(57)【要約】蓄電装置３０は、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを有する抵抗器１００と、前記第１電極１０５Ａに電気的に接続された外部端子３６と、前記第２電極１０５Ｂに電気的に接続された蓄電素子６０と、前記抵抗器１００により計測した電流に基づいて、前記蓄電素子６０の状態を推定する推定部１７１と、前記１電極１０５Ａと第２電極、１０５Ｂの温度を調整する温度調整部７０Ａを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置であって、
第１電極と第２電極を有する抵抗器と、
前記第１電極に電気的に接続された外部端子と、
前記第２電極に電気的に接続された蓄電素子と、
前記抵抗器により計測した電流に基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定部と、
前記第１電極と前記第２電極の温度を調整する温度調整部と、を有する、蓄電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電装置であって、
前記推定部は、前記電流の積算値により、前記蓄電素子のＳＯＣを推定する、蓄電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記蓄電素子は、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が所定値以下の第１領域を有し、
前記推定部は、前記第１領域で、前記電流の積算値を用いて、前記蓄電素子のＳＯＣを推定する、蓄電装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記温度調整部は、
前記抵抗器よりも熱容量が大きい第１部材と、
前記第１電極と前記第１部材とを熱的に接続する第１熱接続部と、
前記第２電極と前記第１部材とを熱的に接続する第２熱接続部と、を備える、蓄電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電装置であって、
前記第１部材は、前記蓄電素子である、蓄電装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の蓄電装置であって、
前記第１熱接続部は、
前記第１電極と前記外部端子とを電気的に接続する第１バスバーと、
前記第１バスバーと前記蓄電素子とを熱的に接続する第３熱接続部とを含み、
前記第２熱接続部は、
前記第２電極と前記蓄電素子とを電気的に接続する第２バスバーである、蓄電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蓄電装置であって、
前記第３熱接続部は、前記外部端子から前記第１電極に至る前記第１バスバーの熱伝達経路上に位置する、蓄電装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記温度調整部は、前記第１電極と前記第２電極を、熱的に接続する接続部材である、蓄電装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
前記温度調整部は、前記抵抗器を保持し、前記第１電極及び前記第２電極と熱交換する熱交換パネルである、蓄電装置。
【請求項１０】
抵抗器の温度調整方法であって、
前記抵抗器は、外部端子に接続された第１電極と、蓄電素子に接続された第２電極とを有し、
前記第１電極の温度と前記第２電極の温度を調整する調整ステップを有する、抵抗器の温度調整方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の抵抗器の温度調整方法であって、
前記調整ステップでは、前記抵抗器よりも熱容量が大きい第１部材からの熱伝導により、前記１電極の温度と前記第２電極の温度を調整する、抵抗器の温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電素子の電流計測方法の一つに、シャント抵抗などの抵抗器を利用する方法がある。抵抗器は、電流に応じた電圧を発生する。抵抗器の電圧から電流が計測できる。【０００３】
下記特許文献１には、次の記載がある。シャント抵抗に電流が流れると、ペルチェ効果により２つの電流端子間に温度差が生じる。電流端子の熱は、電圧端子に熱伝導することから、電圧端子にも温度差が生じて、電流の計測誤差を生じさせる場合がある。電圧端子にブランチを設けることで、電流端子から電圧端子への熱伝導を抑制する点が記載されている。また、ブランチ間に絶縁性の伝熱シートを配置し、電圧端子間で熱均等性を高める点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４７７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄電装置は、蓄電素子の状態を電流に基づいて、推定する場合がある。状態の推定精度を高めるには、電流計測精度を向上させることが望まれる。電流を計測する抵抗器の第１電極が外部端子に接続され、第２電極が蓄電素子に接続されている場合、第１電極は蓄電装置の周囲温度の影響を受け、第２電極は蓄電素子の温度の影響を受ける。蓄電装置の周囲温度と蓄電素子の温度に温度差がある場合、第１電極と第２電極に温度差が生じて、電流計測精度が低下する場合がある。【０００６】
本発明は、電流計測誤差を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
蓄電装置は、第１電極と第２電極を有する抵抗器と、前記第１電極に電気的に接続された外部端子と、前記第２電極に電気的に接続された蓄電素子と、前記抵抗器により計測した電流に基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定部と、前記第１電極と前記第２電極の温度を調整する温度調整部と、を有する。【０００８】
本技術は、抵抗器の温度調整方法に適用することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
