JP2016073328A - 蓄電装置および蓄電装置消火方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の二次電池の消火に要する時間を低減する。【解決手段】複数の二次電池3−1〜3−nが収納される収納空間7を形成するコンテナ2と、収納空間7のうちの複数の二次電池3−1〜3−nが配置される収納領域を消火剤の流れが囲むように、消火剤を収納空間7に噴射するダクト21とを備えている。このような蓄電装置1は、消火剤の流れが複数の二次電池3−1〜3−nを囲むことにより、複数の二次電池3−1〜3−nの周囲の酸素濃度を高効率に低減することができ、複数の二次電池3−1〜3−nを適切に消火することができる。【選択図】図1
Description
本発明は、蓄電装置および蓄電装置消火方法に関する。
コンテナ内に複数の二次電池を備える蓄電装置が知られている。このような複数の二次電池を構成するリチウムイオン二次電池は、劣化の進展、異物混入による電池内部の短絡、過充電、加熱など種々の原因で温度が急上昇する熱暴走を起こし、発火することがある。このため、蓄電装置は、出火した複数の二次電池モジュールを消火する消火設備を備えている(たとえば、特許文献1参照)。
蓄電装置は、コンテナが比較的大きいときに、出火した複数の二次電池の消火に要する時間が長時間化し、二次電池の熱暴走の伝播、連爆、類焼が発生することがある。しかしながら、特許文献1には、比較的大きいコンテナ内に配置される複数の二次電池の消火に要する時間を低減することすることに関して、何ら示されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、複数の二次電池の消火に要する時間を低減する蓄電装置および蓄電装置消火方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の蓄電装置および蓄電装置消火方法は、以下の手段を採用する。
本発明による蓄電装置は、複数の二次電池が収納される収納空間を形成するコンテナと、前記収納空間のうちの前記複数の二次電池が配置される領域を消火剤の流れが囲むように、前記消火剤を前記収納空間に噴射する消火剤噴射装置とを備えている。
本発明による蓄電装置は、複数の二次電池が収納される収納空間を形成するコンテナと、前記収納空間のうちの前記複数の二次電池が配置される領域を消火剤の流れが囲むように、前記消火剤を前記収納空間に噴射する消火剤噴射装置とを備えている。
このような蓄電装置は、消火剤の流れが複数の二次電池を囲むことにより、複数の二次電池の周囲の酸素濃度を高効率に低減することができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
前記消火剤噴射装置は、前記消火剤を下向きに噴射する。
消火剤は、一般的に、収納空間に充満する空気より低温であり、比重が大きい。このため、このような蓄電装置は、消火剤が下向きに噴射されることにより、消火剤の流れが複数の二次電池を適切に囲むことができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
前記消火剤噴射装置は、前記消火剤が流れる流路を形成するダクトと、前記流路を前記収納空間から隔てる多孔板とを有している。前記消火剤は、前記多孔板を透過することにより前記収納空間に噴射される。
このような蓄電装置は、多孔板を介して消火剤を収納空間に噴射することにより、消火剤を均一に噴射することができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
前記消火剤噴射装置は、前記領域に消火剤をさらに噴射する。
このような蓄電装置は、消火剤の壁で囲まれた複数の二次電池に消火剤をさらに噴射することにより、複数の二次電池の各々の周囲の酸素濃度をさらに低減することができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
本発明による蓄電装置は、他の消火剤を上向きに噴射する他の消火剤噴射装置をさらに備えている。前記他の消火剤の流れは、前記消火剤の流れとともに前記領域を囲む。
このような蓄電装置は、消火剤が上下から噴射されることにより、消火剤の流れが複数の二次電池を適切に囲むことができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
本発明による蓄電装置は、前記他の消火剤を加熱する加熱装置をさらに備えている。
このような蓄電装置は、上向き噴射される消火剤を収納空間の室温以上に加熱して比重を収納空間内の空気より小さくすることにより、上向き噴射される消火剤により複数の二次電池を適切に囲むことができ、複数の二次電池を適切に窒息消火することができる。
