JP2931361B2 - 蓄電池システムの放熱装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、水素吸蔵合金を負極に用いた蓄電池のよう
に充電時に蓄電池温度が上昇する蓄電池を多数個組み合
わせた蓄電池システムの放熱装置に関する。
に充電時に蓄電池温度が上昇する蓄電池を多数個組み合
わせた蓄電池システムの放熱装置に関する。
（ロ）従来の技術 水素吸蔵合金を負極に用いた蓄電池は、ニッケル−カ
ドミウム電池に代わるものとして注目を浴びており、商
品化の域に達している。
ドミウム電池に代わるものとして注目を浴びており、商
品化の域に達している。
一方、この水素吸蔵合金を負極に用いた蓄電池の電池
容量はニッケル−カドミウム電池に比べるとその蓄電池
温度に大きく影響を受けることが知られている。ところ
が一般に蓄電池は充電時に発熱するのでその熱を効率よ
く放熱する必要がある。
容量はニッケル−カドミウム電池に比べるとその蓄電池
温度に大きく影響を受けることが知られている。ところ
が一般に蓄電池は充電時に発熱するのでその熱を効率よ
く放熱する必要がある。
また最近この水素吸蔵合金を用いた蓄電池を複数個組
み合わせて数十AH〜数百AH程度の中規模の蓄電池システ
ムを構成しようとする試みが為されている。
み合わせて数十AH〜数百AH程度の中規模の蓄電池システ
ムを構成しようとする試みが為されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 ところがこのような規模の蓄電池システムとなると、
その充電時の発熱を無視することはできなくなり、蓄電
池の放熱について考慮しなげればならないが、現在のと
ころこの種蓄電池システムの放熱に関する具体的な提案
は為されていない。
その充電時の発熱を無視することはできなくなり、蓄電
池の放熱について考慮しなげればならないが、現在のと
ころこの種蓄電池システムの放熱に関する具体的な提案
は為されていない。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明の蓄電池システムの放熱装置は、正極と負極と
電解液とによって構成され、充電時に発熱を伴う単蓄電
池を多数個並置したシステムにおいて、並置した単蓄電
池の内側位置の電池容量を、最外位置の電池容量より並
置位置の違いによる温度差に起因する電池容量低下分だ
け多く設定したことを特徴とする。
電解液とによって構成され、充電時に発熱を伴う単蓄電
池を多数個並置したシステムにおいて、並置した単蓄電
池の内側位置の電池容量を、最外位置の電池容量より並
置位置の違いによる温度差に起因する電池容量低下分だ
け多く設定したことを特徴とする。
ここで、前記多数個並置した単蓄電池間に空気が流通
する空間を設けると共に、その空間幅／単蓄電池幅が、
0.1〜1.0の範囲とするのが好ましい。
する空間を設けると共に、その空間幅／単蓄電池幅が、
0.1〜1.0の範囲とするのが好ましい。
更に、前記単蓄電池の外装に少なくとも外装下面から
上面に達する熱対流用の溝を設ける様にしても良い。
上面に達する熱対流用の溝を設ける様にしても良い。
また、本発明の蓄電池システムの放熱装置は、正極と
負極と電解液とによって構成され、充電時に発熱を伴う
単蓄電池を多数個並置したシステムにおいて、各単蓄電
池間に、常温では固体であるが蓄電池の充電の際の昇温
時には融解して液体となる溶解物質を配置したものてあ
って、前記溶解物質の潜熱によって単蓄電池が冷却され
ることを特徴とする。
負極と電解液とによって構成され、充電時に発熱を伴う
単蓄電池を多数個並置したシステムにおいて、各単蓄電
池間に、常温では固体であるが蓄電池の充電の際の昇温
時には融解して液体となる溶解物質を配置したものてあ
って、前記溶解物質の潜熱によって単蓄電池が冷却され
ることを特徴とする。
ここで前記溶解物質としては、チモール、パルチミン
酸、エイコサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステア
リン酸の中から選ばれる少なくとも１種であることを特
徴とする。
酸、エイコサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステア
リン酸の中から選ばれる少なくとも１種であることを特
徴とする。
また、更に本発明の蓄電池システムの放熱装置は、正
