專利名稱：電池系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及組合多組單電池而構成的電池系統(tǒng)。本申請基于2010年3月17日在日本申請了的特愿2010-061155號主張優(yōu)先權，在此引用其內容。
背景技術：
以鋰離子二次電池等為代表的二次電池在層疊型的情況下，由將正極電極板交互層疊的層疊體、收納該層疊體的電池盒、填充于電池盒內部的電解液等構成。另外，這樣的二次電池通常被將多個收納于一個電池收納盒，從而組合多個作為電池組使用。而且，這樣的二次電池由于反復充放電進行劣化。另外，在二次電池內部發(fā)生短路的情況下，有時成為流通大電流進行發(fā)熱從而內部溫度急劇上升的、被稱為熱驟增(熱暴走)的狀態(tài)。因此，目前為了對以往的二次電池的劣化狀態(tài)、達到熱驟增的現(xiàn)象預先進行檢測而防止熱驟增，一直進行測定、監(jiān)視端子間電壓、內部電阻、罐溫度等。另外，當二次電池進行充放電時，由于其充電狀態(tài)，內部的層疊體膨脹，由此電池盒自身也膨脹。另外，在作為熱驟增的原因的內部溫度上升的情況下，由于電解液氣化而內壓上升，該情況下電池盒也膨脹。因此，提案有通過在電池盒設置應變片測定應變由此檢測電池盒的膨脹，從而進行異常檢測的技術(例如，參照專利文獻I)?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:(日本)特開2003-59484號公報。
實用新型內容發(fā)明所要解決的課題但是，根據(jù)專利文獻I這樣的技術，通常的與二次電池的充放電相伴的電池盒的膨脹、和由達到熱驟增這樣的內壓異常所引起的電池盒的膨脹雙方都被相同地進行檢測。因此，當例如縮小閾值監(jiān)視電池盒的膨脹時,存在將通常的伴隨二次電池的充放電的電池盒的膨脹也判定為異常的問題。另外，當增大閾值監(jiān)視電池盒的膨脹時，存在不能預先檢測達到熱驟增這樣的內壓異常的問題。本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于提供一種對各單電池通過電池盒的膨脹可以可靠檢測內壓異常的電池系統(tǒng)。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明提案了以下裝置。本發(fā)明的電池系統(tǒng)具備:大致箱狀的電池收納盒；單電池，其具有層疊多個電極板構成的層疊體、及收納該層疊體的電池盒，所述電池盒具有相面對的兩個第一側面、和相面對的兩個第二側面，所述第一側面是在與所述層疊體的層疊方向一致的方向上相面對的側面，所述第二側面是在與和所述層疊方向正交的方向一致的方向上相面對的側面，并以使所述第一側面的至少一個、及所述第二側面的至少一個，與所述電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板相面對，而分別收納于該電池收納盒內部；間隔狀態(tài)檢測裝置，其分別檢測所述第一側面和與該第一側面相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的第一間隔距離、及所述第二側面和與該第二側面相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的第二間隔距離；以及控制部，其基于該間隔狀態(tài)檢測裝置的檢測結果，在所述第一間隔距離和所述第二間隔距離兩方縮小了的情況下，判定對應的所述單電池內壓異常。根據(jù)該構成，通過間隔狀態(tài)檢測裝置可以檢測各單電池的電池盒的第一側面及第二側面各側面與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離即第一間隔距離及第二間隔距離。因此，在單電池的電池盒膨脹了的情況下，產生由間隔狀態(tài)檢測裝置檢測的第一間隔距離或第二間隔距離的檢測值減小的變化。而且，控制部基于間隔狀態(tài)檢測裝置的檢測結果在第一間隔距離和第二間隔距離兩方減小了的情況下，判定為對應的單電池為內壓異常。在此，在單電池的層疊體伴隨充放電膨脹的情況下為沿層疊方向膨脹，只在電池盒的對應膨脹的位置即第一側面檢測。另一方面，在單電池內部發(fā)生什么異常，內壓上升了的情況下，電池盒整體由于內壓而膨脹。因此，如上所述，控制部在第一間隔距離和第二間隔距離兩方縮小了的情況下判定對應的單電池為內壓異常，由此，可以不誤檢測僅與充放電相伴的電池盒的膨脹，能夠可靠地檢測內壓異常。另外，在上述電池系統(tǒng)中，所述間隔狀態(tài)檢測裝置為夾置于所述第一側面及所述第二側面和分別與之相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間的壓電元件。另外，在此所謂的夾置是指將壓電元件配置于第一側面或第二側面和相面對的壁面之間，不限于必須為與兩者接觸夾持的狀態(tài)，也可以形成有間隙。根據(jù)該構成，電池盒膨脹，與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離變窄，由此，夾置于電池盒和電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間的壓電元件壓縮變形，通過將該壓縮變形量作為電信號檢測，可以檢測第一間隔距離或第二間隔距離。