WO1999018626A1 - Source d'alimentation a batteries - Google Patents

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WO1999018626A1
WO1999018626A1 PCT/JP1998/004506 JP9804506W WO9918626A1 WO 1999018626 A1 WO1999018626 A1 WO 1999018626A1 JP 9804506 W JP9804506 W JP 9804506W WO 9918626 A1 WO9918626 A1 WO 9918626A1
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battery
temperature
power supply
voltage
battery pack
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PCT/JP1998/004506
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Katsumi Kouzu
Tadao Kimura
Toshiaki Nakanishi
Shuuhei Marukawa
Kiwamu Inui
Koh Watanabe
Kunio Kanamaru
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a battery power supply device configured by providing a means for controlling a battery pack to an appropriate operation state in a battery pack configured as an aggregate of unit cells.
  • a plurality of unit cells as secondary batteries are electrically and mechanically connected in series to form a battery module, and a required number of battery modules are accommodated in a holder case.
  • a desired output voltage Ri by in a series connection, freely charged and discharged by it shall was Unishi is known (However, an electric vehicle or High Priestess Tsu a battery power source device which is by Uni configuration described above When mounted on a vehicle, it is exposed to severe use conditions, so it is necessary to control the battery temperature, charge and discharge, etc., and to maintain an appropriate operating state.
  • the object of the present invention is to provide sensors for detecting the operating state of the battery, It is an object of the present invention to provide a battery power supply device provided with control means, means for notifying an operation state to the outside, and the like.
  • the first invention of the present application is a secondary battery
  • the battery cells are electrically and mechanically connected in series to form a battery module, a plurality of battery modules are three-dimensionally arranged in parallel and held in a holder case, and the plurality of battery modules are electrically connected.
  • a battery pack connected in series, a cooling means for forcibly flowing a refrigerant in the battery pack, and a temperature detecting means for detecting a temperature of one or a plurality of battery modules are provided.
  • the battery changes its battery characteristics depending on its temperature. Particularly, when a large number of battery modules are integrated, the temperature tends to rise, and the operating state becomes unstable as a battery power source. Temperature can be detected in one or more battery modules, so that temperature can be controlled in one or more battery modules, and cooling means can be used to keep each battery module at a uniform temperature. ⁇ Charging and discharging can be controlled to maintain the temperature inside the battery pack properly.
  • the cooling means in the above configuration is configured to cause the refrigerant to flow in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the battery module, and the temperature detecting means detects the temperatures of the battery modules upstream and downstream of the refrigerant flow, and
  • the temperature of the battery module in the middle section can be calculated from the detected temperature of the battery module on the upstream side and the temperature of the battery module on the downstream side based on the temperature distribution tendency of the upstream side and the downstream side.
  • the temperature of the battery module in the middle stream can be calculated by referring to the temperature of the battery module on the downstream side with a known temperature distribution tendency, and the temperature can be detected without providing a temperature sensor in the battery module in the middle stream. Even if the number of detection means is reduced, temperature detection can be performed for each battery module.
  • the cooling means is configured to flow the refrigerant in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the battery module, and the temperature detecting means detects a temperature of one battery module arranged in parallel in a direction perpendicular to the refrigerant flowing direction.
  • the temperature of other battery modules arranged in parallel based on the temperature distribution tendency in the battery pack
  • By calculating the temperature distribution tendency in the direction perpendicular to the refrigerant flow direction in advance it is possible to calculate the temperature of one battery module arranged in parallel in the direction perpendicular to the refrigerant flow direction.
  • the temperature of the battery module at another parallel position can be calculated from the temperature distribution tendency.
  • the cooling means is configured to flow the refrigerant in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the battery module, and the temperature detecting means detects the temperature of one battery module to obtain a temperature distribution tendency in the battery pack. It can be configured to calculate the temperature of another battery module based on the temperature, and by calculating the temperature distribution trend for each battery module in the battery pack, the temperature of one battery module can be calculated. Can calculate the temperature of other battery modules
  • the temperature distribution tendency in the battery pack can be obtained based on the data of the flow rate and temperature of the refrigerant and the average charge / discharge power.
  • the temperature distribution tendency in the battery pack in which the cooling structure is formed in a constant state is as follows. Since the data can be obtained as data corresponding to the change in the factor causing the temperature change, the temperature at the reference point can be calculated from the temperature distribution tendency by detecting the temperature at the reference point with a sensor.
  • the temperature detecting means can be configured as a temperature sensor for detecting the temperature of one or a plurality of battery modules. If the temperature sensors are arranged in each battery module, the detection accuracy is improved, but the cost is low. Considering the arrangement space, etc., it is also possible to arrange the temperature sensor at a key point and calculate the temperature of the battery module where no temperature sensor is arranged from the known temperature distribution tendency based on this.
  • the second invention of the present application is directed to a holder case in which a plurality of battery cells, which are secondary batteries, are electrically and mechanically connected in series to form a battery module, and a plurality of battery modules are three-dimensionally arranged in parallel.
  • the charge / discharge power of the battery pack can be calculated from the voltage and current detected by each detecting means, and the voltage at a plurality of positions where the battery modules are connected in series can be calculated in battery module units. Since the charge / discharge power can be calculated, the operating state of the battery power can be grasped.
  • the voltage detecting means in the above configuration can be provided with a means for detecting the total voltage of the battery pack, and can grasp the charge / discharge power of the battery pack along with the detection of the charge / discharge current.
  • the voltage detecting means may be configured to include a means for detecting a voltage in a unit of one or more battery modules, and in accordance with the detection of the charging / discharging current, the charging / discharging power of the unit of one or more battery modules is used. It is easy to detect the operating state and identify the battery module in which an error has occurred even when an error occurs.
  • the third invention of the present application is directed to a holder case in which a plurality of battery cells, which are secondary batteries, are electrically and mechanically connected in series to form a battery module, and the plurality of battery modules are three-dimensionally arranged in parallel.
  • a battery pack in which a plurality of battery modules are electrically connected in series, cooling means for forcibly flowing a coolant in the battery pack, and detecting voltages at a plurality of positions set in the battery pack Voltage detection means, current detection means for detecting the charge / discharge current of the battery pack, temperature detection means for detecting the temperature of one or more battery modules, and the voltage and current detected by each detection means ,
  • the battery capacity determining means for calculating the SOC based on the temperature is provided.
  • the battery can be controlled to an appropriate SOC range that does not cause overdischarge or overcharge.
  • the battery capacity determining means includes a voltage of one or more battery modules detected by the voltage detecting means, a temperature of one or more battery modules detected by the temperature detecting means, and a current It can be configured to calculate the SOC of one or more battery modules based on the current detected by the detection means, and can grasp the S ⁇ C of one or more battery modules. since, also c can perform an operation state and the variation, or the detection of anomalies in the battery module units, the battery capacity determining means, the previously obtained voltage and current data table corresponding to each battery temperature, It is configured to calculate the SOC of one or more battery modules with reference to the voltage, current, and temperature detected by each detection means. By referring to each detected value in the voltage and current characteristics for each battery temperature obtained in advance, the change in SOC for one or more battery modules can be known at the detection interval of each detected value. It is possible to detect the operating state of the battery pack over time.
  • the battery capacity determination means detects the temperature of one or more battery modules by the temperature detection means, and detects the voltage and current at predetermined time intervals by the voltage and current detection means.
  • the voltage and current detection values are plotted on the voltage and current characteristic coordinates at each point in time, and the voltage and current detection value groups, and the voltage and current data tapes obtained in advance for each battery temperature
  • the battery can be configured to calculate the SOC of one or more battery modules by comparing the battery voltage with the battery voltage. By plotting each detected value on the voltage and current characteristic coordinates and comparing the characteristics, it is possible to detect S ⁇ C for each battery module from the approximation.
  • the battery capacity determining means can be configured to control the operation of the cooling means based on the voltage, current, temperature detected by each detecting means and the SOC calculated by the battery capacity determining means. By controlling the operation of the cooling means based on each detected value that causes a change in the temperature of the battery module, it is possible to perform control to keep the battery module at an appropriate temperature.
  • the fourth invention of the present application is directed to a holder case in which a plurality of battery cells, which are secondary batteries, are electrically and mechanically connected in series to form a battery module, and the plurality of battery modules are three-dimensionally arranged in parallel.
  • a battery pack is formed by electrically connecting a plurality of battery modules in series to form a battery pack, and the positive and negative electrodes of the battery pack are connected to an external device using the battery power supply.
  • a relay for opening and closing the connection between the battery pack and the external device is provided.
  • a battery module is formed by electrically and mechanically connecting a plurality of cells, which are secondary batteries, in series.
  • a degree detecting means, and the battery capacity determining means for calculating the SOC based by Ri detected voltage to the detecting means, a current, a temperature, the battery pack A relay for opening and closing a connection to an external device using the battery power supply device to which both the positive and negative electrodes are connected.
  • the voltage, current, and temperature detected by each detecting means, and the SOC calculated from these can be used to determine the battery operation state for each battery pack and battery block.
  • the relay since the relay responds to an abnormality, the operation of the battery power supply can be reliably managed.
  • the sixth invention of the present application provides a motor and a generator, which is mounted on an automobile that uses the motor as a driving source for driving, and includes a plurality of cells as secondary batteries.
  • a battery module is formed by being electrically and mechanically connected in series to form a battery module.
  • a plurality of battery modules are arranged in three-dimensional parallel and held in a holder case, and a plurality of battery modules are electrically connected in series.
  • a battery power supply device having a cooling means for connecting the positive and negative electrodes of the battery pack to the vehicle and forcing a coolant to flow in the battery pack.
  • Voltage detecting means for detecting voltages at a plurality of positions set in the battery pack; current detecting means for detecting a charge / discharge current of the battery pack; and temperature detecting means for detecting temperatures at a plurality of positions set in the battery pack.
  • Battery capacity determining means for calculating SOC based on the voltage, current, and temperature detected by each detecting means, and battery information transmitting means for outputting operating state data of the battery pack to the vehicle control means of the vehicle And a relay for opening and closing a connection circuit of the battery pack with the automobile.
  • the battery power supply device is mounted on a vehicle equipped with a motor and a generator, and the operation state data of the battery pack is output from the battery state transmission means to the vehicle control means, thereby controlling vehicle control.
  • the means can control the operation of the motor and the generator to use the battery power so that the battery pack is maintained in a proper operating state.
  • the connection of the battery power supply device is cut off by the relay, so that damage to the battery power supply device and the vehicle due to the abnormality can be suppressed.
  • the battery state transmitting means in the above configuration is configured to output the abnormal state of the battery pack detected by each detecting means to the vehicle control means, so that the vehicle control means detects the abnormal state of the battery pack and The control corresponding to this can be performed.
  • the relay is configured such that the vehicle control means cuts off the connection circuit of the battery pack to the vehicle when an abnormality occurs, and the relay is connected to the battery power supply when the vehicle control means detects an abnormal state. Can be shut down and response to abnormal conditions can be taken promptly.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the battery power supply device
  • FIG. 2 is a schematic side view showing a state where the battery power supply device is mounted on an automobile
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a battery pack.
  • FIG. 4A is a front view showing the battery module
  • FIG. 4B is a left side view thereof
  • FIG. 4C is a right side view thereof.
  • FIG. 5 is a perspective view of the battery module in which the outer tube is indicated by phantom lines.
  • FIG. 6 is a partially cutaway sectional view showing a main part of the battery module
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the battery holder
  • FIG. 8 is a sectional view of the battery holder.
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a main part of the battery holder.
  • FIG. 10 is a front view of the first end plate as viewed from the inside
  • FIG. 11A is an enlarged cross-sectional view taken along the line A—A of FIG. 10
  • FIG. 11B is a front view thereof.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 13 is a front view of the second end plate viewed from the outer surface side
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 15 is a connection diagram showing a connection state of the battery module.
  • Figure 16 is a system configuration diagram with the battery power supply mounted on a hybrid vehicle.
  • FIG. 17 is a connection diagram showing a connection state of the abnormal temperature detection sensor.
  • FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of the charge / discharge circuit unit.
  • FIG. 19 is a sectional view showing the cooling structure.
  • FIG. 20 is a sectional view showing another embodiment of the cooling adjustment fin
  • FIG. 21 is a perspective view showing the cooling structure.
  • the battery power supply device is configured as a battery power supply in a hybrid type vehicle that obtains driving power by combining an internal combustion engine and a battery driving motor.
  • the battery power supply 1 has a battery pack 8 composed of two battery holders 6 and 6 each containing a required number of battery modules in which a plurality of cells (cells) are connected in series.
  • a blower (cooling means) 5 for cooling the cells in the battery pack 8, a charging / discharging circuit unit 3 containing a relay, a current sensor, etc., and a state of the battery capacity of the battery pack 8 are detected.
  • this battery power supply device 1 is disposed in a space set between a rear seat 82 of a hybrid car 80 and a trunk room 83, and is located in the engine room 81. Driving power is output to a motor integrated with the engine, and charging power from the generator is input.
  • the battery pack 8 includes, as shown in FIG. 3, battery modules 9 formed by connecting six single cells 7 of nickel-metal hydride secondary batteries in series, for example, 20 batteries each in a holder case 10.
  • the battery holders 6 and 6 are housed and output.
  • a voltage of 144 V is output as the battery holder 6, and when two battery holders 6.6 are connected in series, the output voltage becomes 2 as the battery pack 8. It is configured so that it can supply 88 V power.
  • the battery module 9 is formed by connecting the individual cells 7 in series by spot welding S via a metal connection ring 50. ing.
  • the positive electrode end of the battery module 9 has a rectangular ring 11 having a seat 11a and a connection ring 50 having a square electrode 11 attached to the unit cell 7 at the positive electrode end. Spot welded.
  • the negative electrode end of the battery module 9 has a hexagonal nut 12 having a seat 12 a and a connection ring in which the hexagonal nut 12 is attached to the cell 7 having the negative electrode end. Spot welded to 50.
  • the dimension between the opposing sides of the rectangular nut 11 and the dimension between the opposing sides of the hexagon nut 12 are formed to have the same dimensions, and the rectangular holding recesses 30 a and the hexagon holding described later are formed. Only the nuts 11 and 12 having the same shape can be fitted in the recesses 30b, thereby preventing the battery from being connected with the wrong polarity.
  • resin connecting rings 13a and 13b are interposed at the connection between the cells 7 in order to prevent a short circuit between the brass electrode and the negative electrode in the same cell.
  • This insulation ring 1 There are two types of 3a and 13b with different outer diameters.Of the six insulating rings 13a and 13b, two of 13a and 13b have the outer diameter That is big
  • a temperature detecting element whose resistance value changes rapidly at a predetermined critical temperature for example, an abnormal temperature sensor 14 such as a polyswitch, is provided on the side peripheral surface of the cell 7 constituting the battery module 9. Terminal pieces 16 and 16 made of a bendable metal plate are attached to both ends of the battery module 9 so as to protrude from both ends of the battery module 9. Since the abnormal temperature sensor 14 is provided for each of the cells 7, it is possible to detect a state where the temperature of the cell 7 is abnormally high.
  • the abnormal temperature sensor 14 and the connection wires 15 thereof are provided by an outer tube 17 having electrical insulation and heat shrinkage such as vinyl chloride. Is coated together with the cell 7.
  • the square nut 11 serving as the positive electrode, the hexagon nut 12 serving as the negative electrode, and both terminal pieces 16 and 16 are exposed from the outer tube 17.
