特開 2022-164194 温度監視システム及び電池監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164194

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】温度監視システム及び電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/36 20060101AFI20221020BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

G01K7/36 A

H01M10/48 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021069530

(22)【出願日】2021-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099933

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 敏

(74)【代理人】

【識別番号】100124028

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 公雄

(74)【代理人】

【識別番号】100078813

【弁理士】

【氏名又は名称】上代 哲司

(74)【代理人】

【識別番号】100094477

【弁理士】

【氏名又は名称】神野 直美

(72)【発明者】

【氏名】鄭 暁光

(72)【発明者】

【氏名】薗田 不二夫

(72)【発明者】

【氏名】小松 裕

【テーマコード（参考）】

2F056

5H030

【Ｆターム（参考）】

2F056SA07

5H030AA10

5H030AS08

5H030FF22

5H030FF51

5H030FF52

(57)【要約】

【課題】温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、対象物における温度異常の発生を速やかに検出できる温度監視システム及び電池監視システムを提供する。
【解決手段】温度監視システムは、２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて対象物の温度異常を検出する検出部とを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、
前記２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて対象物の温度異常を検出する検出部とを含む、温度監視システム。

【請求項2】

前記検出部は、前記２本の導電線に交流信号を出力した状態で、前記インピーダンスを測定する測定部を含む、請求項１に記載の温度監視システム。

【請求項3】

前記検出部は、前記測定部により測定された前記インピーダンスと所定のしきい値とを比較することにより前記温度異常の検出の有無を判定する判定部をさらに含み、
前記判定部は、前記測定部により測定された前記インピーダンスが前記しきい値以下であることを受けて、前記温度異常を検出したと判定する、請求項２に記載の温度監視システム。

【請求項4】

前記交流信号は、正弦波である、請求項２又は請求項３に記載の温度監視システム。

【請求項5】

前記検出部により前記温度異常が検出されたことを受けて、前記温度異常を通知する通知部をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の温度監視システム。

【請求項6】

前記複数のインダクタ素子の各々は、前記温度異常と判定されるときの前記対象物の温度よりも低いキュリー温度を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の温度監視システム。

【請求項7】

前記複数のインダクタ素子の各々は、当該インダクタ素子のインダクタンス成分を生成する磁性部材及び導電性部材を含み、
前記磁性部材は、前記キュリー温度を有する、請求項６に記載の温度監視システム。

【請求項8】

前記キュリー温度は、７０℃以上１２０℃以下の範囲にある、請求項６又は請求項７に記載の温度監視システム。

【請求項9】

前記キュリー温度は、８０℃以上１００℃以下の範囲にある、請求項８に記載の温度監視システム。

【請求項10】

前記複数のインダクタ素子の各々は、面実装素子であり、
前記２本の導電線の各々は、薄膜状であり、
前記２本の導電線と前記複数のインダクタ素子とはＦＰＣの形態に形成される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の温度監視システム。

【請求項11】

前記複数のインダクタ素子の各々は、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト又はＮｉ－Ｚｎ系フェライトを含む、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の温度監視システム。

【請求項12】

２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、
前記２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて、複数の電池セルのうちのいずれかの温度異常を検出する検出部とを含み、
前記複数のインダクタ素子の各々は、前記複数の電池セルのうちの、対応する１つの電池セルからの発熱が当該インダクタ素子に伝達されるように配置される、電池監視システム。

【請求項13】

前記複数の電池セルにより構成される電池ユニットをさらに含む、請求項１２に記載の電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、温度監視システム及び電池監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

プラグインハイブリッド車（以下、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）という）又は電気自動車（以下、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）という）は二次電池（リチウムイオン電池等）を搭載している。複数の電池セル（二次電池）は直列接続されて電池モジュールを構成し、モータ等の駆動機構及び照明等の電装装置への電力を供給する。

【0003】

下記特許文献１には、複数の電池モジュールの各々に２つの温度センサを配置し、各電池モジュールを構成する電池セルの加熱状況を監視するように構成された電池モジュールが開示されている。また、下記特許文献２には、単電池（電池セル）を複数直列接続した組電池（電池パック）において、複数の単電池の中の一部に温度センサを配置し、単電池の温度が異常に上昇したことを早期に検出する電池システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１２７３２４号公報

【特許文献2】特開２０２０－１４５０６０号公報

【特許文献3】国際公開第２０１６／１０４５９３号

【特許文献4】特開２００１－３３３１７号公報

【特許文献5】国際公開第２００９／０８８０６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、温度センサの総数は電池セルの総数よりも少ないため、個々の電池セルの温度を直接監視できない。したがって、センサが配置されていない電池セルの温度が上昇した場合に、それを検出するのに時間がかかる問題がある。図１を参照して、具体的に説明する。温度センサが配置された電池セルから離隔した電池セルの温度が破線で示すように上昇し、時刻ｔ１において、異常温度（通常の温度範囲を逸脱した高い温度）と判定するしきい値Ｔｔｈを超えた場合を考える。この電池セルによる発熱は、その周囲の電池セルを介して温度センサに伝達される。温度センサにより検出される温度は、実線で示すように上昇する。時刻ｔ１においては、温度センサの検出温度はしきい値Ｔｔｈよりも低いので、発生した温度異常は検出されない。温度センサの検出温度が、時刻ｔ２においてしきい値Ｔｔｈを超えると、温度異常が検出される。

【0006】

このように、実際に電池セルにおいて温度異常が発生した時刻ｔ１においては、温度センサまで熱が伝達されておらず、温度異常は検出できない。温度異常の発生時刻ｔ１から温度センサによる検出時刻ｔ２まで、遅延時間Δｔ（＝ｔ２－ｔ１）がある。その間に、異常温度になった電池セルの温度は、しきい値Ｔｔｈを超えた高温になる。

【0007】

各電池セルの温度を監視するためには、例えば図２に示すように、電池セル９００ａ～９００ｎの各々に、サーミスタ、熱電対又は白金温度計等の温度センサ９０２ａ～９０２ｎを配置することが考えられる。しかし、温度センサ９０２ａ～９０２ｎの各々と、温度センサにより電池セルの温度を検出する検出部９０４とを個別に結ぶ配線が必要となり、配線の本数が非常に多くなり、配線群９０６のために大きい空間が必要となる問題がある。また、費用が高くなり、現実的な解決策にはならない。

【0008】

したがって、本開示は、温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、対象物における温度異常の発生を速やかに検出できる温度監視システム及び電池監視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】

【0009】

本開示のある局面に係る温度監視システムは、２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて対象物の温度異常を検出する検出部とを含む。

