蓄電池、蓄電池システム、および蓄電池の異常検知方法
【課題】蓄電池の異常を検知可能な新しい蓄電池システムを提供する。
【解決手段】機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層１１が、外装表面に形成された蓄電池１０と、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイス２０と、光検出デバイスで検出された発光を監視して、蓄電池１０の異常を検知0する異常検知手段３１と、を含む蓄電池システム。
【解決手段】機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層１１が、外装表面に形成された蓄電池１０と、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイス２０と、光検出デバイスで検出された発光を監視して、蓄電池１０の異常を検知0する異常検知手段３１と、を含む蓄電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電池、蓄電池システム、および蓄電池の異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池やキャパシタなどの蓄電池の開発が進み、様々な電気機器の電源として広く用いられるようになってきている。また、蓄電池の電気容量の増大、すなわち出力の増大へのニーズは、大型のハイブリッド自動車や電気自動車などの電源としての期待が高まるにつれて、ますます大きなものとなっている。
【０００３】
こうしたニーズに応えるために、蓄電池で使用される電極材料のエネルギー密度を高め、この電極材料をより高密度にパッケージングする工夫がなされている。しかしながら、電極材料のエネルギー密度を高めると、異常発熱などが起こりやすく蓄電池の危険性も高まってしまうため、蓄電池を安全に利用するための安全対策がより重要となる。
【０００４】
従来の安全対策は、過放電や過充電などが起きないように蓄電池の充放電を精密に管理するとともに、サーミスタを用いて蓄電池の温度を測定し、蓄電池の異常発熱時に回路を遮断するといった電気回路上で行われるものであった（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０４８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電気回路上で行う安全対策は、蓄電池内部での内部ショートによる熱暴走反応や、その他異常な化学反応による事故を防止したり、警告したりすることはできないという問題点があった。
【０００７】
したがって、上記事故を未然に防止し、警告することができる新しい蓄電池システムおよび蓄電池の異常検知方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示による蓄電池は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成される。
【０００９】
本開示による蓄電池システムは、上記蓄電池と、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、光検出デバイスで検出された発光を監視して、蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、を含む。
【００１０】
また、本開示による蓄電池システムは、異常検知手段が、蓄電池の充電時において、応力発光材料の発光を継続的に監視し、蓄電池の放電時において、応力発光材料の発光を断続的に監視することもできる。
【００１１】
さらに、本開示による蓄電池システムは、異常検知手段は、監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、蓄電池の異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較して、蓄電池の異常を検知することができる。
【００１２】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、外装表面のうち一面のみに形成されていることもできる。
【００１３】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、蓄電池の電極部を除く外装全面に形成されていることもできる。
【００１４】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、外装表面に所定のパターン形状で形成されていることもできる。
【００１５】
さらに、本開示による蓄電池システムは、光検出デバイスが、前記発光層に対向して設置されることができる。
【００１６】
さらに、本開示による蓄電池システムは、光検出デバイスが、発光層の面に倣った形状とすることができる。
【００１７】
さらに、本開示による蓄電池システムは、蓄電池として、自動車に搭載される自動車用蓄電池を用いることができる。
【００１８】
本開示による異常検知方法は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、発光層に対向して設置され、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスとを含む蓄電池システムにおける蓄電池の異常を検知する異常検知方法であって、光検出デバイスで検出された発光を監視すること、該監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、蓄電池の異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較して、蓄電池の異常を検知すること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の第１実施形態に係る電池システム１００の概略構成を示す図である。
【図２】図２ａは、応力発光強度の応力依存性を示す図であって、図２ｂは、応力発光強度の歪み速度依存性を示す図である。
【図３】応力発光材料と各種透明樹脂との複合フィルムにおける応力発光強度の関係図を示す図である。
【図４】本実施形態の電池システム１００の異常検知方法におけるフローチャートの一例を示す。
【図５】本実施形態の電池システム１００の異常検知方法におけるフローチャートの一例を示す。
【図６】本開示の第２実施形態に係る電池システム２００の概略構成を示す図である。
【図７】外装部１３に形成される発光層１１のパターン形状の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示を実施するための好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、蓄電池として、リチウムイオン電池を例にとって説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、本開示の第１実施形態に係る電池システム１００の概略構成を示す図である。
【００２２】
電池システム１００は、リチウムイオン電池１０と、光検出デバイス２０と、制御部３０と、を含む。
【００２３】
リチウムイオン電池１０は、正極、負極、セパレータ、正極と負極との間でイオンの移動を可能にする電解液、正極および負極からリードされたそれぞれの端子を外部に導出しつつ、これらを収容する外装材（たとえば、アルミラミネート部材）で構成される。さらに、本実施形態のリチウムイオン電池１０は、図１に示すように、応力発光材料を含む発光層１１が、端子が外部に導出された電極部１２を除いた外装材表面（外装部）１３の一部に形成される。なお、リチウムイオン電池１０の構成および機能は、発光層１１を形成する以外は、従来のリチウムイオン電池１０と共通とすることができる。また、リチウムイオン電池１０は、衝撃等の外的負荷から電池自体を保護するための外装ケース４０に収容することができる。
【００２４】
