WO2020195780A1 - 保護装置、蓄電装置、蓄電素子の保護方法 - Google Patents

保護装置、蓄電装置、蓄電素子の保護方法 Download PDF

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和徳 堂野
敦史 福島
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株式会社Ｇｓユアサ
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for protecting a power storage element from overcurrent.
  • the power storage device may short-circuit the terminals with a tool during assembly work.
  • the power storage device is provided with a current cutoff device such as a relay or FET, and when a short circuit occurs, the current is cut off to protect the components constituting the power storage device.
  • a current cutoff device such as a relay or FET
  • Patent Document 1 describes that the current is cut off when the current continuously exceeds the current threshold value for a time longer than a predetermined time.
  • An object of the present invention is to protect the power storage device by blocking the current against a discontinuous overcurrent.
  • the protection device for the power storage element includes a current cutoff device for cutting off the current of the power storage element and a control unit, and has a plurality of conditions in which the current threshold and the cumulative threshold are different.
  • the unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current thresholds, and when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold associated with the current threshold, the current cutoff cuts off the current. Execute the process.
  • the power storage element protection device includes a current cutoff device that cuts off the current of the power storage element, a control unit, and a communication unit, and has a plurality of conditions in which the current threshold and the cumulative threshold are different.
  • the control unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current thresholds, and when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold associated with the current threshold,
  • the communication unit is made to transmit an alarm signal.
  • This technology can be applied to a recording medium on which a protection method, protection program, and protection program of a power storage element are recorded.
  • the protection device for the power storage element includes a current cutoff device that cuts off the current of the power storage element and a control unit, and has a plurality of conditions in which the current threshold and the cumulative threshold are different.
  • the current is the current.
  • a cumulative value of time exceeding any of the thresholds is calculated, and when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold associated with the current threshold, a current cutoff process for cutting off the current is executed.
  • the current cutoff process is executed, so that the power storage element can be protected from the discontinuous overcurrent.
  • the control unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds the current threshold value for each condition, and under any of the conditions, the calculated cumulative value corresponds to the current threshold value. If it exceeds, a current cutoff process for cutting off the current may be executed. Since the current cutoff process is executed when the cumulative threshold value is exceeded even under any one of the plurality of conditions, the power storage element can be protected from overcurrents having different current values and durations.
  • the protection device for the power storage element includes a current cutoff device that cuts off the current of the power storage element, a control unit, and a communication unit, and has a plurality of conditions in which the current threshold and the cumulative threshold are different.
  • the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current thresholds is calculated, and when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold associated with the current threshold, an alarm signal is transmitted to the communication unit. ..
  • a device for example, an electronic / electrical device mounted on a vehicle
  • the power storage device supplies electric power
  • the purpose of protecting a machine that requires the electric power of a power storage device such as a vehicle is prioritized over the purpose of protecting the power storage device.
  • the device outside the power storage device is notified that the cutoff condition is satisfied, that is, an alarm signal is transmitted.
  • the control unit can determine whether or not to execute the current cutoff process based on the purpose that should be prioritized in a situation such as an emergency in cooperation with the device outside the power storage device. It becomes.
  • the device outside the power storage device receives the alarm signal from the power storage device, and can proceed with preparations for the current cutoff process and other problem-solving processes.
  • the current cutoff device is provided in a current path connecting the power storage element and the external terminal, and the conditions are the first condition for determining that a short circuit has occurred in the external terminal and the load connected to the external terminal. It may include at least a second condition for determining that a short circuit has occurred. When a short circuit between external terminals or a load short circuit occurs, the current can be cut off to protect the power storage element.
  • the control unit counts the time when the current continuously exceeds the current threshold value as the cumulative value, and when the current falls below the current threshold value, if the time falls below the reset time. , The cumulative value may be retained.
  • the cumulative value is retained. That is, the cumulative value is not reset, and if the cumulative value exceeds the cumulative threshold value, the current cutoff process is executed. Therefore, the power storage element can be protected from a discontinuous overcurrent.
  • the control unit may calculate the cumulative value for each detection period, and if the cumulative value exceeds the cumulative threshold value, execute the current cutoff process.
  • the power storage element can be protected from a discontinuous overcurrent.
  • the battery 50 includes an assembled battery 60, a circuit board unit 65, and an accommodating body 71.
  • the housing body 71 includes a main body 73 made of a synthetic resin material and a lid body 74.
  • the main body 73 has a bottomed tubular shape.
  • the main body 73 includes a bottom surface portion 75 and four side surface portions 76.
  • An upper opening 77 is formed at the upper end portion by the four side surface portions 76.
  • the accommodating body 71 accommodates the assembled battery 60 and the circuit board unit 65.
  • the assembled battery 60 has 12 secondary batteries 62.
  • the 12 secondary batteries 62 are connected in 3 parallels and 4 in series.
  • the circuit board unit 65 is arranged above the assembled battery 60.
  • the lid 74 closes the upper opening 77 of the main body 73.
  • An outer peripheral wall 78 is provided around the lid body 74.
  • the lid 74 has a substantially T-shaped protrusion 79 in a plan view. Of the front portion of the lid 74, the external terminal 51 of the positive electrode is fixed to one corner, and the external terminal 52 of the negative electrode is fixed to the other corner.
  • the secondary battery 62 is a rectangular parallelepiped case 82 in which an electrode body 83 is housed together with a non-aqueous electrolyte.
  • the secondary battery 62 is, for example, a lithium ion secondary battery.
  • the case 82 has a case body 84 and a lid 85 that closes an opening above the case body 84.
  • the electrode body 83 is porous between the negative electrode element in which the active material is applied to the base material made of copper foil and the positive electrode element in which the active material is applied to the base material made of aluminum foil.
  • a separator made of a resin film is arranged. All of these are band-shaped, and are wound flat so that they can be accommodated in the case body 84 with the negative electrode element and the positive electrode element shifted to the opposite sides in the width direction with respect to the separator. ..
  • the positive electrode terminal 87 is connected to the positive electrode element via the positive electrode current collector 86, and the negative electrode terminal 89 is connected to the negative electrode element via the negative electrode current collector 88.
  • the positive electrode current collector 86 and the negative electrode current collector 88 include a flat plate-shaped pedestal portion 90 and leg portions 91 extending from the pedestal portion 90. A through hole is formed in the pedestal portion 90.
  • the leg 91 is connected to a positive electrode element or a negative electrode element.
  • the positive electrode terminal 87 and the negative electrode terminal 89 include a terminal body portion 92 and a shaft portion 93 protruding downward from the center portion of the lower surface thereof. Among them, the terminal body portion 92 and the shaft portion 93 of the positive electrode terminal 87 are integrally molded with aluminum (single material).
  • the terminal body portion 92 is made of aluminum and the shaft portion 93 is made of copper, and these are assembled.
