WO2012014449A1 - 電池システム - Google Patents

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WO2012014449A1
WO2012014449A1 PCT/JP2011/004213 JP2011004213W WO2012014449A1 WO 2012014449 A1 WO2012014449 A1 WO 2012014449A1 JP 2011004213 W JP2011004213 W JP 2011004213W WO 2012014449 A1 WO2012014449 A1 WO 2012014449A1
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battery
high temperature
resistance value
gas
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PCT/JP2011/004213
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淳 朝倉
安井　俊介
裕史 高崎
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a battery system that detects the release of gas from a battery.
  • Such battery packs for electric vehicles are required to have a larger voltage and capacity than those for ordinary homes. For this reason, it has been the mainstream to configure a battery pack by connecting a large number of dedicated large-capacity cells in series.
  • a technology for a variety of uses has begun to be adopted by modularizing a plurality of general-purpose batteries used for home use in series or in parallel.
  • This modularization technology has the advantage of increasing the degree of freedom when it is mounted in a limited space in an automobile. Since a general-purpose battery is used, the cost can be greatly reduced due to the mass production effect. In addition, since a relatively large number of batteries are connected in parallel and used, it is possible to continue supplying power for a while even if an abnormality occurs in some of the batteries. Therefore, system down can be avoided.
  • Patent Document 1 predicts a vehicle collision by using a collision detection sensor or a radar device provided in the vehicle, and activates an air conditioner or opens a window. For this reason, there is a case where the air conditioner is started or the window is opened even when the vehicle does not actually collide and the vehicle is not shocked. Such an operation may be an operation contrary to the user's intention and may give the user a sense of discomfort. Further, even if the battery pack is not subjected to an impact force, smoke may be generated depending on the state of the lithium ion battery. However, in the conventional technique of Patent Document 1, when smoke is generated due to a cause other than an impact, the battery There was a problem that could not be detected.
  • Patent Document 2 the prior art described in Patent Document 2 is provided in an instrument panel of a vehicle, for example, when the generation of gas is detected by a gas sensor and a gas temperature sensor when the lithium ion battery generates gas. It is possible to notify the user who is driving the vehicle by turning on a warning lamp or the like of the occurrence of an abnormality.
  • the generation of gas from the battery often lasts only for a relatively short time, for example, several seconds. In this case, even if gas is generated from the battery, the warning light is lit for only a few seconds, so that the user may miss the lighting of the warning light.
  • the gas generation is detected because the control circuit itself that detects the gas is stopped. Can not. After that, when the vehicle is turned on, the generation of gas from the battery is stopped, so that there is a problem that the abnormality of the battery cannot be detected after all.
  • An object of the present invention is to provide a battery system capable of improving the certainty of detecting that gas has been released from the battery.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a unit cell 100 used in a battery system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the battery used in the battery system 200 may be a battery that can be used alone as a power source for portable electronic devices such as notebook personal computers (hereinafter, the battery used in the battery system 200 is referred to as “elementary battery”). Battery ").
  • the battery system 200 can be improved in performance and cost more easily.
  • a lithium ion secondary battery that is a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery as shown in FIG. 1 can be adopted.
  • This unit cell 100 has a normal configuration as a lithium ion secondary battery.
  • the unit cell 100 is not limited to a lithium ion secondary battery, and various secondary batteries or primary batteries can be used.
  • the unit cell 100 includes a safety mechanism that releases gas to the outside of the battery when the pressure in the battery increases due to an internal short circuit or the like.
  • a specific configuration of the unit cell 100 will be described with reference to FIG.
  • an electrode group 4 in which a separator 3 is disposed between a positive electrode 1 and a negative electrode 2 is housed in a battery case 7 together with a non-aqueous electrolyte in a wound state.
  • Insulating plates 9 and 10 are disposed above and below the electrode group 4.
  • the positive electrode 1 is bonded to the filter 12 via the positive electrode lead 5, and the negative electrode 2 is bonded to the bottom of the battery case 7 that also serves as the negative electrode terminal via the negative electrode lead 6.
  • the filter 12 is connected to an inner cap 13, and the protrusion of the inner cap 13 is joined to a metal valve plate 14. Further, the valve plate 14 is connected to a terminal plate 8 that also serves as a positive electrode terminal.
  • the terminal plate 8, the valve plate 14, the inner cap 13, and the filter 12 are integrated with the gasket 11 that surrounds the terminal plate 8, the valve plate 14, the inner cap 13, and the filter 12.
  • valve plate 14 When an internal short circuit occurs in the unit cell 100 and the pressure in the unit cell 100 increases, the valve plate 14 swells toward the terminal plate 8. When the valve plate 14 expands and the inner cap 13 and the valve plate 14 are disconnected, the current path from the positive electrode 1 to the terminal plate 8 is interrupted. When the pressure in the unit cell 100 further increases, the valve plate 14 is broken. As a result, the gas generated in the unit cell 100 is discharged to the outside through the through hole 12 a of the filter 12, the through hole 13 a of the inner cap 13, the tear of the valve plate 14, and the opening 8 a of the terminal plate 8. Is done. Thereby, gas is discharged
  • the safety mechanism for discharging the gas generated in the unit cell 100 to the outside is not limited to the structure shown in FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view conceptually showing the configuration of the battery system 200 in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a top view conceptually showing the configuration of the battery system 200 in the present embodiment.
  • the left direction on the paper corresponds to the X direction
  • the upper right direction on the paper corresponds to the Y direction.
  • the left direction on the paper corresponds to the X direction
  • the upward direction on the paper corresponds to the Y direction.
  • the battery system 200 includes, for example, a high temperature abnormality detection unit 130, a high temperature abnormality determination unit 140, and a battery module 110 arranged in four sets in the Y direction. And the control part power supply PS, the charging / discharging permission determination part 150, and the charging / discharging part 160 are connected to the exterior of the battery system 200.
  • FIG. 1 the control part power supply PS, the charging / discharging permission determination part 150, and the charging / discharging part 160 are connected to the exterior of the battery system 200.
  • the control unit power supply PS is a power supply circuit that outputs a voltage Vps for operating the high temperature abnormality detection unit 130 and the high temperature abnormality determination unit 140.
  • the controller power supply PS is connected to the high temperature abnormality detector 130 via, for example, a power switch SW1.
  • the charging / discharging unit 160 includes a charging circuit that charges the battery system 200 and a discharging circuit that discharges the battery system 200 and supplies it to the load.
  • the charging / discharging unit 160 is connected to the plurality of battery modules 110 via the protection switch SW2.
  • the charge / discharge permission determination unit 150 is a control circuit that controls the operation of the charge / discharge unit 160.
  • the charging / discharging permission determination unit 150 may cause the charging / discharging unit 160 to perform charging / discharging or stop by outputting a control signal to the charging / discharging unit 160, and turns off (opens) the protection switch SW2. Therefore, charging / discharging by the charging / discharging unit 160 may be prohibited.
  • the battery module 110 includes a battery unit 101 and an exhaust path 120 (passage space).
  • the battery unit 101 includes five unit cells 100 arranged in the X direction. The five unit cells 100 are connected in parallel.
  • the high temperature abnormality determination unit 140 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a nonvolatile ROM (Read Only Memory), a volatile RAM (Random Access Memory), an analog-digital converter, and peripheral circuits thereof. Has been.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a nonvolatile ROM Read Only Memory
  • a volatile RAM Random Access Memory
  • an analog-digital converter and peripheral circuits thereof. Has been.
  • An exhaust path 120 extending in the X direction is disposed on the terminal plate 8 side of the unit cell 100, that is, on the open portion 8 a side.
  • a high temperature abnormality detection unit 130 is disposed at each exhaust port of each exhaust path 120, and the high temperature abnormality detection unit 130 is connected to the high temperature abnormality determination unit 140.
  • the exhaust ports of each exhaust path 120 are gathered into one exhaust path (not shown) and discharged to the outside of the vehicle.
  • Each exhaust path 120 may be configured by a duct-shaped member, for example. Further, each exhaust path 120 may be formed by a gap between each member constituting the battery module 110.
  • the high temperature abnormality detection unit 130 includes a temperature fuse 131 and a resistor 132.
  • the thermal fuse 131 is blown at a reference temperature of 100 ° C.
  • the high temperature abnormality detection unit 130 is configured on the printed circuit board 133.
  • the high temperature abnormality detection unit 130 is connected via a connector 134 to a connector 136 on the printed circuit board 135 that includes the high temperature abnormality determination unit 140.
  • the thermal fuse 131 is blown by the temperature of the gas.
  • an abnormality in which the unit cell 100 generates gas is referred to as a high-temperature gas abnormality.
  • the thermal fuse 131 is a non-returning type switching element that does not close again once it is melted and opened.
  • the closed state corresponds to the first state
  • the open state corresponds to the second state.
  • FIG. 4 is a diagram showing a temperature change of the exhaust port in the present embodiment.
  • the temperature of the exhaust port of the exhaust path 120 is substantially the same as the room temperature when no hot gas abnormality occurs in the unit cell 100, that is, when the time is 0 second.
  • the temperature rises to a maximum of 800 ° C. in about 2 seconds, and then the temperature drops to 200 ° C. or less in another 1 second.
  • the temperature fuse 131 is maintained at a temperature of several hundred degrees for about 3 to 4 seconds, so that it is blown out.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the high temperature abnormality detection unit 130 and the high temperature abnormality determination unit 140 in the present embodiment.
  • FIG. 5 shows an example in which five high temperature abnormality detection units 130 are provided corresponding to the five battery modules 110.
  • each high temperature abnormality detection unit 130 disposed in each exhaust path 120 is configured by connecting a temperature fuse 131 and a resistor 132 in series.
  • each high temperature abnormality detection part 130 is connected in parallel, and the parallel circuit 137 is comprised.
