TW201516605A - 發熱量控制裝置 - Google Patents

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TW201516605A TW103116239A TW103116239A TW201516605A TW 201516605 A TW201516605 A TW 201516605A TW 103116239 A TW103116239 A TW 103116239A TW 103116239 A TW103116239 A TW 103116239A TW 201516605 A TW201516605 A TW 201516605A
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Yoshihiko Shiraishi
Atusi Sakaida
Toshihisa Taniguchi
Norio Gouko
Yoshitaro Yazaki
Motoki Shimizu
Eijirou Miyagawa
Yasuhiro Tanaka
Toshikazu Harada
Keita Saitou
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Denso Corp
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Abstract

設為具備有被配置在相鄰之第1、第2發熱體之間的熱通量感測器(10)和對於第1、第2發熱體之發熱量作控制的控制部(20)之構成。熱通量感測器(10)，係具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材處而於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔，並在第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件，且第1、第2層間連接構件為被交互地作了串聯連接之構造，控制部(20)，係基於從熱通量感測器(10)所輸出之感測訊號，而以使第1、第2發熱體之間的熱通量成為既定值以下的方式，來控制第1、第2發熱體之發熱量。

Description

發熱量控制裝置
本發明，係為有關於對發熱體之發熱量作控制的發熱量控制裝置者。
先前技術之發熱量控制裝置，係檢測出發熱體之溫度，並基於所檢測出之溫度來控制發熱體之發熱量(例如，參考專利文獻1)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開平11-353034號公報
另外，當想要使作了層積的複數之發熱體之個別的內部熱量(內部溫度)相互一致的情況時，一般而言，係如同上述之先前技術一般，在各發熱體處安裝溫度感測器，並檢測出各發熱體之表面溫度，再以使各檢測溫 度成為相同的方式，來對於各發熱體之發熱量作控制。
但是，依存於各發熱體之配置場所等，各發熱體之從外部所受到的影響係為相異。例如，在至少層積有3個發熱體的情況時，所層積的複數之發熱體中的位置於外側之發熱體，由於係容易受到外部溫度的影響，因此對於外部之放熱量係為多，表面溫度係變低。另一方面，位置於內側之發熱體，由於係起因於相鄰之發熱體而成為絕熱狀態，因此對於外部之放熱量係為少，表面溫度係變高。又，當層積有2個發熱體的情況時，起因於各發熱體之周圍溫度或者是各發熱體之對於外部的露出面積之差異等，各發熱體之放熱量係為相異。
因此，係會發生就算是以使各發熱體之表面溫度成為相同的方式來基於各發熱體之所檢測出的表面溫度而對於各發熱體之發熱量作調整，也無法使各發熱體之內部熱量(內部溫度)成為相同的問題。另外，此問題，當至少層積有3個發熱體的情況時，係變得特別顯著。此係因為，如同上述一般，在位置於內側之發熱體和位置於外側之發熱體處，對於外部之放熱量係為相異，各發熱體之內部熱量係容易成為不均一之故。
本發明，係有鑑於上述事態，而以提供一種能夠以高精確度來實行發熱體彼此之內部熱量(內部溫度)的均一化控制之發熱量控制裝置一事，作為目的。
為了達成上述目的，在請求項1所記載之發明中，係具備有被配置在相鄰之第1、第2發熱體之間的熱通量感測器(10)和對於第1、第2發熱體之至少其中一方之發熱量作控制的控制部(20)，並具備有下述之特徵。亦即是，熱通量感測器，係具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材(100)處而於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔(101、102)，並在第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件(130、140)，且第1、第2層間連接構件為被交互地作了串聯連接之構造，被交互地作了串聯連接之前述第1、第2層間連接構件，係產生與前述第1、第2發熱體之間的熱通量相對應之起電力，控制部，係基於在熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使第1、第2發熱體之間的熱通量成為既定值以下的方式而對於發熱量作控制。
若依據此，則由於係以使第1、第2發熱體之間的熱通量成為既定值以下的方式，亦即是以使第1、第2發熱體之內部熱量(內部溫度)成為不具備有差異的方式，來對於第1、第2發熱體之至少一方的發熱量作調整，因此係能夠以高精確度來實行第1、第2發熱體之內部熱量(內部溫度)的均一化控制。
又，在請求項2所記載之發明中，係具備有被配置在作了層積的第1、第2、第3發熱體中之相鄰之第1、第2發熱體之間的第1熱通量感測器(10a)、和被配置在相鄰之第2、第3發熱體之間的第2熱通量感測 器(10b)，和對於第1、第2、第3發熱體之發熱量作控制的控制部(20)，並具備有下述之特徵。
