JP2011238578A

JP2011238578A - 排ガスを活用したナトリウム硫黄電池の温度制御装置

Info

Publication number: JP2011238578A
Application number: JP2010122066A
Authority: JP
Inventors: Masashi Otake; 正志大竹; Noriko Otake; 徳子大竹; Shuzo Nakagawa; 周三中川; Taichi Kitade; 太一北出
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】電気自動車等に搭載するナトリウム硫黄電池の動作温度を確保するための温度制御装置を提供する。
【解決手段】小型エンジン１の排気口２から、排気管３へ６００℃のエンジン排気１９が吐出する。吐出したエンジン排気１９は、混合管５で大気導入管４から供給された大気１８と混合し、３００℃程度に冷却された混合排気が、熱交換断熱ケース９に流れ込む。ここで、温度センサー１７の信号を検知した温度制御（コントロール）装置２０により、リレー制御付吸込ファン６や電磁開閉バルブ７等が制御される。さらに熱交換断熱ケース９にはチッソおよびアルゴン等の不活性ガス１５を充填したフィン付熱交換循管１０が設けられており、これが断熱電池ケース１４に配管接続されているので、該熱交換循管の内部に密封されている該不活性ガスが、３００℃の温度を保持して、ナトリウム硫黄電池１３のある断熱電池ケース１４内部全体にわたって密封状態で充満する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車（２３）や電気モーターボート（２４）、電気ヘリコプター（２５）等に搭載して利用する、ナトリウム硫黄電池の動作する温度を確保する、技術に関するものである。

近年、ハイブリットカーや電気自動車が主流となりつつある自動車産業に於いて、これらを駆動する、大容量燃料電池の開発が日夜行われている。その中でもコンパクトで、充電放電効率の極めて高い、大容量電池のナトリウム硫黄電池が開発された。

しかしながら、ナトリウム硫黄電池（１３）は約３００℃の高温の範囲でしか、動作性能が得られないのである。現在、公開公報では特開２００３−３１７７９９のごとく、燃料電池などのコージェネレーションシステムの排熱を利用する方法があるが、これは大型のプラント設備に使用している、大型燃料電池で利用するのに向いているが、電気自動車等を駆動させている燃料電池では、その排熱の利用は無理である。また、その他の公開公報を調べると、やはり大型発電所からの排熱利用で、動作温度を確保する方法等、プラントに利用する大型設備としての、ナトリウム硫黄電池（１３）の活用方法であり、とても電気自動車等のような小型装置に利用できるものではない。
これら課題を解決するために本発明はなされたのである。

本発明は、小型で簡単な構成で実施出来る。以下、その解決手段構成を説明する。
まず、ナトリウム硫黄電池（１３）を搭載した電気自動車等に、小型エンジン（１）を設ける。そして、この小型エンジン（１）の排気口（２）に、排気管（３）を設ける。この排気管（３）に連結して、大気導入管（４）を設ける。さらには排気管（３）と大気導入管（４）に連結して、大気（１８）とエンジン排気（１９）を吸込んで混合してその温度が約３００℃に調整して流す、混合管（５）を設ける。また大気導入管（４）には、リレー制御付吸込ファン（６）および電磁開閉バルブ（７）を設ける。これにより、該ファンおよび該バルブを操作して、大気（１８）の導入量を調整する。さらに、混合管（５）の排出口（８）を、熱交換断熱ケース（９）に配管接続して設ける。またこの熱交換断熱ケース（９）の内部に、フィン付熱交換循管（１０）を設ける。この該循管の、出口側（１１）と入口側（１２）を、熱交換断熱ケース（９）に密接して設けた、ナトリウム硫黄電池（１３）を収めた断熱電池ケース（１４）に連結配管して設ける。さらに熱交換断熱ケース（９）には、排気放出管（２６）を設ける。つぎにフィン付熱交換循管（１０）の適当なる位置に、チッソおよびアルゴン等の不活性ガス（１５）を注入充填する、電磁弁付注入管（１６）を配管接続して設ける。また排気管（３）と混合管（５）、熱交換断熱ケース（９）および断熱電池ケース（１４）の内部に温度センサー（１７）を設ける。最後に温度コントロール装置（２０）を設けて、これにリレー制御付吸込ファン（６）と電磁開閉バルブ（７）、電磁弁付注入管（１６）および、各温度センサー（１７）に配線接続して設ける。また、電気自動車を使用しない時は、家庭の電源から充電する必要があるので、断熱電池ケース（１４）に３００℃にセットした、専用ヒーター装置（２１）と専用充電アダプター（２２）を設ける。
本発明はこのような構成と特徴からなる、排気ガスを活用したナトリウム硫黄電池の温度制御装置である。

