JP2014092428A - 電池寿命予測装置及び電池寿命予測システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池の特性に基づいてその寿命を予測する点に着目し、精度の高い予測が可能な電池寿命予測装置及び電池寿命予測システムを提供する。
【解決手段】電池寿命予測装置は、二次電池、燃料電池又は太陽電池１に対して温度検出手段（第１の感熱素子２２、第２の感熱素子２３）によって少なくとも２箇所で温度を検知し、これら２箇所の温度差から電池１の劣化に起因する熱流束の変化を測定する熱流束検出手段（熱流センサ２）を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池等の電池の劣化に起因する熱流束を測定して電池の寿命を予測する電池寿命予測装置及び電池寿命予測システムに関する。

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池は、充放電の繰り返しや高温環境下での使用によって劣化するため、使用可能な耐用年数には限りがあり、すなわち、寿命がある。

このため、二次電池の余寿命を推定する技術として、二次電池の内部抵抗値から二次電池の蓄電部の抵抗値を算出し、次いで二次電池の使用環境における蓄電部の抵抗値の増加率を算出し、蓄電部の抵抗値と蓄電部の抵抗値の増加率から二次電池の余寿命を推定する技術が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、このような余寿命を推定する方法においては、リアルタイムで計測された二次電池の電流及び電圧から、電流変化値及び電圧変化値を取得し、これら変化値から二次電池の内部抵抗を算出し二次電池の余寿命を推定している。このため二次電池の電流及び電圧の計測誤差等により、推定される二次電池の余寿命が突然短くなったり、長くなったりする現象が生じる可能性がある。

ところで、誘導加熱調理器において、鍋の温度を瞬時に、精度よく予測するため、熱流束を測定する熱流センサ（熱流束検出手段）を用いるものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１３９２６０号公報 特開２００９−１５６７５３号公報

しかしながら、上記のように誘導加熱調理器に熱流センサを用いる場合には、専ら熱流センサは温度を測定するために使用されるものである。したがって、熱流センサは、電池の特性に基づいてその寿命を予測する点に着目して用いられるものではなく、このような着目は全く開示されておらず、また、それを示唆する記載もない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電池の特性に基づいてその寿命を予測する点に着目し、精度の高い予測が可能な電池寿命予測装置及び電池寿命予測システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の電池寿命予測装置は、電池に対して少なくとも２箇所で温度を検知し、これら２箇所の温度差から電池の劣化に起因する熱流束の変化を測定する熱流束検出手段を具備することを特徴とする。
熱流束検出手段は、例えば、熱流センサ、熱流束センサと称されるセンサが相当する。
かかる発明によれば、精度の高い予測が可能な電池寿命予測装置を提供することができる。

請求項２に記載の電池寿命予測装置は、請求項１に記載の電池寿命予測装置において、電池を備えており、当該電池は、二次電池、燃料電池又は太陽電池であることを特徴とする。
かかる発明によれば、これら電池の寿命予測に好適な電池寿命予測装置を提供することができる。

請求項３に記載の電池寿命予測装置は、請求項２に記載の電池寿命予測装置において、 前記熱流束検出手段は、基板を備えており、この基板の面は電池の取付面に対して略平行に配置されていることを特徴とする。
かかる発明によれば、装置の小形化が可能となる。

請求項４に記載の電池寿命予測装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電池寿命予測装置において、前記熱流束検出手段は、基板を備えており、この基板は可撓性を有していることを特徴とする。

可撓性を有する基板は、フレキシブル基板と称される基板が好ましいが、このものに限定されるものではない。可撓性を有して取付面に沿うように配設可能であれば適用できる。
かかる発明によれば、取付状態の安定化の確保が可能となる。

請求項５に記載の電池寿命予測装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の電池寿命予測装置において、温度補償用の温度検出手段を備えていることを特徴とする。
温度補償用の温度検出手段としては、例えば、サーミスタが適用できるが、これに限定されるものではない。各種感熱素子等の適用が可能である。
かかる発明によれば、より精度の高い電池寿命の予測が可能となる。

請求項６に記載の電池寿命予測システムは、負荷と、この負荷に電力を供給する電池と、この電池の寿命を予測する請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の電池寿命予測装置と、を具備することを特徴とする。

電池寿命予測システムは、パソコン等の各種電子機器や電動車両等に適用できる。適用対象が格別に限定されるものではなく、電池寿命の予測が必要な機器、装置等に適用可能である。

