(57)【要約】【課題】部品点数を少なくして配線を簡素化し、電池の温度上昇を確実に安定して検出する。【解決手段】車両用の電源装置は、複数の単電池２を連結している複数本の電池モジュール１と、各々の電池モジュール１を構成する単電池２の表面に配置されて、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形する温度検知部材４と、各々の電池モジュール１の温度検知部材４の変形を電気信号に変換する偏移検出器５とを備える。ひとつの電池モジュール１に設けている温度検知部材４は、各々の電池モジュール１に設けている偏移検出器５に連結している。この電源装置は、電池モジュール１を構成している単電池２の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４が変形し、この変形を電池モジュール１に設けている偏移検出器５が電気信号に変換して電池モジュール１の異常温度を検出する。【選択図】　図３
2004095361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単電池（２）を連結している電池モジュール（１）と、電池モジュール（１）を構成する単電池（２）の表面に配置されて、単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると変形する形状記憶合金（４ａ）を使用してなる温度検知部材（４）と、電池モジュール（１）の温度検知部材（４）の変形を電気信号に変換する偏移検出器（５）とを備えており、
電池モジュール（１）に設けている温度検知部材（４）は、単電池（２）の表面に配設している複数の形状記憶合金（４ａ）を互いに連結して、偏移検出器（５）に連結され、
電池モジュール（１）を構成している単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材（４）の形状記憶合金（４ａ）が変形し、この変形を偏移検出器（５）が電気信号に変換して電池モジュール（１）の異常温度を検出するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項２】
電池モジュール（１）を構成している各々の単電池（２）の表面に温度検知部材（４）の形状記憶合金（４ａ）を配設すると共に、各々の単電池（２）の表面に配置している形状記憶合金（４ａ）の温度検知部材（４）を直線状に連結して、温度検知部材（４）の端部を偏移検出器（５）に連結している請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
温度検知部材（４）の形状記憶合金（４ａ）が、設定温度よりも高くなると全長が短くなるように変形する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
複数の単電池（２）を直線状に連結している電池モジュール（１）の各々の単電池（２）の表面に形状記憶合金（４ａ）を配設しており、各々の形状記憶合金（４ａ）を連結材（４Ｂ）で直線状に連結している請求項２に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
形状記憶合金（４ａ）を使用してなる温度検知部材（４）を熱伝導筒（８）に収納して、この熱伝導筒（８）を電池モジュール（１）の表面に固定している請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項６】
温度検知部材（４）を収納する熱伝導筒（８）を単電池（２）のガスの排気口（１０）に連結して、熱伝導筒（８）をガスの排気ダクトに使用している請求項５に記載される車両用の電源装置。
【請求項７】
複数の単電池（２）を連結している電池モジュール（１）と、電池モジュール（１）を構成する単電池（２）の表面に配置されて、単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると変形する、熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属（４ｂ）を使用してなる温度検知部材（４）と、電池モジュール（１）の温度検知部材（４）の変形を電気信号に変換する偏移検出器（５）とを備えており、
電池モジュール（１）に設けている温度検知部材（４）は、単電池（２）の表面に配設している熱膨張差積層金属（４ｂ）を互いに連結して、偏移検出器（５）に連結され、電池モジュール（１）を構成している単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材（４）の熱膨張差積層金属（４ｂ）が変形し、この変形を偏移検出器（５）が電気信号に変換して電池モジュール（１）の異常温度を検出するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項８】
複数の単電池（２）を連結している電池モジュール（１）の表面に、単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると変形する温度変形金属（４Ａ）を使用してなる温度検知部材（４）を配設しており、
さらに、温度検知部材（４）の温度変形金属（４Ａ）が変形しない状態では光の光路を遮断しないが、温度変形金属（４Ａ）が変形すると光の光路を遮断するように、光の発光部（１６）と受光部（１７）とを設けており、