電流の計測誤差を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】バッテリの斜視図
【図２】バッテリの内部構造を示す図
【図３】二次電池の平面図
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図
【図５】組電池の平面図
【図６】図１のＡ−Ａ線断面図
【図７】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図８】バッテリを搭載した車両の側面図
【図９】バッテリのブロック図
【図１０】ＳＯＣ−ＯＣＶ特性を示すグラフ
【図１１】バッテリの垂直断面図
【図１２】バッテリの垂直断面図
【図１３】バッテリの垂直断面図
【図１４】二次電池と外部端子の接続構造を示す斜視図
【図１５】二次電池の平面図
【図１６】ラミネート式の二次電池の分解斜視図
【図１７】ラミネート式の組電池の斜視図
【図１８】熱交換パネルの斜視図
【図１９】図１８のＤ−Ｄ線断面図
【図２０】バッテリの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
蓄電装置は、蓄電素子の状態を電流に基づいて推定する。状態の推定精度を高めるには、電流計測精度を向上させることが望まれる。発明者らは、蓄電素子の電流計測精度を向上させることを鋭意検討した結果、抵抗器の第１電極が外部端子に接続され、第２電極が蓄電素子に接続されている場合、蓄電素子の温度と蓄電装置の周囲温度の温度差により、電流計測誤差が生じる場合がある、ことを突き止めた。
【００１２】
蓄電装置は、第１電極と第２電極を有する抵抗器と、前記第１電極に電気的に接続された外部端子と、前記第２電極に電気的に接続された蓄電素子と、前記抵抗器により計測した電流に基づいて、前記蓄電素子の状態を推定する推定部と、前記第１電極と前記第２電極の温度を調整する温度調整部と、を有する。
【００１３】
温度調整部が、第１電極の温度と第２電極の温度を調整するため、第１電極と第２電極の温度差を小さくして、電流計測誤差を抑えることが出来る。電流計測誤差を抑えることで、蓄電素子の状態の推定精度を高めることが出来る。
【００１４】
前記推定部は、前記電流の積算値により、前記蓄電素子のＳＯＣを推定してもよい。電流積算法は、電流計測誤差が蓄積することから、計測が長期間になると、状態の推定精度が低下する。電流計測誤差を抑えることで、電流計測誤差の蓄積を小さくして、状態の推定精度を高くすることが出来る。
【００１５】
前記蓄電素子は、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が所定値以下の第１領域を有し、前記推定部は、前記第１領域で、前記電流の積算値を用いて、前記蓄電素子のＳＯＣを推定してもよい。ＳＯＣの推定には、電流積算法やＯＣＶ法がある。電流積算法は、電流の積算値を用いてＳＯＣを推定する方法である。ＯＣＶ法は、ＳＯＣとＯＣＶの相関性を利用してＳＯＣを推定する方法である。第１領域は、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が所定値以下であり、ＯＣＶ法によるＳＯＣの推定精度が低い。第１領域では、電流積算法が用いられることがある。電流積算法を用いた場合、微小な電流計測誤差であっても、電流計測誤差が蓄積して、ＳＯＣの推定精度を低下させる。電流計測誤差を抑えることで、第１領域内での、電流計測誤差の蓄積を小さくして、ＳＯＣの推定精度を高くすることが出来る。
【００１６】
前記温度調整部は、前記抵抗器よりも熱容量が大きい第１部材と、前記第１電極と前記第１部材とを熱的に接続する第１熱接続部と、前記第２電極と前記第１部材とを熱的に接続する第２熱接続部と、を備えてもよい。第１熱接続部と第２熱接続部は、熱伝導率［W/mk］（ワット毎メートル毎ケルビン）が、少なくとも空気より高い材料（物質）であればよい。
【００１７】
抵抗器に比べて熱容量が大きい第１部材と熱交換するため、第１電極と第２電極を、温度差の小さい状態に安定させることが出来る。
【００１８】
前記第１部材は、前記蓄電素子であってもよい。蓄電素子が温度変化した場合、蓄電素子と熱交換する電極は温度変化する。第１電極と第２電極のうち、いずれかの電極のみ蓄電素子と熱交換する場合、蓄電素子の温度変化により、第１電極と第２電極に温度差が生じて電流計測精度が悪化する。第１電極と第２電極の双方とも、蓄電素子と熱交換することで、蓄電素子の温度変化によらず、第１電極と第２電極の温度差を小さくして、電流計測精度を高めることが出来る。
【００１９】
前記第１熱接続部は、前記第１電極と前記外部端子とを電気的に接続する第１バスバーと、前記第１バスバーと前記蓄電素子とを熱的に接続する第３熱接続部とを含み、前記第２熱接続部は、前記第２電極と前記蓄電素子とを電気的に接続する第２バスバーでもよい。
第３熱接続部は、熱伝導率［W/mk］（ワット毎メートル毎ケルビン）が、少なくとも空気より高い材料（物質）であればよい。
【００２０】
第１電極と第２電極だけでなく、第１バスバーと第２バスバーも、蓄電素子と熱交換するため、第１電極、第２電極、第１バスバー及び第２バスバーを含む全体の温度を均一化できる。そのため、第１電極と第２電極の温度差を小さくして、電流計測精度をより向上させることが出来る。
【００２１】
前記第３熱接続部は、前記外部端子から前記第１電極に至る前記第１バスバーの熱伝達経路上に位置してもよい。
【００２２】
第３熱接続部は、外部端子から第１バスバーに伝わる熱を、蓄電素子と熱交換する。第１電極が周囲温度の影響を受け難くなることから、第２電極との温度差が小さくなる。
【００２３】
温度調整部は、前記第１電極と前記第２電極とを、熱的に接続する接続部材でもよい。接続部材は、熱伝導率［W/mk］（ワット毎メートル毎ケルビン）が、少なくとも空気より高い材料（物質）であればよい。この構成では、２つの電極が接続部材を介して熱交換することで、２つの電極の温度を均一化して、温度差を小さくすることが出来る。
【００２４】