請求項７に記載の電池寿命予測システムは、請求項６に記載の電池寿命予測システムにおいて、電池の充電及び放電時又は充電若しくは放電時の熱流束の変化から、電池の劣化を検知することを特徴とする。

電池の充電及び放電時の双方時に、熱流束の変化を測定するようにしてもよいし、充電又は放電時の一方時に熱流束の変化を測定するようにしてもよく、適宜選択することができる。

本発明によれば、精度の高い予測が可能な電池寿命予測装置及び電池寿命予測システムを提供することできる。

本発明の第１の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）を示す模式的な斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）を模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は基板が可撓性を有していることを示す説明図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）の変形例を模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）を模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）を模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 同熱流束検出手段（熱流センサ）の変形例を模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 本発明の第６の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 本発明の第７の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 本発明の第８の実施形態に係る電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。 本発明の実施形態に係る電池寿命予測システムを示すブロック構成図である。 初期品の電池における充電特性を示すグラフである。 使用経過品における充電特性を示すグラフである。 初期品の電池における放電特性を示すグラフである。 使用経過品における放電特性を示すグラフである。

以下、本発明の第１の実施形態に係る電池寿命予測装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図であり、図２は、熱流センサを示す模式的な斜視図である。

まず、本発明者は、電池寿命予測装置を設計するにあたり、二次電池の劣化に影響を及ぼす因子として、内部電極の短絡、セパレータの劣化、内部抵抗の増大、電池内部での化学反応があるがこれらはいずれも異常な発熱を伴うことが知られており、これらの現象が発熱時に熱流束が大きく変化することに着目した。そして、種々の実験、調査を繰り返し、熱流束の変化が電池寿命と相関があることを見出し、本実施形態の電池寿命予測装置を構成するに至っている。

図１に示すように、電池寿命予測装置は、電池として例えば、二次電池であるリチウムイオン電池１と、この電池１に取付けられた熱流束検出手段を構成する熱流センサ２とを備えている。

リチウムイオン電池１は、略円筒状に形成された金属製の電池缶１１を有し、この電池缶１１の内部に、帯状の正極板１２と負極板１３とがセパレータ１４を介してセンターピン１５を中心として巻回された状態で、リチウム塩を溶解させた電解液が封入されている。

また、電池缶１１は、一端側が有底状に閉塞されていて他端側が開放されている。この他端側は正極キャップ１６により閉塞されて電池缶１１は密閉されるようになっており、正極キャップ１６の内側には、図示しないガス排出弁や大電流による異常な発熱を防止する熱感抵抗素子等が設けられている。
このようなリチウムイオン電池１は、一端側を負極端子とし、他端側の正極キャップ１６側を正極端子としている。

図２に示すように、熱流束検出手段を構成する熱流センサ２は、基板２１と、この基板２１上に配設された温度検出手段としての第１の感熱素子２２及び第２の感熱素子２３とを備えている。

基板２１は、アルミナ材料が用いられて略長方形状をなして、長さ寸法が約４ｍｍ〜６ｍｍ、幅寸法が約１ｍｍ〜２ｍｍ、厚さ寸法が約０．１ｍｍ〜０．４ｍｍに形成されている。また、基板２１上には、プラチナからなる配線パターン２１ａ及び前記感熱素子２２、２３を電気的に接続する端子部２１ｂ、リード線を接続する端子部２１ｃがスパッタリング法等によって形成されている。

第１の感熱素子２２及び第２の感熱素子２３は、薄膜サーミスタからなり、この薄膜サーミスタは、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）等からなる複合酸化物の焼結体をターゲットとしてスパッタリング法によって形成されている。

具体的には、第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３とは、基板２１の長手方向に沿って所定の距離を空けて２箇所に配設されており、したがって、２箇所で温度を検知するようになっている。また、第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３とは、それぞれ保護膜２４で覆われている。この保護膜２４は、ガラスペーストをスクリーン印刷により塗布し、焼結して形成されている。

なお、基板２１の材料は、アルミナに限らず、ジルコニア、サファイア、石英、シリコーン、ポリイミド、ガラスエポキシ等が適用できる。加えて、熱流センサ２における形状、寸法や材質は、格別特定のものに限定されるものでなはい。

