JP2001085074A - ナトリウム硫黄電池モジュール - Google Patents
ナトリウム硫黄電池モジュールInfo
- Publication number
- JP2001085074A JP2001085074A JP26503099A JP26503099A JP2001085074A JP 2001085074 A JP2001085074 A JP 2001085074A JP 26503099 A JP26503099 A JP 26503099A JP 26503099 A JP26503099 A JP 26503099A JP 2001085074 A JP2001085074 A JP 2001085074A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- battery module
- heat
- sulfur battery
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高出力運転から定格出力にして運転した際には
可変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜めの温度を
上昇させ、ヒートパイプの冷却能力を低下させ、電池温
度が低下することを防止し、適正な運転温度領域を維持
して、所望の出力とエネルギー効率を出すことにある。 【解決手段】高出力運転に伴い出力を定格にして運転し
た際には可変コンダクタンス型ヒートパイプ２のガス溜
め６の温度を上昇させ、ガス溜め部内の不活性ガス７の
ガス圧により、ヒートパイプ内の作動熱媒体１１の蒸気
と不活性ガス７との境界面を制御し、適正な運転温度領
域を維持して、所望の出力とエネルギー効率を出すこと
にある。
可変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜めの温度を
上昇させ、ヒートパイプの冷却能力を低下させ、電池温
度が低下することを防止し、適正な運転温度領域を維持
して、所望の出力とエネルギー効率を出すことにある。 【解決手段】高出力運転に伴い出力を定格にして運転し
た際には可変コンダクタンス型ヒートパイプ２のガス溜
め６の温度を上昇させ、ガス溜め部内の不活性ガス７の
ガス圧により、ヒートパイプ内の作動熱媒体１１の蒸気
と不活性ガス７との境界面を制御し、適正な運転温度領
域を維持して、所望の出力とエネルギー効率を出すこと
にある。
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１本または複数本の可変コンダクタンス型ヒートパ
イプを集合させてなる電池モジュールの温度制御装置に
関するものである。
池を１本または複数本の可変コンダクタンス型ヒートパ
イプを集合させてなる電池モジュールの温度制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム硫黄電池は、負極活物質にナ
トリウム、正極活物質に硫黄、正極と負極の隔壁に、ナ
トリウムイオンに導電性がある固体電解質が用いられる
高温型二次電池である。一般に、ナトリウムイオン導電
性の固体電解質とナトリウムと硫黄を収納する１つの容
器から１つの電池が構成される。これを単電池と呼ぶ。
トリウム、正極活物質に硫黄、正極と負極の隔壁に、ナ
トリウムイオンに導電性がある固体電解質が用いられる
高温型二次電池である。一般に、ナトリウムイオン導電
性の固体電解質とナトリウムと硫黄を収納する１つの容
器から１つの電池が構成される。これを単電池と呼ぶ。
【０００３】ナトリウム硫黄電池の通常の運転温度は２
９０〜４００℃と高温であるため、ナトリウム硫黄電池
は、複数の単電池を断熱容器に詰めてモジュールとす
る。なお、運転温度の制約については、下限値はナトリ
ウムと硫黄が反応して生成する多硫化ナトリウムの融点
で制約され、上限値は電池容器の腐食や接合部の強度等
寿命に関わる問題、その他、安全上の問題で制約され
る。特に、電池充放電時のエネルギー効率や電池出力を
最適化するには電池温度を適正に制御する必要がある。
９０〜４００℃と高温であるため、ナトリウム硫黄電池
は、複数の単電池を断熱容器に詰めてモジュールとす
る。なお、運転温度の制約については、下限値はナトリ
ウムと硫黄が反応して生成する多硫化ナトリウムの融点
で制約され、上限値は電池容器の腐食や接合部の強度等
寿命に関わる問題、その他、安全上の問題で制約され
る。特に、電池充放電時のエネルギー効率や電池出力を
最適化するには電池温度を適正に制御する必要がある。
【０００４】第一に、電池運転温度の高温側の制約から
具体的に述べると、放電や充電時のジュール発熱によっ
て電池温度が上昇するが、余り高温となると電池の寿命
を短縮したり、安全性を損なったりする結果となるた
め、モジュール内の熱を除去して電池を一定温度範囲、
例えば、３８０℃以下に維持する必要がある。冷却方法
としては、自然放熱や強制空冷を用いるのが一般的であ
る。また、特開平９−１２０８３５号公報にはヒートパ
イプを用いた冷却方式が提案されている。
