(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく、且つ簡易な構成で二次電池を収容する電池缶の膨張の有無を検知することを目的とする。【解決手段】正極端子と負極電極に接続された積層電極体が電池缶１１Ａに収納され、且つ、正極端子と電池缶１１Ａとが電気的に接続された二次電池７Ａと、正極端子と負極電極に接続された積層電極体が電池缶１１Ｂに収納され、且つ、正極端子と電池缶１１Ｂとが電気的に接続された二次電池７Ｂと、電池缶１１Ａの第１の電圧を計測するセル缶電圧センサー９Ａと、電池缶１１Ｂの第２の電圧を計測するセル缶電圧センサー９Ｂと、セル缶電圧センサー９Ａ，９Ｂの計測した第１及び第２の電圧に対応する情報が入力されるＢＭＵ１５とを有し、ＢＭＵ１５は、第１の電圧が上昇し且つ第２の電圧が上昇と実質的に同時に下降した場合に、上記情報に基づき膨張検知情報をアクティブとすることを特徴とする。【選択図】図１
2012079507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極端子と第２の電極端子に接続された積層電極体が第１の電池缶に収納され、且つ、前記第１の電極端子と前記第１の電池缶とが第１の導電経路を介して電気的に接続された第１の二次電池と、
第３の電極端子と第４の電極端子に接続された積層電極体が第２の電池缶に収納され、且つ、前記第３の電極端子と前記第２の電池缶とが第２の導電経路を介して電気的に接続された第２の二次電池と、
前記第１の電池缶の第１の電圧を計測する第１の電池缶電圧センサーと、
前記第２の電池缶の第２の電圧を計測する第２の電池缶電圧センサーと、
前記第１及び第２の電池缶電圧センサーの計測した前記第１及び第２の電圧に対応する情報が入力される制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記第１の電圧が上昇し且つ前記第２の電圧が前記上昇と実質的に同時に下降した場合に、前記情報に基づき膨張検知情報をアクティブとすることを特徴とする電池システム。
【請求項２】
前記第１及び第３の電極端子は正極端子であり、前記第２及び第４の電極端子は負極端子であり、前記第１及び第２の導電経路はプルアップ抵抗で形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
【請求項３】
前記第１及び第３の電極端子は負極端子であり、前記第２及び第４の電極端子は正極端子であり、前記第１及び第２の導電経路はプルダウン抵抗で形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池システム。
【請求項４】
前記第１の電池缶の第１の温度を計測して前記制御装置へ前記第１の温度に対応する情報を出力する第１の温度センサーと、
前記第２の電池缶の第２の温度を計測して前記制御装置へ前記第２の温度に対応する情報を出力する第２の温度センサーと
をさらに有し、
前記制御装置は、前記第１の温度と前記第２の温度のうち高い温度に対応する情報を出力した第１または第２の温度センサーの配置された第１または第２の電池缶が膨張したと判定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電池システム。
【請求項５】
表示装置をさらに有し、
前記制御装置は、前記膨張検知情報がアクティブの場合に、前記表示装置に異常表示をさせることを特徴とする請求項４に記載の電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池を備えた電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池には、代表的には捲回型と積層型の２種があり、いずれも電極板（正極板及び負極板）が絶縁体であるセパレータを介して積層された構成（以下、積層電極体という）を備えている。捲回型の二次電池は、１つのシート状の正極板と１つのシート状の負極板がセパレータを介して積層された後、丸められて電池容器内に収納された構成である。また、積層型の二次電池は、複数のシート状の正極板と複数のシート状の負極板がそれぞれセパレータを介して順次積層された後、丸められることなく電池容器内に収納された構成である。なお、電池容器を構成する部材は、開口のある容器本体と当該開口を塞ぐ蓋であり、積層電極体を容器本体の内部へ収納した後、当該開口を蓋で塞ぐことで、電池容器は密閉される。