極と負極と電解液とによって構成され、充電時に発熱を
伴う単蓄電池幅を多数個並置したシステムにおいて、上
記単蓄電池の温度、内部圧力、並びに／又は端子電圧を
検知する手段を設け、その検知手段による検知結果が予
め定められた規定値以上になった時に作動する強制冷却
手段を設けたことを特徴とするものである。
極と負極と電解液とによって構成され、充電時に発熱を
伴う単蓄電池幅を多数個並置したシステムにおいて、上
記単蓄電池の温度、内部圧力、並びに／又は端子電圧を
検知する手段を設け、その検知手段による検知結果が予
め定められた規定値以上になった時に作動する強制冷却
手段を設けたことを特徴とするものである。
（ホ）作用 本発明によれば、蓄電池の発熱、特に充電の際に発生
する熱を効率良く放熱するので、蓄電池の温度上昇に伴
う充放電効率の低下を防ぐことができる。
する熱を効率良く放熱するので、蓄電池の温度上昇に伴
う充放電効率の低下を防ぐことができる。
（ヘ）実施例 第１図に本発明へ採用可能な構成が示さらており、１
…は金属酸化物を正極２とし、セパレータ３を挟んで設
けられた水素吸蔵合金を負極４とする単蓄電池で、これ
らの単蓄電池１…は所定の間隔Ｌを設けて並置されてい
る。尚、５は正極端子、６は負極端子、７…は各単蓄電
池１…間の連結端子、８…は蓄電池内圧が異常に上昇し
て爆発の危険が生じた時にその内圧力を外部に漏らす安
全弁である。ここでこの構成の特徴とするところは各単
蓄電池１…の幅Ｄと単蓄電池間隔Ｌとの関係にある。
…は金属酸化物を正極２とし、セパレータ３を挟んで設
けられた水素吸蔵合金を負極４とする単蓄電池で、これ
らの単蓄電池１…は所定の間隔Ｌを設けて並置されてい
る。尚、５は正極端子、６は負極端子、７…は各単蓄電
池１…間の連結端子、８…は蓄電池内圧が異常に上昇し
て爆発の危険が生じた時にその内圧力を外部に漏らす安
全弁である。ここでこの構成の特徴とするところは各単
蓄電池１…の幅Ｄと単蓄電池間隔Ｌとの関係にある。
即ち、単蓄電池１…の幅Ｄと単蓄電池間隔Ｌとの関
係、L/Dを0.1〜1.0の範囲に設定している。L/Dが小さい
と、即ち単蓄電池１…間隔が狭くなると、第２図の実線
で示すように、放熱量が小さくなり充電効率が低下す
る。
係、L/Dを0.1〜1.0の範囲に設定している。L/Dが小さい
と、即ち単蓄電池１…間隔が狭くなると、第２図の実線
で示すように、放熱量が小さくなり充電効率が低下す
る。
一方、L/Dが大きくなればなるほど放熱の点からは好
ましいが、電池システムが占めるスペースが増大し、第
２図の破線で示すように、体積エネルギー密度指数が低
下する。従ってこの両ファクターの条件を満たす範囲と
しては、上記したように、L/Dが0.1〜1.0であるのが望
ましい。
ましいが、電池システムが占めるスペースが増大し、第
２図の破線で示すように、体積エネルギー密度指数が低
下する。従ってこの両ファクターの条件を満たす範囲と
しては、上記したように、L/Dが0.1〜1.0であるのが望
ましい。
第３図は、本発明へ採用可能な構成を示しており、こ
の具体的においては単蓄電池１…は第１図のように間隔
を置かずに密着並置されている。そして各単蓄電池１…
の電槽には電槽の下面から上面に達する溝９…を設けて
いる。より具体的に説明すると、各単蓄電池１…の電槽
の下面全面に渡って溝９−１が設けられ、その溝９−１
から電槽の上面に達する溝９−２…が設けられている。
このように各単蓄電池１…の電槽に溝９…を設けること
によって、この溝９…に熱対流が生じ、結果的に蓄電池
１…を冷却することになる。従って蓄電池１…の温度上
昇を抑え得、充電効率の低下を防止することができる。
の具体的においては単蓄電池１…は第１図のように間隔
を置かずに密着並置されている。そして各単蓄電池１…
の電槽には電槽の下面から上面に達する溝９…を設けて
いる。より具体的に説明すると、各単蓄電池１…の電槽
の下面全面に渡って溝９−１が設けられ、その溝９−１
から電槽の上面に達する溝９−２…が設けられている。
このように各単蓄電池１…の電槽に溝９…を設けること
によって、この溝９…に熱対流が生じ、結果的に蓄電池
１…を冷却することになる。従って蓄電池１…の温度上
昇を抑え得、充電効率の低下を防止することができる。
第４図は本発明の実施例を示しており、複数の単蓄電
池１…を密着並置するに際し、内側に位置する単蓄電池
