JPH0883630A - 組電池の異常検出装置 - Google Patents
組電池の異常検出装置Info
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- JPH0883630A JPH0883630A JP6219761A JP21976194A JPH0883630A JP H0883630 A JPH0883630 A JP H0883630A JP 6219761 A JP6219761 A JP 6219761A JP 21976194 A JP21976194 A JP 21976194A JP H0883630 A JPH0883630 A JP H0883630A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】組電池の電力を無駄に消費することなしに、組
電池の非動作時に生じる異常を検出することの出来る組
電池の異常検出装置を提供する。 【構成】組電池１に熱伝導的に接して熱電素子４を設
け、組電池１の異常時、すなわち電池の内部短絡等が生
じて電池の温度が異常に上昇した場合に、その熱エネル
ギーによって生じる熱電素子４の起電力を利用して、温
度モニタ回路９を作動させ、そのような温度の異常が生
じたことを記憶手段１０に記憶させるように構成した組
電池の異常検出装置。
電池の非動作時に生じる異常を検出することの出来る組
電池の異常検出装置を提供する。 【構成】組電池１に熱伝導的に接して熱電素子４を設
け、組電池１の異常時、すなわち電池の内部短絡等が生
じて電池の温度が異常に上昇した場合に、その熱エネル
ギーによって生じる熱電素子４の起電力を利用して、温
度モニタ回路９を作動させ、そのような温度の異常が生
じたことを記憶手段１０に記憶させるように構成した組
電池の異常検出装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の二次電池を直
列接続または直並列接続して用いる組電池の異常検出装
置に関し、特にリチウムイオン電池のような非水系電解
質二次電池の組電池に好適な異常検出装置に関する。
列接続または直並列接続して用いる組電池の異常検出装
置に関し、特にリチウムイオン電池のような非水系電解
質二次電池の組電池に好適な異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来技術】電気自動車等においては、複数個の二次電
池を必要とする容量分だけ直列または直並列に接続した
組電池が用いられる。このような組電池の異常を検知す
る装置の従来例としては、例えば、特開平１−２３２６
７２号公報や特開平４−１０９８２３号公報に記載され
たものがある。これらの装置は、電池近傍に温度センサ
を設け、電池の動作中、すなわち充電時もしくは放電時
に、電池の温度を検出し、所定の許容温度以上に上昇し
た場合に警報を発したり、充電や放電を停止させたりす
るものである。
池を必要とする容量分だけ直列または直並列に接続した
組電池が用いられる。このような組電池の異常を検知す
る装置の従来例としては、例えば、特開平１−２３２６
７２号公報や特開平４−１０９８２３号公報に記載され
たものがある。これらの装置は、電池近傍に温度センサ
を設け、電池の動作中、すなわち充電時もしくは放電時
に、電池の温度を検出し、所定の許容温度以上に上昇し
た場合に警報を発したり、充電や放電を停止させたりす
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のごとき
従来の異常検出装置は、全て組電池の動作時、すなわち
充電時や放電時に温度を検出して異常を判定するもので
あり、組電池の非動作時、すなわち充電や放電を行なっ
ていない時に発生する異常、例えば電池の内部短絡に対
して、その検出を行なうことが出来ない、という問題が
あった。また、電気自動車等においては、一般に上記の
組電池が全てのエネルギー源になるので、従来の異常検
出装置を組電池の非動作時にも作動させるためには、異
常検出装置を組電池の電力で駆動しなければならず、そ
のため組電池の電力を無駄に消費してしまうという問題
が生じる。
従来の異常検出装置は、全て組電池の動作時、すなわち
充電時や放電時に温度を検出して異常を判定するもので
あり、組電池の非動作時、すなわち充電や放電を行なっ
ていない時に発生する異常、例えば電池の内部短絡に対
して、その検出を行なうことが出来ない、という問題が
あった。また、電気自動車等においては、一般に上記の
組電池が全てのエネルギー源になるので、従来の異常検
出装置を組電池の非動作時にも作動させるためには、異
常検出装置を組電池の電力で駆動しなければならず、そ
のため組電池の電力を無駄に消費してしまうという問題
が生じる。
【０００４】本発明は、上記のような従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、組電池の電力を無
駄に消費することなしに、組電池の非動作時に生じる異
常を検出することの出来る組電池の異常検出装置を提供
するを目的とする。
解決するためになされたものであり、組電池の電力を無
駄に消費することなしに、組電池の非動作時に生じる異
常を検出することの出来る組電池の異常検出装置を提供
するを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、一つの二次電池からなるセルまたは複数のセル
からなるモジュールを、複数個直列または直並列に接続
した組電池と、上記組電池に熱伝導的に接して設けられ
た熱電素子と、上記組電池の非動作時、すなわち充電お
よび放電を行なっていない時に、上記組電池の異常時に
発生する熱によって発生する上記熱電素子の起電力によ
って動作し、上記組電池の温度を計測する温度モニタ回
路と、上記温度モニタ回路で計測した異常時の温度を記
憶する記憶手段と、を備えるように構成している。な
お、温度の計測は、上記温度モニタ回路に温度センサを
設けてもよいし、或いは上記熱電素子の出力によって計
測してもよい。
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、一つの二次電池からなるセルまたは複数のセル
からなるモジュールを、複数個直列または直並列に接続
した組電池と、上記組電池に熱伝導的に接して設けられ
