JP2000182662A - ナトリウム―硫黄電池の運転方法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池の運転方法Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過放電又は過充電させることなく、許容され
る限界まで放電又は充電させることができるナトリウム
−硫黄電池の運転方法を提供する。 【解決手段】 複数の単電池を直並列に接続してなるナ
トリウム−硫黄電池５の放電に係る運転方法である。ナ
トリウム−硫黄電池５の放電中の温度Ｔを測定し、放電
深度をカウントして、ナトリウム−硫黄電池５の放電中
の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正及
び放電深度による補正を加味した補正電圧ＶL（ＶL＝Ｖ
O×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2、但し、ＶO：単電池の放電
末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：
初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係
数、Ｋ2：内部抵抗の放電深度による補正係数）に達し
た時点で放電を停止する。
る限界まで放電又は充電させることができるナトリウム
−硫黄電池の運転方法を提供する。 【解決手段】 複数の単電池を直並列に接続してなるナ
トリウム−硫黄電池５の放電に係る運転方法である。ナ
トリウム−硫黄電池５の放電中の温度Ｔを測定し、放電
深度をカウントして、ナトリウム−硫黄電池５の放電中
の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正及
び放電深度による補正を加味した補正電圧ＶL（ＶL＝Ｖ
O×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2、但し、ＶO：単電池の放電
末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：
初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係
数、Ｋ2：内部抵抗の放電深度による補正係数）に達し
た時点で放電を停止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ナトリウム−硫
黄電池を過放電又は過充電させることなく、許容される
限界まで放電又は充電させることを可能ならしめるナト
リウム−硫黄電池の運転方法に関する。
黄電池を過放電又は過充電させることなく、許容される
限界まで放電又は充電させることを可能ならしめるナト
リウム−硫黄電池の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 ナトリウム−硫黄電池（以下、「Ｎａ
Ｓ電池」という。）は、昼夜間の格差の大きい電力需要
の平準化のための装置、特に夏期の電力需要の急増する
時間帯へ電力を供給するいわゆるピークカット用電力貯
蔵装置として、或いは自然災害時の非常用電源として、
その他各種用途に、その実用化が期待されている。
Ｓ電池」という。）は、昼夜間の格差の大きい電力需要
の平準化のための装置、特に夏期の電力需要の急増する
時間帯へ電力を供給するいわゆるピークカット用電力貯
蔵装置として、或いは自然災害時の非常用電源として、
その他各種用途に、その実用化が期待されている。
【０００３】 ＮａＳ電池は、実用的には複数の単電池
を直列に接続した単電池群（以下、「ＮａＳ電池ストリ
ング」という。）を、複数並列に接続してＮａＳ電池ブ
ロックとし、更にＮａＳ電池ブロックを複数接続してＮ
ａＳ電池モジュールを形成し、インバータ等と共に回路
を構成することで、ＮａＳ電池電力貯蔵システムとして
使用される。
を直列に接続した単電池群（以下、「ＮａＳ電池ストリ
ング」という。）を、複数並列に接続してＮａＳ電池ブ
ロックとし、更にＮａＳ電池ブロックを複数接続してＮ
ａＳ電池モジュールを形成し、インバータ等と共に回路
を構成することで、ＮａＳ電池電力貯蔵システムとして
使用される。
【０００４】 このようなＮａＳ電池モジュールの運転
方法としては、従来から、夜間に所定時間充電し、昼間
の所定時間に放電する充放電サイクルを毎日繰り返す方
法が採られている。ここで、ピークカット用等の電力貯
蔵用電源としては、電池を損傷させない範囲で許容限界
まで電流を放電又は充電することが望ましい運転方法で
あるが、これまでそのような運転方法は見出されていな
い。そのため、電池を損傷させない安全な範囲で夜間に
所定時間、例えば１０時間充電し、昼間に所定時間、例
えば８時間放電するといった充放電サイクルを繰り返す
運転方法が行われてきた。
方法としては、従来から、夜間に所定時間充電し、昼間
の所定時間に放電する充放電サイクルを毎日繰り返す方
法が採られている。ここで、ピークカット用等の電力貯
蔵用電源としては、電池を損傷させない範囲で許容限界
まで電流を放電又は充電することが望ましい運転方法で
あるが、これまでそのような運転方法は見出されていな
い。そのため、電池を損傷させない安全な範囲で夜間に
所定時間、例えば１０時間充電し、昼間に所定時間、例
えば８時間放電するといった充放電サイクルを繰り返す
運転方法が行われてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、ＮａＳ電
池においては、放電が進むと、個々の単電池の陽極側に
多硫化ナトリウム（以下、「Ｎａ2ＳX」と記す。）が生
成し、陰極のナトリウムが欠乏するまで放電が進むと、
その後の充放電が不可能となる。また、放電が進み陽極
のＮａ2ＳXの組成がＮａ2Ｓ2.7になると３５０℃以下の
温度では固相が生じ、これ以上の放電が不可能となる。
更に、充電の際に金属ナトリウムとして陰極に戻らない
との問題も生じる。従って、通常は、陰極のナトリウム
が欠乏する直前、又はＮａ2ＳXの組成として例えばＮａ
2Ｓ3程度が放電の限界となる。
池においては、放電が進むと、個々の単電池の陽極側に
多硫化ナトリウム（以下、「Ｎａ2ＳX」と記す。）が生
成し、陰極のナトリウムが欠乏するまで放電が進むと、
その後の充放電が不可能となる。また、放電が進み陽極
のＮａ2ＳXの組成がＮａ2Ｓ2.7になると３５０℃以下の
温度では固相が生じ、これ以上の放電が不可能となる。
更に、充電の際に金属ナトリウムとして陰極に戻らない
との問題も生じる。従って、通常は、陰極のナトリウム
が欠乏する直前、又はＮａ2ＳXの組成として例えばＮａ
2Ｓ3程度が放電の限界となる。
【０００６】 単電池の起電力はＮａ2ＳXの活量で決ま
るため、放電状態によりその値が異なるが、Ｎａ2Ｓ5に
相当する放電深度より放電状態が浅い場合には、液相の
硫黄が存在し、硫黄の電位に相当する約２．０８Ｖに一
定に保たれる。しかし、これより放電深度が深くなると
起電力は徐々に低くなり、放電末に相当する例えばＮａ
2Ｓ3では開路電圧は１．７８Ｖになる。
るため、放電状態によりその値が異なるが、Ｎａ2Ｓ5に
相当する放電深度より放電状態が浅い場合には、液相の
硫黄が存在し、硫黄の電位に相当する約２．０８Ｖに一
定に保たれる。しかし、これより放電深度が深くなると
起電力は徐々に低くなり、放電末に相当する例えばＮａ
2Ｓ3では開路電圧は１．７８Ｖになる。
【０００７】 従って、単電圧の開路電圧が１．８Ｖに
達するまで放電できると考えられるが、実際に電力供給
用の電源において、放電中に放電を中止して開路電圧を
測定することはできない。また、放電時の作動電圧は、
開路電圧から内部抵抗と放電電流の積だけ低くなるが、
放電中の内部抵抗は温度等の種々の要因によって変化す
るため、放電中の作動電圧から相当する開路電圧を把握
することもできない。
達するまで放電できると考えられるが、実際に電力供給
用の電源において、放電中に放電を中止して開路電圧を
測定することはできない。また、放電時の作動電圧は、
開路電圧から内部抵抗と放電電流の積だけ低くなるが、
放電中の内部抵抗は温度等の種々の要因によって変化す
るため、放電中の作動電圧から相当する開路電圧を把握
することもできない。
【０００８】 更には、内部抵抗は陽極容器の腐食など
により経年変化するため、放電中の作動電圧から相当す
る開路電圧を把握することができない。このように、放
電中の作動電圧からどの時点で放電を停止すれば電池を
損傷させることなく許容限界まで放電できるかについて
の運転方法は、これまで見い出されていなかった。
により経年変化するため、放電中の作動電圧から相当す
る開路電圧を把握することができない。このように、放
電中の作動電圧からどの時点で放電を停止すれば電池を
損傷させることなく許容限界まで放電できるかについて
の運転方法は、これまで見い出されていなかった。
【０００９】 一方、充電の場合も同様に、充電中の内
部抵抗が種々の要因で変化するため、過充電による電池
の損傷を招くことなく許容限界まで充電させる運転方法
は知られていなかった。
部抵抗が種々の要因で変化するため、過充電による電池
の損傷を招くことなく許容限界まで充電させる運転方法
は知られていなかった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、過放電、過充電させることなく許容限界まで
放電又は充電できるＮａＳ電池の運転方法を提供するこ
とにある。
の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、過放電、過充電させることなく許容限界まで
放電又は充電できるＮａＳ電池の運転方法を提供するこ
とにある。
【００１１】 即ち、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の放電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温
度を測定し、放電深度をカウントして、当該ナトリウム
−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗
の温度による補正及び放電深度による補正を加味した補
正電圧ＶLに達した時点で放電を停止することを特徴と
するナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供される。
ここで補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×
Ｋ2、で表される。
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の放電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温
度を測定し、放電深度をカウントして、当該ナトリウム
−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗
の温度による補正及び放電深度による補正を加味した補
正電圧ＶLに達した時点で放電を停止することを特徴と
するナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供される。
ここで補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×
Ｋ2、で表される。
【００１２】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の放電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放
