JP2014164812A - Power storage device module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池やキャパシタのような蓄電装置が複数並列に配置されて構成された蓄電装置モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage device module configured by arranging a plurality of power storage devices such as secondary batteries and capacitors in parallel.
二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。また、電気自動車やハイブリッド自動車のように走行モータの電源として二次電池を使用する場合は、大電流充電や大電流放電及び大容量化が要求されるため、複数個の二次電池からなる組電池（電池モジュール）が使用されている。 Power storage devices such as secondary batteries and capacitors are widely used as power sources because they can be recharged and can be used repeatedly. In addition, when a secondary battery is used as a power source for a traction motor, such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, a large current charging, a large current discharging and a large capacity are required. Batteries (battery modules) are used.
大電流での充・放電は電池内部の大きな発熱を伴い、また、組電池では限られたスペースに多数の電池を収納することから電池温度が上昇し、電池性能の劣化を促進してしまうという問題がある。そのため、電池の劣化防止、抑制のために電池の冷却が必要とされる。また、電池は所定温度以上でないと、充・放電が円滑に行われないため、冬季や寒冷地等、使用環境が低温の場合は加熱が必要となる。即ち、電池を適正に使用するためには温度調整が必要になる。二次電池に限らず、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタにおいても同様である。 Charging / discharging with a large current is accompanied by a large amount of heat generated inside the battery, and in the assembled battery, a large number of batteries are stored in a limited space, which increases the battery temperature and promotes deterioration of battery performance. There's a problem. Therefore, cooling of the battery is required for preventing and suppressing the deterioration of the battery. In addition, since charging / discharging is not smoothly performed unless the battery is at a predetermined temperature or higher, heating is necessary when the usage environment is low, such as in winter or in a cold region. That is, temperature adjustment is necessary to use the battery properly. The same applies not only to secondary batteries but also to capacitors such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors.
しかし、電池モジュール（蓄電装置モジュール）は、二次電池（蓄電装置）が並列に配置されて構成されており、内側に配置された二次電池は少なくとも両側に他の二次電池が存在する状態のため、外側に配置された二次電池に比べて放熱がし難い。一方、外側に配置された二次電池は外部環境の影響を受け易い。 However, the battery module (power storage device module) is configured such that secondary batteries (power storage devices) are arranged in parallel, and the secondary battery arranged inside has at least other secondary batteries on both sides. Therefore, it is difficult to dissipate heat as compared to the secondary battery arranged outside. On the other hand, the secondary battery disposed outside is easily affected by the external environment.
電池モジュールの寿命は、使用条件により異なるため、電池モジュールの交換時期を適切に判断することが重要になる。電池モジュールの交換時期には、寿命による交換時期の他、蓄電装置の異常が原因による交換時期がある。電池モジュールの状態を監視するため、一般には各電池の状態を監視する。例えば、組電池を構成する各蓄電池の電圧を検出して各蓄電池の電圧を個別に監視する電圧監視回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 Since the lifetime of the battery module varies depending on use conditions, it is important to appropriately determine the replacement time of the battery module. The replacement time of the battery module includes a replacement time due to an abnormality of the power storage device in addition to a replacement time due to the life. In order to monitor the state of the battery module, the state of each battery is generally monitored. For example, a voltage monitoring circuit that detects the voltage of each storage battery constituting the assembled battery and individually monitors the voltage of each storage battery is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
ところが、蓄電装置モジュールの異常を検出するため、各蓄電装置にセンサを取り付けることは、蓄電装置モジュールが大型化するだけでなく取り付けの手間やコストも増加する。 However, attaching a sensor to each power storage device in order to detect an abnormality in the power storage device module not only increases the size of the power storage device module but also increases the labor and cost of attachment.
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサの数を減らして蓄電装置モジュールの交換時期を適切に判断することができる蓄電装置モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a power storage device module that can appropriately determine the replacement timing of a power storage device module by reducing the number of sensors. .
上記課題を解決する蓄電装置モジュールは、複数の蓄電装置が並列に配置されて構成された蓄電装置モジュールであって、前記蓄電装置モジュールの並列方向の外側、及び内側にそれぞれ異常を検出するパイロットセルを有する。ここで、「パイロットセル」とは、必ずしも他の蓄電装置と同じ構成及び容量の蓄電装置に限らず、容量が小さな蓄電装置であったり蓄電装置の機能がないものであったりしてもよい。また、「異常」とは、パイロットセルの状態が予め設定された正常状態と異なる状態であることを意味し、例えば、温度が設定された温度範囲から外れたり、蓄電装置の機能を有するパイロットセルの場合に、セル内の圧力が設定された圧力範囲から外れたりすることを意味する。 A power storage device module that solves the above-described problem is a power storage device module configured by arranging a plurality of power storage devices in parallel, each of which detects an abnormality on the outer side and the inner side in the parallel direction of the power storage device module. Have Here, the “pilot cell” is not necessarily limited to a power storage device having the same configuration and capacity as those of other power storage devices, and may be a power storage device having a small capacity or having no function of the power storage device. In addition, “abnormal” means that the state of the pilot cell is different from a preset normal state, for example, the pilot cell has a function of a power storage device or the temperature is out of a set temperature range. In this case, it means that the pressure in the cell deviates from the set pressure range.
