JP5651633B2 - 液漏れ検出システムを有するバッテリーパック - Google Patents
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Description
バッテリーパックは、バッテリーパックを冷却するための液体を受容するように開発されている。ここで、本発明者は、バッテリーパックからの液漏れが生じる場合には、このような漏れを検出することが望ましいことを認識した。
例示的な実施形態に係るバッテリーパックが提供されている。バッテリーパックは、バッテリーモジュールを冷却するために液体をその中に受容するように構成された少なくとも１つのバッテリーモジュールを備えている。さらに、バッテリーパックは、少なくとも１つのバッテリーモジュールに隣接して配置された液漏れ検出システムを備えている。液漏れ検出システムは、第一及び第二の導電性ワイヤグリッドと、第一及び第二の面を有するオープンセル発泡体層と、を備えている。前記第一の導電性ワイヤグリッドは前記第一の面に配置されており、前記第二の導電性ワイヤグリッドは前記第二の面に配置されている。オープンセル発泡体層は、オープンセル発泡体層に接触する液体の少なくとも一部を前記第一の面から前記第二の面に移動させることができる所定の厚さを持つ。さらに、液漏れ検出システムは、第二の導電性ワイヤグリッドとトレイとの間に配置された絶縁マットを備えている。トレイは、その中に絶縁マットとオープンセル発泡体層と第一及び第二の導電性ワイヤグリッドとを保持するように構成されている。さらに、液漏れ検出システムは、第一の導電性ワイヤグリッドと第二の導電性ワイヤグリッドとの間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置を備えている。さらに、液漏れ検出システムは、前記第一信号の振幅（amplitude）を閾値と比較するように構成されたマイクロプロセッサを備えている。さらに、マイクロプロセッサは、第一信号の振幅と閾値との前記比較が、液体が検出されていることを示す場合に、第二信号を出力するように構成されている。
別の例示的な実施形態に係る液漏れ検出システムが提供されている。液漏れ検出システムは、第一及び第二の導電性ワイヤグリッドを備えている。さらに、液漏れ検出システムは、第一及び第二の面を有するオープンセル発泡体層を備えている。前記第一の導電性ワイヤグリッドは前記第一の面に配置されており、前記第二の導電性ワイヤグリッドは前記第二の面に配置されている。オープンセル発泡体層は、オープンセル発泡体層に接触する液体の少なくとも一部を前記第一の面から前記第二の面に移動させることができる所定の厚さを持つ。さらに、液漏れ検出システムは、第二の導電性ワイヤグリッドとトレイとの間に配置された絶縁マットを備えている。トレイは、その中に絶縁マットとオープンセル発泡体層と第一及び第二の導電性ワイヤグリッドとを保持するように構成されている。さらに、液漏れ検出システムは、第一の導電性ワイヤグリッドと第二の導電性ワイヤグリッドとの間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置を備えている。さらに、液漏れ検出システムは、前記第一信号の振幅を閾値と比較するように構成されたマイクロプロセッサを備えている。さらに、マイクロプロセッサは、第一信号の振幅と閾値との前記比較が、液体が検出されていることを示している場合に、第二信号を出力するように構成されている。
別の例示的な実施形態に係るバッテリーパックの製造方法が提供されている。前記方法は、絶縁マットをトレイ内に配置する工程を含む。さらに、前記方法は、第一の導電性ワイヤグリッドを前記絶縁マットの表面に配置する工程を含む。さらに、前記方法は、オープンセル発泡体層を前記第一の導電性ワイヤグリッドの表面に配置する工程を含む。さらに、前記方法は、第二の導電性ワイヤグリッドを前記オープンセル発泡体層の表面に配置する工程を含む。オープンセル発泡体層は、オープンセル発泡体層に接触する液体の少なくとも一部を前記第一の面から前記第二の面に移動させることができる所定の厚さを持つ。さらに、前記方法は、第一の導電性ワイヤグリッドと第二の導電性ワイヤグリッドとの間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置に、前記第一及び第二の導電性ワイヤグリッドを結合する工程を含む。さらに、前記方法は、少なくとも１つのバッテリーモジュールを第一の導電性ワイヤグリッドの表面に配置する工程を含む。少なくとも１つのバッテリーモジュールは、バッテリーモジュールを冷却するために液体をその中に受容するように構成されている。
