JPWO2015008762A1 - 二次電池異常通報システム - Google Patents

Abstract

本発明は二次電池異常通報システムに関する。多数の二次電池が収容されてなる２以上のモジュール（２２）が鉛直方向に積載されたモジュール列（２４）と、モジュール列（２４）の上部から下部にかけて配管された導管（６６）と、モジュール列（２４）の下部に設置され、且つ、導管（６６）内の被測定ガスを引き込んで、該被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検知する検知ユニット（６８）と、少なくとも検知ユニット（６８）の出力に基づいて異常の発生を検出し、通報する通報部（１６）とを有する。

Description

本発明は、少なくとも二次電池からの活物質の漏洩に基づく異常の発生を通報する二次電池異常通報システムに関する。

一般に、電力系統の周波数調整、電力系統の需用電力と供給電力の調整は、系統内の複数の発電機や蓄電池等により実施される。また、自然エネルギー発電装置からの発電電力と計画出力電力との差の調整や、自然エネルギー発電装置からの発電電力の変動緩和も、複数の発電機や蓄電池等により実施される場合が多い。蓄電池は、一般的な発電機に比べて、高速に出力電力を変更することができ、電力系統の周波数調整、自然エネルギー発電装置からの発電電力と計画出力電力との差の調整、電力系統の需用電力と供給電力の調整に有効である。

そして、電力系統に接続される高温動作型の蓄電池として、例えばナトリウム−硫黄電池（以下、ＮａＳ電池と記す）が挙げられる。このＮａＳ電池は、活物質である金属ナトリウム及び硫黄が固体電解質管により隔離収納された構造の高温二次電池である。ＮａＳ電池は、約３００℃の高温に加熱されると、溶融された両活物質の電気化学反応により、所定のエネルギーが発生する。そして、通常、ＮａＳ電池は、複数の単電池を集合し、相互に接続したモジュールの形で用いられている。すなわち、モジュールは、複数の単電池を直列に接続した回路（ストリング）を、並列に接続してブロックを構成し、さらに該ブロックを少なくとも２以上直列に接続した上で断熱容器に収容した構造を有する。

このようなモジュールの異常の発生を通報する方法としては、各ブロックの放電深度を比較することにより、電池の異常を検出して通報する方法が開示されている（例えば特開平３−１５８７８１号公報参照）。この方法は、モジュールを構成するブロック毎に異常の有無を判断する。そのため、ブロックを構成する個々のＮａＳ電池毎に異常を検出する方法と比較して、装置が複雑化せず、また、製造コストも低減できる点において好適である。

ところで、単電池の故障ひいてはモジュールの故障の要因は、単電池の内部短絡又は外部短絡と考えられる。

単電池の外部短絡は、単電池内の活物質の漏洩による外部短絡ループの形成が挙げられる。単電池の内部短絡はベータ管の破損等による短絡が挙げられる。

これら単電池の外部短絡及び内部短絡は、上述したブロック毎の電圧変化を把握することで検出することができるが、短絡による電圧変化は、急激ではなく、比較的長い期間にわたって徐々に行われるため、検出精度が低いと、故障が発生した際の初動行為が遅延するというリスクがある。そこで、電圧変化の検出精度を高めることが考えられるが、電圧変化を検出する手法とは異なった手法での故障検出手法の提案が望まれている。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、２以上のモジュールが積載されたモジュール列の上部のガス（雰囲気）を引き込んで、該ガスに含まれる活物質の濃度を検知することで、異常の発生の検出、通報を早期に実施することができる二次電池異常通報システムを提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る二次電池異常通報システムは、多数の二次電池の単電池が収容されてなる２以上のモジュールが鉛直方向に積載されたモジュール列と、前記モジュール列の上部から下部にかけて配管された導管と、前記モジュール列の下部に設置され、且つ、前記導管内の被測定ガスを引き込んで、該被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検知する検知ユニットと、少なくとも前記検知ユニットの出力に基づいて異常の発生を検出し、通報する通報部とを有することを特徴とする。

モジュールでの通常動作で発生した熱によって温められた空気は、上方に移動し、モジュール列の上部に向かって流通する。すなわち、熱による上昇気流が発生することになる。従って、二次電池から漏洩した活物質を含むガス（被測定ガス）は、この上昇気流によってモジュール列の上部に移動することになる。被測定ガスは導管を通じて、モジュール列の下部に設置された検知ユニットに導かれる。そして、モジュール列において火災が発生した際あるいは火災が発生する直前では、漏洩した大量の活物質を含む被測定ガスが熱による上昇気流によってモジュール列の上部に向かう。そのため、導管には高濃度の活物質を含む被測定ガスが入り込み、検知ユニットに導かれることになる。その結果、検知ユニットにて容易に異常の発生を検出することができ、異常の発生を早期に通報することが可能となる。特に、モジュール列の上部に上昇した被測定ガスを導管を通じてモジュール列の下部に引き込んで、検知ユニットに導くようにしたので、検知ユニットを高温の雰囲気に晒すことがなくなり、熱による誤動作や破損を回避させることができる。

