(57)【要約】【課題】従来より精度の高い単電池の発煙本数推定を可能とする。【解決手段】制御部１２は、排煙温度積算部８２、発煙本数推定部８６、及び司令部８８を備える。排煙温度積算部８２は、排煙温度の微分値ｄＴＥ／ｄｔが所定の閾値Ｋｔｈを超過し、かつ、電池パック１０の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３及び電流Ｉに基づいて電池パック１０の電圧、抵抗、及び容量の少なくともいずれか一つが異常有りと判定されたときに、閾値Ｋｔｈの超過時点から起算して排煙温度ＴＥの積算を開始する。発煙本数推定部８６は、閾値Ｋｔｈの超過時点から所定の待機時間Ｔｒｅｆ後の排煙温度の積算値∫ＴＥに基づいて、電池パック１０内の単電池２０の発煙本数Ｎを推定する。司令部８８は、推定された発煙本数Ｎに基づいて、複数の保安制御項目の中から所定の前記保安制御項目を選択指令する。【選択図】図８
2018026308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池が並列接続された電池パックの制御システムであって、
前記電池パックに設けられ前記単電池から排出されたガスが流入する排煙経路に設けられた排煙温度センサと、
前記電池パックの電圧を測定する電圧センサと、
前記電池パックの電流を測定する電流センサと、
前記排煙温度センサ、前記電圧センサ、及び前記電流センサの測定値に応じて前記電池パックに対して保安制御を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
排煙温度の微分値が所定の閾値を超過し、かつ、前記電池パックの電圧及び電流に基づいて前記電池パックの電圧、抵抗、及び容量の少なくともいずれか一つが異常有りと判定されたときに、前記閾値超過時点から起算して前記排煙温度の積算を開始する排煙温度積算部と、
前記閾値超過時点から所定の待機時間後の前記排煙温度の積算値に基づいて、前記電池パック内の単電池の発煙本数を推定する発煙本数推定部と、
前記推定された発煙本数に基づいて、複数の保安制御項目の中から所定の前記保安制御項目を選択指令する指令部と、
を備えることを特徴とする、電池パックの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車両等、回転電機を駆動源とする車両には、直流電源である電池モジュールが搭載されている。レイアウトの多様化を図る等の目的で、電池モジュールは、複数の電池パックに分割（小分け）される場合がある。
【０００３】
電池パックでは複数の単電池（電池セル）が並列接続される。仮にこれら複数の単電池が直列接続された場合、そのうち一本でも破損すれば電池パック全体の導通が遮断されるが、並列接続することで、数本破損しても電池パックから電力を取り出せる等のメリットがある。そこで、複数の単電池が並列接続された電池パックでは、各単電池の破損抑制に加えて、破損を含めた各単電池の劣化状況の監視、及び破損時の電力管理等の保安制御（フェールセーフ）が実行される。
【０００４】
単電池は、内部短絡等により過熱状態になると、電解液が分解や気化によりガスとなり内圧が増加して破損に繋がるおそれがある。そこで例えば特許文献１では、単電池に接続された端子板の温度と、各単電池の残存容量から各単電池の内圧を算出（推定）し、この内圧から求めた内圧ダメージを積算して、当該積算値に基づいて単電池の劣化状態を推定している。
【０００５】
また、単電池にはガス排出弁が設けられており、内圧が所定の高圧に至るとガス排出弁が開いて単電池内のガスが排出される。例えば特許文献２では、ガスの排出に伴う保安制御（フェールセーフ）として、警告出力、車両停止、結合剤噴霧等の複数項目が用意されており、排出されたガス濃度に応じて適宜保安制御が選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１４１７９０号公報
【特許文献２】特開２０１４−５１２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献２では、排出されたガス濃度によりその時点における発煙状態を検出して、どのような保安制御を行うかを選択する。しかしながら、電池パックの能力を考えた場合には、発煙により劣化した単電池の本数に応じて、保安制御を選択することが好ましい場合も考えられる。例えば相対的に発煙本数が少ない場合は入出力電力制限（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）で対応し、相対的に発煙本数が多い場合は電池パックから十分な電力が得られそうにないことから電力供給を停止させる等の運用が考えられる。
【０００８】