温度調整部は、前記抵抗器の前記第１電極及び前記第２電極と熱交換する熱交換パネルでもよい。抵抗器と熱交換パネルとの熱交換は、熱伝達層を介してもいいし、直接行ってもよい。この構成では、熱交換パネルと熱交換することで、抵抗器の２つの電極の温度を、熱交換パネルの温度に均一化して、温度差を小さくすることが出来る。
【００２５】
＜実施形態１＞
１．バッテリの説明
バッテリ３０Ａは、蓄電装置の一例である。バッテリ３０Ａは、図１に示すように、概ね箱型のバッテリケース３５を有する。バッテリケース３５は、樹脂製である。バッテリ３０Ａは、バッテリケース３５の上面に一対の外部端子３６と外部端子３７とを有している。外部端子３６と外部端子３７は、充電器や負荷を接続する端子である。外部端子３６は正極の外部端子であり、外部端子３７は、負極の外部端子である。
【００２６】
図２は、バッテリ３０Ａの内部構造を示す図である。図２は、バッテリケース３５を想像線で示し、回路基板等の部品は省略している。図２に示すように、バッテリ３０Ａは、組電池５０を備える。組電池５０は、４つの二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ、二次電池６０Ｄを有する。二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ、二次電池６０Ｄは、「蓄電素子」の一例である。
【００２７】
以下、４つの二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ、二次電池６０Ｄを総称して、二次電池６０とする。二次電池６０は、図３及び図４に示すように、ケース８２に、電極体８３を非水電解質と共に収容したものである。ケース８２は、金属製の直方体形状であり、ケース本体８４と、ケース本体８４を閉じる蓋８５と、を有している。
【００２８】
電極体８３は、詳細については図示しないが、銅箔からなる基材に活物質を塗布した負極要素と、アルミニウム箔からなる基材に活物質を塗布した正極要素との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータを配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータに対して負極要素と正極要素とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらした状態で、ケース本体８４に収容可能となるように扁平状に巻回されている。電極体８３は、絶縁カバー（図略）で覆われており、ケース８２と絶縁されている。
【００２９】
正極要素には正極集電体８６を介して正極端子８７が、負極要素には負極集電体８８を介して負極端子８９がそれぞれ接続されている。正極集電体８６及び負極集電体８８は、平板状の台座部９０と、この台座部９０から延びる脚部９１とからなる。脚部９１は正極要素又は負極要素に接続されている。
【００３０】
正極端子８７及び負極端子８９は、端子本体部９２と、その下面中心部分から下方に突出する軸部９３とからなる。正極端子８７の端子本体部９２と軸部９３とは、アルミニウム（単一材料）によって一体成形されている。
【００３１】
負極端子８９は、端子本体部９２がアルミニウム製で、軸部９３が銅製であり、これらを組み付けたものである。正極端子８７及び負極端子８９の端子本体部９２は、蓋８５の両端部に絶縁材料からなるガスケット９４を介して配置され、このガスケット９４から外方へ露出されている。二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ及び二次電池６０Ｄの構造も同様である。
【００３２】
図５は、組電池５０の平面図である。二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ及び二次電池６０Ｄは、隣り合う電池間で、電極端子８７と電極端子８９の極性が逆向きになるように配置されている。二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ及び二次電池６０Ｄは、隣り合う電池間で、正極端子８７と負極端子８９を金属製の導電板５５で接続することで、直列に接続されている。
【００３３】
バッテリ３０Ａは、図２に示すように、抵抗器１００と、第１バスバー１１０Ａと、第２バスバー１３０を有している。抵抗器１００は一方向に長い長方形状の金属板である。抵抗器１００は、第１電極１０５Ａと、第２電極１０５Ｂと、抵抗体１０１と、を備える。
【００３４】
抵抗体１０１は、電気抵抗の温度変化率の小さい合金（一例として、銅、マンガン、ニッケルの合金：マンガニン）である。抵抗体１０１は、抵抗器１００に流れる電流に比例した電圧を発生する。
【００３５】
第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂは、例えば、銅やアルミニウムなどの金属である。第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂは、抵抗体１０１の両側に位置しており、抵抗体１０１に対して溶接により接合されている。溶接方法は、電子ビーム溶接や抵抗溶接などを用いてもよい。
【００３６】
第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０は、金属板である。第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０は、一例として銅製であり、二次電池６０の長辺方向（Ｘ方向）に長い形状である。第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０の幅（図２のＹ方向長さ）は、二次電池６０Ａの幅より、やや小さい。
【００３７】
図２、図６に示すように、第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０は、二次電池６０Ａの上方に位置している。
【００３８】
第１バスバー１１０Ａの端部１１１には、正極の外部端子３６が溶接等により接続され、第１バスバー１１０Ａの端部１１３には、第１電極１０５Ａが溶接等により接続されている。第１バスバー１１０Ａは、正極の外部端子３６と第１電極１０５Ａを電気的に接続する。