具体的に述べると、放電や充電時のジュール発熱によっ
て電池温度が上昇するが、余り高温となると電池の寿命
を短縮したり、安全性を損なったりする結果となるた
め、モジュール内の熱を除去して電池を一定温度範囲、
例えば、３８０℃以下に維持する必要がある。冷却方法
としては、自然放熱や強制空冷を用いるのが一般的であ
る。また、特開平９−１２０８３５号公報にはヒートパ
イプを用いた冷却方式が提案されている。
【０００５】特開平９−１２０８３５号公報提案のナト
リウム硫黄電池モジュールは、図７に示すように、断熱
容器４内に複数の単電池１を集合させ、複数の単電池１
は導線で直並列に接続されている。単電池１同士の間に
は、断熱材を充填したり、或いはガスを循環させるため
の空間８を設けている。ヒートパイプ９が電池と平行に
挿入され、断熱容器４の外部に除熱部１０が配置されて
いる。なお、特開平９−１２０８３５号公報には、ヒー
トパイプ９として、可変コンダクタンス型ヒートパイプ
を用いることも提案されている。
リウム硫黄電池モジュールは、図７に示すように、断熱
容器４内に複数の単電池１を集合させ、複数の単電池１
は導線で直並列に接続されている。単電池１同士の間に
は、断熱材を充填したり、或いはガスを循環させるため
の空間８を設けている。ヒートパイプ９が電池と平行に
挿入され、断熱容器４の外部に除熱部１０が配置されて
いる。なお、特開平９−１２０８３５号公報には、ヒー
トパイプ９として、可変コンダクタンス型ヒートパイプ
を用いることも提案されている。
【０００６】第二に、電池運転温度の低温側の制約は、
放電や充電が終了し、電池の休止期間においては、電池
温度はモジュール容器外へ断熱材を経て熱が放熱するた
め、時間と共に低下することになる。電池温度が２８５
℃以下に低下すると、五硫化ナトリウムの融点を切るこ
とになり、電池の内部抵抗が急峻に増大する。従って、
電池の下限温度は、２８５℃以上ということになり、不
足した熱は電池内にヒータを設けて電池休止時に発熱さ
せ、電池温度を維持するのが一般的である。実際、ナト
リウム硫黄電池の初期の昇温は通常、モジュール内に設
けた電気ヒータで実施する。
放電や充電が終了し、電池の休止期間においては、電池
温度はモジュール容器外へ断熱材を経て熱が放熱するた
め、時間と共に低下することになる。電池温度が２８５
℃以下に低下すると、五硫化ナトリウムの融点を切るこ
とになり、電池の内部抵抗が急峻に増大する。従って、
電池の下限温度は、２８５℃以上ということになり、不
足した熱は電池内にヒータを設けて電池休止時に発熱さ
せ、電池温度を維持するのが一般的である。実際、ナト
リウム硫黄電池の初期の昇温は通常、モジュール内に設
けた電気ヒータで実施する。
【０００７】以上より、原理的には２８５〜４００℃で
ナトリウム硫黄電池は運転可能であるが、エネルギー効
率や電池出力を適正化するには、２９０〜３８０℃の範
囲で運転するのが望ましい。なかでも、３００〜３５０
℃が最適である。
ナトリウム硫黄電池は運転可能であるが、エネルギー効
率や電池出力を適正化するには、２９０〜３８０℃の範
囲で運転するのが望ましい。なかでも、３００〜３５０
℃が最適である。
【０００８】負荷平準化に用いるナトリウム硫黄電池の
標準的な運転法は、月曜日から金曜日まで運転し、土曜
日と日曜日に休止する週間充放電サイクルである。運転
日は昼間に１から８時間程度放電して、夜間に昼間放電
した電力量を充電する方式が日間充放電サイクルであ
る。なお、放電にあたっては８時間で放電するパターン
を定格放電と称し、さらに、短時間で大きな出力で放電
することを高出力放電と呼ぶ。
標準的な運転法は、月曜日から金曜日まで運転し、土曜
日と日曜日に休止する週間充放電サイクルである。運転
日は昼間に１から８時間程度放電して、夜間に昼間放電
した電力量を充電する方式が日間充放電サイクルであ
る。なお、放電にあたっては８時間で放電するパターン
を定格放電と称し、さらに、短時間で大きな出力で放電
することを高出力放電と呼ぶ。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、高
出力運転（例えば２倍出力）に伴いモジュール電池内に
発生する大きなジュール発熱を可変コンダクタンス型ヒ
ートパイプを用いて除熱し、運転温度を適正温度２９０
〜３８０℃に維持した場合、この電池の出力を定格出力
で運転した際には電池の発熱量が低下するため、電池温
度が低下し、２９０℃以下の低い運転温度領域となって
しまう。また、場合によっては、２８５℃を切ることも
生じるため、余分にヒータによる余熱を加えなければな
らないことになる。運転温度低下の結果として、電池の
内部抵抗が上昇して所望の高いエネルギー効率や出力を
出すことが不可能となる。
出力運転（例えば２倍出力）に伴いモジュール電池内に
発生する大きなジュール発熱を可変コンダクタンス型ヒ
ートパイプを用いて除熱し、運転温度を適正温度２９０
〜３８０℃に維持した場合、この電池の出力を定格出力
で運転した際には電池の発熱量が低下するため、電池温
度が低下し、２９０℃以下の低い運転温度領域となって
