JP5986973B2 - 電池監視装置および閾値設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池監視装置および閾値設定方法に関する。

蓄電システムなど二次電池をバスバーで接続した設備において、二次電池の電極端子とバスバーとの間に接触不良が生じると、二次電池が発熱する可能性がある。
かかる接触不良に対する対策として幾つかの技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の二次電池異常検出装置は、複数の電池セルの電極端子同士を連結する導電性を有する接続板と、接続板と電極端子とを締結する締結部材と、締結部材による接続板と電極端子との締結部に近接して設けられ、締結部周りの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の温度検出値に基づき締結部材の異常を判定する異常判定手段とを備える。そして、異常判定手段は、電極端子から接続板に所定以上の負荷電流が流れているとき、温度検出手段の温度検出値に基づいて締結部材の緩みを検出し判定する。
特許文献１では、これにより、簡単な構成にして締結部材の緩みを検出することが可能である、とされている。

特許第４６９６２９１号公報

特許文献１では、検出した温度が所定温度以上であれば締結部材の緩みと判定することが記載されているが、所定温度をどのように設定するかは示されていない。
二次電池の温度異常判定において、判定基準の温度をどのように設定するかが重要である。判定基準の温度が高過ぎると、異常を検出できない可能性がある。一方、判定基準の温度が低すぎると、正常状態において異常が発生したと誤検出する可能性がある。

本発明は、より精度よく二次電池の異常を検出することのできる電池監視装置および閾値設定方法を提供する。

本発明の一態様による電池監視装置は、二次電池の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、を具備し、前記閾値は、端子締結部材と電極端子に接触不良が発生した際に想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の電極端子に発生する場合に、前記電極端子の熱が当該電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から、前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度以下の温度である。

第１の前記温度測定部と、第２の前記温度測定部と、第１の前記電極端子および第１の前記温度測定部に対応する第１の前記閾値を設定された第１の異常判定部と、第２の前記電極端子および第２の前記温度測定部に対応する第２の前記閾値を設定された第２の異常判定部と、を具備していてもよい。

前記温度測定部は、前記電極端子から前記温度測定部へ伝熱するパターンを有するプリント基板に設けられていてもよい。

前記温度測定部は、前記二次電池の蓋に設けられていてもよい。

前記温度測定部は、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が第１の前記電極端子に発生する場合に、第１の前記電極端子の熱が第１の前記電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上であり、かつ、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が第２の前記電極端子に発生する場合に、第２の前記電極端子の熱が第２の前記電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上である位置に設けられていてもよい。

第１の前記電極端子での発熱を検出可能な位置に前記温度測定部と直列に設けられて所定温度以上で電流を切断する温度検出部を具備し、前記温度測定部は、第２の前記電極端子での発熱を検出可能な位置に設けられて温度を測定し、前記異常判定部は、前記温度測定部が所定温度以上の温度を測定した場合、および、前記温度測定部への電流が切断された場合、前記二次電池に異常が発生したと判定する、ようにしてもよい。

本発明の他の態様による電池監視装置は、二次電池の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、を具備し、前記温度測定部は、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の第１の電極端子に発生する場合に、前記第１の電極端子の熱が当該第１の電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上であり、かつ、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の第２の電極端子に発生する場合に、前記第２の電極端子の熱が当該第２の電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上である位置に設けられている。

本発明の他の態様による電池監視装置は、二次電池の第１の電極端子での発熱を検出可能な位置に設けられて温度を測定する温度測定部と、前記二次電池の第２の電極端子での発熱を検出可能な位置に前記温度測定部と直列に設けられて所定温度以上で電流を切断する温度検出部と、前記温度測定部が所定温度以上の温度を測定した場合、および、前記温度測定部への電流が切断された場合、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、を具備する。

本発明の他の態様による閾値設定方法は、二次電池の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、を具備する電池監視装置の前記閾値を設定する閾値設定方法であって、前記閾値を、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の電極端子に発生する場合に、前記電極端子の熱が当該電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から、前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度以下の温度に設定する。

本発明によれば、より精度よく二次電池の異常を検出することができる。

本発明の第１の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における電池監視装置の判定対象の二次電池の接続例を示す説明図である。 同実施形態の電池セルの電極端子における接続例を示す説明図である。 同実施形態における正極端子とバスバーとの間にアーク放電が生じた場合の、電流および電圧の状態の例を示す説明図である。 同実施形態における正極端子とバスバーとの間に抵抗が生じた場合の、電流および電圧の状態の例を示す説明図である。 同実施形態の電極端子において、電池セルの内部へ想定される最大入熱量での発熱が発生した場合の、温度変化の例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態における正極端子と負極端子とに共通の温度測定部の配置例を示す説明図である。 同実施形態における温度測定部の配置条件の例を示す説明図である。 同実施形態において閾値記憶部に記憶させる閾値を設定する処理手順の例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態において正極端子と負極端子との各々に対する温度測定部のプリント基板上の配置例を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態におけるプリント基板のパターンの例を示す説明図である。 同実施形態における、パターンを設けることによる温度変化の例を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態の、蓋における温度測定部の設置例を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における温度測定部と温度検出部との接続関係を示す概略回路図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、電池監視装置１００は、温度測定部１１０と、異常判定部１２０とを具備する。異常判定部１２０は、閾値記憶部１２１と、比較部１２２とを具備する。

