(57)【要約】【課題】制御系が非通電状態であっても、電池セルの内部短絡等の異常を検知し、異常を検知した旨を車両の使用者等に対して報知することができる車載バッテリの異常検知装置を提供する。【解決手段】バッテリ５を構成する各電池セル８間にそれぞれ配置され、隣接する二つの電池セル８の温度差によって発電する熱電変換素子１１と、熱電変換素子１１に接続されて熱電変換素子１１の何れかで発電された電力により作動してバッテリ５の異常を報知する報知手段１３と、を備える構成とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接して並設される複数の電池セルを有する車載バッテリの異常を検知する車載バッテリの異常検知装置において、
各電池セル間にそれぞれ配置され、隣接する二つの電池セルの温度差によって発電する熱電変換素子と、
前記熱電変換素子に接続されて当該熱電変換素子の何れかで発電された電力により作動して前記車載バッテリの異常を報知する報知手段と、を備える
ことを特徴とする車載バッテリの異常検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載バッテリの異常検知装置において、
各電池セル間には、前記熱電変換素子と共に、断熱材料からなる遮蔽部材が設けられていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車載バッテリの異常検知装置において、
前記遮蔽部材が、前記熱電変換素子の周囲に亘って配置されていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の車載バッテリの異常検知装置において、
前記報知手段を複数備え、各報知手段が前記熱電変換素子のそれぞれに個別に接続されていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の車載バッテリの異常検知装置において、
前記熱電変換素子が、ペルチェ素子であることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載バッテリの異常を検知して、その異常を車両の使用者等に報知する車載バッテリの異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両には、走行用モータに電力を供給するためのリチウムイオン電池等からなる高電圧のバッテリ（二次電池）が搭載されている。このバッテリは、一般的に、近接して並設された複数の電池セルを備えている。各電池セルは、例えば、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された積層体で形成された集電体を備え、この集電体をケース内に封入することによって形成されている。
【０００３】
このような構成の電池セルでは、電池ケース内に混入した異物等により、電池ケース内に収容された集電体において短絡（内部短絡）が発生してしまう虞がある。内部短絡が発生した場合、内部発熱による電池セルの温度上昇や、電圧低下が起こる。このため、従来は、電池セルの温度を検出する温度センサーや、電圧を検出する電圧センサー等を設け、これらセンサーの検出結果に基づいて、電池セルで発生する内部短絡等の異常を検知していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような温度センサー等を利用する場合、温度センサー等を含む制御系が通電状態であれば（例えば、電動車両の走行中であれば）、バッテリの異常を適切に検知して、その旨を車両の使用者等に報知することができる。
【０００６】
しかしながら、温度センサー等を含む制御系が非通電状態では、電池セルの温度等を検出することができない。したがって、制御系が非通電状態では、電池セルで内部短絡等の異常が発生しても、その異常を検知して使用者等に報知することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、制御系が非通電状態であっても、電池セルの内部短絡等の異常を検知し、異常を検知した旨を車両の使用者等に対して報知することができる車載バッテリの異常検知装置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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、近接して並設される複数の電池セルを有する車載バッテリの異常を検知する車載バッテリの異常検知装置において、各電池セル間にそれぞれ配置され、隣接する二つの電池セルの温度差によって発電する熱電変換素子と、前記熱電変換素子に接続されて当該熱電変換素子の何れかで発電された電力により作動して前記車載バッテリの異常を報知する報知手段と、を備えることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置にある。
【０００９】
かかる第１の態様では、制御系が非通電状態で内部短絡が発生した場合でも、内部短絡に起因する電池セルの発熱により熱電変換素子で電力が生じ、その電力により報知手段が作動する。したがって、バッテリに異常が発生していることを、車両の使用者等に適切に報知することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様の車載バッテリの異常検知装置において、各電池セル間には、前記熱電変換素子と共に、断熱材料からなる遮蔽部材が設けられていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置にある。