另外，在上述電池系統(tǒng)中，所述壓電元件安裝于所述電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板上。根據(jù)該構成，通過將壓電元件安裝于電池收納盒壁面、或電池收納盒劃分板，可以節(jié)省將壓電元件安裝于單電池等的時間，易于進行各單電池的交換交換。另外，在上述電池系統(tǒng)中，所述間隔狀態(tài)檢測裝置在所述第一側面及所述第二側面分別具有:光源，其從一邊側朝向另一邊側向與相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間投射檢測光；以及光量檢測器，其設于所述第一側面及所述第二側面的各另一邊側，檢測所述檢測光的光量。根據(jù)該構成，電池盒膨脹，與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離變窄，由此，從一邊側的光源朝向另一邊側發(fā)生的檢測光的光路寬度變窄。因此，由設于另一邊側的光量檢測器檢測的檢測光的光量變小，由此可以檢測第一間隔距離或第二間隔距離的減小。另外，在上述電池系統(tǒng)中，所述間隔狀態(tài)檢測裝置具有光透過部件，該光透過部件在所述光源和所述光量檢測器之間夾置于對應的所述第一側面或所述第二側面和相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間，且具有可透過所述檢測光的空隙，并且可彈性收縮。根據(jù)該構成，從光源發(fā)出的檢測光通過光透過部件的空隙被光量檢測器檢測。在此，當電池盒膨脹，與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離變窄時，如上所述，檢測光的光路寬度變窄的同時，光透過部件彈性收縮，空隙的大小變小，由此遮蔽檢測光。因此，可以進一步高靈敏度地檢測電池盒和電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離的變化。根據(jù)本實用新型的電池系統(tǒng)，可以對各單電池根據(jù)電池盒的膨脹可靠檢測內壓異
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圖1是表示組裝有本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)的上位系統(tǒng)整體的框圖。圖2是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中破斷了表示電池模塊整體的局部的立體圖。圖3是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中上方觀察表示電池模塊的內部構造的剖面圖。圖4是圖3中切斷線A-A的剖面圖。圖5是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中破斷了表示各單電池的整體的局部的立體圖。圖6是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中表示二次電池和CMU的連接詳情的框圖。圖7是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中表示BMU的詳情的框圖。圖8是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中表示內壓異常的判定順序的流程圖。圖9是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中，說明二次電池的電池盒的膨脹模式的說明圖。圖10是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中，表示由第一壓電元件和第二壓電元件檢測的檢測值之一例的圖表。圖11是本實用新型第一實施方式的電池系統(tǒng)中，表示由第一壓電元件和第二壓電元件檢測的檢測值之一例的圖表。圖12是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中上方觀察表示電池模塊內部構造的剖面圖。圖13是圖12中切斷線B-B的剖面圖。圖14是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中表示二次電池和CMU的連接的框圖。圖15是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中表示內壓異常的判定順序的流程圖。圖16是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中表示二次電池的電池盒的膨脹的模式的說明圖。[0047]圖17是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中，說明二次電池的電池盒的膨脹發(fā)生了膨脹時的光量檢測器的檢測狀態(tài)的說明圖。