JP2931581B1 - ナトリウム−硫黄電池の温度制御システム - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池の温度制御システムInfo
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
【要約】
【課題】 運転に適した真空断熱容器の放熱性を、運転
プログラムに合わせて、予め設定しておくことにより、
効率的に定格出力よりも大きな出力での運転を可能とす
るナトリウム−硫黄電池の温度制御システムを提供す
る。 【解決手段】 ナトリウム−硫黄電池の温度制御システ
ムは、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱容器１
２として、真空度の調節が可能な調圧空間１４を有する
二重壁面構造を有するものを使用し、放電出力と運転サ
イクルに従って、調圧空間１４の真空度を制御すること
により、真空断熱容器１２の放熱性を制御する。
プログラムに合わせて、予め設定しておくことにより、
効率的に定格出力よりも大きな出力での運転を可能とす
るナトリウム−硫黄電池の温度制御システムを提供す
る。 【解決手段】 ナトリウム−硫黄電池の温度制御システ
ムは、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱容器１
２として、真空度の調節が可能な調圧空間１４を有する
二重壁面構造を有するものを使用し、放電出力と運転サ
イクルに従って、調圧空間１４の真空度を制御すること
により、真空断熱容器１２の放熱性を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ナトリウム−硫
黄電池を効率的に、かつ定格出力より大きな出力での運
転を可能とするナトリウム−硫黄電池の温度制御システ
ムに関するものである。
黄電池を効率的に、かつ定格出力より大きな出力での運
転を可能とするナトリウム−硫黄電池の温度制御システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 ナトリウム−硫黄電池（以下、「Ｎａ
Ｓ電池」という）は、陰極活物質である溶融金属ナトリ
ウムと、陽極活物質である溶融硫黄とを、ナトリウムイ
オンに対して選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体
電解質で隔離して配し、通常２８０〜３７０℃で作動さ
せる充放電が可能な高温二次電池であり、近年、大規模
な電力貯蔵／供給システムとしての実用化に期待が高ま
っている。
Ｓ電池」という）は、陰極活物質である溶融金属ナトリ
ウムと、陽極活物質である溶融硫黄とを、ナトリウムイ
オンに対して選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体
電解質で隔離して配し、通常２８０〜３７０℃で作動さ
せる充放電が可能な高温二次電池であり、近年、大規模
な電力貯蔵／供給システムとしての実用化に期待が高ま
っている。
【０００３】 ＮａＳ電池にあっては、放電時に溶融ナ
トリウムが電子を放出してナトリウムイオンとなり、こ
れが固体電解質内を透過して陽極側に移動し、硫黄及び
外部回路から供給される電子と反応して多硫化ナトリウ
ムを生成し、一方、充電時には、放電とは逆に多硫化ナ
トリウムからナトリウムおよび硫黄が生成する反応が起
こる。
トリウムが電子を放出してナトリウムイオンとなり、こ
れが固体電解質内を透過して陽極側に移動し、硫黄及び
外部回路から供給される電子と反応して多硫化ナトリウ
ムを生成し、一方、充電時には、放電とは逆に多硫化ナ
トリウムからナトリウムおよび硫黄が生成する反応が起
こる。
【０００４】 ここで、上記多硫化ナトリウムの生成反
応は発熱反応であるため、放電時における総発熱量は、
通電電流および内部抵抗によって決まるジュール熱と多
硫化ナトリウムの生成反応による化学発熱量とを足した
熱量となる。反対に、多硫化ナトリウムからナトリウム
および硫黄が生成する反応は吸熱反応であるため、充電
時は内部抵抗によるジュール熱量と上記反応による吸熱
量により発熱となるか吸熱となるかが決まる。
応は発熱反応であるため、放電時における総発熱量は、
通電電流および内部抵抗によって決まるジュール熱と多
硫化ナトリウムの生成反応による化学発熱量とを足した
熱量となる。反対に、多硫化ナトリウムからナトリウム
および硫黄が生成する反応は吸熱反応であるため、充電
時は内部抵抗によるジュール熱量と上記反応による吸熱
量により発熱となるか吸熱となるかが決まる。
【０００５】 ところで、ＮａＳ電池の構成部材、特に
β−アルミナから成る固体電解質、陽極活物質である硫
黄を収納するアルミニウム容器、固体電解質とアルミニ
ウム容器を接合するに際して間に介在させるα−アルミ
ナ製絶縁リング、およびこれらの部材間をシールするガ
ラス接合部、ＴＣＢ接合部、アルミニウム溶接部等の耐
熱性には限界があり、また、化学的活性の高いナトリウ
ム、硫黄、多硫化ナトリウム等と高温で長時間接触する
と、腐食や劣化が起こる。したがって、ＮａＳ電池の作
動温度が一定値を超えることは好ましくない。
β−アルミナから成る固体電解質、陽極活物質である硫
黄を収納するアルミニウム容器、固体電解質とアルミニ
ウム容器を接合するに際して間に介在させるα−アルミ
ナ製絶縁リング、およびこれらの部材間をシールするガ
ラス接合部、ＴＣＢ接合部、アルミニウム溶接部等の耐
熱性には限界があり、また、化学的活性の高いナトリウ
ム、硫黄、多硫化ナトリウム等と高温で長時間接触する
と、腐食や劣化が起こる。したがって、ＮａＳ電池の作
動温度が一定値を超えることは好ましくない。