【００１１】
かかる第２の態様では、内部短絡による生じた電池セルの熱が、隣接する電池セルに伝わるのを抑制し、熱電変換素子による発電量の増加を図ることができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第２の態様の車載バッテリの異常検知装置において、前記遮蔽部材が、前記熱電変換素子の周囲に亘って配置されていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置にある。
【００１３】
かかる第３の態様では、内部短絡による生じた電池セルの熱が隣接する電池セルに伝わるのをより確実に抑制することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１から３の何れか一つの態様の車載バッテリの異常検知装置において、前記報知手段を複数備え、各報知手段が前記熱電変換素子のそれぞれに個別に接続されていることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置にある。
【００１５】
かかる第４の態様では、何れの報知手段が作動しているかによって、異常が生じている電池セルを容易に特定することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第１から４の何れか一つの態様の車載バッテリの異常検知装置において、前記熱電変換素子が、ペルチェ素子であることを特徴とする車載バッテリの異常検知装置にある。
【００１７】
かかる第５の態様では、バッテリの異常を検出する異常検知装置を、比較的簡易な構成で安価に実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
かかる本発明の車載バッテリの異常検知装置によれば、制御系が非通電状態であっても、バッテリの異常を適切に検知し、異常を検知した旨を車両の使用者等に対して報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車載バッテリの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車載バッテリの異常検知装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明に係る車載バッテリの異常検知装置の変形例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
まずは本発明に係る異常検知装置を含むバッテリが搭載される電動車両の一例について簡単に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動車両１は、電気自動車（ＥＶ）であり、駆動源である走行用モータ（電動機）２を備えている。走行用モータ２は、例えば、自動変速機等を含む駆動系３を介して駆動輪である前輪４に連結されており、電動車両１はこの走行用モータ２の駆動力によって走行するようになっている。また電動車両１には、走行用モータ２に電力を供給するためのリチウムイオン電池であるバッテリ（二次電池）５が搭載されている。
【００２２】
また電動車両１は、電動車両１の総合的な制御を行う制御部６を備えている。例えば、バッテリ５から走行用モータ２への電力供給も制御部６によって制御される。図示は省略するが、電動車両１は各種センサー類を備えており、制御部６は、センサー類からの情報によりバッテリ５の状態や電動車両１の走行状態を検出し、その検出結果に基づいてバッテリ５から走行用モータ２に所定量の電力を供給する。
【００２３】
ここで、電動車両１が備えるバッテリ（車載バッテリ）５は、図２に示すように、バッテリケース７内に近接して並設される複数の電池セル８を備えている。これら複数の電池セル８は、図示は省略するがバスバー等によってそれぞれ直列に接続されている。
【００２４】
そして本実施形態に係る車載バッテリの異常検知装置は、このように近接して並設される各電池セル８における内部短絡等の異常を検知し、異常を検知した場合にはその旨を電動車両１の使用者等に報知する。
【００２５】
具体的には、図２及び図３に示すように、異常検知装置１０は、バッテリ５を構成する各電池セル８間にそれぞれ配置された複数の熱電変換素子１１を有する。熱電変換素子１１は、隣接する電池セル８間に生じた温度差により発電するものであり、本実施形態では、熱電変換素子１１としてペルチェ素子を用いている。また各電池セル８の間には、ペルチェ素子である熱電変換素子１１と共に、断熱材料からなる遮蔽部材１２が設けられている。この遮蔽部材１２は、各電池セル８間を遮るように電池セル８の側面（隣接する電池セルと対向する面）と同程度の大きさで形成されている。熱電変換素子１１は、この遮蔽部材１２の中央部に形成された貫通部内に、隣接する二つの電池セル８がそれぞれ接触するように配されている。言い換えれば、遮蔽部材１２は熱電変換素子１１の周囲に亘って設けられている。
【００２６】