た熱電素子と、上記組電池の非動作時、すなわち充電お
よび放電を行なっていない時に、上記組電池の異常時に
発生する熱によって発生する上記熱電素子の起電力によ
って動作し、上記組電池の温度を計測する温度モニタ回
路と、上記温度モニタ回路で計測した異常時の温度を記
憶する記憶手段と、を備えるように構成している。な
お、温度の計測は、上記温度モニタ回路に温度センサを
設けてもよいし、或いは上記熱電素子の出力によって計
測してもよい。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の構成に、上記組電池の動作時、すなわち充電時
または放電時に、上記記憶手段の記憶内容を読み出し、
温度の異常上昇が記録されていた場合に異常発生を報知
する判定手段を追加したものである。なお、上記の判定
手段は、例えば組電池の電力で負荷を駆動する際の制御
装置（例えばコンピュータで構成）または充電装置に組
込み、負荷駆動開始時すなわち組電池の放電開始時や充
電開始時に作動して異常を判定するように構成すればよ
い。
に記載の構成に、上記組電池の動作時、すなわち充電時
または放電時に、上記記憶手段の記憶内容を読み出し、
温度の異常上昇が記録されていた場合に異常発生を報知
する判定手段を追加したものである。なお、上記の判定
手段は、例えば組電池の電力で負荷を駆動する際の制御
装置（例えばコンピュータで構成）または充電装置に組
込み、負荷駆動開始時すなわち組電池の放電開始時や充
電開始時に作動して異常を判定するように構成すればよ
い。
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、上記判定
手段の構成として、上記組電池の動作時、すなわち充電
時または放電時に、上記記憶手段の記憶内容を読み出し
て、上記セルまたはモジュールの電圧値が大幅に低下
し、かつ温度の異常上昇が記録されていた場合には電池
の内部短絡と判定し、上記セルまたはモジュールの電圧
値が大幅に低下し、かつ温度の異常上昇が記録されてい
なかった場合には電池の自己放電と判定して報知するよ
うに構成したものである。また、請求項４に記載の発明
は、上記熱電素子もしくは上記電池の温度を検出する温
度センサを、上記各セル毎に、もしくは上記各モジュー
ル毎に設け、各セルもしくは各モジュール毎に異常時の
温度を計測して記憶するように構成したものである。
手段の構成として、上記組電池の動作時、すなわち充電
時または放電時に、上記記憶手段の記憶内容を読み出し
て、上記セルまたはモジュールの電圧値が大幅に低下
し、かつ温度の異常上昇が記録されていた場合には電池
の内部短絡と判定し、上記セルまたはモジュールの電圧
値が大幅に低下し、かつ温度の異常上昇が記録されてい
なかった場合には電池の自己放電と判定して報知するよ
うに構成したものである。また、請求項４に記載の発明
は、上記熱電素子もしくは上記電池の温度を検出する温
度センサを、上記各セル毎に、もしくは上記各モジュー
ル毎に設け、各セルもしくは各モジュール毎に異常時の
温度を計測して記憶するように構成したものである。
【０００８】また、請求項５に記載の発明は、全てのセ
ルもしくはモジュールに接して設けられた一つの熱伝導
機構を有し、上記熱電素子を上記熱伝導機構に接して設
けるように構成したものである。なお、上記の熱伝導機
構は、例えば各セルまたは各モジュールに接する金属板
であり、その金属板に接して熱電素子を設ければよい。
また、上記二次電池は、例えば、請求項６に記載のごと
く、リチウムイオン二次電池である。ただし、他の形式
のリチウム二次電池や鉛−酸二次電池等の他の二次電池
の組電池においても本発明を適用することが出来る。
ルもしくはモジュールに接して設けられた一つの熱伝導
機構を有し、上記熱電素子を上記熱伝導機構に接して設
けるように構成したものである。なお、上記の熱伝導機
構は、例えば各セルまたは各モジュールに接する金属板
であり、その金属板に接して熱電素子を設ければよい。
また、上記二次電池は、例えば、請求項６に記載のごと
く、リチウムイオン二次電池である。ただし、他の形式
のリチウム二次電池や鉛−酸二次電池等の他の二次電池
の組電池においても本発明を適用することが出来る。
【０００９】
【作用】本発明においては、組電池に熱伝導的に接して
熱電素子を設け、組電池の異常時、すなわち電池の内部
短絡等が生じて電池の温度が異常に上昇した場合に、そ
の熱エネルギーによって生じる熱電素子の起電力を利用
して、温度モニタ回路を作動させ、そのような温度の異
常が生じたことを記憶手段に記憶させるものである。上
記のように構成すれば、上記組電池の非動作時、すなわ
ち充電および放電を行なっていない時においても、異常
が発生した事実を確実に記憶しておくことが出来、かつ
温度モニタ回路を駆動するエネルギー源として組電池の
電力を全く用いないので、無駄な電力を消費することも
ない。
熱電素子を設け、組電池の異常時、すなわち電池の内部
短絡等が生じて電池の温度が異常に上昇した場合に、そ
の熱エネルギーによって生じる熱電素子の起電力を利用
して、温度モニタ回路を作動させ、そのような温度の異
常が生じたことを記憶手段に記憶させるものである。上
記のように構成すれば、上記組電池の非動作時、すなわ
ち充電および放電を行なっていない時においても、異常
が発生した事実を確実に記憶しておくことが出来、かつ
温度モニタ回路を駆動するエネルギー源として組電池の
電力を全く用いないので、無駄な電力を消費することも
ない。
【００１０】また、請求項２に記載のような判定手段を
設け、上記の記憶手段に記憶した異常情報は、組電池の
動作時、すなわち充電時または放電時、特にその開始時
に、記憶手段の記憶内容を読み出し、温度の異常上昇が
記録されていた場合に異常発生を報知することにより、
操作員等に異常発生を告知することが出来る。また、そ
の報知信号を用いて充電や放電を停止させることもでき
る。また、請求項３に記載のように、内部短絡と自己放
電とを区別して判定することもできる。すなわち、内部
短絡と自己放電の場合には、共に電圧が低下するので、
電圧だけではその区別をすることが出来ない。しかし、
単なる自己放電の場合には温度の異常上昇はないので、
記憶手段の記憶内容を読み出し、温度の異常上昇の記録
があると共に電圧が低下（例えば０Ｖまで低下）してい
る場合には内部短絡、電圧の低下のみの場合には自己放
電と判定することが出来る。