  • One end of the parallel circuit 137 is connected to the control unit power source PS via the resistor 138, and the other end of the parallel circuit 137 is connected to the ground.
  • a connection point between the resistor 138 and the parallel circuit 137 is connected to the high temperature abnormality determination unit 140. Then, the output voltage Vps of the control unit power supply PS is divided by the resistor 138 and the parallel circuit 137, and the divided voltage Vin is detected by the high temperature abnormality determination unit 140.
  • the voltage Vin increases as the resistance value of the parallel circuit 137 increases, and decreases as the resistance value of the parallel circuit 137 decreases. Therefore, the voltage Vin indicates the resistance value of the parallel circuit 137.
  • the resistors 132 of all (five) high temperature abnormality detection units 130 are connected in parallel.
  • the value of the voltage Vin obtained in this state is preset as the determination value Vth and stored in, for example, the ROM. That is, the determination value Vth indicates the resistance value of the parallel circuit 137 when all the battery modules 110 are normal.
  • the high temperature abnormality determination unit 140 determines that no high temperature gas abnormality has occurred in all the battery modules 110 when the voltage Vin is equal to or lower than the determination value Vth. On the other hand, the high temperature abnormality determination unit 140 determines that a high temperature gas abnormality has occurred in any of the battery modules 110 when the voltage Vin exceeds the determination value Vth.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the high temperature abnormality determination operation of the battery system in the present embodiment.
  • the battery system 200 is started. For example, when the battery system 200 is mounted on an electric vehicle, the battery system 200 starts when the electric vehicle starts (step S610). Next, the high temperature abnormality determination unit 140 determines whether or not the input voltage Vin is larger than the determination value Vth (step S620).
  • step S620 when the input voltage Vin is greater than the determination value Vth, the high temperature abnormality determination unit 140 determines that a high temperature gas abnormality has occurred in the unit cell 100 and the high temperature gas has been generated before the battery system 200 in step S610 is started. (Step S630).
  • the high temperature abnormality determination unit 140 transmits information indicating the occurrence of the high temperature gas abnormality to the charge / discharge permission determination unit 150. Then, charging / discharging permission determination unit 150 prohibits charging / discharging of battery system 200 by charging / discharging unit 160 (step S631).
  • the thermal fuse 131 is a non-returnable switching element. Therefore, regardless of the operation of a system such as an electric vehicle or the presence or absence of power supply by the control unit power supply PS, a hot gas abnormality once occurs and the thermal fuse 131 When 131 is blown out, thermal fuse 131 is held in an off (open) state. As a result, for example, even when a high-temperature gas abnormality occurs in the battery system 200 during a period when the system of the electric vehicle or the like is stopped (power off), the system of the electric vehicle or the like is started after the system is started. It is possible to detect a hot gas abnormality that occurs during a stop. Therefore, it is possible to improve the certainty of detecting that the gas has been released from the battery.
  • step S620 when the input voltage Vin is equal to or lower than the determination value Vth, the high temperature abnormality determination unit 140 determines that there is no abnormality in the high temperature gas in the unit cell 100 (step S640). Then, the high temperature abnormality determination unit 140 transmits information indicating that there is no high temperature gas abnormality to the charge / discharge permission determination unit 150. Then, charging / discharging permission determination unit 150 permits charging / discharging of battery system 200 by charging / discharging unit 160 (step S641).
  • the high temperature abnormality determination unit 140 always determines whether or not the input voltage Vin is larger than the determination value Vth (step S650).
  • step S650 when the input voltage Vin is larger than the determination value Vth, the high temperature abnormality determination unit 140 determines that an abnormality has occurred in the unit cell 100 during operation of the battery system 200 and has generated a high temperature gas (step S660). Then, the charging / discharging permission determination unit 150 that has obtained information indicating that a high-temperature gas abnormality has occurred from the high-temperature abnormality determination unit 140 prohibits charging / discharging of the battery system 200 by the charging / discharging unit 160 or permits only for a certain period of time. (Step S661).
  • the temperature fuse 131 of the high temperature abnormality detection unit 130 is disposed at the exhaust port of the gas exhaust path, and the number of connections of the resistor 132 of the high temperature abnormality detection unit 130 is changed by fusing the temperature fuse 131. Further, it can be determined that an abnormality has occurred in the lithium ion battery, and further, it can be determined that an abnormality has occurred in the lithium ion battery before starting.
  • the switching element is not limited to a thermal fuse.
  • the switch element may be a non-return type switch element that operates at a certain temperature or higher, and may be, for example, a non-return type switch using bimetal.
  • a non-return type switch element using a bimetal has a bimetal switch that changes from an on (closed) state to an off (open) state when the temperature exceeds a reference temperature, for example, 100 ° C.
  • a reference temperature for example, 100 ° C.
  • the closed state corresponds to the first state
  • the open state corresponds to the second state.
  • a switch element that changes from an off (open) state to an on (closed) state when the temperature exceeds a reference temperature may be used as a non-returnable switch element.
  • a switch element turns on when the bimetal switch that changes from an off (open) state to an on (closed) state and the contact point of the bimetal switch is turned on even once when the temperature exceeds a reference temperature.
  • a latch mechanism that holds the same as it is.
  • the open state corresponds to the first state
  • the closed state corresponds to the second state.
  • the non-return type switch element When a switch element that changes from an off (open) state to an on (closed) state when the temperature is equal to or higher than a reference temperature is used as the non-return type switch element, the higher the number of switch elements that are turned on, that is, the higher temperature gas
  • the resistance value of the parallel circuit 137 or the series circuit 139 decreases as the number of battery modules 110 in which an abnormality has occurred increases.
  • step S620 and step S650 shown in FIG. 6 may be set to “Vin ⁇ Vth”.
  • the resistance values of the resistors 132 of the four (or five) high temperature abnormality detectors 130 corresponding to each battery module 110 are equal to each other.
  • the resistance values of the resistors 132 may be different from each other.
  • the resistance value of the resistor 132 of each high temperature abnormality detection unit 130 is set to 1 k ⁇ (ohm), 2 k ⁇ (ohm), for example. It is good also as 4kohm (ohm), 8kohm (ohm), and 16kohm (ohm).
  • n-th term is expressed by the following formula (1).
  • the value of each term in the geometric sequence may be set as the resistance value of each resistor 132.
  • an identification number is assigned to each battery module 110, and the resistance value of the resistor 132 corresponding to the battery module 110 with the identification number n is set to a value given by the above equation (1). Then, the resistance value of the resistor 132 disconnected from the parallel circuit 137 varies depending on which battery module 110 has a hot gas abnormality. As a result, the resistance value of the parallel circuit 137 varies depending on the battery module 110 in which the high temperature gas is abnormal. Accordingly, the voltage Vin varies depending on the battery module 110 in which the high temperature gas is abnormal.
  • an LUT Lookup Table
  • the high temperature abnormality determination unit 140 may identify the battery module 110 having the identification number associated with the detected voltage Vin by the LUT as the battery module 110 having a high temperature gas abnormality.
  • each high temperature abnormality detection unit 130 is configured by connecting a temperature fuse 131 and a resistor 132 in series, and each high temperature abnormality detection unit 130 is connected in parallel.
  • each high temperature abnormality detection unit 130 may be configured as a parallel circuit of a thermal fuse 131 and a resistor 132.
  • the series circuit 139 may be configured by connecting a plurality of high temperature abnormality detection units 130 in series.
  • the thermal fuse 131 having a lower resistance value than the resistor 132 having a higher resistance value in the high temperature abnormality detection unit 130.
  • the resistance value of the unfused thermal fuse 131 is approximately 0 ⁇ (ohm). Therefore, the combined resistance of the series circuit 139 when the high temperature gas abnormality of the unit cell 100 does not occur is approximately 0 k ⁇ (ohm).
  • the resistance values of the resistors 132 of the series circuit 139 may be different from each other.
  • the resistance value of the resistor 132 of each high temperature abnormality detection unit 130 is set to 1 k ⁇ (ohm), 2 k ⁇ (ohm), for example. It is good also as 4kohm (ohm), 8kohm (ohm), and 16kohm (ohm).
  • the value of each term in the geometric sequence represented by the above formula (1) or (2) may be set as the resistance value of each resistor 132 of the series circuit 139.
  • a series circuit 139a shown in FIG. 8 may be used instead of the series circuit 139 shown in FIG.
  • the series circuit 139a is configured by connecting a plurality (five) of thermal fuses 131 in series.
  • each high temperature abnormality detection unit 130 is configured by only the thermal fuse 131.
  • the resistance value of the series circuit 139a shown in FIG. 8 is approximately 0 ⁇ (ohm) when normal. As a result, the voltage Vin becomes almost 0V and becomes a low level. Therefore, Vin ⁇ Vth (NO in steps S620 and S650), and it can be determined that there is no abnormality in the high temperature gas.
  • the parallel circuit 137a shown in FIG. 9 may be used instead of the parallel circuit 137 shown in FIG.
  • the parallel circuit 137a is configured by connecting a plurality (five) of switch elements 131a in parallel.
  • each high temperature abnormality detection part 130a is comprised only by the switch element 131a.
  • the switch element 131a is a switch element that changes from an off (open) state to an on (closed) state when the temperature exceeds a reference temperature.
  • step S620 and step S650 shown in FIG. 6 are set to “Vin ⁇ Vth”.
  • the resistance value of the parallel circuit 137a shown in FIG. 9 is almost infinite during normal operation. As a result, the voltage Vin is at a high level substantially equal to the voltage Vps. Therefore, Vin> Vth (NO in steps S620 and S650), and it can be determined that there is no abnormality in the high temperature gas.
  • FIG. 10 is a perspective view specifically showing an example of the mechanical structure of the battery module 110 shown in FIG.
  • a battery module 110 shown in FIG. 10 includes a first block 111 and a second block 112.
  • the first block 111 includes, for example, five unit cells 100 housed in a substantially rectangular box-shaped casing 113.