本発明による蓄電装置は、前記複数の二次電池をそれぞれ監視する複数の電池状態監視装置と、前記複数の電池状態監視装置のいずれかにより異常が感知されたときに前記消火剤が噴射されるように、前記消火剤噴射装置を制御する制御装置とをさらに備えている。
このような複数の電池状態監視装置は、複数の二次電池モジュールの収納空間に煙の発生を監視する煙探知機に比較して、二次電池の熱暴走の発生をより早く感知することができる。このため、このような蓄電装置は、複数の二次電池の収納空間に消火剤を早く噴射させることができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
前記複数の電池状態監視装置のうちの1つの二次電池を監視する電池状態監視装置は、前記1つの二次電池の電池ケースの内部の圧力が所定の圧力より大きくなったときに前記電池ケースの内部を開放する安全弁から放出されるガスが通過する孔を囲む高熱伝導率部材と、前記高熱伝導率部材の温度を測定する温度センサとを有している。前記制御装置は、前記温度が所定の温度を超えたときに、前記消火剤が噴霧されるように、前記消火剤噴射装置を制御する。
このような電池状態監視装置は、高熱伝導率部材を備えることにより、二次電池の安全弁の開放を適切に感知することができる。このため、このような蓄電装置は、このような電池状態監視装置を利用することにより、消火剤を早く噴射することができ、複数の二次電池を適切に消火することができる。
本発明による蓄電装置消火方法は、複数の電池状態監視装置を用いて複数の二次電池をそれぞれ監視すること、前記複数の電池状態監視装置のいずれかにより異常が感知されたときに消火剤の流れが前記複数の二次電池を囲むように、前記消火剤を噴射することを備えている。
このような蓄電装置消火方法によれば、蓄電装置は、出火した複数の二次電池を消火剤の流れが囲むことにより、複数の二次電池の周囲の酸素濃度を高効率に低減することができ、複数の二次電池を適切に窒息消火することができる。
本発明による蓄電装置および蓄電装置消火方法は、複数の二次電池が収納される収納空間に消火剤を効果的に噴射することにより、複数の二次電池の消火に要する時間を低減することができる。
以下に、本発明の実施形態にかかる蓄電装置について図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
蓄電装置1は、図1に示されているように、コンテナ2と複数の二次電池3−1〜3−n(n=2,3,4,…)と壁側電池用ラック5と中央側電池用ラック6とを備えている。コンテナ2は、箱型に形成され、外部から隔離された収納空間7を形成している。コンテナ2は、図2に示されるように、収納空間7に面する床面8と壁面11と天井面12とが形成されている。床面8は、平坦であり、鉛直上方を向くように水平面に沿って形成されている。壁面11は、平坦であり、鉛直方向に平行である平面に沿うように形成されている。天井面12は、平坦であり、床面8に対向するように、水平面に沿って形成されている。
[第1実施形態]
蓄電装置1は、図1に示されているように、コンテナ2と複数の二次電池3−1〜3−n(n=2,3,4,…)と壁側電池用ラック5と中央側電池用ラック6とを備えている。コンテナ2は、箱型に形成され、外部から隔離された収納空間7を形成している。コンテナ2は、図2に示されるように、収納空間7に面する床面8と壁面11と天井面12とが形成されている。床面8は、平坦であり、鉛直上方を向くように水平面に沿って形成されている。壁面11は、平坦であり、鉛直方向に平行である平面に沿うように形成されている。天井面12は、平坦であり、床面8に対向するように、水平面に沿って形成されている。
壁側電池用ラック5は、コンテナ2の内部の収納空間7に壁面11に沿って配置され、床面8に載置されている。壁側電池用ラック5には、複数の棚が形成されている。中央側電池用ラック6は、壁側電池用ラック5の壁面11と反対側に配置され、コンテナ2の内部の収納空間7に配置され、床面8に載置されている。すなわち、中央側電池用ラック6は、壁側電池用ラック5と並んで収納空間7に配置され、中央側電池用ラック6と壁面11との間に壁側電池用ラック5が配置されるように、床面8に載置されている。中央側電池用ラック6には、複数の棚が形成されている。複数の二次電池3−1〜3−nは、それぞれ、壁側電池用ラック5が形成する複数の棚と中央側電池用ラック6が形成する複数の棚とに載置されている。
収納空間7は、図3に示されるように、収納領域14と非収納領域15とを含んでいる。収納領域14は、収納空間7のうちの複数の二次電池3−1〜3−nが配置されている領域であり、壁面11に沿うように配置されている。非収納領域15は、収納空間7のうちの複数の二次電池3−1〜3−nが配置されない領域であり、収納空間7のうちの中央に配置され、複数の二次電池3−1〜3−nを取り扱う作業者が作業する空間を形成している。