圖18是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中表示由第一光量檢測器和第二光量檢測器檢測的檢測值之一例的圖表。圖19是本實用新型第二實施方式的電池系統(tǒng)中表示由第一光量檢測器和第二光量檢測器檢測的檢測值的其它例的圖表。圖20是本實用新型第三實施方式的電池系統(tǒng)中上方觀察表示電池模塊的內部構造的剖面圖。圖21是圖20中切斷線C-C的剖面圖。圖22是本實用新型第三實施方式的電池系統(tǒng)中說明二次電池的電池盒的膨脹的模式的說明圖。圖23是本實用新型第三實施方式的電池系統(tǒng)中，說明二次電池的電池盒的膨脹發(fā)生了膨脹時的光量檢測器的檢測狀態(tài)的說明圖。圖24是本實用新型第四實施方式的電池系統(tǒng)中表示二次電池和CMU的連接的詳情的框圖。圖25是本實用新型第四實施方式的電池系統(tǒng)中光透過部件的詳細圖。圖26是圖25中切斷線D-D的剖面圖。
具體實施方式
(第一實施方式)基于圖1 圖10說明本實用新型實施方式。圖1 圖10表示該實施方式的電池系統(tǒng)I。如圖1所示，該實施方式的電池系統(tǒng)I具有由多個單電池即二次電池2構成的電池組20、監(jiān)視、控制電池組20的控制部即BMS (Battery Management System) 30。本實施方式中，電池組20具備多組由多個二次電池2構成的電池模塊21。具體而言，具備兩個電池模塊21a、21b。而且，電池模塊21a由四個二次電池2(2a、2b、2c、2d)構成。同樣，電池模塊21b也由四個二次電池2(2e、2f、2g、2h)構成。而且，電池組20可與電力負荷40連接進行充放電。另外，BMS30可與作為電源搭載有本電池系統(tǒng)I的上位系統(tǒng)100的控制裝置41連接進行各種信號的輸入輸出，同時可向控制裝置41輸出關于各二次電池2的信息，經由控制裝置41在顯示部42顯示關于該二次電池2的信息，從而告知使用者。作為上位系統(tǒng)100可以舉例電動車，該情況下，電力負荷40為與車輪(未圖示)連接的電動機或反相器等電力變換器等，其通過控制裝置41控制反相器等電力變換器的動作或電動機的轉速。電力負荷40也可以為驅動雨刷等的電動機。另外，上位系統(tǒng)100除了電動車以外，例如也可以為鏟車等產業(yè)車輛或輕軌、在作為電力負荷40的電動機上連接了推進器或螺旋槳的飛機或船等移動體。而且，也可以為例如家庭用電力貯存系統(tǒng)、或與風車或太陽光這樣的自然能發(fā)電組合的系統(tǒng)穩(wěn)定蓄電系統(tǒng)等常置用系統(tǒng)。即，涉及全部利用二次電池2的電力的充放電的系統(tǒng)。下面，詳細說明構成電池系統(tǒng)I的電池組20及BMS30。如圖1所示，BMS30具有監(jiān)視電池組20的各二次電池2的狀態(tài)的CMU(CellMonitor Unit) 32和基于從CMU32輸出的信號集中管理多個二次電池2并在與上位系統(tǒng)100的控制裝置41之間進行信號的輸入輸出的BMU (Battery Management Unit) 33。作為CMU32監(jiān)視的檢測值，除了例如各二次電池2的端子間電壓、罐電位、內部電阻、罐溫度等外，還有各二次電池2和其外側的電池收納盒22的間隔距離。而且，本實施方式中，BMU33基于輸入的該間隔距離檢測各二次電池2的內壓異常。后述其詳情。另外，CMU32進行將監(jiān)視的檢測值向BMU33輸出的處理。在此，CMU32與一個電池模塊21對應一個個地設置，在本實施方式中，與兩個電池模塊21a、21b對應，一個個地設置CMU32a、32b。如圖2 圖4所示，構成電池組20的各電池模塊21具有:四個二次電池2 ;收納這些二次電池2的大致箱狀的電池收納盒22 ;電池收納盒劃分板23 ;檢測二次電池2和電池收納盒22的間隔距離、及二次電池2和電池收納盒劃分板23的間隔距離的間隔狀態(tài)檢測裝置24。如圖5所示，各二次電池2具有層疊多個電極板3構成的層疊體4、收納該層疊體4的電池盒5、設于電池盒5的電極端子6。而且，在電池盒5的內部注入有電解液。電極板3由正極板3A和負極板3B構成，正極板3A和負極板3B被交互層疊。另外，正極板3A被隔膜7被覆，由此實現(xiàn)正極板3A和負極板3B的絕緣。另外，電池盒5構成為大致長方狀。而且，層疊體4以其層疊方向X與電池盒5的相互相面對的第一側面51、52的相面對的方向一致的方式收納于電池盒5的內部。另外，將在與層疊方向X正交的方向Y彼此相面對的側面稱為第二側面53、54。另外，電極端子6具有正極端子6A和負極端子6B，分別在電池盒5的上端面55沿與層疊方向X正交且與該上端面55垂直的方向即端子突出方向Z突出設置電極端子6。另外，在正極板3A及負極板3B上分別沿端子突出方向Z突出設有正極耳片3a及負極耳片3b，且在電池盒5的內部與對應的正極端子6A或負極端子6B電連接。另外，在正極端子6A及負極端子6B的上端面分別形成有螺孔6a。