  • the second block 112 includes, for example, five unit cells 100 housed in a substantially rectangular box-shaped housing 114.
  • the first block 111 and the second block 112 are arranged to face each other so that the side wall surface 113a of the first block 111 and the side wall surface 114a of the second block 112 face each other with a predetermined interval. Yes.
  • the battery module 110 is defined as having a reference attitude when used.
  • a posture is defined in which the upper wall surface 113b of the first block 111 and the upper wall surface 114b of the second block 112 are upward, and the lower wall surface 113c of the first block 111 and the lower wall surface 114c of the second block 112 are downward. Yes.
  • the upper lid 104 is provided so as to be spanned between the upper wall surface 113b and the upper wall surface 114b
  • the lower lid 105 is provided so as to be spanned between the lower wall surface 113c and the lower wall surface 114c.
  • a side lid 103 is provided so as to be spanned between the upper lid 104 and the lower lid 105 at one end of the upper lid 104 and the lower lid 105.
  • an exhaust path 120 that is a passage space in which five sides are surrounded by the side lid 103, the upper lid 104, the lower lid 105, the side wall surface 113a, and the side wall surface 114a and the opening 107 is provided on the other side is formed. ing.
  • the opening 107 is formed so as to open in the horizontal direction when the battery module 110 is arranged in the reference posture.
  • an internal partition wall 106 is provided between the side wall surface 113a and the side wall surface 114a so as to partition the exhaust passage 120 into two spaces substantially parallel to the side wall surface 113a and the side wall surface 114a.
  • the side lid 103, the upper lid 104, and the lower lid 105 correspond to an example of an exhaust part.
  • All the unit cells 100 accommodated in the first block 111 are arranged in such a direction that the terminal plate 8 side faces the side wall surface 113a.
  • An opening is provided in the side wall surface 113a at a position corresponding to the terminal plate 8 of each of the unit cells 100 arranged to face each other. Through this opening, the gas released from the opening 8 a is discharged to the exhaust path 120, and the gas is guided to the opening 107 through the exhaust path 120.
  • all the unit cells 100 accommodated in the second block 112 are arranged in a direction in which the terminal plate 8 side faces the side wall surface 114a.
  • an opening is provided at a position corresponding to the terminal plate 8 of each of the unit cells 100 arranged to face each other. Through this opening, the gas released from the opening 8 a is discharged to the exhaust path 120, and the gas is guided to the opening 107 through the exhaust path 120.
  • each unit cell 100 reaches the opening 107.
  • the length of the exhaust path 120 can be shortened. As a result, the possibility that the gas discharged from the unit cell 100 will decrease in temperature before reaching the thermal fuse 131 is reduced. Then, by reducing the possibility that the temperature of the gas will be lowered, the certainty that the high temperature gas abnormality is detected by the thermal fuse 131 is improved.
  • the first block 111 and the second block 112 may be configured by connecting a plurality of blocks.
  • the unit cell 100 may be stacked in a plurality of stages and accommodated in the casings 113 and 114.
  • the provision of the internal partition wall 106 prevents the high-temperature gas discharged from the first block 111 from being blown to the second block 112, and the high-temperature gas discharged from the second block 112 Spraying onto the first block 111 is prevented. This prevents the other block from being heated by the high-temperature gas released from one block. As a result, it is possible to reduce the possibility of deterioration of the block disposed opposite to the block from which the gas has been discharged.
  • the thermal fuse 131 is a position exposed to the gas guided to the opening 107 by the exhaust path 120 and is disposed so as to protrude from both sides of the internal partition wall 106 across the internal partition wall 106.
  • the thermal fuse 131 may be provided inside the exhaust path 120 with respect to the opening 107, or may be provided outside the opening 107.
  • the thermal fuse 131 is disposed in the uppermost region among the regions obtained by dividing the opening 107 into three equal parts in the vertical direction.
  • the thermal fuse 131 is arranged in the uppermost region among the regions obtained by dividing the opening 107 into three equal parts in the vertical direction, thereby improving the reliability of detection of the hot gas by the thermal fuse 131. can do.
  • the thermal fuse 131 is not necessarily limited to the one provided in the uppermost region among the regions obtained by dividing the opening 107 into three equal parts in the vertical direction.
  • the thermal fuse 131 may be disposed near the lower portion of the opening 107, for example.
  • the battery module 110 and the high temperature abnormality detection unit 130 are not limited to a plurality of examples, and may be one each.
  • the battery system includes a plurality of batteries provided with an open portion that discharges internal gas when the internal pressure increases, and an opening provided, and discharges from the plurality of open portions.
  • a battery module provided with an exhaust part for guiding the conducted gas to the opening, and a position near the opening through which the introduced gas passes, and when the temperature is equal to or higher than a preset reference temperature,
  • a non-return type switching element that changes from a first state preset in one of an open state and a closed state to a second state that is the other of the open state and the closed state; and
  • the battery module includes a high temperature abnormality determination unit that determines that the battery module has an abnormality.
  • the switch element provided in the vicinity of the opening changes to the second state.
  • the high temperature abnormality determination unit determines that there is an abnormality in the battery module. Therefore, since abnormality of a plurality of batteries can be detected by one switch element, a circuit for detecting abnormality can be simplified.
  • the switch element is a non-return type, once the switch element enters the second state, it remains in the second state regardless of the operating state of the high temperature abnormality determination unit.
  • the high temperature abnormality determination unit becomes operable, for example, when the host system is turned on again, the high temperature abnormality determination unit is abnormal in the battery module because the switch element is maintained in the second state. It can be determined that there is. As a result, it is possible to improve the certainty of detecting that the gas has been released from the battery.
  • a plurality of the battery modules are provided, a plurality of the switch elements are provided corresponding to the respective battery modules, and the battery system further includes a plurality of resistors connected in parallel to the respective switch elements.
  • the switch elements and the resistors are connected in parallel to each other, and a plurality of parallel circuits are connected in series to form a series circuit. The presence or absence of abnormality of the battery module may be determined based on the resistance value.
  • the high temperature abnormality determination part can determine the presence or absence of abnormality of the battery module based on the resistance value of the series circuit.
  • the closed state is set as the first state
  • the open state is set as the second state
  • the high temperature abnormality determination unit has a resistance value of the series circuit exceeding a predetermined determination value
  • the high temperature abnormality determination unit can determine that at least one of the plurality of battery modules is abnormal when the resistance value of the series circuit exceeds the determination value.
  • the open state is set as the first state
  • the closed state is set as the second state
  • the high temperature abnormality determination unit satisfies a resistance value of the series circuit that is set in advance. If not, it may be determined that at least one of the plurality of switch elements is in the second state and at least one of the plurality of battery modules is abnormal.
  • the switch element corresponding to the abnormal battery module is closed.
  • the resistance value of the entire series circuit decreases. Therefore, when the resistance value of the series circuit is less than the determination value, the high temperature abnormality determination unit can determine that at least one of the plurality of battery modules is abnormal.
  • the n-th term is a geometric sequence represented by the following formula (1): It is preferable that the value of each term is preset as a resistance value of the plurality of resistors, and the high temperature abnormality determination unit further specifies a battery module in which an abnormality has occurred based on the resistance value of the series circuit.
  • the high temperature abnormality determination unit can identify the battery module in which an abnormality has occurred based on the resistance value of the series circuit.
  • a plurality of the battery modules are provided, a plurality of the switch elements are provided corresponding to the respective battery modules, the plurality of switch elements are connected in series to form a series circuit, and the first state is The plurality of switch elements are set when the closed state is set, the open state is set as the second state, and the high temperature abnormality determination unit has a resistance value of the series circuit that exceeds a predetermined determination value. It is preferable that at least one of the plurality of battery modules is determined to be abnormal as at least one of them is in the second state.
  • the switch element corresponding to the abnormal battery module is opened.
  • the resistance value of the entire series circuit becomes almost infinite and exceeds the determination value. . Therefore, the high temperature abnormality determination unit can detect the abnormality of a plurality of battery modules only by monitoring the resistance value of one series circuit. It becomes possible to do.
  • a plurality of the battery modules are provided, a plurality of the switch elements are provided corresponding to the battery modules, and the battery system further includes a plurality of resistors connected in series with the switch elements, respectively.
  • a plurality of circuit blocks configured by connecting each switch element and each resistor in series are connected in parallel to form a parallel circuit, and the high temperature abnormality determination unit includes a resistance of the parallel circuit. It is preferable to determine whether the battery module is abnormal based on the value.
  • the high temperature abnormality determination part can determine the presence or absence of abnormality of a battery module based on the resistance value of a parallel circuit.
  • the closed state is set as the first state
  • the open state is set as the second state
  • the high temperature abnormality determination unit has a resistance value of the parallel circuit exceeding a predetermined determination value
  • the switch element corresponding to the abnormal battery module is opened.
  • the resistance value of the entire parallel circuit increases. Therefore, when the resistance value of the parallel circuit exceeds the determination value, the high temperature abnormality determination unit can determine that at least one of the plurality of battery modules is abnormal.
  • the open state is set as the first state
  • the closed state is set as the second state
  • the high temperature abnormality determination unit satisfies the resistance value of the parallel circuit set in advance. If not, it may be determined that at least one of the plurality of switch elements is in the second state and at least one of the plurality of battery modules is abnormal.
  • the high temperature abnormality determination unit can determine that at least one of the plurality of battery modules is abnormal when the resistance value of the parallel circuit is less than the determination value.
  • the n-th term is a geometric sequence represented by the following formula (1): It is preferable that a value of each term is preset as a resistance value of the plurality of resistors, and the high temperature abnormality determination unit further specifies a battery module in which an abnormality has occurred based on the resistance value of the parallel circuit.
  • the high temperature abnormality determination unit can identify the battery module in which an abnormality has occurred based on the resistance value of the parallel circuit.
