DE112012004461T5

DE112012004461T5 - Schmelzsalzbatterieeinrichtung und Steuerungsverfahren füreine Schmelzsalzbatterieeinrichtung

Info

Publication number: DE112012004461T5
Application number: DE201211004461
Authority: DE
Inventors: c/o Osaka Works of Sum. Elect.In Kobayashi Eiichi; c/o Osaka Works of Sumitomo El Saka Hironobu
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-07-10
Also published as: US20140272486A1; WO2013061979A3; KR20140085454A; CN103891038A; WO2013061979A2; JP2013093239A

Abstract

Es wird eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung, bei der eine Schmelzsalzbatterie leicht aufgewärmt wird und eine Aufwärmzeit beim Zeitpunkt des Einschaltens so verringert wird, dass die Energie, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterie benötigt wird, verringert wird, und auch ein Steuerungsverfahren für die Schmelzsalzbatterieeinrichtung bereitgestellt. Eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 weist auf: mehrere Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und eine Hilfsbatterie (Stromquelle) 41, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Jede Schmelzsalzbatterieeinheit 3 weist eine Aufwärmeinrichtung auf. Zu dem Zeitpunkt des Einschaltens führt die Hilfsbatterie 41 Strom an die Aufwärmeinrichtung einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zu, sodass die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 durch die Aufwärmeinrichtung aufgewärmt wird und somit betrieben werden kann. Die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die in Betrieb genommen wurde, führt den Aufwärmeinrichtungen der anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... Strom zu, sodass die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... durch die Aufwärmeinrichtungen aufgewärmt werden und somit betrieben werden können. Die Schmelzsalzbatterie wird leicht aufgewärmt, ohne dass viel Energie benötigt wird, und somit kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 schnell eingeschaltet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung, die mit mehreren Schmelzsalzbatterien versehen ist, und ein Steuerungsverfahren zum Betrieb der Schmelzsalzbatterien.
Technischer Hintergrund
Zum Zweck der effizienten Verwendung von Strom werden Batterien mit einer hohen Energiedichte und einer hohen Effizienz benötigt. Als eine Batterie dieser Art wurde eine Natriumschwefelbatterie, die in Patentdokument 1 beschrieben wurde, entwickelt. Ein anderes Beispiel einer Batterie mit einer hohen Energiedichte und einer hohen Effizienz ist eine Schmelzsalzbatterie. Die Schmelzsalzbatterie ist eine Batterie, die ein Schmelzsalz als Elektrolyt verwendet und in einem Zustand betrieben wird, in dem das Schmelzsalz geschmolzen ist. Umsetzbare Verwendungsarten einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung, welche Strom unter Verwendung einer Schmelzsalzbatterie speichert, beinhalten einen Modus vom ortsfesten Typ, der in einem Haus oder einer Fabrik eingebaut ist, und einen Modus vom beweglichen Typ, der an einem Fahrzeug oder ähnlichem angebracht ist.
Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: japanische Offenlegungsschrift 2007-273297

Darstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Damit eine Schmelzsalzbatterie stabil betrieben werden kann, muss die Temperatur im Inneren der Schmelzsalzbatterie auf einer Temperatur gehalten werden, die höher ist als der Schmelzpunkt des Schmelzsalzes, sodass das Schmelzsalz flüssig gehalten wird. Im Allgemeinen ist der Schmelzpunkt des Schmelzsalzes höher als Zimmertemperatur und daher wird die Schmelzsalzbatterie bei einer Temperatur betrieben, die höher ist als Zimmertemperatur. Hierbei bezeichnet Zimmertemperatur einen Zustand, in dem weder eine Aufwärmung noch eine Kühlung durchgeführt wird, und ist zum Beispiel 1°C bis 30°C oder ähnliches. Somit bedarf die Schmelzsalzbatterieeinrichtung einer Aufwärmfunktion für die Schmelzsalzbatterie. Wenn die Schmelzsalzbatterieeinrichtung von einem Zustand aus gestartet werden soll, dass die Schmelzsalzbatterie bei einer Temperatur angehalten wurde, wie zum Beispiel einer Zimmertemperatur, welche niedriger oder gleich einem Schmelzpunkt des Schmelzsalzes ist, muss die Schmelzsalzbatterie zunächst auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der die Schmelzsalzbatterie betrieben werden kann. Ein einsetzbares Verfahren zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterie ist ein Verfahren zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterie unter Verwendung einer Aufwärmeinrichtung. Jedoch darf zum Zeitpunkt des Einschaltens der Schmelzsalzbatterie diese selbst nicht als Stromquelle für die Aufwärmeinrichtung dienen. Insbesondere hat eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung vom beweglichen Typ das Problem, dass es schwierig ist, Strom von außen zum Zweck des Aufwärmens der Schmelzsalzbatterie zuzuführen.
Ferner ist eine bestimmte Zeit nötig, um die Schmelzsalzbatterie auf eine Temperatur aufzuwärmen, bei der die Schmelzsalzbatterie betrieben werden kann. Daher gibt es beim Zeitpunkt des Einschaltens eine Aufwärmzeit, bis die Schmelzsalzbatterie verwendbar ist. Insbesondere tritt, wenn die Größe der Schmelzsalzbatterie zum Zweck des Vergrößerns der Kapazität vergrößert wird, ein Problem auf, dass sich die Aufwärmzeit erhöht. Ferner muss zum Zweck des Verbesserns der Effizienz der Energieverwendung der Stromverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterie verringert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung solcher Situationen vorgenommen. Es ist ein Ziel von dieser, eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung, bei der die Schmelzsalzbatterie leicht aufgewärmt wird und die Aufwärmzeit beim Einschalten verringert wird, sodass die Energie, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterie benötigt wird, verringert wird und auch ein Steuerungsverfahren für eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung bereitzustellen.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung, die mehrere Schmelzsalzbatterien aufweist, die in einem Zustand betrieben werden, dass das Schmelzsalz, das als Elektrolyt dient, bei einer Temperatur höher als Zimmertemperatur schmilzt, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
Aufwärmeinrichtungen, die in jeder der mehreren Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind, eine Stromquelle zum Zuführen von Strom bei Zimmertemperatur zu den Aufwärmeinrichtungen, die in einem Teil der Schmelzsalzbatterien enthalten sind, der zu den mehreren Schmelzsalzbatterien gehört, und ein Stromzuführmittel zum Zuführen von Strom von dem Teil der Schmelzsalzbatterien zu den Aufwärmeinrichtungen, die in einem anderen Teil der Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stromzuführmittel so ausgestaltet ist, dass der Strom nacheinander von einigen Schmelzsalzbatterien, die durch die Aufwärmeinrichtungen aufgewärmt werden, zu denen Strom zugeführt wird, zu den Aufwärmeinrichtungen, die in einem anderen Teil der Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind, zugeführt wird.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stromzuführmittel ein Mittel zum Einstellen der Anzahl an Aufwärmeinrichtungen aufweist, denen Strom zuzuführen ist.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine wiederaufladbare Batterie ist, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle ein Kondensator ist.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: ein Mittel zum Laden der Stromquelle mit Strom, der von außen zugeführt wird, und ein Mittel zum Entladen der Stromquelle und zum dadurch Laden eines Teils oder aller der mehreren Schmelzsalzbatterien mit dem Strom, der auf die Stromquelle geladen wurde.
Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner auf: ein Mittel zum Bereitstellen von Strom von einem Teil oder allen Schmelzsalzbatterien zu der Umgebung und ein Mittel zum Versorgen der Umgebung mit Strom von der Stromquelle.