図１を参照すると、例示的な実施形態に係る液漏れ検出システム６０を有するバッテリーパック１０が提供されている。バッテリーパック１０は、複数のバッテリーモジュール２０, ２２, ２４, ２６, ２８, ３０, ３２, ３４, ３６, ３８, ４０と、液体クーラントシステム５０と、液漏れ検出システム６０と、を備えている。
液体クーラントシステム５０は、バッテリーモジュール２０〜４０を冷却するためにバッテリーモジュール２０〜４０に液体８１を供給するように構成されている。
液漏れ検出システム６０は、液体８１の一部がバッテリーモジュール２０〜４０から漏出したのを検出するように構成されている。液漏れ検出システム６０は、導電性ワイヤグリッド７０，７２と、オープンセル発泡体層８０と、絶縁マット９０と、トレイ１００と、抵抗測定装置１１０と、マイクロプロセッサ１２０と、電気スピーカー１３０と、ディスプレイ装置１４０と、を備える。
導電性ワイヤグリッド７０は、略矩形状であると共に、導電性材料で構成されている。１つの例示的な実施形態において、導電性ワイヤグリッド７０は銅で構成されている。勿論、代替の実施形態において、導電性ワイヤグリッド７０は、当業者にとって周知の他の金属又は金属合金で構成されてもよい。また、代替の実施形態において、導電性ワイヤグリッド７０の形状は、所望の用途に基づいて変化させてもよい。図示するように、バッテリーモジュール２０〜４０は、導電性ワイヤグリッド７０の上端部分に配置されている。
オープンセル発泡体層８０は、導電性ワイヤグリッド７０，７２の間に配置されている。オープンセル発泡体層８０は、第一の面１５０及び第二の面１５２を有している。導電性ワイヤグリッド７０は第一の面１５０に配置されており、導電性ワイヤグリッド７２は第二の面１５２に配置されている。オープンセル発泡体層８０は、オープンセル発泡体層８０に接触する液体８１の少なくとも一部を第一の面１５０から第二の面１５２に移動させることができる所定の厚さを持つ。また、オープンセル発泡体層８０は、矩形状であると共に、各導電性ワイヤグリッド７０，７２の領域と実質的に等しい領域を画定している。
導電性ワイヤグリッド７２は、略矩形状であると共に、導電性材料で構成されている。１つの例示的な実施形態において、導電性ワイヤグリッド７２は銅で構成されている。勿論、代替の実施形態において、導電性ワイヤグリッド７２は、当業者にとって周知の他の金属又は金属合金で構成されてもよい。また、代替の実施形態において、導電性ワイヤグリッド７２の形状は、所望の用途に基づいて変化させてもよい。図示するように、導電性ワイヤグリッド７２は、オープンセル発泡体層８０と絶縁マット９０との間に配置されている。
絶縁マット９０は、導電性ワイヤグリッド７２とトレイ１００との間に配置されている。１つの例示的な実施形態において、絶縁マット９０はゴム化合物で構成されている。
勿論、代替の実施形態において、絶縁マット９０は、当業者にとって周知の他の非導電性材料で構成されてもよい。
勿論、代替の実施形態において、絶縁マット９０は、当業者にとって周知の他の非導電性材料で構成されてもよい。
トレイ１００は、その中に絶縁マット９０とオープンセル発泡体層８０と導電性ワイヤグリッド７０，７２とを保持するように構成されている。トレイ１００は、ベースプレート１６４に結合された側壁部１６０, １６１, １６２, １６３を有している。各側壁部１６０, １６１, １６２, １６３の高さは、少なくとも絶縁マット９０とオープンセル発泡体層８０と導電性ワイヤグリッド７０，７２との積層アッセンブリの高さ以上である。１つの例示的な実施形態において、トレイはプラスチックで構成されている。
抵抗測定装置１１０は、導電体１７０，１７２を利用して導電性ワイヤグリッド７０，７２とそれぞれ電気的に結合されている。抵抗測定装置１１０は、導電性ワイヤグリッド７０，７２の間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成されている。少なくとも所定量の液体８１が導電性ワイヤグリッド７０における開口部を通って流通すると、液体８１がオープンセル発泡体層８０を通過して導電性ワイヤグリッド７２へ伝播し、グリッド７０，７２間に導電性パスを形成する。したがって、液体８１が、導電性ワイヤグリッド７０における開口部を通って流通し、そしてオープンセル発泡体層８０を通過して導電性ワイヤグリッド７２へ伝播すると、グリッド７０，７２間の抵抗レベルが、抵抗閾値以下の抵抗レベルまで減少する。さもなければ、オープンセル発泡体層が乾燥している場合、グリッド間の抵抗レベルが抵抗閾値よりも大きくなる。抵抗閾値は、経験的に決定される値である。ただし、１つの例示的な実施形態において、抵抗閾値は、例えば１〜１０００オームの範囲にすることが可能である。