しまう。また、場合によっては、２８５℃を切ることも
生じるため、余分にヒータによる余熱を加えなければな
らないことになる。運転温度低下の結果として、電池の
内部抵抗が上昇して所望の高いエネルギー効率や出力を
出すことが不可能となる。
【００１０】本発明の目的は、モジュール電池を高出力
運転でも定格運転でも所望の温度領域で運転できるモジ
ュール電池の温度制御方式を提供することにある。
運転でも定格運転でも所望の温度領域で運転できるモジ
ュール電池の温度制御方式を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のモジュールは、
多数の単電池を直列或いは並列に接続し、その単電池を
断熱容器内に収納するナトリウム硫黄電池モジュールに
おいて、断熱容器内から外部に伸びる可変コンダクタン
ス型ヒートパイプを装着し、電池の充放電電力に応じ
て、ガス溜めの温度を制御して、可変コンダクタンス型
ヒートパイプの作動温度領域を適正化して冷却能力を制
御し、電池温度を適正運転領域に制御する。
多数の単電池を直列或いは並列に接続し、その単電池を
断熱容器内に収納するナトリウム硫黄電池モジュールに
おいて、断熱容器内から外部に伸びる可変コンダクタン
ス型ヒートパイプを装着し、電池の充放電電力に応じ
て、ガス溜めの温度を制御して、可変コンダクタンス型
ヒートパイプの作動温度領域を適正化して冷却能力を制
御し、電池温度を適正運転領域に制御する。
【００１２】即ち、本発明によれば、高出力運転（例え
ば定格の２倍出力）に伴いモジュール電池内に発生する
大きなジュール発熱を可変コンダクタンス型ヒートパイ
プを用いて除熱し、適正な運転温度領域を維持すると共
に、出力を定格にして運転した際には可変コンダクタン
ス型ヒートパイプのガス溜めの温度を上昇させ、ヒート
パイプの冷却能力を低下させ、電池温度が低下すること
を防止し、適正な運転温度領域を維持して、所望の出力
とエネルギー効率を出すことが可能となる。
ば定格の２倍出力）に伴いモジュール電池内に発生する
大きなジュール発熱を可変コンダクタンス型ヒートパイ
プを用いて除熱し、適正な運転温度領域を維持すると共
に、出力を定格にして運転した際には可変コンダクタン
ス型ヒートパイプのガス溜めの温度を上昇させ、ヒート
パイプの冷却能力を低下させ、電池温度が低下すること
を防止し、適正な運転温度領域を維持して、所望の出力
とエネルギー効率を出すことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、実施例につ
いて本発明を詳細に説明する。
いて本発明を詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。断熱容器４内に装着された単電池１に沿って縦方向
に可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を挿入する。可
変コンダクタンス型ヒートパイプは、コンテナ３内に作
動熱媒体１１を充填し、上部にガス溜め６を設け、内部
に不活性ガス７を充填する。コンテナ３とガス溜め６と
の中間に冷却フィン５を設けた。ガス溜め６の周囲には
ヒータ１２を設置した。
る。断熱容器４内に装着された単電池１に沿って縦方向
に可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を挿入する。可
変コンダクタンス型ヒートパイプは、コンテナ３内に作
動熱媒体１１を充填し、上部にガス溜め６を設け、内部
に不活性ガス７を充填する。コンテナ３とガス溜め６と
の中間に冷却フィン５を設けた。ガス溜め６の周囲には
ヒータ１２を設置した。
【００１５】ヒータ回路１２Ｚは図２に示すようにヒー
タ１２及び電源部１２Ａと可変抵抗１２Ｂ及びスイッチ
１２Ｃより構成され、可変抵抗１２Ｂ及びスイッチ１２
Ｃは温度制御装置１２Ｅに接続している。温度制御装置
１２Ｅは熱電対１４と断熱容器４内に配置した温度計１
２Ｇと接続している。
タ１２及び電源部１２Ａと可変抵抗１２Ｂ及びスイッチ
１２Ｃより構成され、可変抵抗１２Ｂ及びスイッチ１２
Ｃは温度制御装置１２Ｅに接続している。温度制御装置
１２Ｅは熱電対１４と断熱容器４内に配置した温度計１
２Ｇと接続している。
【００１６】本発明の電池モジュールを、電池初期温度
２９０℃で、定格の２倍出力で放電運転を開始すると、
電池の発熱は定格の４倍となるため、仮に、可変コンダ
クタンス型ヒートパイプ２のような冷却機構がなけれ
ば、２〜３時間で４００℃以上の温度になってしまい運
転を継続できない。本発明のように可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２による冷却機構を設けると、電池発熱
により、作動熱媒体１１の温度が上昇し、蒸気圧が上昇
するため、内部に封じ込められた不活性ガス７がガス溜
め６内に閉じ込められ、作動熱媒体１１の蒸気が冷却フ
ィン５の領域に到達して凝縮するため、電池周囲のコン
テナ加熱部１３の熱がガス溜め６内に移送される。従っ
て、ガス溜め６内に封じ込めた不活性ガスのガス圧によ
