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公開番号2025139562
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2025035734
出願日2025-03-06
発明の名称異常判定装置及び異常判定方法
出願人日新電機株式会社,東京電力ホールディングス株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G01N 27/04 20060101AFI20250918BHJP(測定;試験)
要約【課題】安価な半導体式センサを用い、かつ半導体式センサについて頻繁な感度校正をすることなく、電池に異常が発生しているかを正確に判定する。
【解決手段】異常判定装置(1)は、電池収容部(11)に収容される電池(12)から発生するガスの濃度に応じたセンサ出力を出力する半導体式センサ(3)と、第1時点におけるセンサ出力に対する、第1時点よりも後の第2時点におけるセンサ出力に係る第1比率を算出する算出部(73)と、算出部(73)によって算出された第1比率が所定閾値以上である場合、電池(12)に異常が発生していると判定する判定部(74)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電池収容部に収容される電池から発生するガスの濃度に応じたセンサ出力を出力する半導体式センサと、
第１時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に対する、当該第１時点よりも後の第２時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に係る第１比率を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記第１比率が所定閾値以上である場合、前記電池に異常が発生していると判定する判定部と、を備えることを特徴とする異常判定装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記所定閾値は、前記電池収容部の容積に対する前記電池の容量に係る第２比率に基づく値であることを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項３】
前記所定閾値は、
前記第２比率が所定値未満である前記第２比率の範囲において一定値であり、
前記第２比率が前記所定値以上である前記第２比率の範囲において前記第２比率と正の相関がある値であることを特徴とする請求項２に記載の異常判定装置。
【請求項４】
前記電池収容部の内部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出された前記温度と、前記半導体式センサの温度特性と、に基づいて、前記半導体式センサから出力される前記センサ出力を補正する補正部と、をさらに備え、
前記算出部は、前記補正部によって補正された前記第１時点の前記センサ出力と、前記補正部によって補正された前記第２時点の前記センサ出力と、を用いて前記第１比率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
【請求項５】
前記算出部は、
前記第１時点を含む期間において、前記半導体式センサの前記センサ出力に係る移動平均値を算出し、
前記移動平均値を前記第１時点の前記センサ出力として、前記第１比率を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記算出部によって算出された前記第１比率が前記所定閾値以上である状態が、一定期間継続された場合、前記電池に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判定装置。
【請求項７】
前記所定閾値は、前記センサ出力の移動平均値に対する、所定期間における前記センサ出力の最大値に係る第３比率を求めることにより、予め得られた値であることを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項８】
前記所定閾値は、前記電池収容部の容積に対する前記電池の容量に係る第２比率に基づく値と、前記第３比率に基づく値と、のうち高い方の値を用いることにより、予め得られた値であることを特徴とする請求項７に記載の異常判定装置。
【請求項９】
前記第２比率に基づく値と、前記第３比率に基づく値と、のうち高い方の値をＴＨとし、定数をＭ１とし、Ｍ１よりも大きい定数をＭ２とすると、
前記判定部は、以下の条件（Ａ）及び（Ｂ）の少なくとも一方の条件が満たされた場合、前記電池に異常が発生していると判定することを特徴とする請求項８に記載の異常判定装置。
条件（Ａ）：前記算出部によって算出された前記第１比率が、前記所定閾値としてＴＨ以上である、かつ、当該第１比率が前記所定閾値として（ＴＨ－１）×Ｍ１以上である。
条件（Ｂ）：前記算出部によって算出された前記第１比率が、前記所定閾値として（ＴＨ－１）×Ｍ２以上である。
【請求項１０】
電池収容部に収容される電池から発生するガスの濃度に応じたセンサ出力を半導体式センサから出力する出力ステップと、
