JP6396812B2 - 充電率推定システム - Google Patents

Description

本発明は、充放電中の二次電池の充電率を推定する充電率推定装置に関する。

二次電池の充放電において、過充電及び過放電の抑制などを目的として、二次電池の充電率（SOC: State of Charge）の監視が実施され、ＳＯＣに基づいて充放電制御が実施される。

二次電池のＳＯＣを取得する方法として、二次電池の開放端電圧（OCV : Open Circuit Voltage）を取得し、取得したＳＯＣと、ＯＣＶとＳＯＣとの関係を表すマップとに基づいてＳＯＣを取得する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−２２０２３６号公報

ここで、ＯＣＶは、二次電池に電流が流れている充放電中には、検出できないという問題がある。二次電池に電流が流れている充放電中において、二次電池の充電率を推定する方法として、二次電池に流れる電流の積算値である電流積算値に基づいて、充電率の推定値を算出する方法も知られている。しかしながら、電流積算値は、積算時間の増加に伴い誤差が増加するという問題点がある。また、充放電が停止された後、分極の影響が解消されるまでの長時間、ＯＣＶを正確に検出することは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、二次電池に電流が流れている充放電中において、二次電池の充電率を精度よく推定する充電率推定装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、二次電池（１０，Ｃ１〜Ｃ８）の充電率を推定する充電率推定装置（３８）であって、前記二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段（３５）と、前記二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段（３６）と、前記二次電池から前記二次電池の外部へ向かう熱流束を検出する熱流束検出手段（Ｓ，ＳＡ〜ＳＪ）と、前記熱流束検出手段による検出値に基づいて、前記二次電池の発熱量を算出する発熱量算出手段（３８）と、前記充放電電流と、前記端子間電圧と、前記発熱量とに基づいて、前記二次電池の開放端電圧を算出する開放端電圧算出手段（３８）と、前記開放端電圧に基づいて、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定手段（３８）と、を備えることを特徴とする。

二次電池において充放電が行われると、二次電池の内部抵抗に電流が流れることで、二次電池において発熱が生じる。二次電池における発熱量は、二次電池の内部抵抗による電力損失と等しく、充放電電流と内部抵抗による電圧降下の積として表すことができる。つまり、二次電池における電圧降下は、二次電池における発熱量と充放電電流に基づいて算出することができる。また、二次電池の開放端電圧は、二次電池における電圧降下と二次電池の端子間電圧との和として算出することができるため、充放電電流と端子間電圧と発熱量とに基づいて開放端電圧を算出することができる。そして、二次電池の開放端電圧と、二次電池の充電率とは所定の関係を有するため、算出した開放端電圧から充電率を推定することが可能となる。

ここで、例えば、二次電池の発熱量は、熱流束を用いて算出する場合、二次電池の温度変化を用いて算出する場合に比べ、環境温度などの環境に左右されないため、正確に算出することができる。また、充放電電流と、端子間電圧と、熱流束とは、いずれも二次電池の充放電中に検出することができる。このため、二次電池の充放電中において、充電率を精度よく推定することが可能になる。

二次電池の構造を表す図。 電極体の構造を表す図。 ＯＣＶ−ＳＯＣマップを表す図。 充電率推定システムを表す図。 放電時における充電率推定結果を表す図。 充電時における充電率推定結果を表す図。 第１実施形態における組電池の構造を表す図。 第２実施形態における組電池の構造を表す図。

（第１実施形態）
図１にラミネート型リチウムイオン二次電池としての二次電池１０の構造を示す。電極体１１及び電解液１２がラミネートフィルム１３に封止され、電極体１１に接続されている正極端子１４及び負極端子１５がラミネートフィルム１３から突出する構造となっている。ラミネートフィルム１３は、例えば、アルミニウムを芯材とし、ポリプロピレンなどの樹脂が積層されて構成されている。

