WO2014196290A1 - 発熱量制御装置 - Google Patents

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WO2014196290A1
WO2014196290A1 PCT/JP2014/062004 JP2014062004W WO2014196290A1 WO 2014196290 A1 WO2014196290 A1 WO 2014196290A1 JP 2014062004 W JP2014062004 W JP 2014062004W WO 2014196290 A1 WO2014196290 A1 WO 2014196290A1
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heat
heat flux
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battery pack
heating elements
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PCT/JP2014/062004
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English (en)
French (fr)
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芳彦 白石
坂井田　敦資
谷口　敏尚
倫央 郷古
矢崎　芳太郎
元規 清水
栄二郎 宮川
康浩 田中
原田　敏一
啓太 齋藤
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株式会社デンソー
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a calorific value control device that controls the calorific value of a heat generating element.
  • the conventional heat generation amount control device detects the temperature of the heating element and controls the heat generation amount of the heating element based on the detected temperature (see, for example, Patent Document 1).
  • a temperature sensor is attached to each heating element to detect the surface temperature of each heating element, as in the prior art described above.
  • the amount of heat generated by each heating element is controlled so that the detected temperatures are the same.
  • each heating element from the outside varies depending on the location of each heating element.
  • the heating element located outside of the plurality of laminated heating elements is susceptible to the influence of the external temperature, so that the amount of heat radiation to the outside is large and the surface temperature Becomes lower.
  • the heating element located inside is insulative by the adjacent heating element, the amount of heat released to the outside is small and the surface temperature is high.
  • the heat radiation amount of each heating element varies depending on the ambient temperature of each heating element and the exposed area of each heating element to the outside.
  • an object of the present invention is to provide a calorific value control device capable of performing highly uniform control of the internal calorific value (internal temperature) between heating elements with high accuracy.
  • the heat flux sensor (10) disposed between the adjacent first and second heating elements and at least one of the first and second heating elements.
  • a control unit (20) for controlling the amount of heat generation is characterized by the following. That is, in the heat flux sensor, a plurality of first and second via holes (101, 102) penetrating in the thickness direction are formed in an insulating base material (100) made of a thermoplastic resin, and the first and second via holes are formed.
  • the first and second interlayer connection members (130, 140) made of different metals are embedded in the via holes, and the first and second interlayer connection members are alternately connected in series.
  • the first and second interlayer connecting members generated generate an electromotive force according to the heat flux between the first and second heating elements
  • the control unit is based on the electromotive force generated by the heat flux sensor.
  • the heat generation amount is controlled so that the heat flux between the first and second heating elements becomes a predetermined value or less.
  • the first and second heat generating elements have a heat flux of a predetermined value or less, that is, the internal heat amounts (internal temperatures) of the first and second heat generating elements are not different from each other. Since the amount of heat generated by at least one of the first and second heating elements is adjusted, uniform control of the internal heat amount (internal temperature) of the first and second heating elements can be performed with high accuracy.
  • the first heat flux sensor (10a) disposed between the adjacent first and second heating elements among the stacked first, second and third heating elements, and A second heat flux sensor (10b) disposed between the adjacent second and third heating elements, and a control unit (20) for controlling the amount of heat generated by the first, second and third heating elements. It is characterized by the following.
  • first and second heat flux sensors a plurality of first and second via holes (101, 102) penetrating in the thickness direction are formed in an insulating base material (100) made of a thermoplastic resin.
  • the first and second interlayer connection members (130, 140) made of different metals are embedded in the first and second via holes, and the first and second interlayer connection members are alternately connected in series.
  • the first and second interlayer connection members alternately connected in series of the first heat flux sensor generate an electromotive force according to the first heat flux between the first and second heating elements
  • the second The first and second interlayer connection members alternately connected in series of the heat flux sensor generate an electromotive force according to the second heat flux between the second and third heating elements
  • the control unit controls the heat generation amount of at least one of the first and second heating elements based on the electromotive force generated by the first heat flux sensor so that the first heat flux becomes a predetermined value or less
  • the calorific value of at least one of the second and third heat generating elements is controlled so that the second heat flux becomes a predetermined value or less.
  • the first heat flux between the first and second heating elements and the second heat flux between the second and third heating elements are equal to or less than a predetermined value, that is, the first and second heat fluxes. Since the heat generation amounts of the first, second, and third heating elements are adjusted so that there is no difference in the internal heat amount (internal temperature) of the third heating element, the internal heat amounts of the first, second, and third heating elements. (Internal temperature) equalization control can be executed with high accuracy.
  • At least one of the metals forming the first and second interlayer connection members is formed of a plurality of metal atoms. It is characterized by being a sintered alloy that is sintered while maintaining its crystal structure.
  • the electromotive force generated in the first and second interlayer connection members alternately connected in series can be increased, and the sensitivity of the heat flux sensor can be increased.
  • the sensitivity of the heat flux sensor can be increased.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a heat flux sensor. It is a figure for demonstrating equalization control of the amount of internal heat (internal temperature) in 1st Embodiment. It is a flowchart of the uniformity control of the internal heat quantity which the calorific value control apparatus in 1st Embodiment performs. It is a flowchart which shows the control content of step S2 in FIG.
  • the heat generation amount control device of the present embodiment controls the heat generation amount of a battery mounted on a vehicle. As shown in FIG. 1, the heat generation amount control device includes a heat flux sensor 10 and a control unit 20.
  • the battery 1 is a lithium ion battery, a fuel cell, or the like, and supplies power to an electric device such as a traveling motor.
  • the battery 1 has a configuration in which a plurality of battery packs 1a, 1b, and 1c are stacked. In the present embodiment, three battery packs of a first battery pack 1a, a second battery pack 1b, and a third battery pack 1c are stacked. Each of the battery packs 1a, 1b, and 1c is formed by stacking a plurality of battery cells (not shown). Each of the battery packs 1a, 1b, and 1c is a heating element that generates heat with the output of electric power.
  • Each of the battery packs 1a, 1b, and 1c can independently adjust the amount of power to be output, and can adjust the amount of heat generated. There is no external air between adjacent battery packs. That is, adjacent battery packs are adjacent to each other via the heat flux sensor 10.
  • the battery 1 is provided with heat sinks 2 and 3 outside the battery packs 1a, 1b, and 1c. Adjacent battery packs among the plurality of battery packs 1a, 1b, 1c constitute adjacent first and second heating elements described in the claims. Further, the first, second, and third battery packs 1a, 1b, and 1c constitute the first, second, and third heating elements described in the claims.
  • the temperature sensor 11 is installed on the surface of the central battery pack 1b among the plurality of battery packs 1a, 1b, 1c.
  • the temperature sensor 11 outputs a sensor signal corresponding to the surface temperature of the battery pack 1 b toward the control unit 2.
  • the heat flux sensor 10 is sandwiched between adjacent battery packs, and the adjacent battery packs are in a state in which heat transfer is possible via the heat flux sensor 10.
  • the heat flux sensor 10 detects a heat flux between adjacent battery packs.
  • the heat flux sensor 10 is disposed between the first heat flux sensor 10a disposed between the first and second battery packs 1a and 1b and the second and third battery packs 1b and 1c.
  • the second heat flux sensor 10b is used.
  • the heat flux sensor 10 includes an insulating base material 100, a surface protection member 110, and a back surface protection member 120 that are integrated, and the first and second layers are integrated in the integrated body.
  • the connection members 130 and 140 are alternately connected in series.
  • the structure of the heat flux sensor 10 will be specifically described below.
  • the surface protection member 110 is omitted for easy understanding.
  • FIG. 2 is not a cross-sectional view, the first and second interlayer connection members 130 and 140 are hatched for easy understanding.
  • the insulating base material 100 is composed of a planar rectangular thermoplastic resin film typified by polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), and the like. .
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEI polyether imide
  • LCP liquid crystal polymer
  • a plurality of first and second via holes 101 and 102 penetrating in the thickness direction are formed in a staggered pattern so as to alternate.
  • the first and second via holes 101 and 102 of the present embodiment have a cylindrical shape with a constant diameter from the front surface 100a to the back surface 100b, but the diameter decreases from the front surface 100a to the back surface 100b. It may be a tapered shape. Moreover, it may be made into the taper shape where a diameter becomes small toward the surface 100a from the back surface 100b, and you may be made into the square cylinder shape.
  • a first interlayer connection member 130 is disposed in the first via hole 101, and a second interlayer connection member 140 is disposed in the second via hole 102.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are alternately arranged on the insulating base material 100.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are made of different metals so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first interlayer connection member 130 is a metal compound obtained by solid-phase sintering so that Bi-Sb-Te alloy powder constituting the P-type maintains a crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering.
  • Composed is a metal compound obtained by solid-phase sintering so that Bi-Te alloy powder constituting N-type maintains the crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering.
  • a member 110 On the surface 100a of the insulating base material 100, surface protection composed of a flat rectangular thermoplastic resin film represented by polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), etc.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEI polyether imide
  • LCP liquid crystal polymer
  • a member 110 is disposed.
  • the surface protection member 110 has the same planar shape as the insulating base material 10, and a plurality of surface patterns 111 patterned with copper foil or the like on the side 110 a facing the insulating base material 100 are separated from each other. Is formed.
  • Each surface pattern 111 is appropriately electrically connected to the first and second interlayer connection members 130 and 140, respectively.
  • first and second layers of each set 150 are shown.
  • the connection members 130 and 140 are connected to the same surface pattern 111. That is, the first and second interlayer connection members 130 and 140 of each set 150 are electrically connected via the surface pattern 111.
  • one first interlayer connection member 130 and one second interlayer connection member 140 that are adjacent along the longitudinal direction of the insulating base material 100 (the left-right direction in FIG. 3) form a set 150. ing.