  • the holder case 10 for accommodating the battery module 9 has a case body 18, a first end plate 19, a second end plate 20, and three sheets.
  • the main components are cooling plates 21, 21, 21 and two vibration-isolating rubber sheets 22, 22.
  • the case body 18 is a resin-integrated molded article formed in a rectangular parallelepiped box shape with open upper and lower surfaces, and both end walls 23, 23 and both side walls 24, 24 constituting four vertical walls
  • the space 26 formed inside is divided into three spaces 26 a, 26 b, 26 c by two partition walls 25, 25 parallel to both end walls 23, 23. ing.
  • the first compartment 26a on the second end plate 20 side, the second compartment 26b in the center, and the third compartment 26c on the first end 19 side have a central space.
  • the cooling template 21 is inserted from above so as to be parallel to 23 and 23 and fixed to the case body 18.
  • the end walls 23, 23, the partition walls 25, 25, and the cooling templates 21, 21, 21 have through holes 23 a, 25 for inserting the battery module 9 in the same corresponding position.
  • a, 2 1 a Power horizontal (horizontal direction) 3 system IJ, vertical (vertical direction) 7 rows Total 2 1 is provided, formed to have a diameter larger than the outer diameter of the battery module 9 c
  • a first end plate 19 is screwed and fixed to the end wall 23 using screw holes 70 at four corners. Further, a frame portion 27 is formed around the end wall 23 of the case body 18 and accommodates the first end plate 19 in a fitted state. Further, a second end plate 20 is held at the other end of the case body 18 so as to be able to be separated from and connected to the end wall 23. That is, the second end plate 20 is movably fitted and held on a frame portion 27 formed on the other end of the case body 18.
  • the first end plate 19 has a pass bar 28 embedded and fixed to the resin plate by insert molding, and the battery module 9 is mounted on the inner surface 29 of the resin plate.
  • a hexagonal holding recess that fits and holds the square nut 11 that will be the brass electrode end and a hexagonal nut 12 that will fit and hold the hexagonal nut 12 that will be the negative electrode end of the battery module 9 30 b is provided.
  • the holding recesses 30a, 30b are provided at positions corresponding to the through holes 23a, 25a, 21a, and are a total of 3 rows and 7 columns in total.
  • two adjacent types are provided, one adjacent to the rectangular holding recess 30a on the positive side and the other adjacent to the hexagonal holding recess 3Ob on the negative side.
  • the holding recesses 30a and 3Ob are arranged alternately.
  • Each of the holding recesses 30a and 30b is formed in a shape that fits into the nut 11.1.12 at the electrode end of the battery module 9, so that the square nut at the positive electrode end is formed. G1 11 is held only in the square holding recess 30a, and hexagon nut 12 on the negative electrode end is held only in the hexagon holding recess 30b. Is prevented from occurring.
  • a total of 21 fastening recesses 32a and 32b are formed at positions corresponding to the holding recesses 30a and 30b.
  • the square-shaped fastening recesses 3 2a have the same shape as the square-shaped holding recesses 30a.
  • 2b has the same shape as the hexagonal holding recess 3Ob. As shown in Fig. 10, these have a hexagonal fastening recess 3 2b on the back of the square holding recess 30a and a square fastening recess 3 on the back of the hexagonal holding recess 3Ob. 2a is provided for each.
  • the same pair of left and right battery holders 6, 6 constituting the battery back 8 shown in FIG. 3 can be commonly used as end plates 19, 19. That's why.
  • the first end plate 19 for use in the left battery holder 6 is assembled to the case body 18 in the above-described state, but the first end plate 19 for use in the right battery holder 6 is provided.
  • the plate 19 is configured such that the inner and outer surfaces are reversed, and the ones corresponding to the fastening recesses 32 a and 32 b are used as the holding recesses 30 a and 30 b. Assembled in
  • the metal pass bar 28 for electrically connecting the terminals of the battery module 9 is embedded and fixed by insert molding so as to be located at the center in the thickness direction of the first end plate 19, and is fixed.
  • the pass bar 28 is exposed to the outside at the portion surrounded by the recesses 30a, 3Ob and the fastening recesses 32a, 32b, and a through hole 33 is formed at the center of the exposed portion.
  • the nuts 11 and 12 at both ends of the battery module 9 are fitted in the holding recesses 30a and 30b, and the through holes are formed from the fastening recesses 32a and 32b side. Screw into bolt 34 inserted through 33 and fasten bolt 34 Thus, nuts 11 and 12 are electrically and mechanically coupled to pass bar 28, respectively:
  • the second end plate 20 is made of a resin plate similarly to the first end plate 19, and the pass bar 28 is made of an insulator.
  • the inner surface 29 is provided with holding recesses 30a and 30b, and the outer surface 31 is provided with fastening recesses 32a and 32b, and the first end plate is provided.
  • nuts 11 and 12 at both ends of each battery module 9 are electrically and mechanically coupled to a pass bar 28 by bolts 34.
  • the hexagonal holding recess 30 b of the second end plate 20 is disposed at a position facing the square holding recess 30 a of the first end plate 19. It goes without saying that the quadrangular holding concave portion 30a of the second end plate 20 is arranged at a position facing the hexagonal holding concave portion 30b.
  • 21 battery modules 9 can be accommodated in the battery holder 6, but in the configuration according to the present embodiment, the output voltage of the battery pack 8 is set to 288 V as described above.
  • the battery holder 6 accommodates 20 battery modules 9, the output voltage of the battery holder 6 is 144 V, and the output voltage of the battery pack 8 is obtained by connecting the left and right battery holders 6, 6 in series. Is 288 V. That is, since the voltage of the cell 7 is 1.2 V, the voltage between both ends of the battery module 9 in which six of these are connected in series is 7.2 V.
  • 7.2 VX 2 0 lines 144 V.
  • the twenty battery modules 9 housed in the battery holder 6 are provided by a pass bar 28 disposed on the first end plate 19 and a pass bar 28 disposed on the second end plate 20. Are electrically connected in series.
  • the pass bar 28 embedded and fixed in the first end plate 19 is shown in FIG. 10 as (1). (3), (5), (7), (9), (11), (13) ), (15), (17), (19), and (21).
  • the pass bar 28 embedded and fixed in 20 is shown in FIG. 13 as (2), (4), (6), (8), (10), (12), (14), (16) ), (18), (20), and (22) There are 11 sheets of force.
  • FIG. 15 shows the connection relationship between these and each battery module 9.
  • the pass bar 28 shown in (1) and (22) is more appropriately called the negative terminal bar for the former (1) and the plus terminal bar for the latter (22). Although not included in the concept of the present embodiment, it is referred to as a pass bar for convenience of description of the present embodiment, and will be described below.
  • the pass bars indicated by (2) to (22) have a contact with the positive electrode and a contact with the negative electrode of the adjacent battery modules 9 in the electrical series.
  • the adjacent battery modules 9 are electrically connected in series.
  • the pass bar indicated by (2) has a positive electrode contact 2a and a negative electrode contact 2b
  • the pass bar indicated by (21) has a positive electrode contact 21a and a negative electrode.
  • Contact 21b In FIG. 15, the contact indicated by 1 ab is a negative terminal of the entire battery pack 8, and the connection end ring 35 a of the power cable 35 (see FIG. 7) is connected to this.
  • the contact indicated by 22 ab is a positive terminal of one battery holder 6, and a connection cable 36 (FIG.
  • a battery pack 8 is composed of the battery holders 6 and 6 that have been installed.In order to stably operate the battery pack 8 as a battery power source for the hybrid vehicle 80, the battery pack 8 is provided inside the battery power supply device 1.
  • A a system for detecting the operating state of the battery
  • B a system for countermeasures in the event of an abnormality
  • C a system for preventing heat from the battery
  • D data indicating the operating state of the battery hack 8.
  • a system for outputting to the vehicle is provided.
  • FIG. 16 shows a system configuration of the battery power supply device 1 incorporated in a part of the hybrid vehicle 80. Each system ( ⁇ ) to (D) will be described below.
  • the hybrid vehicle includes an engine 90, a motor 91, and a generator 92, and obtains the rotational power of the motor 91 from the battery pack 8.
  • the machine 92 is rotated to supply this power to the battery pack.
  • This control is executed by the vehicle control ECU (vehicle control device) 84 based on the data indicating the operation state of the battery from the battery ECU 2, so that the battery pack 8 is brought into an appropriate operation state. Will be maintained.
  • the operating conditions of the battery include the total voltage of the battery pack 8, the block voltage of the two battery modules 9 units, the charge / discharge current of the battery pack 8, the temperature of the battery modules, the air temperature for cooling the battery pack 8 (cooling Temperature) is detected, and each detected data is input to the battery ECU 2.
  • the SOC which is the amount of electricity stored for the battery capacity, is calculated from the detected values of voltage, current, and temperature, and the appropriate SOC is calculated. By performing discharge and charge so as to be maintained within the range, the state is controlled to an appropriate state without overdischarge or overcharge.
  • the total voltage of the battery pack 8 is the voltage between the positive and negative electrodes of the battery pack 8, and the voltage between the positive and negative power cables 35 and 35 pulled out from the battery holders 6 and 6. Measure.
  • the voltage of 9 units of the battery module is, in the present embodiment, two battery modules. It is configured to measure the terminal-to-terminal voltage between joules 9 and 9.
  • the first end plate 19 has two battery modules 9, a readout for measuring the voltage between terminals of 9 units.
  • the wire 37 is embedded in the resin plate by insert molding.
  • the lead line 37 drawn from the pass bar 28 force in this way is, as shown by the dashed line in FIG. 15, the above (1), (3), (5), (7), (9)
  • a lead wire 37 is connected to each of the bus bars 28 shown by (11), (13), (15), (17), (19), and (21). It is configured to be able to measure the voltage V between the pass bars of 1) and (3), and the voltage V 1M between the pass bars of (19) and (21).
  • the voltages V, 3 are
  • the abnormality can be detected only in a relatively narrow range.
  • the voltage measurement of the battery module 9 units can be used to calculate the SOC of the battery module 9 units from the charge / discharge current and the detection values obtained by the temperature detection of the battery module 9 units described later.
  • the detection of the discharge and charge current of the battery pack 8 is detected by a current sensor 87 arranged in a charge / discharge circuit between the battery pack 8 and the relay 86 as shown in FIG.
  • This current sensor 87 is connected to the charge / discharge circuit shown in FIG.
  • the power cable 35 from the battery pack 8 connected to the relay 86 accommodated in the circuit unit 3 and also accommodated in the charge / discharge circuit unit 3 passes through the current sensor 87.
  • the charging and discharging currents detected by the current sensor 87 are input to the battery ECU 2.
  • the battery temperature can be detected by detecting the abnormal temperature of each cell 7, detecting the temperature of the battery module 9 units, and detecting the temperature of the air that cools the battery pack 8 with the blower 5. Is configured.
  • the abnormal temperature of each of the unit cells 7 is detected by using an abnormal temperature sensor ⁇ 4 attached to each unit cell 7 when the battery module 9 is formed. .
  • the first end plate 19 is provided with connection wires 15 connecting the six abnormal temperature sensors 14 in series to both ends of the battery module 9.
  • the holding piece 43 for connecting the terminal piece 16 drawn out of the terminal is fixed to the resin plate by insert molding.
  • the holding piece 43 has a screw hole 45 at a portion exposed to the through-opening 44 formed in the first end plate 19, and the terminal strip 16 is inserted into the through-opening 44 and bent.
  • the terminal strip 16 is electrically and mechanically connected to the holding strip 43 by using a screw 46.
  • the holding piece 43 has two screw holes 45 and 45 at both ends, and connects the terminal pieces 16 of the adjacent battery modules 9.
  • the holding piece 43 shown by P in FIG. 10 has only a single screw hole 45 and plays only a role as one terminal.
  • a similar holding piece 43 is fixed to the resin plate by insert molding also on the second end plate 20.
  • the holding piece 43 of the second end plate 20 also has two screw holes at both ends, and connects the terminal pieces 16 of the adjacent battery modules 9.
  • the holding piece 43 shown as Q in Fig. 13 has only a single screw hole 45 and is used as the other terminal. Plays only a role.
  • the terminal strips 16 attached to the respective battery modules 9 are connected between the adjacent ones by the holding pieces 4 3, so that all the 120 cells 7 arranged in the battery holder 6 are connected.
  • the attached abnormal temperature sensors 14 are connected in series, and the state is as shown in FIG.
  • external holding wires 47 and 48 are connected to the holding piece 43 shown as ⁇ and the holding piece 43 shown as Q, respectively, and drawn out to the battery ECU 2.
  • the configuration for detecting the temperature abnormality of each cell 7 is the same for each of the two battery holders 6, 6, and is connected to the battery ECU 2, so that 120 single cells 7 in each battery holder 6 are provided. If any one of them abnormally rises in temperature, the resistance value of the abnormal temperature sensor 14 attached to the single cell 7 sharply increases, so that the battery ECU 2 detects a different resistance value than normal. The abnormality of the cell 7 is detected.
  • the temperature detection for each of the 9 battery modules is performed from the upstream side of the cooling air flow arranged in parallel in 3 rows and 7 columns for each battery holder 6, 6 as shown in Fig. 19.
  • Block temperature sensors 93a, 93b, 93c, and 93d are attached to the battery module 9 in the center of the first, third, fifth, and seventh stages, respectively. Detect the temperature of battery module 9.
  • the temperature of the second-stage, fourth-stage, and sixth-stage battery modules 9 without the block temperature sensors 93a to 93d are attached to the block temperature sensors 9 installed above and below, respectively. 3a to 9
  • the temperature of the battery module 9 can be determined by calculating from the temperature detected by 3d or estimating it as an intermediate value between them.
  • the battery modules 9 located on the left and right of each stage are also located at the center. It can be estimated from the temperature of the battery module 9 as an approximate temperature. Therefore, the cost of attaching the temperature sensor to all the 20 battery modules 9 accommodated in the battery holder 6 and further to the 40 battery modules 9 as the battery pack 8 is wasteful in wiring processing, detection temperature processing, and the like. Force to detect temperature without causing heat;
  • the temperature detecting means for estimating the temperature of each battery module 9 by the temperature sensor provided at the specific position is the battery module 9 located on the upstream side and the downstream side of the cooling air flow, in the state shown in FIG.
  • a temperature sensor is attached to the first and seventh battery modules 9, and the temperature distribution state can be calculated from the detected temperature values, and the second to sixth battery modules arranged between them can be calculated.
  • the temperature of joule 9 can be determined.
  • the temperature change mode of the battery module 9 under these temperature change conditions is determined in advance.
  • the temperature of one battery module may be detected, and the temperature of another battery module arranged in parallel may be estimated with reference to the temperature change condition. The temperature can be detected without providing a temperature sensor, and the temperature of 9 battery modules can be detected even if the number of temperature detection means is reduced.
  • S ⁇ C for each battery block is calculated from the above detected data of voltage, current and temperature.
  • Block voltage V,, V, detected for each of two battery modules 9 (see Fig. 15)
  • Detection of block temperature sensor 93 a 93 d The temperature of each battery block calculated from the output value and the current detected by the current sensor 87 are respectively input to the battery ECL'2, and the voltage and current state with the temperature as a parameter are used as parameters for each processor.
  • S ⁇ C for each block is calculated.
  • a relay 86 for shutting off the charging / discharging circuit of the battery hack 8 when an abnormality occurs is provided. Also, in order to prevent abnormalities from occurring during manufacturing and maintenance and inspection, a series circuit breaker plug (series circuit breaking means) 75 is provided to cut off the high-voltage line in the live state.