蓄電装置1は、さらに、空気調和装置16を備えている。空気調和装置16は、図2に示されるように、コンテナ2の収納空間7の上部の天井面12の概ね中央に配置されている。空気調和装置16は、収納空間7から空気を吸気し、吸気された空気を冷却し、冷却された冷却空気を収納空間7に吐出する。空気調和装置16は、冷却された冷却空気を収納空間7に吐出することにより、収納空間7に冷却空気を循環させ、複数の二次電池3−1〜3−nを冷却する。
蓄電装置1は、さらに、蓄電装置消火設備を備えている。蓄電装置消火設備は、ダクト21と多孔板22とを備え、さらに、図示されていない煙探知機と消火剤供給装置と制御装置とを備えている。ダクト21は、コンテナ2の天井面12に形成されている。ダクト21は、窒素ガスが流れる流路24を形成している。多孔板22は、多孔質の材料から形成され、板状に形成されている。多孔板22は、ダクト21により形成される流路24と収納空間7とを隔てるように、ダクト21の下部に配置されている。ダクト21は、さらに、図3に示されるように、コンテナ2の天井面12のうちの収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿うように、形成されている。
煙探知機は、収納空間7の上部のコンテナ2の天井面12に配置され、情報伝達可能に制御装置に接続されている。煙探知機は、煙探知機に入ってくる空気に煙が含まれているかどうかを監視し、煙を感知したときに、煙を感知したことを示す信号を制御装置に送信する。消火剤供給装置は、窒素ガスを貯蔵する窒素ボンベから形成されている。消火剤供給装置は、制御装置に制御されることにより、ダクト21に窒素ガスを供給する。ダクト21は、消火剤供給装置から窒素ガスが供給されることにより、窒素ガスが収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って流れるように、多孔板22を介して窒素ガスを収納空間7に噴射する。
制御装置は、コンピュータから形成され、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
制御装置は、煙を感知したことを示す信号を煙探知機から受信したときに、窒素ガスがダクト21に供給されるように、すなわち、窒素ガスが収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って噴射されるように、消火剤供給装置を制御する。
複数の二次電池3−1〜3−nの各々の二次電池3−i(i=1,2,3,…,n)は、リチウムイオン二次電池から形成され、図4に示されるように、電池ケース31と正極端子32と負極端子33と安全弁34とを備えている。電池ケース31の内部には、積層体と電解液とが収容されている。積層体は、正極と負極とを含む複数の層がセパレータを介して積層されることにより形成されている。正極と負極とは、電解液に浸漬されている。正極端子32は、導体から形成され、電池ケース31の上面35に配置されている。正極端子32は、さらに、電池ケース31の内部に配置される正極に電気的に接続されている。負極端子33は、導体から形成され、電池ケース31の上面35に配置されている。負極端子33は、さらに、電池ケース31の内部に配置される負極に電気的に接続されている。
安全弁34は、電池ケース31の上面35に配置され、例えば、上面35のうちの正極端子32と負極端子33との間に配置されている。安全弁34は、電池ケース31の内部の圧力がある規定の圧力まで上昇したときに、電池ケース31の内部を開放し、電池ケース31の内部に滞留している高温ガスを、電池ケース31の外部に放出する。安全弁34は、電池ケース31の内部の圧力がある規定の圧力まで上昇したときに電池ケース31の内部の高温ガスを速やかに放出することにより、電池ケース31が破裂することを防止している。
蓄電装置1は、複数のバスバー36をさらに備えている。複数のバスバー36は、金属板から形成され、複数の二次電池3−1〜3−nの正極端子32と負極端子33とを適切に電気的に接続することにより、複数の二次電池3−1〜3−nを直列または並列に接続している。
複数の二次電池3−1〜3−nは、充放電することにより発熱する。複数の二次電池3−1〜3−nは、さらに、劣化の進展、異物混入による電池内部の短絡、過充電、加熱など種々の原因で温度が急上昇する熱暴走を起こすことがある。複数の二次電池3−1〜3−nは、熱暴走を起こすと、さらに発熱することにより、安全弁34を介して高温ガスを放出し、出火することがある。
次いで、蓄電装置1の動作を説明する。
