JP7117357B2

JP7117357B2 - 電池中の短絡を区別するためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP7117357B2
Application number: JP2020171705A
Authority: JP
Inventors: チャン，ジェンミン; ファン，ウェイフェン
Original assignee: セルガードエルエルシー
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2020-10-12
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: US10656195B2; WO2016003958A1; CN106663847A; DE112015003070T5; US20200278400A1; JP6778617B2; CN106663847B; US20210167428A1; US10921385B2; JP2017522554A; CN112838286A; US20150377948A1; JP2021012889A

Description

本出願は、参照によって本願に組み込まれる、２０１４年６月３０日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第６２／０１８，９３０号に対する優先権およびその利益を主張するものである。

本発明は、電池、特にリチウム二次電池中の短絡を区別するため、および／または、区別し、および／またはその上で応答するための新規または改善されたシステム、安全システム、警報などに関する。

たとえばリチウム電池システムなど進化した電池システムにおいて、短絡は、電池の性能低下、電池の故障、電池の破損などによって生じ得る深刻な問題である。短絡問題は、電池のユーザのみならず、電池製造業者および電池部品供給業者の大きな関心事である。短絡プロセスの原因およびメカニズムはよく理解されていない。

少なくとも選択された実施形態によると、本発明は、上記問題またはニーズに関し、および／または対処し得るものであり、および／または、電池、特にリチウム二次電池中の短絡を区別するため、および／または、区別し、および／またはその上で応答するための新規または改善されたシステムおよび／または方法、安全システム、警報などを提供し得る。

少なくとも特定の実施形態によると、電池中の短絡を区別するためのシステムは、電池またはセルに連結された少なくとも１つの検出器手段と、検出器と導通しており、電池短絡性質の少なくとも１つのプロファイル、および検出器手段からのデータをプロファイルと一致させるための比較器手段を含むモニタ手段と、検出器手段からの情報に基づいて動作を行うためのコントローラ手段とを含む。システムは、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視してよい。システムは、積極的応答または受動的応答のために様々な電池短絡性質を識別してよい。

少なくとも特定の選択された実施形態によると、電池またはセル中の短絡を検出し、監視し、それに対応するための方法は、電池の性質を検出するステップ、電池の性質と、少なくとも１つの既定の電池性質プロファイルとを比較するステップ、比較に基づいて短絡のタイプを決定するステップ、および決定に基づいて特定の緩和動作を行うステップを含む。方法は、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視するステップを含んでよい。方法は、積極的応答または受動的応答を決定し指示するために様々な電池短絡性質を識別するステップも含んでよい。

電池は、電池、セル、パック、システム、モジュール（互いに連結した複数のセル）、大型パック（互いに連結した複数のモジュール）、二次（充電式）電池、リチウム電池、リチウム一次電池、リチウム二次電池、リチウム二次セル、ポリマー電池、ゲル電池、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、リチウム合金電池、リチウム空気電池、イオン輸送粒子がリチウムイオンである任意の電池、エネルギー貯蔵装置、蓄電池、コンデンサ、ＣＥ、ＥＶ、ＥＳＳ、またはＢＥＳＳ電池、セル、システムまたはパック、またはそれらの組み合わせの少なくとも１つであってよい。

少なくとも特定の実施形態によると、電池中の短絡を区別するためのシステムは、電池に連結された検出器と、検出器と導通しており、電池短絡性質のプロファイル、および検出器からのデータをプロファイルと一致させるための比較器を含むモニタと、検出器からの情報に基づいて動作を行うためのコントローラとを含む。電池中の短絡を検出するための方法は、電池の性質を検出するステップ、電池の性質と既定の電池性質プロファイルとを比較するステップ、比較に基づいて短絡のタイプを決定するステップ、および決定に基づいて緩和動作を行うステップを含む。システム／方法は、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視してよい。システム／方法は、積極的応答または受動的応答のために様々な電池短絡性質を識別する。

本発明の少なくとも典型的な実施形態、態様、または目的を説明するために、現在好適である形式が図内に示されるが、本発明は、図示されたとおりの構成および手段に限定されるものではないことが理解される。