第1、第2熱通量感測器，係雙方均為具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材(100)處而於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔(101、102)，並在第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件(130、140)，且第1、第2層間連接構件為被交互地作了串聯連接之構造，第1熱通量感測器之被交互地作了串聯連接之第1、第2層間連接構件，係產生與第1、第2發熱體之間的第1熱通量相對應之起電力，並且，第2熱通量感測器之被交互地作了串聯連接之第1、第2層間連接構件，係產生與第2、第3發熱體之間的第2熱通量相對應之起電力，控制部，係基於在第1熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使第1熱通量成為既定值以下的方式而對於第1、第2發熱體之至少其中一方的發熱量作控制，並且基於在第2熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使第2熱通量成為既定值以下的方式而對於第2、第3發熱體之至少其中一方的發熱量作控制。
若依據此，則由於係以使第1、第2發熱體之間的第1熱通量以及第2、第3發熱體之間的第2熱通量成為既定值以下的方式，亦即是以使第1、第2、第3發熱體之內部熱量(內部溫度)成為不具備有差異的方式，來對於第1、第2、第3發熱體之發熱量作調整控制，因 此係能夠以高精確度來實行第1、第2、第3發熱體之內部熱量(內部溫度)的均一化控制。
又，在請求項3所記載之發明中，係於請求項1、2所記載之發明中，具備有下述特徵：亦即是，形成前述第1、第2層間連接構件之前述金屬的至少其中一方，係為將複數之金屬原子以維持有該金屬原子之結晶構造的狀態下來作了燒結之燒結合金。
若依據此，則係能夠將在交互地作了串聯連接之第1、第2層間連接構件處所發生的起電力增大，而能夠達成熱通量感測器之高感度化。如此這般，藉由使用高感度之熱通量感測器，係能夠以高精確度實行各發熱體之內部熱量的均一化控制。
另外，在此欄以及申請專利範圍中所記載的各手段之括弧內的元件符號，係為對於與後述之實施形態中所記載的具體性手段間之對應關係作展示的其中一例。
10‧‧‧熱通量感測器
20‧‧‧控制部
100‧‧‧絕緣基材
101、102‧‧‧第1、第2通孔
130、140‧‧‧第1、第2層間連接構件
〔圖1〕係為對於在第1實施形態中之發熱量控制裝置的構成作展示之模式圖。
〔圖2〕係為圖1中之熱通量感測器的平面圖。
〔圖3〕沿著圖2中之III-III線的剖面圖。
〔圖4〕沿著圖2中之IV-IV線的剖面圖。
〔圖5〕係為對於熱通量感測器的製造工程作展示之 剖面圖。
〔圖6〕係為用以對於在第1實施形態中之內部熱量(內部溫度)的均一化控制作說明之圖。
〔圖7〕係為在第1實施形態中之發熱量控制裝置所實行的內部熱量之均一化控制的流程圖。
〔圖8〕對於在圖7中之步驟S2的控制內容作展示之流程圖。
〔圖9〕對於在圖7中之步驟S3的控制內容作展示之流程圖。
〔圖10〕對於在圖7中之步驟S4的控制內容作展示之流程圖。
〔圖11〕係為對於在比較例中之發熱量控制裝置的構成作展示之模式圖。
〔圖12〕係為用以對於在比較例中之發熱量控制裝置所實行的內部熱量(內部溫度)之均一化控制作說明之圖。
〔圖13〕係為對於本發明之應用例的異常監視裝置之構成作展示的模式圖。
〔圖14〕係為本發明之應用例的異常監視裝置所實行之異常監視控制的流程圖。
以下，根據圖面，針對本發明之實施型態作說明。另外，在各圖中，針對互為相同或者是均等之部 分，係附加相同之元件符號來進行說明。
(第1實施形態)
本實施形態之發熱量控制裝置，係為對於被搭載於車輛中之電池的發熱量作控制者。如圖1中所示一般，發熱量控制裝置，係具備有熱通量感測器10和控制部20。
電池1，係為鋰離子電池或燃料電池等，並為對於行走用馬達等之電性機器供給電力者。電池1，係為將複數之電池包1a、1b、1c作了層積的構成。在本實施形態中，係層積有第1電池包1a、第2電池包1b、第3電池包1c之3個的電池包。各電池包1a、1b、1c，係為將未圖示之電池胞作了複數層積者。各電池包1a、1b、1c，係為伴隨著電力之輸出而發熱的發熱體。各電池包1a、1b、1c，係能夠獨立地對於所輸出之電力量作調整，而能夠進行發熱量之調整。相鄰之電池包間，係成為並未中介存在有外部之空氣的狀態。亦即是，相鄰之電池包，係隔著熱通量感測器10而相鄰。電池1，係在複數之電池包1a、1b、1c的外側處設置有散熱板2、3。複數之電池包1a、1b、1c中之相鄰的電池包，係構成在申請專利範圍中所記載之相鄰的第1、第2發熱體。又，複數之電池包1a、1b、1c，係構成在申請專利範圍中所記載之第1、第2、第3發熱體。
在複數之電池包1a、1b、1c中的中央之電池包1b的表面處，係被設置有溫度感測器11。溫度感測器 11，係將與電池包1b之表面溫度相對應的感測訊號對於控制部2作輸出。
熱通量感測器10，係被包夾於相鄰之電池包彼此之間，相鄰之電池包，係成為能夠經由熱通量感測器10而進行熱移動的狀態。熱通量感測器10，係檢測出相鄰之電池包間的熱通量。在本實施形態中，作為熱通量感測器10，係使用有被配置在第1、第2電池包1a、1b之間之第1熱通量感測器10a、和被配置在第2、第3電池包1b、1c之間之第2熱通量感測器10b。
熱通量感測器10，係如同圖2~圖4中所示一般，為將絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120一體化，並在此作了一體化者之內部，將第1、第2層間連接構件130、140交互地作了串聯連接者。以下，針對熱通量感測器10之構造具體作說明。另外，圖2，係為了易於理解，而將表面保護構件110之展示省略。又，圖2，雖並非為剖面圖，但是，係為了易於理解，而對於第1、第2層間連接構件130、140施加有下影線。
絕緣基材100，在本實施形態中，係藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚烯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等作為代表的平面矩形狀之熱可塑性樹脂薄膜所構成。又，於厚度方向上而作貫通之複數之第1、第2通孔101、102，係以成為相互錯開的方式而形成為鋸齒狀圖案。
