JP7323717B2 - 電気装置のホットスポット検出 - Google Patents

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Description

本発明は、電気装置のホットスポット（加熱点）検出に関するものである。特に本発明は、電気装置の表面上の何れかの位置におけるホットスポットを検出することに関するものである。本発明は又、ホットスポットの検出に基づいて電気装置を制御するシステム及び方法に関するものである。
電気装置は動作中に熱を生じることは周知である。このような電気装置の例には、モータ、送風機、ポンプ、発電機、ヒータ及び電池（バッテリ）が含まれる。このような電気装置の正常な動作中にはある量の熱の発生が予想される。しかし、電気装置に欠陥が存在するか、又は電気装置が長時間動作している場合には、発生する熱が過度に高くなるおそれがある。
ホームケア（家庭用）装置又はパーソナルケア（個人用）装置のような民生用電気装置に関しては、装置の外面が触れない程度に、又は燃える可能性がある程度に熱くなる場合、発生する熱がユーザに対し損傷を与えるおそれがある。あらゆる場合、過度の熱が装置を損傷させたり、極端な場合には装置を燃やしたりするおそれがある。
充電式電池すなわち二次電池は特に高温度に敏感である。その理由は、二次電池の寿命が高温度の動作の結果として減少する為である。更に、二次電池は、損傷、短絡又は過充電の場合に熱暴走のリスクを冒すおそれがある。特に最近のリチウムイオン二次電池における熱暴走は、適切に管理しないと電池火災及び爆発を生ぜしめるおそれがある。
上述した背景に基づいて本発明を達成したものである。
本発明は、表面を有する電気装置を提供するものであり、この表面はこの表面のほぼ全体に亘って延在する温度センサを具えており、この温度センサは制御材の層により互いに分離された第１電極及び第２電極を有しており、この制御材の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれてこの制御材の電気伝導率が増大し、使用中に、制御材の何れかの部分の温度が一旦予め決定した温度に達するか又はこの予め決定した温度を超えると電流が第１電極及び第２電極間に流れ得るようになっている。
温度センサを具える表面の何れかの部分に生じるホットスポットは検出しうるようにするのが有利である。例えば、電気装置の表面はこの電気装置の動作により生ぜしめられる熱にさらされ、この表面の温度が電気装置の動作中に増大する可能性がある。
随意ではあるが、温度センサは、制御材の追加の層により第２電極から分離された追加の電極を有しており、この制御材の追加の層の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれて制御材の電気伝導率が増大し、この制御材の追加の層の何れかの部分の温度が一旦他の予め決定した温度に達するか又はこの他の予め決定した温度を超えると電流が第１電極及び第２電極間に流れ得るように選択する。このようにすることにより、温度センサを具える表面上に生じる第１の温度又は事前警告温度を、表面が第２のより一層致命的な温度に達する前に検出しうるようになる。
随意ではあるが、電気装置の表面が、制御材の他の層により互いに分離された第３電極及び第４電極を有する他の温度センサを具えており、制御材のこの他の層の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれて制御材の電気伝導率が増大し、制御材の他の層の何れかの部分の温度が一旦他の予め決定した温度に達するか又はこの他の予め決定した温度を超えると電流が第１電極及び第２電極間に流れ得るように選択する。この場合も、温度センサを具える表面上に生じる第１の温度、又は事前警告温度を、表面が第２のより一層致命的な温度に達する前に検出しうるようになる。
随意ではあるが、上述した他の温度センサは検出器を最大に被覆するために表面のほぼ全体に亘って延在させる。
上述した少なくとも１つの制御材は、サーミスター材料と、熱電材料と、相変化材料との群、又は金属絶縁体転移（ＭＩＴ）材料から選択することができる。