り、冷却開始温度が決定されることになる。
２９０℃で、定格の２倍出力で放電運転を開始すると、
電池の発熱は定格の４倍となるため、仮に、可変コンダ
クタンス型ヒートパイプ２のような冷却機構がなけれ
ば、２〜３時間で４００℃以上の温度になってしまい運
転を継続できない。本発明のように可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２による冷却機構を設けると、電池発熱
により、作動熱媒体１１の温度が上昇し、蒸気圧が上昇
するため、内部に封じ込められた不活性ガス７がガス溜
め６内に閉じ込められ、作動熱媒体１１の蒸気が冷却フ
ィン５の領域に到達して凝縮するため、電池周囲のコン
テナ加熱部１３の熱がガス溜め６内に移送される。従っ
て、ガス溜め６内に封じ込めた不活性ガスのガス圧によ
り、冷却開始温度が決定されることになる。
【００１７】具体的に２倍の高出力運転で、３００℃か
ら可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を起動させた場
合、放電末の温度は３７０℃となり、運転温度領域２９
０℃から３７０℃の範囲で、電池の全容量を放電するこ
とができた。
ら可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を起動させた場
合、放電末の温度は３７０℃となり、運転温度領域２９
０℃から３７０℃の範囲で、電池の全容量を放電するこ
とができた。
【００１８】次に、上記の可変コンダクタンス型ヒート
パイプ２の機能をそのまま使って、定格出力で放電運転
をすると、温度上昇に伴って、電池を冷却してしまう。
即ち、電池最適運転温度３００℃から３５０℃に対し
て、２９０℃以下で運転してしまう現象が生じた。これ
は放電中にヒートパイプが低い温度で機能しているため
電池温度が上昇せず、さらに、休止直前の電池最高温度
が低いために、休止期間中の放熱によって運転温度が低
下してしまうためである。
パイプ２の機能をそのまま使って、定格出力で放電運転
をすると、温度上昇に伴って、電池を冷却してしまう。
即ち、電池最適運転温度３００℃から３５０℃に対し
て、２９０℃以下で運転してしまう現象が生じた。これ
は放電中にヒートパイプが低い温度で機能しているため
電池温度が上昇せず、さらに、休止直前の電池最高温度
が低いために、休止期間中の放熱によって運転温度が低
下してしまうためである。
【００１９】このように最適運転温度より、低い温度で
放電した場合には電池の内部抵抗が高くなり、エネルギ
ー効率が低下してしまう。当然電池の出力も低下する。
放電した場合には電池の内部抵抗が高くなり、エネルギ
ー効率が低下してしまう。当然電池の出力も低下する。
【００２０】そこで、温度計１２Ｇが断熱容器４内の温
度を２９０℃付近の検出値を温度制御装置１２Ｅに入力
すると共に、熱電対１４で検出したガス溜め６内の温度
値を温度制御装置１２Ｅに入力する。温度制御装置１２
Ｅは検出した温度値に応じて、ヒータ回路１２Ｚの可変
抵抗１２Ｂを調整すると共に、スイッチ１２Ｃをオンし
て、最適温度領域となる電流をヒータ１２に流し、ヒー
タ１２を加熱して、不活性ガス７の圧力を上昇させ、ヒ
ートパイプ内の熱媒体１１の蒸気と不活性ガス７との境
界面を制御し、電池温度が低い間は、可変コンダクタン
ス型ヒートパイプ２の停止状態（待機状態）から、電池
温度が２９０℃以下の低い状態では可変コンダクタンス
型ヒートパイプが停止状態とを経て、電池温度が上昇
し、最適温度領域３００℃から３５０℃にて運転が可能
となった。
度を２９０℃付近の検出値を温度制御装置１２Ｅに入力
すると共に、熱電対１４で検出したガス溜め６内の温度
値を温度制御装置１２Ｅに入力する。温度制御装置１２
Ｅは検出した温度値に応じて、ヒータ回路１２Ｚの可変
抵抗１２Ｂを調整すると共に、スイッチ１２Ｃをオンし
て、最適温度領域となる電流をヒータ１２に流し、ヒー
タ１２を加熱して、不活性ガス７の圧力を上昇させ、ヒ
ートパイプ内の熱媒体１１の蒸気と不活性ガス７との境
界面を制御し、電池温度が低い間は、可変コンダクタン
ス型ヒートパイプ２の停止状態（待機状態）から、電池
温度が２９０℃以下の低い状態では可変コンダクタンス
型ヒートパイプが停止状態とを経て、電池温度が上昇
し、最適温度領域３００℃から３５０℃にて運転が可能
となった。
【００２１】このように温度制御装置１２Ｅによれば、
断熱容器４より小さな容器のガス溜め６に配置したヒー
タ１２を制御すると、直ぐに不活性ガス７が膨脹し、ヒ
ートパイプ内の作動熱媒体１１の蒸気と不活性ガス７と
の境界面を小さな熱エネルギーで迅速に制御し、最適温
度領域３００℃から３５０℃にて運転が可能となった。
また小さな熱エネルギーであるから費用電力が少ないと
共に、ヒータ回路１２は小型の物でよく、取付け面積を
取らない。更にガス溜め６の外周側にヒータ１２を取り
付ければよいから、ヒータ１２を取り付けない既存のナ
トリウム硫黄電池に簡単に取り付けることが出来る。
断熱容器４より小さな容器のガス溜め６に配置したヒー
