(57)【要約】【課題】固体活物質を用いたフロー電池の電池容量を簡便に推定することができるフロー電池の電池容量推定装置を提供する。【解決手段】電池セルと、固体活物質１１を含む電解液を収容したタンク３と、タンク３と電池セルとの間で電解液１２を循環させる循環路と、を備えたフロー電池の電池容量を推定する装置であって、タンク３内の固体活物質１１の量に応じて所定方向に変動する固体活物質１１の境界面の側に、境界面と接触可能に可動に装備されるとともに、固体活物質１１の反応前後の最小径よりも目が細かい可動フィルタ７と、境界面と接触状態にある可動フィルタ７の所定方向の位置を測定する測定部９１と、測定された位置に基づいて電池容量を推定する推定部９２とを備える。【選択図】図２
2020092066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルと、固体活物質を含む電解液を収容したタンクと、前記タンクと前記電池セルとの間で前記電解液を循環させる循環路と、を備えたフロー電池の電池容量を推定する装置であって、
前記タンク内の前記固体活物質の量に応じて所定方向に変動する前記固体活物質の境界面の側に、前記境界面と接触可能に可動に装備されるとともに、前記固体活物質の反応前後の最小径よりも目が細かい可動フィルタと、
前記境界面と接触状態にある前記可動フィルタの前記所定方向の位置を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記位置に基づいて前記電池容量を推定する推定手段と、を備えている
ことを特徴とする、フロー電池の電池容量推定装置。
【請求項２】
前記固体活物質は、多数の粒状物の集合体として装備されると共に、放電時には、前記電解液は前記タンク内で上方から下方へ向けて流動するように構成され、
前記境界面は前記集合体の上面である
ことを特徴とする、請求項１記載のフロー電池の電池容量推定装置。 
【請求項３】
前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記所定方向で前記境界面に接近する方向である第一方向に移動させる駆動手段と、
前記可動フィルタが前記境界面と接触したことを検知する接触検知手段と、を備え、
前記測定手段は、前記境界面から離隔している前記可動フィルタを前記駆動手段によって前記第一方向に移動させていって前記接触検知手段が前記接触を検知したときの前記フィルタの移動量から前記可動フィルタの前記位置を測定する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のフロー電池の電池容量推定装置。
【請求項４】
前記駆動手段には、電動モータが用いられ、
前記接触検知手段には、前記可動フィルタの前記境界面と接触による変形に応じて電圧が変化する圧電素子が用いられている
ことを特徴とする、請求項３記載のフロー電池の電池容量推定装置。 
【請求項５】
前記駆動手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔している前記可動フィルタを前記第一方向に移動させていって前記接触検知手段が前記接触を検知したら前記駆動手段を停止させる
ことを特徴とする、請求項３又は４記載のフロー電池の電池容量推定装置。
【請求項６】
前記制御手段は、定期的に、前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて前記境界面に接触させて、前記測定手段による測定を実施する
ことを特徴とする、請求項５記載のフロー電池の電池容量推定装置。 
【請求項７】
前記フロー電池の累積通電量を演算する演算手段を備え、
前記制御手段は、前記累積通電量が予め設定された閾値を超えたら前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて前記境界面に接触させて、前記測定手段による測定を実施する
ことを特徴とする、請求項５又は６記載のフロー電池の電池容量推定装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記タンク内の前記固体活物質を交換するときには、前記交換前に前記駆動手段を作動させて前記可動フィルタを前記第一方向と逆方向の第二方向に移動させて、前記交換後に前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて、前記測定手段による測定を実施する
ことを特徴とする、請求項５〜７の何れか１項に記載のフロー電池の電池容量推定装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記フロー電池を充電するときには、前記充電前に前記駆動手段を作動させて前記可動フィルタを前記第一方向と逆方向の第二方向に移動させて、前記充電後に前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて、前記測定手段による測定を実施する