随意ではあるが、上述した少なくとも１つの温度センサは、保護層により被覆されているか、又は保護カバー内に収容されているようにすることができる。
電気装置は、電池、又はモータ、又はヒータを具えるようにしうる。
又、電気装置は、セパレータ材料の両面にそれぞれ位置するアノード集電体及びカソード集電体を有する電極アセンブリを有しうる電池セル具えるようにしうる。
随意ではあるが、第１電池セル及び第２電池セルを設け、少なくとも１つの上述した温度センサを第１電池セル及び第２電池セル間に挟み、これら電池セル間でのホットスポット検出を達成するようにしうる。
随意ではあるが、少なくとも１つの上述した温度センサがアノード集電体及びカソード集電体の双方又は何れか一方とほぼ同じフットプリントを有し、これらの領域に亘るホットスポット検出を達成するようにしうる。
随意ではあるが、電極アセンブリがゼリーロールの形態をしており、少なくとも１つの上述した温度センサがゼリーロール電極アセンブリのほぼ中央に位置し、このゼリーロールの中央におけるホットスポット検出を達成しうるようにする。
少なくとも１つの上述した電池セルをハウジング内に位置させることができる。
随意ではあるが、表面が電気装置の外側のハウジングの少なくとも一部を有し、少なくとも１つの上述した温度センサがこの外側のハウジングの内面又は外面上に位置しているようにすることができる。或いは、又は加うるに、温度センサが外側のハウジングの材料内に埋め込まれているようにすることができる。
他の態様では、本発明により、上述した電気装置と、入力信号を受信するように構成されたプロセッサを有するホットスポット検出器とを具えるシステムにおいて、入力信号は、電気装置の温度センサの電極に接続されたセンサ回路内の電流の流れを表すものであり、プロセッサは、センサ回路内での電流の流れの存在を表すのに応じて制御信号を出力するように構成されているシステムを提供する。
随意ではあるが、プロセッサは他の入力信号を受信するように構成されており、この他の入力信号は前記電気装置の他の温度センサの電極に接続された他のセンサ回路内の電流の流れを表すものであり、前記プロセッサは、前記他のセンサ回路内での電流の流れの存在を表すのに応じて他の制御信号を出力するように構成されているようにする。
随意ではあるが、上述したシステムは、プロセッサからの制御信号の出力時に、電気装置への主電流の流れと、電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を変更するように構成されているコントローラを具えるようにすることができる。
上述したシステムが電池管理システムを有し、電気装置が電池を有し、主電流の流れを電池から取り出した電流とするか、又は電池を充電する目的で電池に供給する電流とするようにしうる。
更なる態様では、本発明が、上述したような電気装置を制御する方法であって、この方法が、この電気装置の温度センサの電極に接続されたセンサ回路内の電流の流れを検出するステップと、このセンサ回路内の電流の流れの検出時に制御信号をコントローラに供給するステップと、このコントローラを用いて、この制御信号の受信時に、電気装置への主電流の流れと電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を変更するステップと
を具えている方法を提供する。
随意ではあるが、上述した本発明の方法は、電気装置の他の温度センサの電極に接続された他のセンサ回路内の他の電流の流れを検出するステップと、この他の電流の流れの検出時に他の制御信号をコントローラに供給するステップと、このコントローラを用いて、この他の制御信号の受信時に、電気装置への主電流の流れと電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を更に変更するステップとを具えているようにしうる。
第１制御信号の受信時に第１主電流制御プロトコルを開始し、第２制御信号の受信時に第２主電流制御プロトコルを開始するようにしうる。
随意ではあるが、第２主電流制御プロトコルは、電気装置への主電流の流れと、この電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を実質的に停止させるステップを有するようにしうる。