図２に電極体１１の構造を示す。電極体１１は、正極集電箔１６、セパレータ１８、負極集電箔１７の順に繰り返し積層されて構成されている。正極集電箔１６は、集電箔（例えば、アルミニウム箔）の表面に正極活性物質であるリチウムイオン化合物が保持されることで構成されている。負極集電箔１７は、集電箔の表面に負極活性物質であるカーボンが保持されることで構成されている。正極集電箔１６及び負極集電箔１７は「電極」の具体例である。正極端子１４は、全ての正極集電箔１６と電気的に接続されており、負極端子１５は、全ての負極集電箔１７と電気的に接続されている。

充電時には、正極集電箔１６の正極活性物質からリチウムイオンが放出され、電解液１２を介して、負極集電箔１７の負極活性物質にそのリチウムイオンが取り込まれる。放電時には、負極集電箔１７の負極活性物質からリチウムイオンが放出され、電解液１２を介して、正極集電箔１６の正極活性物質にそのリチウムイオンが取り込まれる。セパレータ１８は、正極集電箔１６と負極集電箔１７との接触による短絡を防止するとともに、リチウムイオンを透過させる。

充放電時において、正極活性物質及び負極活性物質において発熱が生じる。この充放電時における発熱量Ｑは、下記の式（１）のように表すことができる。
Ｑ＝（ＯＣＶ−Ｖ）×Ｉ …（１）
ここで、Ｖは、二次電池１０の端子間電圧、Ｉは、二次電池１０に流れる電流である。「ＯＣＶ−Ｖ」が二次電池１０の内部抵抗による電圧降下に相当する。

式（１）を変形すると、下記の式（２）が得られる。
ＯＣＶ＝Ｖ＋Ｑ／Ｉ …（２）
端子間電圧Ｖ、及び、充放電電流Ｉの検出値と、発熱量Ｑとを取得することで、ＯＣＶを取得することができる。ＯＣＶと充電率（ＳＯＣ）とは、図３に示すような所定の関係性を有する。このため、端子間電圧Ｖ、及び、充放電電流Ｉの検出値と、発熱量Ｑと、充電率−ＯＣＶマップとに基づいて充電率を算出することが可能である。

本願の発明者らは、式（２）を用いた充電率推定法の有効性を検証すべく、図４に示す構成を用いて、二次電池１０の充電率を推定した。

図４に示す構成では、二次電池１０の両面にそれぞれ面圧調整用のゴム板３２が設けられている。そして、二次電池１０において生じ、外部に向かう熱流束を検出可能なように熱流束検出手段としての熱流束センサＳが、二次電池１０とゴム板３２とに挟み込まれるように設けられている。さらに、両ゴム板３２を挟み込むように拘束部材３１がそれぞれ設けられている。その拘束部材３１は、両ゴム板３２、二次電池１０及び熱流束センサＳに圧力が加えられるように、ボルト３３によって締め付けられている。

また、二次電池１０の両端子１４，１５に負荷３７が接続されており、二次電池１０から負荷３７に対して電流が流れるようになっている。その電流が流れる経路上に電流検出手段としての電流センサ３５が設けられている。また、両端子１４，１５の間の電圧（二次電池１０の端子間電圧）が検出可能なように電圧検出手段としての電圧センサ３６が設けられている。これら、電流センサ３５及び電圧センサ３６の検出値は充電率推定部３８によって取得される。

さらに、熱流束センサＳが出力する電圧値を検出する電圧センサ３４が設けられている。熱流束センサＳが出力する電圧値は、熱流束センサＳの両面の温度に基づく値である。充電率推定部３８は、電圧センサ３４から検出値を取得し、その検出値に基づいて、熱流束を算出する。そして、その熱流束に基づいて、二次電池１０の発熱量を算出する。

充電率推定部３８は、二次電池１０に流れる充放電電流Ｉの検出値、二次電池１０の端子間電圧Ｖの検出値、及び、二次電池１０から外部に向かう熱流束に基づき算出される発熱量Ｑに基づき、上記の式（２）を用いて、二次電池１０のＯＣＶを算出する。そして、その算出されたＯＣＶに基づいて、二次電池１０の充電率を推定する。熱流束センサＳ、電流センサ３５、電圧センサ３６、及び、充電率推定部３８は、充電率推定装置３９を構成する。