  • the relay 86 is connected to the positive and negative power cables 35, 35 from the battery pack 8, and the vehicle control ECU 8 connected to the vehicle when abnormalities occur. Operates under the control from 4 to shut off the charge / discharge circuit.
  • This relay 86 has three circuit contacts S1 to S3 as shown in Fig. 18 to open and close the circuit. When the circuit is interrupted, the contacts S1, S2 and S3 are connected. When the circuit is connected, close the contact S3 to which the inrush current prevention resistor (rush current prevention means) 8 8 is connected and the positive contact S1 and connect the battery pack 8 to the vehicle side device. To prevent excessive inrush current when connected. After the contacts S1 and S3 are connected, the circuit connection is made by closing the contact S2 and opening the contact S3 after a predetermined delay time. The relay 86 and the resistor 88 are accommodated in the charge / discharge circuit unit 3 shown in FIG.
  • the series circuit interrupting plug 75 is used to cut off the series connection circuit of the battery and perform hot-line operation on the high-voltage line when the battery power supply 1 is manufactured or when the exterior case 4 is opened for maintenance and inspection. This is to solve the state. At the time of manufacture, a part of the series circuit is cut off by removing the series circuit breaker plug 75, and after completion, the series connection of the battery of the battery pack 8 is performed by inserting the series circuit breaker plug 75. Done. Also during maintenance and inspection. When the outer case 4 is opened, a part of the series circuit of the battery is cut off by the series circuit cut-off plug 75 provided outside the outer case 4 so that the live state of the high-voltage line is released.
  • the series circuit interrupted by the series circuit interruption plug 75 can be connected between the battery holders 6 and 6 as shown in FIG. 18 or between the connection of the battery modules 9 as shown by phantom lines in FIG. #2.
  • the connection cable 36 between the battery holders 6 and 6 shown in Fig. 3 is removed, and the positive output terminal of one battery holder 6 and the other battery holder 6 is connected to the series circuit breaker plug 75.
  • the pass bar 28 of (17) shown in FIG. 15 is exposed through the opening provided in the first end plate 19, and is used for post-processing.
  • the portion indicated by N is further cut off, and the portions indicated by 17a and 17b and the series circuit cut-off plug 75 are connected by conductors 76 and 77.
  • a blower 5 is provided as shown in FIG. 1, and the lower opening of the holder case 10 is used as an air inlet 53.
  • the upper opening serves as an air outlet 54, and each battery module 9 is cooled by forced air cooling flowing from below (upstream side) to above (downstream side).
  • the holder case 10 has 20 battery modules 9 at both ends of the first end plate 19 and the second end plate 20. It is fixed and housed. In addition, the battery module 9 is located at two locations each having a length of about 1/3 from both ends in the longitudinal direction. Through holes 25 of the partition walls 25, 25 through the vibration isolating rings 51, 51 Supported by a.
  • the anti-vibration ring 51 is formed integrally with the anti-vibration rubber sheet 22 so as to protrude from the surface thereof, and all the anti-vibration rings 5 are formed in the through holes 25 a of the partition wall 25.
  • Press-fit 1 and install along one side of bulkhead 2 5 Can be
  • the two partition walls 25, 25 make the holder case 10 have three spaces, that is, a first partitioned space 26 a, in the order from the second end plate 20 to the first end plate 19. It is divided into the second compartment 26b and the third compartment 26c, and the cooling plate 21 is inserted into the center of each compartment 26a, 26b, 26c from above. It is fixed to the case body 18.
  • FIGS. 8 and 19 show the cooling adjustment fins 52 (first fin 52 a, second fin 52 b, and third fin) formed on the cooling plate 21. Fin 52c, fourth fin 52d, fifth fin 52e, sixth fin 52f, seventh fin 52g, eighth fin 52 h) and the respective battery modules 9 loosely inserted into the through holes 21 a of the cooling plate 21.
  • each cooling adjustment fin extends to a position close to the partition walls 25, 25, and is configured to adjust the flow direction and the flow velocity of the air flow.
  • the three lowermost holes (first stage) 2 la the insertion holes 21a from the first stage to the seventh stage are indicated by 1 to 1 in Fig. 19
  • a first fin 52a having an arc-shaped cross section is provided to reduce the rate of direct air contact with the first-stage battery module 9.
  • the second-stage fin 52b has cut-off portions t and t on both sides of the H-shaped section
  • the third-stage fin 52c has a cut-off portion in the center of the H-shaped section.
  • the fourth stage In 52d a wide cut portion is formed at the center of the H-shaped section, increasing the rate of direct air exposure to the second-stage battery module 9 compared to the first-stage battery module 9.
  • the proportion of air that directly hits the third-stage battery module 9 is higher than that of the second-stage battery module 9, and the air is directly blown to the fourth-stage battery module 9 rather than the third-stage battery module 9.
  • two vertically elliptical cross sections (the one shown in Figure 19 is The shape of the fin is hollow, but it may not have a hollow part) and two fins with a semi-elliptical shape with a vertical cross section (the hollow part does not have a hollow part)
  • a fifth stage fin 52 e consisting of four fins arranged side by side with the fins.
  • the two vertically elongated elliptical fins located at the center are located at the center point of the four insertion holes ⁇ , 4, 5, ⁇ on the left and right, and the two vertically elongated fins located at both ends
  • the semi-elliptical fins are located on the outer side in the middle of the upper and lower corresponding insertion holes 4, 5, and are in contact with the sides of the plate body 21b.
  • the fifth stage fin 52 e has substantially the same shape as the fifth stage fin 52 e, and is provided with a sixth stage fin 52 f and a seventh stage fin 52 g composed of four fins at the same position. Further, above the three through-holes at the uppermost stage (seventh stage), the upper half of each fin of the 7th stage fins (52 g) is cut off, An eighth fin 52 h composed of four fins in the same relationship as the 52 fin of the fin is provided.
  • the cross-sectional area of each of the fins of the sixth-stage fin 52 f is larger than the cross-sectional area of the fin of the fifth-stage fin 52 e.
  • the cross-sectional area of each fin of the 7th-stage fin 52 g is larger than the cross-sectional area of the fin. Going up like this By increasing the cross-sectional area of the cooling adjustment fins 52 e, 52 f, and 52 g, the flow path of the air flow formed between the battery module 9 and the cooling adjustment fin 52 is increased. The higher the airflow, the higher the flow velocity of the air flowing around the battery module 9 in the fifth stage than the flow velocity of the air flowing around the battery module 9 in the fourth stage.
  • the flow velocity of the air flowing around the sixth-stage battery module 9 is made larger than the flow velocity of the air flowing around the module 9, and is higher than the flow velocity of the air flowing around the sixth-stage battery module 9. However, the flow velocity of the air flowing around the seventh-stage battery module 9 is increased. This is based on the fact that increasing the airflow velocity increases the cooling effect in proportion to the square root.
  • the air cooling structure of the battery module 9 has been described using the second compartment space 26 b as an example, but the air cooling structures of the other first compartment space 26 a and the third compartment space 26 c are configured in the same manner.
  • the battery module 9 (see Fig. 19) belonging to the lower group of the multiple battery modules 9 arranged in multiple stages in parallel in the direction orthogonal to the airflow flowing from below to above.
  • the shielded fins 52 a to 52 d are used to adjust the amount of air that directly hits the battery module 9.
  • the lower side of the battery module 9 is covered, and the amount of air directly hitting the battery module 9 gradually increases toward the upper stage from the lowermost stage (first stage).
  • the air that cools the battery modules 9 belonging to the lower group is composed of the channels 55, 55 and the battery modules 9 and sidewalls, the majority of which are formed between the left and right battery modules 9. Passage formed between 2 and 4 After ascending 56 and 56 and partially entering the battery module 9, it rejoins the passages 55 and 56 and reaches below the fifth-stage battery module 9: It is used to cool battery modules 9 belonging to the upper group (in the case shown in Fig. 19, those arranged in the 5th to 7th tiers), but to belong to the lower group. In order to compensate for this, the air temperature has risen considerably and the cooling effect has been reduced due to cooling of the battery module 9 in the upper tier.
  • each of the passages 55, 55, 56, 56, the fifth, sixth, and seventh battery modules 9 are provided above each of the passages 55, 55, 56, 56, the fifth, sixth, and seventh battery modules 9 are provided. So that it is positioned diagonally below and above the battery module 9 in the seventh tier. The distance between the battery module 9 and the battery module 9 was gradually narrowed, and the air flow around the battery module 9 was increased so as to compensate for the decrease in the cooling effect of the air that gradually increased in temperature. The cooling of the battery modules 9 in the fifth to seventh stages) can be performed almost equally.
  • all the battery modules 9 from the lowermost stage to the uppermost stage are configured to be cooled almost equally.
  • the adjustment of the airflow for uniform cooling is performed, for example, in the lower three stages.
  • the shielded fins are used for the battery module 9 in the middle, and no fins are provided for the battery module 9 in the middle in the middle. It is also possible to use a configuration such as adjusting the air flow.
  • FIG. 20 shows a cooling adjustment fin structure designed according to the gist:
  • the lower three-stage battery module 9 includes shielded fins 91 a, 91 b, and 9 b. 1 c is provided, and no fin is provided for the middle fourth-stage battery module 9, and the upper three-stage battery module 9 is provided with flow path restricting fins 9 1 d, 9 1 e, and 9 1 f And outer fins 92d, 92e, and 92f.
  • the blower 5 and the motor 57 are arranged on the lower side of the holder case 10, and the air outlet 58 is located below the holder case 10.
  • the air blown from the blower 5 reaches the air inlet 53 at the lower end of the holder case 10 through the air supply chamber 59 formed at the lower part of the outer case 4, and then flows through the inside of the holder case 10.
  • the discharge case 61 is formed at the upper end of the outer case 4 so as to be discharged to the outside of the outer case 4.
  • FIG. 21 shows a structure in which one blower 5 sends cooling air to the left and right battery holders 6 and 6 by pressure.
  • the blower 5 has a pair of left and right sirocco fans and blowers 58, 58, and takes in the air in the vehicle cabin through the air intake 62, and the left and right air supply chambers from the pair of blowers 58, 58. Air is evenly distributed to 59 and 59.
  • Each of the air supply chambers 59 is surrounded by a bottom plate 4 a of the outer case 4, a front wall 4 b standing at a front position of the bottom plate 4 a in FIG. 21, and a lower surface of the holder case 10.
  • a plurality of curved rectification guides 6 4 a, 6 4 for guiding the air from the air outlet 58 to the back side and sideways are provided at an inlet 63 opposed to the air outlet 58.
  • b, 64c are erected on the bottom plate portion 4a: the inlet 63 is provided at the center of the outer case 4 in the width direction, below the first partitioned space 26a of the holder case 10. It is arranged to be located in.
  • the bottom plate portion 4a is located in the air supply chamber 59. It is formed so as to have a slope 66 gradually rising toward the outer side, that is, toward the second partitioned space 26 b and the third partitioned space 26 c.
  • a short wind direction guide 67 that guides air upward is provided below the boundary between the second compartment 26b and the third compartment 26c of the probe 65 (see Fig. 8). See)
  • the air taken in from the inlet 63 passes through two air passages formed in the middle of each of the three straightening guides 64 a, 64 b, and 64 c, and passes through the rear side and the second and third sides. While being guided to the compartment spaces 26 b and 26 c, a part of it is guided into the] compartment space 26 a. At this time, in order to prevent an insufficient amount of air from flowing into the first compartment 26a through the air passage, the air flow is located near the air passage entrance on the second end plate 20 side. A wind direction guide 68 that guides air upward is provided. Part of the air that has exited the two air passages is guided into the second partitioned space 26b, and the rest is guided below the third partitioned space 26c.
  • the wind direction guide 67 is provided so that the amount of air guided into the second partitioned space 26 b is not insufficient.
  • the air guided below the third compartment 26 c is guided into the third compartment 26 c.
  • the rectification guides 64a, 64b, 64c, wind direction guides 67, 68, and slopes 65, 66, each compartment space 26a, 26 b and 26c the amount of air taken in is almost uniform, and the amount of air taken in between the front and back sides of each compartment 26a, 26b, 26c is not uniform. Is preventing.
  • the two cells 7 arranged in the second compartment 26 b are located at the center of the battery module 9, and are located in the first and third compartments 26 a, 26 c.
  • the outer case 4 has a holder case mounting seat portion 7 1 on a bottom plate portion 4 a thereof, and left and right holder cases 10 and 10 have leg portions 7 2.
  • the outer case 4 has a flange portion 74 attached to the vehicle body at the periphery of the exterior case 4.
  • the battery power supply device 1 supplies battery power to a vehicle that is a hybrid vehicle and receives charging power from a generator on the vehicle side.
  • the battery pack 8 can be maintained in an appropriate operation state. Therefore, the battery ECU 2 outputs data such as the voltage, current, temperature, and SOC indicating the operation state of the battery detected by each sensor to the vehicle control EC (vehicle control means) 84 on the vehicle side.
  • the vehicle control EC vehicle control means
  • the vehicle control ECU 84 includes an engine 90, a motor 91, and a generator in accordance with data input from an accelerator sensor for detecting an accelerator opening, the battery ECU 2, and the like.
  • the control of the use of battery power to obtain the driving torque for vehicle running is performed, and the control is performed so that the battery charging power from the generator 92 is appropriately obtained.
  • the data output from the battery ECU 2 to the vehicle control ECU 84 includes discharge and charge power limit data, charge / discharge request data for SOC adjustment, battery status data such as SOC, voltage, temperature, and the like. It is abnormality detection data and the like, and is output as a digital signal quantified.
  • the SOC is calculated as described above.
  • the block voltage (V) detected in the unit of the two battery modules 9 and the current (I) detected by the current sensor 87 change according to the battery temperature.
  • the S ⁇ C for each battery block can be determined by referring to the state in a predetermined data table. Can be.
  • the SOC is an electric characteristic specific to a battery type whose I-V characteristic curve changes depending on the amount of electricity stored, and the nickel-metal hydride battery used in the present embodiment also has an electric characteristic specific to it. Therefore, a characteristic curve in which the I-V characteristic curve changes depending on the state and temperature of S ⁇ C is obtained in advance, and the voltage detected at a predetermined time (for example, 100 ms) at the detected battery temperature is obtained.
  • Values and current values are plotted on the coordinates of the I-V characteristic graph at the corresponding temperature, and a comparison between the distribution curve of the plot group and the I-V characteristic curve obtained in advance gives an approximate I
  • the V characteristic curve can be detected as the state of SOC.
  • the battery ECU 2 calculates the SOC and outputs it to the vehicle control ECU 84, and outputs the charge / discharge power limit data based on the S ⁇ C and the voltage, current, and temperature detection data. Restrict use of battery power supply 1.
  • the driving power by the motor 91 drives the discharge power.
  • the driving power of the engine 90 promotes an increase in the charging power.
  • the vehicle control ECU 84 outputs the charge / discharge request data so that the data becomes a predetermined value within the appropriate SOC range, thereby controlling the engine 90 and the motor 91 by the vehicle control ECU 84.
  • the charging or discharging is performed so that the SOC becomes a predetermined value.
  • the battery ECU 2 has different SOC, voltage, current, and temperature detection values. When a normal state is detected, this is output from the battery ECU 2 to the vehicle control ECU 84 (", so that the vehicle control ECV 84 executes a measure corresponding to the abnormal state. When temperature is detected, or when an overdischarge state is detected by SOC determination, the vehicle control ECU 84 operates the relay 86 to cut off the charge / discharge circuit. The occurrence can be prevented.