【０００６】 その一方で、固体電解質たるβ−アルミ
ナに対するナトリウムイオン伝導率、陽極活物質である
硫黄およびそれを含浸させるために用いるグラファイト
フェルトの導電率は温度が高いほど大きくなり、電池の
内部抵抗が小さくなる。したがって、充放電効率の面か
らは、ＮａＳ電池を高温で作動させることが好ましい。
また、陽極における活物質の拡散性およびナトリウムと
硫黄から多硫化ナトリウムが生成する反応の平衡から見
ても、低温では、充電回復性に不利となる。
ナに対するナトリウムイオン伝導率、陽極活物質である
硫黄およびそれを含浸させるために用いるグラファイト
フェルトの導電率は温度が高いほど大きくなり、電池の
内部抵抗が小さくなる。したがって、充放電効率の面か
らは、ＮａＳ電池を高温で作動させることが好ましい。
また、陽極における活物質の拡散性およびナトリウムと
硫黄から多硫化ナトリウムが生成する反応の平衡から見
ても、低温では、充電回復性に不利となる。
【０００７】 したがって、電池反応により発生する熱
の利用と、電池を構成に不可欠な材料の特性および電池
を構成するための種々の部材の特性の制約から、ＮａＳ
電池の運転は２８０℃〜３６０℃の範囲で行われること
が一般的となっている。
の利用と、電池を構成に不可欠な材料の特性および電池
を構成するための種々の部材の特性の制約から、ＮａＳ
電池の運転は２８０℃〜３６０℃の範囲で行われること
が一般的となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 ここで、電力事業に
おいては、電力需要の少ない夜間電力を蓄えて、蓄えら
れた電力を需要の多い昼間に供給する負荷平準化（ロー
ドレベリング）が進められており、具体的には、一日に
おけるＮａＳ電池の運転は、放電段階、第一休止段階、
充電段階、第二休止段階からなるサイクルを繰り返すこ
とで行われ、さらに、１週間のうち月曜日から金曜日ま
での平日にＮａＳ電池を充放電運転させ、電力需要が減
少する週末の土曜日と日曜日は待機状態とする、いわゆ
る週間運転が行われる。さらに、この週間運転において
も、ＮａＳ電池の稼働に要求される運転出力（放電出
力）を状況に応じて一週毎等に変更するといった、運転
計画を立てる必要がある。
おいては、電力需要の少ない夜間電力を蓄えて、蓄えら
れた電力を需要の多い昼間に供給する負荷平準化（ロー
ドレベリング）が進められており、具体的には、一日に
おけるＮａＳ電池の運転は、放電段階、第一休止段階、
充電段階、第二休止段階からなるサイクルを繰り返すこ
とで行われ、さらに、１週間のうち月曜日から金曜日ま
での平日にＮａＳ電池を充放電運転させ、電力需要が減
少する週末の土曜日と日曜日は待機状態とする、いわゆ
る週間運転が行われる。さらに、この週間運転において
も、ＮａＳ電池の稼働に要求される運転出力（放電出
力）を状況に応じて一週毎等に変更するといった、運転
計画を立てる必要がある。
【０００９】 このとき、通常であれば、ＮａＳ電池の
運転は定格出力において行われるが、必要に応じて、定
格出力よりも大きな出力で運転する高出力運転が必要と
される場合、たとえば、夏期の正午過ぎにおける電力需
要がピークに達する時間帯におけるピークカット運転
等、が想定される。
運転は定格出力において行われるが、必要に応じて、定
格出力よりも大きな出力で運転する高出力運転が必要と
される場合、たとえば、夏期の正午過ぎにおける電力需
要がピークに達する時間帯におけるピークカット運転
等、が想定される。
【００１０】 ここで、ＮａＳ電池の充電容量は一定で
あるため、高出力運転を行って放電出力を大きくする
と、放電時間が短縮されるが、この大きな放電出力に起
因して、電極活物質の反応熱および内部抵抗に起因する
ジュール熱が大きくなり、電池温度が標準運転（定格出
力での運転）の場合よりも急激に上昇することとなる。
あるため、高出力運転を行って放電出力を大きくする
と、放電時間が短縮されるが、この大きな放電出力に起
因して、電極活物質の反応熱および内部抵抗に起因する
ジュール熱が大きくなり、電池温度が標準運転（定格出
力での運転）の場合よりも急激に上昇することとなる。
【００１１】 このような高出力運転にあっても、電池
特性が維持される上限温度以下に電池温度が抑えられ、
しかも、１運転サイクルが終了して再び次の運転サイク
ルを開始する時、すなわち放電開始時に至ったときに、
電池温度は所定温度に設定されていなければならない。
ところが、ＮａＳ電池に用いられる真空断熱容器は、通
常、定格運転時に必要とされる断熱特性、放熱特性を想
定して設計されているために、高出力運転を行った場合
の放熱性に対処するにも限界のある場合が多い。
特性が維持される上限温度以下に電池温度が抑えられ、
しかも、１運転サイクルが終了して再び次の運転サイク
ルを開始する時、すなわち放電開始時に至ったときに、
電池温度は所定温度に設定されていなければならない。
ところが、ＮａＳ電池に用いられる真空断熱容器は、通
常、定格運転時に必要とされる断熱特性、放熱特性を想
定して設計されているために、高出力運転を行った場合
の放熱性に対処するにも限界のある場合が多い。
【００１２】 また、ＮａＳ電池の温度が変化した場合
に、その都度、真空断熱容器の真空度を調節すること
で、放熱特性を制御する方法もあるが、このような運転
では、常に運転状態を監視する手間が必要となるうえ、
一旦温度が上がり始めてから放熱特性を調節したので
は、温度変化のオーバーシュートに対処できず、所定値
以上、或いは所定値以下に電池温度が達してしまう問題
があった。
に、その都度、真空断熱容器の真空度を調節すること
で、放熱特性を制御する方法もあるが、このような運転
では、常に運転状態を監視する手間が必要となるうえ、