発光層１１は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む塗料を、外装部１３の所定の箇所、たとえば、図１に示すように、外装部１３のうち一面に均一に塗布することによって形成される。なお、所定の箇所とは、上記外装部１３のうち一面に限られず、応力発光材料の発光強度が応力の絶対値と歪みの生じる速度に比例することから（図２参照）、たとえば、リチウムイオン電池１０の異常時に外装部１３に歪みが生じ、応力がかかる箇所とすることができる。図２ａは、応力発光強度の応力依存性を示す図であり、図２ｂは、歪み速度依存性を示す図である（参照：https://ct.nishipla.or.jp/site/pdf/36.t_shingijuts6useminar/200501.pdf）。また、発光層１１は、塗料を均一に塗布して形成する場合に限られず、たとえば、スパッタリングなどの方法で応力発光材料そのものを表面に付着させて形成することができる。
【００２５】
ここで、本実施形態の応力発光材料は、視感度の高いユーロピウムを添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ2Ｏ2：Ｅｕ）粉末を用いる。この材料を塗料として用いる場合、ユーロピウム濃度を４％とすることで、各種透明樹脂（たとえば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など）との複合フィルムで良好な発光が得られることが知られている。図３は、応力発光材料と各種透明樹脂との複合フィルムにおける応力発光強度の関係図を示す（引用：産業技術総合開発機構 平成１７年度 産業技術研究助成事業 研究成果報告書）。なお、応力発光材料は、上記材料に限られず、リチウムイオン電池１０の外装部１３の歪みの発生時や、圧力の上昇時において発光する材料であればよい。
【００２６】
光検出デバイス２０は、リチウムイオン電池１０の発光層１１に対向して設置され、応力発光材料の発光を検出する光検出器（たとえば、フォトディテクタダイオード）である。光検出デバイス２０で変換された発光信号は、制御部３０で処理される。光検出デバイス２０は、発光層１１の複数の箇所における発光を検出するため、１つに限られず、複数設置することもできる。なお、光検出デバイス２０は、光を電気信号（発光信号）に変換するものであって、その構成および機能は、一般的な光検出器と共通とすることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、光検出デバイス２０は、リチウムイオン電池１０の発光層１１に対向して設置される場合に限られず、発光層１１の発光を検出することができる位置に適宜任意に設置することができる。
【００２７】
制御部３０は、異常検知手段３１と、記憶手段３２とを含む。制御部３０は、たとえば、一般的なマイクロチップなどを用いて実現することができる。
【００２８】
異常検知手段３１は、光検出デバイス２０からの発光信号を受信することで、光検出デバイス２０で検出された発光を監視し、リチウムイオン電池１０の異常を検知する。異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の充電時において、光検出デバイス２０で検出された発光を継続的に監視し、リチウムイオン電池１０の放電時において、光検出デバイス２０で検出された発光を断続的に監視する。リチウムイオン電池１０の歪みの変異と外装部材にかかる応力の上昇が発生しやすい充電時や放電時に、異常検知手段３１は、光検出デバイスで検出された発光を監視することで、該監視に要する消費電力を低減しつつ、リチウムイオン電池１０の使用時における安全性を確保することができる。また、リチウムイオン電池１０の充電時は、電力が供給され続けるため、光検出デバイス２０で検出された発光を継続的に監視することで、リチウムイオン電池１０の使用時における安全性を向上することができる。
【００２９】
異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の放電時には、放電時の負荷電流値に応じた一定のインターバルで、光検出デバイス２０で検出された発光を断続的に監視する。たとえば、リチウムイオン電池１０の場合、０．３Ｃ（１Ｃとは、公称容量値の容量を有する電池を定電流放電して、ちょうど１時間で放電終了となる電流値を指す）を超えるような負荷電流値で放電する場合、少なくとも１秒に１回以上の頻度で検出を監視し、０．１Ｃを下回るような負荷電流値で放電する場合、１０秒間に１回程度の検出を監視したり、または監視しないように決定することができる。放電時の負荷電流に応じた一定のインターバルは、リチウムイオン電池１０の容量や特性に応じて適宜決定することができる。
【００３０】
異常検知手段３１によるリチウムイオン電池１０の異常を検知する方法は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の異常時の応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングにより比較して、リチウムイオン電池１０の異常を検知する方法を用いることができる。リチウムイオン電池１０の異常時の応力発光材料の発光パターンは、たとえば、実験等により、発光層１１を形成したリチウムイオン電池１０に意図的に異常を発生させることによって得ることができ、記憶手段３２に予め記憶される。発光パターンは、たとえば、一定期間における発光信号の強弱の変位パターンとすることができる。また、たとえば、複数の光検出デバイスによって、それぞれ発光層１１の異なる箇所における応力発光材料の発光を検出する場合、それぞれの発光信号の生じ方のパターンとすることもできる。本実施形態では、異常時における発光パターンとして、充電時、放電時それぞれについて、警報必要レベルの発光パターンおよび使用停止（重大）レベルの発光パターンを含む、危険レベルが異なる複数の発光パターンを予め記憶手段３２に記憶している。なお、充電時、放電時に共通の発光パターンを用いることもできる。
【００３１】
異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の異常を検知した場合、たとえば、その異常の危険レベルに応じて、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる。この場合、リチウムイオン電池１０の充電または放電を停止させてもよい。
【００３２】
以下、図４および図５に示すフローチャートを参照して、電池システム１００を用いて実施される本実施形態の異常検知方法を説明する。図４は、リチウムイオン電池１０の充電時における異常検知方法の処理フローチャートであって、図５は、リチウムイオン電池１０の充電時における異常検知方法の処理フローチャートである。なお、各図のフローチャートで示される各処理は、処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。
【００３３】
ここで、まず、異常検知を開始する前に、制御部３０は、リチウムイオン電池１０が現在、充電状態または放電状態であるかの状態判断をする。該状態判断は、たとえば、リチウムイオン電池１０に流れる電流を電流計で測定することによって判断することができる。
【００３４】
リチウムイオン電池１０が充電状態である場合について説明する。
【００３５】
まず、図４に示すように、光検出デバイス２０を動作させ、異常検知手段３１により、光検出デバイス２０で検出される発光を監視する（ステップＳ１００）。発光が検出されない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理に戻って、光検出デバイス２０で検出される発光を継続的に監視する。
【００３６】