  • the temperature, voltage, and current at a plurality of locations of the battery pack are detected, and at the same time, the operating state of the battery is detected by the SOC calculated from the detected values. .
  • the battery power supply device is controlled so as to have appropriate charge / discharge power.
  • an abnormal state of the battery pack can be detected from each detected value, it is possible to promptly take a measure for the abnormality. Therefore, when this battery power supply is used as a power supply, stable battery power is always supplied and an emergency can be dealt with promptly. Therefore, the present invention is intended to stabilize the operation of the device using the battery power supply.

Description

明 細 書
電池電源装置 技術分野
本発明は、 単電池の集合体と して構成された電池パックに、 この電池 パックを適正な動作状態に制御する手段を設けて構成した電池電源装置 に関するものである。 背景技術
この種の電池電源装置と して、 二次電池である複数個の単電池を電気 的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを構成し、 この電池モジ ユールをホルダケース内に所要数収容して直列接続することによ り所要 の出力電圧を得て、 自在に充放電できるよ うにしたものが知られている ( しかしながら、 上述したよ うに構成された電池電源装置を電気自動車 あるいはハイプリ ッ ド車に搭載する場合には過酷な使用状態に曝される ため、 電池の温度ゃ充放電等を制御して適正な動作状態に維持すること が要求される。 この要求に応えるためには、 電池電源の温度や電圧等を 検出して電池電源装置自 らの状態を把握すると共に、 検出された温度、 電圧、 電流や 2 5 °Cにおける電池容量に対して蓄電された電気量を示す S O C ( S t a t e o f C h a r g e ) 等の電池電源の動作状態を 示すデータを、 電池電源を使用する外部装置に報知する必要がある。 本発明の目的とすると ころは、 電池の動作状態を検出するセンサ類、 異常時の制御手段、 動作状態の外部への報知手段等を備えた電池電源装 置を提供することにある。 発明の開示
上記目的を達成するための本願の第 1発明は、 二次電池である複数個 の単電池を電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを形成し 複数本の電池モジュールを立体的に並列配置してホルダケース内に保持 させると共に、 複数本の電池モジュールを電気的に直列接続した電池パ ック と、 この電池パック内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、 単 数または複数の電池モジュール単位の温度を検出する温度検出手段を設 けたことを特徴とする。
電池はその温度によ り電池特性が変化し、 特に多数の電池モジュール を集積すると温度上昇が生じやすく 、 電池電源と して動作状態が不安定 となるが、 上記構成によれば、 温度検出手段によ り単数または複数の電 池モジュール単位での温度を検出することができるので、 単数または複 数の電池モジュール単位で温度管理ができ、 各電池モジュールが均等温 度になるよ う に冷却手段ゃ充放電を制御して電池パック内の温度を適正 に保つことができる。
上記構成における冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方 向に冷媒を流動させるよ うに構成され、 温度検出手段は冷媒流動の上流 側及び下流側の電池モジュールの温度を検出し、 電池パック内の温度分 布傾向に基づいて上流側及び下流側の電池モジュールの検出温度から中 流部の電池モジュールの温度を演算するよ うに構成するこ とができ、 検 出された冷媒流動の上流側及び下流側の電池モジュールの温度を既知の 温度分布傾向に参照して中流部の電池モジュールの温度を演算すること ができ、 中流部の電池モジュールに温度センサを設けることなく温度が 検出できるので、 温度検出手段の配置数を少なく しても電池モジュール 単位の温度検出が可能となる。
また、 冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を 流動させるよ う に構成され、 温度検出手段は冷媒流動方向と直交する方 向に並列配置された 1 つの電池モジュールの温度を検出し、 電池パック 内の温度分布傾向に基づいて並列配置された他の電池モジュールの温度 を演算するよ うに構成することができ、 冷媒流動方向に直交する方向の 温度分布傾向を予め求めておく ことによ り 、 冷媒流動方向に直交する方 向に並列配置された 1 つの電池モジュールの温度を検出することによつ て、 他の並列位置にある電池モジュールの温度を温度分布傾向から演算 することができる。
また、 冷却手段は電池モジュールの長手方向と直交する方向に冷媒を 流動させるよ うに構成され、 温度検出手段は 1 つの電池モジュールの温 度を検出することによ り、 電池パック内の温度分布傾向に基づいて他の 電池モジュールの温度を演算するよ う に構成することができ、 電池パッ ク内の電池モジュール単位で温度分布傾向を求めておく ことによ り 、 1 つの電池モジュールの温度検出から他の電池モジュールの温度を演算す ることができるつ
上記電池パック内の温度分布傾向は、 冷媒の流量及び温度、 充放電平 均電力のデータに基づいて求めることができ、 冷却構造が一定の状態に 形成された電池パック内の温度分布傾向は、 温度変化をもたらす要因の 変化に対応するデータ と して取得できるので、 基準点の温度をセンサで 検出することによ り温度分布傾向から基準点以外の温度を演算すること ができる。
また、 温度検出手段は、 単数または複数の電池モジュール単位で温度 を検出する温度センサと して構成することができ、 温度センサを各電池 モジュールに配置すれば検出精度は向上するが、 コス トゃ配置スペース 等を考慮すれば、 要所に温度センサを配置し、 これを基準と して既知の 温度分布傾向から温度センサが配置されていない電池モジユールの温度 を演算すること もできる。
また、 温度検出手段による検出温度に基づいて冷却手段の動作を制御 することによ り、 冷媒流量や流速の調整によ り電池パック内の温度を適 正状態に制御することができる。 本願の第 2発明は、 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュールを形成し、 複数本の電池モジュール を立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると共に、 複数本の 電池モジュールを電気的に直列接続した電池パック と、 この電池パック 内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、 前記電池パッ クに設定した 複数位置の電圧を検出する電圧検出手段と、 電池パッ クの充放電電流を 検出する電流検出手段とを備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、 各検出手段によ り検出される電圧と電流とから電 池パッ クの充放電電力が演算でき、 また、 電池モジュールを直列接続し た複数位置の電圧から電池モジュール単位でも充放電電力が演算できる ので、 電池電源の動作状態を把握するこ とができ る。
上記構成における電圧検出手段は、 電池パックの総電圧を検出する手 段を備えて構成することができ、 充放電電流の検出に併せて電池パック の充放電電力を把握することができる。
また、 電圧検出手段は、 単数または複数の電池モジュール単位で電圧 を検出する手段を備えて構成することができ、 充放電電流の検出に併せ て単数または複数の電池モジユール単位の充放電電力から、 その動作状 態を検知し、 異常発生時にも異常が生じた電池モジュールを特定するこ とが容易となる。
本願の第 3発明は、 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュールを形成し、 複数本の電池モジュール を立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると共に、 複数本の 電池モジュールを電気的に直列接続した電池パック と、 この電池パック 内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、 前記電池パックに設定した 複数位置の電圧を検出する電圧検出手段と、 電池パッ クの充放電電流を 検出する電流検出手段と、 単数または複数の電池モジュール単位の温度 を検出する温度検出手段と、 各検出手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電池容量判定手段とを備えたことを特 徴とする：
上記構成によれば、 各検出手段によ り検出される電圧、 電流、 温度か ら電池の充放電電力等の動作状態を検知することができると同時に、 電 圧、 電流、 温度が変化する状態から電池の S O Cが演算でき、 過放電や 過充電とならない適正な S O C範囲に制御するこ とができる。
上記構成における電池容量判定手段は、 電圧検出手段によ り検出され た単数または複数の電池モジュール単位の電圧と、 温度検出手段によ り 検出された単数または複数の電池モジュール単位の温度と、 電流検出手 段によ り検出された電流とに基づいて単数または複数の電池モジュール 単位の S O Cを算出するよ うに構成するこ とができ、 単数または複数の 電池モジュール単位での S〇 Cが把握できるので、 電池モジュール単位 での動作状態やそのばらつき、 あるいは異常の検出を行う ことができる c また、 電池容量判定手段は、 各電池温度に対応して予め求められた電 圧 · 電流データテーブルに、 各検出手段によって検出された電圧、 電流, 温度を参照して単数または複数の電池モジュール単位の S O Cを算出す るよ うに構成することができ、 予め求められた電池温度毎の電圧 · 電流 特性に各検出値を参照することによ り 、 単数または複数の電池モジユ ー ル単位での S O Cの変化を各検出値の検出間隔で知ることができ、 電池 パッ クの動作状態を経時変化で検出するこ とができ る。
また、 電池容量判定手段は、 温度検出手段によ り単数または複数の電 池モジュール単位の温度を検出する と共に、 電圧及び電流の各検出手段 によ り所定時間間隔で電圧及び電流を検出して、 各時点での電圧及び電 流の検出値を電圧 · 電流特性座標上にプロ ッ ト してなる電圧 · 電流検出 値群と、 各電池温度に対応して予め求められた電圧 ' 電流データテープ ノレとを比較して単数または複数の電池モジュール単位の S O Cを算出す るよ うに構成することができ、 予め求められた電池温度毎の電圧 ' 特性に各検出値を電圧 · 電流特性座標上にプロ ッ ト して比較するこ と に よ り 、 その近似から電池モジュール単位での S 〇 Cを検知することがで さる,
また、 電池容量判定手段は、 各検出手段によって検出された電圧、 電 流、 温度及び電池容量判定手段によ り算出された S O Cに基づいて冷却 手段の動作を制御するよ うに構成することができ、 電池モジュールの温 度変化の要因となる各検出値に基づいて冷却手段の動作を制御するこ と によ り、 電池モジュールを適正温度に保つ制御を行う ことができる。 本願の第 4発明は、 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュールを形成し、 複数本の電池モジュール を立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると共に、 複数本の 電池モジュールを電気的に直列接続して電池パックを構成し、 この電池 パックの正負両極が当該電池電源装置を使用する外部装置に接続された 電池電源装置において、 前記電池パック と前記外部装置との接続を開閉 する リ レーを設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、 充放電回路にリ レーを設けることによ り、 異常発 生時には充放電回路を遮断して電池パック と外部装置との接続を遮断す るよ うに構成するこ とができ、 異常に対応した制御を行う ことができる : 本願の第 5発明は、 二次電池である複数個の単電池を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュールを形成し、 複数本の電池モジュール を立体的に並列配置してホルダケース内に保持させる と共に、 複数本の 電池モジュールを電気的に直列接続した電池パック と、 この電池パック 内に冷媒を強制的に流動させる冷却手段と、 前記電池パックに設定した 複数位置の電圧を検出する電圧検出手段と、 電池パックの充放電電流を 検出する電流検出手段と、 単数または複数の電池モジュール単位の温度 を検出する温度検出手段と、 各検出手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電池容量判定手段と、 前記電池パック の正負両極が接続される当該電池電源装置を使用する外部装置との接続 を開閉する リ レーとを備えてなるこ とを特徴とする。
上記構成によれば、 各検出手段によ り検出される電圧、 電流、 温度、 これらから演算される S O Cによ り、 電池パック及び電池ブロ ック単位 での電池動作状態が把握でき、 更には、 リ レーによ り異常時の対応がな されるので、 電池電源装置の動作管理を確実に行う ことができる。
上記構成において、 リ レーの接続回路に突入電流防止手段を設けるこ とによ り 、 過大な突入電流による回路構成要素の損傷を防止するこ とが できる。
また、 直列接続された電池モジュールの直列回路の少なく と も 1 か所 を遮断する直列回路遮断手段を設けることによ り 、 製造時や保守点検時 等に直列回路を遮断して高電圧回路の活線状態を停止させることができ 本願の第 6発明は、 モータ及び発電機を備え、 前記モータを走行駆動 源と して使用する自動車に搭載され、 二次電池である複数個の単電池を 電気的且つ機械的に直列に接続して電池モジュールを形成し、 複数本の 電池モジュールを立体的に並列配置してホルダケース内に保持させると 共に、 複数本の電池モジュールを電気的に直列接続して電池パックを構 成し、 この電池パックの正負両極を前記自動車に接続する と共に、 この 電池パック内に強制的に冷媒を流動させる冷却手段を備えた電池電源装 置において、 前記電池パックに設定した複数位置の電圧を検出する電圧 検出手段と、 電池パッ クの充放電電流を検出する電流検出手段と、 電池 パック内に設定した複数位置の温度を検出する温度検出手段と、 各検出 手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電 池容量判定手段と、 電池パックの動作状態データを前記自動車の車両制 御手段に出力する電池情報伝達手段と、 前記電池パックの自動車との接 続回路を開閉する リ レーとを備えてなることを特徴とする。 上記構成によれば、 当該電池電源装置をモータ及び発電機を備えた自 動車に搭載し、 電池状態伝達手段から電池パックの動作状態データを車 両制御手段に出力することによ り、 車両制御手段はモータ及び発電機の 動作を制御して、 電池パックが適正な動作状態に維持されるよ うにして 電池電力を使用することができる。