電深度をカウントし、更に故障した単電池を検出して、
当該ナトリウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度による補正
及び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味
した補正電圧ＶLに達した時点で放電を停止することを
特徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供さ
れる。ここで補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×
Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3、で表される。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の放電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放
電深度をカウントし、更に故障した単電池を検出して、
当該ナトリウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度による補正
及び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味
した補正電圧ＶLに達した時点で放電を停止することを
特徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供さ
れる。ここで補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×
Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3、で表される。
【００１３】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の放電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放
電深度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充
放電回数及び／又は運転日数をカウントして、当該ナト
リウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内
部抵抗の温度による補正と放電深度による補正と単電池
の故障による並列数の変化による補正及び充放電回数及
び／又は運転日数による補正を加味した補正電圧ＶLに
達した時点で放電を停止することを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池の運転方法、が提供される。ここで補正電
圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×
（Ｋ4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5））、で表され、内部抵
抗の充放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗
の運転日数による補正係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2
＋Ｒ1から求められる補正係数を用いることが好まし
い。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の放電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放
電深度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充
放電回数及び／又は運転日数をカウントして、当該ナト
リウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内
部抵抗の温度による補正と放電深度による補正と単電池
の故障による並列数の変化による補正及び充放電回数及
び／又は運転日数による補正を加味した補正電圧ＶLに
達した時点で放電を停止することを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池の運転方法、が提供される。ここで補正電
圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×
（Ｋ4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5））、で表され、内部抵
抗の充放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗
の運転日数による補正係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2
＋Ｒ1から求められる補正係数を用いることが好まし
い。
【００１４】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の充電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温
度を測定し、充電深度をカウントして、当該ナトリウム
−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗
の温度による補正と充電深度による補正を加味した補正
電圧ＶHに達した時点で充電を停止することを特徴とす
るナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供される。こ
こで補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×
Ｃ、で表される。
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の充電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温
度を測定し、充電深度をカウントして、当該ナトリウム
−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗
の温度による補正と充電深度による補正を加味した補正
電圧ＶHに達した時点で充電を停止することを特徴とす
るナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供される。こ
こで補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×
Ｃ、で表される。
【００１５】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度とを測定し、
充電深度をカウントし、故障した単電池を検出して、当
該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖ
が、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補正及
び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味し
た補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止することを特
徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供され
る。ここで、補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×
Ｋ1×Ｃ×Ｋ3、で表される。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度とを測定し、
充電深度をカウントし、故障した単電池を検出して、当
該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖ
が、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補正及
び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味し
た補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止することを特
徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方法、が提供され
る。ここで、補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×
Ｋ1×Ｃ×Ｋ3、で表される。
【００１６】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、充
電深度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充
放電回数及び／又は運転日数をカウントして、当該ナト
リウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内
部抵抗の温度による補正と充電深度による補正と単電池
の故障による並列数の変化による補正及び充放電回数及
び／又は運転日数による補正を加味した補正電圧ＶHに
達した時点で充電を停止することを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池の運転方法、が提供される。ここで補正電
圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×Ｋ3×（Ｋ
4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、で表され、内部抵抗の充
放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗の運転
日数による補正係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/ 2＋Ｂ×
Ｄ＋Ｒ1から求められる補正係数を用いることがより好
ましい。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、充
電深度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充
放電回数及び／又は運転日数をカウントして、当該ナト
リウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内
部抵抗の温度による補正と充電深度による補正と単電池
の故障による並列数の変化による補正及び充放電回数及
び／又は運転日数による補正を加味した補正電圧ＶHに
達した時点で充電を停止することを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池の運転方法、が提供される。ここで補正電
圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×Ｋ3×（Ｋ
4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、で表され、内部抵抗の充