このような熱流センサ２は、図１に示すように基板２１における第１の感熱素子２２が形成された側端側が熱伝導性が良好な弾性部材３を介してリチウムイオン電池１の電池缶１１の表面に接着剤等によって密着するように取付けられている。弾性部材３は、弾性体に限定されるものではなく熱伝導性の良好なグリス等でもよい。この場合、接着剤を不要とすることができる。

また、電池缶１１の表面に薄い絶縁用のフィルムがラミネートされている場合も同様の方法で密着するように取付ければよい。この場合にも後述する第１の感熱素子２２及び第２の感熱素子２３による熱の検知が可能である。

詳しくは、熱流センサ２は、必要に応じて設けられるキャップ状のケース４内に収納された状態でケース４のフランジ部４１が電池缶１１の表面に固着されて取付けられ、基板２１の側端側が電池缶１１の表面側に押圧されるようになっている。また、ケース４からは、基板２１の端子部２１ｃに接続されたリード線Ｌが導出されている。なお、フランジ部４１は、電池缶１１の曲面状の表面に合致する形状に形成されている。

次に、電池寿命予測装置の概略の動作について説明する。電池１の充電時及び放電時には、電池１の内部において充電、放電に伴い熱が発生する。この熱は、電池缶１１の表面に伝わり、まず、熱流センサ２の第１の感熱素子２２に検知され、その後、基板２１を流れて第２の感熱素子２３に検知される。この場合、第１の感熱素子２２に検知され測定される温度と第２の感熱素子２３に検知され測定される温度とには差が生じ、つまり、温度差が生じる。この温度差の変化は、熱流速の変化に相当するものであり、温度差を測定することにより、電池１内部から発生する熱の熱流束を測定することができる。
このように電池１に対して２箇所で温度を検知することにより、熱流速の変化を測定することが可能となる。

続いて、熱流束の変化が電池寿命と相関関係があることを見出し確認した実験結果について図１６乃至図１９を参照して説明する。図１６は、リチウムイオン電池の初期品（新品）の充電特性を示し、図１７は、同使用経過品（劣化品）の充電特性を示している。また、図１８は、リチウムイオン電池の初期品の放電特性を示し、図１９は、同使用経過品の放電特性を示している。

図１６及び図１７において、横軸は時間［ｈｒ］を示し、縦軸左は表面温度［℃］、縦軸右は温度差［℃］を示している。表面温度は、電池缶１１の表面の温度であり、温度差は、熱流センサの第１の感熱素子と第２の感熱素子とによってそれぞれ取得される測定温度の差である。
図１６に示す初期品においては、表面温度と温度差は、類似したカーブを描いており、時間とともに上昇し、ピークに至った後下降するパターンとなっている。

一方、図１８に示す使用経過品では、特に温度差において、ピーク点を中心として急峻な勾配によってカーブが描かれるパターンとなっており、熱流束が大きく変化している。

このように初期品と使用経過品との温度差の変化、つまり、熱流束の変化は明らかに異なったパターンを形成するようになっており、この使用経過品における熱流束が大きく変化する結果を用いて電池の寿命を予測することが可能となる。
また、具体的には、使用経過品の熱流速の変化の多くのパターンを把握しておくことにより、短時間に、かつ精度の高い予測が可能となる。
図１８及び図１９において、横軸は時間［ｈｒ］を示し、縦軸左は電圧［Ｖ］、電流［Ａ］、縦軸右は温度差［℃］を示している。

ここにおいても初期品と使用経過品との熱流束の変化は明らかに異なったパターンを形成するようになっており、この結果を用いて電池の寿命を予測することが可能となる。

以上のように、熱流束の変化が電池寿命と相関関係があり、電池の充電時、放電時の熱流束の変化を測定することにより電池の寿命を予測することが可能なことが分かる。

次に、上記電池寿命予測装置を備える電池寿命予測システムについて図１５を参照して説明する。図１５は、電池寿命予測システムのブロック構成を示している。

リチウムイオン電池１には、熱流束検出手段を構成する熱流センサ２が取付けられており、リチウムイオン電池１には、負荷５が接続されていて電池１から負荷５に電力が供給されるようになっている。また、熱流センサ２は、リード線Ｌによって制御手段６と接続されており、さらに、制御手段６には、報知手段７が接続されている。