電池監視装置１００は、二次電池の異常判定を行う。より具体的には、電池監視装置１００は、二次電池の温度に基づいて、当該二次電池の異常の有無を判定する。
温度測定部１１０は、二次電池の温度を測定する。例えば、温度測定部１１０は、サーミスタを含んで構成され、サーミスタの抵抗値の変化に基づいて温度を測定する。

異常判定部１２０は、温度測定部１１０が測定した温度に基づいて、二次電池の異常の有無を判定する。特に、異常判定部１２０は、温度測定部１１０が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、二次電池に異常が発生したと判定する。異常判定部１２０は、例えば、マイコン（Micro Computer）を含んで構成される。

閾値記憶部１２１は、比較部１２２が二次電池の異常の有無を判定する際に用いる閾値を記憶する。閾値記憶部１２１は、例えば異常判定部１２０の具備する記憶デバイスを含んで構成される。
比較部１２２は、温度測定部１１０が測定した温度と閾値記憶部１２１が記憶している閾値とを比較して、二次電池の異常の有無を判定する。より具体的には、比較部１２２は、温度測定部１１０が測定した温度が、閾値記憶部１２１の記憶している閾値よりも大きい場合に、二次電池に異常が発生したと判定する。

図２は、電池監視装置１００の判定対象の二次電池の接続例を示す説明図である。同図において、蓄電システム１は、複数の電池セル９００を具備している。電池セル９００の各々は、正極端子９０１と負極端子９０２との各々においてバスバー締結ネジ９３０でバスバー９２０に締結されている。電池セル９００は、バスバー９２０にて直列に接続されている。また、電池セル９００の各々は、バスバー締結ネジ９３０にて電池セル９００の本体に締結されたプリント基板９１０を具備する。

正極端子９０１と負極端子９０２とは、いずれも電極端子の一例に該当する。電池セル９００は、二次電池の一例に該当する。
温度測定部１１０は、例えば、プリント基板９１０、または、電池セル９００の蓋に設けられる。異常判定部１２０は、例えば、蓄電システム１のセル監視回路（Cell Monitoring Unit；ＣＭＵ）に含まれる。

図３は、電池セル９００の電極端子における接続例を示す説明図である。同図において、正極端子９０１、負極端子９０２は、それぞれ、バスバー締結ネジ９３０にてバスバー９２０と締結されている。また、正極端子９０１と負極端子９０２との間には、蓋９０３とプリント基板９１０とが設けられている。
正極端子９０１は、電池セル９００の内部の正極電極９０４に接続される。正極電極９０４は、例えばアルミニウム箔を用いて構成される。また、負極端子９０２は、電池セル９００の内部の負極電極９０５に接続される。負極電極９０５は、例えば銅箔を用いて構成される。以下では、正極電極９０４と負極電極９０５とを総称して「内部電極」と称する。正極電極９０４と負極電極９０５との間には絶縁シート（セパレータ）が設けられて絶縁されている。

図４は、正極端子９０１とバスバー９２０との間にアーク放電が生じた場合の、電流および電圧の状態の例を示す説明図である。バスバー締結ネジ９３０が緩んで正極端子９０１とバスバー９２０との間に隙間が生じると、正極端子９０１とバスバー９２０との間にアーク放電にて電流が流れる可能性がある。この場合、正極端子９０１とバスバー９２０との間に電圧（電位差）Ｅ１が生じる。電圧Ｅ１が生じた状態で電流Ｉ１が流れることで、電力が消費されて熱が発生する。
同様に、負極端子９０２とバスバー９２０との間でも、バスバー締結ネジ９３０が緩んでアーク放電が発生し発熱する可能性がある。

図５は、正極端子９０１とバスバー９２０との間に抵抗が生じた場合の、電流および電圧の状態の例を示す説明図である。バスバー締結ネジ９３０が緩むと、正極端子９０１とバスバー９２０との間に電気抵抗Ｒ２が発生ないし増加する可能性がある。この場合、電気抵抗Ｒ２による電圧降下にて正極端子９０１とバスバー９２０との間に電圧Ｅ２が生じる。電圧Ｅ２が生じた状態で電流Ｉ２が流れることで、電力が消費されて熱が発生する。
同様に、負極端子９０２たバスバー９２０との間でも、バスバー締結ネジ９３０が緩んで電気抵抗が生じ発熱する可能性がある。