この構成によれば、複数の蓄電装置が並列に配置されて構成された蓄電装置モジュールの並列方向の外側、及び内側にそれぞれ異常を検出するパイロットセルが存在する。複数の蓄電装置が並列に配置されて構成された蓄電装置モジュールでは、蓄電装置の蓄電装置モジュール中における位置によって、充電時あるいは放電時の条件が異なり、蓄電装置モジュールの並列方向の外側に配置された蓄電装置は、環境温度が蓄電装置の反応に適した温度より低い場合、並列方向の内側に配置された蓄電装置に比べて悪条件となる。そして、悪条件となる位置にパイロットセルが配置されているため、良好な条件となる位置にパイロットセルを配置した場合に比べて、パイロットセルの異常を検出し易くなり、蓄電装置モジュールが交換を必要とする状態であるか否かを判断し易くなる。したがって、センサの数を減らして蓄電装置モジュールの交換時期を適切に判断することができる。 According to this configuration, there are pilot cells that detect anomalies on the outer side and the inner side in the parallel direction of the power storage device module configured by arranging a plurality of power storage devices in parallel. In a power storage device module configured by arranging a plurality of power storage devices in parallel, the conditions at the time of charging or discharging differ depending on the position of the power storage device in the power storage device module, and the power storage device modules are arranged outside in the parallel direction of the power storage device module. When the environmental temperature is lower than the temperature suitable for the reaction of the power storage device, the power storage device is in a worse condition than the power storage device arranged inside in the parallel direction. And since the pilot cell is arranged at a position that is in a bad condition, it becomes easier to detect an abnormality of the pilot cell than in the case where the pilot cell is arranged at a position that is in a good condition, and the power storage device module is replaced. It becomes easy to determine whether or not the state is necessary. Therefore, it is possible to appropriately determine the replacement timing of the power storage device module by reducing the number of sensors.
前記パイロットセルは、それぞれ温度センサを有することが好ましい。蓄電装置は、充電及び放電の際に電池内部に発熱を伴い、蓄電装置に異常があれば蓄電装置の温度に異常が生じる。そのため、パイロットセルが蓄電装置の機能を備えていれば、温度を検出することによりパイロットセルが異常か否かを判断することができる。また、パイロットセルが蓄電装置の機能を備えていなくても、周囲の蓄電装置の温度の影響で温度が変化するため、異常か否かを判断することができる。 Each of the pilot cells preferably has a temperature sensor. The power storage device generates heat inside the battery during charging and discharging, and if the power storage device is abnormal, the temperature of the power storage device is abnormal. Therefore, if the pilot cell has the function of the power storage device, it can be determined whether the pilot cell is abnormal by detecting the temperature. Even if the pilot cell does not have the function of the power storage device, the temperature changes due to the temperature of the surrounding power storage device, so it can be determined whether or not there is an abnormality.
前記温度センサの検出信号に基づいて異常の有無を判断する閾値は、前記外側に配置されたパイロットセルと、前記内側に配置されたパイロットセルとで異なることが好ましい。この構成によれば、異常の有無を判断する閾値を同じに設定した場合に比べて、蓄電装置モジュールの交換時期を適切に判断することができる。 It is preferable that the threshold value for determining whether there is an abnormality based on the detection signal of the temperature sensor is different between the pilot cell arranged outside and the pilot cell arranged inside. According to this configuration, it is possible to appropriately determine the replacement time of the power storage device module as compared with the case where the threshold values for determining whether there is an abnormality are set to be the same.
前記パイロットセルは、それぞれ圧力センサを有することが好ましい。この構成によれば、パイロットセルが蓄電装置の場合、圧力センサの検出信号に基づいてパイロットセルが異常か否かを判断することができる。 Each of the pilot cells preferably has a pressure sensor. According to this configuration, when the pilot cell is a power storage device, it can be determined whether the pilot cell is abnormal based on the detection signal of the pressure sensor.