如圖2 圖4所示，電池收納盒22形成為大致長方狀，具有收納二次電池2的電池收納部22A和收納CMU32的基板收納部22B。在此，四個二次電池2，對于相互相面對的第一側面51、52，使一方與電池收納盒22的電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a相面對，并且對于相互相面對的第二側面53、54同樣使一方與電池收納盒22的電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a相面對，由此以二行二列進行排列。另外，在四個二次電池2的各電極端子6間以形成為串聯(lián)連接的方式連結母線25。具體而言，母線25其一端連接于單方的二次電池2的正極端子6A，另一端連接于另一單方的二次電池2的負極端子6B。在母線25的兩端形成有貫通孔25a，通過該貫通孔25a在對應的電極端子6的螺孔6a螺合固定用螺栓26，通過由該固定用螺栓26和電極端子6夾持母線25而將母線25連接。另外，本實施方式中，以由電池收納盒22的一面?zhèn)刃纬蔀檎撾姌O取出部的方式將四個二次電池2連接為“ 口 ”字狀，分別與形成串聯(lián)連接的兩端的二個二次電池2連接的母線25突出向電池收納盒22的外部構成電極取出部。另外，間隔狀態(tài)檢測裝置24由分別夾置于電池收納盒壁面22a和第一側面51之間、及電池收納盒壁面22a和第二側面53之間、或電池收納盒劃分板壁面23a和第一側面52之間、及電池收納盒劃分板壁面23a和第二側面54之間的壓電元件構成。具體而言，構成間隔狀態(tài)檢測裝置24的壓電元件在第一側面51、52及第二側面53、54的大致中央的位置安裝于電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a側。在此，將與第一側面51、52對應的壓電元件稱為第一壓電元件24a，將與第二側面53、54對應的壓電元件稱為第二壓電元件24b。本實施方式中，在第一壓電元件24a及第二壓電元件24b、和分別對應的第一側面51、52或第二側面53、54之間，以在未膨脹的狀態(tài)下稍微形成有間隙的方式設定電池盒5。另外，如圖6所示，在電池收納盒22的內部，與各二次電池2對應設有可測定電池盒5的溫度的溫度測量端子27、可測定正極端子6A和負極端子6B的端子間電壓的第一電壓測量端子28、可測定電池盒5和正極端子6A之間的電位差即罐電位的第二電壓測量端子29。而且，由CMU32測量來自這些間隔狀態(tài)檢測裝置24的第一壓電元件24a及第二壓電元件24b、溫度測量端子27、第一電壓測量端子28以及第二電壓測量端子29的檢測信號。CMU32通過各信號線與和各二次電池2對應的第一壓電元件24a及第二壓電元件24b、溫度測量端子27、第一電壓測量端子28以及第二電壓測量端子29連接，并通過接受到輸入的信號線特定與從信號線輸入的檢測值對應的二次電池2，將該二次電池2的ID和檢測值的信息向BMU33輸出。而且，在BMU33，基于接受的各種檢測值監(jiān)視對應的二次電池2的狀態(tài)。特別是，在本實施方式中，基于從間隔狀態(tài)檢測裝置24即第一壓電元件24a及第二壓電元件24b輸出的檢測信號取得二次電池2和電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離，基于該取得的該間隔距離判定有無內壓異常。在此，將由第一壓電元件24a檢測的電池收納盒壁面22a和第一側面51的間隔距離、或電池收納盒劃分板壁面23a和第一側面52的間隔距離稱為第一間隔距離W1，將由第二壓電元件24b檢測的電池收納盒壁面22a和第二側面53的間隔距離、或電池收納盒劃分板壁面23a和第二側面54的間隔距離稱為第二間隔距離W2。具體而言，BMU33具有從各CMU32取得和各二次電池2對應的檢測信號的檢測信號取得部33a、由檢測信號取得部33a取得的檢測信號內基于來自第一壓電元件24a及第二壓電元件24b的檢測信號評價二次電池2和電池收納盒壁面22a或電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離的間隔距離評價部33b、基于間隔距離評價部33b的評價結果判定有無內壓異常的內壓異常判定部33c、基于內壓異常判定部33c的判定結果向控制裝置41輸出作為警告對象的二次電池2的信息的警告對象輸出部33d。下面，基于圖8所示的流程圖說明根據(jù)BMU33的各構成執(zhí)行的內壓異常的判定順序的詳情。如圖8所示，首先，檢測信號取得部33a取得構成電池組20的多個二次電池2的ID和對應的檢測值，并將來自各第一壓電元件24a及第二壓電元件24b的檢測值，與二次電池2的ID附加對應地向間隔距離評價部33b輸出(步驟S100)。然后，間隔距離評價部33b對各二次電池2評價第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2。具體而言，評價相同的二次電池2的ID的第一壓電元件24a及第二壓電元件24b的檢測值是否在預設定的閾值以上，并將該評價結果向內壓異常判定部33c輸出(步驟S101)。