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JP5033385B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、リチウム二次電池や鉛電池，ニッケル水素電池，電気二重層キャパシタなどの蓄電器を有した蓄電装置とこれを搭載した電源装置，分散型電力貯蔵装置，ハイブリッド電気自動車に関する。
排気ガス規制，燃費の向上からエンジンに二次電池をアシスト力として補助的に用いるハイブリッド電気自動車の開発が盛んに行われている。この自動車用の二次電池としては、リチウム二次電池やニッケル水素電池が多く用いられている。ハイブリッド電気自動車のバッテリに使用される二次電池は、エンジンの補助（加速時のアシスト）に用いたり、平坦な道路でのエンジンを停止してモータだけで走行といったときのモータの電力の供給を行うものである。したがって、この二次電池は、モータに大電流を供給するため、モータに電力を供給すると電力が低下してくるため、必要に応じて走行用モータを用いて発電し、二次電池に充電を行っている。
このようにハイブリッド電気自動車のバッテリに使用される二次電池は、頻繁に充放電を繰り返しており、この二次電池の充放電の発熱量が大きく、かつ、電池性能の温度依存性もあるため、電池の寿命を考慮して電池の冷却性能を高める必要がある。この電池の冷却性能を高めるため、従来から多くの提案がなされている。
そこで、特許文献１には、図９に示すように、従来は、第１乃至第７ルーバー２８ａ〜２８ｇを形成する補助リブの形状を異ならせ冷却空気の流路を絞ることによって、冷却空気排出側２７に近づくにつれて冷却空気の流速を増加させ、タンデムセル間の温度のバラツキをなくし、タンデムセル間を流通し温度が昇温した空気に、バイパス経路から冷却空気を直接合流させることで冷却空気排出側２７近傍にタンデムセルの温度上昇を抑え、全タンデムセルの冷却を均等に行うものが開示されている。
また、特許文献２には、燃料電池モジュール出入口の冷却媒体の温度差を検出し、所定値を超えた場合に、燃料電池システム及び冷却システムの状態を判定する技術が開示されている。しかし、燃料電池モジュール出入口の冷却媒体の温度を検出するだけでは、冷却システムの状態を判定するには十分でなく、また温度検出手段の状態を判定することはできない。
特開２００１−１５５７８９号公報 特開２００３−１０９６３７号公報
本発明は、冷却手段及び温度検出手段の状態を診断することが可能な、信頼性の高い冷却システムを備えた蓄電装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する為、本発明の蓄電装置は、一つまたは複数の蓄電器を備えた蓄電器モジュールと、複数の温度検出手段と、制御手段と、前記蓄電器モジュールに冷却媒体を導入し前記蓄電器を冷却する冷却手段と、を有する蓄電装置であって、前記温度検出手段が、少なくとも、冷却媒体の前記蓄電装置への流入温度及び前記蓄電装置からの流出温度と、前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの少なくとも一方の温度と、を測定する温度検出手段を備えている。
そして、制御手段は、前記蓄電器温度又は前記蓄電器モジュール温度の少なくとも一方と、冷却媒体の流入温度及び流出温度とより、前記温度検出手段及び前記冷却手段の状態を診断する。前記蓄電器温度又は前記蓄電器モジュール温度が冷却媒体の流入温度より高い場合、冷却媒体の流出温度も高くなる。もし、流出温度が流入温度と同じ場合で、冷却手段が稼動している場合には、冷却手段が異常であり、冷却手段が稼動していない場合は、正常と診断できる。また、流出温度が流入温度より低い場合は、前記温度検出手段が異常と診断できる。
また、前記蓄電器モジュールの電圧を検出する電圧検出手段または電流を検出する電流検出手段を設けても同様な診断が可能となる。即ち、前記電圧検出手段または前記電流検出手段の値から前記蓄電器の稼動状態を判定し、前記蓄電器の稼動状態と、冷却媒体の流入温度及び流出温度より前記温度検出手段または前記冷却手段の状態を診断する。
前記蓄電器モジュールが複数の蓄電器を有する場合は、前記温度検出手段を複数の前記蓄電器にも配設する。そして、複数の前記蓄電器に配設された前記温度検出手段の検出値にばらつきがあり、差がある閾値を越えた場合、前記冷却手段を稼動させる。これにより、複数の蓄電器の温度が均一化され本発明の精度が高まる。
また、前記蓄電器モジュールの入出力を制限する入出力制御装置を設け、前記制御手段が前記温度検出手段または前記冷却手段の異常を診断した場合、前記入出力制御装置は、前記蓄電器モジュールの入出力を、冷却手段が作動しない状態でも安全に使用できる値に制限する。これにより、異常を検知した場合でも電源装置を稼動できる高信頼な蓄電装置が実現できる。