前記パイロットセルは、それぞれ電圧センサを有することが好ましい。この構成によれば、検出された電圧値に基づいて電気抵抗あるいは電流値を演算することができる。
前記パイロットセルは、異常時における電流遮断機能を有することが好ましい。この構成によれば、異常時にパイロットセル自身で電流を遮断するため、センサの検出信号をモニタして異常の有無を判断した後、異常時に蓄電装置モジュールの電流を遮断する構成に比べて、異常状態で蓄電装置モジュールの作動を早期に停止させることができる。
Each of the pilot cells preferably has a voltage sensor. According to this configuration, the electric resistance or the current value can be calculated based on the detected voltage value.
It is preferable that the pilot cell has a current interruption function in the event of an abnormality. According to this configuration, since the pilot cell itself cuts off the current in the event of an abnormality, the sensor detection signal is monitored to determine whether there is an abnormality, and then the abnormality is compared to the configuration in which the current of the power storage device module is interrupted in the event of an abnormality. In this state, the operation of the power storage device module can be stopped early.
本発明によれば、センサの数を減らして蓄電装置モジュールの交換時期を適切に判断することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately determine the replacement timing of the power storage device module by reducing the number of sensors.
以下、蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュールに具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール１０は、複数の蓄電装置としての二次電池１１が並列に配置されて構成されている。図１では隣り合う二次電池１１の厚さ方向に重なる状態で配置された二次電池１１の列が３列に並列に配置されている。二次電池モジュール１０は、二次電池モジュール１０の並列方向の外側、及び内側にそれぞれ異常を検出するパイロットセル１２を有する。この実施形態では、内側に１個のパイロットセル１２を有し、外側に２個のパイロットセル１２を有する。パイロットセル１２として他の二次電池１１と同じ構成で、同じ放電容量の二次電池１１が使用されている。
Hereinafter, an embodiment embodied in a secondary battery module as a power storage device module will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a secondary battery module 10 as a power storage device module is configured by arranging secondary batteries 11 as a plurality of power storage devices in parallel. In FIG. 1, the rows of secondary batteries 11 arranged in the state of overlapping in the thickness direction of adjacent secondary batteries 11 are arranged in parallel in three rows. The secondary battery module 10 includes pilot cells 12 that detect anomalies on the outer side and the inner side of the secondary battery module 10 in the parallel direction. In this embodiment, one pilot cell 12 is provided on the inner side, and two pilot cells 12 are provided on the outer side. As the pilot cell 12, the secondary battery 11 having the same configuration and the same discharge capacity as that of the other secondary battery 11 is used.
二次電池モジュール１０の並列方向の内側とは、図１のように二次電池１１が３列の場合、真ん中の列の中央の二次電池１１を内側の二次電池１１とみてもよいし、それぞれの列の中央の二次電池１１を内側の二次電池１１とみてもよい。また、各列を構成する二次電池１１の数が奇数ではなく偶数の場合は、中央の二次電池１１はそれぞれ２個になり、いずれか一方の二次電池１１をパイロットセル１２として使用する。 The inner side in the parallel direction of the secondary battery modules 10 means that when the secondary batteries 11 are arranged in three rows as shown in FIG. 1, the middle secondary battery 11 in the middle row may be regarded as the inner secondary battery 11. The secondary battery 11 in the center of each row may be regarded as the inner secondary battery 11. When the number of secondary batteries 11 constituting each column is an even number instead of an odd number, the number of the secondary batteries 11 at the center is two, and one of the secondary batteries 11 is used as the pilot cell 12. .
図１では二次電池１１を模式的に四角箱状に示しているが、図２に示すように、二次電池１１は、有底四角箱状のケース本体１３の開口部を覆う蓋体１４から正極端子１１ｐ及び負極端子１１ｎが突出するように形成されている。二次電池１１は、正極端子１１ｐが隣り合う二次電池１１の負極端子１１ｎに、負極端子１１ｎが隣り合う二次電池１１の正極端子１１ｐにそれぞれバスバー１５を介して接続されて、電気的に直列に接続されている。そして、二次電池モジュール１０を構成する各二次電池１１は、一体的に移動可能に図示しないケース内に収容、あるいは図示しない支持フレームで固定されている。また、二次電池モジュール１０を構成する二次電池１１の数は、二次電池モジュール１０が必要とする出力電圧に対応して設定される。 In FIG. 1, the secondary battery 11 is schematically shown in a square box shape. However, as shown in FIG. 2, the secondary battery 11 is a lid body 14 that covers the opening of the bottomed square box-like case body 13. The positive electrode terminal 11p and the negative electrode terminal 11n are formed so as to protrude. The secondary battery 11 is electrically connected to the negative electrode terminal 11n of the secondary battery 11 having the positive electrode terminal 11p and the positive electrode terminal 11p of the secondary battery 11 having the negative electrode terminal 11n connected to each other through the bus bar 15. Connected in series. And each secondary battery 11 which comprises the secondary battery module 10 is accommodated in the case which is not shown in figure so that it can move integrally, or is fixed with the support frame which is not shown in figure. Further, the number of secondary batteries 11 constituting the secondary battery module 10 is set corresponding to the output voltage required by the secondary battery module 10.