放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗の運転
日数による補正係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/ 2＋Ｂ×
Ｄ＋Ｒ1から求められる補正係数を用いることがより好
ましい。
【００１７】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の充電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温
度を測定して、当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両
端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正及び充
電末分極電圧補正を加味した補正電圧ＶHに達した時点
で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄電
池の運転方法、が提供される。ここで補正電圧ＶHは、
ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ 1、で表される。
直列に接続してなるナトリウム−硫黄電池の充電に係る
運転方法であって、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温
度を測定して、当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両
端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正及び充
電末分極電圧補正を加味した補正電圧ＶHに達した時点
で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄電
池の運転方法、が提供される。ここで補正電圧ＶHは、
ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ 1、で表される。
【００１８】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故
障した単電池を検出して、当該ナトリウム−硫黄電池の
充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による
補正と充電末分極電圧補正及び単電池の故障による並列
数の変化による補正を加味した補正電圧ＶHに達した時
点で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄
電池の運転方法、が提供される。ここで補正電圧Ｖ
Hは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3、で表
される。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故
障した単電池を検出して、当該ナトリウム−硫黄電池の
充電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による
補正と充電末分極電圧補正及び単電池の故障による並列
数の変化による補正を加味した補正電圧ＶHに達した時
点で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄
電池の運転方法、が提供される。ここで補正電圧Ｖ
Hは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3、で表
される。
【００１９】 また、本発明によれば、複数の単電池を
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故
障した単電池を検出し、更に充放電回数及び／又は運転
日数をカウントして、当該ナトリウム−硫黄電池の充電
中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正
と充電末分極電圧補正と単電池の故障による並列数の変
化による補正及び充放電回数及び／又は運転日数による
補正を加味した補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止
することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方
法、が提供される。ここで補正電圧ＶHは、ＶH＝（Ｖh
＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又
はＫ4×Ｋ5）、で表され、内部抵抗の充放電回数による
補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗の運転日数による補正
係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｂ×Ｄ＋Ｒ1から求
められる補正係数を用いることが好ましい。
直列に接続してなる単電池群を更に複数並列に接続して
なるナトリウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であっ
て、ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故
障した単電池を検出し、更に充放電回数及び／又は運転
日数をカウントして、当該ナトリウム−硫黄電池の充電
中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正
と充電末分極電圧補正と単電池の故障による並列数の変
化による補正及び充放電回数及び／又は運転日数による
補正を加味した補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止
することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方
法、が提供される。ここで補正電圧ＶHは、ＶH＝（Ｖh
＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又
はＫ4×Ｋ5）、で表され、内部抵抗の充放電回数による
補正係数Ｋ4及び／又は内部抵抗の運転日数による補正
係数Ｋ5としては、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｂ×Ｄ＋Ｒ1から求
められる補正係数を用いることが好ましい。
【００２０】 上述したこれらのナトリウム−硫黄電池
の運転方法における補正電圧ＶHもしくはＶLを求めるに
当たって使用される各種のパラメータは、ＶO：単電池
の放電末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、
Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補
正係数、Ｋ2：内部抵抗の放電深度による補正係数、
Ｋ3：単電池群の並列総数と故障単電池を含まない単電
池群数との比、Ｋ4：内部抵抗の充放電回数による補正
係数、Ｋ5：内部抵抗の運転日数による補正係数、Ｒ：
内部抵抗、Ａ及びＢ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場
合）若しくは運転日数（Ｋ5の場合）、Ｖh：単電池の充
電末設計開路電圧、Ｃ：内部抵抗の充電深度による補正
係数、α（充電末分極補正電圧）：０．０１Ｖ〜０．１
Ｖ、をそれぞれ示している。
の運転方法における補正電圧ＶHもしくはＶLを求めるに
当たって使用される各種のパラメータは、ＶO：単電池
の放電末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、
Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補
正係数、Ｋ2：内部抵抗の放電深度による補正係数、
Ｋ3：単電池群の並列総数と故障単電池を含まない単電
池群数との比、Ｋ4：内部抵抗の充放電回数による補正
係数、Ｋ5：内部抵抗の運転日数による補正係数、Ｒ：
内部抵抗、Ａ及びＢ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場
合）若しくは運転日数（Ｋ5の場合）、Ｖh：単電池の充
電末設計開路電圧、Ｃ：内部抵抗の充電深度による補正
係数、α（充電末分極補正電圧）：０．０１Ｖ〜０．１
Ｖ、をそれぞれ示している。
【００２１】 さて、上述した本発明のＮａＳ電池の運
転方法においては、組み立て後、即ち未使用のＮａＳ電
池モジュールに、定格電流を３０〜６０分間放電した時
点で測定した内部抵抗を初期内部抵抗とすることが好ま
しい。また、ナトリウム−硫黄電池モジュールの定期点
検時に測定した内部抵抗を初期内部抵抗としてもよい。
更に、種々の要因による内部抵抗の変化量を予測して、
充電時又は放電時の電圧／電流制御に組み入れ、充放電
を行うと、より精密な制御を行うことができ、好まし
い。
転方法においては、組み立て後、即ち未使用のＮａＳ電
池モジュールに、定格電流を３０〜６０分間放電した時
点で測定した内部抵抗を初期内部抵抗とすることが好ま
しい。また、ナトリウム−硫黄電池モジュールの定期点
検時に測定した内部抵抗を初期内部抵抗としてもよい。
更に、種々の要因による内部抵抗の変化量を予測して、
充電時又は放電時の電圧／電流制御に組み入れ、充放電
を行うと、より精密な制御を行うことができ、好まし
い。
【００２２】 なお、これらの本発明において、単電池
もしくは単電池群の「直列に接続」又は「並列に接続」
は、電気的な直列接続、並列接続を意味する。また、上
述の通り、本発明のＮａＳ電池の運転方法は、ＮａＳ電
池ストリング、ＮａＳ電池ブロックについての運転方法
であるが、これらの運転方法が、ＮａＳ電池モジュール
の運転にあたって、その構成要素たるＮａＳ電池ストリ
ング及び／又はＮａＳ電池ブロックを制御するためにも
用いられることは言うまでもない。
もしくは単電池群の「直列に接続」又は「並列に接続」
は、電気的な直列接続、並列接続を意味する。また、上
述の通り、本発明のＮａＳ電池の運転方法は、ＮａＳ電
池ストリング、ＮａＳ電池ブロックについての運転方法
であるが、これらの運転方法が、ＮａＳ電池モジュール
の運転にあたって、その構成要素たるＮａＳ電池ストリ
ング及び／又はＮａＳ電池ブロックを制御するためにも
用いられることは言うまでもない。
【００２３】
【発明の実施の形態】 以下、本発明のＮａＳ電池の運
転方法を説明するにあたり、図１（ａ）の回路図に示し
たような、単電池１を１０本ほど直列に接続したストリ
ング３を更に１０列ほど並列に接続した、計１００本の
単電池１を用いたＮａＳ電池ブロック４（１０直列×１
０並列）を、断熱容器２内に収容してなるＮａＳ電池５
を考える。
転方法を説明するにあたり、図１（ａ）の回路図に示し
たような、単電池１を１０本ほど直列に接続したストリ
ング３を更に１０列ほど並列に接続した、計１００本の
単電池１を用いたＮａＳ電池ブロック４（１０直列×１
０並列）を、断熱容器２内に収容してなるＮａＳ電池５
を考える。
【００２４】 このＮａＳ電池５を用いた電力貯蔵用装
置６の構成を示す回路図を図１（ｂ）に示す。電力貯蔵
用装置６は、ＮａＳ電池の直流系統と交流系統をインバ
ータを介して放電又は充電する装置を示し、その構成
は、ＮａＳ電池５の両端間の電圧を測定する電圧計８、
ＮａＳ電池５の温度を測定する温度計９、放電又は充電
中の電流を測定する電流計１０、電流と放電時間又は電
