JP7328614B2 - Abnormality detection device for battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、車両の電池パックの異常を検出する電池パックの異常検出装置に関する。 The present invention relates to a battery pack abnormality detection device for detecting an abnormality in a battery pack of a vehicle.

電動機(モータ)を動力源として備える電気自動車やハイブリッド車等の電動車両には、電動機に電力を供給するための電池パックが搭載されている。電池パックは、複数の電池セルと、これら複数の電池セルを収容するケースとを備えており、各電池セルはケース内で電気的に接続されている。 2. Description of the Related Art An electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle having an electric motor (motor) as a power source is equipped with a battery pack for supplying electric power to the electric motor. A battery pack includes a plurality of battery cells and a case that accommodates the plurality of battery cells, and the battery cells are electrically connected within the case.

各電池セルの構造は様々あるが、例えば、正極板、負極板及びセパレータを含む発電要素を電解液と共に容器内に収容し、この容器を蓋部材によって密閉するようにしたものがある。このような電池セルにおいては、例えば、容器内に金属ごみ等の異物が混入していると、この異物によって内部短絡(ショート)が発生してしまう虞がある。 Each battery cell has various structures. For example, there is a case in which power generation elements including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are housed in a container together with an electrolytic solution, and the container is sealed with a lid member. In such a battery cell, for example, if foreign matter such as metal dust is mixed in the container, the foreign matter may cause an internal short circuit.

内部短絡が生じると、容器内の温度が上昇すると共にガスが発生し、容器内の圧力が上昇してしまうことがある。このため電池セルには、一般的に、容器内の圧力が所定値まで上昇すると開弁する安全弁が設けられ、圧力上昇による破裂を抑制している。 When an internal short circuit occurs, the temperature inside the container rises, gas is generated, and the pressure inside the container rises. For this reason, the battery cell is generally provided with a safety valve that opens when the pressure inside the container rises to a predetermined value, thereby suppressing the explosion due to the pressure rise.

また、複数の電池セルが容器内に密封されている電池パックにおいては、内部短絡に伴い安全弁が開弁すると、その電池セルの熱の影響を受けて、隣接する正常な電池セルでも内圧が上昇して安全弁が開弁してしまうといった状況(いわゆる熱連鎖)に陥る虞がある。このため、電池パックにおいては各電池セルの異常(安全弁の開弁)を適切に検出し、早期に対処することが好ましい。 In a battery pack in which a plurality of battery cells are sealed in a container, when a safety valve opens due to an internal short circuit, the heat of the battery cell causes the internal pressure to rise even in adjacent normal battery cells. As a result, the safety valve opens (so-called thermal chain). Therefore, in the battery pack, it is preferable to appropriately detect an abnormality in each battery cell (safety valve opening) and take early action.

電池セルにおける安全弁の開弁(内部圧力の上昇)を検出するための技術は様々提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術では、電池セルの安全弁が開いて内部からガスが放出されたときに、当該ガスに含まれる特定物質の濃度を検知する。この濃度が所定値以上であれば、安全弁が開弁したと判断する。 Various techniques have been proposed for detecting opening of a safety valve (increase in internal pressure) in a battery cell (see, for example, Patent Document 1). The technique described in Patent Document 1 detects the concentration of a specific substance contained in the gas when the safety valve of the battery cell is opened and the gas is released from the inside. If this concentration is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the safety valve has opened.

しかしながら、例えば、電池パックの密閉度が低いと、特定物質の濃度を精度よく検出することは困難である。 However, for example, if the degree of airtightness of the battery pack is low, it is difficult to accurately detect the concentration of the specific substance.

特許第6122498号公報Japanese Patent No. 6122498

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池セルの異常(安全弁の開弁)をより確実に検出することができる電池パックの異常検出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery pack abnormality detection device capable of more reliably detecting an abnormality in a battery cell (opening of a safety valve). .

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、内圧の上昇により開弁する安全弁が設けられた複数の電池セルが電池ケース内に収容された電池パックにおける異常を検出する異常検出装置であって、前記電池セルの前記安全弁から排出されるガスが流入する排気管と、前記排気管を流通するガスの流量を計測するガス流量計と、前記ガス流量計で計測された流量に基づいて前記電池セルの異常を検出する異常検出手段と、を備え、前記排気管は、複数の前記電池セルごとに設けられ、前記ガス流量計は、前記排気管ごとに設けられ、前記異常検出手段は、各前記電池セルごとに各前記ガス流量計で計測された流量に基づいて前記電池セルの異常を検出することを特徴とする電池パックの異常検出装置にある。 A first aspect of the present invention for solving the above problems is an abnormality detection device for detecting an abnormality in a battery pack in which a plurality of battery cells are housed in a battery case and provided with a safety valve that opens when internal pressure rises. an exhaust pipe into which the gas discharged from the safety valve of the battery cell flows; a gas flow meter that measures the flow rate of the gas flowing through the exhaust pipe; an abnormality detection means for detecting an abnormality in the battery cells, wherein the exhaust pipe is provided for each of the plurality of battery cells, the gas flow meter is provided for each exhaust pipe, and the abnormality detection means comprises: The battery pack abnormality detection device is characterized in that the battery cell abnormality is detected based on the flow rate measured by each of the gas flowmeters for each of the battery cells.