さらに、装置の状態を報知する報知手段を設け、前記制御手段が前記温度検出手段または前記冷却手段の異常を診断した場合、前記報知手段が異常を報知する。これにより、オペレータや保守員が蓄電装置の状態を把握することができる。
同様に、複数の前記蓄電器に配設された前記温度検出手段の検出値にばらつきがあり、差がある閾値を越えた場合、前記入出力制御装置は前記蓄電器モジュールの入出力を制限すると、効率的に蓄電器の温度差を解消できる。また、その場合、前記報知手段が異常を報知し、オペレータや保守員がこれを把握することも可能である。
本発明によれば、冷却手段の状態を診断するだけでなく温度検出手段の状態を診断することが可能となり、信頼性の高い電源装置が実現できる。
以下本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図に於いて同一の部分が２つ以上あるものに関しては同一の符号を付し、説明を省略している。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を示す図である。図に於いて、１０１は筐体、１０２は蓄電器モジュール、１０３は吸入口、１０４ａ，１０４ｂは温度検出手段、１０５は排出口、１０６は制御手段、１０７は冷却手段である。
筐体１０１は蓄電器モジュール１０２を包囲している。この、筐体１０１には吸入口
１０３及び排出口１０５が設けられており、吸入口１０３及び排出口１０５付近には温度検出手段１０４ａ，１０４ｂが配設されている。また、排出口１０５には冷却手段１０７が配設されている。これら、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂ及び冷却手段１０７は制御手段１０６に電気的に接続されている。
蓄電器モジュール１０２は、リチウム二次電池，ニッケル水素電池，鉛電池，電気二重層キャパシタなどの蓄電器が一つまたは複数接続されて成り、電気エネルギーの蓄積（充電），供給（放電）を行う。蓄電器モジュール１０２は充放電により発熱する。
温度検出手段１０４ａ，１０４ｂはサーミスタや熱電対などで構成され、温度を電気信号に変換する。
制御手段１０６は、マイクロコンピュータなどの電子部品からなり、冷却手段１０７のＯＮ，ＯＦＦ制御や、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂの電気信号から温度検出を行う。
冷却手段１０７はファンやポンプからなり、空気や不活性ガスなどの気体または、水やオイルなどの液体の冷却媒体を流入または流出させ、蓄電器モジュール１０２を冷却する。
蓄電器モジュール１０２は充放電により発熱するため、冷却手段１０７が動作すると、吸入口１０３付近に配設された温度検出手段１０４ａと排出口１０５付近に配設された温度検出手段１０４ｂの検出値に差が生じる。すなわち、温度検出手段１０４ｂの温度の方が高くなる。
そこで、制御手段１０６は、冷却手段１０７が動作中に温度検出手段１０４ｂの値が温度検出手段１０４ａの値より高ければ正常であり、それ以外は、温度検出手段１０４ａまたは１０４ｂまたは冷却手段１０７または制御手段１０６の異常、あるいは吸入口１０３か排出口１０５が閉鎖され冷却媒体の流入，流出が妨げられていると診断できる。
すなわち、本発明のように、冷却媒体の流入，流出温度を比較することにより、蓄電装置の構成要素の状態を診断することが可能となり、信頼性の高い蓄電装置が実現できる。
さらに、蓄電器モジュール１０２にも温度検出手段を設け、吸入口１０３及び排出口
１０５，蓄電器モジュール１０２の温度から蓄電装置の状態を診断すると、確実に診断できる。すなわち、熱発生源である蓄電器モジュール１０２の温度より、温度検出手段104bの温度が温度検出手段１０４ａの温度より高くなるべきか否かが明確になり、確実な診断が可能となる。
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２を示す図である。図に於いて、２０１は蓄電器、２０２は電流検出手段、２０３は電圧検出手段、１０４ａ，１０４ｂ（冷却媒体の吸入・排出温度），１０２ａ（蓄電器モジュール温度），２０４ａ，２０４ｂ（蓄電器温度）は温度検出手段、２０５は選択手段、２０６はマイクロコンピュータ、２０７は通信手段である。
複数の蓄電器２０１が直列に接続され、蓄電器モジュール１０２を構成している。また、制御手段１０６は電圧検出手段２０３，選択手段２０５，マイクロコンピュータ２０６，通信手段２０７で構成されている。
電流検出手段２０２は蓄電器モジュール１０２に配設され、その出力はマイクロコンピュータ２０６に入力されている。また、蓄電器モジュール１０２の両端に電圧検出手段