また異常検知装置１０は、これら複数の熱電変換素子１１のそれぞれ接続される報知手段としてのインジケーターランプ１３を有する。インジケーターランプ１３は、各電池セル８間に設けられた熱電変換素子１１のそれぞれと並列に接続されており、複数の熱電変換素子１１の何れかが発電した場合、その電力によって点灯又は点滅するようになっている。
【００２７】
例えば、図３に示すように、電池セル８Ａで内部短絡に伴う発熱が起こると、電池セル８Ａと隣接する電池セル８Ｂ，８Ｃとの間に温度差が生じる。したがって、電池セル８Ａと電池セル８Ｂとの間の熱電変換素子１１Ａと、電池セル８Ａと電池セル８Ｃとの間の熱電変換素子１１Ｂとで電力が発生する。そして、これら熱電変換素子１１Ａ，１１Ｂにより発生した電力がインジケーターランプ１３に供給され、このインジケーターランプ１３が点灯或いは点滅することになる。
【００２８】
なおインジケーターランプ１３は、インストゥルメントパネル９内に各種メータ類と共に設けられている。勿論、インジケーターランプ１３の配置は特に限定されるものではない。
【００２９】
このように本実施形態に係る異常検知装置１０では、熱電変換素子１１の発電によりバッテリ５の異常を検知すると共に、その電力によりインジケーターランプ１３を点灯・点滅させることで、バッテリ５を構成する複数の電池セル８のうちの何れかに異常が発生したことを使用者等に対して報知する。
【００３０】
なお本実施形態では、報知手段としてランプの点灯・点滅によりバッテリ５の異常を使用者等に対して報知する構成を例示したが、報知手段は、スピーカーから警告音を発することでバッテリ５の異常を使用者等に対して報知するものであってもよい。
【００３１】
このような本実施形態に係る車載バッテリの異常検知装置１０では、制御部（制御系）６が非通電状態であっても、バッテリ５の異常を検知することができ、また異常を検知した旨を使用者等に報知することができる。このため、例えば、電動車両１を駐車している状態であっても、バッテリ５の異常を適切に検知すると共に、異常を検知した旨を使用者等に報知することができる。
【００３２】
また本実施形態では、各電池セル８間に熱電変換素子１１と共に遮蔽部材１２を設けるようにした。具体的には各熱電変換素子１１の周囲に亘って遮蔽部材１２が設けられているようにした。これにより電池セル８の発熱が起きた際、隣接する電池セル８との温度差がより顕著になる。したがって、熱電変換素子１１で発生する電力量が増加し、この電力によってインジケーターランプ１３をより確実に点灯・点滅させることができる。
【００３３】
さらに本実施形態では、熱電変換素子１１としてペルチェ素子を用いているため、バッテリの異常を検出する異常検知装置１０を、比較的簡易な構成で安価に実現することができる。
【００３４】
ところで、上述の実施形態では、複数の各熱電変換素子１１がインジケーターランプ１３に接続されており、インジケーターランプ１３の点灯・点滅により、複数の電池セル８のうちの何れかに異常が発生したことを使用者等に対して報知するようにした。しかしながら、異常検知装置１０の構成は、この例に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、複数のインジケーターランプ１３が、熱電変換素子１１のそれぞれに個別に接続されているようにしてもよい。これにより、異常が生じている電池セル８を容易に特定することができるようになる。
【００３５】
なおバッテリ５が備える電池セル８の数が多い場合、例えば、バッテリ５の異常が発生したこと自体は、ランプの点灯や警告音等で別途報知するようにし、各熱電変換素子１１に個別に接続されたインジケーターランプ１３等の報知手段は、例えば、バッテリケース７内に設け、バッテリケース７を開いた際に異常が生じている電池セル８を容易に特定できるようにしてもよい。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
例えば、上述の実施形態では、遮蔽部材を各熱電変換素子の周囲に亘って設けるようにしたが、遮蔽部材は各熱電変換素子の周囲の一部に設けられていてもよいし、必ずしも設けられていなくてもよい。遮蔽部材が設けられていなくても、電池セルが発熱した際に、隣接する電池セルとの間で温度差が生じればよい。
【００３８】
また上述の実施形態では、熱電変換素子としてペルチェ素子を用いたが、熱電変換素子は、ゼーベック効果を利用して端子間の温度差により発電可能な素子であれば、特に限定されない。
【００３９】
また上述の実施形態では、電動車両の一例として、走行用モータを備える電気自動車（ＥＶ）を例示して本発明を説明したが、勿論、本発明は、各種の電動車両に適用可能であり、例えば、走行用モータと共にエンジン（内燃機関）を駆動装置として備えるハイブリッド車両等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  電動車両
２  走行用モータ
３  駆動系
４  前輪
５  バッテリ
６  制御部
７  バッテリケース
８  電池セル
９  インストゥルメントパネル
１０  異常検知装置
１１  熱電変換素子
１２  遮蔽部材
１３  インジケーターランプ（報知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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