第1の態様では、安全弁から排出されたガスを含む電池ケース内の空気を排気管に流入させる。このような構成とすることで、当該ガスの量が少ないとしても、排気管内では、ガスの流れが生じ、ガス流量計でガスの流量を計測しやすくすることができる。そして、ガス流量計において所定値以上の流量を検出したことをもって電池セルの異常を検出することができる。電池セルのそれぞれについて排気管を設け、各排気管でガス流量計によりガスの流量を計測する。このため、複数の電池セルを個別に監視対象とすることができる。したがって、複数の電池セルのうち、異常となった電池セルを特定することができる。 In the first mode, the air in the battery case containing the gas discharged from the safety valve is caused to flow into the exhaust pipe. With such a configuration, even if the amount of the gas is small, the gas flows in the exhaust pipe, and the flow rate of the gas can be easily measured by the gas flowmeter. Then, when the gas flowmeter detects a flow rate equal to or greater than a predetermined value, it is possible to detect an abnormality in the battery cell. An exhaust pipe is provided for each battery cell, and the flow rate of gas is measured by a gas flow meter in each exhaust pipe. Therefore, a plurality of battery cells can be individually monitored. Therefore, the abnormal battery cell can be specified among the plurality of battery cells.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の電池パックの異常検出装置において、前記電池ケースには、開口部が設けられ、前記排気管は、前記電池ケースの外部に配置され、前記開口部に接続されていることを特徴とする電池パックの異常検出装置にある。 A second aspect of the present invention is the battery pack abnormality detection device according to the first aspect, wherein the battery case is provided with an opening, the exhaust pipe is arranged outside the battery case, The battery pack abnormality detection device is characterized in that it is connected to the opening.

第2の態様では、複数の電池セルをまとめて排気管及びガス流量計によりまとめて監視対象とすることができる。したがって、異常検出装置の構成を簡易にしてコストを削減することができる。 In the second aspect, a plurality of battery cells can be collectively monitored by an exhaust pipe and a gas flow meter. Therefore, it is possible to simplify the configuration of the abnormality detection device and reduce the cost.

本発明によれば、電池セルの異常をより確実に検出することができる電池パックの異常検出装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a battery pack abnormality detection device capable of more reliably detecting an abnormality in a battery cell.

実施形態1に係る異常検出装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an abnormality detection device according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る異常検出装置の動作を示すフローである。4 is a flow showing the operation of the abnormality detection device according to Embodiment 1; 実施形態2に係る異常検出装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an abnormality detection device according to Embodiment 2; 実施形態3に係る異常検出装置の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of an abnormality detection device according to Embodiment 3;

〈実施形態1〉
図1を用いて、電池パックの異常検出装置について説明する。
図1に示すように、本実施形態の異常検出装置10は、電動車両に搭載された電池パック1を異常の検出対象とする。電池パック1は、電動車両(図示せず)の床面の下方に設けられた電池ケース2を備えている。
<Embodiment 1>
A battery pack abnormality detection device will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, an abnormality detection device 10 of the present embodiment detects an abnormality in a battery pack 1 mounted on an electric vehicle. The battery pack 1 includes a battery case 2 provided below the floor of an electric vehicle (not shown).

電池ケース2は、電池セル3を収容する箱状の部材であり、内部には複数の電池セル3がモジュール化されて収容されている。 The battery case 2 is a box-shaped member that accommodates the battery cells 3 , and multiple battery cells 3 are modularized and accommodated inside.

各電池セル3は、例えば、リチウムイオン電池等の密閉型の二次電池である。特に図示しないが、電池セル3は、容器4、容器4を封止する蓋部材5を備えており、容器4の内部に正極板、負極板及びセパレータを含む電極体(何れも図示せず)が電解液と共に収容されている。電極体は、公知の構造であるため、ここでの説明は省略する。 Each battery cell 3 is, for example, a sealed secondary battery such as a lithium ion battery. Although not shown, the battery cell 3 includes a container 4 and a lid member 5 for sealing the container 4, and an electrode body including a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator inside the container 4 (none of them are shown). is housed with the electrolyte. Since the electrode body has a well-known structure, description thereof is omitted here.