【００３９】
第１バスバー１１０Ａは、Ｘ方向の概ね中央部に、対向部１１５を有している。対向部１１５の幅（図２のＹ方向長さ）は、第１バスバー１１０Ａの幅と等しい。対向部１１５は、第１バスバー１１０Ａの板面から下方に突出し、二次電池６０Ａの上面と対向する。
【００４０】
対向部１１５は、二次電池６０Ａのケース上面、つまり蓋８５の上面に対して絶縁シート１２０を介在して面接触する。絶縁シート１２０は、例えば、絶縁性の樹脂シートである。絶縁シート１２０は、位置がずれないように、対向部１１５の下面に貼着してもよい。対向部１１５は、第１バスバー１１０Ａと二次電池６０Ａを熱的に接続する第３熱接続部の一例である。
【００４１】
第２バスバー１３０の端部１３１には、第２電極１０５Ｂが溶接等により接続され、第２バスバー１３０の端部１３３には、組電池５０の正極、つまり、二次電池６０Ａの正極端子８７が溶接等により接続されている。第２バスバー１３０は、第２電極１０５Ｂと二次電池６０Ａの正極端子８７を電気的に接続する。
【００４２】
第２バスバー１３０は、二次電池６０Ａのケース上面、つまり蓋８５の上面から所定距離離れて位置している。第２バスバー１３０は、二次電池６０Ａのケース上面との間にギャップを有している。
【００４３】
正極の外部端子３６は、第１バスバー１１０Ａ、抵抗器１００、第２バスバー１３０によって、組電池５０の正極、つまり二次電池６０Ａの正極端子８７に電気的に接続される。
【００４４】
バッテリ３０Ａは、図２、図７に示すように、第３バスバー１５０を有している。第３バスバー１５０は、金属板である。第３バスバー１５０は、一例として、銅製であり、二次電池６０の長辺方向（Ｘ方向）に長い形状である。第３バスバー１５０は、二次電池６０Ｄの上方に位置している。
【００４５】
第３バスバー１３０は、負極の外部端子３７と、組電池５０の負極、つまり、二次電池６０Ｄの負極端子８９を電気的に接続する部材である。
【００４６】
第３バスバー１５０の端部１５１には、バッテリ３０Ａの負極の外部端子３７が溶接等により接続されている。第３バスバー１５０の端部１５３には、二次電池６０Ｄの負極端子８９が溶接等により接続されている。
【００４７】
図７に示すように、第３バスバー１５０は、二次電池６０Ｄのケース上面、つまり蓋８５の上面から所定距離離れて位置している。第３バスバー１５０は、二次電池６０Ｄのケース上面との間にギャップを有している。
【００４８】
バッテリ３０Ａは、図８に示すように、車両１０に搭載して使用することが出来る。バッテリ３０Ａは、車両１０に搭載されたエンジン２０の始動用でもよい。つまり、エンジン２０を始動する始動モータ２１の電源でもよい。
【００４９】
２．抵抗器１００の温度調整
抵抗器１００は、第１電極１０５Ａを外部端子３６に接続し、第２電極１０５Ｂを二次電池６０Ａに接続する。外部端子３６の温度は、バッテリ３０Ａの周囲温度の影響を受ける。バッテリ３０Ａの周囲温度と二次電池６０Ａの温度に温度差がある場合、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂに温度差が生じることがある。
【００５０】
第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂに温度差がある場合、ゼーベック効果により、抵抗体１０１の両端に電圧が発生し、電流計測誤差が生じる。電流計測誤差を抑制するには、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を、元の状態よりも、小さくすることが好ましい。
【００５１】
バッテリ３０Ａは、温度調整部７０Ａを有する。温度調整部７０Ａは、第１バスバー１１０Ａと、第２バスバー１３０と、二次電池６０Ａと、からなる。
【００５２】
第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０は金属板であり、熱伝導性を有している。空隙等のギャップは、断熱性であり、熱伝導性を有していない。
【００５３】
対向部１１５は、絶縁シート１２０を介して、二次電池６０Ａの上面に面接触する。対向部１１５を面接触させることで、第１バスバー１１０Ａと二次電池６０Ａとの間で熱伝導が可能となる。
【００５４】
第１バスバー１１０Ａは、二次電池６０Ａと第１電極１０５Ａとを熱的に接続する第１熱接続部である。
【００５５】
第２バスバー１３０は、第２電極１０５Ｂに端部１３１を接続し、正極端子８７に端部１３３を接続する。第２バスバー１３０は、第２電極１０５Ｂと二次電池６０Ａを熱的に接続する第２熱接続部である。
【００５６】
二次電池６０Ａと抵抗器１００は、下記の（１）式で示すように、熱容量Ｃ[Ｊ／Ｋ]が相違しており、二次電池６０Ａの熱容量Ｃ１は、抵抗器１００の熱容量Ｃ２より大きい。二次電池６０Ａの熱容量Ｃ１は、抵抗器１００の熱容量Ｃ２の１０倍以上である。
【００５７】
Ｃ１＞Ｃ２      （１）式
【００５８】
第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを、それぞれ二次電池６０Ａと熱的に接続することで、二次電池６０Ａとの間で熱交換が可能となる。二次電池６０Ａと熱交換することで、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を調整できる。つまり、熱交換前の元の状態に比べて、温度差を小さくすることが出来る。
【００５９】
例えば、二次電池６０Ａに比べて、抵抗器１００が高温である場合、図６に示すように、二次電池６０Ａから第１バスバー１１０Ａを経由して第１電極１０５Ａに冷熱が伝わり、第２バスバー１３０を経由して第２電極１０５Ｂに冷熱が伝わる。
【００６０】
冷熱の伝達により、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂは、冷やされて温度が下がり、二次電池６０Ａの温度に調整される。つまり、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度は、温度差が生じないように、常に同じ温度に調整される。図６のＦ１は、二次電池６０Ａから第１電極１０５Ａへの冷熱の移動を示し、Ｆ２は、二次電池６０Ａから第２電極１０５Ｂへの冷熱の移動を示す。
