JP7142048B2 - バッテリパックの異常検知装置及び異常検知方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電動車両に搭載されるバッテリパックの異常検知装置及び異常検知方法に関する。
従来から、モータを駆動源とする電動車両が知られている。この種のモータを駆動源とする電動車両では、複数のバッテリセルを積層することで構成されるバッテリモジュールがバッテリケースの内部に複数配置され、モータへ電力を供給する。
電動車両に搭載されるバッテリパックでは、想定範囲外の使用等に起因する短絡等によりバッテリセルに熱暴走が発生すると、バッテリセルが発熱するとともに、バッテリセルに設けられたセル安全弁から高温ガスが噴出する。従来から、バッテリモジュールには少なくとも一つの温度センサが設けられている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、温度センサの数は、複数のバッテリセルの集合であるバッテリモジュールに対し、バッテリセルの数よりも少ない。そのため、熱暴走により高温となったバッテリセルから離れた位置に温度センサが取り付けられている場合には、熱暴走の事象を精度よく検知することはできない。また、全てのバッテリセルに対して温度センサを取り付ける場合には、製造コストが嵩んでしまう。
一方で、バッテリモジュールには、各バッテリセルの電圧を検知する電圧センサが設けられている。したがって、各バッテリセルの電圧から特定のバッテリセルの異常を判断することが可能である。しかしながら、各バッテリセルの電圧のみから熱暴走の有無を判断すると、熱暴走に起因しないバッテリセルの故障や電圧センサの故障もあり得るため、電圧だけで判定をすることは熱暴走の検知精度の観点で不十分である。
本発明は、製造コストの増加を抑えつつ、熱暴走の検知精度を高めることができるバッテリパックの異常検知装置及び異常検知方法を提供する。
本発明は、
複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルの電圧値を取得する電圧値取得部と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部と、
前記バッテリパックの異常を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部で取得した前記電圧値と、所定の電圧閾値と、を比較する電圧値比較部と、
前記状態値測定部で取得した前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する状態値比較部と、を備え、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定し、
前記電圧値取得部によって前記電圧値が取得できない場合、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する。
複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルの電圧値を取得する電圧値取得部と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部と、
前記バッテリパックの異常を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部で取得した前記電圧値と、所定の電圧閾値と、を比較する電圧値比較部と、
前記状態値測定部で取得した前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する状態値比較部と、を備え、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定し、
前記電圧値取得部によって前記電圧値が取得できない場合、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する。
また、本発明は、
複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知方法であって、
電圧値取得部によって各バッテリセルの電圧値を取得する第１取得ステップと、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部によって前記バッテリパックの内部の状態値を取得する第２取得ステップと、
前記電圧値と電圧閾値とを比較する第１比較ステップと、
前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する第２比較ステップと、
前記電圧値が前記電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する判定ステップと、を備え、
前記第１取得ステップで前記電圧値が取得できない場合、
前記判定ステップは、前記電圧値が前記電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する。
複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知方法であって、
電圧値取得部によって各バッテリセルの電圧値を取得する第１取得ステップと、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部によって前記バッテリパックの内部の状態値を取得する第２取得ステップと、
前記電圧値と電圧閾値とを比較する第１比較ステップと、
前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する第２比較ステップと、
前記電圧値が前記電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する判定ステップと、を備え、
前記第１取得ステップで前記電圧値が取得できない場合、