蓋部材5には、容器4内に収容された電極体の正極板又は負極板にそれぞれ接続される正極端子及び負極端子(何れも図示せず)が設けられている。蓋部材にはさらに、これら正極端子及び負極端子間に安全弁6が設けられている。 The lid member 5 is provided with a positive electrode terminal and a negative electrode terminal (none of which are shown) that are connected to the positive electrode plate or the negative electrode plate of the electrode assembly housed in the container 4 , respectively. The lid member is further provided with a safety valve 6 between the positive terminal and the negative terminal.

安全弁6は、蓋部材5の他の部分よりも相対的に脆弱に形成されており、例えば、容器4内で内部短絡(ショート)が生じた際等に、容器4の内圧が所定値に達すると開弁するように構成されている。これにより容器4の内圧が上昇した場合でも、容器4内のガスが開弁した安全弁6から外部に噴出する。したがって、内圧の上昇による容器4の破裂を抑制することができる。 The safety valve 6 is formed relatively weaker than other parts of the lid member 5. For example, when an internal short circuit occurs in the container 4, the internal pressure of the container 4 reaches a predetermined value. Then, the valve is configured to open. As a result, even if the internal pressure of the container 4 rises, the gas inside the container 4 is ejected to the outside from the opened safety valve 6 . Therefore, bursting of the container 4 due to an increase in internal pressure can be suppressed.

また、電池ケース2には、上部に開口部11が設けられている。この開口部11には、排気管12が接続されている。なお、本実施形態の電池ケース2は、内部の空間が密閉されており、開口部11及び排気管12を介してのみ外部に連通している。 Further, the battery case 2 is provided with an opening 11 at the top. An exhaust pipe 12 is connected to the opening 11 . The internal space of the battery case 2 of the present embodiment is hermetically sealed, and communicates with the outside only through the opening 11 and the exhaust pipe 12 .

排気管12は、電池セル3の安全弁(図示せず)から排出されたガスが流入する通路を形成する部材である。具体的には、排気管12は、電池ケース2の外部に配置され、一端が開口部11に接続されている。このような構成とすることで、電池セル3から排出されたガスが排気管12に流入し、電池ケース2の外部へ排出されるようになっている。なお、排気管12の材質や形状については特に限定はない。 The exhaust pipe 12 is a member that forms a passage into which gas discharged from a safety valve (not shown) of the battery cell 3 flows. Specifically, the exhaust pipe 12 is arranged outside the battery case 2 and has one end connected to the opening 11 . With such a configuration, the gas discharged from the battery cell 3 flows into the exhaust pipe 12 and is discharged to the outside of the battery case 2 . The material and shape of the exhaust pipe 12 are not particularly limited.

排気管12の途中には、ガス流量計13が設けられている。ガス流量計13は、排気管12内において、電池ケース2の内部から外部へ向けて流れるガスの流量を計測する装置である。ガス流量計13は、公知の装置を適用できるので、詳細な構成については説明を省略する。また、ガス流量計13は、制御装置15に接続されており、計測したガスの流量を表す電気信号を制御装置15に伝送するようになっている。 A gas flow meter 13 is provided in the middle of the exhaust pipe 12 . The gas flowmeter 13 is a device that measures the flow rate of the gas that flows from the inside of the battery case 2 toward the outside in the exhaust pipe 12 . A known device can be applied to the gas flowmeter 13, and therefore a detailed description of the configuration is omitted. The gas flowmeter 13 is also connected to the control device 15 and transmits to the control device 15 an electrical signal representing the measured flow rate of the gas.

排気管12には、ガス流量計13よりも下流(開口部11とは反対側)に、逆止弁14が設けられている。逆止弁14は、ガスを電池ケース2の内部から外部へ向けてのみ流通させ、その逆には流通させないように配置されている。 A check valve 14 is provided in the exhaust pipe 12 downstream of the gas flow meter 13 (opposite to the opening 11 ). The check valve 14 is arranged so as to allow the gas to flow only from the inside of the battery case 2 to the outside, and not vice versa.

制御装置15は、電動車両に搭載されたECU(Electronic Control Unit)であり、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。制御装置15は、インターフェース部を介して車両の各部を制御することで、電動車両の走行、制動、充放電などの各種制御を実現している。 The control device 15 is an ECU (Electronic Control Unit) mounted on the electric vehicle, and includes a CPU, a ROM that stores and stores control programs, a RAM as an operating area for the control programs, and an EEPROM that rewritably holds various data. , an interface section for interfacing with peripheral circuits, and the like. The control device 15 realizes various controls such as running, braking, and charging/discharging of the electric vehicle by controlling each part of the vehicle via the interface unit.

制御装置15の一機能として、ガス流量計13で計測された流量に基づいて電池セル3の異常検出が行われる。この異常検出を行う機能は、制御プログラムとして実装された異常検出部16により実現される。なお、この異常検出部16は、請求項に記載の異常検出手段の一例である。 As one function of the control device 15 , abnormality detection of the battery cell 3 is performed based on the flow rate measured by the gas flow meter 13 . The function of performing this abnormality detection is realized by the abnormality detection section 16 implemented as a control program. The abnormality detection unit 16 is an example of the abnormality detection means described in the claims.