発光が検出された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、異常検知手段３１は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の充電異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較する（ステップＳ１０２）。上記比較は、たとえば、監視により得られた発光のパターンと、充電異常時における応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングすることによって行われる。より具体的には、充電異常時における応力発光材料の発光パターンとして記憶手段３２に記憶された、警報必要レベルの発光パターンおよび使用停止（重大）レベルの発光パターンと、監視により得られた発光のパターンと、をパターンマッチングする。
【００３７】
上記比較した結果、リチウムイオン電池１０において問題が無いと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理の処理に戻る。問題が無いと判断される場合は、監視により得られた発光のパターンに対応する（たとえば、差分合計が一定以下となる）発光パターンが記憶手段３２に無い場合である。
【００３８】
一方、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが充電異常時における警報必要レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、ステップＳ１０４：警告必要）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる（ステップＳ１０５）。また、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが充電異常時における使用停止レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、ステップＳ１０４：重大）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、リチウムイオン電池１０の充電を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
次に、リチウムイオン電池１０が放電状態である場合について説明する。
【００４０】
まず、図５に示すように、放電時の負荷電流値を取得して、負荷電流値が設定電流値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。設定電流値は、たとえば、０．１Ｃとすることができる。
【００４１】
負荷電流値が設定電流値以上であれば（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、光検出デバイス２０を動作させ、異常検知手段３１により、光検出デバイス２０で検出された発光を監視する（ステップＳ２０２）。一方、負荷電流値が設定電流値未満であれば（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理に戻る。
【００４２】
発光が検出されない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、一定のインターバルをおいて、該監視するステップＳ２０２の処理に戻る。なお、一定のインターバルは、放電時の負荷電流値に応じて決定することができ、たとえば、０．３Ｃを超える場合、１秒とすることができ、０．３Ｃを下回る場合、１０秒とすることができる。
【００４３】
発光が検出された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、異常検知手段３１は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の放電異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較する（ステップＳ２０４）。比較方法については、上記充電時の場合と同様にすることができる。
【００４４】
上記比較した結果、リチウムイオン電池１０において問題が無いと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理の処理に戻る。
【００４５】
一方、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが放電異常時における警報必要レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ、ステップＳ２０６：警告必要）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる（ステップＳ２０７）。また、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが放電異常時における使用停止レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ、ステップＳ２０６：重大）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、リチウムイオン電池１０の放電を停止させる（ステップＳ２０８）。
【００４６】
以上、本実施形態の電池システムおよびリチウムイオン電池の異常検知方法によれば、リチウムイオン電池１０の外装に現れる異常を発見・警告することができるため、電気回路上の安全対策では検知できない事故を未然に防止することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電池システム２００は、光検出デバイスとして、フレキシブルなフォトディテクタが発光層１１に倣って形成されている点で、第１実施形態の電池システム１００と異なる。
【００４８】
図６は、本開示の第２実施形態の電池システム２００の概略構成を示す図である。なお、上記第１実施形態の電池システム１００と共通とすることができる構成等については、ここでの説明を省略する。
【００４９】
発光層１１'は、応力発光材料を含む塗料を、電極部１２を除く外装部１３の表面全体に均一に塗布することによって形成される。なお、発光層１１'は、外装部１３の全ての表面に形成する場合に限られず、たとえば、応力を受けやすい１つの面のみとすることでき、この場合、コスト的、製造プロセス的に容易となる。
【００５０】
光検出デバイス２０'は、外装部１３に密着させた状態で発光を検出することができるフレキシブルなフォトディテクタであって、発光層１１'の面に倣った形状である。このようなフレキシブルフォトディテクタについては、ウィスコンシン大学マディソン校（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ−Ｍａｄｉｓｏｎ）において発表されたもの（URL:http://www.news.wisc.edu/16126）を適用することができる。なお、光検出デバイス２０'は、フレキシブルフォトディテクタではなく、有機トランジスタを印刷することで形成したフレキシブルスキャナを用いることもできる。フレキシブルスキャナについては、東京大学において発表されたもの（URL:http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/Archive/Archive_download/Archive_douwnload.html）を適用することができる。
【００５１】
光検出デバイス２０'として、このようなフレキシブルフォトディテクタ等を用いることによって、発光層１１が形成された面全体にわたって、その発光を検出することができる。
【００５２】
＜変形例＞
以上のように本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は、以上の実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想および範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、および省略が当業者によって可能である。
【００５３】