流と充電時間の積をカウントする深度カウント計（図示
せず）、充放電回数（充放電サイクルの回数を指す。）
カウント計（図示せず）又は運転日数カウント計（図示
せず）及び故障した単電池を検知する検知計（図示せ
ず）と、これら各種の計器からの情報を入力して所定の
演算式に基づいて計算し、インバータの作動を制御する
制御装置１５から構成されている。
置６の構成を示す回路図を図１（ｂ）に示す。電力貯蔵
用装置６は、ＮａＳ電池の直流系統と交流系統をインバ
ータを介して放電又は充電する装置を示し、その構成
は、ＮａＳ電池５の両端間の電圧を測定する電圧計８、
ＮａＳ電池５の温度を測定する温度計９、放電又は充電
中の電流を測定する電流計１０、電流と放電時間又は電
流と充電時間の積をカウントする深度カウント計（図示
せず）、充放電回数（充放電サイクルの回数を指す。）
カウント計（図示せず）又は運転日数カウント計（図示
せず）及び故障した単電池を検知する検知計（図示せ
ず）と、これら各種の計器からの情報を入力して所定の
演算式に基づいて計算し、インバータの作動を制御する
制御装置１５から構成されている。
【００２５】 次に、電力貯蔵用装置６の充放電１サイ
クルにおける作動電圧Ｖ及び開路電圧の挙動を図２に示
す。運転開始時（ａ点）の開路電圧Ｖaは、放電開始と
同時に運転開始時の温度に対応する内部抵抗Ｒと運転開
始時の電流Ｉ1との積だけドロップした放電開始時の作
動電圧Ｖb（ｂ点）になり、放電が進むにつれて作動電
圧Ｖは徐々に降下し、放電末の作動電圧ＶC（ｃ点）に
達した時点で放電を中止する。
クルにおける作動電圧Ｖ及び開路電圧の挙動を図２に示
す。運転開始時（ａ点）の開路電圧Ｖaは、放電開始と
同時に運転開始時の温度に対応する内部抵抗Ｒと運転開
始時の電流Ｉ1との積だけドロップした放電開始時の作
動電圧Ｖb（ｂ点）になり、放電が進むにつれて作動電
圧Ｖは徐々に降下し、放電末の作動電圧ＶC（ｃ点）に
達した時点で放電を中止する。
【００２６】 続く休止時の開路電圧Ｖdは、放電末の
設計開路電圧に近似した電圧であり、単電池の放電末設
計開路電圧ＶOと直列単電池数Ｎの積（ＶO×Ｎ）、即
ち、この場合は１０ＶOに近似した電圧となる。そし
て、充電開始とともに運転開始時（ｅ点）の充電作動電
圧Ｖeは充電開始時の電池の温度に対応する内部抵抗Ｒ
と充電開始時の電流Ｉ2との積だけ上昇する。充電が進
み充電末の作動電圧Ｖfに達した時点（ｆ点）で充電を
停止する。
設計開路電圧に近似した電圧であり、単電池の放電末設
計開路電圧ＶOと直列単電池数Ｎの積（ＶO×Ｎ）、即
ち、この場合は１０ＶOに近似した電圧となる。そし
て、充電開始とともに運転開始時（ｅ点）の充電作動電
圧Ｖeは充電開始時の電池の温度に対応する内部抵抗Ｒ
と充電開始時の電流Ｉ2との積だけ上昇する。充電が進
み充電末の作動電圧Ｖfに達した時点（ｆ点）で充電を
停止する。
【００２７】 このような充放電１サイクルにおいて、
作動電圧Ｖが放電末の作動電圧ＶCに達したか否かを判
定するにあたっては、まず、放電開始から順次所定の時
間間隔で放電中の作動電圧Ｖ及び電池の温度を測定し、
放電深度をカウントする。そして、初期内部抵抗Ｒ1を
基準にして、温度（内部抵抗の温度依存による補正係数
をＫ1とする。）及び放電深度（内部抵抗の放電深度に
よる補正係数をＫ2とする。）により、内部抵抗をＲ1×
Ｋ1×Ｋ2と補正し、更に補正電圧Ｖ LをＶL＝ＶO×Ｎ−
Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2により求める。そして、作動電圧Ｖ
が補正電圧ＶLに一致したときは、作動電圧Ｖが放電末
の作動電圧ＶCに到達したことを意味する。また、この
ことは作動電圧Ｖが単電池の放電末設計開路電圧ＶOに
到達していることを意味している。
作動電圧Ｖが放電末の作動電圧ＶCに達したか否かを判
定するにあたっては、まず、放電開始から順次所定の時
間間隔で放電中の作動電圧Ｖ及び電池の温度を測定し、
放電深度をカウントする。そして、初期内部抵抗Ｒ1を
基準にして、温度（内部抵抗の温度依存による補正係数
をＫ1とする。）及び放電深度（内部抵抗の放電深度に
よる補正係数をＫ2とする。）により、内部抵抗をＲ1×
Ｋ1×Ｋ2と補正し、更に補正電圧Ｖ LをＶL＝ＶO×Ｎ−
Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2により求める。そして、作動電圧Ｖ
が補正電圧ＶLに一致したときは、作動電圧Ｖが放電末
の作動電圧ＶCに到達したことを意味する。また、この
ことは作動電圧Ｖが単電池の放電末設計開路電圧ＶOに
到達していることを意味している。
【００２８】 ここで、温度による内部抵抗の補正につ
いて、更に詳しく説明する。図３は初期内部抵抗Ｒ1に
ついて、電池温度を種々変化させた場合の内部抵抗Ｒ1
の変化を測定した結果を示している。補正電圧ＶLの算
出方法は前述の通りであるが、具体的には、放電開始後
の最初の測定点（ｂ＋１）における電池の温度Ｔ(b+1)
を測定し、Ｔ(b+1)に対応した内部抵抗Ｒ(b+1)を図３か
ら求めると、測定点（ｂ＋１）における温度による内部
抵抗の補正係数Ｋ1はＫ1＝Ｒ(b+1)／Ｒ1となる。
いて、更に詳しく説明する。図３は初期内部抵抗Ｒ1に
ついて、電池温度を種々変化させた場合の内部抵抗Ｒ1
の変化を測定した結果を示している。補正電圧ＶLの算
出方法は前述の通りであるが、具体的には、放電開始後
の最初の測定点（ｂ＋１）における電池の温度Ｔ(b+1)
を測定し、Ｔ(b+1)に対応した内部抵抗Ｒ(b+1)を図３か
ら求めると、測定点（ｂ＋１）における温度による内部
抵抗の補正係数Ｋ1はＫ1＝Ｒ(b+1)／Ｒ1となる。
【００２９】 引き続き次の測定点（ｂ＋２）における
電池の温度Ｔ(b+2)を測定し、Ｔ(b+2)に対応する内部抵
抗Ｒ(b+2)を図３から求めると、測定点（ｂ＋２）にお
ける温度による内部抵抗の補正係数Ｋ1はＫ1＝（Ｒ
(b+1)／Ｒ1）×（Ｒ(b +2)／Ｒ(b+1)）＝Ｒ(b+2)／Ｒ1と
なる。以下、順次各測定点の温度を測定し、図３より対
応する内部抵抗を求め、各測定点における温度による内
部抵抗の補正係数を求めて、温度による補正を行うので
ある。
電池の温度Ｔ(b+2)を測定し、Ｔ(b+2)に対応する内部抵
抗Ｒ(b+2)を図３から求めると、測定点（ｂ＋２）にお
ける温度による内部抵抗の補正係数Ｋ1はＫ1＝（Ｒ
(b+1)／Ｒ1）×（Ｒ(b +2)／Ｒ(b+1)）＝Ｒ(b+2)／Ｒ1と
なる。以下、順次各測定点の温度を測定し、図３より対
応する内部抵抗を求め、各測定点における温度による内
部抵抗の補正係数を求めて、温度による補正を行うので
ある。
【００３０】 次に、放電深度による内部抵抗の補正に
ついて詳細に説明する。内部抵抗Ｒは放電が進むにつれ
て変化するが、これは陽極室に生成するＮａ2ＳXが、組
成によって異なる抵抗を示すためである。実用に供する
ＮａＳ電池は生産の際、各単電池の品質管理が厳しく行
われているため、各単電池間の品質のバラツキは極めて
小さい。従って電池の放電深度による内部抵抗の補正に
ついては単電池で放電深度と内部抵抗の関係を予め測定
し、その結果を実際の電池に当てはめることが可能であ
る。
ついて詳細に説明する。内部抵抗Ｒは放電が進むにつれ
て変化するが、これは陽極室に生成するＮａ2ＳXが、組
成によって異なる抵抗を示すためである。実用に供する
ＮａＳ電池は生産の際、各単電池の品質管理が厳しく行
われているため、各単電池間の品質のバラツキは極めて
小さい。従って電池の放電深度による内部抵抗の補正に
ついては単電池で放電深度と内部抵抗の関係を予め測定
し、その結果を実際の電池に当てはめることが可能であ
る。
【００３１】 そこで、単電池で測定して得られた放電
深度と内部抵抗との関係を図４に示す。放電が進むと内
部抵抗は徐々に上昇し、ｐ点で極大値を示した以後低下
しており、内部抵抗の温度依存性と比較して複雑な挙動
を示している。ここで、ｐ点における陽極室の活物質は
Ｎａ2Ｓ5であると推定される。
深度と内部抵抗との関係を図４に示す。放電が進むと内
部抵抗は徐々に上昇し、ｐ点で極大値を示した以後低下
しており、内部抵抗の温度依存性と比較して複雑な挙動
を示している。ここで、ｐ点における陽極室の活物質は
Ｎａ2Ｓ5であると推定される。
【００３２】 このように放電深度と内部抵抗の関係を
単電池で予め測定しておいた上で、前述の通りにして補
正電圧ＶLを求める。具体的には、放電開始と共に放電
深度（電流×時間）をカウントし、放電開始後の最初の
測定点（ｂ＋１）における放電深度に対応した内部抵抗
ｒ(b+1)を図４から求める。但し、図４は単電池につい
ての値であるから、電池全体の内部抵抗ｒ(b+1)は単電
池の直列数、並列数に基づいて計算する必要がある。各
単電池の内部抵抗は極めて近似した値を有すると仮定で
きることから、測定点（ｂ＋１）における放電深度によ
る内部抵抗の補正係数Ｋ2は、Ｋ2＝ｒ(b+1)／Ｒ1で表す
ことができる。
単電池で予め測定しておいた上で、前述の通りにして補
正電圧ＶLを求める。具体的には、放電開始と共に放電
深度（電流×時間）をカウントし、放電開始後の最初の
測定点（ｂ＋１）における放電深度に対応した内部抵抗
ｒ(b+1)を図４から求める。但し、図４は単電池につい
ての値であるから、電池全体の内部抵抗ｒ(b+1)は単電
池の直列数、並列数に基づいて計算する必要がある。各
単電池の内部抵抗は極めて近似した値を有すると仮定で
きることから、測定点（ｂ＋１）における放電深度によ
る内部抵抗の補正係数Ｋ2は、Ｋ2＝ｒ(b+1)／Ｒ1で表す
ことができる。
【００３３】 引き続き次の測定点（ｂ＋２）における
放電深度に対応する内部抵抗ｒ(b+2)を図４から求め
る。測定点（ｂ＋２）における放電深度による内部抵抗
の補正係数Ｋ2はＫ2＝（ｒ(b+1)／Ｒ1）×（ｒ(b+2)／
ｒ(b+1)）＝ｒ(b+2)／Ｒ1となる。以下、順次各測定点
の放電深度に対応する内部抵抗を求め、各測定点におけ
る放電深度による内部抵抗の補正係数を求めて放電深度
による補正を行う。
放電深度に対応する内部抵抗ｒ(b+2)を図４から求め
る。測定点（ｂ＋２）における放電深度による内部抵抗
の補正係数Ｋ2はＫ2＝（ｒ(b+1)／Ｒ1）×（ｒ(b+2)／
ｒ(b+1)）＝ｒ(b+2)／Ｒ1となる。以下、順次各測定点
の放電深度に対応する内部抵抗を求め、各測定点におけ
る放電深度による内部抵抗の補正係数を求めて放電深度
による補正を行う。
【００３４】 このように、本発明のＮａＳ電池の運転
方法における一つの放電方法は、放電中、所定の時間間
隔で、初期内部抵抗を基準にして、温度及び放電深度に
よる補正を加味したＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ス
トリングの放電設計回路電圧（ＶO×Ｎ）から前記補正
されたＩＲドロップ分（Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2）を差し引
いた補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池ストリングの放電中の
作動電圧Ｖが達した時点で放電を停止することを特徴と
している。
方法における一つの放電方法は、放電中、所定の時間間
隔で、初期内部抵抗を基準にして、温度及び放電深度に
よる補正を加味したＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ス
トリングの放電設計回路電圧（ＶO×Ｎ）から前記補正