また、 各検出データから異常が検知されたときにはリ レーによ り電池電 源装置の接続を遮断するので、 異常に伴う電池電源装置及び車両のダメ —ジ発生を抑えることができる。
上記構成における電池状態伝達手段は、 各検出手段によって検出され た電池パック の異常状態を車両制御手段に出力するよ うに構成すること によ り 、 車両制御手段は電池パックの異常状態を検知して、 これに対応 した制御を行う こ とができる。
また、 リ レーは、 異常発生時に車両制御手段によ り電池パックの自動 車との接続回路を遮断するよ う に構成され、 車両制御手段が異常状態を 検知したときに電池電源装置との接続を遮断し、 異常状態への対応を迅 速に行う ことができる。 図面の簡単な説明
図 1 は電池電源装置の全体構成を示す斜視図であり 、
図 2は電池電源装置を自動車に搭載した状態を示す概略側面図であり、 図 3は電池パックの構成を示す斜視図であり、
図 4 Aは電池モジュールを示す正面図であり 、 図 4 Bはその左側面図 であり 、 図 4 Cはその右側面図であり 、
図 5は外装チューブを仮想線で示した電池モジュールの斜視図であ り 、
図 6は電池モジュールの要部を示す一部切り欠き断面図であり、 図 7は電池ホルダを分解して示す斜視図であり、 図 8は電池ホルダの断面図であり 、
図 9は電池ホルダの要部を示す拡大断面図であり 、
図 1 0は第 1 エン ドプレー トを内面側から見た正面図であり、 図 1 1 Aは図 1 0の A— A線拡大断面図であり 、 図 1 1 Bはその正面 図であり 、
図 1 2は図 1 0 の B— B線拡大断面図であり 、
図 1 3は第 2ェン ドブレー トを外面側から見た正面図であり 、 図 1 4は図 1 3 の C C線拡大断面図であり 、
図 1 5は電池モジュールの接続状態を示す接続図であり 、
図 1 6は電池電源装置をハイブリ ッ ド車に搭載した状態のシステム構 成図であり 、
図 1 7は異常温度検出センサの接続状態を示す接続図であり、 図 1 8は充放電回路ュニッ トの構成を示す回路図であり 、
図 1 9は冷却構造を示す断面図であり、
図 2 0は冷却調整フィ ンの別実施態様を示す断面図であり、 図 2 1 は冷却構造を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、 本発 明の理解に供する。 本実施形態に係る電池電源装置は、 内燃機関と電池 駆動モータとを組み合わせて走行駆動動力を得るハイブリ ッ ドタイプの 自動車における電池電源と して構成されたものである。
図 1 に示すよ うに、 電池電源装置 1 は、 複数の単電池 （セル） を直列 接続した電池モジュールを所要数収容した 2つの電池ホルダ 6 、 6によ り構成された電池パック 8 と、 この電池パック 8内の単電池を冷却する ための送風機 （冷却手段） 5 と、 リ レー、 電流センサ等を収容した充放 電回路ュニッ ト 3 と、 電池パック 8の電池容量の状態を検出すると共に 動作状態データを出力する電池 E C U (電池容量判定手段 Z電池状態伝 達手段） 2 とを備え、 これらは外装ケース 4内に収容されている。 この 電池電源装置 1 は、 図 2に示すよ うに、 ハイブリ ッ ド車 8 0の後部座席 8 2 と ト ラ ンクルーム 8 3 との間に設定された空間に配設され、 ェンジ ンルーム 8 1 内にエンジンと一体的に構成されたモータに駆動電力を出 力し、 発電機からの充電電力が入力される。
前記電池パック 8は、 図 3に示すよ うに、 ニッケル水素二次電池の単 電池 7 を 6個直列接続して構成された電池モジュール 9 を、 例えば、 ホ ルダケース 1 0内にそれぞれ 2 0本ずつ収容して電池ホルダ 6 、 6 と し. 電池ホルダ 6 と して電圧 1 4 4 Vの電力を出力し、 2つの電池ホルダ 6 . 6 を直列接続した場合に電池パック 8 と して出力電圧 2 8 8 Vの電力供 給ができるよ う に構成されている。
前記電池モジュール 9は、 図 4、 図 5、 図 6に示すよ うに、 各単電池 7間を金属製の接続リ ング 5 0を介したスボッ ト溶接 Sによ り直列接続 することによって形成されている。 この電池モジュール 9のプラス電極 端は、 図 4 Bに示すよ うに、 座部 1 1 a を備えた四角形ナッ ト 1 1 がプ ラス電極端の単電池 7に取り付けられた前記接続リ ング 5 0にスポッ ト 溶接されている。 また、 電池モジュール 9 のマイナス電極端は、 図 4 C に示すよ う に、 座部 1 2 a を備えた六角形ナツ ト 1 2がマイナス電極端 の単電池 7に取り付けられた前記接続リ ング 5 0にスポッ ト溶接されて いる。 前記四角形ナッ ト 1 1 の対向辺間の寸法と、 前記六角形ナッ ト 1 2の対向辺間の寸法とは同一寸法に形成されており、 後記する四角形状 保持凹部 3 0 a 、 六角形状保持凹部 3 0 bにこれらナッ ト 1 1 、 1 2 の 形状の一致するものだけが嵌合できるよ うになっており 、 電池極性が誤 まって接続されることを防止している。 また、 単電池 7間の接続部には, 同一電池におけるブラス電極とマイナス電極との短絡を防止するため樹 脂製の絶縁リ ング 1 3 a 、 1 3 bが介装されている。 この絶縁リ ング 1 3 a 、 1 3 b には外径の異なる 2種類のものがあり、 計 6個の絶縁リ ン グ 1 3 a 、 1 3 bのう ち、 1 3 bで示す 2つのものが外径が大となって いるこ
また、 電池モジュール 9 を構成する単電池 7の側周面には、 所定の臨 界温度で抵抗値が急激に変化する温度検出素子、 例えば、 ポリ スイ ッチ のよ うな異常温度センサ 1 4が接着され、 接続線 1 5によつて直列に接 続され、 その両端に折り 曲げ可能な金属板からなる端子片 1 6 、 1 6が 電池モジュール 9 の両端から突出するよ うに取り付けられている。 この 異常温度センサ 1 4は単電池 7個々に設けられているので、 単電池 7が 異常に昇温した状態を検出することができる。
更に、 電池モジュール 9は、 図 5に示すよ うに構成した後、 塩化ビニ ール等の電気絶縁性及び熱収縮性を有する外装チューブ 1 7によって、 前記異常温度センサ 1 4及びその接続線 1 5は単電池 7 と共に被覆され る。 前記プラス電極となる四角形ナッ ト 1 1 、 前記マイナス電極となる 六角形ナッ ト 1 2及び両端子片 1 6 、 1 6が外装チューブ 1 7から露出 した状態となる。
この電池モジュール 9 を収容するホルダケース 1 0は、 図 3、 図 7 、 図 8に示すよ うに、 ケース本体 1 8、 第 1エン ドプレー ト 1 9、 第 2ェ ン ドプレー ト 2 0 、 3枚の冷却フィ ンプレー ト 2 1 、 2 1 、 2 1及び 2 枚の防振ゴムシー ト 2 2 、 2 2で主構成されている。
ケース本体 1 8は、 上下面が開放された直方体ボック ス形状に形成さ れた樹脂一体成形品で、 4枚の鉛直壁を構成する両端壁 2 3 、 2 3及び 両側壁 2 4 、 2 4の内部に形成される空間 2 6は、 両端壁 2 3 、 2 3に 平行な 2枚の隔壁 2 5 、 2 5によって 3つの空間 2 6 a 、 2 6 b 、 2 6 c にほぼ等しく 区画されている。 第 2エン ドプレー ト 2 0側の第 1 区画 空間 2 6 a 、 中央の第 2区画空間 2 6 b、 第 1 エン ドプレー ト 1 9側の 第 3区画空間 2 6 c のそれぞれには、 その中央部に位置し、 且つ両端壁 2 3 、 2 3に平行になるよ うに冷却フィ ンプレー ト 2 1 が上方よ り挿入 され、 ケース本体 1 8に固定される。
端壁 2 3 、 2 3、 隔壁 2 5 、 2 5及び冷却フィ ンプレー ト 2 1 、 2 1 2 1 には、 同一対応位置に電池モジュール 9を挿通するための揷通孔 2 3 a 、 2 5 a 、 2 1 a 力 横 （水平方向） 3歹 IJ、 縦 （鉛直方向） 7列の 計 2 1個設けられ、 電池モジュール 9 の外径よ り 大きい径に形成されて レヽる c
ケース本体 1 8の一端部には第 1 エン ドプレー ト 1 9が 4隅のビス孔 7 0を利用して端壁 2 3にビス止め固定されている。 また、 ケース本体 1 8 の端壁 2 3 の周囲には額縁部 2 7が形成され、 第 1 ェン ドプレー ト 1 9を嵌合状態に収容する。 更に、 ケース本体 1 8 の他端部には第 2ェ ン ドプレー ト 2 0が端壁 2 3に離接可能に保持されている。 即ち、 第 2 ェン ドプレー ト 2 0がケース本体 1 8 の他端部に形成された額縁部 2 7 に移動可能な状態で嵌合保持されている。
第 1 エン ドプレー ト 1 9は、 図 7〜図 1 2に示すよ うに、 樹脂板にパ スバー 2 8がイ ンサー ト成形によ り埋設固定され、 樹脂板の内面 2 9に 電池モジュール 9 のブラス電極端となる四角形ナッ ト 1 1 を嵌合保持す る四角形状の保持凹部 3 0 a及び電池モジュール 9 のマイナス電極端と なる六角形ナツ ト 1 2を嵌合保持する六角形状の保持凹部 3 0 bが設け られている。 これらの保持凹部 3 0 a 、 3 O bは、 前記揷通孔 2 3 a 、 2 5 a , 2 1 a に対応する位置に設けられ、 全体と して横 3列、 縦 7列 の計 2 1 個設けられ、 図 1 0に示すよ うに、 隣り合う一方はプラス側の 四角形状の保持凹部 3 0 a 、 他方はマイナス側の六角形状の保持凹部 3 O b となる関係で、 2種類の保持凹部 3 0 a 、 3 O bが交互に配設され ている。
各保持凹部 3 0 a 、 3 0 bは、 電池モジュール 9の電極端のナッ ト 1 1 . 1 2に嵌合する形状に形成されているので、 プラス電極端の四角形ナツ ト 1 1 は四角形の保持凹部 3 0 a にのみ保持され、 マイナス電極端の六 角形ナツ ト 1 2は六角形の保持凹部 3 0 b にのみ保持されるので、 ブラ ス、 マイナスを誤って保持されるこ とが未然に防止される。
第 1 エン ドプレー ト 1 9 の外面 3 1 には、 前記保持凹部 3 0 a 、 3 0 b に対応する位置に計 2 1個の締結用凹部 3 2 a 、 3 2 bが形成され、 これらの形状は四角形のものと六角形のものとの 2種類があり、 四角形 状の締結用凹部 3 2 a は前記四角形状の保持凹部 3 0 a と同一形状であ り 、 六角形状の締結用凹部 3 2 bは前記六角形状の保持凹部 3 O b と同 一形状である。 これらは図 1 0に示すよ うに、 四角形状の保持凹部 3 0 a の背面に六角形状の締結用凹部 3 2 bが、 六角形状の保持凹部 3 O b の背面に四角形状の締結用凹部 3 2 a がそれぞれ設けられている。 この よ う な構成と したのは、 図 3に示す電池バック 8 を構成する左右一対の 電池ホルダ 6 、 6それぞれのエン ドプレー ト 1 9 、 1 9 と して同一のも のを共通使用し得るよ うにするためである。 左側の電池ホルダ 6に使用 する場合の第 1 エン ドプレー ト 1 9は、 上述したよ うな状態でケース本 体 1 8に組付けられるが、 右側の電池ホルダ 6に使用する場合の第 1ェ ン ドプレー ト 1 9は、 内外面を逆にして前記締結用凹部 3 2 a 、 3 2 b に相当するものを保持凹部 3 0 a 、 3 0 b と して用いるよ うにしてケー ス本体 1 8に組付けられる。
電池モジュール 9の端子間を電気的に接続する金属製のパスバー 2 8 は、 第 1 エン ドプレー ト 1 9 の厚さ方向に中央に位置するよ うにイ ンサ ー ト成形によって埋設固定され、 前記保持凹部 3 0 a 、 3 O b及ぴ締結 用凹部 3 2 a 、 3 2 bで囲まれる部分においてパスバー 2 8は外部に露 出し、 この露出する部分の中心に貫通孔 3 3が形成されている。 電池モ ジュール 9の両端部のナッ ト 1 1 、 1 2は、 前記保持凹部 3 0 a 、 3 0 bに嵌合保持された状態で締結用凹部 3 2 a 、 3 2 b側から前記貫通孔 3 3 を通して差し込まれたボル ト 3 4に螺合し、 ボルト 3 4を締結する こ とによ りナッ ト 1 1 、 1 2はそれぞれパスバー 2 8に電気的且つ機械 的に結合される：
第 2エン ドプレー ト 2 0は、 図 8、 図 1 3、 図 1 4に示すよ うに、 第 1 ェン ドプレー ト 1 9 と同様に樹脂板で構成されると共に、 パスバー 2 8がイ ンサ一 ト成形によって樹脂板に埋設され、 その内面 2 9に保持凹 部 3 0 a 、 3 0 b、 その外面 3 1 に締結用凹部 3 2 a 、 3 2 bが設けら れ、 第 1 エン ドプレー ト i 9 と同様に各電池モジュール 9の両端部のナ ッ ト 1 1 、 1 2は、 ボル ト 3 4によつてパスバー 2 8 に電気的且つ機械 的に結合される。 尚、 第 1 エン ドプレー ト 1 9の四角形状の保持凹部 3 0 a に対向する位置に、 第 2エン ドプレー ト 2 0の六角形状の保持凹部 3 0 bが配置され、 第 1 エン ドプレー ト 1 9の六角形状の保持凹部 3 0 b に対向する位置に、 第 2エン ドプレー ト 2 0の四角形状の保持凹部 3 0 a が配置されていることは言うまでもない。
上述したよ うに電池ホルダ 6には、 2 1本の電池モジュール 9が収容 できるが、 本実施形態による構成では、 前述したよ うに電池パック 8 と しての出力電圧を 2 8 8 Vに設定したため、 電池ホルダ 6には 2 0本の 電池モジュール 9 を収容して、 電池ホルダ 6の出力電圧は 1 4 4 Vと し, 左右両電池ホルダ 6 、 6を直列接続して電池パック 8 の出力電圧は 2 8 8 Vと している。 即ち、 単電池 7 の電圧は 1 . 2 Vであるため、 これを 6個直列接続した電池モジュール 9 の両端電圧は 7 . 2 Vであり、 電池 ホルダ 6 と しては、 7 . 2 V X 2 0本 = 1 4 4 Vとなる。
電池ホルダ 6に収容される 2 0本の電池モジュール 9は、 前記第 1ェ ン ドプレー ト 1 9 に配置されたパスバー 2 8及び第 2 ェン ドプレー ト 2 0に配置されたパスバー 2 8によつて電気的に直列に接続される。 第 1 エン ドプレ一 ト 1 9に埋設固定されたパスバー 2 8は、 図 1 0に （ 1 ) . ( 3 ) 、 （ 5 ) 、 （ 7 ) 、 （ 9 ) 、 （ 1 1 ) 、 （ 1 3 ) 、 （ 1 5 ) 、 ( 1 7 ) 、 （ 1 9 ) 、 （ 2 1 ) で示す 1 1枚あり 、 第 2エン ドプレー ト 2 0に埋設固定されたパスバー 2 8は、 図 1 3に （ 2 ) 、 （ 4 ) 、 ( 6 ) 、 （ 8 ) 、 （ 1 0 ) 、 （ 1 2 ) 、 （ 1 4 ) 、 （ 1 6 ) 、 ( 1 8 ) ( 2 0 ) 、 ( 2 2 ) で示す 1 1 枚ある力 これらと各電池モジュール 9 と の接続関係を図 1 5に示している。 上記したよ うに電池モジュール 9 は 2 0本なので、 第 1 エン ドプレー ト 1 9 の （ 2 1 ) のパスバー 2 8 と 第 2エン ドプレー ト 2 0の （ 2 2 ) のパスバー 2 8 との間には電池モジ ユール 9は配置されず、 この間は電池モジユール 9に代わる短絡線 7 9 で接続される:，
尚、 （ 1 ) 及び （ 2 2 ) で示すパスバー 2 8は、 厳密には前者 （ 1 ) はマイナス端子バー、 後者 （ 2 2 ) はプラス端子バーと称する方が適切 であり、 本発明のパスバーの概念に含まれないものであるが、 本実施形 態の説明の便宜上パスバーと称し、 以下説明する。