１−１…の電池容量を、最外側に位置する単蓄電池１−
２、１−２の電池容量より、並置位置の違いによる温度
差に起因する容量低下分だけ多く設定している。第５図
に蓄電池温度と電池容量との関係を示しており、この第
５図から明らかなように電池温度が40℃の時をピータに
それより温度が上昇すると急激に電池容量が低下する。
ここで用いれている水素吸蔵合金を使用した単蓄電池１
…の場合、室温25℃においてその充電末期には電池温度
は40℃程度になる。従って第４図に示す並置された単蓄
電池のうち、最外側の単蓄電池１−２、１−２の温度は
40℃程度であるが、放熱効果の違いにより、内側の単蓄
電池１−１…の温度は最側の単蓄電池１−２、１−２の
それより10〜15℃高くなってしまう。従って内側の単蓄
電池１−１…の電池容量は最外側の単蓄電池１−２、１
−２のそれの0.9〜0.8となるので、その容量低下分を単
蓄電池１…そのものの電池容量を高く設定して補償して
いる。具体的には内側に位置する単蓄電池１−１の電池
容量を、最外側の単蓄電池１−２、１−２のそれより10
〜25％高く設定している。このような構成を採ることに
よって、複数の単蓄電池１…を密着並置してシステム化
した場合においても、温度上昇分を補償してトータルと
してのエネルギー出力を一定に保つことができる。
池１…を密着並置するに際し、内側に位置する単蓄電池
１−１…の電池容量を、最外側に位置する単蓄電池１−
２、１−２の電池容量より、並置位置の違いによる温度
差に起因する容量低下分だけ多く設定している。第５図
に蓄電池温度と電池容量との関係を示しており、この第
５図から明らかなように電池温度が40℃の時をピータに
それより温度が上昇すると急激に電池容量が低下する。
ここで用いれている水素吸蔵合金を使用した単蓄電池１
…の場合、室温25℃においてその充電末期には電池温度
は40℃程度になる。従って第４図に示す並置された単蓄
電池のうち、最外側の単蓄電池１−２、１−２の温度は
40℃程度であるが、放熱効果の違いにより、内側の単蓄
電池１−１…の温度は最側の単蓄電池１−２、１−２の
それより10〜15℃高くなってしまう。従って内側の単蓄
電池１−１…の電池容量は最外側の単蓄電池１−２、１
−２のそれの0.9〜0.8となるので、その容量低下分を単
蓄電池１…そのものの電池容量を高く設定して補償して
いる。具体的には内側に位置する単蓄電池１−１の電池
容量を、最外側の単蓄電池１−２、１−２のそれより10
〜25％高く設定している。このような構成を採ることに
よって、複数の単蓄電池１…を密着並置してシステム化
した場合においても、温度上昇分を補償してトータルと
してのエネルギー出力を一定に保つことができる。
第６図に本発明の他の実施例を示す。この実施例にお
いては第１の実施例で示したように単蓄電池１…を間隔
を置いて並置すると共に、箱体10内に配置し、その箱体
10内を常温では固体であるが単蓄電池１…の昇温時には
融解して液体となる融解物質11で満たしている。この融
解物質11としては、融点が51℃で融解エンタルピーが1
7.3KJ/molのチモール（C10H14O）、融点63℃で融解エン
タルピーが42.3KJ/molのパルミチン酸〔CH3（CH2）14CO
OH〕、融点76℃で融解エンタルピーが69.9KJ/molのエイ
コサン酸〔CH3（CH2）18COOH〕が用いられる。これらの
他に、融点44℃のラウリン酸〔CH3（CH2）10COOH〕、融
点58℃のミリスチン酸〔CH3（CH2）12COOH〕、融点70℃
のステアリン酸〔CH3（CH2）16COOH〕なども用い得るで
あろう。
いては第１の実施例で示したように単蓄電池１…を間隔
を置いて並置すると共に、箱体10内に配置し、その箱体
10内を常温では固体であるが単蓄電池１…の昇温時には
融解して液体となる融解物質11で満たしている。この融
解物質11としては、融点が51℃で融解エンタルピーが1
7.3KJ/molのチモール（C10H14O）、融点63℃で融解エン
タルピーが42.3KJ/molのパルミチン酸〔CH3（CH2）14CO
OH〕、融点76℃で融解エンタルピーが69.9KJ/molのエイ
コサン酸〔CH3（CH2）18COOH〕が用いられる。これらの
他に、融点44℃のラウリン酸〔CH3（CH2）10COOH〕、融
点58℃のミリスチン酸〔CH3（CH2）12COOH〕、融点70℃
のステアリン酸〔CH3（CH2）16COOH〕なども用い得るで