電池モジュール（１）を構成している単電池（２）の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材（４）の温度変形金属（４Ａ）が変形して、光の発光部（１６）と受光部（１７）との間の光センサー光路（１５）の光を遮断して、電池モジュール（１）の異常温度を検出するようにしてなる車両用の電源装置。
【請求項９】
温度変形金属（４Ａ）が、形状記憶合金、または熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属のいずれかである請求項８に記載される車両用の電源装置。
【請求項１０】
反射鏡（１８）を使用して、複数の電池モジュール（１）に沿って光センサー光路（１５）を設けている請求項９に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてハイブリッドカーや電気自動車等の車両を駆動するモーターの電源として使用される電源装置に関し、とくに電源装置を構成している電池モジュールの温度の上昇を検出できる電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電源装置は、複数の二次電池を直列に電気接続して、出力電圧を高くしている。ハイブリッドカー等の車両を駆動するモーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、大電流で充放電され、さらに極めて寒い冬期から暑い夏の極めて厳しい温度範囲で使用される。二次電池の温度は、電池の電気的な性能に影響を与えるばかりでなく、二次電池を劣化させる原因となる。とくに、二次電池が極めて高い温度で充放電されると、電池の寿命が短くなる。このため、車両用の電源装置は、二次電池の温度を検出して、二次電池の温度が設定温度よりも高くならないように充放電を制御している。二次電池の温度を検出するために、各々の二次電池の表面に温度センサーであるＰＴＣを固定している。各々の二次電池の表面に固定された多数の温度センサーであるＰＴＣは、特開平１０−２７００９４号に示すように、リード線を介して互いに直列に接続される。
【０００３】
ところで、車両用の電源装置は、たとえば６個の二次電池を直列に接続して電池モジュールとし、この電池モジュールをさらに直列に接続している。この電池モジュールを３０個直列に接続している車両用の電源装置は１８０個の二次電池を直列に接続している。この電源装置は、１８０個の二次電池の温度を検出するために、各々の二次電池に温度センサーとしてＰＴＣを固定している。１８０個のＰＴＣは互いに直列に接続されて、全体の電気抵抗を検出して、二次電池の温度上昇が検出される。以上の電源装置は、いずれかの二次電池の温度が上昇すると、この二次電池に固定しているＰＴＣの電気抵抗が高くなる。したがって、全てのＰＴＣを直列に接続している回路の電気抵抗が増加する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この構造の電源装置は、多数の二次電池の温度を検出するために多くのＰＴＣを使用する必要があって、使用する電気部品点数が多くなると共に、配線が複雑になる欠点がある。また各々の二次電池にＰＴＣ等の温度センサーを固定して、温度上昇を電気的に検出するので、電池の漏液やガス放出によって温度センサーの信頼性が低下することがある。また、ＰＴＣを直列に接続して電気抵抗の変化で電池温度を検出するので、多数の電池温度を検出するために多数のＰＴＣを直列に接続すると直列抵抗が大きくなって、二次電池が設定温度よりも高くなったときの電気抵抗の変化率が少なくなる欠点もある。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、部品点数を少なくして配線を簡素化でき、さらに電池の温度上昇を確実に安定して検出できる車両用の電源装置を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、電池の漏液やガス放出によっても確実に電池の温度上昇を検出できる車両用の電源装置を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、電池の個数が多くなっても、正確に電池の温度上昇を検出できる車両用の電源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用の電源装置は、複数の単電池２を連結している電池モジュール１と、電池モジュール１を構成する単電池２の表面に配置されて、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形する形状記憶合金４ａを使用してなる温度検知部材４と、電池モジュール１の温度検知部材４の変形を電気信号に変換する偏移検出器５とを備える。電池モジュール１に設けている温度検知部材４は、単電池２の表面に配設している複数の形状記憶合金４ａを互いに連結して、偏移検出器５に連結している。この電源装置は、電池モジュール１を構成している単電池２の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４の形状記憶合金４ａが変形し、この変形を偏移検出器５が電気信号に変換して電池モジュール１の異常温度を検出する。
【０００７】
