特許 7513363 バッテリシステムの熱イベント感知方法およびそれを適用したバッテリシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】バッテリシステムの熱イベント感知方法およびそれを適用したバッテリシステム

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/48 20060101AFI20240702BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240702BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

H01M10/48 301

H01M10/48 P

H02J7/00 S

H02J7/04 K

H02J7/04 L

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022564771

(86)(22)【出願日】2021-09-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-31

(86)【国際出願番号】 KR2021013136

(87)【国際公開番号】W WO2022080699

(87)【国際公開日】2022-04-21

【審査請求日】2022-10-25

(31)【優先権主張番号】10-2020-0132500

(32)【優先日】2020-10-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヨー、ソルジ

(72)【発明者】

【氏名】ソン、ヒョン ジン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ウォンゴン

【審査官】井上 弘亘

(56)【参考文献】

【文献】特許第５８８１５９３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８６７４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０７６２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１９１４３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のバッテリセルを含むバッテリパック；
前記バッテリパックの内部圧力を測定する圧力センサ；および
アクティブモードで、第１サンプリング期間の間第１サンプリング周期ごとに前記圧力センサによって測定された内部圧力に基づいて第１基準圧力を更新し、前記第１サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記第１基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、前記第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記第１サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が連続して少なくとも２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断するバッテリ管理システムを含み、
前記バッテリ管理システムが動作しないスリープモードで、前記圧力センサは、
第２サンプリング期間の間第２サンプリング周期ごとに内部圧力を測定した平均で第２基準圧力を更新し、前記第２サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記第２基準圧力の差で第２圧力変動量を算出し、前記第２圧力変動量が前記臨界圧力以上である時、前記バッテリ管理システムをウェークアップさせ、
前記第２サンプリング周期が前記第１サンプリング周期より長い、
バッテリシステム。

【請求項2】

複数のバッテリセルを含むバッテリパック；
前記バッテリパックの内部圧力をサンプリング周期ごとに測定する圧力センサ；
前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力に基づいて基準圧力を更新し、前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で圧力変動量を算出し、前記圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が連続して少なくとも２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断するバッテリ管理システム；および
前記圧力センサに電源を供給する補助電源を含み、
前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、
前記圧力センサは、
前記サンプリング周期ごとにサンプリング期間の間測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新し、前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、前記第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記バッテリ管理システムをウェークアップさせる
バッテリシステム。

【請求項3】

前記バッテリ管理システムがウェークアップされた後、前記バッテリ管理システムは前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が少なくとも連続して２回増加する場合、前記バッテリパックを異常と判断する、請求項２に記載のバッテリシステム。

【請求項4】

前記バッテリ管理システムは、
前記熱イベントが発生したと判断した後、前記複数のバッテリセルの電圧および温度、および前記バッテリパックとグラウンドの間の絶縁抵抗を測定し、
前記複数のバッテリセルの電圧、前記複数のバッテリセルの温度、および前記絶縁抵抗の少なくとも一つが異常である場合、前記バッテリパックが異常であると判断する、請求項１から３のいずれか一項に記載のバッテリシステム。

【請求項5】

前記バッテリ管理システムは、
前記複数のバッテリセルの電圧の少なくとも一つが臨界電圧以上の第１条件、前記複数のバッテリセルの温度の少なくとも一つが臨界温度以上の第２条件、および前記絶縁抵抗が所定の臨界抵抗以下である第３条件の少なくとも一つが満たされる場合、前記バッテリパックが異常であると判断する、請求項４に記載のバッテリシステム。

【請求項6】

前記バッテリパックと前記バッテリシステムの出力端を連結するリレーをさらに含み、
前記バッテリ管理システムは、前記バッテリパックが異常であると判断する時前記リレーを開放する、請求項４または５に記載のバッテリシステム。