あろう。
このように単蓄電池１…の周囲を昇温時には融解して
液体となる融解物質11で満たすことによって蓄電池１…
の温度が融解物質11の融点より高くなるとその融解物質
11は解けだすが、その時の潜熱によって単蓄電池１…が
冷却され、融解物質11の融点より温度が高くなることが
抑制される。
液体となる融解物質11で満たすことによって蓄電池１…
の温度が融解物質11の融点より高くなるとその融解物質
11は解けだすが、その時の潜熱によって単蓄電池１…が
冷却され、融解物質11の融点より温度が高くなることが
抑制される。
第７図に本発明の他の実施例を示す。この実施例にお
いては単蓄電池１…をケース12内に並置すると共に、各
単蓄電池１…にその温度を検知する熱電対などの検知手
段13…を設け、更にこの検知手段13…からの信号をリー
ド線14を介して受けて作動するブロアーなどの強制冷却
手段15をケース12に関連付けている。即ち単蓄電池１…
の温度が電池作用を阻害する規定値より上昇した時はそ
の温度を検知手段13が検知して強制冷却手段15を作動せ
しめ、ケース12内に冷却風を送り込んで単蓄電池１…を
冷却せしめている。
いては単蓄電池１…をケース12内に並置すると共に、各
単蓄電池１…にその温度を検知する熱電対などの検知手
段13…を設け、更にこの検知手段13…からの信号をリー
ド線14を介して受けて作動するブロアーなどの強制冷却
手段15をケース12に関連付けている。即ち単蓄電池１…
の温度が電池作用を阻害する規定値より上昇した時はそ
の温度を検知手段13が検知して強制冷却手段15を作動せ
しめ、ケース12内に冷却風を送り込んで単蓄電池１…を
冷却せしめている。
また単蓄電池１…を充電状態に置くと上記したように
電池温度が上昇すると同時に、電池内圧も高まる。従っ
て第８図に示すように各単蓄電池１…にその内圧を検知
する圧力センサーなどの圧力検知手段16…を設け、この
圧力検知手段16…が単蓄電池１…の内圧が規定以上に上
昇したことを検知した場合に上記強制冷却手段15を作動
せしめる。
電池温度が上昇すると同時に、電池内圧も高まる。従っ
て第８図に示すように各単蓄電池１…にその内圧を検知
する圧力センサーなどの圧力検知手段16…を設け、この
圧力検知手段16…が単蓄電池１…の内圧が規定以上に上
昇したことを検知した場合に上記強制冷却手段15を作動
せしめる。
更に単蓄電池１…を充電状態に置くと上記したように
電池温度や電池内圧が上昇すると同時に、電池の端子電
圧も高まる。従って各単蓄電池１…にその端子電圧を検
知する電圧検知手段を設け、この電圧検知手段が単蓄電
池１…の端子電圧が規定以上に上昇したことを検知した
時に上記強制冷却手段15を作動せしめることも有効であ
る。
電池温度や電池内圧が上昇すると同時に、電池の端子電
圧も高まる。従って各単蓄電池１…にその端子電圧を検
知する電圧検知手段を設け、この電圧検知手段が単蓄電
池１…の端子電圧が規定以上に上昇したことを検知した
時に上記強制冷却手段15を作動せしめることも有効であ
る。
尚、上述した各実施例において各単蓄電池１…の放熱
効果を高めるために第９図に示すように電池の電槽に放
熱フィン17…を設ける構成も考えられる。
効果を高めるために第９図に示すように電池の電槽に放
熱フィン17…を設ける構成も考えられる。
（ト）発明の効果 本発明は以上の説明から明らかな如く、並置された多
数の単蓄電池から発生する熱に対する考慮が為されてい
るので、その蓄電池に対する充放電、特に充電効率の向
上を図ることができる。
数の単蓄電池から発生する熱に対する考慮が為されてい
るので、その蓄電池に対する充放電、特に充電効率の向
上を図ることができる。
第１図は本発明へ採用可能な装置の構成を示す斜視図、
第２図は第１図の装置の動作説明のための特性図、第３
図は本発明へ採用可能な装置の構成を示す斜視図、第４
図は本発明装置の構成を示す斜視図、第５図は第４図の
装置の動作説明のための特性図、第６図、第７図及び第
８図は本発明装置の構成を示す斜視図、第９図は本発明
装置に適用して有効な構成を示す斜視図である。 １……単蓄電池、５……正極端子、 ６……負極端子、９……溝、10……箱体、 11……融解物質、12……ケース、 13……温度検知手段、15……強制冷却手段、 16……圧力検知手段、17……放熱フィン。
第２図は第１図の装置の動作説明のための特性図、第３