図５に、放電時における本実施形態の充電率推定を実施した場合の推定値（実線）と、理論値（一点鎖線）との比較を示す。また、図６に、放電時における本実施形態の充電率推定を実施した場合の推定値（実線）と、理論値（一点鎖線）との比較を示す。充電時及び放電時ともに、理論値に対する推定値の誤差が５％以内に収まっており、充放電を実施しながら精度よく充電率の算出が行うことが可能となっている。

ここで、二次電池１０に対して定電流制御を実施することで、その定電流と時間との積算値として二次電池１０の充放電量を算出する。そして、その充放電量を二次電池１０の容量で除算することで充電率の変化量を算出し、その変化量を用いて充電率の理論値を算出している。

図７に複数の二次電池１０（電池セルＣ１〜Ｃ８）を備える組電池２０の構成に対し、本実施形態の充電率推定法を用いた場合の具体例を示す。組電池２０は、８個の電池セルＣ１〜Ｃ８を備えており、各電池セルＣ１〜Ｃ８は、各電池セルＣ１〜Ｃ８が備えている電極の積層方向と同じ方向に積層されている。また、電極の積層方向において、組電池２０の両端面が拘束部材２１によって挟み込まれることで、組電池２０は拘束されている。なお、各電池セルＣ１〜Ｃ８は直列接続されている。

さらに、２つの電池セルごとに、電池セルにおいて発生した熱が伝導される１枚の熱伝導板が設けられている。具体的には、電池セルＣ１，Ｃ２の間に熱伝導板ＢＡ、電池セルＣ３，Ｃ４の間に熱伝導板ＢＢ、電池セルＣ５，Ｃ６の間に熱伝導板ＢＣ、電池セルＣ７，Ｃ８の間に熱伝導板ＢＤがそれぞれ設けられている。

熱伝導板ＢＡ〜ＢＤは、隣接する電池セルＣ１〜Ｃ８の一面を覆うように設けられている。また、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤは、冷却器２２と接続されている。熱伝導板ＢＡ〜ＢＤは、隣接する２つの電池セルから吸熱を行い、冷却器２２にその熱を放熱することで、その２つの電池セルを冷却する。例えば、熱伝導板ＢＡは、隣接する電池セルＣ１，Ｃ２から吸熱を行う。つまり、電池セルＣ１〜Ｃ８において充放電が行われることで電池セルＣ１〜Ｃ８に生じる熱は、電池セルＣ１〜Ｃ８から熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを介して冷却器２２に流れることになる。冷却器２２は、組電池２０のケースに設けられている冷却フィンである。なお、熱交換装置としての冷却器２２は、水冷ジャケットなどでもよい。

上述したとおり、電池セルＣ１〜Ｃ８において発生した熱は、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを介して冷却器２２に伝達される。そこで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤとの間に、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と接するとともに、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の電極と対向するように熱流束センサＳＡ〜ＳＤを設けている。そして、熱流束センサＳＡ〜ＳＤの検出値を取得することで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の発熱量Ｑをそれぞれ算出することが可能になる。また、熱流束センサＳＡ〜ＳＤは、それぞれ電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の一面を覆うように設けられている。

具体的には、熱流束センサＳＡは、電池セルＣ１と熱伝導板ＢＡとの間に挟み込まれている。拘束部材２１に比べて、熱流束センサＳＡ及び熱伝導板ＢＡの熱伝導率は十分に大きいため、電池セルＣ１で生じた熱の殆どが、熱流束センサＳＡ及び熱伝導板ＢＡに流れる。このため、熱流束センサＳＡの検出値から電池セルＣ１の発熱量Ｑを算出することができる。