Ein Steuerungsverfahren zum Steuern einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung mit: mehreren Schmelzsalzbatterien, die in einem Zustand betrieben werden, in dem das Schmelzsalz, das als Elektrolyt dient, bei einer Temperatur schmilzt, die höher ist als Zimmertemperatur, Aufwärmeinrichtungen, welche jeweils eine Schmelzsalzbatterie aufwärmen können, und einer Stromquelle, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass es als Schritte aufweist: Veranlassen der Stromquelle, Strom zu den Aufwärmeinrichtungen zuzuführen, die einen Teil der Schmelzsalzbatterien aufwärmen, der zu den mehreren Schmelzsalzbatterien gehört, in einem Zustand, dass eine Temperatur der mehreren Schmelzsalzbatterien Zimmertemperatur ist, und Veranlassen des Teils der Schmelzsalzbatterien, die durch die Aufwärmeinrichtungen so aufgewärmt wurden, dass das Schmelzsalz geschmolzen wurde, dazu, Strom an die Aufwärmeinrichtung zuzuführen, die einen anderen Teil der Schmelzsalzbatterien aufwärmen können.
Das Steuerungsverfahren für eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es ferner folgende Schritte aufweist: Empfangen von Informationen, die einen Strombedarf, der von der Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach außen zuzuführen ist, bezeichnen und das Einstellen der Anzahl an Schmelzsalzbatterien, von denen Strom an die Aufwärmeinrichtungen unter den mehreren Schmelzsalzbatterien zuzuführen ist gemäß der Information.
Bei der vorliegenden Erfindung werden bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung, die mit mehreren Schmelzsalzbatterien und mit einer Stromquelle, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann, versehen ist, ein Teil der mehreren Schmelzsalzbatterien bei Zimmertemperatur mit Strom von der Stromquelle versorgt, sodass der Teil der mehreren Schmelzsalzbatterien dazu gebracht wird, betrieben zu werden. Dann werden die anderen Schmelzsalzbatterien mit dem Strom von mehreren Schmelzsalzbatterien, die in Betrieb sind, aufgewärmt. Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung kann somit von einem Zustand aus angeschaltet werden, in dem die Temperatur Zimmertemperatur ist.
Ferner stellt in der vorliegenden Erfindung die Schmelzsalzbatterie, die mit Strom von der Stromquelle aufgewärmt wird, Strom für Aufwärmeinrichtungen bereit und wärmt somit einen anderen Teil der mehreren Schmelzsalzbatterien auf. Dann wärmen die aufgewärmten Schmelzsalzbatterien noch einen anderen Teil der mehreren Schmelzsalzbatterien auf. Somit werden die Schmelzsalzbatterien nacheinander aufgewärmt.
Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung unter den mehreren Schmelzsalzbatterien die Anzahl der aufzuwärmenden Schmelzsalzbatterien, die zu betrieben sind, gemäß dem Strombedarf eingestellt. Wenn der Strombedarf niedrig ist, wird die Anzahl der Schmelzsalzbatterien, die aufzuwärmen ist, verringert, und somit wird der Stromverbrauch zum Aufwärmen verringert.
Ferner weist bei der vorliegenden Erfindung die Schmelzsalzbatterieeinrichtung eine wiederaufladbare Batterie als Stromquelle auf. Zunächst wird die wiederaufladbare Batterie bei Zimmertemperatur in Betrieb genommen und dann werden auch die Schmelzsalzbatterien in Betrieb genommen. Die wiederaufladbare Batterie kann geladen werden, wenn Strom von außen zugeführt wird.
Ferner weist bei der vorliegenden Erfindung die Schmelzsalzbatterieeinrichtung einen Kondensator als Stromquelle auf. Zunächst wird der Kondensator bei Zimmertemperatur geladen und dann können die Schmelzsalzbatterien auch in Betrieb genommen werden. Der Kondensator kann geladen werden, wenn Strom von außerhalb der Schmelzsalzbatterieeinrichtung zugeführt wird.
Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung die wiederaufladbare Batterie oder der Kondensator, die als Stromquelle dienen, mit Strom geladen, der von außerhalb zugeführt wird. Danach wird die wiederaufladbare Batterie oder der Kondensator dazu gebracht, entladen zu werden, wodurch die Schmelzsalzbatterien wieder aufgeladen werden. Mit der wiederaufladbaren Batterie oder dem Kondensator, bei dem das Laden und Entladen mit höheren Geschwindigkeiten als bei den Schmelzsalzbatterien erzielt werden, kann ein Aufladen effizient erzielt werden.
Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung die Schmelzsalzbatterieeinrichtung die Umgebung mit Strom von der wiederaufladbaren Batterie oder dem Kondensator versorgen, die als Stromquelle dienen. Somit kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung Strom zum Zeitpunkt des Einschaltens bereitstellen, auch wenn die Schmelzsalzbatterie selbst noch nicht betrieben werden kann.
Technische Vorteile
Bei der vorliegenden Erfindung können bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung selbst in einem Zustand, dass die Temperatur Zimmertemperatur ist, indem die Stromquelle in Betrieb genommen wird, die Schmelzsalzbatterien aufgewärmt werden und sie leicht in Betrieb genommen werden. Ferner wird der Strom von der Stromquelle verwendet, um einen Teil der mehreren Schmelzsalzbatterien aufzuwärmen, wodurch der Stromverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterien verringert wird. Ferner stellt, wenn andere Schmelzsalzbatterien mit dem Strom von den Schmelzsalzbatterien aufgewärmt werden, welche aufgewärmt wurden, die vorliegende Erfindung hervorragende Vorteile bereit, wie zum Beispiel, dass die Zeit, die zum Aufwärmen der mehreren Schmelzsalzbatterien benötigt wird, verringert werden kann und somit die Aufwärmzeit, die zum in Betrieb Nehmen der Schmelzsalzbatterieeinrichtung benötigt wird, verringert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Verwendungsmodus einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Konfiguration einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt.
3 ist eine schematische Perspektivansicht, die eine als Beispiel dienende Konfiguration einer Schmelzsalzbatterieeinheit darstellt.
4 ist eine schematische Perspektivansicht, welche eine innere Ausgestaltung einer Schmelzsalzbatteriezelle darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Konfiguration einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Ausführungsform 2 darstellt.
6 ist eine schematische Schnittansicht, welche eine Ausgestaltung eines Kondensators zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine elektrische Ausgestaltung einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Ausführungsform 3 zeigt.
Ausführungsformen der Erfindung
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung spezifisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, welche Ausführungsformen darstellen.
Ausführungsform 1
1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Modus des Verwendens einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Ausführungsform 1 zeigt. Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 ist eine Stromspeichereinrichtung von dem Typ, der an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, und ist an einem Fahrzeug 2 angebracht. Zum Beispiel ist das Fahrzeug ein Elektroauto oder ein Hybridauto. Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 ist durch eine Signallinie mit einer Betriebseinheit 21 verbunden, die von einem Benutzer betätigt wird, um zum Beispiel einen Befehl wie einen Betriebsstart einzugeben. Ferner ist die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 durch eine Stromleitung mit einer Last 22, wie zum Beispiel einem Motor verbunden, der an dem Automobil 2 vorgesehen ist.