次に以下の図面を参照して非限定的な例により本発明を説明する。
図１は、電気装置と、プロセッサと、コントローラとを有するシステムを示す概略図である。 図２は、温度センサを示す概略図である。 図３は、他の温度センサを示す概略図である。 図４は、電気装置と、プロセッサと、コントローラとを有する他のシステムを示す概略図である。 図５は、更に他の温度センサを示す概略図である。 図６は、温度センサを有する電池セルを示す概略図である。 図７は、温度センサを間に挟んだ２つの電池セルの積層体（スタック）を示す概略図である。 図８は、図６の電池セルを部分的に分解した平面図として示す概略図である。 図９は、ゼリーロール型の電極アセンブリ内に位置する温度センサを示す概略図である。 図１０は、温度センサを有する電池セルの他の積層体を示す概略図である。 図１１ａは、温度センサの位置を示す概略図である。 図１１ｂは、温度センサの他の位置を示す概略図である。 図１１ｃは、温度センサの更に他の位置を示す概略図である。
図１は、電気装置２０と、プロセッサ３０と、コントローラ４０とを有するシステム１０を示している。電気装置２０は動作中に熱を発生しうる任意の電子装置とすることができる。その例には、モータ、送風機、ポンプ、発電機、ヒータ及び電池が含まれる。
電気装置２０は、この電気装置２０を動作させる際に主電流の流れを伝える主電源ケーブル２１に接続されている。この主電流の流れは、電気装置の種類に応じて、（例えば、モータ、ヒータ又は送風機の場合において）電源２３から電気装置２０への電流の供給とするか、或いは（例えば、発電機又は電池の場合において）電気装置から電力消費源２４への電流の流れとすることができる。電池の特定の事例では、主電流の流れは、電池から電話、ラップトップ又は電気自動車の駆動モータのような他の電気装置への電流の流れとするか、又は電池を充電する目的のためのこの電池への電流の流れとすることができる。
電気装置２０の外面２２のほぼ全体が薄膜としての温度センサ５０により被覆されている。図２を参照するに、温度センサ５０は第１電極５２と第２電極５４とを有しており、これら電極は制御材５６により互いに分離されている。この制御材５６は、温度が増大するにつれてこの制御材の電気伝導率が増大し、この制御材の何れかの部分の温度が一旦予め決定した温度に達するか又はこの予め決定した温度を超えると電流が第１及び第２電極間に流れ得るように構成されている。従って、この制御材は予め決定した温度よりも低い際に電気絶縁体として作用し、第１電極５２及び第２電極５４間の電流の流れを阻止するものである。しかし、電気装置２０の外面２２の何れかの部分が予め決定した温度に達する場合（又は予め決定した温度を超える場合）には制御材５６の材料特性が変化して、電流が第１電極５２及び第２電極５４間に流れ得るようになる。従って、温度センサ５０は、電気装置２０の外面２２の何れかの部分上のホットスポットの存在を検出することができる。
制御材５６に対し適切な材料には、（酸化第二鉄、酸化ニッケル、チタン酸バリウム又はポリマーのような）サーミスター材料と、（カルコゲン化ビスマス及びテルル化鉛のような）熱電材料と、（パラフィン、脂質及び塩素の水素化物のような）相変化材料と、（二酸化バナジウム、二酸化シリコン及び二酸化チタニウムのような）金属絶縁体転移（ＭＩＴ）材料とが含まれる。
適切なＭＩＴ材料は、水素、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、コロンビウム（ニオブ）、ハフニウム、マグネシウム、ゲルマニウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、シリコン及びタングステンのようなドーパントを添加することにより微細に調整して、その働きを、予め決定した温度よりも低い電気絶縁体の働きから予め決定した温度よりも高い導電体（導体）の働きに変えるようにしうる二酸化バナジウム（ＶＯ2 ）である。例えば、ＶＯ2 から形成した制御材５６は、その働きを８０℃、９０℃又は１００℃において絶縁体から導体に変えるように調整しうる。これらの温度は例示的な温度に過ぎないこと、及び制御材５６はその電気伝導率特性を特定の制御材５６にとって許容された範囲内の如何なる適切な温度においても変えるように調整しうることが理解されるであろう。