また、熱流束センサＳＢは、電池セルＣ３と熱伝導板ＢＢとの間に挟み込まれている。ここで、電池セルＣ３は、電池セルＣ２と接しているが、電池セルＣ３と電池セルＣ２との境界における温度差が、電池セルＣ２と熱伝導板ＢＡとの温度差に比べて十分に小さいため電池セルＣ２において生じた熱は、熱伝導板ＢＡに流れることになる。つまり、電池セルＣ２と電池セルＣ３とが接する面において、断熱境界が生じている。これにより、電池セルＣ３において発生した熱のみが、熱流束センサＳＢに伝導されることになる。このため、熱流束センサＳＢの検出値を用いて、電池セルＣ３の発熱量Ｑを正確に推定することができる。

同様に、熱流束センサＳＣは、電池セルＣ６と熱伝導板ＢＣとの間に挟み込まれており、電池セルＣ６から熱伝導板ＢＣに向かう熱流束を検出する。また、熱流束センサＳＤは、電池セルＣ８と熱伝導板ＢＤとの間に挟み込まれており、電池セルＣ８から熱伝導板ＢＤに向かう熱流束を検出する。

ここで、図４に示す構成と同様に、各電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８のそれぞれに対して、端子間電圧Ｖを検出する電圧センサ３６を設け、組電池２０に流れる充放電電流Ｉを検出する電流センサ３５を設け、各電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の充電率を推定する充電率推定部３８を設ける構成とする。熱流束センサＳＡ〜ＳＤ、電流センサ３５、電圧センサ３６、及び、充電率推定部３８は、充電率推定装置３９を構成する。

発熱量算出手段としての充電率推定部３８は、熱流束センサＳＡ〜ＳＤの検出値（熱流束）と、熱流束センサＳＡ〜ＳＤの面積とをそれぞれ積算することで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の発熱量Ｑを得ることができる。開放端電圧算出手段としての充電率推定部３８は、端子間電圧Ｖ、充放電電流Ｉ、及び、各電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の発熱量Ｑ、並びに、上記式（１）に基づいて、各電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８のＯＣＶを算出することができる。充電率推定手段としての充電率推定部３８は、ＯＣＶ及びＯＣＶ−充電率マップに基づいて、各電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の充電率を推定することができる。

以下、本実施形態の作用効果を述べる。

二次電池１０において充放電が行われると、二次電池１０の内部抵抗に電流が流れることで、二次電池１０において発熱が生じる。二次電池１０における発熱量Ｑは、二次電池１０の内部抵抗による電力損失と等しく、充放電電流Ｉと内部抵抗による電圧降下の積として表すことができる。つまり、二次電池１０における電圧降下は、二次電池１０における発熱量Ｑと充放電電流Ｉに基づいて算出することができる。また、二次電池１０のＯＣＶは、二次電池１０における電圧降下（Ｑ／Ｉ）と二次電池１０の端子間電圧Ｖとの和として算出することができるため、充放電電流Ｉと端子間電圧Ｖと発熱量Ｑとに基づいてＯＣＶを算出することができる。そして、二次電池１０のＯＣＶと、二次電池１０の充電率とは図３に示す所定の関係を有するため、算出したＯＣＶから充電率を推定することが可能となる。

ここで、例えば、二次電池１０の発熱量Ｑは、熱流束を用いて算出する場合、二次電池１０の温度変化を用いて算出する場合に比べ、環境温度などの環境に左右されないため、正確に算出することができる。また、充放電電流Ｉと、端子間電圧Ｖと、熱流束とは、いずれも二次電池１０の充放電中に検出することができる。このため、二次電池１０の充放電中において、充電率を精度よく推定することが可能になる。

具体的には、式（１）に示すように、二次電池１０における発熱量Ｑを充放電電流Ｉで除算することで、内部抵抗による電圧降下を算出する。算出した電圧降下と端子間電圧Ｖとの和をＯＣＶとして算出する。そして、ＯＣＶの値と、ＯＣＶ−充電率特性を表すマップとに基づいて、二次電池１０の充電率を推定する。