【0010】

本開示の別の局面に係る電池監視システムは、２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて、複数の電池セルのうちのいずれかの温度異常を検出する検出部とを含み、複数のインダクタ素子の各々は、複数の電池セルのうちの、対応する１つの電池セルからの発熱が当該インダクタ素子に伝達されるように配置される。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、対象物における温度異常の発生を速やかに検出できる温度監視システム及び電池監視システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、従来の温度監視システムにおける温度異常が発生した電池セルの温度変化（破線）と温度センサの温度変化（実線）とを示すグラフである。

【図2】図２は、温度監視システムとして考えられる構成例を示すブロック図である。

【図3】図３は、本開示の実施形態に係る温度監視システムの構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、図３に示した温度監視システムの回路構成を示す図である。

【図5】図５は、図３に示した温度監視システムにおいて使用されるインダクタ素子の構成例を示す正面図である。

【図6】図６は、図３に示した構成において、１つの電池セルが異常温度になった状態の等価回路を示す回路図である。

【図7】図７は、図３に示した温度監視システム及び電池モジュールを搭載した車両を示すブロック図である。

【図8】図８は、図３に示した温度監視システムの動作を示すフローチャートである。

【図9】図９は、変形例に係る温度監視システムの構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は、図９に示した温度監視システムの動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態の内容を列記して説明する。以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組合せてもよい。

【0014】

（１）本開示の第１の局面に係る温度監視システムは、２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて対象物の温度異常を検出する検出部とを含む。これにより、対象物における温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、温度異常の発生を速やかに検出できる。

【0015】

（２）好ましくは、検出部は、２本の導電線に交流信号を出力した状態で、インピーダンスを測定する測定部を含む。これにより、温度異常を容易に検出できる。即ち、交流信号を用いてインピーダンスを測定することにより、温度異常の発生の前後における大きい変化を観測できるので、温度異常の発生の検出が容易である。

【0016】

（３）より好ましくは、検出部は、測定部により測定されたインピーダンスと所定のしきい値とを比較することにより温度異常の検出の有無を判定する判定部をさらに含み、判定部は、測定部により測定されたインピーダンスがしきい値以下であることを受けて、温度異常を検出したと判定する。これにより、温度異常を容易に検出できる。

【0017】

（４）さらに好ましくは、交流信号は、正弦波である。これにより、インピーダンスを精度よく、安定して測定できる。

【0018】

（５）好ましくは、温度監視システムは、検出部により温度異常が検出されたことを受けて、温度異常を通知する通知部をさらに含む。これにより、温度異常が発生したことを知らせることができるので、人は速やかに退避等の行動を取ることができる。

【0019】

（６）より好ましくは、複数のインダクタ素子の各々は、温度異常と判定されるときの対象物の温度よりも低いキュリー温度を有する。これにより、異常発熱した対象物に配置されたインダクタ素子のインピーダンスを急激に減少させることができ、並列接続されたインダクタ素子全体のインピーダンスを急激に減少させることができる。したがって、対象物において温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。

【0020】

（７）さらに好ましくは、複数のインダクタ素子の各々は、当該インダクタ素子のインダクタンス成分を生成する磁性部材及び導電性部材を含み、磁性部材は、キュリー温度を有する。これにより、対象物において温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。

【0021】

（８）好ましくは、キュリー温度は、７０℃以上１２０℃以下の範囲にある。これにより、温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。

【0022】

（９）より好ましくは、キュリー温度は、８０℃以上１００℃以下の範囲にある。これにより、温度異常が発生したことをより確実且つ速やかに検出できる。

【0023】

（１０）さらに好ましくは、複数のインダクタ素子の各々は、面実装素子であり、２本の導電線の各々は、薄膜状であり、２本の導電線と複数のインダクタ素子とはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）の形態に形成される。これにより、インダクタ素子を対象物に容易に配置できる。また、狭い空間にも配置できるので、車載電池に容易に適用できる。

【0024】

（１１）好ましくは、複数のインダクタ素子の各々は、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト又はＮｉ－Ｚｎ系フェライトを含む。これにより、温度異常の検出に適したインダクタ素子を生成できる。また、インダクタ素子を小型化でき、配置するための空間を低減できる。

【0025】

（１２）本開示の第２の局面に係る電池監視システムは、２本の導電線の間に互いに並列接続された複数のインダクタ素子と、２本の導電線間のインピーダンスの変化に基づいて、複数の電池セルのうちのいずれかの温度異常を検出する検出部とを含み、複数のインダクタ素子の各々は、複数の電池セルのうちの、対応する１つの電池セルからの発熱が当該インダクタ素子に伝達されるように配置される。これにより、複数の電池セルの温度異常を検出するための配線数の増大を抑制し、温度異常の発生を速やかに検出できる。

【0026】

（１３）好ましくは、電池監視システムは、複数の電池セルにより構成される電池ユニットをさらに含む。これにより、電池ユニットの温度異常を検出できる。

【0027】

［本開示の実施形態の詳細］
以下の実施形態においては、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0028】

（実施形態）
（構成）
図３を参照して本開示の実施形態に係る温度監視システム１００は、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎと、検出部１０４と、第１導電線１０６と、第２導電線１０８とを含む。インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎは相互に並列接続され、第１導電線１０６及び第２導電線１０８の間に接続されている。インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、電池モジュール２００を構成する電池セル２００ａ～２００ｎのうちの対応する電池セルに、直接又は所定の部材を介して、当接するように配置されている。したがって、電池セル２００ａ～２００ｎの各々による発熱は、対応するインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎに伝達される。温度監視システム１００及びその監視対象である電池モジュール２００は、電池監視システムを構成する。

【0029】

電池セル２００ａ～２００ｎは、例えば、後述するように、ＰＨＥＶ又はＥＶ等に車載される二次電池であり、例えば約２００個の電池セルが相互に直列接続される。ａ～ｎの文字は電池セルを区別するために便宜上付したものであり、インダクタ素子の数を表すものではない。

【0030】

第１導電線１０６及び第２導電線１０８は、検出部１０４に接続されている。検出部１０４は、第１導電線１０６及び第２導電線１０８に交流信号ｓを供給し、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンスを測定する。検出部１０４は、インピーダンス測定装置（ＬＣＲメータ、インピーダンスアナライザ等）として機能する。