前記判定ステップは、前記電圧値が前記電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する。
本発明によれば、製造コストの増加を抑えつつ、熱暴走の検知精度を高めることができる。
［第１実施形態］
以下、本発明の各実施形態について、図１～図８を参照して説明する。まず、図１～図５を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
以下、本発明の各実施形態について、図１～図８を参照して説明する。まず、図１～図５を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
［バッテリパック］
図１に示すように、バッテリパック１内には、複数のバッテリセル２を積層して構成されるバッテリモジュール３が複数（例えば８つ）収容されている。また、バッテリパック１には、各バッテリセル２の電圧値を測定する電圧値センサ４と、複数のバッテリセル２のうち少なくとも一つのバッテリセル２の温度を取得するサーミスタ１０と、がバッテリモジュール３毎に設けられる。複数の電圧値センサ４が測定した各バッテリセル２の電圧値は、バッテリＥＣＵ５（図２参照）に入力される。バッテリＥＣＵ５は、バッテリパック１の内部に配置されてもよく、バッテリパック１の外部に配置されてもよい。
図１に示すように、バッテリパック１内には、複数のバッテリセル２を積層して構成されるバッテリモジュール３が複数（例えば８つ）収容されている。また、バッテリパック１には、各バッテリセル２の電圧値を測定する電圧値センサ４と、複数のバッテリセル２のうち少なくとも一つのバッテリセル２の温度を取得するサーミスタ１０と、がバッテリモジュール３毎に設けられる。複数の電圧値センサ４が測定した各バッテリセル２の電圧値は、バッテリＥＣＵ５（図２参照）に入力される。バッテリＥＣＵ５は、バッテリパック１の内部に配置されてもよく、バッテリパック１の外部に配置されてもよい。
［異常検知装置］
図２に示すように、異常検知装置６は、前述の電圧値センサ４及びバッテリＥＣＵ５と、バッテリパック１の内部の雰囲気温度を測定する雰囲気温度センサ７と、バッテリパック１が異常状態であることを報知する報知部８と、を備える。なお、雰囲気温度センサ７は、複数のバッテリセル２のうち少なくとも一つのバッテリセル２の温度を取得するサーミスタ１０とは異なる温度センサである。また、報知部８は、例えば、メータパネルに設けられる専用警告灯、音声を発するスピーカーである。
図２に示すように、異常検知装置６は、前述の電圧値センサ４及びバッテリＥＣＵ５と、バッテリパック１の内部の雰囲気温度を測定する雰囲気温度センサ７と、バッテリパック１が異常状態であることを報知する報知部８と、を備える。なお、雰囲気温度センサ７は、複数のバッテリセル２のうち少なくとも一つのバッテリセル２の温度を取得するサーミスタ１０とは異なる温度センサである。また、報知部８は、例えば、メータパネルに設けられる専用警告灯、音声を発するスピーカーである。
［異常判定部］
バッテリＥＣＵ５は、ハードウェア及びソフトウェアの協働により実現される機能構成として、バッテリパック１の異常を判定する異常判定部５１を備える。異常判定部５１は、電圧値センサ４が測定した電圧値と、所定の電圧閾値と、を比較する電圧値比較部５１１と、雰囲気温度センサ７が測定した雰囲気温度値と、所定の雰囲気温度閾値と、を比較する雰囲気温度値比較部５１２と、を備えており、電圧値比較部５１１による比較結果と雰囲気温度値比較部５１２による比較結果との両方に基づき、バッテリパック１の異常を判定する。
バッテリＥＣＵ５は、ハードウェア及びソフトウェアの協働により実現される機能構成として、バッテリパック１の異常を判定する異常判定部５１を備える。異常判定部５１は、電圧値センサ４が測定した電圧値と、所定の電圧閾値と、を比較する電圧値比較部５１１と、雰囲気温度センサ７が測定した雰囲気温度値と、所定の雰囲気温度閾値と、を比較する雰囲気温度値比較部５１２と、を備えており、電圧値比較部５１１による比較結果と雰囲気温度値比較部５１２による比較結果との両方に基づき、バッテリパック１の異常を判定する。
このような異常判定部５によれば、電圧値比較部５１１による比較結果と雰囲気温度値比較部５１２による比較結果との両方に基づきバッテリパック１の異常を判定するので、熱暴走に起因しない電圧値センサ４の故障とは区別して、バッテリセル２の熱暴走を精度よく検知することができる。また、雰囲気温度センサ７は、バッテリパック１の内部の雰囲気温度を測定できればよく、全てのバッテリセル２に対して設ける必要はないので、製造コストの増加を抑えることができる。
また、本実施形態の異常判定部５１は、電圧値が所定の電圧閾値以下の場合、且つ、雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値以上の場合に、バッテリパック１に異常が生じていると判定する。このようにすると、バッテリセル２の熱暴走をより精度よく検知することができる。なお、本実施形態では、雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値以上であることを異常判定の成立条件としているが、雰囲気温度値の時間当たり変化度合いが所定の閾値以上であることを異常判定の成立条件としてもよく、雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値以上であることと、雰囲気温度値の時間当たり変化度合いが所定の閾値以上であることの両方を異常判定の成立条件としてもよい。
バッテリパック１には、複数のバッテリモジュール３を囲む壁部１２に、ガス安全弁１１が設けられている。ガス安全弁１１は、熱暴走等に起因してバッテリセル２のセル安全弁から噴出した高温ガスによってバッテリパック１の内圧が所定値より高くなると開弁する。ガス安全弁１１が設けられることで、バッテリパック１の内圧が所定値より高くなることが防止される。なお、ガス安全弁１１が設けられる壁部１２は、バッテリパック１の、前面、後面、左面、右面、前面、後面のいずれの面であってもよい。