第一壓電元件24a及第二壓電元件24b在電池盒5膨脹，各側面和電池收納盒壁面22a或電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離縮小時，被夾持于電池盒5的第一側面51、52或第二側面53、54和電池收納盒壁面22a或電池收納盒劃分板壁面23a之間壓縮變形，將其應變作為檢測值輸出。因此，所謂閾值以上是指壓縮變形為與該閾值對應的應變以上，換言之，電池盒5的第一側面51、52或第二側面53、54朝向電池收納盒壁面22a或電池收納盒劃分板壁面23a向外側變形為凸狀。而且，內壓異常判定部33c首先參照第一壓電元件24a的評價結果判斷第一壓電元件24a的檢測值是否為閾值以上(步驟S102)。然后，內壓異常判定部33c在該檢測值小于閾值的情況下(NO)、即在第一間隔距離Wl比與閾值對應的規(guī)定值大的情況下，內壓視為正常，進入步驟S100，基于重新接受的檢測信號再次執(zhí)行步驟SlOO的處理。另外，在第一壓電元件24a的檢測值為閾值以上的情況下，即在第一間隔距離Wl為與閾值對應的規(guī)定值以下的情況下，參照下面關于第二壓電元件24b的評價結果判定第二壓電元件24b的檢測值是否為閾值以上(步驟S103)。然后，內壓異常判定部33c在該檢測值小于閾值的情況下(NO)、即第二間隔距離比與閾值對應的規(guī)定值大的情況下，內壓視為正常，進入步驟S100，基于重新接受的檢測信號再次執(zhí)行步驟SlOO的處理。另外，在第二壓電元件24b的檢測值為閾值以上的情況下、即第一間隔距離Wl和第二間隔距離W2都為與閾值對應的規(guī)定值以下的情況下，判定為內壓異常，并將對應的二次電池2的ID向警告對象輸出部33d輸出(步驟 S104)。在此，如圖9中二次電池2A所示，在以通常的狀態(tài)進行充電時，層疊體4伴隨充電沿其層疊方向X膨脹，由此，在電池盒5中，在與層疊方向X對應的第一側面51、52朝向外側凸狀變形。另一方面，第二側面53、54被在與層疊方向X正交的方向Y相面對配置，因此，不會伴隨層疊體4的膨脹而膨脹，而是受由角部56剛性結合的第一側面51、52變形為凸狀的影響，而變形為凹狀。因此，如圖10所示，在第一壓電元件24a的檢測值為閾值以上且第二壓電元件24b的檢測值低于閾值時，可以判斷為伴隨通常的充放電的電池盒5的膨脹。另一方面，如圖9中二次電池2B所示那樣，當內壓上升時，電池盒5膨脹，但由于內壓的作用均等地作用于第一側面51、52及第二側面53、54，因此，任一處都朝向外側凸狀變形。因此，如圖11所示，第一壓電元件24a及第二壓電元件24b的檢測值均為閾值以上時，可以判定為由于內壓上升而引起，可以判定為內壓異常。另外，這樣，在內壓異常產生時，伴隨層疊體4的膨脹的變形，也被重疊。然后，警告對象輸出部33d將輸入了的二次電池2的ID通過數(shù)字信號向控制裝置41輸出(步驟S105)。然后，控制裝置41基于接受到的數(shù)字信號取得對應的二次電池2的ID，將該ID顯示于顯示部42，使使用者識別哪個是異常的二次電池2。如上，本實施方式的電池系統(tǒng)I中，可以通過間隔狀態(tài)檢測裝置24即第一壓電元件24a及第二壓電元件24b，檢測第一側面51、52及第二側面53、54與分別與之相面對的電池收納盒壁面22a或電池收納盒劃分板壁面23a的第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2，并基于此評價第一側面51、52及第二側面53、54的變形狀態(tài)。而且，通過BMU33在第一間隔距離Wl和第二間隔距離W2兩方縮小了的情況下判定為對應的二次電池2為內壓異常，由此可以不誤檢測僅是與充放電相伴的電池盒5的膨脹，而可靠檢測內壓異常。另外，本實施方式中，第一壓電元件24a及第二壓電元件24b不安裝于二次電池2側，而是安裝于電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a。因此，不只第一壓電元件24a及第二壓電元件24b，也包括從第一壓電元件24a及第二壓電元件24b到CMU32的配線都不需要設于二次電池2側，在更換二次電池2等時，壓電元件或配線也不會成為妨礙。另外，也可以抑制由于二次電池2的膨脹收縮或溫度變化而使得壓電元件的接合削弱而脫落。[0078]另外，上述實施方式中，第一壓電元件24a及第二壓電元件24b在電池盒5不產生膨脹的狀態(tài)下與對應的第一側面51、52或第二側面53、54稍微具有間隙地設置，但不限于此，也可以夾持于側面與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間。該情況下，第一壓電元件24a及第二壓電元件24b在初始狀態(tài)下也輸出一定的檢測值，只要去除該初始狀態(tài)的檢測值評價第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2即可。另外，上述中，將分別評價第一壓電元件24a的檢測值和第二壓電元件24b的檢測值的閾值作為相同的值處理，但不限于此。在電池盒5未膨脹的狀態(tài)下的第一間隔距離Wl和第二間隔距離W2不同的情況下，也可以使兩檢測值的閾值不同。另外，上述實施方式中，只在來自第二壓電元件24b的檢測值為閾值以上的情況下判定為異常(內壓異常)，但不限于此。