上述したように、電池ケース2の内部は、密閉された状態であり、開口部11及び排気管12を介してのみ外部に連通している。そして、排気管12には、外部から内部へ空気が流入しないように逆止弁14が設けられている。このため、電池セル3の安全弁6が開いていない状態では、電池ケース2の内部の空気に流れはほとんど生じず、ガス流量計13によって計測される流量も極僅かである。 As described above, the interior of the battery case 2 is in a sealed state and communicates with the outside only through the opening 11 and the exhaust pipe 12 . A check valve 14 is provided in the exhaust pipe 12 to prevent air from flowing into the exhaust pipe 12 from the outside. Therefore, when the safety valve 6 of the battery cell 3 is not open, the air inside the battery case 2 hardly flows, and the flow rate measured by the gas flow meter 13 is very small.

一方、電池セル3の安全弁6が開いてガスが排出されると、当該ガス(電池ケース2の内部に元々存在していた空気を含む)は、開口部11から排気管12に流入する。そして、当該ガスの流量は、ガス流量計13によって計測される。当該ガスは、逆止弁14を通過して外部へ排出されるので、次第に、ガスの流量はゼロに近づく。つまり、ガス流量計13によって計測されるガスの流量は、安全弁6が閉じた状態ではほぼゼロであり、安全弁6が開いたときには短時間で上昇し、元に戻る。 On the other hand, when the safety valve 6 of the battery cell 3 is opened and the gas is discharged, the gas (including the air originally present inside the battery case 2) flows into the exhaust pipe 12 through the opening 11. Then, the gas flow rate is measured by the gas flow meter 13 . Since the gas passes through the check valve 14 and is discharged to the outside, the flow rate of the gas gradually approaches zero. That is, the gas flow rate measured by the gas flow meter 13 is almost zero when the safety valve 6 is closed, and rises in a short period of time when the safety valve 6 opens, and then returns to the original state.

異常検出部16には、安全弁6が閉じた状態におけるガスの流量としては想定しえない流量を所定値に設定する。そして、異常検出部16は、ガスの流量が上昇して所定値以上になったときに、安全弁6が開いた状態、すなわち、電池セル3の異常を検出する。 In the abnormality detection unit 16, a predetermined value is set to a flow rate that cannot be assumed as the flow rate of the gas when the safety valve 6 is closed. Then, the abnormality detection unit 16 detects a state in which the safety valve 6 is open, ie, an abnormality in the battery cell 3, when the flow rate of the gas rises and reaches or exceeds a predetermined value.

なお、ガスの流量が所定値以上になったことを判定する方法としては様々な態様が挙げられる。例えば、ガスの流量が所定値以上になった回数を計上し、その回数が所定時間内に所定回数であれば電池セル3の異常と判定する。他に、ガスの流量の微分値が所定値以上であれば電池セル3の異常と判定してもよい。いずれにしても、ガスの流量に基づいて電池セル3の異常を判定することができる。 There are various methods for determining whether the flow rate of gas has reached or exceeded a predetermined value. For example, the number of times the gas flow rate exceeds a predetermined value is counted, and if the number of times is a predetermined number within a predetermined period of time, it is determined that the battery cell 3 is abnormal. Alternatively, it may be determined that the battery cell 3 is abnormal if the differential value of the flow rate of the gas is equal to or greater than a predetermined value. In any case, the abnormality of the battery cell 3 can be determined based on the gas flow rate.

また、上述した所定値は、実測、あるいはシミュレーションにより得ることができる。例えば、安全弁6が開くような環境に電池パック1をおき、実際に安全弁6が開いたときのガスの流量をガス流量計13で計測することで所定値を得ることができる。 Also, the predetermined value described above can be obtained by actual measurement or simulation. For example, the predetermined value can be obtained by placing the battery pack 1 in an environment where the safety valve 6 is open and measuring the flow rate of the gas when the safety valve 6 is actually opened by the gas flow meter 13 .

また、異常検出部16により電池セル3の異常が検出されたとき、異常が生じた旨を搭乗者に警告する警報システムを異常検出装置10に設けてもよい。警報システムとしては、例えば、電動車両に備わる液晶ディスプレイやスピーカーなどの情報伝達のための装置と、このような装置に、電池セル3に異常が生じた旨の情報(文字、画像、図形、音声など)を提示させる制御装置15の一機能(プログラム)とを挙げることができる。 Further, the abnormality detection device 10 may be provided with an alarm system for warning the passenger that an abnormality has occurred when the abnormality detection unit 16 detects an abnormality in the battery cell 3 . As an alarm system, for example, a device for transmitting information such as a liquid crystal display and a speaker provided in an electric vehicle, and information indicating that an abnormality has occurred in the battery cell 3 (characters, images, graphics, voice etc.) can be mentioned.