図は本発明へ採用可能な装置の構成を示す斜視図、第４
図は本発明装置の構成を示す斜視図、第５図は第４図の
装置の動作説明のための特性図、第６図、第７図及び第
８図は本発明装置の構成を示す斜視図、第９図は本発明
装置に適用して有効な構成を示す斜視図である。 １……単蓄電池、５……正極端子、 ６……負極端子、９……溝、10……箱体、 11……融解物質、12……ケース、 13……温度検知手段、15……強制冷却手段、 16……圧力検知手段、17……放熱フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀岡 誠司 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田所 幹朗 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−195960（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−53858（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−23619（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−51774（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/50
Claims (6)
- 【請求項１】正極と負極と電解液とによって構成され、
充電時に発熱を伴う単蓄電池を多数個並置したシステム
において、並置した単蓄電池の内側位置の電池容量を、
最外位置の電池容量より並置位置の違いによる温度差に
起因する電池容量低下分だけ多く設定したことを特徴と
する蓄電池システムの放熱装置。 - 【請求項２】前記多数個並置した単蓄電池間に空気が流
通する空間を設けると共に、その空間幅／単蓄電池幅
が、0.1〜1.0の範囲にあることを特徴とする請求項記
載の蓄電池システムの放熱装置。 - 【請求項３】前記単蓄電池の外装に少なくとも外装下面
から上面に達する熱対流用の溝を設けたことを特徴とす
る請求項記載の蓄電池システムの放熱装置。 - 【請求項４】正極と負極と電解液とによって構成され、
充電時に発熱を伴う単蓄電池を多数個並置したシステム
において、各単蓄電池間に、常温では固体であるが蓄電
池の充電の際の昇温時には融解して液体となる溶解物質
を配置したものてあって、前記溶解物質の潜熱によって
単蓄電池が冷却されることを特徴とする蓄電池システム
の放熱装置。 - 【請求項５】前記溶解物質が、チモール、パルチミン
酸、エイコサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステア
リン酸の中から選ばれる少なくとも１種であることを特
徴とする請求項記載の蓄電池システムの放熱装置。 - 【請求項６】正極と負極と電解液とによって構成され、
充電時に発熱を伴う単蓄電池を多数個並置したシステム
において、上記単蓄電池の温度、内部圧力、並びに／又
は端子電圧を検知する手段を設け、その検知手段による
検知結果が予め定められた規定値以上になった時に作動
する強制冷却手段を設けたことを特徴とする蓄電池シス
テムの放熱装置。
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|---|---|---|---|
| JP9250890A JP2931361B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 蓄電池システムの放熱装置 |
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|---|---|---|---|
| JP9250890A JP2931361B2 (ja) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | 蓄電池システムの放熱装置 |
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| JPH03291867A JPH03291867A (ja) | 1991-12-24 |
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