而且，例如也可以設置比上述閾值更高的限制值，在來自第一壓電元件24a的檢測值為限制值以上的情況下，不管來自第二壓電元件24b的檢測值怎樣都判定為異常。由此，在因任何原因而使得層疊體4極度膨脹的情況下，均可以作為異常通過顯示部42進行告知。另外，電池系統(tǒng)I也可以具備對第一壓電元件24a的檢測值為閾值以上的次數(shù)進行計數(shù)的次數(shù)測定裝置。而且，在通過次數(shù)測定裝置計數(shù)的次數(shù)為規(guī)定次數(shù)以上的情況下，也可以返回進行伴隨充放電的電池盒5的膨脹、收縮，達到疲勞界限，作為異常通過顯示部42進行告知。(第二實施方式)下面，對本實用新型第二實施方式進行說明。圖12 圖19表示本實用新型第二實施方式。另外，該實施方式中，對與在上述實施方式中使用了的部件通用的部件添加相同的符號，并省略其說明。如圖12及圖13所示，在該實施方式的電池系統(tǒng)60中，電池組20的電池收納盒22具有在電池收納盒22的內部劃分二次電池2彼此的劃分板23。本實施方式中也將二次電池2配列為兩行兩列，因此，劃分二次電池2的劃分板23分別沿二次電池2的層疊方向X和與層疊方向X正交的方向Y設置，并在中央交差。由此，使各二次電池2 —方的第一側面51與電池收納盒壁面22a相面對,并且使另一方的第一側面52與電池收納盒劃分板壁面23a相面對。同樣,使各二次電池2 —方的第二側面53與電池收納盒壁面22a相面對，并且使另一方的第二側面54與電池收納盒劃分板壁面23a相面對。另外，在各側面和各電池收納盒壁面22a及各電池收納盒劃分板壁面23a之間，至少在二次電池2的電池盒5通常的充放電中，以膨脹后不與各電池收納盒壁面22a及各電池收納盒劃分板壁面23a接觸的程度的大小形成間隙。本實施方式中，間隔狀態(tài)檢測裝置65在各二次電池2中可將第一側面52及第二側面53、54和電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離分別作為第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2進行檢測。具體而言，間隔狀態(tài)檢測裝置65具有向上述間隙投射檢測光L的光源66和檢測從光源66向各隙間投射了的檢測光L的光量的第一光量檢測器67及第二光量檢測器68。在此，在電池收納盒劃分板23的相互交差的位置、即二次電池2的排列的大致中心，在各二次電池2是高度方向Z的大致中央的位置嵌入有光源66。另外，第一光量檢測器67及第二光量檢測器68分別與各二次電池2的第一側面52及第二側面54對應，并安裝于與設有光源66的一邊側相反一側的另一邊的電池收納盒壁面22a。因此，從光源66發(fā)射的檢測光L從各二次電池2的第一側面52及第二側面54的一邊側朝向另一邊側，向第一側面52及第二側面54和相面對的電池收納盒劃分板壁面23a之間的間隙照射，且可由第一光量檢測器67及第二光量檢測器68檢測。而且，如圖14所示，本實施方式中，取代壓電元件，分別從第一光量檢測器67及第二光量檢測器68將檢測到的光量作為檢測值向CMU32輸出。然后，將檢測值從CMU32輸出到BMU33，以圖15所示的判定順序判定各二次電池2的內壓異常。即，如圖15所示，首先，檢測信號取得部33a取得構成電池組20的多個二次電池2的ID和對應的檢測值，將來自第一光量檢測器67及第二光量檢測器68各自的檢測值和二次電池2的ID附加對應，并向間隔距離評價部33b輸出(步驟S100)。然后，間隔距離評價部33b對各二次電池2評價第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2o具體而言，評價相同的二次電池2的ID的第一光量檢測器67及第二光量檢測器68的檢測值是否在預定的閾值以下，并將該評價結果向內壓異常判定部33c輸出(步驟S101)。第一光量檢測器67及第二光量檢測器68的檢測光量為:當電池盒5膨脹，各側面和電池收納盒壁面22a、或電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離縮小時，限制來自光源66的檢測光L，檢測到的光量變小。因此，檢測到的光量在閾值以下是指電池盒5的對應的第一側面51或第二側面53朝向電池收納盒劃分板壁面23a向外側變形為凸狀。而且，內壓異常判定部33c首先參照關于與第一側面52對應的第一光量檢測器67的評價結果，判定該第一光量檢測器67的檢測值是否為閾值以上(步驟S102)。然后，內壓異常判定部33c在該檢測值比閾值大的情況下(NO)、即第一間隔距離Wl比與閾值對應的規(guī)定值大的情況下，內壓視為正常，進入步驟S100，基于重新接受的檢測信號再次執(zhí)行來自步驟SlOO的處理。另外，在第一光量檢測器67的檢測值為閾值以上的情況下，即第一間隔距離Wl為與閾值對應的規(guī)定值以下的情況下，接下來參照關于第二光量檢測器68的評價結果，判定第二光量檢測器68的檢測值是否為閾值以下(步驟S103)。然后，內壓異常判定部33c在該檢測值比閾值大的情況下(NO)、即如圖17及圖16所示二次電池2A，在第二間隔距離W2比與閾值對應的規(guī)定值大的情況下，內壓視為正常，進入步驟S100，基于重新接受的檢測信號再次執(zhí)行來自步驟SlOO的處理。