たとえば、上記実施形態では、異常検知手段が、リチウムイオン電池１０の充電時において、光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視し、リチウムイオン電池１０の放電時において、光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視する場合を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、たとえば、充電時に、光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視することもでき、一方、放電時に、光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視することもできる。また、充電時、放電時のいずれか一方のみを監視するように構成することもできる。
【００５４】
また、上記各実施形態では、発光層が、外装表面に均一に塗布することによって形成される場合を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、たとえば、図７に示すように、発光層を外装表面に所定のパターン形状で形成することもできる。図７ａは、リチウムイオン電池１０Ａの外装部１３の上に網目状に発光層１１Ａを形成した図を示し、図７ｂは、リチウムイオン電池１０Ｂの外装部１３の上に網目状に発光層１１Ｂを形成した図を示す。このようにパターン形状で形成することによって、リチウムイオン電池１０の異常時に外装が変形した場合、その発光のパターンの形状からリチウムイオン電池１０の異常か否かに加え、異常個所を特定して検知することができる。
【００５５】
さらに、上記各実施形態では、光検出デバイス等を用いた電池システムについて説明したが、本開示はこれに限られず、光検出デバイスを省略し、発光層１１が外装部１３に形成されたリチウムイオン電池１０単体で用いることもできる。この場合、リチウムイオン電池１０の異常時における応力発光材料の発光を、ユーザの目視によって監視することで、その異常の有無を判断することができる。また、応力発光材料が一定期間、発光が維持される材料を使用することによって、ユーザによる監視の手間と時間を軽減することができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、異常検知方法として、監視された発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の異常時における応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングにより比較する方法を例にとって説明したが、本開示はこれに限られない。たとえば、異常時の発光パターンを所定の発光強度を超えるパターンとして定義し、かかるパターンと比較する（監視により得られた発光のパターンに、所定の発光強度を超える発光があるか否かを判断する）ことで、蓄電池に異常があるか否かを検知することができる。
【００５７】
さらに、上記各実施形態の電池システムに加えて、従来の電気回路上で行う安全対策システムを組み合わせることもできる。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、蓄電池としてリチウム電池１０を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、充電および放電を繰り返す蓄電池であればよく、たとえば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などの二次電池、またはウルトラキャパシタなどのキャパシタに適用することができる。
【００５９】
本開示は、携帯電話やノートパソコンのような携帯機器用の電池またはキャパシタに適用可能であり、また、家庭用燃料電池用の電池やキャパシタ、さらには、太陽電池併用キャパシタなどの環境対応発電機器の出力平滑用電池やキャパシタ、さらには、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載される車両用蓄電池、さらには、通信基地局などバックアップ用電源などの産業用電池などに適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ リチウムイオン電池、
１１ 発光層、
１２ 電極部、
１３ 外装部、
２０ 光検出デバイス、
３０ 制御部、
３１ 異常検知手段、
３２ 記憶手段。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電池、蓄電池システム、および蓄電池の異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池やキャパシタなどの蓄電池の開発が進み、様々な電気機器の電源として広く用いられるようになってきている。また、蓄電池の電気容量の増大、すなわち出力の増大へのニーズは、大型のハイブリッド自動車や電気自動車などの電源としての期待が高まるにつれて、ますます大きなものとなっている。
【０００３】
こうしたニーズに応えるために、蓄電池で使用される電極材料のエネルギー密度を高め、この電極材料をより高密度にパッケージングする工夫がなされている。しかしながら、電極材料のエネルギー密度を高めると、異常発熱などが起こりやすく蓄電池の危険性も高まってしまうため、蓄電池を安全に利用するための安全対策がより重要となる。
【０００４】
従来の安全対策は、過放電や過充電などが起きないように蓄電池の充放電を精密に管理するとともに、サーミスタを用いて蓄電池の温度を測定し、蓄電池の異常発熱時に回路を遮断するといった電気回路上で行われるものであった（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−０４８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電気回路上で行う安全対策は、蓄電池内部での内部ショートによる熱暴走反応や、その他異常な化学反応による事故を防止したり、警告したりすることはできないという問題点があった。
【０００７】
したがって、上記事故を未然に防止し、警告することができる新しい蓄電池システムおよび蓄電池の異常検知方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示による蓄電池は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成される。
【０００９】
本開示による蓄電池システムは、上記蓄電池と、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、光検出デバイスで検出された発光を監視して、蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、を含む。
【００１０】
また、本開示による蓄電池システムは、異常検知手段が、蓄電池の充電時において、応力発光材料の発光を継続的に監視し、蓄電池の放電時において、応力発光材料の発光を断続的に監視することもできる。
【００１１】
さらに、本開示による蓄電池システムは、異常検知手段は、監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、蓄電池の異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較して、蓄電池の異常を検知することができる。
【００１２】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、外装表面のうち一面のみに形成されていることもできる。
【００１３】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、蓄電池の電極部を除く外装全面に形成されていることもできる。
【００１４】
さらに、本開示による蓄電池システムは、発光層が、外装表面に所定のパターン形状で形成されていることもできる。
【００１５】
さらに、本開示による蓄電池システムは、光検出デバイスが、前記発光層に対向して設置されることができる。
【００１６】