  • the terminal body 92 of the positive electrode terminal 87 and the negative electrode terminal 89 is arranged at both ends of the lid 85 via a gasket 94 made of an insulating material, and is exposed to the outside from the gasket 94.
  • the lid 85 has a pressure release valve 95. As shown in FIG. 2, the pressure release valve 95 is located between the positive electrode terminal 87 and the negative electrode terminal 89. When the internal pressure of the case 82 exceeds the limit value, the pressure release valve 95 opens to reduce the internal pressure of the case 82.
  • the battery 50 can be mounted on the vehicle 10 and used.
  • the battery 50 may be used for starting the engine 20 mounted on the vehicle 10.
  • the vehicle 10 may be an automobile or a motorcycle.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the electrical configuration of the battery 50.
  • the battery 50 includes an assembled battery 60, a current detection resistor 54, a current cutoff device 53, a voltage detection circuit 110, a management unit 130, and a temperature sensor 58 that detects the temperature of the assembled battery 60.
  • the assembled battery 60 is composed of a plurality of secondary batteries 62.
  • the secondary battery 62 is an example of a “storage element”.
  • the battery 50 is rated at 12V.
  • the battery 50 with a rating of 12 V tends to have a narrow distance between the external terminal 51 of the positive electrode and the external terminal 52 of the negative electrode, and compared to a larger power storage device, a metal object such as a tool is used when assembling to a vehicle. Short circuit between terminals (dead short circuit) is likely to occur.
  • the assembled battery 60, the current cutoff device 53, and the current detection resistor 54 are connected in series via the power line 55P and the power line 55N.
  • the power line 55P and the power line 55N are examples of current paths.
  • the power line 55P is a power line that connects the external terminal 51 of the positive electrode and the positive electrode of the assembled battery 60.
  • the power line 55N is a power line that connects the external terminal 52 of the negative electrode and the negative electrode of the assembled battery 60.
  • the current cutoff device 53 is located on the positive electrode side of the assembled battery 60 and is provided on the power line 55P on the positive electrode side.
  • the current cutoff device 53 is a semiconductor switch or relay such as an FET. By opening the current cutoff device 53, the current of the battery 50 can be cut off.
  • the current cutoff device 53 is normally controlled to be closed.
  • the current detection resistor 54 is located on the negative electrode of the assembled battery 60 and is provided on the power line 55N on the negative electrode side. By detecting the voltage Vr across the current detection resistor 54, the current I of the assembled battery 60 can be measured.
  • the voltage detection circuit 110 can detect the voltage V of each secondary battery 62 and the total voltage Vab of the assembled battery 60.
  • the management unit 130 is mounted on the circuit board 100 and includes a CPU 131, a memory 133, and four counters 135.
  • the management unit 130 monitors the battery 50 based on the outputs of the voltage detection circuit 1100, the current detection resistor 54, and the temperature sensor 58.
  • FIG. 6 is a flowchart of the monitoring process of the battery 50.
  • the monitoring process of the battery 50 is composed of S10 to S30.
  • the monitoring process of the battery 50 is always executed at a predetermined measurement cycle during the activation of the management unit 130 regardless of whether the battery 50 is mounted on the vehicle 10 or not.
  • the management unit 130 measures the current I of the assembled battery 60 based on the voltage Vr across the current detection resistor 54. In S20, the management unit 130 measures the voltage V of each secondary battery 62 based on the output of the voltage detection circuit 110, and in S30, measures the temperature of the assembled battery 60 based on the output of the temperature sensor 58.
  • the management unit 130 operates using the assembled battery 60 as a power source, and data on the current I, voltage V, and temperature measured in a predetermined measurement cycle unless there is an abnormality such as the total voltage Fab of the assembled battery 60 falling below the operating voltage. Based on the above, the state of the battery 50 is constantly monitored.
  • the management unit 130 When the management unit 130 detects an abnormality in the battery 50, it gives a command to the current cutoff device 53 to cut off the current I and protects the battery 50.
  • the current cutoff device 53 and the management unit 130 are protection devices 120 for the battery 50.
  • the management unit 130 is an example of a control unit.
  • a dead short circuit due to the tool 200 or the like may occur intermittently, for example, the tool 200 momentarily separates from the external terminal 51 and the external terminal 52 and comes into contact with the external terminal 52 again. Even if the dead short is released momentarily, the state of the battery 50 does not recover immediately, and the state of charge (SOC) is significantly lowered, and the battery 50 remains damaged.
  • SOC state of charge
  • FIG. 7 is a flowchart of the protection process of the battery 50.
  • the protection process of the battery 50 is composed of S10 to S180.
  • the protection process of the battery 50 is always executed during the activation of the management unit 130 regardless of whether the battery 50 is mounted on the vehicle 10 or not.
  • the management unit 130 compares the current I measured in the monitoring process with the current threshold value Is in S100. If the current I is equal to or less than the current threshold value Is (S100: NO), the comparison process of S100 is executed each time the current is measured in the monitoring process.
  • the current threshold value Is is a threshold value for determining whether or not the current I is an overcurrent.
  • overcurrent S100: YES
  • shift to S110 the management unit 130 starts counting by the counter 135.
  • the counter 135 is for measuring the cumulative time during which an overcurrent is flowing.
  • the management unit 130 After starting counting, move to S120. After shifting to S120, the management unit 130 compares the current I measured in the next measurement cycle of the monitoring process with the current threshold value Is, and determines whether the overcurrent continues.
  • the management unit 130 compares the count value N with the cumulative threshold value Ns in S140. When the count value N is smaller than the cumulative threshold value Ns (S140: NO), the process returns to S120.
  • the cumulative threshold value Ns is a threshold value for determining the accumulation of overcurrent.
  • the count value N is a cumulative value of the time when the current I exceeds the current threshold value Is.
  • the management unit 130 After shifting to S160, the management unit 130 measures the time when the current I is below the current threshold value Is, and compares the measured time with the reset time TR.
  • the process shifts to S170.
  • the management unit 130 holds the count value N.
  • the management unit 130 resumes counting by the counter 135, and the count value N is added from the held value.
  • the process shifts to S180.
  • the management unit 130 resets the count value N. As a result, the count value N returns to zero.
  • FIG. 8 is a diagram showing the waveform of the overcurrent and the transition of the count value N.
  • the overcurrent waveform is a continuous waveform that always exceeds the current threshold value Is.
  • the count value N is cumulatively added after the time t1 when the overcurrent starts to flow, and the value becomes large, and reaches the cumulative threshold value Ns at the time t2.
  • the current cutoff process (S150) by the management unit 130 is executed, and the overcurrent is cut off.
  • the battery 50 can be protected by cutting off the overcurrent.