再度図１を参照するに、温度センサ５０の第１電極５２及び第２電極５４はセンサ電源１４を有するセンサ回路１２に接続されている。正常な動作状態では、電気装置２０の外面２２の温度が予め決定した温度よりも低いと、電流が制御材５６を経て第１電極５２及び第２電極５４間に流れることができない為に電流がセンサ回路１２内を流れない。しかし、外面２２の何れかの部分が予め決定した温度に達するか又はこの温度を超えてホットスポットになる場合には、このホットスポットの領域内の制御材５６の電気伝導率が増大し、電流が第１電極５２及び第２電極５４間に流れ得るようになる。勿論のこと、外面２２の全体又はかなりの部分が予め決定した温度に達するか又はこの温度を超える場合にも、電流が第１電極５２及び第２電極５４間に流れ得るようになる。
プロセッサ３０は入力３１を有し、この入力はセンサ回路１２内に電流の流れがない場合にゼロ値を有するとともに、センサ回路１２内に電流の流れがある場合に非ゼロ値を有するように調整されている。従って、プロセッサ３０への入力３１はセンサ回路１２内の電流の流れを表している。
又、プロセッサ３０は、センサ回路１２内の電流の流れを表している入力３１への非ゼロ値の入力時に制御信号３２を出力するように構成されている。この出力信号３２はコントローラ４０により受信されるものであり、このコントローラ４０は主電源ケーブル２１における主電流の流れを変更するように構成されている。
主電源ケーブル２１が電源２３から電気装置２０に電力を供給する場合、コントローラ４０は、主電流の流れを止めるか又は低減させて永続的に或いは電気装置２０が正常な動作を再開させるのに充分冷却されるまで電気装置２０の動作を停止させるように構成することができる。或いは、（又は電池の場合には加うるに）、主電源ケーブル２１が電気装置２０から電力消費源２４に電力を提供する場合、コントローラ４０は、永続的に或いは電気装置２０が正常な動作を再開させるのに充分冷却されるまで主電流の流れを止めるか又は低減させるように構成することができる。
図３は温度センサ５１の他の例を示す。明瞭化の理由で、本明細書全体に亘って同様な構成要素を表すのに同じ参照符号を用いている。温度センサ５１は、電気絶縁層５９により分離させて積層した２つの温度センサ５０ａ及び５０ｂを有している。第１温度センサ５０ａは、制御材５６ａにより互いに分離された第１電極５２ａ及び第２電極５４ａを有している。第２温度センサ５０ｂは、制御材５６ｂにより互いに分離された第３電極５２ｂ及び第４電極５４ｂを有している。第１制御材５６ａは、第１の予め決定した温度で電気絶縁体から導電体に変化するように構成されており、第２制御材５６ｂは、第１の予め決定した温度よりも大きい第２の予め決定した温度で電気絶縁体から導電体に変化するように構成されている。このように、温度センサ５１は、電気装置２０の外面２２の何れかの部分が第１の予め決定した温度に達する際、及び外面２２の同じ（又は他の何れかの）部分が第２の予め決定した温度に達する際を検出することができる。
第１温度センサ５０ａの第１電極５２ａ及び第２電極５４ａは、センサ電源１４に接続された第１センサ回路１２ａに接続されており、第２温度センサ５０ｂの第３電極５２ｂ及び第４電極５４ｂは、センサ電源１４に接続された第２センサ回路１２ｂに接続されている。
ここで図４を参照するに、正常な動作状態において、電気装置２０の外面２２の温度が第１の予め決定した温度よりも低い場合、電流が第１制御材５６ａを経て第１電極５２ａ及び第２電極５４ａ間に又は第２制御材５６ｂを経て第３電極５２ｂ及び第４電極５４ｂ間に流れることができない為に、電流はセンサ回路１２ａ、１２ｂの何れかにおいて流れない。しかし、外面２２の何れかの部分が第１の予め決定した温度に達するか又はこの温度を超えてホットスポットとなる場合には、このホットスポットの領域における第１制御材５６ａの電気伝導率が増大し、電流が第１電極５２ａ及び第２電極５４ａ間に流れ得るようになる。その結果として第１センサ回路１２ａ内に電流の流れをもたらすようになる。
