JP2007179873A - バッテリー - Google Patents

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Abstract

【課題】第1に、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故に際して、外部火災等の危険が回避され、もって安全性が向上すると共に、第2に、しかもこれが、簡単な構成により容易に実現される、バッテリーを提案する。
【解決手段】このバッテリー1は、ナトリウムが使用されると共に、内部が例えば300℃の定格温度に維持されて放電,充電可能であり、定格温度への温度調節用に、単電池間に介装されて外気3に給排気される冷却ダクト9を、備えている。そして、冷却ダクト9の給気部12および排気部13には、遮断手段14が設けられている。遮断手段14は、弁体16よりなり、常時は冷却ダクト9を開通させているが、事故にて単電池や冷却ダクト9が損傷,内部破壊され、内部火災が発生した場合は、所定温度に基づきストッパー15が解除されて冷却ダクト9を閉鎖し、バッテリー1内への空気の供給を遮断する。
【選択図】図1

Description

本発明は、バッテリーに関する。すなわち、例えば車載されて使用され、放電,充電可能なバッテリーに関するものである。
《技術的背景》
例えば車載される2次電池のバッテリーとしては、鉛蓄電池が代表的であるが、最近は、より単位重量当たりの供給電力量(エネルギー密度)が高く、放電量や充電量のエネルギー効率が高いバッテリーの開発も進展している。
そして、その一環として、次の化1の化学反応式により、充電時に生成されたナトリウムNaが、放電時に電子を放出して電力供給する方式のバッテリーが、開発されている。
Figure 2007179873
《従来技術》
この方式のバッテリーは、外部に対し密閉断熱構造よりなると共に、内部が例えば300℃程度の定格温度に維持された状態で、放電および充電が可能である。
そこで、このバッテリーは、定格温度への温度調節用に、ヒーターと冷却ダクトとを備えており、必要に応じヒーターで加熱されたり、冷却ダクトに付設されたファンで冷却されたりするようになっている。冷却ダクトは、バッテリーの各単電池間に介装されると共に、外気との間で給排気される。
《問題点について》
ところで、このような従来例のバッテリーについては、次の問題が指摘されていた。このバッテリーで生成される液体ナトリウムNaは、周知の通り、酸化され易いと共に水と激しく反応して、発火,燃焼し、火災,爆発の危険もある。
そこで、このようなナトリウムNaを使用するこのバッテリーは、外部とは密閉構造の外装仕様よりなり、通常の安全性は確保されているが、極限の事故状況においてはまだ不十分であるとの指摘もあった。
すなわち、このバッテリーは、例えば車載されることも多く、充電,メンテナンス,交換等に際しては、持ち運ばれることもある。その場合、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故が発生する可能性が定置状態に比して非常に高くなり、またその際、バッテリーの内部、特に単電池や冷却ダクトが損傷,破壊され、内部火災が発生する可能性がある。
そして、これらの場合において、このバッテリーでは、単電池内から液体ナトリウムNaが、冷却ダクトから空気が、それぞれ内部漏洩し、もって、ナトリウムNaと空気中の酸素や水分との間で、反応が始まり、内燃火災となる危険があった。内部火災が発生した場合は、外気へと開放された冷却ダクトから、火炎が外部放出される危険もあった。
このように、この種従来例のバッテリーについては、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故に遭遇した場合に、激しく発火,燃焼して外部火災を引き起こす危険が存しており、極限の事故状況においては十分な安全対策を施され安全確保が万全である、とは言えなかった。
《本発明について》
本発明のバッテリーは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべく、開発されたものである。
そして第1に、安全性が向上すると共に、第2に、これが簡単容易に実現される、バッテリーを提案することを目的とする。
《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。
請求項1については、次のとおり。請求項1のバッテリーは、ナトリウムが使用されると共に、内部が定格温度に維持されて放電,充電可能であり、定格温度への温度調節用に、単電池間に介装されて外気に給排気される冷却ダクトを、備えている。
そして、該冷却ダクトの給気部および排気部に、遮断手段が設けられており、該遮断手段は、前記定格温度を越える所定温度に基づき、ストッパーが解除されて該冷却ダクトを閉鎖可能となっていること、を特徴とする。