電池モジュール内のガス濃度やガス温度などの計測値を用いる場合、複数本同時に発煙した場合と時間差を伴って発煙した場合とで、推定される発煙本数が異なるおそれがある。例えば１本目の単電池が発煙し、そのガスがガス濃度センサを通過した後に次の単電池が発煙した場合などは、ガス濃度としては１本分の濃度に止まり、発煙本数が１本と推定されるおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、従来より精度の高い単電池の発煙本数推定を可能とする、車載電池ユニット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】
本発明は、複数の単電池が並列接続された電池パックの制御システムに関する。当該システムは、前記電池パックに設けられ前記単電池から排出されたガスが流入する排煙経路に設けられた排煙温度センサと、前記電池パックの電圧を測定する電圧センサと、前記電池パックの電流を測定する電流センサと、前記排煙温度センサ、前記電圧センサ、及び前記電流センサの測定値に応じて前記電池パックに対して保安制御を実行する制御部と、を備える。前記制御部は、排煙温度の微分値が所定の閾値を超過し、かつ、前記電池パックの電圧及び電流に基づいて前記電池パックの電圧、抵抗、及び容量の少なくともいずれか一つが異常有りと判定されたときに、前記閾値超過時点から起算して前記排煙温度の積算を開始する排煙温度積算部と、前記閾値超過時点から所定の待機時間後の前記排煙温度の積算値に基づいて、前記電池パック内の単電池の発煙本数を推定する発煙本数推定部と、前記推定された発煙本数に基づいて、複数の保安制御項目の中から所定の前記保安制御項目を選択指令する指令部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発煙温度の積算値（積分値）に基づいて、単電池の発煙本数を推定している。複数の単電池が時間差を伴って順次発煙したとしても、それが積算期間内であれば、積算値は同時発煙時に近い値となる。加えて本発明では、発煙温度の積算に当たり、発煙経路の温度異常有無と電気系統の異常有無とのダブルチェックによって確実に発煙発生時、つまり積算起算点を検知している。これにより、発煙前から温度積算が開始されることを抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る電池パックのＡ−Ａ断面と制御システムを例示する図である。
【図２】本実施形態に係る電池パックを例示する斜視図である。
【図３】本実施形態に係る電池パックを例示する分解斜視図である。
【図４】制御部のハード構成を例示する図である。
【図５】制御部の機能部を例示する図である。
【図６】単電池の発煙時（同時発煙）の温度変化を例示する図である。
【図７】単電池の発煙時（時間差発煙）の温度変化を例示する図である。
【図８】本実施形態に係る保安制御フローを例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に、本実施形態に係る電池パック１０の制御システムを例示する。当該制御システムは、制御部１２、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ、電流センサ１６、及び排煙温度センサ１８を備える。電池パック１０及びその制御システムは、例えば電気自動車やハイブリッド車両等の、回転電機を駆動源とする車両に搭載される。
【００１４】
図２には、電池パック１０の外観が例示され、図３には要部構成の分解斜視図が例示されている。なお、以下の説明において、上下左右、側方、手前、奥などの方向を表す語句は、特段の断りがない限り、説明に用いている図における方向を示し、電池パック１０が実際に設置される方向とは関連しない。電池パック１０は、単電池２０、電池ホルダ２２、負極バスバー２４、排煙室カバー２６、側方カバー２８、正極バスバー３０、及び上方カバー３２を備える。
【００１５】
電池パック１０は複数の並列接続された単電池２０を含む。単電池２０は略円柱形状であり、円柱の一端に正極が、また他端に負極が設けられている。単電池２０は、正極端が上に配置され、負極端が下に配置される。単電池２０は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池とすることができる。
【００１６】
図１の部分拡大図（Ａ）に示されているように、単電池２０の負極端にはガス排出弁３４が形成されている。例えば正極シート３６、負極シート３８、及び両者の間に挟まれるセパレータ４０等を収容する中空円柱形状のケース４２の、負極端子の一部に肉薄部を形成しこれをガス排出弁３４としてもよい。ケース内圧が増加すると、ケース４２の他の箇所に先駆けて上記排出弁３４が開き（肉薄部が破れ）、ここからケース４２内部のガスが排出される。排出されたガスは負極バスバー２４の開口４４を経由して排煙室４６に流入する。
【００１７】
図２、図３を参照して、側方カバー２８は、単電池２０を保持する電池ホルダ２２の側方周囲を囲うように配置される。側方カバー２８は、その下端が電池ホルダ２２の上面に当接した状態で電池ホルダ２２に固定される。
【００１８】