２０３が接続され、電圧検出手段２０３の出力はマイクロコンピュータ２０６に入力されている。さらに、温度検出手段２０４ａ，２０４ｂが蓄電器２０１に配設され、複数の温度検出手段、即ち、吸入口又は排出口の冷却媒体温度を検出する温度検出手段１０４ａ，
１０４ｂと、蓄電器温度を検出する２０４ａ，２０４ｂ又は蓄電器モジュールの温度を検出する１０２ａの少なくとも一方、の出力は選択手段２０５を介してマイクロコンピュータ２０６に入力されている。マイクロコンピュータ２０６は冷却手段１０７，通信手段
２０７とも接続されている。
電流検出手段２０２は、電流センサやシャント抵抗の両端に生じる電圧から電流値に変換する回路からなり、蓄電器モジュール１０２に流れる電流を検出する。ここでは、制御手段１０６の外に設けたが、電流検出手段２０２の一部または全部を制御手段１０６内に構成することも可能である。
電圧検出手段２０３は、分圧抵抗やオペアンプなどの回路で構成され、蓄電器モジュール１０２の電圧をマイクロコンピュータ２０６に入力できる値に変換する。
温度検出手段２０４ａ，２０４ｂはサーミスタや熱電対などで構成され、温度を電気信号に変換する。また、複数の蓄電器がある場合、各蓄電器温度は平均化され（平均蓄電器温度）、演算に用いられる。
選択手段２０５はマルチプレクサなどからなり、複数の温度検出手段、即ち、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂと、２０４ｂ又は１０２ａの少なくとも一方と、の出力を一つ選択し、マイクロコンピュータ２０６に入力する。そして複数の温度検出手段１０４ａ，
１０４ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，１０２ａの選択は適宜切り替えて行う。
マイクロコンピュータ２０６にはアナログデジタル変換回路も内蔵されており、電流検出手段２０２、電圧検出手段２０３,温度検出手段１０４ａ,１０４ｂ,２０４ａ,２０４ｂ又は１０２ａの出力値をデジタル値に変換し、蓄電器モジュール１０２の状態を演算する。そして、その演算結果に基づいて冷却手段１０７のＯＮ，ＯＦＦ制御や、通信手段207を介してその他のマイクロコンピュータやコントローラと通信を行う。
ここではアナログデジタル変換回路をマイクロコンピュータ２０６内に設けたが、マイクロコンピュータ２０６外または、アナログデジタル変換回路を有した電流検出手段202,電圧検出手段２０３，吸入排出温度検出手段１０４ａ，１０４ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，１０２ａ等を用いることも可能である。
通信手段２０７はＣＡＮ(Controller Area Network) ＩＣ，ＲＳ２３２ＣドライバＩＣなどからなり、各種通信プロトコルに適合した信号に変換する。
マイクロコンピュータ２０６は蓄電器モジュール１０２の状態を演算し、同時に冷却手段１０７も制御するため、蓄電器モジュール１０２の稼動状態と、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂと、２０４ａ，２０４ｂ又は１０２ａと、の値から冷却手段１０７または、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を診断できる。
例えば、蓄電器モジュール１０２はある電流値以上の電流で充放電を行うと、発熱が増加する。これを蓄電器２０１に配設した温度検出手段２０４ａ，２０４ｂ又は１０２ａで確認する。さらに蓄電器モジュール１０２は充放電を行うと蓄電器モジュール１０２の電圧が変化する。これを電圧検出手段２０３で確認する。そして、これらより蓄電器モジュール１０２の稼動状態と発熱を確認する。このとき、温度検出手段１０４ｂの値が温度検出手段１０４ａの値より高ければ正常であり、それ以外は、吸入排出温度検出手段104ａまたは１０４ｂまたは冷却手段１０７または制御手段１０６の異常、あるいは吸入口103か排出口１０５が閉鎖され冷却媒体の流入，流出が妨げられていると診断できる。
具体例として、本発明の実施例の一形態を以下に示す。また、図３に以下の実施例のフローチャートを示す。
蓄電器モジュール１０２が稼動し発熱しており、蓄電器温度又は蓄電器モジュール温度が吸入温度より高い状態である。これらの関係は制御手段１０６により蓄電器モジュール１０２の稼動状態が確認され、正しい状態と判定されている。各蓄電器の温度にばらつきがある場合、冷却手段１０７へはＯＮ信号が入力され、冷却手段１０７が作動し、各蓄電器の温度は均一となる。
この場合、冷却手段が作動している場合、冷却媒体に蓄電器の熱が伝達し、排出温度が吸入温度より高くなる。しかし、蓄電器の熱が１００％冷却媒体に伝わることは無いため、排出温度は蓄電器温度より低くなれば冷却手段及び温度検出手段は正常である。