［２］ 本発明において、前記モジュール列は、箱状の筐体内に収容され、前記筐体は、正面に設けられた吸気開口部と、上部に設けられた排気開口部とを有し、前記導管は、前記排気開口部から前記筐体の下部にかけて配管されていてもよい。

［３］ 本発明において、前記検知ユニットは、チャンバールームと、前記導管内のガスを前記チャンバールームに引き込んで排気するポンプと、前記チャンバールーム内の前記被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検出するガスセンサーと、前記ガスセンサーにて検出された濃度と予め設定された濃度上限値とを比較する第１コンパレータとを有し、前記第１コンパレータでの比較結果を前記通報部に出力してもよい。

［４］ この場合、検知用電源と第１検知用回線で配線され、前記検知ユニットは、前記第１コンパレータの出力に応じて前記第１検知用回線との接続部分を開放又は短絡する接点を有し、前記通報部は、前記検知ユニットの接続部分の開放又は短絡に応じた前記第１検知用回線の電圧変化に基づいてガス濃度の異常の発生を通報してもよい。

［５］ さらに、前記第１検知用回線の末端に並列に接続された第１終端抵抗を有し、前記通報部は、前記第１検知用回線の断線に伴う電圧変化に基づいて、前記第１検知用回線の断線の発生を通報してもよい。

［６］ ［４］又は［５］において、さらに、前記検知ユニットが接続された第２検知用回線を有し、前記検知ユニットは、さらに、前記ガスセンサーの出力と予め設定された出力下限値とを比較する第２コンパレータと、前記第２コンパレータの比較結果に応じて前記第２検知用回線との接続部分を開放又は短絡する第２接点とを有し、前記通報部は、前記検知ユニットの接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線の電圧変化に基づいてセンサー異常の発生を通報してもよい。

［７］ ［４］又は［５］において、さらに、前記検知ユニットが接続された第２検知用回線を有し、前記検知ユニットは、さらに、前記ポンプの排気流量と予め設定した下限流量値とを比較する第３コンパレータと、前記第３コンパレータの比較結果に応じて前記第２検知用回線との接続部分を開放又は短絡する第２接点とを有し、前記通報部は、前記検知ユニットの接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線の電圧変化に基づいてポンプ異常の発生を通報してもよい。

［８］ ［４］又は［５］において、さらに、前記検知ユニットが接続された第２検知用回線を有し、前記検知ユニットは、さらに、前記ガスセンサーの出力と予め設定された出力下限値とを比較する第２コンパレータと、前記ポンプの排気流量と予め設定した下限流量値とを比較する第３コンパレータと、前記第２コンパレータと前記第３コンパレータの比較結果に応じて前記第２検知用回線との接続部分を開放又は短絡する第２接点とを有し、前記通報部は、前記検知ユニットの接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線の電圧変化に基づいて異常の発生を通報してもよい。

［９］ ［６］〜［８］において、前記第２検知用回線の末端に並列に接続された第２終端抵抗を有し、前記通報部は、前記第２検知用回線の断線に伴う電圧変化に基づいて、前記第２検知用回線の断線の発生を通報してもよい。

［１０］ 本発明において、さらに、前記二次電池の運転を制御する電池制御装置を有し、前記通報部は、前記異常の発生を通報する際に、前記電池制御装置に対して運転停止信号を出力し、前記電池制御装置は、前記通報部からの前記運転停止信号の入力に基づいて、前記二次電池の運転を停止してもよい。

以上説明したように、本発明に係る二次電池異常通報システムによれば、２以上のモジュールが積載されたモジュール列の上部のガス（雰囲気）を引き込んで、該ガスに含まれる活物質の濃度を検知することで、異常の発生の検出、通報を早期に実施することができる。

本実施の形態に係る二次電池異常通報システムを示す構成図である。 図２Ａはモジュールの構成を示す断面図であり、図２Ｂはモジュールの構成を一部破断して示す上面図である。 図２Ａに示すモジュールの一部を拡大して示す断面図である。 モジュールに含まれる電池構成体を示す等価回路図である。 図５Ａは検知ユニットを筐体内に設置した例を示す説明図であり、図５Ｂは検知ユニットを筐体外に設置した一例を示す説明図である。 検知部の構成を示す回路図である。 検知ユニットの構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る二次電池異常通報システムを例えばＮａＳ電池に適用した実施の形態例を図１〜図７を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る二次電池異常通報システム１０は、図１に示すように、二次電池貯蔵部を構成するパッケージ１２と、検知部１４と、通報部１６とを有する。