設け、上記の記憶手段に記憶した異常情報は、組電池の
動作時、すなわち充電時または放電時、特にその開始時
に、記憶手段の記憶内容を読み出し、温度の異常上昇が
記録されていた場合に異常発生を報知することにより、
操作員等に異常発生を告知することが出来る。また、そ
の報知信号を用いて充電や放電を停止させることもでき
る。また、請求項３に記載のように、内部短絡と自己放
電とを区別して判定することもできる。すなわち、内部
短絡と自己放電の場合には、共に電圧が低下するので、
電圧だけではその区別をすることが出来ない。しかし、
単なる自己放電の場合には温度の異常上昇はないので、
記憶手段の記憶内容を読み出し、温度の異常上昇の記録
があると共に電圧が低下（例えば０Ｖまで低下）してい
る場合には内部短絡、電圧の低下のみの場合には自己放
電と判定することが出来る。
【００１１】また、請求項４に記載のように、熱電素子
もしくは温度センサを、各セル毎もしくは各モジュール
毎に設けることにより、各セルもしくは各モジュール毎
に異常時の温度を計測して記憶すること、すなわち異常
を生じたセルまたはモジュールがどれであるかを検出す
ることが出来る。また、請求項５に記載のように、全て
のセルもしくはモジュールに接して設けられた一つの熱
伝導機構、例えば金属板を設け、熱電素子をその金属板
に接して設ければ、１個の熱電素子を用いて全てのセル
またはモジュールの発熱を利用することが出来る。な
お、この場合には、組電池全体として異常発生の有無を
検出するものであれば上記１個の熱電素子のみで構成す
ることが出来るが、各セルまたは各モジュールのどれに
異常が発生したかを記憶するためには、各セルまたは各
モジュール毎に別個の温度センサを設ける必要がある。
また、本発明は全ての種類の二次電池からなる組電池に
適用できるが、請求項６に記載のごとく、リチウムイオ
ン二次電池のように異常検出を確実に行なう必要性の大
きな電池に特に適している。
もしくは温度センサを、各セル毎もしくは各モジュール
毎に設けることにより、各セルもしくは各モジュール毎
に異常時の温度を計測して記憶すること、すなわち異常
を生じたセルまたはモジュールがどれであるかを検出す
ることが出来る。また、請求項５に記載のように、全て
のセルもしくはモジュールに接して設けられた一つの熱
伝導機構、例えば金属板を設け、熱電素子をその金属板
に接して設ければ、１個の熱電素子を用いて全てのセル
またはモジュールの発熱を利用することが出来る。な
お、この場合には、組電池全体として異常発生の有無を
検出するものであれば上記１個の熱電素子のみで構成す
ることが出来るが、各セルまたは各モジュールのどれに
異常が発生したかを記憶するためには、各セルまたは各
モジュール毎に別個の温度センサを設ける必要がある。
また、本発明は全ての種類の二次電池からなる組電池に
適用できるが、請求項６に記載のごとく、リチウムイオ
ン二次電池のように異常検出を確実に行なう必要性の大
きな電池に特に適している。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の第１の実施例図である。図１にお
いて、１は組電池であり、１ａ〜１ｎからなる各電池
（単一の電池からなるセルまたは複数のセルからなるモ
ジュール）を直列に接続したものである。なお、直並列
に接続したものでもよい。また、２は制御装置であり、
組電池１の電力で負荷３を駆動する際の電力供給を制御
するものである。例えば、制御装置２は電気自動車にお
ける直流−交流変換用コンバータと制御用コンピュータ
からなる回路であり、負荷３は電気自動車駆動用モータ
である。４は熱電素子であり、熱を加えるとそれに対応
した起電力を生じるものであって、各電池に接して設け
られている。５は蓄電用のコンデンサ、６は抵抗、７は
ツェナダイオード、８はトランジスタ、９は温度モニタ
回路、１０はメモリ装置、１１は演算装置である。この
演算装置１１は、例えば前記制御装置２の制御用コンピ
ュータを共用することが出来る。なお、制御装置２と負
荷３との代わりに、図示しない充電装置を組電池１に接
続する場合もある。また、熱電素子４は１個のみを示し
ているが、各電池毎に設けてもよい。或いは組電池１の
全体に１個設けてもよい。ただし、その場合には、組電
池の全ての電池に熱的に接する熱伝導機構（例えば金属
板）を設け、その金属板に熱電素子４を取り付ける。こ
のようにすれば、どの電池で異常発熱が発生した場合で
もその熱を有効に利用することが出来る。
する。図１は本発明の第１の実施例図である。図１にお
いて、１は組電池であり、１ａ〜１ｎからなる各電池
（単一の電池からなるセルまたは複数のセルからなるモ
ジュール）を直列に接続したものである。なお、直並列
に接続したものでもよい。また、２は制御装置であり、
組電池１の電力で負荷３を駆動する際の電力供給を制御
するものである。例えば、制御装置２は電気自動車にお
ける直流−交流変換用コンバータと制御用コンピュータ
からなる回路であり、負荷３は電気自動車駆動用モータ
である。４は熱電素子であり、熱を加えるとそれに対応
した起電力を生じるものであって、各電池に接して設け
られている。５は蓄電用のコンデンサ、６は抵抗、７は
ツェナダイオード、８はトランジスタ、９は温度モニタ
回路、１０はメモリ装置、１１は演算装置である。この
演算装置１１は、例えば前記制御装置２の制御用コンピ
ュータを共用することが出来る。なお、制御装置２と負
荷３との代わりに、図示しない充電装置を組電池１に接
続する場合もある。また、熱電素子４は１個のみを示し
ているが、各電池毎に設けてもよい。或いは組電池１の
全体に１個設けてもよい。ただし、その場合には、組電
池の全ての電池に熱的に接する熱伝導機構（例えば金属
板）を設け、その金属板に熱電素子４を取り付ける。こ
のようにすれば、どの電池で異常発熱が発生した場合で
もその熱を有効に利用することが出来る。
【００１３】次に作用を説明する。組電池１の非動作
時、すなわち充電も放電も行なっていない場合には、制
御装置２および演算装置１１は非動作であり、したがっ
て電力は消費していない。この状態において、例えば組
電池１内の電池１ａに内部短絡が生じると、電池１ａの
温度が上昇し、その熱によって熱電素子４が電力を出力
する。その電力はコンデンサ５に蓄えられる。コンデン
サ５の端子電圧が上昇してツェナダイオードのツェナ電