さらに、本開示による蓄電池システムは、光検出デバイスが、発光層の面に倣った形状とすることができる。
【００１７】
さらに、本開示による蓄電池システムは、蓄電池として、自動車に搭載される自動車用蓄電池を用いることができる。
【００１８】
本開示による異常検知方法は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、発光層に対向して設置され、応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスとを含む蓄電池システムにおける蓄電池の異常を検知する異常検知方法であって、光検出デバイスで検出された発光を監視すること、該監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、蓄電池の異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較して、蓄電池の異常を検知すること、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の第１実施形態に係る電池システム１００の概略構成を示す図である。
【図２】図２ａは、応力発光強度の応力依存性を示す図であって、図２ｂは、応力発光強度の歪み速度依存性を示す図である。
【図３】応力発光材料と各種透明樹脂との複合フィルムにおける応力発光強度の関係図を示す図である。
【図４】本実施形態の電池システム１００の異常検知方法におけるフローチャートの一例を示す。
【図５】本実施形態の電池システム１００の異常検知方法におけるフローチャートの一例を示す。
【図６】本開示の第２実施形態に係る電池システム２００の概略構成を示す図である。
【図７】外装部１３に形成される発光層１１のパターン形状の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示を実施するための好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、蓄電池として、リチウムイオン電池を例にとって説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、本開示の第１実施形態に係る電池システム１００の概略構成を示す図である。
【００２２】
電池システム１００は、リチウムイオン電池１０と、光検出デバイス２０と、制御部３０と、を含む。
【００２３】
リチウムイオン電池１０は、正極、負極、セパレータ、正極と負極との間でイオンの移動を可能にする電解液、正極および負極からリードされたそれぞれの端子を外部に導出しつつ、これらを収容する外装材（たとえば、アルミラミネート部材）で構成される。さらに、本実施形態のリチウムイオン電池１０は、図１に示すように、応力発光材料を含む発光層１１が、端子が外部に導出された電極部１２を除いた外装材表面（外装部）１３の一部に形成される。なお、リチウムイオン電池１０の構成および機能は、発光層１１を形成する以外は、従来のリチウムイオン電池１０と共通とすることができる。また、リチウムイオン電池１０は、衝撃等の外的負荷から電池自体を保護するための外装ケース４０に収容することができる。
【００２４】
発光層１１は、機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む塗料を、外装部１３の所定の箇所、たとえば、図１に示すように、外装部１３のうち一面に均一に塗布することによって形成される。なお、所定の箇所とは、上記外装部１３のうち一面に限られず、応力発光材料の発光強度が応力の絶対値と歪みの生じる速度に比例することから（図２参照）、たとえば、リチウムイオン電池１０の異常時に外装部１３に歪みが生じ、応力がかかる箇所とすることができる。図２ａは、応力発光強度の応力依存性を示す図であり、図２ｂは、歪み速度依存性を示す図である（参照：https://ct.nishipla.or.jp/site/pdf/36.t_shingijuts6useminar/200501.pdf）。また、発光層１１は、塗料を均一に塗布して形成する場合に限られず、たとえば、スパッタリングなどの方法で応力発光材料そのものを表面に付着させて形成することができる。
【００２５】
ここで、本実施形態の応力発光材料は、視感度の高いユーロピウムを添加したアルミン酸ストロンチウム（ＳｒＡｌ2Ｏ2：Ｅｕ）粉末を用いる。この材料を塗料として用いる場合、ユーロピウム濃度を４％とすることで、各種透明樹脂（たとえば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など）との複合フィルムで良好な発光が得られることが知られている。図３は、応力発光材料と各種透明樹脂との複合フィルムにおける応力発光強度の関係図を示す（引用：産業技術総合開発機構 平成１７年度 産業技術研究助成事業 研究成果報告書）。なお、応力発光材料は、上記材料に限られず、リチウムイオン電池１０の外装部１３の歪みの発生時や、圧力の上昇時において発光する材料であればよい。
【００２６】
光検出デバイス２０は、リチウムイオン電池１０の発光層１１に対向して設置され、応力発光材料の発光を検出する光検出器（たとえば、フォトディテクタダイオード）である。光検出デバイス２０で変換された発光信号は、制御部３０で処理される。光検出デバイス２０は、発光層１１の複数の箇所における発光を検出するため、１つに限られず、複数設置することもできる。なお、光検出デバイス２０は、光を電気信号（発光信号）に変換するものであって、その構成および機能は、一般的な光検出器と共通とすることができるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、光検出デバイス２０は、リチウムイオン電池１０の発光層１１に対向して設置される場合に限られず、発光層１１の発光を検出することができる位置に適宜任意に設置することができる。
【００２７】
制御部３０は、異常検知手段３１と、記憶手段３２とを含む。制御部３０は、たとえば、一般的なマイクロチップなどを用いて実現することができる。
【００２８】
異常検知手段３１は、光検出デバイス２０からの発光信号を受信することで、光検出デバイス２０で検出された発光を監視し、リチウムイオン電池１０の異常を検知する。異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の充電時において、光検出デバイス２０で検出された発光を継続的に監視し、リチウムイオン電池１０の放電時において、光検出デバイス２０で検出された発光を断続的に監視する。リチウムイオン電池１０の歪みの変異と外装部材にかかる応力の上昇が発生しやすい充電時や放電時に、異常検知手段３１は、光検出デバイスで検出された発光を監視することで、該監視に要する消費電力を低減しつつ、リチウムイオン電池１０の使用時における安全性を確保することができる。また、リチウムイオン電池１０の充電時は、電力が供給され続けるため、光検出デバイス２０で検出された発光を継続的に監視することで、リチウムイオン電池１０の使用時における安全性を向上することができる。
【００２９】
異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の放電時には、放電時の負荷電流値に応じた一定のインターバルで、光検出デバイス２０で検出された発光を断続的に監視する。たとえば、リチウムイオン電池１０の場合、０．３Ｃ（１Ｃとは、公称容量値の容量を有する電池を定電流放電して、ちょうど１時間で放電終了となる電流値を指す）を超えるような負荷電流値で放電する場合、少なくとも１秒に１回以上の頻度で検出を監視し、０．１Ｃを下回るような負荷電流値で放電する場合、１０秒間に１回程度の検出を監視したり、または監視しないように決定することができる。放電時の負荷電流に応じた一定のインターバルは、リチウムイオン電池１０の容量や特性に応じて適宜決定することができる。
【００３０】