パッケージ１２は、複数の箱状の筐体１８が横方向に配列された構成を有する。図１の例では、４つの筐体１８（第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄ）を横方向に配列させた例を示す。パッケージ１２は、また、二次電池の運転を制御する電池制御装置２０を有する。

各筐体１８は、内部に、２以上のモジュール２２が鉛直方向に積載されたモジュール列２４が収容されている。図１の例では、５つのモジュール２２を積載して１つのモジュール列２４を構成した例を示す。また、筐体１８の扉２６等の側面には外部と通じる複数の吸気開口部２８が設けられ、筐体１８の上部には、外部と通じる排気開口部３０と、排気開口部３０の開口率を可変にする排気開口率調節機構３２が設けられている。なお、図１では、２つの筐体１８（第１筐体１８Ａ及び第２筐体１８Ｂ）について、それぞれモジュール列２４が見えるように、扉２６を取り外した状態を示す。

そして、パッケージ１２において、運転に伴って筐体１８の内部で放散される熱は空気に伝搬し、筐体１８の排気開口部３０から排気される気体（空気）に伴って外部へ放出される。代わりに吸気開口部２８から新たな気体（空気）が外部から入り込み、自然換気が行われる。このとき、排気開口率調節機構３２によって排気開口部３０の開口率が調節されることで、筐体１８内部の熱量が調整される。なお、排気開口率調節機構３２としては、例えば特開２００４−５５３７３号公報の例えば図３及び図４に記載された機構を好ましく採用することができる。

ここで、モジュール２２の構造、特に、ハウジング３４の構造について図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら説明する。

ハウジング３４は、断熱容器であって、上面開口の箱体３６と、下面開口の蓋体３８とによって構成されている。

箱体３６は、例えばステンレスからなる板材によって構成し、それ自体が中空部を有する箱状に形成されている。中空部は、気密的に封止された密閉空間であり、図示されない真空バルブによって、中空部と外部空間とが連通し得る構造となっている。中空部には、ガラス繊維を接着剤で板状に固化させた多孔質の真空断熱ボード４０を装填して、箱体３６を真空断熱構造としている。

蓋体３８は、箱体３６と同様に例えばステンレスからなる板材によって構成されている。その内面側（下面側）には、必要最小限の断熱性を得るための断熱材層４２（図３参照）が配置されている。中空部４４には、少なくとも２以上の脱着可能な断熱板４６が積層充填されている。これらの構成により、蓋体３８（上面）のみを大気断熱構造にして、且つ、ハウジング３４の上面からの放熱量を制御可能にしている。

なお、箱体３６の内部底面には、図３に示すように、緩衝材４８、ヒーター５０、補強板５２、電気絶縁用のマイカシート５４を積層して敷設した。ヒーター５０は箱体３６の１つの側面にも設置される。

ハウジング３４には、箱体３６と蓋体３８とによって形成される内部空間５６に、多数の単電池５８（二次電池）によって形作られた１つの電池構成体６０が立てた状態で収容されている。単電池５８の破損、異常加熱、あるいは活物質の漏洩等に対応できるように、図示しないが、消化砂として珪砂が箱体３６と電池構成体６０との間隙に充填されている。

電池構成体６０は、図４に示すように、２以上のブロック６２が直列接続されて構成され、各ブロック６２は、２以上の単電池５８が直列接続した２以上の回路（ストリング６４）が並列に接続されて構成されている。例えば８つの単電池５８を直列接続して１つのストリング６４を構成し、１２個のストリング６４を並列に接続して、１つのブロック６２を構成し、４つのブロック６２を直列に接続して１つの電池構成体６０を構成する等が挙げられる。

一方、図１に示すように、検知部１４は、導管６６と、検知ユニット６８とを有する。導管６６は、各筐体１８に対して、対応するモジュール列２４の上部から下部にかけて配管されている。検知ユニット６８は、モジュール列２４の下部に設置され、且つ、導管６６内の被測定ガスを引き込んで、該被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検知する。すなわち、第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄに対応して第１検知ユニット６８Ａ〜第４検知ユニット６８Ｄが設置される。