また、異常検出部16による電池セル3の異常検出は、常時機能していてもよいし、特定の条件が成立しているときに機能するようにしてもよい。異常検出部16が電池セル3の異常検出を行っている状態を監視モード、異常検出を行っていない状態を非監視モードと称する。図2を用いて、監視モード及び非監視モードを切替える判定について説明する。 Moreover, the abnormality detection of the battery cell 3 by the abnormality detection unit 16 may always function, or may function when a specific condition is satisfied. A state in which the abnormality detection unit 16 is detecting an abnormality in the battery cell 3 is called a monitoring mode, and a state in which the abnormality detection is not being performed is called a non-monitoring mode. Determination for switching between the monitoring mode and the non-monitoring mode will be described with reference to FIG.

まず、異常検出部16は、車両のイグニッションスイッチがONであるかを判定する(ステップS1)。イグニションスイッチがONであるならば(ステップS1:Yes)、異常検出部16は監視モードに移行する(ステップS5)。 First, the abnormality detection unit 16 determines whether the ignition switch of the vehicle is ON (step S1). If the ignition switch is ON (step S1: Yes), the abnormality detector 16 shifts to the monitoring mode (step S5).

イグニションスイッチがオフであるならば(ステップS1:No)、車両に乗員が乗車しているかを判定する(ステップS2)。乗員が乗車しているか否かは、例えば、乗員が乗車しているかを検出するシートセンサーにより得ることができる。他にも、車内に設けたカメラにより得られた映像を解析することで車内に乗員が登場しているかを判定することができる。 If the ignition switch is off (step S1: No), it is determined whether a passenger is in the vehicle (step S2). Whether an occupant is on the vehicle can be obtained, for example, by a seat sensor that detects whether the occupant is on the vehicle. In addition, it is possible to determine whether or not a passenger appears in the vehicle by analyzing an image obtained by a camera provided in the vehicle.

乗員が登場している場合(ステップS2:Yes)、異常検出部16は、監視モードに移行する(ステップS5)。イグニションスイッチがオフであっても、車内に乗員が登場していれば、監視モードとなるので、より一層、安全性を高めることができる。 If the passenger appears (step S2: Yes), the abnormality detection unit 16 shifts to the monitoring mode (step S5). Even if the ignition switch is turned off, if a passenger appears in the vehicle, the vehicle enters the monitoring mode, thereby further enhancing safety.

乗員が登場していないならば(ステップS2:No)、異常検出部16は、マニュアルスイッチがオンであるかを判定する(ステップS3)。マニュアルスイッチは、異常検出部16に、監視モードに強制的に移行させるためのスイッチである。マニュアルスイッチがオンであれば(ステップS3:Yes)、異常検出部16は監視モードに移行する(ステップS5)。 If the passenger does not appear (step S2: No), the abnormality detection unit 16 determines whether the manual switch is on (step S3). The manual switch is a switch for forcibly shifting the abnormality detection unit 16 to the monitoring mode. If the manual switch is on (step S3: Yes), the abnormality detector 16 shifts to the monitoring mode (step S5).

マニュアルスイッチがオフであれば(ステップS3:No)、異常検出部16は、非監視モードに移行する(ステップS4)。 If the manual switch is off (step S3: No), the abnormality detector 16 shifts to the non-monitoring mode (step S4).

このような特定の条件(ステップS1~ステップS3)が成立するときに監視モードとすることにより、乗員に対して安全確保が必要な時に、電池セル3の異常検出を行うことができる。なお、上述のように特定の条件の何れかが成立しているときに監視モードとしてもよいし、特定の条件によらず常時監視モードとしてもよい。 By setting the monitoring mode when such specific conditions (steps S1 to S3) are established, it is possible to detect an abnormality in the battery cell 3 when it is necessary to ensure the safety of the occupants. As described above, the monitor mode may be set when any of the specific conditions are satisfied, or the constant monitor mode may be set regardless of the specific conditions.

以上に説明した電池パックの異常検出装置10は、安全弁6から排出されたガスを含む電池ケース2内の空気を排気管12に流入させる。このような構成とすることで、当該ガスの量が少ないとしても、排気管12内では、ガスの流れが生じ、ガス流量計13でガスの流量を計測しやすくすることができる。そして、ガス流量計13において所定値以上の流量を検出したことをもって電池セル3の異常を検出することができる。 The battery pack abnormality detection device 10 described above causes the air in the battery case 2 containing the gas discharged from the safety valve 6 to flow into the exhaust pipe 12 . With such a configuration, even if the amount of the gas is small, the gas flows in the exhaust pipe 12 and the gas flow rate can be easily measured by the gas flowmeter 13 . Then, when the gas flow meter 13 detects a flow rate equal to or greater than a predetermined value, an abnormality in the battery cell 3 can be detected.