前記のように構成された二次電池モジュール１０を車両の走行用モータの電源として使用した場合の作用を説明する。
図３に示すように、二次電池モジュール１０は入出力端子１０ａ，１０ｂが負荷１６に接続されている。負荷１６は、例えば、車両の走行用モータ及びその駆動回路である。二次電池モジュール１０を構成する各パイロットセル１２には、それぞれ温度センサ１７が取り付けられている。温度センサ１７は、パイロットセル１２の表面温度を検出する。温度センサ１７は判断装置１８に電気的に接続されている。また、判断装置１８には二次電池モジュール１０の入出力電流を検出する電流センサ１９が電気的に接続されている。判断装置１８は、二次電池モジュール１０が負荷１６を駆動するときには、電流センサ１９の検出信号により二次電池モジュール１０の出力電流を演算し、二次電池モジュール１０の充電時には電流センサ１９の検出信号により二次電池モジュール１０の入力電流を演算する。
The operation when the secondary battery module 10 configured as described above is used as a power source for a vehicle driving motor will be described.
As shown in FIG. 3, the secondary battery module 10 has input / output terminals 10 a and 10 b connected to a load 16. The load 16 is, for example, a vehicle driving motor and its drive circuit. A temperature sensor 17 is attached to each pilot cell 12 constituting the secondary battery module 10. The temperature sensor 17 detects the surface temperature of the pilot cell 12. The temperature sensor 17 is electrically connected to the determination device 18. Further, a current sensor 19 that detects an input / output current of the secondary battery module 10 is electrically connected to the determination device 18. The determination device 18 calculates the output current of the secondary battery module 10 based on the detection signal of the current sensor 19 when the secondary battery module 10 drives the load 16, and detects the current sensor 19 when the secondary battery module 10 is charged. Based on the signal, the input current of the secondary battery module 10 is calculated.
温度センサ１７、電流センサ１９及び判断装置１８は、車両の電源がオフの状態でも一定期間は情報を検出可能な機能を有する。例えば、温度センサ１７、電流センサ１９及び判断装置１８の電源は車両の電源と独立している。 The temperature sensor 17, the current sensor 19, and the determination device 18 have a function of detecting information for a certain period even when the vehicle is turned off. For example, the power source of the temperature sensor 17, the current sensor 19, and the determination device 18 is independent of the power source of the vehicle.
判断装置１８は、ＣＰＵ２０及びメモリ２１を備えている。メモリ２１には予め試験により求められた二次電池モジュール１０の正常な状態における各パイロットセル１２の表面温度と、使用条件との関係を示すマップが記憶されている。使用条件とは充電時及び放電時の環境温度と、充電電流（入力電流）あるいは放電電流（出力電流）の大きさの他、二次電池モジュール１０の使用履歴と現時点におけるパイロットセル１２の適正温度範囲を意味する。判断装置１８は、充電時及び放電時に、温度センサ１７及び電流センサ１９の検出信号を入力し、パイロットセル１２の表面温度が適正温度範囲にあるか否かを判断する。判断装置１８は、パイロットセル１２の表面温度が適正温度範囲から逸脱した状態が予め設定された所定時間経過すると、異常状態と判断する。そして、図示しない異常状態報知手段を作動させたり、車両全体の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）へ異常信号を出力してＥＣＵを介して二次電池モジュール１０の出力を停止させたりする。異常状態報知手段は、例えば、警告ランプや警告ブザーである。 The determination device 18 includes a CPU 20 and a memory 21. The memory 21 stores a map showing the relationship between the surface temperature of each pilot cell 12 in a normal state of the secondary battery module 10 obtained by a test in advance and the use conditions. The usage conditions include the environmental temperature during charging and discharging, the magnitude of the charging current (input current) or the discharging current (output current), the usage history of the secondary battery module 10 and the appropriate temperature of the pilot cell 12 at the present time. Means range. The determination device 18 inputs detection signals of the temperature sensor 17 and the current sensor 19 at the time of charging and discharging, and determines whether or not the surface temperature of the pilot cell 12 is in an appropriate temperature range. The determination device 18 determines that the state in which the surface temperature of the pilot cell 12 has deviated from the appropriate temperature range is an abnormal state when a predetermined time has elapsed. Then, an abnormal state notifying means (not shown) is operated, or an abnormal signal is output to an electronic control unit (ECU) that controls the entire vehicle to stop the output of the secondary battery module 10 via the ECU. The abnormal state notification means is, for example, a warning lamp or a warning buzzer.
