JP2006269345A - Overvoltage detecting method, device, and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池における過電圧を検出する方法及び装置に関し、特に、ラミネートによって外装された二次電池における過電圧を検出する方法及び装置と、そのような方法によって過電圧セルの発生を検知できるようにしたバッテリパックとに関する。 The present invention relates to a method and apparatus for detecting an overvoltage in a secondary battery, and more particularly, a method and apparatus for detecting an overvoltage in a secondary battery covered with a laminate, and the generation of an overvoltage cell by such a method. The battery pack.
近年、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池が幅広く使用されるようになってきており、ハイブリッド電気自動車などにおける電動機駆動のための電源としても、これらの二次電池が使用されるようになってきている。 In recent years, secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries have been widely used, and these secondary batteries are also used as power sources for driving electric motors in hybrid electric vehicles and the like. It is becoming.
電動機駆動などの電力用途では、高電圧、大電流を供給できることが要求される。しかしながら、二次電池の単位セル(単位電池)が出力する電圧は、例えばリチウムイオン電池では3.6Vであるなど、二次電池の種類によって決まる比較的低い電圧である。また、単位セルが安定して動作できるようにするためには単位セル自体をそれほど大きくすることはできないから、単位セルから出力できる電流も、電動機などに駆動に要求される電流の大きさに比べて小さくなっている。また、1個の単位セルで実現できる容量値も限界がある。そこで、所要の電圧、電流あるいは容量値が得られるようにするために、二次電池の複数個の単位セルを並列及び/または直列に接続して、組電池を構成することが一般的である。以下の説明において、二次電池のセルの複数を接続したものを組電池といい、組電池を容器内に収納したものバッテリパックと呼ぶ。バッテリパックには、バッテリパックを構成する組電池に対する充放電を管理するための制御回路などが内蔵されることもある。 In power applications such as electric motor drive, it is required that a high voltage and a large current can be supplied. However, the voltage output from the unit cell (unit battery) of the secondary battery is a relatively low voltage determined by the type of the secondary battery, such as 3.6 V for a lithium ion battery. In addition, since the unit cell itself cannot be made so large in order to allow the unit cell to operate stably, the current that can be output from the unit cell is also larger than the current required for driving an electric motor or the like. It is getting smaller. Further, there is a limit to the capacity value that can be realized by one unit cell. Therefore, in order to obtain a required voltage, current, or capacity value, it is common to configure an assembled battery by connecting a plurality of unit cells of a secondary battery in parallel and / or in series. . In the following description, a battery in which a plurality of secondary battery cells are connected is referred to as an assembled battery, and a battery pack in which the battery pack is accommodated in a container is referred to as a battery pack. The battery pack may incorporate a control circuit for managing charge / discharge with respect to the assembled battery constituting the battery pack.
複数のセルを有するバッテリパックなどの組立体において、容積あたりの電池容量を大きくするためには、その組立体内でセルが実効的に占める容積を大きくすることが有効であり、そのためには、セルを集積した際にセル間に形成される隙間が小さいことが好ましい。また、セルの外装等による質量の増加も抑えることが好ましい。軽量かつ薄型であって、空間利用効率を高めることができる電池として、例えば特許文献1(特開2002−203524)には、アルミニウムなどの金属層と熱溶着性の樹脂層とを接着剤層を介して重ね合わせて薄いラミネートとしたラミネート材を外装体に用いた電池が開発されている。このようなラミネート材は、一般に、アルミニウム等の薄い金属層の両表面を薄い樹脂層で被覆した構造をなしており、酸やアルカリに強く、かつ、軽量で柔軟な性質を有するものである。 In an assembly such as a battery pack having a plurality of cells, in order to increase the battery capacity per volume, it is effective to increase the volume that the cells effectively occupy in the assembly. It is preferable that the gap formed between the cells when the cells are accumulated is small. It is also preferable to suppress an increase in mass due to the exterior of the cell. As a battery that is lightweight and thin and can improve space utilization efficiency, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-203524) discloses a metal layer such as aluminum and a heat-weldable resin layer as an adhesive layer. Thus, a battery using a laminate material laminated as a thin laminate for an exterior body has been developed. Such a laminate generally has a structure in which both surfaces of a thin metal layer such as aluminum are covered with a thin resin layer, is resistant to acids and alkalis, and is lightweight and flexible.