［雰囲気温度センサの配置］
図１に示すように、雰囲気温度センサ７は、バッテリパック１の内部に、互いに離間した位置に複数（例えば４つ）配置されている。このようにすると、どのバッテリセル２が熱暴走しても適切にバッテリセル２の熱暴走を検知することができる。
図１に示すように、雰囲気温度センサ７は、バッテリパック１の内部に、互いに離間した位置に複数（例えば４つ）配置されている。このようにすると、どのバッテリセル２が熱暴走しても適切にバッテリセル２の熱暴走を検知することができる。
具体的には、各バッテリセル２に対し、複数の雰囲気温度センサ７のうち少なくとも一つが所定の距離（例えば５００ｍｍ）以内に位置している。このようにすると、どのバッテリセル２が熱暴走してもより適切にバッテリセル２の熱暴走を検知することができる。
雰囲気温度センサ７は、バッテリパック１の内部に、互いに離間した位置に少なくとも３つ配置されていることが好ましい。本実施形態の雰囲気温度センサ７は、バッテリパック１の内部に、互いに離間した位置に４つ配置されている。このような雰囲気温度センサ７の配置構成において、異常判定部５１は、電圧値が所定の電圧閾値以下の場合、且つ、１つの雰囲気温度センサ７の雰囲気温度値と残り（３つの場合は他の２つ、４つの場合は他の３つ）の雰囲気温度センサ７の雰囲気温度値との差が所定の閾値以上の場合に、バッテリパック１に異常が生じていると判定してもよい。このようにすると、熱暴走に起因して１つの雰囲気温度センサ７が故障した場合であっても、バッテリセル２の熱暴走を精度よく検知することができる。
また、複数の雰囲気温度センサ７のうち１つの雰囲気温度センサ７は、ガス安全弁１１の近傍に配置されることが好ましい。本実施形態では、１つの雰囲気温度センサ７が壁部１２を挟んでガス安全弁１１と反対側（壁部１２の内面側）に設けられている。このように、ガスの排出経路上に雰囲気温度センサ７が配置されることで、どのバッテリセル２が熱暴走しても適切にバッテリセル２の熱暴走を検知することができる。
［異常検知装置の基本動作］
図３に示すように、異常判定部５１は、いずれかの電圧値センサ４の測定電圧値が所定の電圧閾値ａ以下である場合、所定時間の熱暴走電圧降下検知タイマをスタートさせ、いずれかの電圧値センサ４の測定電圧値が所定の電圧閾値ａ以下の状態が所定時間継続すると、電圧条件が成立したと判断し、熱暴走電圧降下検知フラグに確定値をセットする。
図３に示すように、異常判定部５１は、いずれかの電圧値センサ４の測定電圧値が所定の電圧閾値ａ以下である場合、所定時間の熱暴走電圧降下検知タイマをスタートさせ、いずれかの電圧値センサ４の測定電圧値が所定の電圧閾値ａ以下の状態が所定時間継続すると、電圧条件が成立したと判断し、熱暴走電圧降下検知フラグに確定値をセットする。
また、異常判定部５１は、いずれかの雰囲気温度センサ７の測定雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値ｂ以上である場合、所定時間の熱暴走温度上昇タイマをスタートさせ、いずれかの雰囲気温度センサ７の測定雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値ｂ以上の状態が所定時間継続すると、温度条件が成立したと判断し、熱暴走温度上昇検知フラグに確定値をセットする。
異常判定部５１は、熱暴走電圧降下検知フラグ及び熱暴走温度上昇検知フラグの両方に確定値がセットされると、いずれかのバッテリセル２において熱暴走が発生していると判断し、熱暴走故障確定フラグに確定値をセットするとともに、報知部８を動作させてユーザにバッテリパック１の異常を報知する。
［異常検知装置の処理手順（異常検知方法）］
つぎに、上記のような基本動作を実現する異常検知装置６の処理手順について、図４を参照して説明する。
つぎに、上記のような基本動作を実現する異常検知装置６の処理手順について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、異常判定部５１は、各電圧値センサ４から各バッテリセル２の電圧値を取得するとともに、各雰囲気温度センサ７からバッテリパック１内の雰囲気温度値を取得する（ステップＳ１１）。
つぎに、異常判定部５１は、取得した電圧値（セル電圧値）と電圧閾値ａとを比較する（ステップＳ１２）。具体的に説明すると、異常判定部５１は、すべてのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａより大きいか、又は、少なくとも１つのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａ以下であるか、を判断する。
そして、異常判定部５１は、すべてのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａより大きいと判断した場合は、異常（熱暴走）なしと判定（ステップＳ１５）する一方、少なくとも１つのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａ以下であると判断した場合は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、異常判定部５１は、取得した雰囲気温度値と雰囲気温度閾値ｂとを比較する。具体的に説明すると、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満であるか、又は、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上であるか、を判断する。