【００６１】
外部端子３６は、第１電極１０５Ａに対して、第１バスバー１１０Ａで接続されているため、外部端子３６の熱は、第１バスバー１１０Ａ上の熱伝導経路Ｌで、第１電極１０５Ａに伝わる。図６に示すように、対向部１１５は、熱伝導経路Ｌ上に位置するため、外部端子３６から伝わる熱を二次電池６０Ａと熱交換することが出来る。
【００６２】
図９は、バッテリ３０Ａのブロック図である。バッテリ３０Ａは、組電池５０と、抵抗器１００と、電流遮断装置１６０と、回路基板１７０と、組電池５０の温度を検出する温度センサ１８０と、を備える。バッテリ３０Ａには、スイッチ２３を介して始動モータ２１が接続されている。
【００６３】
組電池５０、電流遮断装置１６０及び抵抗器１００は、パワーライン５５Ｐ、パワーライン５５Ｎを介して、直列に接続されている。パワーライン５５Ｐ、パワーライン５５Ｎは電流経路の一例である。
【００６４】
パワーライン５５Ｐは、正極の外部端子３６と組電池５０の正極とを接続するパワーラインである。パワーライン５５Ｎは、負極の外部端子３７と組電池５０の負極とを接続するパワーラインである。
【００６５】
抵抗器１００は、組電池５０の正極に位置し、正極側のパワーライン５５Ｐに設けられている。
【００６６】
電流遮断装置１６０は、組電池５０の負側に位置し、負極側のパワーライン５５Ｎに設けられている。電流遮断装置１６０は、ＦＥＴなどの半導体スイッチ又はリレーである。電流遮断装置１６０をオープンすることで、バッテリ３０Ａの電流を遮断することが出来る。電流遮断装置１６０は、正常時、クローズに制御される。
【００６７】
回路基板１７０には、管理部１７１と、電流検出部１７３と、電圧検出部１７５が搭載されている。回路基板１７０は、バッテリケース３５内において、組電池５０の上方に配置することが出来る。図７に、回路基板１７０を一点鎖線で示す。
【００６８】
電流検出部１７３は、抵抗器１００の両端電圧Ｖｒから、組電池５０の電流Ｉを検出する。電圧検出部１７５は、各二次電池６０の電圧Ｖと、組電池５０の総電圧を検出する。
【００６９】
管理部１７１は、ＣＰＵ１７１Ａと、メモリ１７１Ｂとを備える。管理部１７１は、電流検出部１７３、電圧検出部１７５、温度センサ１８０の出力に基づいて、バッテリ３０Ａの監視処理を行う。監視処理は、所定の計測周期で常時実行される。
【００７０】
管理部１７１は、組電池５０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣ（state of charge）は、組電池５０の充電状態である。ＳＯＣは満充電容量（実容量）に対する残存容量の比率であり、下記の（２）式にて定義することが出来る。ＳＯＣは、ＯＣＶ法と電流積算法との２つの方法で算出できる。管理部１７１は、組電池５０のＳＯＣ（状態）を推定する推定部の一例である。
【００７１】
ＳＯＣ[％]＝（Ｃｒ／Ｃｏ）×１００      （２）
Ｃｏは二次電池の満充電容量、Ｃｒは二次電池の残存容量である。
【００７２】
二次電池６０Ａ、二次電池６０Ｂ、二次電池６０Ｃ及び二次電池６０Ｄは、一例としてリチウムイオン二次電池である。図１０は横軸をＳＯＣ［％］、縦軸をＯＣＶ［Ｖ］とした、リチウムイオン二次電池のＳＯＣ−ＯＣＶ相関特性である。
【００７３】
ＯＣＶ（open circuit voltage：開放電圧）は、二次電池６０の開放電圧である。二次電池６０の開放電圧は、無電流又は無電流とみなせる状態において、二次電池６０の電圧を計測することにより、取得できる。
【００７４】
ＯＣＶ法は、ＳＯＣとＯＣＶの相関性を利用する方法である。ＯＣＶがＯＣＶ１である場合、ＳＯＣとＯＣＶの相関性から、ＳＯＣはＳＯＣ１である。
【００７５】
二次電池６０は、図１０に示すように、ＳＯＣが概ね３１％から９７％の範囲は、グラフがほぼ平坦なプラトー領域Ｈである。プラトー領域Ｈは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が２［ｍＶ／％］以下の領域である。プラトー領域Ｈは、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化率が所定値以下の第１領域である。
【００７６】
ＳＯＣが３１％以下の範囲、９７％以上の範囲は、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が、プラトー領域Ｈよりも大きい高変化領域である。
【００７７】
プラトー領域Ｈは、ＳＯＣの変化量に対するＯＣＶの変化量が小さいため、ＯＣＶ法によるＳＯＣの推定精度が低い。管理部１７１は、ＳＯＣの値からプラトー領域Ｈかそれ以外の領域かを判断し、プラトー領域Ｈでは電流積算法を用いて、ＳＯＣを算出する。それ以外の領域では、電流積算法でＳＯＣを算出してもいいし、ＯＣＶ法でＳＯＣを算出してもよい。
【００７８】
電流積算法は、電流Ｉの積算値により、ＳＯＣを算出する。管理部１７１は、下記の（２）式で示すように、抵抗器１００により計測される電流Ｉの時間に対する積分値に基づいて、組電池５０のＳＯＣを算出する。電流Ｉについて、充電は＋、放電は−である。
【００７９】
ＳＯＣ＝ＳＯＣｏ＋１００×（∫Ｉｄｔ）／Ｃｏ      （２）
ＳＯＣｏは、ＳＯＣの初期値、Ｉは電流である。
【００８０】
バッテリ３０Ａの用途がエンジン始動の場合、エンジン始動時に数百Ａ、時には１０００Ａ以上のクランキング電流を流す必要がある。また、車両が減速した時の回生エネルギーを受け入れる必要がある。そのため、組電池５０は満充電付近では制御されず、ＳＯＣが約７０％になるように制御される場合がある。ＳＯＣ７０％はプラトー領域Ｈであるから、ＳＯＣを電流積算法で推定する期間が長くなる場合がある。
【００８１】
３．効果
バッテリ３０Ａは、温度調整部７０Ａを有している。温度調整部７０Ａは、抵抗器１００の両端温度を調整する。つまり、二次電池６０Ａと熱交換することで、熱交換前の元の状態に比べて、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を小さくする。温度差を小さくすることで、ゼーベック効果による電流計測誤差を抑制することが出来る。