2 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Ausgestaltung der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 nach Ausführungsform 1 zeigt. Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung weist auf: mehrere Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und eine Hilfsbatterie 41, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Die mehreren Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und die Hilfsbatterie 41 sind über eine Stromleitung mit einem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 verbunden, der Strom von der Umgebung empfängt und bereitstellt. Der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 ist mit einer Last 22 verbunden, die in 2 nicht dargestellt ist. Ferner ist der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 mit einem Stromzuführschaltkreis 43 verbunden, der Strom zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zuführt. Der Stromzuführschaltkreis 43 ist über eine Stromleitung mit den Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... verbunden. Ferner weist die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eine Steuerungseinheit 44 auf, die den Betrieb der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 steuert, und die Steuerungseinheit 44 ist mit dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 verbunden. Ferner ist die Steuerungseinheit 44 verbunden mit: einer Signalempfangseinheit 45, die ein Signal von der Betriebseinheit 21 empfängt, und einem Temperatursensor 46, der die Temperatur jeder Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... misst. Ferner ist, obwohl nicht in 2 dargestellt, die Steuerungseinheit 44 auch mit dem Stromzuführschaltkreis 43 verbunden.
3 ist eine schematische Perspektivansicht, die eine als Beispiel dienende Ausgestaltung der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zeigt. Die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 ist aufgebaut aus: mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... und mehreren Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ..., welche die Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... aufwärmen. In dem in 3 dargestellten Beispiel sind vier Schmelzsalzbatteriezellen 31 in einer geraden Linie angeordnet und miteinander in Reihe geschaltet. Ferner sind neun Reihen, die jeweils aus vier Schmelzsalzbatteriezellen 31 aufgebaut sind, die in Reihe geschaltet sind, parallel zueinander angeordnet und parallel geschaltet. Das heißt die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 enthält 36 Schmelzsalzbatteriezellen 31. Die zwei Pole der mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31, die miteinander verbunden sind, sind verbunden mit dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42.
Eine rechteckige scheibenförmige Aufwärmeinrichtung 32 ist an jedem der beiden Enden der neun Reihen angeordnet, die jeweils aus vier Schmelzsalzbatteriezellen 31 bestehen. Die Aufwärmeinrichtung 32 ist so angeordnet, dass sie mit der Seitenoberfläche der Schmelzsalzbatteriezelle 31 in Kontakt steht. Ferner ist eine Aufwärmeinrichtung 32 zwischen der dritten Reihe und der vierten Reihe angeordnet und eine Aufwärmeeinrichtung 32 ist auch zwischen der sechsten Reihe und der siebten Reihe angeordnet. Das heißt die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 enthält vier Aufwärmeinrichtung 32 und die Aufwärmeinrichtungen 32 sind jeweils in Kontakt mit den Schmelzsalzbatteriezellen 31, die in der ersten Reihe, der dritten Reihe, der vierten Reihe, der sechsten Reihe, der siebten Reihe und der neunten Reihe angeordnet sind. Jede Aufwärmeeinrichtung 32 ist mit dem Stromzuführschaltkreis 43 verbunden. Die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... sind elektrische Aufwärmeinrichtungen, wie zum Beispiel auf Gummi basierende Aufwärmeinrichtungen und auf Keramik basierende Aufwärmeinrichtungen, die Wärme erzeugen, wenn Strom zugeführt wird. Wenn Strom von dem Stromzuführschaltkreis 43 zugeführt wird, erzeugen die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... Wärme und wärmen somit die Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... in der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 auf. Die gesamte Schmelzsalzbatterieeinheit 3 wird durch ein Wärmeisoliermaterial 33 bedeckt. In 3 ist die äußere Form des Wärmeisoliermaterials 33 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Hierbei dienen die Anordnung und die Verbindungsart der mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31 und die Anordnung der mehreren Aufwärmeinrichtungen 32, die in 3 dargestellt sind, lediglich als Beispiel. Das heißt die Anordnung und die Verbindungsart der mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31 und die Anordnung der mehreren Aufwärmeinrichtungen 32 kann auch beliebig anders sein.
4 ist eine schematische Perspektivansicht, welche die innere Ausgestaltung der Schmelzsalzbatteriezellen 31 darstellt. Die Schmelzsalzbatteriezelle 31 ist so ausgestaltet, dass mehrere positive Elektroden 311, 311, ... und negative Elektroden 312, 312, ... die in einer rechteckigen Plattenform ausgestaltet sind, abwechselnd im Inneren eines Batteriebehälters 316 geschichtet sind, der eine rechteckige parallelepipedförmige Kastenform aufweist, und dass dann ein blattähnliches Trennelement 313 zwischen jeder positiven Elektrode 311 und jeder negativen Elektrode 312 angeordnet wird. In 4 wird die äußere Form des Batteriebehälters 316 durch eine gestrichelte Linie bezeichnet. Die positiven Elektroden 311, 311, ..., die negativen Elektroden 312, 312, ..., und die Trennelemente 313, 313, ... sind senkrecht zu der Grundfläche des Batteriebehälters ausgerichtet angeordnet.
Die positiven Elektroden 311, 311, ... sind so ausgebildet, dass das Material der positiven Elektroden ein aktives positives Elektrodenmaterial wie zum Beispiel NaCrO₂ enthält, mit dem ein Ladungssammler beschichtet wurde, der eine rechteckige Scheibenform aufweist. Die negativen Elektroden 312, 312, ... sind so ausgebildet, dass das Material der negativen Elektrode, welches ein aktives negatives Elektrodenmaterial wie zum Beispiel Sn (Zinn) enthält, durch Plattieren auf einem Ladungssammler ausgebildet wurde, welcher eine rechteckige Scheibenform aufweist. Die Trennelemente 313, 313, ... sind aus einem Isoliermaterial wie zum Beispiel Siliziumglas oder Harz so ausgebildet, dass das Elektrolyt im Inneren aufbewahrt wird, und dass Ionen, die als elektrische Ladungsträger dienen, hindurchtreten können. Zum Beispiel sind die Trennelemente 313, 313 aus Glastextil oder einem porösen geformten Harz hergestellt. Jedes Trennelement 313 ist so angeordnet, dass es die positive Elektrode 311 und die negative Elektrode 312 voneinander trennt. Die positiven Elektroden 311, 311, ..., die negativen Elektroden 312, 312, ... und die Trennelemente 313, 313, ... sind mit Elektrolyt, das aus Schmelzsalz besteht, getränkt.
Das Elektrolyt ist ein Schmelzsalz, das in einem geschmolzenem Zustand als eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit dient. Um den Schmelzpunkt zu verringern wird bevorzugt, dass das Elektrolyt eine Mischung aus mehreren Schmelzsalzen ist. Zum Beispiel kann das Elektrolyt ein gemischtes Salz sein, das aus NaFSA, welches Natriumionen enthält, die als Kationen dienen, FSA (Bisfluorsulfonylamid), welche als Anionen dienen, und aus KFSA, welches Kaliumionen enthält, die als Kationen dienen, und FSA besteht, welche als Anionen dienen. Jedoch kann das Schmelzsalz, das als Elektrolyt dient, auch Anionen wie zum Beispiel TFSA (Bistrifluormethylsulfonylamid) oder FTA (Fluortrifluoromethylsulfonylamid) enthalten und kann alternativ auch andere Kationen wie zum Beispiel organische Ionen enthalten.