制御手段６は、システム全体の制御やデータ処理を実行するため、マイクロコンピュータ等によって構成され、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリを備えている。報知手段７は、表示部や報音部であり、制御手段６から送信されるデータによって報知動作を実行する。
また、制御手段６のメモリには、使用経過品の実際の熱流速の変化のパターンが数種類記憶され格納されている。

このように構成された電池寿命予測システムの動作の概略を説明する。電池１の充電時及び放電時に熱流センサ２によって熱流速の変化（具体的には、第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３との抵抗値の変化である）が測定されると、この測定値が制御手段６へ送られ、制御手段６ではこの測定値に基づく熱流速の変化のパターンと予めメモリに格納されている使用経過品の熱流速の変化のパターンとを比較する動作を行う。

次いで制御手段６は、比較結果のデータを報知手段７へ送信する。報知手段７では、受信したデータに基づいて報知動作を行う。例えば、比較結果のデータが予めメモリに格納されている寿命末期に近いパターンと同じという判定がなされた場合には、そのような電池の劣化を示す警告表示を行うようになっている。

このような電池寿命予測システムよれば、熱流束の変化を測定することにより、短時間に、かつ精度の高い電池の寿命を予測が可能となる。すなわち、パターンの比較は、例えば、充電の初期の時間に実行することも可能であり、また、使用経過品の実際の熱流速の変化のパターンとの比較が可能であり、さらに、熱流速の変化は、周囲温度に影響されることが少なく、より精度の高い電池の寿命を予測が可能となる。

なお、上記では電池の充電及び放電時の双方時において、熱流速の変化を測定するものについて説明したが、充電又は放電時の一方時において、熱流束の変化を測定するようにしてもよい。これは、電池１の特性等に応じて適宜選択することができる。

なお、熱流センサ２によって測定された熱流束の大きさに応じた劣化因子の大きさが予め定められた閾値を超える頻度に応じて、電池１の劣化の度合いを大きく判定するようにしてもよく、熱流速の変化を測定することにより、種々の精度の高い電池寿命の予測を行うことができる。
また、この電池寿命予測システムは、パソコン等の各種電子機器や電動車両等、格別に限定されず、電池寿命の予測が必要な機器、装置等に適用できる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る電池寿命予測装置について図３乃至及び図５を参照して説明する。図３は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図であり、図４は、熱流センサを模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は基板が可撓性を有していることを示す説明図である。

なお、以下の各実施形態において、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、熱流センサ２から導出されるリード線Ｌの図示を省略している場合がある。

図３に示すように、電池寿命予測装置は、二次電池であるリチウムイオン電池１と、この電池１に取付けられた熱流束検出手段を構成する熱流センサ２とを備えている。

基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるが、熱流センサ２の構成が若干異なっている。図４に示すように、基板２１は、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂やポリエチレン樹脂等から形成されたフィルム状のフレキシブル基板である。また、第１の感熱素子２２と対向する基板２１の背面側の領域には、略長方形状をなす熱伝導性が良好な弾性部材２５が貼着されている。さらに、図４（ｄ）に示すように、基板２１は、可撓性を有し、長手方向と直交する方向に容易に変形することが可能となっている。

このような構成において、図３に示すように熱流センサ２は、その基板２１の面が取付面である電池缶１１の表面と略平行に配置された状態で取付けられている。具体的には、その弾性部材２５の部分を接着剤等を用いて電池缶１１の表面に取付けられている。この場合、基板２１は、弾性部材２５を含めて電池缶１１の表面の曲面に沿って変形されて取付けられる。このため、熱流センサ２は、弾性部材２５の部分において、電池缶１１の表面に密着して取付けられるようになる。また、基板２１が電池缶１１の表面と略平行に配置されているので、小形化が可能となる。

電池１の充電時及び放電時に発生する電池１の内部の熱は、電池缶１１の表面から弾性部材２５へ受熱され、基板２１へと流れ、第１の感熱素子２２で検知され、その後、基板２１を流れて第２の感熱素子２３で検知される。これにより、第１の実施形態と同様に、熱流速の変化を測定することが可能となる。

以上のように本実施形態によれば、熱流束の変化を測定することにより、短時間に、かつ精度の高い電池の寿命を予測が可能となる。加えて、装置の小形化が可能となる。

なお、熱流センサ２は、図５に示すように構成してもよい。図５は、熱流センサを模式的に示す前記図４に相当する図である。この熱流センサ２は、前記弾性部材２５に相当する部分２５´を基板２１と一体的に形成したものである。したがって、基板２１における部分２５´は、他の部分より厚さ寸法が大きく形成されている。