【0031】

図４を参照して、検出部１０４は、測定部１１０及び判定部１１２を含む。測定部１１０は、判定部１１２からの指示を受けて、インピーダンスを測定する。測定部１１０は、例えば発振回路、電流測定回路及び電圧測定回路を含む。測定部１１０は、例えば、周波数ｆが一定の正弦波の交流信号ｓを第１導電線１０６及び第２導電線１０８に供給した状態で、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間の電圧Ｖと、第１導電線１０６及び第２導電線１０８を流れる電流Ｉとを測定する。測定部１１０は、位相情報を含む測定値Ｖ及びＩからＺ＝Ｖ／ＩによりインピーダンスＺ（複素インピーダンス）を算出し、その絶対値｜Ｚ｜を算出する。測定信号に周波数が一定の正弦波を用いることにより、インピーダンスを精度よく、安定して測定できる。特に断らない限りインピーダンスとは、複素インピーダンスＺの絶対値｜Ｚ｜を意味することとする。

【0032】

測定部１１０は、算出したインピーダンス｜Ｚ｜を表す信号（例えば、デジタル値）を出力する。測定部１１０から出力されたインピーダンス｜Ｚ｜は判定部１１２に入力される。判定部１１２は、入力されるインピーダンス｜Ｚ｜を、所定のしきい値Ｚｔｈ（正の値）と比較し、判定結果を表す信号（例えば、デジタル値）を出力する。具体的には、判定部１１２は、入力されるインピーダンス｜Ｚ｜がしきい値Ｚｔｈ以下であるか否かを判定し、しきい値Ｚｔｈ以下（｜Ｚ｜≦Ｚｔｈ）であれば、温度異常の発生を表すデータ（例えば“１”）を判定結果として出力する。後述するように、いずれかの電池セルが異常温度になれば、並列接続されたインダクタ素子全体のインピーダンスは急激に減少し、しきい値Ｚｔｈ以下になる。判定部１１２は、インピーダンス｜Ｚ｜がしきい値Ｚｔｈよりも大きければ（｜Ｚ｜＞Ｚｔｈ）、正常状態（温度異常が発生していない状態）であることを表すデータ（例えば“０”）を判定結果として出力する。

【0033】

しきい値Ｚｔｈは、例えば、実測により決定できる。即ち、所定の周波数ｆで、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンスを、電池モジュール２００の正常状態と、１つの電池セルが異常温度になった状態とにおいて実測し、それら２つの実測値の間の任意の値（例えば中間値）をしきい値Ｚｔｈにできる。なお、測定誤差を考慮すれば、しきい値Ｚｔｈを決定するための２つの実測値の各々は、複数回の測定値から決定された値（例えば、平均値、中間値等）であることが好ましい。

【0034】

判定部１１２から出力される判定結果は、電池モジュール２００の状態を通知するために利用される。例えば、判定部１１２の判定結果は、液晶ディスプレイ等の表示装置に入力される。表示装置に温度異常の発生を表すデータが入力されると、表示装置は、温度異常を表す文字情報（メッセージ等）を提示する。判定部１１２の判定結果は、スピーカ等の音響装置に入力されてもよい。音響装置は、温度異常の発生を表すデータが入力されると、温度異常を表す音情報（音声アナウンス等）を提示する。表示装置及び音響装置は、温度監視システム１００に含まれても、温度監視システム１００の外部に配置されてもよい。

【0035】

インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、図４に回路記号で示したように、コア（磁心）を有するインダクタ素子である。インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、例えば図５に示すように、コアである断面Ｈ型の磁性部材１１４と、磁性部材１１４に巻回された導電部材１１６とを含む。

【0036】

磁性部材１１４には、例えば、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を主成分とする一般式（ＭＯ）_ｘ（Ｆｅ_２Ｏ_３）_ｙ（ｘ＋ｙ＝１００（ｍｏｌ％）、ＭはＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎｉ又はＬｉ等の金属元素）で表される複合酸化物であるフェライトを使用できる。磁性部材１１４は、一般式ＭＦｅ_２Ｏ_４で表される軟磁性のフェライト（ソフトフェライト）により形成されることが好ましい。具体的には、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、又は、Ｍｎ－Ｃｕ－Ｚｎ系フェライト等を使用できる。インダクタ素子のインダクタンスは、導電部材１１６により形成されるコイルと磁性部材１１４の比透磁率とに依存する。磁性部材１１４の比透磁率μが大きいほどインダクタンスＬは大きく、コイルの巻き数Ｎが大きいほどインダクタンスは大きくなる（Ｌ∝μ・Ｎ^２）。フェライトは、例えば数百以上の比透磁率を有する。

【0037】

交流信号ｓには、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ、第１導電線１０６及び第２導電線１０８により構成される回路の共鳴周波数よりも低い周波数ｆの信号を用いる。また、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々の容量成分は、交流信号ｓの周波数ｆにおいてインピーダンスへの寄与は小さく、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々のインピーダンス（複素数）は主としてインダクタンスＬ_ｉ及び抵抗ｒ_ｉ（ｉ＝ａ～ｎ）により表されるとする。そのとき、並列接続されたインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体の複素インピーダンスＺは式１により算出される。ω＝２πｆであり、Σはｉに関する和の演算子であり、ｊは虚数単位（ｊ^２＝－１）である。
Ｚ＝（Σ（ｒ_ｉ＋ｊωＬ_ｉ）^－１）^－１ ・・・（式１）

【0038】

さらに、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎのインダクタンスＬ_ｉ及び周波数ｆが、ωＬ_ｉ＞＞ｒ_ｉ（ωＬ_ｉがｒ_ｉよりも十分に大きい（例えば１０^２倍以上））の条件を満たしていれば、複素インピーダンスＺは式２により算出できる。
Ｚ＝（Σ（ｊωＬ_ｉ）^－１）^－１ ・・・（式２）

【0039】

電池セル２００ａ～２００ｎの少なくとも１つが異常発熱し、その状態が続くと、発熱は、対応するインダクタ素子に伝達され、そのインダクタ素子は高温になる。そのインダクタ素子（以下、高温インダクタ素子という）を構成するコアの温度は上昇し、そのコアのキュリー温度に近づき、やがてキュリー温度を超える。コアの温度がキュリー温度に近づくと、コアの比透磁率は急激に減少し、高温インダクタ素子のインダクタンスは急激に減少する。コアの温度がキュリー温度以上になると、コアは常磁性（比透磁率＝１）になり、高温インダクタ素子のインダクタンスは、コアがない状態と同じ値（インダクタ素子を構成する電導線によるインダクタンス）になる。それに対して、高温インダクタ素子以外のインダクタ素子のコアの比透磁率は、通常の値（例えば数百以上）である。したがって、式２で表される複素インピーダンスＺへの各インダクタ素子の寄与（（ｊωＬ_ｉ）^－１）は、高温インダクタ素子が最も大きくなり、インピーダンス｜Ｚ｜は、高温インダクタ素子（コアが常磁性状態）のインピーダンスに近い値になる。