異常検知手段３１によるリチウムイオン電池１０の異常を検知する方法は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の異常時の応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングにより比較して、リチウムイオン電池１０の異常を検知する方法を用いることができる。リチウムイオン電池１０の異常時の応力発光材料の発光パターンは、たとえば、実験等により、発光層１１を形成したリチウムイオン電池１０に意図的に異常を発生させることによって得ることができ、記憶手段３２に予め記憶される。発光パターンは、たとえば、一定期間における発光信号の強弱の変位パターンとすることができる。また、たとえば、複数の光検出デバイスによって、それぞれ発光層１１の異なる箇所における応力発光材料の発光を検出する場合、それぞれの発光信号の生じ方のパターンとすることもできる。本実施形態では、異常時における発光パターンとして、充電時、放電時それぞれについて、警報必要レベルの発光パターンおよび使用停止（重大）レベルの発光パターンを含む、危険レベルが異なる複数の発光パターンを予め記憶手段３２に記憶している。なお、充電時、放電時に共通の発光パターンを用いることもできる。
【００３１】
異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０の異常を検知した場合、たとえば、その異常の危険レベルに応じて、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる。この場合、リチウムイオン電池１０の充電または放電を停止させてもよい。
【００３２】
以下、図４および図５に示すフローチャートを参照して、電池システム１００を用いて実施される本実施形態の異常検知方法を説明する。図４は、リチウムイオン電池１０の充電時における異常検知方法の処理フローチャートであって、図５は、リチウムイオン電池１０の充電時における異常検知方法の処理フローチャートである。なお、各図のフローチャートで示される各処理は、処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。
【００３３】
ここで、まず、異常検知を開始する前に、制御部３０は、リチウムイオン電池１０が現在、充電状態または放電状態であるかの状態判断をする。該状態判断は、たとえば、リチウムイオン電池１０に流れる電流を電流計で測定することによって判断することができる。
【００３４】
リチウムイオン電池１０が充電状態である場合について説明する。
【００３５】
まず、図４に示すように、光検出デバイス２０を動作させ、異常検知手段３１により、光検出デバイス２０で検出される発光を監視する（ステップＳ１００）。発光が検出されない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理に戻って、光検出デバイス２０で検出される発光を継続的に監視する。
【００３６】
発光が検出された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、異常検知手段３１は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の充電異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較する（ステップＳ１０２）。上記比較は、たとえば、監視により得られた発光のパターンと、充電異常時における応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングすることによって行われる。より具体的には、充電異常時における応力発光材料の発光パターンとして記憶手段３２に記憶された、警報必要レベルの発光パターンおよび使用停止（重大）レベルの発光パターンと、監視により得られた発光のパターンと、をパターンマッチングする。
【００３７】
上記比較した結果、リチウムイオン電池１０において問題が無いと判断された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理の処理に戻る。問題が無いと判断される場合は、監視により得られた発光のパターンに対応する（たとえば、差分合計が一定以下となる）発光パターンが記憶手段３２に無い場合である。
【００３８】
一方、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが充電異常時における警報必要レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、ステップＳ１０４：警告必要）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる（ステップＳ１０５）。また、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが充電異常時における使用停止レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ、ステップＳ１０４：重大）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、リチウムイオン電池１０の充電を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
次に、リチウムイオン電池１０が放電状態である場合について説明する。
【００４０】
まず、図５に示すように、放電時の負荷電流値を取得して、負荷電流値が設定電流値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。設定電流値は、たとえば、０．１Ｃとすることができる。
【００４１】
負荷電流値が設定電流値以上であれば（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、光検出デバイス２０を動作させ、異常検知手段３１により、光検出デバイス２０で検出された発光を監視する（ステップＳ２０２）。一方、負荷電流値が設定電流値未満であれば（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理に戻る。
【００４２】
発光が検出されない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、一定のインターバルをおいて、該監視するステップＳ２０２の処理に戻る。なお、一定のインターバルは、放電時の負荷電流値に応じて決定することができ、たとえば、０．３Ｃを超える場合、１秒とすることができ、０．３Ｃを下回る場合、１０秒とすることができる。
【００４３】
発光が検出された場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、異常検知手段３１は、監視により得られた発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の放電異常時における応力発光材料の発光パターンとを比較する（ステップＳ２０４）。比較方法については、上記充電時の場合と同様にすることができる。
【００４４】
上記比較した結果、リチウムイオン電池１０において問題が無いと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理の処理に戻る。
【００４５】
一方、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが放電異常時における警報必要レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ、ステップＳ２０６：警告必要）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、警告を表示させる（ステップＳ２０７）。また、上記比較した結果、監視により得られた発光のパターンが放電異常時における使用停止レベルの発光パターンに対応すると判断した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ、ステップＳ２０６：重大）、異常検知手段３１は、リチウムイオン電池１０を管理する管理システムに対して、リチウムイオン電池１０の放電を停止させる（ステップＳ２０８）。