このような、電極端子（正極端子９０１または負極端子９０２）における発熱が熱暴走の原因になり得ることが、本願発明者の分析にて判明した。具体的には、電気抵抗やアーク放電が発生して電極端子部分が発熱すると、電極を伝熱路として熱が電池セル９００内部に侵入する。侵入した熱により電池セル９００の内部の温度が上昇し、電池セル内部の正負極電極箔間の絶縁シート（セパレータ）の溶解温度に達すると、内部短絡から熱暴走に至る可能性がある。

そこで、電池監視装置１００は、電池セル９００内部の温度がセパレータ溶融開始温度に達する前に異常有りと判定する。そのために、閾値記憶部１２１は、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が電極端子に発生する場合に、電極端子の熱が電池内部に侵入し内部電極の最大許容温度に達するまでの時間から、温度測定部１１０の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、温度測定部１１０の設けられた位置の温度以下の温度である閾値を記憶する。この閾値について、図６を参照して説明する。

図６は、電極端子（ここでは負極端子９０２）において、電池セル９００の内部へ想定される最大入熱量での発熱が発生した場合の、温度変化の例を示す説明図である。同図の横軸は、電極端子の発熱が、通常の発熱から最大入熱量の発熱へ変化してからの経過時間を示す。縦軸は温度を示す。
また、線Ｌ１１は、負極端子９０２の最大温度を示す。線Ｌ１２は、温度測定部１１０の設置位置における温度を示す。線Ｌ１３は、内部電極（正負極電極箔、セパレータ）の温度を示す。線Ｌ１４は、対極側（正極端子９０１側）の温度測定部１１０（サーミスタ）の設置位置における温度を示す。
但し、本実施形態は、電極端子毎に温度測定部１１０を設ける場合に限らず、後述する、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０を設ける場合にも適用可能である。

また、温度Ｃ１４は、セパレータの溶融開始温度を示す。温度Ｃ１３は、内部電極（正負極電極箔、セパレータ）に予め設定される最大許容温度を示す。この最大許容温度は、セパレータの溶融開始温度到達までに電流の停止または低減等の対策を実行可能なマージンの時間Ｔ１４を見込んで設定される。
温度Ｃ１１は、閾値記憶部１２１が記憶する閾値温度を示す。この閾値温度は、内部電極（正負極電極箔、セパレータ）の温度が最大許容温度（温度Ｃ１３）に達するまでの時間Ｔ１２から、温度測定部１１０が温度を測定する際の遅延時間（時間Ｔ１３）を減算した時間の経過時における温度Ｃ１２以下の温度として設定される。

すなわち、時間Ｔ１２から時間Ｔ１３を減算した時間の経過時における温度Ｃ１２は、閾値の最大値を示す。時間Ｔ１２から時間Ｔ１３を減算した時間以下の時間Ｔ１１の経過時における温度Ｃ１１を閾値に設定することで、電池監視装置１００は、比較的早いタイミングで異常を検出（異常有りと判定）することができる。これにより、例えば蓄電システム１の制御装置は、電池監視装置１００の判定結果に基づいて電池セル９００の電流を制御して、熱暴走を回避することができる。
なお、温度測定部１１０が温度を測定してから異常判定部１２０が異常の有無を判定するまでの遅延時間を無視できない場合は、時間Ｔ１２から時間Ｔ１３を減算し、さらに、異常判定部１２０の判定の遅延時間を減算する。

なお、閾値の下限値は、温度測定部１１０の設置位置における通常時の温度よりも高い温度とすることができる。これにより、電池監視装置１００は、正常温度を異常と判定する誤検出を抑制することができる。
閾値の上限値が下限値よりも小さくなる場合、すなわち、温度Ｃ１２が、温度測定部１１０の設置位置における通常時の温度よりも低くなる場合、異常の誤検出を抑制し、かつ、適切なタイミングで異常を検出することが困難であることが判る。この場合、蓄電システム１の設計者は、温度測定部１１０の設置位置を変える、あるいは、電池セル９００等の仕様を変更するなどの対策を講じることができる。

以上のように、閾値記憶部１２１の記憶する閾値は、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が電池セル９００の電極端子（正極端子９０１または負極端子９０２）に発生する場合に、電極端子の熱が当該電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から、温度測定部１１０の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、温度測定部１１０の設けられた位置の温度以下の温度である。
これにより、異常判定部１２０は、例えばセパレータの溶融防止などの対策が可能なタイミングで電池セル９００の異常ありと判定することができる。

なお、閾値記憶部１２１の記憶する閾値の設定は、例えばシミュレータなどの装置が自動的に行うようにしてもよい。あるいは、蓄電システム１の設計者がシミュレーション結果または実験結果等に基づいて閾値を設定するなど、手動で閾値の設定を行うようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、電池監視装置１００が、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０を有する場合について説明する。電池監視装置１００が、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０を有することで、温度測定部１１０の数を削減することができる。温度測定部１１０の数が削減されることで、電池監視装置１００の製造コストの低減を図ることができ、また、電池監視装置１００の保守点検の負荷が比較的軽くなる。