具体的には、導管６６は、排気開口部３０から筐体１８の下部にかけて配管される。この場合、筐体１８の内部に検知ユニット６８を設置してもよいし、筐体１８の外部に設置してもよい。検知ユニット６８を筐体１８の内部に設置した場合は、図５Ａに示すように、導管６６は、筐体１８の内部の排気開口部３０近傍の位置から筐体１８の内部を通じて検知ユニット６８に配管される。検知ユニット６８を筐体１８の外部に設置した場合は、図５Ｂに示すように、導管６６は、筐体１８の内部の排気開口部３０近傍の位置から排気開口部３０を経て筐体１８の外部（上面及び側面）を通じて検知ユニット６８に配管される。

また、導管６６は、例えば金属製の管と樹脂製の管とをつなげることで構成されている。この場合、例えば直線部分に対応して金属製の管が配置され、屈曲部分（又は湾曲部分）に対応して樹脂製の管が配置される。金属製の管としては、例えば銅、銅合金、又はステンレスによる管が挙げられ、樹脂製の管としては、例えばフッ素樹脂製の管、例えばテフロン（登録商標）製の管が挙げられる。

さらに、検知部１４は、図１に示すように、第１検知用回線７０Ａ及び第２検知用回線７０Ｂと、第１検知用回線７０Ａの断線を検知する第１断線検知部７２Ａと、第２検知用回線７０Ｂの断線を検知する第２断線検知部７２Ｂと、を有する。

具体的には、図６に示すように、第１検知用回線７０Ａは、４つの第１接点Ｔｍ１と、第１終端抵抗Ｒｅ１と、を有する。４つの第１接点Ｔｍ１は、検知用電源７４と接地にかけてそれぞれ配線され、第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄに対応してそれぞれ並列に接続されている。第１終端抵抗Ｒｅ１は、終端において第１接点Ｔｍ１と並列に接続されている。

第１検知用回線７０Ａの両端（一方の端子７６ａ及び他方の端子７６ｂ）には、通報部１６に延びる第１ケーブル７８Ａが接続されている。この第１ケーブル７８Ａを介して、第１検知用回線７０Ａの両端電圧Ｖ１が通報部１６に伝達されるようになっている。

同様に、第２検知用回線７０Ｂは、４つの第２接点Ｔｍ２と、第２終端抵抗Ｒｅ２と、を有する。４つの第２接点Ｔｍ２は、検知用電源７４と接地にかけてそれぞれ配線され、第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄに対応してそれぞれ並列に接続されている。第２終端抵抗Ｒｅ２は、終端において第２接点Ｔｍ２と並列に接続されている。

また、第２検知用回線７０Ｂの両端（一方の端子８０ａ及び他方の端子８０ｂ）には、通報部１６に延びる第２ケーブル７８Ｂが接続されている。この第２ケーブル７８Ｂを介して、第２検知用回線７０Ｂの両端電圧Ｖ２が通報部１６に伝達されるようになっている。

第１断線検知部７２Ａは、第１検知用回線７０Ａの他方の端子７６ｂと接地との間に接続された断線検知用の第１抵抗Ｒ１と、該第１抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１を検出する第１電圧検出器８２Ａとを有する。第１電圧検出器８２Ａとしては、例えば第１抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１が正常範囲よりも低下した場合に異常を示す信号を出力する回路を好ましく採用することができる。

ここで、第１終端抵抗Ｒｅ１と第１抵抗Ｒ１の各抵抗値は、以下のように設定される。すなわち、第１検知用回線７０Ａが断線していない場合に、第１終端抵抗Ｒｅ１と第１抵抗Ｒ１との抵抗分圧により、第１抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１が、第１電圧検出器８２Ａの正常範囲、例えば２Ｖとなるように設定される。そして、第１検知用回線７０Ａが断線した場合は、第１抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖｒ１が、第１電圧検出器８２Ａの正常範囲よりも低下した電圧、例えば０Ｖとなる。この場合、第１電圧検出器８２Ａから断線を示す第１異常信号Ｓｃ１が出力され、通報部１６に入力される。

第２断線検知部７２Ｂは、第２検知用回線７０Ｂの他方の端子８０ｂと接地との間に接続された断線検知用の第２抵抗Ｒ２と、該第２抵抗Ｒ２の両端電圧Ｖｒ２を検出する第２電圧検出器８２Ｂとを有する。第２終端抵抗Ｒｅ２と第２抵抗Ｒ２の各抵抗値の設定、第２電圧検出器８２Ｂの動作は、上述した第１断線検知部７２Ａと同様であるため、その重複説明を省略する。なお、第２検知用回線７０Ｂが断線した場合は、第２電圧検出器８２Ｂから断線を示す第２異常信号Ｓｃ２が出力され、通報部１６に入力される。