蓄電装置1の空気調和装置16は、複数の二次電池3−1〜3−nが充放電しているときに、収納空間7の空気を冷却し、収納空間7に冷却空気を循環させる。空気調和装置16により冷却された冷却空気は、収納空間7を循環することにより、複数の二次電池3−1〜3−nに接触し、複数の二次電池3−1〜3−nを冷却する。複数の二次電池3−1〜3−nは、収納空間7を循環する空気により適切に冷却されることにより、過熱が防止され、適切に充放電することができる。
蓄電装置1の空気調和装置16は、複数の二次電池3−1〜3−nが充放電しているときに、収納空間7の空気を冷却し、収納空間7に冷却空気を循環させる。空気調和装置16により冷却された冷却空気は、収納空間7を循環することにより、複数の二次電池3−1〜3−nに接触し、複数の二次電池3−1〜3−nを冷却する。複数の二次電池3−1〜3−nは、収納空間7を循環する空気により適切に冷却されることにより、過熱が防止され、適切に充放電することができる。
蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、煙探知機がコンテナ2の収納空間7に煙が発生しているかどうかを常時監視している。複数の二次電池3−1〜3−nは、熱暴走を起こしたときに、出火し、煙を発生することがある。煙探知機は、煙を感知すると、煙が感知されたことを示す信号を制御装置に出力する。制御装置は、複数の二次電池3−1〜3−nから発生した煙が感知されたことを示す信号を煙探知機から受信すると、空気調和装置16を制御することにより、冷却空気を収納空間7に吐出することを停止させ、冷却空気を収納空間7に循環させることを停止させる。
制御装置は、複数の二次電池3−1〜3−nから発生した煙が感知されたことを示す信号を煙探知機から受信すると、さらに、消火剤供給装置を制御することにより、ダクト21に窒素ガスを供給する。ダクト21に供給された窒素ガスは、多孔板22を介して収納空間7のうちの収納領域14と非収納領域15との境界23に向けて噴射される。
ダクト21から噴射された窒素ガスは、収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って層状に流れる。窒素ガスの流れは、収納領域14と非収納領域15とを隔てる壁を形成し、コンテナ2の壁面11とともに収納領域14を囲む。窒素ガスの流れは、非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを阻害し、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を低減し、出火した二次電池を窒息消火する。
蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、収納空間7のうちの複数の二次電池3−1〜3−nが配置された収納領域14を囲むように窒素ガスを噴射することにより、収納空間7に窒素ガスを単純に行き渡らせる他の蓄電装置消火設備に比較して、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を高効率に低減することができ、出火した二次電池を適切に消火することができる。蓄電装置消火設備は、さらに、窒素ガスの流れがコンテナ2の壁面11とともに収納領域14を囲むことにより、窒素ガスの流れだけで収納領域14の周囲を囲む他の蓄電装置消火設備に比較して、収納領域14を囲むことに必要である窒素ガスの量を低減することができ、出火した二次電池をより少ない量の窒素ガスで高効率に消火することができる。
窒素ガスは、収納空間7の空気より比較的低温であり、収納空間7の空気より比較的比重が大きい。このため、蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、窒素ガスを天井面12から下向きに噴射することにより、窒素ガスを適切に層状に流すことができ、窒素ガスの流れが収納領域14と非収納領域15とを適切に隔てることができる。その結果、蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを適切に阻害し、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に窒息消火することができる。
蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、ダクト21により形成される流路24が収納空間7から多孔板22で隔てられていることにより、位置によって窒素ガスが噴射される流量がばらつくことを低減することができる。蓄電装置消火設備は、窒素ガスの流量の位置によるばらつきが低減することにより、窒素ガスを概ね均一の流量で適切に噴射することができ、収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って窒素ガスを適切に層状に流すことができる。その結果、蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、窒素ガスの流れにより収納領域14と非収納領域15とを適切に隔てることができ、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に窒息消火することができる。