本発明の電源装置は、電池モジュール１を構成している各々の単電池２の表面に温度検知部材４の形状記憶合金４ａを配設すると共に、各々の単電池２の表面に配置している形状記憶合金４ａの温度検知部材４を直線状に連結して、温度検知部材４の端部を偏移検出器５に連結することができる。温度検知部材４の形状記憶合金４ａは、設定温度よりも高くなると全長が短くなるように変形させることができる。
【０００８】
さらに、本発明の電源装置は、複数の単電池２を直線状に連結している電池モジュール１の各々の単電池２の表面に形状記憶合金４ａを配設し、各々の形状記憶合金４ａを連結材４Ｂで直線状に連結することができる。この構造は、コストの高い形状記憶合金で構成される部分を最少限にできるので、温度検知部材４の製造コストを低減できる特長がある。
【０００９】
さらに、本発明の電源装置は、形状記憶合金４ａを使用してなる温度検知部材４を熱伝導筒８に収納して、この熱伝導筒８を電池モジュール１の表面に固定することができる。温度検知部材４を収納する熱伝導筒８は、単電池２のガスの排気口１０に連結して、熱伝導筒８をガスの排気ダクトに使用することができる。
【００１０】
本発明の請求項７の車両用の電源装置は、複数の単電池２を連結している電池モジュール１と、電池モジュール１を構成する単電池２の表面に配置されて、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形する、熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属４ｂを使用してなる温度検知部材４と、電池モジュール１の温度検知部材４の変形を電気信号に変換する偏移検出器５とを備える。電池モジュール１に設けている温度検知部材４は、単電池２の表面に配設している熱膨張差積層金属４ｂを互いに連結して、偏移検出器５に連結している。電池モジュール１を構成している単電池２の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４の熱膨張差積層金属４ｂが変形し、この変形を偏移検出器５が電気信号に変換して電池モジュール１の異常温度を検出する。
【００１１】
さらに、本発明の請求項８の車両用の電源装置は、複数の単電池２を連結している電池モジュール１の表面に、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形する温度変形金属４Ａを使用してなる温度検知部材４を配設している。さらに、電源装置は、温度検知部材４の温度変形金属４Ａが変形しない状態では光の光路を遮断しないが、温度変形金属４Ａが変形すると光の光路を遮断するように、光の発光部１６と受光部１７とを設けている。この電源装置は、電池モジュール１を構成している単電池２の温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４の温度変形金属４Ａが変形して、光の発光部１６と受光部１７との間の光センサー光路１５の光を遮断して、電池モジュール１の異常温度を検出する。
【００１２】
温度変形金属４Ａは、形状記憶合金、または熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属のいずれかとすることができる。さらに、この電源装置は、反射鏡１８を使用して、複数の電池モジュール１に沿って光センサー光路１５を設けることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１４】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１５】
図１に示す車両用の電源装置は、ケース３に複数本の電池モジュール１を収納している。この電源装置は、ハイブリッドカーに搭載されて、自動車を駆動するモーターに電力を供給する。ただし、本発明の電源装置は、電気自動車や電動カート、電動フォークリフト、あるいは室内を走行して荷物を搬送する車両等の電源にも使用される。図の電源装置は、ケース３に複数本の電池モジュール１を収納しているが、本発明の電源装置は、ケースに１本の電池モジュールを収納することもできる。図の電源装置は、図２に示すように、複数の二次電池である単電池２を直列に接続して電池モジュール１としている。単電池２は、ニッケル−水素電池やリチウムイオン二次電池等の二次電池である。
【００１６】
電池モジュール１は、図２と図３に示すように、複数の単電池２を直線状に連結している。電池モジュール１は、電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出するために、温度検知部材４と偏移検出器５を設けている。図の電池モジュール１は、一端部に偏移検出器５を配置している。偏移検出器５は、温度検知部材４の変形を電気信号に変換するもので、マイクロスイッチやリミットスイッチである。偏移検出器５は、レバー７を温度検知部材４に連結しており、このレバー７でプランジャー６を操作して温度検知部材４でオンオフに切り換えられる。
【００１７】
温度検知部材４は、各々の電池モジュール１を構成する単電池２の表面に形状記憶合金４ａを配置している。形状記憶合金４ａは、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形して、電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出する。温度検知部材４は、図３に示すように、全体を形状記憶合金４ａで構成し、あるいは、図４に示すように、単電池２の表面にのみ形状記憶合金４ａを設けて、形状記憶合金４ａを連結材４Ｂで直線状に連結する構造とすることができる。