  • a flat rectangular back surface protection composed of a thermoplastic resin film typified by polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), etc.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEI polyether imide
  • LCP liquid crystal polymer
  • This back surface protection member 120 has a length in the longitudinal direction of the insulating base material 100 longer than that of the insulating base material 100, and the back surface 100 b of the insulating base material 100 so that both ends in the longitudinal direction protrude from the insulating base material 100. Is arranged.
  • the back surface protection member 120 is formed with a plurality of back surface patterns 121 patterned with copper foil or the like on the one surface 120a facing the insulating substrate 100 so as to be separated from each other.
  • Each back pattern 121 is appropriately electrically connected to the first and second interlayer connection members 130 and 140, respectively.
  • the first interlayer connection member 130 of one set 150 and the second interlayer connection member 140 of the other set 150 are connected to the same back surface pattern 121. That is, the first and second interlayer connection members 130 and 140 are electrically connected via the same back surface pattern 121 across the set 150.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 that are adjacent along the direction orthogonal to the longitudinal direction are the same at the outer edge of the insulating substrate 100.
  • the back surface pattern 121 is connected. More specifically, the adjacent first and second interlayer connection members 130 and 140 are the same on the back so that those connected in series via the front surface pattern 111 and the back surface pattern 121 are folded back in the longitudinal direction of the insulating substrate 100. It is connected to the pattern 121.
  • the part used as the edge part of what was connected in series as mentioned above among the back surface patterns 121 is formed so that it may expose from the insulating base material 100, as FIG.2 and FIG.3 shows. And the part exposed from the insulating base material 100 among the back surface patterns 121 becomes a part that functions as a terminal connected to the control unit 20.
  • the above is the configuration of the basic heat flux sensor 10 in the present embodiment.
  • a heat flux sensor 10 outputs a sensor signal (electromotive voltage) corresponding to the heat flux passing through the heat flux sensor 10 in the thickness direction to the control unit 20.
  • the electromotive voltage generated in the first and second interlayer connection members 130 and 140 alternately connected in series changes.
  • the thickness direction of the heat flux sensor 10 is the stacking direction of the insulating base material 100, the front surface protection member 110, and the back surface protection member 120.
  • the density of the first and second interlayer connection members 130 and 140 can be increased by appropriately changing the number, diameter, interval, and the like of the first and second via holes 101 and 102. It becomes. As a result, the electromotive voltage can be increased, the number of contacts can be increased, and the heat flux sensor 10 can be highly sensitive.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are solid-phase sintered metal compounds (Bi—Sb—Te alloys, so as to maintain a predetermined crystal structure).
  • Bi-Te alloy is used. That is, the metal forming the first and second interlayer connection members 130 and 140 is a sintered alloy obtained by sintering a plurality of metal atoms while maintaining the crystal structure of the metal atoms. Thereby, the electromotive force generated in the first and second interlayer connection members 130 and 140 alternately connected in series can be increased, and the sensitivity of the heat flux sensor 10 can be increased.
  • the first and second via holes 101 and 102 are formed in the insulating base material 100 made of thermoplastic resin. Therefore, the heat flux sensor 10 is extremely thin and has a large area. Is possible. Therefore, it is possible to detect the heat flux without hindering the heat transfer between adjacent battery packs, and it is possible to increase the sensitivity of the heat flux sensor 10.
  • an insulating substrate 100 is prepared, and a plurality of first via holes 101 are formed by a drill, a laser, or the like.
  • each first via hole 101 is filled with a first conductive paste 131.
  • a method (apparatus) for filling the first via hole 101 with the first conductive paste 131 the method (apparatus) described in Japanese Patent Application No. 2010-50356 by the present applicant may be adopted.
  • the insulating base material 100 is arranged on a holding table (not shown) with the suction paper 160 therebetween so that the back surface 100b faces the suction paper 160. Then, the first conductive paste 131 is filled into the first via hole 101 while the first conductive paste 131 is melted. As a result, most of the organic solvent of the first conductive paste 131 is adsorbed by the adsorption paper 160, and the alloy powder is placed in close contact with the first via hole 101.
  • the adsorbing paper 160 may be made of a material that can absorb the organic solvent of the first conductive paste 131, and general high-quality paper or the like is used.
  • the first conductive paste 131 is a paste obtained by adding an organic solvent such as paraffin having a melting point of 43 ° C. to a powder of Bi—Sb—Te alloy in which metal atoms maintain a predetermined crystal structure. Used. For this reason, when the first conductive paste 131 is filled, the surface 100a of the insulating substrate 100 is heated to about 43 ° C.
  • a plurality of second via holes 102 are formed in the insulating base material 100 by a drill, a laser, or the like. As described above, the second via holes 102 are formed alternately with the first via holes 101 so as to form a staggered pattern together with the first via holes 101.
  • the second conductive paste 141 is filled in each second via hole 102.
  • this process can be performed by the process similar to the said FIG.5 (b).
  • the insulating substrate 100 is disposed again on the holding table (not shown) via the suction paper 160 so that the back surface 100b faces the suction paper 160, and then the second conductive paste 141 is filled in the second via hole 102. To do. As a result, most of the organic solvent of the second conductive paste 141 is adsorbed by the adsorption paper 160, and the alloy powder is placed in close contact with the second via hole 102.
  • the second conductive paste 141 is a Bi-Te alloy powder in which metal atoms different from the metal atoms constituting the first conductive paste 131 maintain a predetermined crystal structure, and an organic solvent such as terpine having a melting point of room temperature. A paste made by adding is used. That is, the organic solvent constituting the second conductive paste 141 has a lower melting point than the organic solvent constituting the first conductive paste 131. And when filling the 2nd conductive paste 141, it is performed in the state by which the surface 100a of the insulating base material 100 was hold
  • the state in which the organic solvent contained in the first conductive paste 131 is solidified means that the organic solvent remaining in the first via hole 101 without being adsorbed by the adsorption paper 160 in the step of FIG. That's it.
  • one surface 110a, 120a of the surface protection member 110 and the back surface protection member 120 that faces the insulating substrate 100 A copper foil or the like is formed. Then, by appropriately patterning this copper foil, the surface protection member 110 formed with a plurality of surface patterns 111 spaced apart from each other, and the back surface protection member 120 formed with a plurality of back surface patterns 121 spaced apart from each other. prepare.
  • the back surface protection member 120, the insulating base material 100, and the surface protection member 110 are sequentially stacked to form a stacked body 170.
  • the back surface protection member 120 is longer in the longitudinal direction than the insulating base material 100. And the back surface protection member 120 is arrange
  • the laminate 170 is disposed between a pair of press plates (not shown), and is pressurized while being heated in a vacuum state from the upper and lower surfaces in the lamination direction. Integrate. Specifically, the first and second conductive pastes 131 and 141 are solid-phase sintered to form the first and second interlayer connection members 130 and 140, and the first and second interlayer connection members 130 and 140 are formed. The laminate 170 is integrated by applying pressure while heating so that the front surface pattern 111 and the back surface pattern 121 are connected.
  • a cushioning material such as rock wool paper may be disposed between the laminate 170 and the press plate. As described above, the heat flux sensor 10 is manufactured.
  • the control unit 20 is a calorific value control means for controlling the calorific value of each battery pack 1a, 1b, 1c, and is composed of, for example, a microcomputer, a memory as a storage means, and an electronic control device comprising its peripheral circuits Is done.
  • the controller 20 adjusts the amount of heat output from each battery pack 1a, 1b, 1c by adjusting the amount of power output by each battery pack 1a, 1b, 1c.
  • the control unit 20 based on the sensor signal of the heat flux sensor 10, sets the adjacent battery packs so that the heat flux between the adjacent battery packs becomes zero. Controls the amount of heat generation (internal heat amount equalization control). Note that the heat flux between adjacent battery packs is not completely zero, but may be a predetermined value close to zero or less. For example, the calorific value of the adjacent battery packs is adjusted so that the electromotive voltage input from the heat flux sensor 10 is compared with the threshold value so as to be equal to or lower than the threshold value.
  • the control for equalizing the internal heat quantity (internal temperature) is executed, for example, in order to generate power for the battery 1 while minimizing the heat generation amount of the battery 1 as a whole.
  • the control unit 20 reduces the heat generation amount of the battery pack having a large internal heat amount among the battery packs 1a, 1b, and 1c, thereby uniformizing the internal heat amount (internal temperature) of the battery packs 1a, 1b, and 1c. Make it.
  • the control for equalizing the internal heat quantity is executed, for example, in the warm-up operation mode when the battery 1 is operated in a low temperature environment.
  • This warm-up operation mode is a battery operation mode for setting the temperature state of each of the battery packs 1a to 1c to a temperature state in which the output is stabilized before the power supply from the battery 1 to the electric device is started.
  • the control unit 20 increases the temperature of each of the battery packs 1a to 1c while adjusting the heat generation amount of each of the battery packs 1a to 1c so that the internal heat amount of each of the battery packs 1a, 1b, and 1c is uniform.
  • the control process to be executed is executed.
  • step S1 the temperature T 1b of the battery pack 1b detected by the temperature sensor 11 and the first heat flux sensor 10a between the battery pack 1a and the battery pack 1b.
  • the first electromotive voltage V 1a-1b and the second electromotive force V 1b-1c of the second heat flux sensor 10b between the battery pack 1b and the battery pack 1c are acquired.
  • step S2 the amount of heat generated by the battery pack 1b is controlled based on the temperature T1b acquired in step S1.
  • step S3 the heat generation amount of the battery pack 1a is controlled based on the first electromotive voltage V1a-1b acquired in step S1.
  • step S4 the heat generation amount of the battery pack 1c is controlled based on the second electromotive voltage V 1b-1c acquired in step S1.
  • the absolute value of the difference between the temperature T1b acquired in step S1 and the target temperature in step S21 is a predetermined threshold. It is determined whether or not the value is less than T th .
  • This target temperature is a temperature at which the output of the battery pack is stabilized, and is 30 ° C., for example.