ことを特徴とする、請求項５〜７の何れか１項に記載のフロー電池の電池容量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体活物質を用いたフロー電池の電池容量を推定する、フロー電池の電池容量推定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車の充電時間短縮の要望から、給油のような充電が可能なフロー電池が注目されている。例えば非特許文献１には、液体活物質を用いたフロー電池が開示されている。これに対して、エネルギー密度向上のため、固体活物質を利用したフロー電池も提案されている。
液体活物質を用いたフロー電池は、エネルギー密度が低く、現状では電気自動車の航続距離を十分に得ることができないが、固体活物質を用いたフロー電池では、エネルギー密度の向上を期待でき、電気自動車の所要の航続距離を確保できる可能性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】バナジウムレドックスフロー電池  ＬＥシステム株式会社ホームページ  VRFD蓄電池（平成３０年１０月２６日検索）、インターネット＜URL： https://www.lesys.jp/redox/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フロー電池を車両等で使用するには、その電池容量（ＳＯＣ）を把握することが重要である。
液体活物質を用いたフロー電池では、電解液の電位を計測することにより電池のＳＯＣを推定することができる。しかし、固体活物質を用いたフロー電池では、電解液の電位を計測しても電池のＳＯＣを推定することはできない。
そこで、固体活物質を用いたフロー電池のＳＯＣ推定手法の開発が望まれている。
【０００５】
本発明は、係る課題に着目して創案されたもので、固体活物質を用いたフロー電池の電池容量を簡便に推定することができるフロー電池の電池容量推定装置を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件のフロー電池の電池容量推定装置は、電池セルと、固体活物質を含む電解液を収容したタンクと、前記タンクと前記電池セルとの間で前記電解液を循環させる循環路と、を備えたフロー電池の電池容量を推定する装置であって、前記タンク内の前記固体活物質の量に応じて所定方向に変動する前記固体活物質の境界面の側に、前記境界面と接触可能に可動に装備されるとともに、前記固体活物質の反応前後の最小径よりも目が細かい可動フィルタと、前記境界面と接触状態にある前記可動フィルタの前記所定方向の位置を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記位置に基づいて前記電池容量を推定する推定手段と、を備えている。
【０００７】
前記固体活物質は、多数の粒状物の集合体として装備されると共に、放電時には、前記電解液は前記タンク内で上方から下方へ向けて流動するように構成され、前記境界面は前記集合体の上面であることが好ましい。
前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記所定方向で前記境界面に接近する方向である第一方向に移動させる駆動手段と、前記可動フィルタが前記境界面と接触したことを検知する接触検知手段と、を備え、前記測定手段は、前記境界面から離隔している前記可動フィルタを前記駆動手段によって前記第一方向に移動させていって前記接触検知手段が前記接触を検知したときの前記フィルタの移動量から前記可動フィルタの前記位置を測定することが好ましい。
【０００８】
前記駆動手段には、電動モータが用いられ、前記接触検知手段には、前記可動フィルタの前記境界面と接触による変形に応じて電圧が変化する圧電素子が用いられていることが好ましい。
前記駆動手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔している前記可動フィルタを前記第一方向に移動させていって前記接触検知手段が前記接触を検知したら前記駆動手段を停止させることが好ましい。
前記制御手段は、定期的に、前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて前記境界面に接触させて、前記測定手段による測定を実施することが好ましい。
前記フロー電池の累積通電量を演算する演算手段を備え、前記制御手段は、前記累積通電量が予め設定された閾値を超えたら前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて前記境界面に接触させて、前記測定手段による測定を実施することが好ましい。
【０００９】
前記制御手段は、前記タンク内の前記固体活物質を交換するときには、前記交換前に前記駆動手段を作動させて前記可動フィルタを前記第一方向と逆方向の第二方向に移動させて、前記交換後に前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて、前記測定手段による測定を実施することが好ましい。