【0040】

即ち、電池セル２００ａ～２００ｎの少なくとも１つが異常発熱し、その状態が続くと、測定されるインピーダンスは、電池セル２００ａ～２００ｎのいずれにも温度異常が発生していない状態のインピーダンスと比較して、非常に小さい値になる。したがって、予めしきい値Ｚｔｈを定めておき、上記したように、測定されたインピーダンスとしきい値Ｚｔｈとを比較することにより、電池セル２００ａ～２００ｎのいずれかに温度異常が発生したか否かを判定できる。

【0041】

電池セル（例えば二次電池）の温度異常を検出するには、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々のコアのキュリー温度は、電池セルが正常状態であると判定されるときの電池セルの温度よりも高く、電池セルが温度異常と判定されるときの電池セルの温度よりも低い温度であればよい。例えば、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々のコアのキュリー温度は、７０℃以上１２０℃以下の範囲であることが好ましい。このようなキュリー温度を有するコアを用いてインダクタ素子を形成することにより、電池セルの温度異常を精度よく速やかに検出できる。インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々のコアのキュリー温度は、８０℃以上１００℃以下の範囲であることがより好ましい。このようなキュリー温度を有するコアを用いてインダクタ素子を形成することにより、電池セルの温度異常をより精度よく速やかに検出できる。

【0042】

電子回路等に使用される通常のインダクタ素子に使用されるコアは、熱によるインダクタンスへの影響を抑制するために、キュリー温度が比較的高く設定されている（例えば、百数十℃以上）。しかし、コアを構成する材料の組成比の調整、添加物の混入、熱処理等により、コアのキュリー温度を、より低い温度（例えば、上記した８０℃、７０℃等）に調整できる。例えば、フェライトのキュリー温度Ｔｃ（℃）は、Ｔｃ＝１２．８×（ｘ－（２／３）×ｚ）－３５８（ｘ及びｚはそれぞれＦｅ_２Ｏ_３及びＺｎＯのｍｏｌ％）により算出される（特許文献３参照）。また、キュリー温度を任意に設定できる磁性材料（感温磁性体）が知られている。例えば、感温磁性体としてＮｉ－Ｚｎ系フェライト等を用い、組成比を変更する、添加物を混入する等により、キュリー温度を４４℃又は６０℃に調整できる（特許文献４参照）。また、感温磁性体としてＦｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、ＺｎＯ及びＭｇＯを含む磁性材料（フェライト）を用いて、組成比（ｍｏｌ％）を、Ｆｅ_２Ｏ_３：ＣｕＯ：ＺｎＯ：ＭｇＯ＝４９：７：３０：１４とすることにより、キュリー温度を４３℃に調整できる（特許文献５参照）。

【0043】

電池セルの異常発熱を、インダクタ素子のインダクタンスの低下として検出するには、電池セルの発熱がインダクタ素子に（特にコアに）速やかに伝達されるように、インダクタ素子が電池セルに対して配置されていることが好ましい。そのためには、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎは、対応する電池セル２００ａ～２００ｎに直接、又は、熱導電性の良好な部材を介して当接されることが好ましい。

【0044】

温度異常及びインダクタンスの変化に関して、より具体的に説明する。インダクタ素子１０２ｂが配置された電池セル２００ｂが異常温度になり、インダクタ素子１０２ｂのコアの温度がキュリー温度以上になった状態の等価回路を図６に示す。便宜上、正常状態において、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎのインダクタンスは同じ値Ｌであり、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの抵抗（直流）も同じ値ｒであるとして、図６の等価回路を示している。「同じ」とは、差が所定範囲内（例えば１０％以内）であることを意味する。

【0045】

電池セル２００ｂが異常温度になった状態においては、インダクタ素子１０２ｂのコアは常磁性になっておりインダクタ素子１０２ｂのインダクタンスは、インダクタ素子１０２ａ及び１０２ｃ～１０２ｎのインダクタンスよりも非常に小さい値になっている。したがって、図６においては便宜上、インダクタ素子１０２ｂのインダクタンスを図示していないが、ゼロではない。検出部１０４により、インダクタンスＬ及び抵抗ｒの関係がωＬ＞＞ｒとなるような周波数ｆ（ω＝２πｆ）を用いて、インピーダンスが測定される場合、検出部１０４により測定されるインピーダンス｜Ｚ｜（式１参照）は、図６に示した状態においては、インダクタ素子の抵抗ｒに近い値になる（但し｜Ｚ｜＜ｒ）。したがって、抵抗ｒ、又は、抵抗ｒよりも少し大きい値を、しきい値Ｚｔｈとして用いることができる。

【0046】

例えば、Ｌ＝１（μＨ）、ｒ＝０．０２（Ω）の面実装インダクタ素子を使用する場合を考える。周波数ｆ＝１（ＭＨｚ）でインピーダンスを測定するときには、正常状態におけるインピーダンスへの寄与は、インダクタンス成分（ωＬ＝２π（Ω））の方が抵抗成分（ｒ＝０．０２（Ω））よりも２桁以上大きい。なお、単位は、[Ｈ]＝[Ω]・[秒]により換算される。より小さい周波数ｆを使用すれば、正常状態におけるインピーダンスへのインダクタンス成分及び抵抗成分の寄与は同程度になる。例えば、周波数ｆ＝１（ｋＨｚ）でインピーダンスを測定するときには、正常状態におけるインピーダンスへの寄与は、抵抗成分（ｒ＝２×１０^－２（Ω））の方がインダクタンス成分（ωＬ＝２π×１０^－３（Ω））よりも大きくなる。したがって、使用するインダクタ素子のインダクタンスＬ及び抵抗ｒに応じて、インピーダンスへの寄与に関して、インダクタンス成分の寄与が、抵抗成分の寄与よりも十分に大きくなるように、即ちωＬ＞＞ｒとなるように、適切な周波数を用いて測定することが好ましい。

【0047】

なお、周波数ｆ＝１（ｋＨｚ）としてインピーダンスを測定する場合、１つのインダクタ素子のコアの温度がキュリー温度を超えても、抵抗成分が存在することにより、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスは、正常状態のインピーダンスから極端には減少しない。しかし、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスは、正常状態のインピーダンスから減少するので、しきい値Ｚｔｈを適切に設定しておけば、電池セルの温度異常を検出できる。例えば、上記したように、正常状態のインピーダンスと、１つの電池セルが異常温度になった場合のインピーダンスとを実測し、それら２つの実測値の間の任意の値をしきい値Ｚｔｈとすればよい。