また、側方カバー２８は、その上端近傍に天井板４８を有する。天井板４８には、配列された各単電池２０にそれぞれ対応する保持開口５０が設けられる。保持開口５０からは、各単電池２０の正極が露出される。
【００１９】
天井板４８の上方には、単電池２０の正極同士を接続する正極バスバー３０が配置される。正極バスバー３０の上方は、絶縁性の上方カバー３２で覆われる。
【００２０】
正極バスバー３０は、複数（例えば３個）のバスバーセグメントが樹脂モールド等の絶縁材料で接続される。後述するように、負極バスバー２４も正極バスバー３０と同様に複数のバスバーセグメントに分割されており、これにより、複数の単電池２０が並列接続されたセグメント（電池セグメント）がバスバーセグメントの数（例えば３個）だけ形成される。
【００２１】
電池ホルダ２２は略板形状であり、板平面に収容孔５２が二次元的に配置されている。収容孔５２は、電池ホルダ２２をその板厚方向に貫通している。各収容孔５２は、単電池２０の円柱形状と嵌まり合う円筒形状である。各単電池２０は、収容孔５２に挿入され、負極を含む下端が下方に露出される。
【００２２】
また、電池ホルダ２２の長手方向端部には、排煙通路５４が形成される。排煙通路５４は図１拡大図（Ｂ）に示すように、水平方向に延設された後に鉛直方向に折れる断面Ｌ字型に形成される。鉛直方向端面は負極バスバー２４に形成された排煙通路５６に接続される。水平方向端面の排煙口５８は、電池パック１０外部に露出する。後述するように、電池ホルダ２２の排煙通路５４には排煙温度センサ１８が設けられ、排煙通路５４を通過するガス温度が測定される。
【００２３】
負極バスバー２４は、電池ホルダ２２と排煙室カバー２６とに狭持される。負極バスバー２４は、例えば、導体板により形成された負電極とモールド成形されて一体となった樹脂部分を含んで構成される。負極バスバー２４は、電池ホルダ２２に収納された各単電池２０にそれぞれ対応する箇所、例えば単電池２０の鉛直下方の一部が貫通され開口４４が形成される。開口４４は、対応する単電池２０のガス排出弁３４が排煙室カバー２６の排煙室４６に対して露出するように設けられる。
【００２４】
負極バスバー２４は、正極バスバー３０のセグメント数と同数のバスバーセグメントから構成され、セグメント間が樹脂モールド等の絶縁部材で接続される。正極バスバーセグメントと負極バスバーセグメントとに挟まれた複数の単電池２０は互いに並列接続される。さらにこれらのセグメント同士が接続線６０（図１参照）で直列接続される。
【００２５】
図１の拡大図（Ｂ）に示されているように、負極バスバー２４には、更に排煙通路５６が設けられる。排煙通路５６は、電池ホルダ２２の排煙通路５４に対応するようにして、負極バスバー２４の長手方向端部に設けられる。負極バスバー２４の排煙通路５６は鉛直方向に延びて、排煙室カバー２６の排煙室４６に接続（連通）される。
【００２６】
排煙室カバー２６は電池ホルダ２２及び負極バスバー２４の下方に配置される。排煙室カバー２６は略トレイ（盆）形状であって、電池ホルダ２２及びその下方の負極バスバー２４と排煙室カバー２６の底内面との間には空間が形成される。この空間が排煙室４６となる。
【００２７】
排煙室カバー２６上の排煙室４６、負極バスバー２４の排煙通路５６、及び、電池ホルダ２２の排煙通路５４によって排煙経路が形成される。単電池２０に内部短絡が生じるとジュール熱が急増して内部の電解液等が分解、気化してガスとなる。これに伴って単電池２０にガスが溜まって内圧が上昇する。内圧が開弁圧力まで増加すると上述したようにケース４２底面のガス排出弁３４が開き（肉薄部が破れ）、ケース４２内のガスが単電池２０下の排煙室４６に排出される（流入する）。排出されたガスは負極バスバー２４の排煙通路５６を経由して電池ホルダ２２の排煙通路５４から外部に排出される。この際に、排煙温度センサ１８によってガス温度が測定される。
【００２８】
図４には、制御部１２のハード構成が例示されている。制御部１２は、例えば車両の中央演算装置である電子コントロールユニット（ＥＣＵ）から構成される。制御部１２（ＥＣＵ）は、例えばコンピュータから構成される。図４のハード構成図に例示されるように、制御部１２は、ＣＰＵ６２（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ６４、ハードディスクドライブ６６（ＨＤＤ）、ディスプレイ等の表示装置である出力部６８、及び入出力インターフェース７０を備え、これらの機器がシステムバスを介してそれぞれ接続される。
【００２９】
ハードディスクドライブ６６は、後述する保安制御フロー（フェールセーフフロー）を実行するためのプログラムが記憶された、コンピュータ読み取り可能な非一過性の記憶媒体である。当該プログラムがＣＰＵ６２によって実行されることで、制御部１２を構成するコンピュータは、図５に例示する各機能部（後述する）として機能する。
【００３０】