圧を越えると、抵抗６とツェナダイオード７を介してト
ランジスタ８にベース電流が流れ、トランジスタ８は導
通する。そのため、熱電素子４の電力が温度モニタ回路
９に与えられ、温度モニタ回路９が作動する。温度モニ
タ回路９は、熱電素子４の出力電圧に基づいて電池１ａ
の温度を判定し、その値をメモリ装置１０に書き込む。
なお、温度モニタ回路９は温度の判定とメモリ装置１０
への書き込み機能を有する回路であればよいので、熱電
素子４の起電力で十分に動作することが出来る。上記の
ようにして、組電池１の非動作時に組電池１に異常が生
じて発熱した場合には、その温度をメモリ装置１０に記
憶することが出来る。そしてこの場合、各回路を作動さ
せる電力は、全て熱電素子４の起電力によるものである
から、組電池１の電力は全く消費しない。
時、すなわち充電も放電も行なっていない場合には、制
御装置２および演算装置１１は非動作であり、したがっ
て電力は消費していない。この状態において、例えば組
電池１内の電池１ａに内部短絡が生じると、電池１ａの
温度が上昇し、その熱によって熱電素子４が電力を出力
する。その電力はコンデンサ５に蓄えられる。コンデン
サ５の端子電圧が上昇してツェナダイオードのツェナ電
圧を越えると、抵抗６とツェナダイオード７を介してト
ランジスタ８にベース電流が流れ、トランジスタ８は導
通する。そのため、熱電素子４の電力が温度モニタ回路
９に与えられ、温度モニタ回路９が作動する。温度モニ
タ回路９は、熱電素子４の出力電圧に基づいて電池１ａ
の温度を判定し、その値をメモリ装置１０に書き込む。
なお、温度モニタ回路９は温度の判定とメモリ装置１０
への書き込み機能を有する回路であればよいので、熱電
素子４の起電力で十分に動作することが出来る。上記の
ようにして、組電池１の非動作時に組電池１に異常が生
じて発熱した場合には、その温度をメモリ装置１０に記
憶することが出来る。そしてこの場合、各回路を作動さ
せる電力は、全て熱電素子４の起電力によるものである
から、組電池１の電力は全く消費しない。
【００１４】次に、組電池の動作時、例えば制御装置２
を介して負荷３を駆動する場合には、制御装置２と演算
装置１１（例えば制御装置２の一部）とに組電池１から
の電力が与えれ、それらの装置が起動される。その際、
演算装置１１によってメモリ装置１０の記憶内容を読み
出し、温度上昇が記録されている場合には、異常が発生
したことを検知することが出来る。この検知結果は、図
示しない表示装置等で操作員等に表示することもできる
し、或いはその検知結果を制御装置２に送って、組電池
１の放電或いは充電を停止させるように制御することも
できる。
を介して負荷３を駆動する場合には、制御装置２と演算
装置１１（例えば制御装置２の一部）とに組電池１から
の電力が与えれ、それらの装置が起動される。その際、
演算装置１１によってメモリ装置１０の記憶内容を読み
出し、温度上昇が記録されている場合には、異常が発生
したことを検知することが出来る。この検知結果は、図
示しない表示装置等で操作員等に表示することもできる
し、或いはその検知結果を制御装置２に送って、組電池
１の放電或いは充電を停止させるように制御することも
できる。
【００１５】上記のように、図１の実施例においては、
組電池１に異常が発生した場合にのみ動作し、かつ異常
発熱のエネルギーを利用して異常発生を記憶することが
出来る。したがって組電池１の電力を消費することなし
に、制御装置や演算装置が作動していない非動作時にお
ける異常発生を確実に検出することが出来る。なお、図
１においては、熱電素子４および付属の回路（５〜８の
部分）は１個のみを示しているが、各電池毎に熱電素子
４と回路を設け、温度モニタ回路９では発熱した電池を
区別してメモリ回路１０に記憶するように構成すれば、
どの電池で異常が生じたかを区別して検出することがで
きる。
組電池１に異常が発生した場合にのみ動作し、かつ異常
発熱のエネルギーを利用して異常発生を記憶することが
出来る。したがって組電池１の電力を消費することなし
に、制御装置や演算装置が作動していない非動作時にお
ける異常発生を確実に検出することが出来る。なお、図
１においては、熱電素子４および付属の回路（５〜８の
部分）は１個のみを示しているが、各電池毎に熱電素子
４と回路を設け、温度モニタ回路９では発熱した電池を
区別してメモリ回路１０に記憶するように構成すれば、
どの電池で異常が生じたかを区別して検出することがで
きる。
【００１６】次に、図２は本発明の第２の実施例図であ
る。図２において、１２は組電池１の各電池の電圧を検
出する電圧センサであり、その他、図１と同符号は同一
物を示す。図２の装置は、動作開始時に、演算装置１１
が起動した際、メモリ装置１０の記憶内容と電圧センサ
１２で求めたセルまたはモジュールの電圧とによって、
内部短絡か単なる自己放電かを判定するものである。す
なわち、電池の電圧値が大幅に低下し、かつ温度の異常
上昇が記録されていた場合には電池の内部短絡であり、
電圧値は大幅に低下しているが温度の異常上昇が記録さ
れていなかった場合には単なる自己放電と判断すること
が出来る。なお、電圧センサ１２は、単に各電池から演
算装置１１への結線でもよく、演算装置１１内のＤ／Ａ
変換器等で電圧値を判断すればよい。また、図２におい
ては、電圧センサ１２は省略して１個のみを示している
が、これは各電池毎に設ける。その他の作用効果は、図
１と同様である。
る。図２において、１２は組電池１の各電池の電圧を検
出する電圧センサであり、その他、図１と同符号は同一
物を示す。図２の装置は、動作開始時に、演算装置１１
が起動した際、メモリ装置１０の記憶内容と電圧センサ
１２で求めたセルまたはモジュールの電圧とによって、
内部短絡か単なる自己放電かを判定するものである。す
なわち、電池の電圧値が大幅に低下し、かつ温度の異常
上昇が記録されていた場合には電池の内部短絡であり、
電圧値は大幅に低下しているが温度の異常上昇が記録さ
れていなかった場合には単なる自己放電と判断すること
が出来る。なお、電圧センサ１２は、単に各電池から演
算装置１１への結線でもよく、演算装置１１内のＤ／Ａ
変換器等で電圧値を判断すればよい。また、図２におい
ては、電圧センサ１２は省略して１個のみを示している
が、これは各電池毎に設ける。その他の作用効果は、図
１と同様である。
【００１７】次に、図３は、本発明の第３の実施例図で
ある。図３において、１３は電池の温度を検出する温度