このような構成においては、基板２１における部分２５´が電池缶１１の表面に密着して取付けられるようになる。したがって、電池１の内部の熱は、電池缶１１の表面から部分２５´を通して基板２１の表面側、第１の感熱素子２２、さらに、基板２１を流れて第２の感熱素子２３で検知される。

次に、本発明の第３の実施形態に係る電池寿命予測装置について図６及び図７を参照して説明する。図６は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図であり、図７は、熱流センサを模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。

図６に示すように、電池寿命予測装置は、二次電池であるリチウムイオン電池１と、この電池１に取付けられた熱流束検出手段を構成する熱流センサ２とを備えている。

本実施形態は、基本的には、第２の実施形態と同様に構成されているが、基板２１の背面側の構成が異なっている。図７に示すように、第１の感熱素子２２と対向する基板２１の背面側の領域には、略長方形状をなす熱伝導性が良好な弾性部材２５が貼着されている。また、この弾性部材２５の周囲には、基板２１の形状に沿うように形成された絶縁部材２６が貼着されている。

このような構成によれば、熱流センサ２における基板２１の背面側の略全面を電池缶１１の表面に当接することができ、安定して取付けることができるので、取付状態の安定性を確保することが可能となる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る電池寿命予測装置について図８乃至図１０を参照して説明する。図８は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図であり、図９及び図１０は、熱流センサを模式的に示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。なお、基板２１に形成される配線パターン及び端子部の図示は省略している。

図８に示すように、電池寿命予測装置は、二次電池であるリチウムイオン電池１と、この電池１に取付けられた熱流束検出手段を構成する熱流センサ２とを備えている。本実施形態は、前述の各実施形態とは、熱流センサ２の構成が異なっている。

図９に示すように、基板２１は、略正方形状に形成されており、その略中央部に感熱素子である薄膜サーミスタが形成されている。このような基板２１における２枚を、背面側同士を貼り合わせて構成されている。したがって、図９（ｂ）において、下側の基板２１に形成された薄膜サーミスタが第１の感熱素子２２となり、上側の基板２１に形成された薄膜サーミスタが第２の感熱素子２３となる。
このように構成された熱流センサ２が例えば、一方の感熱素子（本実施形態においては、第１の感熱素子２２）側が電池缶１１の表面に対向して取付けられる。

よって、電池１の充電時及び放電時に発生する電池１の内部の熱は、電池缶１１の表面から第１の感熱素子２２で検知され、その後、基板２１の厚み方向に流れ、第２の感熱素子２３で検知される。これにより、第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３との温度差を測定することができ、電池１内部から発生する熱の熱流束を測定することができる。

このように電池１に対して第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３との表裏の２箇所で温度を検知することにより、熱流速の変化を測定することが可能となる。

なお、熱流センサ２は、図１０に示すように構成してもよい。この熱流センサ２は、１枚の基板２１の表裏に薄膜サーミスタを形成するものである。したがって、図１０（ｂ）において、例えば、基板２１の下側（裏面側）に形成された薄膜サーミスタが第１の感熱素子２２となり、上側（表面側）に形成された薄膜サーミスタが第２の感熱素子２３となる。このような構成によっても上記と同様な作用効果を奏することが可能となる。

次に、本発明の第５の実施形態に係る電池寿命予測装置について図１１を参照して説明する。図１１は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。

本実施形態においては、リチウムイオン電池１として角形タイプの電池を適用するものである。電池１は、角形扁平状の外観をなしていて、絶縁性のケース１１を備え、一端側に正極端子及び負極端子が設けられている。
絶縁性のケース１１の一側には、凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａに熱流センサ２が差し込まれるように取付けられている。

したがって、電池１の内部において充電、放電に伴い発生する熱は、凹部１１ａの薄肉部を通じて熱流センサ２の第１の感熱素子２２で検知され、その後、基板２１を流れて第２の感熱素子２３で検知されるようになる。

次に、本発明の第６の実施形態に係る電池寿命予測装置について図１２を参照して説明する。図１２は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。