なお、従来技術では、電池セル3の安全弁6から排出されたガスに含まれる特定物質の濃度を検出するが、特定物質の流量は微量であり、また、電池パック1の密閉度に影響を受けやすい。このため、特定物質の濃度を精度よく検出し、当該濃度に基づいて電池セル3の異常を検出することは困難である。 In the conventional technology, the concentration of the specific substance contained in the gas discharged from the safety valve 6 of the battery cell 3 is detected. Cheap. Therefore, it is difficult to accurately detect the concentration of the specific substance and detect an abnormality in the battery cell 3 based on the concentration.

一方、本実施形態の異常検出装置10は、電池セル3から排出されたガスを含む電池ケース2内の空気の流量を対象とする。このため、特定物質の量に関わらず、ガスの流量を良好に検出することができ、当該流量に基づいて電池セル3の異常をより確実に検出することができる。 On the other hand, the abnormality detection device 10 of the present embodiment targets the flow rate of the air in the battery case 2 containing gas discharged from the battery cells 3 . Therefore, regardless of the amount of the specific substance, the flow rate of the gas can be detected satisfactorily, and the abnormality of the battery cell 3 can be detected more reliably based on the flow rate.

また、本実施形態の異常検出装置10は、排気管12を電池ケース2の外部に設け、開口部11に接続する形態とした。このような異常検出装置10によれば、複数の電池セル3を一本の排気管12及び一個のガス流量計13によりまとめて監視対象とすることができる。したがって、異常検出装置10の構成を簡易にしてコストを削減することができる。 Further, in the abnormality detection device 10 of the present embodiment, the exhaust pipe 12 is provided outside the battery case 2 and connected to the opening 11 . According to such an abnormality detection device 10 , a plurality of battery cells 3 can be collectively monitored by one exhaust pipe 12 and one gas flowmeter 13 . Therefore, it is possible to simplify the configuration of the abnormality detection device 10 and reduce the cost.

〈実施形態2〉
図3を用いて、実施形態2に係る異常検出装置10について説明する。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 2>
An abnormality detection device 10 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate|omitted.

図3に示すように、異常検出装置10の電池ケース2は、実施形態1と異なり、開口部11は設けられておらず、密閉状態の構成となっている。 As shown in FIG. 3, unlike the first embodiment, the battery case 2 of the abnormality detection device 10 does not have an opening 11 and is closed.

電池ケース2の内部には、複数の電池セル3の上方に、ガス収集部材17が配置されている。ガス収集部材17は、一方面が開口した箱状の部材である。ガス収集部材17の開口は、複数の電池セル3の全体に覆い隠す程度の大きさ、形状となっており、電池パック1の安全弁6側を向いている。 Inside the battery case 2 , a gas collecting member 17 is arranged above the plurality of battery cells 3 . The gas collecting member 17 is a box-shaped member with one side open. The opening of the gas collecting member 17 is sized and shaped to completely cover the plurality of battery cells 3 , and faces the safety valve 6 side of the battery pack 1 .

このようなガス収集部材17を電池セル3の上方に配置することで、電池セル3の安全弁6から排出されたガスは、ガス収集部材17の内部に集まるようになっている。 By arranging such a gas collecting member 17 above the battery cell 3 , the gas discharged from the safety valve 6 of the battery cell 3 is collected inside the gas collecting member 17 .

ガス収集部材17の底部には、開口部18が設けられており、開口部18に排気管12が接続されている。本実施形態の排気管12、ガス流量計13及び逆止弁14は、ガス収集部材17の外側であり、かつ、電池ケース2の内部に配置されている。 An opening 18 is provided at the bottom of the gas collecting member 17 , and the exhaust pipe 12 is connected to the opening 18 . The exhaust pipe 12 , the gas flow meter 13 and the check valve 14 of this embodiment are arranged outside the gas collection member 17 and inside the battery case 2 .

以上に説明した電池パックの異常検出装置10は、実施形態1と同様に、ガス流量計13において所定値以上の流量を検出したことをもって電池セル3の異常を検出することができる。 As in the first embodiment, the battery pack abnormality detection device 10 described above can detect an abnormality in the battery cell 3 when the gas flow meter 13 detects a flow rate equal to or greater than a predetermined value.

また、ガス収集部材17を設けることで、複数の電池セル3を一本の排気管12及び一個のガス流量計13によりまとめて監視対象とすることができる。したがって、異常検出装置10の構成を簡易にしてコストを削減することができる。 In addition, by providing the gas collecting member 17 , a plurality of battery cells 3 can be collectively monitored by one exhaust pipe 12 and one gas flowmeter 13 . Therefore, it is possible to simplify the configuration of the abnormality detection device 10 and reduce the cost.