【００１８】
形状記憶合金４ａが変形する電池の設定温度は、たとえば７０〜９０℃に設定される。形状記憶合金４ａは、この温度範囲で変形するＴｉ−Ｎｉ合金である。ただし、形状記憶合金４ａには、以上の温度範囲で変形する全ての合金、たとえばＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金等も使用できる。
【００１９】
図の温度検知部材４は、電池温度が設定温度よりも高くなると全長が短くなるように形状記憶合金４ａを変形させる。図３の形状記憶合金４ａは、単電池２の近傍でジグザグ状ないしコイル状に成形して、この部分が設定温度よりも高くなると収縮するようにしている。形状記憶合金４ａは、設定温度よりも低い状態では直線状で、設定温度よりも高くなるとジグザグ状やコイル状に変形するようにすることもできる。このように、設定温度よりも高くなると全長が短くなるように形状記憶合金４ａを変形させる温度検知部材４は、変形した状態で全長が長くならないので、ケースの外形を大きくすることなく配置して、確実に変形できる特長がある。形状記憶合金４ａを使用してなる温度検知部材４は、一端を電池モジュール１に固定して、他端を偏移検出器５のレバー７に連結している。偏移検出器５は、レバー７が温度検知部材４で引っ張られると、プランジャー６が押されてオンからオフに切り換えられ、あるいはオフからオンに切り換えられる。
【００２０】
電池温度が設定温度よりも高くなるときに、オンからオフに切り換えされる偏移検出器５は、図５に示すように互いに直列に接続される。この電源装置は、いずれかの偏移検出器５がオンからオフに切り換えられると、回路は導通状態から非通電状態に切り換えられて、電池温度が設定温度よりも高くなったことが検出される。電池温度が設定温度よりも高くなると、オフからオンに切り換えられる偏移検出器５は、図６に示すように並列に接続される。この電源装置は、いずれかの偏移検出器５がオンに切り換えられると、回路は非導通状態から通電状態に切り換えられて、電池温度が設定温度よりも高くなったことが検出される。
【００２１】
図２ないし図４の電池モジュール１は、形状記憶合金４ａを使用してなる温度検知部材４を熱伝導筒８に収納して、この熱伝導筒８を電池モジュール１の表面に固定している。温度検知部材４は、熱伝導筒８に伸縮できるように収納される。熱伝導筒８は、プラスチック製あるいは金属製の角筒である。角筒状の熱伝導筒８は、たとえば幅を３〜５ｍｍ、高さを１〜２ｍｍとする。この熱伝導筒８は、単電池２の表面に面接触状態に密着されて、単電池２の熱を有効に形状記憶合金４ａに伝導する。単電池２は、円筒型電池または角型電池である。角型電池は、角筒状の熱伝導筒を隙間なく密着できる。熱伝導筒８は、その幅が狭いので、円筒型電池の表面にもほぼ隙間なく密着できる。
【００２２】
さらに、図の電池モジュール１は、熱伝導筒８を外被フィルム９で被覆して、熱の放熱を少なくしている。外被フィルム９は、熱収縮フィルムが最適である。外被フィルム９は、熱伝導筒８を単電池２の表面に密着して、その表面を被覆する。外被フィルム９で固定される熱伝導筒８は、円筒状ないし楕円筒状とすることもできる。外被フィルム９が熱の放熱を阻止して、単電池２の熱を有効に形状記憶合金４ａに伝導できるからである。
【００２３】
図４の電池モジュール１は、全ての単電池２の表面に形状記憶合金４ａを配設している。この電源装置は、全ての単電池２の温度上昇を直接に形状記憶合金４ａで検出する。ただ本発明の電源装置は、全ての単電池の表面に形状記憶合金を配設することなく、ひとつの形状記憶合金で複数の単電池の温度を検出することもできる。この電池モジュールは、単電池の境界部分に形状記憶合金を配設し、形状記憶合金を連結している連結材を熱伝導プレートに使用して、ひとつの形状記憶合金で複数の単電池の温度を検出することもできる。
【００２４】
図７の電池モジュール１は、熱伝導筒８をガスの排気ダクトに併用する。この電池モジュール１は、温度検知部材４を収納する熱伝導筒８を、単電池２のガスの排気口１０に連結している。単電池２は、封口板に安全弁を設けている。安全弁は、電池の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁してガスを排気する。このガスを外部に排出するために、熱伝導筒８は、単電池２の境界にガスの流入口１１を開口して、端部にガスの排出口１２を開口している。熱伝導筒８は、両端面をガス漏れしない程度に閉塞している。この電池モジュール１は、安全弁が開弁して排出されるガスを外部にスムーズに排出できる特長がある。
【００２５】
以上の温度検知部材４は、電池温度が設定温度よりも高温になって形状記憶合金４ａが収縮すると、偏移検出器５をオンからオフに、あるいはオフからオンに切り換える。電源装置は、電池温度が設定温度よりも高くなることを偏移検出器５のオンオフで検出すると、電池に流れる電流を遮断して電池を安全な状態に保護する。電流を遮断すると電池温度は低下する。形状記憶合金４ａは、電池温度が設定温度よりも低くなっても、収縮した状態から伸びることはなく、そのままの形状を保持する。このため、形状記憶合金４ａの温度検知部材４を備える前述の電源装置は、電池温度が設定温度よりも高くなって電流を遮断すると、その後に電池温度が低下しても、設定温度よりも高くなった単電池２や電池モジュール１を簡単に識別できる特長がある。この構造の電源装置は、設定温度よりも高温になった単電池２や電池モジュール１を特定し、その後に新しい電池に交換する構造として理想的である。