【００８２】
プラトー領域Ｈでは、ＳＯＣの推定に電流積算法が用いられるため、電流計測誤差が蓄積して、ＳＯＣの推定精度を低下させる。電流計測誤差を抑えることで、プラトー領域Ｈ内での電流計測誤差の蓄積を小さくすることが出来、ＳＯＣの推定精度を高くすることが出来る。
【００８３】
第２電極１０５Ｂは、第２バスバー１３０を介して二次電池６０Ａに熱的に接続されており、二次電池６０Ａと熱交換する。二次電池６０Ａの温度が変化すると、第２電極１０５Ｂも温度変化する。第２電極１０５Ｂのみ二次電池６０Ａと熱交換する場合、二次電池６０Ａの温度変化により、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂに温度差が生じて、電流計測精度が悪化する。
【００８４】
第１電極１０５Ａは、第１バスバー１１０Ａと対向部１１５を介して、二次電池６０Ａに熱的に接続されており、二次電池６０Ａと熱交換する。第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの双方とも、二次電池６０Ａと熱交換することで、二次電池６０Ａの温度変化によらず、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を小さくして、電流計測精度を高めることが出来る。二次電池６０Ａを利用して、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を調整するから、温度調整用の部材を専用に設ける場合に比べて、部品点数を削減できる。
【００８５】
二次電池６０Ａは、抵抗器１００に比べて熱容量が大きいから、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度が、二次電池６０Ａの温度に安定し、温度差や温度変化が生じ難い。そのため、抵抗器１００の電流計測精度の向上に好適である。
【００８６】
また、抵抗器１００と二次電池６０Ａとの間の熱交換を、第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０を用いて行うから、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度だけでなく、第１バスバー１１０Ａと第２バスバー１３０の温度も、二次電池６０Ａの温度と等しくなる。そのため、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を小さくでき、電流計測精度をより向上させることが出来る。
【００８７】
外部端子３６から第１バスバー１１０Ａに伝わる熱の少なくとも一部は、対向部１１５により二次電池６０Ａと熱交換されるため、外部端子３６の熱が第１電極１０５Ａに伝わり難くなる。そのため、二次電池６０Ａの温度とバッテリ３０の周囲温度に温度差がある場合でも、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂとの間に生じる温度差を小さくすることが出来る。温度差が元から小さければ、二次電池６０Ａとの熱交換により、その差を更に小さくすることが出来るので、抵抗器１００の電流計測精度の向上に好適である。
【００８８】
＜実施形態２＞
図１１に示すように、実施形態２のバッテリ３０Ｂは、実施形態１のバッテリ３０Ａに対して、二次電池６０Ａと第１電極１０５Ａの熱的な接続構造が相違している。
【００８９】
実施形態２のバッテリ３０Ｂは、温度調整部７０Ｂを有している。温度調整部７０Ｂは、第１バスバー１１０Ｂ、絶縁性の熱伝導シート１２５、第２バスバー１３０、二次電池６０Ａと、からなる。熱伝導シート１２５は、例えば、アルミニウムなど熱伝導性に優れるシート基材の表面に絶縁層を有するシートである。熱伝導シート１２５は、第１バスバー１１０Ｂの下面と二次電池６０Ａの上面との間に位置し、第１バスバー１１０Ｂの下面と二次電池６０Ａの上面にそれぞれ面接触している。熱伝導シート１２５は、第１バスバー１１０Ｂと二次電池６０Ａとを熱的に接続する第３熱接続部である。
【００９０】
熱伝導シート１２５及び第１バスバー１１０Ｂは、第１電極１０５Ａと二次電池６０Ａとを熱的に接続する第１熱接続部である。
【００９１】
第２バスバー１３０は、実施形態１のバッテリ３０Ａと同様に、第２電極１０５Ｂと二次電池６０Ａとを熱的に接続する第２熱接続部である。
【００９２】
実施形態２のバッテリ３０Ｂは、バッテリ３０Ａと同様に、二次電池６０Ａと熱交換することで、抵抗器１００の両端温度を調整できる。つまり、二次電池６０Ａと熱交換する前の元の状態に比べて、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を小さくして、ゼーベック効果による電流計測誤差を抑制することが出来る。
【００９３】
＜実施形態３＞
実施形態３のバッテリ３０Ｃは、実施形態１のバッテリ３０Ａに対して、二次電池６０Ａと第１電極１０５Ａの熱的な接続構造、及び二次電池６０Ａと第２電極１０５Ｂの熱的な接続構造が相違する。
【００９４】
実施形態３のバッテリ３０Ｃは、温度調整部７０Ｃを有している。温度調整部７０Ｃは、図１２に示すように、第１包囲部２００Ａと、第２包囲部２００Ｂと、二次電池６０Ａとからなる。
【００９５】
第１包囲部２００Ａは、絶縁性の樹脂材料からなる。第１包囲部２００Ａは接着剤でもよい。第１包囲部２００Ａは、第１電極１０５Ａと第１バスバー１１０Ｃとの接続部を囲んでいる。第１包囲部２００Ａは、第１バスバー１１０Ｃの下面と二次電池６０Ａの上面との間の隙間を埋めており、二次電池６０Ａの上面に面接触している。第１包囲部２００Ａは、二次電池６０Ａと第１電極１０５Ａとを熱的に接続する第１熱接続部である。第１包囲部２００Ａは、熱伝導性の高い樹脂材料が好ましい。
【００９６】