タ１２を制御すると、直ぐに不活性ガス７が膨脹し、ヒ
ートパイプ内の作動熱媒体１１の蒸気と不活性ガス７と
の境界面を小さな熱エネルギーで迅速に制御し、最適温
度領域３００℃から３５０℃にて運転が可能となった。
また小さな熱エネルギーであるから費用電力が少ないと
共に、ヒータ回路１２は小型の物でよく、取付け面積を
取らない。更にガス溜め６の外周側にヒータ１２を取り
付ければよいから、ヒータ１２を取り付けない既存のナ
トリウム硫黄電池に簡単に取り付けることが出来る。
【００２２】図３に得られた充放電時の電池運転温度領
域と休止時の電池温度領域を示した。
域と休止時の電池温度領域を示した。
【００２３】放電運転が終了して、電池が運転休止期間
に入ると、電池温度は低下し始める。次回の運転まで電
池温度を維持しようと思うとモジュールからの放熱を極
力押さえる必要があり、本発明のモジュールでは高断熱
構造とした。
に入ると、電池温度は低下し始める。次回の運転まで電
池温度を維持しようと思うとモジュールからの放熱を極
力押さえる必要があり、本発明のモジュールでは高断熱
構造とした。
【００２４】可変コンダクタンス型ヒートパイプの熱媒
体はダウサムーＡ、硫黄とヨウ素等が使用可能である
が、その他にも２８０℃から４００℃の範囲に作動域の
一部が含まれるヒートパイプであれば使用可能である。
体はダウサムーＡ、硫黄とヨウ素等が使用可能である
が、その他にも２８０℃から４００℃の範囲に作動域の
一部が含まれるヒートパイプであれば使用可能である。
【００２５】図４は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。３本可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を断熱容
器４の中央とその両端に配置し、各可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２を連通管１５により連通し、左端側の
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２より左側に延びた
連通管１５端にガス溜め６を配置している。各連通管１
５と断熱容器４との間の各可変コンダクタンス型ヒート
パイプ２に冷却フィン５を取り付けている。
る。３本可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を断熱容
器４の中央とその両端に配置し、各可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２を連通管１５により連通し、左端側の
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２より左側に延びた
連通管１５端にガス溜め６を配置している。各連通管１
５と断熱容器４との間の各可変コンダクタンス型ヒート
パイプ２に冷却フィン５を取り付けている。
【００２６】この実施例によれば、断熱容器４の中央の
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２Ａより温度の低い
左端の可変コンダクタンス型ヒートパイプ２２側にガス
溜め６を配置したので、断熱容器４の温度の影響を受け
ることが少なく、ガス溜め６が加熱されにくくなり、内
部の不活性ガス７の圧力が上昇せず、冷却フィン５への
作動熱媒体１１の移送量が減少せず、冷却性能が低下し
ない。結果として、電池が高温になった時、ガス溜め６
も高温とならず、冷却が最も必要な時に可変コンダクタ
ンス型ヒートパイプの冷却性能が低下しない。尚、ガス
溜め６は右側端に配置しても良い。またこの実施例では
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２に冷却フィン５を
取り付け、冷却性能を良くしている。
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２Ａより温度の低い
左端の可変コンダクタンス型ヒートパイプ２２側にガス
溜め６を配置したので、断熱容器４の温度の影響を受け
ることが少なく、ガス溜め６が加熱されにくくなり、内
部の不活性ガス７の圧力が上昇せず、冷却フィン５への
作動熱媒体１１の移送量が減少せず、冷却性能が低下し
ない。結果として、電池が高温になった時、ガス溜め６
も高温とならず、冷却が最も必要な時に可変コンダクタ
ンス型ヒートパイプの冷却性能が低下しない。尚、ガス
溜め６は右側端に配置しても良い。またこの実施例では
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２に冷却フィン５を
取り付け、冷却性能を良くしている。
【００２７】図５は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。３本可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を断熱容