制御部１２は、各種センサからその測定値（検出値）を取得し、後述するように、これらの測定値に応じて、電池パック１０に対する保安制御（フェールセーフ）を実行する。電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃは、電池パック１０の電圧を測定する。上述したように、電池パック１０内は、正極バスバー３０及び負極バスバー２４のセグメントにより、複数（本実施形態では３個）の電池セグメントに分割されている。各電池セグメント内の単電池２０同士は並列接続され、また電池セグメント同士は直列接続される。電圧センサ１４は、電池セグメントと同数設けられ、各電池セグメントの両端電圧を測定する。
【００３１】
電流センサ１６は、電池パック１０の電流を測定する。電流センサ１６は、例えば、電池パック１０の正極端部及び負極端部の少なくとも一方に設けられる。
【００３２】
排煙温度センサ１８は、排煙経路に設けられ、当該排煙経路を流れるガス温度を測定する。排煙温度センサ１８は例えばサーミスタから構成される。排煙温度センサ１８は、例えば排煙経路の終端、つまり、電池ホルダ２２の排煙通路５４に設けられる。
【００３３】
図５には、制御部１２の機能ブロック図が例示されている。制御部１２は、微分部７２、温度微分値判定部７４、電圧異常判定部７６、抵抗異常判定部７８、容量異常判定部８０、排煙温度積算部８２、積算カウンタ８４、発煙本数推定部８６、及び、制限司令部８８を備える。
【００３４】
微分部７２は、排煙温度センサ１８が検出した排煙通路５４の温度値ＴＥを微分（ｄＴＥ／ｄｔ）して温度微分値判定部７４に送る。温度微分値判定部７４では、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが所定の閾値Ｋｔｈを超過するか否かが判定される。
【００３５】
仮に、温度値ＴＥと閾値との比較に基づいて発煙の有無を判定しようとすると、排煙経路の周辺温度（環境温度）に応じて温度値ＴＥは変動するため、閾値の設定は困難となる。また、積分値に基づいて発煙の有無を判定しようとすると、積分の起算点の設定が困難となる。これらと比較して、微分値は相対的な（発煙時と非発煙時の）排煙経路の温度差が判断基準となるので、環境温度の影響を受けにくいというメリットがある。また積分値と異なり、例えば１カウント前の温度値と現カウントの温度値の差分を取ればよいのであるから、起算点の設定は不要となる。なお、１カウントは演算処理の１サイクルとすることが好適である。また、必ずしも１カウント前との比較ではなく、数カウント前や１秒前との比較などでもよく、さらに数カウントの平均値同士の比較でもよい。
【００３６】
温度微分値ｄＴＥ／ｄｔの閾値Ｋｔｈは実験等によって求められる値であって、例えば所定の環境温度（例えば２０℃）と、単電池２０が１本発煙し、そのガスが排煙通路５４を通過したときの温度との差分にマージン（例えば０．７）を掛けた値であってよい。温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過した場合、温度微分値判定部７４は、異常判定値（１）を出力する。温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈ以下である場合には、温度微分値判定部７４は、正常判定値（０）を出力する。
【００３７】
電圧異常判定部７６は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃから各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を取得する。電池セグメント内のいずれかの単電池２０が発煙する程度にまで内圧が高まる原因として、内部短絡が考えられる。並列接続された複数の単電池２０の中で内部短絡が発生すると、その内部短絡が発生した単電池２０に電流が集中して、電池セグメントの両端電圧は瞬間的に低下する。さらに内部短絡の単電池２０が発煙することで当該単電池２０は非導通の状態となり、単電池２０の抵抗は無限大となる。これに伴い電池セグメントの両端電圧（電位差）は一時的に増加する。さらにその後、電池セグメントの両端電圧は通常の電圧値に回復（収束）する。
【００３８】
上記した一時的な電圧低下を捉える場合、電圧異常判定部７６は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を監視し、これらが所定の閾値Ｖｔｈ未満となるか否かを判定する。この閾値判定は、電圧値（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）ごとに行われる。例えば、両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の少なくともいずれか一つが閾値Ｖｔｈ未満となると、電圧異常判定部７６は、閾値Ｖｔｈ未満となった電圧値（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）に対応する電池セグメント（１〜３）の識別情報（ＩＤ）とともに、異常判定値（１）を出力する。また電圧値が閾値Ｖｔｈ以上である場合には、正常判定値（０）が出力される。