【００２６】
図８の電池モジュール１は、電池温度が設定温度よりも高くなった後、設定温度よりも低くなると、復帰して何回も使用できる温度検知部材４と偏移検出器５を示している。この電池モジュール１は、温度検知部材４の一端に復帰用弾性体１３を連結している。図の復帰用弾性体１３は引張バネである。復帰用弾性体１３の弾性係数は、電池温度が設定温度よりも高いときに温度検知部材４が収縮できるが、電池温度が設定温度よりも低くなると温度検知部材４を引き伸ばすことができるように設定される。形状記憶合金４ａは、電池温度が設定温度よりも高くなると、強い力で収縮して復帰用弾性体１３を引き伸ばすことができるが、電池温度が設定温度よりも低くなると収縮力が弱くなって復帰用弾性体１３でもって強制的に伸ばされる。この構造の電池モジュール１を備える電源装置は、電池温度が設定温度よりも高いときには、温度検知部材４が収縮するが、電池温度が設定温度よりも低下するときには、温度検知部材４が復帰用弾性体１３で伸ばされて、偏移検出器５をオンオフに切り換えるので、電池温度が設定温度よりも高くなったことを繰り返し検出できる。
【００２７】
以上の電源装置は、電池温度が設定温度よりも高くなると温度検知部材４を収縮させるが、本発明の電池モジュールは、電池温度が設定温度よりも高くなると温度検知部材の形状記憶合金を伸長するようにすることもできる。また、図の電源装置は、偏移検出器５にマイクロスイッチやリミットスイッチを使用しているが、偏移検出器５には、温度検知部材４の変形を電気信号に変換できる全ての機構、たとえば、温度検知部材の端部に永久磁石を固定し、この永久磁石でオンオフに切り換えられる位置に配置しているリードリレー等も使用できる。
【００２８】
以上の電池モジュール１は、電池温度を形状記憶合金４ａを使用してなる温度検知部材４の変形で検出するが、電池温度は、熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属４ｂを使用してなる温度検知部材４で検出することもできる。図９は、熱膨張差積層金属４ｂからなる温度検知部材４を示す。この温度検知部材４の熱膨張差積層金属４ｂは、全体をＵ極した形状として、熱膨張率の大きい金属を外側に、熱膨張率の小さい金属を内側に積層している。この熱膨張差積層金属４ｂは温度が高くなると外側の金属が内がの金属よりも伸びるので、矢印で示すようにＵ極端を互いに接近させる方向に変形する。この熱膨張差積層金属４ｂを単電池２の表面に配設して、互いに連結材４Ｂで連結すると、形状記憶合金を使用してなる温度検知部材と同じ構造で電池温度を検出できる。すなわち、複数の熱膨張差積層金属４ｂを連結材４Ｂで直線状に連結している温度検知部材４を熱伝導筒８に入れて単電池２の表面に配設し、その一端を偏移検出器５に連結する。この温度検知部材４は、電池温度が設定温度よりも高温に上昇すると、熱膨張差積層金属４ｂが変形して収縮する。収縮した温度検知部材４は、偏移検出器５を引っ張って、オンオフに切り換えて電池の温度上昇を検出する。熱膨張差積層金属４ｂは、電池温度が設定温度よりも低くなると、もとの形状に復帰するので、形状記憶合金のように復帰用弾性体を設けることなく、何回も繰り返し、電池が設定温度よりも高くなることを検出できる。
【００２９】
図１０は光を使用して、電池の温度上昇を検出する電源装置を示す。この電源装置は、複数本の電池モジュール１の表面に、図１１の断面図と図１２の側面図に示すように、単電池２の温度が設定温度よりも高くなると変形する温度変形金属４Ａを使用してなる温度検知部材４を配設している。温度変形金属４Ａは、形状記憶合金、または熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属のいずれかである。図の電池モジュール１は、金属板である固定板１４に、細長い金属板である温度変形金属４Ａの一端を固定している。固定板１４は、電池モジュール１に密着されて、温度変形金属４Ａ板を加熱する。この構造は、固定板１４を介して複数の温度変形金属４Ａを簡単に電池モジュール１に固定できる。ただ、図示しないが、温度変形金属の一端を直接に単電池の表面に接着等の方法で固定することもできる。
【００３０】
温度変形金属４Ａの温度検知部材４は、電池温度が設定温度よりも高くなると、図１２の鎖線で示すように、電池表面の光センサー光路１５の光を遮断するようにするように変形する。この構造の温度変形金属４Ａの温度検知部材４は、電池表面から突出するように変形して、図１３と図１４に示すように光センサー光路１５の光を遮断する。
【００３１】
温度変形金属４Ａである温度検知部材４の変形を光で検出するために、電源装置は光の発光部１６と受光部１７とを設けている。光の発光部１６と受光部１７は、電池モジュール１の表面に沿って光センサー光路１５を形成する。図の電源装置は、電池モジュール１の両端に４５度に傾斜する反射鏡１８を設けて、電池モジュール１に沿う光センサー光路１５を設けている。光センサー光路１５は、温度検知部材４の温度変形金属４Ａが変形しない状態では光の光路を遮断しないが、温度変形金属４Ａが変形すると、図１４に示すように、光の光路を遮断するように設けている。反射鏡１８で光を反射して電池モジュール１と平行に光センサー光路１５を設ける構造は、ひとつの発光部１６と受光部１７で複数の電池モジュール１に固定している温度検知部材４の変形を検出できる。図の電源装置は電池モジュール１を平面状に配設しているが、電池モジュールを多段構造に立体的に配設して、発光部で電池モジュールと平行に光センサー光路を設けることもできる。