図1は、ラミネート材を外装体とする平型電池すなわちラミネート外装電池100の一例を示している。ここでは、リチウムイオン電池として構成された平型電池が示されている。ラミネート材からなる外装体101内には、正極及び負極をセパレータで挟んで積層した電極群と電解液とが密封収納されている。外装体101の一辺からは正極に接続された正極用電極端子103が延出しており、また、正極用電極端子103が延出している辺に対向する辺からは、負極に接続した負極用電極端子104が延出している。
FIG. 1 shows an example of a flat battery having a laminate material as an outer package, that is, a laminate
このようなラミネート外装電池100は、所望の電圧、電流、容量値を達成するために、複数個をその厚さ方向に積層するともに、これら複数個のラミネート外装電池を直列及び/または並列に接続してバッテリパックとしている。
In order to achieve a desired voltage, current, and capacity value, such a laminate-
図2は、ラミネート外装電池をセルとして用いるバッテリパックを説明する断面図である。図示したものでは、6個のラミネート外装電池100を積層して1組とし、このように積層した組の複数を電池ケース110内に収容している。ラミネート外装電池間の配線形態は、所望の電圧値や容量値に応じて各種のものが考えられるので、図2では示していない。電池ケース110の底板111は、積層されたラミネート外装電池のうちの最下層のものの底面と当接し、電池ケース110の天板112は、積層されたラミネート外装電池のうちの最上層のものの上面と当接している。電池ケース110内でラミネート外装電池100が適正に保持され固定されるように、すなわちラミネート外装電池100の積層形状が変形したり個々の電池が動いたりするのを防止するために、電池ケース110の底板111と天板112との間隔は、各ラミネート外装電池100の厚さと積層数に応じて定められるとともに、電池ケース110内にラミネート外装電池を収納してバッテリパックを組み立てる際に、底板111及び天板112の少なくとも一方を電池ケース110の本体にネジ止めする際にトルク管理を行い、ラミネート外装電池100相互の積層面における面圧すなわち接触圧が所定の範囲となるようにしている。この面圧は、例えば、2.5N/cm2程度のものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a battery pack that uses a laminated battery as a cell. In the illustrated example, six laminated
ところで、セルを直列に接続することによって単位セルの端子間電圧より大きな電圧を出力するようにした組電池(あるいはバッテリパック)においては、充電は、その組電池を構成するセルの直列接続における最低電位端子と最高電位端子とを充電用電源に対して接続することによって行われる。しかしながら組電池を構成するセルにおける特性のばらつきなどの影響により、セルごとに充電状態や残存容量にばらつきが生じる。そのため、数十あるいは数百のセルを有する組電池では、過充電や過放電となるセルが発生しないようにしつつ組電池全体としての電池容量を有効に利用するためには、組電池の両端の電圧を監視して充放電の制御を行うだけでは不十分であり、各セルごとにあるいは数個のセルをまとめたものごとに、端子電圧を測定して、個々のセルごとのあるいは数個のセルごとの充電状態等を把握する必要がある。このような組電池からなるバッテリパックには、各セルごとにあるいは数個のセルをまとめたものごとにその端子電圧を測定する測定回路と、測定回路での測定結果に応じてバッテリパックへの充放電を制御する制御回路とが組み込まれることが多い。 By the way, in an assembled battery (or battery pack) in which cells are connected in series to output a voltage larger than the voltage between the terminals of the unit cell, charging is the lowest in series connection of cells constituting the assembled battery. This is done by connecting the potential terminal and the highest potential terminal to the charging power source. However, the state of charge and the remaining capacity vary from cell to cell due to the influence of variations in characteristics among the cells constituting the assembled battery. Therefore, in an assembled battery having tens or hundreds of cells, in order to effectively use the battery capacity of the entire assembled battery while preventing the occurrence of overcharged or overdischarged cells, It is not enough to control the charge and discharge by monitoring the voltage, and measure the terminal voltage for each cell or for several cells, and for each individual cell or for several cells. It is necessary to grasp the charge state of each cell. A battery pack made of such an assembled battery has a measurement circuit that measures the terminal voltage for each cell or a group of several cells, and a battery pack that is connected to the battery pack according to the measurement result of the measurement circuit. A control circuit for controlling charging / discharging is often incorporated.