【００３９】
また、上記した一時的な抵抗の増加を捉える場合、電圧異常判定部７６は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を監視し、これらが所定の閾値Ｖｔｈを超過するか否かを判定する。この閾値判定は、電圧値（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）ごとに行われる。例えば、両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の少なくともいずれか一つが閾値Ｖｔｈを超過すると、電圧異常判定部７６は、閾値Ｖｔｈを超過した電圧値（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）に対応する電池セグメント（１〜３）の識別情報（ＩＤ）とともに、異常判定値（１）を出力する。また電圧値が閾値Ｖｔｈ以下である場合には、正常判定値（０）が出力される。
【００４０】
また、各電池セグメントと閾値との比較に代えて、またはこれに加えて、電池セグメント同士の電圧値変化を考慮してもよい。例えば、所定の電池セグメントの電圧値Ｖ１と、他の電池セグメントの電圧値Ｖ２の差分（Ｖ１−Ｖ２）を求めて、この値と閾値Ｖｔｈとを比較することで、電圧異常判定を行ってもよい。例えば、差分値（Ｖ１−Ｖ２）が一時的に急減して下限閾値Ｖｔｈ−を割り込んだ（（Ｖ１−Ｖ２）  ＜  Ｖｔｈ−）後に、急増して上限閾値Ｖｔｈ＋を超過（（Ｖ１−Ｖ２）  ＞  Ｖｔｈ＋）すれば、電圧Ｖ１に対応する電池セグメントに対して異常判定値（１）が出力される。また、差分値（Ｖ１−Ｖ２）が一時的に急増して上限閾値Ｖｔｈ＋を超過した（（Ｖ１−Ｖ２）  ＞  Ｖｔｈ＋）後に、急減して下限閾値Ｖｔｈ−を割り込めば（（Ｖ１−Ｖ２）  ＜  Ｖｔｈ−）、電圧Ｖ２に対応する電池セグメントに対して異常判定値（１）が出力される。また、所定の電池セグメントの電圧値Ｖ１と、他の電池セグメントの電圧値Ｖ２との差分（Ｖ１−Ｖ２）に代えて、両者の比（Ｖ１／Ｖ２）を求めて、これと閾値Ｖｔｈとを比較してもよい。
【００４１】
抵抗異常判定部７８は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃから各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を取得するとともに、電流センサ１６から電池パック１０の電流値Ｉを取得する。抵抗異常判定部７８は、これらの測定値から、各電池セグメントの抵抗値を求め、これが所定の閾値Ｒｔｈ未満となるか否かを判定する。
【００４２】
上述したように、電池セグメント内のいずれかの単電池２０にて内部短絡が発生すると、その内部短絡した単電池２０に電流が集中して、電池セグメントの抵抗は瞬間的に低下する。さらに内部短絡の単電池２０が発煙することで当該単電池２０は非導通の状態となり、単電池２０の抵抗は無限大となる。これに伴い電池セグメントの抵抗は一時的に増加する。さらにその後は通常の抵抗値に回復（収束）する。
【００４３】
上記した一時的な抵抗の低下を捉える場合、抵抗異常判定部７８は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と、電池パック１０の電流値Ｉから、各電池セグメントの抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を求め、これらが所定の閾値Ｒｔｈ未満となるか否かを判定する。この閾値判定は、電池セグメントごとに行われる。例えば、抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の少なくともいずれか一つが閾値Ｒｔｈ未満となると、抵抗異常判定部７８は、閾値Ｒｔｈ未満となった抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）に対応する電池セグメント（１〜３）の識別情報（ＩＤ）とともに、異常判定値（１）を出力する。また抵抗値が閾値Ｒｔｈ以上である場合には、正常判定値（０）が出力される。
【００４４】