マイクロプロセッサ１２０は、抵抗測定装置１１０、電気スピーカー１３０及びディスプレイ装置１４０に動作可能に結合されている。マイクロプロセッサ１２０は、以下により詳細に説明されるように、液体８１を検出するため、抵抗測定装置１１０からの出力信号をモニターする。
以下、図１，２，４を参照して、別の例示的な実施形態に係るバッテリーモジュールから漏出する液体８１を検出するための方法のフローチャートを説明する。
ステップ１９０において、少なくとも１つのバッテリーモジュールの下に配置された抵抗測定装置１１０が、導電性ワイヤグリッド７０，７２間の抵抗レベルを示す第一信号を出力する。導電性ワイヤグリッド７０，７２は、オープンセル発泡体層８０によって分離されている。
ステップ１９２において、マイクロプロセッサ１２０が、液体が検出されたことを示す、第一信号の振幅が閾値以下であるかどうかの判定を行う。前記方法は、ステップ１９２の判定が「yes」の場合、ステップ１９４に進む。そうでなければ、前記方法は、ステップ１９０に戻る。
ステップ１９４において、マイクロプロセッサ１２０は、電気スピーカー１２０に、液体８１が検出されたことを示す音を発せさせるための第二信号を出力する。
ステップ１９６において、マイクロプロセッサ１２０が、ディスプレイ装置１４０に、液体８１が検出されたことを示す第一メッセージを表示させる第三信号を出力する。
以下、図１，２，５を参照して、別の例示的な実施形態に係るバッテリーパック１０を製造するための方法のフローチャートを説明する。
ステップ２１０において、作業員が絶縁マット９０をトレイ１００内に配置する。
ステップ２１２において、作業員が導電性ワイヤグリッド７２を絶縁マット９０の表面に配置する。
ステップ２１４において、作業員がオープンセル発泡体層８０を導電性ワイヤグリッド７２の表面に配置する。
ステップ２１６において、作業員が導電性ワイヤグリッド７０をオープンセル発泡体層８０の表面に配置する。オープンセル発泡体層８０は、オープンセル発泡体層８０に接触する液体８１の少なくとも一部を第一の面１５０から第二の面１５２に移動させることができる所定の厚さを持つ。
ステップ２１８において、作業員が、導電性ワイヤグリッド７０，７２間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置１１０に導電性ワイヤグリッド７０，７２を結合させる。
ステップ２２０において、作業員が少なくとも１つのバッテリーモジュールを導電性ワイヤグリッド７０の表面に配置する。少なくとも１つのバッテリーモジュールは、バッテリーモジュールを冷却するために液体８１をその中に受容するように構成されている。
ステップ２２２において、作業員がマイクロプロセッサ１２０を抵抗測定装置１１０に結合させる。
ステップ２２４において、作業員が電気スピーカー１３０及びディスプレイ装置１４０をマイクロプロセッサ１２０に結合させる。
バッテリーパック１０及び液漏れ検出システム６０は、他のバッテリーパック及び液漏れ検出システムに比べてかなりの効果をもたらす。特に、液漏れ検出システム６０は、オープンセル発泡体層によって分離された一対の導電性ワイヤグリッドを利用して、バッテリーモジュールから液体が漏出したことを検出するという技術的効果をもたらす。
請求項に係る発明を、限られた数の実施形態だけに関して詳細に説明してきたが、本発明はそのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、請求項に係る発明は、前述されていなくても本発明の精神及び範囲に応じて、いかなる変形、改変、置換、又は同等の変更を組み入れるように改良されることが可能である。また、請求項に係る発明の様々な実施形態が開示されているが、本発明の特徴は、開示された実施形態の一部だけしか含まない場合もある。したがって、請求項に係る発明は、前述の記載によって限定されると見なされない。
１０・・・バッテリーパック
２０, ２２, ２４, ２６, ２８, ３０, ３２, ３４, ３６, ３８, ４０・・・バッテリーモジュール
６０・・・液漏れ検出システム