( 2 ) 〜 （ 2 2 ) で示すパスバーは、 電気的直列において隣接する電 池モジュール 9 のプラス電極と の接点及びマイナス電極との接点を有し. 前記隣接する電池モジュール 9 を電気的に直列に接続している。 例えば, 図 1 5において、 （ 2 ) で示すパスバーは、 プラス電極接点 2 a とマイ ナス電極接点 2 b とを備え、 （ 2 1 ) で示すパスバーは、 プラス電極接 点 2 1 a とマイナス電極接点 2 1 b とを備えている。 図 1 5において、 1 a bで示す接点は電池パック 8全体におけるマイナス端子となってお り 、 ここに動力ケーブル 3 5の接続端リ ング 3 5 a (図 7参照） が接続 されている。 また、 図 1 5において、 2 2 a bで示す接点は、 一方の電 池ホルダ 6のプラス端子となっており、 ここに他方の電池ホルダ 6のマ ィナス端子に接続される接続ケーブル 3 6 (図 3参照） の接続端部が接 続されている。 尚、 前記接続ケーブル 3 6は可撓性を有し、 電池モジュ ール 9 の熱収縮に伴う第 2エン ドプレー ト 2 0 の移動が生じた場合にも . 両電池ホルダ 6 、 6間の電気的接続を確実に行えるよ うにしている。 以上のよ うに電池モジュール 9をそれぞれ 2 0本づっ収容して構成さ れた各電池ホルダ 6 、 6によ り電池パック 8が構成され、 この電池パッ ク 8 をハイブリ ッ ド車 8 0 の電池電源と して安定動作させるために、 電 池電源装置 1 の内部には、 （A ) 電池の動作状態を検出するためのシス テム、 （ B ) 異常発生時の対策システム、 （ C ) 電池の発熱对策システ ム、 （D ) 電池ハック 8 の動作状態を示すデータを車両側に出力するた めのシステムが設けられる。 図 1 6は、 ハイブリ ッ ド車 8 0の一部に組 み込まれた電池電源装置 1 のシステム構成を示すもので、 以下に各シス テム （Α ) 〜 （D ) について説明する。
前記ハイブリ ッ ド車は、 エンジン 9 0及びモータ 9 1 、 発電機 9 2を 備えて構成され、 電池パック 8からモータ 9 1 の回転動力を得ると共に. エンジン 9 0及び制動時の回生エネルギーによって発電機 9 2を回転さ せ、 この電力を電池パッに供給する。 この制御は、 電池 E C U 2からの 電池の動作状態を示すデータに基づいて車両制御 E C U (車両制御装 置） 8 4によ り実行されることによ り 、 電池パック 8は適正な動作状態 に維持される。
( A ) 電池の動作状態の検出
電池の動作状態は、 電池パック 8の総電圧、 2本の電池モジュール 9 単位のブロ ック電圧、 電池パック 8の充放電電流、 電池モジュール単位 の温度、 電池パック 8 を空冷する空気温度 （冷媒温度） がそれぞれ検出 され、 各検出データは電池 E C U 2に入力されることによって、 電圧、 電流、 温度の検出値から電池容量に対して蓄電された電気量である S O Cが演算され、 適正な S O C範囲に維持されるよ うに放電及び充電が実 行されることによ り、 過放電や過充電のない適正状態に制御される。 前記電池パック 8の総電圧は、 言うまでもなく電池パック 8のプラス マイナス両極間の電圧であり、 各電池ホルダ 6 、 6から引き出されるプ ラス、 マイナスの各動力ケーブル 3 5 、 3 5間の電圧を測定する。
電池モジュール 9単位の電圧は、 本実施形態においては 2本の電池モ ジュール 9、 9間毎の端子間電圧を測定するよ うに構成されている。 こ の構成は図 1 0、 図 1 1 、 図 1 2に示すよ う に、 第 1 エン ドプレー ト 1 9 に 2本の電池モジユール 9、 9単位の端子間電圧を測定するためのリ 一 ド線 3 7がインサー ト成形によ り樹脂板内に埋設されている。
このよ うにパスバー 2 8力 ら引き出される リー ド線 3 7は、 図 1 5に 一点鎖線で示すよ う に、 前記 （ 1 ) 、 （ 3 ) 、 （ 5 ) 、 （ 7 ) 、 （ 9 )
( 1 1 ) 、 （ 1 3 ) 、 （ 1 5 ) 、 （ 1 7 ) 、 （ 1 9 ) 、 （ 2 1 ) で示す バスバ一 2 8のそれぞれにリー ド線 3 7が接続され、 例えば、 （ 1 ) と ( 3 ) のパスバー間の電圧 V , や、 （ 1 9 ) と （ 2 1 ) のパスバー間 の電圧 V 1M を測定し得るよ うに構成される。 前記電圧 V , 3 は、
( 1 ) のパスバーと （ 3 ) のパスバー間に電気的に直列に接続される 2 本の電池モジュール 9、 9、 換言すれば直列接続された 1 2個の単電池 7の電圧を示し、 図 1 5に示す電圧 V 、 V 5— 7 …… V！ 9 ai も同様 に 2本の電池モジュール 9、 9間の電圧を示している。 これらのリー ド 線 3 7は第 1 エン ドプレー ト 1 9から図 7に示すよ う に多芯平行ケープ ノレ 3 8で引き出され、 電池 E C U 2に入力されて 2本の電池モジュール 9、 9間の端子電圧が測定される。
この電池モジュール 9単位の電圧測定によ り、 電圧の異常が検出され たときには、 対応する 2本の電池モジュール 9、 9に属する 1 2個の単 電池 7のう ち少なく と も 1個に何らかの異常が発生したこ とになるので. その対応は比較的狭い範囲に限定して異常の検出を行う ことができる。 また、 電池モジュール 9単位の電圧測定は、 後述する充放電電流及び 電池モジュール 9単位の温度検出による各検出値から電池モジュール 9 単位の S O Cの演算に用いることができる。
電池パック 8の放電及び充電電流の検出は、 図 1 6に示すよ うに、 電 池パック 8 と リ レー 8 6 との間の充放電回路に配設された電流センサ 8 7 によって検出される。 この電流センサ 8 7は、 図 1 に示した充放電回 路ュニッ ト 3内に収容され、 同じく 充放電回路ュニッ ト 3内に収容され たリ レー 8 6に接続される電池パック 8からの動力ケーブル 3 5が電流 センサ 8 7内を貫通するこ とによ り 、 放電及び充電電流を検出する。 こ の電流センサ 8 7 によって検出された充電及び放電電流は電池 E C U 2 に入力される。
次に、 電池温度の検出は、 単電池 7個々の温度異常の検出、 電池モジ ユール 9単位での温度検出、 電池パック 8を送風機 5によ り空冷する空 気の温度の検出ができるよ う に構成されている。
前記単電池 7個々の温度異常の検出は、 図 4、 図 5に示したよ うに、 電池モジュール 9 を形成する際に単電池 7毎に取り付けられた異常温度 センサ 丄 4を利用 して検出される。
第 1 エン ドプレー ト 1 9には、 図 7、 図 1 0、 図 1 2に示すよ うに、 前記異常温度センサ 1 4を 6個直列に接続した接続線 1 5を電池モジュ ール 9 の両端から引き出す端子片 1 6 を接続するための保持片 4 3が、 インサー ト成形によ り樹脂板に固定されている。 保持片 4 3は第 1ェン ドブレー ト 1 9に形成された貫通開口部 4 4に露出する部分にネジ孔 4 5 を備え、 端子片 1 6 を貫通開口部 4 4に挿入して折り 曲げ、 図 1 2に 示すよ う にビス 4 6 を用いて端子片 1 6 を保持片 4 3に電気的且つ機械 的に接続する。 保持片 4 3は 2つのネジ孔 4 5 、 4 5を両端部に備え、 隣り合う電池モジュール 9の端子片 1 6を接続している。 但し、 図 1 0 に Pで示す保持片 4 3は、 単独のネジ孔 4 5のみを有し、 一方の端子と しての役割のみを果たしている。
この構成は、 図 1 3 に示すよ うに、 第 2エン ドプレー ト 2 0にも同様 の保持片 4 3がインサー ト成形によ り樹脂板に固定されている。 この第 2 エン ドプレー ト 2 0 の保持片 4 3 も 2つのネジ孔を両端部に備え、 隣 り合う電池モジュール 9の端子片 1 6 を接続している。 但し、 図 1 3に Qで示す保持片 4 3は、 単独のネジ孔 4 5のみを有し、 他方の端子と し ての役割のみを果たしている。
前記保持片 4 3 によって各電池モジュール 9に取り付けられた端子片 1 6 が隣り合う間で接続されることによ り 、 電池ホルダ 6に配置された 1 2 0個すベての単電池 7に取り付けられた異常温度センサ 1 4が直列 に接続され、 図 1 7に示すよ うな状態となる。 Ρで示す保持片 4 3 と、 Qで示す保持片 4 3 とには、 それぞれ図 3に示すよ うに、 外部取り 出し 線 4 7 、 4 8が接続されて外部に引き出され、 電池 E C U 2に入力され る _
この単電池 7個々の温度異常の検出構成は、 2つの電池ホルダ 6 、 6 それぞれに同様に構成され、 電池 E C U 2に接続されるので、 それぞれ の電池ホルダ 6における 1 2 0個の単電池 7のう ち、 その 1個でも異常 昇温すれば、 その単電池 7 に取り付けられた異常温度センサ 1 4の抵抗 値が急激に増大するため、 電池 E C U 2によって正常時と異なる抵抗値 が検出され、 単電池 7 の異常が検出される。
この構成によって、 各電池ホルダ 6からそれぞれ 2本の外部取り 出し線 4 7 、 4 8 を引き出す簡素な構造によ り 、 電池パック 8 と して 2 4 0個 収容した単電池 7の異常を検出するこ とができる。
次に、 電池モジュール 9単位での温度検出は、 図 1 9に示すよ うに、 各電池ホルダ 6 、 6毎に、 横 3列、 縦 7列に並列配置された冷却空気流 動の上流側から第 1 段、 第 3段、 第 5段、 第 7段の中央の電池モジユ ー ノレ 9にそれぞれブロ ック温度センサ 9 3 a 、 9 3 b 、 9 3 c 、 9 3 dが 取り付けられ、 各電池モジュール 9 の温度を検出する。 ブロ ック温度セ ンサ 9 3 a 〜 9 3 dが取り付けられていない第 2段、 第 4段、 第 6段の 電池モジュール 9の温度は、 それぞれの上下に取り付けられたプロ ック 温度センサ 9 3 a 〜 9 3 d による検出温度から演算またはそれらの中間 値と推定することによって電池モジュール 9の温度を決定することがで きる： また、 各段の左右に位置する電池モジュール 9 についても、 中央 の電池モジュール 9 の温度から近似温度と して推定することができる。 従って、 電池ホルダ 6 に収容された 2 0本、 更には電池パック 8 と して 4 0本のすベての電池モジュール 9に温度センサを取り付けるコス トゃ 配線処理、 検出温度の処理等の無駄を生じさせることなく温度検出を行 う こ と力；でき る '一,
この特定位置に設けた温度センサによ り各電池モジュール 9の温度を 推定する温度検出手段は、 冷却空気流動の上流側と下流側とに位置する 電池モジュール 9、 図 1 9に示す状態であれば、 第 1段及び第 7段の電 池モジュール 9に温度センサを取り付け、 それぞれの温度検出値から温 度分布の状態が演算でき、 この間に配列された第 2段〜第 6段の電池モ ジュール 9 の温度を決定することができる。
このよ う に電池ホルダ 6当たり 2か所の温度測定によっても電池モジュ ール 9単位の温度検出は可能である。
また、 電池ホルダ 6内の温度は、 冷却空気の流量及び温度、 充放電平 均電力によって変化するので、 これらの温度変化条件による電池モジュ ール 9 の温度変化態様を予め求めておく ことによ り、 1つの電池モジュ ールの温度を検出して、 前記温度変化条件に参照して並列配置された他 の電池モジュールの温度を推定するよ うに構成するこ と もでき、 全ての 電池モジュールに温度センサを設けることなく 温度が検出でき、 温度検 出手段の配置数を少なく しても電池モジュール 9単位の温度検出が可能 となる。
更に、 図 1 9に示すよ う に、 送風機 5 の空気取入口 6 2に空気温度セ ンサ 9 4を取り付けることによって、 冷却空気の温度を検出することが できる。
上記電圧、 電流、 温度の各検出データから電池ブロ ック毎の S〇 Cが 演算される。 2本の電池モジュール 9毎に検出されるブロ ック電圧 V , , V , （図 1 5参照） ブロ ック温度センサ 9 3 a 9 3 dの検 出値から演算される各電池ブロ ック毎の温度、 電流センサ 8 7によって 検出された電流は、 それぞれ電池 E C L' 2に入力され、 温度をパラメ一 タ とする電圧、 電流の状態から各プロ ック毎の S 〇 Cが演算される。
( B ) 異常発生時の対策システム
電池電源装置 1 に異常が発生した場合に対処するため、 異常時に電池 ハック 8の充放電回路を遮断する リ レー 8 6が設けられる。 また、 製造 時や保守点検時の異常発生を未然に防止するために、 活線状態にある高 電圧線路を遮断する直列回路遮断プラグ （直列回路遮断手段） 7 5が設 けられている。
前記リ レー 8 6は、 図 1 8に示すよ うに、 電池パック 8からのプラス. マイナスそれぞれの動力ケーブル 3 5、 3 5が接続され、 異常発生時に 車両側に配設された車両制御 E C U 8 4からの制御によ り動作して充放 電回路を遮断する。
このリ レー 8 6は回路開閉のために、 図 1 8に示すよ うに S 1〜S 3 の 3回路の接点を有しており 、 回路遮断時には S l、 S 2、 S 3 の各接 点を開き、 回路接続時には突入電流防止用の抵抗器 （突入電流防止手 段） 8 8が接続された接点 S 3 とプラス側接点 S 1 とを閉じて、 電池パ ック 8 を車両側装置に接続したときの過大な突入電流の防止を図ってい る。 接点 S l、 S 3の接続後、 所定の遅延時間の後に接点 S 2を閉じ、 接点 S 3 を開く ことによ り回路接続がなされる。 前記リ レー 8 6及び抵 抗器 8 8 は図 1 に示す充放電回路ュニッ ト 3内に収容される。
前記直列回路遮断ブラグ 7 5は、 電池電源装置 1 の製造時や外装ケー ス 4を開いて保守点検を行う よ うな場合に、 電池の直列接続の回路を遮 断して高電圧線路の活線状態を解く よ うにしたものである。 製造時には 直列回路遮断プラグ 7 5 を抜く操作を行う こ とによ り直列回路の一部が 遮断され、 完成後に直列回路遮断プラグ 7 5を挿入することによって電 池パック 8の電池の直列接続がなされる。 また、 保守点検時等において. 外装ケース 4を開く ときには、 外装ケース 4 の外部に設けられた直列回 路遮断プラグ 7 5によ り電池の直列回路の一部を遮断して高電圧線路の 活線状態を解く よ うにする。 この直列回路遮断ブラグ 7 5によ り遮断す る直列回路は、 図 1 8に示すよ うに電池ホルダ 6 、 6間でも、 図 1 5に 仮想線で示すよ う に電池モジュール 9の接続間でもよレ、。 電池ホルダ 6 6 間を遮断する場合には、 図 3 に示す電池ホルダ 6 、 6間の接続ケ一ブ ノレ 3 6 を排除して、 一方の電池ホルダ 6のプラス出力端と他方の電池ホ ルダ 6 のマイ ナス出力端とを直列回路遮断プラグ 7 5に接続する。 また 電池モジュール 9 の接続間を遮断する場合は、 例えば、 図 1 5に示す ( 1 7 ) のパスバー 2 8を第 1 エン ドプレー ト 1 9に設けた開口部に露 出させて、 後加工によ り Nで示す箇所を切断し、 1 7 a 、 1 7 bで示す 箇所と直列回路遮断プラグ 7 5 とを導線 7 6 、 7 7で接続する。
( C ) 電池の発熱対策システム
電池はその温度によ り電気的特性が変化するため適正な温度に保つ必 要がある。 そのため、 充放電による昇温を防止するために電池冷却の手 段が不可欠であり 、 図 1 に示すよ うに送風機 5 を設けて、 ホルダケース 1 0 の下方開口部を空気導入部 5 3 と し、 上方開口部を空気導出部 5 4 と して、 下方 （上流側） から上方 （下流側） に流れる強制空冷によって 各電池モジュール 9の冷却を行っている。