また、上記した一時的な抵抗の増加を捉える場合、抵抗異常判定部７８は、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの両端電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と、電池パック１０の電流値Ｉから、各電池セグメントの抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を求め、これらが所定の閾値Ｒｔｈを超過するか否かを判定する。この閾値判定は、電池セグメントごとに行われる。例えば、抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の少なくともいずれか一つが閾値Ｒｔｈを超過すると、抵抗異常判定部７８は、閾値Ｒｔｈを超過した抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）に対応する電池セグメント（１〜３）の識別情報（ＩＤ）とともに、異常判定値（１）を出力する。また抵抗値が閾値Ｒｔｈ以下である場合には、正常判定値（０）が出力される。
【００４５】
また、各電池セグメントと閾値との比較に代えて、またはこれに加えて、電池セグメント同士の抵抗値変化を考慮してもよい。例えば、所定の電池セグメントの抵抗値Ｒ１と、他の電池セグメントの抵抗値Ｒ２の差分（Ｒ１−Ｒ２）を求めて、この値と閾値Ｒｔｈとを比較することで、電圧異常判定を行ってもよい。例えば、差分値（Ｒ１−Ｒ２）が一時的に急減して下限閾値Ｒｔｈ−を割り込んだ（（Ｒ１−Ｒ２）  ＜  Ｒｔｈ−）後に、急増して上限閾値Ｒｔｈ＋を超過（（Ｒ１−Ｒ２）  ＞  Ｒｔｈ＋）すれば、抵抗Ｒ１に対応する電池セグメントに対して異常判定値（１）が出力される。また、差分値（Ｒ１−Ｒ２）が一時的に急増して上限閾値Ｒｔｈ＋を超過した（（Ｒ１−Ｒ２）  ＞  Ｒｔｈ＋）後に、急減して下限閾値Ｒｔｈ−を割り込めば（（Ｒ１−Ｒ２）  ＜  Ｒｔｈ−）、抵抗Ｒ２に対応する電池セグメントに対して異常判定値（１）が出力される。また、所定の電池セグメントの抵抗値Ｒ１と、他の電池セグメントの抵抗値Ｒ２との差分（Ｒ１−Ｒ２）に代えて、両者の比（Ｒ１／Ｒ２）を求めて、これと閾値Ｒｔｈとを比較してもよい。
【００４６】
容量異常判定部８０は、各電池セグメントの容量（ＳＯＣ）異常の有無を判定する。各電池セグメントの容量は以下のようにして求められる。例えば電池パック１０に電流通電がないときの各電池セグメントの両端電圧をＯＣＶとして、これと、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの電圧、または、電流センサ１６が検出した電流の積算値に基づいてＳＯＣが算出される。また、ＯＣＶの算出方法として、上記に代えて、電圧センサ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃが検出した各電池セグメントの電圧の変動幅ΔＶと電流センサ１６が検出した電流値の変動幅ΔＩとからΔＶ／ΔＩの値を求め、この切片からＯＣＶを算出してもよい。
【００４７】
電池セグメント内の単電池２０が発煙し非導通状態になると、その単電池分、電池セグメントの容量が低下する。容量の低下に伴い、単位容量あたりのＳＯＣ変化（ΔＳＯＣ）が大きくなる。容量異常判定部８０では、上記の単位容量あたりのＳＯＣ変化（ΔＳＯＣ）が所定の閾値Ｄｔｈを超過しているか否かが判定される。この閾値判定は、電池セグメントごとに行われる。例えば、単位容量あたりのＳＯＣ１の変動幅ΔＳＯＣ１が閾値Ｄｔｈを超過すると、容量異常判定部８０は、閾値Ｄｔｈを超過したＳＯＣに対応する電池セグメント（１〜３）の識別情報（ＩＤ）とともに、異常判定値（１）を出力する。また単位容量あたりのＳＯＣの変動幅ΔＳＯＣが閾値Ｄｔｈ以下である場合には、正常判定値（０）が出力される。
【００４８】
また、電池セグメント同士の単位容量あたりのＳＯＣ変動幅（ΔＳＯＣ）同士を比較してもよい。例えば、所定の電池セグメントのＳＯＣ変動幅（ΔＳＯＣ１）と他の電池セグメントのＳＯＣ変動幅（ΔＳＯＣ２）との差分（ΔＳＯＣ１−ΔＳＯＣ２）または比（ΔＳＯＣ１／ΔＳＯＣ２）が所定の閾値Ｄｔｈを超過したときに、ΔＳＯＣ１に対応する電池セグメントに対して異常判定値（１）を出力してもよい。
【００４９】
排煙温度積算部８２は、排煙温度センサ１８から温度値を取得して、これを積算する。単電池２０の発煙前に温度を積算すると、発煙本数の推定精度が低下するため、発煙有りと判定された時点から積算が開始される。
【００５０】
本実施形態では、単電池２０の発煙有りと判定する基準として、発煙経路の温度異常の有無と、電気系統の異常有無とのダブルチェックを行っている。すなわち、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過しており、かつ、電圧異常判定部７６、抵抗異常判定部７８、及び容量異常判定部８０の少なくともいずれか一つから異常判定値（１）が出力されているときに、単電池２０の発煙有りと判定される。このようなダブルチェックを行うことで、精度の高い発煙判定が可能となる。
【００５１】
排煙温度積算部８２は、温度微分値判定部７４から異常判定値（１）が出力され、かつ、電圧異常判定部７６、抵抗異常判定部７８、及び容量異常判定部８０の少なくともいずれか一つから異常判定値（１）が出力されているときに、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過した時点を起算点として、排煙温度センサ１８の温度値ＴＥの積算を開始する。また、電圧異常判定部７６、抵抗異常判定部７８、及び容量異常判定部８０から、異常判定対象の電池セグメントの識別情報（ＩＤ）を取得する。