  • a plurality of the battery modules are provided, a plurality of the switch elements are provided corresponding to each of the battery modules, and a plurality of the switch elements are connected in parallel to form a parallel circuit.
  • the high temperature abnormality determination unit is configured to output the plurality of the plurality of the parallel circuits when the resistance value of the parallel circuit is less than a predetermined determination value. It is preferable to determine that at least one of the plurality of battery modules is abnormal, assuming that at least one of the switch elements is in the second state.
  • the switch element corresponding to the abnormal battery module is closed.
  • a parallel circuit is configured by connecting a plurality of switch elements in parallel, when even one switch element is closed, the resistance value of the entire parallel circuit becomes almost 0 ohms and satisfies the determination value. Disappear. Therefore, the high temperature abnormality determination unit can detect an abnormality in a plurality of battery modules only by monitoring the resistance value of one parallel circuit, and therefore monitors whether or not an abnormality has occurred in a plurality of battery modules with a simple circuit. It becomes possible to do.
  • each opening of the plurality of battery modules opens in the horizontal direction
  • each switch element has an uppermost area among the areas obtained by dividing each opening into three equal parts in the vertical direction. It is preferable that it is disposed.
  • each switch element Since the high-temperature gas discharged from each battery tends to rise upward, the temperature of the gas guided to the opening is higher near the upper part of the opening than near the lower part. Therefore, by arranging each switch element in the uppermost area among the areas obtained by dividing the opening into three equal parts in the vertical direction, the certainty of detection of the high temperature gas by the switch element is improved. Can do.
  • Each battery module includes a first block including a plurality of batteries arranged so that the gas is discharged to the same side, and a plurality of batteries arranged so that the gas is discharged to the same side.
  • Each first block and each second block are arranged to face each other such that the exhaust directions of the gas face each other, and each first block and each second block are included.
  • a passage space for guiding the gas to the openings is formed between the exhaust portions, and the exhaust portions are provided with external partition walls that partition the passage spaces from the external space leaving the openings. It is preferable.
  • the length of the exhaust path from each battery to the opening compared to the case where all the batteries are arranged in a row. Can be shortened.
  • the risk that the temperature of the gas is lowered before the gas discharged from the battery reaches the switch element is reduced.
  • the certainty that a hot gas abnormality is detected by a switch element improves by reducing a possibility that the temperature fall of gas will occur.
  • Each exhaust section further includes an internal partition that divides each passage space into two spaces between each first block and each second block, and each internal partition includes each opening. It is preferable that the switch elements are disposed so as to protrude from both sides of the internal partition walls across the internal partition walls.
  • the provision of the internal partition prevents the high-temperature gas discharged from the first block from being blown onto the second block, and the high-temperature gas discharged from the second block is the first. It is prevented from being sprayed on one block. This prevents the other block from being heated by the high-temperature gas released from one block. As a result, it is possible to reduce the possibility of deterioration of the block disposed opposite to the block from which the gas is discharged.
  • the battery system when a high temperature gas is generated from the lithium ion battery, it is quickly determined that an abnormality has occurred in the lithium ion battery, or an abnormality has occurred in the lithium ion battery before starting. It is easy to judge.
  • the present invention is useful as a power source for driving automobiles, electric motorcycles, electric playground equipment and the like.

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Abstract

　電池システムは、内部の圧力が上昇した場合に内部のガスを排出する開放部が設けられた複数の電池と、開口部が設けられ、前記複数の開放部から排出されたガスを前記開口部へ導く排気部とを備えた電池モジュールと、前記開口部近傍の、前記導かれたガスが通過する位置に設けられ、予め設定された基準温度以上になったとき、開状態及び閉状態のうちいずれか一方に予め設定された第１状態から、前記開状態及び閉状態のうち他方である第２状態へ変化する非復帰型のスイッチ素子と、前記スイッチ素子が前記第２状態であった場合、前記電池モジュールに異常が有ると判定する高温異常判定部とを備えた。

Description

電池システム
　本発明は、電池からのガスの放出を検出する電池システムに関するものである。
　従来より、複数の素電池（セル）を直列又は並列に接続して、所要の電圧及び容量を得るようにした電池パックが一般的に使用されている。また、近年では化石燃料の使用量及びＣＯ2の排出量を削減するという観点から、電気自動車やハイブリッド自動車等のモータ駆動用の電源として電池パックへの期待が高まりつつある。
　こうした電動車両用の電池パックには一般家庭用等に比べて大きな電圧及び容量が求められる。そのため、専用の大容量セルを多数、直列に接続することによって、電池パックを構成することが主流であった。しかし、最近では家庭用としても使用する汎用の電池を複数、直列又は並列に接続してモジュール化することにより、多種多様な用途に対応する技術も採用され始めている。
　このモジュール化技術には、自動車の限られた空間へ搭載する際の自由度が向上するというメリットがあり、汎用の電池を用いることから量産効果による大幅なコスト低減も可能になる。しかも、比較的多数の電池を並列に接続して用いることから、そのうちの幾つかの電池に万一、異常が発生しても暫くの間は電力の供給を継続可能となる。そのため、システムダウンを回避することができる。