さらに、排気管12及びガス流量計13は、電池ケース2の内部に配置されているので、外気の影響を受けにくくなっている。このため、ガス流量計13では、電池セル3由来のガスの流量を精度よく計測することができ、この流量に基づく電池セル3の異常判定をより正確なものとすることができる。 Furthermore, since the exhaust pipe 12 and the gas flow meter 13 are arranged inside the battery case 2, they are less likely to be affected by outside air. Therefore, the gas flowmeter 13 can accurately measure the flow rate of the gas originating from the battery cell 3, and the abnormality determination of the battery cell 3 based on this flow rate can be made more accurate.

なお、ガス収集部材17は、複数の電池セル3の全てに共通したものであるが、このような構成に限定されない。例えば、ガス収集部材17を複数とし、複数の電池セル3をいくつかのグループに分け、各ガス収集部材17を各グループに割り当ててもよい。また、排気管12及びガス流量計13は、電池ケース2の内部に収容されているが、このような構成に限定されない。例えば、排気管12は一端が電池ケース2内のガス収集部材17に接続され、他端は電池ケース2の外部に露出していてもよい。そして、ガス流量計13や逆止弁14は、特に取付位置に限定はなく、電池ケース2の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。 Note that the gas collecting member 17 is common to all of the plurality of battery cells 3, but is not limited to such a configuration. For example, a plurality of gas collecting members 17 may be provided, a plurality of battery cells 3 may be divided into several groups, and each gas collecting member 17 may be assigned to each group. Also, the exhaust pipe 12 and the gas flow meter 13 are accommodated inside the battery case 2, but the configuration is not limited to this. For example, the exhaust pipe 12 may have one end connected to the gas collection member 17 inside the battery case 2 and the other end exposed to the outside of the battery case 2 . The gas flowmeter 13 and the check valve 14 are not particularly limited in their mounting positions, and may be inside or outside the battery case 2 .

〈実施形態3〉
図4を用いて、実施形態3に係る異常検出装置10について説明する。なお、実施形態1及び実施形態2と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 3>
An abnormality detection device 10 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same thing as Embodiment 1 and Embodiment 2, and the overlapping description is abbreviate|omitted.

図4に示すように、異常検出装置10は、電池セル3ごとに複数の排気管12が設けられている。なお、同図では、電池ケース2の図示を省略し、また、一台の電池セル3、一本の排気管12のみを図示している。 As shown in FIG. 4 , the abnormality detection device 10 is provided with a plurality of exhaust pipes 12 for each battery cell 3 . In the figure, illustration of the battery case 2 is omitted, and only one battery cell 3 and one exhaust pipe 12 are shown.

具体的には、各排気管12が各電池セル3に接続され、安全弁6が排気管12内に収容されている。また、ガス流量計13は、排気管12ごとに設けられている。各ガス流量計13で計測されたガスの流量は、それぞれ制御装置15に伝達される。 Specifically, each exhaust pipe 12 is connected to each battery cell 3 , and the safety valve 6 is accommodated in the exhaust pipe 12 . A gas flow meter 13 is provided for each exhaust pipe 12 . The gas flow rate measured by each gas flow meter 13 is transmitted to the control device 15 .

以上に説明した電池パックの異常検出装置10は、実施形態1と同様に、ガス流量計13において所定値以上の流量を検出したことをもって電池セル3の異常を検出することができる。 As in the first embodiment, the battery pack abnormality detection device 10 described above can detect an abnormality in the battery cell 3 when the gas flow meter 13 detects a flow rate equal to or greater than a predetermined value.

また、電池セル3のそれぞれについて排気管12を設け、各排気管12でガス流量計13によりガスの流量を計測する。このため、複数の電池セル3を個別に監視対象とすることができる。したがって、複数の電池セル3のうち、異常となった電池セル3を特定することができる。 Further, an exhaust pipe 12 is provided for each of the battery cells 3 , and the gas flow rate is measured by a gas flow meter 13 in each exhaust pipe 12 . Therefore, a plurality of battery cells 3 can be individually monitored. Therefore, the abnormal battery cell 3 can be specified among the plurality of battery cells 3 .

なお、排気管12は、全体が電池ケース2の内部にあってもよいし、一部が電池ケース2の外部に露出していてもよい。また、ガス流量計13及び逆止弁14は、特に取付位置に限定はなく、電池ケース2の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。 The exhaust pipe 12 may be wholly inside the battery case 2 or partly exposed to the outside of the battery case 2 . Moreover, the gas flow meter 13 and the check valve 14 are not particularly limited in their mounting positions, and may be inside or outside the battery case 2 .

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is, of course, not limited to the above-described embodiment.