前記制御手段は、前記フロー電池を充電するときには、前記充電前に前記駆動手段を作動させて前記可動フィルタを前記第一方向と逆方向の第二方向に移動させて、前記充電後に前記駆動手段を作動させて前記境界面から離隔した状態の前記可動フィルタを前記第一方向に移動させて、前記測定手段による測定を実施することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本装置によれば、固体活物質を用いたフロー電池の電池容量を簡便に推定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態にかかるフロー電池の構成図である。
【図２】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置の構成を示す図である。
【図３】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置における可動フィルタの固体活物質への接触判定を説明する可動フィルタの概略側面図であって、（ａ）は接触前状態を示し、（ｂ）は接触後状態を示す。
【図４】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置の放電時の推定を説明する図であって、（ａ）は放電後状態を示し、（ｂ）は放電前状態を示す。
【図５】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置の充電時の推定を説明する図であって、（ａ）は充電後状態を示し、（ｂ）は充電前状態を示す。
【図６】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置の固体活物質の交換時の操作を説明する図であって、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に操作工程を示す。
【図７】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置の固体活物質の充電時の操作を説明する図であって、（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に操作工程を示す。
【図８】一実施形態にかかる固体活物質の容量特性を示すグラフであって、（ａ）はＮＣＭ系の固体活物質の特性を示し、（ｂ）はリン酸鉄系の固体活物質の特性を示し、（ｃ）はグラファイト系の固体活物質の特性を示し、（ｄ）はＳｉ系の固体活物質の特性を示す。
【図９】一実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置による推定手法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施形態としてのフロー電池の電池容量推定装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１３】
＜フロー電池＞
まず、本実施形態にかかるフロー電池について説明する。
図１に示すように、このフロー電池１は、電池セル２と、正極活物質１１を含む正極電解液１２を収容した正極タンク（カソードリザーバ）３と、負極活物質１３を含む負極電解液１４を収容した負極タンク（アノードリザーバ）４と、電池セル２と正極タンク３との間で電解液を循環させる正極循環路５と、電池セル２と負極タンク４との間で電解液を循環させる負極循環路６と、を備えている。
【００１４】
電池セル２は、ケース２１内を二分する分離膜（隔膜ともいう）２２と、分離膜２２を介してケース２１内に区画形成された正極セル部２３及び負極セル部２４とを備えている。正極セル部２３内には正極活物質１１を含む正極電解液１２が流通し、正極セル部２３内の分離膜２２から離隔する側には、正極（正電極）２５が装備されている。負極セル部２４内には負極活物質１３を含む負極電解液１４が流通し、負極セル部２４内の分離膜２２から離隔する側には、負極（負電極）２６が装備されている。
【００１５】
正極循環路５には、正極セル部２３の一端と正極タンク３の一端とを連絡する配管５１と、正極セル部２３の他端と正極タンク３の他端とを連絡する配管５２と、配管５１に介装されて正極電解液１２を循環起動するポンプ５３とが備えられる。負極循環路６には、負極セル部２４の一端と負極タンク４の一端とを連絡する配管６１と、負極セル部２４の他端と負極タンク４の他端とを連絡する配管６２と、配管６１に介装されて負極電解液１４を循環起動するポンプ６３とが備えられる。
【００１６】
分離膜２２としては、例えば、陽イオン交換膜や陰イオン交換膜といったイオン交換膜が挙げられる。イオン交換膜は、正極活物質の金属イオンと負極活物質の金属イオンとの隔離性に優れ、Ｌｉ＋イオン（電池内部の電荷担体）の透過性に優れるため、分離膜２２に好適であり、公知のイオン交換膜を利用できる。
【００１７】