センサ、１４はトランジスタ、１５〜１７は抵抗であ
り、その他、図１と同符号は同一物を示す。次に作用を
説明する。組電池１の非動作時において、組電池１内の
電池１ａに内部短絡が生じると、電池１ａの温度が上昇
し、その熱によって熱電素子４が電力を出力する。その
電力はコンデンサ５に蓄えられる。コンデンサ５の端子
電圧が上昇してツェナダイオードのツェナ電圧を越える
と、抵抗６とツェナダイオード７を介してトランジスタ
８にベース電流が流れ、トランジスタ８は導通する。そ
のため、トランジスタ１４にもベース電流が流れ、トラ
ンジスタ１４が導通するので、トランジスタ８のベース
電流はツェナダイオード７をバイパスしてトランジスタ
１４を介して流れることになる。このため、一旦、トラ
ンジスタ８、１４が導通すると、熱電素子４やコンデン
サ５の電圧が多少低下してもトランジスタ８は導通状態
を継続し、温度モニタ回路９は作動を続けることが出来
る。このようにヒステリシス特性を持たせることによ
り、安定した異常検知を行なうことが出来る。
ある。図３において、１３は電池の温度を検出する温度
センサ、１４はトランジスタ、１５〜１７は抵抗であ
り、その他、図１と同符号は同一物を示す。次に作用を
説明する。組電池１の非動作時において、組電池１内の
電池１ａに内部短絡が生じると、電池１ａの温度が上昇
し、その熱によって熱電素子４が電力を出力する。その
電力はコンデンサ５に蓄えられる。コンデンサ５の端子
電圧が上昇してツェナダイオードのツェナ電圧を越える
と、抵抗６とツェナダイオード７を介してトランジスタ
８にベース電流が流れ、トランジスタ８は導通する。そ
のため、トランジスタ１４にもベース電流が流れ、トラ
ンジスタ１４が導通するので、トランジスタ８のベース
電流はツェナダイオード７をバイパスしてトランジスタ
１４を介して流れることになる。このため、一旦、トラ
ンジスタ８、１４が導通すると、熱電素子４やコンデン
サ５の電圧が多少低下してもトランジスタ８は導通状態
を継続し、温度モニタ回路９は作動を続けることが出来
る。このようにヒステリシス特性を持たせることによ
り、安定した異常検知を行なうことが出来る。
【００１８】また、図３の回路においては、熱電素子４
とは別個に温度センサ１３を設けており、この温度セン
サ１３の信号によって温度モニタ回路９が電池の温度を
検出するように構成している。このように構成すれば電
池の温度をより正確に検出することが出来る。また、温
度センサ１３を各電池毎に取り付ければ、熱電素子４お
よびその回路は組電池１の全体に１個設けるだけでよ
い。ただし、その場合には、前記のように、組電池の全
ての電池に熱的に接する金属板を設け、その金属板に熱
電素子４を取り付ける。このようにすれば、どの電池で
異常発熱が発生した場合でもその熱を有効に利用するこ
とが出来ると共に、各電池毎に設けた温度センサによっ
てどの電池で異常が発生したかを記憶させることが出来
る。なお、熱電素子４とは別個に温度センサ１３を設け
る構成は、前記図１、図２にも当然適用できる。また、
図３の構成に、前記図２の電圧センサ１２を設け、図２
と同様の判定機能を設けることも出来る。
とは別個に温度センサ１３を設けており、この温度セン
サ１３の信号によって温度モニタ回路９が電池の温度を
検出するように構成している。このように構成すれば電
池の温度をより正確に検出することが出来る。また、温
度センサ１３を各電池毎に取り付ければ、熱電素子４お
よびその回路は組電池１の全体に１個設けるだけでよ
い。ただし、その場合には、前記のように、組電池の全
ての電池に熱的に接する金属板を設け、その金属板に熱
電素子４を取り付ける。このようにすれば、どの電池で
異常発熱が発生した場合でもその熱を有効に利用するこ
とが出来ると共に、各電池毎に設けた温度センサによっ
てどの電池で異常が発生したかを記憶させることが出来
る。なお、熱電素子４とは別個に温度センサ１３を設け
る構成は、前記図１、図２にも当然適用できる。また、
図３の構成に、前記図２の電圧センサ１２を設け、図２
と同様の判定機能を設けることも出来る。
【００１９】次に、図４は本発明の第４の実施例図であ
る。この実施例は、バックアップ電池１８を設け、熱電
素子４の出力が比較的低い場合にも確実に温度モニタ回
路が動作するように構成したものである。図４におい
て、１８はバックアップ電池、１９〜２１はダイオー
ド、２２、２３は抵抗であり、その他、図３と同符号は
同一物を示す。なお、図４の回路は、熱電素子４と温度
センサ１２を組電池１内の電池１ａに接して設けた場合
を示しているが、前記と同様に、熱電素子４とその回路
（バックアップ電池１８を含む）は各電池毎に設けても
よいし、または伝熱用の金属板を介して組電池１の全体
に１個だけ設けてもよい。全体に１個設ける場合には、
バックアップ電池１８のマイナス側端子は組電池１全体
のマイナス側端子（電池１ｎのマイナス端子）に接続す
る。また、温度センサ１３は各電池毎に設ける。電池の
異常発熱によって熱電素子４の出力電圧が上昇し、ツェ
ナダイオード７のツェナ電圧を越えると、トランジスタ
８が導通する。そのため、バックアップ電池１８の電力
が温度モニタ回路９に与えられ、温度モニタ回路９が作
動する。この場合、熱電素子４の起電力は、トランジス
タ８を導通させるだけでよいので、異常発熱の温度が比
較的低い場合でも、確実に温度検出を行なうことが出来
る。また、熱電素子４の起電力は、抵抗２２とダイオー
ド２１とを介して温度モニタ回路９の電力としても与え
られるようになっているので、温度が上昇して熱電素子
４の起電力が大きくなった場合には、その電力も利用す
ることが出来る。したがってバックアップ電池１８が自
己放電していたような場合でも、異常温度が生じれば確
実に検出することが出来る。なお、バックアップ電池１
８は、組電池１の充電時に、ダイオード１９を介して同
時に充電される。また、また、図４の構成に、前記図２
の電圧センサ１２を設け、図２と同様の判定機能を設け
ることも出来る。
る。この実施例は、バックアップ電池１８を設け、熱電
素子４の出力が比較的低い場合にも確実に温度モニタ回
路が動作するように構成したものである。図４におい
て、１８はバックアップ電池、１９〜２１はダイオー
ド、２２、２３は抵抗であり、その他、図３と同符号は
同一物を示す。なお、図４の回路は、熱電素子４と温度
センサ１２を組電池１内の電池１ａに接して設けた場合