【0048】

（車両への搭載）
図７を参照して、図３に示した温度監視システム１００及び電池モジュール２００は、ＰＨＥＶ又はＥＶ等の車両２１０に搭載され得る。上記したように、温度監視システム１００を構成するインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、電池セル２００ａ～２００ｎのうちの対応する電池セルに配置されている。電池セル２００ａ～２００ｎは、二次電池である。電池セル２００ａ～２００ｎは、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等である。１００～２００個程度の電池セル２００ａ～２００ｎが直列接続されることにより、電池モジュール２００は高電圧（例えば、直流３００Ｖ）の電力を出力する。

【0049】

電池モジュール２００は、車両２１０に搭載された各部に電力を供給する。即ち、電池モジュール２００の出力電力は、インバータ２１２により交流電力に変換されて、モータ２１４を駆動するために使用される。また、電池モジュール２００の出力電力は、電力変換器２１６により低電圧（例えば、直流１２Ｖ）に変換されて、補機系負荷２１８に供給される。補機系負荷２１８は、エンジン及びモータ等を稼動するのに必要な付属機器であり、主としてセルモータ、オルタネータ、ラジエータクーリングファン等を含む。補機系負荷２１８は、照明、ワイパー駆動部、ナビゲーション装置、エアコン、ヒータ等を含んでもよい。なお、補機系負荷２１８には、鉛蓄電池等の低圧の二次電池（図示せず）からも電力が供給される。低圧の二次電池は、電池モジュール２００の出力電力から電力変換器２１６により生成された低電圧により充電されてもよい。

【0050】

（動作）
図８を参照して、車両２１０に搭載された温度監視システム１００の動作に関して説明する。図８に示した処理は、図４に示した判定部１１２により実行される。ここでは、判定部１１２がマイクロコンピュータにより実現されているとする。判定部１１２が図８に示した処理を実行するための所定のプログラムは、判定部１１２の内部のメモリに予め記憶されているとする。車両２１０において、電池モジュール２００からの電力出力の開始を指示する操作（例えばイグニッションスイッチのオン）がなされたことを受けて、判定部１１２は、内部メモリからプログラムを読出して実行する。しきい値Ｚｔｈも、判定部１１２の内部メモリに予め記憶されているとする。

【0051】

ステップ３００において、判定部１１２は、並列接続されたインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスを取得する。具体的には、判定部１１２は測定部１１０に、インピーダンスの測定を指示する。これを受けて、測定部１１０は、所定の周波数ｆの交流信号ｓを出力し、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間の電圧Ｖと第１導電線１０６及び第２導電線１０８を流れる電流Ｉとを測定する。さらに、測定部１１０は、｜Ｖ／Ｉ｜によりインピーダンス｜Ｚ｜（インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンス）を算出して判定部１１２に出力する。その後、制御はステップ３０２に移行する。

【0052】

ステップ３０２において、判定部１１２は、内部メモリからしきい値Ｚｔｈを読出し、ステップ３００により取得したインピーダンス｜Ｚ｜がしきい値Ｚｔｈ以下であるか否かを判定する。インピーダンス｜Ｚ｜がしきい値Ｚｔｈ以下である（｜Ｚ｜≦Ｚｔｈ）と判定された場合、制御はステップ３０８に移行する。そうでなければ（｜Ｚ｜＞Ｚｔｈ）、制御はステップ３０４に移行する。

【0053】

ステップ３０４において、判定部１１２は、終了するか否かを判定する。終了すると判定された場合、本プログラムは終了する。そうでなければ、制御はステップ３０６に移行する。例えば、電池モジュール２００からの電力出力の停止を指示する操作（例えばイグニッションスイッチのオフ）がなされたことを受けて、判定部１１２は本プログラムを終了すると判定する。

【0054】

ステップ３０６において、判定部１１２は、インピーダンスの測定を実行するタイミングになったか否かを判定する。測定を実行するタイミングになったと判定された場合、制御はステップ３００に戻る。そうでなければ、制御はステップ３０４に戻る。例えば、インピーダンスの測定は一定の周期で実行される。その場合、判定部１１２は、インピーダンスの測定を前回実行してからの経過時間を算出し、経過時間が周期以上になったか否かを判定することにより、測定のタイミングになったか否かを判定する。経過時間の算出には、判定部１１２の動作クロックを用いても、検出部１０４の外部（時計等）から取得した時刻情報を用いてもよい。

【0055】

ステップ３０２の判定結果がＹＥＳ（｜Ｚ｜≦Ｚｔｈ）の場合、ステップ３０８において、判定部１１２は、判定結果として、測定対象物の温度異常を表す信号を検出部１０４の外部に出力する。例えば、判定結果を伝送する信号線を初期状態においてローレベルに設定しておき、判定部１１２から判定結果としてハイレベルの信号を出力する。その後、制御はステップ３０４に移行する。

【0056】

以上により、温度監視システム１００は、所定のタイミングでインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスの測定を繰返し、電池セル２００ａ～２００ｎのいずれかに温度異常が発生した場合に生じるインピーダンスの減少により、速やかに温度異常を検出できる。したがって、温度異常が発生すれば、温度異常の発生を速やかに通知でき、温度異常に対処することが可能になる。例えば、車両２１０の走行中に車載された電池モジュール２００に温度異常が発生した場合、車両２１０を路肩に停止させ搭乗者が安全に退避する時間を確保できる。

【0057】

上記では、温度異常が検出されたときにのみ、判定部１１２が判定結果を出力する場合を説明したが、インピーダンスを測定した結果、温度異常が検出さなかった場合にも、判定結果を出力してもよい。その場合、温度異常が検出されなかったときには、温度異常が検出されたときに出力される信号と異なる信号を出力すればよい。例えば、温度異常が検出されたときには、判定結果としてハイレベルの信号を出力し、温度異常が検出されなかったときには、判定結果としてローレベルの信号を出力すればよい。

【0058】

（効果）
上記したように、温度監視システム１００は、並列接続されて第１導電線１０６及び第２導電線１０８の間に接続された複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎと、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンスの変化に基づいて対象物（例えば電池モジュール２００）の温度異常を検出する検出部１０４とを含む。これにより、対象物における温度異常を検出するための配線数の増大を抑制できる。また、対象物におけるにおける温度異常の発生を速やかに検出できる。

【0059】

上記したように、検出部１０４は、第１導電線１０６及び第２導電線１０８に交流信号ｓを出力した状態で、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンスを測定する測定部１１０を含む。これにより、温度異常の発生を容易に検出できる。即ち、交流信号を用いてインピーダンスを測定することにより、温度異常の発生の前後における大きい変化を観測できるので、温度異常の発生の検出が容易である。