本発明は、小型エンジン（５０ｃｃ〜１１０ｃｃ）の排気ガスを温度制御するだけで、ナトリウム硫黄電池の動作条件（約３００℃）を維持する事が出来る。

本構成は、まず、ナトリウム硫黄電池（１３）を搭載した電気自動車等に、５０ｃｃ〜１１０ｃｃ程度の、小型エンジン（１）を設ける。そして、この小型エンジン（１）の排気口（２）に、排気管（３）を設ける。実証によれば、この排気口（２）よりの、排気ガスの出口温度は６００℃（エンジン回転数は２０００ｒｐｍ）である。この排気管（３）に連結して、外気より空気を取込む、大気導入管（４）を設ける。さらには排気管（３）と大気導入管（４）に連結して、大気（１８）とエンジン排気（１９）を吸込んで混合して、その温度が約３００℃に調整して流入させる、混合管（５）を設ける。また大気導入管（４）には、リレー制御付吸込ファン（６）および電磁開閉バルブ（７）を設ける。これにより、該ファンおよび該バルブを操作して、大気（１８）の導入量を調整する。さらに、混合管（５）の排出口（８）を、熱交換断熱ケース（９）に配管接続して設ける。この配管接続により、熱交換断熱ケース（９）の内部は３００℃の温度に保たれるのである。そしてまた、この熱交換断熱ケース（９）の内部に、フィン付熱交換循管（１０）を設ける。次に、この該循管の出口側（１１）と入口側（１２）を、熱交換断熱ケース（９）に密接して設けた、ナトリウム硫黄電池（１３）を収めた、断熱電池ケース（１４）に連結配管して設ける。さらに断熱ケース（９）には、小型エンジンから出た排気ガス等をスムーズに排出させる、排気放出管（２６）を設ける。つぎに、フィン付熱交換循管（１０）の適当なる位置に、チッソおよびアルゴン等の不活性ガス（１５）を注入充填する、電磁弁付注入管（１６）を配管接続して設ける。これにより、温度３００℃のチッソガスなど不活性ガスが、断熱ケース（９）の内部を流入し、循環することにより、この内部の耐腐食性が向上する。また排気管（３）と混合管（５）断熱ケース（９）および断熱電池ケース（１４）の内部に、温度センサー（１７）を設ける。最後に温度コントロール装置（２０）を設けて、これにリレー制御付吸込ファン（６）と電磁開閉バルブ（７）、電磁弁付注入管（１６）および、各、温度センサー（１７）に配線接続して設ける。以上は、電気自動車等にナトリウム硫黄電池（１３）を搭載しての、使用されている状況の構成である。
一方、電気自動車を使用しない状況の時は、家庭の電源等から充電する必要がある。そのために、断熱電池ケース（１４）に、３００℃にセットした、専用ヒーター装置（２１）ならびに専用充電アダプター（２２）を設ける。