を示しているが、前記と同様に、熱電素子４とその回路
（バックアップ電池１８を含む）は各電池毎に設けても
よいし、または伝熱用の金属板を介して組電池１の全体
に１個だけ設けてもよい。全体に１個設ける場合には、
バックアップ電池１８のマイナス側端子は組電池１全体
のマイナス側端子（電池１ｎのマイナス端子）に接続す
る。また、温度センサ１３は各電池毎に設ける。電池の
異常発熱によって熱電素子４の出力電圧が上昇し、ツェ
ナダイオード７のツェナ電圧を越えると、トランジスタ
８が導通する。そのため、バックアップ電池１８の電力
が温度モニタ回路９に与えられ、温度モニタ回路９が作
動する。この場合、熱電素子４の起電力は、トランジス
タ８を導通させるだけでよいので、異常発熱の温度が比
較的低い場合でも、確実に温度検出を行なうことが出来
る。また、熱電素子４の起電力は、抵抗２２とダイオー
ド２１とを介して温度モニタ回路９の電力としても与え
られるようになっているので、温度が上昇して熱電素子
４の起電力が大きくなった場合には、その電力も利用す
ることが出来る。したがってバックアップ電池１８が自
己放電していたような場合でも、異常温度が生じれば確
実に検出することが出来る。なお、バックアップ電池１
８は、組電池１の充電時に、ダイオード１９を介して同
時に充電される。また、また、図４の構成に、前記図２
の電圧センサ１２を設け、図２と同様の判定機能を設け
ることも出来る。
【００２０】次に、図５は、本発明の第５の実施例図で
ある。この実施例は、図４の実施例において、温度セン
サ１３を省略し、熱電素子４の出力によって温度を検出
するように構成したものである。図５において、熱電素
子４の両端子は温度モニタ回路９に結線されており、熱
電素子４の温度信号が温度モニタ回路９に送られるよう
になっている。その他の構成、作用は図４の回路と同様
である。
ある。この実施例は、図４の実施例において、温度セン
サ１３を省略し、熱電素子４の出力によって温度を検出
するように構成したものである。図５において、熱電素
子４の両端子は温度モニタ回路９に結線されており、熱
電素子４の温度信号が温度モニタ回路９に送られるよう
になっている。その他の構成、作用は図４の回路と同様
である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明において
は、組電池に熱伝導的に接して熱電素子を設け、組電池
の異常時に発生する熱エネルギーによって生じる熱電素
子の起電力を利用して、温度モニタ回路を作動させ、そ
のような温度の異常が生じたことを記憶手段に記憶させ
るように構成したことにより、組電池の非動作時におい
ても、異常が発生した事実を確実に記憶しておくことが
出来、かつ温度モニタ回路を駆動するエネルギー源とし
て組電池の電力を全く用いないので、無駄な電力を消費
することもない。また、請求項２に記載の発明において
は、組電池の動作時に、記憶手段の記憶内容を読み出
し、温度の異常上昇が記録されていた場合に異常発生を
報知することにより、操作員等に異常発生を告知するこ
とが出来る。また、その報知信号を用いて充電や放電を
停止させることもできる。また、請求項３に記載の発明
においては、内部短絡と自己放電とを区別して判定する
ことができる。また、請求項４に記載の発明において
は、異常を生じたセルまたはモジュールがどれであるか
を検出することが出来る。また、請求項５に記載の発明
においては、１個の熱電素子を用いて全てのセルまたは
モジュールの発熱を利用することが出来る、等の多くの
効果が得られる。なお、本発明は全ての種類の二次電池
からなる組電池に適用できるが、請求項６に記載のごと
く、リチウムイオン二次電池のように異常検出を確実に
行なう必要性の大きな電池に特に適している。
は、組電池に熱伝導的に接して熱電素子を設け、組電池
の異常時に発生する熱エネルギーによって生じる熱電素
子の起電力を利用して、温度モニタ回路を作動させ、そ
のような温度の異常が生じたことを記憶手段に記憶させ
るように構成したことにより、組電池の非動作時におい
ても、異常が発生した事実を確実に記憶しておくことが
出来、かつ温度モニタ回路を駆動するエネルギー源とし
て組電池の電力を全く用いないので、無駄な電力を消費
することもない。また、請求項２に記載の発明において
は、組電池の動作時に、記憶手段の記憶内容を読み出
し、温度の異常上昇が記録されていた場合に異常発生を
報知することにより、操作員等に異常発生を告知するこ
とが出来る。また、その報知信号を用いて充電や放電を
停止させることもできる。また、請求項３に記載の発明
においては、内部短絡と自己放電とを区別して判定する
ことができる。また、請求項４に記載の発明において
は、異常を生じたセルまたはモジュールがどれであるか
を検出することが出来る。また、請求項５に記載の発明
においては、１個の熱電素子を用いて全てのセルまたは
モジュールの発熱を利用することが出来る、等の多くの
効果が得られる。なお、本発明は全ての種類の二次電池
からなる組電池に適用できるが、請求項６に記載のごと
く、リチウムイオン二次電池のように異常検出を確実に
行なう必要性の大きな電池に特に適している。
【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施例のブロック図。
【図３】本発明の第３の実施例のブロック図。
【図４】本発明の第４の実施例のブロック図。
【図５】本発明の第５の実施例のブロック図。
１…組電池 １０…メモリ １ａ〜１ｎ…電池（セルまたはモジュール） １１…演
算装置 ２…制御装置 １２…電圧センサ ３…負荷 １３…温度センサ ４…熱電素子 １４…トランジス
タ ５…コンデンサ １５〜１７…抵抗 ６…抵抗 １８…バックアッ
プ電池 ７…ツェナダイオード １９〜２１…ダイ
オード ８…トランジスタ ２２、２３…抵抗 ９…温度モニタ回路
算装置 ２…制御装置 １２…電圧センサ ３…負荷 １３…温度センサ ４…熱電素子 １４…トランジス
タ ５…コンデンサ １５〜１７…抵抗 ６…抵抗 １８…バックアッ
プ電池 ７…ツェナダイオード １９〜２１…ダイ
オード ８…トランジスタ ２２、２３…抵抗 ９…温度モニタ回路
Claims (6)
- 【請求項１】一つの二次電池からなるセルまたは複数の
セルからなるモジュールを、複数個直列または直並列に