異常状態と判断された二次電池モジュール１０は、新しい二次電池モジュール１０と交換される。そして、異常状態と判断された二次電池モジュール１０は、検査工場で分解されて各二次電池１１の異常の有無が検査される。そして、二次電池モジュール１０は、異常が検出された二次電池１１が交換されて、再生二次電池モジュールとして利用される場合もある。 The secondary battery module 10 determined to be in an abnormal state is replaced with a new secondary battery module 10. Then, the secondary battery module 10 determined to be in an abnormal state is disassembled at an inspection factory and inspected for the presence or absence of each secondary battery 11. The secondary battery module 10 may be used as a regenerated secondary battery module after the secondary battery 11 in which an abnormality has been detected is replaced.
二次電池モジュール１０は、多数の二次電池１１が並列に配置されて構成されており、図１では、模式的に２７個の二次電池１１で構成されているが、例えば、必要とする出力電圧に対応して直列に接続される二次電池１１の数は多くなり、１００個以上の二次電池１１が必要な場合もある。そのため、二次電池モジュール１０の内側中央に位置する二次電池１１は、周囲の二次電池１１の発熱の影響を受けて最も温度が高い環境で充放電を行うことになり、使用条件が苛酷になる。一方、二次電池モジュール１０の外側に位置する二次電池１１は、二次電池モジュール１０の外部環境の温度の影響を受け易く、寒冷地や冷蔵倉庫、冷凍倉庫内等の気温の低い環境では使用条件が苛酷になる。 The secondary battery module 10 is configured by arranging a large number of secondary batteries 11 in parallel. In FIG. 1, the secondary battery module 10 is schematically configured by 27 secondary batteries 11. The number of secondary batteries 11 connected in series corresponding to the output voltage increases, and there may be cases where 100 or more secondary batteries 11 are required. Therefore, the secondary battery 11 located at the inner center of the secondary battery module 10 is charged and discharged in an environment where the temperature is highest under the influence of heat generated by the surrounding secondary batteries 11, and the usage conditions are severe. become. On the other hand, the secondary battery 11 located outside the secondary battery module 10 is easily affected by the temperature of the external environment of the secondary battery module 10, and in cold environments, refrigerated warehouses, refrigerated warehouses, and other low-temperature environments. Use conditions become severe.
したがって、二次電池モジュール１０の異常を検出するためのセンサの数が少ない状態で適切に交換時期を判断するには、使用条件が苛酷な状態にある二次電池１１が異常か否かを判断することが、適切となる。 Therefore, in order to appropriately determine the replacement time in a state where the number of sensors for detecting an abnormality in the secondary battery module 10 is small, it is determined whether or not the secondary battery 11 in a severe use condition is abnormal. It is appropriate to do.
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）二次電池モジュール１０（蓄電装置モジュール）は、複数の二次電池１１（蓄電装置）が並列に配置されて構成された二次電池モジュール１０であって、二次電池モジュール１０の並列方向の外側、及び内側にそれぞれ異常を検出するパイロットセル１２を有する。したがって、パイロットセルの状態が異常か否かを検出するのに必要なセンサの数を減らして二次電池モジュール１０の交換時期を適切に判断することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The secondary battery module 10 (power storage device module) is a secondary battery module 10 configured by arranging a plurality of secondary batteries 11 (power storage device) in parallel, and the secondary battery modules 10 are arranged in parallel. Pilot cells 12 that detect anomalies are provided outside and inside the direction, respectively. Therefore, it is possible to appropriately determine the replacement time of the secondary battery module 10 by reducing the number of sensors necessary for detecting whether or not the state of the pilot cell is abnormal.
（２）パイロットセル１２は、それぞれ温度センサ１７が取り付けられている。二次電池１１は、充電及び放電の際に電池内部に発熱を伴い、二次電池１１に異常があれば二次電池１１の温度に異常が生じる。そのため、パイロットセル１２が二次電池１１の機能を備えていれば、パイロットセル１２の温度を検出することによりパイロットセル１２が異常か否かを判断することができる。また、パイロットセル１２が二次電池１１の機能を備えていなくても、周囲の二次電池１１の温度の影響で温度が変化するため、異常か否かを判断することができる。 (2) Each pilot cell 12 has a temperature sensor 17 attached thereto. The secondary battery 11 generates heat inside the battery during charging and discharging, and if the secondary battery 11 is abnormal, the temperature of the secondary battery 11 is abnormal. Therefore, if the pilot cell 12 has the function of the secondary battery 11, it can be determined whether the pilot cell 12 is abnormal by detecting the temperature of the pilot cell 12. Even if the pilot cell 12 does not have the function of the secondary battery 11, since the temperature changes due to the temperature of the surrounding secondary battery 11, it can be determined whether or not there is an abnormality.