図７は、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０の配置例を示す説明図である。同図の例において、温度測定部１１０は、プリント基板９１０の、正極端子９０１と負極端子９０２との中間の位置に設置されている。
線Ｌ２１は、正極端子９０１からプリント基板９１０への熱伝導を示す。線Ｌ２２は、正極端子９０１から電池セル９００の内部への入熱を示す。線Ｌ２３は、負極端子９０２からプリント基板９１０への熱伝導を示す。線Ｌ２４は、負極端子９０２から電池セル９００の内部への入熱を示す。
温度測定部１１０は、正極端子９０１からも負極端子９０２からも熱を受けられる位置に配置されて、正極端子９０１の状態監視と負極端子９０２の状態監視との共用に機能する。
本実施形態における電池監視装置の構成は、図１と同様であり、説明を省略する。

図８は、温度測定部１１０の配置条件の例を示す説明図である。同図の横軸は、負極端子９０２と正極端子９０１との間の位置を、負極端子９０２からの距離にて示す。縦軸は、温度を示す。
線Ｌ３１は、負極端子９０２にて想定される最大の入熱量での発熱が生じた場合の、温度測定部１１０の温度測定に適切なタイミングにおける、負極端子９０２と正極端子９０１との間の温度分布の例を示す。ここでいう、温度測定部１１０が温度測定に適切なタイミングとは、図６を参照して説明した時間Ｔ１２から時間Ｔ１３を減算した時間の経過時のように、温度測定部１１０の測定した温度に基づいて、セパレータの溶融防止などの対策を実施可能なタイミングである。
線Ｌ３２は、正極端子９０１にて想定される最大の入熱量での発熱が生じた場合の、温度測定部１１０の温度測定に適切なタイミングにおける、正極端子９０１と負極端子９０２との間の温度分布の例を示す。

また、位置Ａは、線Ｌ３１と線Ｌ３２との交点に対応する位置である。位置Ｂは、線Ｌ３１と線Ｌ３２との交点に対応する位置以外の位置の例として示された位置である。
温度ＴＡは、線Ｌ３１と線Ｌ３２との交点に対応する温度である。温度ＴＡは、温度測定部１１０が位置Ａに設置されている場合の、閾値の上限値を示す。閾値記憶部１２１が温度ＴＡ以下の閾値を記憶することで、正極端子９０１に熱が発生した場合と、負極端子９０２に熱が発生した場合とのいずれにおいても、温度測定部１１０は、適切なタイミング（例えば、セパレータの溶融防止などの対策を実施可能なタイミング）で温度測定を行うことができる。

また、温度ＴＢは、位置Ｂについて線Ｌ３１の示す温度と線Ｌ３２の示す温度とのうち低いほうの温度を示す。具体的には、温度ＴＢは、位置Ｂからの垂線と、線Ｌ３２との交点に対応する温度を示す。温度ＴＢは、温度測定部１１０が位置Ｂに設置されている場合の、閾値の上限値を示す。閾値記憶部１２１が温度ＴＢ以下の閾値を記憶することで、正極端子９０１に熱が発生した場合と、負極端子９０２に熱が発生した場合とのいずれにおいても、温度測定部１１０は、適切なタイミング（例えば、セパレータの溶融防止などの対策を実施可能なタイミング）で温度測定を行うことができる。

図９は、閾値記憶部１２１に記憶させる閾値を設定する処理手順の例を示す説明図である。同図の処理において、閾値設定者（例えば、蓄電システム１の設計者）は、まず、正極端子９０１での入熱を想定して、内部電極が最大許容温度に達する時間を算出する（ステップＳ１０１）。
ここでいう最大許容温度は、図６の温度Ｃ１３を例に説明したように、セパレータの溶融開始温度などの避けたい温度に対して、電流の停止または低減などの対策を実施可能なマージンの時間を見込んで設定された温度である。内部電極が最大許容温度に達する時間は、図６の時間Ｔ１２にて例示されている。