第１時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に対する、当該第１時点よりも後の第２時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に係る比率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップによって算出された前記比率が所定閾値以上である場合、前記電池に異常が発生していると判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする異常判定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常判定装置及び異常判定方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電池モジュール内のガスを検出するガスセンサを備えるシステムが開示されている。特許文献１に開示のシステムは、ガスセンサから送信されるセンサ信号が、ガスの濃度が閾値よりも大きいことを示すか否かを判定することによって、センサ信号が、電池モジュール内のガスの存在を示すか否かを判定する電池管理回路を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２２－５０８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示のシステムにおいて、コストを抑えるために安価なガスセンサを用いる場合を考える。この場合、当該システムでは、ガスの濃度が閾値よりも大きいことをセンサ信号が示すか否かを正確に判定することができず、電池に異常が発生しているかを正確に判定することができないという問題がある。本発明の一態様は、安価な半導体式センサを用い、かつ半導体式センサについて頻繁な感度校正をすることなく、電池に異常が発生しているかを正確に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る異常判定装置は、電池収容部に収容される電池から発生するガスの濃度に応じたセンサ出力を出力する半導体式センサと、第１時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に対する、当該第１時点よりも後の第２時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に係る第１比率を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記第１比率が所定閾値以上である場合、前記電池に異常が発生していると判定する判定部と、を備える。
【０００６】
また、本発明の一態様に係る異常判定方法は、電池収容部に収容される電池から発生するガスの濃度に応じたセンサ出力を半導体式センサから出力する出力ステップと、第１時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に対する、当該第１時点よりも後の第２時点における前記半導体式センサの前記センサ出力に係る比率を算出する算出ステップと、前記算出ステップによって算出された前記比率が所定閾値以上である場合、前記電池に異常が発生していると判定する判定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、安価な半導体式センサを用い、かつ半導体式センサについて頻繁な感度校正をすることなく、電池に異常が発生しているかを正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態に係る異常判定装置の構成の一例を示すブロック図である。
図１に示す異常判定装置が備える回路について、半導体式センサを含む回路の一例を示す回路図である。
図１に示す異常判定装置が備える制御部による電池の異常判定の処理の一例を示すフローチャートである。
本発明の実施例１及び２に係る半導体式センサのガスセンサ出力を示すグラフである。
本発明の実施例３に係る半導体式センサのガスセンサ出力を示すグラフである。
本発明の実施例４に係る半導体式センサのガスセンサ出力について、現時点から１時間前のガスセンサ出力の移動平均値に対する、ガスセンサ出力の最大値の比率を示すグラフである。
本発明の実施例５に係る半導体式センサのガスセンサ出力についての試験結果を示すグラフである。
本発明の実施例６において、Ｐ／Ｖに対するガスセンサ出力の上昇率を測定し、プロットした結果を示す図である。
本発明の実施例７に係る半導体式センサのガスセンサ出力について、変形例６の第３比率を示すグラフである。
本発明の実施例８に係る半導体式センサのガスセンサ出力について、ガスセンサ出力の移動平均値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜異常判定装置１の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る異常判定装置１の構成の一例を示すブロック図である。異常判定装置１は、電池収容部１１に収容される電池１２に異常が発生しているかを判定する異常判定装置である。電池収容部１１は、例えば、複数の電池１２が直列または並列に接続されている電池モジュールを収容するコンテナであり、屋外に設置された定置型の蓄電池設備に設けられる。電池１２は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池である。
【００１０】
図１に示すように、異常判定装置１は、温度センサ２と、半導体式センサ３と、電圧測定部４と、報知部５と、記憶部６と、制御部７を、を備える。なお、異常判定装置１の全て、または一部は、電池収容部１１の内部に設置されてもよい。温度センサ２及び半導体式センサ３は、電池収容部１１の内部に設けられている。温度センサ２は、電池収容部１１の内部の温度を検出し、検出した電池収容部１１の内部の温度を温度センサ出力として制御部７に出力する。より具体的には、温度センサ２は、電池収容部１１の内部、かつ半導体式センサ３の近傍の温度を検出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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