【請求項7】

前記バッテリ管理システムは、
前記バッテリシステムを含む車両に前記バッテリパックの異常を知らせる、請求項４から６のいずれか一項に記載のバッテリシステム。

【請求項8】

前記圧力センサに電源を供給する補助電源をさらに含む、請求項１に記載のバッテリシステム。

【請求項9】

複数のバッテリセルを含むバッテリパック；圧力センサ；およびバッテリ管理システムを含むバッテリシステムの熱イベント感知方法において、
前記圧力センサが前記バッテリパックの内部圧力を測定する段階；
アクティブモードで、前記バッテリ管理システムは、第１サンプリング期間の間第１サンプリング周期ごとに測定された内部圧力に基づいて第１基準圧力を更新し、前記第１サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記第１基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、前記第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記第１サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が連続して少なくとも２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階；および
前記バッテリ管理システムが動作しないスリープモードで、前記圧力センサが、
第２サンプリング期間の間第２サンプリング周期ごとに内部圧力を測定した平均で第２基準圧力を更新し、前記第２サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記第２基準圧力の差で第２圧力変動量を算出し、前記第２圧力変動量が前記臨界圧力以上である時、前記バッテリ管理システムをウェークアップさせる段階を含み、
前記第２サンプリング周期が前記第１サンプリング周期より長い、
バッテリシステムの熱イベント感知方法。

【請求項10】

複数のバッテリセルを含むバッテリパック；圧力センサ；およびバッテリ管理システムを含むバッテリシステムの熱イベント感知方法において、
前記圧力センサがサンプリング周期ごとに前記バッテリパックの内部圧力を測定する段階；
前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力に基づいて基準圧力を更新する段階；
前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で圧力変動量を算出する段階；
前記圧力変動量が所定の臨界圧力以上であるかを判断する段階；および
前記圧力変動量が前記臨界圧力以上である時、前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が少なくとも連続して２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階を含み、
前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、
前記基準圧力を更新する段階、前記圧力変動量を算出する段階、および前記圧力変動量が前記臨界圧力以上であるかを判断する段階は、補助電源により電源を供給される前記圧力センサによって行われ、
前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、前記圧力変動量が前記臨界圧力以上であると、前記圧力センサが前記バッテリ管理システムをウェークアップさせる段階をさらに含む
バッテリシステムの熱イベント感知方法。

【請求項11】

前記バッテリ管理システムがウェークアップされた後、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階は前記バッテリ管理システムによって行われる、請求項９または１０に記載のバッテリシステムの熱イベント感知方法。

【請求項12】

前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階は、
サンプリングの現在の周期に測定された内部圧力からサンプリングの前の周期に測定された内部圧力を差し引いて圧力差を算出する段階；
前記算出された圧力差がゼロ以上であるかを判断する段階；および
前記算出された圧力差がゼロ以上である場合、前記内部圧力が増加すると判断する段階を含む、請求項１０に記載のバッテリシステムの熱イベント感知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はバッテリシステムの熱イベント感知方法およびそれを適用したバッテリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

最近電気車への需要増加に伴い、電気車の火災も増加している。電気車の火災はバッテリ破損によって発生し得る。このようにバッテリ破損による電気車の火災を防止するために、バッテリのセル電圧、セル温度、絶縁抵抗などを測定して破損の有無を診断する技術が適用されてきた。

【0003】

ただし、車両を駐車する際バッテリを管理するシステムがスリープモードで運営されると、セル電圧、セル温度、絶縁抵抗などを測定することができず、バッテリ破損の有無を診断することができない。実際バッテリによる電気車の火災のうち駐車の際に発生する火災が概ね２１％を占めている。したがって、電気車の走行中だけでなく駐車中にもバッテリを診断する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バッテリの熱イベントを感知できる方法およびそれを適用したバッテリシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

発明の一特徴によるバッテリシステムは、複数のバッテリセルを含むバッテリパック、前記バッテリパックの内部に位置して、前記バッテリパックの内部圧力をサンプリング周期ごとに測定する圧力センサ、およびサンプリング期間の間前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新し、前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で圧力変動量を算出し、前記圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が連続して少なくとも２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断するバッテリ管理システムを含む。

【0006】

前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、前記圧力センサは、前記サンプリング周期ごとにサンプリング期間の間測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新し、前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、前記第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、前記バッテリ管理システムをウェークアップさせ得る。

【0007】

前記バッテリ管理システムがウェークアップされた後、前記バッテリ管理システムは前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が少なくとも連続して２回増加する場合、前記バッテリパックを異常と判断する、バッテリシステム。

【0008】

前記バッテリ管理システムは、前記熱イベントが発生したと判断した後、前記複数のバッテリセルの電圧および温度、および前記バッテリパックとグラウンドの間の絶縁抵抗を測定し、前記複数のバッテリセルの電圧、前記複数のバッテリセルの温度、および前記絶縁抵抗の少なくとも一つが異常である場合、前記バッテリパックが異常であると判断し得る。