次に、請求項2,3,4については、次のとおり。まず、請求項2,3,4のバッテリーは、請求項1において、該遮断手段は弁体よりなり、該冷却ダクトを開通させる常時の後退位置と、介装されたスプリングの付勢力にて該冷却ダクトを閉鎖する前進位置とに、変位可能である。
そして、請求項2の該遮断手段のストッパーは、合金ヒューズよりなり、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にてバルブブロックに係止すると共に、前記定格温度を越える高温所定温度以上では、溶融して該弁体の係止を解放すること、を特徴とする。
請求項3の該遮断手段のストッパーは、ロウ用合金にてバルブブロックに接合固定されており、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にて該バルブブロックに係止すると共に、前記定格温度を越える高温所定温度以上では、該ロウ用合金の溶融により該弁体の係止を解放すること、を特徴とする。
請求項4の該遮断手段のストッパーは、ロウ用合金よりなり、該弁体をバルブブロックに接合しており、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にて該バルブブロックに固定すると共に、前記定格温度を越える高温所定温度以上では、溶融して該弁体の固定を解放すること、を特徴とする。
《作用等》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)このバッテリーは、充電時に液体ナトリウムが生成されると共に、冷却ダクトが単電池間に介装されて外気との間で給排気され、もって内部が定格温度に温度調節される。
(2)そして、車載されることも多く、充電,メンテナンス,交換時には持ち運ばれることもある。その場合、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故の可能性が定置状態に比して非常に高くなり、またその際、単電池や冷却ダクトが損傷,破壊される可能性がある。
その場合、酸化され易く水分や酸素と激しく反応して発火,燃焼する液体ナトリウムが、単電池から内部漏洩し、冷却ダクトから内部漏洩した空気中の酸素や水分と反応して、内部火災となる可能性もある。この際に、冷却ダクトがバッテリー内への空気の出し入れ,供給を続行すると、ナトリウムと酸素や水分との反応が促進され、冷却ダクトから火炎が外部放出される危険もある。
(3)そこで、このバッテリーでは、冷却ダクトの給気部と排気部に、遮断手段が設けられている。遮断手段は例えば弁体よりなり、常時は、冷却ダクトを開通させる後退位置にあるが、内部火災による所定温度にてストッパーが解除され、スプリングの付勢力にて前進位置を取って、冷却ダクトを閉鎖する。
(4)遮断手段のストッパーは、第1例では合金ヒューズよりなり、常時は弁体を後退位置に係止しているが、定格温度を越える所定温度以上で溶融して係止を解放する。第2例のストッパーは、常時はロウ用合金にて接合固定されて弁体を後退位置に係止しているが、所定温度以上でのロウ用合金の溶融により係止を解放する。第3例のストッパーは、ロウ用合金よりなり、常時は弁体を後退位置に接合固定しているが、所定温度以上で溶融して固定を解放する。
(5)このように、単電池や冷却ダクトが損傷,破壊され、内部火災が発生した場合、遮断手段にて冷却ダクトが閉鎖される。もって、外気からバッテリー内への空気の出し入れ,供給が遮断されるので、単電池からの液体ナトリウムの内部漏洩が続いても、酸素や水分との反応が促進,増大,激化する危険は回避される。火炎が外部放出される危険も回避される。
(6)このように、単電池や冷却ダクトが損傷,破壊され、内部火災が発生しても、ナトリウムと酸素や水との反応が促進,増大したり、発火,燃焼,火災が激化したり、火炎が外部放出されたりすることは、確実に防止される。
(7)そして、このバッテリーは、その冷却ダクトに、弁体,スプリング,融点を利用したストッパー等よりなる遮断手段を配設した、簡単な構成よりなる。
(8)そこで本発明のバッテリーは、次の効果を発揮する。
《第1の効果》
第1に、安全性が向上する。すなわち、本発明のバッテリーでは、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故に際して、単電池や冷却ダクトが損傷,破壊され、内部火災が発生した場合において、冷却ダクトが遮断手段にて閉鎖される。
そこで、液体ナトリウムの漏洩が続いても、冷却ダクトによる空気の出し入れ,供給が、遮断されるので、発火,燃焼,火災を促進,増大,激化させる酸素や水分の出し入れ,供給も、遮断される。冷却ダクトから、火炎が外部放出される危険も回避される。
このバッテリーは、このように事故等に際し空気や火炎の流れが遮断されて、外部火災等の危険が回避され、安全が確保される。
《第2の効果》