【００４６】
以上、本実施形態の電池システムおよびリチウムイオン電池の異常検知方法によれば、リチウムイオン電池１０の外装に現れる異常を発見・警告することができるため、電気回路上の安全対策では検知できない事故を未然に防止することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の電池システム２００は、光検出デバイスとして、フレキシブルなフォトディテクタが発光層１１に倣って形成されている点で、第１実施形態の電池システム１００と異なる。
【００４８】
図６は、本開示の第２実施形態の電池システム２００の概略構成を示す図である。なお、上記第１実施形態の電池システム１００と共通とすることができる構成等については、ここでの説明を省略する。
【００４９】
発光層１１'は、応力発光材料を含む塗料を、電極部１２を除く外装部１３の表面全体に均一に塗布することによって形成される。なお、発光層１１'は、外装部１３の全ての表面に形成する場合に限られず、たとえば、応力を受けやすい１つの面のみとすることでき、この場合、コスト的、製造プロセス的に容易となる。
【００５０】
光検出デバイス２０'は、外装部１３に密着させた状態で発光を検出することができるフレキシブルなフォトディテクタであって、発光層１１'の面に倣った形状である。このようなフレキシブルフォトディテクタについては、ウィスコンシン大学マディソン校（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ−Ｍａｄｉｓｏｎ）において発表されたもの（URL:http://www.news.wisc.edu/16126）を適用することができる。なお、光検出デバイス２０'は、フレキシブルフォトディテクタではなく、有機トランジスタを印刷することで形成したフレキシブルスキャナを用いることもできる。フレキシブルスキャナについては、東京大学において発表されたもの（URL:http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/Archive/Archive_download/Archive_douwnload.html）を適用することができる。
【００５１】
光検出デバイス２０'として、このようなフレキシブルフォトディテクタ等を用いることによって、発光層１１が形成された面全体にわたって、その発光を検出することができる。
【００５２】
＜変形例＞
以上のように本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は、以上の実施形態に限定されるべきものではなく、特許請求の範囲に表現された思想および範囲を逸脱することなく、種々の変形、追加、および省略が当業者によって可能である。
【００５３】
たとえば、上記実施形態では、異常検知手段が、リチウムイオン電池１０の充電時において、光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視し、リチウムイオン電池１０の放電時において、光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視する場合を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、たとえば、充電時に、光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視することもでき、一方、放電時に、光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視することもできる。また、充電時、放電時のいずれか一方のみを監視するように構成することもできる。
【００５４】
また、上記各実施形態では、発光層が、外装表面に均一に塗布することによって形成される場合を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、たとえば、図７に示すように、発光層を外装表面に所定のパターン形状で形成することもできる。図７ａは、リチウムイオン電池１０Ａの外装部１３の上に網目状に発光層１１Ａを形成した図を示し、図７ｂは、リチウムイオン電池１０Ｂの外装部１３の上に網目状に発光層１１Ｂを形成した図を示す。このようにパターン形状で形成することによって、リチウムイオン電池１０の異常時に外装が変形した場合、その発光のパターンの形状からリチウムイオン電池１０の異常か否かに加え、異常個所を特定して検知することができる。
【００５５】
さらに、上記各実施形態では、光検出デバイス等を用いた電池システムについて説明したが、本開示はこれに限られず、光検出デバイスを省略し、発光層１１が外装部１３に形成されたリチウムイオン電池１０単体で用いることもできる。この場合、リチウムイオン電池１０の異常時における応力発光材料の発光を、ユーザの目視によって監視することで、その異常の有無を判断することができる。また、応力発光材料が一定期間、発光が維持される材料を使用することによって、ユーザによる監視の手間と時間を軽減することができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、異常検知方法として、監視された発光のパターンと、記憶手段３２に予め記憶された、リチウムイオン電池１０の異常時における応力発光材料の発光パターンとをパターンマッチングにより比較する方法を例にとって説明したが、本開示はこれに限られない。たとえば、異常時の発光パターンを所定の発光強度を超えるパターンとして定義し、かかるパターンと比較する（監視により得られた発光のパターンに、所定の発光強度を超える発光があるか否かを判断する）ことで、蓄電池に異常があるか否かを検知することができる。
【００５７】
さらに、上記各実施形態の電池システムに加えて、従来の電気回路上で行う安全対策システムを組み合わせることもできる。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、蓄電池としてリチウム電池１０を例にとって説明したが、本開示はこれに限られず、充電および放電を繰り返す蓄電池であればよく、たとえば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池などの二次電池、またはウルトラキャパシタなどのキャパシタに適用することができる。
【００５９】
本開示は、携帯電話やノートパソコンのような携帯機器用の電池またはキャパシタに適用可能であり、また、家庭用燃料電池用の電池やキャパシタ、さらには、太陽電池併用キャパシタなどの環境対応発電機器の出力平滑用電池やキャパシタ、さらには、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載される車両用蓄電池、さらには、通信基地局などバックアップ用電源などの産業用電池などに適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ リチウムイオン電池、
１１ 発光層、
１２ 電極部、
１３ 外装部、
２０ 光検出デバイス、
３０ 制御部、
３１ 異常検知手段、
３２ 記憶手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、
前記発光層に対向して設置され、前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、
前記蓄電池の充電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視し、前記蓄電池の放電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、を含み、
前記異常検知手段は、前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時の前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知する、蓄電池システム。