図 3、 図 7、 図 8、 図 9に示すよ うに、 ホルダケース 1 0には 2 0本 の電池モジュール 9がその両端を第 1 エン ドプレー ト 1 9及び第 2ェン ドブレー ト 2 0に固定されて収容されている。 また、 電池モジュール 9 はその長手方向の両端よ り それぞれ約 1 / 3の長さ位置 2か所において. 防振リ ング 5 1 、 5 1 を介して隔壁 2 5 、 2 5の挿通孔 2 5 a に支持さ れている。 この防振リ ング 5 1 は防振ゴムシー ト 2 2にその表面から突 出するよ うにして一体に成形され、 隔壁 2 5 の揷通孔 2 5 a にすベての 防振リ ング 5 1 を圧入することによ り隔壁 2 5の一面に沿って取り付け られる。 この 2枚の隔壁 2 5 、 2 5によってホルダケース 1 0は 3つの 空間、 即ち、 第 2 エン ドプレー ト 2 0から第 1 エン ドプレー ト 1 9に向 けた順に、 第 1 区画空間 2 6 a 、 第 2区画空間 2 6 b、 第 3区画空間 2 6 c に区画され、 それぞれの区画空間 2 6 a 、 2 6 b 、 2 6 c の中央部 には冷却フィ ンプレー ト 2 1 が上方よ り挿入されてケース本体 1 8に固 定されている。 図 8、 図 1 9は、 前記冷却フイ ンプレー ト 2 1 に形成さ れた冷却調整フィ ン 5 2 (第 1 段フ ィ ン 5 2 a 、 第 2段フィ ン 5 2 b 、 第 3段フ ィ ン 5 2 c 、 第 4段フィ ン 5 2 d、 第 5段フィ ン 5 2 e、 第 6 段フ ィ ン 5 2 f 、 第 7段フィ ン 5 2 g、 第 8段フィ ン 5 2 hを含む） と 冷却フィ ンプレー ト 2 1 の揷通孔 2 1 a に遊挿された各電池モジュール 9 と の関係を示している
中央に位置するよ う 区画された第 2区画空間 2 6 b を例にとって、 電 池モジュール 9 の空冷構造を説明すると、 冷却フィ ンプレー ト 2 1 のプ レー ト本体部 2 1 から両方向に突出する各冷却調整フィ ンは、 図 7、 図 8に示すよ う に、 隔壁 2 5 、 2 5に近接する位置まで延び、 空気流の流 れ方向及び流速を調整し得るよ うに構成されている。 図 1 9に示すよ う に、 最下段 （第 1段） の 3個の揷通孔 2 l a (第 1段から第 7段までの 挿通孔 2 1 a を図 1 9に①〜⑦で示す） ①のそれぞれの下辺まわり には 断面円弧状の第 1 フィ ン 5 2 a が設けられ、 第 1段の電池モジュール 9 に直接空気が当たる割合を抑えている。 第 1段の 3個の挿通孔①とその 上の第 2段の 3個の挿通孔②、 第 2段の 3個の挿通孔②とその上の第 3 段の 3個の挿通孔③、 第 3段の 3個の挿通孔③とその上の第 4段の 3個 の揷通孔④のそれぞれにおける対応する揷通孔間の上下中間位置には、 断面形状が断絶部を有する偏平の H字状となる第 2段フィ ン 5 2 b、 第 3段フ ィ ン 5 2 c 、 第 4段フィ ン 5 2 dが設けられている。 第 2段フィ ン 5 2 b は、 断面 H字状部の両側に断絶部 t 、 t が形成され、 第 3段フ イ ン 5 2 c は、 断面 H字状部の中央に断絶部 が形成され、 第 4段フ イ ン 5 2 dは、 断面 H字状部の中央に幅の広い断絶部 が形成され、 第 1 段の電池モジュール 9 よ り も第 2段の電池モジュール 9に直接空気 が当たる割合を増大させ、 第 2段の電池モジュール 9 よ り も第 3段の電 池モジュール 9 に直接空気が当たる割合を増大させ、 第 3段の電池モジ ユール 9 よ り も第 4段の電池モジュール 9に直接空気が当たる割合を増 大させている：
第 4段の 3個の挿通孔④とその上の第 5段の 3個の挿通孔⑤との間に は、 2つの断面縦長楕円形状 （図 1 9に示すものは軽量化のため断面形 状が中空のものとなっているが、 中空部を有しないものであってもよ い） のフ ィ ンと 、 2つの断面縦長半楕円形状 （中空のものでも、 中空部 を有しないものであってもよレ、） のフィ ンと の横並びの 4つのフィ ンか らなる第 5段フィ ン 5 2 eが設けられている。
中央側に位置する 2つの断面縦長楕円形状のフィ ンは、 それぞれその周 囲の左右上下 4つの挿通孔④、 ④、 ⑤、 ⑤の中央点に位置し、 両端側に 位置する 2つの断面縦長半楕円形状のフィ ンは対応する上下の挿通孔④, ⑤の上下中間で外側方に位置すると共に前記プレー ト本体部 2 1 b の側 辺に接している： 第 5段の 3個の挿通孔⑤とその上の第 6段の 3個の挿 通孔⑥との間、 並びに第 6段の 3個の挿通孔⑥とその上の第 7段の 3個 の挿通孔⑦との間にも、 第 5段フィ ン 5 2 e とほぼ同様の形状で、 同一 位置にある 4つのフィ ンからなる第 6段フィ ン 5 2 f 並びに第 7段フィ ン 5 2 gが設けられている。 更に、 最上段 （第 7段） の 3個の揷通孔⑦ の上方位置には、 第 7段フィ ン 5 2 g の各フィ ンの上半分を欠落した形 状のフィ ンで、 第 7段フィ ン 5 2 g と同一関係位置にある 4つのフィ ン からなる第 8段フィ ン 5 2 hが設けられている。 これらの断面積は、 第 5段フィ ン 5 2 e の断面積よ り も第 6段フィ ン 5 2 f の各フィ ンの断面 積を大と し、 第 6段フィ ン 5 2 f の各フィ ンの断面積よ り も第 7段フィ ン 5 2 gの各フィ ンの断面積を大と している。 このよ うに上側にいく ほ ど冷却調整フィ ン 5 2 e 、 5 2 f 、 5 2 gの断面積を大き くすることに よ り 、 電池モジュール 9 と冷却調整フイ ン 5 2 との間に形成される空気 流の流路を上側にいく ほど絞り 、 第 4段の電池モジュール 9 の周囲を流 れる空気の流速よ り も、 第 5段の電池モジュール 9の周囲を流れる空気 の流速を大き く し、 第 5段の電池モジュール 9の周囲を流れる空気の流 速よ り も、 第 6段の電池モジュール 9の周囲を流れる空気の流速を大き く し、 第 6段の電池モジュール 9の周囲を流れる空気の流速よ り も、 第 7段の電池モジュール 9の周囲を流れる空気の流速を大き く している。 これは空気流の流速を増大させると、 その平方根に比例して冷却効果が 増大することを利用したものである。
上記は第 2区画空間 2 6 b を例にとつて電池モジュール 9 の空冷構造 を説明したが、 他の第 1 区画空間 2 6 a 、 第 3区画空間 2 6 c における 空冷構造も同様に構成される。 いずれにおいても、 下方よ り上方に流れ る空気流に直交する方向に多段に並列に位置された多数の電池モジユ ー ノレ 9のう ち、 下段側のグループに属する電池モジュール 9 (図 1 9に示 す場合は、 第 1段から第 4段に配置されているもの） に対して、 電池モ ジュール 9に直接当たる空気量を調整する遮蔽型のフイ ン 5 2 a 〜 5 2 dによ り電池モジュール 9 の下辺を覆い、 且つ最下段 （第 1段） よ り上 段に向かうに従って電池モジュール 9に直接当たる空気量を徐々に多く なるよ うにしている。 これによ り最下段の電池モジュール 9の過冷却を 防ぐと共に、 上段に向かうに従って電池発熱によ り徐々に昇温する空気 の冷却効果の低下を補う よ うに電池モジュール 9に直接当たる空気量を 増大させるこ とで、 各段 （第 1段〜第 4段） の電池モジュール 9 の冷却 をほぼ均等に行えるよ うにしている。
下段側のグループに属する電池モジュール 9を冷却する空気は、 図 1 9に示すよ う に、 その過半が左右の電池モジュール 9間に形成される通 路 5 5 、 5 5及び電池モジュール 9 と側壁 2 4 との間に形成される通路 5 6 、 5 6 を上昇し、 一部が電池モジュール 9に取り込まれた後、 前記 通路 5 5 、 5 6 に再び合流して第 5段の電池モジュール 9の下方に達す る： 次いで空気流は、 上段側のグループに属する電池モジュール 9 (図 1 9 に示す場合は、 第 5段から第 7段に配置されているもの） を冷却す るために用いられるが、 下段側のグループに属する 4段の電池モジュ 一 ル 9 を冷却したため空気温度が相当に高く なって冷却効果が低下してい る これを補うため、 上段側のグループに属する電池モジュール 9の冷 却には空気流を絞って、 電池モジュール 9の周囲の空気流の流速を上げ ている： 前記各通路 5 5 、 5 5 、 5 6 、 5 6 の上方には、 第 5段、 第 6 段、 段 7段の各電池モジュール 9の斜め下及び第 7段の電池モジュール 9 の斜め上に位置するよ う に、 電池モジュール 9 との間の間隔を順次狭 く して、 上昇によ り徐々に昇温する空気の冷却効果低下を補う よ うに、 電池モジュール 9の周囲の空気流の流速を上げ、 各段 （第 5段〜第 7 段） の電池モジュール 9の冷却をほぼ均等に行えるよ うにしている。
このよ う にして最下段から最上段に至るすべての電池モジュール 9を ほぼ均等に冷却するよ う に構成しているが、 均等冷却を行うための空気 流の調整は、 例えば、 下側の 3段の電池モジュール 9に遮蔽型のフィ ン を採用し、 中間の第 4段の電池モジュール 9に対するフィ ンは設けず、 上側の 3段の電池モジュール 9に流路絞り型のフィ ンを採用して、 空気 流を調整する等の構成を用いること も可能である。
図 2 0 は、 この主旨に従って設計された冷却調整フィ ン構造を示して いる： 図示するよ うに、 下側 3段の電池モジュール 9には遮蔽型のフィ ン 9 1 a 、 9 1 b 、 9 1 c を設け、 中間の第 4段の電池モジュール 9に 対するフィ ンは設けず、 上側 3段の電池モジュール 9には流路絞り型の フ ィ ン 9 1 d 、 9 1 e 、 9 1 f 及び外側方のフィ ン 9 2 d 、 9 2 e 、 9 2 f を設けている。
この構成では、 冷却空気流動の上流側ほど冷却空気に対する遮蔽度が 高く 、 下流側に至るほど電池モジュール 9 とフィ ンとの間隔を小さ く し て空気流の流速を上げるよ うに形成されているので、 よ り効果的な均等 冷却が可能となる
上述したよ うに構成され、 外装ケース 4内に収容される電池パック 8 に対し、 冷却空気を効果的に流動させる冷却空気導入及び排出の構成に ついて次に説明する。
図 8、 図 1 9、 図 2 1 に示すよ う に、 送風機 5、 モータ 5 7をホルダ ケース 1 0の側方下部に配し、 その送風口 5 8 をホルダケース 1 0の下 方に位置させ、 送風機 5から圧送された空気は外装ケース 4 の下部に形 成された空気供給室 5 9を通じて、 ホルダケース 1 0の下端の空気導入 部 5 3に達した後、 ホルダケース 1 0内を下から上に流れて電池モジュ ール 9 を冷却し、 次いでホルダケース 1 0 の空気導出部 5 4を出た後、 前記外装ケース 4の上方に形成された空気排出室 6 0を通過して、 外装 ケース 4の上部側端に形成された排出口 6 1 よ り外装ケース 4 の外部に 排出されるよ うに構成されている。
図 2 1 は、 1 台の送風機 5で左右の電池ホルダ 6 、 6に冷却用空気を 圧送する構造を示している。 送風機 5は左右一対のシロ ッコファン及び 送風口 5 8 、 5 8 を有し、 空気取り入れ口 6 2 よ り車室内の空気を取り 入れ、 一対の送風口 5 8 、 5 8から左右の空気供給室 5 9 、 5 9に均等 に空気を送り 出している。 各空気供給室 5 9は、 外装ケース 4 の底板部 4 a と、 底板部 4 a の図 2 1 における前側位置に起立する前面壁 4 b と . ホルダケース 1 0の下面とによつて囲まれた空間で構成され、 前記送風 口 5 8に対向する入口 6 3には、 送風口 5 8からの空気を奥側且つ側方 に導く複数本の湾曲状の整流ガイ ド 6 4 a 、 6 4 b 、 6 4 cが前記底板 部 4 a に立設されている： 前記入口 6 3は外装ケース 4の幅方向の中央 部に設けられ、 ホルダケース 1 0 の第 1 区画空間 2 6 a の下方に位置す るよ う に配されている。 前記底板部 4 a は、 空気供給室 5 9内において 外方側、 即ち、 第 2 区画空間 2 6 b、 第 3区画空間 2 6 c側に向け徐々 に高位置となるス ロープ 6 6 を有するよ うに形成されている。 また、 ス ローブ 6 5の第 2区画空間 2 6 b と第 3区画空間 2 6 c の境界部下方位 置に、 空気を上方に導く背の低い風向ガイ ド 6 7 を設けている （図 8参 照）
前記入口 6 3から取り入れられた空気は、 3枚の整流ガイ ド 6 4 a 、 6 4 b 、 6 4 c の各中間に形成される 2つの空気通路を通り、 奥側且つ 第 2、 第 3区画空間 2 6 b 、 2 6 c側に導かれる と共に、 その一部は第 ] 区画空間 2 6 a 内に導かれる。 このとき空気流が前記空気通路を素通 り して第 1 区画空間 2 6 a 内に導かれる空気量が不足しないよ うにする ため、 第 2ェン ドブレー 卜 2 0側の空気通路入口付近に空気を上方に導 く 風向ガイ ド 6 8 を設けている。 前記 2つの空気通路を出た空気は、 そ の一部が第 2 区画空間 2 6 b内に導かれ、 残部は第 3区画空間 2 6 cの 下方に導かれる。 その際、 第 2区画空間 2 6 b内に導かれる空気量が不 足しないよ うに、 前記風向ガイ ド 6 7が設けられている。 第 3区画空間 2 6 c の下方に導かれた空気は、 第 3区画空間 2 6 c 内に導かれる。 上述したよ うに、 整流ガイ ド 6 4 a 、 6 4 b 、 6 4 c、 風向ガイ ド 6 7 、 6 8 、 ス ロープ 6 5 、 6 6 を設けることによって、 各区画空間 2 6 a 、 2 6 b 、 2 6 c に取り込まれる空気量をほぼ均一にすると共に、 各 区画空間 2 6 a 、 2 6 b 、 2 6 c における手前側と奥側とでの取り込ま れる空気量が不均一となるのを防いでいる。 尚、 第 2区画空間 2 6 b内 に配置される 2つの単電池 7は、 電池モジュール 9の中央位置にあり、 第 1 、 第 3の区画空間 2 6 a 、 2 6 c に配置される単電池 7の発熱の影 響を受けやすいため、 これらの単電池に比較して空気流による冷却をよ り多く必要と している。 このため、 第 2区画空間 2 6 b内に導かれる空 気量が他の区画空間 2 6 a 、 2 6 c に導かれる空気量よ り若干大きく な るよ うに前記風向ガイ ド 6 7 を設計することが望ましい。 前記外装ケース 4は、 図 8、 図 2 1 に示すよ うに、 その底板部 4 a に ホルダケース取付座部 7 1 を備え、 ここに左右のホルダケース 1 0 、 1 0 がその脚部 7 2において、 ボル ト · ナツ ト 7 3 によ り取り付け固定さ れる また、 外装ケー ス 4 の周縁部には車両本体に取り付けられるフラ ンジ部 7 4を有している。
( D ) 電池の動作状態データを出力するためのシステム
電池電源装置 1 はハイブリ ッ ド車である車両に電池電力を供給すると 共に、 車両側の発電機から充電電力の供給を受ける。 この充放電が適正 に実施されることによ り電池パック 8は適正な動作状態に維持すること ができる。 そこで、 電池 E C U 2は、 各センサによ り検出された電圧、 電流、 温度及び電池の動作状態を示す S O C等のデータを車両側の車両 制御 E Cじ （車輛制御手段） 8 4に出力することによ り、 車輛側の放電 及び充電電力が調整され、 過放電や過充電が発生しない適正な動作状態 が保たれるよ う制御される。
図 1 6に示すよ う に、 車両制御 E C U 8 4は、 アクセル開度を検出す るアクセルセンサや前記電池 E C U 2等からのデータ入力に応じてェン ジン 9 0 、 モータ 9 1 、 発電機 9 2に対して、 車両走行のための駆動 ト ルクを得るための電池電力の使用を制御すると共に、 発電機 9 2からの 電池充電電力が適切に得られるよ うに制御する。
この車輛制御 E C U 8 4に対して電池 E C U 2から出力するデータは 放電及び充電電力の制限データ、 S O C調整用の充放電要求データ、 S O C、 電圧、 温度等の電池状態データ、 電池電源装置 1 の異常検出デー タ等であり 、 数値化されたデジタル信号と して出力される。