されたＩＲドロップ分（Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2）を差し引
いた補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池ストリングの放電中の
作動電圧Ｖが達した時点で放電を停止することを特徴と
している。
【００３５】 なお、充電の場合に、充電時の作動電圧
Ｖが、充電末の作動電圧Ｖfに達したか否かを判別する
方法は、上述した放電の場合と同様の方法で求めること
ができる。即ち、ＮａＳ電池の充電中の温度を測定し、
充電深度をカウントする。初期内部抵抗Ｒ1を基準にし
て、温度による補正（内部抵抗の温度依存による補正係
数をＫ1とする。）、充電深度による補正（内部抵抗の
充電深度による補正係数をＣとする。）により内部抵抗
をＲ1×Ｋ1×Ｃと算出し、充電の際の補正電圧ＶHを、
ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃにより求める。ここ
で、作動電圧Ｖが補正電圧ＶHと一致した時点が充電末
の作動電圧Ｖfに達したこと、つまり充電を停止する電
圧であることを意味し、即ちこのことは、作動電圧Ｖ
が、単電池の充電末設計開路電圧Ｖhに到達することを
意味する。
Ｖが、充電末の作動電圧Ｖfに達したか否かを判別する
方法は、上述した放電の場合と同様の方法で求めること
ができる。即ち、ＮａＳ電池の充電中の温度を測定し、
充電深度をカウントする。初期内部抵抗Ｒ1を基準にし
て、温度による補正（内部抵抗の温度依存による補正係
数をＫ1とする。）、充電深度による補正（内部抵抗の
充電深度による補正係数をＣとする。）により内部抵抗
をＲ1×Ｋ1×Ｃと算出し、充電の際の補正電圧ＶHを、
ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃにより求める。ここ
で、作動電圧Ｖが補正電圧ＶHと一致した時点が充電末
の作動電圧Ｖfに達したこと、つまり充電を停止する電
圧であることを意味し、即ちこのことは、作動電圧Ｖ
が、単電池の充電末設計開路電圧Ｖhに到達することを
意味する。
【００３６】 なお、放電に係る補正電圧ＶLを求める
に当たって内部抵抗と放電深度との関係を調べたよう
に、充電に係る補正電圧ＶHを求めるためには、内部抵
抗と充電深度との関係を予め知る必要がある。図５は、
単電池において、放電末の作動電圧に達した後に充電を
開始し、内部抵抗と充電深度の関係を測定した結果であ
る。内部抵抗は充電が進むにつれて複雑な変化を示して
いるが、この変化の様子を補正電圧ＶHを算出する基礎
に用いることが可能である。
に当たって内部抵抗と放電深度との関係を調べたよう
に、充電に係る補正電圧ＶHを求めるためには、内部抵
抗と充電深度との関係を予め知る必要がある。図５は、
単電池において、放電末の作動電圧に達した後に充電を
開始し、内部抵抗と充電深度の関係を測定した結果であ
る。内部抵抗は充電が進むにつれて複雑な変化を示して
いるが、この変化の様子を補正電圧ＶHを算出する基礎
に用いることが可能である。
【００３７】 このように、本発明のＮａＳ電池の運転
方法における一つの充電方法は、充電中、所定の時間間
隔で初期内部抵抗を基準にして温度及び放電深度による
補正を加味したＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ストリ
ングの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）にＩＲドロップ
を加えた補正電圧ＶHに、充電中のＮａＳ電池ストリン
グの作動電圧Ｖが達した時点で充電を停止することを特
徴としている。
方法における一つの充電方法は、充電中、所定の時間間
隔で初期内部抵抗を基準にして温度及び放電深度による
補正を加味したＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ストリ
ングの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）にＩＲドロップ
を加えた補正電圧ＶHに、充電中のＮａＳ電池ストリン
グの作動電圧Ｖが達した時点で充電を停止することを特
徴としている。
【００３８】 尚、充電深度による補正を省略して、単
電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより更に０．０１〜０．
１Ｖの範囲で深く充電すれば、単電池のβアルミナ管を
破損させずに深く充電することができる。このような充
電末分極補正電圧を、以下「α」と表す。
電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより更に０．０１〜０．
１Ｖの範囲で深く充電すれば、単電池のβアルミナ管を
破損させずに深く充電することができる。このような充
電末分極補正電圧を、以下「α」と表す。
【００３９】 つまり、この場合の充電方法は、ＮａＳ
電池ストリングの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）に、
０．０１〜０．１Ｖの範囲の所定値αと単電池直列数Ｎ
との積を加算して得られる電圧と、初期内部抵抗Ｒ1を
温度補正して求めたＩＲドロップとを加算して求めた補
正電圧ＶHに、充電中のＮａＳ電池ストリングの作動電
圧Ｖが達した時点で充電を停止することを特徴とする。
従って、この場合のＶHは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ
×Ｒ1×Ｋ1、と表される。
電池ストリングの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）に、
０．０１〜０．１Ｖの範囲の所定値αと単電池直列数Ｎ
との積を加算して得られる電圧と、初期内部抵抗Ｒ1を
温度補正して求めたＩＲドロップとを加算して求めた補
正電圧ＶHに、充電中のＮａＳ電池ストリングの作動電
圧Ｖが達した時点で充電を停止することを特徴とする。
従って、この場合のＶHは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ
×Ｒ1×Ｋ1、と表される。
【００４０】 さて、次に、図１に示したＮａＳ電池ブ
ロック４において、単電池１が何らかの要因で故障した
場合についての運転方法について説明する。故障した単
電池１を含んだまま回路内に接続状態にした場合には故
障単電池を含むＮａＳストリング３が開放故障になり、
回路から電気的に遮断される。その結果、並列数の変化
に伴いＮａＳ電池ブロック４の内部抵抗が変化する。従
って、放電中又は充電中における補正電圧を求める際
に、この要因による補正が必要となる。
ロック４において、単電池１が何らかの要因で故障した
場合についての運転方法について説明する。故障した単
電池１を含んだまま回路内に接続状態にした場合には故
障単電池を含むＮａＳストリング３が開放故障になり、
回路から電気的に遮断される。その結果、並列数の変化
に伴いＮａＳ電池ブロック４の内部抵抗が変化する。従
って、放電中又は充電中における補正電圧を求める際
に、この要因による補正が必要となる。
【００４１】 この場合の補正係数Ｋ3は、Ｋ3＝（単電
池群の並列総数）／（故障単電池を含まない単電池群の
並列数）で示される。図１の場合に、全ての単電池が故
障していないときは、Ｋ3＝１０／１０＝１となり、単
電池が１個故障した場合はＫ3＝１０／９となる。
池群の並列総数）／（故障単電池を含まない単電池群の
並列数）で示される。図１の場合に、全ての単電池が故
障していないときは、Ｋ3＝１０／１０＝１となり、単
電池が１個故障した場合はＫ3＝１０／９となる。
【００４２】 放電運転の場合には、初期内部抵抗Ｒ1
を基準として、内部抵抗の温度による補正と放電深度に
よる補正及び並列数の変化による補正を行い、ＮａＳ電
池ブロックの放電中の両端間の作動電圧Ｖが、補正電圧
ＶLに達した時点で放電を停止するとよい。この場合の
補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ
3で与えられる。
を基準として、内部抵抗の温度による補正と放電深度に
よる補正及び並列数の変化による補正を行い、ＮａＳ電
池ブロックの放電中の両端間の作動電圧Ｖが、補正電圧
ＶLに達した時点で放電を停止するとよい。この場合の
補正電圧ＶLは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ
3で与えられる。
【００４３】 つまり、ＮａＳ電池ブロックの放電にお
いて、いずれかのＮａＳ電池ストリングに単電池の故障
が発生した場合の運転方法は、前述した温度及び放電深
度による初期内部抵抗Ｒ1の補正に加えて、ＮａＳ電池
ストリングの数の変化による補正も加えたＩＲドロップ
を求め、これをＮａＳ電池ストリングの放電末設計電圧
（ＶO×Ｎ）から差し引いた補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池
ブロックの作動電圧Ｖが達した時に放電を停止すること
を特徴とする。
いて、いずれかのＮａＳ電池ストリングに単電池の故障
が発生した場合の運転方法は、前述した温度及び放電深
度による初期内部抵抗Ｒ1の補正に加えて、ＮａＳ電池
ストリングの数の変化による補正も加えたＩＲドロップ
を求め、これをＮａＳ電池ストリングの放電末設計電圧
（ＶO×Ｎ）から差し引いた補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池
ブロックの作動電圧Ｖが達した時に放電を停止すること
を特徴とする。
【００４４】 なお、いずれかのＮａＳ電池ストリング
に単電池の故障が発生した場合の充電の方法についても
同様に考えることができる。つまり、充電中のＮａＳ電
池の温度を測定し、充電深度をカウントし、故障した単
電池を検出して、ＮａＳ電池ブロックの充電中の両端間
の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度
による補正及び単電池の故障による並列数の変化による
補正を行って得られた補正電圧ＶHに達した時点で充電
を停止する。このとき、補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ
＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×Ｋ3で表すことができる。
に単電池の故障が発生した場合の充電の方法についても
同様に考えることができる。つまり、充電中のＮａＳ電
池の温度を測定し、充電深度をカウントし、故障した単
電池を検出して、ＮａＳ電池ブロックの充電中の両端間
の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度
による補正及び単電池の故障による並列数の変化による
補正を行って得られた補正電圧ＶHに達した時点で充電
を停止する。このとき、補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ
＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×Ｋ3で表すことができる。
【００４５】 また、前述したように、充電深度による
補正を省略して、単電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより
更に充電末分極補正電圧α（０．０１〜０．１Ｖ）の範
囲で深く充電する方法に、この補正係数Ｋ3を考慮して
用いることが可能である。