　但し、そうして幾つかの電池に異常が発生しても電力供給を継続するとすれば、個々の電池だけではなく、それらの集合体である電池モジュール全体としての安全性を確保することが重要になる。すなわち、例えば内部短絡によって電池に過大な電流が流れると異常な発熱が起きるとともに、内圧が上昇して高温のガスが噴出し、それらの悪影響が周囲に広がって連鎖的に電池の劣化を招くことになる。
　また、電池パックに衝撃が加わり、内部のリチウムイオン電池から発生した煙（ガス）が車室内に入り込んだとしても、その煙を車両外に排出することができるように、車両の衝突などが予想される場合に予めエアコンの起動や窓の開放を自動的に行うことによって、車室と車両外とを連通して、煙を車室外に排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、ガス排気路の内部に設けられたガスセンサとガス温度センサにより、電池からガスが排気されているときの状態を監視する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　特許文献１に記載された従来技術は、車両に設けられた衝突検知センサやレーダ装置によって、車両の衝突を予測し、エアコンの起動や窓の開放を行なうようにしたものである。このため、実際には衝突せず、車両に衝撃が加わらなかった場合にもエアコンの起動や窓の開放が行なわれてしまう場合がある。このような動作は、ユーザの意思に反する動作となる場合があり、ユーザに違和感を与える場合がある。また、電池パックに衝撃力がかからない場合でもリチウムイオン電池の状態によっては煙が発生する可能性もあるが、特許文献１の従来技術では、衝撃以外の原因によって煙が発生した場合には、電池の異常を検知できない問題があった。
　また、特許文献２に記載された従来技術は、リチウムイオン電池がガスを発生させた場合、ガスセンサとガス温度センサとによってガスの発生を検知して、例えば車両のインスツルメントパネルに設けられた警告灯を点灯させるなどして車両を運転しているユーザに、異常の発生を通知することが可能である。しかしながら、電池からのガスの発生は、比較的短時間、例えば数秒程度の時間しか継続しないことが多い。そうすると、電池からガスが発生しても、警告灯は数秒程度の短時間しか点灯しないから、ユーザが警告灯の点灯を見逃してしまうおそれがある。また、車両が運転中でなく、特に車両の電源がオフされているときに電池に異常が生じてガスが発生すると、ガスを検出する制御回路自体が停止しているためにガスの発生を検知できない。その後、車両の電源がオンされたときには、電池からのガスの発生は止まっているから、結局電池の異常を検出できないままになってしまうという問題があった。
特開２００７－０９９０７５号公報 国際公開第２００９／１５０９６５号
　本発明の目的は、電池からガスが放出されたことを検出する確実性を向上することができる電池システムを提供することである。
本発明の一実施形態における電池システムに使用される電池の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態における電池システムの構成を模式的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態における電池システムの構成を模式的に示した上面図である。 本発明の一実施形態における排気経路の排気口の温度変化を示した説明図である。 本発明の一実施形態における高温異常検出部と高温異常判定部の構成を示した回路図である。 本発明の一実施形態における電池システムの高温異常判定処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における高温異常検出部と高温異常判定部の他の構成を示した回路図である。 図７に示す高温異常検出部の変形例を示す回路図である。 図５に示す高温異常検出部の変形例を示す回路図である。 図２に示す電池モジュールの機械的構造の一例を、具体的に示す斜視図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
　図１は、本発明の一実施形態における電池システム２００に使用される素電池１００の構成を模式的に示した断面図である。なお、電池システム２００に使用される電池は、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用電子機器の電源として単体でも使用できる電池であってもよい（以下、電池システム２００に使用される電池を、「素電池」と呼ぶ）。この場合、高性能の汎用電池を、電池システム２００の素電池として使用することができるため、電池システム２００の高性能化、低コスト化をより容易に図ることができる。
　電池システム２００に使用される素電池１００としては、例えば、図１に示すような、円筒形の非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池を採用することができる。この素電池１００は、リチウムイオン二次電池として通常の構成を有している。なお、素電池１００は、リチウムイオン二次電池に限定されず、種々の二次電池、あるいは一次電池を用いることができる。素電池１００は、内部短絡等の発生により電池内の圧力が上昇したとき、ガスを電池外に放出する安全機構を備えている。以下、図１を参照しながら、素電池１００の具体的な構成を説明する。
　図１に示すように、正極１と負極２との間にセパレータ３が配置された電極群４が、捲回された状態で、非水電解液とともに、電池ケース７に収容されている。電極群４の上下には、絶縁板９、１０が配設されている。正極１は、正極リード５を介してフィルタ１２に接合され、負極２は、負極リード６を介して負極端子を兼ねる電池ケース７の底部に接合されている。
　フィルタ１２は、インナーキャップ１３に接続され、インナーキャップ１３の突起部は、金属製の弁板１４に接合されている。さらに、弁板１４は、正極端子を兼ねる端子板８に接続されている。そして、端子板８、弁板１４、インナーキャップ１３、及びフィルタ１２が、これらの周囲を取り囲むガスケット１１によって一体にされた状態で、電池ケース７の開口部を封口している。
　素電池１００に内部短絡等が発生して、素電池１００内の圧力が上昇すると、弁板１４が端子板８に向かって膨れる。弁板１４が膨れて、インナーキャップ１３と弁板１４との接合がはずれると、正極１から端子板８に至る電流経路が遮断される。さらに素電池１００内の圧力が上昇すると、弁板１４が破断する。これによって、素電池１００内に発生したガスは、フィルタ１２の貫通孔１２ａ、インナーキャップ１３の貫通孔１３ａ、弁板１４の裂け目、そして、端子板８の開放部８ａを介して、外部へ排出される。これにより、ガスが素電池１００の端子板８側に排出されるようになっている。
　なお、素電池１００内に発生したガスを外部に排出する安全機構は、図１に示した構造に限定されず、他の構造のものであってもよい。
　図２は、本実施形態における電池システム２００の構成を概念的に示した斜視図である。また、図３は、本実施形態における電池システム２００の構成を概念的に示した上面図である。図２においては、紙面左方向がＸ方向、紙面右斜め上方向がＹ方向に対応している。図３においては、紙面左方向がＸ方向、紙面上方向がＹ方向に対応している。
　図２、図３に示すように、電池システム２００は、例えば、高温異常検出部１３０と、高温異常判定部１４０と、Ｙ方向に４セット並んで配置された電池モジュール１１０とを備えている。そして、電池システム２００の外部には、制御部電源ＰＳ、充放電許可判定部１５０、及び充放電部１６０が接続されている。
　制御部電源ＰＳは、高温異常検出部１３０や高温異常判定部１４０を動作させるための電圧Ｖpsを出力する電源回路である。制御部電源ＰＳは、例えば電源スイッチＳＷ１を介して高温異常検出部１３０と接続されている。
　充放電部１６０は、電池システム２００を充電する充電回路や、電池システム２００を放電させて負荷へ供給する放電回路を含んでいる。充放電部１６０は、保護用スイッチＳＷ２を介して複数の電池モジュール１１０と接続されている。
　充放電許可判定部１５０は、充放電部１６０の動作を制御する制御回路である。充放電許可判定部１５０は、充放電部１６０へ制御信号を出力することによって、充放電部１６０による充放電を行わせたり、停止させたりしてもよく、保護用スイッチＳＷ２をオフ（開）させることによって、充放電部１６０による充放電を禁止させてもよい。
　電池モジュール１１０は、電池ユニット１０１と排気経路１２０（通路空間）とを含んでいる。電池ユニット１０１は、Ｘ方向に配列された５個の素電池１００を含んでいる。５個の素電池１００は、並列接続されている。
　高温異常判定部１４０は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、不揮発性のＲＯＭ（Read　Only　Memory）、揮発性のＲＡＭ（Random　Access　Memory）、アナログデジタルコンバータ、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。
　素電池１００の端子板８側、つまり、開放部８ａ側には、Ｘ方向に伸びた排気経路１２０が配置されている。そして、図２に示すように、各排気経路１２０の排気口には各々高温異常検出部１３０が配置され、高温異常検出部１３０が高温異常判定部１４０に接続されている。各排気経路１２０の排気口は、例えば図示していない一つの排気経路に集約され、車外まで排出されるようになっている。各排気経路１２０は、例えばダクト状の部材によって構成されていてもよい。また、電池モジュール１１０を構成する各部材間の隙間によって、各排気経路１２０が形成されていてもよい。
　高温異常検出部１３０は、各電池モジュール１１０に対応して４つ設けられている。高温異常検出部１３０は、温度ヒューズ１３１と抵抗１３２で構成されている。温度ヒューズ１３１は基準温度である１００℃で溶断する。高温異常検出部１３０は、プリント基板１３３上に構成されている。高温異常検出部１３０は、コネクタ１３４を介して、高温異常判定部１４０を備えるプリント基板１３５上のコネクタ１３６に接続されている。また、素電池１００が内部短絡等により発生するガスを排出したとき、高温異常検出部１３０が配置されている排気経路１２０の排気口付近の温度は、数秒間、数百℃の温度にまで上昇する。そのため、温度ヒューズ１３１は、ガスの温度により溶断することとなる。以下、素電池１００がガスを発生する異常を、高温ガス異常と称する。
　温度ヒューズ１３１は、一度溶断して開状態になったら、再び閉状態になることがない非復帰型のスイッチ素子である。温度ヒューズ１３１の場合、閉状態が第１状態に相当し、開状態が第２状態に相当している。
　排気経路１２０の排気口の温度変化について詳細に説明する。図４は、本実施形態における排気口の温度変化を示した図である。図４に示すように、排気経路１２０の排気口の温度は、素電池１００電池に高温ガス異常が発生していない状態、すなわち時間が０秒のときはほぼ室温と同じである。そして、素電池１００が内部短絡等によりガスを排出すると、約２秒で最大８００℃まで温度上昇し、その後さらに１秒で２００℃以下に温度が低下する。つまり、温度ヒューズ１３１は、数百度の温度に約３～４秒間維持されるので、溶断することとなる。
　高温異常検出部１３０（温度ヒューズ１３１、抵抗１３２）と、高温異常判定部１４０の接続について説明する。図５は、本実施形態における高温異常検出部１３０と高温異常判定部１４０の構成の一例を示した図である。図５は、５つの電池モジュール１１０に対応して高温異常検出部１３０が５つ設けられた例を示している。図５に示すように、各排気経路１２０に配置された各高温異常検出部１３０は、温度ヒューズ１３１と抵抗１３２とが直列に接続されて構成されている。そして、各高温異常検出部１３０同士が並列接続されて、並列回路１３７が構成されている。
　並列回路１３７の一端は、抵抗１３８を介して制御部電源ＰＳに接続され、並列回路１３７の他端はグラウンドに接続されている。そして、抵抗１３８と並列回路１３７との接続点が、高温異常判定部１４０と接続されている。そうすると、制御部電源ＰＳの出力電圧Ｖpsが抵抗１３８と並列回路１３７とで分圧され、その分圧された電圧Ｖinが高温異常判定部１４０によって検出される。
　電圧Ｖinは、並列回路１３７の抵抗値が増大すると上昇し、並列回路１３７の抵抗値が減少すると低下する。従って、電圧Ｖinは、並列回路１３７の抵抗値を示している。