もし、排出温度が蓄電器温度よりさらに高く検出された場合は排出温度検出手段104ｂの異常と診断できる。
また、排出温度が吸入温度より低く検出された場合も吸入口又は排出口に設けられた温度検出手段の異常と診断できる。
吸入温度と排出温度が等しく検出された場合は、冷却手段が実際に動作しているため、冷却手段の異常又は温度検出手段の異常であると考えられる。
また、冷却手段が動作していない場合は、熱が伝達されない為、吸入温度と排出温度が等しく検出されたとしても、正常であると診断できる。
このように、本発明によれば、蓄電器モジュール１０２の稼動状態と、温度検出手段
１０４ａ，１０４ｂと、２０４ａ，２０４ｂ又は１０２ａの少なくとも一方と、の値から冷却手段１０７または、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を診断することが可能であり、信頼性の高い冷却システムを備えた蓄電装置を提供することができる。
図４は蓄電器モジュールを充放電した時の各蓄電器の温度を示した図である。充放電により蓄電器は発熱し、時間経過に伴い温度が上昇する。
そこで、制御手段１０６は蓄電器温度検出手段２０４ａ，２０４ｂを介して蓄電器201の温度を測定し、ある温度以上になると、冷却手段１０７を動作させ、蓄電器２０１の温度上昇を抑える。また、蓄電器２０１の温度がある温度以下になると、冷却手段１０７を停止させる。
また、充放電等により蓄電器２０１の温度にばらつきが生じる。そこで、制御手段106は温度検出手段２０４ａ，２０４ｂの温度差を演算し、その差が所定値を超えた場合も冷却手段１０７を動作させる。これにより図５に示す様に各蓄電器２０１の温度差が改善される。例えば、最も高温である蓄電器温度及び最も低温である蓄電器温度を検出し、それらの温度差がある閾値を超える場合には、冷却ファンを作動させることができる。
蓄電器２０１は温度に応じて入出力特性や発熱特性，劣化速度などが変るため、各蓄電器の温度を均一化して使用することが、電源装置として重要である。
この様に本発明によれば、蓄電器モジュール１０２の稼動状態と、温度検出手段104ａ，１０４ｂと、２０４ａ，２０４ｂ又は１０２ａの少なくとも一方と、の値から冷却手段１０７または、温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を診断し、また、温度検出手段２０４ａ，２０４ｂの値から各蓄電器２０１を適切に冷却することにより、信頼性の高い冷却システムを備えた蓄電装置を提供することができる。
また、本発明で用いる二次電池として、リチウム二次電池を用いることができる。リチウム二次電池は、リチウムを吸蔵放出可能な正極と、リチウムを吸蔵放出可能な負極と、が電解液を介して形成されるものであり、例えば、図６で示す円筒型リチウム二次電池でよい。
正極は、正極集電体に、正極活物質，導電材及び結着材等からなる正極合剤を塗布することにより得られる。
正極活物質としては、Ｌｉ1+αＭｎxＭ１yＭ２zＯ2（Ｍ１はＣｏ，Ｎｉから選ばれる少なくとも１種；Ｍ２はＣｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｂ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｃｒから選ばれるすくなくとも１種を表わし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１，０.２≦Ｘ≦０.６，０.１≦ｙ≦０.５ ，０.０５≦ｚ≦０.５，０.０１≦α≦０.３ を満たす）で表されるリチウム複合酸化物を用いることができる。例えば、Ｌｉ1.15Ｍｎ4Ｎｉ3Ｃｏ2Ｏ2，Ｌｉ1.15Ｍｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2，
Ｌｉ1.15Ｍｎ3Ｎｉ4Ｃｏ3Ｏ2，Ｌｉ1.15Ｍｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ａｌ0.5Ｏ2，
Ｌｉ1.15Ｍｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｂ0.5Ｏ2，Ｌｉ1.15Ｍｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｆｅ0.5Ｏ2，
Ｌｉ1.15Ｍｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｍｇ0.5Ｏ2，ＬｉＭｎ4Ｎｉ3Ｃｏ2Ｏ2，
ＬｉＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2，ＬｉＭｎ3Ｎｉ4Ｃｏ3Ｏ2，
ＬｉＭｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ａｌ0.5Ｏ2，ＬｉＭｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｂ0.5Ｏ2，
ＬｉＭｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｆｅ0.5Ｏ2，ＬｉＭｎ3.5Ｎｉ3Ｃｏ3Ｍｇ0.5Ｏ2などを用いることができる。中でも、Ｌｉ1+αＭｎxＮｉyＣｏzＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１，０＜ｘ≦１，０＜ｙ≦１，０＜ｚ≦１，０.０１≦α≦０.３を満たす）で表されるリチウム複合酸化物であることが好ましく、Ｌｉ1+αＭｎxＮｉyＣｏzＯ2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１，０.２≦ｘ≦０.６，
０.１≦ｙ≦０.５，０.０５≦ｚ≦０.５，０.０１≦α≦０.３を満たす）であることがより好ましい。また、本発明の実施例で用いたＬｉ1.15Ｍｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2は低温特性とサイクル安定性が高くＨＥＶ用デバイスの材料として最適である。
負極は、負極集電体に、負極活物質，導電材及び結着材等からなる負極合剤を塗布することにより得られる。
負極活物質としては、天然黒鉛,天然黒鉛に乾式のＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法や湿式のスプレイ法で形成される被膜を形成した複合炭素質材料，エポキシ，フェノール等の樹脂原料、または、石油や石炭から得られるピッチ系材料を原料として焼成して造られる人造黒鉛や非晶質炭素材料などの炭素質材料、または、リチウムと化合物を形成することでリチウムを吸蔵放出できるリチウム金属，リチウムと化合物を形成したり、結晶間隙に挿入されることでリチウムを吸蔵放出できる珪素，ゲルマニウム，錫など第四族元素の酸化物または窒化物を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2，ＴｉＯ2又はＳｉＮ2等が挙げられる。なかでも、炭素質材料は導電性が高く、低温特性，サイクル安定性の面から優れた材料である。炭素質材料の中では、炭素網面層間(ｄ002) の広い材料が急速充放電や低温特性に優れ、本発明の材料としては好適である。しかし、炭素網面層間ｄ002が広い材料は充電の初期での容量低下や充放電効率が低いことがあるので、ｄ002は0.39ｎｍ以下が好ましい。更に、電極を構成するには黒鉛質、非晶質、活性炭などの導電性の高い炭素質材料を混合すると良い。
電解液としては、直鎖状もしくは環状カーボネート類を主成分とすることができる。これにエステル類，エーテル類等を混合することもできる。カーボネート類としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ），プロピレンカーボネート，ブチレンカーボネート，ジメチルカーボネート（ＤＭＣ），ジエチルカーボネート（ＤＥＣ），メチルエチルカーボネート，ジエチルカーボネート，メチルアセテートなどが挙げられる。これらを単独あるいは混合した非水溶媒を用いることができる。
図６は、作製した正極板と負極板を用いて製作した円筒型リチウム二次電池の一部断面図である。円筒型リチウム二次電池は、次の手順で作製した。まず、正極板４と負極板５が直接接触しないように間にセパレータ６を配置して捲回して電極群を作製した。このとき、正極リード片７と負極リード片８とが電極群の互いに反対側の両端面に位置するようにした。さらに、正極板４と負極板５の配置で、正極の合材塗布部が負極の合材塗布部からはみ出すことがないようにした。次に、電極群をＳＵＳ製の電池缶９に挿入し、負極リード片８を缶底部に溶接し、正極電流端子を兼ねる密閉蓋部１０に正極リード片７に溶接した。この電極群を配置した電池缶９に電解液を注入した後、上下に各々パッキン１１を取り付け、密閉蓋部１０を電池缶９にかしめて密閉し、円筒型電池とした。ここで、密閉蓋部１０には電池内の圧力が上昇すると開裂して電池内部の圧力を逃がす開裂弁があり、
１２は絶縁材である。
（実施例３）
図７は本発明の実施例３を示す図である。本発明の電源装置の一実施形態を適用した、ハイブリッド電気自動車の電源供給の実施形態を示す図である。図に於いて、５０１はエンジン、５０２は動力分割伝達機構、５０３はモータ、５０４はインバータ、５０５はシステムコントローラ、５０６は報知手段、５０７ａ，５０７ｂは駆動輪、５０８はドライブシャフトである。
エンジン５０１とモータ５０３、駆動輪５０７ａ，５０７ｂとが、動力分割伝達機構