補正を省略して、単電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより
更に充電末分極補正電圧α（０．０１〜０．１Ｖ）の範
囲で深く充電する方法に、この補正係数Ｋ3を考慮して
用いることが可能である。
【００４６】 この場合の充電方法は、ＮａＳ電池ブロ
ックの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）に、０．０１〜
０．１Ｖの範囲の所定値と単電池直列数Ｎとの積を加算
して得られる電圧と、初期内部抵抗Ｒ1の温度による補
正及び単電池の故障による並列数の変化による補正を行
って求めたＩＲドロップとを加算して求めた補正電圧Ｖ
Hに、ＮａＳ電池ブロックの充電中の作動電圧Ｖが達し
た時点で充電を停止すればよい。従って、この場合のＶ
Hは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3、で表
される。
ックの充電末設計開路電圧（Ｖh×Ｎ）に、０．０１〜
０．１Ｖの範囲の所定値と単電池直列数Ｎとの積を加算
して得られる電圧と、初期内部抵抗Ｒ1の温度による補
正及び単電池の故障による並列数の変化による補正を行
って求めたＩＲドロップとを加算して求めた補正電圧Ｖ
Hに、ＮａＳ電池ブロックの充電中の作動電圧Ｖが達し
た時点で充電を停止すればよい。従って、この場合のＶ
Hは、ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3、で表
される。
【００４７】 次に、ＮａＳ電池の経時的な抵抗特性の
変化に着目した場合の運転方法について説明する。実用
のＮａＳ電池モジュールでは、約２５００サイクル迄の
充放電サイクルに耐用し、耐用年数としては約１５年で
ある。ここで、充放電サイクルが進むにつれ、或いは運
転日数が増すにつれて、電池の内部抵抗は増大する。従
って、内部抵抗の充放電回数による補正及び／又は内部
抵抗の運転日数による補正を行うことが好ましい。
変化に着目した場合の運転方法について説明する。実用
のＮａＳ電池モジュールでは、約２５００サイクル迄の
充放電サイクルに耐用し、耐用年数としては約１５年で
ある。ここで、充放電サイクルが進むにつれ、或いは運
転日数が増すにつれて、電池の内部抵抗は増大する。従
って、内部抵抗の充放電回数による補正及び／又は内部
抵抗の運転日数による補正を行うことが好ましい。
【００４８】 図６は内部抵抗と充放電回数との関係を
示し、また、図７は充放電時の内部抵抗の簡易化された
経年変化を示す説明図である。内部抵抗が充放電回数や
運転日数によって増大する主要要因は、陽極容器内周面
の腐食の進行、或いは、陽極室内のＮａ2ＳXの容器底部
への沈降による電池反応に寄与しないＮａ 2ＳXの発生等
によるものと推定される。
示し、また、図７は充放電時の内部抵抗の簡易化された
経年変化を示す説明図である。内部抵抗が充放電回数や
運転日数によって増大する主要要因は、陽極容器内周面
の腐食の進行、或いは、陽極室内のＮａ2ＳXの容器底部
への沈降による電池反応に寄与しないＮａ 2ＳXの発生等
によるものと推定される。
【００４９】 そこで、内部抵抗の充放電回数による補
正係数をＫ4とし、また、運転日数による補正係数をＫ5
として、これらの値を図６、図７に基づいて求め、更
に、補正電圧ＶL又はＶHを求め、放電中又は充電中の作
動電圧Ｖが補正電圧ＶL又はＶHに達した時点で放電又は
充電を停止する。
正係数をＫ4とし、また、運転日数による補正係数をＫ5
として、これらの値を図６、図７に基づいて求め、更
に、補正電圧ＶL又はＶHを求め、放電中又は充電中の作
動電圧Ｖが補正電圧ＶL又はＶHに達した時点で放電又は
充電を停止する。
【００５０】 換言すれば、長期にわたってＮａＳ電池
モジュールを運転した際に、電池の内部抵抗が充放電サ
イクル又は運転日数によって変化することに着眼する
と、放電方法にあっては、温度、放電深度、単電池が故
障した場合のＮａＳ電池ストリング数の変化による補正
に加えて、充放電サイクル及び／又は運転日数による補
正を加えたＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ストリング
の放電末設計電圧（ＶO×Ｎ）から、このＩＲドロップ
を差し引いて得られる補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池ブロ
ックの作動電圧Ｖが達した時に放電を停止すると好まし
い。
モジュールを運転した際に、電池の内部抵抗が充放電サ
イクル又は運転日数によって変化することに着眼する
と、放電方法にあっては、温度、放電深度、単電池が故
障した場合のＮａＳ電池ストリング数の変化による補正
に加えて、充放電サイクル及び／又は運転日数による補
正を加えたＩＲドロップを求め、ＮａＳ電池ストリング
の放電末設計電圧（ＶO×Ｎ）から、このＩＲドロップ
を差し引いて得られる補正電圧ＶLに、ＮａＳ電池ブロ
ックの作動電圧Ｖが達した時に放電を停止すると好まし
い。
【００５１】 ここで、充放電回数による補正係数Ｋ4
及び／又は運転日数による補正係数Ｋ5の算出は、従
来、放電時と充電時のいずれの場合においても、図７に
示したように、内部抵抗（Ｒ）は経年数に比例して一次
関数的に増加するものと簡易化して行っていた。このよ
うな補正係数Ｋ4、Ｋ5の算出方法は、ある範囲の短い期
間では十分に有効であり、また、運転上、これまで大き
な支障を生ずることはなかった。しかし、より効率的な
ＮａＳ電池の運転条件を確立する為には、より正確に内
部抵抗の経年変化を把握する必要が生ずる。
及び／又は運転日数による補正係数Ｋ5の算出は、従
来、放電時と充電時のいずれの場合においても、図７に
示したように、内部抵抗（Ｒ）は経年数に比例して一次
関数的に増加するものと簡易化して行っていた。このよ
うな補正係数Ｋ4、Ｋ5の算出方法は、ある範囲の短い期
間では十分に有効であり、また、運転上、これまで大き
な支障を生ずることはなかった。しかし、より効率的な
ＮａＳ電池の運転条件を確立する為には、より正確に内
部抵抗の経年変化を把握する必要が生ずる。
【００５２】 そこで、内部抵抗の経年変化をより精密
に分析した結果、より詳細には、放電時における内部抵
抗と運転日数との関係は図８（ａ）に示されるように、
また充電時における内部抵抗と運転日数との関係は図８
（ｂ）に示されるように、それぞれ異なる挙動を示すこ
とが明らかとなった。そして、放電時における内部抵抗
と充放電回数との関係が図８（ａ）と同様に表され、充
電時における内部抵抗と充放電回数との関係が図８
（ｂ）同様に表されることも明らかとなった。従って、
充放電の各場合に応じた補正係数を求めることが好まし
く、放電時の充放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は
運転日数による補正係数Ｋ5は、そのグラフの形に表さ
れるように、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｒ1（Ｒ：内部抵抗、Ａ：
定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場合）若しくは運転日数
（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵抗）から求めることが
好ましい。
に分析した結果、より詳細には、放電時における内部抵
抗と運転日数との関係は図８（ａ）に示されるように、
また充電時における内部抵抗と運転日数との関係は図８
（ｂ）に示されるように、それぞれ異なる挙動を示すこ
とが明らかとなった。そして、放電時における内部抵抗
と充放電回数との関係が図８（ａ）と同様に表され、充
電時における内部抵抗と充放電回数との関係が図８
（ｂ）同様に表されることも明らかとなった。従って、
充放電の各場合に応じた補正係数を求めることが好まし
く、放電時の充放電回数による補正係数Ｋ4及び／又は
運転日数による補正係数Ｋ5は、そのグラフの形に表さ
れるように、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｒ1（Ｒ：内部抵抗、Ａ：
定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場合）若しくは運転日数
（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵抗）から求めることが
好ましい。
【００５３】 こうして、ＮａＳ電池の放電中の温度を
測定し、放電深度をカウントし、故障した単電池を検出
し、更に充放電回数又は運転日数をカウントして、Ｎａ
Ｓ電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温
度による補正と放電深度による補正と故障した単電池に
よる並列数の変化による補正及び充放電回数及び／又は
運転日数による補正を行って算出した補正電圧ＶLに達
した時点で、放電を停止するときには、補正電圧Ｖ
Lは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×（Ｋ4も
しくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）で表される。
測定し、放電深度をカウントし、故障した単電池を検出
し、更に充放電回数又は運転日数をカウントして、Ｎａ
Ｓ電池の放電中の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温
度による補正と放電深度による補正と故障した単電池に
よる並列数の変化による補正及び充放電回数及び／又は
運転日数による補正を行って算出した補正電圧ＶLに達
した時点で、放電を停止するときには、補正電圧Ｖ
Lは、ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×（Ｋ4も
しくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）で表される。
【００５４】 充電の場合も同様である。ＮａＳ電池の
充電中の温度を測定し、充電深度をカウントし、故障し
た単電池を検出し、更に充放電回数及び／又は運転日数
をカウントして、ＮａＳ電池の充電中の両端間の作動電
圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補
正と並列数の変化とによる補正及び充放電回数及び／又
は運転日数による補正を行って算出した補正電圧ＶHに
達した時点で充電を停止することが好ましい。この場合
の補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×
Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、で表される。
ここでの補正係数Ｋ4及び／又はＫ5の算出は、図８
（ｂ）に示された、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/ 2＋Ｂ×Ｄ＋Ｒ1（Ｒ：
内部抵抗、Ａ及びＢ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場
合）若しくは運転日数（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵
抗）から求めることが好ましい。
充電中の温度を測定し、充電深度をカウントし、故障し
た単電池を検出し、更に充放電回数及び／又は運転日数