  • This threshold value T th is set so that the difference between the acquired temperature T 1b and the target temperature is close to zero. If the determination in step S21 is affirmative (YES), it is not necessary to change the amount of heat generated by the battery pack 1b, and the process proceeds to step S3. On the other hand, when a negative (NO) determination is made, it is necessary to change the amount of heat generated by the battery pack 1b, and thus the process proceeds to step S22.
  • step S22 it is determined whether it is necessary to decrease or increase the heat generation amount. That is, it is determined whether or not the temperature T 1b acquired in step S1 is higher than the target temperature (30 ° C.). If an affirmative (YES) determination is made in step S22, it is necessary to reduce the heat generation amount of the battery pack 1b, and therefore a necessary heat generation reduction amount is calculated in step S23.
  • step S23 a heat generation reduction amount is calculated based on the temperature T1b acquired in step S1. For example, the difference between the temperature T 1b acquired in step S1 and the target temperature (T 1b ⁇ 30 ° C.) multiplied by a predetermined coefficient K 1 is defined as a heat generation reduction amount.
  • step S24 a control signal for changing the output of the battery pack 1b is output so that the heat generation amount of the battery pack 1b is decreased by the decrease amount calculated in step S23.
  • a control signal for changing the output of the battery pack 1b is output to another control unit that adjusts the output of the battery pack 1b. Then, it progresses to step S3.
  • step S25 the amount of increase in heat generation is calculated based on the temperature T1b acquired in step S1. For example, a value obtained by multiplying the difference (30 ° C. ⁇ T 1b ) between the target temperature and the temperature T 1b acquired in step S1 by a predetermined coefficient K 1 is set as the heat generation increase amount.
  • step S24 a control signal for adjusting the output of the battery pack 1b is output so that the heat generation amount of the battery pack 1b increases by the increase amount calculated in step S25. Then, it progresses to step S3.
  • the heat generation amount of the battery pack 1b is increased by steps S22, S25, and S24.
  • the amount of heat generated by the battery pack 1b is reduced by steps S22, S23, and S24.
  • the temperature T 1b of the battery pack 1b until approaches the target temperature, as the heating value of the battery pack 1b is increased or decreased, the output of the battery pack 1b is adjusted.
  • the temperature T 1b of the battery pack 1b is if close to the target temperature, as the heating value of the battery pack 1b is maintained, the output of the battery pack 1b is maintained.
  • step S31 determines whether or not the first electromotive voltage V 1a-1b acquired in step S1 is equal to or less than a threshold value V th Determine.
  • This threshold value V th is set so that the first electromotive voltage V 1a-1b is close to zero. If the determination in step S31 is affirmative (YES), it is not necessary to change the amount of heat generated by the battery pack 1a, and the process proceeds to step S4. On the other hand, if a negative (NO) determination is made, it is necessary to change the amount of heat generated by the battery pack 1a, and thus the process proceeds to step S32.
  • step S32 it is determined whether it is necessary to decrease or increase the heat generation amount. That is, it is determined whether or not the first electromotive voltage V 1a-1b acquired in step S1 is a positive value (V 1a-1b > 0).
  • the heat flux sensor 10a is installed so that the electromotive voltage value corresponding to the heat flux from the battery pack 1b toward the battery pack 1a is positive, if the electromotive voltage value is positive, the internal heat amount of the battery pack 1a is the battery. That is, it is less than the internal heat quantity of the pack 1b. Therefore, if an affirmative (YES) determination is made in step S32, it is necessary to increase the heat generation amount of the battery pack 1a. Therefore, the necessary heat generation increase amount is calculated in step S33.
  • step S33 for example, a value obtained by multiplying the first electromotive voltage V 1a-1b acquired in step S1 by a predetermined coefficient K 2 is calculated as the heat generation increase amount.
  • step S34 similarly to step S24, a control signal for changing the output of the battery pack 1a is output so that the amount of heat generated by the battery pack 1a is increased by the increase amount calculated in step S33. . Then, it progresses to step S4.
  • step S32 determines whether a negative (NO) determination is made in step S32 or a necessary heat generation reduction amount is calculated in step S35.
  • step S35 for example, a value obtained by multiplying the first electromotive voltage V 1a-1b acquired in step S1 by a predetermined coefficient K 2 is calculated as the heat generation reduction amount.
  • step S34 a control signal for changing the output of the battery pack 1a is output so that the heat generation amount of the battery pack 1a is reduced by the reduction amount calculated in step S35. Then, it progresses to step S4.
  • the heat generation amount of the battery pack 1a is increased by steps S32, S33, and S34.
  • the heat generation amount of the battery pack 1a is reduced by steps S32, S35, and S24.
  • the output of the battery pack 1a is adjusted so that the heat generation amount of the battery pack 1a increases or decreases until the internal heat amount of the battery pack 1a and the internal heat amount of the battery pack 1b become uniform.
  • the output of the battery pack 1a is maintained so that the heat generation amount of the battery pack 1a is maintained.
  • step S4 in the heat generation amount control of the battery pack 1c in step S4, whether or not the second electromotive voltage V 1b-1c acquired in step S1 is less than or equal to the threshold value V th in step S41. Determine.
  • This threshold value V th is the same value as the threshold value V th in step S31. If the determination in step S41 is affirmative (YES), there is no need to change the amount of heat generated by the battery pack 1c, so the control flow in FIG. 7 ends and the process returns to step S1. On the other hand, if a negative (NO) determination is made, it is necessary to change the amount of heat generated by the battery pack 1c, and thus the process proceeds to step S42.
  • step S42 it is determined whether it is necessary to decrease or increase the heat generation amount. That is, it is determined whether or not the second electromotive voltage V 1b-1c acquired in step S1 is a positive value (V 1b-1c > 0).
  • V 1b-1c a positive value
  • the heat flux sensor 10b is installed so that the electromotive voltage value according to the heat flux from the battery pack 1b toward the battery pack 1c is positive, if the electromotive voltage value is positive, the internal heat amount of the battery pack 1c is the battery. That is, it is less than the internal heat quantity of the pack 1b. Therefore, if an affirmative (YES) determination is made in step S42, it is necessary to increase the heat generation amount of the battery pack 1c, and therefore a necessary heat increase amount is calculated in step S43.
  • step S43 for example, a value obtained by multiplying the second electromotive voltage V 1b-1c acquired in step S1 by a predetermined coefficient K 3 is calculated as the heat generation increase amount.
  • step S44 similarly to step S24, a control signal for changing the output of the battery pack 1c is output so that the heat generation amount of the battery pack 1c increases by the increase amount calculated in step S43. . Thereby, the control flow of FIG. 7 is complete
  • step S45 for example, a value obtained by multiplying the second electromotive voltage V 1b-1c acquired in step S1 by a predetermined coefficient K 3 is calculated as the heat generation reduction amount.
  • step S44 a control signal for changing the output of the battery pack 1c is output so that the heat generation amount of the battery pack 1c is reduced by the reduction amount calculated in step S45.
  • the heat generation amount of the battery pack 1c is increased by steps S42, S43, and S44.
  • the heat generation amount of the battery pack 1c is reduced by steps S42, S45, and S44.
  • the output of the battery pack 1c is adjusted so that the amount of heat generated by the battery pack 1c increases or decreases until the internal heat amount of the battery pack 1b and the internal heat amount of the battery pack 1c become uniform.
  • the output of the battery pack 1c is maintained so that the heat generation amount of the battery pack 1c is maintained.
  • the internal heat quantity (internal temperature) equalization control by the heat generation amount control apparatus of the present embodiment is compared with the internal heat quantity (internal temperature) equalization control by the heat generation amount control apparatus of the comparative example shown in FIG. .
  • the calorific value control device of the comparative example shown in FIG. 11 is a calorific value control device having the conventional general configuration described in the column of the problem to be solved by the invention, and each of the battery packs 1a, 1b, 1c.
  • the surface temperature of each battery pack 1a, 1b, 1c is detected by each temperature sensor 11 (first temperature sensor 11a, second temperature sensor 11b, third temperature sensor 11c) attached to each surface.
  • the amount of heat generated by each of the battery packs 1a, 1b, and 1c is controlled so as to reach the target temperature.
  • each detected temperature of each temperature sensor 11 is made the same. It is conceivable to control the heat generation amount of the battery packs 1a, 1b, 1c.
  • the surface temperature of each battery pack 1a, 1b, 1c detected by each temperature sensor 11 is a result of not only the amount of heat generated by each battery pack 1a, 1b, 1c but also the influence of the external temperature. . That is, among the stacked battery packs 1a, 1b, and 1c, the battery packs 1a and 1c located on the outer side are easily affected by the external temperature, and therefore, the amount of heat radiation to the outside is large and the surface temperature is low. On the other hand, since the battery pack 1b located inside is insulative by the battery packs 1a and 1c on both sides, the amount of heat released to the outside is small and the surface temperature is high. For this reason, even if the calorific value of each battery pack 1a, 1b, 1c is adjusted so that the surface temperature of each battery pack 1a, 1b, 1c is the same, the internal heat amount ( The internal temperature is not necessarily the same.
  • the difference in the heat release amount of each battery pack 1a, 1b, 1c is taken into consideration. It is conceivable to control the heat generation amount of each battery pack 1a, 1b, 1c so that the detected temperature of each battery pack 1a, 1b, 1c becomes the respective target temperature. For example, as shown in FIG. 12, when the heat release amount is large in the order of the upper battery pack 1a, the lower battery pack 1c, and the middle battery pack 1b, the target temperature may be increased in this order.
  • the heat generation amount of the adjacent battery packs is adjusted so that the heat flux between the adjacent battery packs becomes zero. According to this, since the calorific value of the adjacent battery packs is controlled so that there is no difference in the internal heat amount (internal temperature) of the adjacent battery packs, the internal heat amount (internal temperature) of each battery pack 1a, 1b, 1c. Can be performed with high accuracy.
  • the calorific value control device even if the external temperature changes after the internal heat amount (internal temperature) of each battery pack 1a, 1b, 1c becomes uniform, the adjacent battery packs Since the heat flux between them does not change, it is not necessary to continue to control the heat generation amount of each battery pack 1a, 1b, 1c.