同様に、外面２２の何れかの部分が第２の予め決定した温度に達するか又はこの温度を超えてホットスポットとなる場合には、このホットスポットの領域における第２制御材５６ｂの電気伝導率が増大し、電流が第３電極５２ｂ及び第４電極５４ｂ間に流れ得るようになる。その結果として第２センサ回路１２ｂ内に電流の流れをもたらすようになる。
プロセッサ３０は、２つの入力を受信するように構成されている。第１入力３１ａは、第１センサ回路１２ａに電流の流れがない場合にゼロ値を有し、第１センサ回路１２ａに電流の流れがある場合に非ゼロ値を有するように調整されている。従って、プロセッサ３０への第１入力３１ａは第１センサ回路１２ａにおける電流の流れを表している。同様に、第２入力３１ｂは、第２センサ回路１２ｂに電流の流れがない場合にゼロ値を有し、第２センサ回路１２ｂに電流の流れがある場合に非ゼロ値を有するように調整されている。従って、第２入力３１ｂはセンサ回路１２ｂにおける電流の流れを表している。
プロセッサ３０は２つの制御信号を出力するように構成されている。第１制御信号３２ａは、第１センサ回路１２ａにおける電流の流れを表す非ゼロ値の第１入力３１ａの受信時に生じ、第２制御信号３２ｂは、第２センサ回路１２ｂにおける電流の流れを表す非ゼロ値の第２入力３１ｂの受信時に生じる。これらの出力信号３２ａ及び３２ｂはコントローラ４０により受信されるものであり、このコントローラ４０は、プロセッサ３０からのこれら出力信号３２ａ及び３２ｂの受信に応じて主電源ケーブル２１における主電流の流れを変更するように構成されている。
コントローラ４０は、第１制御信号３２ａの受信時に主電流の流れを低減させるとともに、第２制御信号３２ｂの受信時に主電流の流れを停止させるように構成することができる。或いは、又は加うるに、コントローラ４０は、第１制御信号３２ａの受信時にユーザ又は自動化制御システムに、電気装置２０の外面２２上のどこかで第１の予め決定した温度に達したことを指摘する警報信号を生ぜしめるように構成することができる。このようにすることにより、第２の予め決定した温度に達する前にユーザ又は制御システムが診断テストへの介入又はこの診断テストの実行を行うようにすることができる。
図５は、制御材５６ｃにより互いに分離させた第１電極５２ｃ及び第２電極５４ｃを有する温度センサ５３の第３例を示す。追加の電極５５は、第２電極５４ｃに近接し且つ制御材５７の追加の層により第２電極５４ｃから分離して位置している。図５の温度センサ５３は多くの場合、制御材５６ｃ及び５７の２つの層が２つの異なる予め決定した温度で電気絶縁体から導電体に変化することで図３の温度センサ５１と同様に動作する。温度センサ５３の場合、電流が第１制御材５６ｃを経て第１電極５２ｃ及び第２電極５４ｃ間に流れ得るような第１の予め決定した温度に達する場合に、電流が第１センサ回路１２ａ内に流れることができ、電流が第２制御材５７を経て第２電極５４ｃ及び追加の電極５５間に流れ得るような第２の予め決定した温度に達する場合に、電流が第２センサ回路１２ｂ内に流れることができるようになる。この場合、プロセッサ３０及びコントローラ４０は、図４に関して上述したのと同様にシステム１０を制御するように動作する。
図６は、セパレータ層６２により互いに分離されたアノード電極６１及びカソード電極６３を有する電池セルを示す。セパレータ層６２内には電解質が含まれている。温度センサ５０はカソード電極６３に隣接して位置し、ポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような保護材料層７０が温度センサ５０に隣接して位置している。温度センサは上述した温度センサ５０、５１、５３の何れかに対応させることができるとともに、温度センサ５０、５１、５３はカソード電極６３の代わりに又はこれに加えてアノード電極６１に隣接させて位置させることができることが理解されるであろう。温度センサ５０、５１、５３が電池セル６０の両面上に位置している場合には、一方又は双方の温度センサを保護材料層７０により被覆することができる。或いはまた、上述した少なくとも１つの温度センサ５０、５１、５３を含む電池セル６０の全体を保護材料のポーチ内に入れることができる。
