチを具備する前記組電池の温度が前記第２の温度以上のときに閉成状態となり、該温度が前記第２の温度未満のときに開放状態となり、前記充電器は、前記制御信号が送信されない場合において、いずれかの前記温度スイッチ回路が閉路であるときに動作停止状態になることを特徴とする電池システム。
前記温度スイッチおよび充電器は前記第１の場合の動作を行い、
前記温度スイッチを直列接続してなる温度スイッチ回路が前記充電器に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
請求項１または２に記載の電池システムにおいて、
前記組電池ごとに、前記充電器からの給電線に充電スイッチが挿入され、
前記制御部は、前記充電器の動作を停止せずに、前記温度センサから入力された前記組電池の温度が前記第１の温度以上のとき、少なくとも、該温度にある前記組電池の給電線に挿入された前記充電スイッチを開放する制御信号を生成することを特徴とする電池システム。
請求項１に記載の電池システムにおいて、
前記組電池を搭載するための搭載枠が具備され、
前記搭載枠は、前記組電池の搭載有無を検知して開閉する搭載有無検知スイッチを具備し、
前記搭載有無検知スイッチは、前記組電池が搭載されているときは開放であり、搭載されていないときは閉成であり、
前記搭載有無検知スイッチは、前記組電池の搭載時に、該搭載される組電池の温度によって開閉する前記温度スイッチに並列接続されることを特徴とする電池システム。
請求項１ないし３のいずれかに記載の電池システムにおいて、
前記組電池を搭載するための搭載枠が具備され、
前記搭載枠は、前記組電池の搭載有無を検知して開閉する搭載有無検知スイッチを具備し、
前記搭載有無検知スイッチは、前記温度スイッチには接続せず、個別に前記制御部に接続されていることを特徴とする電池システム。