上記二次電池は、繰り返し充放電が可能であるが、繰り返し充放電を行うと、内部の電極板の膨張や電解液の分解等によって、電池容器が膨張する場合がある。電池容器の膨張は、二次電池の故障が発生する予兆となりうるので、適時に当該膨張を検知して二次電池の故障の発生を防止する必要性がある。
そこで、二次電池の表面に押しボタンスイッチや歪み検知器などの特別の器具を備え、これらが隣り合う二次電池等に圧迫されることで当該膨張を検知する電池システム等が開発されている（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−５２９０１号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０９９９２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載されているような、電池容器の膨張を検知するための押しボタンスイッチや歪み検知器などの特別の器具を電池容器に新たに設けることは、専用の回路等を必要とするので複雑な構成となるとともに、コストアップを招く。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コストアップを招くことなく且つ簡易な構成で、組電池を構成する二次電池の電池容器の膨張を容易に検知できる電池システム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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の電池システムは、第１の電極端子と第２の電極端子に接続された積層電極体が第１の電池缶に収納され、且つ、前記第１の電極端子と前記第１の電池缶とが第１の導電経路を介して電気的に接続された第１の二次電池と、第３の電極端子と第４の電極端子に接続された積層電極体が第２の電池缶に収納され、且つ、前記第３の電極端子と前記第２の電池缶とが第２の導電経路を介して電気的に接続された第２の二次電池と、前記第１の電池缶の第１の電圧を計測する第１の電池缶電圧センサーと、前記第２の電池缶の第２の電圧を計測する第２の電池缶電圧センサーと、前記第１及び第２の電池缶電圧センサーの計測した前記第１及び第２の電圧に対応する情報が入力される制御装置とを有し、前記制御装置は、前記第１の電圧が上昇し且つ前記第２の電圧が前記上昇と実質的に同時に下降した場合に、前記情報に基づき膨張検知情報をアクティブとすることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、第１の電池缶と第２の電池缶にそれぞれ配置される第１の電池缶電圧センサーと第２の電池缶電圧センサーとが計測する電圧に対応する情報を用いて制御装置が電池缶の膨張等による電池缶同士の接触等を膨張検知情報がアクティブとなることにより容易に認識することができるので、電池缶に押しボタンスイッチや歪み検知器などの特別の器具を設けることが不要となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コストアップを招くことなく且つ簡易な構成で、組電池を構成する二次電池の電池容器の膨張を容易に検知できる電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の電池システムで使用する二次電池の破断図である。
【図３】本発明の実施形態の電池システムにおける各二次電池の配列を示す図である。
【図４】配列された複数の二次電池のうち、隣り合う２つの二次電池の電池缶が接触した後の電気回路を示す模式図である。