本実施形態では熱流束センサＳＡ〜ＳＤを用いて電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８から外部に向かう熱流束を検出する。ここで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８において生じた熱は、電極の積層方向に向かって電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の表面から放出される。そこで、熱流束センサＳＡ〜ＳＤを、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と接するとともに、電池セルＣ１〜Ｃ８内部の複数の電極と対向するように設けることで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８において生じた発熱量Ｑを正確に算出することができる。

熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを設けることで、電池セルＣ１〜Ｃ８において発生した熱が主として熱伝導板ＢＡ〜ＢＤに流れることになり、効率的に冷却を行うことができる。さらに、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と熱伝導板ＢＡ〜ＢＤとに接するように熱流束センサＳＡ〜ＳＤを設けることで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８から熱伝導板ＢＡ〜ＢＤへ向かう熱流束を正確に検出することができる。このため、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８における発熱量Ｑを正確に算出でき、その結果、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の充電率を正確に推定することが可能になる。

また、本実施形態における電池セルＣ１〜Ｃ８は、組電池２０を構成している。電池セルＣ１〜Ｃ８において、各電池セルＣ１〜Ｃ８の積層方向に垂直な２面のうち１面に熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを設けることで、各電池セルＣ１〜Ｃ８を効率的に冷却することが可能になる。更に、各電池セルＣ１〜Ｃ８において発生した熱は、各電池セルＣ１〜Ｃ８に対して設けられた熱伝導板ＢＡ〜ＢＤに流れるため、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と熱伝導板ＢＡ〜ＢＤとにそれぞれ接するように熱流束センサＳＡ〜ＳＤを設けることで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８から外部に向かう熱流束をそれぞれ検出することが可能になるとともに、熱流束を正確に検出することが可能になる。

電池セルＣ１〜Ｃ８、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤ、及び、熱流束センサＳＡ〜ＳＤは、拘束部材２１によって圧力が加えられており、隣接するものと密着している。特に、電池セルＣ１〜Ｃ８は、ラミネート型リチウムイオン電池であるため、金属ケースによって保持されている缶型リチウムイオン電池に比べて、変形し易い。このため、電池セルＣ１〜Ｃ８は、熱流束センサＳＡ〜ＳＤと密着することができる。これにより、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８と熱流束センサＳＡ〜ＳＤとの間に隙間が生じることが抑制され、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８において生じた熱が熱流束センサＳＡ〜ＳＤに流れやすくなる。

また、平板状の熱流束センサＳＡ〜ＳＤは、平板状の熱伝導板ＢＡ〜ＢＤとそれぞれ密着するように設けられている。このように、電池セルＣ１〜Ｃ８、熱流束センサＳＡ〜ＳＤ、及び、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを配置することで、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８において生じた熱が、熱流束センサＳＡ〜ＳＤを介して、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤに対して効率よく伝導される。これにより、熱流束を精度よく検出することが可能になるとともに、電池セルＣ１〜Ｃ８の冷却性を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
図８に本実施形態における組電池２０Ａの構成を示す。本実施形態では、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤと冷却器２２との間にそれぞれ、熱流束センサＳＧ〜ＳＪを設ける構成としている。これにより、電池セルＣ１〜Ｃ８から熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを介して冷却器２２に伝わる熱が、熱流束センサＳＧ〜ＳＪを通る事になる。

熱伝導板ＢＡ〜ＢＤから冷却器２２に流れる熱流束を検出することで、各電池セルＣ１〜Ｃ８から熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを介して冷却器２２に流れる熱流束が検出でき、その検出値を用いて、各電池セルＣ１〜Ｃ８の発熱量Ｑを算出することが可能になる。例えば、熱伝導板ＢＡと冷却器２２との間に設けられている熱流束センサＳＧには、電池セルＣ１，Ｃ２で生じた熱が、熱伝導板ＢＡを介して冷却器２２へと流れることになる。このため、熱流束センサＳＧの検出値に基づいて、電池セルＣ１，Ｃ２において生じた発熱量Ｑを算出することが可能になる。