【００３２】
この電源装置は、電池温度が設定温度よりも低いとき、発光部１６から出た光が受光部１７に受光される。温度変形金属４Ａの温度検知部材４が光センサー光路１５の光を遮断しないからである。電池温度が設定温度よりも高くなると、発光部１６を出た光は、変形した温度変形金属４Ａの温度検知部材４で遮断されて、受光部１７に受光されなくなる。したがって、受光部１７が光センサー光路１５の光を受光できないときに、電池温度が設定温度よりも高くなったと判定する。
【００３３】
さらに、図１５は、光センサー光路１５を閉回路に通過させる電池モジュール１の断面図である。この電池モジュール１は、内面で光を反射しない光筒１９を電池モジュール１と平行に固定し、この光筒１９と単電池２との間に温度変形金属４Ａである温度検知部材４を配設している。光の発光部１６は、図１６に示すように、光筒１９の内部に光を通過させるように光を照射する。受光部１７は、光筒１９を通過した光を受光する位置に配置している。この電池モジュール１は、電池温度が設定温度よりも低いとき、光筒１９が温度検知部材４で変形されない。このため、光は光筒１９の内部を通過して、受光部１７に受光される。電池温度が設定温度よりも高くなると、図１７に示すように、温度検知部材４が変形して直線状の光筒１９を曲げる。曲がった光筒１９は、直線状に通過する光を通過できなくなり、受光部１７は光を受光できなくなる。このため、受光部１７が光を受光できないことで、電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出でする。この構造は、光を閉回路に通過させるので、塵や汚れの影響を受けることなく、電池温度が設定温度よりも高くなったことを正確に検出できる。
【００３４】
図１８は光センサー光路１５に光ファイバー２０を配置する電池モジュール１を示す。この電池モジュール１は、単電池２に固定している温度検知部材４の間の光センサー光路１５に光ファイバー２０を配設している。この構造の電池モジュール１は、光を光ファイバー２０に通過させるので、汚れによる誤動作を少なくできると共に、光センサー光路１５を光ファイバー２０で曲げて伝送することもできる。
【００３５】
図１９と図２０の電源装置は、電池モジュール１に沿って、偏移検出器５である平行導線体２１を配設しており、この平行導線体２１と単電池２との間に温度検知部材４を配設している。温度検知部材４は単電池２の表面に固定され、電池温度が設定温度よりも高くなると変形して、偏移検出器５である平行導線体２１に接触するようにしている。この電源装置は、電池温度が設定温度よりも低いとき、温度検知部材４が偏移検出器５である平行導線体２１に接触しない。このため、一対の平行導線体２１間の電気抵抗は非常に大きい。電池温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４が変形して平行導線体２１の偏移検出器５に接触する。この状態になると、温度検知部材４が偏移検出器５である一対の平行導線体２１間を短絡して、電気抵抗を小さくする。形状記憶合金や熱膨張差積層金属である温度変形金属４Ａの温度検知部材４が平行導線体２１を導通させるからである。図２０に示す平行導線体２１は、温度検知部材４に対向する部分において、被覆を除去して心線２１Ａを露出させている。この電源装置は、電池温度が上昇すると、図の鎖線で示すように、温度変形金属４Ａである温度検知部材４が変形して平行導線体２１の心線２１Ａに接触してこの部分を短絡するので、一対の平行導線体２１間の電気抵抗が小さくなる。このため、電気抵抗の変化で電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出できる。
【００３６】
さらに、この電源装置は、電池モジュール１に沿って配設した平行導線体２１間のインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）の変化を検知して、電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出することもできる。それは、電池温度が設定温度よりも高くなると、温度変形金属４Ａである温度検知部材４が変形して平行導線体２１との距離や位置関係が変化するからである。このように、平行導線体２１間のインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）の変化を検知する方法は、一対の平行導線体２１を短絡させることなく温度変形金属４Ａである温度検知部材４の変形を検出できる。このため、平行導線体２１は、表面を被覆して絶縁した状態で配設してショートや漏電等の弊害を有効に防止できる。
【００３７】