本発明（システム）の実施形態の概略図である。本発明（方法）の実施形態を示すフローチャートである。Ａ～Ｈ。電池短絡の様々なカテゴリ（またはタイプ）の概略図である。電池が未塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、短絡箇所（短絡スポット）における温度対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池の温度（平均）対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池全体の電圧降下対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池全体の電圧降下対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池（短絡スポット）の温度対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池の温度（平均）対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池全体の電圧降下対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池（短絡スポット）の温度対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。電池が未塗装および塗装セパレータを有する場合のいくつかのタイプの短絡に関して、電池の温度（平均）対時間である電池短絡プロファイル（または性質）を示すグラフである。

類似した番号が類似した要素を示す図面を参照すると、図１には、電池中の短絡を少なくとも識別（または予測）するためのシステム１０である本発明の実施形態が示される。システム１０は、電池Ｂと導通し（または電池Ｂに接続または連結され）ている。

電池Ｂは、任意のタイプの電池であってよい。電池は、本明細書で用いられる場合、個々のセル、モジュール（互いに連結された複数のセル）、および／またはパック（互いに連結された複数のモジュール）を含むと理解されてよい。電池Ｂは、任意のタイプの二次（再充電可能な）電池であってよい。１つの好適な実施形態において、電池Ｂは、リチウム二次電池またはセルであってよい。以下の説明を簡略化するために、電池はリチウム（Ｌｉ）電池と称されるが、本発明はそのように限定されないことが理解される。アノード（－）（負極板または負極）およびカソード（＋）（正極板または正極）は、本明細書で用いられる場合、例外が明記されない限りは電池の放電状態を参照する。電池の材料は、任意の従来の電池材料であってよい。アノードは、本明細書で用いられる場合、任意の従来のアノード材料を参照する。カソードは、本明細書で用いられる場合、任意の従来のカソード材料を参照する。従来のアノードおよびカソード材料は、Ｌｉｎｄｅｎ，Ｄ．，ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＢａｔｔｅｒｉｅｓ，ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，ＭｃＧｒａｗ－Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．ＮｅｗＹｏｒｋ，ＮＹ（１９９５）、Ｂｅｓｅｎｈａｒｄ，Ｊ．Ｏ．，ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＢａｔｔｅｒｙＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｗｉｌｅｙ・ＶＣＨ，ＮｅｗＹｏｕｒ，ＮＹ（１９９９）、およびＡｒｏｒａ，Ｐ．＆Ｚｈａｎｇ，Ｚ．，ＢａｔｔｅｒｙＳｅｐａｒａｔｏｒｓ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，２００４，１０４，４４１９－４４６２に記載され、全てが参照によって本明細書に組み込まれる。リチウム二次電池については、Ｌｉｎｄｅｎ，Ｉｂｉｄ．，ｃｈａｐｔｅｒ３６、Ｂｅｓｅｎｈａｒｄ，Ｉｂｉｄ．，ＰａｒｔＩＩＩ，ｃｈａｐｔｅｒｓ３－１０、およびＡｒｏｒａ＆Ｚｈａｎｇを参照するものとし、それら全てが参照によって本明細書に組み込まれる。

電池中の短絡を識別（または予測）するためのシステム１０は、１つの実施形態において、一般に、電池Ｂに連結された検出装置（検出器）１２と、検出装置（検出器）１２と導通しており、（記憶装置１６内にある）電池短絡性質のプロファイル、および検出器１２からのデータを記憶装置１６内の上記プロファイルと一致させるための比較器１８を含む監視装置（モニタ）１４と、検出装置からの情報に基づいて動作を行う制御論理装置（コントローラ）２０とを含む。システム１０は、（制御論理装置２０と導通しているように示される）システム１０と導通している動作または応答生成器２２を任意選択的に含んでよい。