另外，本實施形態之第1、第2通孔101、102，係被設為從表面100a起朝向背面100b而將直徑設為一定之圓筒狀，但是，係亦可設為從表面100a起朝向背面100b而使直徑逐漸縮小的錐狀。又，係亦可設為從背面100b朝向表面100a而使直徑縮小之錐狀，亦可設為角筒狀。
又，在第1通孔101中係被配置有第1層間連接構件130，在第2通孔102中係被配置有第2層間連接構件140。亦即是，在絕緣基材100處，第1、第2層間連接構件130、140係以相互錯開的方式而被作配置。
第1、第2層間連接構件130、140，係以能夠發揮席貝克效應的方式來藉由互為相異之金屬而構成。例如，第1層間連接構件130，係藉由使構成P型之Bi-Sb-Te合金的粉末以維持於燒結前之複數之金屬原子之結晶構造的方式來進行了固相燒結的金屬化合物所構成。又，第2層間連接構件140，係藉由使構成N型之Bi-Te合金的粉末以維持於燒結前之複數之金屬原子之結晶構造的方式來進行了固相燒結的金屬化合物所構成。
在絕緣基材100之表面100a處，係被配置有藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚烯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等作為代表的平面矩形狀之熱可塑性樹脂薄膜所構成之表面保護構件110。此表面保護構件110，係構成為使平面形狀成為與絕緣基材10相同之大小，並在與絕緣基材100相對向之其中一面110a側處，將對於銅 箔等進行圖案化所形成的複數之表面圖案111以相互分離的方式來形成。又，各表面圖案111係分別適宜與第1、第2層間連接構件130、140作電性連接。
具體而言，如圖3中所示一般，當將相鄰接之1個的第1層間連接構件130和1個的第2層間連接構件140作為組150時，各組150之第1、第2層間連接構件130、140係被與相同之表面圖案111作連接。亦即是，各組150之第1、第2層間連接構件130、140係經由表面圖案111而被作電性連接。另外，在本實施形態中，係將沿著絕緣基材100之長邊方向(圖3中之紙面的左右方向)而相鄰之1個的第1層間連接構件130和1個的第2層間連接構件140，作為組150。
在絕緣基材100之背面100b處，係被配置有藉由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚烯亞胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)等作為代表的平面矩形狀之熱可塑性樹脂薄膜所構成之背面保護構件120。此背面保護構件120，係將在絕緣基材100之長邊方向上的長度設為較絕緣基材100而更長，而以使長邊方向之兩端部從絕緣基材100突出的方式，來配置在絕緣基材100之背面100b處。
又，在背面保護構件120處，係在與絕緣基材100相對向之其中一面120a側處，將對於銅箔等進行圖案化所形成的複數之背面圖案121以相互分離的方式來形成。又，各背面圖案121係分別適宜與第1、第2層間連接構件130、140作電性連接。
具體而言，如圖3中所示一般，在於絕緣基材100之長邊方向上而相鄰之組150中，其中一方之組150之第1層間連接構件130和另外一方之組150之第2層間連接構件140，係被與相同之背面圖案121作連接。亦即是，橫跨組150，第1、第2層間連接構件130、140係經由相同之背面圖案121而被作電性連接。
又，如圖4中所示一般，在絕緣基材100之外緣，沿著與長邊方向相正交之方向(圖2中之紙面上下方向)上而相鄰之第1、第2層間連接構件130、140，係被與相同之背面圖案121作連接。若是作詳細敘述，則係以使在絕緣基材100之長邊方向上而經由表面圖案111以及背面圖案121來作了串聯連接者作折返的方式，來使相鄰之第1、第2層間連接構件130、140與相同之背面圖案121作連接。
又，背面圖案121中之如同上述一般地被作了串聯連接者之成為端部的部份，係如同在圖2以及圖3中所示一般，以從絕緣基材100露出的方式而被形成。而，背面圖案121中之從絕緣基材100所露出的部份，係成為作為被與控制部20作連接之端子而起作用的部份。
以上，係為本實施形態中之基本性的熱通量感測器10之構成。而，此種熱通量感測器10，係將與於厚度方向上而通過熱通量感測器10之熱通量相對應的感測訊號(起電壓)對於控制部20作輸出。若是熱通量有所改變，則在被交互地作了串聯連接之第1、第2層間連 接構件130、140處所產生的起電壓係改變。另外，所謂熱通量感測器10之厚度方向，係指絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120之層積方向。
在本實施形態之熱通量感測器10中，藉由對於第1、第2通孔101、102之數量或直徑、間隔等適宜作變更，第1、第2層間連接構件130、140之高密度化係成為可能。藉由此，能夠將起電壓增大，並且係成為能夠多接點化，而能夠達成熱通量感測器10之高感度化。
又，在本實施形態之熱通量感測器10中，作為第1、第2層間連接構件130、140，係使用以維持有既定之結晶構造的方式來作了固相燒結的金屬化合物(Bi-Sb-Te合金、Bi-Te合金)。亦即是，形成第1、第2層間連接構件130、140之金屬，係為將複數之金屬原子以維持有該金屬原子之結晶構造的狀態下來作了燒結的燒結合金。藉由此，係能夠將在交互地作了串聯連接之第1、第2層間連接構件130、140處所發生的起電力增大，而能夠達成熱通量感測器10之高感度化。
又，在本實施形態之熱通量感測器10中，由於係為在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材100處形成第1、第2通孔101、102之構造，因此係能夠達成熱通量感測器10之極薄化以及大面積化。因此，係能夠並不對於相鄰之電池包間的熱移動造成阻礙地來進行熱通量之檢測，而能夠達成熱通量感測器10之高感度化。