【0009】

前記バッテリ管理システムは、前記複数のバッテリセルの電圧の少なくとも一つが臨界電圧以上の第１条件、前記複数のバッテリセルの温度の少なくとも一つが臨界温度以上の第２条件、および前記絶縁抵抗が所定の臨界抵抗以下である第３条件の少なくとも一つが満たされる場合、前記バッテリパックが異常であると判断し得る。

【0010】

前記バッテリシステムは、前記バッテリパックと前記バッテリシステムの出力端を連結するリレーをさらに含み、前記バッテリ管理システムは、前記バッテリパックが異常であると判断する時前記リレーを開放し得る。

【0011】

前記バッテリ管理システムは、前記バッテリシステムを含む車両に前記バッテリパックの異常を知らせ得る。

【0012】

前記バッテリシステムは、前記圧力センサに電源を供給する補助電源をさらに含み得る。

【0013】

発明の他の一特徴による複数のバッテリセルを含むバッテリパック、前記バッテリパックの内部に位置する圧力センサ、およびバッテリ管理システムを含むバッテリシステムの熱イベント感知方法は、前記圧力センサがサンプリング周期ごとに前記バッテリパックの内部圧力を測定する段階、サンプリング期間の間前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新する段階、前記サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と前記基準圧力の差で圧力変動量を算出する段階、前記圧力変動量が所定の臨界圧力以上であるかを判断する段階、および前記圧力変動量が前記臨界圧力以上である時、前記サンプリング周期ごとに測定される内部圧力が少なくとも連続して２回増加する場合、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階を含む。

【0014】

前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、前記基準圧力を更新する段階、前記圧力変動量を算出する段階、および前記圧力変動量が前記臨界圧力以上であるかを判断する段階は、前記圧力センサによって行われ得る。

【0015】

前記熱イベント感知方法は、前記バッテリ管理システムがスリープモードである時、前記圧力変動量が前記臨界圧力以上であると、前記圧力センサが前記バッテリ管理システムをウェークアップさせる段階をさらに含み得る。

【0016】

前記バッテリ管理システムがウェークアップされた後、前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階は前記バッテリ管理システムによって行われ得る。

【0017】

前記バッテリパックに熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する段階は、サンプリングの現在の周期に測定された内部圧力からサンプリングの前の周期に測定された内部圧力を差し引いて圧力差を算出する段階、前記算出された圧力差がゼロ以上であるかを判断する段階、および前記算出された圧力差がゼロ以上である場合、前記内部圧力が増加すると判断する段階を含み得る。

【発明の効果】

【0018】

バッテリの熱イベントを感知できる方法およびそれを適用したバッテリシステムを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一実施形態によるバッテリシステムを示す図である。

【図2】一実施形態による熱イベント発生の判断方法を示すフローチャートである。

【図3】一実施形態による熱イベント発生の判断方法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】

【0020】

以下、添付する図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳細に説明するが、同一または類似の構成要素には同一、類似の図面符号を付与してこれに係る重複する説明は省略する。以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞の「モジュール」および／または「部」は明細書作成の容易さだけが考慮されて付与されたり混用されるものであって、それ自体が互いに区別する意味または役割を有するものではない。また、本明細書に開示された実施形態を説明するにあたり関連する公知技術に係る具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を曖昧にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。また、添付する図面は本明細書に開示された実施形態を容易に理解できるようにするためのものであり、添付する図面によって本明細書に開示された技術的思想は制限されず、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物及び代替物を含むものとして理解しなければならない。

【0021】

第１、第２などのように序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために使用できるが、前記構成要素は前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。

【0022】

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接連結されているかまたは接続されている場合であり得るが、中間に他の構成要素が存在することもできるものと理解されなければならない。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されなければならない。

【0023】

本出願で、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。

【0024】

図１は一実施形態によるバッテリシステムを示す図である。

【0025】

バッテリシステム１が車両に取り付けられ、車両を運営するために必要な多様な電源を生成してバッテリシステム１を充電するための電力装置３に連結されている。車両の運営を制御する電子制御部（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ，ＥＣＵ，２）は、バッテリ管理システム２０とＣＡＮ通信を通じて情報を送受信する。

【0026】

バッテリシステム１はバッテリパック１０、バッテリ管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＭＳ，２０）、リレー３０、電流センサ４０、圧力センサ５０、温度センサ６０、および絶縁抵抗計算回路７０を含むことができる。