【0060】

上記したように、検出部１０４は、測定部１１０により測定されたインピーダンス｜Ｚ｜としきい値Ｚｔｈとを比較することにより温度異常の検出の有無を判定する判定部１１２をさらに含み、判定部１１２は、測定部１１０により測定されたインピーダンス｜Ｚ｜がしきい値Ｚｔｈ以下であることを受けて、温度異常を検出したと判定する。これにより、温度異常を容易に検出できる。

【0061】

上記したように、インピーダンス測定に使用する交流信号ｓとして、正弦波を使用できる。これにより、インピーダンスを精度よく、安定して測定できる。

【0062】

上記したように、温度監視システム１００は、検出部１０４により温度異常が検出されたことを受けて、温度異常を通知する通知部をさらに含んでいてもよい。これにより、温度異常が発生したことを知らせることができるので、人は速やかに退避等の行動を取ることができる。

【0063】

上記したように、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、温度異常と判定されるときの対象物（例えば電池モジュール２００の電池セル）の温度よりも低いキュリー温度を有する。これにより、異常発熱した対象物に配置されたインダクタ素子のインピーダンスを急激に減少させることができ、並列接続された複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスを急激に減少させることができる。したがって、対象物において温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。

【0064】

上記したように、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、当該インダクタ素子のインダクタンス成分を生成する磁性部材１１４及び導電部材１１６を含み、磁性部材１１４は、温度異常と判定されるときの対象物（例えば電池モジュール２００の電池セル）の温度よりも低いキュリー温度を有し得る。これにより、対象物において温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。

【0065】

上記したように、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々に含まれる磁性部材１１４のキュリー温度は、７０℃以上１２０℃以下の範囲にあり得る。これにより、対象物において温度異常が発生したことを確実且つ速やかに検出できる。また、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々の磁性部材１１４のキュリー温度は、８０℃以上１００℃以下の範囲にあってもよい。これにより、対象物において温度異常が発生したことをより確実且つ速やかに検出できる。

【0066】

上記したように、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト又はＮｉ－Ｚｎ系フェライトを含み得る。これにより、電池セル２００ａ～２００ｎにおける温度異常の検出に適したインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎを生成できる。また、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎを小型化でき、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎを配置するための空間を低減できる。

【0067】

上記したように、温度監視システム１００は、並列接続されて第１導電線１０６及び第２導電線１０８の間に接続された複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎと、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンスの変化に基づいて複数の電池セル２００ａ～２００ｎのうちのいずれかの温度異常を検出する検出部１０４とを含み、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎの各々は、複数の電池セル２００ａ～２００ｎのうちの、対応する１つの電池セルからの発熱が当該インダクタ素子に伝達されるように配置され得る。これにより、複数の電池セル２００ａ～２００ｎにおける温度異常を検出するための配線数の増大を抑制できる。また、複数の電池セル２００ａ～２００ｎにおける温度異常の発生を速やかに検出できる。

【0068】

上記したように、電池監視システムは、複数の電池セル２００ａ～２００ｎにより構成される電池ユニット（電池モジュール２００）をさらに含む。これにより、電池ユニットの温度異常を検出できる。

【0069】

（変形例）
上記では、電池ユニットが１つの電池モジュール２００（電池セル２００ａ～２００ｎ）により構成される場合を説明したがこれに限定されない。電池ユニットは複数の電池モジュールにより構成されてもよい。変形例に係る温度監視システムは、２つの電池モジュールにより構成される電池ユニットを監視対象とする。温度監視システム及びその対象である電池ユニットは、電池監視システムを構成する。

【0070】

図９を参照して、変形例に係る温度監視システム１２０は、複数のインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ及び１２２ａ～１２２ｎ、検出部１２４、切替部１３０、第１導電線１０６、第２導電線１０８、第３導電線１２６並びに第４導電線１２８を含む。図９に示した構成は、図３及び図４に示した構成において、複数のインダクタ素子１２２ａ～１２２ｎ、第３導電線１２６、第４導電線１２８及び切替部１３０を追加し、検出部１０４を検出部１２４で代替したものである。図３、図４及び図９において、同じ符号を付した構成要素は同じものを表し、同じ機能を有する。以下においては、重複説明を繰返さず、主として、図９に示した構成が図３及び図４に示した構成と異なる点に関して説明する。

【0071】

インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎは相互に並列接続され、第３導電線１２６及び第４導電線１２８の間に接続されている。インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎの各々は、電池モジュール２４０を構成する電池セル２４０ａ～２４０ｎのうちの対応する電池セルに、直接又は所定の部材を介して、当接するように配置されている。したがって、電池セル２４０ａ～２４０ｎの各々による発熱は、対応するインダクタ素子１２２ａ～１２２ｎに伝達される。温度監視システム１２０の監視対象である電池モジュール２００及び２４０は、１つの電池ユニットを構成する。電池セル２００ａ～２００ｎ及び２２０ａ～２２０ｎは、例えば、ＰＨＥＶ又はＥＶ等に車載される二次電池であり、例えば相互に直列接続される。なお、電池モジュール２００を構成する複数の電池セルの数と、電池モジュール２４０を構成する複数の電池セルの数とは、同じであっても、異なっていてもよい。

【0072】

検出部１２４は、測定部１１０及び判定部１３２を含む。判定部１３２は、図４に示した判定部１１２と同様の機能に加えて、切替部１３０の切替スイッチを制御する機能を有する。第１導電線１０６、第２導電線１０８、第３導電線１２６及び第４導電線１２８は、切替部１３０を介して測定部１１０に接続されている。切替部１３０は、複数の切替スイッチを含む。切替スイッチは、第１導電線１０６及び第２導電線１０８が測定部１１０に接続された状態（第３導電線１２６及び第４導電線１２８は測定部１１０に非接続）と、第３導電線１２６及び第４導電線１２８が測定部１１０に接続された状態（第１導電線１０６及び第２導電線１０８は測定部１１０に非接続）とを交互に実現する。図９は、第１導電線１０６及び第２導電線１０８が測定部１１０に接続された状態（第３導電線１２６及び第４導電線１２８は測定部１１０に非接続）を示す。これにより、測定部１１０は、交流信号ｓを用いて、第１導電線１０６及び第２導電線１０８間のインピーダンス、並びに、第３導電線１２６及び第４導電線１２８間のインピーダンスを測定できる。