をカウントして、ＮａＳ電池の充電中の両端間の作動電
圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補
正と並列数の変化とによる補正及び充放電回数及び／又
は運転日数による補正を行って算出した補正電圧ＶHに
達した時点で充電を停止することが好ましい。この場合
の補正電圧ＶHは、ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×
Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、で表される。
ここでの補正係数Ｋ4及び／又はＫ5の算出は、図８
（ｂ）に示された、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/ 2＋Ｂ×Ｄ＋Ｒ1（Ｒ：
内部抵抗、Ａ及びＢ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場
合）若しくは運転日数（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵
抗）から求めることが好ましい。
【００５５】 なお、充電に際しては、充電深度による
補正を省略して、単電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより
更に０．０１〜０．１Ｖの充電末分極補正電圧αの範囲
で深く充電することができることを先に述べた。従っ
て、補正係数Ｋ4もしくはＫ5を用いた場合にも、このよ
うな考え方を導入することが可能である。
補正を省略して、単電池の充電圧設計開路電圧Ｖhより
更に０．０１〜０．１Ｖの充電末分極補正電圧αの範囲
で深く充電することができることを先に述べた。従っ
て、補正係数Ｋ4もしくはＫ5を用いた場合にも、このよ
うな考え方を導入することが可能である。
【００５６】 即ち、ＮａＳ電池の充電中の温度を測定
し、故障した単電池を検出し、更に充放電回数及び／又
は運転日数をカウントして、ＮａＳ電池の充電中の両端
間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電末
分極補正と単電池の故障による並列数の変化による補正
及び充放電回数及び／又は運転日数による補正を行って
算出した補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止する方
法も好ましい。この場合の補正電圧ＶHは、ＶH＝（Ｖh
＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又
はＫ4×Ｋ5）で表される。
し、故障した単電池を検出し、更に充放電回数及び／又
は運転日数をカウントして、ＮａＳ電池の充電中の両端
間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電末
分極補正と単電池の故障による並列数の変化による補正
及び充放電回数及び／又は運転日数による補正を行って
算出した補正電圧ＶHに達した時点で充電を停止する方
法も好ましい。この場合の補正電圧ＶHは、ＶH＝（Ｖh
＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3×（Ｋ4もしくはＫ5又
はＫ4×Ｋ5）で表される。
【００５７】 さて、上述した本発明のＮａＳ電池の運
転方法においては、組み立て後、即ち未使用のＮａＳ電
池モジュールに定格電流を３０〜６０分間放電した時点
で測定した内部抵抗を初期内部抵抗とすることが好まし
い。このことは、ＮａＳ電池ストリング又はＮａＳ電池
ブロックの初期内部抵抗として、それぞれ直並列に組み
立てられた後に放電を開始して、３０〜６０分経過した
時点の内部抵抗を測定して得られた値を用いることが好
ましいことと同義である。
転方法においては、組み立て後、即ち未使用のＮａＳ電
池モジュールに定格電流を３０〜６０分間放電した時点
で測定した内部抵抗を初期内部抵抗とすることが好まし
い。このことは、ＮａＳ電池ストリング又はＮａＳ電池
ブロックの初期内部抵抗として、それぞれ直並列に組み
立てられた後に放電を開始して、３０〜６０分経過した
時点の内部抵抗を測定して得られた値を用いることが好
ましいことと同義である。
【００５８】 このような内部抵抗の初期化手段は、初
期内部抵抗は単電池製作時に単電池が有する固有の内部
抵抗であって、単電池製作後放電した初期において放電
深度とともに若干変動するが、定格電流で放電してから
３０〜６０分間経過時の内部抵抗はほぼ一定で変動が少
ないことから見出された。
期内部抵抗は単電池製作時に単電池が有する固有の内部
抵抗であって、単電池製作後放電した初期において放電
深度とともに若干変動するが、定格電流で放電してから
３０〜６０分間経過時の内部抵抗はほぼ一定で変動が少
ないことから見出された。
【００５９】 一方、ＮａＳ電池モジュールの定期点検
時に測定したＮａＳ電池ストリング及び／又はＮａＳ電
池ブロックの内部抵抗をそれぞれ初期内部抵抗としても
よい。初期内部抵抗の経年変化を定期点検後に再設定し
て、初期内部抵抗基準値とすることにより更に正確に適
切な充電末又は充電末におけるＮａＳ電池モジュールの
運転制御が可能となる。
時に測定したＮａＳ電池ストリング及び／又はＮａＳ電
池ブロックの内部抵抗をそれぞれ初期内部抵抗としても
よい。初期内部抵抗の経年変化を定期点検後に再設定し
て、初期内部抵抗基準値とすることにより更に正確に適
切な充電末又は充電末におけるＮａＳ電池モジュールの
運転制御が可能となる。
【００６０】 なお、種々の要因による内部抵抗の変化
量を予測して、充電時又は放電時の電圧／電流制御に組
み入れること、つまり、ｎ回目の充放電を行う場合に、
予め充放電回数や経年劣化等による内部抵抗の変化を見
込んで、ｎ回目の充放電中における内部抵抗を予測、設
定した状態で充放電制御を行うことにより、安全性を損
なうことなく、しかも深い放電深度、浅い充電深度まで
の充放電を行うことが可能となる。
量を予測して、充電時又は放電時の電圧／電流制御に組
み入れること、つまり、ｎ回目の充放電を行う場合に、
予め充放電回数や経年劣化等による内部抵抗の変化を見
込んで、ｎ回目の充放電中における内部抵抗を予測、設
定した状態で充放電制御を行うことにより、安全性を損
なうことなく、しかも深い放電深度、浅い充電深度まで
の充放電を行うことが可能となる。
【００６１】
【発明の効果】 上述の通り、本発明のＮａＳ電池の運
転方法によれば、ピークカット用などの電力貯蔵用電源
として電池を損傷させることなく許容限界まで電流を放
電又は充電することができる。その結果、エネルギー密
度の高い電力貯蔵用電源となるとともに、建設コストの
低減が図られ、更に、電力コストの低減が実現される
等、極めて優れた効果を奏する。
転方法によれば、ピークカット用などの電力貯蔵用電源
として電池を損傷させることなく許容限界まで電流を放
電又は充電することができる。その結果、エネルギー密
度の高い電力貯蔵用電源となるとともに、建設コストの
低減が図られ、更に、電力コストの低減が実現される
等、極めて優れた効果を奏する。
【図１】 ＮａＳ電池ブロックの構成を示す説明図であ
り、（ａ）はＮａＳ電池の構成を示す回路図であり、
（ｂ）はＮａＳ電池を用いた電力貯蔵用装置の回路図で
ある。
り、（ａ）はＮａＳ電池の構成を示す回路図であり、
（ｂ）はＮａＳ電池を用いた電力貯蔵用装置の回路図で
ある。
【図２】 ＮａＳ電池電力貯蔵用装置の充放電１サイク
ルにおける作動電圧、開路電圧の挙動を示す説明図であ
る。
ルにおける作動電圧、開路電圧の挙動を示す説明図であ
る。
【図３】 ＮａＳ電池における内部抵抗と温度との相関
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】 ＮａＳ電池における内部抵抗と放電深度との
相関を示す説明図である。
相関を示す説明図である。
【図５】 ＮａＳ電池における内部抵抗と充電深度との
相関を示す説明図である。
相関を示す説明図である。
【図６】 ＮａＳ電池における内部抵抗と充放電回数と
の相関を示す説明図である。
の相関を示す説明図である。
【図７】 ＮａＳ電池における内部抵抗の経年変化の簡
易化された様子を示す説明図である。
易化された様子を示す説明図である。
【図８】 ＮａＳ電池の、（ａ）は放電時における、
（ｂ）は充電時における内部抵抗と運転日数との関係を
示す説明図である。
（ｂ）は充電時における内部抵抗と運転日数との関係を
示す説明図である。
１…単電池、２…断熱容器、３…ＮａＳ電池ストリン
グ、４…ＮａＳ電池ブロック、５…ＮａＳ電池、６…電
力貯蔵用装置、７…インバータ、８…電圧計、９…温度
計、１０…電流計、１５…制御装置。
グ、４…ＮａＳ電池ブロック、５…ＮａＳ電池、６…電
力貯蔵用装置、７…インバータ、８…電圧計、９…温度
計、１０…電流計、１５…制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０２ Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０２Ｄ 7/02 7/02 Ｈ (72)発明者 玉越 富夫 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 久野 俊明 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 高木 春実 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 古田 一人 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内
Claims (14)
- 【請求項１】 複数の単電池を直列に接続してなるナト
リウム−硫黄電池の放電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放電深
度をカウントして、 当該ナトリウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正及び放電深度による補
正を加味した補正電圧ＶL（ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ
1×Ｋ2、但し、ＶO：単電池の放電末設計開路電圧、
Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初期内部抵抗、
Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係数、Ｋ 2：内部抵
抗の放電深度による補正係数）に達した時点で放電を停
止することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の運転方
法。 - 【請求項２】 複数の単電池を直列に接続してなる単電
池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄電
池の放電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放電深
度をカウントし、更に故障した単電池を検出して、 当該ナトリウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度による補正
及び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味