そして、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満であると判断した場合は、異常（熱暴走）なしと判定（ステップＳ１５）する一方、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上であると判断した場合は、異常（熱暴走）ありと判定する（ステップＳ１４）。異常判定部５１は、異常ありと判定した場合、報知部８を動作させて異常をユーザに通知する（ステップＳ１６）。
なお、図５の変形例で示すように、ステップＳ１３の代わりにステップＳ２３において、異常判定部５１は、取得した雰囲気温度値と雰囲気温度閾値ｂとを比較するとともに、取得した雰囲気温度値の時間当たりの変化度合いと変化度合い閾値ｃとを比較してもよい。具体的に説明すると、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満で、且つ、すべての雰囲気温度値の時間当たりの変化度合いが変化度合い閾値ｃ未満であるか、又は、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上、又は、少なくとも１つの雰囲気温度値の時間当たりの変化度合いが変化度合い閾値ｃ以上であるか、を判断する。
この場合、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満で、且つ、すべての雰囲気温度値の時間当たりの変化度合いが変化度合い閾値ｃ未満であると判断した場合は、異常（熱暴走）なしと判定（ステップＳ１５）する一方、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上、又は、少なくとも１つの雰囲気温度値の時間当たりの変化度合いが変化度合い閾値ｃ以上であると判断した場合は、異常（熱暴走）ありと判定する（ステップＳ１４）。
［第２実施形態］
つぎに、本発明の第２実施形態の異常検知装置６について、図６及び図７を参照して説明する。ただし、第１実施形態と共通の構成や処理ステップは、第１実施形態と同じ符号を用いることで、第１実施形態の説明を援用する場合がある。
つぎに、本発明の第２実施形態の異常検知装置６について、図６及び図７を参照して説明する。ただし、第１実施形態と共通の構成や処理ステップは、第１実施形態と同じ符号を用いることで、第１実施形態の説明を援用する場合がある。
第２実施形態の異常判定部５１は、いずれかの電圧値センサ４から電圧値が取得できない場合、雰囲気温度センサ７から取得した雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上であるかを判断し、判断結果が雰囲気温度閾値ｂ以上の場合に、異常ありと判定する点が第１実施形態と相違している。このような第２実施形態によれば、熱暴走に起因して電圧値センサ４が故障した場合であっても、バッテリセル２の熱暴走を精度よく検知することができる。
［第２実施形態の異常検知装置の基本動作］
図６に示すように、異常判定部５１は、いずれかの電圧値センサ４の電圧値が取得できない場合、その電圧値センサ４（ＣＶＳ）が故障したと判断し、ＣＶＳ故障確定フラグに確定値をセットする。
図６に示すように、異常判定部５１は、いずれかの電圧値センサ４の電圧値が取得できない場合、その電圧値センサ４（ＣＶＳ）が故障したと判断し、ＣＶＳ故障確定フラグに確定値をセットする。
また、異常判定部５１は、いずれかの雰囲気温度センサ７の測定雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値ｂ以上である場合、所定時間の熱暴走温度上昇タイマをスタートさせ、いずれかの雰囲気温度センサ７の測定雰囲気温度値が所定の雰囲気温度閾値ｂ以上の状態が所定時間継続すると、温度条件が成立したと判断し、熱暴走温度上昇検知フラグに確定値をセットする。
異常判定部５１は、ＣＶＳ故障確定フラグ及び熱暴走温度上昇検知フラグの両方に確定値がセットされると、いずれかのバッテリセル２において熱暴走が発生していると判断し、熱暴走故障確定フラグに確定値をセットするとともに、報知部８を動作させてユーザにバッテリパック１の異常を報知する。
［第２実施形態の異常検知装置の処理手順（異常検知方法）］
つぎに、上記のような基本動作を実現する第２実施形態の異常検知装置６の処理手順について、図７を参照して説明する。
つぎに、上記のような基本動作を実現する第２実施形態の異常検知装置６の処理手順について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、異常判定部５１は、各電圧値センサ４から各バッテリセル２の電圧値を取得するとともに、各雰囲気温度センサ７からバッテリパック１内の雰囲気温度値を取得する（ステップＳ１１）。異常判定部５１は、すべての電圧値センサ４から電圧値を取得した場合、ステップＳ１２に進むが、少なくとも１つの電圧値センサ４から電圧値を取得できない場合は、ステップＳ１２をスキップしてステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２において、異常判定部５１は、取得した電圧値と電圧閾値ａとを比較する。具体的に説明すると、異常判定部５１は、すべてのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａより大きいか、又は、少なくとも１つのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａ以下であるか、を判断する。
そして、異常判定部５１は、すべてのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａより大きいと判断した場合は、異常（熱暴走）なしと判定（ステップＳ１５）する一方、少なくとも１つのバッテリセル２の電圧値が電圧閾値ａ以下であると判断した場合は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、異常判定部５１は、取得した雰囲気温度値と雰囲気温度閾値ｂとを比較する。具体的に説明すると、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満であるか、又は、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上であるか、を判断する。