【0027】

バッテリパック１０は直列連結された複数のバッテリセル１１－１５を含む。図１ではバッテリ１０が５個のバッテリセル１１－１５を含む場合が示されているが、これは一例であり、発明はこれに限定されない。

【0028】

リレー３０はバッテリパック１０の陽極と出力端Ｐ＋の間に連結され、ＢＭＳ２０の制御によって開放または閉じられる。例えば、リレー３０はＢＭＳ２０から受信されるオンレベルのリレー制御信号ＲＣＳに応じて閉じられ、オフレベルのリレー制御信号ＲＣＳに応じて開放される。図１では一つのリレーだけが示されているが、これは一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。バッテリパック１０の陰極と出力端P－の間にリレーがさらに連結されてもよい。

【0029】

電流センサ４０はバッテリパック１０に流れる電流（以下、バッテリ電流）を感知し、電流センサ４０は感知された電流を指示する信号をＢＭＳ２０に伝送する。

【0030】

圧力センサ５０はバッテリパック１０の内部に位置し、バッテリパック１０内部の圧力をサンプリング周期ごとに測定してＢＭＳ２０に伝送する。車両が駐車すると、ＢＭＳ２０はスリープモード（ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）に転換される。ＢＭＳ２０はスリープモード中にはバッテリパック１０のセル電圧、セル温度、絶縁抵抗などを測定しない。ＢＭＳ２０のスリープモード中には圧力センサ５０がサンプリング期間の間サンプリング周期ごとに測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新し、サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、ＢＭＳ２０をウェークアップさせることができる。

【0031】

車両が走行中であるアクティブモード（ａｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅ）では、ＢＭＳ２０が圧力センサ５０から測定された内部圧力を受信し、サンプリング期間の間サンプリング周期ごとに測定された内部圧力の平均で基準圧力を更新し、サンプリング周期ごとに測定された内部圧力と基準圧力の差で第１圧力変動量を算出し、第１圧力変動量が所定の臨界圧力以上である時、バッテリパック１０に熱イベント（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖｅｎｔ）が発生したと判断する。熱イベントはバッテリパック１０の内部に熱が発生して火災、爆発などの危険性が存在する可能性があることを意味する。バッテリパック１０内部の熱発生により内部圧力が増加するので、一実施形態はバッテリパック１０の内部圧力を測定して熱イベント発生を感知することができる。

【0032】

アクティブモードではＢＭＳ２０が、スリープモードでは圧力センサ５０が、サンプリング期間の間サンプリング周期ごとに測定された内部圧力を平均して基準圧力を更新する。サンプリング期間は現在のサンプリング時点を基準として所定時間の前の時点から現在のサンプリング時点までの期間を設定する。アクティブモードではＢＭＳ２０が、スリープモードでは圧力センサ５０が、毎サンプリング周期ごとに基準電圧を更新する。したがって、基準圧力は毎サンプリング周期ごとに更新されることができる。基準圧力がサンプリング期間の間の平均で更新されるので、ノイズによってピーク性として測定された内部圧力の影響を減少させることができる。

【0033】

圧力センサ５０はＢＭＳ２０がスリープモードである場合にも動作しなければならないので、バッテリパック１０の代わりに補助電源４から電力を供給される。補助電源４はバッテリシステム１０または車両に別に備えられてもよい。

【0034】

温度センサ６０はバッテリパック１０の内部に設けられて複数のバッテリセル１１－１５それぞれの温度を測定する。温度センサ６０は測定された複数のバッテリセル１１－１５の温度を指示する信号をＢＭＳ２０に伝送する。

【0035】

ＢＭＳ２０は複数のバッテリセル１１－１５に連結され、複数のバッテリセル１１－１５のセル電圧およびバッテリパック１０の電圧を測定し、バッテリ電流および複数のバッテリセル１１－１５の温度、バッテリパック１０の内部圧力などの情報を受信し、複数のバッテリセル１１－１５のセル電圧、バッテリ電流などに基づいてバッテリ１０の充放電電流を制御し、複数のバッテリセル１１－１５に対するセルバランシング動作を制御する。