　全ての素電池１００が正常で、溶断した温度ヒューズ１３１が存在しないとき、全て（５個）の高温異常検出部１３０の抵抗１３２が並列接続された状態になっている。例えば、この状態のときに得られる電圧Ｖinの値が、判定値Ｖthとして予め設定されて、例えばＲＯＭに記憶されている。すなわち、判定値Ｖthは、全ての電池モジュール１１０が正常である場合の並列回路１３７の抵抗値を示している。
　一方、いずれかの電池モジュール１１０におけるいずれかの素電池１００からガスが排気されて温度ヒューズ１３１が溶断した場合、つまり並列接続されている抵抗１３２の数が４個以下になったとき、電圧Ｖinは判定値Ｖthを超える（Ｖin＞Ｖth）こととなる。
　そこで、高温異常判定部１４０は、電圧Ｖinが判定値Ｖth以下のとき、すべての電池モジュール１１０において高温ガス異常は発生していないと判定する。一方、高温異常判定部１４０は、電圧Ｖinが判定値Ｖthを超えたとき、いずれかの電池モジュール１１０において、高温ガス異常が発生したと判定する。
　図６は、本実施形態における電池システムの高温異常判定動作の一例を示すフローチャートである。
　まず、電池システム２００が始動する。例えば、電池システム２００が電動車両に搭載されている場合、その電動車両が始動したとき、電池システム２００は始動する（ステップＳ６１０）。次に、高温異常判定部１４０が、入力電圧Ｖinが判定値Ｖthよりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ６２０）。
　ステップＳ６２０において、入力電圧Ｖinが判定値Ｖthより大きいとき、高温異常判定部１４０は、ステップＳ６１０の電池システム２００の始動前に素電池１００の高温ガス異常が発生して高温ガスを発生させたと判断する（ステップＳ６３０）。そして、高温異常判定部１４０は、高温ガス異常の発生を示す情報を充放電許可判定部１５０へ送信する。そうすると、充放電許可判定部１５０は、充放電部１６０による電池システム２００の充放電を禁止する（ステップＳ６３１）。
　このように、温度ヒューズ１３１は、非復帰型のスイッチング素子であるから、電動車輌等のシステムの動作や制御部電源ＰＳによる電源供給の有無にかかわらず、一度高温ガス異常が発生して温度ヒューズ１３１が溶断すると、温度ヒューズ１３１はオフ（開）状態のまま保持される。その結果、例えば電動車輌等のシステムが停止（電源オフ）されている期間中に、電池システム２００に高温ガス異常が発生した場合であっても、電動車輌等のシステムが始動された後にシステムの停止中に発生した高温ガス異常を検知することが可能となる。従って、電池からガスが放出されたことを検出する確実性を向上することができる。
　ステップＳ６２０において、入力電圧Ｖinが判定値Ｖth以下のとき、高温異常判定部１４０は素電池１００に高温ガス異常などなかったと判断する（ステップＳ６４０）。そして、高温異常判定部１４０は、高温ガス異常がなかったことを示す情報を充放電許可判定部１５０へ送信する。そうすると、充放電許可判定部１５０は、充放電部１６０による電池システム２００の充放電を許可する（ステップＳ６４１）。
　そして、電池システム２００の稼働中、高温異常判定部１４０は、常に入力電圧Ｖinが判定値Ｖthより大きいか否かを判定する（ステップＳ６５０）。
　ステップＳ６５０において、入力電圧Ｖinが判定値Ｖthより大きいとき、高温異常判定部１４０は電池システム２００の稼働中に素電池１００の異常が発生して高温ガスを発生させたと判断する（ステップＳ６６０）。そして、高温異常判定部１４０から高温ガス異常が発生したことを示す情報を得た充放電許可判定部１５０が、充放電部１６０による電池システム２００の充放電を、禁止したり、一定時間のみ許可したりする（ステップＳ６６１）。
　かかる構成によれば、ガスの排気経路の排気口に、高温異常検出部１３０の温度ヒューズ１３１を配置し、温度ヒューズ１３１の溶断により高温異常検出部１３０の抵抗１３２の接続数を変化させることで、リチウムイオン電池に異常が発生していると判断したり、さらに、始動前にリチウムイオン電池に異常が発生していたと判断したりすることができる。
　なお、本実施例では、非復帰型のスイッチ素子として、温度ヒューズを用いる例を示したが、スイッチ素子は、温度ヒューズに限らない。スイッチ素子は、一定以上の温度で作動する非復帰型のスイッチ素子であれば良く、例えばバイメタルを用いた非復帰型のスイッチでも良い。
　バイメタルを用いた非復帰型のスイッチ素子は、基準温度以上、例えば１００℃以上になったとき、オン（閉）状態からオフ（開）状態に変化するバイメタルスイッチと、バイメタルスイッチの接点が一度でもオフしたら、接点の状態をオフのまま保持するラッチ機構とを用いて構成することができる。この場合、閉状態が第１状態に相当し、開状態が第２状態に相当する。
　また、温度ヒューズ１３１の代わりに、非復帰型のスイッチ素子として、基準温度以上になったとき、オフ（開）状態からオン（閉）状態に変化するスイッチ素子を用いてもよい。このようなスイッチ素子は、例えば、基準温度以上になったとき、オフ（開）状態からオン（閉）状態に変化するバイメタルスイッチと、バイメタルスイッチの接点が一度でもオンしたら、接点の状態をオンのまま保持するラッチ機構とを用いて構成することができる。この場合、開状態が第１状態に相当し、閉状態が第２状態に相当する。
　非復帰型のスイッチ素子として、基準温度以上になったときにオフ（開）状態からオン（閉）状態に変化するスイッチ素子を用いた場合、オンしたスイッチ素子の数が増えるほど、すなわち高温ガス異常が発生した電池モジュール１１０の数が増えるほど、並列回路１３７や直列回路１３９の抵抗値が減少する。
　従って、このようなスイッチ素子を用いた場合、図６に示すステップＳ６２０及びステップＳ６５０を、”Ｖin＜Ｖth”とすればよい。
　なお、本実施の形態において、各電池モジュール１１０に対応する４つ（又は５つ）の高温異常検出部１３０の抵抗１３２の抵抗値が、互いに等しい例を示した。しかしながら、各抵抗１３２の抵抗値を互いに異なる値としてもよい。例えば、５つの電池モジュール１１０に対応して５つの高温異常検出部１３０が並列接続されていた場合、各高温異常検出部１３０の抵抗１３２の抵抗値を、例えば１ｋΩ(ohm)、２ｋΩ(ohm)、４ｋΩ(ohm)、８ｋΩ(ohm)、１６ｋΩ(ohm)としてもよい。
　具体的には、例えば、Ａを０より大きい定数、Ｂを１以外の０より大きい公比、ｎを正の整数とした場合に、ｎ番目の項が下記の式（１）で表される等比数列の、各項の値を、各抵抗１３２の抵抗値として設定してもよい。
　Ａ×Ｂｎ　　　　・・・　（１）
　なお、式（１）の代わりに、下記の式（２）を用いてもよい。
　Ａ×Ｂ（ｎ―１）　　　　・・・（２）
　そして、各電池モジュール１１０に識別番号を付与し、識別番号ｎの電池モジュール１１０に対応する抵抗１３２の抵抗値を、上記式（１）で与えられる値に設定する。そうすると、どの電池モジュール１１０が高温ガス異常になったかに応じて、並列回路１３７から切り離される抵抗１３２の抵抗値が異なる。その結果、高温ガス異常になった電池モジュール１１０に応じて、並列回路１３７の抵抗値が異なった値となる。従って、高温ガス異常になった電池モジュール１１０に応じて、電圧Ｖinが異なる電圧値となる。
　そこで、例えば、各電池モジュール１１０が高温ガス異常になった場合の並列回路１３７の抵抗値を、各電池モジュール１１０の識別番号と対応づけるＬＵＴ（Lookup Table）を予めＲＯＭに記憶しておく。そして、高温異常判定部１４０は、ＬＵＴによって、検出された電圧Ｖinと対応づけられている識別番号の電池モジュール１１０を、高温ガス異常になった電池モジュール１１０として特定するようにしてもよい。
　なお、本実施の形態において、各高温異常検出部１３０は温度ヒューズ１３１と抵抗１３２とが直列に接続されて構成されており、各高温異常検出部１３０同士が並列接続されている例を示した。しかしながら、例えば図７に示すように、各高温異常検出部１３０を、温度ヒューズ１３１と抵抗１３２との並列回路として構成してもよい。そして、複数の高温異常検出部１３０を直列接続して直列回路１３９を構成してもよい。
　この場合、高温異常検出部１３０において、抵抗値の高い抵抗１３２よりも抵抗値の低い温度ヒューズ１３１に多くの電流が流れる。溶断していない温度ヒューズ１３１の抵抗値は、ほぼ０Ω(ohm)である。従って、素電池１００の高温ガス異常が発生していないときの直列回路１３９の合成抵抗はほぼ０ｋΩ(ohm)となる。
　そして、高温ガス異常が発生したとき、温度ヒューズ１３１が溶断する結果、直列回路１３９の合成抵抗が大きくなっていく。さらに、直列回路１３９の各抵抗１３２の抵抗値を互いに異なる値としてもよい。例えば、５つの電池モジュール１１０に対応して５つの高温異常検出部１３０が直列接続されていた場合、各高温異常検出部１３０の抵抗１３２の抵抗値を、例えば１ｋΩ(ohm)、２ｋΩ(ohm)、４ｋΩ(ohm)、８ｋΩ(ohm)、１６ｋΩ(ohm)としてもよい。
　具体的には、例えば、上記式（１）、又は式（２）で表される等比数列の、各項の値を、直列回路１３９の各抵抗１３２の抵抗値として設定してもよい。
　なお、図７に示す直列回路１３９の代わりに、図８に示す直列回路１３９ａを用いてもよい。直列回路１３９ａは、複数（５つ）の温度ヒューズ１３１が直列接続されて構成されている。この場合、各高温異常検出部１３０は、温度ヒューズ１３１のみによって構成されている。
　図８に示す直列回路１３９ａの抵抗値は、正常時には、ほぼ０Ω(ohm)となる。その結果、電圧Ｖinは、ほぼ０Ｖとなりローレベルとなる。従って、Ｖin＜Ｖth（ステップＳ６２０及びＳ６５０でＮＯ）となって、高温ガス異常なしと判断できる。
　一方、温度ヒューズ１３１が一つでも溶断すると、すなわち複数の電池モジュール１１０のうち一つでも高温ガス異常になると、直列回路１３９ａの抵抗値は、ほぼ無限大となる。その結果、電圧Ｖinは、ほぼ電圧Ｖpsに等しくハイレベルとなる。従って、Ｖin＞Ｖth（ステップＳ６２０及びＳ６５０でＹＥＳ）となって、高温ガス異常が発生したと判断できる。
　このように、図８に示す直列回路１３９ａによれば、図７に示す直列回路１３９よりも簡素な構成で、高温ガス異常の発生の有無を判定できる。
　また、図５に示す並列回路１３７の代わりに、図９に示す並列回路１３７ａを用いてもよい。並列回路１３７ａは、複数（５つ）のスイッチ素子１３１ａが並列接続されて構成されている。この場合、各高温異常検出部１３０ａは、スイッチ素子１３１ａのみによって構成されている。スイッチ素子１３１ａは、基準温度以上になったとき、オフ（開）状態からオン（閉）状態に変化するスイッチ素子である。
　そして、図６に示すステップＳ６２０及びステップＳ６５０を、”Ｖin＜Ｖth”とする。
　図９に示す並列回路１３７ａの抵抗値は、正常時には、ほぼ無限大となる。その結果、電圧Ｖinは、ほぼ電圧Ｖpsに等しくハイレベルとなる。従って、Ｖin＞Ｖth（ステップＳ６２０及びＳ６５０でＮＯ）となって、高温ガス異常なしと判断できる。
　一方、スイッチ素子１３１ａが一つでもオンすると、すなわち複数の電池モジュール１１０のうち一つでも高温ガス異常になると、直列回路１３９ａの抵抗値は、ほぼ０Ω(ohm)となる。その結果、電圧Ｖinは、ほぼ０Ｖとなりローレベルとなる。従って、Ｖin＜Ｖth（ステップＳ６２０及びＳ６５０でＹＥＳ）となって、高温ガス異常が発生したと判断できる。
　このように、図９に示す並列回路１３７ａによれば、図５に示す並列回路１３７よりも簡素な構成で、高温ガス異常の発生の有無を判定できる。
　なお、温度異常検知部を、各ブロックに配置した例を示したが、複数のブロックの排気口を一経路に集約した箇所に配置しても良い。この場合、排気経路が長くなるために高温ガスが冷えやすくなるため、温度ヒューズが溶断する最適な箇所に配置することが望ましい。
　図１０は、図２に示す電池モジュール１１０の機械的構造の一例を、具体的に示す斜視図である。図１０に示す電池モジュール１１０は、第１ブロック１１１及び第２ブロック１１２を備えている。
　第１ブロック１１１は、例えば５つの素電池１００が略直方体の箱状の筐体１１３に収容されて、構成されている。第２ブロック１１２は、例えば５つの素電池１００が略直方体の箱状の筐体１１４に収容されて、構成されている。そして、第１ブロック１１１の側壁面１１３ａと、第２ブロック１１２の側壁面１１４ａとが、所定の間隔を有して対向するように、第１ブロック１１１と第２ブロック１１２とが対向配置されている。