そして、異常判定部５１は、すべての雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ未満であると判断した場合は、異常（熱暴走）なしと判定（ステップＳ１５）する一方、少なくとも１つの雰囲気温度値が雰囲気温度閾値ｂ以上であると判断した場合は、異常（熱暴走）ありと判定する（ステップＳ１４）。異常判定部５１は、異常ありと判定した場合、報知部８を動作させて異常をユーザに通知する（ステップＳ１６）。なお、第２実施形態においても、ステップＳ１３の代わりにステップＳ２３を採用することができる。
［第３実施形態］
つぎに、本発明の第３実施形態の異常検知装置６について、図８を参照して説明する。ただし、第１実施形態と共通の構成は、第１実施形態と同じ符号を用いることで、第１実施形態の説明を援用する場合がある。
つぎに、本発明の第３実施形態の異常検知装置６について、図８を参照して説明する。ただし、第１実施形態と共通の構成は、第１実施形態と同じ符号を用いることで、第１実施形態の説明を援用する場合がある。
第３実施形態の異常検知装置６は、雰囲気温度センサ７の代わりに、バッテリパック１の内部の圧力値を測定する圧力センサ９を用いて異常を検知する点が第１実施形態と相違している。各バッテリセル２には圧力放出弁が設けられており、熱暴走が発生しバッテリセル２の内圧が所定圧より高くなると圧力放出弁が開いてバッテリセル２内の圧力が開放されるとともに、バッテリパック１の内部の圧力値が増加する。第３実施形態によれば、バッテリセル２の熱暴走に起因するバッテリパック１の内部の圧力上昇を測定することで、バッテリセル２の熱暴走を精度よく検知することができる。なお、圧力センサ９も、バッテリパック１の内部に、互いに離間した位置に複数配置されていることが好ましい。
図８に示すように、第３実施形態の異常検知装置６は、雰囲気温度値比較部５１２の代わりに、圧力値比較部５１３を備える。圧力値比較部５１３は、圧力センサ９で取得した圧力値又は圧力値の時間当たり変化度合いと、所定の閾値と、を比較する。
なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。
本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
（１）
複数のバッテリセル（バッテリセル２）を収容するバッテリパック（バッテリパック１）の異常を検知するバッテリパックの異常検知装置（異常検知装置６）であって、
各バッテリセルの電圧値を取得する電圧値取得部（電圧値センサ４）と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタ（サーミスタ１０）とは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部（雰囲気温度センサ７、圧力センサ９）と、
前記バッテリパックの異常を判定する異常判定部（異常判定部５１）と、を備え、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部で取得した前記電圧値と、所定の電圧閾値（電圧閾値ａ）と、を比較する電圧値比較部（電圧値比較部５１１）と、
前記状態値測定部で取得した前記状態値及び前記状態値の時間当たり変化度合いの少なくとも一つと、所定の状態閾値（雰囲気温度閾値ｂ）と、を比較する状態値比較部（雰囲気温度値比較部５１２、圧力値比較部５１３）と、を備え、
前記電圧値比較部による比較結果と前記状態値比較部による比較結果との両方に基づき、前記バッテリパックの異常を判定する、バッテリパックの異常検知装置。
複数のバッテリセル（バッテリセル２）を収容するバッテリパック（バッテリパック１）の異常を検知するバッテリパックの異常検知装置（異常検知装置６）であって、
各バッテリセルの電圧値を取得する電圧値取得部（電圧値センサ４）と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタ（サーミスタ１０）とは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部（雰囲気温度センサ７、圧力センサ９）と、
前記バッテリパックの異常を判定する異常判定部（異常判定部５１）と、を備え、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部で取得した前記電圧値と、所定の電圧閾値（電圧閾値ａ）と、を比較する電圧値比較部（電圧値比較部５１１）と、
前記状態値測定部で取得した前記状態値及び前記状態値の時間当たり変化度合いの少なくとも一つと、所定の状態閾値（雰囲気温度閾値ｂ）と、を比較する状態値比較部（雰囲気温度値比較部５１２、圧力値比較部５１３）と、を備え、
前記電圧値比較部による比較結果と前記状態値比較部による比較結果との両方に基づき、前記バッテリパックの異常を判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（１）によれば、異常判定部は、電圧値比較部による比較結果と状態値比較部による比較結果との両方に基づきバッテリパックの異常を判定するので、熱暴走に起因しない電圧値取得部の故障とは区別して、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。また、状態値測定部は、バッテリパックの内部の状態値を測定できればよく、全てのバッテリセルに対して設ける必要はないので、製造コストの増加を抑えることができる。
（２）