  • the electromotive voltage (voltage value) generated in the heat flux sensor 10 is compared with a threshold value
  • the calorific value of the adjacent battery packs is adjusted so that the electromotive voltage is less than or equal to the threshold value, but the heat flux calculated from the electromotive voltage may be compared with the threshold value instead of the electromotive voltage. Further, the value of the current generated by the heat flux sensor 10 may be compared with a threshold value.
  • the calorific value of the adjacent battery packs may be adjusted based on the electromotive force generated by each heat flux sensor so that the heat flux of the adjacent battery packs becomes a predetermined value or less.
  • the calorific value of the three stacked battery packs is controlled, but the calorific value control device of the present invention is not limited to this.
  • the calorific values of four or more battery packs can be controlled in the same manner as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
  • the calorific value control device of the present invention the calorific value of the two stacked battery packs can be controlled in the same manner as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
  • the heat generation element located on the inner side and the heat generation element located on the outer side have different heat dissipation amounts to the outside, and the internal heat amount of each heating element tends to be uneven. . Therefore, in this case, it is particularly effective to carry out the internal heat amount equalization control by the heat generation amount control device of the present invention.
  • the heat generation amount of both adjacent battery packs is controlled in the control of equalizing the internal heat amount (internal temperature) of each battery pack 1a, 1b, 1c.
  • the apparatus is not limited to this, and only one calorific value of adjacent battery packs may be controlled.
  • the battery is not limited to the one mounted on the vehicle. It may be a stationary battery installed in a factory or the like.
  • the calorific value control device of the present invention may be applied to the calorific value control of a heating element other than a battery.
  • a heating element other than a battery.
  • an iron plate (hot plate) used for teppanyaki is composed of a plurality of stacked heating elements
  • the amount of heat generated by these heating elements can be controlled.
  • the upper die and the lower die are adjacent to each other during the pressing of the molded product. Therefore, the heat flux sensor may be disposed so as to be positioned between the upper die and the lower die during pressing.
  • the metal forming the first and second interlayer connection members 130 and 140 is a Bi—Sb—Te alloy and a Bi—Te alloy, respectively. Also good. Further, in each of the above-described embodiments, both of the metals forming the first and second interlayer connection members 130 and 140 are solid-phase sintered sintered alloys, but at least one of them is solid-phase sintered. Any sintered alloy may be used. Thereby, compared with the case where both the metals which form the 1st, 2nd interlayer connection members 130 and 140 are not the sintered alloy by which solid phase sintering was carried out, an electromotive voltage can be enlarged and the high sensitivity of the heat flux sensor 10 can be carried out. Is possible.
  • the abnormality monitoring apparatus has the following characteristics.
  • a heat flux sensor that is attached to the surface of the heating element and detects a heat flux between the heating element and the outside air; a temperature sensor that detects an outside air temperature; and a determination unit that determines the presence or absence of abnormal heat generation of the heating element;
  • the heat flux sensor has a plurality of first and second via holes penetrating in a thickness direction in an insulating base material made of a thermoplastic resin, and the first and second via holes have different metals.
  • the first and second interlayer connection members formed in (1) are embedded, and the first and second interlayer connection members are alternately connected in series, and the first and second layers connected in series are alternately connected.
  • the connecting member generates an electromotive force according to the heat flux between the heating element and the outside air
  • the determination means detects a heat flux that can be detected when the heating state of the heating element is normal for each outside air temperature.
  • This abnormality monitoring device when detecting abnormal heat generation of equipment that is a heating element, notifies the fact that the equipment is in an abnormal heat generation state by an informing means or so that the heat generation state of the equipment becomes normal. Control to adjust the amount of heat generation is performed.
  • the abnormality monitoring device includes a heat flux sensor 10 and a control unit 20, similarly to the heat generation amount control device of the first embodiment.
  • the heat flux sensor 10 and the control unit 20 have the same configuration as the heat flux sensor 10 and the control unit 20 in the calorific value control device of the first embodiment.
  • the heat flux sensor 10 is attached to the surface of the facility 30 and outputs a sensor signal (electromotive voltage) corresponding to the heat flux between the facility 30 and the outside air to the control unit 20.
  • the abnormality monitoring apparatus shown in FIG. 13 includes a temperature sensor 11 that is installed outside the facility 30 and detects an outside air temperature, and a buzzer and a display (not shown).
  • the temperature sensor 11 outputs a sensor signal corresponding to the outside air temperature to the control unit 2.
  • the buzzer and the display are notification means for notifying a person when the facility is abnormally heated.
  • the control unit 20 is a determination unit that determines whether the heat flux between the facility 30 and the outside air exceeds a predetermined value based on a sensor signal from the heat flux sensor 10.
  • the predetermined value is set to be the upper limit value of the heat flux when the heat generation state of the facility 30 is normal. For this reason, when the heat flux between equipment 30 and outside air is below a predetermined value, it judges with the exothermic state of equipment 30 being normal. On the other hand, when the heat flux between the facility 30 and the outside air exceeds a predetermined value, it is determined that the heat generation state of the facility 30 is abnormal. In this way, the control unit 20 determines whether or not the facility 30 has abnormal heat generation. *
  • control part 20 determines with the heat_generation
  • control unit 20 acquires the electromotive voltage (voltage value) V of the heat flux sensor 10 and the outside air temperature T detected by the temperature sensor 11 in step S101. To do.
  • step S102 it is determined whether or not the acquired voltage value V is equal to or less than a threshold value Vth .
  • This threshold value V th is a criterion set according to the heat flux that can be detected when the heat generation state of the facility 30 is normal, and the upper limit of the heat flux when the heat generation state of the facility 30 is normal This is a voltage value corresponding to the value.
  • the heat flux that can be detected when the heat generation state of the facility 30 is normal differs depending on the outside air temperature. For this reason, the relationship between the outside air temperature and the heat flux when the heat generation state of the facility 30 is normal is examined in advance through experiments or the like, and the threshold value Vth is stored in advance in the storage unit for each outside air temperature.
  • the threshold value Vth selected according to the outside air temperature T detected by the temperature sensor 11 is used.
  • step S102 If the determination in step S102 is affirmative (YES), it is determined in step S103 that the heat generation state of the facility 30 is normal, and the control flow in FIG.
  • step S102 if a negative (NO) determination is made in step S102, it is determined in step S104 that the heat generation state of the equipment 30 is abnormal, and in step S105, a notification of the heat generation state abnormality is given to the buzzer and the display. Output a control signal.
  • the heat generation amount of the facility 30 may be reduced by outputting a control signal for decreasing the heat generation amount to the facility 30.
  • the heating element abnormality monitoring device detects the temperature of the heating element and determines whether there is an abnormality in the heating state of the heating element based on the detected temperature, the temperature of the heating element is determined from the outside of the heating element. Since it fluctuates depending on the influence received, there is a problem in that it is impossible to accurately determine whether or not the heat generation state of the heating element is abnormal. For example, when the external temperature (outside air temperature) is low, the detected temperature of the heating element may become the normal temperature by cooling the heating element even if the heating element is abnormally heated.
  • the detected temperature of the heat generating body may become an abnormal temperature even if the heat generating state of the heat generating body is normal.
  • the adiabatic state means a state where heat transfer is suppressed.
  • the presence or absence of abnormality in the heat generation state of the facility 30 is determined based on the detection result of the heat flux between the facility 30 and the outside air. At this time, a criterion according to the outside air temperature is used. Thereby, if the heat generation state of the facility 30 is normal, the determination criterion is satisfied, and if the heat generation state of the facility 30 is abnormal, the determination criterion is not satisfied. For this reason, the presence or absence of abnormality in the heat generation state of the equipment can be performed with high accuracy.