５０２とドライブシャフト５０８を介して接続され、駆動輪５０７ａ，５０７ｂがモータ５０３とエンジン５０１とに駆動されるいわゆるパラレルハイブリッド電気自動車を構成している。
駆動力の配分や伝達は、動力分割伝達機構５０２がエンジン５０１やモータ５０３を機械的に接続したり切り離したりし、ドライブシャフト５０８を駆動して行う。
また、ここでは蓄電器モジュール１０２はインバータ５０４を介してモータ５０３に接続され、モータ５０３への電力供給（放電）及びモータ５０３からの回生電力の蓄積（充電）を行う。
そして、制御手段１０６はシステムコントローラ５０５と接続され、システムコントローラ５０５は報知手段５０６とも接続されている。
これら、駆動力の配分や伝達の制御，蓄電器モジュール１０２の充放電の制御は、システムコントローラ５０５が行う。また、システムコントローラ５０５は図示していないが、インバータ５０４のコントローラやエンジン５０１のコントローラなどにも接続され、ハイブリッド自動車全体の制御や各種構成要素の状態を報知手段５０６にて報知する。
ここで、報知手段５０６はディスプレー装置や音声発生装置、振動装置などからなり、画像や音声などにより情報を報知する。
本発明により、制御手段１０６が冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，104ｂなどの異常を診断した場合、制御手段１０６は、通信手段２０７を介してその情報をシステムコントローラ５０５へ伝える。
システムコントローラ５０５はその情報を受けて、蓄電器モジュール１０２の入出力を制限する指令をインバータ５０４のコントローラへ伝える。そして、インバータ５０４は蓄電器モジュール１０２を、冷却手段１０７が作動しない状態でも安全に使用できる充放電電力内に制御する。すなわち、インバータ５０４は蓄電器モジュール１０２の入出力制御装置としても機能する。
これにより、冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどが異常を生じた場合でも、電源装置及びハイブリッド電気自動車全体を安全に制御することができる。
また、本発明により、制御手段１０６が冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を診断した場合、制御手段１０６は、通信手段２０７を介してその情報をシステムコントローラ５０５へ伝え、システムコントローラ５０５はその情報を報知手段５０６を介して搭乗者に報知する。これにより、搭乗者は制御手段１０６が冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を認識することが可能となり、適切な対処を取ることが可能となる。
同様に、制御手段１０６が温度検出手段２０４ａ，２０４ｂの検出値の差がある閾値を越えたと診断した場合、制御手段１０７は冷却手段１０７を動作させ、その情報を、通信手段２０７を介してシステムコントローラ５０５へ伝える。
システムコントローラ５０５はその情報を受けて、蓄電器モジュール１０２の入出力を制限する指令をインバータ５０４のコントローラへ伝える。そして、インバータ５０４は、温度差が拡大しないように、蓄電器モジュール１０２の充放電電力を制限する。これにより、蓄電器２０１の温度差が発生した場合でも、その温度差を減少させると同時に、電源装置及びハイブリッド電気自動車全体を安全に制御することができる。
また、システムコントローラ５０５はその情報を報知手段５０６を介して搭乗者に報知する。これにより、搭乗者は制御手段１０６が冷却手段１０７または温度検出手段104ａ，１０４ｂなどの異常を認識することが可能となり、適切な対処を取ることが可能となる。
（実施例４）
図８は本発明の第４の実施例を示す図である。本発明の電源装置の一実施の形態を適用した、分散型電力貯蔵装置の実施の形態を示す図である。図７に於いて、７０１は商用電源、７０２は太陽光発電装置、７０３は負荷装置、７０４は制御変換器、７０５は切替器である。
蓄電器モジュール１０２の両端は制御変換器７０４に接続され、制御変換器７０４は、更に、切替器７０５をそれぞれ介して商用電源７０１，太陽光発電装置７０２，負荷装置７０３に接続されている。
また、太陽光発電装置７０２，負荷装置７０３，制御変換器７０４のＭＣＵ，切替器
７０５，制御手段１０６は双方向通信で結ばれている。
太陽光発電装置７０２は、太陽電池により、太陽光を直流電力に変換し、インバータ装置により交流電力を出力する装置である。
また、負荷装置７０３は、エアコン，冷蔵庫，電子レンジ，照明などの家電品や、モータ，エレベータ，コンピュータ，医療機器などの電気機器や、第２の電源装置である。そして、制御変換器７０４は、交流電力を直流電力に変換、または、直流電力を交流電力に変換する充放電器である。また、これら充放電の制御や上述の太陽光発電装置７０２，負荷装置７０３などの機器を制御する制御器を兼ねる。