【0073】

インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎの各々は、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎと同様に、コアを有するインダクタ素子である。インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎのコアのキュリー温度は、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎのコアのキュリー温度と同じであることが好ましい。また、インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎのインダクタンスは、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎのインダクタンスと同じであることが好ましい。これにより、後述するように、１種類の周波数ｆの交流信号ｓを用いてインピーダンスを測定し、１つのしきい値Ｚｔｈを用いて電池モジュール２００及び２４０における温度異常を検出できる。

【0074】

（動作）
図１０を参照して、図９に示した温度監視システム１２０の動作に関して説明する。図９に示した温度監視システム１２０、電池モジュール２００及び２４０は、図７と同様にＰＨＥＶ又はＥＶ等の車両に搭載される。図１０に示したフローチャートは、図８に示したフローチャートにおいて、ステップ４００及び４０２が追加され、ステップ３０８がステップ４０４で代替されたものである。以下においては、重複説明を繰返さず、主として、図１０のフローチャートが、図８に示したフローチャートと異なる点に関して説明する。

【0075】

図１０に示した処理は、検出部１２４を構成する判定部１３２により実行される。判定部１３２はマイクロコンピュータにより実現されているとする。判定部１３２が図１０に示した処理を実行するための所定のプログラムは、判定部１３２の内部メモリに予め記憶されているとする。車両において、電池モジュール２００及び２４０からの電力出力の開始を指示する操作がなされたことを受けて、判定部１３２は、内部メモリからプログラムを読出して実行する。しきい値Ｚｔｈも、判定部１３２の内部メモリに予め記憶されているとする。

【0076】

ステップ４００において、判定部１３２は、電池モジュール２００に配置されたインダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ、及び、電池モジュール２４０に配置されたインダクタ素子１２２ａ～１２２ｎのいずれかを、インピーダンス測定の対象として決定する。具体的には、判定部１３２は、第１導電線１０６及び第２導電線１０８、並びに、第３導電線１２６及び第４導電線１２８のいずれかが、測定部１１０に接続されるように、切替部１３０の切替スイッチを制御する。後述するように、ステップ４００は繰返し実行されるので、連続して同じ測定対象が選択されないように、測定対象を決定する。その後、制御はステップ３００に移行する。

【0077】

ステップ３００において、判定部１３２は、ステップ４００で決定された複数のインダクタ素子全体のインピーダンス｜Ｚ｜を、測定部１１０に測定させ、その値を取得する。続いて、ステップ３０２において、判定部１３２は、ステップ３００により測定されたインピーダンス｜Ｚ｜が、内部メモリから読出したしきい値Ｚｔｈ以下であるか否かを判定する。｜Ｚ｜≦Ｚｔｈと判定された場合、制御はステップ４０４に移行する。そうでなければ（｜Ｚ｜＞Ｚｔｈ）、制御はステップ４０２に移行する。

【0078】

ステップ４０２において、判定部１３２は、全ての測定対象に関して測定が完了したか否かを判定する。完了したと判定された場合、制御はステップ３０４に移行する。そうでなければ、制御はステップ４００に戻る。ステップ４００において、既に測定対象とした複数のインダクタ素子とは異なる、複数のインダクタ素子を測定対象として決定する。例えば、ステップ３００を前回実行したときに、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ全体のインピーダンスを測定した場合、インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎ全体を新たな測定対象として決定する。これにより、複数の電池モジュールに配置されたインピーダンス素子の全てに関して、インピーダンスが測定される。

【0079】

その後、ステップ３０４及び３０６により、終了すると判定されるまで、所定のタイミングでインピーダンス測定が繰返される。

【0080】

ステップ３０２の判定結果がＹＥＳ（｜Ｚ｜≦Ｚｔｈ）の場合、ステップ４０４において、判定部１３２は、温度異常と、温度異常の電池セルを含む電池モジュールとを表す信号を、判定結果として検出部１２４の外部に出力する。例えば、判定結果を伝送する信号線を初期状態においてローレベルに設定しておき、判定部１３２から判定結果として、ハイレベルの信号と、それに続く所定期間内にハイレベル又はローレベルの信号を出力する（２ビットのデータを出力する）。例えば、ハイレベルの信号を出力し、それに続いてローレベルの信号を出力（“１”、“０”を順に出力）することにより、電池モジュール２００に温度異常が発生したことを伝送する。また、ハイレベルの信号を出力し、それに続いてハイレベルの信号を出力（“１”、“１”を順に出力）することにより、電池モジュール２４０に温度異常が発生したことを伝送する。その後、制御はステップ４０２に移行する。

【0081】

以上により、１つの電池ユニットを構成する電池モジュール２００及び２４０、具体的には電池セル２００ａ～２００ｎ及び２４０ａ～２４０ｎのいずれかに温度異常が発生した場合、温度監視システム１２０は、速やかに温度異常を検出できる。したがって、温度異常が発生すると速やかに通知でき、温度異常に対処することが可能になる。例えば、車両の走行中に車載された電池モジュール２００及び２４０に温度異常が発生した場合、車両を路肩に停止させ搭乗者が安全に退避する時間を確保できる。

【0082】

また、温度監視システム１２０は、温度異常の発生を検出した場合、複数の電池モジュールのうち、温度異常が発生した電池セルを含む電池モジュールを特定する情報を提供できるので、複数の電池モジュールを全て交換せずに、温度異常が発生した電池セルを含む電池モジュールのみを交換できる。したがって、修理費用を低減できる。

【0083】

上記では、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎ及び１２２ａ～１２２ｎの各々に関して、インダクタンスが同じである場合を説明したが、これに限定されない。インダクタ素子１２２ａ～１２２ｎのインダクタンスは、インダクタ素子１０２ａ～１０２ｎのインダクタンスと異なっていてもよい。その場合には、それぞれに適した周波数の交流信号を用いてインピーダンスを測定し、それぞれに適したしきい値を用いて電池モジュール２００及び２４０のそれぞれにおける温度異常を検出すればよい。

【0084】

上記では、２つの電池モジュールを監視対象とする場合を説明したが、３つ以上の電池モジュールを監視対象としてもよい。その場合、１回の測定タイミングにおいて、３つ以上の電池モジュールのインピーダンスを、重複することなく測定し、しきい値と比較すればよい。温度異常が発生したときに検出部（判定部）から出力する電池モジュールを特定する情報には、電池モジュールの数に対応するビット数のものを用いればよい。