なお、蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、ダクト21から噴射された窒素ガスにより囲まれた収納領域14に窒素ガスを噴射する他のダクトをさらに備えることができる。このようなダクトとしては、コンテナ2の壁面11と壁側電池用ラック5との間の隙間に窒素ガスを噴射するダクト、壁側電池用ラック5と中央側電池用ラック6との間の隙間に窒素ガスを噴射するダクトが例示される。このようなダクトを備える蓄電装置消火設備は、既述の第1実施形態における蓄電装置1に比較して、出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度をさらに低減することができ、出火した二次電池をより適切に窒息消火することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態における蓄電装置40は、図5に示されているように、既述の第1実施形態における蓄電装置1の蓄電装置消火設備が、他のダクト41と多孔板42と加熱装置43とをさらに備えている。ダクト41は、コンテナ2の天井面12に形成されているダクト21に対向するように、コンテナ2の床面8に形成されている。ダクト41は、窒素ガスが流れる流路44を形成している。多孔板42は、多孔板22と同様にして、多孔質の材料から形成され、板状に形成されている。多孔板42は、ダクト41により形成される流路44と収納空間7とを隔てるように、ダクト41の上部に配置されている。加熱装置43は、消火剤供給装置から供給される窒素ガスを収納空間7の室温以上に加熱し、加熱された窒素ガスをダクト41に供給する。
第2実施形態における蓄電装置40は、図5に示されているように、既述の第1実施形態における蓄電装置1の蓄電装置消火設備が、他のダクト41と多孔板42と加熱装置43とをさらに備えている。ダクト41は、コンテナ2の天井面12に形成されているダクト21に対向するように、コンテナ2の床面8に形成されている。ダクト41は、窒素ガスが流れる流路44を形成している。多孔板42は、多孔板22と同様にして、多孔質の材料から形成され、板状に形成されている。多孔板42は、ダクト41により形成される流路44と収納空間7とを隔てるように、ダクト41の上部に配置されている。加熱装置43は、消火剤供給装置から供給される窒素ガスを収納空間7の室温以上に加熱し、加熱された窒素ガスをダクト41に供給する。
蓄電装置40は、既述の第1実施形態における蓄電装置1と同様にして、煙探知機が煙を感知すると、空気調和装置16が冷却空気を収納空間7に吐出することを停止し、消火剤供給装置がダクト21に窒素ガスを供給する。ダクト21に供給された窒素ガスは、多孔板22を介して収納空間7のうちの収納領域14と非収納領域15との境界23に下向きに噴射される。
消火剤供給装置は、ダクト21に窒素ガスを供給することと並行して、さらに、加熱装置43に窒素ガスを供給する。加熱装置43に供給された窒素ガスは、収納空間7の室温以上に加熱される。加熱された窒素ガスは、ダクト41に供給され、多孔板42を介して収納空間7のうちの収納領域14と非収納領域15との境界23に上向きに噴射される。
ダクト21から噴射された窒素ガスは、収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って層状に流れる。ダクト41から噴射された窒素ガスは、収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って層状に流れ、ダクト21から噴射された窒素ガスとともに、収納領域14と非収納領域15とを隔てる。ダクト21から噴射された窒素ガスとダクト41から噴射された窒素ガスとは、非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを阻害し、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を低減し、出火した二次電池を窒息消火する。