  • FIG. 9 is a diagram showing a current waveform of an overcurrent and a transition of a count value N.
  • the waveform of the overcurrent is a discontinuous pulse-shaped waveform, and the current I is below the current threshold value Is at t2 to t3 and t4 to t5.
  • the lengths of period X 23 and period X 45 are shorter than the reset time TR.
  • the current I exceeds the current threshold value Is, and the count value N is added every time S130 is executed and increases with the passage of time.
  • the current I is lower than the current threshold Is, but is shorter than the reset time TR, so that the count value N is not reset and is held.
  • the current I falls below the current threshold value Is, but is shorter than the reset time TR, so that the count value N is not reset and is held.
  • the count value N is added each time S130 is executed and increases from the held value. Then, at time t6, the count value N reaches the cumulative threshold value Ns.
  • the count value N is not reset and is retained as long as it is within the reset time TR. Therefore, even if there is a discontinuous overcurrent in which the current I temporarily drops, it is possible to prevent the count value N from being reset every time the current I falls below the current threshold value Is, and the count value N becomes the cumulative threshold value Ns. When it reaches, the overcurrent can be cut off.
  • FIG. 10 is a diagram showing current cutoff conditions.
  • the current cutoff condition consists of items of current threshold value Is, cumulative threshold value Ns, and reset time TR. There are four current cutoff conditions, 1 to 4, and the current threshold value Is and the cumulative threshold value Ns are different from each other.
  • the reset time TR is common to all conditions 1 to 4.
  • the current cutoff condition 1 is a condition for determining that a short circuit has occurred between the two external terminals 51 and the external terminal 52 (or a condition for cutting off the external short circuit), and the current cutoff conditions 2 to 4 are for the external terminal 51 and the external terminal 52. It is a condition for determining that a short circuit of the connected load has occurred (or a condition for interrupting the load short circuit).
  • the current threshold value Is is 1450 A and the cumulative threshold value Ns is 10 msec.
  • the current cutoff condition 1 has a larger current threshold value Is and a shorter cumulative threshold value Ns than the current cutoff conditions 2 to 4.
  • the current threshold value Is is set in three stages. The smaller the current threshold value Is, the longer the cumulative threshold value Ns.
  • the management unit 130 simultaneously performs the protection processes (S100 to S150) shown in FIG. 7 in parallel with respect to the current cutoff conditions 1 to 4 using the four counters 135, and the current cutoff conditions 1 to current cutoff.
  • the count value N reaches the cumulative threshold value Ns under any of the conditions 4, the current cutoff process of S150 is executed to cut off the overcurrent.
  • the combination of the current threshold value Is and the cumulative threshold value Ns increases as compared with the case of one condition. Therefore, the current I can be cut off in any event of a short circuit of the external terminal or a short circuit of the load.
  • FIG. 11 is a flowchart of the protection process of the battery 50.
  • the protection process of the battery 50 is always executed during the activation of the management unit 130 regardless of whether the battery 50 is mounted on the vehicle 10 or not.
  • the management unit 130 compares the current I measured in the monitoring process with the current threshold value Is (S200).
  • the current threshold value Is is a threshold value for determining whether or not the current I is an overcurrent.
  • the management unit 130 starts recording the current I (S210).
  • the current I is recorded in the memory 133.
  • the management unit 130 calculates the cumulative time Ta in which the overcurrent flows in the detection period W (S220).
  • the cumulative time Ta is the cumulative value of the time during which the current I exceeds the current threshold value Is during the detection period W.
  • the total time (Ta1 + Ta2 + Ta3) of the three times is the cumulative time Ta.
  • the management unit 130 determines whether the cumulative time Ta is zero (S230), and if the cumulative time Ta is not zero, determines whether the cumulative threshold Ts or more (S240).
  • the management unit 130 ends the recording of the current I (S260).
  • the cumulative time Ta is equal to or greater than the cumulative threshold value Ts (S240: YES)
  • the current cutoff device 53 performs a current cutoff process to cut off the current I (S250).
  • the process returns to S220, and the management unit 130 executes the processes S220 to S240 for the next detection period W.
  • FIG. 13 is a diagram showing the current waveform of the overcurrent and the transition of the cumulative time Ta.
  • the waveform of the overcurrent is a discontinuous pulse-shaped waveform, and the current I is below the current threshold value Is at t2 to t3 and t4 to t5.
  • the management unit 130 calculates the cumulative time Ta for the detection period W1 and compares it with the current cutoff value Ts. If the cumulative time Ta does not exceed the cumulative threshold Ts, the cumulative time Ta is calculated and compared with the cumulative threshold Ts for the next detection period W2.
  • the cumulative time Ta does not reach the cumulative threshold Ts during the detection periods W1 to W8, and reaches the cumulative threshold Ts during the detection period W9. Therefore, at the time t6 when the detection period W9 elapses, the current cutoff process (S250) by the management unit 130 is executed, and the overcurrent is cut off.
  • the detection periods W1 to W9 are each shifted by a period Y, and are continuous while overlapping each other. By doing so, the detection interval of the cumulative time Ta can be shortened, so that the current cutoff process (S250) can be quickly executed when a short circuit occurs.
  • FIG. 14 is a diagram showing current cutoff conditions.
  • the current cutoff condition consists of items of current threshold value Is, cumulative threshold value Ts, and detection time W. There are four types of current cutoff conditions, 1 to 4, and the current threshold value Is, the cumulative threshold value Ts, and the detection period W are different from each other.
  • the current cutoff condition 1 is the first condition for cutting off the short circuit between the two external terminals 51 and the external terminal 52.
  • the current cutoff conditions 2 to 4 are the second conditions for cutting off the short circuit of the load connected to the external terminal 51 and the external terminal 52.
  • the management unit 130 simultaneously performs the protection processes (S200 to S260) shown in FIG. 11 for the current cutoff conditions 1 to 4, and the cumulative time Ta becomes the cumulative threshold value Ts under any of the current cutoff conditions.
  • the current cutoff process of S250 is executed to cut off the overcurrent.
  • the secondary battery 62 is exemplified as an example of the power storage element.
  • the power storage element is not limited to the secondary battery 62, and may be a capacitor.
  • the secondary battery 62 is not limited to the lithium ion secondary battery, and may be another non-aqueous electrolyte secondary battery. It is also possible to use a lead storage battery or the like.
  • the power storage element is not limited to the case where a plurality of power storage elements are connected in series and parallel, and may be connected in series or may have a single cell configuration.
  • the battery 50 is for a vehicle.
  • the usage of the battery 50 is not limited to a specific usage.
  • the battery 50 may be used for various purposes such as for mobile bodies (for vehicles, ships, AGVs, etc.) and for industrial purposes (power storage devices for power failure-free power generation systems and photovoltaic power generation systems).
  • the management unit 130 is provided inside the battery 50.