（３）温度センサ１７の検出信号に基づいて異常の有無を判断する閾値が、二次電池モジュール１０の並列方向の外側に配置されたパイロットセル１２と、内側に配置されたパイロットセル１２とで異なる。二次電池モジュール１０の並列方向の外側に配置された二次電池１１（パイロットセル１２）と、内側に配置された二次電池１１（パイロットセル１２）とでは環境温度が異なり、温度センサ１７の検出温度は環境温度の影響を受ける。そのため、異常の有無を判断する閾値が、前記外側に配置されたパイロットセル１２と内側に配置されたパイロットセル１２とで異なる場合は、同じに設定された場合に比べて、二次電池モジュール１０の交換時期をより適切に判断することができる。 (3) The threshold value for determining the presence or absence of abnormality based on the detection signal of the temperature sensor 17 is determined by the pilot cells 12 arranged outside the secondary battery module 10 in the parallel direction and the pilot cells 12 arranged inside. Different. The environmental temperature differs between the secondary battery 11 (pilot cell 12) disposed outside the secondary battery module 10 in the parallel direction and the secondary battery 11 (pilot cell 12) disposed inside, and the temperature sensor 17 The detected temperature is affected by the environmental temperature. Therefore, when the threshold value for determining the presence / absence of abnormality is different between the pilot cell 12 arranged on the outside and the pilot cell 12 arranged on the inside, the secondary battery module 10 is compared with the case where the same is set. It is possible to more appropriately determine the replacement period.
（４）パイロットセル１２として、他の二次電池１１と同じ二次電池１１が使用されている。二次電池１１及びパイロットセル１２を電気的に直列に接続する場合、二次電池モジュール１０としての放電容量は、最も放電容量の小さなセルの放電容量と等しくなってしまう。そのため、パイロットセル１２の放電容量を二次電池１１と等しくしておくことで、二次電池モジュール１０としての放電容量が低下しない。 (4) The same secondary battery 11 as the other secondary batteries 11 is used as the pilot cell 12. When the secondary battery 11 and the pilot cell 12 are electrically connected in series, the discharge capacity as the secondary battery module 10 becomes equal to the discharge capacity of the cell having the smallest discharge capacity. Therefore, the discharge capacity of the secondary battery module 10 does not decrease by keeping the discharge capacity of the pilot cell 12 equal to that of the secondary battery 11.
（５）パイロットセル１２に取り付けられた温度センサ１７の検出信号に基づいて判断装置１８が二次電池モジュール１０の交換時期を判断する。したがって、各パイロットセル１２にそれぞれ二次電池モジュール１０の交換時期を判断する構成を設ける場合に比べて、パイロットセル１２の構成が簡単になる。 (5) The determination device 18 determines the replacement time of the secondary battery module 10 based on the detection signal of the temperature sensor 17 attached to the pilot cell 12. Therefore, the configuration of the pilot cell 12 is simplified as compared with the case where each pilot cell 12 is provided with a configuration for determining the replacement time of the secondary battery module 10.
（６）判断装置１８は、各パイロットセル１２に取り付けられた温度センサ１７の検出信号とその検出信号が出力された時の二次電池モジュール１０の入出力状態（充放電状態）とをメモリ２１に経過履歴として記憶させておき、その経過履歴と、現時点の温度センサ１７の検出信号と、二次電池モジュール１０の入出力状態とに基づいて二次電池モジュール１０の交換時期を判断する。したがって、温度センサ１７の検出信号と、その時点における二次電池モジュール１０の入出力状態とから二次電池モジュール１０の交換時期を判断する場合に比べて判断精度が良くなる。 (6) The determination device 18 stores the detection signal of the temperature sensor 17 attached to each pilot cell 12 and the input / output state (charge / discharge state) of the secondary battery module 10 when the detection signal is output. Is stored as a progress history, and the replacement time of the secondary battery module 10 is determined based on the progress history, the detection signal of the current temperature sensor 17, and the input / output state of the secondary battery module 10. Therefore, the determination accuracy is improved as compared with the case where the replacement time of the secondary battery module 10 is determined from the detection signal of the temperature sensor 17 and the input / output state of the secondary battery module 10 at that time.