本発明をよりよく理解するために、動作の根拠（または理論）が以下で説明されるが、本発明はこの根拠（または理論）に限定されるものではない。上記背景技術において言及したように、たとえばリチウム二次電池などの電池における短絡はよく理解されていない。研究を重ねた結果、電池短絡は様々な物理属性（または特性または性質）によってグループ分け（または特徴化または識別）され得ることが判明した。これらの属性は、発生中の短絡の物理属性、および／または短絡の結果（または影響）であってよい。短絡の様々なタイプ（たとえば時間の関数として測定されたパラメータ）を区別することによって、電池の安全性および／または性能、短絡に対する応答、特定の短絡に対する応答の制限、および／または他の短絡に対する応答の強化、および／またはそれらの組み合わせに対処し、および／またはそれらを改善することが可能になり得る。

上記を説明するために、図３Ａ～Ｈが参照される。図３Ａ～Ｈは、短絡のいくつかの典型的なタイプ（またはグループまたはカテゴリ）を記載すなわち図示する。図３Ａ～Ｈに記載される典型的な短絡は、特にリチウム二次電池に関して生じているが、他のタイプの電池またはエネルギー貯蔵装置（電池、セル、モジュール、パック、システム、蓄電池、コンデンサ、ＣＥ、ＥＶ、ＥＳＳ、またはＢＥＳＳシステムまたはパックなど）についても同様のグループが関連し、または作成されてよい。

図３Ａは、（Ｌｉ電池ではアルミニウム（Ａｌ）フィルムであってよい）カソード集電装置とアノードとの間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は大量のエネルギーを放出得る。これは危険な短絡であり得る。

図３Ｂは、（Ｌｉ電池ではアルミニウム（Ａｌ）フィルムであってよい）カソード集電装置とアノードの端部との間の短絡である。この短絡は、外部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は大量のエネルギーを放出し得る。これは危険な短絡であり得る。

図３Ｃは、（Ｌｉ電池ではアルミニウム（Ａｌ）フィルムであってよい）カソード集電装置と、（Ｌｉ電池では銅（Ｃｕ）フィルムであってよい）アノード集電装置との間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は大量のエネルギーを放出し得る。これは危険な短絡であり得る。

図３Ｄは、（Ｌｉ電池ではアルミニウム（Ａｌ）フィルムであってよい）カソード集電装置の端部と、（Ｌｉ電池では銅（Ｃｕ）フィルムであってよい）アノード集電装置の端部との間の短絡である。この短絡は、外部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は大量のエネルギーを放出し得る。これは危険な短絡であり得る。

図３Ｅは、カソードと、（Ｌｉ電池では銅（Ｃｕ）フィルムであってよい）アノード集電装置との間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）少ない量のエネルギーを放出し得る。これは、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）危険が少ない短絡であり得る。

図３Ｆは、カソードと、（Ｌｉ電池では銅（Ｃｕ）フィルムであってよい）アノード集電装置のエッジ部との間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）少ない量のエネルギーを放出し得る。これは、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）危険が少ない短絡であり得る。

図３Ｇは、カソードとアノードとの間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはハード短絡と称され得る。この短絡は、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）少ない量のエネルギーを放出し得る。これは、（図３Ａ～Ｄで言及される短絡と比べて）危険が少ない短絡であり得る。

図３Ｈは、カソードとアノードとの間の短絡である。この短絡は、内部短絡および／またはソフト短絡と称され得る。この短絡は、比較的健全な電池において頻繁に発生する。この短絡は、さらに危険が少ない、または危険ではないと考えられ得る。

（図３Ａ～Ｈには示されない）他のタイプの短絡は、後に３Ｉとして示される、カソードのエッジ部とアノードのエッジ部との間の短絡である。

識別された数タイプの短絡に関して、それらの性質（すなわち電池短絡性質のプロファイル）が（経験的または数学的に）研究およびモデル化され得る。電池の動作中に測定され得る外部パラメータは、温度、エネルギー（たとえば熱）、電圧、電流、抵抗、およびそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。温度は、短絡のスポット（すなわち箇所）（短絡スポット）における温度を指してよく、あるいは電池またはセルの温度（平均）を指してもよい。これらの外部パラメータは、たとえば時間および／または温度の関数として測定されてよい。これらのパラメータの分析は、任意の従来の方法で遂行されてよい。たとえば電圧降下（たとえばボルト）は電圧計によって（好適には時間の関数として）測定され得る。電流（たとえばアンペア）は電流計によって（好適には時間の関数として）測定され得る。抵抗（たとえばオーム）はオーム計によって（好適には時間の関数として）測定され得る。温度（たとえば℃）は温度計によって（好適には時間の関数として）測定され得る。温度測定は、電池の内部または外部に設置された熱電対またはセンサによって、および／または（電池の内部温度の測定により適した）熱画像スキャナによって測定され得る。発熱（たとえばカロリー）は熱量計によって（好適には時間の関数として）測定され得る。これらの外部パラメータに基づいて、電池短絡性質のプロファイルが生成され得る。