【００５２】
なお、温度値ＴＥの積算に当たり、起算点の温度を補正してもよい。例えば起算時点の排煙温度センサ１８の検出値をＴ０とすると、∫Ｔ＝∫（ＴＥ−Ｔ０）としてもよい。このような補正を行うことで、環境温度（周辺温度）の影響をより受けにくくなる。
【００５３】
排煙温度センサ１８の温度値（排煙温度）の積算は所定の待機時間Ｔｒｅｆに亘って行われる。例えば、排煙温度積算部８２は、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過した時点から積算カウンタ８４を駆動させ、待機時間Ｔｒｅｆ（積算時間）までカウントさせる。このように、所定の待機時間に亘って排煙温度を積算することで、同時に複数本の単電池２０が発煙した場合と、時間差を伴って発煙した場合との乖離が小さくなる。
【００５４】
図６には３本の単電池２０が同時に発煙した例が示され、図７には３本の単電池が時間差を伴って待機時間Ｔｒｅｆ内に順次発煙した例が示される。図６及び図７の上段には排煙温度センサ１８の測定値（排煙温度）ＴＥの時間変化が示され、中段にはその微分値が示され、下段には積算値（積分値）が示されている。また中段の微分値には閾値Ｋｔｈが示され、また下段の積分値には待機時間Ｔｒｅｆが示されている。
【００５５】
単電池２０から排出されたガスは、排煙室４６内の空気と混ざりながら排煙温度センサ１８を通過する。排煙室４６の空気と混ざる過程でその混合気体の温度がガス温度よりも低下するが、発煙本数が増えるほど、つまりガス濃度が高くなるほどその温度は排出時のガス温度に近くなる。
【００５６】
図６及び図７の測定値ＴＥを比較すると、同時発煙（図６）では本数が増えるごとにその温度値ＴＥは増加する。一方、時間差発煙（図７）では、前の単電池２０のガスが排煙温度センサ１８を通過した後に次の単電池２０のガスが通過するような発煙パターンを採っているため、最大でも１本発煙したときの温度値に止まる。
【００５７】
これに対して、温度の積算値（積分値）∫ＴＥは、待機時間Ｔｒｅｆの終了時点ｔ１において、同時発煙（図６）と時間差発煙（図７）とで大きな差は生じない。このように本実施形態では、発煙温度ＴＥの積算値（積分値）を求めることで、同時発煙と時間差発煙とを問わず、精度の高い発煙本数の推定が可能となる。
【００５８】
排煙温度積算部８２は、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過した時点から待機時間Ｔｒｅｆが経過するまでの間の発煙温度積算値∫ＴＥを求め、これを発煙本数推定部８６に送る。発煙本数推定部８６には、発煙温度積算値∫ＴＥと発煙本数（の推定値）とが対応付けられた発煙本数マップが記憶されている。発煙本数推定部８６は、発煙温度積算値∫ＴＥと発煙本数マップから、発煙本数の推定値Ｎを求め、これを制限司令部８８に送る。また、発煙が生じた電池セグメントの識別情報（ＩＤ）も発煙本数推定値Ｎとともに送る。
【００５９】
制限司令部８８には、発煙本数と保安制御（フェールセーフ）項目とが対応付けられた保安制御マップが記憶されている。例えば、発煙本数が比較的少数、例えば電池セグメントの単電池２０の５％未満である場合には、保安制御項目として入出力電力制限（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）が対応付けられる。また、発煙本数が比較的多数、例えば電池セグメントの単電池２０の６０％以上である場合には、保安制御項目として車両システムの停止（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）が対応付けられる。また、発煙本数が中間的な数、例えば電池セグメントの単電池２０の３０％以上６０％未満である場合には、電池モジュールと回転電機等の負荷とを接続させるシステムメインリレーの遮断が保安制御項目として対応付けられる。
【００６０】
制限司令部８８は、発煙本数推定部８６から取得した、発煙が生じた電池セグメントの識別情報（ＩＤ）を参照して、当該電池セグメントにて発生した過去の発煙本数をハードディスクドライブ６６から呼び出す。さらに当該過去の発煙本数に発煙本数推定部８６から取得した発煙本数の推定値Ｎを加え、当該本数（累積本数）に対応する保安制御項目を保安制御マップから呼び出す（選択する）。さらに呼び出した保安制御項目に基づいて、車両の各電気機器に制御指令を出力する。
【００６１】