【0036】

ＢＭＳ２０はバッテリパック１０の充放電制御のために、リレー３０の開閉を制御する。ＢＭＳ２０はリレー３０の開閉を制御する制御信号（ＲＣＳ）を生成して供給する。

【0037】

ＢＭＳ２０は絶縁抵抗計算回路７０を制御して絶縁抵抗の計算のために必要な測定電圧Ｖ１，Ｖ２を用いて絶縁抵抗を計算する。図１にはバッテリパック１０の陽極とグラウンドの間の絶縁抵抗ＲＬ１およびバッテリパック１０の陰極とグラウンドの間の絶縁抵抗ＲＬ２が連結された場合が示されている。これは絶縁抵抗ＲＬ１，ＲＬ２を説明するための一例であり、発明はこれに限定されるものではない。

【0038】

絶縁抵抗計算回路７０はバッテリパック１０の陽極と陰極の間、そしてグラウンドに連結されている。絶縁抵抗計算回路７０は二つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２、４個の抵抗Ｒ１－Ｒ４、および基準電圧源ＶＲを含む。スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１、および抵抗Ｒ２はバッテリパック１０の陽極とグラウンドの間に連結されており、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、および基準電圧源ＶＲはバッテリパック１０の陰極とグラウンドの間に連結されている。スイッチＳＷ１はＢＭＳ２０から供給されるスイッチング信号ＳＣ１に応じてスイッチングし、スイッチＳＷ２はＢＭＳ２０から供給されるスイッチング信号ＳＣ２に応じてスイッチングする。ＢＭＳ２０はスイッチング信号ＳＣ１およびスイッチング信号ＳＣ２それぞれをオンレベルまたはオフレベルで生成してスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２それぞれをオンまたはオフさせる。

【0039】

以下、圧力センサを用いて熱イベント発生を判断する方法を説明する。

【0040】

図２は一実施形態による熱イベント発生の判断方法を示すフローチャートである。

【0041】

図２は車両の運行中に、ＢＭＳ２０がアクティブモードである時の熱イベント発生の判断方法を示すフローチャートである。

【0042】

先に、圧力センサ５０がバッテリパック１０の内部圧力を測定する（Ｓ１）。圧力センサ５０はサンプリング周期ごとに内部圧力を測定する。例えば、サンプリング周期は０．１秒であり得る。

【0043】

圧力センサ５０はＢＭＳ２０に測定された内部圧力を伝送し、ＢＭＳ２０は受信された内部圧力に応じて基準圧力Ｐｒを更新し、受信された内部圧力と基準圧力の間の差である圧力変動量Ｐｄｅを算出する（Ｓ２）。この時、基準圧力Ｐｒは現在の内部圧力の測定時点を基準に所定期間（例えば、１０秒）前から現在の内部圧力の測定時点までのサンプリング期間の間測定された内部圧力の平均である。

【0044】

ＢＭＳ２０はＳ２段階で算出された圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ以上であるかを判断する（Ｓ３）。臨界圧力は熱イベント発生時のバッテリセルベンティング（ｖｅｎｔｉｎｇ）を認知するために設定されるバッテリパックの内部圧力の変化値を設定することができる。すなわち、セルベンティングによるバッテリパック１０内部の圧力変動量が臨界圧力以上であると、複数のバッテリセル１１－１５のうちベンティングが発生したセルが存在し得る。これは実験的な方法で取得され、例えば、臨界圧力Ｐｔｈは１ｋＰａであり得る。

【0045】

圧力センサ５０がバッテリパック１０の内部圧力を測定し（Ｓ４）、Ｓ３段階での判断結果、圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ以上である時、ＢＭＳ２０は現在測定された内部圧力（例えば、段階Ｓ４で測定された内部圧力）から前に測定された内部圧力（例えば、段階Ｓ１で測定された内部圧力）を差し引いて圧力差（Ｐdｉ，ｉは自然数）を算出する（Ｓ５）。

【0046】

ＢＭＳ２０は圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを判断する（Ｓ６）。

【0047】

Ｓ６段階の判断結果、圧力差ＰＤｉがゼロ以上である場合、ＢＭＳ２０はカウント値ｎを一つ増加させる（Ｓ７）。次に、ＢＭＳ２０はカウント値ｎが２であるかを判断する（Ｓ８）。一実施形態では内部電圧が持続して上昇するかを判断するために圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを二回判断する場合を説明する。しかし、発明はこれに限定されるものではなく、設計によって３回以上圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを判断することができる。

【0048】

Ｓ８段階の判断結果、カウント値ｎが２でない場合、Ｓ４段階から繰り返される。Ｓ８段階の判断結果、カウント値ｎが２である場合、ＢＭＳ２０は熱イベントが発生したと判断する（Ｓ９）。