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Abstract

　隣り合う第１、第２発熱体の間に配置された熱流束センサ１０と、第１、第２発熱体の発熱量を制御する制御部２０とを備える構成とする。熱流束センサ１０は、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホールが形成されていると共に、第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材が埋め込まれ、第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有する。制御部２０は、熱流束センサ１０から出力されるセンサ信号に基づいて、第１、第２発熱体の間の熱流束が所定値以下となるように、第１、第２発熱体の発熱量を制御する。

Description

発熱量制御装置
　本発明は、発熱体の発熱量を制御する発熱量制御装置に関するものである。
　従来の発熱量制御装置は、発熱体の温度を検出し、検出した温度に基づいて、発熱体の発熱量を制御している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１－３５３０３４号公報
　ところで、積層された複数の発熱体のそれぞれの内部熱量（内部温度）をそろえたい場合、上記した従来技術のように、各発熱体に温度センサを取り付けて、各発熱体の表面温度を検出し、各検出温度が同じとなるように、各発熱体の発熱量を制御することが一般的である。
　しかし、各発熱体の配置場所等により、各発熱体が外部から受ける影響が異なる。例えば、少なくとも３つの発熱体が積層されている場合、積層された複数の発熱体のうち外側に位置する発熱体は、外部温度の影響を受けやすいため、外部への放熱量が多く、表面温度が低くなる。一方、内側に位置する発熱体は、隣の発熱体によって断熱状態となるため、外部への放熱量が少なく、表面温度が高くなる。また、２つの発熱体が積層されている場合、各発熱体の周囲温度や、各発熱体の外部への露出面積が異なる等により、各発熱体の放熱量が異なる。
　このため、各発熱体の表面温度が同じとなるように、各発熱体の検出した表面温度をもとに各発熱体の発熱量を調整しても、各発熱体の内部熱量（内部温度）を同じにすることができないという問題が生じる。なお、この問題は、少なくとも３つの発熱体が積層されている場合に、特に顕著となる。上記の通り、内側に位置する発熱体と外側に位置する発熱体とでは、外部への放熱量が異なり、各発熱体の内部熱量が不均一になりやすいからである。
　本発明は上記点に鑑みて、発熱体同士の内部熱量（内部温度）の均一化制御を高精度に実行できる発熱量制御装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、隣接する第１、第２発熱体の間に配置された熱流束センサ（１０）と、第１、第２発熱体の少なくとも一方の発熱量を制御する制御部（２０）とを備え、次のことを特徴としている。すなわち、熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材（１００）に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有し、交互に直列接続された前記第１、第２層間接続部材は、前記第１、第２発熱体の間の熱流束に応じた起電力を発生し、制御部は、熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、第１、第２発熱体の間の熱流束が所定値以下となるように、発熱量を制御することを特徴としている。
　これによれば、第１、第２発熱体の間の熱流束が所定値以下となるように、すなわち、第１、第２発熱体の内部熱量（内部温度）に差がなくなるように、第１、第２発熱体の少なくとも一方の発熱量を調整するので、第１、第２発熱体の内部熱量（内部温度）の均一化制御を高精度に実行できる。
　また、請求項２に記載の発明では、積層された第１、第２、第３発熱体のうち隣接する第１、第２発熱体の間に配置された第１熱流束センサ（１０ａ）と、隣接する第２、第３発熱体の間に配置された第２熱流束センサ（１０ｂ）と、第１、第２、第３発熱体の発熱量を制御する制御部（２０）とを備え、次のことを特徴としている。
　第１、第２熱流束センサは、両方とも、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材（１００）に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有し、第１熱流束センサの交互に直列接続された第１、第２層間接続部材は、第１、第２発熱体の間の第１熱流束に応じた起電力を発生するとともに、第２熱流束センサの交互に直列接続された第１、第２層間接続部材は、第２、第３発熱体の間の第２熱流束に応じた起電力を発生し、
　制御部は、第１熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、第１熱流束が所定値以下となるように、第１、第２発熱体の少なくとも一方の発熱量を制御するとともに、第２熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、第２熱流束が所定値以下となるように、第２、第３発熱体の少なくとも一方の発熱量を制御することを特徴としている。
　これによれば、第１、第２発熱体の間の第１熱流束および第２、第３発熱体の間の第２熱流束が所定値以下となるように、すなわち、第１、第２、第３発熱体の内部熱量（内部温度）に差がなくなるように、第１、第２、第３発熱体の発熱量を調整するので、第１、第２、第３発熱体の内部熱量（内部温度）の均一化制御を高精度に実行できる。
　また、請求項３に記載の発明では、請求項１、２に記載の発明において、前記第１、第２層間接続部材を形成する前記金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金であることを特徴としている。
　これによれば、交互に直列接続された第１、第２層間接続部材にて発生する起電力を大きくでき、熱流束センサの高感度化が可能である。このように、高感度な熱流束センサを用いることで、各発熱体の内部熱量の均一化制御を高精度に実行できる。
　なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
第１実施形態における発熱量制御装置の構成を示す模式図である。 図１中の熱流束センサの平面図である。 図２中のIII－III線に沿った断面図である。 図２中のIV－IV線に沿った断面図である。 熱流束センサの製造工程を示す断面図である。 第１実施形態における内部熱量（内部温度）の均一化制御を説明するための図である。 第１実施形態における発熱量制御装置が実行する内部熱量の均一化制御のフローチャートである。 図７中のステップＳ２の制御内容を示すフローチャートである。 図７中のステップＳ３の制御内容を示すフローチャートである。 図７中のステップＳ４の制御内容を示すフローチャートである。 比較例における発熱量制御装置の構成を示す模式図である。 比較例における発熱量制御装置が実行する内部熱量（内部温度）の均一化制御を説明するための図である。 本願発明の応用例に係る異常監視装置の構成を示す模式図である。 本願発明の応用例に係る異常監視装置が実行する異常監視制御のフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、各図において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
　（第１実施形態）
　本実施形態の発熱量制御装置は、車両に搭載される電池の発熱量を制御するものである。図１に示されるように、発熱量制御装置は、熱流束センサ１０と、制御部２０とを備えている。
　電池１は、リチウムイオン電池や燃料電池等であり、走行用モータ等の電気機器に電力を供給するものである。電池１は、複数の電池パック１ａ、１ｂ、１ｃが積層された構成である。本実施形態では、第1電池パック１ａ、第２電池パック１ｂ、第３電池パック１ｃの３つの電池パックが積層されている。各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃは、図示しない電池セルが複数積層されたものである。各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃは、電力の出力にともなって発熱する発熱体である。各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃは、独立して、出力する電力量の調整が可能であり、発熱量の調整が可能である。隣り合う電池パックの間は、外部の空気が介在しない状態である。すなわち、隣り合う電池パックは、熱流束センサ１０を介して隣接している。電池１は、複数の電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの外側に放熱板２、３が設けられている。複数の電池パック１ａ、１ｂ、１ｃのうち隣り合う電池パックが、特許請求の範囲に記載の隣接する第１、第２発熱体を構成する。また、第１、第２、第３電池パック１ａ、１ｂ、１ｃが、特許請求の範囲に記載の第１、第２、第３発熱体を構成する。
　複数の電池パック１ａ、１ｂ、１ｃのうち中央の電池パック１ｂの表面には、温度センサ１１が設置されている。温度センサ１１は、電池パック１ｂの表面温度に応じたセンサ信号を制御部２に向けて出力する。
　熱流束センサ１０は、隣り合う電池パック同士の間に挟まれており、隣り合う電池パックは、熱流束センサ１０を介して、熱移動が可能な状態となっている。熱流束センサ１０は、隣り合う電池パックの間の熱流束を検出する。本実施形態では、熱流束センサ１０として、第１、第２電池パック１ａ、１ｂの間に配置された第１熱流束センサ１０ａと、第２、第３電池パック１ｂ、１ｃの間に配置された第２熱流束センサ１０ｂとが用いられている。
　熱流束センサ１０は、図２～図４に示されるように、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１、第２層間接続部材１３０、１４０が交互に直列に接続されたものである。以下に、熱流束センサ１０の構造について具体的に説明する。なお、図２は、理解をし易くするために、表面保護部材１１０を省略して示してある。また、図２は、断面図ではないが、理解をし易くするために第１、第２層間接続部材１３０、１４０にハッチングを施してある。
　絶縁基材１００は、本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成されている。そして、厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール１０１、１０２が互い違いになるように千鳥パターンに形成されている。
　なお、本実施形態の第１、第２ビアホール１０１、１０２は、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって径が一定とされた円筒状とされているが、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよい。また、裏面１００ｂから表面１００ａに向かって径が小さくなるテーパ状とされていてもよいし、角筒状とされていてもよい。
　そして、第１ビアホール１０１には第１層間接続部材１３０が配置され、第２ビアホール１０２には第２層間接続部材１４０が配置されている。つまり、絶縁基材１００には、第１、第２層間接続部材１３０、１４０が互い違いになるように配置されている。
　第１、第２層間接続部材１３０、１４０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる金属で構成されている。例えば、第１層間接続部材１３０は、Ｐ型を構成するＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物で構成される。また、第２層間接続部材１４０は、Ｎ型を構成するＢｉ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物で構成される。
　絶縁基材１００の表面１００ａには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムにて構成される表面保護部材１１０が配置されている。この表面保護部材１１０は、絶縁基材１０と平面形状が同じ大きさとされており、絶縁基材１００と対向する一面１１０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン１１１が互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン１１１はそれぞれ第１、第２層間接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。
　具体的には、図３に示されるように、隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とを組１５０としたとき、各組１５０の第１、第２層間接続部材１３０、１４０は同じ表面パターン１１１と接続されている。つまり、各組１５０の第１、第２層間接続部材１３０、１４０は表面パターン１１１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、絶縁基材１００の長手方向（図３中紙面左右方向）に沿って隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とが組１５０とされている。
　絶縁基材１００の裏面１００ｂには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される熱可塑性樹脂フィルムにて構成される平面矩形状の裏面保護部材１２０が配置されている。この裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００の長手方向の長さが絶縁基材１００より長くされており、長手方向の両端部が絶縁基材１００から突出するように絶縁基材１００の裏面１００ｂに配置されている。