  • the battery 50 may include at least instruments such as a current detection resistor 54 and a voltage detection circuit 110 and a current cutoff device 53, and the management unit 130 may be located outside the device of the battery 50.
  • the current cutoff device 53 is arranged on the power line 55P of the positive electrode, and the current detection resistor 54 is arranged on the power line 55N of the negative electrode.
  • the configuration may be reversed, and the current detection resistor 53 may be arranged on the power line 55P of the positive electrode, and the current detection resistor 54 may be arranged on the power line 55N of the negative electrode.
  • the protection treatments (S200 to S260) are simultaneously performed for the current cutoff conditions 1 to 4 in parallel, and the cumulative time Ta reaches the cumulative threshold value Ts under any of the current cutoff conditions. In that case, the current cutoff process was executed to cut off the overcurrent. In addition to this, when protection processing (S200 to S260) is performed for any one of the four current cutoff conditions 1 to 4, and the count value N reaches the cumulative threshold value Ns. , The overcurrent may be cut off by executing the current cutoff process.
  • the protection process (S200 to S260) is executed only for the current cutoff condition 1, and when the count value N reaches the cumulative threshold value Ns, the current cutoff process is performed. May be executed to cut off the overcurrent.
  • the current cutoff condition it is preferable to select the current cutoff condition corresponding to the short circuit having a high probability of occurrence.
  • the selection of the current cutoff condition is not limited to one, and may be two. That is, at least one or more conditions may be selected.
  • the management unit 130 calculates the cumulative value of the time when the current I exceeds any of the current threshold values Is, and executes the current cutoff process when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold value associated with the current threshold value Is. You may.
  • the control unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current threshold values, and the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold value associated with the current threshold value.
  • a current cutoff process was performed to cut off the current.
  • the control unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current threshold values, and when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold value associated with the current threshold value, the communication unit is notified. An alarm signal may be transmitted.
  • the protection device 120 may include a communication unit 137 controlled by the management unit 130.
  • the accommodating body 71 may be provided with a communication connector 138, for example, on its lid 74.
  • the communication unit 137 may be communicably connected to a controller outside the battery such as an ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle via the communication connector 138.
  • the management unit 130 notifies the ECU outside the battery that the cutoff condition has been satisfied via the communication unit 137, that is, transmits an alarm signal to the ECU. Determine whether to perform the current cutoff process in cooperation.
  • the ECU may proceed with preparations for current cutoff processing, processing for avoiding current cutoff processing such as stopping the operation of some loads, and other problem-solving processing. it can.
  • the protection estimation program of the power storage element is a program that causes a computer to perform the following processing.
  • the current cutoff condition for cutting off the current of the power storage element has a plurality of conditions having different current thresholds and cumulative thresholds, and the control unit calculates the cumulative value of the time when the current exceeds any of the current thresholds.