さらに、電源装置は、一対の平行導線体を電池モジュールに配設することなく、図２１に示すように電池モジュール１と平行に偏移検出器５として１本の導体２２を配設し、この導体２２と電池モジュール１との間に温度検知部材４を配設することもできる。温度検知部材４は、形状記憶合金や熱膨張差積層金属等の温度変形金属４Ａである。さらに、図の電源装置は、電池モジュール１の表面に金属板である固定板１４を配設しており、各単電池２に配設された細長い金属板である温度変形金属４Ａの一端をこの固定板１４に固定して複数の温度検知部材４を電気接続している。この電源装置は、電池温度が設定温度よりも低いとき、温度検知部材４が導体２２に接触しないようにし、電池温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４が図の鎖線で示すように変形して導体２２に接触するようにする。この構造は、電池温度が設定温度よりも低いとき、温度変形金属４Ａが固定された固定板１４と偏移検出器５である導体２２との間の電気抵抗が大きく、電池温度が設定温度よりも高くなると、温度検知部材４が導体２２に接触するので固定板１４と導体２２との間の電気抵抗が小さくなる。このため、電気抵抗の変化で電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出できる。この電源装置は、偏移検出器５として１本の導体２２を配設するので、導体２２と固定板１４との間に電池モジュール１を保持する絶縁性のケース部材２３を介在させることにより、導体２２を被覆することなく配設できる。
【００３８】
さらに、この電源装置も、電池モジュール１に沿って配設した１本の導体２２と固定板１４との間のインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）の変化を検知して、電池温度が設定温度よりも高くなったことを検出することができる。このとき、導体２２も表面を被覆して絶縁した状態で配設できるので、ショートや漏電等の弊害を有効に防止できる。
【００３９】
図１０ないし図２１に示す電源装置において、温度変形金属４Ａに熱膨張差積層金属を使用する場合、電池温度が設定温度よりも低くなると、もとの形状に復帰するので、何回も繰り返し電池が設定温度よりも高くなることを検出できる。これに対して温度変形金属４Ａを形状記憶合金とする場合は、電池温度が設定温度よりも高くなって変形すると、その後に電池温度が低下しても元の形状に復帰しないので、設定温度よりも高くなった単電池２や電池モジュール１を簡単に識別できる特長がある。
【００４０】
さらに、温度変形金属を形状記憶合金とする電源装置は、電池温度が設定温度よりも高くなって変形した後に設定温度よりも低くなると、温度検知部材を元の位置に復帰させる復帰用弾性体を設けることによって何回も使用することができる。図２３は、図１０ないし図１４に示す電源装置の電池モジュール１に配設される温度検知部材４を、復帰用弾性体１３で復帰させる構造を示している。ただ、図示しないが、図１５ないし図２１に示す電源装置においても、図２３と同様の構造として、形状記憶合金である温度検知部材を、復帰用弾性体で元の位置に復帰させることができる。
【００４１】
図２３に示す電池モジュール１は、形状記憶合金である温度検知部材４の電池表面から突出するように変形する端部に復帰用弾性体１３を設けている。この復帰用弾性体１３は引張バネで、一端を温度検知部材４に、他端を電池表面に固定している。この復帰用弾性体１３は、設定温度よりも低くなると、変形した温度検知部材４を電池表面に引っ張って元の位置に復帰させる。復帰用弾性体１３の弾性係数は、電池温度が設定温度よりも高いときに温度検知部材４が変形できるが、電池温度が設定温度よりも低くなると温度検知部材４を元の位置に戻すことができるように設定される。この構造の電源装置は、電池温度が設定温度よりも高いときには、形状記憶合金である温度検知部材４が変形して光センサー光路１５の光を遮断するが、電池温度が設定温度よりも低下するときには、温度検知部材４が復帰用弾性体１３で元の位置に復帰されて、光センサー光路１５の光を遮断しなくなるので、電池温度が設定温度よりも高くなったことを繰り返し検出できる。
【００４２】
さらに、図示しないが、復帰用弾性体は、板バネとすることもできる。板バネである復帰用弾性体は、変形した温度検知部材を板バネの弾性力で元の形状に復帰できるように配設される。板バネである復帰用弾性体は、たとえば、一端部を温度検知部材の固定部分の上面あるいは電池表面に固定し、他端部を温度検知部材の変形部分の上面に積層する状態で配設して、変形した復帰用弾性体を板バネの弾性力で元の形状に復帰させることができる。温度検知部材の上面に板バネを積層する構造は、この部分を薄くしながら極めて簡単に配設できる特長がある。板バネである復帰用弾性体は、温度検知部材の下面に接着または溶着して固定することもできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の車両用の電源装置は、多数の単電池の温度が設定温度よりも高くなったことを少ない部品点数と簡単な配線で正確に検出できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、電池モジュールに形状記憶合金を使用してなる温度検知部材を設け、この温度検知部材の変形を偏移検出器で電気信号に変換して検出するからである。この構造は、従来の電源装置のように、全ての単電池にＰＴＣ等の電子部品を固定してこれらを電気接続する必要がない。各々の単電池の温度を検出する温度検知部材の変形を偏移検出器で電気的に検出する。このため、単電池の数だけ電子部品の温度センサーを設ける必要はなく、偏移検出器でもって全ての単電池の温度を検出できる。このため、本発明の電源装置は、配線を極めて簡単にして多数の単電池の温度を正確に検出できる。