於此，參考圖5，針對上述熱通量感測器10 之製造方法作說明。
首先，如圖5(a)中所示一般，準備絕緣基材100，並藉由鑽頭或雷射等來形成複數之第1通孔101。
接著，如圖5(b)中所示一般，在各第1通孔101中填充第1導電性糊131。另外，作為在第1通孔101中填充第1導電性糊131之方法(裝置)，係可採用由本案申請人所提供之日本特願2010-50356號中所記載的方法(裝置)。
若是簡單作說明，則係隔著吸附紙160，而在未圖示之保持台上，以使背面100b與吸附紙160相對向的方式來配置絕緣基材100。接著，一面使第1導電性糊131熔融，一面將第1導電性糊131填充於第1通孔101內。藉由此，第1導電性糊131之有機溶劑的大部分係被吸附在吸附紙160上，合金之粉末係密接於第1通孔101地而被作配置。
另外，吸附紙160，只要是能夠吸收第1導電性糊131之有機溶劑的材質者即可，而可使用一般性之高品質紙。又，第1導電性糊131，係使用將使金屬原子維持於既定之結晶構造的Bi-Sb-Te合金之粉末添加於熔點為43℃之石蠟等的有機溶劑中而作了糊化者。因此，在填充第1導電性糊131時，係在將絕緣基材100之表面100a加熱至約43℃的狀態下而進行。
接著，如圖5(c)中所示一般，在絕緣基材 100處藉由鑽頭或雷射等來形成複數之第2通孔102。此第2通孔102，係如同上述一般，成為與第1通孔101相互錯開，並以與第1通孔101一同構成鋸齒狀圖案的方式來形成。
接著，如圖5(d)中所示一般，在各第2通孔102中填充第2導電性糊141。另外，此工程，係可藉由與上述圖5(b)相同之工程來進行。
亦即是，係再度隔著吸附紙160，而在未圖示之保持台上，以使背面100b與吸附紙160相對向的方式來配置絕緣基材100，之後，將第2導電性糊141填充於第2通孔102內。藉由此，第2導電性糊141之有機溶劑的大部分係被吸附在吸附紙160上，合金之粉末係密接於第2通孔102地而被作配置。
第2導電性糊141，係使用將使與構成第1導電性糊131之金屬原子相異的金屬原子維持於既定之結晶構造的Bi-Te合金之粉末添加於熔點為常溫之萜烯等的有機溶劑中而作了糊化者。亦即是，構成第2導電性糊141之有機溶劑，係使用熔點為較構成第1導電性糊131之有機溶劑而更低者。而，在填充第2導電性糊141時，係在將絕緣基材100之表面100a保持為常溫的狀態下而進行。換言之，係於使在第1導電性糊131中所包含之有機溶劑固化了的狀態下，來進行第2導電性糊141之填充。藉由此，第2導電性糊141混入至第1通孔101中的情形係被作抑制。
另外，所謂使在第1導電性糊131中所包含之有機溶劑固化了的狀態，係指在上述圖5(b)之工程中之並未被吸附於吸附紙160中而殘存於第1通孔101中的有機溶劑。
之後，在與上述各工程相異之另一工程中，如同圖5(e)以及圖5(f)中所示一般，在表面保護構件110以及背面保護構件120中之與絕緣基材100相對向的其中一面110a、120a上，形成銅箔等。之後，藉由對於此銅箔適宜進行圖案化，而準備被形成有相互分離之複數的表面圖案111之表面保護構件110、被形成有相互分離之複數的背面圖案121之背面保護構件120。
接著，如圖5(g)中所示一般，依序層積背面保護構件120、絕緣基材100、表面保護構件110，而構成層積體170。
另外，在本實施形態中，背面保護構件120，係將長邊方向之長度設為較絕緣基材100而更長。而，背面保護構件120，係以使長邊方向之兩端部從絕緣基材100而突出的方式作配置。
接著，如圖5(h)中所示一般，將此層積體170配置在未圖示之一對的沖壓板之間，並藉由從層積方向之上下兩面起而在真空狀態下一面進行加熱一面進行加壓，來將層積體170一體化。具體而言，係使第1、第2導電性糊131、142被作固相燒結而形成第1、第2層間連接構件130、140，並且以使第1、第2層間連接構件 130、140被與表面圖案111以及背面圖案121作連接的方式來一面加熱一面加壓而將層積體170一體化。
另外，雖並未特別限定，但是，在將層積體170一體化時，係亦可在層積體170和沖壓板之間，配置岩棉紙等之緩衝材。如同上述一般，而製造出上述熱通量感測器10。
控制部20，係為對於各電池包1a、1b、1c之發熱量作控制的發熱量控制手段，例如，係藉由以微電腦、作為記憶手段之記憶體、其他周邊電路所構成的電子控制裝置，而構成之。控制部20，係藉由對於各電池包1a、1b、1c所輸出之電力量作調整，而對於各電池包1a、1b、1c之發熱量作調整。
具體而言，控制部20，係如圖6中所示一般，基於熱通量感測器10之感測訊號，而以使相鄰之電池包之間的熱通量成為0的方式，來控制相鄰之電池包的發熱量(內部熱量之均一化控制)。另外，相鄰之電池包之間的熱通量，係亦可並非完全變成0，只要成為接近0之既定值以下即可。例如，係將從熱通量感測器10所輸入之起電壓和臨限值作比較，並使成為臨限值以下的方式，來對於相鄰之電池包的發熱量作調整。
此內部熱量(內部溫度)之均一化控制，例如，係為了將電池1全體之發熱量抑制為最低限度地使電池1發電，而被實行。於此情況，控制部20，係藉由使各電池包1a、1b、1c中之內部熱量為多的電池包之發熱 量減少，來使各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)均一化。
又，此內部熱量(內部溫度)之均一化控制，例如，係當在低溫環境下而使電池1動作的情況下之暖機運轉模式時，而被實行。此暖機運轉模式，係為為了在從電池1所對於電性機器的電力供給開始之前，將各電池包1a~1c之溫度狀態設為會使輸出成為安定之溫度狀態的電池之運轉模式。於此情況，控制部20，係以使各電池包1a、1b、1c中之內部熱量成為均一的方式，來實行一面對於各電池包1a~1c之發熱量作調整一面使各電池包1a~1c之溫度上升的控制處理。
具體而言，如圖7中所示一般，在步驟S1中，取得藉由溫度感測器11所檢測出的電池包1b之溫度T1b、和在電池包1a和電池包1b之間之第1熱通量感測器10a的第1起電壓V1a-1b、和在電池包1b和電池包1c之間之第2熱通量感測器10b的第2起電壓V1b-1c。