另外，如圖18及圖16所示二次電池2B，在第二光量檢測器68的檢測值為閾值以下的情況下，即第一間隔距離Wl和第二間隔距離W2都為與閾值對應的規(guī)定值以下的情況下，判定為內壓異常，將對應的二次電池2的ID向警告對象輸出部33d輸出(步驟S104)。然后，警告對象輸出部33d將輸入的二次電池2的ID通過數(shù)字信號向控制裝置41輸出(步驟S105)。而且，控制裝置41基于接受到的數(shù)字信號取得對應的二次電池2的ID，將該ID顯示于顯示部42，使使用者識別哪個是異常的二次電池2。如上，BMU33對由第一光量檢測器67及第二光量檢測器68檢測的第一間隔距離Wl及第二間隔距離W2設定閾值進行監(jiān)視，內壓異常判定部33c在兩者為閾值以上時判定為內壓異常，由此與第一實施方式相同，能夠在不與單純的充放電相伴的電池盒5的膨脹進行誤檢測，而可靠地檢測內壓異常。(第三實施方式)下面，說明本實用新型第三實施方式。圖20 圖23表示本實用新型第三實施方式。另外，在該實施方式中，對與在上述實施方式使用的部件通用的部件添加相同的符號，省略其說明。如圖20及圖21所示，在該實施方式的電池系統(tǒng)70中，間隔狀態(tài)檢測裝置71還具備光源66，光量檢測器67、68，以及在各二次電池2的第一側面52及第二側面54分別與電池收納盒劃分板壁面23a之間設置的光透過部件72。光透過部件72為可彈性收縮的部件，并且形成有空隙72a。本實施方式中，該空隙72a作為貫通孔以沿從光源66分別到第一光量檢測器67及第二光量檢測器68的光路的方式，可透過檢測光L地連通兩側。另外，在各二次電池2的對應的第一側面52或第二側面54的大致中央遍及高度方向Z整體配設光透過部件72。因此，從光源66發(fā)射的檢測光L通過光透過部件72的空隙72a向第一光量檢測器67或第二光量檢測器68照射并進行檢測。在此，如圖22及圖23所示，當電池盒5膨脹，與電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離變窄時，如上所述，檢測光L的光路寬度變窄，同時，光透過部件72彈性收縮，空隙72a的大小變小，由此也遮蔽檢測光L。因此，可以進一步高靈敏度地檢測電池盒5和電池收納盒劃分板壁面23a的間隔距離的變化，由此，可以更高精度地掌握二次電池2的電池盒5的膨脹狀態(tài)，更可靠地判定有無內壓異常。(第四實施方式)下面，對本實用新型第四實施方式進行說明。圖24 圖26表示本實用新型第四實施方式。另外，在該實施方式中，對與在上述實施方式中使用了的部件通用的部件添加相同的符號，并省略其說明。如圖24所示，在本實施方式的電池系統(tǒng)80中，具備對各二次電池2的電池盒5與電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的間隔距離進行檢測的間隔狀態(tài)檢測裝置81、和對各二次電池2的漏液進行檢測的漏液檢測裝置82。間隔狀態(tài)檢測裝置81在具備圖20所示的光源66及光量檢測器67、68這一方面，為與第三實施方式的間隔距離檢測裝置71相同的構成，不同點在于，設于各二次電池2的第一側面52及第二側面54分別與電池收納盒劃分板壁面23a之間并使來自光源66的檢測光L朝向光量檢測器67、68透過的光透過部件83的構造。如圖25及圖26所示，本實施方式的光透過部件83為多層構造，具有在厚度方向可彈性變形的一對彈性部84和夾持于一對彈性部84之間的電極部85。一對彈性部84由例如海綿等多孔質板狀部件形成。另外，電極部85具有由導電材形成的一對導電板86、87和夾持于一對導電板86、87之間的由絕緣材形成的絕緣板88。因此，一對導電板86、87通過絕緣板88保持絕緣狀態(tài)。另外，在一對彈性部84及構成電極部85的一對導電板86、87及絕緣板88上形成有多個貫通厚度方向的空隙83a。而且，將該光透過部件83以在厚度方向沿從光源66朝向各光量檢測器的光路的方式設于對應的側面和電池收納盒劃分板之間，由此可使從光源66發(fā)射的檢測光L通過空隙83a由光量檢測器檢測。另外，一對導電板86、87分別與圖24所示的導電檢測器89連接，由此，在導電檢測器89中可以檢測在一對導電板86、87間是否流通有電流。通常，通過在一對導電板86、87之間夾置有絕緣板88，在兩者之間不會流通電流，但當二次電池2的電解液漏出，流入空隙83a內時，經由流入的電解液在一對導電板86、87間流通電流，從而由導電檢測器89檢測。即，利用由一對導電板86、87及絕緣板88形成的電極部85和導電檢測器89，構成可檢測對應的二次電池2的漏液的漏液檢測裝置82。因此，本實施方式的電池系統(tǒng)80中，通過間隔狀態(tài)檢測裝置81能夠可靠判定二次電池2的內壓異常的同時，也可以判定漏液異常。以上，參照附圖詳述了本實用新型的實施方式，但具體的構成不限于該實施方式，也包括不脫離本實用新型的要旨的范圍內的設計變更。