一方、検知ユニット６８は、図７に示すように、ガス濃度異常を検出するための第１検出装置８４Ａと、センサー異常又はポンプ流量異常を検出するための第２検出装置８４Ｂと、を有する。

第１検出装置８４Ａは、チャンバールーム８６と、導管６６内の被測定ガスをチャンバールーム８６に引き込んで排気するポンプ８８と、チャンバールーム８６内の被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検出するガスセンサー９０とを有する。また、第１検出装置８４Ａは、ガスセンサー９０の出力（検出電流Ｉｉ）を出力電圧Ｖｉに変換する第１電流／電圧変換器９２Ａ（Ｉ／Ｖ）と、ガスセンサー９０の出力電圧Ｖｉと予め設定された濃度上限値（電圧Ｖｘ）とを比較する第１コンパレータ９４Ａとを有する。第１検出装置８４Ａは、さらに、該第１コンパレータ９４Ａの出力に応じて、第１検知用回線７０Ａとの接続部分を開放又は短絡する上述した第１接点Ｔｍ１を有する。チャンバールーム８６は、単位長さ当たりの容量を導管６６よりも大きくすることで、チャンバールーム８６内での被測定ガスの流量を一定にする機能を有する。これにより、ガスセンサー９０での活物質濃度の高精度な検出を実現させることができる。

そして、例えば正常運転では、被測定ガスに微量の干渉ガス成分が含まれていることから、ガスセンサー９０の出力（濃度）は濃度上限値を超えることはない。従って、第１コンパレータ９４Ａからは例えば低レベルの信号が出力され、第１接点Ｔｍ１は、第１検知用回線７０Ａとの接続部分を開放状態に維持する。第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄに対応する全ての第１接点Ｔｍ１が開放状態であれば、第１検知用回線７０Ａの両端電圧Ｖ１は第１終端抵抗Ｒｅ１の両端電圧となる。この電圧が第１ケーブル７８Ａを介して通報部１６に伝達される。

そして、ある筐体１８において火災が発生した際あるいは火災が発生する直前では、漏洩した大量の活物質を含む被測定ガスが熱による上昇気流によって排気開口部３０に向かう。そのため、導管６６には高濃度の活物質を含む被測定ガスが入り込み、対応する検知ユニット６８に導かれることになる。その結果、ガスセンサー９０の出力（濃度）は濃度上限値を超え、第１コンパレータ９４Ａからは例えば高レベルの信号が出力される。これにより、第１接点Ｔｍ１は、第１検知用回線７０Ａとの接続部分を短絡状態にする。第１検知用回線７０Ａに接続された４つの第１接点Ｔｍ１のうち、１つの第１接点Ｔｍ１でも短絡状態になると、第１検知用回線７０Ａの両端電圧Ｖ１はほぼ０Ｖとなる。この電圧が第１ケーブル７８Ａを介して通報部１６に伝達される。

従って、第１検知用回線７０Ａの両端電圧Ｖ１を監視することで、正常運転状態か、あるいは第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄのうち、いずれか１以上の筐体１８で火災が発生した、あるいは火災が発生しそうであることを容易に検出することができる。

第２検出装置８４Ｂは、ガスセンサー９０の出力電圧Ｖｉと予め設定された出力下限値（電圧Ｖｙ）とを比較する第２コンパレータ９４Ｂと、ポンプ８８の排気流量を計測する流量計９６とを有する。また、第２検出装置８４Ｂは、流量計９６の出力（検出電流Ｉｊ）を出力電圧Ｖｊに変換する第２電流／電圧変換器９２Ｂ（Ｉ／Ｖ）と、流量計９６の出力電圧Ｖｊと予め設定した下限流量値（電圧Ｖｚ）とを比較する第３コンパレータ９４Ｃとを有する。第２検出装置８４Ｂは、さらに、第２コンパレータ９４Ｂからの出力と第３コンパレータ９４Ｃからの出力の論理和を出力するＯＲ回路９８と、該ＯＲ回路９８の出力に応じて、第２検知用回線７０Ｂとの接続部分を開放又は短絡する上述した第２接点Ｔｍ２とを有する。

例えば活物質の濃度０〜１５０ｐｐｍに対してガスセンサー９０の出力（検出電流）が４〜２０ｍＡ（直流）とした場合に、ガスセンサー９０の出力が４ｍＡ未満であれば、ガスセンサー９０が異常（故障）状態であることがわかる。従って、この例において、出力下限値（Ｖｙ）を４ｍＡに対応した電圧に設定すれば、ガスセンサー９０が正常状態のとき、ガスセンサー９０の出力は４ｍＡ以上であるから、第２コンパレータ９４Ｂからは例えば低レベルの信号が出力される。