器４の中央とその両端に配置し、各可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２を連通管１５により連通し、左端側の
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２より左側に延びた
連通管１５端にガス溜め６を配置している。連通管１５
に冷却フィン５を取り付けて、各連通管１５と断熱容器
４との間の各可変コンダクタンス型ヒートパイプ２に冷
却フィン５を取り付けていない分だけ、可変コンダクタ
ンス型ヒートパイプ２の高さを低くして、小型化すると
共に、図１に比べ、冷却フィン５を連結管１５上に設け
たもので、冷却フィン５の冷却領域を拡大して性能向上
したものである。
る。３本可変コンダクタンス型ヒートパイプ２を断熱容
器４の中央とその両端に配置し、各可変コンダクタンス
型ヒートパイプ２を連通管１５により連通し、左端側の
可変コンダクタンス型ヒートパイプ２より左側に延びた
連通管１５端にガス溜め６を配置している。連通管１５
に冷却フィン５を取り付けて、各連通管１５と断熱容器
４との間の各可変コンダクタンス型ヒートパイプ２に冷
却フィン５を取り付けていない分だけ、可変コンダクタ
ンス型ヒートパイプ２の高さを低くして、小型化すると
共に、図１に比べ、冷却フィン５を連結管１５上に設け
たもので、冷却フィン５の冷却領域を拡大して性能向上
したものである。
【００２８】図６は本発明の第４の実施例を示す図であ
る。ナトリウム硫黄電池モジュールを複数個、積み上げ
て、一括断熱したナトリウム硫黄電池モジュールにおい
て、複数個の可変コンダクタンス型ヒートパイプ２のガ
ス溜め部６を１つにまとめ、該温度を電池の出力に応じ
て制御したナトリウム硫黄電池モジュールである。
る。ナトリウム硫黄電池モジュールを複数個、積み上げ
て、一括断熱したナトリウム硫黄電池モジュールにおい
て、複数個の可変コンダクタンス型ヒートパイプ２のガ
ス溜め部６を１つにまとめ、該温度を電池の出力に応じ
て制御したナトリウム硫黄電池モジュールである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
出力運転（例えば定格の２倍出力）に伴いモジュール電
池内に発生する大きなジュール発熱を可変コンダクタン
ス型ヒートパイプを用いて除熱し、適正な運転温度領域
を維持すると共に、出力を定格にして運転した際には可
変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜めの温度を上
昇させ、ヒートパイプの冷却能力を低下させ、電池温度
が低下することを防止し、適正な運転温度領域を維持し
て、所望の出力とエネルギー効率を出すことが可能とな
る。
出力運転（例えば定格の２倍出力）に伴いモジュール電
池内に発生する大きなジュール発熱を可変コンダクタン
ス型ヒートパイプを用いて除熱し、適正な運転温度領域
を維持すると共に、出力を定格にして運転した際には可
変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜めの温度を上
昇させ、ヒートパイプの冷却能力を低下させ、電池温度
が低下することを防止し、適正な運転温度領域を維持し
て、所望の出力とエネルギー効率を出すことが可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施例を示すナトリウム硫黄電
池モジュールの側断面図。
池モジュールの側断面図。
【図２】図１に使用したヒータ回路の回路図。
【図３】図１の電池運転温度特性を示す特性図。
【図４】本発明の第２の実施例を示すナトリウム硫黄電
池モジュールの側断面図。
池モジュールの側断面図。
【図５】本発明の第３の実施例を示すナトリウム硫黄電
池モジュールの側断面図。
池モジュールの側断面図。
【図６】本発明の第４の実施例であるナトリウム硫黄電
池モジュールの全体構成を示す側断面図。
池モジュールの全体構成を示す側断面図。
【図７】従来例のナトリウム硫黄電池モジュールの構造
を示す側断面図。
を示す側断面図。
１…単電池、２…可変コンダクタンス型ヒートパイプ、
３…コンテナ、４…断熱容器、５…冷却フィン、６…ガ
ス溜め、７…不活性ガス、８…モシ゛ュール電池、９…
ヒートパイプ、１０…除熱部、１１…作動熱媒体、１２
…ヒータ、１３…コンテナ加熱部、１４…熱電対、１５
…連通管。
３…コンテナ、４…断熱容器、５…冷却フィン、６…ガ
ス溜め、７…不活性ガス、８…モシ゛ュール電池、９…
ヒートパイプ、１０…除熱部、１１…作動熱媒体、１２
…ヒータ、１３…コンテナ加熱部、１４…熱電対、１５
…連通管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沼 健 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 野家 明彦 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 綿引 直久 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 渡辺 健次 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社エネルギー環境研究所内 Ｆターム(参考） 5H029 BJ22 5H030 AA10 AS06 BB14 FF21 5H031 AA05 KK01