Die positiven Elektroden 311, 311, ... sind mit einem Verbindungselement 314 für positive Elektroden verbunden, welches aus einem leitfähigen Material hergestellt ist, und die negativen Elektroden 312, 312 ... sind mit einem Verbindungselement 315 für negative Elektroden verbunden, welches aus einem leitfähigen Material hergestellt ist. Jedes Verbindungselement 314 für positive Elektroden und jedes Verbindungselement 315 für negative Elektroden ist mit einem Anschluss (nicht dargestellt) verbunden, der zum Laden und Entladen der Schmelzsalzbatteriezellen 31 verwendet wird. Jeder Anschluss ist mit einer anderen Schmelzsalzbatteriezelle 31 oder dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 verbunden. Hierbei ist die Ausgestaltung der Schmelzsalzbatteriezelle 31, die in 4 dargestellt ist, lediglich eine schematische Ausgestaltung. Somit kann das Innere der Schmelzsalzbatteriezelle 31 auch andere Bestandteile (nicht dargestellt) wie ein elastisches Element enthalten, welches einer Verformung der positiven Elektroden 311, 311, ... und der negativen Elektroden 312, 312, ... zum Zeitpunkt des Ladens und Entladens entgegenwirkt. Ferner stellt 4 einen Modus dar, in dem die negativen Elektroden 312 in einer Anzahl bereitgestellt werden, die gleich der Anzahl der positiven Elektroden 311 plus eins ist. Jedoch können die Anzahl der negativen Elektroden 312 und der positiven Elektroden 311 gleich sein oder alternativ kann es mehr positive Elektroden 311 geben als negative Elektroden 312. Ferner kann die Schmelzsalzbatteriezelle 31 in einem Modus verwendet werden, dass ein Paar an positiven Elektroden 311 und negativen Elektroden 312 bereitgestellt wird. Ferner ist die Form der Schmelzsalzbatteriezelle 31 nicht auf eine rechteckige parallelepipede Form beschränkt und kann auch eine beliebige andere Form wie zum Beispiel eine zylindrische Form sein.
Die Hilfsbatterie 41 ist eine wiederaufladbare Batterie wie zum Beispiel eine Bleisäurebatterie oder eine wiederaufladbare Lithiumionenbatterie, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Die Hilfsbatterie 41 dient in der vorliegenden Erfindung als Stromquelle. Die Kapazität der Hilfsbatterie 41 ist kleiner als die Kapazität der Schmelzsalzbatterieeinheit 3. Der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 ist ein Schaltkreis, der der Last 22 Strom bereitstellt, während er den Strom und die Spannung anpasst, die von den Schmelzsalzbatterien 3, 3, ... entladen wird. Ferner ist der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 in der Lage, Strom von der Last 22 oder einer externen Stromquelle (nicht dargestellt) zu empfangen und dann die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und die Hilfsbatterie 41 mit dem empfangenen Strom zu laden. Ferner kann der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dem Stromzuführschaltkreis 43 Strom von der Hilfsbatterie 41 den Schmelzsalzbatterieeinrichtungen 3, 3, ... zuführen. Der Stromzuführschaltkreis 43 führt den zugeführten Strom den Schmelzsalzbatterieeinrichtungen 3, 3, ... zu.
Die Steuerungseinheit 44 ist ein elektronischer Schaltkreis, der aufgebaut ist aus: einer Einheit für arithmetische Vorgänge, die einen arithmetischen Vorgang durchführen kann, und einer Speichereinrichtung, die verschiedene Arten an Daten und Programmen speichern kann. Die Signalempfangseinheit 44 ist eine Schnittstelle, die mit der Betriebseinheit 21 verbunden ist und ein Signal empfängt, welches einen Befehl wie zum Beispiel einen Befehl des Betriebsbeginns empfängt, welcher über die Betriebseinheit 21 eingegeben wurde. Gemäß dem durch die Signalempfangseinheit 44 eingegebenen Befehl steuert die Steuerungseinheit 45 die Hilfsbatterie 41, den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 und den Stromzuführschaltkreis 43. Zum Beispiel veranlasst, wenn ein Befehl des Betriebsstarts in die Signalempfangseinheit 45 eingegeben wird, die Steuerungseinheit 44, dass Strom von der Hilfsbatterie 41 über den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 zu dem Stromzuführschaltkreis 43 zugeführt wird und sorgt dann dafür, dass der Stromzuführschaltkreis 43 den Strom einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuführt. Der Strom, der von der Stromzuführschaltkreis 43 zugeführt wird, wird den Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... im Inneren der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt. Der Temperatursensor 46 ist zum Beispiel aus einem Thermistor, einem Thermoelement oder ähnlichem aufgebaut und im Inneren des Wärmeisoliermaterials 33 der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 angeordnet. Auf der Grundlage der Temperatur im Inneren der Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die durch den Temperatursensor 46 gemessen wurde, führt die Steuerungseinheit 44 ein Einstellen des Stroms durch, der von dem Stromzuführschaltkreis 43 zu der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt wird, und steuert somit die Temperatur der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ...
Im Folgenden wird der Betrieb der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 beschrieben. Während des Zeitraums, in dem die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 betrieben wird, wie zum Beispiel dem Zeitraum, in dem sich das Fahrzeug 2 fortbewegt, werden die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... entladen und ein Teil des Stroms, der durch die Entladung erzeugt wird, wird den Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... durch den Stromzuführschaltkreis 43 zugeführt. Der zugeführte Strom wird den Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... im Inneren jeder Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt und dann erwärmen die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... die Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... Auf der Grundlage der Temperatur, die durch den Temperatursensor 46 gemessen wurde, steuert die Steuerungseinheit 44 den Strom, der von dem Stromzuführschaltkreis zugeführt wurde, so, dass die Temperatur im Inneren der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 bei einer Temperatur gehalten wird, bei der das Schmelzsalz in der Schmelzsalzbatteriezelle 31 geschmolzen ist und die Schmelzsalzbatterie 32 stabil betrieben wird. Der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 versorgt die Last 22 mit dem Strom von den Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... Ferner empfängt der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 regenerierten Strom von der Last 22 oder alternativ Strom, der von einer externen Stromquelle (nicht dargestellt) außerhalb des Fahrzeugs 2 zugeführt wird und lädt somit die Hilfsbatterie 41 und die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... auf.
Wenn die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 angehalten wird, wie zum Beispiel in einem Fall, in dem das Fahrzeug 2 geparkt ist, wird das Laden und Entladen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... angehalten und die Stromzufuhr von dem Stromzuführschaltkreis 43 wird auch angehalten. Die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... in der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 hören mit dem Aufwärmen auf und somit fällt die Temperatur der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... auf Zimmertemperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Schmelzsalzes ab. Nachdem die Temperatur der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... auf Zimmertemperatur gefallen ist, wird das Schmelzsalz fest und zu einem Isolator, sodass die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 nicht mehr betrieben werden kann. Die Hilfsbatterie 41 ist in einem aufgeladenen Zustand.
Zum Beispiel in einem Fall, dass das Fahrzeug 2 zu starten ist, betätigt, wenn die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 von einem angehaltenen Zustand aus zu starten ist, der Benutzer die Betätigungseinheit 21 und gibt somit einen Startbefehl. Dann empfängt die Signalempfangseinheit 45 den Startbefehl von der Betriebseinheit 21. Gemäß dem Startbefehl, der durch die Signalempfangseinheit 45 empfangen wurde, bringt die Steuerungseinheit 44 die Hilfsbatterie dazu, sich zu entladen zu beginnen. Ferner bringt die Steuerungseinheit 44 den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dazu, dem Stromzuführschaltkreis 43 Strom von der Hilfsbatterie 41 zuzuführen und bringt dann den Stromzuführschaltkreis 43 dazu, Strom an die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen. Die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die als Ziel dient, zu dem der Strom zuzuführen ist, ist im Vorhinein festgelegt. Dazu ist eine Information, die das Ziel angibt, dem Strom zuzuführen ist, im Vorhinein in der Steuerungseinheit 44 gespeichert. Hierbei kann die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zuzuführen ist, passend verändert werden. Bei der Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom zuzuführen ist, erzeugen die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... Wärme, um somit die Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... aufzuwärmen. Auf der Grundlage der Temperatur, die durch den Temperatursensor 46 gemessen wurde bringt die Steuerungseinheit 44 die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 dazu, dass sie auf eine Temperatur aufgewärmt wird, bei der das Schmelzsalz geschmolzen ist und die Schmelzsalzbatteriezellen 31 stabil betrieben werden. In dem Zustand, in dem das Schmelzsalz in der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... zu einer Elektrolytlösung geschmolzen wurde, kann die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom zugeführt wurde, in Betrieb genommen werden.