  • This is a program for executing a current cutoff process for cutting off the current when the calculated cumulative value exceeds the cumulative threshold value associated with the current threshold value.
  • This technology can be applied to a recording medium on which a protection program for a power storage element is recorded.
  • the computer is, for example, the management unit 130.
  • the power storage element is, for example, a secondary battery 62.
  • the protection program can be recorded on a recording medium such as ROM.

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Abstract

蓄電素子６２の保護装置１２０は、前記蓄電素子６２の電流を遮断する電流遮断装置５３と、制御部１３０と、を備え、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部１３０は、電流が前記電流閾値Ｉｓのいずれかを超えた時間の累積値Ｎを算出し、算出した累積値Ｎが前記電流閾値Ｉｓに対応づけられた前記累積閾値Ｎｓを超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理Ｓ１５０を実行する。

Description

保護装置、蓄電装置、蓄電素子の保護方法
　本発明は、蓄電素子を過電流から保護する技術に関する。
　蓄電装置は、組付け作業時などに、工具で端子間を短絡する場合がある。蓄電装置は、リレーやＦＥＴといった電流遮断装置を備えており、短絡が発生した時に、電流を遮断することで、蓄電装置を構成する部品の保護を図っている。下記特許文献１には、所定時間より長い時間、連続して電流が電流閾値を超えている場合に、電流を遮断する点が記載されている。
ＷＯ２０１５／１８２５１５号公報
　電流閾値以上の電流が連続して流れる継続時間に基づいて電流の遮断を判断する場合、電流が一時的に電流閾値を下回る非連続な過電流を遮断できない場合がある。電流遮断条件が１条件しかないと、１つの条件でしか電流を遮断できないので、蓄電素子の保護が不十分な場合がある。
　本発明は、非連続な過電流に対して、電流を遮断して蓄電装置を保護することを目的とする。
　本発明の一態様に係る蓄電素子の保護装置は、前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、制御部と、を備え、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行する。
　本発明の他の一態様に係る蓄電素子の保護装置は、前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、制御部と、通信部と、を備え、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、前記通信部に警報信号を送信させる。
　本技術は、蓄電素子の保護方法、保護プログラム、保護プログラムを記録した記録媒体に適用することが出来る。
　上記態様によれば、非連続な過電流に対して、電流を遮断して、蓄電素子を保護することが出来る。
バッテリの分解斜視図 二次電池の平面図 図２のＡ－Ａ線断面図 車両の側面図 バッテリの電気的構成を示すブロック図 監視処理のフローチャート 保護処理のフローチャート 過電流の波形とカウント値を示す図 過電流の波形とカウント値を示す図 電流遮断条件の説明図 保護処理のフローチャート 累積時間の説明図 過電流の波形と累積時間を示す図 電流遮断条件の説明図 バッテリの電気的構成を示すブロック図
　蓄電素子の保護装置は、前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、制御部と、を備え、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行する。
　電流閾値を超えた時間の累積値が累積閾値を超えれば、電流遮断処理が実行されるため、非連続な過電流から蓄電素子を保護することが出来る。電流遮断条件を、電流閾値及び累積閾値が異なる複数条件用意しておくことで、１条件しかない場合に比べて、電流を遮断できる電流閾値と累積閾値の組み合わせが増える。そのため、１条件しかない場合に比べて、過電流に対する蓄電素子の保護性能を高くすることが出来る。
　前記制御部は、各条件について、電流が前記電流閾値を超えた時間の累積値をそれぞれ算出し、いずれかの条件で、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行してもよい。複数の条件のうち、いずれか一つの条件でも累積閾値を超えると電流遮断処理が実行されるので、蓄電素子を電流値や継続している時間が異なる過電流から保護することが出来る。
　蓄電素子の保護装置は、前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、制御部と、通信部と、を備え、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、前記通信部に警報信号を送信させる。
　蓄電装置が電力を供給する機器（例えば車両に搭載された電子・電気機器）にとって、蓄電装置からの電流が遮断されて電源失陥（パワーフェイル）の状態となることが望ましくない状況がある。蓄電装置を保護する目的より、車両などの蓄電装置の電力を必要とする機械を保護する目的のほうが優先される場合がある。このような場合、遮断条件が成立した時点で電流遮断処理を実行する代わりに、遮断条件が成立した旨を蓄電装置外の機器に知らせる、すなわち警報信号を送信する。こうすることで、制御部は、蓄電装置外の機器と協働して、緊急時などの状況において優先されるべき目的に基づいて、電流遮断処理を実行するか否かを判断することが可能となる。蓄電装置外の機器は、蓄電装置からの警報信号を受けて、電流遮断処理に向けた準備や、他の問題解決処理を進めることができる。
　前記電流遮断装置は前記蓄電素子と外部端子とを接続する電流経路に設けられ、前記条件は、前記外部端子の短絡が発生したと判断する第１条件と、前記外部端子に接続された負荷の短絡が発生したと判断する第２条件と、を少なくとも含んでいてもよい。外部端子間の短絡時や負荷短絡時に、電流を遮断して、蓄電素子を保護することが出来る。
　前記制御部は、電流が前記電流閾値を継続して超えた時間を前記累積値としてカウントし、電流が前記電流閾値を超えている状態から下回った場合、下回った時間がリセット時間以下であれば、前記累積値を保持してもよい。
　電流が電流閾値を下回る時間がリセット時間以下であれば、累積値は保持される。つまり、累積値はリセットされず、その後、累積値が累積閾値を超えれば、電流遮断処理が実行される。そのため、非連続な過電流から、蓄電素子を保護することが出来る。
　前記制御部は、検出期間ごとに、前記累積値を算出し、前記累積値が前記累積閾値を超えている場合、前記電流遮断処理を実行してもよい。
　検出時間内において、累積値が累積閾値を超えている場合、電流遮断処理が実行される。そのため、非連続な過電流から、蓄電素子を保護することが出来る。
　＜実施形態１＞
１．バッテリ５０の説明
　バッテリ５０は、図１に示すように、組電池６０と、回路基板ユニット６５と、収容体７１を備える。
　収容体７１は、合成樹脂材料からなる本体７３と蓋体７４とを備えている。本体７３は有底筒状である。本体７３は、底面部７５と、４つの側面部７６とを備えている。４つの側面部７６によって上端部分に上方開口部７７が形成されている。
　収容体７１は、組電池６０と回路基板ユニット６５を収容する。組電池６０は１２個の二次電池６２を有する。１２個の二次電池６２は、３並列で４直列に接続されている。回路基板ユニット６５は、組電池６０の上部に配置されている。
　蓋体７４は、本体７３の上方開口部７７を閉鎖する。蓋体７４の周囲には外周壁７８が設けられている。蓋体７４は、平面視略Ｔ字形の突出部７９を有する。蓋体７４の前部のうち、一方の隅部に正極の外部端子５１が固定され、他方の隅部に負極の外部端子５２が固定されている。