【図５】配列された複数の二次電池のうち、隣り合う３つの二次電池の電池缶が全て接触した後の電気回路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る電池システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電池システム１００の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電池システム１００は、上位制御装置１、表示装置２、電力負荷３、及び電池モジュール４を備えている。電池モジュール４は、組電池５とＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）６とで形成されている。電池モジュール４は、モジュールの形態となっていることで、電池システム１００の外部から容易に交換可能となっている。なお、上位制御装置１、表示装置２、及び電力負荷３は電池システム１００に予め組み込まれている。また、ここでは、上位制御装置１およびＢＭＳ６を併せて単に制御装置という場合もある。
本発明の電池システム１００は、例えば、電力負荷３である電気モータに車輪を接続したフォークリフトなどの産業車両、電車、または電気自動車などの移動体、並びに電力負荷３である電気モータにプロペラまたはスクリューを接続した飛行機または船などの移動体であってもよい。さらに、電池システム１００は、例えば家庭用の電力貯蔵システムや、風車や太陽光のような自然エネルギー発電と組み合わせた系統連系円滑化蓄電システムなどの定置用のシステムであってもよい。すなわち、電池システム１００は、組電池を構成する複数の二次電池による電力の充放電を利用するシステムである。
【００１０】
電池モジュール４内の組電池５は、電池システム１００の電力負荷３に電力を供給するものであり、直列接続された二次電池７Ａ〜７Ｄからなるアーム（第１アーム）と直列接続された二次電池７Ｅ〜７Ｈからなるアーム（第２アーム）とが並列に接続されている。
組電池５を構成する複数の二次電池７Ａ〜７Ｈには、各二次電池の容器温度（電池缶温度）を計測するための温度センサー８Ａ〜８Ｈおよび各二次電池の端子間電圧（二次電池の正極端子と負極端子との間の電圧）を計測するためのセル電圧センサー９Ａ〜９Ｈが、各々の二次電池にそれぞれ１つずつ対応して配置されている。また、各アームには対応する電流センサー１０−１および１０−２が１つずつ配置されており、各アームを流れる電流を計測することができる。
【００１１】
さらに、電池システム１００では、電池容器はアルミニウム等の導電性の金属でなる電池缶である。積層電極体を収納する電池容器としてはプラスチック製や金属製等があるが、電池缶の場合には、上記積層電極体と共に電池缶内に密閉された電解液と電池缶の内壁とが反応して電池缶の変質や電池性能の低下が生じる場合がある。例えば、アルミニウム系材料で製造された電池缶を用いたリチウムイオン二次電池の場合、電池缶１１Ａ〜１１Ｈの内壁と当該電池缶に封入される電解液とが反応することで生じる上記不具合を回避するため、各々の二次電池７Ａ〜７Ｈに設けられる後述の正極端子と、それぞれの正極端子に対応する電池缶１１Ａ〜１１Ｈとを電気的に接続する高抵抗（約１ｋΩ以上）のプルアップ抵抗１２Ａ〜１２Ｈが各々の二次電池７Ａ〜７Ｈに対応して配置される。これらプルアップ抵抗により導電経路が形成されるので、電池缶の電圧は正極端子と実質的に同じ電圧となる。そして、プルアップ抵抗１２Ａ〜１２Ｈの上記接続の確認のため、各二次電池の電池缶電圧（二次電池の負極端子と電池缶との間の電圧）を計測する電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｈが、各々の二次電池にそれぞれ１つずつ対応して配置されている。
図示しないが、同様に、例えば、鉄系材料（鉄の合金を含む）で製造された電池缶を用いたリチウムイオン二次電池の場合、各々の二次電池に設けられる負極極端子と、それぞれの負極端子に対応する電池缶とを電気的に接続する高抵抗（約１ｋΩ以上）のプルダウン抵抗が各々の二次電池に対応して配置される。これらプルダウン抵抗により導電経路が形成されるので、電池缶の電圧は負極端子と実質的に同じ電圧となる。そして、プルダウン抵抗の上記接続の確認のため、各二次電池の電池缶電圧（二次電池の正極端子と電池缶との間の電圧）を計測する電池缶電圧センサーが、各々の二次電池にそれぞれ１つずつ対応して配置される。
なお、電池缶電圧センサーは、いわゆる電圧計であってもよいし、缶電圧が基準電圧以上か又は以下かを示すコンパレータ等であってもよい。