第2に、しかもこれは、簡単容易に実現される。すなわち、本発明のバッテリーは、冷却ダクトに、弁体,スプリング,ストッパー等よりなる遮断手段を配設した、簡単な構成よりなり、上述した第1の安全確保が容易に実現される。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《図面について》
以下、本発明のバッテリーを、図面に示した本発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。図1〜図5は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供する。
そして、図1は第1例、図2は第2例、図3は第3例を示す。それぞれ(1)図は、弁体が後退位置の正断面図、(2)図は、弁体が前進位置の正断面図、(3)図は、(1)図のB−B矢視図である。
図4の(1)図は、バッテリーの平面図、(2)図は、バッテリーの正面図、(3)図は、バッテリーの車載例の正面図である。図5は、バッテリーの分解斜視図である。
《バッテリー1の概要について》
まず、図4を参照して、本発明の前提となるバッテリー1について、その概要を説明する。このバッテリー1は、一般的なものと同様、単電池の集合体よりなり、2次電池,蓄電池として放電,充電可能であり、化学エネルギーを電気エネルギーに変換して、電力として取り出す。
そして、ナトリウムNaが使用されており、副反応がなく、単位重量当たりの供給電力量(エネルギー密度)が高いと共に、過充電,過放電への耐久性にも優れる、という特徴を備えている。
まず、放電に際しては、単電池内での前述した化1の化学反応式において、右側から左側に反応が進行し、これに伴うエネルギーの放出が電気エネルギーとして取り出される。
すなわち放電に際しては、Ni+2NaCl←2Na+NiClの反応が進行する。負極のナトリウムNaは、電子eを放出してナトリウムイオンNaとなり、電子eは、負荷を経由して正極に移動する。他方、正極の塩化ニッケルNiClは、ニッケルイオンNi2+と塩素イオンClとに、分かれる。
そして、ナトリウムイオンNaは正極側に到達して、塩素イオンClと反応し、もって塩化ナトリウムNaClとなる。正極に移動した電子eは、ニッケルイオンNi2+と結合して、ニッケルNiとなる。
充電に際しては、単電池内での前述した化1の化学反応式において、左側から右側への反応、つまり、Ni+2NaCl→2Na+NiClの反応が進行する。
すなわち、正極のニッケルNiが、電子eを放出してニッケルイオンNi2+となる。塩化ナトリウムNaClは、ナトリウムイオンNaと塩素イオンClとに、分かれる。そして、ナトリウムイオンNaは負極側に戻り、電子eを受け取って、ナトリウムNaとなる。正極では、ニッケルイオンNi2+が塩素イオンClと反応して、塩化ニッケルNiClとなる。
そして、このような方式のバッテリー1は、例えばZEBRA電池として、スイスのMES−DEA社(Micro-motors Electric Switzerland-Division Energy Alternative)(15CH-6855 Stabio, Switzerland)にて、製造,販売されている。
そして、このバッテリー1は、例えば図4の(3)図に示したように、乗用車,トラック,バス,その他の車輌2への搭載用として、米国や欧州を中心に販売されており、国内にも輸入,販売されている。
又、このバッテリー1は、自動車以外の車輌2用や、航空機用,船舶用,その他の輸送用の用途も考えられ、更には、工場用や一般家庭用等の定置使用の用途も見込まれる。
バッテリー1は、概略このようになっている。
《バッテリー1の構造等について》
次に、図4,図5を参照して、本発明の前提となるバッテリー1について、その一般的構造等を説明する。
このバッテリー1は、外部の外気3に対し密閉断熱構造よりなると共に、内部の各セルの単電池4が270℃〜350℃の定格温度、例えば300℃の定格温度に維持された状態で、放電可能,充電可能となる。そして例えば、内部に216本の単電池4が2並列に組み込まれており、単電池4の1本当たりの定格電圧は2.58V、バッテリー1全体の定格電圧は278Vである。
そして、単電池4の集合体よりなるバッテリー1は、次の外箱5,内箱6,断熱材7,ヒーター8,冷却ダクト9,BMI装置10、等を備えている。
まず外装は、外箱5と内箱6の2重構造で、各単電池4が、内箱6の内部に密閉格納されている。外箱5と内箱6間は、真空に維持されると共に断熱材7が介装され、もって熱損失を防ぐ断熱構造となっており、外箱5の外表面はほぼ常温となる。
ヒーター8および冷却ダクト9は、バッテリー1内部を定格温度に保つための温度調節用である。すなわちヒーター8は、必要に応じヒートアップ用に通電使用される。冷却ダクト9は、付設されたファン(図示せず)が必要に応じ駆動され、もって外気3を取り込んで強制空冷し、過度の温度上昇を抑制する。