第２包囲部２００Ｂは、絶縁性の樹脂材料からなる。第２包囲部２００Ｂは接着剤でもよい。第２包囲部２００Ｂは、第２電極１０５Ｂと第２バスバー１３０との接続部を囲んでいる。第２包囲部２００Ｂは、第２バスバー１３０の下面と二次電池６０Ａの上面との間の隙間を埋めており、二次電池６０Ａの上面に面接触している。第２包囲部２００Ｂは、二次電池６０Ａと第２電極１０５Ｂとを熱的に接続する第２熱接続部である。第２包囲部２００Ｂは、熱伝導性の高い樹脂材料が好ましい。
【００９７】
第１電極１０５Ａは、第１包囲部２００Ａを介して、二次電池６０Ａとの間で熱伝達でき、第２電極１０５Ｂは、第２包囲部２００Ｂを介して、二次電池６０Ａとの間で熱伝達できる。
【００９８】
そのため、二次電池６０Ａと熱交換して、抵抗器１００の両端温度を調整できる。つまり、二次電池６０Ａと熱交換する前の元の状態に比べて、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度差を小さくして、ゼーベック効果による電流計測誤差を抑制することが出来る。
【００９９】
＜実施形態４＞
実施形態１〜３のバッテリ３０Ａ〜３０Ｃは、二次電池６０Ａと熱交換することで、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を調整した。
【０１００】
実施形態４のバッテリ３０Ｄは、図１３に示すように、第３包囲部３００を有する。第３包囲部３００は、絶縁性の樹脂材料からなる。第３包囲部３００は、接着剤でもよい。
【０１０１】
第３包囲部３００は、抵抗器１００の全体、つまり、第１電極１０５Ａと、抵抗体１０１と、第２電極１０５Ｂを囲んでいる。第３包囲部３００は、熱伝導性の高い樹脂材料が好ましい。
【０１０２】
第３包囲部３００は、二次電池６２の上面との間に、ギャップを有しており、二次電池６０Ａとは熱的に切り離されている。
【０１０３】
第３包囲部３００は、第１電極１０５Ａと、第２電極１０５Ｂを熱的に接続部材である。第３包囲部３００により、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂは、熱交換が可能となる。第３包囲部３００は、元の状態と比べて温度差を小さくするように、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを温度調整できる。例えば、同じ温度に調整できる。そのため、ゼーベック効果による電流計測誤差を抑制することが出来る。
【０１０４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０５】
（１）上記実施形態１〜４では、蓄電素子の一例として、二次電池６０を例示した。蓄電素子は、二次電池６０に限らず、キャパシタでもよい。二次電池６０は、リチウムイオン二次電池に限らず他の非水電解質二次電池でもよい。鉛蓄電池などを使用することも出来る。蓄電素子は複数を直並列に接続する場合に限らず、直列の接続や、単セルの構成でもよい。
【０１０６】
（２）上記実施形態１〜４では、抵抗器１００を、組電池５０の正極に配置したが、負極に配置してもよい。この場合、抵抗器１００の第１電極１０５Ａを、負極の外部端子３７と電気的に接続し、抵抗器１００の第２電極１０５Ｂを、組電池５０の負極、つまり二次電池６０Ｄの負極と接続する。
【０１０７】
（３）上記実施形態１〜４では、管理部１７１は、抵抗器１００により計測した電流Ｉに基づいて、組電池５０のＳＯＣを推定した。管理部１７１は、抵抗器１００により計測した電流Ｉに基づいて、組電池５０の残存容量Ｃｒや容量維持率（満充電容量の維持率）を推定してもよい。ＳＯＣ、残存容量Ｃｒ、容量維持率は、組電池５０の状態の一例である。
【０１０８】
（４）上記実施形態１〜３では、組電池５０と熱交換することにより、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を調整した。熱交換する部材は、バッテリケース３５でもよい。つまり、第１電極１０５Ａ、第２電極１０５Ｂをバッテリケース３５とそれぞれ熱的に接続して、熱交換前の元の状態に比べて温度差が小さくなるように、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を調整してもよい。バッテリケース３５の熱容量は、抵抗器の熱容量よりも大きくてもよい。組電池５０やバッテリケース３５は、抵抗器１００よりも熱容量が大きい第１部材の一例である。
【０１０９】
（５）上記実施形態１では、抵抗器１００を二次電池６０Ａの上方に配置した。抵抗器１００を二次電池６０Ａの側方に配置してもよい。抵抗器１００を二次電池６０Ａの側方に配置する場合、図１４に示すように、外部端子３６と第１電極１０５Ａを第１バスバー４１０で電気的に接続し、第２電極１０５Ｂと正極端子８７とを第２バスバー４３０で電気的に接続してもよい。第１バスバー４１０に対して、二次電池６０Ａの側面６５（金属製のケース８２の側面）に対向する対向部４１５を設けてもよい。対向部４１５を二次電池６０Ａの側面６５に絶縁シート４２０を介して面接触させることにより、熱交換してもよい。
【０１１０】
（６）上記実施形態４では、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを、第３包囲部３００で熱的に接続した。図１５に示すように、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを、熱伝導性を有する接続板３５０で熱的に接続してもよい。接続板３５０は、絶縁性を有す樹脂板などよい。
【０１１１】
（７）上記実施形態１では、二次電池６０の外装体を金属製のケース８２とした。外装体は、ラミネートフィルム（積層フィルム）でもよい。図１６の二次電池５１０は、電極体である積層体５２０と、積層体５２０に設けられた正負一対の端子５２１、端子５２２と、外装体５３０とを含む。外装体５３０は、一対のラミネートフィルム５３１、ラミネートフィルム５３２から構成されており、フィルム外周を封止することで、積層体５２０と電解液を収容する。ラミネートフィルム５３１とラミネートフィルム５３２は、アルミ基材の両面に絶縁性の樹脂層を有しており、内部に収容される積層体５２０や電解液と絶縁されている。ラミネート式の二次電池５１０は、積層配置が可能であり、コンパクト化に適している。図１７の組電池５００は、４つの二次電池５１０Ａ、二次電池５１０Ｂ、二次電池５１０Ｃ及び二次電池５１０Ｄを積層配置している。二次電池５１０Ａ、二次電池５１０Ｂ、二次電池５１０Ｃ及び二次電池５１０Ｄは、外装体５３０から突出する一対の端子５２１、端子５２２を、上下に隣接する電池間で接合することにより、直列に接続出来る。