また、電池容器が電池缶であるので、積層電極体と電池缶の内壁との電気的接触を防止するため、積層電極体と電池缶の内壁との間にはプラスチック製の絶縁シート等が配置される。
【００１２】
これら各種のセンサーにより計測され且つ出力された計測情報（電池缶温度、各アームの電流値、各二次電池の端子間電圧の値（端子間電圧値）及び電池缶電圧の値（電池缶電圧値）に対応する情報）は、ＢＭＳ６に入力される。
具体的には、第１アームを構成する各二次電池７Ａ〜７Ｄにそれぞれ対応して配置された温度センサー８Ａ〜８Ｄ、セル電圧センサー９Ａ〜９Ｄ、電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｄ、及び第１アームに対応して配置された電流センサー１０−１の計測したそれぞれの計測情報は、バスを介して、第１アームに対応してＢＭＳ６内に配置されるＣＭＵ１４−１に入力される。同様に、第２アームを構成する各二次電池７Ｅ〜７Ｈにそれぞれ対応して配置された温度センサー８Ｅ〜８Ｈ、セル電圧センサー９Ｅ〜９Ｈ、電池缶電圧センサー１３Ｅ〜１３Ｈ、及び第２アームに対応して配置された電流センサー１０−２の計測したそれぞれの計測情報は、バスを介して、第２アームに対応してＢＭＳ６内に配置されるＣＭＵ１４−２に入力される。
そして、ＣＭＵ１４−１及び１４−２に入力された上記計測情報は、適時にこれらＣＭＵから出力されてＢＭＵ１５に入力される。
上記計測情報が入力されたＢＭＵ１５では、上記計測情報に対応した情報及びこれら計測情報を用いてＢＭＵ１５内で演算された各二次電池の充電率（ＳＯＣ）に関する情報や膨張検知情報（後述）等の関連情報を適時に上位制御装置１へ送信する。
【００１３】
上位制御装置１は、ユーザー又はオペレーターの指示（例えば、ユーザーによるアクセルペダルの踏み込み量）に応じて電力負荷３を制御するとともに、ＢＭＳ６から送信される上記関連情報を受信し、表示装置２を制御して、適宜、当該関連情報を表示装置２に表示させる。また、上位制御装置１は、上記関連情報が異常値であると判断した場合には、表示装置２に内蔵された異常ランプを点灯させる等するとともに、表示装置２に内蔵されたブザー等の音響装置を作動させて警報を鳴らし、光と音により視覚および聴覚を刺激してユーザー等の注意を促す。
表示装置２は、例えば上記音響装置を備えた液晶パネル等のモニターであり、上位制御装置１からの制御に基づいて組電池５を構成する複数の各二次電池７Ａ〜７Ｈの上記関連情報の表示等を行うことができる。
電力負荷３は、例えば電気自動車の車輪に接続された電気モータやインバータ等の電力変換器である。電力負荷３は、ワイパーなどを駆動する電気モータであってもよい。
なお、ここでは、組電池５の構成は、４つの二次電池が直列接続されて１つのアームを形成し、計２つのアームが並列に接続されている構成としている。しかしながら、各アームに接続される二次電池の個数、さらにはアームの個数は、二次電池が少なくとも２つ以上となる構成であれば、いかようにも設計可能である。後述のとおり、本電池システム１００において電池缶の膨張検知を行うには、電池缶を用いた二次電池が少なくとも２つ以上必要であるからである。
【００１４】
では、次に、図２を用いて、二次電池７Ａ〜７Ｈの単体の構成につき概要を説明する。これら各二次電池はいずれも同じ構成であるので、二次電池は単に「７」と符号をつけることとし、Ａ〜Ｈを省略する。同様に、各二次電池７Ａ〜７Ｈに対応して配置された温度センサー８Ａ〜８Ｈ、セル電圧センサー９Ａ〜９Ｈ、電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｈ、プルアップ抵抗１２Ａ〜１２Ｈ、さらには各二次電池７Ａ〜７Ｈの電池缶１１Ａ〜１１Ｈは、いずれも各二次電池でそれぞれ同一のものを用いている。従って、図２においては電池缶およびプルアップ抵抗もそれぞれ単に「１１」、「１２」と符号をつけ、Ａ〜Ｈを省略して表示する。
二次電池７は、電極板（正極板及び負極板）が多孔質の絶縁体であるセパレータを介して積層された積層電極体を備えた二次電池であり、ここでは、互いに垂直であるＸＹＺ軸上に辺を有し且つ寸法Ｈ×寸法Ｌ×寸法Ｗの角型（方形）の電池缶を用いた積層型のリチウムイオン二次電池を例として示す（ただし、Ｈ＞０、Ｌ＞０、Ｗ＞０）。