　電池モジュール１１０は、使用に供されるときの姿勢が基準姿勢として規定されている。基準姿勢として、第１ブロック１１１の上壁面１１３ｂ及び第２ブロック１１２の上壁面１１４ｂが上、第１ブロック１１１の下壁面１１３ｃ及び第２ブロック１１２の下壁面１１４ｃが下を向く姿勢が規定されている。
　そして、上壁面１１３ｂと上壁面１１４ｂとの間に掛け渡されるように、上蓋１０４が設けられている、下壁面１１３ｃと下壁面１１４ｃとの間に掛け渡されるように、下蓋１０５が設けられている。さらに、上蓋１０４及び下蓋１０５の一端部で、上蓋１０４と下蓋１０５との間に掛け渡されるように、側蓋１０３が設けられている。
　これにより、側蓋１０３、上蓋１０４、下蓋１０５、側壁面１１３ａ、及び側壁面１１４ａによって５方が囲まれ、残りの一方に開口部１０７が設けられた通路空間である排気経路１２０が形成されている。開口部１０７は、電池モジュール１１０が基準姿勢で配置された場合に、水平方向に開口するように形成されている。
　また、側壁面１１３ａと側壁面１１４ａとの間には、側壁面１１３ａ及び側壁面１１４ａと略平行に、排気経路１２０を二つの空間に仕切るように、内部隔壁１０６が立設されている。側蓋１０３、上蓋１０４、下蓋１０５は排気部の一例に相当している。
　第１ブロック１１１に収容されたすべての素電池１００は、端子板８側が側壁面１１３ａと対向する向きに配設されている。側壁面１１３ａには、対向配置された各素電池１００の端子板８に対応する位置に、開口部が設けられている。この開口部によって、開放部８ａから放出されたガスが排気経路１２０へ排出され、排気経路１２０によって、そのガスが開口部１０７へ導かれるようになっている。
　同様に、第２ブロック１１２に収容されたすべての素電池１００は、端子板８側が側壁面１１４ａと対向する向きに配設されている。側壁面１１４ａには、対向配置された各素電池１００の端子板８に対応する位置に、開口部が設けられている。この開口部によって、開放部８ａから放出されたガスが排気経路１２０へ排出され、排気経路１２０によって、そのガスが開口部１０７へ導かれるようになっている。
　このように、第１ブロック１１１と第２ブロック１１２とが対向配置されることによって、全ての素電池１００が一列に配設される場合と比べて、各素電池１００から開口部１０７に至るまでの排気経路１２０の長さを短くすることができる。その結果、素電池１００から排出されたガスが温度ヒューズ１３１に到達するまでに、ガスの温度が低下してしまうおそれが低減される。そして、ガスの温度低下が生じるおそれが低減されることによって、高温ガス異常が温度ヒューズ１３１によって検出される確実性が向上する。
　なお、第１ブロック１１１及び第２ブロック１１２は、それぞれ複数のブロックが連結されて構成されていてもよい。また、素電池１００は、複数段積層されて、筐体１１３，１１４に収容されていてもよい。
　このとき、内部隔壁１０６が設けられていることによって、第１ブロック１１１から排出された高温のガスが第２ブロック１１２に吹き付けられることが防止され、第２ブロック１１２から排出された高温のガスが第１ブロック１１１に吹き付けられることが防止される。これにより、一方のブロックから放出された高温のガスによって他方のブロックが加熱されることが防止される。その結果、ガスを排出したブロックと対向配置されたブロックの劣化が生じるおそれが低減される。
　温度ヒューズ１３１は、排気経路１２０によって開口部１０７に導かれたガスに晒される位置であって、かつ、内部隔壁１０６を跨いで内部隔壁１０６の両側に突出するように配置されている。温度ヒューズ１３１は、開口部１０７よりも排気経路１２０の内側に設けられていてもよく、開口部１０７の外部に設けられていてもよい。
　また、温度ヒューズ１３１は、開口部１０７を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設されている。
　素電池１００から排出された高温のガスは、排気経路１２０内を上昇するから、排気経路１２０内の上部の方が、下部よりも温度が高くなる。そこで、温度ヒューズ１３１を、開口部１０７を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設することによって、温度ヒューズ１３１による高温ガスの検知の確実性を向上することができる。
　なお、温度ヒューズ１３１は、必ずしも開口部１０７を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設されるものに限定されない。温度ヒューズ１３１は、例えば開口部１０７の下部付近に配設されていてもよい。
　また、電池モジュール１１０及び高温異常検出部１３０は、複数設けられる例に限られず、それぞれ一つであってもよい。
　即ち、本発明の一局面に従う電池システムは、内部の圧力が上昇した場合に内部のガスを排出する開放部が設けられた複数の電池と、開口部が設けられ、前記複数の開放部から排出されたガスを前記開口部へ導く排気部とを備えた電池モジュールと、前記開口部近傍の、前記導かれたガスが通過する位置に設けられ、予め設定された基準温度以上になったとき、開状態及び閉状態のうちいずれか一方に予め設定された第１状態から、前記開状態及び閉状態のうち他方である第２状態へ変化する非復帰型のスイッチ素子と、前記スイッチ素子が前記第２状態であった場合、前記電池モジュールに異常が有ると判定する高温異常判定部とを備えている。
　この構成によれば、複数の電池のいずれかが高温ガスを排出した場合、排気部によって、その高温のガスが開口部へ導かれる。そして、開口部近傍に設けられたスイッチ素子が第２状態に変化する。スイッチ素子が第２状態になると、高温異常判定部によって、電池モジュールに異常が有ると判定される。従って、複数の電池の異常を、一つのスイッチ素子によって検出することができるので、異常検出のための回路を簡素化できる。また、スイッチ素子は非復帰型であるから、スイッチ素子は、一度第２状態になると、高温異常判定部の動作状態にかかわらず、第２状態に維持されたままとなる。その結果、例えば電池システムから電源供給を受ける上位のシステムが電源オフされるなどの事情によって高温異常判定部に動作用電源電圧が供給されていないときに電池の異常が発生した場合であっても、再び上位のシステムが電源オンされるなどして高温異常判定部が動作可能になったとき、スイッチ素子が第２状態のままに維持されていることによって、高温異常判定部が電池モジュールに異常が有ると判定することができる。その結果、電池からガスが放出されたことを検出する確実性を向上することができる。
　また、前記電池モジュールは、複数設けられ、前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、前記電池システムは、前記各スイッチ素子にそれぞれ並列に接続された複数の抵抗をさらに備え、前記各スイッチ素子と前記各抵抗とがそれぞれ並列に接続されて構成された複数の並列回路が、直列に接続されて直列回路が構成されており、前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値に基づいて、前記電池モジュールの異常の有無を判定するようにしてもよい。
　この構成によれば、各スイッチ素子と各抵抗とがそれぞれ並列に接続されて構成された複数の並列回路が、直列に接続されて直列回路が構成されているので、スイッチ素子の開閉状態に応じて、すなわち電池モジュールの異常の有無に応じて、直列回路全体の抵抗値が変化する。従って、高温異常判定部は、直列回路の抵抗値に基づいて、電池モジュールの異常の有無を判定することができる。
　また、前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することが好ましい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が開状態になる。そして、スイッチ素子が一つでも開状態になると、直列回路全体の抵抗値は増大する。そこで、高温異常判定部は、直列回路の抵抗値が判定値を超えるとき、複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することができる。
　また、前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定するようにしてもよい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が閉状態になる。そして、スイッチ素子が一つでも閉状態になると、直列回路全体の抵抗値は減少する。そこで、高温異常判定部は、直列回路の抵抗値が判定値に満たないとき、複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することができる。
　また、Ａを０より大きい定数、Ｂを１以外の０より大きい公比、ｎを正の整数とした場合に、ｎ番目の項が下記の式（１）で表される等比数列の、各項の値が前記複数の抵抗の抵抗値として予め設定され、前記高温異常判定部は、さらに、前記直列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定することが好ましい。
　Ａ×Ｂｎ　　　　・・・　（１）
　この構成によれば、複数の抵抗のうち１又は複数の抵抗を選択して組み合わせた場合に、当該抵抗の組み合わせが異なれば、当該組み合わせた抵抗の抵抗値の合計が異なる値になるように、前記各抵抗の抵抗値が設定される。従って、前記直列回路に含まれるどのスイッチ素子の状態が変化しても、直列回路全体の合成抵抗の値は異なる。その結果、高温異常判定部は、直列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定することができる。
　また、前記電池モジュールは、複数設けられ、前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、前記複数のスイッチ素子が直列に接続されて直列回路が構成され、前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することが好ましい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が開状態になる。また、複数のスイッチ素子が直列に接続されて直列回路が構成されているので、スイッチ素子が一つでも開状態になると、直列回路全体の抵抗値は、ほぼ無限大となって判定値を超える。従って、高温異常判定部は、一つの直列回路の抵抗値を監視するだけで、複数の電池モジュールの異常を検出することができるので、簡素な回路で複数の電池モジュールの異常発生の有無を監視することが可能となる。
　また、前記電池モジュールは、複数設けられ、前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、前記電池システムは、前記各スイッチ素子とそれぞれ直列に接続された複数の抵抗をさらに備え、前記各スイッチ素子と前記各抵抗とが直列接続されることによって構成された複数の回路ブロックが並列に接続されて並列回路が構成されており、前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値に基づいて、前記電池モジュールの異常の有無を判定することが好ましい。
　この構成によれば、各スイッチ素子と各抵抗とが直列接続されることによって構成された複数の回路ブロックが並列に接続されて並列回路が構成されているので、スイッチ素子の開閉状態に応じて、すなわち電池モジュールの異常の有無に応じて、並列回路全体の抵抗値が変化する。従って、高温異常判定部は、並列回路の抵抗値に基づいて、電池モジュールの異常の有無を判定することができる。
　また、前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することが好ましい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が開状態になる。そして、スイッチ素子が一つでも開状態になると、並列回路全体の抵抗値は増大する。そこで、高温異常判定部は、並列回路の抵抗値が判定値を超えるとき、複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することができる。