正極電解液１２は、正極２５側と正極活物質１１との間の電子移動及びイオン移動を担うメディエータ溶液であり、酸化還元分子（redox molecules）を含んでいる。正極活物質１１としては、固体活物質であるリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いる。固体活物質は、エネルギー密度向上のために有効であり、ここでは、一例としてリン酸鉄リチウムを適用するが、固体活物質はこれに限定されるものではない。なお、リン酸鉄リチウムは過充電などでも、結晶構造が壊れにくく酸素を放出することもほとんどない特性がある。
【００１８】
負極電解液１４は、負極活物質１３として固体活物質である黒鉛（グラファイト）を含んだスラリー状の液体（負極固体スラリー）であり、負極２６側と負極活物質１３との間の電子移動及びイオン移動が円滑に進行するようになっている。
【００１９】
正極電解液１２は、放電時には、ポンプ５３によって駆動されて、正極タンク３の一端側（ここでは、下端側）から正極セル部２３の一端側（ここでは、下端側）に流入し、正極セル部２３内で電子移動反応に供されたのち、正極セル部２３の他端側（ここでは、上端側）から正極タンク３の他端側（ここでは、上端側）へと戻る。
【００２０】
正極電解液１２は、充電時には、ポンプ５３によって逆方向に駆動されて、正極タンク３の他端側から正極セル部２３の他端側に流入し、正極セル部２３内で電子移動反応に供されたのち、正極セル部２３の一端側から正極タンク３の一端側へと戻る。
【００２１】
正極電解液１２に含まれる正極活物質１１は固体活物質であり、正極タンク３の内部に保持される。つまり、正極タンク３の一端側及び他端側には、内部の固体活物質の最小径よりも十分に目が小さいフィルタ（図示略）が装備され、正極タンク３内から外部に固体活物質が流出しないようになっている。
【００２２】
放電時には、固体の正極活物質１１（ここでは、ＬｉＦｅＰＯ４の充電状態ＦｅＰＯ４）と酸化還元分子として含まれるフェロセンＦｃが酸化還元反応し、ＦｅＰＯ４は電子ｅ−によって還元されてＬｉＦｅＰＯ４、Ｆｃは酸化されてＦｃ＋と電子ｅ−に分離する。正極タンク３内からＦｃ＋が正極セル部２３に流出し、正極２５でＦｃ＋が電子ｅ−によって還元されてＦｃになる。
【００２３】
一方、負極電解液１４に含まれる負極活物質１３である黒鉛は、負極電解液１４とともに負極循環路６を流動して、負極セル部２４において、分離膜２２を介して正極セル部２３の側とイオン交換を行う。これにより、正極２５と負極２６との間に電位差が生じて、放電時には、正極２５と負極２６とに接続された負荷１００に電力を供給する。また、充電時には、正極２５と負極２６とに接続された電源２００から電力を供給される。
【００２４】
固体の正極活物質１１は、粒状物であり、正極タンク３内には、粒状物（固体）の正極活物質１１が多数集合されて内蔵される。正極活物質１１は、放電によってイオンを吸収するとその粒径が拡大（活物質の種類によっては縮小）して多数集合された集合体１１Ａの体積も拡大（活物質の種類によっては縮小）する。また、正極活物質１１は、充電によってイオンを放出するとその粒径が縮小（活物質の種類によって拡大）して多数集合された集合体１１Ａの体積も縮小（活物質の種類によって拡大）する。
【００２５】
＜電池容量推定装置＞
本実施形態にかかるフロー電池の電池容量推定装置１０は、上記のように、電池セル２と、固体活物質（正極活物質１１）を含む電解液（正極電解液１２）を収容したタンク（正極タンク３）と、タンク３と電池セル２との間で電解液１２を循環させる循環路（正極循環路５）とを備えたフロー電池１の電池容量ＳＯＣ（state of charge）を推定する装置であり、図２に示すように、可動フィルタ７と、可動フィルタ７を移動させる駆動手段１０Ａを構成する電動モータ（駆動手段）８と、可動フィルタ７の位置を測定する測定部（測定手段）９１及び電池容量を推定する推定部（推定手段）９２及び電動モータ８を制御する制御部（制御手段）９３及び可動フィルタ７の固体活物質１１との接触を検知するための接触判定部９４としての機能を有する制御装置（ＥＣＵ）９とを備えている。
【００２６】
固体活物質１１の集合体１１Ａは、タンク３内において電解液１２の流動する方向に形成されるが、ここでは、放電時の電解液１２の流動方向はタンク３の下方であるので、集合体１１Ａは、タンク３内の下方に形成される。このため、タンク３内では、下方に固体活物質１１の集合体１１Ａが存在し、上方には液体のみが存在し、集合体１１Ａの上面が固体を含む層と液体のみの層との境界面１１ｂとなる。
【００２７】
可動フィルタ７は、このタンク３内の境界面１１ｂよりも上方の液体のみの層内において電解液１２の流動方向（正方向及び負方向）に可動に装備される。ここでは、可動フィルタ７は、支持部材８１のステー８２に結合されて支持部材８１によって支持されている。支持部材８１は、図示しないガイドによって上下昇降可能に支持され、電動モータ８によって昇降駆動される。駆動手段は、電動モータ８及び支持部材８１によって構成される。