図８には、本実施形態に係る保安制御のフローチャートが例示されている。当該フローチャートは、例えば車両のシステム起動時（Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ）に開始される。温度微分値判定部７４は、微分部７２から排煙温度センサ１８の温度値の微分値ｄＴＥ／ｄｔを所定の周期で取得して、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過するか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６２】
温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈ以下である場合、単電池２０に発煙は生じてないと判定し、そのままフロー終点（Ｒｅｔｕｒｎ）まで進む。温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過する場合、温度微分値判定部７４は異常判定値（１）を排煙温度積算部８２に対して出力する。排煙温度積算部８２では、電圧異常判定部７６、抵抗異常判定部７８、及び容量異常判定部８０から出力される判定信号を参照して、電圧、抵抗、及び容量の少なくともいずれか一つが異常有りと判定されたか否かを判定する（Ｓ１２）。
【００６３】
電圧、抵抗、及び容量のいずれからも異常判定値が出力されない場合、単電池２０に発煙は生じてないと判定し、そのままフロー終点（Ｒｅｔｕｒｎ）まで進む。電圧、抵抗、及び容量の少なくともいずれか一つが異常有りと判定された場合、排煙温度積算部８２は、積算カウンタ８４による待機時間Ｔｒｅｆのカウントを開始して、温度微分値ｄＴＥ／ｄｔが閾値Ｋｔｈを超過した閾値超過時点から排煙温度値ＴＥの積算を開始する（Ｓ１４）。
【００６４】
なお、閾値超過時点と電圧、抵抗、及び容量の異常判定との間に遅れが生じる場合は、電圧、抵抗、及び容量の異常判定に先駆けて閾値超過時点から温度値ＴＥの積算を開始してもよい。この場合、電圧、抵抗、及び容量のいずれもが異常無しと判定されると、排煙温度積算部８２は、それまでの積算値∫ＴＥを破棄してよい。
【００６５】
排煙温度値ＴＥの積算は閾値超過時点から待機時間Ｔｒｅｆに亘って行われる（Ｓ１６）。待機時間のカウントは積算カウンタ８４により行われる。
【００６６】
積算時間が待機時間Ｔｒｅｆに到達すると、排煙温度積算部８２はその時点における排煙温度の積算値∫ＴＥを発煙本数推定部８６に送る。発煙本数推定部８６は、発煙本数マップを参照して、排煙温度の積算値∫ＴＥに応じた発煙本数（の推定値）を求め（Ｓ１８）、当該発煙本数Ｎと、発煙が生じた電池セグメントの識別情報（ＩＤ）とを制限司令部８８に送る。
【００６７】
制限司令部８８は、発煙本数推定部８６から取得した、発煙が生じた電池セグメントの識別情報（ＩＤ）を参照して、当該電池セグメントにて発生した過去の発煙本数（累積本数）Ｎｋ−１を呼び出す。さらに当該過去の発煙本数Ｎｋ−１に発煙本数推定部８６から取得した発煙本数Ｎを加え、現在時の累積本数Ｎｋを求める（Ｓ２０）なお、Ｎｋ−１＝０のとき、Ｎｋ＝Ｎとなる。
【００６８】
さらに制限司令部８８は、累積本数Ｎｋが所定の閾値Ａ１を超過するか否かを判定する（Ｓ２２）。閾値Ａ１を超過する場合、制限司令部８８は保安制御マップを参照して、車両システムの停止（Ｒｅａｄｙ−Ｏｆｆ）を選択指令する（Ｓ２４）。これにより車両のシステムは停止されるから、本フローは終了となる。
【００６９】
累積本数Ｎｋが閾値Ａ１以下である場合、制限司令部８８は、累積本数Ｎｋが閾値Ａ２（＜Ａ１）を超過するか否かを判定する（Ｓ２６）。閾値Ａ２を超過する場合、制限司令部８８は保安制御マップを参照して、システムメインリレーの遮断（ＳＭＲ−ＯＦＦ）を選択指令する（Ｓ２８）。これにより電池パック１０からの電力供給が遮断されるので、本フローは終了となる。
【００７０】
累積本数Ｎｋが閾値Ａ２以下である場合、制限司令部８８は、入出力電力制限（Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔ）を選択指令する（Ｓ３０）。このように、発煙本数に応じた保安制御を実行することで、効率的な電池パックの利用が可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１０  電池パック、１２  制御部、１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ  電圧センサ、１６  電流センサ、１８  排煙温度センサ、２０  単電池、３４  ガス排出弁、４６  排煙室、５４  電池ホルダの排煙通路、５６  負極バスバーの排煙通路、７２  微分部、７４  温度微分値判定部、７６  電圧異常判定部、７８  抵抗異常判定部、８０  容量異常判定部、８２  排煙温度積算部、８４  積算カウンタ、８６  発煙本数推定部、８８  制限司令部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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