次に、閾値設定者は、ステップＳ１０１で得られた内部電極が最大許容温度に達する時間から、温度測定部１１０の温度測定の際の遅延時間を減算する（ステップＳ１０２）。温度測定部１１０の温度測定の際の遅延時間は、図６の時間Ｔ１３に例示される。
さらに、閾値設定者は、温度測定部１１０が温度を測定してから異常判定部１２０が異常の有無を判定するまでの遅延時間を、ステップＳ１０２で得られた時間から減算する（ステップＳ１０３）。なお、温度測定部１１０が温度を測定してから異常判定部１２０が異常の有無を判定するまでの遅延時間が小さく無視できる場合は、ステップＳ１０３を省略することができる。
そして、閾値設定者は、ステップＳ１０３で得られた時間の経過時における、負極端子９０２と正極端子９０１との間の各位置における温度をグラフにプロットする（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１１１〜Ｓ１１４では、負極端子９０２での入熱を想定して、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４における正極端子９０１での入熱の場合と同様の処理を行う。
ステップＳ１１４の後、閾値設定者は、グラフから閾値の上限値を読み取る（ステップＳ１１５）。図８を参照して説明したように、温度測定部１１０の設置位置に対応してグラフに示される温度のうち低いほうの温度が、閾値の上限値に該当する。２つの線の交点に対応する位置に温度測定部１１０を設置する場合は、交点の示す温度が閾値の上限値に該当する。

次に、閾値設定者は、ステップＳ１１５で得られた閾値の上限値が、温度測定部１１０の位置における通常時の温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１２１）。
通常時の温度よりも高いと判定した場合（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、閾値設定者は、通常時の温度より高く、かつ、閾値の上限値以下の範囲内で閾値を設定する（ステップＳ１３１）。その後、図９の処理を終了する。

一方、ステップＳ１２１において、ステップＳ１１５で得られた閾値の上限値が、温度測定部１１０の位置における通常時の温度よりも高くないと判定した場合（ステップＳ１２１：ＮＯ）、閾値設定者は、閾値の設定が不可能な場合の処理を行う（ステップＳ１４１）。
この場合、図６を参照して説明したのと同様、通常時の温度にて異常と判定する誤検出を抑制し、かつ、適切なタイミングで異常を検出することが困難であることが判る。そこで、閾値設定者は、温度測定部１１０の設置位置を変更する、または、電池セル９００等の仕様を変更するなどの対策を講じることができる。
ステップＳ１４１の後、図９の処理を終了する。

以上では、閾値設定者がグラフを用いて閾値を設定する場合について設定したが、閾値の設定方法はこれに限らない。例えば、温度測定部１１０の設置位置が既に決まっている場合、当該位置についてのみ閾値の最大値を得られればよく、正極端子９０１と負極端子９０２との間の各位置についてグラフのプロットを行う必要はない。
そこで、閾値設定者が、温度測定部１１０の設置位置における閾値の最大値を、グラフのプロットに代えて演算にて求めるようにしてもよい。
また、閾値記憶部１２１に閾値を記憶させる処理は、閾値設定者が手動で行うようにしてもよいし、例えばシミュレータなどの装置が自動的に行うようにしてもよい。

以上のように、温度測定部１１０は、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が第１の電極端子に発生する場合と、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が第２の電極端子に発生する場合とのいずれにも、適切なタイミングで温度を測定できる位置に設置される。ここで、正極端子９０１と負極端子９０２との一方が第１の電極端子に該当し、他方が第２の電極端子に該当する。

想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が第１の電極端子に発生する場合に、温度測定部１１０が適切なタイミングで温度を測定できるよう、温度測定部１１０位置や閾値が設定される。具体的には、内部電極の温度が最大許容温度に達するまでの時間から温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時において、温度測定部１１０の設けられた位置の温度が閾値の温度以上となるようにする。

さらに、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が第２の電極端子に発生する場合に、温度測定部１１０が適切なタイミングで温度を測定できるよう、温度測定部１１０位置や閾値が設定される。具体的には、内部電極の温度が最大許容温度に達するまでの時間から温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時において、温度測定部１１０の設けられた位置の温度が閾値の温度以上となるようにする。

これにより、温度測定部１１０は、正極端子９０１の状態監視と負極端子９０２の状態監視との共用に機能する。電池監視装置１００が、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０を有することで、温度測定部１１０の数を削減することができる。温度測定部１１０の数が削減されることで、電池監視装置１００の製造コストの低減を図ることができ、また、電池監視装置１００の保守点検の負荷が比較的軽くなる。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、正極端子９０１と負極端子９０２とのそれぞれに対して、プリント基板９１０に温度測定部１１０が設けられる場合について説明する。
上述したように、正極端子９０１とバスバー９２０との締結の緩みにより、正極端子９０１に熱が発生する場合がある。また、負極端子９０２とバスバー９２０との締結の緩みにより、負極端子９０２に熱が発生する場合がある。そこで、本実施形態では、正極端子９０１と負極端子９０２との各々に対して温度測定部１１０を設ける。

図１０は、本発明の第３の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、電池監視装置２００は、温度測定部１１０−１および１００−２と、異常判定部１２０−１および１２０−２とを具備する。異常判定部１２０−１および１２０−２は、閾値記憶部１２１−１および１２１−２と、比較部１２２−１および１２２−２とを具備する。
温度測定部１１０−１および１１０−２、異常判定部１２０−１および１２０−２、閾値記憶部１２１−１および１２１−２、比較部１２２−１および１２２−２は、それぞれ温度測定部１１０、異常判定部１２０、閾値記憶部１２１、比較部１２２の例に該当し、説明を省略する。