ここでは、角型の電池缶１１は、アルミニウム系材料（例えば、Ａ３０００系等）で形成されている。電池缶１１の一面（蓋に相当）には、正極端子１７と負極端子１８とが、それぞれ電池缶１１の内部へ貫通する状態で配置される。ただし、正極端子１７および負極端子１８が電池缶１１に電気的に接触しないよう、正極端子１７および負極端子１８と電池缶１１との間には絶縁体１６が配置されている。さらに、電池缶１１の当該一面には、電池缶１１の内部にガスが発生することで電池缶１１の内部の圧力（内圧）が上昇した場合に備え、一定値以上の圧力で自己破壊する安全弁２２が設けられている。また、正極端子１７と電池缶１１との間にはプルアップ抵抗１２が接続されており、電池缶１１の電圧は正極端子１７の電圧と実質的に同じとなっている。
【００１５】
電池缶１１の内部には、例えばマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）を活物質とした正極板２０と、例えばカーボンを活物質とした負極板２１とが、セパレータ１９を介して順次積層された積層電極体が収納されている。当該積層電極体が電池缶１１の壁面に接触しないよう、当該積層電極体と電池缶１１との間には絶縁シート（図示せず）が配置される。
所定量の電解液（図示せず）も電池缶１１の内部に注入されている。正極板２０は電池缶１１内部で正極端子１７に接続され、負極板２１は電池缶１１内部で負極端子１８に接続されている。
なお、電池缶１１は積層電極体と電解液を内部に納めた状態で、密閉・密封されている。
【００１６】
次に、図３に、１つのアームを構成する複数の二次電池の配列構成を示す。ここでは、第１アームを構成する二次電池７Ａ〜７Ｄを配列した構成を代表的に示す。図２に示した二次電池７の電極端子（正極端子１７及び負極端子１８）が形成された一面から見たＸＹ平面上の配置である。なお、図３では、各二次電池のプルアップ抵抗１２、温度センサー８Ａ〜８Ｄ、セル電圧センサー９Ａ〜９Ｄ、及び電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｄは、図示が省略されている。
電池缶１１が膨張した場合、最もその変形の度合いが大きいのは、図２のように配置した二次電池７のＸＺ平面に沿う電池缶１１の一面（電池缶１１の各面のうち最も広い面積を有する面、すなわち寸法Ｌ×寸法Ｈの面）の中央付近であるので、当該一面が隣り合う二次電池で各々対向するように、互いに幅ｔだけ間隔を空けて配列・配置されている（ただし、ｔ>０）。
そして、二次電池７Ａ〜７Ｄは、直列接続となるように、各々の電極端子がバスバー２３で適宜物理的に接続される。バスバー２３は電極端子にネジ（図示せず）で固定されるため、各二次電池７Ａ〜７Ｄはバスバー２３によって上記配置された相対位置に固定され、容器２４に収納される。容器２４の内壁の寸法は、実質的に、寸法Ｌ×（寸法４Ｗ+寸法３ｔ）×寸法Ｈである。
上述のように、各二次電池７Ａ〜７Ｄはバスバー２３によって互いの相対位置が固定されるが、電池缶１１内部にガスが発生等して内圧が上昇等すると、上記中央付近が膨張・変形して隣に配置された二次電池の電池缶１１に接触する。本発明の電池システムにおける電池缶の膨張の検知は、当該接触を利用するものである。
従って、安全弁２２が破壊される内圧となる前に、電池缶１１の幅Ｗが膨張により幅（Ｗ＋２ｔ）に変形することができるように、幅ｔの寸法が適宜設計される。
【００１７】
では、電池システム１００における電池缶１１の膨張の検知について詳述する。図４は、図３のように容器２４内に配置した二次電池７Ａ〜７Ｄにおいて、二次電池７Ａの電池缶１１Ａの内圧が上昇等し、これにより電池缶１１Ａが膨張して隣に配置された二次電池７Ｂの電池缶１１Ｂに接触した場合を説明する図である。二次電池７Ａでは、膨張した場合に、ＸＺ平面に沿う電池缶１１Ａの一方の面は二次電池７Ｂの電池缶１１Ｂに接触するよう膨張が可能であるが、他方の面は容器２４の内壁により膨張が妨げられることになる。すなわち、図４は、隣り合う２つの二次電池７の電池缶１１が接触する場合の代表的な説明図である（３つの二次電池７の電池缶１１が接触する場合については後述する）。