【００２８】
本電池容量推定装置１０は、上記の駆動手段１０Ａによって、境界面１１ｂから離隔している可動フィルタ７を第一方向〔電解液１２の流動方向（正方向）〕に移動させて境界面１１ｂと接触状態にして、測定部９１によってこの時の可動フィルタ７の所定方向〔電解液１２の流動方向（正方向及び負方向）〕の位置を測定し、推定部９２によって、この測定された位置に基づいて電池容量ＳＯＣを推定する。
【００２９】
可動フィルタ７には、境界面１１ｂと接触による変形に応じて電圧が変化する圧電素子が用いられており、この電圧の変化を検知するために、導線９１ａが可動フィルタ７と制御装置９との間に配線されている。図３（ａ）に示すように、可動フィルタ７が境界面１１ｂから離隔している固体活物質１１と非接触の状態から、図３（ｂ）に示すように、可動フィルタ７が境界面１１ｂと接触した状態になると、可動フィルタ７の電圧が変化する。これを用いて、可動フィルタ７と固体活物質１１との接触を検知することができる。
【００３０】
そして、このように移動した可動フィルタ７が境界面１１ｂと接触状態となったことを検出するために、この可動フィルタ７の圧電素子としての機能と、可動フィルタ７の電圧を監視して電圧の変化から可動フィルタ７の境界面１１ｂとの接触を判定する制御装置９の接触判定部９４とからなる接触検知手段１０Ｂが備えられる。なお、制御部９３は、この接触を検知したら、電動モータ８を停止させる。
【００３１】
また、制御部９３は、所定条件が成立すると、電動モータ８を作動させて、可動フィルタ７を境界面１１ｂから離隔した状態から境界面１１ｂと接触する状態へと移動させて、測定部９１は、この時の電動モータ８の回転量から可動フィルタ７の移動量を求めて、可動フィルタ７の累積的な移動量から可動フィルタ７の所定方向〔電解液１２の流動方向（正方向及び負方向）〕の位置を測定する。
【００３２】
例えば、図４（ａ）及び（ｂ）は、放電によって可動フィルタ７が境界面１１ｂと接触する位置が変化した場合を示している。放電によって固体活物質１１の集合体１１Ａの体積が増加するので、可動フィルタ７の位置は図４（ｂ）から図４（ａ）へと移動量ｍ１だけ上昇する。
図５（ａ）及び（ｂ）は、充電によって可動フィルタ７が境界面１１ｂと接触する位置が変化した場合を示している。充電によって固体活物質１１の集合体１１Ａの体積が減少するので、可動フィルタ７の位置は図５（ｂ）から図５（ａ）へと移動量ｍ２だけ低下する。
これらの移動量から、可動フィルタ７の位置を求めることができる。
【００３３】
この可動フィルタ７の位置は、固体活物質１１の集合体１１Ａの体積と比例し、また、固体活物質１１の集合体１１Ａの体積は、活物質の種類に応じた特性で電池容量ＳＯＣと相関する。
【００３４】
例えば、図８（ａ）はＮＣＭ系の固体活物質の特性を示し、図８（ｂ）はリン酸鉄系の固体活物質の特性を示し、図８（ｃ）はグラファイト系の固体活物質の特性を示し、図８（ｄ）はＳｉ系の固体活物質の特性を示す。いずれも、固体活物質の体積と電池容量ＳＯＣとが相関するため、可動フィルタ７の位置（固体活物質１１の体積）から電池容量ＳＯＣを推定することができる。
【００３５】
また、このように、可動フィルタ７を移動させて可動フィルタ７の位置から電池容量ＳＯＣを推定する処理は、前回推定時からの経過時間が予め設定された時間βに達したら行う（定期的に行う）ようにしてもよく、フロー電池１の累積通電量が予め設定された閾値αに達したら行う（フロー電池１の使用履歴に応じて行う）ようにしてもよい。本実施形態では、前回推定時からの経過時間が予め設定された時間βに達したことと、前回推定時からのフロー電池１の累積通電量が予め設定された閾値αに達したこととの、いずれかが成立すると、電池容量ＳＯＣを推定する処理を実施する。
なお、本実施形態では、制御装置９には、累積通電量を求める演算部（演算手段）９５が備えられ、累積通電量は、図示しない電流センサ及び電圧センサで測定された通電量を演算部９５による累積演算によって求められる。
【００３６】
また、制御装置９は、タンク３内の固体活物質１１を交換するときには、交換前に、図６（ａ）〜図６（ｂ）に示すように、電動モータ８を作動させて可動フィルタ７を境界面１１ｂから離隔する電解液１２の流動方向の負方向（第一方向とは逆方向の第二方向）に移動させて、交換後に、図６（ｂ）〜図６（ｃ）に示すように、電動モータ８を作動させて境界面１１ｂから離隔した状態の可動フィルタ７を第一方向に移動させて、電池容量ＳＯＣの推定を行う。
【００３７】
また、制御装置９は、フロー電池１を充電するときにも、充電前に、図７（ａ）〜図７（ｂ）に示すように、電動モータ８を作動させて可動フィルタ７を境界面１１ｂから離隔する電解液１２の流動方向の負方向（第一方向とは逆方向の第二方向）に移動させて、充電後に、図７（ｂ）〜図７（ｃ）に示すように、電動モータ８を作動させて境界面１１ｂから離隔した状態の可動フィルタ７を第一方向に移動させて、電池容量ＳＯＣの推定を行う。
【００３８】
＜作用及び効果＞