さらに、熱流束センサＳＧ〜ＳＪの検出値を用いて、組電池２０Ａ全体の冷却量が算出できる。例えば、組電池２０Ａ全体の冷却量を用いると、組電池２０Ａの冷却制御を効率よく実施することが可能になる。

また、本実施形態では、組電池２０Ａを構成する電池セルＣ１〜Ｃ８のうち両端のもの（電池セルＣ１，Ｃ８）と、拘束部材２１との間に熱流束センサＳＥ，ＳＦを設ける構成としている。

電池セルＣ１，Ｃ８について、熱伝導板ＢＡ〜ＢＤを介さずに電池セルＣ１，Ｃ８から拘束部材２１に向かう熱流束を検出することができる。これにより、組電池２０Ａを構成する電池セルのうち両端のものＣ１，Ｃ８について、発熱量を正確に算出することが可能になるとともに、組電池２０Ａ全体の冷却量を正確に算出することが可能になる。

（他の実施形態）
・第１実施形態において、８つの電池セルＣ１〜Ｃ８のうち、４つの電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８に熱流束センサＳＡ〜ＳＤを設ける構成としたが、これを変更し、電池セルＣ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８の積層方向に垂直な２面の両面に熱流束センサをそれぞれ設ける構成としてもよい。また、組電池２０の有する電池セルＣ１〜Ｃ８のうち、Ｃ１，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ８のみを充電率推定の対象としたが、これを変更し、全ての電池セルＣ１〜Ｃ８を充電率推定の対象としてもよい。

・第１、第２実施形態において、組電池２０，２０Ａの備える電池セルＣ１〜Ｃ８を充電率推定の対象としたが、これを変更し、１の電池セルから構成されている単電池を充電率推定の対象としてもよい。

・第１、第２実施形態において、２つの隣接する電池セルに挟まれるように熱伝導板を１枚設ける構成としたが、これを変更し、電池セルＣ１〜Ｃ８の積層方向に垂直な２面の両面に熱伝導板をそれぞれ設ける構成としてもよい。

・熱流束検出手段として、熱流束センサ以外のものを用いてもよい。例えば、熱伝導板ＢＡと電池セルＣ１とが接している箇所に第１の温度センサを設け、熱伝導板ＢＡと冷却器２２とが接している箇所に第２の温度センサを設ける構成とする。そして、第１の温度センサ及び第２の温度センサの検出値と、熱伝導板ＢＡの熱抵抗とに基づいて、電池セルＣ１から熱伝導板ＢＡを介して冷却器２２に向かう熱流束を検出することが可能である。

・角型缶タイプのリチウムイオン二次電池を充電率推定の対象としてもよい。この場合、角型缶タイプのリチウムイオン二次電池の金属ケースと接するように熱流束センサを設けることで、二次電池から外部の雰囲気中に向かう熱流束を検出することができる。

・第１実施形態と第２実施形態とを兼ね備える構成としてもよい。即ち、熱流束センサＳＡ〜ＳＪを全て備える構成としてもよい。

１０…二次電池、Ｃ１〜Ｃ８…電池セル（二次電池）、３５…電流センサ（電流検出手段）、３６…電圧センサ（電圧検出手段）、３８…充電率推定部、３９…充電率推定装置、Ｓ，ＳＡ〜ＳＪ…熱流束センサ（熱流束検出手段）。

Claims (8)