（１）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部は、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値及び前記変化度合いの少なくとも一つが前記所定の状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（１）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部は、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値及び前記変化度合いの少なくとも一つが前記所定の状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（２）によれば、異常判定部は、電圧値が所定の電圧閾値以下の場合、且つ、状態値及び状態値の変化度合いの少なくとも一つが所定の状態閾値以上の場合に、バッテリパックに異常が生じていると判定するので、バッテリセルの熱暴走をより精度よく検知することができる。
（３）
（１）又は（２）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部によって前記電圧値が取得できない場合、前記状態値及び前記変化度合いの少なくとも一つが前記所定の状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（１）又は（２）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部によって前記電圧値が取得できない場合、前記状態値及び前記変化度合いの少なくとも一つが前記所定の状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（３）によれば、異常判定部は、電圧値取得部によって電圧値が取得できない場合、状態値及び変化度合いの少なくとも一つが所定の状態閾値以上の場合に、バッテリパックに異常が生じていると判定するので、熱暴走に起因して電圧値取得部が故障した場合であっても、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。
（４）
（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の雰囲気温度である、バッテリパックの異常検知装置。
（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の雰囲気温度である、バッテリパックの異常検知装置。
（４）によれば、バッテリセルの熱暴走に起因するバッテリパックの内部の温度上昇を測定することで、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。
（５）
（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の圧力値である、バッテリパックの異常検知装置。
（１）～（３）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の圧力値である、バッテリパックの異常検知装置。
（５）によれば、バッテリセルの熱暴走に起因するバッテリパックの内部の圧力上昇を測定することで、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。
（６）
（４）又は（５）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に複数配置されている、バッテリパックの異常検知装置。
（４）又は（５）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に複数配置されている、バッテリパックの異常検知装置。
（６）によれば、バッテリパックの内部に互いに離間した位置に複数の状態値測定部を配置することで、どのバッテリセルが熱暴走しても適切にバッテリセルの熱暴走を検知することができる。
（７）
（６）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルに対し、前記複数の状態値測定部のうち少なくとも一つが所定の距離以内に位置している、バッテリパックの異常検知装置。
（６）に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルに対し、前記複数の状態値測定部のうち少なくとも一つが所定の距離以内に位置している、バッテリパックの異常検知装置。
（７）によれば、各バッテリセルに対し複数の状態値測定部のうち少なくとも一つが所定の距離以内に位置しているので、どのバッテリセルが熱暴走してもより適切にバッテリセルの熱暴走を検知することができる。
（８）
（１）～（７）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に少なくとも３つ配置されており、
前記異常判定部は、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、１つの前記状態値と他の２つの前記状態値との差が所定の閾値以上の場合に、
前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（１）～（７）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に少なくとも３つ配置されており、
前記異常判定部は、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、１つの前記状態値と他の２つの前記状態値との差が所定の閾値以上の場合に、
前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。
（８）によれば、異常判定部は、電圧値が所定の電圧閾値以下の場合、且つ、１つの状態値と他の２つの状態値との差が所定の閾値以上の場合に、バッテリパックに異常が生じていると判定するので、熱暴走に起因して１つの状態値測定部が故障した場合であっても、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。