【０１１２】
図１７に示す組電池５００は、抵抗器１００の第１電極１０５Ａを、第１バスバー６１０により正極の外部端子３６に接続してもよい。また、抵抗器１００の第２電極１０５Ｂを、第２バスバー６３０により、組電池５００の正極、つまり二次電池５１０Ａの正極端子５２１に接続してもよい。第１バスバー６１０は、二次電池５１０Ａと熱交換するため、二次電池５１０Ａの外面に面接触する対向部６１５を有してもよい。二次電池５１０Ａの外装体５３０は、表面に絶縁性の樹脂層を有しているため、対向部６１５は、絶縁シートを介すことなく、二次電池５１０の外面に直接的に面接触してもよい。
【０１１３】
（８）バッテリ３０Ａ、バッテリ３０Ｂ、バッテリ３０Ｃ及びバッテリ３０Ｄの使用用途は、特定の用途に限定されない。バッテリ３０Ａ、バッテリ３０Ｂ、バッテリ３０Ｃ及びバッテリ３０Ｄは、移動体用（車両用や船舶用、AGVなど）や、定置用（無停電電源システムや太陽光発電システムの蓄電装置）など、種々の用途に使用することが出来る。
【０１１４】
（９）第１バスバー１１０Ｃと蓄電素子６０Ａとを熱的に接続する第３熱接続部は、絶縁シート１２０や熱伝導シート１２５に限らず、絶縁性の接着剤でもよい。
【０１１５】
（１０）温度調整部は、抵抗器１００を保持し、第１電極１０５Ａ及び第２電極１０５Ｂと熱交換する熱交換パネル７００でもよい。熱交換パネル７００の熱容量は、抵抗器の熱容量より大きくてもよい。熱交換パネル７００は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）など絶縁性の樹脂製である。この例では、熱交換パネル７００は、図１８に示すように、収容溝７１０を有している。収容溝７１０には、熱伝導層７２０を間に挟んで、抵抗器１００が収容されている。図１９に示すように、抵抗器１００は、例えば、ビズや接着剤により、収容溝７１０に保持（固定）されている。熱伝導層７２０は、例えば、接着剤やシート状の部材である。熱伝導層７２０は、熱伝導率［W/mk］が少なくとも空気より高い。熱伝導層７２０は、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂを含む抵抗器１００の全体に設けられている。熱伝導層７２０を介して熱交換パネル７００と熱交換することで、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂの温度を均一化し、２つの電極１０５Ａ、１０５Ｂの温度差を、熱交換前の元の状態に比べて小さくすることが出来る。熱伝導層７２０は、少なくとも２つの電極１０５Ａ、１０５Ｂに対して設けられていればよいが、抵抗器１００の全体に設けることで、抵抗器全体の温度を均一化することが出来る。
また、第１バスバー７５０と第２バスバー７６０は、抵抗器１００の各電極１０５Ａ、１０５Ｂに端部を重ねた状態で、抵抗器１００と共に収容溝７１０に収容されている。第１バスバー７５０は、抵抗器１００の第１電極１０５Ａを外部端子３６に電気的に接続し、第２バスバー７６０は、抵抗器１００の第２電極１０５Ｂを、中継バスバー７７０を介して二次電池６０の端子に電気的に接続する。
熱伝導層７２０は、図１９に示すように、抵抗器１００だけでなく、第１バスバー７５０と第２バスバー７６０に対して重なってもよい。両バスバー７５０、７６０が熱伝導層７２０を介して、熱交換パネル７００と熱交換可能となるため、抵抗器１００、第１バスバー７５０、第２バスバー７６０の３部材の温度差を小さくすることが出来る。３部材１００、７５０、７６０の温度差を小さくすることで、第１電極１０５Ａと第２電極１０５Ｂに温度差が生じ難くなる。抵抗器１００の２つの電極１０５Ａ、１０５Ｂを熱交換パネル７００に面接触させるようにすれば、両間で直接熱伝導が可能となることから、熱伝導層７２０を廃止することも可能である。
【０１１６】
図２０は、バッテリ３０Ｅの斜視図である。バッテリ３０Ｅは、組電池５０と、部品パネル８５０と、収容体８００を備える。収容体８００は、合成樹脂材料からなる本体ケース８１０と蓋体８２０とを備えている。蓋体８２０は、本体ケース８１０の上面開口８１５を閉止する。蓋体８２０の前部のうち、一方の隅部に正極の外部端子８２１が固定され、他方の隅部に負極の外部端子８２２が固定されている。
【０１１７】
収容体８００は、組電池５０と部品パネル８５０を収容する。組電池５０は１２個の二次電池６０を有する。１２個の二次電池６０は、３並列で４直列に接続されている。部品パネル８５０は、組電池５０の上部に配置されている。部品パネル８５０は、絶縁性の樹脂パネルである。部品パネル８５０の上面には、回路基板８６０や複数の電子部品８７０が保持されている。電子部品８７０はバスバーや抵抗器を含んでもよい。部品パネル８５０又はその一部を、図１８に示す熱交換パネル７００として用いることが出来る。
【符号の説明】
【０１１８】
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ  バッテリ
５０  組電池
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ  二次電池（蓄電素子）
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ  温度調整部
１００  抵抗器
１０１  抵抗体
１０５Ａ  第１電極
１０５Ｂ  第２電極
１１０Ａ 、１１０Ｂ、１１０Ｃ  第１バスバー（第１熱接続部）
１１５  対向部（第３熱接続部）
１２０  絶縁シート
１３０  第２バスバー（第２熱接続部）
１７１  管理部（推定部）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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