図４（ａ）に示すように、電池缶１１Ａが膨張して電池缶１１Ｂに接触すると、これら２つの電池缶の間に導電経路が生じることになる。これを、電気回路図で示すと図４（ｂ）のように、二次電池７Ａの正極端子と負極端子との間にプルアップ抵抗１２Ａとプルアップ抵抗１２Ｂとが直列に接続され且つ二次電池７Ａの負極端子に二次電池７Ｂの正極端子が接続された構成となる。
【００１８】
従って、上記接触の前に電池缶電圧センサー１３Ａで測定される電圧値をＶＡ、当該接触の前に電池缶電圧センサー１３Ｂで測定される電圧値をＶＢ、プルアップ抵抗１２Ａの抵抗値をＲＡ、プルアップ抵抗１２Ｂの抵抗値をＲＢ、さらに、当該接触後の電池缶電圧センサー１３Ａで測定される電圧値をＶＡ´、当該接触の前に電池缶電圧センサー１３Ｂで測定される電圧値をＶＢ´とすると、ＶＡ´とＶＢ´はそれぞれ以下の（１）式と（２）式で表される。
【数１】
2012079507.tif 000003
【数２】
2012079507.tif 000004
ここで、ＶＡとＶＢは実質的に同じ電圧値Ｖｐであり、また、ＲＡとＲＢも実質的に同じ抵抗値Ｒであることを鑑みると、上記接触の前にはＶＡ＝ＶＢ＝Ｖｐであった電圧値が、上記接触の後には、ＶＡ＝（１/２）Ｖｐ、ＶＢ＝（３/２）Ｖｐと変化することになる。
具体的には、二次電池７の正極端子１７と負極端子１８の端子間電圧を４Ｖとすると、あるアーム内で直列に接続された二次電池のうち、互いに電池缶１１が接触していない二次電池の電池缶電圧は４Ｖであるのに対し、互いに電池缶１１が接触した２つの二次電池のうち一方の電池缶電圧は２Ｖ、他方は６Ｖとなる。
【００１９】
従って、上記計測情報の入力されるＢＭＵ１５では、第１アームに対応するＣＭＵ１４−１から入力される電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｄに対応する当該計測情報のうち、いずれか１つがＶｐから（１/２）Ｖｐに対応する値へ下降し、また、他の１つがＶｐから（３/２）Ｖｐに対応する値へ上記下降と同時（実質的に同時）に上昇した場合に、これら値を出力した第１アーム内の電池缶電圧センサーに対応する２つの二次電池７の電池缶１１同士が接触したと判定する。図４の例では、第１アーム内の二次電池７Ａと７Ｂの電池缶が互いに接触したことが特定される。
そして、ＢＭＵ１５は、上記特定の後、膨張検知情報を上記関連情報として上位制御装置１へ送信する。膨張検知情報としては、例えば、電池缶の膨張の有無（例えば、膨張有りの場合にアクティブ又は「１」、膨張無しの場合にインアクティブ又は「０」）を示す情報であってもよい。
【００２０】
電池缶の膨張があることを示す膨張検知情報（例えば、膨張検知情報が「１」の場合）を上位制御装置１が受信した場合、上位制御装置１は表示装置２を制御して上記異常ランプを点灯させる等するとともに、表示装置２に内蔵されたブザー等の音響装置を作動させて警報を鳴らすので、ユーザー又はオペレーターに電池システム１００の異常を認識させるとともに、安全な場所へ電池システム１００を移動等して点検・修理を促すことができる。なお、ここでは、上記異常ランプ点灯等又は上記音響装置を作動することを、表示装置２に異常表示をさせるというものとする。
もちろん、表示装置２に上記異常ランプとは別個に電池缶膨張ランプを設け、膨張検知情報（例えば、膨張検知情報が「１」の場合）を上位制御装置１が受信した場合、上位制御装置１が表示装置２を制御して当該電池缶膨張ランプを点灯させる等するとともに、表示装置２に内蔵されたブザー等の音響装置を作動させて警報を鳴らすとしてもよい。さらに、上記関連情報にはそれぞれの二次電池７の缶電圧値に関する情報も含まれているので、上位制御装置１が表示装置２を制御する際、上記特定した二次電池７がいずれであるかも併せて表示装置２に表示させることもできる。
【００２１】
なお、上記判定にあたっては、ＢＭＵ１５に入力される各二次電池７に対応して配置されたセル電圧センサー９の計測した電圧値に関する計測情報も用いてもよい。以下に上記例を用いて具体的に説明する。