した補正電圧ＶL（ＶL＝ＶO×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×
Ｋ3、但し、ＶO：単電池の放電末設計開路電圧、Ｎ：単
電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内部
抵抗の温度依存による補正係数、Ｋ2：内部抵抗の放電
深度による補正係数、Ｋ3：単電池群の並列総数と故障
単電池を含まない単電池群数との比）に達した時点で放
電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の
運転方法。 - 【請求項３】 複数の単電池を直列に接続してなる単電
池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄電
池の放電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の放電中の温度を測定し、放電深
度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充放電
回数及び／又は運転日数をカウントして、 当該ナトリウム−硫黄電池の放電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と放電深度による補正
と単電池の故障による並列数の変化による補正及び充放
電回数及び／又は運転日数による補正を加味した補正電
圧ＶL（ＶL＝Ｖ O×Ｎ−Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ2×Ｋ3×（Ｋ4
もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、但し、ＶO：単電池の放電
末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：
初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係
数、Ｋ2：内部抵抗の放電深度による補正係数、Ｋ3：単
電池群の並列総数と故障単電池を含まない単電池群数と
の比、Ｋ4：内部抵抗の充放電回数による補正係数、
Ｋ5：内部抵抗の運転日数による補正係数）に達した時
点で放電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄
電池の運転方法。 - 【請求項４】 前記内部抵抗の充放電回数による補正係
数Ｋ4及び／又は前記内部抵抗の運転日数による補正係
数Ｋ5が、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｒ1（但し、Ｒ：内部抵抗、
Ａ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場合）若しくは運転
日数（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵抗）から求められ
る値であることを特徴とする請求項３記載のナトリウム
−硫黄電池の運転方法。 - 【請求項５】 複数の単電池を直列に接続してなるナト
リウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、充電深
度をカウントして、当該ナトリウム−硫黄電池の充電中
の両端間の作動電圧Ｖが、内部抵抗の温度による補正と
充電深度による補正を加味した補正電圧ＶH（ＶH＝Ｖh
×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ、但し、Ｖh：単電池の充電末
設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初
期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係
数、Ｃ：内部抵抗の充電深度による補正係数）に達した
時点で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫
黄電池の運転方法。 - 【請求項６】 複数の単電池を直列に接続してなる単電
池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄電
池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度とを測定し、充電
深度をカウントし、故障した単電池を検出して、 当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補正
及び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味
した補正電圧ＶH（ＶH＝Ｖh×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×
Ｋ3、但し、Ｖh：単電池の充電末設計開路電圧、Ｎ：単
電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内部
抵抗の温度依存による補正係数、Ｃ：内部抵抗の充電深
度による補正係数、Ｋ3：単電池群の並列総数と故障単
電池を含まない単電池群数との比）に達した時点で充電
を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の運
転方法。 - 【請求項７】 複数の単電池を直列に接続してなる単電
池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄電
池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、充電深
度をカウントし、故障した単電池を検出し、更に充放電
回数及び／又は運転日数をカウントして、 当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電深度による補正
と単電池の故障による並列数の変化による補正及び充放
電回数及び／又は運転日数による補正を加味した補正電
圧ＶH（ＶH＝Ｖ h×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｃ×Ｋ3×（Ｋ4
もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、但し、Ｖh：単電池の充電
末設計開路電圧、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：
初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係
数、Ｃ：内部抵抗の充電深度による補正係数、Ｋ3：単
電池群の並列総数と故障単電池を含まない単電池群数と
の比、Ｋ4：内部抵抗の充放電回数による補正係数、
Ｋ5：内部抵抗の運転日数による補正係数）に達した時
点で充電を停止することを特徴とするナトリウム−硫黄
電池の運転方法。 - 【請求項８】 複数の単電池を直列に接続してなるナト
リウム−硫黄電池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定して、 当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正及び充電末分極電圧補
正を加味した補正電圧ＶH（ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ
×Ｒ1×Ｋ1、但し、Ｖh：単電池の充電末設計開路電
圧、α（充電末分極補正電圧）：０．０１Ｖ〜０．１
Ｖ、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初期内部抵
抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補正係数）に達し
た時点で充電を停止することを特徴とするナトリウム−
硫黄電池の運転方法。 - 【請求項９】 複数の単電池を直列に接続してなる単電
池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄電
池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故障し
た単電池を検出して、 当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電末分極電圧補正
及び単電池の故障による並列数の変化による補正を加味
した補正電圧ＶH（ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ
1×Ｋ3、但し、Ｖh：単電池の充電末設計開路電圧、α
（充電末分極補正電圧）：０．０１Ｖ〜０．１Ｖ、Ｎ：
単電池直列数、Ｉ：電流、Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内
部抵抗の温度依存による補正係数、Ｋ3：単電池群の並
列総数と故障単電池を含まない単電池群数との比）に達
した時点で充電を停止することを特徴とするナトリウム
−硫黄電池の運転方法。 - 【請求項１０】 複数の単電池を直列に接続してなる単
電池群を更に複数並列に接続してなるナトリウム−硫黄
電池の充電に係る運転方法であって、 ナトリウム−硫黄電池の充電中の温度を測定し、故障し
た単電池を検出し、更に充放電回数及び／又は運転日数
をカウントして、 当該ナトリウム−硫黄電池の充電中の両端間の作動電圧
Ｖが、内部抵抗の温度による補正と充電末分極電圧補正
と単電池の故障による並列数の変化による補正及び充放
電回数及び／又は運転日数による補正を加味した補正電
圧ＶH（ＶH＝（Ｖh＋α）×Ｎ＋Ｉ×Ｒ1×Ｋ1×Ｋ3×
（Ｋ4もしくはＫ5又はＫ4×Ｋ5）、但し、Ｖh：単電池
の充電末設計開路電圧、α（充電末分極補正電圧）：
０．０１Ｖ〜０．１Ｖ、Ｎ：単電池直列数、Ｉ：電流、
Ｒ1：初期内部抵抗、Ｋ1：内部抵抗の温度依存による補
正係数、Ｋ3：単電池群の並列総数と故障単電池を含ま
ない単電池群数との比、Ｋ4：内部抵抗の充放電回数に
よる補正係数、Ｋ5：内部抵抗の運転日数による補正係
数）に達した時点で充電を停止することを特徴とするナ
トリウム−硫黄電池の運転方法。 - 【請求項１１】 前記内部抵抗の充放電回数による補正
係数Ｋ4及び／又は前記内部抵抗の運転日数による補正
係数Ｋ5が、Ｒ＝Ａ×Ｄ1/2＋Ｂ×Ｄ＋Ｒ1（但し、Ｒ：
内部抵抗、Ａ及びＢ：定数、Ｄ：充放電回数（Ｋ4の場
合）若しくは運転日数（Ｋ5の場合）、Ｒ1：初期内部抵
抗）から求められる値であることを特徴とする請求項７
又は１０記載のナトリウム−硫黄電池の運転方法。 - 【請求項１２】 未使用のナトリウム−硫黄電池モジュ
ールに、定格電流で３０〜６０分間放電した時点で測定
した内部抵抗を初期内部抵抗とすることを特徴とする請
求項１〜１１のいずれか一項に記載のナトリウム−硫黄
電池の運転方法。 - 【請求項１３】 ナトリウム−硫黄電池モジュールの定
期点検時に測定した内部抵抗を初期内部抵抗とすること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のナ
トリウム−硫黄電池の運転方法。 - 【請求項１４】 内部抵抗の変化量を予測して、充電時
又は放電時の電圧／電流制御に組み入れ、充放電を行う
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載
のナトリウム−硫黄電池の運転方法。
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