JPWO2016190292A1 - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
直列に接続された複数の電池セルと、
回路基板と、を備え、
前記回路基板は、
前記複数の電池セルの各々に対して設けられ、対応する前記電池セルに接続している発熱素子と、
複数の前記発熱素子の配列方向において、両端に位置する前記発熱素子に挟まれた範囲内に配置される第1の温度センサと、を有する、
蓄電装置が提供される。
〔処理構成〕
図1は、第1実施形態における蓄電装置の構成を概念的に示す図である。図1に示されるように、本実施形態の蓄電装置は、複数個の電池モジュール31を直列に接続した電池ストリング3と、当該電池ストリング3にコネクタ2を介して接続されるバランス回路基板1とを備える。コネクタ2は、電池セル311単位で電極端子及びセル温度センサ端子を備えている。各々の電池モジュール31は、直列に接続された複数の電池セル311(図1の例では4つの電池セル311)を含む。各電池モジュール31は、図1に示されるように、各電池セル311の温度を測定するセル温度センサ312を備えていてもよい。
図10を用いて、本実施形態の蓄電装置の構成を説明する。図10は、第1実施形態における蓄電装置の回路構成例を概略的に示す図である。本図では、1つのバランス回路112に対して1つの第1の温度センサ111が設けられる例が示される。
図14は、第1実施形態における蓄電装置の他の回路構成例を概略的に示す図である。図14に示されるように、第1の温度センサ111は、複数のバランス回路112に対して設けられていてもよい。本図の例では、1つの電池モジュール31毎に(3つのバランス回路112毎に)1つの第1の温度センサ111が設けられている。その他の構成は、図10の構成と同様である。
以上、本実施形態では、バランス動作によって発熱するバランス回路112の動作が、当該バランス回路に対応する第1の温度センサ111の測定温度によって制御される。具体的には、あるバランス回路112に対応する第1の温度センサ111で測定される温度が上側基準温度以上となった場合、当該バランス回路112のバランス動作が停止される。これにより、バランス回路112が一定温度以上に発熱することを避け、当該バランス回路112に近接する電池セル311の寿命および蓄電装置内の各部品の寿命や動作の信頼性が熱によって低下することを防ぐことができる。また、本実施形態では、バランス回路112の動作が停止された後、第1の温度センサ111の測定温度が下側基準温度に下がるまで、バランス回路112のバランス動作を停止させた状態を維持する。これにより、発熱したバランス回路112を冷まして、電池セル311の寿命および蓄電装置内の各部品の寿命や動作の信頼性が熱によって低下することを防ぐことができる。
本実施形態は、蓄電装置が第2の温度センサ13を更に有する点を除いて、第1の実施形態の構成と同様である。
図18は、第2実施形態における蓄電装置の処理構成を概念的に示す図である。図18に示されるように、バランス回路基板1は、第2の温度センサ13を更に有する。第2の温度センサ13は、第1の温度センサ111と異なり、周囲の温度を測定するために設けられる。そのため、第2の温度センサ13は、各バランス回路112の発熱の影響を受けないように、第1の温度センサ111よりもバランス回路112から離れた位置に設けられる。バランス回路112からの発熱の影響を受けない範囲は、バランス回路ブロック11の寸法、バランス回路基板1の厚さや熱抵抗、バランス回路112のレイアウトなどのパラメータに依存する。例えば、バランス回路基板1が厚さ1.6cmのPCB(Printed Circuit Board)であり、バランス回路ブロック11の寸法が10cm四方である場合、第2の温度センサ13は、バランス回路ブロック11のエッジ部分から10cm以上離れた位置などに設けられる。また、バランス回路112からの発熱の影響を受けない範囲は、例えば、バランス回路基板1の試験動作やシミュレーションを行ってバランス回路基板1の温度分布を測定することで把握可能であり、この測定結果を用いて第2の温度センサ13の位置を決定できる。
図19は、第2実施形態における蓄電装置の回路構成例を概略的に示す図である。
以上、本実施形態では、第1の温度センサ111で測定される温度から第2の温度センサ13で測定される周囲温度を差し引いた差分温度によって、各バランス回路112の動作が制御される。これによい、各バランス回路112で発生した熱をパラメータとして各バランス回路112を制御することが可能となる。
Claims (10)
- 直列に接続された複数の電池セルと、
回路基板と、を備え、
前記回路基板は、
前記複数の電池セルの各々に対して設けられ、対応する前記電池セルに接続している発熱素子と、
複数の前記発熱素子の配列方向において、両端に位置する前記発熱素子に挟まれた範囲内に配置される第1の温度センサと、を有する、
蓄電装置。 - 前記第1の温度センサは、前記配列方向において、前記両端に位置する発熱素子に挟まれた範囲の中心と重なる位置に配置される、
請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記第1の温度センサは、前記配列方向に直交する方向において、前記発熱素子の中心と重なる位置に配置される、
請求項2に記載の蓄電装置。 - 前記第1の温度センサは、前記回路基板の中で最も温度が高くなり得るポイントに重なるように配置される、
請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記回路基板は、前記複数の発熱素子の配列方向において、前記第1の温度センサを配置可能な領域を複数有し、
前記第1の温度センサは、前記複数の領域のうち、前記両端に位置する発熱素子に挟まれた範囲の中心に最も近い領域に配置される、
請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記回路基板は多層構造の基板であって、前記多層構造の内側の層に設けられ前記発熱素子と接続される配線を有しており、
前記第1の温度センサは前記配線と重なる位置に配置される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記第1の温度センサは、前記回路基板において前記発熱素子が配列される面の裏側に配置される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記回路基板は、
前記複数の発熱素子が設けられる第1領域と、
前記第1の温度センサとは異なる第2の温度センサが設けられる第2領域と、
前記第1領域および前記第2領域を分離する分離領域と、を含み、
前記分離領域は前記回路基板において導電パターンが設けられていない領域である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記分離領域は前記回路基板を貫通する貫通孔領域を含む、
請求項8に記載の蓄電装置。 - 前記回路基板の外部に配置される第2の温度センサを更に備える、
請求項1から7のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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