接続した組電池と、 上記組電池に熱伝導的に接して設けられた熱電素子と、 上記組電池の非動作時、すなわち充電および放電を行な
っていない時に、上記組電池の異常時に発生する熱によ
って発生する上記熱電素子の起電力によって動作し、上
記組電池の温度を計測する温度モニタ回路と、 上記温度モニタ回路で計測した異常時の温度を記憶する
記憶手段と、 を備えたことを特徴とする組電池の異常検出装置。 - 【請求項２】上記組電池の動作時、すなわち充電時また
は放電時に、上記記憶手段の記憶内容を読み出し、温度
の異常上昇が記録されていた場合に異常発生を報知する
判定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の組
電池の異常検出装置。 - 【請求項３】上記判定手段は、上記組電池の動作時、す
なわち充電時または放電時に、上記記憶手段の記憶内容
を読み出して、上記セルまたはモジュールの電圧値が大
幅に低下し、かつ温度の異常上昇が記録されていた場合
には電池の内部短絡と判定し、上記セルまたはモジュー
ルの電圧値が大幅に低下し、かつ温度の異常上昇が記録
されていなかった場合には電池の自己放電と判定して報
知するものである、ことを特徴とする請求項２に記載の
組電池の異常検出装置。 - 【請求項４】上記熱電素子もしくは上記電池の温度を検
出する温度センサを、上記各セル毎に、もしくは上記各
モジュール毎に設け、各セルもしくは各モジュール毎に
異常時の温度を計測して記憶する、ことを特徴とする請
求項１乃至請求項３の何れかに記載の組電池の異常検出
装置。 - 【請求項５】全てのセルもしくはモジュールに接して設
けられた一つの熱伝導機構を有し、上記熱電素子を上記
熱伝導機構に接して設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の組電池の異常検出装置。 - 【請求項６】上記二次電池は、リチウムイオン二次電池
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか
に記載の組電池の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21976194A JP3697724B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 組電池の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21976194A JP3697724B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 組電池の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883630A true JPH0883630A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3697724B2 JP3697724B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=16740594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21976194A Expired - Lifetime JP3697724B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 組電池の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697724B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT414276B (de) * | 2004-08-20 | 2006-10-15 | Siemens Transportation Systems | Kurzschlusserkennung bei thermoelementen |
| WO2009013898A1 (ja) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池の内部短絡検知装置および方法、電池パック並びに電子機器システム |
| WO2009013899A1 (ja) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池の内部短絡検知装置および方法、電池パック並びに電子機器システム |
| JP2012052857A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Panasonic Corp | 二次電池の異常検出回路、及び電池電源装置 |
| US8334699B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-12-18 | Panasonic Corporation | Battery internal short-circuit detection apparatus and method, and battery pack |
| JP2017084458A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 車載バッテリの異常検知装置 |
| KR20170095673A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-23 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 전원 공급 장치 |
| WO2017187518A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 株式会社 東芝 | 蓄電池装置 |
| JP2020061317A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 電池の異常報知装置 |
| WO2020111564A1 (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 주식회사 엘지화학 | 열 방출이 개선된 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 |