図７は、積層配置の第１電池セル６０ａ及び第２電池セル６０ｂを有している他の電池配列体６５を示す。第１電池セル６０ａは、第１セパレータ層６２ａにより互いに分離された第１アノード６１ａ及び第１カソード６３ａを有している。第２電池セル６０ｂは、第２セパレータ層６２ｂにより互いに分離された第２アノード６１ｂ及び第２カソード６３ｂを有している。第１電池セル６０ａ及び第２電池セル６０ｂ間には温度センサ５０が挟まれている。この温度センサ５０は保護材料のポーチ７０ａ、例えば、ポリプロピレンのポーチ内に収容してある。或いはまた、温度センサ５０の一方の面又は双方の面を保護材料の層により被覆するか、又は保護材料の層を全く含めないようにすることができる。温度センサは上述した温度センサ５０、５１、５３の何れかに対応させることができることが理解されるであろう。
図７には２つのみの電池セル６０ａ及び６０ｂを示しているが、電池配列体６５は、電池セル６０の幾つかの間又は全ての間に温度センサ５０、５１、５３を位置させて積層配置した多数の電池セル６０を有するようにすることができることが理解されるであろう。
図８は、図６の電池セル６０を部分的に分解した概略的平面図を示す。この場合、温度センサ５０、５１、５３のフットプリントはアノード６１及びカソード６３のフットプリントとほぼ同じであることがわかる。このことにより、電池セル６０の何れかの部分に生じるホットスポットを温度センサ５０、５１、５３により検出することを可能にすることができる。図７の温度センサ５０、５１、５３も、電池セル６０ａ及び６０ｂの何れかの部分に生じるホットスポットを温度センサ５０、５１、５３により検出することができるような同じ配列を有する。図７の電池セル６０ａ及び６０ｂの間に薄膜の温度センサ５０、５１、５３が位置する為に、追加の温度センサ５０、５１、５３を配置しうる外面上におけるのと同様に電池６５の中央においてホットスポットを検出することができる。
図９は、更に他の電池セル６６の配列体を示す。この図９の電池セルは、セパレータの両面にそれぞれ位置するアノード及びカソードを有し、ほぼ平坦な螺旋形態に巻いた“ゼリーロール”型の電極アセンブリ６７を具えている。電池セル６６は、このゼリーロール電極アセンブリ６７内のホットスポットを検出するために、このゼリーロール電極アセンブリ６７のほぼ中央に位置している温度センサ５０、５１、５３を具えている。このゼリーロール電極アセンブリ６７の外面上には１つ以上の温度センサ５０、５１、５３を配置することもできる。温度センサ５０、５１、５３は保護材料層７０を有するようにするか、又は保護材料のポーチ内に入れることができる。
図１０は、積層配置した２つのゼリーロール電池セル６６ａ及び６６ｂを有する他の電池６８を示す。第１ゼリーロール電池セル６６ａは第１ゼリーロール電極アセンブリ６７ａを有し、第２ゼリーロール電池セル６６ｂは第２ゼリーロール電極アセンブリ６７ｂを有している。第１ゼリーロール電池セル６６ａ及び第２ゼリーロール電池セル６６ｂ間には温度センサ５０が挟まれている。この温度センサ５０は保護材料のポーチ内に収容することができる。或いはまた、この温度センサ５０の一方又は双方の面を保護材料の層により被覆するか、又は保護材料の層を全く含めないようにすることができる。温度センサは上述した温度センサ５０、５１、５３の何れかに対応しうることが理解されるであろう。更に、ゼリーロール電池セル６６ａ及び６６ｂには、設計上の選択に応じてこれらの中央に位置する温度センサ５０、５１、５３を含めるか又は含めないようにすることができる。
２つのみのゼリーロール電池セル６６ａ及び６６ｂを図９に示しているが、電池６８は積層配置した多数のゼリーロール電池セル６６を有し、これらゼリーロール電池セル６６の幾つか又は全ての間に温度センサ５０、５１、５３を位置させるようにすることができることが理解されるであろう。
図１１ａ～１１ｃは、上述した実施例の何れかに応じて電気装置２０の外側のハウジングを形成しうる外側のハウジング８０ａ、８０ｂ、８０ｃを通る断面の概略図を示す。これらのハウジング８０ａ、８０ｂ、８０ｃは硬質又は柔軟性の材料から形成することができる。