Claims (7)
- 【請求項１】 多数の単電池を直列或いは並列に接続
し、それらの単電池を断熱容器に収納するナトリウム硫
黄電池モジュールにおいて、断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを装着し、該可
変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜め部に温度制
御手段を持つことを特徴としたナトリウム硫黄電池モジ
ュール。 - 【請求項２】 多数の単電池を直列或いは並列に接続
し、それらの単電池を断熱容器に収納するナトリウム硫
黄電池モジュールにおいて、断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを装着し、該可
変コンダクタンス型ヒートパイプのガス溜め部に温度制
御手段を設け、温度制御手段は、断熱容器内の温度計の
検出温度値とガス溜め部内の温度計の温度値とにより、
ガス溜め部のヒータに設定電流値を流し、ガス溜め部内
の不活性ガスのガス圧により、ヒートパイプ内の熱媒体
の蒸気と不活性ガスとの境界面を制御することを特徴と
したナトリウム硫黄電池モジュール。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のナトリウム硫黄
電池モジュールにおいて、該断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを複数本装着
し、断熱容器の温度分布の低い場所にヒートパイプのガ
ス溜め部を設けることを特徴としたナトリウム硫黄電池
モジュール。 - 【請求項４】 請求項１又は２に記載のナトリウム硫黄
電池モジュールにおいて、該断熱容器の両端の少なくと
も一端側のヒートパイプにガス溜め部を設けることを特
徴としたナトリウム硫黄電池モジュール。 - 【請求項５】 請求項１又は２に記載のナトリウム硫黄
電池モジュールにおいて、該断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを複数本装着
し、外部の各ヒートパイプ間を連通した連通管に冷却フ
ィンを取り付けることを特徴としたナトリウム硫黄電池
モジュール。 - 【請求項６】 請求項１又は２に記載のナトリウム硫黄
電池モジュールにおいて、該断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを複数本装着
し、外部の各ヒートパイプ間を連通した連通管にガス溜
め部を設けることを特徴としたナトリウム硫黄電池モジ
ュール。 - 【請求項７】 請求項１又は２に記載のナトリウム硫黄
電池モジュールにおいて、該断熱容器内部から外部に延
びる可変コンダクタンス型ヒートパイプを複数本装着
し、外部の各ヒートパイプと断熱容器との間の各ヒート
パイプに冷却フィンを取り付けることを特徴としたナト
リウム硫黄電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26503099A JP2001085074A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26503099A JP2001085074A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085074A true JP2001085074A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17411620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26503099A Pending JP2001085074A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085074A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101074274B1 (ko) * | 2002-03-30 | 2011-10-17 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 측정 장치 |
| JP2012204039A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Kayaba Ind Co Ltd | 蓄電装置 |
| WO2013111815A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | 古河電気工業株式会社 | 熱輸送装置 |