図１１は、正極端子９０１と負極端子９０２との各々に対する温度測定部１１０の、プリント基板９１０における配置例を示す説明図である。同図において、温度測定部１１０−１は、正極端子９０１の近傍に設置されて正極端子９０１の発熱の監視のための温度測定を行う。温度測定部１１０−２は、負極端子９０２の近傍に設置されて負極端子９０２の発熱の監視のための温度測定を行う。
図７の場合と同じく図１１において、線Ｌ２１は、正極端子９０１からプリント基板９１０への熱伝導を示す。線Ｌ２２は、正極端子９０１から電池セル９００の内部への入熱を示す。線Ｌ２３は、負極端子９０２からプリント基板９１０への熱伝導を示す。線Ｌ２４は、負極端子９０２から電池セル９００の内部への入熱を示す。

閾値記憶部１２１−１が記憶する閾値と閾値記憶部１２１−２が記憶する閾値とのいずれも、図６を参照して説明した方法で設定される。
具体的には、閾値記憶部１２１−１が記憶する閾値は、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が正極端子９０１に発生する場合について、図６を参照して説明した処理にて得られる閾値である。閾値記憶部１２１−２が記憶する閾値は、想定される電池セル９００への最大の入熱量での発熱が負極端子９０２に発生する場合について、図６を参照して説明した処理にて得られる閾値である。

以上のように、異常判定部１２０−１の閾値記憶部１２１−１には、正極端子９０１および温度測定部１１０−１に対応する閾値が設定される。異常判定部１２０−２の閾値記憶部１２１−２には、負極端子９０２および温度測定部１１０−２に対応する閾値が設定される。
これにより、電池監視装置２００は、正極端子９０１から熱が発生する場合と、負極端子９０２から熱が発生する場合とのいずれの場合も、例えばセパレータの溶融防止などの対策が可能なタイミングで電池セル９００の異常ありと判定することができる。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、プリント基板９１０に温度測定部１１０が設置されている場合に、プリント基板９１０のパターンにて熱伝導性を高める例について説明する。
本実施形態における電池監視装置の構成は、図１０と同様であり、説明を省略する。
但し、本実施形態の適用範囲は、第３の実施形態の電池監視装置２００（図１０）のように、正極端子９０１と負極端子９０２との各々に対応して温度測定部１１０が設置されている場合に限らない。例えば、第２の実施形態の図７に示されるように、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０がプリント基板９１０に設置されている場合にも本実施形態を適用可能である。

図１２は、プリント基板９１０のパターンの例を示す説明図である。同図において、プリント基板９１０における正極端子９０１の近傍に温度測定部１１０−１が設置されている。また、負極端子９０２の近傍に温度測定部１１０−２が設置されている。
また、電極端子周辺に設けられているソケット部から、温度測定部１１０の設置位置までパターンＰ４１やＰ４２が配置されている。

ソケットおよびパターンは、金属にて構成され熱伝導性を有する。パターンＰ４１は、正極端子９０１にて生じた熱を温度測定部１１０−１へ伝導する。パターンＰ４２は、負極端子９０２に手生じた熱を温度測定部１１０−２へ伝導する。
これにより、正極端子９０１または負極端子９０２にて熱が発生してから、温度測定部１１０−１または１１０−２が閾値以上の温度を測定するまでの時間を短くすることができる。
パターンＰ４１やＰ４２は、電気の導通のためには用いられていない点で、ダミーのパターンとなっている。

図１３は、パターンＰ４１やＰ４２を設けることによる温度変化の例を示す説明図である。同図の横軸は、電極端子の発熱が、通常の発熱から最大入熱量の発熱へ変化してからの経過時間を示す。縦軸は温度を示す。
線Ｌ５１は、電極端子（正極端子９０１または負極端子９０２）における温度を示す。線Ｌ５２は、パターンＰ４１やＰ４２を設けた場合の、温度測定部１１０（１１０−１または１１０−２）の設置位置における温度を示す。線Ｌ５３は、電池セル９００内部（電極部分）における温度を示す。線Ｌ５４は、パターンＰ４１やＰ４２を設けない場合の、温度測定部１１０（１１０−１または１１０−２）の設置位置における温度を示す。

例えば、閾値記憶部１２１に設定されている閾値の温度Ｃ５１を温度測定部１１０が測定するまでに要する時間は、パターンＰ４１やＰ４２を設けない場合、線Ｌ５４と温度Ｃ５１の線との交点の時間Ｔ５２であり、電池セル９００内部の温度上昇Ｌ５３より温度測定部の温度上昇Ｌ５４が遅いため、例えばセパレータの溶融防止などの対策が可能なタイミングでの電池セル９００の異常ありの判定ができない可能性がある。これに対し、パターンＰ４１やＰ４２を設けた場合、当該時間は線Ｌ５２と温度Ｃ５１の線との交点の時間Ｔ５１となり、時間が大幅に短くなっている。これにより、電池セル９００内部の温度上昇Ｌ５３より温度測定部の温度上昇Ｌ５２が速いため、例えばセパレータの溶融防止などの対策が可能なタイミングで電池セル９００の異常ありと判定することができる。