そして、例えば経時変化等によって、ある検知ユニット６８のガスセンサー９０が故障等した場合、上述のように、活物質の濃度に関わらず、ガスセンサー９０の出力が４ｍＡ未満となるため、第２コンパレータ９４Ｂからは例えば高レベルの信号が出力される。

同様に、ポンプ８８によってガスを一定流量（例えば３リットル／ｍｉｎ）で排気する設計にしているにも関わらず、流量計９６での値が例えば２．５リットル／ｍｉｎ未満であれば、ポンプ８８の排気流量が低下していること、すなわち、ポンプ流量異常であることがわかる。従って、この例において、下限流量値（Ｖｚ）を例えば２．５リットル／ｍｉｎに対応した電圧に設定すれば、ポンプ８８が正常状態のとき、ポンプ８８の出力は２．５リットル／ｍｉｎ以上であるから、第３コンパレータ９４Ｃからは例えば低レベルの信号が出力される。

そして、例えば経時変化等によって、ある検知ユニット６８のポンプ８８の排気流量が低下した場合、上述のように、流量計９６の値が２．５リットル／ｍｉｎ未満となるため、第３コンパレータ９４Ｃからは例えば高レベルの信号が出力される。

第２コンパレータ９４Ｂ及び第３コンパレータ９４Ｃからそれぞれ低レベルの信号が出力されていれば、第２接点Ｔｍ２は、第２検知用回線７０Ｂとの接続部分を開放状態に維持する。第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄに対応する全ての第２接点Ｔｍ２が開放状態であれば、第２検知用回線７０Ｂの両端電圧Ｖ２は第２終端抵抗Ｒｅ２の両端電圧となり、この電圧が第２ケーブル７８Ｂを介して通報部１６に伝達される。

反対に、第２コンパレータ９４Ｂあるいは第３コンパレータ９４Ｃから高レベルの信号が出力される、又は第２コンパレータ９４Ｂ及び第３コンパレータ９４Ｃから高レベルの信号が出力されれば、第２接点Ｔｍ２は、第２検知用回線７０Ｂとの接続部分を短絡状態にする。第２検知用回線７０Ｂに接続された４つの第２接点Ｔｍ２のうち、１つの第２接点Ｔｍ２でも短絡状態になると、第２検知用回線７０Ｂの両端電圧Ｖ２はほぼ０Ｖとなり、この電圧が第２ケーブル７８Ｂを介して通報部１６に伝達される。

従って、第２検知用回線７０Ｂの両端電圧Ｖ２を監視することで、センサーが正常か、あるいは第１筐体１８Ａ〜第４筐体１８Ｄのうち、いずれか１以上の筐体１８のセンサーが異常であることを容易に検出することができる。

一方、通報部１６は、図６に示すように、ガス濃度異常通報部１００と、センサー異常通報部１０２と、第１断線異常通報部１０４Ａと、第２断線異常通報部１０４Ｂとを有する。

ガス濃度異常通報部１００は、第１ケーブル７８Ａを介して伝達される第１検知用回線７０Ａの両端電圧Ｖ１に基づいて、パッケージ１２でのガス濃度異常の有無を判別し、この例では、両端電圧Ｖ１がほぼ０Ｖである場合に、ガス濃度異常の発生を通報する。例えばガス濃度異常通報部１００は、少なくともパッケージ１２の識別番号とガス濃度異常を示す識別コードを送信ファイルに格納し、該送信ファイルを監視センター等に向けて送信して、ガス濃度異常の通報を行う。この場合、インターネット等の公衆通信網や携帯電話網を経由して送信してもよい。また、通報は、監視センターのほか、現地使用者、現地管理者等に対して行ってもよい。また、データ通信による通報のほか、電話による通報も行うことで、ガス濃度異常に対する初動行為を早めることができる。

監視センターでは、受信した送信ファイルに格納されている内容からパッケージ１２を特定する。さらに、監視センターでは、特定したパッケージ１２に対応するデータベースにモジュール単位あるいはブロック単位に蓄積している二次電池の電圧データに基づいて、ガス濃度異常の発生源となっているモジュール２２を特定する。そして、監視センターは、特定したパッケージ及びモジュールを現地使用者、現地管理者等に通報する。これにより、特定されたガス濃度異常の発生源を中心に対応処置を早期に行うことができ、被害の拡大を抑えることが可能となる。