上記例は電池缶１１Ａと１１Ｂとが接触した場合であるが、接触前における各セル電圧センサー９Ａ、９Ｂの電圧値は、いずれも約Ｖｐである。従って、このとき、各セル電圧センサーの計測した電圧から各電池缶電圧センサーの計測した電圧を引いた差の値は各々約０となる。これら２つの電池缶が接触後においては、上述のようにＶＡ＝（１/２）Ｖｐ、ＶＢ＝（３/２）Ｖｐと変化するので、各セル電圧センサーの計測した電圧から各電池缶電圧センサーの計測した電圧を引いた差の値は、各々（１/２）Ｖｐ、（−１/２）Ｖｐとなる。すなわち、ＢＭＵ１５では、第１アームに対応するＣＭＵ１４−１から入力されるセル電圧センサー９Ａ〜１３Ｄ及び電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｄに対応する計測情報を用いて、対応する二次電池に配置されるこれら２つのセンサーの当該計測情報の差分を求め、この差分のいずれか１つが約０から（−１/２）Ｖｐに対応する値へ下降し、また、他の１つが約０から（１/２）Ｖｐに対応する値へ上記下降と同時（実質的に同時）に上昇した場合に、これら値に対応する第１アーム内の２つの二次電池７の電池缶１１同士が接触したと判定する。図４の例では、第１アーム内の二次電池７Ａと７Ｂの電池缶が互いに接触したことが特定される。
【００２２】
以上では、図４の回路図は電池缶１１Ａが膨張して隣に配置された二次電池７Ｂの電池缶１１Ｂに接触した場合として説明したが、両隣に二次電池７が配置された二次電池において、電池缶１１の膨張が均等になされず、ＸＺ平面に沿う電池缶１１の２つの面のうち一方の面のみが先に隣の二次電池７の電池缶１１に接触した場合も、同じ回路図になる。例えば、二次電池７Ｂの電池缶１１Ｂが膨張した場合に、ＸＺ平面に沿う電池缶１１Ｂの２つの面のうち二次電池７Ｃ側の面ではなく二次電池７Ａ側の面が先に電池缶１１Ａに接触した場合、図４と同じ回路で示すことができる。この場合も、ＢＭＵ１５を含むＢＭＳ６や上位制御装置１の動作は、上記と同様である。
【００２３】
なお、１つのアーム内で両隣に二次電池７が配置された二次電池において、電池缶１１の膨張が均等に生じ、ＸＺ平面に沿う電池缶１１の２つの面が両隣の二次電池７の電池缶１１に実質的に同時に接触した場合は、図５に示す回路図となる。図５では、図３のように容器２４内に配置した二次電池７Ａ〜７Ｄにおいて、二次電池７Ｂの電池缶１１Ｂの内圧が上昇等し、これにより電池缶１１Ｂが膨張して隣に配置された二次電池７Ａの電池缶１１Ａと二次電池７Ｃの電池缶１１Ｃに同時（実質的に同時）に接触した場合の回路を示す図である。二次電池７Ａの正極端子と負極端子との間にプルアップ抵抗１２Ａとプルアップ抵抗１２Ｂとが直列に接続され、且つ、二次電池７Ｂの正極端子と負極端子との間にプルアップ抵抗１２Ｂとプルアップ抵抗１２Ｃとが直列に接続され、且つ、二次電池７Ｂの負極端子に二次電池７Ｃの正極端子が接続された構成となる。
【００２４】
ここで、上記接触の前に電池缶電圧センサー１３Ｃで測定される電圧値をＶＣ、プルアップ抵抗１２Ｃの抵抗値をＲＣ、さらに、当該接触後の電池缶電圧センサー１３Ｃで測定される電圧値をＶＣ´とすると、ＶＢ´とＶＣ´はそれぞれ以下の（３）式と（４）式で表される。ＶＡ´については上記（１）式と同じである。
【数３】
2012079507.tif 000005
【数４】
2012079507.tif 000006
ここで、ＶＡ、ＶＢ及びＶＣは実質的に同じ電圧値Ｖｐであり、また、ＲＡ、ＲＢ及びＲＣも実質的に同じ抵抗値Ｒであることを鑑みると、上記接触の前にはＶＡ＝ＶＢ＝ＶＣ＝Ｖｐであった電圧値が、上記接触の後には、ＶＡ＝（１/２）Ｖｐ、ＶＢ＝（１/２）Ｖｐ、ＶＣ＝（３/２）Ｖｐと同時（実質的に同時）に変化することになる。
具体的には、二次電池７の正極端子１７と負極端子１８の端子間電圧を４Ｖとすると、あるアーム内で直列に接続された二次電池のうち、互いに電池缶１１が接触していない二次電池の電池缶電圧は４Ｖであるのに対し、互いに電池缶１１が接触した３つの二次電池の電池缶電圧は、それぞれ２Ｖ、２Ｖ、および６Ｖとなる。
【００２５】
従って、上記計測情報の入力されるＢＭＵ１５では、第１アームに対応するＣＭＵ１４−１から入力される電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｄに対応する当該計測情報のうち、いずれか２つがＶｐから（１/２）Ｖｐに対応する値へ下降し、また、いずれか１つがＶｐから（３/２）Ｖｐに対応する値へ上記下降と同時（実質的に同時）に上昇した場合に、これら値を出力した第１アーム内の電池缶電圧センサーに対応する３つの二次電池７の電池缶１１同士が接触したと判定する。図４の例では、第１アーム内の二次電池７Ａ、７Ｂ及び７Ｃの電池缶が互いに接触したことが特定される。