【0085】

上記では判定部１１２及び判定部１３２が、マイクロコンピュータにより実現される場合を説明したが、これに限定されない。判定部１１２及び判定部１３２は、ＣＰＵにより実現されても、ＡＳＩＣ等の専用ＩＣにより実現されてもよい。測定部１１０は、インピーダンス測定用のＩＣ（例えば、ＡＮＡＬＯＧ ＤＥＶＩＣＥＳ社のＡＤ５９３３、ＡＤ５９３４等）を用いて実現されてもよい。また、インピーダンスの測定方法は任意である。ブリッジ法、共振法、Ｉ－Ｖ法、自動平衡ブリッジ法、ＲＦ Ｉ－Ｖ法又は反射係数法（ネットワーク解析法）等のいずれを用いてもよい。

【0086】

各インダクタ素子のコアのキュリー温度は、上記した値に限定されない。各インダクタ素子のコアのキュリー温度は、測定対象物が正常状態であると判定されるときの測定対象物の温度よりも高く、測定対象物の温度異常を検出できるように設定されていればよい。即ち、各インダクタ素子のコアのキュリー温度は、測定対象物が温度異常と判定されるときの測定対象物の温度よりも低い温度であればよい。

【0087】

インダクタ素子は、図５に示した構成及び形状のものに限定されない。対象物の温度が異常と判定される温度以下のキュリー温度を有する磁性部材のコアを有していればよく、その形状、構成及び大きさは任意である。

【0088】

２本の導電線と、それらの間に相互に並列接続された複数のインダクタ素子とは、ＦＰＣの形態に形成されてもよい。その場合、インダクタ素子には面実装素子を使用し、２本の導電線には、薄膜の導電性部材（銅箔等）を使用する。即ち、柔軟な電気絶縁部材（ポリイミド等の樹脂）のベースフィルムの表面に、２つの薄膜の導電性部材を配置（接着）し、それらの間に、数ｍｍ以下の大きさの面実装インダクタ素子を、相互に並列接続されるように配置する。ＦＰＣの形態に形成することにより、インダクタ素子を測定対象物に容易に配置できる。また、複数のインダクタ素子を狭い空間にも配置できるので、温度監視システムを車載電池にも容易に適用できる。

【0089】

上記では、インダクタ素子と、測定対象である電池セルとが同数である場合を説明したが、これに限定されない。インダクタ素子の数が電池セルの数よりも多くてもよく、少なくてもよい。インダクタ素子の数が電池セルの数よりも多い場合には、１つの電池セルに複数のインダクタ素子を配置すればよい。インダクタ素子の数が電池セルの数よりも少ない場合には、複数のインダクタ素子を例えば等間隔に配置すればよい。例えば、インダクタ素子を電池セルに１つ置き又は２つ置きに配置してもよい。インダクタ素子を、隣接する電池セルの間に配置してもよい。電池セルに温度異常が発生した場合、その電池セルに最も近いインダクタ素子のコアの温度が最初にキュリー温度を超えるので、温度異常の発生を比較的速やかに検出できる。

【0090】

上記では、測定対象である複数の電池セルが直列接続されて１つの電池モジュールを構成する場合を説明したが、これに限定されない。測定対象である複数の電池セルの接続は任意である。どのような接続形態であっても、電池モジュールを構成するいずれかの電池セルに温度異常が発生すれば、電池モジュールにおける温度異常として検出できる。

【0091】

上記では、インピーダンスの測定に正弦波を使用する場合を説明したが、これに限定されない。インピーダンスを正確に測定するためには、周波数が一定の正弦波を使用することが好ましい。しかし、コアの温度がキュリー温度を超えたときに生じるインピーダンスの急激な減少を観測できればよいので、インピーダンスの測定に使用する信号は交流信号であればよく、正弦波でなくてもよい。また、周波数に関しては、高精度に一定である必要はなく、ある程度の周波数のばらつきは許容される。

【0092】

上記では、複数のインダクタ素子が全て並列接続される場合を説明したが、これに限定されない。一部のインダクタ素子が直列接続されていてもよい。また、インダクタ素子が１つであってもよい。

【0093】

上記では、温度監視システムが、車載された二次電池の温度異常を検出する場合を説明したが、これに限定されない。温度異常が発生する可能性がある複数の構成要素を含むシステムであれば、温度監視システムの監視対象になり得る。例えば、太陽光発電システム若しくは燃料電池システム等により発電された電力、又は、商用電力を蓄える蓄電システムを構成する二次電池を監視対象としてもよい。また、温度監視システムは、複数のスイッチング電源を含むシステムにも適用され得る。スイッチング電源は、放熱環境が十分でない状態で連続運転すると温度異常が発生する可能性がある。したがって、複数のスイッチング電源の各々に、対応するインダクタ素子を配置すれば、上記と同様にしてスイッチング電源の温度異常を検出できる。また、対象物は１つであってもよい。１つの対象物が複数のインダクタ素子を配置できる大きさであれば、対象物（例えば、電気設備等）の部位毎に、温度異常を検出できる。また、１つのスイッチング電源において、当該電源の中の複数のパワー半導体デバイス（ＭＯＳＦＥＴ等）の温度監視にも利用できる。例えば、各パワー半導体デバイスの背面に、インダクタ素子を配置すれば同時に、複数のデバイス温度を監視できる。

【0094】

上記では、監視対象に温度異常が発生したことを検出する場合を説明したが、これに限定されない。一時的に温度異常が発生しても、正常温度に復帰する場合もある。一方、温度異常が継続すれば、やがて制御不能な状態（熱暴走）に至る可能性が高い。したがって、しきい値Ｚｔｈとしてより小さい値を用いて、通常温度を大きく逸脱し、熱暴走に近い高温状態になったこと、又は、熱暴走が発生したことを検出してもよい。

【0095】

以上、実施の形態を説明することにより本開示を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本開示は上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本開示の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含む。

【符号の説明】

【0096】

１００、１２０ 温度監視システム
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｎ、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｎ インダクタ素子
１０４、１２４、９０４ 検出部
１０６ 第１導電線
１０８ 第２導電線
１１０ 測定部
１１２、１３２ 判定部
１１４ 磁性部材
１１６ 導電部材
１２６ 第３導電線
１２８ 第４導電線
１３０ 切替部
２００、２４０ 電池モジュール
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｎ、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｎ、９００ａ、９００ｂ、９００ｃ、９００ｎ 電池セル
２１０ 車両
２１２ インバータ
２１４ モータ
２１６ 電力変換器
２１８ 補機系負荷
３００、３０２、３０４、３０６、３０８、４００、４０２、４０４ ステップ
９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ、９０２ｎ 温度センサ
９０６ 配線群
ｓ 交流信号
ｔ１、ｔ２ 時刻
Ｔｔｈ しきい値
Δｔ 遅延時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】