また、組電池においては、セル間での特性のばらつきや不良セルの発生などにより、組電池全体としては完全充電に至っていない場合であっても、特定のセルにおいては過電圧が発生する場合がある。二次電池において過電圧が発生すると、電解液の分解などが起こり、電解液漏れや二次電池の破裂などの原因となる。過電圧状態のセルが発生しないように組電池を維持すること、また、過電圧状態のセルが発生した場合には速やかに検出できることが必要となる。バッテリパックに組み込まれた上述した測定回路で測定される端子電圧に基づいて過電圧の発生を検知することもできるが、例えば、特許文献2(特開2001−102092)、特許文献3(特開平8−14280)、特許文献4(特開平8−140272)には、過電圧状態のセルの内部では電解液の分解などのために圧力が上昇することに基づき、セル内部に圧力センサを設け、その圧力センサからの検出結果に基づいて、過電圧状態のセルの発生を検知するようにした組電池(バッテリパック)が開示されている。
上述したように、バッテリパックあるいは組電池における過電圧状態のセルの発生は、充放電制御のためにセルごとあるいは数個のセルをまとめたものごとに端子電圧を測定するための測定回路を用いて、検出することができる。しかしながら、電解液の漏洩やセルの破裂などを防止するためには過電圧状態のセルは確実に検出できることが必要であり、その観点からは、充放電制御のための端子電圧測定回路とは別個に、過電圧状態のセルの検出を行えるようにすることが好ましい。特に、端子電圧測定回路などに障害が発生した場合であっても、危険予防のために、過電圧状態のセルの発生を検出できるようにすることが好ましい。 As described above, the occurrence of an overvoltage cell in a battery pack or an assembled battery is performed by using a measurement circuit for measuring a terminal voltage for each cell or a group of several cells for charge / discharge control. Can be detected. However, in order to prevent electrolyte leakage and cell rupture, it is necessary to be able to reliably detect cells in an overvoltage state. From that point of view, it is separate from the terminal voltage measurement circuit for charge / discharge control. It is preferable to be able to detect cells in an overvoltage state. In particular, even when a failure occurs in the terminal voltage measurement circuit or the like, it is preferable that the occurrence of an overvoltage cell can be detected to prevent danger.
セルの内圧を測定することで過電圧状態のセルを検出する方法は、充放電制御のための端子電圧測定回路からは独立して実行できるので、その点では優れているが、いずれかのセルでの過電圧状態の発生の検出のためには、全てのセルにおいて内圧を測定することが必要となり、各セル内に圧力センサを設けなければならなくなるので、数百個のセルを組み合わせたバッテリパックにおいては、コスト面や製造面から、現実的な方法であるとはいえない。 The method of detecting an overvoltage cell by measuring the internal pressure of the cell can be executed independently from the terminal voltage measurement circuit for charge / discharge control. In order to detect the occurrence of an overvoltage condition, it is necessary to measure the internal pressure in all cells, and a pressure sensor must be provided in each cell. Therefore, in a battery pack that combines several hundred cells, Is not a realistic method in terms of cost and manufacturing.
そこで本発明の目的は、バッテリパックや組電池における過電圧状態のセルの発生を容易に検知することができる過電圧検出方法及び装置と、そのような過電圧検出方法によって保護されたバッテリパックとを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an overvoltage detection method and apparatus capable of easily detecting the occurrence of an overvoltage cell in a battery pack or an assembled battery, and a battery pack protected by such an overvoltage detection method. There is.
本発明の過電圧検出方法は、複数のラミネート外装電池をその厚さ方向に積層した積層体を構成する少なくとも1つのラミネート外装電池における過電圧の発生を検出する過電圧検出方法であって、積層体内でのラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面における接触圧、あるいは、積層体と積層体を保持する保持部材との当接面における接触圧を検出し、接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する。 The overvoltage detection method of the present invention is an overvoltage detection method for detecting the occurrence of overvoltage in at least one laminate-coated battery constituting a laminate in which a plurality of laminate-coated batteries are laminated in the thickness direction. The contact pressure on at least one laminated surface between the laminated exterior batteries or the contact pressure on the contact surface between the laminated body and the holding member that holds the laminated body is detected, and the contact pressure exceeds a predetermined threshold value. In this case, it is determined that an overvoltage has occurred.
本発明の別の過電圧検出方法は、ラミネート外装電池における過電圧の発生を検出する過電圧検出方法であって、ラミネート外装電池とラミネート外装電池を保持する保持部材との当接面における接触圧を検出し、接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する。 Another overvoltage detection method of the present invention is an overvoltage detection method for detecting the occurrence of an overvoltage in a laminate-clad battery, wherein the contact pressure at the contact surface between the laminate-clad battery and the holding member that holds the laminate-clad battery is detected. When the contact pressure exceeds a predetermined threshold value, it is determined that an overvoltage has occurred.