　そして、裏面保護部材１２０には、絶縁基材１００と対向する一面１２０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン１２１が互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン１２１はそれぞれ第１、第２層間接続部材１３０、１４０と適宜電気的に接続されている。
　具体的には、図３に示されるように、絶縁基材１００の長手方向に隣接する組１５０において、一方の組１５０の第１層間接続部材１３０と他方の組１５０の第２層間接続部材１４０とが同じ裏面パターン１２１と接続されている。つまり、組１５０を跨いで第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１を介して電気的に接続されている。
　また、図４に示されるように、絶縁基材１００の外縁では、長手方向と直交する方向（図２中紙面上下方向）に沿って隣接する第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。詳述すると、絶縁基材１００の長手方向に表面パターン１１１および裏面パターン１２１を介して直列に接続されたものが折り返されるように、隣接する第１、第２層間接続部材１３０、１４０が同じ裏面パターン１２１と接続されている。
　また、裏面パターン１２１のうち、上記のように直列に接続されたものの端部となる部分は、図２および図３に示されるように、絶縁基材１００から露出するように形成されている。そして、裏面パターン１２１のうち絶縁基材１００から露出する部分が制御部２０と接続される端子として機能する部分となる。
　以上が本実施形態における基本的な熱流束センサ１０の構成である。そして、このような熱流束センサ１０は、熱流束センサ１０を厚さ方向に通過する熱流束に応じたセンサ信号（起電圧）を制御部２０に出力する。熱流束が変化すると、交互に直列接続された第１、第２層間接続部材１３０、１４０にて発生する起電圧が変化する。なお、熱流束センサ１０の厚さ方向とは、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０の積層方向のことである。
　本実施形態の熱流束センサ１０では、第１、第２ビアホール１０１、１０２の数や径、間隔等を適宜変更することで、第１、第２層間接続部材１３０、１４０の高密度化が可能となる。これにより、起電圧を大きくできるとともに、多接点化が可能となり、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。
　また、本実施形態の熱流束センサ１０では、第１、第２層間接続部材１３０、１４０として所定の結晶構造が維持されるように固相焼結された金属化合物（Ｂｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金、Ｂｉ－Ｔｅ合金）を用いている。すなわち、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金である。これにより、交互に直列接続された第１、第２層間接続部材１３０、１４０にて発生する起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。
　また、本実施形態の熱流束センサ１０では、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材１００に第１、第２ビアホール１０１、１０２を形成する構造であるので、熱流束センサ１０の極薄化および大面積化が可能である。このため、隣り合う電池パック間の熱移動を阻害することなく、熱流束の検出が可能であるとともに、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。
　ここで、上記熱流束センサ１０の製造方法について図５を参照しつつ説明する。
　まず、図５（ａ）に示されるように、絶縁基材１００を用意し、複数の第１ビアホール１０１をドリルやレーザ等によって形成する。
　次に、図５（ｂ）に示されるように、各第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する。なお、第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する方法（装置）としては、本出願人による特願２０１０－５０３５６号に記載の方法（装置）を採用すると良い。
　簡単に説明すると、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に、裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁基材１００を配置する。そして、第１導電性ペースト１３１を溶融させつつ、第１ビアホール１０１内に第１導電性ペースト１３１を充填する。これにより、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第１ビアホール１０１に合金の粉末が密接して配置される。
　なお、吸着紙１６０は、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙等が用いられる。また、第１導電性ペースト１３１は、金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末を融点が４３℃であるパラフィン等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。このため、第１導電性ペースト１３１を充填する際には、絶縁基材１００の表面１００ａが約４３℃に加熱された状態で行われる。
　続いて、図５（ｃ）に示されるように、絶縁基材１００に複数の第２ビアホール１０２をドリルやレーザ等によって形成する。この第２ビアホール１０２は、上記のように、第１ビアホール１０１と互い違いとなり、第１ビアホール１０１と共に千鳥パターンを構成するように形成される。
　次に、図５（ｄ）に示されるように、各第２ビアホール１０２に第２導電性ペースト１４１を充填する。なお、この工程は、上記図５（ｂ）と同様の工程で行うことができる。
　すなわち、再び、吸着紙１６０を介して図示しない保持台上に裏面１００ｂが吸着紙１６０と対向するように絶縁基材１００を配置した後、第２ビアホール１０２内に第２導電性ペースト１４１を充填する。これにより、第２導電性ペースト１４１の有機溶剤の大部分が吸着紙１６０に吸着され、第２ビアホール１０２に合金の粉末が密接して配置される。
　第２導電性ペースト１４１は、第１導電性ペースト１３１を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｔｅ合金の粉末を融点が常温であるテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。つまり、第２導電性ペースト１４１を構成する有機溶剤は、第１導電性ペースト１３１を構成する有機溶剤より融点が低いものが用いられる。そして、第２導電性ペースト１４１を充填する際には、絶縁基材１００の表面１００ａが常温に保持された状態で行われる。言い換えると、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態で、第２導電性ペースト１４１の充填が行われる。これにより、第１ビアホール１０１に第２導電性ペースト１４１が混入することが抑制される。
　なお、第１導電性ペースト１３１に含まれる有機溶剤が固化された状態とは、上記図５（ｂ）の工程において、吸着紙１６０に吸着されずに第１ビアホール１０１に残存している有機溶剤のことである。
　そして、上記各工程とは別工程において、図５（ｅ）および図５（ｆ）に示されるように、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００と対向する一面１１０ａ、１２０ａに銅箔等を形成する。そして、この銅箔を適宜パターニングすることにより、互いに離間している複数の表面パターン１１１が形成された表面保護部材１１０、互いに離間している複数の裏面パターン１２１が形成された裏面保護部材１２０を用意する。
　その後、図５（ｇ）に示されるように、裏面保護部材１２０、絶縁基材１００、表面保護部材１１０を順に積層して積層体１７０を構成する。
　なお、本実施形態では、裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００より長手方向の長さが長くされている。そして、裏面保護部材１２０は、長手方向の両端部が絶縁基材１００から突出するように配置される。
　続いて、図５（ｈ）に示されるように、この積層体１７０を図示しない一対のプレス板の間に配置し、積層方向の上下両面から真空状態で加熱しながら加圧することにより、積層体１７０を一体化する。具体的には、第１、第２導電性ペースト１３１、１４１が固相焼結されて第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成すると共に、第１、第２層間接続部材１３０、１４０と表面パターン１１１および裏面パターン１２１とが接続されるように加熱しながら加圧して積層体１７０を一体化する。
　なお、特に限定されるものではないが、積層体１７０を一体化する際には、積層体１７０とプレス板との間にロックウールペーパー等の緩衝材を配置してもよい。以上のようにして、上記熱流束センサ１０が製造される。
　制御部２０は、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御する発熱量制御手段であり、例えば、マイクロコンピュータ、記憶手段としてのメモリ、その周辺回路にて構成される電子制御装置で構成される。制御部２０は、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃが出力する電力量を調整することにより、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を調整する。
　具体的には、制御部２０は、図６に示されるように、熱流束センサ１０のセンサ信号に基づいて、隣り合う電池パックの間の熱流束が０となるように、隣り合う電池パックの発熱量を制御する（内部熱量の均一化制御）。なお、隣り合う電池パックの間の熱流束が完全に０でなく、０に近い所定値以下となれば良い。例えば、熱流束センサ１０から入力された起電圧と、しきい値とを比較してしきい値以下となるように、隣り合う電池パックの発熱量を調整する。
　この内部熱量（内部温度）の均一化制御は、例えば、電池１全体の発熱量を最低限に抑えて、電池１を発電させるために実行される。この場合、制御部２０は、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃのうち内部熱量が多い電池パックの発熱量を減少させることにより、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）を均一化させる。
　また、この内部熱量（内部温度）の均一化制御は、例えば、低温環境下で電池１を作動させる場合の暖機運転モード時に実行される。この暖機運転モードは、電池１から電気機器への電力供給開始前に、各電池パック１ａ～１ｃの温度状態を出力が安定する温度状態とするための電池の運転モードである。この場合、制御部２０は、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量が均一となるように、各電池パック１ａ～１ｃの発熱量を調整しながら、各電池パック１ａ～１ｃの温度を上昇させる制御処理を実行する。
　具体的には、図７に示されるように、ステップＳ１で、温度センサ１１で検出した電池パック１ｂの温度Ｔ１ｂと、電池パック１ａと電池パック１ｂとの間の第１熱流束センサ１０ａの第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂと、電池パック１ｂと電池パック１ｃとの間の第２熱流束センサ１０ｂの第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃとを取得とする。
　続いて、ステップＳ２で、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂに基づいて、電池パック１ｂの発熱量を制御する。
　続いて、ステップＳ３で、ステップＳ１で取得した第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂに基づいて、電池パック１ａの発熱量を制御する。
　続いて、ステップＳ４で、ステップＳ１で取得した第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃに基づいて、電池パック１ｃの発熱量を制御する。
　ここで、図８に示されるように、ステップＳ２の電池パック１ｂの発熱量制御においては、ステップＳ２１で、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂと目標温度との差の絶対値が所定のしきい値Ｔｔｈ以下であるか否かを判定する。この目標温度は、電池パックの出力が安定する温度であり、例えば、３０℃である。このしきい値Ｔｔｈは、取得した温度Ｔ１ｂと目標温度との差が０に近くなるように設定される。このステップＳ２１で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ｂの発熱量の変更は不要であるため、ステップＳ３へ進む。一方、否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ｂの発熱量の変更が必要であるため、ステップＳ２２に進む。