そして冷却ダクト9は、冷却用空気の循環用のエアー管路11が内部に形成された各保持プレート11が、各単電池4間を仕切るように、それぞれ挿入,介装されると共に、各エアー管路11に接続された給気部12と排気部13とを、備えている。給気部12と排気部13は、例えば径30mmのパイプ状をなし、外気3との間で給気および排気を行い、いずれか一方に上記ファンが付設されている。
BMI装置10は、マイクロコンピュータ又はその他の制御回路が、コントローラーとして使用されており、バッテリー1自体の制御用の信号処理を行う。すなわち、BMI(Battery Management Interface)装置10は、電圧・電流センサー,温度センサー等が付設されており、バッテリー1の電圧,電流,温度,放電電力量,充電電力量等を、監視,コントロールする。
そして例えば、過放電,過充電,過熱,あるいは故障等により、センサーから異常検出信号が入力されると、放電,充電停止信号を出力して電力供給や充電を停止させたり、駆動停止信号を出力して冷却ダクト9のファンを停止させる。
バッテリー1の一般的構造は、このようになっている。
《遮断手段14の概要について》
以下、図1,図2,図3等を参照して、本発明のバッテリー1の遮断手段14について、説明する。
このバッテリー1は、冷却ダクト9の給気部12および排気部13に、遮断手段14が設けられており、遮断手段14は、バッテリー1の定格温度を越える所定温度に基づき、ストッパー15が解除されて、冷却ダクト9を閉鎖可能となっている。
そして各図示例において、遮断手段14は弁体16よりなり、冷却ダクト9を開通させる常時の後退位置と、介装されたスプリング17の付勢力にて冷却ダクト9を閉鎖する前進位置とに、変位可能である。
これらについて、更に詳述する。まず、冷却ダクト9の給気部12および排気部13には、それぞれ、弁箱ケースであるバルブブロック18が、途中に介装されるか又は端部に付設されており、バルブブロック18内には、空気の流路19が穿設形成されている。
バルブブロック18および弁体16は、ステンレス,炭素鋼,その他の金属製よりなり、その融点は、例えば1,399℃〜1,454℃程度や、1,536℃程度よりなる。因に、バッテリー1の定格温度は、例えば300℃程度である。ストッパー15が解除される高温所定温度、つまり後述する合金ヒューズやロウ用合金Bの融点は、500℃〜800℃程度である。バッテリー1の内部火災に際しての冷却ダクト9の給気部12内,排気部13内,流路19内等の温度(例えば火炎の温度)は、800℃程度以上である。
もって、内部火災に際し、火炎に晒されるバルブブロック18および弁体16は、その影響を受けないのに対し、ストッパー15は、その影響を受けるようになる。
バルブブロック18には、その流路19に対し例えば直交開口する退避穴20が、穿設されており、退避穴20内に弁体16が配され、流路19に対し出没可能となっている。
すなわち弁体16は、退避穴20内に大部分収納された常時の後退位置(各図の(1)図を参照)と、退避穴20から大きく突出した前進位置(各図の(2)図を参照)とに、変位可能となっている。
そして弁体16は、後退位置において流路19を開放して、冷却ダクト9の給気部12や排気部13を開通させ、外気3に対し通気,開放する。これに対し前進位置では、流路19を遮断して、冷却ダクト9の給気部12や排気部13を閉鎖して、外気3に対し遮断する。
スプリング17は、退避穴20内において、蓋21と弁体16との間に介装された圧縮スプリングよりなる。そして、弁体16がストッパー15にて後退位置を取ると、圧縮,弾発状態となり、ストッパー15が解除されると、付勢により伸長して、弁体16を前進位置へと押出し,前進させる。
遮断手段14は、概略このようになっている。
《図1の例について》
このような遮断手段14の各例について説明する。まず、図1の例について説明する。この例の遮断手段14のストッパー15は、合金ヒューズよりなる。
そしてストッパー15は、例えばバッテリー1の定格温度以下では、スプリング17の付勢力に抗し弁体16を、後退位置にてバルブブロック18の退避穴20内に係止すると共に、定格温度を大きく越えた高温所定温度以上では、溶融して弁体16の係止を解放する。
このような図1の例について、更に詳述する。バルブブロック18の退避穴20内の前方位置には、孔22が、直交開口するめくら穴として(図面では縦孔状に)加工形成されている。又、この孔22と対応位置する後退位置の弁体16には、溝23が前方に向けて(図面では横溝状に)加工形成されている。
ストッパー15は、亜鉛合金,アルミ合金,その他の温度ヒューズ等の合金ヒューズよりなり、融点500℃〜800℃程度のものが、選択使用される。
そしてストッパー15は、バルブブロック18の孔22内から立設されると共に、先端部(図面では上端部)が弁体16の溝23の端部(図面では後端部)に嵌入されており、常時は、後退位置の弁体16を溝23の端部にて係止し、もってスプリング17の付勢力に抗して、弁体16をバルブブロック18の退避穴20内に位置決めしている(その(1)図を参照)。