７０，７２・・・導電性ワイヤグリッド
８０・・・オープンセル発泡体層
８１・・・液体
９０・・・絶縁マット
１００・・・トレイ
１１０・・・抵抗測定装置
１２０・・・マイクロプロセッサ
１３０・・・電気スピーカー
１４０・・・ディスプレイ装置
２０, ２２, ２４, ２６, ２８, ３０, ３２, ３４, ３６, ３８, ４０・・・バッテリーモジュール
６０・・・液漏れ検出システム
７０，７２・・・導電性ワイヤグリッド
８０・・・オープンセル発泡体層
８１・・・液体
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１００・・・トレイ
１１０・・・抵抗測定装置
１２０・・・マイクロプロセッサ
１３０・・・電気スピーカー
１４０・・・ディスプレイ装置
Claims (5)
- 少なくとも１つのバッテリーモジュールであって、該バッテリーモジュールを冷却するために液体を該バッテリーモジュールの中に受容するように構成された前記バッテリーモジュールと、
前記少なくとも１つのバッテリーモジュールに隣接して配置された液漏れ検出システムと、
を備えるバッテリーパックであって、
前記液漏れ検出システムが、
第一及び第二の導電性ワイヤグリッドと、
第一の面及び第二の面を有するオープンセル発泡体層であって、前記第一の面に前記第一の導電性ワイヤグリッドが配置され、前記第二の面に前記第二の導電性ワイヤグリッドが配置され、前記オープンセル発泡体層に接触する前記液体の少なくとも一部を前記第一の面から前記第二の面に移動させることができる所定の厚さを持つ、オープンセルポリウレタンフォーム層である前記オープンセル発泡体層と、
前記第二の導電性ワイヤグリッドとトレイとの間に配置された絶縁マットであって、前記トレイが該トレイ内に前記絶縁マットと前記オープンセル発泡体層と前記第一及び第二の導電性ワイヤグリッドとを保持するように構成された、前記絶縁マットと、
前記第一の導電性ワイヤグリッドと前記第二の導電性ワイヤグリッドとの間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置と、
前記第一信号の振幅を閾値と比較するように構成されたマイクロプロセッサであって、さらに、前記第一信号の振幅と前記閾値との前記比較が、前記液体が検出されていることを示す場合に、第二信号を出力するように構成されている前記マイクロプロセッサと、
を備え、
前記第一信号の振幅が前記閾値以下である場合に、前記第一信号の振幅と前記閾値との前記比較が、前記液体が検出されていることを示す、バッテリーパック。 - 前記液漏れ検出システムが、前記液体が検出されていることを示す音を前記第二信号の受信に応じて発するように構成された電気スピーカーをさらに備える、請求項１に記載されたバッテリーパック。
- 前記液漏れ検出システムの前記マイクロプロセッサが、さらに、前記第一信号の振幅と前記閾値との前記比較が、前記液体が検出されていることを示す場合に、前記液体が検出されたことを示す第一メッセージをディスプレイ装置に表示させるように構成されている、請求項１に記載されたバッテリーパック。
- 絶縁マットをトレイ内に配置する工程と、
第一の導電性ワイヤグリッドを前記絶縁マットの表面に配置する工程と、
オープンセルポリウレタンフォーム層であるオープンセル発泡体層を前記第一の導電性ワイヤグリッドの表面に配置する工程と、
前記オープンセル発泡体層に接触する液体の少なくとも一部を第一の面から第二の面に移動させることができる所定の厚さを持つ前記オープンセル発泡体層の表面に、第二の導電性ワイヤグリッドを配置する工程と、
前記第一の導電性ワイヤグリッドと前記第二の導電性ワイヤグリッドとの間の抵抗レベルを示す第一信号を出力するように構成された抵抗測定装置に、前記第一及び第二の導電性ワイヤグリッドを結合する工程と、
少なくとも１つのバッテリーモジュールであって、該バッテリーモジュールを冷却するために液体を当該バッテリーモジュールの中に受容するように構成されている前記少なくとも１つのバッテリーモジュールを、前記第一の導電性ワイヤグリッドの表面に配置する工程と、
を備え、
前記第一信号の振幅が閾値以下である場合に、前記第一信号の振幅と前記閾値との比較が、前記液体が検出されていることを示す、バッテリーパックを製造するための方法。 - マイクロプロセッサを前記抵抗測定装置に結合する工程をさらに備える、請求項４に記載の方法。
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