　ステップＳ２２では、発熱量の減少と増大のどちらが必要かを判定する。すなわち、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂが目標温度（３０℃）よりも高いか否かを判定する。このステップＳ２２で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ｂの発熱量を減少させる必要があるため、ステップＳ２３で必要な発熱減少量を算出する。
　ステップＳ２３では、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂに基づいて発熱減少量を算出する。例えば、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂと目標温度との差（Ｔ１ｂ－３０℃）に、所定の係数Ｋ１を掛けたものを、発熱減少量とする。続いて、ステップＳ２４では、電池パック１ｂの発熱量が、ステップＳ２３で算出した減少量にて減少するように、電池パック１ｂの出力を変更させるための制御信号を出力する。例えば、電池パック１ｂの出力を調整する他の制御部に対して、電池パック１ｂの出力を変更させるための制御信号を出力する。その後、ステップＳ３へ進む。
　一方、ステップＳ２２で否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ｂの発熱量を増大させる必要があるため、ステップＳ２５で必要な発熱増大量を算出する。ステップＳ２５では、ステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂに基づいて発熱増大量を算出する。例えば、目標温度とステップＳ１で取得した温度Ｔ１ｂとの差（３０℃－Ｔ１ｂ）に、所定の係数Ｋ１を掛けたものを、発熱増大量とする。続いて、ステップＳ２４では、電池パック１ｂの発熱量が、ステップＳ２５で算出した増大量にて増大するように、電池パック１ｂの出力を調整するための制御信号を出力する。その後、ステップＳ３へ進む。
　これによれば、電池パック１ｂの温度が目標温度よりも低い間は、ステップＳ２２、Ｓ２５、Ｓ２４によって、電池パック１ｂの発熱量が増大される。電池パック１ｂの温度が目標温度を超えた場合は、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４によって、電池パック１ｂの発熱量が減少される。このように、電池パック１ｂの温度Ｔ１ｂが目標温度に近づくまで、電池パック１ｂの発熱量が増減するように、電池パック１ｂの出力が調整される。一方、電池パック１ｂの温度Ｔ１ｂが目標温度に近づけば、電池パック１ｂの発熱量が維持されるように、電池パック１ｂの出力が維持される。
　図９に示されるように、ステップＳ３の電池パック１ａの発熱量制御においては、ステップＳ３１で、ステップＳ１で取得した第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂがしきい値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。このしきい値Ｖｔｈは、第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂが０に近くなるように設定される。このステップＳ３１で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ａの発熱量の変更は不要であるため、ステップＳ４へ進む。一方、否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ａの発熱量の変更が必要であるため、ステップＳ３２に進む。
　ステップＳ３２では、発熱量の減少と増大のどちらが必要かを判定する。すなわち、ステップＳ１で取得した第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂが正の値（Ｖ１ａ―１ｂ＞０）であるか否かを判定する。電池パック１ｂから電池パック１ａに向かう熱流束に応じた起電圧値が正となるように、熱流束センサ１０ａを設置したとき、起電圧値が正であれば、電池パック１ａの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量よりも少ないということである。したがって、このステップＳ３２で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ａの発熱量を増大させる必要があるため、ステップＳ３３で必要な発熱増大量を算出する。
　ステップＳ３３では、例えば、ステップＳ１で取得した第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂに、所定の係数Ｋ２を掛けたものを、発熱増大量として算出する。続いて、ステップＳ３４では、ステップＳ２４と同様に、電池パック１ａの発熱量が、ステップＳ３３で算出した増大量にて増大するように、電池パック１ａの出力を変更させるための制御信号を出力する。その後、ステップＳ４へ進む。
　一方、ステップＳ３２で否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ａの発熱量を減少させる必要があるため、ステップＳ３５で必要な発熱減少量を算出する。ステップＳ３５では、例えば、ステップＳ１で取得した第１起電圧Ｖ１ａ―１ｂに、所定の係数Ｋ２を掛けたものを、発熱減少量として算出する。続いて、ステップＳ３４では、電池パック１ａの発熱量が、ステップＳ３５で算出した減少量にて減少するように、電池パック１ａの出力を変更させるための制御信号を出力する。その後、ステップＳ４へ進む。
　これによれば、電池パック１ａの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量よりも少ない間は、ステップＳ３２、Ｓ３３、Ｓ３４によって、電池パック１ａの発熱量が増大される。そして、電池パック１ａの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量を超えると、ステップＳ３２、Ｓ３５、Ｓ２４によって、電池パック１ａの発熱量が減少される。このように、電池パック１ａの内部熱量と電池パック１ｂの内部熱量とが均一になるまで、電池パック１ａの発熱量が増減するように、電池パック１ａの出力が調整される。一方、電池パック１ａの内部熱量と電池パック１ｂの内部熱量とが均一になれば、電池パック１ａの発熱量が維持されるように、電池パック１ａの出力が維持される。
　図１０に示されるように、ステップＳ４の電池パック１ｃの発熱量制御においては、ステップＳ４１で、ステップＳ１で取得した第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃがしきい値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。このしきい値Ｖｔｈは、ステップＳ３１のしきい値Ｖｔｈと同じ値である。このステップＳ４１で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ｃの発熱量の変更は不要であるため、図７の制御フローが終了し、ステップＳ１へ戻る。一方、否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ｃの発熱量の変更が必要であるため、ステップＳ４２に進む。
　ステップＳ４２では、発熱量の減少と増大のどちらが必要かを判定する。すなわち、ステップＳ１で取得した第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃが正の値（Ｖ１ｂ―１ｃ＞０）であるか否かを判定する。電池パック１ｂから電池パック１ｃに向かう熱流束に応じた起電圧値が正となるように、熱流束センサ１０ｂを設置したとき、起電圧値が正であれば、電池パック１ｃの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量よりも少ないということである。したがって、このステップＳ４２で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、電池パック１ｃの発熱量を増大させる必要があるため、ステップＳ４３で必要な発熱増大量を算出する。
　ステップＳ４３では、例えば、ステップＳ１で取得した第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃに、所定の係数Ｋ３を掛けたものを、発熱増大量として算出する。続いて、ステップＳ４４では、ステップＳ２４と同様に、電池パック１ｃの発熱量が、ステップＳ４３で算出した増大量にて増大するように、電池パック１ｃの出力を変更させるための制御信号を出力する。これにより、図７の制御フローが終了し、ステップＳ１へ戻る。
　一方、ステップＳ４２で否定（ＮＯ）判定した場合、電池パック１ｃの発熱量を減少させる必要があるため、ステップＳ４５で必要な発熱減少量を算出する。ステップＳ４５では、例えば、ステップＳ１で取得した第２起電圧Ｖ１ｂ―１ｃに、所定の係数Ｋ３を掛けたものを、発熱減少量として算出する。続いて、ステップＳ４４では、電池パック１ｃの発熱量が、ステップＳ４５で算出した減少量にて減少するように、電池パック１ｃの出力を変更させるための制御信号を出力する。
　これによれば、電池パック１ｃの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量よりも少ない間は、ステップＳ４２、Ｓ４３、Ｓ４４によって、電池パック１ｃの発熱量が増大される。そして、電池パック１ｃの内部熱量が電池パック１ｂの内部熱量を超えると、ステップＳ４２、Ｓ４５、Ｓ４４によって、電池パック１ｃの発熱量が減少される。このように、電池パック１ｂの内部熱量と電池パック１ｃの内部熱量とが均一になるまで、電池パック１ｃの発熱量が増減するように、電池パック１ｃの出力が調整される。一方、電池パック１ｂの内部熱量と電池パック１ｃの内部熱量とが均一になれば、電池パック１ｃの発熱量が維持されるように、電池パック１ｃの出力が維持される。
　ここで、本実施形態の発熱量制御装置による内部熱量（内部温度）の均一化制御と図１１に示される比較例の発熱量制御装置による内部熱量（内部温度）の均一化制御とを比較する。
　図１１に示される比較例の発熱量制御装置は、発明が解決しようとする課題の欄に記載した従来の一般的な構成を有する発熱量制御装置であり、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの表面に取り付けた各温度センサ１１（第１温度センサ１１ａ、第２温度センサ１１ｂ、第３温度センサ１１ｃ）によって、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの表面温度を検出し、各検出温度が目標温度になるように、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御するものである。この比較例の発熱量制御装置では、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）の均一化のために、例えば、各温度センサ１１の各検出温度が同じとなるように、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御することが考えられる。
　しかし、この場合、各温度センサ１１が検出する各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの表面温度は、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量だけでなく、外部温度の影響を受けた結果である。すなわち、積層された電池パック１ａ、１ｂ、１ｃのうち、外側に位置する電池パック１ａ、１ｃは、外部温度の影響を受けやすいため、外部への放熱量が多く、表面温度が低くなる。一方、内側に位置する電池パック１ｂは、両隣の電池パック１ａ、１ｃによって断熱状態となるため、外部への放熱量が少なく、表面温度が高くなる。このため、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの表面温度が同じとなるように、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を調整しても、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）が同じになるとは限られない。
　また、比較例の発熱量制御装置において、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）の均一化のために、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの放熱量の違いを考慮して、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの検出温度がそれぞれの目標温度となるように、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御することが考えられる。例えば、図１２に示されるように、上段の電池パック１ａ、下段の電池パック１ｃ、中段の電池パック１ｂの順に放熱量が多い場合、この順に目標温度を高くすることが考えられる。
　しかし、この場合、外部温度が変化すると、外部温度の影響を受けて、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの表面温度も変化するため、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの検出温度が、それぞれの目標温度に維持されるように、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御し続けなければならない。
　これに対して、本実施形態に係る発熱量制御装置では、隣り合う電池パックの間の熱流束が０となるように、隣り合う電池パックの発熱量を調整するようにしている。これによれば、隣り合う電池パックの内部熱量（内部温度）に差がなくなるように、隣り合う電池パックの発熱量を制御するので、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）の均一化制御を高精度に実行できる。