つまり、合金ヒューズ製のストッパー15は、常温から〜例えば500℃程度までは固体であり、弁体16のストッパー15としての強度を備えており、例えば300℃程度の定格温度に加熱された空気が、冷却ダクト9の給気部12,排気部13,流路19内等を通過しても、影響なく弁体16を常時の後退位置に係止,位置決めしている。
これに対し、この合金ヒューズ製のストッパー15は、定格温度300℃を大きく越える高温所定温度以上となると、つまり合金ヒューズの融点500℃〜800℃程度の温度に達すると、軟化,溶融して、スプリング17による剪断力にて切断される。
そこで弁体16は、常時のストッパー15による係止が解放され、もってスプリング17の付勢力にて前進位置を取る(その(2)図を参照)。つまりストッパー15は、バッテリー1の内部火災の例えば800℃以上となる火炎が、冷却ダクト9の給気部12や排気部13、そしてバルブブロック18の流路19内に及ぶと、その影響を受けて弁体16の係止を解放する。
なお、ストッパー15,孔22,溝23等の位置は、弁体16下位の図示例に限定されるものではなく、各種可能であり、例えば、温度の影響をより受けやすい弁体16上位とすることも考えられる。
更に、このような図示例によらず、合金ヒューズ製で板状をなすストッパー15を、常時は、弁体16の先端頭部と流路19を介して対応位置するバルブブロック18との間に介装,係止し、もってスプリング17の付勢力に抗し弁体16を、後退位置に係止,位置決めするようにしてもよい。なお係止解放等については、図示例に準じる。
図1の例は、このようになっている。
《図2の例について》
次に、図2の例について説明する。この例の遮断手段14のストッパー15は、ロウ用合金Aにてバルブブロック18に接合固定されている。
そしてストッパー15は、例えばバッテリー1の定格温度以下では、スプリング17の付勢力に抗し弁体16を、後退位置にてバルブブロック18に係止すると共に、定格温度を大きく越えた高温所定温度以上では、ロウ用合金Aの軟化,溶融により弁体16の係止を解放する。
このような図2の例について、更に詳述する。バルブブロック18内部の流路19形成面には、弁体16に向け溝24が(図面では縦溝状に)加工形成されている。又、この溝24と対応位置する後退位置の弁体16側には、溝23が前方に向けて(図面では横溝状に)形成されている。
ストッパー15は、前述したバルブブロック18や弁体16に準じた金属製よりなり、基端部(図面では上端部)がピン25にて、バルブブロック18の溝24側面に取付けられている。
そしてストッパー15は、常時は、バルブブロック18の溝24内に、ロウ用合金Aにて接合固定されると共に、先端部(図面では下端部)が、弁体16側の溝23の端部(図面では後端部)に嵌入されている。ロウ用合金Aは、銀ロウ,銅ロウ,その他のロウ用金属よりなり、融点500℃〜800℃程度のものが、選択使用される。
そしてストッパー15は、常時は弁体16を後退位置にて係止し、もってスプリング17の付勢力に抗して、弁体16をバルブブロック18の退避穴20内に位置決めしている(その(1)図を参照)。
つまりストッパー15は、常温から〜例えば500℃程度までは、ロウ用合金Aにて接着固定されて、弁体16のストッパー15として機能しており、例えば300℃程度の定格温度に加熱された空気が、冷却ダクト9の給気部12,排気部13,流路19内を通過しても、影響なく弁体16を常時の後退位置に係止,位置決めしている。
これに対し、流路19内が定格温度300℃を大きく越える高温所定温度以上となると、つまりロウ用合金Aの融点500℃〜800℃程度の温度に達すると、ロウ用合金Aが軟化,溶融して、スプリング17の付勢力に抗しきれなくなり、もって、ストッパー15のバルブブロック18への接合固定が解除される。そこで弁体16は、常時のストッパー15による係止が解放され、もってスプリング17の付勢力にて前進位置を取る(その(2)図を参照)。
つまりストッパー15は、バッテリー1の内部火災の例えば800℃以上となる火炎が、冷却ダクト9の給気部12や排気部13、そしてバルブブロック18の流路19内に及ぶと、その影響を受けて弁体16の係止を解放する。そして、弁体16の前進の邪魔にならないように、図示例ではピン25を中心に揺動して、弁体16の前進軌跡外へと退避する。
なお、ストッパー15等の位置については、図1の例において前述した所と同様に、各種可能である。
更に、このような図示例によらず、ピン25,溝23,溝24を使用せず、ストッパー15が常時は、ロウ用合金Aにてバルブブロック18に接合固定されると共に、その先端部で弁体16の頭部や肩部分等を当接,係止し、もってスプリング17の付勢力に抗し、弁体16を後退位置に位置決めするようにしてもよい。なお係止解放等については、図示例に準じる。
図2の例は、このようになっている。
《図3の例について》
次に、図3の例について説明する。この例の遮断手段14のストッパー15は、ロウ用合金A製よりなり、弁体16をバルブブロック18に接合している。