　また、前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定するようにしてもよい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が閉状態になる。そして、スイッチ素子が一つでも閉状態になると、並列回路全体の抵抗値は減少する。そこで、高温異常判定部は、並列回路の抵抗値が判定値に満たないとき、複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することができる。
　また、Ａを０より大きい定数、Ｂを１以外の０より大きい公比、ｎを正の整数とした場合に、ｎ番目の項が下記の式（１）で表される等比数列の、各項の値が前記複数の抵抗の抵抗値として予め設定され、前記高温異常判定部は、さらに、前記並列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定することが好ましい。
　Ａ×Ｂｎ　　　　・・・　（１）
　この構成によれば、複数の抵抗のうち１又は複数の抵抗を選択して組み合わせた場合に、当該抵抗の組み合わせが異なれば、当該組み合わせた抵抗の抵抗値の合計が異なる値になるように、前記各抵抗の抵抗値が設定される。従って、前記並列回路に含まれるどのスイッチ素子の状態が変化しても、並列回路全体の合成抵抗の値は異なる。その結果、高温異常判定部は、並列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定することができる。
　また、前記電池モジュールは、複数設けられ、前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、前記複数のスイッチ素子が並列に接続されて並列回路が構成されており、前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定することが好ましい。
　この構成によれば、複数の電池モジュールのうち一つでも異常になってガスを排出すると、異常になった電池モジュールに対応するスイッチ素子が閉状態になる。また、複数のスイッチ素子が並列に接続されて並列回路が構成されているので、スイッチ素子が一つでも閉状態になると、並列回路全体の抵抗値は、ほぼ０オームとなって判定値に満たなくなる。従って、高温異常判定部は、一つの並列回路の抵抗値を監視するだけで、複数の電池モジュールの異常を検出することができるので、簡素な回路で複数の電池モジュールの異常発生の有無を監視することが可能となる。
　また、前記複数の電池モジュールの各開口部は、水平方向に開口し、前記各スイッチ素子は、前記各開口部を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設されていることが好ましい。
　各電池から排出された高温のガスは、上方に上昇しようとするから、開口部に導かれたガスの温度は、開口部の上方付近の方が、下部付近よりも温度が高くなる。そこで、各スイッチ素子を、開口部を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設することによって、スイッチ素子による高温ガスの検知の確実性を向上することができる。
　また、前記各電池モジュールは、前記ガスが同じ側に排出されるように配置された複数の電池を含む第１ブロックと、前記ガスが同じ側に排出されるように配置された複数の電池を含む第２ブロックとをそれぞれ含み、前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとは、それぞれ、前記ガスの排気方向が互いに向かい合うように対向配置され、前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとの間に前記ガスを前記各開口部へ導くための通路空間を形成し、前記各排気部は、前記各通路空間を、前記各開口部を残して外部空間から仕切る外部隔壁を備えていることが好ましい。
　この構成によれば、第１ブロックと第２ブロックとが対向配置されることによって、全て電池が一列に配設される場合と比べて、各電池から開口部に至るまでの排気経路の長さを短くすることができる。その結果、電池から排出されたガスがスイッチ素子に到達するまでに、ガスの温度が低下してしまうおそれが低減される。そして、ガスの温度低下が生じるおそれが低減されることによって、高温ガス異常がスイッチ素子によって検出される確実性が向上する。
　また、前記各排気部は、前記各通路空間を、前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとの間で二つの空間に仕切る内部隔壁をさらに備え、前記各内部隔壁は、前記各開口部を二分するように配置され、前記各スイッチ素子は、前記各内部隔壁を跨いで前記各内部隔壁の両側に突出するように配置されていることが好ましい。
　この構成によれば、内部隔壁が設けられていることによって、第１ブロックから排出された高温のガスが第２ブロックに吹き付けられることが防止され、第２ブロックから排出された高温のガスが第１ブロックに吹き付けられることが防止される。これにより、一方のブロックから放出された高温のガスによって他方のブロックが加熱されることが防止される。その結果、ガスを排出したブロックと対向配置されたブロックの劣化が生じるおそれが低減される。
　本発明の一局面に従う電池システムは、リチウムイオン電池から高温ガスが発生した際に速やかにリチウムイオン電池に異常が発生していると判断したり、始動前にリチウムイオン電池に異常が発生していたことを判断したりすることが容易である。
　この出願は、２０１０年７月３０日に出願された日本国特許出願特願２０１０－１７１６３９号を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。
　本発明は、自動車、電動バイク又は電動遊具等の駆動用電源として有用である。

Claims (14)

  1. 　内部の圧力が上昇した場合に内部のガスを排出する開放部が設けられた複数の電池と、開口部が設けられ、前記複数の開放部から排出されたガスを前記開口部へ導く排気部とを備えた電池モジュールと、
    　前記開口部近傍の、前記導かれたガスが通過する位置に設けられ、予め設定された基準温度以上になったとき、開状態及び閉状態のうちいずれか一方に予め設定された第１状態から、前記開状態及び閉状態のうち他方である第２状態へ変化する非復帰型のスイッチ素子と、
    　前記スイッチ素子が前記第２状態であった場合、前記電池モジュールに異常が有ると判定する高温異常判定部とを備えた電池システム。
  2. 　前記電池モジュールは、複数設けられ、
    　前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、
    　前記電池システムは、前記各スイッチ素子にそれぞれ並列に接続された複数の抵抗をさらに備え、
    　前記各スイッチ素子と前記各抵抗とがそれぞれ並列に接続されて構成された複数の並列回路が、直列に接続されて直列回路が構成されており、
    　前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値に基づいて、前記電池モジュールの異常の有無を判定する請求項１記載の電池システム。
  3. 　前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項２記載の電池システム。
  4. 　前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項２記載の電池システム。
  5. 　Ａを０より大きい定数、Ｂを１以外の０より大きい公比、ｎを正の整数とした場合に、ｎ番目の項が下記の式（１）で表される等比数列の、各項の値が前記複数の抵抗の抵抗値として予め設定され、
    　前記高温異常判定部は、さらに、前記直列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定する請求項２～４のいずれか１項に記載の電池システム。
    　Ａ×Ｂｎ　　　　・・・　（１）
  6. 　前記電池モジュールは、複数設けられ、
    　前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、
    　前記複数のスイッチ素子が直列に接続されて直列回路が構成され、
    　前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記直列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項１記載の電池システム。
  7. 　前記電池モジュールは、複数設けられ、
    　前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、
    　前記電池システムは、前記各スイッチ素子とそれぞれ直列に接続された複数の抵抗をさらに備え、
    　前記各スイッチ素子と前記各抵抗とが直列接続されることによって構成された複数の回路ブロックが並列に接続されて並列回路が構成されており、
    　前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値に基づいて、前記電池モジュールの異常の有無を判定する請求項１記載の電池システム。
  8. 　前記第１状態として前記閉状態が設定され、前記第２状態として前記開状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値を超えるとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項７記載の電池システム。
  9. 　前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項７記載の電池システム。
  10. 　Ａを０より大きい定数、Ｂを１以外の０より大きい公比、ｎを正の整数とした場合に、ｎ番目の項が下記の式（１）で表される等比数列の、各項の値が前記複数の抵抗の抵抗値として予め設定され、
    　前記高温異常判定部は、さらに、前記並列回路の抵抗値に基づき、異常が発生した電池モジュールを特定する請求項７～９のいずれか１項に記載の電池システム。
    　Ａ×Ｂｎ　　　　・・・　（１）
  11. 　前記電池モジュールは、複数設けられ、
    　前記スイッチ素子は、前記各電池モジュールに対応して複数設けられ、
    　前記複数のスイッチ素子が並列に接続されて並列回路が構成されており、
    　前記第１状態として前記開状態が設定され、前記第２状態として前記閉状態が設定されており、
    　前記高温異常判定部は、前記並列回路の抵抗値が予め設定された判定値に満たないとき、前記複数のスイッチ素子のうち少なくとも一つが前記第２状態であるものとして、前記複数の電池モジュールのうち少なくとも一つに異常があると判定する請求項１記載の電池システム。
  12. 　前記複数の電池モジュールの各開口部は、水平方向に開口し、
    　前記各スイッチ素子は、
    　前記各開口部を鉛直方向に３等分して得られる各領域のうち、最も上側の領域に配設されている請求項２～１１のいずれか１項に記載の電池システム。
  13. 　前記各電池モジュールは、前記ガスが同じ側に排出されるように配置された複数の電池を含む第１ブロックと、前記ガスが同じ側に排出されるように配置された複数の電池を含む第２ブロックとをそれぞれ含み、
    　前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとは、それぞれ、前記ガスの排気方向が互いに向かい合うように対向配置され、前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとの間に前記ガスを前記各開口部へ導くための通路空間を形成し、
    　前記各排気部は、前記各通路空間を、前記各開口部を残して外部空間から仕切る外部隔壁を備えている請求項２～１２のいずれか１項に記載の電池システム。
  14. 　前記各排気部は、前記各通路空間を、前記各第１ブロックと前記各第２ブロックとの間で二つの空間に仕切る内部隔壁をさらに備え、
    　前記各内部隔壁は、前記各開口部を二分するように配置され、
    　前記各スイッチ素子は、前記各内部隔壁を跨いで前記各内部隔壁の両側に突出するように配置されている請求項１３に記載の電池システム。
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