接著，在步驟S2中，基於在步驟S1中所取得的溫度T1b，而對於電池包1b之發熱量作控制。
接著，在步驟S3中，基於在步驟S1中所取得的第1起電壓V1a-1b，而對於電池包1a之發熱量作控制。
接著，在步驟S4中，基於在步驟S1中所取得的第2起電壓V1b-1c，而對於電池包1c之發熱量作控制。
於此，如圖8中所示一般，在步驟S2之電池包1b的發熱量控制中，係於步驟S21中，判定在步驟S1中所取得之溫度T1b和目標溫度之間的差之絕對值是否為既定之臨限值Tth以下。此目標溫度，係為電池包之輸出會成為安定的溫度，例如係為30℃。此臨限值Tth，係以使所取得的溫度T1b和目標溫度之間的差成為接近0的方式來作設定。當在此步驟S21中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係並不需要進行電池包1b之發熱量的變更，因此係前進至步驟S3。另一方面，當作了否定(NO)判定的情況時，由於係需要進行電池包1b之發熱量的變更，因此係前進至步驟S22。
在步驟S22中，係判定需要進行發熱量之減少和增大的何者。亦即是，係判定在步驟S1中所取得的溫度T1b是否為較目標溫度(30℃)而更高。當在此步驟S22中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係需要將電池包1b之發熱量減少，因此係在步驟S23中而算出所需要的發熱減少量。
在步驟S23中，係基於在步驟S1中所取得的溫度T1b，而算出發熱減少量。例如，係將對於在步驟S1中所取得的溫度T1b和目標溫度間之差(T1b-30℃)而乘上既定之係數K1者，作為發熱減少量。接著，在步驟S24中，以使電池包1b之發熱量作了在步驟S23中所算出的減少量之減少的方式，來輸出用以使電池包1b之輸出作變更的控制訊號。例如，係對於進行電池包1b之輸 出的調整之其他的控制部，而輸出用以使電池包1b之輸出作變更的控制訊號。之後，前進至步驟S3。
另一方面，當在步驟S22中而作了否定(NO)判定的情況時，由於係需要將電池包1b之發熱量增大，因此係在步驟S25中而算出所需要的發熱增大量。在步驟S25中，係基於在步驟S1中所取得的溫度T1b，而算出發熱增大量。例如，係將對於目標溫度和在步驟S1中所取得的溫度T1b間之差(30℃-T1b)而乘上既定之係數K1者，作為發熱增大量。接著，在步驟S24中，以使電池包1b之發熱量作了在步驟S25中所算出的增大量之增大的方式，來輸出用以使電池包1b之輸出作變更的控制訊號。之後，前進至步驟S3。
若依據此，則當電池包1b之溫度為較目標溫度更低的期間中，係藉由步驟S22、S25、S24，來使電池包1b之發熱量增大。當電池包1b之溫度為超過目標溫度的情況時，係藉由步驟S22、S23、S24，來使電池包1b之發熱量減少。如此這般，直到電池包1b之溫度T1b接近目標溫度為止，係以使電池包1b之發熱量作增減的方式，來對於電池包1b之輸出作調整。另一方面，若是電池包1b之溫度T1b接近目標溫度，則係以使電池包1b之發熱量作維持的方式，來維持電池包1b之輸出。
如圖9中所示一般，在步驟S3之電池包1a的發熱量控制中，係於步驟S31中，判定在步驟S1中所取得之第1起電壓V1a-1b是否為既定之臨限值Vth以下。 此臨限值Vth，係以使第1起電壓V1a-1b成為接近0的方式來作設定。當在此步驟S31中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係並不需要進行電池包1a之發熱量的變更，因此係前進至步驟S4。另一方面，當作了否定(NO)判定的情況時，由於係需要進行電池包1a之發熱量的變更，因此係前進至步驟S32。
在步驟S32中，係判定需要進行發熱量之減少和增大的何者。亦即是，係判定在步驟S1中所取得的第1起電壓V1a-1b是否為正的值(V1a-1b>0)。當以使與從電池包1b起而朝向電池包1a之熱通量相對應的起電壓值成為正的方式來設置了熱通量感測器10a時，若是起電壓值為正，則係代表電池包1a之內部熱量為較電池包1b之內部熱量更少。故而，當在此步驟S32中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係需要將電池包1a之發熱量增大，因此係在步驟S33而算出所需要的發熱增大量。
在步驟S33中，例如，係將對於在步驟S1中所取得的第1起電壓V1a-1b而乘上既定之係數K2者，作為發熱增大量而計算出來。接著，在步驟S34中，與步驟S24相同的，以使電池包1a之發熱量作了在步驟S33中所算出的增大量之增大的方式，來輸出用以使電池包1a之輸出作變更的控制訊號。之後，前進至步驟S4。
另一方面，當在步驟S32中而作了否定(NO)判定的情況時，由於係需要將電池包1a之發熱量減少，因此係在步驟S35中而算出所需要的發熱減少量。 在步驟S35中，例如，係將對於在步驟S1中所取得的第1起電壓V1a-1b而乘上既定之係數K2者，作為發熱減少量而計算出來。接著，在步驟S34中，以使電池包1a之發熱量作了在步驟S35中所算出的減少量之減少的方式，來輸出用以使電池包1a之輸出作變更的控制訊號。之後，前進至步驟S4。
若依據此，則當電池包1a之內部熱量為較電池包1b之內部熱量更少的期間中，係藉由步驟S32、S33、S34，來使電池包1a之發熱量增大。而，若是電池包1a之內部熱量超過電池包1b之內部熱量，則係藉由步驟S32、S35、S24，來使電池包1a之發熱量減少。如此這般，直到電池包1a之內部熱量和電池包1b之內部熱量成為均一為止，係以使電池包1a之發熱量作增減的方式，來對於電池包1a之輸出作調整。另一方面，若是電池包1a之內部熱量和電池包1b之內部熱量成為均一，則係以使電池包1a之發熱量作維持的方式，來維持電池包1a之輸出。
如圖10中所示一般，在步驟S4之電池包1c的發熱量控制中，係於步驟S41中，判定在步驟S1中所取得之第2起電壓V1b-1c是否為臨限值Vth以下。此臨限值Vth，係為與步驟S31之臨限值Vth相同之值。當在此步驟S41中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係並不需要進行電池包1c之發熱量的變更，因此係結束圖7之控制流程，而回到步驟S1。另一方面，當作了否定 (NO)判定的情況時，由於係需要進行電池包1c之發熱量的變更，因此係前進至步驟S42。