そして、このロウ用合金A製のストッパー15は、例えばバッテリー1の定格温度以下では、スプリング17の付勢力に抗し弁体16を、後退位置にてバルブブロック18に固定すると共に、定格温度を大きく越えた高温所定温度以上では、溶融して弁体16の固定を解放する。
このような図3の例について、更に詳述する。弁体16は、常時はロウ用合金A製のストッパー15を接着剤として、スプリング17の付勢力に抗し、後退位置にてバルブブロック18の退避穴20内に、位置決めされている(その(1)図を参照)。つまり弁体16は、常温から〜例えば500℃程度までは、ストッパー15を接着剤として退避穴20内に接合固定されており、例えば300℃程度の定格温度に加熱された空気が、冷却ダクト9の給気部12,排気部13,流路19内等を通過しても、影響なく後退位置を取る。
これに対し、流路19内が定格温度300℃を大きく越える高温所定温度以上になると、つまりロウ用合金A製のストッパー15の融点500℃〜800℃程度の温度に達すると、ストッパー15は軟化,溶融してスプリング17の付勢力に抗しきれなくなる。
そこで弁体16は、常時のストッパー15による固定が解放され、もってスプリング17の付勢力にて前進位置を取る(その(2)図を参照)。つまり、バッテリー1内の内部火災の例えば800℃以上となる火炎が、冷却ダクト9の給気部12や排気部13、そしてバルブブロック18の流路19内に及ぶと、その影響を受け、弁体16のストッパー15による固定が解放される。
図3の例は、このようになっている。
《作用等について》
本発明のバッテリー1は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)このバッテリー1は、充電により液体ナトリウムNaが生成されると共に、内部が例えば300℃の定格温度に維持されて、放電および充電される。
すなわち、充電時に生成された液体ナトリウムNaが放電時に電子を放出して、電力を供給する方式よりなり、ヒーター8により加熱されると共に、冷却ダクト9が単電池4間に介装されて外気3との間で給排気され、もって、出し入れ,供給される空気にて強制空冷されて、定格温度に温度調節される(化1,図4,図5を参照)。
(2)そしてバッテリー1は、例えば車載されることも多く(図4の(3)図を参照)、又、充電,メンテナンス,交換等に際しては、持ち運ばれる。
そのため、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故は定置使用に比して不可避的に高くなり、その際に衝撃荷重を受けて、単電池4や冷却ダクト9のエアー管路11等が損傷,破壊され、内部火災が発生する可能性がある。
すなわち、単電池4内から液体ナトリウムNa、つまり周知のように酸化され易く水分と激しく反応して発熱,発火,燃焼する液体ナトリウムNaが、バッテリー1内で次々と内部漏洩し、もって冷却ダクト9のエアー管路11等の損傷,破壊により、冷却用に供給されていた空気中の酸素Oや水分HOと接触,反応して、発火,燃焼し、内部火災が発生する。
これに対し、その後も冷却ダクト9が外気3との間で、バッテリー1内への空気の出し入れ,供給を、その後も続行すると、液体ナトリウムNaと酸素Oや水分HOとの接触,反応が、一段と促進,増大され、発火,燃焼,火災が激化する危険がある。火炎が冷却ダクト9から外気3へと外部放出される危険もある。
(3)そこで、このバッテリー1では、冷却ダクト9の給気部12および排気部13に、それぞれ遮断手段14が設けられている。この遮断手段14は、図1,図2,図3の図示例では弁体16よりなり、常時は、冷却ダクト9を開通させる後退位置にある(各例の(1)図を参照)。
そして、内部火災による定格温度を大きく越える高温所定温度以上では、ストッパー15が解除され、スプリング17の付勢力にて前進位置を取って、冷却ダクト9を閉鎖する(各例の(2)図を参照)。
(4)図1の例の遮断手段14のストッパー15は、合金ヒューズよりなり、常時は弁体16を後退位置にて係止しているが、定格温度を大きく越える高温所定温度以上では軟化,溶融して弁体16の係止を解放する。
図2の例の遮断手段14のストッパー15は、常時はロウ用合金Aにて接合固定されて、弁体16を後退位置に係止しているが、定格温度を大きく越える高温所定温度以上では、ロウ用合金Aの軟化,溶融により弁体16の係止を解放する。
図3の例の遮断手段14のストッパー15は、ロウ用合金Aよりなり、常時は弁体16を後退位置に接合固定しているが、定格温度を大きく越える高温所定温度以上では、軟化,溶融して弁体16の固定を解放する。
(5)このバッテリー1には、例えばこの各例のような遮断手段14が設けられており、バッテリー1が衝撃荷重を受けて、その単電池4や冷却ダクト9が損傷,破壊され、内部火災が発生した場合は、遮断手段14の弁体16が、冷却ダクト9の給気部12や排気部13を閉鎖する。