　図２及び図３に示すように、二次電池６２は、直方体形状のケース８２内に電極体８３を非水電解質と共に収容したものである。二次電池６２は一例としてリチウムイオン二次電池である。ケース８２は、ケース本体８４と、その上方の開口部を閉鎖する蓋８５とを有している。
　電極体８３は、詳細については図示しないが、銅箔からなる基材に活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に活物質を塗布した正極要素との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体８４に収容可能となるように扁平状に巻回されている。
　正極要素には正極集電体８６を介して正極端子８７が、負極要素には負極集電体８８を介して負極端子８９がそれぞれ接続されている。正極集電体８６及び負極集電体８８は、平板状の台座部９０と、この台座部９０から延びる脚部９１とからなる。台座部９０には貫通孔が形成されている。脚部９１は正極要素又は負極要素に接続されている。正極端子８７及び負極端子８９は、端子本体部９２と、その下面中心部分から下方に突出する軸部９３とからなる。そのうち、正極端子８７の端子本体部９２と軸部９３とは、アルミニウム（単一材料）によって一体成形されている。負極端子８９においては、端子本体部９２がアルミニウム製で、軸部９３が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子８７及び負極端子８９の端子本体部９２は、蓋８５の両端部に絶縁材料からなるガスケット９４を介して配置され、このガスケット９４から外方へ露出されている。
　蓋８５は、圧力開放弁９５を有している。圧力開放弁９５は、図２に示すように、正極端子８７と負極端子８９の間に位置している。圧力開放弁９５は、ケース８２の内圧が制限値を超えた時に、開放して、ケース８２の内圧を下げる。
　バッテリ５０は、図４に示すように、車両１０に搭載して使用することが出来る。バッテリ５０は、車両１０に搭載されたエンジン２０の始動用であってもよい。車両１０は、自動車であってもよいし、自動二輪車であってもよい。
　図５はバッテリ５０の電気的構成を示すブロック図である。バッテリ５０は、組電池６０と、電流検出抵抗５４と、電流遮断装置５３と、電圧検出回路１１０と、管理部１３０と、組電池６０の温度を検出する温度センサ５８と、を備える。
　組電池６０は、複数の二次電池６２から構成されている。二次電池６２は、１２個あり、３並列で４直列に接続されている。図５は、並列に接続された３つの二次電池６２を１つの電池記号で表している。二次電池６２は「蓄電素子」の一例である。バッテリ５０は、定格１２Ｖである。定格１２Ｖのバッテリ５０は正極の外部端子５１と負極の外部端子５２との間隔が狭い傾向があり、より大型の蓄電装置と比較して、車両への組付け時などに、工具等の金属物による端子間の短絡（デッドショート）が生じやすい。
　組電池６０、電流遮断装置５３及び電流検出抵抗５４は、パワーライン５５Ｐ、パワーライン５５Ｎを介して、直列に接続されている。パワーライン５５Ｐ、パワーライン５５Ｎは電流経路の一例である。
　パワーライン５５Ｐは、正極の外部端子５１と組電池６０の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン５５Ｎは、負極の外部端子５２と組電池６０の負極とを接続するパワーラインである。
　電流遮断装置５３は、組電池６０の正極側に位置し、正極側のパワーライン５５Ｐに設けられている。電流遮断装置５３は、ＦＥＴなどの半導体スイッチ又はリレーである。電流遮断装置５３をオープンすることで、バッテリ５０の電流を遮断することが出来る。電流遮断装置５３は、正常時、クローズに制御される。
　電流検出抵抗５４は、組電池６０の負極に位置し、負極側のパワーライン５５Ｎに設けられている。電流検出抵抗５４の両端電圧Ｖｒを検出することで、組電池６０の電流Ｉを計測することができる。
　電圧検出回路１１０は、各二次電池６２の電圧Ｖと、組電池６０の総電圧Ｖａｂを検出することができる
　管理部１３０は、回路基板１００上に実装されており、ＣＰＵ１３１と、メモリ１３３と、４つのカウンタ１３５を備える。管理部１３０は、電圧検出回路１１００、電流検出抵抗５４、温度センサ５８の出力に基づいて、バッテリ５０の監視処理を行う。
　図６は、バッテリ５０の監視処理のフローチャートである。バッテリ５０の監視処理はＳ１０～Ｓ３０により構成されている。バッテリ５０の監視処理は、車両１０への搭載、非搭載に関係なく、管理部１３０の起動中は、所定の計測周期で常に実行される。
　管理部１３０は、Ｓ１０において、電流検出抵抗５４の両端電圧Ｖｒに基づいて、組電池６０の電流Ｉを計測する。管理部１３０は、Ｓ２０において、電圧検出回路１１０の出力に基づいて、各二次電池６２の電圧Ｖを計測し、Ｓ３０において、温度センサ５８の出力に基づいて組電池６０の温度を計測する。
　管理部１３０は、組電池６０を電源として動作し、組電池６０の総電圧Ｖａｂが動作電圧を下回るなどの異常がない限り、所定の計測周期で計測される電流Ｉ、電圧Ｖ、温度のデータに基づいて、バッテリ５０の状態を常時監視する。
　管理部１３０は、バッテリ５０の異常を検出した場合、電流遮断装置５３に指令を与えて電流Ｉを遮断し、バッテリ５０の保護動作を行う。電流遮断装置５３と管理部１３０はバッテリ５０の保護装置１２０である。管理部１３０は制御部の一例である。
　２．外部短絡とバッテリ保護 
　組付け作業時などに、２つの外部端子５１、外部端子５２を、工具２００等の金属物が短絡すると、組電池６０に過電流が流れる。過電流が流れると、組電池６０は異常発熱する。外部短絡による放電時の過電流の値は、充電異常の場合の電流値と比較して非常に大きい。しかし、エンジン始動時などは、正常な放電でありながら非常に大きい電流値が計測される。そのため放電時に、電流値のみから、外部短絡などの異常が発生しているか、蓄電装置が正常に動作しているかを判別することは容易ではない。工具２００等によるデッドショートは、瞬間的に工具２００が外部端子５１、外部端子５２から離れて再度接触するなど、断続的に起こる場合がある。瞬間的にデッドショートが解除されても、バッテリ５０の状態はすぐには回復せず、著しく充電状態（ＳＯＣ）が低下しているなど、バッテリ５０にはダメージが残っている。
　図７は、バッテリ５０の保護処理のフローチャートである。バッテリ５０の保護処理は、Ｓ１０～Ｓ１８０により構成されている。バッテリ５０の保護処理は、車両１０への搭載、非搭載に関係なく、管理部１３０の起動中は、常に実行される。
　管理部１３０は、Ｓ１００において、監視処理にて計測した電流Ｉを、電流閾値Ｉｓと比較する。Ｓ１００の比較処理は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓ以下であれば（Ｓ１００：ＮＯ）、監視処理で電流計測を行う都度、実行される。電流閾値Ｉｓは、電流Ｉが過電流であるか、否かを判断する閾値である。
　過電流の場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０に移行する。Ｓ１１０に移行すると、管理部１３０は、カウンタ１３５によりカウントを開始する。カウンタ１３５は、過電流が流れている累積時間の計測用である。
　カウント開始後、Ｓ１２０に移行する。Ｓ１２０に移行すると、管理部１３０は、監視処理の次の計測周期で計測される電流Ｉを電流閾値Ｉｓと比較し、過電流が継続しているか、判断する。
　過電流が継続している場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０に移行する。Ｓ１３０に移行すると、管理部１３０は、カウンタ１３５のカウント値Ｎを「＋１」加算する。
　その後、管理部１３０は、Ｓ１４０において、カウント値Ｎを累積閾値Ｎｓと比較する。カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓよりも小さい場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１２０に戻る。累積閾値Ｎｓは、過電流の累積を判断する閾値である。
　それ以降、過電流が流れ続けていれば、監視処理の計測周期ごとに、カウント値Ｎは、「＋１」づつ加算されてゆく。カウント値Ｎは、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを超えた時間の累積値である。
　カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達すると、Ｓ１４０の判定処理で、ＹＥＳ判定され、Ｓ１５０に移行する。Ｓ１５０に移行すると、管理部１３０は、電流遮断装置５３に指令を与えて、過電流を遮断する（電流遮断処理）。