前記 S O Cの算出は、 前述したよ うに、 2本の電池モジュール 9の単 位で検出されるブロ ック電圧 （V ) と電流センサ 8 7によって検出され る電流 （ I ) が電池温度によって変化する状態を予め決められたデータ テーブルに参照することによって各電池ブロ ック毎の S〇 Cを求めるこ とができる。 S O Cは蓄電されている電気量によって I 一 V特性曲線が 変化する電池種類固有の電気特性であり 、 本実施形態において使用する ニッケル水素電池も固有の電気特性を有している。 そこで、 I 一 V特性 曲線が S 〇 Cの状態及び温度によつて変化する特性ダラフを予め求めて おき、 検出された電池温度における所定時間 （例えば、 1 0 0 m s ) 毎 に検出された電圧値、 電流値を該当する温度の I 一 V特性グラフの座標 上にプロ ッ ト し、 そのプロ ッ ト群の分布曲線と予め求められている I 一 V特性曲線との比較から、 近似の I 一 V特性曲線を S O Cの状態と して 検知することができる。
S 〇 C = 1 0 0 %を満充電と したと き、 S O C 8 0〜 9 0 %を上回る よ う な状態から更に充電電力が供給される過充電がなされると電池温度 の上昇から電池損傷をまねき、 一方、 S 〇 C = 1 0〜 2 0 %を下回るよ うな状態から放電がなされる過放電も電池の損傷をまねく ことになるの で、 電池の動作制御を行う上においては過充電や過放電の状態に至らな い適正な S O C範囲に維持する必要がある。 従って、 電池 E C U 2は S O Cを算出して車両制御 E C U 8 4に出力すると共に、 S 〇 C及び電圧. 電流、 温度の各検出データに基づいて充放電電力の制限データを出力し て、 車両の電池電源装置 1 の使用に制限を与える。 例えば、 エンジン 9 0 とモータ 9 1 とを車両走行の駆動源と して併用するハイブリ ッ ド車両 では、 S 〇 Cが満充電に近い状態にあるときにはモータ 9 1 による走行 駆動によ り放電電力の増加を促し、 過放電方向にある状態ではエンジン 9 0による走行駆動によ り充電電力の増加を促す。 また、 検出された S O Cの状態によって、 これが適正な S O C範囲の所定値となるよ うな充 放電要求データを出力することによって、 車両制御 E C U 8 4によるェ ンジン 9 0 、 モータ 9 1 の制御によ り S O Cが所定値となるよ うな充電 または放電が実行される。
また、 電池 E C U 2から S O C、 電圧、 電流、 温度の各検出値から異 常状態が検出されたときには、 これを電池 E C U 2から車両制御 E C U 8 4に出力する (「、で、 車両制御 E C V 8 4は異常状態に対応十る処置を 実行する 例えば、 電池温度の異常昇温が検出されたときや、 S O C判 定による過放電状態が検出されたときには、 車両制御 E C U 8 4はリ レ 一 8 6を動作させて充放電回路を遮断するので、 電池の保護及び故障の 発生の防止を行う ことができる。
このよ うに電池電源装置 1側に電池 E C U 2を設けることによって、 電池ハッ ク 8の動作状態は電池 E C U 2 と車両側とで二重に監視される ため、 適正な動作状態が得られるよ う に制御される。 産業上の利用可能性
以上の説明の通り本発明によれば、 電池パッ クの複数箇所の温度、 電 圧及び電流が検出されると同時に、 各検出値から演算される S O Cによ つて電池の動作状態が検知される。 この動作状態を電池電源装置を使用 する装置に報知するこ とによって、 電池電源装置は適正な充放電電力に なるよ うに制御される。 また、 各検出値から電池パックの異常状態が検 出できるので、 異常に対する処置を速やかに実行することができる。 従 つて、 この電池電源装置を電源と して用いるときには、 常に安定した電 池電力が供給され、 異常時にも速やかに対応できるので、 本発明は電池 電源装置を用いた装置の安定動作を図る上で有用である。

Claims

求 の 範 囲
1 . 二次電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械的 に直列に接続して電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジュ ール （ 9 ) を立体的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持させ る と共に、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続した電池 ハック （ 8 ) と、 この電池パック .（ 8 ) 内に冷媒を強制的に流動させる 冷却手段 （ 5 ) と、 単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の温度 を検出する温度検出手段とを備えたこ とを特徴とする電池電源装置。
2. 冷却手段 （ 5 ) は電池モジュール （ 9 ) の長手方向と直交 する方向に冷媒を流動させるよ うに構成され、 温度検出手段は冷媒流動 の上流側及び下流側の電池モジュール （ 9 ) の温度を検出し、 電池パッ ク （ 8 ) 内の温度分布傾向に基づいて上流側及び下流側の電池モジユ ー ル （ 9 ) の検出温度から中流部の電池モジュール （ 9 ) の温度を演算す るよ うに構成された請求項 1記載の電池電源装置。
3. 電池パック （ 8 ) 内の温度分布傾向を、 冷媒の流量及び温 度、 充放電平均電力のデータに基づいて求める請求項 2記載の電池電源
4. 温度検出手段が、 単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位で温度を検出する温度センサである請求項 2記載の電池電源装置。
5. 温度検出手段による検出温度に基づいて冷却手段 （ 5 ) の 動作を制御する請求項 2記載の電池電源装置。
6. 冷却手段 （ 5 ) は電池モジュール （ 9 ) の長手方向と直交 する方向に冷媒を流動させるよ うに構成され、 温度検出手段は冷媒流動 方向と直交する方向に並列配置された 1 つの電池モジュール （ 9 ) の温 度を検出し、 電池パック （ 8 ) 内の温度分布傾向に基づいて並列配置さ れた他の電池モジュール （ 9 ) の温度を演算するよ うに構成された請求 項 1記載の電池電源装置。
7. 冷却手段 （ 5 ) は電池モジュール （ 9 ) の長手方向と直交 する方向に冷媒を流動させるよ うに構成され、 温度検出手段は 1 つの電 池モジュール （ 9 ) の温度を検出することによ り 、 電池パック （ 8 ) 内 の温度分布傾向に基づいて他の電池モジュール （ 9 ) の温度を演算する よ う に構成された請求項 1記載の電池電源装置。
8. 電池パック （ 8 ) 内の温度分布傾向を、 冷媒の流量及び温 度、 充放電平均電力のデータに基づいて求める請求項 7記載の電池電源 9. 温度検出手段が、 単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位で温度を検出する温度センサである請求項 7記載の電池電源装置。
1 0. 温度検出手段による検出温度に基づいて冷却手段 （ 5 ) の動作を制御する請求項 7記載の電池電源装置。
1 1 . 二次電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジ ユール （ 9 ) を立体的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持さ せると共に、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続した電 池パック （ 8 ) と、 この電池パック （ 8 ) 内に冷媒を強制的に流動させ る冷却手段 （ 5 ) と、 前記電池パック （ 8 ) に設定した複数位置の電圧 を検出する電圧検出手段と、 電池パックの充放電電流を検出する電流検 出手段 （ 8 7 ) とを備えたことを特徴とする電池電源装置。
1 2. 電圧検出手段は、 電池パック （ 8 ) の総電圧を検出する 手段を備えて構成された請求項 1 1記載の電池電源装置。
1 3. 電圧検出手段は、 単数または複数の電池モジュール ( 9 ) 単位で電圧を検出する手段を備えて構成された請求項 1 1記載の 電池電源装置。
1 4. 二次電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジ ユール （ 9 ) を立体的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持さ せると共に、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続した電 池バック （ 8 ) と、 この電池パック （ 8 ) 内に冷媒を強制的に流動させ δ る冷却手段 （ 5 ) と、 前記電池パック （ 8 ) に設定した複数位置の電圧 を検出する電圧検出手段と、 電池パック （ 8 ) の充放電電流を検出する 電流検出手段 （ 8 7 ) と、 単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位 の温度を検出する温度検出手段と、 各検出手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電池容量判定手段 （ 2 ) とを備0 えたことを特徴とする電池電源装置。
1 5. 電池容量判定手段 （ 2 ) は、 電圧検出手段によ り検出さ れた単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の電圧と、 温度検出手 段によ り検出された単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の温度 と、 電流検出手段 （ 8 7 ) によ り検出された電流とに基づいて単数また5 は複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の S O Cを算出するよ うに構成され た請求項 1 4記載の電池電源装置。
1 6. 電池容量判定手段 （ 2 ) は、 各電池温度に対応して予め 求められた電圧 · 電流データテーブルに、 各検出手段によって検出され た電圧、 電流、 温度を参照して単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の S O Cを算出するよ うに構成された請求項 1 4記載の電池電源装 置。
1 7. 電池容量判定手段 （ 2 ) は、 温度検出手段により単数ま たは複数の電池モジュール （ 9 ) 単位の温度を検出すると共に、 電圧及 び電流の各検出手段によ り所定時間間隔で電圧及び電流を検出して、 各5 時点での電圧及び電流の検出値を電圧 · 電流特性座標上にプロ ッ ト して なる電圧 · 電流検出値群と、 各電池温度に対応して予め求められた電 圧 · 電流データテーブルとを比較して単数または複数の電池モジュール ( 9 ) 単位の S O Cを算出するよ う に構成された請求項 1 4記載の電池
1 8. 電池容量判定手段 （ 2 ) は、 各検出手段によって検出さ れた電圧、 電流、 温度及び電池容量判定手段 （ 2 ) によ り算出された S O Cに基づいて冷却手段 （ 5 ) の動作を制御するよ うに構成された請求 項 1 4記載の電池電源装置。
1 9 . 二次電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジ ユール （ 9 ) を立体的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持さ せると共に、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続して電 池パック （ 8 ) を構成し、 この電池パック （ 8 ) の正負両極が当該電池 電源装置 （ 1 ) を使用する外部装置に接続された電池電源装置 （ 1 ) に おいて、 前記電池パック （ 8 ) と前記外部装置との接続を開閉する リ レ 一 ( 8 6 ) を設けたこ とを特徴とする電池電源装置。
2 0 . リ レー （ 8 6 ) の接続回路に突入電流防止手段 （ 8 8 ) を設けた請求項 1 9記載の電池電源装置。
2 1 . 直列接続された電池モジュール （ 9 ) の直列回路の少な く と も 1 か所を遮断する直列回路遮断手段 （ 7 5 ) を設けた請求項 1 9 記載の電池電源装置。
2 2 . 二次電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械 的に直列に接続して電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジ ユール （ 9 ) を立体的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持さ せると共に、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続した電 池パック （ 8 ) と、 この電池パック （ 8 ) 内に冷媒を強制的に流動させ る冷却手段 （ 5 ) と、 前記電池パック （ 8 ) に設定した複数位置の電圧 を検出する電圧検出手段と、 電池パック （ 8 ) の充放電電流を検出する 電流検出手段 （ 8 7 ) と、 単数または複数の電池モジュール （ 9 ) 単位 の温度を検出する温度検出手段と、 各検出手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電池容量判定手段 （ 2 ) と、 前 記電池パック （ 8 ) の正負両極が接続される当該電池電源装置 （ 1 ) を 使用する外部装置との接続を開閉する リ レー （ 8 6 ) とを備えてなるこ とを特徴とする電池電源装置。
2 3. モータ （ 9 1 ) 及び発電機 （ 9 2 ) を備え、 前記モータ ( 9 1 ) を走行駆動源と して使用する自動車 （ 8 0 ) に搭載され、 二次 電池である複数個の単電池 （ 7 ) を電気的且つ機械的に直列に接続して 電池モジュール （ 9 ) を形成し、 複数本の電池モジュール （ 9 ) を立体 的に並列配置してホルダケース （ 1 0 ) 内に保持させると共に、 複数本 の電池モジュール （ 9 ) を電気的に直列接続して電池パック （ 8 ) を構 成し、 この電池パック （ 8 ) の正負両極を前記自動車 （ 8 0 ) に接続す る と共に、 この電池パッ ク （ 8 ) 内に強制的に冷媒を流動させる冷却手 段 （ 5 ) を備えた電池電源装置 （ 1 ) において、 前記電池パック （ 8 ) に設定した複数位置の電圧を検出する電圧検出手段と、 電池パック
( 8 ) の充放電電流を検出する電流検出手段 （ 8 7 ) と、 電池パック ( 8 ) 内に設定した複数位置の温度を検出する温度検出手段と、 各検出 手段によ り検出された電圧、 電流、 温度に基づいて S O Cを算出する電 池容量判定手段 （ 2 ) と、 電池パック （ 8 ) の動作状態データを前記自 動車 （ 8 0 ) の車両制御手段 （ 8 4 ) に出力する電池状態伝達手段
( 2 ) と、 前記電池パック （ 8 ) の自動車 （ 8 0 ) と の接続回路を開閉 する リ レー （ 8 6 ) とを備えてなることを特徴とする電池電源装置。
2 4. 電池状態伝達手段 （ 2 ) は、 各検出手段によって検出さ れた電池パッ ク （ 8 ) の異常状態を車両制御手段 （ 8 4 ) に出力するよ う に構成された請求項 2 3記載の電池電源装置。
2 5. リ レー （ 8 6 ) は、 異常発生時に車両制御手段 （ 8 4 ) によ り電池パック （ 8 ) の自動車 （ 8 0 ) との接続回路を遮断するよ う ；こ構成された請求項 2 3記載の電池電源装置。
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