在步驟S42中，係判定需要進行發熱量之減少和增大的何者。亦即是，係判定在步驟S1中所取得的第2起電壓V1b-1c是否為正的值(V1b-1c>0)。當以使與從電池包1b起而朝向電池包1c之熱通量相對應的起電壓值成為正的方式來設置了熱通量感測器10b時，若是起電壓值為正，則係代表電池包1c之內部熱量為較電池包1b之內部熱量更少。故而，當在此步驟S42中而作了肯定(YES)判定的情況時，由於係需要將電池包1c之發熱量增大，因此係在步驟S43而算出所需要的發熱增大量。
在步驟S43中，例如，係將對於在步驟S1中所取得的第2起電壓V1b-1c而乘上既定之係數K3者，作為發熱增大量而計算出來。接著，在步驟S44中，與步驟S24相同的，以使電池包1c之發熱量作了在步驟S43中所算出的增大量之增大的方式，來輸出用以使電池包1c之輸出作變更的控制訊號。藉由此，圖7之控制流程係結束，而回到步驟S1。
另一方面，當在步驟S42中而作了否定(NO)判定的情況時，由於係需要將電池包1c之發熱量減少，因此係在步驟S45中而算出所需要的發熱減少量。在步驟S45中，例如，係將對於在步驟S1中所取得的第2起電壓V1b-1c而乘上既定之係數K3者，作為發熱減少量而計算出來。接著，在步驟S44中，以使電池包1c之發 熱量作了在步驟S45中所算出的減少量之減少的方式，來輸出用以使電池包1c之輸出作變更的控制訊號。
若依據此，則當電池包1c之內部熱量為較電池包1b之內部熱量更少的期間中，係藉由步驟S42、S43、S44，來使電池包1c之發熱量增大。而，若是電池包1c之內部熱量超過電池包1b之內部熱量，則係藉由步驟S42、S45、S44，來使電池包1c之發熱量減少。如此這般，直到電池包1b之內部熱量和電池包1c之內部熱量成為均一為止，係以使電池包1c之發熱量作增減的方式，來對於電池包1c之輸出作調整。另一方面，若是電池包1b之內部熱量和電池包1c之內部熱量成為均一，則係以使電池包1c之發熱量作維持的方式，來維持電池包1c之輸出。
於此，針對由本實施形態之發熱量控制裝置所致的內部熱量(內部溫度)之均一化控制和在圖11中所示之由比較例之發熱量控制裝置所致的內部熱量(內部溫度)之均一化控制作比較。
圖11中所示之比較例之發熱量控制裝置，係為具有在發明所欲解決之課題一欄中所記載的先前技術之一般性構成的發熱量控制裝置，並為藉由被安裝於各電池包1a、1b、1c之各者的表面上之各溫度感測器11(第1溫度感測器11a、第2溫度感測器11b、第3溫度感測器11c)來檢測出各電池包1a、1b、1c之表面溫度，再以使各檢測溫度成為目標溫度的方式，來對於各電池包1a、 1b、1c之發熱量作控制者。在此比較例之發熱量控制裝置中，為了進行各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)的均一化，例如係可考慮以使各溫度感測器11之各檢測溫度成為相同的方式，來對於各電池包1a、1b、1c之發熱量作控制。
但是，於此情況，各溫度感測器11所檢測出之各電池包1a、1b、1c的表面溫度，係為並非僅受到各電池包1a、1b、1c之發熱量的影響而亦受到有外部溫度之影響的結果。亦即是，在作了層積的電池包1a、1b、1c中，位置於外側之電池包1a、1c，由於係容易受到外部溫度的影響，因此對於外部之放熱量係為多，表面溫度係變低。另一方面，位置於內側之電池包1b，由於係起因於兩鄰旁之電池包1a、1c而成為絕熱狀態，因此對於外部之放熱量係為少，表面溫度係變高。故而，就算是以使各電池包1a、1b、1c之表面溫度成為相同的方式，來對於各電池包1a、1b、1c之發熱量作調整，各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)也並非絕對會成為相同。
又，在比較例之發熱量控制裝置中，為了進行各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)的均一化，係亦可考慮到各電池包1a、1b、1c之放熱量的差異，來以使各電池包1a、1b、1c之檢測溫度成為各別之目標溫度的方式來對於各電池包1a、1b、1c之發熱量作控制。例如，如同圖12中所示一般，當依照上段之電池 包1a、下段之電池包1c、中段之電池包1b的順序而放熱量為多的情況時，係可考慮依照此順序來將目標溫度增高。
但是，於此情況，若是外部溫度有所改變，則由於受到外部溫度的影響而各電池包1a、1b、1c之表面溫度意會變化，因此，係必須要以使各電池包1a、1b、1c的檢測溫度維持於各者之目標溫度的方式來持續地對於各電池包1a、1b、1c之發熱量進行控制。
相對於此，在本實施形態之發熱量控制裝置中，係以使相鄰之電池包之間的熱通量成為0的方式，來控制相鄰之電池包的發熱量。若依據此，則由於係以使相鄰之電池包的內部熱量(內部溫度)之差異消失的方式，來對於相鄰之電池包的發熱量作控制，因此係能夠以高精確度來實行各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)的均一化控制。
又，若依據本實施形態之發熱量控制裝置，則在各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)成為均一之後，由於就算是外部溫度有所改變，相鄰之電池包之間的熱通量也不會改變，因此係並不需要持續進行各電池包1a、1b、1c之發熱量的控制。
(其他實施型態)
本發明係並不被限定於上述之實施形態，而可如同下述一般地在申請專利範圍所記載之範圍內作適宜的變更。
(1)在第1實施形態之發熱量控制裝置中，於控制部20所實行的內部熱量之均一化控制中，雖係構成為將在熱通量感測器10處所產生的起電壓(電壓值)與臨限值作比較，並以使起電壓成為臨限值以下的方式，來對於相鄰之電池包的發熱量作調整，但是，係亦可代替起電壓，而將根據起電壓所算出的熱通量與臨限值作比較。又，亦可將在熱通量感測器10處所產生的電流之值與臨限值作比較。也就是說，在本發明中，係只要基於在各熱通量感測器處所產生的起電力，來以使相鄰之電池包之間的熱通量成為既定值以下的方式而控制相鄰之電池包的發熱量即可。