そして、ＢＭＵ１５は、先述した２つの二次電池７の電池缶１１が接触した場合と同様に、上記特定の後、膨張検知情報を上記関連情報として上位制御装置１へ送信する。その後の上位制御装置１における動作は、上記先述した場合と同様である。
【００２６】
以上の電池システム１００の制御装置、すなわち、上位制御装置１およびＢＭＳ６では、上述のとおり、電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｈの計測情報の変化のみ、又は電池缶電圧センサー１３Ａ〜１３Ｈ及びセル電圧センサー９Ａ〜１３Ｈの２つの計測情報の差分の変化に基づいて、電池缶１１同士が接触した二次電池７を特定し、当該接触が特定された二次電池７は電池システム１００内のいずれの二次電池７であるかを表示装置２に表示させることができる。なお、電池システム１００では、ＢＭＵ１５が、膨張検知情報を上記関連情報として上位制御装置１へ送信するが、この膨張検知情報は、例えば２つの電池缶の短絡等でこれらの間に導電経路が生じた場合にアクティブ（もしくは「１」）となるので、電池缶の膨張の場合のみならず、２つの電池缶に金属クズなどの導電体が付着等して上記導電経路が生じた場合にもアクティブとなる。当該導電体の付着等の場合は、電池缶の膨張ではないものの、やはり異常であることをユーザー等に通知し、点検・修理等を促すことができる点でやはり有効である。
しかしながら、温度センサー８Ａ〜８Ｈの電池缶温度に関する計測情報もさらに加味すると、上記接触した複数の二次電池７を特定するのみならず、その原因が発熱を伴って膨張した場合であること且つその膨張した二次電池７を特定することも可能である。
すなわち、電池缶１１の発熱を伴う膨張の場合、上記接触した二次電池７の中で、他の二次電池７の温度と大きく異なる高い温度（例えば、温度差が１０℃以上の高温度）を計測した温度センサーに対応する二次電池７が確実に膨張していると特定できる。
従って、制御装置では、上記接触が特定された二次電池７の表示の際に、上記確実に膨張していると特定された二次電池７の表示を異ならせる等（例えば、上記接触が特定された二次電池７の表示と色を異ならせて表示する等）させる制御をすることで、ユーザー又はオペレーターに当該確実に膨張している二次電池７を認識させることができる。このため、上記点検・修理を容易とすることができる。
【００２７】
以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができる。
例えば、上記実施形態の電池システムでは、複数の二次電池７において角型の電池缶が用いられているが、電池缶であればいかような形状でもよく、円筒型の電池缶であってもよい。なお、形状が缶状である電池缶に限らず、導電性の電池容器であればよいので、電池缶はラミネート状の電池容器を含む概念とする。
また、積層電極体は積層型として説明したが、いかような型であってもよい。すなわち、捲回型であってもよいし、ボタン型やコイン型であってもよい。
さらに、電池缶電圧センサー１３は対応する二次電池７の負極端子１６に対する電池缶１１の電圧を計測するとしたが、対応する二次電池７の正極端子１７に対する電池缶１１の電圧を計測するとしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  上位制御装置
２  表示装置
３  電力負荷
４  電池モジュール
５  組電池
６  ＢＭＳ
７  二次電池
８  温度センサー
９  セル電圧センサー
１０−１、１０−２  電流センサー
１１  電池缶
１２  プルアップ抵抗
１３  電池缶電圧センサー
１４−１、１４−２  ＣＭＵ
１５  ＢＭＵ
１６  絶縁体
１７  正極端子
１８  負極端子
１９  セパレータ
２０  正極板
２１  負極板
２２  安全弁
２３  バスバー
２４  容器
【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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