以上のように、温度測定部１１０（１１０−１または１１０−２）は、電極端子（正極端子９０１または負極端子９０２）から温度測定部１１０へ伝熱するパターンＰ４１またはＰ４２を有するプリント基板に設けられている。
これにより、電極端子から温度測定部１１０への熱伝導性が高まり、温度測定部１１０における温度の検出感度が向上する。

＜第５の実施形態＞
本実施形態では、温度測定部１１０が電池セル９００の蓋９０３に設置される場合について説明する。
本実施形態における電池監視装置の構成は、図１０と同様であり、説明を省略する。
但し、本実施形態の適用範囲は、第３の実施形態の電池監視装置２００（図１０）のように、正極端子９０１と負極端子９０２との各々に対応して温度測定部１１０が設置されている場合に限らない。例えば、第２の実施形態の図７に示されるように、正極端子９０１と負極端子９０２とに共通の温度測定部１１０が設置される場合にも本実施形態を適用可能である。

図１４は、蓋９０３における温度測定部１１０の設置例を示す説明図である。同図において、温度測定部１１０−１は、蓋９０３上の正極端子９０１の近傍に設置されて正極端子９０１の発熱の監視のための温度測定を行う。温度測定部１１０−２は、蓋９０３上の負極端子９０２の近傍に設置されて負極端子９０２の発熱の監視のための温度測定を行う。温度測定部１１０と蓋９０３との絶縁が必要な場合は、例えばシリコンシートなど熱伝達がよい絶縁部材を間に温度測定部１１０と蓋９０３との間に挟んで設置する。
線Ｌ６１は、正極端子９０１から蓋９０３への熱伝導を示す。線Ｌ２２は、正極端子９０１から電池セル９００の内部への入熱を示す。線Ｌ２３は、負極端子９０２からプリント基板９１０への熱伝導を示す。線Ｌ２４は、負極端子９０２から電池セル９００の内部への入熱を示す。

蓋９０３は金属でできており、高い熱伝導性を有する。従って、温度測定部１１０は、電池セル９００内部に近い温度を測定することができる。これにより、比較部１２２は電池セル９００内部の温度異常を速やかに判定することができる。

＜第６の実施形態＞
本実施形態では、電池監視装置が温度を測定する温度測定部と、所定温度以上の温度を検出する温度検出部とを具備する例について説明する。
図１５は、本発明の第６の実施形態における電池監視装置の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、電池監視装置３００は、温度測定部１１０と温度検出部１１１と、異常判定部３２０とを具備する。異常判定部３２０は、閾値記憶部１２１と、比較部３２２とを具備する。

同図において、図１の各部に対応して同様の機能を有する部分には、同一の符号（１１０、１２１）を付して説明を省略する。
温度検出部１１１はサーモスタットを含んで構成され、スイッチとして機能する。具体的には、温度検出部１１１は、所定温度未満では通電し、所定温度以上では電流を切断する。
特に、温度検出部１１１は、温度測定部１１０と直列に接続されて温度測定部１１０への電力供給の導通／切断を切り替える。

比較部３２２は、比較部１２２と同様、温度測定部１１０が測定した温度と閾値記憶部１２１が記憶している閾値とを比較して、電池セル９００の異常の有無を判定する。より具体的には、比較部３２２は、温度測定部１１０が測定した温度が、閾値記憶部１２１の記憶している閾値よりも大きい場合に、電池セル９００に異常が発生したと判定する。
さらに、比較部３２２は、温度測定部１１０からの信号の有無を判定する。温度検出部１１１温度測定部１１０への電力供給が切断されて温度測定部１１０からの信号が途絶えると、比較部３２２は、電池セル９００に異常が発生したと判定する。

図１６は、温度測定部１１０と温度検出部１１１との接続関係を示す概略回路図である。同図において、温度測定部１１０は、負極端子９０２の近傍に設置されて負極端子９０２の異常監視のために温度を測定する。
また、温度検出部１１１は、正極端子９０１の近傍に設置されている。正極端子９０１に熱が発生して温度検出部１１１の位置における所定温度以上になると、温度検出部１１１は、温度測定部１１０への電力供給を切断する。