それぞれのプロファイルの例が図４～１２に示される。図４～１２に関して、ベースフィルムまたは未塗装セパレータは、膜の外面にセラミック充填塗装が一切ない微多孔質膜を指し、塗装部または塗装セパレータは、膜の外面の少なくとも片方または両方にセラミック塗装を有する微多孔質膜を指す。図４～１２で言及される短絡タイプは、上記を参照して識別される。図４は、温度（短絡スポット）を時間の関数として様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。図５は、温度（平均）を時間の関数として様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。図６は、電圧を時間の関数として様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。図７は、電圧降下を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｃ、３Ｅ、３Ｇ）の短絡プロファイルを示す。図８は、温度（短絡スポット）を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｃ、３Ｅ、３Ｇ）の短絡プロファイルを示す。図９は、温度（平均）を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ａ、３Ｃ、３Ｅ、３Ｇ）の短絡プロファイルを示す。図１０は、電圧降下を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ｂ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。図１１は、温度（短絡スポット）を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ｂ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。図１２は、温度（平均）を時間の関数として未塗装および塗装（－Ｃ）セパレータの様々な短絡タイプ（３Ｂ、３Ｄ、３Ｆ、３Ｉ）の短絡プロファイルを示す。

各短絡は、１つの短絡を他の短絡と区別する独自のプロファイルを有する。また、これらの短絡性質は、本発明のシステムおよび／または方法において後に用いるための「ルックアップ」テーブル内で数学的に表現され、または定義されてよい。

これらの短絡の各々が電池中で結果をもたらす。しかし、結果は同じではないことがある。いくつかの結果が他の結果よりも深刻であり、または深刻ではないことがある。すなわち、いくつかの短絡は即時の動作（積極的応答）を必要とし得るが、他の短絡は即時の動作が必要ではないか、または何の動作も必要ではない（受動的応答）。積極的または受動的な応答は、短絡の重大性に対して適切であるとみなされる任意の応答であってよい。積極的応答は、電池が燃焼するので施設から避難する（電池は保全できない）こと、電池を取り出すこと、または電池を急速に冷却することを含んでよいがそれらに限定されない。受動的応答は、都合がつき次第電池を検査してもらう（当面の危険はない）ことを含んでよいがそれらに限定されない。本発明のシステムおよび方法は、たとえば電池またはパックの電気および／または冷却スイッチ、シャットダウンセパレータ、セラミック塗装セパレータ、ＨＴＭＩセパレータなどであるがそれらに限定されない電池またはセル安全機能、建物警備または火災安全システムの他の安全機能の一部であってよく、および／またはそれらと併用されてよい。

システム１０は、上述したように、検出装置（検出器）１２と、（記憶装置１６内にある）電池短絡性質のプロファイルおよび比較器１８を有する監視装置（モニタ）１４と、制御論理装置（コントローラ）２０とを一般に含む。システム１０は、システム１０と導通している動作または警報生成器（アクチュエータ）２２を任意選択的に含んでよい。

検出装置（検出器）１２は、電池Ｂと導通している。検出装置１２は、温度、エネルギー（たとえば熱）、電圧、電流、および／または抵抗を時間および／または温度の関数として、および／または単独で測定するためのセンサを含んでよい。電池の運転（または性質）に関する情報は、検出器１２によって取得され、監視装置１４に伝達される。