(2)在第1實施形態之發熱量控制裝置中，雖係對於作了層積的3個電池包之發熱量而進行了控制，但是，作為本發明之發熱量控制裝置，係並不被限定於此，例如，針對作了層積的4個以上之電池包的發熱量，亦能夠與第1實施形態相同地來作控制，並得到相同的效果。又，作為本發明之發熱量控制裝置，就算是針對作了層積的2個電池包之發熱量，亦能夠與第1實施形態相同地來作控制，並得到相同的效果。另外，當至少層積有3個的發熱體的情況時，在位置於內側之發熱體和位置於外側之發熱體處，對於外部之放熱量係為相異，各發熱體之內部熱量係容易成為不均一。故而，於此情況，藉由本發明之發熱量控制裝置來實施內部熱量之均一化控制一事，係為特別有效。
(3)在第1實施形態中，於各電池包1a、1b、1c之內部熱量(內部溫度)的均一化控制中，雖係對於相鄰之電池包的雙方之發熱量作了控制，但是，作為本發明之發熱量控制裝置，係並不被限定於此，亦可僅對於相鄰之電池包的其中一方之發熱量作控制。
(4)在第1實施形態中，作為本發明之發熱量控制裝置，雖係針對對於搭載在車輛中之電池的發熱量作控制的情況來作了說明，但是電池係並不被限定於搭載在車輛中者，亦可為設置在家庭或工廠中之置放型的電池。
(5)亦可將本發明之發熱量控制裝置，適用在電池以外之發熱體的發熱量控制中。例如，當被使用於鐵板燒中之鐵板(熱板)為藉由作了層積的複數之發熱體所構成的情況時，係亦能夠對於此些之發熱體的發熱量作控制。又，亦可藉由本發明之發熱量控制裝置，來對於熱壓成形機之上模的發熱體和下模的發熱體之發熱量作控制。於此情況，在被成形品之沖壓中，上模和下模係成為相鄰接的狀態。故而，係只要以在沖壓中會位置在上模和下模之間的方式來配置熱通量感測器即可。
(6)在上述之各實施形態中，形成第1、第2層間連接構件130、140之金屬，係分別為Bi-Sb-Te合金和Bi-Te合金，但是係亦可為其他合金。又，在上述之各實施形態中，形成第1、第2層間連接構件130、140之金屬的雙方，係均為被作了固相燒結之燒結合金，但 是，只要至少其中一方為被作了固相燒結之燒結合金即可。藉由此，相較於當形成第1、第2層間連接構件130、140之金屬的雙方均並非為被作了固相燒結之燒結合金的情況，係能夠將起電力增大，而能夠達成熱通量感測器10之高感度化。
(7)在上述各實施形態中，構成實施形態之要素，除了特別明確記載其為必要的情況時以及在原理上可以想見明顯為必要的情況等以外，當然的，係並非為絕對需要者。
(應用例)
在本應用例中，針對將本案發明之發熱量控制裝置的概念應用在身為發熱體之電爐等的設備之異常監視裝置中的例子作說明。
亦即是，作為本應用例之異常監視裝置，係具備有下述的特徵。
亦即是，其特徵為，具備有：被安裝於發熱體之表面，並檢測出前述發熱體和外氣間之熱通量的熱通量感測器；和檢測出外氣溫度之溫度感測器；和判定前述發熱體之異常發熱的有無之判定手段，前述熱通量感測器，係具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材處被形成有於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔，並在前述第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件，且前述第1、第2層間連接構件為被交 互地作了串聯連接之構造，被交互地作了串聯連接之前述第1、第2層間連接構件，係產生與前述發熱體和外氣之間的熱通量相對應之起電力，前述判定手段，係使用因應於當在每一外氣溫度下而前述發熱體之發熱狀態為正常的情況時所應檢測出之熱通量而設定的判定基準中之與前述溫度感測器所檢測出的外氣溫度相對應之前述判定基準，來將前述熱通量感測器之檢測結果與前述判定基準作比較，並判定前述發熱體之異常發熱的有無。
此異常監視裝置，係為當檢測出身為發熱體之設備的異常發熱時，藉由報告手段來將設備成為異常發熱之狀態的內容作報告，或者是以使設備之發熱狀態成為正常的方式來進行對於設備之發熱量作調整的控制者。
如圖13中所示一般，此異常監視裝置，係與第1實施形態之發熱量控制裝置同樣的，具備有熱通量感測器10和控制部20。熱通量感測器10和控制部20，係為與在第1實施形態之發熱量控制裝置中的熱通量感測器10和控制部20相同之構成者。但是，與第1實施形態相異，熱通量感測器10，係被安裝在設備30之表面上，並將與設備30和外氣之間的熱通量相對應之感測訊號(起電壓)對於控制部20作輸出。
又，圖13中所示之異常監視裝置，係被設置在設備30之外部，並具備有檢測出外氣溫度之溫度感測器11、和並未圖示之蜂鳴器或顯示器。溫度感測器11，係將與外氣溫度相對應的感測訊號對於控制部2作輸出。 蜂鳴器或顯示器，係為當設備之異常發熱時而用以將此事對於人員作報告的報告手段。
控制部20，係為基於從熱通量感測器10而來之感測訊號，而判定設備30和外氣之間的熱通量是否超過既定值之判定手段。既定值，係以成為設備30之發熱狀態為正常時的熱通量之上限值的方式來作設定。因此，當設備30和外氣之間的熱通量為既定值以下的情況時，係判定設備30之發熱狀態為正常。另一方面，當設備30和外氣之間的熱通量為超過既定值的情況時，係判定設備30之發熱狀態為異常。如此這般，控制部20係判定設備30之異常發熱的有無。
又，控制部20，當判定設備30之發熱狀態為異常的情況時，係使蜂鳴器或顯示器等之報告手段動作，並報告設備30之異常發生。又，控制部20，若是能夠控制設備30之發熱量，則係基於從熱通量感測器10而來之感測訊號，而以使設備30和外氣之間的熱通量成為既定值以下的方式，來調整設備30之發熱量。
具體而言，如同在圖14之流程圖中所示一般，控制部20，係在步驟S101中，取得熱通量感測器10之起電壓(電壓值)V、和溫度感測器11所檢測出的外氣溫度T。