本実施形態は、基本的には、第１の実施形態と同様である。異なるのは、電池１の中心部に縦方向に延出する収納凹部１１ｂを形成し、この収納凹部１１ｂに温度検出手段として第３の感熱素子８を配設した点である。感熱素子８は温度補償用の感熱素子であり、サーミスタである。このサーミスタに接続されたリード線Ｌが収納凹部１１ｂから外部に導出され制御手段に接続されるようになっている。

したがって、感熱素子８は周囲温度、具体的には、電池１の内部温度を抵抗値の変化として検出し、この検出結果を第１の感熱素子２２と第２の感熱素子２３とで検知され測定される温度差に反映させ、熱流速の変化の測定精度を向上するものである。

続いて、本発明の第７の実施形態に係る電池寿命予測装置について図１３を参照して説明する。図１３は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。

本実施形態においては、熱流センサ２をサーモパイルによって構成したものである。この熱流センサ２は、熱抵抗板の両面に多数の熱電対を接続したサーモパイルを構成したものである。したがって、両面（表裏面）に生じる温度差を測定することができる。

このような熱流センサ２が電池１における電池缶１１の表面に取付けられている。具体的には、一方の面（例えば、裏面側）を電池缶１１の表面に当接するように取付けられている。

よって、電池１の充電時及び放電時に発生する電池１の内部の熱は、電池缶１１の表面から熱流センサ２の裏面側で検知され、その後、熱抵抗板の厚み方向に流れ、表面側で検知される。これにより、両面（表裏面）に生じる温度差を測定することができ、電池１内部から発生する熱の熱流束を測定することができる。
このように電池１に対して熱流センサ２の表裏面の２箇所で温度を検知することにより、熱流速の変化を測定することが可能となる。
また、前記第６の実施形態と同様に、電池１の中心部に形成された収納凹部１１ｂには、温度補償用の感熱素子８が配設されている。

次に、本発明の第８の実施形態に係る電池寿命予測装置について図１４を参照して説明する。図１４は、電池寿命予測装置の一部を断面にして示す説明図である。

本実施形態は、前記第７の実施形態と同様に、熱流センサ２をサーモパイルによって構成したものである。異なるのは、温度補償用の感熱素子８を電池１の近傍に配設した点である。

したがって、感熱素子８は電池１の近傍の周囲温度を抵抗値の変化として検出し、この検出結果を熱流センサ２の両面（表裏面）に生じる温度差に反映させ、熱流速の変化の測定精度を向上するものである。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記各実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

例えば、電池に対して２箇所で温度を検知する温度検出手段には、熱電対、サーモパイル、サーミスタ、測温抵抗体、半導体温度センサ等が適用でき、格別その手段が限定されるものではない。

また、電池としては、二次電池、燃料電池や太陽電池が適用できる。さらに、二次電池には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ、鉛蓄電池及びニッケルカドニウム電池等があるが、これらの内の特定のものに限定されるものではない。

１・・・電池（リチウムイオン電池）
２・・・熱流束検出手段（熱流センサ）
３・・・弾性部材
４・・・ケース
５・・・負荷
６・・・制御手段
７・・・報知手段
８・・・温度補償用の温度検出手段（感熱素子）
１１・・・電池缶
２１・・・基板
２１ａ・・・配線パターン
２１ｂ、２１ｃ・・・端子部
２２・・・第１の感熱素子（薄膜サーミスタ）
２３・・・第２の感熱素子（薄膜サーミスタ）
２４・・・保護膜

Claims (7)

1. 電池に対して少なくとも２箇所で温度を検知し、これら２箇所の温度差から電池の劣化に起因する熱流束の変化を測定する熱流束検出手段を具備することを特徴とする電池寿命予測装置。
2. 請求項１に記載の電池寿命予測装置は、電池を備えており、当該電池は、二次電池、燃料電池又は太陽電池であることを特徴とする電池寿命予測装置。
3. 前記熱流束検出手段は、基板を備えており、この基板の面は電池の取付面に対して略平行に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電池寿命予測装置。
4. 前記熱流束検出手段は、基板を備えており、この基板は可撓性を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電池寿命予測装置。
5. 温度補償用の温度検出手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の電池寿命予測装置。
6. 負荷と、
   この負荷に電力を供給する電池と、
   この電池の寿命を予測する請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の電池寿命予測装置と、
   を具備することを特徴とする電池寿命予測システム。
7. 電池の充電及び放電時又は充電若しくは放電時の熱流束の変化から、電池の劣化を検知することを特徴とする請求項６に記載の電池寿命予測システム。

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