蓄電装置40の蓄電装置消火設備は、収納空間7の収納領域14を囲むようにダクト21とダクト41とから窒素ガスを噴射することにより、既述の第1実施形態における蓄電装置1と同様にして、収納空間7の非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを適切に阻害することができる。このため、蓄電装置40は、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を高効率に低減することができ、出火した二次電池を適切に消火することができる。
蓄電装置40の蓄電装置消火設備は、さらに、床面8のダクト41から窒素ガスを噴射することにより、天井面12のダクト21から噴射される窒素ガスだけで収納空間7の非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを十分に阻害することができない場合でも、収納空間7の非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを適切に阻害することができる。
蓄電装置40の蓄電装置消火設備は、さらに、床面8のダクト41に供給される窒素ガスを加熱することにより、収納空間7の空気より比較的比重が小さい窒素ガスを床面8のダクト41から噴射することができる。このため、蓄電装置消火設備は、床面8のダクト41から窒素ガスを適切に層状に流すことができ、窒素ガスの流れが収納領域14と非収納領域15とを適切に隔てることができる。その結果、蓄電装置1の蓄電装置消火設備は、非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを適切に阻害し、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に窒息消火することができる。
なお、蓄電装置40は、加熱されない窒素ガスをダクト41が適切に収納領域14と非収納領域15との境界23に適切に層状に流すことができるときに、加熱装置43を省略することができる。
なお、多孔板22または多孔板42は、多孔質の材料以外から形成される多孔板に置換されることができる。置換される多孔板としては、パンチングメタル、金網が例示される。このような多孔板を備える蓄電装置消火設備も、既述の実施の形態における蓄電装置消火設備と同様にして、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を高効率に低減することができ、出火した二次電池を適切に消火することができる。
なお、ダクト21は、多孔板22なしで窒素ガスの流れにより収納領域14と非収納領域15とを適切に隔てることができるときに、多孔板22が省略された他のダクトに置換されることができる。このようなダクトとしては、収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って窒素ガスを適切に層状に噴射するスリットが形成されたダクトが例示される。ダクト41に関しても、このようなダクトに置換されることができる。このようなダクトを備える蓄電装置消火設備も、既述の実施の形態における蓄電装置消火設備と同様にして、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を高効率に低減することができ、出火した二次電池を適切に消火することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態における蓄電装置は、既述の第2実施形態における蓄電装置40の蓄電装置消火設備に設けられる煙探知機が複数の電池状態監視装置に置換されている。複数の電池状態監視装置は、複数の二次電池3−1〜3−nにそれぞれ設けられている。複数の電池状態監視装置のうちの二次電池3−iに設けられている電池状態監視装置51−iは、図6に示されているように、基板52と高熱伝導率部材53と温度計測子54とを備えている。
第3実施形態における蓄電装置は、既述の第2実施形態における蓄電装置40の蓄電装置消火設備に設けられる煙探知機が複数の電池状態監視装置に置換されている。複数の電池状態監視装置は、複数の二次電池3−1〜3−nにそれぞれ設けられている。複数の電池状態監視装置のうちの二次電池3−iに設けられている電池状態監視装置51−iは、図6に示されているように、基板52と高熱伝導率部材53と温度計測子54とを備えている。
基板52は、矩形上の板状に形成され、図4の二次電池3−iの上面35に重なるように配置されている。基板52には、正側貫通孔56と負側貫通孔57と安全弁用孔58とが形成されている。正側貫通孔56には、正極端子32が挿通されている。負側貫通孔57には、負極端子33が挿通されている。安全弁用孔58は、安全弁34に対向するように形成され、安全弁34から放出されるガスを上部に逃がすことに利用される。
高熱伝導率部材53は、銅合金製の薄板により環状に形成され、安全弁用孔58を囲むように、安全弁用孔58の縁を覆うように、配置されている。
