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公開番号2024081815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-19
出願番号2021069529
出願日2021-04-16
発明の名称電池管理システム、温度測定装置及び制御方法
出願人住友電気工業株式会社,株式会社オートネットワーク技術研究所,住友電装株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01K 7/16 20060101AFI20240612BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、温度異常の電池セルを検出できる電池管理システム、温度測定装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】電池管理システムは、複数のセルを含む電池ユニットに設けられる線状部材と、線状部材を伝搬する反射波に基づいて線状部材のインピーダンス変化を検出し、検出されたインピーダンス変化に基づいて複数のセルの温度変化を検出する検出部と、検出部の検出結果に応じて複数のセルの異常の有無を判定する判定部とを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
複数のセルを含む電池ユニットに設けられる線状部材と、
前記線状部材を伝搬する反射波に基づいて前記線状部材のインピーダンス変化を検出し、検出された前記インピーダンス変化に基づいて前記複数のセルの温度変化を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に応じて前記複数のセルの異常の有無を判定する判定部とを含む、電池管理システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記線状部材は、絶縁性の基材部と、
前記基材部を介して対向配置される一対の導体部とを含み、
前記一対の導体部の一方である第１導体部は、他方である第２導体部より幅が小さい、請求項１に記載の電池管理システム。
【請求項３】
前記基材部は、ポリアミドにより形成される、請求項２に記載の電池管理システム。
【請求項４】
前記基材部の厚さは、１００μｍ以上６００μｍ以下であり、
前記基材部の幅は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、
前記第１導体部の幅は、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、
前記第２導体部の幅は、前記基材部の幅に等しい、請求項３に記載の電池管理システム。
【請求項５】
前記第１導体部は、前記第２導体部よりも前記電池ユニットに近い位置に配置されている、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電池管理システム。
【請求項６】
前記複数のセルの各々と前記線状部材との間に、相互に離隔して、前記線状部材の長手方向に沿って配置される２つの放熱シートをさらに含み、
前記２つの放熱シートが前記線状部材に接している部分の幅の合計は、前記線状部材の幅よりも小さい、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電池管理システム。
【請求項７】
前記電池ユニットをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池管理システム。
【請求項８】
複数のセルを含む電池ユニットに設けられる線状部材と、
前記線状部材を伝搬する反射波に基づいて前記線状部材のインピーダンス変化を検出し、検出された前記インピーダンス変化に基づいて前記複数のセルの温度変化を検出する検出部とを含む、温度測定装置。
【請求項９】
複数のセルを含む電池ユニットに設けられた線状部材に交流信号を入力する入力ステップと、
前記交流信号の入力により前記線状部材を伝搬する反射波に基づいて前記線状部材のインピーダンス変化を測定する測定ステップと、
測定された前記インピーダンス変化に基づいて前記複数のセルの温度変化を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによる検出結果に応じて前記複数のセルの異常の有無を判定する判定ステップとを含む、制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池管理システム、温度測定装置及び制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システム若しくは燃料電池システム等により発電された電力、又は、商用電力を蓄える蓄電システムが知られている。そのような蓄電システムは、複数の電池セル（リチウムイオン電池等の二次電池）を含む。蓄電システムは、一旦蓄えた電力を、適宜外部負荷に供給する。また、プラグインハイブリッド車（以下、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）という）又は電気自動車（以下、ＥＶ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）という）にも二次電池が搭載されている。複数の電池セルは直列接続されて電池モジュールを構成し、モータ等の駆動機構及び照明等の電装装置への電力を供給する。
【０００３】
下記特許文献１には、複数の電池モジュールの各々に２つの温度センサを配置し、各電池モジュールを構成する電池セルの加熱状況を監視するように構成された電池モジュールが開示されている。また、下記特許文献２には、単電池（電池セル）を複数直列接続した組電池（電池パック）において、複数の単電池の中の一部に温度センサを配置し、単電池の温度が異常に上昇したことを早期に検出する電池システムが開示されている。
【０００４】
下記特許文献３には、複数の電池セルが接続された電池ブロックにおいて、各電池セルの温度を監視する電池温度監視システムが開示されている。この電池温度監視システムは、相互に直列接続されて電池ブロックを構成する複数の電池セルの各々の正極端子及び負極端子の各々にサーミスタを設けて、各電池セルの温度を検出し、短絡の有無を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－１２７３２４号公報
特開２０２０－１４５０６０号公報
特開２０１８－０４９７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、温度センサの総数は電池セルの総数よりも少ないため、個々の電池セルの温度を直接監視できない。したがって、センサが配置されていない電池セルの温度が上昇した場合に、それを検出するのに時間がかかる問題がある。図１を参照して、具体的に説明する。温度センサが配置された電池セルから離隔した電池セルの温度が破線で示すように上昇し、時刻ｔ１において、異常温度（通常の温度範囲を逸脱した高い温度）と判定するしきい値Ｔｔｈを超えた場合を考える。この電池セルによる発熱は、その周囲の電池セルを介して温度センサに伝達される。温度センサにより検出される温度は、実線で示すように上昇する。時刻ｔ１においては、温度センサの検出温度はしきい値Ｔｔｈよりも低いので、発生した温度異常は検出されない。温度センサの検出温度が、時刻ｔ２においてしきい値Ｔｔｈを超えると、温度異常が検出される。
【０００７】
このように、実際に電池セルにおいて温度異常が発生した時刻ｔ１においては、温度センサまで熱が伝達されておらず、温度異常は検出できない。温度異常の発生時刻ｔ１から温度センサによる検出時刻ｔ２まで、遅延時間Δｔ（＝ｔ２－ｔ１）がある。その間に、異常温度になった電池セルの温度は、しきい値Ｔｔｈを超えた高温になる。
【０００８】
各電池セルの温度を監視するためには、例えば図２に示すように、電池セル９００ａ～９００ｎの各々に、サーミスタ、熱電対又は白金温度計等の温度センサ９０２ａ～９０２ｎを配置することが考えられる。しかし、温度センサ９０２ａ～９０２ｎの各々と、温度センサにより電池セルの温度を検出する検出部９０４とを個別に結ぶ配線が必要となり、配線の本数が非常に多くなり、配線群９０６のために大きい空間が必要となる問題がある。また、費用が高くなり、現実的な解決策にはならない。特許文献３においては、１つの電池セルに複数のサーミスタを設けるので、配線数はさらに多くなり、より一層問題となる。
【０００９】
したがって、本開示は、温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、温度異常の電池セルを検出できる電池管理システム、温度測定装置及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示のある局面に係る電池管理システムは、複数のセルを含む電池ユニットに設けられる線状部材と、線状部材を伝搬する反射波に基づいて線状部材のインピーダンス変化を検出し、検出されたインピーダンス変化に基づいて複数のセルの温度変化を検出する検出部と、検出部の検出結果に応じて複数のセルの異常の有無を判定する判定部とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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