Anschließend veranlasst die Steuerungseinheit 44, dass die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die nun in Betrieb genommen werden kann, sich zu entladen beginnt. Ferner bringt die Steuerungseinheit 44 den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dazu, dem Stromzuführschaltkreis 43 Strom von der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen und führt dann dazu, dass der Stromzuführschaltkreis 43 den Strom an andere Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zuführt. Bei den Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., denen Strom zugeführt wurde, erwärmen die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... die Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... und dann können in einem Zustand, dass das Schmelzsalz zu einer Elektrolytlösung geschmolzen wurde, die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... betrieben werden. Das heißt in der vorliegenden Erfindung wird die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 mit Strom von der Hilfsbatterie 41 aufgewärmt und dann werden die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... mit dem Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 aufgewärmt, welche in Betrieb genommen werden konnte. Somit dienen der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42, der Stromzuführschaltkreis 43 und die Steuerungseinheit 44 in der vorliegenden Erfindung als Stromzuführmittel. In dem Zustand, dass alle Schmelzsalzbatterieeinheiten 3 in Betrieb genommen werden konnten, ist das Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 vollständig. Danach führt die Steuerungseinheit 44 die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., dazu, dass diese geladen und entladen werden und veranlasst den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42, Strom zu empfangen und bereitzustellen.
Wie oben im Detail beschrieben wurde, enthält bei der vorliegenden Ausführungsform die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 die Hilfsbatterie 41, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Somit wird zum Zeitpunkt des Einschaltens Strom von der Hilfsbatterie 41 zu einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt, sodass die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 aufgewärmt wird und in Betrieb genommen werden kann. Die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die in Betrieb genommen wurde, führt den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... Strom zu und wärmt somit die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... auf und ermöglicht es diesen, in Betrieb genommen zu werden. Die Hilfsbatterie 41 ist eine Batterie, die auch bei Zimmertemperatur betrieben werden kann. Somit kann auch in einem Zustand, dass die Temperatur Zimmertemperatur ist, die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 auch dadurch eingeschaltet werden, dass die Hilfsbatterie 41 entladen wird. Somit kann bei der vorliegenden Erfindung die Schmelzsalzbatterie leicht aufgewärmt werden, so dass die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eingeschaltet werden kann. Ferner kann insbesondere eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 vom beweglichen Typus realisiert werden.
Ferner ist der Strom von der Hilfsbatterie 41 lediglich dazu da, eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 alleine aufzuwärmen. Daher kann im Vergleich zu einem Fall des Aufwärmens aller Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... der Energieverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterien verringert werden. Es reicht aus, dass die Kapazität der Hilfsbatterie 41 eine Kapazität ist, die ausreicht, um eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 aufzuwärmen. Somit kann die Kapazität der Hilfsbatterie 41 verringert werden und somit kann eine Größenverringerung und Gewichtsverringerung der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 erzielt werden. Ferner ist die Kapazität der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 größer als diejenige der Hilfsbatterie 41. Somit wird der große Strom den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt und somit können die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... im Vergleich zu einem Fall effizienter aufgewärmt werden, in dem Strom von der Hilfsbatterie 41 an alle Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt wird. Somit wird die Zeit, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... benötigt wird, verringert und somit kann auch die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert werden.
Hierbei ist die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 nicht auf einen Modus beschränkt, dass der Strom von einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zugeführt wurde, an die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt wird. Das heißt die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 kann in einem Modus sein, dass die Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., denen Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen ist, eingestellt werden kann. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 2 einen Sensor beinhalten, der den Strom erfasst, der von der Last 22 benötigt wird und der dann eine Information, die den Bedarf an Strom bezeichnet, von dem Sensor in die Signalempfangseinheit 45 eingibt. Auch kann zum Beispiel eine Information bezüglich der Fortbewegung wie zum Beispiel die geplante Fortbewegungsdistanz und die Anzahl der Passagiere in die Betriebseinheit 21 eingegeben werden und dann kann eine Information, welche den Strombedarf entsprechend der eingegebenen Information bezeichnet, in die Signalempfangseinheit 45 eingegeben werden. Gemäß dem Strombedarf, der durch die Information angegeben ist, die in die Signalempfangseinheit 45 eingegeben wird, führt die Steuerungseinheit 44 das Einstellen der Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... durch, denen Strom von einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen ist, welche in Betrieb genommen wurde. Somit kann als ein Ergebnis dieses Verarbeitungsschritts die Anzahl der in Betrieb genommenen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... eingestellt werden. Die Steuerungseinheit 44 stellt die Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... pro Einheit ein, die in Betrieb genommen werden. Zum Beispiel bringt, wenn der Strom unterhalb eines vorher festgelegten eingestellten Schwellenwerts ist, die Steuerungseinheit 44 den Stromzuführschaltkreis dazu, Strom von einer Schmelzsalzbatterieeinheit zu einem Teil der anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zuzuführen. Die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., denen Strom zugeführt wurde, sind in Betrieb und die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, denen Strom nicht zugeführt wurde, sind nicht in Betrieb. Das heißt, in diesem Modus sind, wenn der benötigte Strom niedrig ist, ein Teil der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb. Wenn der Strombedarf niedrig ist, ist eine geringe Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... aufzuwärmen und somit wird der Energieverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterien weiter verringert. Ferner wird in einem Fall, dass der Strom von einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 an eine kleine Anzahl an Schmelzsalzbatterieeinheiten 3 zuzuführen ist, der Strom, der jeder Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt wird, groß. Somit steigt die Temperatur im Inneren der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 schneller an. Somit kann die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, weiter verringert werden.
Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass jede Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... Strom in Reihe zuführt. Insbesondere kann eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zugeführt wurde, Strom einer anderen Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... zuführen. Somit führt die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom zugeführt wurde, Strom weiter der nächsten Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zu. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... auf jede Schmelzsalzbatterieeinheit 3 verteilt werden. Ferner ist es in diesem Modus einfach, die Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., die in Betrieb genommen werden, gemäß dem elektrischen Strombedarf einzustellen.
Ferner ist die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 nicht auf einen Modus festgelegt, in dem sie nur dann eingeschaltet werden kann, nachdem alle Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden. Das heißt es kann ein Modus eingestellt werden, dass ein Einschalten zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, dass eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 in Betrieb genommen wurde. In diesem Modus veranlasst die Steuerungseinheit 44, dass Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zugeführt wurde, zu den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt wird und dass gleichzeitig der Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 von dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 an die Last 22 bereitgestellt wird. In dem Stadium, dass die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zugeführt wurde, in Betrieb genommen wurde, bevor die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurde, wird die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eingeschaltet, um Strom bereitzustellen. Nachdem die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden, empfängt die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 Strom und stellt Strom bereit unter Benutzung der mehreren Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... In dem Stadium, dass die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 in Betrieb genommen wurde, wird die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eingeschaltet. Somit kann die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, weiter verringert werden.
Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, in dem der Strom von der Hilfsbatterie 41 von dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 an die Last 22 bereitgestellt wird. In diesem Modus kann der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 der Last 22 Strom so bereitstellen, dass er den Strom und die Spannung einstellt, die von der Hilfsbatterie 41 entladen werden. Somit bringt je nach Bedarf die Steuerungseinheit 44 den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dazu, der Last 22 den Strom von der Hilfsbatterie 41 bereitzustellen. Zum Beispiel kann selbst in dem Stadium, dass die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... noch nicht in Betrieb genommen werden können, die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 der Last 22 Strom von der Hilfsbatterie 41 bereitstellen, um somit die Last 22 in Betrieb zu nehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eingeschaltet, bevor die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden. Nachdem die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden empfängt die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 Strom unter Verwendung der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und stellt diesen bereit. Somit kann in diesem Modus die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 verwendet wird, verringert werden. Ferner ist es möglich, die Aufwärmzeit zu reduzieren, zu der die Last 22 in Betrieb genommen wird, sodass das Fahrzeug 2 eingeschaltet werden kann.
Ferner wurde die vorliegende Ausführungsform für einen Modus beschrieben, dass Strom von der Hilfsbatterie 41 durch den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 bereitgestellt wird und er durch den Stromzuführschaltkreis 43 an die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 bereitgestellt wird. Jedoch kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 auch in einem Modus sein, dass die Hilfsbatterie 41 direkt mit einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 verbunden ist. Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von der Hilfsbatterie 41 zuzuführen ist, direkt mit den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... verbunden ist. Ferner wurde die vorliegende Ausführungsform für einen Modus beschrieben, dass Strom von der Hilfsbatterie 41 zu einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zugeführt wurde. Jedoch kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das Strom von der Hilfsbatterie 41 an verschiedene Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt wird.
Ausführungsform 2
5 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Ausgestaltung einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 zeigt. In Ausführungsform 2 weist die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 den Kondensator 5 anstelle der Hilfsbatterie 41 in Ausführungsform 1 auf. Der Kondensator 5 ist mit dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 durch einen elektrischen Leiter verbunden. Somit stellt der Kondensator 5 Strom für eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 durch den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 und den Stromzuführschaltkreis 43 bereit. Der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 kann Strom von der Last 22 oder einer externen Stromquelle (nicht dargestellt) empfangen und dann den Kondensator 5 mit dem zugeführten Strom laden. Ferner stellt der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 den Strom und die Spannung ein, die von dem Kondensator 5 entladen wird und kann Strom von dem Kondensator zur Last 22 außerhalb der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 bereitstellen. Ferner ist die Steuerungseinheit 44 mit dem Kondensator 5 verbunden und steuert den Betrieb des Kondensators 5. Die anderen Gesichtspunkte der Ausgestaltung der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 sind ähnlich zu denjenigen in Ausführungsform 1. Somit werden entsprechende Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird ausgelassen.
6 ist eine schematische Schnittansicht, die die Konfiguration des Kondensators 5 darstellt. Der Kondensator 5 weist eine Struktur auf, bei der eine positive Elektrodenschicht 52 und eine negative Elektrodenschicht 54, welche Plattenform haben, mit einem Trennelement 53 dazwischen eingefügt geschichtet sind. Ferner ist ein positives Elektrodensubstrat 51 an der äußeren Seite der positiven Elektrodenschicht 52 und eine negatives Elektrodensubstrat 55 an der äußeren Seite der negativen Elektrodenschicht 54 vorgesehen. Das positive Elektrodensubstrat 53 und das negative Elektrodensubstrat 55 sind Metallplatten wie zum Beispiel rostfreie Stahlplatten. Die positive Elektrodenschicht 52 und die negative Elektrodenschicht 54 weisen jeweils eine Struktur auf, dass ein elektrisch leitfähiges aktives Material an einem plattenförmigen porösen Metallkörper anhaftet. Der poröse Metallkörper ist ein metallisches poröses Medium, der durch Plattieren von Metall auf ein schwammähnliches poröses Harz und anschließendes Entfernen des porösen Harzes hergestellt wurde und welches eine dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweist. Zum Beispiel ist der poröse Metallkörper, der für die positive Elektrodenschicht 52 und die negative Elektrodenschicht 54 verwendet wurde, ein poröser Körper aus Aluminium oder ein poröser Körper aus Nickel. Wenn der poröse Metallkörper für die positive Elektrodenschicht 52 und die negative Elektrodenschicht 54 verwendet wird, weist der Kondensator 5 eine höhere Leistungsdichte auf.
Zum Beispiel ist das elektrisch leitfähige aktive Material, das in der positiven Elektrodenschicht 52 und der negativen Elektrodenschicht 54 enthalten ist, Kohlepulver. Das Trennelement 53 ist ein poröses Harz, das in einer Blattform ausgebildet ist. Zum Beispiel ist das Material des Trennelements 53 Polyethylen. Die positive Elektrodenschicht 52, das Trennelement 53 und die negative Elektrodenschicht 53 sind mit einem Elektrolyt getränkt, welches bei der Betriebstemperatur des Kondensators 5 flüssig ist. Zum Beispiel ist das Elektrolyt ein Propylenkarbonat, in dem LiPF6 gelöst ist. Der Kondensator 5 dient als elektrischer Doppelschichtkondensator, wenn eine Spannung zwischen der positiven Elektrodenschicht 53 und der negativen Elektrodenschicht 53 angelegt wird. Hierbei kann die Struktur des Kondensators 5 eine Vielschichtstruktur sein, bei der mehrere positive Elektrodenschichten 52 und negative Elektrodenschichten 54 mit Trennelementen 53 dazwischen geschichtet sind. Ferner kann anstelle einer Vielschichtstruktur die Struktur des Kondensators 5 eine Struktur sein, bei der die positive Elektrodenschicht 52, das Trennelement 53 und die negative Elektrodenschicht 54 eine Blattform aufweisen, die zylindrisch aufgewickelt ist.
Anschließend wird der Betrieb der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 beschrieben. Wenn die Schmelzsalzbatterieeinrichtung betrieben wird, wie zum Beispiel in einem Fall, dass sich das Fahrzeug 2 fortbewegt wird die Temperatur bei jeder Schmelzsalzbatterieeinheit 3 auf einer Temperatur gehalten, bei der das Schmelzsalz, das als Elektrolyt dient, geschmolzen ist, so dass die Schmelzsalzbatteriezelle 31 stabil betrieben wird. Die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... werden durch den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 geladen und entladen.
Ferner wird der Kondensator 5 durch den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 ge- und entladen. Der Kondensator 5 kann schneller als die Schmelzsalzbatteriezelle 31 geladen und entladen werden. Somit veranlasst die Steuerungseinheit 44, dass der Kondensator 5 in kurzen Abständen ge- und entladen wird, und dass die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... längere Be- und Entladezyklen durchführt. Ferner veranlasst, wenn ein kurzzeitiges Laden mit einem hohen Strom nötig ist, die Steuerungseinheit 44, dass der Kondensator 5 geladen wird. Zum Beispiel führt, wenn ein großer Strom von der Last 22 zu dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 zugeführt wird, wie zum Beispiel in einem Fall, dass der regenerierte Strom durch das Abbremsen des Fahrzeugs 2 erzeugt wird, die Steuerungseinheit 44 dazu, dass der Kondensator 5 mit dem Strom geladen wird, der dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 zugeführt wird. Ferner veranlasst die Steuerungseinheit 44, dass der geladene Kondensator 5 entladen wird und der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... mit dem Strom lädt, der von dem Kondensator 5 entladen wird. Dies ermöglicht es, dass ein kurzzeitiger und großer Strom wie zum Beispiel ein regenerierter Strom effizient auf die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 geladen werden kann.