もって、損傷,破壊された冷却ダクト9のエアー管路11が、外気3に対し閉鎖されて、外気3からバッテリー1内への酸素Oや水分HOを含む空気の出し入れ,供給が、遮断される。
そこで、損傷,破壊された単電池4内から液体ナトリウムNaが、バッテリー1内に内部漏洩することがあっても、ナトリウムNaと酸素Oや水分HOとの接触,反応が促進,増大,激化する危険は、回避される。又、冷却ダクト9が閉鎖されるので、内部火災の火炎が外気3へと外部放出される危険も、回避される。
(6)このように、このバッテリー1は、災害,自動車事故,落下事故,その他の事故発生に伴い、単電池4や冷却ダクト9が損傷,破壊され、内部火災が発生しても、酸素Oや水分HOと液体ナトリウムNaとの激しい反応が、促進,増大,激化する危険は、回避される。火炎が外部放出される危険も、回避される。
もって、液体ナトリウムNaの反応に基づく、外部火災が、確実に防止されるようになる。
(7)そして、このバッテリー1は、冷却ダクト9の給気部12や排気部13に、退避穴20付のバルブブロック18を配して、弁体16,スプリング17,ストッパー15等よりなる遮断手段14を設けた、簡単な構成よりなる。
又、ストッパー15,15,15の解除方式も、冷却ダクト9や流路19内の温度を利用すると共に、合金ヒューズやロウ用合金Aの融点を利用してなり、その構成が簡単である。
《その他》
なお、以上説明した例では、遮断手段14として前進後退可能な弁体16が用いられていたが、本発明の遮断手段14は、これに限定されることなく、その他各種の構成を採用することも可能である。
すなわち、冷却ダクト9の給気部12や排気部13を閉鎖可能な、その他の各種の構成を採用可能であり、例えば、バタフライバルブ,ボールバルブ,開閉遮断板,又は開閉蓋等を採用することも可能である。
勿論これらの場合も、前述した各例に準じ、合金ヒューズやロウ用合金Aを利用して、ストッパー15が解除され冷却ダクト9を閉鎖する構成も採用可能である。更に、手動にてこれらを操作することも考えられる。
本発明に係るバッテリーについて、発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第1例を示す。そして(1)図は、弁体が後退位置の正断面図、(2)図は、弁体が前進位置の正断面図、(3)図は、(1)図のB−B矢視図である。 同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第2例を示す。そして(1)図は、弁体が後退位置の正断面図、(2)図は、弁体が前進位置の正断面図、(3)図は、(1)図のB−B矢視図である。 同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、第3例を示す。そして(1)図は、弁体が後退位置の正断面図、(2)図は、弁体が前進位置の正断面図、(3)図は、(1)図のB−B矢視図である。 同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、(1)図は、バッテリーの平面図、(2)図は、バッテリーの正面図、(3)図は、バッテリーの車載例の正面図である。 同発明を実施するための最良の形態の説明に供し、バッテリーの分解斜視図である。
符号の説明
1 バッテリー
2 車輌
3 外気
4 単電池
5 外箱
6 内箱
7 断熱材
8 ヒーター
9 冷却ダクト
10 BMI装置
11 エアー管路
11 保持プレート
12 給気部
13 排気部
14 遮断手段
15 ストッパー
15 ストッパー
15 ストッパー
15 ストッパー
16 弁体
17 スプリング
18 バルブブロック
19 流路
20 退避穴
21 蓋
22 孔
23 溝
24 溝
25 ピン
A ロウ用合金

Claims (4)

  1. ナトリウムが使用されると共に、内部が定格温度に維持されて放電,充電可能であり、定格温度への温度調節用に、単電池間に介装されて外気に給排気される冷却ダクトを、備えたバッテリーにおいて、
    該冷却ダクトの給気部および排気部に、遮断手段が設けられており、該遮断手段は、前記定格温度を越える所定温度に基づき、ストッパーが解除されて該冷却ダクトを閉鎖可能となっていること、を特徴とするバッテリー。
  2. 請求項1に記載したバッテリーにおいて、該遮断手段は弁体よりなり、該冷却ダクトを開通させる常時の後退位置と、介装されたスプリングの付勢力にて該冷却ダクトを閉鎖する前進位置とに、変位可能であり、
    該遮断手段のストッパーは、合金ヒューズよりなり、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にてバルブブロックに係止すると共に、前記定格温度を越える高温所定温度以上では、溶融して該弁体の係止を解放すること、を特徴とするバッテリー。
  3. 請求項1に記載したバッテリーにおいて、該遮断手段は弁体よりなり、該冷却ダクトを開通させる常時の後退位置と、介装されたスプリングの付勢力にて該冷却ダクトを閉鎖する前進位置とに、変位可能であり、