次に、センサー異常通報部１０２は、第２ケーブル７８Ｂを介して伝達される第２検知用回線７０Ｂの両端電圧Ｖ２に基づいて、パッケージ１２でのセンサー異常の有無を判別する。この例では、両端電圧がほぼ０Ｖである場合に、センサー異常の発生を通報する。例えばセンサー異常通報部１０２は、少なくともパッケージ１２の識別番号とセンサー異常を示す識別コードを送信ファイルに格納し、該送信ファイルを監視センター等に向けて送信して、センサー異常の通報を行う。

第１断線異常通報部１０４Ａは、第１断線検知部７２Ａ（第１電圧検出器８２Ａ）からの第１異常信号Ｓｃ１の入力に基づいて、第１検知用回線７０Ａの断線異常を通報する。例えば第１断線異常通報部１０４Ａは、少なくともパッケージ１２の識別番号と第１検知用回線７０Ａの断線異常を示す識別コードを送信ファイルに格納し、該送信ファイルを監視センター等に向けて送信して、第１検知用回線７０Ａの断線異常の通報を行う。

同様に、第２断線異常通報部１０４Ｂは、第２断線検知部７２Ｂ（第２電圧検出器８２Ｂ）からの第２異常信号Ｓｃ２の入力に基づいて、第２検知用回線７０Ｂの断線異常を通報する。例えば第２断線異常通報部１０４Ｂは、少なくともパッケージ１２の識別番号と第２検知用回線７０Ｂの断線異常を示す識別コードを送信ファイルに格納し、該送信ファイルを監視センター等に向けて送信して、第２検知用回線７０Ｂの断線異常の通報を行う。

また、通報部１６は、ガス濃度異常、センサー異常、断線異常が発生した場合に、上述した通報に加えて、図１に示すように、電池制御装置２０に対して運転停止信号Ｓａを出力する。電池制御装置２０は、運転停止信号Ｓａの入力に基づいて、予め設定された運転停止のためのシーケンスに従って、二次電池の運転を停止する。

センサー異常、断線異常のときにも二次電池を運転停止するようにしたのは、センサー異常、断線異常のいずれか１以上の異常が発生している期間は、ガス濃度異常を検知できない状態になっており、ガス濃度異常が発生した場合の初動行為が遅延するおそれがあるからである。そこで、センサー異常、断線異常のときにも二次電池を運転停止することで、より安全性を高めることができる。

このように、本実施の形態に係る二次電池異常通報システム１０においては、２以上のモジュール２２が積載されたモジュール列２４の上部の被測定ガスを引き込んで、該被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検知するようにしたので、ガス濃度異常の発生の検出、通報を早期に実施することができる。特に、モジュール列２４の上部に上昇した被測定ガスを導管６６を通じてモジュール列２４の下部に引き込んで、検知ユニット６８に導くようにしたので、検知ユニット６８を高温の雰囲気に晒すことがなくなり、熱による誤動作や破損を回避させることができる。

また、各検知ユニット６８内のセンサー異常、並びに第１検知用回線７０Ａ及び第２検知用回線７０Ｂの断線異常も検出して通報するようにしたので、検知ユニット６８からガス濃度異常でない検知結果が出ているにも関わらず、実際は、ガス濃度異常が発生しているという状況を回避することができ、安全性を高めることができる。

上述の例では、１つのパッケージ１２に４つの筐体１８を設置した例を主体に説明したが、その他、１つのパッケージ１２に１つの筐体１８、２つの筐体１８、３つの筐体１８を設置した場合にも適用可能であり、もちろん、５つ以上の筐体１８を設置した場合にも適用可能である。また、５つのモジュール２２を積載して１つのモジュール列２４を構成した例を示したが、その他、２つ以上のモジュール２２、６つ以上のモジュール２２を積載してモジュール列２４を構成した場合にも適用可能である。

なお、本発明に係る二次電池異常通報システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (10)