（９）
（１）～（８）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部が前記バッテリパックに異常が生じていると判定したとき、異常状態であることを報知する報知部（報知部８）をさらに備える、バッテリパックの異常検知装置。
（１）～（８）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部が前記バッテリパックに異常が生じていると判定したとき、異常状態であることを報知する報知部（報知部８）をさらに備える、バッテリパックの異常検知装置。
（９）によれば、報知部によりユーザにバッテリパックの異常を知らせることができる。
（１０） （１）～（９）のいずれかに記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記バッテリパックは、壁部（壁部１２）に前記バッテリパックの内圧が所定値より高いときに開弁するガス安全弁（ガス安全弁１１）を備え、
前記状態値測定部は、前記壁部を挟んで前記ガス安全弁と反対側に設けられている、バッテリパックの異常検知装置。
前記バッテリパックは、壁部（壁部１２）に前記バッテリパックの内圧が所定値より高いときに開弁するガス安全弁（ガス安全弁１１）を備え、
前記状態値測定部は、前記壁部を挟んで前記ガス安全弁と反対側に設けられている、バッテリパックの異常検知装置。
（１０）によれば、ガスの排出経路上に雰囲気温度センサが配置されるので、どのバッテリセルが熱暴走しても適切にバッテリセル２の熱暴走を検知することができる。
（１１）
複数のバッテリセル（バッテリセル２）を収容するバッテリパック（バッテリパック１）の異常を検知するバッテリパックの異常検知方法であって、
電圧値取得部（電圧値センサ４）によって各バッテリセルの電圧値を取得する第１取得ステップ（ステップＳ１１）と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタ（サーミスタ１０）とは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部（雰囲気温度センサ７、圧力センサ９）によって前記バッテリパックの内部の状態値を取得する第２取得ステップ（ステップＳ１１）と、
前記電圧値と電圧閾値（電圧閾値ａ）とを比較する第１比較ステップ（ステップＳ１２）と、
前記状態値及び前記状態値の時間当たり変化度合いの少なくとも一つと、所定の状態閾値（雰囲気温度閾値ｂ）と、を比較する第２比較ステップ（ステップＳ１３）と、
前記第１比較ステップにおける比較結果と第２比較ステップにおける比較結果との両方に基づいて、前記バッテリパックの異常を判定する判定ステップ（ステップＳ１４、Ｓ１５）と、を備える、バッテリパックの異常検知方法。
複数のバッテリセル（バッテリセル２）を収容するバッテリパック（バッテリパック１）の異常を検知するバッテリパックの異常検知方法であって、
電圧値取得部（電圧値センサ４）によって各バッテリセルの電圧値を取得する第１取得ステップ（ステップＳ１１）と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタ（サーミスタ１０）とは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部（雰囲気温度センサ７、圧力センサ９）によって前記バッテリパックの内部の状態値を取得する第２取得ステップ（ステップＳ１１）と、
前記電圧値と電圧閾値（電圧閾値ａ）とを比較する第１比較ステップ（ステップＳ１２）と、
前記状態値及び前記状態値の時間当たり変化度合いの少なくとも一つと、所定の状態閾値（雰囲気温度閾値ｂ）と、を比較する第２比較ステップ（ステップＳ１３）と、
前記第１比較ステップにおける比較結果と第２比較ステップにおける比較結果との両方に基づいて、前記バッテリパックの異常を判定する判定ステップ（ステップＳ１４、Ｓ１５）と、を備える、バッテリパックの異常検知方法。
（１１）によれば、判定ステップが電圧値に基づく第１比較ステップにおける比較結果と状態値等に基づく第２比較ステップにおける比較結果の両方に基づきバッテリパックの異常を判定するので、熱暴走に起因しない電圧値取得部の故障とは区別して、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。また、状態値測定部は、バッテリパックの内部の状態値を測定できればよく、全てのバッテリセルに対して設ける必要はないので、製造コストの増加を抑えることができる。
（１２）
（１１）に記載のバッテリパックの異常検知方法であって、
前記第１取得ステップで前記電圧値が取得できない場合、
前記判定ステップは、前記第２比較ステップにおける比較結果に基づいて前記バッテリパックの異常を判定する、バッテリパックの異常検知方法。
（１１）に記載のバッテリパックの異常検知方法であって、
前記第１取得ステップで前記電圧値が取得できない場合、
前記判定ステップは、前記第２比較ステップにおける比較結果に基づいて前記バッテリパックの異常を判定する、バッテリパックの異常検知方法。
（１２）によれば、電圧値取得部によって電圧値が取得できない場合、第２比較ステップにおける比較結果に基づいてバッテリパックの異常を判定するので、熱暴走に起因して電圧値取得部が故障した場合であっても、バッテリセルの熱暴走を精度よく検知することができる。
（１３）
（１１）又は（１２）に記載のバッテリパックの異常検知方法であって、
前記判定ステップにおいて異常であると判定した場合に、異常状態であることを報知する報知ステップ（ステップＳ１６）をさらに備える、バッテリパックの異常検知方法。
（１１）又は（１２）に記載のバッテリパックの異常検知方法であって、