【0049】

Ｓ６段階の判断結果、圧力差ＰＤｉがゼロより小さいと、Ｓ１段階から繰り返される。Ｓ３段階での判断結果、圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ未満であると、Ｓ１段階から繰り返される。

【0050】

図３は一実施形態による熱イベント発生の判断方法を示すフローチャートである。

【0051】

図３は車両が駐車などのように運行せずＢＭＳ２０がスリープモードである時の熱イベント発生の判断方法を示すフローチャートである。

【0052】

先に、圧力センサ５０はバッテリパック１０の内部圧力を測定する（Ｓ１１）。圧力センサ５０はサンプリング周期ごとに内部圧力を測定する。例えば、サンプリング周期は０．６６秒であり得る。すなわち、スリープモードでのサンプリング周期がアクティブモードでのサンプリング周期より長い。

【0053】

圧力センサ５０は測定された内部圧力に応じて基準圧力Ｐｒを更新し、受信された内部圧力と基準圧力の間の差である圧力変動量Ｐｄｅを算出する（Ｓ１２）。この時、基準圧力Ｐｒは現在の内部圧力の測定時点を基準として所定期間（例えば、５分）の前から現在の内部圧力の測定時点までのサンプリング期間の間測定された内部圧力の平均である。すなわち、スリープモードでのサンプリング期間がアクティブモードでのサンプリング期間より長い。

【0054】

圧力センサ５０はＳ１２段階で算出された圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ以上であるかを判断する（Ｓ１３）。

【0055】

圧力センサ５０はバッテリパック１０の内部圧力を測定し（Ｓ１４）、Ｓ１３段階での判断結果、圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ以上である時、圧力センサ５０はＢＭＳ２０にウェークアップ信号を送信し、ＢＭＳ２０はウェークアップする（Ｓ１５）。

【0056】

ＢＭＳ２０は現在測定された内部圧力（例えば、段階Ｓ１４で測定された内部圧力）から前に測定された内部圧力（例えば、段階Ｓ１１で測定された内部圧力）を差し引いて圧力差（ＰＤｉ，ｉは自然数）を算出する（Ｓ１６）。

【0057】

ＢＭＳ２０は圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを判断する（Ｓ１７）。

【0058】

Ｓ１７段階の判断結果、圧力差ＰＤｉがゼロ以上である場合、ＢＭＳ２０はカウント値ｎを一つ増加させる（Ｓ１８）。次に、ＢＭＳ２０はカウント値ｎが２であるかを判断する（Ｓ１９）。一実施形態では内部電圧が持続して上昇するかを判断するために圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを二回判断する場合を説明する。しかし、発明はこれに限定されるものではなく、設計によって３回以上圧力差ＰＤｉがゼロ以上であるかを判断することができる。

【0059】

Ｓ１９段階の判断結果、カウント値ｎが２でない場合、Ｓ１４段階から繰り返される。Ｓ１９段階の判断結果、カウント値ｎが２である場合、ＢＭＳ２０は熱イベントが発生したと判断する（Ｓ２０）。

【0060】

Ｓ１７段階の判断結果、圧力差ＰＤｉがゼロより小さいと、Ｓ１１段階から繰り返される。Ｓ１３段階での判断結果、圧力変動量Ｐｄｅが臨界圧力Ｐｔｈ未満であると、Ｓ１段階から繰り返される。

【0061】

ＢＭＳ２０は熱イベントが発生したと判断すると、測定されたセル電圧が所定の臨界電圧以上であるかを判断するか、温度センサ６０から受信したセル温度が所定の臨界温度以上であるかを判断するか、絶縁抵抗計算回路７０を用いて絶縁抵抗を測定して測定された絶縁抵抗が臨界抵抗以下で絶縁が破壊されたかを判断することができる。測定されたセル電圧のうち臨界電圧がある条件、セル温度が臨界温度以上の条件、および絶縁抵抗が臨界抵抗以下である条件の少なくとも一つを満たすと、ＢＭＳ２０はＥＣＵ２に火災または爆発の危険性があることを知らせ、リレー３０を遮断することができる。

【0062】

このように、一実施形態によれば、ＢＭＳのアクティブモードだけでなくスリープモードでも、熱イベント発生を感知してバッテリパックの火災を防止し、バッテリパックの火災による車両火災も防止することができる。

【0063】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるものではなく本発明の属する分野で通常の知識を有する者が多様に変形および改良した形態もまた、本発明の権利範囲に属する。

【図1】

【図2】

【図3】