図１１ａに示すように、外側のハウジング８０ａはこのハウジング８０ａの外面上に位置する温度センサ５０を有している。この外側のハウジング８０ａの外面のほぼ全体を単一の温度センサ５０により被覆することができる。或いはまた、複数の温度センサ５０を用いてハウジング８０ａの外面を被覆することができる。他の選択肢においては、ハウジング８０ａの外面の一部分のみを１つ以上の温度センサ５０により被覆することができる。
図１１ｂは、外側のハウジング８０ｂがその内面上に位置する温度センサ５０を有していることを示している。この外側のハウジング８０ｂの内面のほぼ全体を単一の温度センサ５０により被覆することができる。或いはまた、複数の温度センサ５０を用いてハウジング８０ｂの内面を被覆することができる。他の選択肢においては、ハウジング８０ｂの内面の一部分のみを１つ以上の温度センサ５０により被覆することができる。
図１１ｃは、外側のハウジング８０ｃがその材料内に埋め込まれた温度センサ５０を有していることを示している。この外側のハウジング８０ｃのほぼ全体がその中に埋め込まれた単一の温度センサ５０有するようにすることができる。或いはまた、複数の温度センサ５０を外側のハウジング８０ｃ内に埋め込むことができる。他の選択肢においては、ハウジング８０ｃの一部分のみが１つ以上の埋め込まれた温度センサ５０を有するようにすることができる。ハウジング８０ａ、８０ｂ、８０ｃの温度センサは上述した温度センサ５０、５１、５３の何れかに対応させることができることが理解されるであろう。

Claims (24)

  1. 表面を有する電気装置であって、前記表面はこの表面のほぼ全体に亘って延在する温度センサを具えており、前記温度センサは制御材の層により互いに分離された第１電極及び第２電極を有しており、前記制御材の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれて前記制御材の電気伝導率が増大し、使用中に、前記制御材の何れかの部分の温度が一旦予め決定した温度に達するか又はこの予め決定した温度を超えると電流が前記第１電極及び前記第２電極間に流れ得るようになっている電気装置。
  2. 請求項１に記載の電気装置において、前記温度センサは、制御材の追加の層により前記第２電極から分離された追加の電極を有しており、前記制御材の追加の層の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれて前記制御材の電気伝導率が増大し、前記制御材の追加の層の何れかの部分の温度が一旦他の予め決定した温度に達するか又はこの他の予め決定した温度を超えると電流が前記第１電極及び前記第２電極間に流れ得るように選択されている電気装置。
  3. 請求項１に記載の電気装置において、前記表面が、制御材の他の層により互いに分離された第３電極及び第４電極を有する他の温度センサを具えており、制御材の前記他の層の材料特性及び構成の双方又は何れか一方は、温度が増大するにつれて前記制御材の電気伝導率が増大し、制御材の前記他の層の何れかの部分の温度が一旦他の予め決定した温度に達するか又はこの他の予め決定した温度を超えると電流が前記第１電極及び前記第２電極間に流れ得るように選択されている電気装置。
  4. 請求項１に記載の電気装置において、前記他の温度センサが前記表面のほぼ全体に亘って延在している電気装置。
  5. 請求項１に記載の電気装置において、前記制御材は、サーミスター材料と、熱電材料と、相変化材料との群、又は金属絶縁体転移（ＭＩＴ）材料から選択した電気装置。
  6. 請求項１に記載の電気装置において、前記温度センサは、保護層により被覆されているか、又は保護カバー内に収容されている電気装置。
  7. 請求項１に記載の電気装置において、この電気装置が電池、又はモータ、又はヒータを具えている電気装置。
  8. 請求項１に記載の電気装置において、この電気装置が電池セルを具えている電気装置。
  9. 請求項８に記載の電気装置において、前記電池セルが、セパレータ材料の両面にそれぞれ位置するアノード集電体及びカソード集電体を有する電極アセンブリを具えている電気装置。
  10. 第１電池セル及び第２電池セルを有する請求項８に記載の電気装置において、前記温度センサが前記第１電池セル及び第２電池セル間に挟まれている電気装置。