本発明の過電圧検出装置は、複数のラミネート外装電池をその厚さ方向に積層した積層体を構成する少なくとも1つのラミネート外装電池における過電圧の発生を検出する過電圧検出装置であって、積層体内でのラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面、あるいは、積層体と積層体を保持する保持部材との当接面に配置され、積層面あるいは当接面における接触圧を検出する圧力センサと、接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する判別手段と、を有する。 An overvoltage detection device of the present invention is an overvoltage detection device that detects the occurrence of overvoltage in at least one laminate-covered battery constituting a laminate in which a plurality of laminate-wrapped batteries are stacked in the thickness direction. A pressure sensor that is disposed on at least one laminated surface between laminated exterior batteries or a contact surface between the laminated body and a holding member that holds the laminated body, and detects a contact pressure on the laminated surface or the contact surface; and a contact pressure And determining means for determining that an overvoltage has occurred when the value exceeds a predetermined threshold value.
本発明のバッテリパックは、複数のラミネート外装電池がその厚さ方向に積層した積層体と、積層体を収容するとともに、過電圧が発生しない状態において所定の接触圧をラミネート外装電池の積層方向に沿って積層体に加える電池ケースと、積層体内でのラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面、あるいは、積層体と電池ケースとの当接面に配置され、積層面あるいは当接面における接触圧を検出する圧力センサと、接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する判別手段と、過電圧が発生したと判断された場合に、各ラミネート外装電池への充放電経路を遮断する遮断手段と、を有する。 The battery pack of the present invention includes a laminate in which a plurality of laminate-clad batteries are laminated in the thickness direction, and the laminate is accommodated, and a predetermined contact pressure is applied along the lamination direction of the laminate-clad batteries in a state where no overvoltage occurs. Arranged on the contact surface between the battery case to be applied to the laminate and the laminated outer battery in the laminate, or the contact surface between the laminate and the battery case, and the contact pressure on the laminate surface or the contact surface is adjusted. A pressure sensor to detect, a determination means for determining that an overvoltage has occurred when the contact pressure exceeds a predetermined threshold, and a determination to determine whether an overvoltage has occurred. And a blocking means for blocking the charging / discharging path.
本発明は、ラミネート外装電池の外装が可撓性を有し、電池内部の電解液が分解する程度の過電圧が印加された場合には、電解液が分解した生成する気体により外装が膨らむことに着目してなされたものである。外装が膨らんだことを接触圧の増大として検出することにより、ラミネート外装電池における過電圧を検出できる。 In the present invention, the exterior of the laminated battery has flexibility, and when an overvoltage is applied to the extent that the electrolyte solution in the battery is decomposed, the exterior is expanded by the gas generated by the decomposition of the electrolyte solution. It was made with attention. By detecting the swelling of the exterior as an increase in contact pressure, it is possible to detect an overvoltage in the laminated exterior battery.
特に、複数のラミネート外装電池を積層して積層体を構成した場合には、いずれか1つのラミネート外装電池において過電圧が発生して外装が膨らむことにより、その積層体におけるラミネート外装電池間の各積層面、および積層体を保持する保持部材と積層体との接触面のすべてにおいて、接触圧が増大することになる。この接触圧の増大は、ラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面、あるいは、積層体と電池ケースとのいずれかの当接面に圧力センサを配置しておけば検出することができる。その結果、積層体ごとに1つの圧力センサを設けておけば、多数のラミネート外装電池からなる組電池やバッテリパックにおいても確実に過電圧の発生を検出できるようになる。 In particular, when a laminate is configured by laminating a plurality of laminate-clad batteries, an overvoltage is generated in any one laminate-clad battery and the exterior swells, whereby each laminate between laminate-clad batteries in the laminate is obtained. The contact pressure increases on all of the surfaces and the contact surfaces between the holding member that holds the laminate and the laminate. This increase in contact pressure can be detected by placing a pressure sensor on at least one laminated surface between the laminate-clad batteries or any contact surface between the laminated body and the battery case. As a result, if one pressure sensor is provided for each laminate, it is possible to reliably detect the occurrence of overvoltage even in an assembled battery or battery pack composed of a large number of laminated exterior batteries.