本発明は以上のような構成であり、これを使用実施するときには、電気自動車の電源スイッチを入れる。これにより小型エンジン（１）が動き、排気口（２）から、排気管（３）へ６００℃のエンジン排気（１９）が吐出する。つぎに各、温度センサー（１７）の検知信号を温度コントロール装置（２０）が、管理制御を行い、常にナトリウム硫黄電池（１３）を収めた断熱電池ケース（１４）の内部を、３００℃に保持させるように制御する。つまり、吐出したエンジン排気（１９）は、混合管（５）で大気導入管（４）から供給された、大気（１８）と混じり、温度３００℃ぐらに冷却された混合排気が、熱交換断熱ケース（１４）に流れ込む。これは、温度センサー（１７）の信号を検知した温度コントロール装置（２０）が、リレー制御付吸込ファン（６）や電磁開閉バルブ（７）等を制御して行われる。さらに熱交換断熱ケース（９）にはチッソおよびアルゴン等の不活性ガス（１５）を充填したフィン付熱交換循管（１０）が、通されて設けられており、これが断熱電池ケース（１４）に配管接続されているので、該熱交換循管の内部に密封されている該不活性ガスが、３００℃の温度を保持して、断熱電池ケース（１４）内部の密封状態の全体を充満する。

そして、ナトリウム硫黄電池（１３）は３００℃に保たれて、その大きな動作性能を発揮する。また、断熱電池ケース（１４）内部が動作温度より外れる状態になろうとする時は、各温度センサー（１７）の検知により、直ちに温度コントロール装置（２０）が働き、３００℃にするのである。また、本発明は家庭用の電気コンセントに接続するだけで、簡単に充電することが出来る。

本発明の装置構成図である。本発明の実施図である。

１小型エンジン
２排気口
３排気管
４大気導入管
５混合管
６リレー制御付吸込ファン
７電磁開閉バルブ
８排出口
９熱交換断熱ケース
１０フィン付熱交換循管
１１出口側
１２入口側
１３ナトリウム硫黄電池
１４断熱電池ケース
１５チッソおよびアルゴン等の不活性ガス
１６電磁弁付注入管
１７温度センサー
１８大気
１９エンジン排気
２０温度コントロール装置
２１専用ヒーター装置
２２専用充電アダプター
２３電気自動車
２４電気モーターボート
２５電気ヘリコプター
２６排気放出管

Claims

小型エンジン（１）の排気口（２）に、排気管（３）を設け、この排管（３）に連結して、大気導入管（４）を設ける、さらには排気管（３）と大気導入管（４）に連結して、混合管（５）を設ける、また大気導入管（４）にはリレー制御付吸込ファン（６）および電磁開閉バルブ（７）を設ける、そして混合管（５）の排出口（８）を、熱交換断熱ケース（９）に配管接続して設ける、またこの熱交換断熱ケース（９）の内部に、フィン付熱交換循管（１０）を設け、この該循管の出口側（１１）と入口側（１２）を、熱交換断熱ケース（９）に密接して設けた、ナトリウム硫黄電池（１３）を収めた断熱電池ケース（１４）に連結配管して設ける、さらに熱交換断熱ケース（９）には、排気放出管（２６）を設け、つぎにフィン付熱交換循管（１０）の適当なる位置に、チッソおよびアルゴン等の不活性ガス（１５）を注入する、電磁弁付注入管（１６）を配管接続して設ける、また排気管（３）と混合管（５）、熱交換断熱ケース（９）および断熱電池ケース（１４）の内部に温度センサー（１７）を設け、最後に温度コントロール装置（２０）を設けて、これにリレー制御付吸込ファン（６）と電磁開閉バルブ（７）、電磁弁付注入管（１６）および、各温度センサー（１７）に配線接続して設ける、これらの特徴よりなる、排気ガスを活用したナトリウム硫黄電池の温度制御装置。
断熱電池ケース（１４）に、３００℃にセットした専用ヒーター装置（２１）および、専用充電アダプター（２２）を設けてなる、請求項１記載の排気ガスを利用したナトリウム硫黄電池の温度制御装置。