ここで、これらの機器は装置内に切替器７０５を有することもある。また、本発明の電源装置は、図示した構成以外の接続形態をとることも可能である。本実施の形態によれば、負荷装置７０３が必要とする電力を、商用電源７０１や太陽光発電装置７０２で賄い切れない時、制御変換器７０４を介して、蓄電器モジュール１０２から電力を供給する。そして、商用電源７０１や太陽光発電装置７０２からの電力供給が過剰となっている時に、制御変換器７０４を介して、蓄電器モジュール１０２に蓄電する。
これらの動作の中で、制御手段１０６は本発明による温度検出手段１０４ａ，１０４ｂや冷却手段１０７の診断や冷却手段１０７の制御などを行う。そして、その情報を制御変換器７０４に送る。制御変換器７０４はこれに応じて充放電等を制御する。
すなわち、制御変換器７０４は、冷却手段１０７が作動しない状態でも安全に使用できる充放電電力内で蓄電器モジュール１０２の入出力を制御する。これにより、冷却手段
１０７または温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどが異常を生じた場合でも、電源装置を安全に制御することができる。
また、本発明により、制御手段１０６が冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，１０４ｂなどの異常を診断した場合、制御手段１０６は、通信手段２０７を介してその情報を制御変換器７０４へ伝え、制御変換器７０４は報知手段５０６やオペレータセンター（図示せず）等へ報知する。
これにより、オペレータや作業者は、冷却手段１０７または温度検出手段１０４ａ，
１０４ｂなどの異常を認識することが可能となり、適切な対処を取ることが可能となる。
同様に、制御手段１０６が、温度検出手段２０４ａの検出値（流入温度）より温度検出手段２０４ｂの検出値（排出温度）が低いと診断した場合や温度検出手段２０４ａ，204bの検出値の差がある閾値を越えたと診断した場合、制御手段１０６は冷却手段１０７を動作させ、その情報を、通信手段２０７を介して制御変換器７０４へ伝える。
制御変換器７０４はその情報を受けて、蓄電器モジュール１０２の入出力を制限するし、温度差が拡大しないように、蓄電器モジュール１０２の充放電電力を制限する。これにより、蓄電器２０１の温度差が発生した場合も、その温度差を減少させると同時に、電源装置を安全に制御することができる。
ここで、本実施の形態では、蓄電器モジュール１０２を設けているため、商用電源701の契約電力や消費電力，太陽光発電装置７０２の発電定格を下げることが可能となり、設備費やランニングコストの削減を図ることができる。
そして、消費電力がある時間帯に集中している時に、電源装置から商用電源７０１に電力を供給し、消費電力が少ない時に、電源装置に蓄電することで、消費電力の集中を緩和し、消費電力の平準化を図ることが可能となる。
更に、制御変換器７０４は負荷装置７０３の電力消費を監視し、負荷装置７０３を制御するため、省エネや電力の有効利用が達成できる。
本発明の実施例１を示す模式図である。 本発明の実施例２を示す図である。 本発明の実施例２を示すフローチャート図である。 実施例２の蓄電器モジュールを充放電した時の各蓄電器の温度を示す図である。 実施例２の蓄電器モジュールを冷却した時の各蓄電器の温度を示す図である。 本発明に用いるリチウム二次電池の一部断面図である。 本発明の実施例３を示す図である。 本発明の実施例４を示す図である。 従来の蓄電器冷却構造を示す図である。
符号の説明
１０１…筐体、１０２…蓄電器モジュール、１０２ａ，１０４ａ，１０４ｂ，２０４ａ，２０４ｂ…温度検出手段、１０３…吸入口、１０５…排出口、１０６…制御手段、107…冷却手段、２０１…蓄電器、２０２…電流検出手段、２０３…電圧検出手段、２０５…選択手段、２０６…マイクロコンピュータ、２０７…通信手段、５０１…エンジン、502…動力分割伝達機構、５０３…モータ、５０４…インバータ、５０５…システムコントローラ、５０６…報知手段、５０７ａ，５０７ｂ…駆動輪、５０８…ドライブシャフト、
７０１…商用電源、７０２…太陽光発電装置、７０３…負荷装置、７０４…制御変換器、７０５…切替器。

Claims (7)

  1. 筐体と、
    複数の蓄電器を電気的に接続することにより構成された構成体であり、前記筐体の内部に配置された蓄電器モジュールと、
    前記複数の蓄電器を冷却する冷却媒体を前記筐体内に流入させ、前記複数の蓄電器を冷却した冷却媒体を前記筐体内から流出させるための冷却手段と、