本実施形態にかかるフロー電池１の電池容量推定装置１０は、このように構成されているので、例えば図９のフローチャートに示すように、電池容量ＳＯＣを推定することができる。
【００３９】
つまり、まず、電流センサ及び電圧センサで通電量を測定し（ステップＳ１０）、制御装置９等で前回推定時からの通電量を累積して累積通電量を求める（ステップＳ２０）。累積通電量が閾値αよりも大きいか否かを判定して（ステップＳ３０）、累積通電量が閾値αよりも大きいと判定されたら、電動モータ８による駆動により可動フィルタ７を移動して電池容量ＳＯＣを推定する（ステップＳ５０）。
【００４０】
累積通電量が閾値αよりも大きいと判定されなければ、前回推定時からの経過時間が予め設定された時間βに達したか否かを判定して（ステップＳ４０）、経過時間が時間βに達したと判定されたら、電動モータ８による駆動により可動フィルタ７を移動して電池容量ＳＯＣを推定する（ステップＳ５０）。
【００４１】
このようにして、エネルギー密度向上のために有効な固体活物質１１を使用しながら、固体活物質１１の集合体１１Ａの体積と電池容量ＳＯＣとの相関に着目して固体活物質１１の体積から電池容量ＳＯＣを推定するので、固体活物質１１を用いたフロー電池１の電池容量を簡便に推定することができるようになる。
【００４２】
また、この電池容量推定時には、可動フィルタ７の固体活物質１１との接触を検知したら、電動モータ８を停止して可動フィルタ７のそれ以上の移動を行わないので、可動フィルタ７及び固体活物質１１の保護を図ることができる。
さらに、可動フィルタ７の固体活物質１１との接触を検知するのに圧電素子を用いているので係る接触を確実に検知することができる。
また、固体活物質１１の交換時やフロー電池１の充電時には、可動フィルタ７を固体活物質１１から離隔する方向に移動させるので、固体活物質１１の交換やフロー電池１の充電を支障なく行うことができる。
【００４３】
＜その他＞
以上実施形態を説明したが、実施形態においては正極側に着目して電池容量を推定したが、負極側に着目して推定することも考えられる。
負極側に着目した場合には、負極電解液１４は、負極２６側と負極活物質１３との間の電子移動及びイオン移動を担うメディエータ溶液であり、酸化還元分子（redox molecules）を含んでいる。負極活物質１３としては、固体活物質であるチタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）を用いる。
【００４４】
負極電解液１４がメディエータ溶液の場合には、固体の負極活物質１３（ここではＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２の充電状態Ｌｉ７Ｔｉ５Ｏ１２）と酸化還元分子として含まれるコバルトセン酸化物ＣｏＣｐ２＋が酸化還元反応し、Ｌｉ７Ｔｉ５Ｏ１２は酸化されてＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２と電子ｅ−になり、ＣｏＣｐ２＋は電子ｅ−によって還元されてＣｏＣｐ２になる。負極タンク４内からＣｏＣｐ２が負極セル部２４に流出し、負極２６でＣｏＣｐ２が酸化されて電子ｅ−を放出する。
【００４５】
固体の負極活物質１３を用いる場合は、粒状物であり、負極タンク４内には、粒状物（固体）の負極活物質１３が多数集合されて内蔵される。負極活物質１３は、放電によってイオンを放出するとその粒径が縮小して多数集合された集合体１３Ａの体積も縮小する。また、負極活物質１３は、充電によってイオンを吸収するとその粒径が拡大して多数集合された集合体１３Ａの体積も拡大する。
【００４６】
固体活物質は、エネルギー密度向上のために有効であり、ここでは、一例としてチタン酸リチウムを適用するが、固体活物質はこれに限定されるものではない。なお、チタン酸リチウムは過放電したとき絶縁体になる特性があり、内部短絡した際などに過剰電流が流れるのを防止できる。
また、可動フィルタ７の固体活物質１１との接触検知に圧電素子を利用したが、接触検知はこれに限らない。
【符号の説明】
【００４７】
１  フロー電池
２  電池セル
３  正極タンク
４  負極タンク
５  正極循環路
６  負極循環路
７  可動フィルタ
８  電動モータ（駆動手段）
９  制御装置
１０  電池容量推定装置
１０Ａ  駆動手段
１０Ｂ  接触検知手段
１１  正極活物質（固体活物質）
１１ｂ  境界面
１２  正極電解液
１３  負極活物質
１４  負極電解液
２１  ケース
２２  分離膜（隔膜）
２３  正極セル部
２４  負極セル部
２５  正極（正電極）
２６  負極（負電極）
５１，５２，６１，６２  配管
５３，６３  ポンプ
９１  測定部（測定手段）
９２  推定部（推定手段）
９３  制御部（制御手段）
９４  接触判定部
９５  演算部（演算手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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