符號說明:I電池系統(tǒng)、2 二次電池、3電極板、3A正極板、3B負極板、3a正極耳片、3b負極耳片、4層疊體、5電池盒、6電極端子、6A正極端子、6B負極端子、6a螺孔、7隔膜、20電池組、21電池模塊、22電池收納盒、22A電池收納部、22B基板收納部、22a電池收納盒壁面、23電池收納盒劃分板、23a電池收納盒劃分板壁面、24間隔狀態(tài)檢測裝置、24a第一壓電元件(間隔狀態(tài)檢測裝置)、24b第二壓電元件(間隔狀態(tài)檢測裝置)、25母線、25a貫通孔、26固定用螺栓、27溫度測量端子、28第一電壓測量端子、29第二電壓測量端子、30BMS、32CMU、33BMU、33a 檢測信號取得部、33b間隔距離評價部、33c內壓異常判定部、33d警告對象輸出部、40電力負荷、41控制裝置、42顯不部、51、52第一側面、53、54第二側面、55上端面、56角部、60電池系統(tǒng)、65間隔狀態(tài)檢測裝置、66光源、67第一光量檢測器、68第二光量檢測器、70電池系統(tǒng)、71間隔狀態(tài)檢測裝置、72光透過部件、72a空隙、80電池系統(tǒng)、81間隔狀態(tài)檢測裝置、82漏液檢測裝置、83光透過部件、83a空隙、84彈性部、85電極部、86、87導電板、88絕緣板、89導電檢測器、100上位系統(tǒng)。
權利要求1.一種電池系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 大致箱狀的電池收納盒；單電池，其具有層疊多個電極板構成的層疊體、及收納該層疊體的電池盒，所述電池盒具有相面對的兩個第一側面、和相面對的兩個第二側面，所述第一側面是在與所述層疊體的層疊方向一致的方向上相面對的側面，所述第二側面是在與和所述層疊方向正交的方向一致的方向上相面對的側面，并以使所述第一側面的至少一個、及所述第二側面的至少一個，與所述電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板相面對，而分別收納于該電池收納盒內部； 間隔狀態(tài)檢測裝置，其分別檢測所述第一側面和與該第一側面相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的第一間隔距離、及所述第二側面和與該第二側面相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板的第二間隔距離； 控制部，其基于該間隔狀態(tài)檢測裝置的檢測結果，在所述第一間隔距離和所述第二間隔距離這兩方縮小了的情況下，判定為對應的所述單電池內壓異常。
2.按權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述間隔狀態(tài)檢測裝置為夾置于所述第一側面及所述第二側面和與之分別相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間的壓電元件。
3.按權利要求2所述的電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述壓電元件安裝于所述電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板上。
4.按權利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述間隔狀態(tài)檢測裝置具有: 光源，其分別在所述第一側面及所述第二側面從一邊側朝向另一邊側向與相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間投射檢測光； 光量檢測器，其設于所述第一側面及所述第二側面的各另一邊側，檢測所述檢測光的光量。
5.按權利要求4所述的電池系統(tǒng)，其特征在于， 所述間隔狀態(tài)檢測裝置具有光透過部件，該光透過部件在所述光源和所述光量檢測器之間夾置于對應的所述第一側面或所述第二側面和相面對的電池收納盒壁面或電池收納盒劃分板之間，且具有可透過所述檢測光的空隙，并且可彈性收縮。
專利摘要本實用新型提供一種電池系統(tǒng)(1)，其具備單電池(2)，其以使與層疊體的層疊方向(X)相面對的第一側面(51)、(52)的至少一方、及與和層疊方向(X)正交的方向(Y)相面對的第二側面(53)、(54)的至少一方與電池收納盒壁面(22a)或電池收納盒劃分板壁面(23a)相面對的方式分別收納于電池收納盒(22)內部；間隔狀態(tài)檢測裝置(24a)、(24b)，其分別檢測第一側面(51)、(52)和壁面(22a)、(23a)中任一個的第一間隔距離(W1)、及第二側面(53)、(54)和壁面(22a)、(23a)中任一個的第二間隔距離(W2)；控制部，其基于間隔狀態(tài)檢測裝置(24a)、(24b)的檢測結果，在第一間隔距離(W1)和第二間隔距離(W2)雙方縮小了的情況下，判定對應的二次電池(2)為內壓異常。
文檔編號H01M10/48GK202930506SQ20119000012
公開日2013年5月8日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者后藤滿文, 三浦正美 申請人:三菱重工業(yè)株式會社