    前記筐体に流入する前記冷却媒体の流入温度を検出するための第１温度検出手段、前記筐体から流出させる前記冷却媒体の流出温度を検出するための第２温度検出手段、及び前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの温度の少なくとも一方を検出するための第３温度検出手段を含む複数の温度検出手段と、
    前記複数の温度検出手段から出力された電気信号が入力される制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、
    前記複数の温度検出手段から出力された電気信号に基づいて、前記冷却媒体の流入温度及び流出温度並びに前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの少なくとも一方の温度を含む複数の温度を検出する温度検出部と、
    前記温度検出部によって検出された温度に基づいて、前記冷却手段の作動を制御する制御部と、
    前記温度検出部によって検出された、前記冷却媒体の流入温度、前記冷却媒体の流出温度、前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの少なくとも一方の温度を含む複数の温度の比較に基づいて、前記温度検出手段及び前記冷却手段に異常があるか否かを診断する診断部と、を有しており、
    前記診断部は、前記冷却手段が動作している状態において、
    前記冷却媒体の流出温度が前記冷却媒体の流入温度よりも高く、かつ前記冷却媒体の流出温度が前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの少なくとも一方の温度よりも低い場合には、前記温度検出手段及び前記冷却手段が正常と判断し、
    前記冷却媒体の流出温度が前記冷却媒体の流入温度よりも高く、かつ前記冷却媒体の流出温度が前記蓄電器又は前記蓄電器モジュールの少なくとも一方の温度よりも高い場合、或いは、前記冷却媒体の流出温度が前記冷却媒体の流入温度よりも高いという比較結果以外で、前記冷却媒体の流入温度と前記冷却媒体の流出温度とが等しいという比較結果以外の場合には、前記冷却媒体の流出温度を検出するための温度検出手段が異常と診断し、
    前記冷却媒体の流出温度が前記冷却媒体の流入温度よりも高いという比較結果以外で、前記冷却媒体の流入温度と前記冷却媒体の流出温度とが等しい場合には、前記温度検出手段又は前記冷却手段が異常と診断する、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  2. 請求項１に記載の蓄電装置において、
    前記制御手段は、前記診断部において、前記温度検出手段又は前記冷却手段に異常がある判断された場合には、前記蓄電モジュールの入出力を制御する上位システムに、前記蓄電モジュールの入出力が制限されるように、前記診断結果に関する情報を出力する、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  3. 請求項１に記載の蓄電装置において、
    前記制御手段は、前記診断部において、前記温度検出手段又は前記冷却手段に異常がある判断された場合には、報知手段を有する上位システムに、前記異常を報知するように、前記診断結果に関する情報を出力する、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  4. 請求項１に記載の蓄電装置において、
    前記制御部は、前記診断部において、複数の前記蓄電器の温度を比較した結果、それらの差分が閾値を超えたと判断した場合には、前記冷却手段を動作させる、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  5. 請求項１に記載の蓄電装置において、
    前記制御手段は、前記診断部において、複数の前記蓄電器の温度を比較した結果、それらの差分が閾値を超えたと判断した場合には、前記蓄電モジュールの入出力を制御する上位システムに、前記蓄電モジュールの入出力が制限されるように、前記診断結果に関する情報を出力する、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  6. 請求項１に記載の蓄電装置において、
    前記制御手段は、前記診断部において、複数の前記蓄電器の温度を比較した結果、それらの差分が閾値を超えたと判断した場合には、報知手段を有する上位システムに、前記異常を報知するように、前記診断結果に関する情報を出力する、
    ことを特徴とする蓄電装置。
  7. 請求項５又は６に記載の蓄電装置において、
    前記複数の蓄電器の温度は、前記蓄電器の最高温度と最低温度である、
    ことを特徴とする蓄電装置。
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