　過電流が継続していない場合、つまり電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回っている場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１６０に移行する。
　Ｓ１６０に移行すると、管理部１３０は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回っている時間を計測し、計測した時間をリセット時間ＴＲと比較する。
　そして、電流閾値Ｉｓを下回っている時間がリセット時間ＴＲより短い場合、Ｓ１７０に移行する。Ｓ１７０に移行した場合、管理部１３０は、カウント値Ｎを保持する。
　その後、Ｓ１４０に移行し、過電流を検出すると、管理部１３０は、カウンタ１３５によるカウントを再開し、カウント値Ｎは保持した値から加算される。
　一方、電流閾値Ｉｓを下回っている時間がリセット時間ＴＲより長い場合、Ｓ１８０に移行する。Ｓ１８０に移行した場合、管理部１３０は、カウント値Ｎをリセットする。これにより、カウント値Ｎはゼロに戻る。
　図８は、過電流の波形と、カウント値Ｎの推移を示す図である。過電流の波形は、電流閾値Ｉｓを常に超える連続した波形である。カウント値Ｎは、過電流が流れ始める時刻ｔ１以降、累積的に加算されて値が大きくなり、時刻ｔ２で累積閾値Ｎｓに達する。
　時刻ｔ２でカウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達すると、管理部１３０による電流遮断処理（Ｓ１５０）が実行され、過電流は遮断される。過電流の遮断により、バッテリ５０を保護できる。
　図９は、過電流の電流波形と、カウント値Ｎの推移を示す図である。過電流の波形は、非連続なパルス状の波形であり、ｔ２～ｔ３、ｔ４～ｔ５において、電流Ｉは電流閾値Ｉｓを下回っている。期間Ｘ２３、期間Ｘ４５の長さは、リセット時間ＴＲよりも短い。
　過電流が流れ始める時刻ｔ１から時刻ｔ２まで期間、電流Ｉは電流閾値Ｉｓを上回っており、カウント値Ｎは、Ｓ１３０が実行される度に加算され、時間の経過とともに増加してゆく。
　時刻ｔ２～時刻ｔ３までの期間Ｘ２３は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回るが、リセット時間ＴＲよりも短いため、カウント値Ｎはリセットされず保持される。
　時刻ｔ３～時刻ｔ４までの間、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを上回っているから、カウント値Ｎは、Ｓ１３０が実行される度に加算され、保持された値から増加してゆく。
　時刻ｔ４～時刻ｔ５までの期間Ｘ４５は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回るが、リセット時間ＴＲよりも短いため、カウント値Ｎはリセットされず保持される。
　時刻ｔ６以降、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを上回っているから、カウント値Ｎは、Ｓ１３０が実行される度に加算され、保持された値から増加してゆく。そして、時刻ｔ６でカウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達する。
　時刻ｔ６でカウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達すると、管理部１３０による電流遮断処理（Ｓ１５０）が実行され、過電流は遮断される。
　電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回る場合でも、リセット時間ＴＲ以内であれば、カウント値Ｎをリセットせず、保持する。そのため、電流Ｉが一時的に下がる期間が存在する非連続な過電流でも、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを下回る度にカウント値Ｎがリセットされることを抑制でき、カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達した時点で、過電流を遮断できる。
　図１０は、電流遮断条件を示す図である。電流遮断条件は、電流閾値Ｉｓと累積閾値Ｎｓとリセット時間ＴＲの項目からなる。電流遮断条件は、１～４の４条件があり、電流閾値Ｉｓと累積閾値Ｎｓがそれぞれ異なっている。リセット時間ＴＲは、全条件１～４で共通である。
　電流遮断条件１は、２つの外部端子５１、外部端子５２の短絡が発生したと判断する条件（又は外部短絡を遮断する条件）、電流遮断条件２～４は、外部端子５１、外部端子５２に接続された負荷の短絡が発生したと判断する条件（又は負荷短絡を遮断する条件）である。電流遮断条件１は、電流閾値Ｉｓが１４５０Ａ、累積閾値Ｎｓは１０ｍｓｅｃである。電流遮断条件１は、電流遮断条件２～４に比べて電流閾値Ｉｓが大きく、累積閾値Ｎｓは短い。
　電流遮断条件２～４は、負荷の短絡の仕方により、短絡電流の大きさが異なることから、電流閾値Ｉｓを３段階の設定としており、電流閾値Ｉｓが小さい程、累積閾値Ｎｓは長い。
　管理部１３０は、電流遮断条件１～電流遮断条件４について、４つのカウンタ１３５を使用して、図７に示す保護処理（Ｓ１００～Ｓ１５０）を同時に並行して行い、電流遮断条件１～電流遮断条件４のいずれかで、カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達した場合に、Ｓ１５０の電流遮断処理を実行して、過電流を遮断する。
　電流遮断条件を複数条件用意しておくことで、１条件の場合に比べて、電流閾値Ｉｓと累積閾値Ｎｓの組み合わせが増える。そのため、外部端子の短絡や負荷短絡のいずれの事象でも、電流Ｉを遮断できる。
　＜実施形態２＞
　図１１は、バッテリ５０の保護処理のフローチャートである。バッテリ５０の保護処理は、車両１０への搭載、非搭載に関係なく、管理部１３０の起動中は、常に実行される。
　管理部１３０は、監視処理にて計測した電流Ｉを電流閾値Ｉｓと比較する（Ｓ２００）。電流閾値Ｉｓは、電流Ｉが過電流であるか、否かを判断する閾値である。
　管理部１３０は、過電流の場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、電流Ｉの記録を開始する（Ｓ２１０）。電流Ｉは、メモリ１３３に記録される。
　記録を開始した後、管理部１３０は、検出期間Ｗにおいて過電流が流れた累積時間Ｔａを算出する（Ｓ２２０）。累積時間Ｔａは、検出期間Ｗのうち、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを超えていた時間の累積値である。
　図１２に示すように、例えば、検出期間Ｗにおいて、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを超えている期間が３回ある場合、３回の合計時間（Ｔａ１＋Ｔａ２＋Ｔａ３）が累積時間Ｔａである。
　その後、管理部１３０は、累積時間Ｔａがゼロか判定し（Ｓ２３０）、累積時間Ｔａがゼロでない場合、累積閾値Ｔｓ以上か判断する（Ｓ２４０）。
　管理部１３０は、累積時間Ｔａがゼロの場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、電流Ｉの記録を終了する（Ｓ２６０）。また、累積時間Ｔａが累積閾値Ｔｓ以上の場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、電流遮断装置５３により電流Ｉを遮断する電流遮断処理を行う（Ｓ２５０）。
　累積時間Ｔａが累積閾値Ｔｓより小さい場合（Ｓ２４０：ＮＯ）、Ｓ２２０に戻り、次の検出期間Ｗを対象に、管理部１３０は、Ｓ２２０～Ｓ２４０の処理を実行する。
　図１３は、過電流の電流波形と、累積時間Ｔａの推移を示す図である。過電流の波形は、非連続なパルス状の波形であり、ｔ２～ｔ３、ｔ４～ｔ５において、電流Ｉは電流閾値Ｉｓを下回っている。
　電流Ｉの記録は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓを超える時刻ｔ１から開始される。管理部１３０は、検出期間Ｗ１について、累積時間Ｔａを算出して、電流遮断値Ｔｓと比較する。累積時間Ｔａが累積閾値Ｔｓを超えていなければ、次の検出期間Ｗ２について、累積時間Ｔａを算出して累積閾値Ｔｓと比較する。
　累積時間Ｔａは、検出期間Ｗ１～Ｗ８までは、累積閾値Ｔｓに達しておらず、検出期間Ｗ９で累積閾値Ｔｓに達する。そのため、検出期間Ｗ９の経過時点の時刻ｔ６にて、管理部１３０による電流遮断処理（Ｓ２５０）が実行され、過電流は遮断される。
　検出期間Ｗ１～Ｗ９は、それぞれ、周期Ｙずれており、互いに重なりながら連続している。このようにすることで、累積時間Ｔａの検出間隔を短く出来るので、短絡発生時に電流遮断処理（Ｓ２５０）を速やかに実行できる。
　図１４は、電流遮断条件を示す図である。電流遮断条件は、電流閾値Ｉｓと累積閾値Ｔｓと検出時間Ｗの項目からなる。電流遮断条件には、１～４の４種類があり、電流閾値Ｉｓ、累積閾値Ｔｓ、検出期間Ｗがそれぞれ異なっている。