監視装置（モニタ）１４は一般に、記憶装置１６および比較器１８を含む。（モニタ１４内またはシステム１０内のどこかにあってよい）記憶装置１６は、様々な電池短絡性質の既定のプロファイルを保持するために用いられる。これらのプロファイルは、数式または「ルックアップ」テーブルの形式で格納されてよい。比較器１８は、検出器１２からの情報と、ファイル１６に格納されたプロファイルとを比較するために用いられる。比較器１８が、検出器１２からの情報とファイル１６内のプロファイルとの一致が存在すると決定すると、制御論理装置（コントローラ）２０へメッセージが送信される。

制御論理装置（コントローラ）２０は、短絡問題を緩和または解決するために、応答がある場合どのような応答をすべきかを判定する。各短絡に対する既定の適切な応答は、コントローラ２０（またはシステム１０内のどこか）に格納されてよい。モニタ１４からのメッセージが送信されると、コントローラ２０は、既定の応答を検索する。コントローラ２０は適宜、動作生成器（アクチュエータ）２２にメッセージまたは命令を送信してよい。

動作生成器（アクチュエータ）２２は、緩和応答を実行するための装置である。アクチュエータはたとえば、警報（たとえばクラクションや警告灯）、遮断スイッチ、クーラントおよび／またはクエンチシステム、（たとえば危険な状態の電池を隔離するための）バリケードなどであってよい。

電池中の短絡を検出し、それに基づいて緩和するための方法１００が、図２に示すフローチャートに示される。電池中の短絡を検出するための方法１００は一般に、電池の性質を検出するステップ１０２、電池の性質と既定の電池性質プロファイルとを比較するステップ１０４、比較に基づいて短絡のタイプを決定するステップ１０６、および予測に基づいて緩和動作を行うステップ１０８を含む。これらのステップの詳細は、上述したシステム１０に対応する。

上記システム１０／方法１００は、研究所、試験施設、警報システム、電池制御システム、車両（自動車、航空機、列車など）、エネルギー貯蔵システム、スマートグリッド、家庭用エネルギー貯蔵システムなどを含むがそれらに限定されない様々な用途で用いられてよい。

少なくとも選択された実施形態、態様、または物品によると、本発明は、上記問題またはニーズに関し、および／またはそれらに対処するものであってよく、および／または、電池、特にリチウム二次電池における短絡を区別するため、および／または区別し、および／またはその上で応答するための新規または改善されたシステムおよび／または方法、安全システム、警報などを提供するものであってよい。

少なくとも特定の実施形態、態様、または物品によると、電池中の短絡を区別するためのシステムは、電池またはセルに連結された少なくとも１つの検出器手段と、検出器と導通しており、電池短絡性質の少なくとも１つのプロファイル、および検出器手段からのデータをプロファイルと一致させるための比較器手段を含むモニタ手段と、検出器手段からの情報に基づいて動作を行うためのコントローラ手段とを含む。システムは、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視してよい。システムは、積極的応答または受動的応答を指示するために様々な電池短絡性質を識別してよい。

少なくとも特定の選択された実施形態、態様、または物品によると、電池またはセル中の短絡を検出し、監視し、それに対応するための方法は、電池の性質を検出するステップ、電池の性質と少なくとも１つの既定の電池性質プロファイルとを比較するステップ、比較に基づいて短絡のタイプを決定するステップ、および決定に基づいて特定の緩和動作を行うステップを含む。方法は、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視するステップを含んでよい。方法は、積極的応答または受動的応答を決定および指示するために様々な電池短絡性質を識別するステップも含んでよい。

少なくとも特定の実施形態、態様、または物品によると、電池中の短絡を区別するためのシステムは、電池に連結された検出器と、検出器と導通しており、電池短絡性質のプロファイル、および検出器からのデータをプロファイルと一致させるための比較器を含むモニタと、検出器からの情報に基づいて動作を行うためのコントローラとを含む。電池中の短絡を検出するための方法は、電池の性質を検出するステップ、電池の性質と既定の電池性質プロファイルとを比較するステップ、比較に基づいて短絡のタイプを決定するステップ、および決定に基づいて緩和動作を行うステップを含む。システム／方法は、電池の温度、電池による発熱、電池を流れる電流、電池全体の電圧降下、および／またはそれらの組み合わせを監視してよい。システム／方法は、積極的応答または受動的応答のために様々な電池短絡性質を識別する。