前記判定ステップにおいて異常であると判定した場合に、異常状態であることを報知する報知ステップ（ステップＳ１６）をさらに備える、バッテリパックの異常検知方法。
（１２）によれば、ユーザにバッテリパックの異常を知らせることができる。
１ バッテリパック
２ バッテリセル
４ 電圧値センサ
６ 異常検知装置（電圧値取得部）
７ 雰囲気温度センサ（状態値測定部）
８ 報知部
９ 圧力センサ（状態値測定部）
１０ サーミスタ
１１ ガス安全弁
１２ 壁部
５１ 異常判定部
５１１ 電圧値比較部
５１２ 雰囲気温度値比較部（状態値比較部）
５１３ 圧力値比較部（状態値比較部）
２ バッテリセル
４ 電圧値センサ
６ 異常検知装置（電圧値取得部）
７ 雰囲気温度センサ（状態値測定部）
８ 報知部
９ 圧力センサ（状態値測定部）
１０ サーミスタ
１１ ガス安全弁
１２ 壁部
５１ 異常判定部
５１１ 電圧値比較部
５１２ 雰囲気温度値比較部（状態値比較部）
５１３ 圧力値比較部（状態値比較部）
Claims (10)
- 複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルの電圧値を取得する電圧値取得部と、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部と、
前記バッテリパックの異常を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、
前記電圧値取得部で取得した前記電圧値と、所定の電圧閾値と、を比較する電圧値比較部と、
前記状態値測定部で取得した前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する状態値比較部と、を備え、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定し、
前記電圧値取得部によって前記電圧値が取得できない場合、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項１に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の雰囲気温度である、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項１に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値は、前記バッテリパックの内部の圧力値である、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項２又は３に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に複数配置されている、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項４に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
各バッテリセルに対し、前記複数の状態値測定部のうち少なくとも一つが所定の距離以内に位置している、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項１～５のいずれか一項に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記状態値測定部は、前記バッテリパックの内部に、互いに離間した位置に少なくとも３つ配置されており、
前記異常判定部は、
前記電圧値が前記所定の電圧閾値以下の場合、且つ、１つの前記状態値と他の２つの前記状態値との差が所定の閾値以上の場合に、
前記バッテリパックに異常が生じていると判定する、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項１～６のいずれか一項に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記異常判定部が前記バッテリパックに異常が生じていると判定したとき、異常状態であることを報知する報知部をさらに備える、バッテリパックの異常検知装置。 - 請求項１～７のいずれか一項に記載のバッテリパックの異常検知装置であって、
前記バッテリパックは、壁部に前記バッテリパックの内圧が所定値より高いときに開弁するガス安全弁を備え、
前記状態値測定部は、前記壁部を挟んで前記ガス安全弁と反対側に設けられている、バッテリパックの異常検知装置。 - 複数のバッテリセルを収容するバッテリパックの異常を検知するバッテリパックの異常検知方法であって、
電圧値取得部によって各バッテリセルの電圧値を取得する第１取得ステップと、
前記複数のバッテリセルのうち少なくとも一つのバッテリセルの温度を取得するサーミスタとは異なる、前記バッテリパックの内部の状態値を測定する状態値測定部によって前記バッテリパックの内部の状態値を取得する第２取得ステップと、
前記電圧値と電圧閾値とを比較する第１比較ステップと、
前記状態値と、所定の第１状態閾値と、を比較し、前記状態値の時間当たり変化度合いと、所定の第２状態閾値と、を比較する第２比較ステップと、
前記電圧値が前記電圧閾値以下の場合、且つ、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する判定ステップと、を備え、
前記第１取得ステップで前記電圧値が取得できない場合、
前記判定ステップは、前記状態値が前記所定の第１状態閾値以上又は前記状態値の時間当たり変化度合いが前記所定の第２状態閾値以上の場合に、前記バッテリパックの異常を判定する、バッテリパックの異常検知方法。 - 請求項９に記載のバッテリパックの異常検知方法であって、
前記判定ステップにおいて異常であると判定した場合に、異常状態であることを報知する報知ステップをさらに備える、バッテリパックの異常検知方法。
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