本発明は、ラミネート外装電池の外装が膨れたことによる接触圧の増大を検出するだけで、電解液の分解を伴うような過電圧を確実に検出できるようになる、という効果がある。特に、複数のラミネート外装電池を積層して積層体を構成した場合には、積層体ごとに1箇所で接触圧を計測することによって、その積層体内での過電圧セルの発生を確実かつ容易に検知することができる。これにより、過電圧検出のためのセンサの数を大幅に削減することが可能になる。また、本発明による過電圧セルの検出は、各ラミネート外装電池の端子間電圧の測定とは別個に行われるため、充放電制御のために端子間電圧を監視して過電圧検出を行っている場合には、過電圧検出のための二重の検出手段が構成されることになり、過電圧に伴う電池の損傷などをより確実に防止できるようになる。 The present invention has an effect that it is possible to reliably detect an overvoltage associated with the decomposition of the electrolytic solution only by detecting an increase in the contact pressure due to the expansion of the exterior of the laminated battery. In particular, when a laminate is configured by laminating a plurality of laminate-clad batteries, it is possible to reliably and easily detect the occurrence of overvoltage cells in the laminate by measuring the contact pressure at one location for each laminate. can do. As a result, the number of sensors for detecting overvoltage can be greatly reduced. Moreover, since the detection of the overvoltage cell according to the present invention is performed separately from the measurement of the voltage between terminals of each laminated battery, when the overvoltage detection is performed by monitoring the voltage between terminals for charge / discharge control. In this case, a double detection means for detecting an overvoltage is configured, and it becomes possible to more reliably prevent damage to the battery due to the overvoltage.
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。図3は、本発明に基づく過電圧検出方法の原理を説明する斜視図である。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view for explaining the principle of the overvoltage detection method according to the present invention.
本発明では、組電池あるいはバッテリパックを構成する電池として、ラミネート外装電池を用いることを前提とする。そして、複数のラミネート外装電池100をその厚さ方向に積層し、このようなラミネート外装電池の積層体において、隣接するラミネート外装電池間の積層面(当接面)のいずれか1つに圧力センサ120を挿入して、その積層面に作用する面圧(接触圧)を計測する。上述したようにラミネート外装電池100の積層体は電池ケース内に収容されるとともに、その積層面における面圧すなわち接触圧が所定の範囲となるようにトルク管理がなされているから、ラミネート外装電池100が正常な状態にあるときには、圧力センサ120が示す圧力値は、その管理された面圧値となっているはずである。
In the present invention, it is assumed that a laminated battery is used as a battery constituting an assembled battery or a battery pack. Then, a plurality of laminate-clad
ここで、積層されたラミネート外装電池100のいずれかにおいて過電圧が発生したものとする。過電圧の程度としては、軽微なものや重大なものなど種々のものが考えられるが、二次電池における液漏れや破裂に結びつくような重大な過電圧の場合には、二次電池内の電解液の分解が起こり、二次電池内に気体(多くの場合、水素)が発生する。ラミネート外装電池100において過電圧が発生して電池内部で気体が発生すると、電池の外装であるラミネートは可撓性を有するため、発生した気体の分だけ、ラミネート外装電池100の全体が膨張することになる。電池ケース内のいずれかのラミネート外装電池100が膨張した場合、上述したようにラミネート外装電池100の積層体は電池ケース内で、積層体の高さが変わらないように固定されているから、結果として、ラミネート外装電池100の積層面における面圧が上昇することになる。この面圧の上昇によって、圧力センサ120が検出する圧力値も上昇する。したがって、圧力センサ120の検出する圧力値の上昇を検出することにより、具体的には、圧力センサ120の検出する圧力値が予め定めたしきい値を超えた場合に、その圧力センサ120が挟み込まれた積層体を構成するいずれかのラミネート外装電池100において、電解液の分解を伴うような過電圧が発生したものと判断することができる。
Here, it is assumed that overvoltage has occurred in any of the laminated
なお、周囲温度の変化に起因して電池ケースが膨張あるいは収縮し、その影響によってラミネート外装電池100の積層面における面圧が変化することも考えられるが、この熱膨張による面圧の変化は実際には微小であり、したがって、本実施形態の方法によれば、周囲温度の変化などによらず、ラミネート外装電池100を有するバッテリパックにおける過電圧セルの発生、特に電解液の分解を伴うような過電圧セルの発生を確実に検知できるようになる。
Note that the battery case expands or contracts due to a change in ambient temperature, and the surface pressure on the laminated surface of the laminate-coated