例えば、各実施形態で説明した電池パック1は、密閉型の電池ケース2に電池セル3が収納されたものであるが、これに限定されない。例えば、電池セル3を冷却するための空気などが流通する開口などが設けられた非密閉型の電池ケース2でもよい。このような電池ケース2を備えた電池パック1であっても、外気の影響を受けにくい排気管12においてガス流量計13による流量の計測を行うことができ、当該流量に基づく電池セル3の異常判定を行うことができる。 For example, the battery pack 1 described in each embodiment has battery cells 3 housed in a sealed battery case 2, but is not limited to this. For example, the battery case 2 may be a non-sealed battery case 2 provided with openings through which air for cooling the battery cells 3 circulates. Even in the battery pack 1 having such a battery case 2, the flow rate can be measured by the gas flow meter 13 in the exhaust pipe 12, which is not easily affected by the outside air, and the abnormality of the battery cell 3 based on the flow rate can be detected. Judgment can be made.

また、電池パック1は、車両の床面よりも下方に配置された構成について説明したがこれに限定されず、電池パック1は車室内に配置されていてもよい。この場合では、安全弁6から排出されたガスが車室内に漏れないよう、実施形態2のような構成の異常検出装置10を適用することが好ましい。さらに、電池パック1は電動車両に適用される場合に限定されず、他の用途に用いられる電池パック1であっても、本発明の異常検出装置10を適用することができる。 Moreover, although the configuration in which the battery pack 1 is arranged below the floor surface of the vehicle has been described, the configuration is not limited to this, and the battery pack 1 may be arranged in the vehicle interior. In this case, it is preferable to apply the abnormality detection device 10 configured as in the second embodiment so that the gas discharged from the safety valve 6 does not leak into the passenger compartment. Furthermore, the battery pack 1 is not limited to being applied to an electric vehicle, and the abnormality detection device 10 of the present invention can be applied to a battery pack 1 used for other purposes.

異常検出手段としては、制御装置15で実行されるプログラムである異常検出部16を例示したがこれに限定されない。異常検出手段は、例えば、異常検出部16と同等の機能を実現する電子回路であってもよい。 Although the abnormality detection unit 16, which is a program executed by the control device 15, has been exemplified as the abnormality detection means, the abnormality detection means is not limited to this. The abnormality detection means may be, for example, an electronic circuit that achieves a function equivalent to that of the abnormality detection section 16 .

また、排気管12には逆止弁14が設けられていたが、必須の構成ではない。例えば、排気管12が電池ケース2内に配置された実施形態2のような構成では、逆止弁14はなくてもよい。 Also, although the exhaust pipe 12 is provided with the check valve 14, it is not an essential configuration. For example, in a configuration like the second embodiment in which the exhaust pipe 12 is arranged inside the battery case 2, the check valve 14 may be omitted.

1…電池パック、2…電池ケース、3…電池セル、6…安全弁、10…異常検出装置、11…開口部、12…排気管、13…ガス流量計、16…異常検出部(異常検出手段)、17…ガス収集部材
Reference Signs List 1 battery pack 2 battery case 3 battery cell 6 safety valve 10 abnormality detection device 11 opening 12 exhaust pipe 13 gas flow meter 16 abnormality detection unit (abnormality detection means ), 17... gas collecting member

Claims (2)

内圧の上昇により開弁する安全弁が設けられた複数の電池セルが電池ケース内に収容された電池パックにおける異常を検出する異常検出装置であって、
前記電池セルの前記安全弁から排出されるガスが流入する排気管と、
前記排気管を流通するガスの流量を計測するガス流量計と、
前記ガス流量計で計測された流量に基づいて前記電池セルの異常を検出する異常検出手段と、を備え
前記排気管は、複数の前記電池セルごとに設けられ、
前記ガス流量計は、前記排気管ごとに設けられ、
前記異常検出手段は、各前記電池セルごとに各前記ガス流量計で計測された流量に基づいて前記電池セルの異常を検出する
ことを特徴とする電池パックの異常検出装置。
An abnormality detection device for detecting an abnormality in a battery pack in which a plurality of battery cells, which are provided with a safety valve that opens due to an increase in internal pressure, is accommodated in a battery case,
an exhaust pipe into which gas discharged from the safety valve of the battery cell flows;
a gas flow meter for measuring the flow rate of gas flowing through the exhaust pipe;
an abnormality detection means for detecting an abnormality in the battery cell based on the flow rate measured by the gas flow meter ;
The exhaust pipe is provided for each of the plurality of battery cells,
The gas flow meter is provided for each exhaust pipe,
The abnormality detection means detects an abnormality of the battery cell based on the flow rate measured by each gas flowmeter for each battery cell.
An abnormality detection device for a battery pack characterized by:
請求項1に記載の電池パックの異常検出装置において、
前記電池ケースには、開口部が設けられ、
前記排気管は、前記電池ケースの外部に配置され、前記開口部に接続されている
ことを特徴とする電池パックの異常検出装置。
In the battery pack abnormality detection device according to claim 1,
The battery case is provided with an opening,
The abnormality detection device for a battery pack, wherein the exhaust pipe is arranged outside the battery case and connected to the opening.
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