【００４４】
とくに、本発明の請求項１の電源装置は、温度検知部材に形状記憶合金を使用しているので、温度検知部材の偏移を大きくできる特長がある。それは、形状記憶合金に記憶させる形状を、温度検知部材の偏移を大きくする形状に設定できるからである。このように、温度検知部材の偏移を大きくできる電源装置は、温度検知部材の変形を偏移検出器で確実に検出できるので、電池温度の上昇をより正確に検出できる特長がある。
【００４５】
さらに、本発明の請求項７の車両用の電源装置は、電池モジュールに、熱膨張率が異なる金属を積層してなる熱膨張差積層金属を使用してなる温度検知部材を設け、この温度検知部材の変形を偏移検出器で電気信号に変換して検出する。このため、全ての単電池にＰＴＣ等の電子部品を固定してこれらを電気接続する必要がなく、少ない部品点数と簡単な配線で、多数の単電池の温度が設定温度よりも高くなったことを正確に検出できる。とくに、熱膨張差積層金属を使用してなる温度検知部材は、電池温度が設定温度よりも低くなると元の形状に復帰するので、何回も繰り返し電池温度が設定温度よりも高くなることを検出できる。
【００４６】
さらに、本発明の請求項８の車両用の電源装置は、電池モジュールに温度変形金属を使用してなる温度検知部材を設け、この温度検知部材の変形によって光の透過状態を変化させて検出するので、多数の単電池の温度が設定温度よりも高くなったことを少ない部品点数と簡単な配線で正確に検出できる。この構造は、光の発光部と受光部でもって、各々の単電池の温度を検出する温度検知部材の変形を電気的に検出するので、単電池の数だけ電子部品を設ける必要はなく、全体で１組の発光部と受光部を設けて、全ての単電池の温度を検出できる。
【００４７】
また、本発明の電源装置は、従来のように単電池の表面に電子部品のＰＴＣ等を配設する必要がなく、単電池の表面には形状記憶合金や熱膨張差積層金属の温度変形金属である温度検知部材を配設すればよく、偏移検出器や光の発光部や受光部を電池から離して配置できる。このため、電池の漏液やガス放出が温度検知部材、偏移検出器、光の発光部や受光部に悪い影響を与えることがなく、確実に安定して電池の温度上昇を検出できる特長がある。
【００４８】
さらにまた、本発明の電源装置は、各々の単電池にＰＴＣ等の電子部品を固定して電気抵抗の変化で電池温度を検出するのではなく、偏移検出器で温度検知部材の変形を検出し、あるいは光の発光部と受光部で温度検知部材の変形を検出するので、電池の個数が多くなっても、正確に電池の温度上昇を検出できる特長がある。それは、単電池の個数に関係なく、偏移検出器はオンオフ信号で電池の異常温度を検出し、光の受光部は光の強度で電池の異常温度を検出できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の内部構造を示す概略平面図
【図２】図１に示す電源装置に収納される電池モジュールの斜視図
【図３】図２に示す電池モジュールの概略断面図
【図４】電池モジュールの他の一例を示す概略断面図
【図５】偏移検出器の接続例を示す回路図
【図６】偏移検出器の他の接続例を示す回路図
【図７】電池モジュールの他の一例を示す概略断面図
【図８】電池モジュールの他の一例を示す概略断面図
【図９】電池モジュールの他の一例を示す拡大平面図
【図１０】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の内部構造を示す概略平面図
【図１１】図１０に示す電源装置に収納される電池モジュールの横断面図
【図１２】図１０に示す電源装置に収納される電池モジュールの側面図
【図１３】図１１に示す電池モジュールの温度検知部材が光センサー光路を遮断する状態を示す横断面図
【図１４】図１０に示す電源装置の光センサー光路を温度検知部材が遮断する状態を示す概略平面図
【図１５】光センサー光路を閉回路に通過させる電池モジュールの横断面図
【図１６】図１５に示す電池モジュールに光筒を配設した状態を示す平面図
【図１７】図１５に示す電池モジュールの温度検知部材が変形して直線状の光筒を曲げる状態を示す側面図
【図１８】光センサー光路に光ファイバーを配置する電池モジュールの側面図
【図１９】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の電池モジュールと偏移検出器を示す概略横断面図
【図２０】図１９に示す電池モジュールと偏移検出器の側面図
【図２１】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の電池モジュールと偏移検出器を示す側面図
【図２２】電池モジュールの他の一例を示す側面図
【符号の説明】
１…電池モジュール
２…単電池
３…ケース
４…温度検知部材　　　４Ａ…温度変形金属　　　４Ｂ…連結材
４ａ…形状記憶合金　　　４ｂ…熱膨張差積層金属
５…偏移検出器
６…プランジャー
７…レバー
８…熱伝導筒
９…外被フィルム
１０…排気口
１１…流入口
１２…排出口
１３…復帰用弾性体
１４…固定板
１５…光センサー光路
１６…発光部
１７…受光部
１８…反射鏡
１９…光筒
２０…光ファイバー
２１…平行導線体　　　２１Ａ…心線
２２…導体
２３…ケース部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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