　また、本実施形態に係る発熱量制御装置によれば、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）が均一となった後に、外部温度が変化しても、隣り合う電池パックの間の熱流束は変わらないので、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの発熱量を制御し続ける必要がない。
　（他の実施形態）
　本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
　（１）第１実施形態に係る発熱量制御装置では、制御部２０が実行する内部熱量の均一化制御において、熱流束センサ１０で発生した起電圧（電圧値）としきい値とを比較し、起電圧がしきい値以下となるように、隣り合う電池パックの発熱量を調整したが、起電圧の代わりに、起電圧から算出した熱流束をしきい値と比較しても良い。また、熱流束センサ１０で発生した電流の値をしきい値と比較してもよい。要するに、本発明では、各熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、隣り合う電池パックの熱流束が所定値以下となるように、隣り合う電池パックの発熱量を調整すればよい。
　（２）第１実施形態に係る発熱量制御装置では、積層された３つの電池パックの発熱量を制御したが、本発明の発熱量制御装置としてはこれに限定されず、例えば、積層された４つ以上の電池パックの発熱量についても、第１実施形態と同様に制御することができ、同様の効果を得ることができる。また、本発明の発熱量制御装置としては、積層された２つの電池パックの発熱量についても、第１実施形態と同様に制御することができ、同様の効果を得ることができる。なお、少なくとも３つの発熱体が積層されている場合、内側に位置する発熱体と外側に位置する発熱体とでは、外部への放熱量が異なり、各発熱体の内部熱量が不均一になりやすい。したがって、この場合に、本発明の発熱量制御装置によって、内部熱量の均一化制御を実施することが特に有効である。
　（３）第１実施形態では、各電池パック１ａ、１ｂ、１ｃの内部熱量（内部温度）の均一化制御において、隣り合う電池パックの両方の発熱量を制御したが、本発明の発熱量制御装置としてはこれに限定されず、隣り合う電池パックの一方の発熱量のみを制御しても良い。
　（４）第１実施形態では、本発明の発熱量制御装置として、車両に搭載される電池の発熱量を制御する場合を説明したが、電池は車両に搭載されるものに限られず、家庭や工場等に設置される据置型の電池であっても良い。
　（５）本発明の発熱量制御装置を、電池以外の発熱体の発熱量制御に適用してもよい。例えば、鉄板焼きに使用される鉄板（ホットプレート）が、積層された複数の発熱体で構成されている場合、これらの発熱体の発熱量を制御することも可能である。また、本発明の発熱量制御装置によって、熱プレス成型機の上型の発熱体と下型の発熱体の発熱量を制御することも可能である。この場合、被成型品のプレス中において、上型と下型とが隣接した状態となる。したがって、プレス中に上型と下型との間に位置するように、熱流束センサを配置すればよい。
　（６）上記各実施形態では、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属が、それぞれ、Ｂｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金、Ｂｉ－Ｔｅ合金であったが、他の合金であってもよい。また、上記した各実施形態では、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属の両方が、固相焼結された焼結合金であったが、少なくとも一方が固相焼結された焼結合金であればよい。これにより、第１、第２層間接続部材１３０、１４０を形成する金属の両方が固相焼結された焼結合金でない場合と比較して、起電圧を大きくでき、熱流束センサ１０の高感度化が可能である。
　（７）上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
　（応用例）
　本応用例では、本願発明に係る発熱量制御装置の概念を、発熱体である電気炉等の設備の異常監視装置に応用した例について説明する。
　すなわち、本応用例としての異常監視装置は以下の特徴を有する。
　発熱体の表面に取り付けられ、前記発熱体と外気との間の熱流束を検出する熱流束センサと、外気温度を検出する温度センサと、前記発熱体の異常発熱の有無を判定する判定手段とを備え、前記熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホールが形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材が埋め込まれ、前記第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有し、交互に直列接続された前記第１、第２層間接続部材は、前記発熱体と外気との間の熱流束に応じた起電力を発生し、前記判定手段は、外気温度毎に前記発熱体の発熱状態が正常である場合に検出されうる熱流束に応じて設定される判定基準のうち、前記温度センサが検出した外気温度に応じた前記判定基準を用い、前記熱流束センサの検出結果と前記判定基準とを比較して、前記発熱体の異常発熱の有無を判定することを特徴とする。
　この異常監視装置は、発熱体である設備の異常発熱を検知したときに、設備が異常発熱の状態である旨を報知手段によって報知させたり、設備の発熱状態が正常となるように、設備の発熱量を調整する制御を行ったりするものである。
　図１３に示すように、この異常監視装置は、第１実施形態の発熱量制御装置と同様に、熱流束センサ１０と、制御部２０とを備えている。熱流束センサ１０と制御部２０は、第１実施形態の発熱量制御装置における熱流束センサ１０と制御部２０と同じ構成のものである。ただし、第１実施形態と異なり、熱流束センサ１０は、設備３０の表面に取り付けられ、設備３０と外気との間の熱流束に応じたセンサ信号（起電圧）を制御部２０に出力する。
　また、図１３に示す異常監視装置は、設備３０の外部に設置され、外気温度を検出する温度センサ１１と、図示しないブザーや表示器とを備えている。温度センサ１１は、外気温度に応じたセンサ信号を制御部２に向けて出力する。ブザーや表示器は、設備の異常発熱時にその旨を人に報知するための報知手段である。
　制御部２０は、熱流束センサ１０からのセンサ信号に基づいて、設備３０と外気との間の熱流束が所定値を超えているか否かを判定する判定手段である。所定値は、設備３０の発熱状態が正常であるときの熱流束の上限値となるように設定される。このため、設備３０と外気との間の熱流束が所定値以下である場合、設備３０の発熱状態は正常であると判定する。一方、設備３０と外気との間の熱流束が所定値を超えている場合、設備３０の発熱状態は異常であると判定する。このようにして、制御部２０は、設備３０の異常発熱の有無を判定する。　
　そして、制御部２０は、設備３０の発熱状態は異常であると判定した場合に、ブザーや表示器等の報知手段を作動させて、設備３０の異常の発生を報知する。また、制御部２０が、設備３０の発熱量を制御可能であれば、熱流束センサ１０からのセンサ信号に基づいて、設備３０と外気との間の熱流束が所定値以下となるように、設備３０の発熱量を調整する。
　具体的には、図１４のフローチャートに示されるように、制御部２０は、ステップＳ１０１で、熱流束センサ１０の起電圧（電圧値）Ｖと、温度センサ１１が検出した外気温度Ｔとを取得する。
　続いて、ステップＳ１０２で、取得した電圧値Ｖがしきい値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。このしきい値Ｖｔｈは、設備３０の発熱状態が正常である場合に検出されうる熱流束に応じて設定される判定基準であり、設備３０の発熱状態が正常である場合の熱流束の上限値に対応する電圧値である。設備３０の発熱状態が正常である場合に検出されうる熱流束は、外気温度によって異なる。このため、設備３０の発熱状態が正常である場合の外気温度と熱流束との関係を予め実験等により調べておき、外気温度毎にしきい値Ｖｔｈを予め記憶部に記憶しておく。ステップＳ１０２では、温度センサ１１が検出した外気温度Ｔに応じて選択されたしきい値Ｖｔｈを用いる。
　ステップＳ１０２で肯定（ＹＥＳ）判定した場合、ステップＳ１０３で設備３０の発熱状態は正常であると決定し、図１４の制御フローを終了する。
　一方、ステップＳ１０２で否定（ＮＯ）判定した場合、ステップＳ１０４で設備３０の発熱状態は異常であると決定し、ステップＳ１０５で、ブザーや表示器に対して、発熱状態の異常を報知するための制御信号を出力する。これにより、ブザーや表示器が作動して、設備３０の異常の発生を報知する。このとき、設備３０に対して、発熱量を減少させるための制御信号を出力することにより、設備３０の発熱量を減少させてもよい。
　ところで、発熱体の異常監視装置が、発熱体の温度を検出し、検出した温度に基づいて、発熱体の発熱状態の異常の有無を判定する場合、発熱体の温度は、発熱体が外部から受ける影響によって変動するため、発熱体の発熱状態の異常の有無を正確に判定できないという問題がある。例えば、外部温度（外気温度）が低い場合、発熱体が異常発熱していても、発熱体が冷却されることにより、検出した発熱体の温度が正常時の温度となる可能性がある。また、発熱体と外部の間が断熱状態の場合、発熱体の発熱状態が正常でも、検出した発熱体の温度が異常時の温度となる可能性がある。なお、断熱状態とは、熱移動が抑制されている状態を意味する。
　これに対して、本応用例の異常監視装置では、設備３０と外気との間の熱流束の検出結果に基づいて、設備３０の発熱状態の異常の有無を判定する。このとき、外気温度に応じた判定基準を用いる。これにより、設備３０の発熱状態が正常であれば、判定基準を満たし、設備３０の発熱状態が異常であれば、判定基準を満たさない。このため、設備の発熱状態の異常の有無を高精度に行うことができる。
　１０　熱流束センサ
　２０　制御部
　１００　絶縁基材
　１０１、１０２　第１、第２ビアホール
　１３０、１４０　第１、第２層間接続部材

Claims (5)

  1. 　隣接する第１、第２発熱体の間に配置された熱流束センサ（１０）と、
    　前記第１、第２発熱体の少なくとも一方の発熱量を制御する制御部（２０）とを備え、
    　前記熱流束センサは、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材（１００）に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、前記第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有し、
    　交互に直列接続された前記第１、第２層間接続部材は、前記第１、第２発熱体の間の熱流束に応じた起電力を発生し、
    　前記制御部は、前記熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、前記第１、第２発熱体の間の熱流束が所定値以下となるように、前記発熱量を制御することを特徴とする発熱量制御装置。
  2. 　積層された第１、第２、第３発熱体のうち隣接する第１、第２発熱体の間に配置された第１熱流束センサ（１０ａ）と、
    　隣接する前記第２、第３発熱体の間に配置された第２熱流束センサ（１０ｂ）と、
    　前記第１、第２、第３発熱体の発熱量を制御する制御部（２０）とを備え、
    　前記第１、第２熱流束センサは、両方とも、熱可塑性樹脂からなる絶縁基材（１００）に厚さ方向に貫通する複数の第１、第２ビアホール（１０１、１０２）が形成されていると共に、前記第１、第２ビアホールに互いに異なる金属で形成された第１、第２層間接続部材（１３０、１４０）が埋め込まれ、前記第１、第２層間接続部材が交互に直列接続された構造を有し、
    　前記第１熱流束センサの交互に直列接続された前記第１、第２層間接続部材は、前記第１、第２発熱体の間の第１熱流束に応じた起電力を発生するとともに、前記第２熱流束センサの交互に直列接続された前記第１、第２層間接続部材は、前記第２、第３発熱体の間の第２熱流束に応じた起電力を発生し、
    　前記制御部は、前記第１熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、前記第１熱流束が所定値以下となるように、前記第１、第２発熱体の少なくとも一方の前記発熱量を制御するとともに、前記第２熱流束センサにて発生した起電力に基づいて、前記第２熱流束が所定値以下となるように、前記第２、第３発熱体の少なくとも一方の前記発熱量を制御することを特徴とする発熱量制御装置。
  3. 　前記第１、第２層間接続部材を形成する前記金属の少なくとも一方は、複数の金属原子が当該金属原子の結晶構造を維持した状態で焼結された焼結合金であることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱量制御装置。
  4. 　前記熱流束センサは、前記絶縁基材の表面（１００ａ）に表面パターン（１１１）が形成された表面保護部材（１１０）が配置されていると共に前記表面と反対側の裏面（１００ｂ）に裏面パターン（１２１）が形成された裏面保護部材（１２０）が配置され、前記裏面保護部材、前記絶縁基材、前記表面保護部材が一体化されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発熱量制御装置。
  5. 　前記発熱体は、電力の出力にともなって発熱するとともに、独立して出力する電力量の調整が可能な電池パックであり、
    　前記制御部は、それぞれの前記電池パックが出力する電力量を調整することにより、前記電池パックの発熱量を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発熱量制御装置。
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