温度計測子54は、負側貫通孔57と安全弁用孔58との間に配置され、負極端子33に熱的に接触し、高熱伝導率部材53に熱的に接触している。温度計測子54は、さらに、基板52の表面に形成される配線61とコネクタ62とを介して、情報伝達可能に制御装置に接続されている。温度計測子54は、負極端子33と高熱伝導率部材53との温度を計測し、計測された温度を制御装置に出力する。
第3実施形態における蓄電装置は、複数の電池状態監視装置を介して複数の二次電池3−1〜3−nのいずれかの負極端子33または高熱伝導率部材53が所定の温度より高くなったことを感知すると、空気調和装置16が冷却空気を収納空間7に吐出することを停止し、消火剤供給装置がダクト21に窒素ガスを供給し、加熱装置43に窒素ガスを供給する。ダクト21に供給された窒素ガスは、多孔板22を介して収納空間7のうちの収納領域14と非収納領域15との境界23に下向きに噴射される。加熱装置43に供給された窒素ガスは、収納空間7の室温以上に加熱され、ダクト41に供給され、多孔板42を介して収納空間7のうちの収納領域14と非収納領域15との境界23に上向きに噴射される。
ダクト21とダクト41とから噴射された窒素ガスは、収納空間7の収納領域14と非収納領域15との境界23に沿って層状に流れ、収納領域14と非収納領域15とを隔てる。収納領域14と非収納領域15とを隔てる窒素ガスは、非収納領域15から収納領域14に空気が供給されることを阻害し、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を低減し、出火した二次電池を窒息消火する。
二次電池3−iは、熱暴走すると、発熱し、安全弁34を介して高温ガスを放出し、出火することがある。高熱伝導率部材53は、熱暴走による高温ガスが安全弁34から放出されるときに、高温ガスに接触することにより、高温になる。負極端子33は、二次電池3−iが熱暴走したときに、安全弁34から高温ガスが放出される前に、高温になることがある。これに対して、二次電池3−iの出火により発生した煙は、二次電池3−iから煙探知機まで移動した後に、煙探知機により感知される。このため、電池状態監視装置51−iは、二次電池3−iの出火により発生した煙が煙探知機により感知される時刻より前に、負極端子33または高熱伝導率部材53が所定の温度以上の高温になったことを感知することができ、二次電池3−iの熱暴走を早く感知することができる。その結果、第3実施形態における蓄電装置は、複数の電池状態監視装置を介して二次電池3−iの出火を検出することにより、既述の第2実施形態における蓄電装置40と比較して、二次電池3−iの出火をより早く検出することができ、窒素ガスを早く噴射させることができ、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に早く消火することができる。
なお、電池状態監視装置51−iは、高熱伝導率部材53が省略された他の電池状態監視装置、たとえば、負極端子33の温度のみを監視する電池状態監視装置に置換されることができる。このような電池状態監視装置は、公知であり、たとえば、特開2014−139560号公報に記載されている。このような電池状態監視装置も、既述の第3実施形態における電池状態監視装置51−iと同様にして、煙探知機より早く二次電池3−iの出火を検出することができる。このため、このような電池状態監視装置を備える蓄電装置も、既述の第3実施形態における蓄電装置と同様にして、窒素ガスを早く噴射させることができ、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に早く消火することができる。
なお、高熱伝導率部材53は、銅合金と異なる高熱伝導率材料から形成されることができる。高熱伝導率材料は、熱伝導率が、基板52を形成する材料の熱伝導率より大きく、電池ケース31の上面35を形成する材料の熱伝導率より大きい材料であり、アルミニウムが例示される。第3実施形態における蓄電装置は、このような高熱伝導率材料から形成される高熱伝導率部材53が用いられた場合でも、同様にして、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に早く消火することができる。
なお、窒素ガスは、窒息消火に利用される他の消火剤に置換されることができる。消火剤としては、二酸化炭素が例示される。このような消火剤を利用する蓄電装置消火設備も、既述の実施形態における蓄電装置消火設備と同様にして、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池の周辺の空気の酸素の濃度を適切に低減することができ、複数の二次電池3−1〜3−nのうちの出火した二次電池を適切に消火することができる。