| EP3809513A4 (en) * | 2018-11-29 | 2021-09-01 | Lg Chem, Ltd. | BATTERY MODULE WITH IMPROVED HEAT DISSIPATION, BATTERY PACK WITH THIS BATTERY MODULE AND VEHICLE WITH THIS BATTERY PACK |
| US11870083B2 (en) | 2018-11-01 | 2024-01-09 | Nec Corporation | Exterior body, abnormality detector, and abnormality detection system |
| WO2024111751A1 (ko) * | 2022-11-22 | 2024-05-30 | 쿠팡 주식회사 | 배터리의 상태를 감지하는 방법 및 전자 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102332444B1 (ko) | 2019-12-23 | 2021-11-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 열 폭주 검출 장치, 배터리 시스템 및 배터리 시스템의 열 폭주 검출 방법 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP21976194A patent/JP3697724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT414276B (de) * | 2004-08-20 | 2006-10-15 | Siemens Transportation Systems | Kurzschlusserkennung bei thermoelementen |
| US8334699B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-12-18 | Panasonic Corporation | Battery internal short-circuit detection apparatus and method, and battery pack |
| WO2009013898A1 (ja) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池の内部短絡検知装置および方法、電池パック並びに電子機器システム |
| WO2009013899A1 (ja) | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Panasonic Corporation | 電池の内部短絡検知装置および方法、電池パック並びに電子機器システム |
| JP2012052857A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Panasonic Corp | 二次電池の異常検出回路、及び電池電源装置 |
| JP2017084458A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-05-18 | 三菱自動車工業株式会社 | 車載バッテリの異常検知装置 |
| KR20170095673A (ko) * | 2016-02-15 | 2017-08-23 | 엘지이노텍 주식회사 | 열전소자 전원 공급 장치 |
| WO2017187518A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 株式会社 東芝 | 蓄電池装置 |
| JP2020061317A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 三菱自動車工業株式会社 | 電池の異常報知装置 |
| US11870083B2 (en) | 2018-11-01 | 2024-01-09 | Nec Corporation | Exterior body, abnormality detector, and abnormality detection system |
| WO2020111564A1 (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 주식회사 엘지화학 | 열 방출이 개선된 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차 |
| EP3809513A4 (en) * | 2018-11-29 | 2021-09-01 | Lg Chem, Ltd. | BATTERY MODULE WITH IMPROVED HEAT DISSIPATION, BATTERY PACK WITH THIS BATTERY MODULE AND VEHICLE WITH THIS BATTERY PACK |
| US11342613B2 (en) | 2018-11-29 | 2022-05-24 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module with improved heat dissipation, battery pack including the battery module and vehicle including the battery pack |
| US11342612B2 (en) | 2018-11-29 | 2022-05-24 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module with improved heat dissipation, battery pack including the battery module and vehicle including the battery pack |
| WO2024111751A1 (ko) * | 2022-11-22 | 2024-05-30 | 쿠팡 주식회사 | 배터리의 상태를 감지하는 방법 및 전자 장치 |
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