Nachdem die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 angehalten wurde, wie zum Beispiel in einem Fall, dass das Fahrzeug 2 geparkt wurde, fällt die Temperatur der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... auf Zimmertemperatur ab und somit können die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... nicht mehr betrieben werden. Der Kondensator 5 ist jedoch geladen.
Wie zum Beispiel in einem Fall, dass das Fahrzeug 2 einzuschalten ist, wenn die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 von einem ausgeschalteten Zustand aus einzuschalten ist, wird ein Startbefehl in die Signalempfangseinheit 45 eingegeben und die Steuerungseinheit 44 führt dann den Kondensator 5 dazu, Stroms an eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen. Somit dient der Kondensator 5 als Stromquelle gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom von dem Kondensator 5 zugeführt wurde, wird durch die Aufwärmeinrichtung 32, 32, ... so aufgewärmt, dass das Schmelzsalz in den Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... in eine Elektrolytlösung geschmolzen wird und die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 somit betrieben werden kann. Dann bringt die Steuerungseinheit 44 die nunmehr betriebsfähige Schmelzsalzbatterieeinheit 3 dazu, den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... Strom zuzuführen. Die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... werden aufgewärmt und können somit betrieben werden. Dann ist zu dem Zeitpunkt, dass alle Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... betrieben werden können, das Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinheit 1 vollständig. Danach bringt die Steuerungseinheit 44 der Kondensator 5 und die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... dazu, ge- und entladen zu werden und bringt den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dazu, Strom zu empfangen und bereitzustellen.
Wie oben beschrieben, enthält in der vorliegenden Ausführungsform die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 den Kondensator 5. Somit wird eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 durch den Strom von dem Kondensator 5 aufgewärmt. Dann werden die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... mit dem Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 aufgewärmt, welche in Betrieb genommen wurde. Der Kondensator 5 kann auch bei Zimmertemperatur betrieben werden. Somit kann selbst in einem Zustand, dass die Temperatur Zimmertemperatur ist, die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 eingeschaltet werden, indem der Kondensator 5 entladen wird. Somit kann auch in der vorliegenden Ausführungsform die Schmelzsalzbatterie leicht aufgewärmt werden und kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 leicht eingeschaltet werden. Ferner dient der Strom von dem Kondensator 5 lediglich dazu, eine einzige Schmelzsalzbatterieeinheit 3 aufzuwärmen. Somit kann der Stromverbrauch zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterien verringert werden. Ferner wird ähnlich wie in Ausführungsform 1 die Zeit, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... benötigt wird, verringert und somit wird die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert. Ferner ermöglicht dies in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Kondensator 5 mit Strom von außen ge- und entladen wird, dass ein kurzzeitiger großer Strom wie zum Beispiel ein regenerierter Strom effizient auf die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 geladen wird.
Hierbei kann, ähnlich zu Ausführungsform 1, die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass sie die Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... einstellt, denen Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die in Betrieb ist, zugeführt werden soll. Die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 kann in einem Modus sein, dass jede Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... Strom in Reihe zuführt. Ferner kann ähnlich zur Ausführungsform 1 die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass das Einschalten zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, dass die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 in Betrieb genommen wurde.
Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass der Strom von dem Kondensator 5 von dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 der Last 22 bereitgestellt wird. In diesem Modus kann der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 der Last Strom so bereitstellen, dass sie die Stromstärke und die Spannung, die von dem Kondensator 5 ausgegeben wird, einstellt. Somit bringt je nach Bedarf die Steuerungseinheit 44 den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 dazu, der Last 22 Strom von dem Kondensator 5 bereitzustellen. Zum Beispiel kann selbst zu dem Zeitpunkt, dass die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... noch nicht in Betrieb genommen wurden, die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 der Last 22 Strom von dem Kondensator 5 bereitstellen, sodass die Last 22 in Betrieb genommen wird. Nachdem die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden, empfängt die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 Strom unter Verwendung der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... und stellt diesen bereit. Somit kann die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, nach außen hin verringert werden. Ferner ist es möglich, die Aufwärmzeit, bei der die Last 22 betrieben wird, sodass das Fahrzeug 2 eingeschaltet wird, zu verringern.
Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das Strom von dem Kondensator 5 zu den mehreren Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zugeführt wird. Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das der Kondensator 5 direkt mit einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 verbunden ist.
Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das anstelle des Kondensators 5 eine wiederaufladbare Batterie eingesetzt wird, welche schneller ge- und entladen werden kann als die Schmelzsalzbatterie. In diesem Modus wird die wiederaufladbare Batterie ähnlich zu dem Kondensator 5 betrieben. Wenn ein großer Strom zu dem Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 zugeführt wird, kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 die wiederaufladbare Batterie dazu bringen, geladen zu werden, sie dann die geladene wiederaufladbare Batterie dazu bringen, die geladen ist, entladen zu werden und sie dann die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... dazu zu bringen, mit dem entladenen Strom geladen zu werden. Somit kann auch in diesem Modus eine kurzzeitiger großer Strom effizient auf die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 geladen werden.
Ausführungsform 3
Ausführungsformen 1 und 2 wurden für einen Modus beschrieben, dass die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 mobil ist. In Ausführungsform 3 wird ein Modus von einem ortsfesten Typ beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrische Konfiguration einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung 2 nach Ausführungsform 3 darstellt. In Ausführungsform 3 beinhaltet die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 nicht die Hilfsbatterie 41 in Ausführungsform 1. Ferner ist der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 mit einer externen Stromquelle 47 wie zum Beispiel einer kommerziellen Stromquelle verbunden, die von der externen Last getrennt ist. Der Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 führt den Strom, der von der externen Stromquelle 47 bereitgestellt wird, dem Strombereitstellungsschaltkreis 43 zu. Somit dann führt der Strombereitstellungsschaltkreis 43 den zugeführten Strom zu der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zu. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient die externe Stromquelle 47 als Stromquelle der vorliegenden Erfindung. Die anderen Gesichtspunkte der Ausgestaltung der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 sind ähnlich zu denjenigen in Ausführungsform 1. Somit werden entsprechende Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wurde ausgelassen.
Wenn die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 betrieben wird, wird die Temperatur in jeder Schmelzsalzbatterieeinheit 3 auf einer Temperatur gehalten, bei der das Schmelzsalz, das als Elektrolyt dient, geschmolzen ist, sodass die Schmelzsalzbatteriezelle 31 stabil betrieben wird. Die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... werden über den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 ge- und entladen. Nachdem die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 angehalten wurde, fällt die Temperatur der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... auf Zimmertemperatur ab und somit können die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... nicht betrieben werden.
Wenn die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 von einem angehaltenen Zustand aus einzuschalten ist, bringt gemäß dem Startbefehl, der in die Signalempfangseinheit 45 eingegeben wird, die Steuerungseinheit 44 den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42 und den Stromzuführschaltkreis 43 dazu, Strom von der externen Stromquelle 47 zu einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen. Die Schmelzsalzbatterieeinheit 3, der Strom durch die externe Stromquelle 47 zugeführt wird, wird durch die Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... aufgewärmt, sodass das Schmelzsalz in den Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... zu einer Elektrolytlösung geschmolzen wird und somit die Schmelzsalzbatterieeinheit 3 in Betrieb genommen werden kann. Dann führt die Steuerungseinheit 44 die nunmehr in Betrieb genommene Schmelzsalzbatterieeinheit 3 dazu, Strom zu den anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... zuzuführen. Die anderen Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... werden aufgewärmt und können somit in Betrieb genommen werden. Somit ist zu dem Zeitpunkt, das alle Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... in Betrieb genommen wurden, das Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 vollständig. Danach führt die Steuerungseinheit 44 die Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... dazu, ge- und entladen zu werden und bringt den Empfangs-/Bereitstellungsschaltkreis 42, dazu, Strom zu empfangen und bereitzustellen.