本発明は、本発明の主旨および不可欠な属性から逸脱することなく他の形式で具体化されてよく、したがって、本発明の範囲を示すものとして上記明細書および添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲を参照すべきである。

Claims

電池中の短絡を区別し、それに基づいて緩和するためのシステムであって、前記システムは、
前記電池に連結された少なくとも１つの検出器であって、前記検出器は、温度、エネルギー、電圧、電流、および抵抗のうち少なくとも１つを測定するためのセンサを含み、前記センサは、放電の最中に前記電池に連結されている、検出器と、
前記検出器と導通しているモニタであって、前記モニタは、中に電池短絡性質の複数の既定のプロファイルが格納される第１の記憶装置を含み、前記プロファイルは、時間の関数としての温度および時間の関数としての電圧を含む、経験的または数学的にモデル化された短絡性質に基づくプロファイルを含み、かつ危険な短絡およびより危険が少ない短絡としてグループ分けされ、前記モニタは、前記少なくとも１つの検出器からのデータを前記プロファイルと一致させるための比較器を含む、モニタと、
前記モニタと導通しているコントローラであって、前記コントローラは、中に短絡の各タイプに関する既定の動作の一覧が格納される第２の記憶装置を含み、積極的応答または受動的応答のために前記危険な短絡および前記より危険が少ない短絡を識別し、前記既定のプロファイルのうち１つを選択する、コントローラと、
選択された動作を実施するように前記コントローラと導通しているアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記危険な短絡に対して前記電池を冷却するクーラントシステム、および前記危険な短絡に対して前記電池を隔離するバリケードから成る群から選択される、アクチュエータと、
を備える、システム。
前記電池は、電池、セル、パック、システム、モジュール、二次電池、リチウム二次電池、リチウム二次セル、ポリマー電池、ゲル電池、リチウムイオン電池、エネルギー貯蔵装置、蓄電池、コンデンサ、ＣＥ、ＥＶ、ＥＳＳ、またはＢＥＳＳ電池、セル、システムまたはパック、およびそれらの組み合わせのうち少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
前記センサは、単独でまたは時間の関数として温度を測定する、請求項１に記載のシステム。
前記センサは、単独でまたは時間および／または温度の関数としてエネルギーを測定する、請求項１に記載のシステム。
前記センサは、単独でまたは時間および／または温度の関数として電圧を測定する、請求項１に記載のシステム。
前記センサは、時間および／または温度の関数として電流を測定する、請求項１に記載のシステム。
前記センサは、単独でまたは時間および／または温度の関数として抵抗を測定する、請求項１に記載のシステム。
前記電池はリチウム電池である、請求項１に記載のシステム。
電池中の短絡を検出するための方法であって、前記方法は、
放電の最中に前記電池の物理的特質を検出するステップであって、前記物理的特質は、温度、エネルギー、前記電池を流れる電流、前記電池全体の電圧降下、および前記電池全体の抵抗のうち少なくとも１つを含むステップと、
前記電池の物理的特質を、時間の関数としての温度および時間の関数としての電圧を含む、経験的または数学的にモデル化された短絡性質に基づくプロファイル、ならびに前記電池からの発熱の既定の電池短絡性質プロファイルを含む、複数の既定の電池短絡の物理的特質プロファイルと比較するステップであって、前記プロファイルは、危険な短絡およびより危険が少ない短絡としてグループ分けされるステップと、
前記比較に基づく短絡のタイプを、前記危険な短絡または前記より危険が少ない短絡のどちらかとして決定するステップと、
前記決定に基づいて緩和動作を行うステップであって、前記緩和動作は、前記危険な短絡に対して前記電池を冷却すること、および前記危険な短絡に対して前記電池を隔離することから選択されるステップと、
を備える、方法。
単独でまたは時間および／または温度の関数として前記電池を流れる電流が検出される、請求項９に記載の方法。
単独でまたは時間および／または温度の関数としての前記電池全体の電圧降下が検出される、請求項９に記載の方法。
単独でまたは時間および／または温度の関数としての前記電池全体の抵抗が検出される、請求項９に記載の方法。
前記電池はリチウム電池である、請求項９に記載の方法。