　電流遮断条件１は、２つの外部端子５１、外部端子５２の短絡を遮断する第１条件である。電流遮断条件２～４は、外部端子５１、外部端子５２に接続された負荷の短絡を遮断する第２条件である。
　管理部１３０は、電流遮断条件１～電流遮断条件４について、図１１に示す保護処理（Ｓ２００～Ｓ２６０）を同時に並行して行い、いずれかの電流遮断条件で、累積時間Ｔａが累積閾値Ｔｓに達した場合に、Ｓ２５０の電流遮断処理を実行して、過電流を遮断する。
　＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態では、蓄電素子の一例として、二次電池６２を例示した。蓄電素子は、二次電池６２に限らず、キャパシタでもよい。二次電池６２は、リチウムイオン二次電池に限らず他の非水電解質二次電池でもよい。また、鉛蓄電池などを使用することも出来る。蓄電素子は、複数を直並列に接続する場合に限らず、直列の接続や、単セルの構成でもよい。
　（２）上記実施形態では、バッテリ５０を車両用とした。バッテリ５０の使用用途は、特定の用途に限定されない。バッテリ５０は、移動体用（車両用や船舶用、AGVなど）や、産業用（無停電電源システムや太陽光発電システムの蓄電装置）など、種々の用途に使用してもよい。
　（３）上記実施形態では、バッテリ５０の内部に管理部１３０を設けた。バッテリ５０は、電流検出抵抗５４や電圧検出回路１１０などの計器類と電流遮断装置５３を少なくとも備えていればよく、管理部１３０はバッテリ５０の装置外に有ってもよい。
　（４）上記実施形態では、正極のパワーライン５５Ｐに電流遮断装置５３を配置し、負極のパワーライン５５Ｎに電流検出抵抗５４を配置した。構成を逆にして、正極のパワーライン５５Ｐに電流検出抵抗５３を配置し、負極のパワーライン５５Ｎに電流検出抵抗５４を配置してもよい。
　（５）上記実施形態では、電流遮断条件１～電流遮断条件４について、保護処理（Ｓ２００～Ｓ２６０）を同時に並行して行い、いずれかの電流遮断条件で、累積時間Ｔａが累積閾値Ｔｓに達した場合に、電流遮断処理を実行して過電流を遮断した。これ以外にも、電流遮断条件１～４の４条件のうち、いずれか１つの電流遮断条件を対象として、保護処理（Ｓ２００～Ｓ２６０）を行い、カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達した場合に、電流遮断処理を実行して過電流を遮断してもよい。例えば、外部短絡が発生し易いことが予想される場合、電流遮断条件１だけを対象として保護処理（Ｓ２００～Ｓ２６０）を実行し、カウント値Ｎが累積閾値Ｎｓに達した場合に、電流遮断処理を実行して過電流を遮断してもよい。電流遮断条件を選択する場合、発生確率の高い短絡に対応する電流遮断条件を選択するとよい。電流遮断条件の選択は１つに限らず、２つでもよい。つまり、少なくとも１以上の条件を選択するものであればよい。管理部１３０は、電流Ｉが電流閾値Ｉｓのいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した累積値が電流閾値Ｉｓに対応づけられた累積閾値を超えた場合、電流遮断処理を実行してもよい。
　（６）上記実施形態では、制御部は、電流が電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行した。代替的に、制御部は、電流が電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた累積閾値を超えた場合、通信部に警報信号を送信させてもよい。
　図１５に示すように、保護装置１２０は、管理部１３０により制御される通信部１３７を備えてもよい。収容体７１は、例えばその蓋体７４に、通信コネクタ１３８を備えてもよい。通信部１３７は、通信コネクタ１３８を介して、車両のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）などのバッテリ外部のコントローラと通信可能に接続されてもよい。
　管理部１３０は、遮断条件が成立した時点で電流遮断処理を実行する代わりに、遮断条件が成立した旨をバッテリ外部のＥＣＵに通信部１３７を介して知らせ、すなわち警報信号を送信し、ＥＣＵと協働して電流遮断処理を実行するか否かを判断する。警報信号を受けて、ＥＣＵは、電流遮断処理に向けた準備や、例えば一部の負荷の作動を停止するなどの電流遮断処理を回避するための処理や、他の問題解決処理を進めることができる。
　（７）本技術は、蓄電素子の保護プログラムに適用することが出来る。蓄電素子の保護推定プログラムは、コンピュータに、以下の処理を実行させるプログラムである。蓄電素子の電流を遮断する電流遮断条件は、電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行させるプログラムである。本技術は、蓄電素子の保護プログラムを記録した記録媒体に適用することが出来る。コンピュータは、一例として、管理部１３０である。蓄電素子は、一例として、二次電池６２である。保護プログラムは、ＲＯＭなどの記録媒体に記録することが出来る。
　１０　車両
　５０　バッテリ（蓄電装置）
　５３　電流遮断装置
　５４　電流検出抵抗
　６０　組電池
　６２　二次電池（蓄電素子）
　１２０　保護装置
　１３０　管理部（制御部）
　１３１　ＣＰＵ
　１３３　メモリ
　１３５　カウンタ
　Ｎ　カウント値（累積値）
　Ｎｓ　累積閾値
　Ｉｓ　電流閾値
　Ｔａ　累積時間（累積値）
　Ｔｓ　累積閾値

Claims (9)

  1. 　蓄電素子の保護装置であって、
    　前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、
    　制御部と、を備え、
    　電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、
    　前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行する保護装置。
  2. 　蓄電素子の保護装置であって、
    　前記蓄電素子の電流を遮断する電流遮断装置と、
    　制御部と、
    　通信部と、を備え、
    　電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、
    　前記制御部は、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、前記通信部に警報信号を送信させる保護装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の保護装置であって、
    　前記電流遮断装置は前記蓄電素子と外部端子とを接続する電流経路に設けられ、
    　前記条件は、
    　前記外部端子の短絡が発生したと判断する第１条件と、
    　前記外部端子に接続された負荷の短絡が発生したと判断する第２条件と、を少なくとも含む、保護装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の保護装置であって、
    　前記制御部は、電流が前記電流閾値を継続して超えた時間を前記累積値としてカウントし、電流が前記電流閾値を超えている状態から下回った場合、下回った時間がリセット時間以下であれば、前記累積値をリセットしない、保護装置。
  5. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の保護装置であって、
    　前記制御部は、検出期間ごとに、前記累積値を算出し、前記累積値が前記累積閾値を超えている場合、前記電流遮断処理を実行する、又は前記通信部に警報信号を送信させる、保護装置。
  6. 　蓄電素子と、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の保護装置と、を備える蓄電装置。
  7. 　請求項６に記載の蓄電装置であって、
    　定格１２Ｖである、蓄電装置。
  8. 　蓄電素子の保護方法であって、
    　電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、
    　制御部が、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、電流を遮断する電流遮断処理を実行する、保護方法。
  9. 　蓄電素子の保護方法であって、
    　電流閾値および累積閾値が異なる複数の条件を有し、
    　制御部が、電流が前記電流閾値のいずれかを超えた時間の累積値を算出し、算出した前記累積値が前記電流閾値に対応づけられた前記累積閾値を超えた場合、前記制御部が通信部に警報信号を送信させる、保護方法。
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