これにより、異常判定部３２０は、温度測定部１１０の測定温度が所定の閾値以上になった場合と、温度検出部１１１における温度が所定閾値以上に達して温度測定部１１０からの信号が途絶えた場合とのいずれも、電池セル９００に異常が発生したと判定することができる。従って、異常判定部３２０は、温度測定部１１０の測定温度にて示される負極端子９０２での熱の発生と、温度検出部１１１による電流の切断にて示される正極端子９０１での熱の発生とのいずれも検出することができる。
なお、温度検出部１１１が電流の導通／切断を切り替える所定の温度は、閾値記憶部１２１の記憶する閾値と同様、図６を参照して説明した方法にて得られる温度とすることができる。

以上のように、温度検出部１１１は、第１の電極端子での発熱を検出可能な位置に設置される。そして、温度検出部１１１は、所定温度以上で温度測定部１１０への電力を切断する。
また、異常判定部３２０は、温度測定部１１０が所定温度以上の温度を測定した場合、および、温度測定部１１０への電流が切断された場合、電池セル９００に異常が発生したと判定する。

これにより、異常判定部３２０は、温度測定部１１０の測定温度が所定の閾値以上になった場合と、温度検出部１１１における温度が所定閾値以上に達して温度測定部１１０からの信号が途絶えた場合とのいずれも、電池セル９００に異常が発生したと判定することができる。従って、電池監視装置３００では、２つの温度測定部１１０を具備する必要なく、１つの温度測定部１１０と１つの温度検出部１１１とを具備する比較的安価な構成にて、正極端子９０１での熱の発生と負極端子９０２での熱の発生との両方を検出（判定）することができる。

なお、異常判定部１２０や、１２０−１や、１２０−２や、３２０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１００、２００、３００ 電池監視装置
１１０、１１０−１、１１０−２ 温度測定部
１１１ 温度検出部
１２０、１２０−１、１２０−２、３２０ 異常判定部
１２１、１２１−１、１２１−２ 閾値記憶部
１２２、１２２−１、１２２−２、３２２ 比較部

Claims (9)

1. 二次電池の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、
   を具備し、
   前記閾値は、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の電極端子に発生する場合に、前記電極端子の熱が当該電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から、前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度以下の温度である、
   電池監視装置。
2. 第１の前記温度測定部と、
   第２の前記温度測定部と、
   第１の前記電極端子および第１の前記温度測定部に対応する第１の前記閾値を設定された第１の異常判定部と、
   第２の前記電極端子および第２の前記温度測定部に対応する第２の前記閾値を設定された第２の異常判定部と、
   を具備する請求項１に記載の電池監視装置。
3. 前記温度測定部は、前記電極端子から前記温度測定部へ伝熱するパターンを有するプリント基板に設けられている、請求項１または請求項２に記載の電池監視装置。
4. 前記温度測定部は、前記二次電池の蓋に設けられている、請求項１または請求項２に記載の電池監視装置。
5. 前記温度測定部は、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が第１の前記電極端子に発生する場合に、第１の前記電極端子の熱が第１の前記電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上であり、かつ、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が第２の前記電極端子に発生する場合に、第２の前記電極端子の熱が第２の前記電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上である位置に設けられている、請求項１に記載の電池監視装置。
6. 第１の前記電極端子での発熱を検出可能な位置に前記温度測定部と直列に設けられて所定温度以上で電流を切断する温度検出部を具備し、
   前記温度測定部は、第２の前記電極端子での発熱を検出可能な位置に設けられて温度を測定し、
   前記異常判定部は、前記温度測定部が所定温度以上の温度を測定した場合、および、前記温度測定部への電流が切断された場合、前記二次電池に異常が発生したと判定する、
   請求項１に記載の電池監視装置。
7. 二次電池の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、
   を具備し、
   前記温度測定部は、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の第１の電極端子に発生する場合に、前記第１の電極端子の熱が当該第１の電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上であり、かつ、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の第２の電極端子に発生する場合に、前記第２の電極端子の熱が当該第２の電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度が前記閾値の温度以上である位置に設けられている、
   電池監視装置。
8. 二次電池の第１の電極端子での発熱を検出可能な位置に設けられて温度を測定する温度測定部と、
   前記二次電池の第２の電極端子での発熱を検出可能な位置に前記温度測定部と直列に設けられて所定温度以上で電流を切断する温度検出部と、
   前記温度測定部が所定温度以上の温度を測定した場合、および、前記温度測定部への電流が切断された場合、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、
   を具備する電池監視装置。
9. 二次電池の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部が所定の閾値以上の温度を測定した場合に、前記二次電池に異常が発生したと判定する異常判定部と、
   を具備する電池監視装置の前記閾値を設定する閾値設定方法であって、
   前記閾値を、想定される前記二次電池への最大の入熱量での発熱が前記二次電池の電極端子に発生する場合に、前記電極端子の熱が当該電極端子から電池内部に侵入し内部電極に定められている最大許容温度に達するまでの時間から、前記温度測定部の温度測定の際の遅延時間を減算した時間の経過時における、前記温度測定部の設けられた位置の温度以下の温度に設定する、
   閾値設定方法。

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