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ パイロットセル１２に取り付けられて、パイロットセル１２の異常を検出して二次電池モジュール１０の交換時期の判断に利用するセンサとして、温度センサ１７に代えて圧力センサを使用してもよい。圧力センサを使用した場合、外部からの機械的押圧によりケースが損傷した場合の異常を早期に検出することができる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
A pressure sensor may be used in place of the temperature sensor 17 as a sensor that is attached to the pilot cell 12 to detect abnormality of the pilot cell 12 and is used for determining the replacement time of the secondary battery module 10. When the pressure sensor is used, it is possible to detect an abnormality in the case where the case is damaged due to mechanical pressing from the outside at an early stage.
○ 圧力センサとしては、例えば、ひずみゲージが使用される。ひずみゲージの取り付け位置は、二次電池１１の蓋体１４の表面が取り付け位置の自由度やひずみゲージからの出力信号線の取り回し等の観点から最も好ましい。蓋体１４ではなくケース本体１３の表面に取り付ける場合は、二次電池モジュール１０の並列方向の内側に配置されたパイロットセル１２に対してはケース本体１３の側壁全てが隣り合う二次電池１１の側壁と対向しているため側壁に取り付けるのは難しく、底壁外面となる。一方、二次電池モジュール１０の並列方向の外側に配置されたパイロットセル１２の場合は、図４に示すように、ケース本体１３の側壁のうち２個の側壁は隣り合う二次電池１１の側壁と対向している。そのため、パイロットセル１２に対するひずみゲージの取り付け位置を好ましい順を示すと、蓋体１４の上面、パイロットセル１２の厚さ方向と直交する側壁１２ａ、パイロットセル１２の厚さ方向と平行な側壁１２ｂ、底壁（図示せず）の順になる。 ○ For example, a strain gauge is used as the pressure sensor. The mounting position of the strain gauge is most preferable from the viewpoint of the degree of freedom of the mounting position of the cover 14 of the secondary battery 11 and the handling of the output signal line from the strain gauge. When attaching to the surface of the case body 13 instead of the lid body 14, the side walls of the case body 13 are all adjacent to the pilot cells 12 arranged inside the secondary battery module 10 in the parallel direction. Since it faces the side wall, it is difficult to attach to the side wall, and it becomes the outer surface of the bottom wall. On the other hand, in the case of the pilot cell 12 arranged outside the secondary battery module 10 in the parallel direction, as shown in FIG. 4, two side walls of the case body 13 are side walls of the adjacent secondary battery 11. Is facing. Therefore, when a preferable order of the strain gauge mounting position with respect to the pilot cell 12 is shown, the upper surface of the lid 14, the side wall 12 a orthogonal to the thickness direction of the pilot cell 12, the side wall 12 b parallel to the thickness direction of the pilot cell 12, It becomes the order of the bottom wall (not shown).
○ 二次電池モジュール１０の並列方向の外側に配置されたパイロットセル１２に、温度センサ１７及び圧力センサの両方を取り付けてもよい。
○ パイロットセル１２に取り付けられてパイロットセル１２の異常を検出し、二次電池モジュール１０の交換時期の判断に利用するセンサとして、電圧センサを使用してもよい。判断装置１８は電流センサ１９からの検出信号により二次電池モジュール１０の入出力電流値を演算し、その電流値と各パイロットセル１２に取り付けられている電圧センサの検出信号から演算した電圧値とからその時点における各パイロットセル１２の抵抗値と電流量とを演算する。そして、その時点における二次電池モジュール１０の入出力電流量に対応する適正な電流量及び抵抗値と比較して、パイロットセル１２が異常か否かを判断する。
Both the temperature sensor 17 and the pressure sensor may be attached to the pilot cell 12 arranged outside the secondary battery module 10 in the parallel direction.
A voltage sensor may be used as a sensor that is attached to the pilot cell 12 to detect an abnormality in the pilot cell 12 and is used to determine the replacement time of the secondary battery module 10. The determination device 18 calculates the input / output current value of the secondary battery module 10 based on the detection signal from the current sensor 19, and calculates the current value and the voltage value calculated from the detection signal of the voltage sensor attached to each pilot cell 12. Therefore, the resistance value and current amount of each pilot cell 12 at that time are calculated. Then, it is compared with an appropriate current amount and resistance value corresponding to the input / output current amount of the secondary battery module 10 at that time to determine whether or not the pilot cell 12 is abnormal.