図4は、本発明の実施の一形態のバッテリパックの構成を示している。ここでは、6個のラミネート外装電池100を積層して1組とし、このように積層した組の複数を電池ケース110内に収容している。このバッテリパックは、図2に示したものと同様のものであるが、隣接するラミネート外装電池100間の積層面のうちの1つに、その積層面での面圧を測定するための圧力センサ120が、両側のラミネート外装電池100に挟まれるように設けられている。圧力センサ120としては、例えば、圧電素子を用いたものなどを用いることができる。圧力センサ120は、ラミネート外装電池100の相互間の積層面ではなく、電池ケース110の底板111と積層されたラミネート外装電池100のうちの最下層のものとの当接面に配置してもよく、あるいは、電池ケース110の天板112と積層されたラミネート外装電池100のうちの最上層のものとの当接面に配置してもよい。図示されたものでは、電池ケース110は、複数個のラミネート外装電池100と圧力センサ120とが密着して積層するようにこれらラミネート外装電池100及び圧力センサ120を保持する押さえ部材として機能することになる。
FIG. 4 shows the configuration of the battery pack according to the embodiment of the present invention. Here, six laminated
図5は、バッテリパックの電気回路としての構成の一例を示す回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the battery pack as an electric circuit.
バッテリパックは、複数の二次電池のセルからなる組電池の他に、その組電池に対する充放電制御回路などを含んでいるが、以下に説明するように、本実施形態のバッテリパックは、ラミネート外装電池100の積層面に配置された圧力センサ120からの圧力検出値に基づいて過電圧セルの発生を検知する過電圧検出回路も備えている。
The battery pack includes a battery pack including a plurality of secondary battery cells and a charge / discharge control circuit for the battery pack. As described below, the battery pack according to the present embodiment includes a laminate. An overvoltage detection circuit that detects the occurrence of an overvoltage cell based on the pressure detection value from the pressure sensor 120 disposed on the laminated surface of the
ラミネート外装電池100の複数個を直列に接続することによって組電池151が構成されている。組電池151には、充放電管理用に、数個のセル(ラミネート外装電池)をまとめたものごとの端子電圧を測定する電圧測定部152が接続している。組電池151の正極は、充放電制御回路153及び遮断回路154を経由して、バッテリパックの正側端子155に接続している。組電池151の負極は、直接、バッテリパックの負側端子156に接続している。充放電制御回路153は、そこを通る電流を制御することによって、組電池151の充放電を制御するものであるが、特に、電圧測定部152での電圧測定結果に応じて、組電池151への充電電流を制御する。遮断回路154は、緊急時等に、バッテリパックの正側端子155と組電池151とを電気的に切り離すものである。電圧測定部152での電圧測定結果は、組電池151の充電状態を表す状態信号として、バッテリパックの状態出力端子157にも供給されている。
An assembled battery 151 is configured by connecting a plurality of laminated
判別回路158は、上述したように組電池151を構成するラミネート外装電池100の積層面に配置された圧力センサ120からの圧力検出信号を受信し、積層面での面圧が所定のしきい値を超えたかどうかを判定する。判別回路158は、検出された面圧が所定のしきい値を超えた場合に、警報信号を、遮断回路154に出力するとともに、バッテリパックの警報出力端子159にも出力する。判別回路158は、圧力センサ120による圧力検出値が所定のしきい値を超えない場合には警報信号を出力しない。
The
このようなバッテリパックでは、組電池151を構成するラミネート外装電池に過電圧が発生していない場合には、圧力センサ120での圧力測定値もしきい値以内であるので、判別回路158からは警報信号は出力せず、したがって、遮断回路154は導通状態のままであり、組電池151に対しては通常の充放電がなされることになる。これに対し、組電池151内のいずれかのラミネート外装電池で過電圧が発生し、圧力センサ120での圧力検出値がしきい値を超えると、判別回路158から警報信号が出力され、この警報信号によって遮断回路154は遮断状態に遷移する。その結果、組電池151は電気的に外部回路からは切り離された状態となり、さらに過充電などが進行することによるラミネート外装電池における液漏れや破裂を防止することができる。また、警報信号は警報出力端子159を介して外部回路にも伝達されるので、外部回路側で適切な処理を実行することも可能になる。
In such a battery pack, when an overvoltage is not generated in the laminated exterior battery constituting the assembled battery 151, the pressure measurement value in the pressure sensor 120 is also within the threshold value. Therefore, the interruption circuit 154 remains in a conductive state, and the assembled battery 151 is normally charged / discharged. On the other hand, when an overvoltage occurs in any laminated battery in the assembled battery 151 and the pressure detection value of the pressure sensor 120 exceeds the threshold value, an alarm signal is output from the
このバッテリパックでは、充放電制御のために電圧を測定する電圧測定部152とは別個に圧力センサ120及び判別回路158を設けているので、電解液の分解を伴うような重度の過電圧は二重に検出されるので、より確実に過電圧を検出できるようになる。充放電制御回路153が充電電流を適切に制御できないような障害が発生した場合であっても、遮断回路154によって過充電の進行を確実に防止することができる。すなわち、過電圧、過充電に関して二重の防止手段が構成されたことになる。
In this battery pack, since the pressure sensor 120 and the
100 ラミネート外装電池
110 電池ケース
111 底板
112 天板
120 圧力センサ
151 組電池
152 電圧測定部
153 充放電制御回路
154 遮断回路
158 判別回路
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記積層体内での前記ラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面における接触圧、あるいは、前記積層体と前記積層体を保持する保持部材との当接面における接触圧を検出し、