Wie oben im Detail beschrieben wird bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 mit dem Strom von der externen Stromquelle 47 aufgewärmt. Dann werden die verbleibenden Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ... mit dem Strom von der einen Schmelzsalzbatterieeinheit 3, die in Betrieb genommen wurde, aufgewärmt. Der Strom von der externen Stromquelle 47 wärmt lediglich die eine Schmelzsalzbatterieeinheit auf. Somit wird der Stromverbrauch, der zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert. Ferner wird ähnlich zu Ausführungsform 1 und 2 die Zeit, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., verwendet wird, verringert und somit kann die Aufwärmzeit, die zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert werden.
Hierbei kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das sie die Anzahl der Schmelzsalzbatterieeinheiten 3, 3, ..., denen Strom von der einen in Betrieb genommenen Schmelzsalzbatterieeinheit 3 zuzuführen ist, gemäß dem Strombedarf einstellt. Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 in einem Modus sein, dass jede Schmelzsalzbatterieeinheit 3, 3, ... Strom in Reihe bereitstellt. Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, dass das Einschalten zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, das die eine Schmelzsalzbatterieeinheit 3 in Betrieb genommen wurde. Ferner kann ein Modus eingesetzt werden, dass der Strom von der externen Stromquelle 47 zu den mehreren Schmelzsalzbatterieeinheiten 3 zugeführt wird. Ferner kann die Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 in einem Modus sein, das die externe Stromquelle 47 direkt mit einer Schmelzsalzbatterieeinheit 3 verbunden ist.
Ferner wurden die obengenannten Ausführungsformen 1 bis 3 von einem Modus beschrieben, dass der Betrieb der Schmelzsalzbatterie durch die Einheit der Schmelzsalzbatterieeinheit 3 gesteuert wird. Jedoch kann die Schmelzsalzbatterieeinheit 1 in einem Modus sein, dass der Betrieb der Schmelzsalzbatterie durch die Einheit der Schmelzsalzbatteriezelle 31 gesteuert wird. Bei der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 nach diesem Modus wird unter den mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... zunächst Strom zu den Aufwärmeinrichtungen 32 zum Aufwärmen eines Teiles der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... zugeführt wird. Dann wird, nachdem der Teil der Schmelzsalzbatteriezellen 31 in Betrieb genommen wurde, Strom von der Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ... die in Betrieb genommen wurden, zu den Aufwärmeinrichtungen 32, 32, ... zugeführt, welche die anderen Schmelzsalzbatteriezellen 31 aufwärmen. Zu dem Zeitpunkt, dass die mehreren Schmelzsalzbatteriezellen 31, 31, ..., in Betrieb genommen wurden, ist das Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 vollständig. Auch kann in diesem Modus der Energieverbrauch, der zum Einschalten der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert werden und auch die Aufwärmzeit, die zum Aufwärmen der Schmelzsalzbatterieeinrichtung 1 benötigt wird, verringert werden. Die hierin offenbarten Ausführungsformen sollten lediglich als Beispiele und nicht in allen Gesichtspunkten als beschränkend betrachtet werden. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert. Jedwede Veränderung, die den Schutzbereich der Ansprüche oder deren Äquivalente fällt, sollte als mitinbegriffen betrachtet werden.
Bezugszeichenliste

1: Schmelzsalzbatterieeinrichtung
22: Last
3: Schmelzsalzbatterieeinheit
31: Schmelzsalzbatteriezelle
32: Aufwärmeinrichtung
33: Wärmeisoliermaterial
41: Hilfsbatterie
42: Empfangs-/Versorgungsschaltkreis
43: Stromzuführschaltkreis
44: Steuerungseinheit
46: Temperatursensor
47: Externe Stromquelle
5: Kondensator

Claims

Schmelzsalzbatterieeinrichtung mit mehreren Schmelzsalzbatterien, die in einem Zustand betrieben werden können, dass ein Schmelzsalz, welches als Elektrolyt dient, bei einer Temperatur höher als Zimmertemperatur schmilzt, gekennzeichnet durch: Aufwärmeinrichtungen, welche jeweils in jeder der mehreren Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind, eine Stromquelle zum Zuführen von Strom bei Zimmertemperatur zu den Aufwärmeinrichtungen, die in einem Teil der Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind, welche zu den mehreren Schmelzsalzbatterien gehören, und Stromzuführmittel zum Zuführen von Strom von dem Teil der Schmelzsalzbatterien zu den Aufwärmeinrichtungen, die in einem anderen Teil der Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stromzuführmittel so ausgestaltet ist, dass der Strom in Reihe von einigen Schmelzsalzbatterien, die durch die Aufwärmeinrichtungen aufgewärmt wurden, denen Strom zugeführt wurde, zu den Aufwärmeinrichtungen zugeführt wird, die in einem anderen Teil der Schmelzsalzbatterien vorgesehen sind.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Stromzuführmittel aufweist: ein Mittel zum Einstellen der Anzahl an Aufwärmeinrichtungen, denen Strom zuzuführen ist.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Stromquelle eine wiederaufladbare Batterie ist, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Stromquelle ein Kondensator ist.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: ein Mittel zum Laden der Stromquelle mit Strom, der von außerhalb zugeführt wird und ein Mittel zum Entladen der Stromquelle und zum dadurch Laden eines Teils der oder aller Schmelzsalzbatterien mit dem Strom, der auf die Stromquelle geladen wurde.
Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: ein Mittel zum Bereitstellen von Strom nach außen von einem Teil oder von allen der mehreren Schmelzsalzbatterien und ein Mittel zum Bereitstellen von Strom nach außerhalb der Stromquelle.
Steuerungsverfahren zum Steuern einer Schmelzsalzbatterieeinrichtung mit: mehreren Schmelzsalzbatterien, die in einem Zustand betrieben werden, dass ein Schmelzsalz, welches als Elektrolyt dient, bei einer Temperatur höher als Zimmertemperatur geschmolzen wird, Aufwärmeinrichtungen, welche jeweils jede Schmelzsalzbatterie aufwärmen können, und einer Stromquelle, die bei Zimmertemperatur betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass es als Schritte aufweist: Veranlassen der Stromquelle, Strom in einem Zustand, dass eine Temperatur der mehreren Schmelzsalzbatterien Zimmertemperatur ist, zu den Aufwärmeinrichtungen zuzuführen, die einen Teil der Schmelzsalzbatterien aufwärmen, der zu den mehreren Schmelzsalzbatterien gehört, und Veranlassen des Teils der Schmelzsalzbatterien, welche durch die Aufwärmeinrichtungen aufgewärmt wurden, sodass das Schmelzsalz geschmolzen wurde, dass sie Strom an die Aufwärmeinrichtung zuzuführen, die einen anderen Teil der Schmelzsalzbatterien aufwärmen können.
Steuerungsverfahren für eine Schmelzsalzbatterieeinrichtung nach Anspruch 8, ferner mit den Schritten des: Empfangens einer Information, welche einen Strombedarf bezeichnet, der von der Schmelzsalzbatterieeinrichtung zur Umgebung bereitzustellen ist, und Einstellens der Anzahl der Schmelzsalzbatterien, von denen Strom zu den Aufwärmeinrichtungen zuzuführen ist, unter den mehreren Schmelzsalzbatterien gemäß der Information.