    該遮断手段のストッパーは、ロウ用合金にてバルブブロックに接合固定されており、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にて該バルブブロックに係止すると共に、前記定格温度を超える高温所定温度以上では、該ロウ用合金の溶融により該弁体の係止を解放すること、を特徴とするバッテリー。
  4. 請求項1に記載したバッテリーにおいて、該遮断手段は弁体よりなり、該冷却ダクトを開通させる常時の後退位置と、介装されたスプリングの付勢力にて該冷却ダクトを閉鎖する前進位置とに、変位可能であり、
    該遮断手段のストッパーは、ロウ用合金よりなり、該弁体をバルブブロックに接合しており、常時は該スプリングの付勢力に抗し、該弁体を後退位置にて該バルブブロックに固定すると共に、前記定格温度を超える高温所定温度以上では、溶融して該弁体の固定を解放すること、を特徴とするバッテリー。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070992A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Hyundai Motor Co Ltd 電気自動車用バッテリーパック火災防止器具
JP2013246920A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Tigers Polymer Corp 電池冷却構造
KR101451408B1 (ko) 2012-12-24 2014-10-16 주식회사 포스코 나트륨 유황 전지
JP2014529171A (ja) * 2011-09-07 2014-10-30 ジャレド ホールディングス リミテッド 二次電源容量を増加する方法
JP2023505029A (ja) * 2020-04-01 2023-02-08 エルジー エナジー ソリューション リミテッド ガス遮断構造体を含む電池モジュール

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724372U (ja) * 1980-07-11 1982-02-08
JPH03112570A (ja) * 1989-09-28 1991-05-14 Ngk Insulators Ltd ナトリウム―硫黄電池における火災の消火装置
JP2004047426A (ja) * 2002-05-13 2004-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の冷却装置及び二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5724372U (ja) * 1980-07-11 1982-02-08
JPH03112570A (ja) * 1989-09-28 1991-05-14 Ngk Insulators Ltd ナトリウム―硫黄電池における火災の消火装置
JP2004047426A (ja) * 2002-05-13 2004-02-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 組電池の冷却装置及び二次電池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014529171A (ja) * 2011-09-07 2014-10-30 ジャレド ホールディングス リミテッド 二次電源容量を増加する方法
JP2018060795A (ja) * 2011-09-07 2018-04-12 ジャレド ホールディングス リミテッド 二次電源容量を増加する方法
JP2013070992A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Hyundai Motor Co Ltd 電気自動車用バッテリーパック火災防止器具
JP2013246920A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Tigers Polymer Corp 電池冷却構造
KR101451408B1 (ko) 2012-12-24 2014-10-16 주식회사 포스코 나트륨 유황 전지
JP2023505029A (ja) * 2020-04-01 2023-02-08 エルジー エナジー ソリューション リミテッド ガス遮断構造体を含む電池モジュール
JP7317233B2 (ja) 2020-04-01 2023-07-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド ガス遮断構造体を含む電池モジュール

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