前記接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する、過電圧検出方法。 An overvoltage detection method for detecting the occurrence of overvoltage in at least one laminate-coated battery constituting a laminate in which a plurality of laminate-coated batteries are stacked in the thickness direction,
Detecting a contact pressure on at least one laminate surface between the laminate-clad batteries in the laminate, or a contact pressure on a contact surface between the laminate and a holding member holding the laminate,
An overvoltage detection method for determining that an overvoltage has occurred when the contact pressure exceeds a predetermined threshold value.
ラミネート外装電池と前記ラミネート外装電池を保持する保持部材との当接面における接触圧を検出し、
該接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する、過電圧検出方法。 An overvoltage detection method for detecting the occurrence of overvoltage in a laminated battery,
Detecting the contact pressure at the contact surface between the laminate-clad battery and the holding member that holds the laminate-clad battery;
An overvoltage detection method for determining that an overvoltage has occurred when the contact pressure exceeds a predetermined threshold value.
前記積層体内での前記ラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面、あるいは、前記積層体と前記積層体を保持する保持部材との当接面に配置され、前記積層面あるいは前記当接面における接触圧を検出する圧力センサと、
前記接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する判別手段と、
を有する過電圧検出装置。 An overvoltage detection device for detecting occurrence of overvoltage in at least one laminate-coated battery constituting a laminate in which a plurality of laminate-coated batteries are stacked in the thickness direction,
Arranged on at least one laminate surface between the laminate-clad batteries in the laminate or a contact surface between the laminate and a holding member that holds the laminate, and contact at the laminate surface or the contact surface A pressure sensor for detecting pressure;
A determining means for determining that an overvoltage has occurred when the contact pressure exceeds a predetermined threshold;
An overvoltage detection device.
前記積層体を収容するとともに、過電圧が発生しない状態において所定の接触圧を前記ラミネート外装電池の積層方向に沿って前記積層体に加わるように、前記積層体を固定して保持する電池ケースと、
前記積層体内での前記ラミネート外装電池間の少なくとも1つの積層面、あるいは、前記積層体と前記電池ケースとの当接面に配置され、前記積層面あるいは前記当接面における接触圧を検出する圧力センサと、
前記接触圧が所定のしきい値を超えている場合に、過電圧が発生したものと判断する判別手段と、
前記過電圧が発生したと判断された場合に、前記各ラミネート外装電池への充放電経路を遮断する遮断手段と、
を有するバッテリパック。 A laminate in which a plurality of laminated exterior batteries are laminated in the thickness direction;
A battery case that holds the laminate and holds the laminate so that a predetermined contact pressure is applied to the laminate along the lamination direction of the laminate-coated battery in a state where no overvoltage occurs, and
Pressure that is disposed on at least one laminated surface between the laminated exterior batteries in the laminated body, or a contact surface between the laminated body and the battery case, and detects a contact pressure on the laminated surface or the contact surface. A sensor,
A determining means for determining that an overvoltage has occurred when the contact pressure exceeds a predetermined threshold;
When it is determined that the overvoltage has occurred, a blocking unit that blocks a charging / discharging path to each laminate-sheathed battery,
Having a battery pack.
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