接著，在步驟S102中，判定所取得的電壓值V是否為臨限值Vth以下。此臨限值Vth，係為因應於當設備30之發熱狀態為正常的情況時而會檢測出之熱通量所 設定的判定基準，並為與設備30之發熱狀態為正常的情況時之熱通量的上限值相對應之電壓值。當設備30之發熱狀態為正常的情況時而會檢測出之熱通量，係依存於外氣溫度而有所不同。因此，係預先藉由實驗等來對於當設備30之發熱狀態為正常的情況時之外氣溫度和熱通量之間的關係作調查，並預先對於每一外氣溫度而將臨限值Vth預先記憶在記憶部中。在步驟S102中，係使用因應於溫度感測器11所檢測出之外氣溫度T而選擇的臨限值Vth。
當在步驟S102中而作了肯定(YES)判定的情況時，係在步驟S103中而決定設備30之發熱狀態為正常，並結束圖14之控制流程。
另一方面，當在步驟S102中而作了否定(NO)判定的情況時，係在步驟S104中而決定設備30之發熱狀態為異常，並在步驟S105中，對於蜂鳴器或顯示器而輸出用以報告發熱狀態之異常的控制訊號。藉由此，蜂鳴器或顯示器係動作，並報告設備30之異常發生。此時，係亦可藉由對於設備30而輸出用以使發熱量減少之控制訊號，來使設備30之發熱量減少。
另外，當發熱體之異常監視裝置檢測出發熱體之溫度，並基於所檢測出之溫度來判定發熱體之發熱狀態的異常之有無的情況時，發熱體之溫度由於係會起因於發熱體之從外部所受到的影響而有所變動，因此係有著無法正確地判定發熱體之發熱狀態的有無之問題。例如，當 外部溫度(外氣溫度)為低的情況時，就算是發熱體發生異常發熱，起因於發熱體被冷卻一事，亦會有所檢測出之發熱體的溫度成為正常時之溫度的可能性。又，當發熱體和外部之間為絕熱狀態的情況時，就算是發熱體之發熱狀態為正常，亦會有所檢測出之發熱體的溫度成為異常時之溫度的可能性。另外，所謂絕熱狀態，係指熱移動被作了抑制的狀態。
相對於此，在本應用例之異常監視裝置中，係基於設備30和外氣之間的熱通量之檢測結果，來判定設備30之發熱狀態的異常之有無。此時，係使用與外氣溫度相對應之判定基準。藉由此，若是設備30之發熱狀態為正常，則係滿足判定基準，若是設備30之發熱狀態為異常，則並不會滿足判定基準。因此，係能夠以高精確度來進行設備之發熱狀態的異常之有無的判定。
1‧‧‧電池
1a、1b、1c‧‧‧電池包
2、3‧‧‧散熱板
10‧‧‧熱通量感測器
10a‧‧‧第1熱通量感測器
10b‧‧‧第2熱通量感測器
11‧‧‧溫度感測器
20‧‧‧控制部

Claims (5)

  1. 一種發熱量控制裝置，其特徵為，具備有：被配置在相鄰之第1、第2發熱體之間之熱通量感測器(10)；和對於前述第1、第2發熱體之至少一方之發熱量作控制之控制部(20)，前述熱通量感測器，係具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材(100)處而於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔(101、102)，並在前述第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件(130、140)，且前述第1、第2層間連接構件為被交互地作了串聯連接之構造，被交互地作了串聯連接之前述第1、第2層間連接構件，係產生與前述第1、第2發熱體之間的熱通量相對應之起電力，前述控制部，係基於在前述熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使前述第1、第2發熱體之間的熱通量成為既定值以下的方式而對於前述發熱量作控制。
  2. 一種發熱量控制裝置，其特徵為，具備有：被配置在作了層積的第1、第2、第3發熱體中之相鄰之第1、第2發熱體之間之第1熱通量感測器(10a)；和被配置在相鄰之前述第2、第3發熱體之間之第2熱通量感測器(10b)；和 對於前述第1、第2、第3發熱體之發熱量作控制之控制部(20)，前述第1、第2熱通量感測器，係雙方均為具備有在由熱可塑性樹脂所成之絕緣基材(100)處而於厚度方向作貫通之複數之第1、第2通孔(101、102)，並在前述第1、第2通孔中被埋入有藉由互為相異之金屬所形成的第1、第2層間連接構件(130、140)，且前述第1、第2層間連接構件為被交互地作了串聯連接之構造，前述第1熱通量感測器之被交互地作了串聯連接之前述第1、第2層間連接構件，係產生與前述第1、第2發熱體之間的第1熱通量相對應之起電力，並且，前述第2熱通量感測器之被交互地作了串聯連接之前述第1、第2層間連接構件，係產生與前述第2、第3發熱體之間的第2熱通量相對應之起電力，前述控制部，係基於在前述第1熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使前述第1熱通量成為既定值以下的方式而對於前述第1、第2發熱體之至少其中一方的前述發熱量作控制，並且基於在前述第2熱通量感測器處所產生了的起電力，來以使前述第2熱通量成為既定值以下的方式而對於前述第2、第3發熱體之至少其中一方的前述發熱量作控制。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之發熱量控制裝置，其中，形成前述第1、第2層間連接構件之前述金屬的至少其中一方，係為將複數之金屬原子以維持有 該金屬原子之結晶構造的狀態下來作了燒結之燒結合金。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之發熱量控制裝置，其中，前述熱通量感測器，係於前述絕緣基材之表面(100a)處配置被形成有表面圖案(111)之表面保護構件(110)，並且於前述表面之相反側的背面(100b)處配置被形成有背面圖案(121)之背面保護構件(120)，前述背面保護構件、前述絕緣基材、前述表面保護構件，係被一體化。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之發熱量控制裝置，其中，前述發熱體，係為伴隨著電力之輸出而發熱並且能夠獨立地進行所輸出之電力量的調整之電池包，前述控制部，係藉由對於各個前述電池包所輸出之電力量作調整，而控制前述電池包之發熱量。
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