| JP2016186900A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社フジクラ | リチウムイオン二次電池装置 |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26503099A patent/JP2001085074A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101074274B1 (ko) * | 2002-03-30 | 2011-10-17 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 측정 장치 |
| JP2012204039A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Kayaba Ind Co Ltd | 蓄電装置 |
| WO2013111815A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | 古河電気工業株式会社 | 熱輸送装置 |
| CN103946661A (zh) * | 2012-01-27 | 2014-07-23 | 古河电气工业株式会社 | 热传递装置 |
| JPWO2013111815A1 (ja) * | 2012-01-27 | 2015-05-11 | 古河電気工業株式会社 | 熱輸送装置 |
| EP2808639A4 (en) * | 2012-01-27 | 2015-08-05 | Furukawa Electric Co Ltd | HEAT TRANSPORTER |
| JP2016186900A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社フジクラ | リチウムイオン二次電池装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6434005B2 (ja) | 電気車両用バッテリの熱管理デバイス | |
| JP4564934B2 (ja) | 二次電池モジュール | |
| US9209495B2 (en) | System and method for the thermal management of battery-based energy storage systems | |
| WO1998050976A1 (en) | Quick charge battery with thermal management | |
| JPWO2010092692A1 (ja) | 蓄電装置システム、並びに、該システムを用いたモーター駆動体及び移動体 | |
| CN105051968B (zh) | 电池和机动车 | |
| JP2014116178A (ja) | 電力貯蔵システムの温度調節装置および電力貯蔵システムの温度調節方法 | |
| EP3347941B1 (en) | Heat flux assembly for an energy storage device | |
| JP2001085074A (ja) | ナトリウム硫黄電池モジュール | |
| JPH11185800A (ja) | 高温ナトリウム二次電池モジュールの運転方法 | |
| JPS6113348B2 (ja) | ||
| JP3493995B2 (ja) | ナトリウム硫黄電池モジュール | |
| CN111422100A (zh) | 电池包的加热电路、电源系统和电动车辆 | |
| KR101733446B1 (ko) | 고효율 태양 발전용 충전장치 | |
| KR101696750B1 (ko) | 고효율 태양 발전용 충전장치 | |
| JP2004355861A (ja) | 電池モジュール、電池システム | |
| JP2931581B1 (ja) | ナトリウム−硫黄電池の温度制御システム | |
| JP2004355860A (ja) | 併合発電システム、発電プラント、二次電池の保温方法 | |
| JPS60177568A (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JP3349491B2 (ja) | ナトリウム二次電池の運転開始時における運転方法 | |
| WO1998032186A1 (en) | Sodium-sulfur battery module | |
| JP3617084B2 (ja) | 密閉形鉛蓄電池の浮動充電方法 | |
| CN117154871B (zh) | 一种低温环境下锂电池充放电保障系统 | |
| JP2003125543A (ja) | 高温二次電池による電力貯蔵及び補償システム | |
| JPH1154145A (ja) | ナトリウム−硫黄電池モジュール及びその運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070717 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071120 |