1. 二次電池（１０，Ｃ１〜Ｃ８）と、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定装置（３９）と、を備える充電率推定システムであって、
   前記充電率推定装置は、
   前記二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段（３５）と、
   前記二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段（３６）と、
   前記二次電池から前記二次電池の外部へ向かう熱流束を検出する熱流束検出手段（Ｓ，ＳＡ〜ＳＪ）と、
   前記熱流束検出手段による検出値に基づいて、前記二次電池の発熱量を算出する発熱量算出手段（３８）と、
   前記充放電電流と、前記端子間電圧と、前記発熱量とに基づいて、前記二次電池の開放端電圧を算出する開放端電圧算出手段（３８）と、
   前記開放端電圧に基づいて、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定手段（３８）と、
   を備え、
   前記二次電池は、積層された電極（１６，１７）を含み、
   前記二次電池には、前記二次電池において発生した熱が伝導される熱伝導板（ＢＡ〜ＢＤ）が設けられており、
   複数の前記二次電池は、前記電極の積層方向に積層されて組電池（２０Ａ）を構成し、
   前記熱伝導板は、前記二次電池の積層方向に垂直な２面のうち少なくとも１面を覆うようにそれぞれ設けられており、
   複数の前記熱伝導板とそれぞれ熱交換を行う熱交換装置（２２）を備え、
   前記熱流束検出手段として、前記熱伝導板と前記熱交換装置との間に挟み込まれている熱流束センサ（ＳＧ〜ＳＪ）を備えることを特徴とする充電率推定システム。
2. 前記二次電池は、積層された電極（１６，１７）を含み、
   複数の前記二次電池は、前記電極の積層方向に積層されて組電池（２０Ａ）を構成し、
   前記熱流束検出手段として、前記二次電池の積層方向における前記組電池の両端面をそれぞれ覆うように設けられている熱流束センサ（ＳＥ，ＳＦ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電率推定システム。
3. 二次電池（１０，Ｃ１〜Ｃ８）と、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定装置（３９）と、を備える充電率推定システムであって、
   前記充電率推定装置は、
   前記二次電池に流れる充放電電流を検出する電流検出手段（３５）と、
   前記二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段（３６）と、
   前記二次電池から前記二次電池の外部へ向かう熱流束を検出する熱流束検出手段（Ｓ，ＳＡ〜ＳＪ）と、
   前記熱流束検出手段による検出値に基づいて、前記二次電池の発熱量を算出する発熱量算出手段（３８）と、
   前記充放電電流と、前記端子間電圧と、前記発熱量とに基づいて、前記二次電池の開放端電圧を算出する開放端電圧算出手段（３８）と、
   前記開放端電圧に基づいて、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定手段（３８）と、
   を備え、
   前記二次電池は、積層された電極（１６，１７）を含み、
   複数の前記二次電池は、前記電極の積層方向に積層されて組電池（２０Ａ）を構成し、
   前記熱流束検出手段として、前記二次電池の積層方向における前記組電池の両端面をそれぞれ覆うように設けられている熱流束センサ（ＳＥ，ＳＦ）を備えることを特徴とする充電率推定システム。
4. 前記開放端電圧算出手段は、前記発熱量を前記充放電電流で除算した値と、前記端子間電圧との和を前記開放端電圧として算出し、
   前記充電率推定手段は、前記開放端電圧と、前記開放端電圧と前記充電率との関係を表すマップとに基づいて、前記充電率を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電率推定システム。
5. 前記熱流束検出手段として、前記熱流束を検出する熱流束センサ（ＳＡ〜ＳＤ）を備え、
   前記二次電池は、積層された電極（１６，１７）を含み、
   前記二次電池と接するとともに、前記積層された電極と対向するように設けられた前記熱流束センサを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充電率推定システム。
6. 前記二次電池には、前記二次電池において発生した熱が伝導される熱伝導板（ＢＡ〜ＢＤ）が設けられており、
   前記二次電池から前記熱伝導板へ向かう熱流束を検出するように設けられた前記熱流束センサを備えることを特徴とする請求項５に記載の充電率推定システム。
7. 前記二次電池は、ラミネート型リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項６に記載の充電率推定システム。
8. 複数の前記二次電池は、前記電極の積層方向に積層されて組電池（２０）を構成し、
   前記熱伝導板は、前記二次電池の積層方向に垂直な２面のうち少なくとも１面を覆うようにそれぞれ設けられており、
   前記二次電池と前記熱伝導板との間に挟み込まれている前記熱流束センサを備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の充電率推定システム。

Images