1. 多数の二次電池の単電池（５８）が収容されてなる２以上のモジュール（２２）が鉛直方向に積載されたモジュール列（２４）と、
   前記モジュール列（２４）の上部から下部にかけて配管された導管（６６）と、
   前記モジュール列（２４）の下部に設置され、且つ、前記導管（６６）内の被測定ガスを引き込んで、該被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検知する検知ユニット（６８）と、
   少なくとも前記検知ユニット（６８）の出力に基づいて異常の発生を検出し、通報する通報部（１６）と、を有することを特徴とする二次電池異常通報システム。
2. 請求項１記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   前記モジュール列（２４）は、箱状の筐体（１８）内に収容され、
   前記筐体（１８）は、正面に設けられた吸気開口部（２８）と、上部に設けられた排気開口部（３０）とを有し、
   前記導管（６６）は、前記排気開口部（３０）から前記筐体（１８）の下部にかけて配管されていることを特徴とする二次電池異常通報システム。
3. 請求項１又は２記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   前記検知ユニット（６８）は、
   チャンバールーム（８６）と、
   前記導管（６６）内のガスを前記チャンバールーム（８６）に引き込んで排気するポンプ（８８）と、
   前記チャンバールーム（８６）内の前記被測定ガスに含まれる活物質の濃度を検出するガスセンサー（９０）と、
   前記ガスセンサー（９０）にて検出された濃度と予め設定された濃度上限値とを比較する第１コンパレータ（９４Ａ）とを有し、
   前記第１コンパレータ（９４Ａ）での比較結果を前記通報部（１６）に出力することを特徴とする二次電池異常通報システム。
4. 請求項３記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   検知用電源（７４）と第１検知用回線（７０Ａ）で配線され、
   前記検知ユニット（６８）は、前記第１コンパレータ（９４Ａ）の出力に応じて前記第１検知用回線（７０Ａ）との接続部分を開放又は短絡する第１接点（Ｔｍ１）を有し、
   前記通報部（１６）は、前記検知ユニット（６８）の接続部分の開放又は短絡に応じた前記第１検知用回線（７０Ａ）の電圧変化に基づいてガス濃度の異常の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
5. 請求項４記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   前記第１検知用回線（７０Ａ）の末端に並列に接続された第１終端抵抗（Ｒｅ１）を有し、
   前記通報部（１６）は、前記第１検知用回線（７０Ａ）の断線に伴う電圧変化に基づいて、前記第１検知用回線（７０Ａ）の断線の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
6. 請求項４又は５記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   さらに、前記検知ユニット（６８）が接続された第２検知用回線（７０Ｂ）を有し、
   前記検知ユニット（６８）は、さらに、前記ガスセンサー（９０）の出力と予め設定された出力下限値とを比較する第２コンパレータ（９４Ｂ）と、前記第２コンパレータ（９４Ｂ）の比較結果に応じて前記第２検知用回線（７０Ｂ）との接続部分を開放又は短絡する第２接点（Ｔｍ２）とを有し、
   前記通報部（１６）は、前記検知ユニット（６８）の接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線（７０Ｂ）の電圧変化に基づいてセンサー異常の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
7. 請求項４又は５記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   さらに、前記検知ユニット（６８）が接続された第２検知用回線（７０Ｂ）を有し、
   前記検知ユニット（６８）は、さらに、前記ポンプ（８８）の排気流量と予め設定した下限流量値とを比較する第３コンパレータ（９４Ｃ）と、前記第３コンパレータ（９４Ｃ）の比較結果に応じて前記第２検知用回線（７０Ｂ）との接続部分を開放又は短絡する第２接点（Ｔｍ２）とを有し、
   前記通報部（１６）は、前記検知ユニット（６８）の接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線（７０Ｂ）の電圧変化に基づいてポンプ異常の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
8. 請求項４又は５記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   さらに、前記検知ユニット（６８）が接続された第２検知用回線（７０Ｂ）を有し、
   前記検知ユニット（６８）は、さらに、前記ガスセンサー（９０）の出力と予め設定された出力下限値とを比較する第２コンパレータ（９４Ｂ）と、前記ポンプ（８８）の排気流量と予め設定した下限流量値とを比較する第３コンパレータ（９４Ｃ）と、前記第２コンパレータ（９４Ｂ）と前記第３コンパレータ（９４Ｃ）の比較結果に応じて前記第２検知用回線（７０Ｂ）との接続部分を開放又は短絡する第２接点（Ｔｍ２）とを有し、
   前記通報部（１６）は、前記検知ユニット（６８）の接続部分の開放又は短絡に応じた前記第２検知用回線（７０Ｂ）の電圧変化に基づいて異常の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の二次電池異常通報システムにおいて、
   前記第２検知用回線（７０Ｂ）の末端に並列に接続された第２終端抵抗（Ｒｅ２）を有し、
   前記通報部（１６）は、前記第２検知用回線（７０Ｂ）の断線に伴う電圧変化に基づいて、前記第２検知用回線（７０Ｂ）の断線の発生を通報することを特徴とする二次電池異常通報システム。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の二次電池異常通報システムにおいて、
    さらに、前記二次電池の運転を制御する電池制御装置（２０）を有し、
    前記通報部（１６）は、前記異常の発生を通報する際に、前記電池制御装置（２０）に対して運転停止信号を出力し、
    前記電池制御装置（２０）は、前記通報部（１６）からの前記運転停止信号の入力に基づいて、前記二次電池の運転を停止することを特徴とする二次電池異常通報システム。

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