【請求項２】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電池と、
前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、
前記光検出デバイスで検出された発光を監視して、前記蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、
を含む蓄電池システム。
【請求項４】
前記異常検知手段は、
前記蓄電池の充電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知し、
前記蓄電池の放電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知する、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項５】
前記異常検知手段は、前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時における前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知する、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項６】
前記発光層は、前記外装表面のうち一面のみに形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項７】
前記発光層は、前記蓄電池の電極部を除く外装全面に形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項８】
前記発光層は、前記外装表面に所定のパターン形状で形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項９】
前記光検出デバイスは、前記発光層に対向して設置される、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１０】
前記光検出デバイスは、前記発光層の面に倣った形状である、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１１】
前記蓄電池は、車両に搭載される車両用蓄電池である、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１２】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、前記発光層に対向して設置され、前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスとを含む蓄電池システムにおける前記蓄電池の異常を検知する異常検知方法であって、
前記光検出デバイスで検出された発光を監視すること、
前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時における前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知すること、
を含む異常検知方法。
【請求項１】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、
前記発光層に対向して設置され、前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、
前記蓄電池の充電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視し、前記蓄電池の放電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、を含み、
前記異常検知手段は、前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時の前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知する、蓄電池システム。
【請求項２】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電池と、
前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスと、
前記光検出デバイスで検出された発光を監視して、前記蓄電池の異常を検知する異常検知手段と、
を含む蓄電池システム。
【請求項４】
前記異常検知手段は、
前記蓄電池の充電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を継続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知し、
前記蓄電池の放電時において、前記光検出デバイスで検出された発光を断続的に監視して、前記蓄電池の異常を検知する、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項５】
前記異常検知手段は、前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時における前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知する、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項６】
前記発光層は、前記外装表面のうち一面のみに形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項７】
前記発光層は、前記蓄電池の電極部を除く外装全面に形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項８】
前記発光層は、前記外装表面に所定のパターン形状で形成されている、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項９】
前記光検出デバイスは、前記発光層に対向して設置される、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１０】
前記光検出デバイスは、前記発光層の面に倣った形状である、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１１】
前記蓄電池は、車両に搭載される車両用蓄電池である、請求項３に記載の蓄電池システム。
【請求項１２】
機械的な応力の印加によって発光する応力発光材料を含む発光層が、外装表面に形成された蓄電池と、前記発光層に対向して設置され、前記応力発光材料の発光を検出する光検出デバイスとを含む蓄電池システムにおける前記蓄電池の異常を検知する異常検知方法であって、
前記光検出デバイスで検出された発光を監視すること、
前記監視により得られた発光のパターンと、予め用意された、前記蓄電池の異常時における前記応力発光材料の発光パターンとを比較して、前記蓄電池の異常を検知すること、
を含む異常検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３３２４３（Ｐ２０１１−１３３２４３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０４２７（Ｐ２００９−２９０４２７）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（５０９３４８７８６）エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー (117)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（５０９３４８７８６）エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー (117)
【Ｆターム（参考）】
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