なお、複数の二次電池3−1〜3−nは、リチウムイオン二次電池と異なる他の二次電池から形成されることができる。二次電池としては、鉛二次電池、ニッケル水素二次電池が例示される。
1 :蓄電装置
2 :コンテナ
3−1〜3−n:複数の二次電池
5 :壁側電池用ラック
6 :中央側電池用ラック
7 :収納空間
8 :床面
11:壁面
12:天井面
14:収納領域
15:非収納領域
16:空気調和装置
21:ダクト
22:多孔板
23:境界
34:安全弁
40:蓄電装置
41:ダクト
42:多孔板
51−i:電池状態監視装置
53:高熱伝導率部材
54:温度計測子
2 :コンテナ
3−1〜3−n:複数の二次電池
5 :壁側電池用ラック
6 :中央側電池用ラック
7 :収納空間
8 :床面
11:壁面
12:天井面
14:収納領域
15:非収納領域
16:空気調和装置
21:ダクト
22:多孔板
23:境界
34:安全弁
40:蓄電装置
41:ダクト
42:多孔板
51−i:電池状態監視装置
53:高熱伝導率部材
54:温度計測子
Claims (9)
- 複数の二次電池が収納される収納空間を形成するコンテナと、
前記収納空間のうちの前記複数の二次電池が配置される領域を消火剤の流れが囲むように、前記消火剤を前記収納空間に噴射する消火剤噴射装置と
を備える蓄電装置。 - 前記消火剤噴射装置は、前記消火剤を下向きに噴射する請求項1に記載される蓄電装置。
- 前記消火剤噴射装置は、
前記消火剤が流れる流路を形成するダクトと、
前記流路を前記収納空間から隔てる多孔板とを有し、
前記消火剤は、前記多孔板を透過することにより前記収納空間に噴射される請求項2に記載される蓄電装置。 - 前記消火剤噴射装置は、前記領域に消火剤をさらに噴射する請求項2または請求項3に記載される蓄電装置。
- 他の消火剤を上向きに噴射する他の消火剤噴射装置をさらに備え、
前記他の消火剤の流れは、前記消火剤の流れとともに前記領域を囲む請求項2から請求項4のいずれか一項に記載される蓄電装置。 - 前記他の消火剤を加熱する加熱装置をさらに備える請求項5に記載される蓄電装置。
- 前記複数の二次電池をそれぞれ監視する複数の電池状態監視装置と、
前記複数の電池状態監視装置のいずれかにより異常が感知されたときに前記消火剤が噴射されるように、前記消火剤噴射装置を制御する制御装置と
をさらに備える請求項1から請求項6のうちのいずれか一項に記載される蓄電装置。 - 前記複数の電池状態監視装置のうちの1つの二次電池を監視する電池状態監視装置は、
前記1つの二次電池の電池ケースの内部の圧力が所定の圧力より大きくなったときに前記電池ケースの内部を開放する安全弁から放出されるガスが通過する孔を囲む高熱伝導率部材と、
前記高熱伝導率部材の温度を測定する温度センサとを有し、
前記制御装置は、前記温度が所定の温度を超えたときに、前記消火剤が噴霧されるように、前記消火剤噴射装置を制御する請求項7に記載される蓄電装置。 - 複数の電池状態監視装置を用いて複数の二次電池をそれぞれ監視すること、
前記複数の電池状態監視装置のいずれかにより異常が感知されたときに、消火剤の流れが前記複数の二次電池を囲むように、前記消火剤を噴射することを備える蓄電装置消火方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014203866A JP2016073328A (ja) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | 蓄電装置および蓄電装置消火方法 |
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JP (1) | JP2016073328A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022082392A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 电池、用电设备、制备电池的方法和设备 |
CN114914622A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-16 | 广东采日能源科技有限公司 | 一种储能集装箱 |
TWI818666B (zh) * | 2022-08-10 | 2023-10-11 | 台泥儲能科技股份有限公司 | 儲能設備及其滅火方法 |
-
2014
- 2014-10-02 JP JP2014203866A patent/JP2016073328A/ja active Pending
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