○ 二次電池モジュール１０を車両の電源として使用する場合、車両全体の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）が判断装置１８の機能を備えた構成としてもよい。
○ パイロットセル１２に取り付けて二次電池モジュール１０の交換時期の判断に利用するセンサとして、前記センサ以外に、電気抵抗率センサ、電流センサ、熱伝導率センサを使用してもよい。
In the case where the secondary battery module 10 is used as a vehicle power source, an electronic control unit (ECU) that controls the entire vehicle may have a function of the determination device 18.
In addition to the sensor, an electrical resistivity sensor, a current sensor, or a thermal conductivity sensor may be used as a sensor that is attached to the pilot cell 12 and used for determining the replacement time of the secondary battery module 10.
○ パイロットセル１２は、異常時における電流遮断機能を有する構成であってもよい。電流遮断機能を有する構成としては、例えば、半導体スイッチをパイロットセル１２と直列に接続される二次電池１１との接続部に設ける。半導体スイッチは異常時にオフになるように設けられる。半導体スイッチとしてはパワートランジスタ、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）、トライアック等が挙げられる。 The pilot cell 12 may be configured to have a current interruption function during an abnormality. As a configuration having a current interruption function, for example, a semiconductor switch is provided at a connection portion with the secondary battery 11 connected in series with the pilot cell 12. The semiconductor switch is provided so as to be turned off when an abnormality occurs. Examples of the semiconductor switch include a power transistor, an SSR (solid state relay), and a triac.
○ パイロットセル１２は、他の二次電池１１と同じものに限らず、例えば、大きさが同じで容量が小さな二次電池１１を使用したり、大きさが同じで二次電池１１の機能がないものを使用したりしてもよい。 ○ The pilot cell 12 is not limited to the same battery as the other secondary battery 11, for example, the secondary battery 11 having the same size and small capacity is used, or the function of the secondary battery 11 having the same size is the same. You may use what is not.
○ 二次電池モジュール１０は、二次電池モジュール１０を構成する全ての二次電池１１がバスバー１５により電気的に直列に接続された構成に限らず、例えば、直列に接続された複数の二次電池１１の組が並列に接続された構成であっても、並列に接続された複数の二次電池１１の組が直列に接続された構成であってもよい。 The secondary battery module 10 is not limited to a configuration in which all the secondary batteries 11 constituting the secondary battery module 10 are electrically connected in series by the bus bar 15, for example, a plurality of secondary batteries connected in series. Even if it is the structure by which the group of the battery 11 was connected in parallel, the structure by which the group of the several secondary battery 11 connected in parallel was connected in series may be sufficient.
○ 蓄電装置モジュールは、二次電池モジュール１０に限らず、例えば、複数の蓄電装置としてリチウムイオンキャパシタのようなキャパシタが複数、並列に配置された構成であってもよい。 The power storage device module is not limited to the secondary battery module 10 and may be configured, for example, as a plurality of power storage devices in which a plurality of capacitors such as lithium ion capacitors are arranged in parallel.
○ 蓄電装置モジュールは、車両の走行用モータの電源に限らず、電力を使用する種々の負荷の電源として使用されてもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
The power storage device module is not limited to a power source for a vehicle driving motor, and may be used as a power source for various loads that use electric power.
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
（１）複数の蓄電装置が並列に配置されて構成された蓄電装置モジュールの異常検出装置であって、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の蓄電装置モジュールと、前記パイロットセルに取り付けられ、前記パイロットセルの異常を検出して前記蓄電装置モジュールの交換時期の判断に利用するセンサと、前記センサの検出信号に基づいて前記蓄電装置モジュールの異常の有無を判断する判断装置とを備えた蓄電装置モジュールの異常検出装置。 (1) A power storage device module abnormality detection device configured by arranging a plurality of power storage devices in parallel, wherein the power storage device module according to any one of claims 1 to 6 and the pilot cell A sensor that detects an abnormality of the pilot cell and uses it to determine when to replace the power storage device module; and a determination device that determines whether there is an abnormality in the power storage device module based on a detection signal of the sensor; An abnormality detection device for a power storage device module.
１０…蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール、１１…蓄電装置としての二次電池、１２…パイロットセル、１７…温度センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Secondary battery module as an electrical storage apparatus module, 11 ... Secondary battery as an electrical storage apparatus, 12 ... Pilot cell, 17 ... Temperature sensor.
Claims (6)
前記蓄電装置モジュールの並列方向の外側、及び内側にそれぞれ異常を検出するパイロットセルを有する蓄電装置モジュール。 A power storage device module configured by arranging a plurality of power storage devices in parallel,
A power storage device module having a pilot cell for detecting an abnormality on each of an outer side and an inner side in a parallel direction of the power storage device module.
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