  11. 請求項９に記載の電気装置において、前記温度センサが前記アノード集電体及びカソード集電体の双方又は何れか一方とほぼ同じフットプリントを有している電気装置。
  12. 請求項９に記載の電気装置において、前記電極アセンブリがゼリーロールの形態をしており、前記温度センサがゼリーロール電極アセンブリのほぼ中央に位置している電気装置。
  13. 請求項８に記載の電気装置において、前記電池セルがハウジング内に位置している電気装置。
  14. 請求項１に記載の電気装置において、前記表面が前記電気装置の外側のハウジングの少なくとも一部を有している電気装置。
  15. 請求項１４に記載の電気装置において、前記温度センサが前記外側のハウジングの内面又は外面上に位置している電気装置。
  16. 請求項１４に記載の電気装置において、前記温度センサが前記外側のハウジングの材料内に埋め込まれている電気装置。
  17. 請求項１～１６の何れか一項に記載の電気装置と、入力信号を受信するように構成されたプロセッサを有するホットスポット検出器とを具えるシステムにおいて、前記入力信号は、前記電気装置の温度センサの電極に接続されたセンサ回路内の電流の流れを表すものであり、前記プロセッサは、前記センサ回路内での電流の流れの存在を表すのに応じて制御信号を出力するように構成されているシステム。
  18. 請求項１７に記載のシステムにおいて、前記プロセッサは他の入力信号を受信するように構成されており、この他の入力信号は前記電気装置の他の温度センサの電極に接続された他のセンサ回路内の電流の流れを表すものであり、前記プロセッサは、前記他のセンサ回路内での電流の流れの存在を表すのに応じて他の制御信号を出力するように構成されているシステム。
  19. 請求項１７に記載のシステムにおいて、このシステムが、前記プロセッサからの制御信号の出力時に、前記電気装置への主電流の流れと、前記電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を変更するように構成されているコントローラを具えているシステム。
  20. 電池管理システムを有する請求項１９に記載のシステムにおいて、前記電気装置が電池を有し、前記主電流の流れを、前記電池から取り出した電流とするか、又は前記電池を充電する目的で前記電池に供給する電流とするようにするシステム。
  21. 請求項１～１６の何れか一項に記載の電気装置を制御する方法であって、この方法が、
    前記電気装置の温度センサの電極に接続されたセンサ回路内の電流の流れを検出するステップと、
    前記センサ回路内の前記電流の流れの検出時に第１制御信号をコントローラに供給するステップと、
    前記コントローラを用いて、前記第１制御信号の受信時に、前記電気装置への主電流の流れと前記電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を変更するステップと
    を具えている方法。
  22. 請求項２１に記載の方法において、この方法が、
    前記電気装置の他の温度センサの電極に接続された他のセンサ回路内の他の電流の流れを検出するステップと、
    前記他の電流の流れの検出時に第２制御信号をコントローラに供給するステップと、
    前記コントローラを用いて、前記第２制御信号の受信時に、前記電気装置への主電流の流れと前記電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を更に変更するステップと
    を具えている方法。
  23. 請求項２２に記載の方法において、前記第１制御信号の受信時に第１主電流制御プロトコルを開始し、前記第２制御信号の受信時に第２主電流制御プロトコルを開始する方法。
  24. 請求項２３に記載の方法において、前記第２主電流制御プロトコルは、前記電気装置への主電流の流れと、前記電気装置からの主電流の流れとの双方又は何れか一方を実質的に停止させるステップを有している方法。
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