一旦温度が上がり始めてから放熱特性を調節したので
は、温度変化のオーバーシュートに対処できず、所定値
以上、或いは所定値以下に電池温度が達してしまう問題
があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】 本発明は上述した従来
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、計画された
運転に適した真空断熱容器の放熱性を、ＮａＳ電池の運
転プログラムに合わせて予め設定しておくことで、効率
的に高出力運転に対処することができるＮａＳ電池の温
度制御システムを提供することにある。すなわち、本発
明によれば、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱
容器が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重壁
面構造を有し、当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイク
ルが、放電段階、第一休止段階、充電段階、第二休止段
階からなり、当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイク
ルの第二休止段階終了時における電池温度を、次の運転
サイクルにおいて要求される放電段階開始時の設定温度
に一致または近接させるように、当該ナトリウム−硫黄
電池の放電出力と運転サイクルに従って、当該調圧空間
の真空度を制御することにより、当該真空断熱容器の放
熱性を制御することを特徴とするナトリウム−硫黄電池
の温度制御システム、が提供される。また、本発明によ
れば、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱容器
が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重壁面構
造を有し、当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイクル
が、放電段階、第一休止段階、充電段階、第二休止段階
からなり、当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイクル
の当該第二休止段階における温度変化から、当該第二休
止段階終了時の到達温度を予測し、当該到達温度が、次
の運転サイクルにおいて要求される放電段階開始時の設
定温度に一致または近接するように、当該第二休止段階
において当該調圧空間の真空度を調節することを特徴と
するナトリウム−硫黄電池の温度制御システム、が提供
される。
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、計画された
運転に適した真空断熱容器の放熱性を、ＮａＳ電池の運
転プログラムに合わせて予め設定しておくことで、効率
的に高出力運転に対処することができるＮａＳ電池の温
度制御システムを提供することにある。すなわち、本発
明によれば、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱
容器が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重壁
面構造を有し、当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイク
ルが、放電段階、第一休止段階、充電段階、第二休止段
階からなり、当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイク
ルの第二休止段階終了時における電池温度を、次の運転
サイクルにおいて要求される放電段階開始時の設定温度
に一致または近接させるように、当該ナトリウム−硫黄
電池の放電出力と運転サイクルに従って、当該調圧空間
の真空度を制御することにより、当該真空断熱容器の放
熱性を制御することを特徴とするナトリウム−硫黄電池
の温度制御システム、が提供される。また、本発明によ
れば、ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断熱容器
が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重壁面構
造を有し、当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイクル
が、放電段階、第一休止段階、充電段階、第二休止段階
からなり、当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイクル
の当該第二休止段階における温度変化から、当該第二休
止段階終了時の到達温度を予測し、当該到達温度が、次
の運転サイクルにおいて要求される放電段階開始時の設
定温度に一致または近接するように、当該第二休止段階
において当該調圧空間の真空度を調節することを特徴と
するナトリウム−硫黄電池の温度制御システム、が提供
される。
【００１４】 このような本発明のナトリウム−硫黄電
池の温度制御システムにおいては、ナトリウム−硫黄電
池の放電時には調圧空間の真空度を下げた状態とし、充
電時には調圧空間の真空度を上げた状態とすることが好
ましい。
池の温度制御システムにおいては、ナトリウム−硫黄電
池の放電時には調圧空間の真空度を下げた状態とし、充
電時には調圧空間の真空度を上げた状態とすることが好
ましい。
【００１５】
【００１６】 なお、本発明のナトリウム−硫黄電池の
温度制御システムは、標準運転する場合、もしくは高出
力運転する場合、または高出力運転と標準運転とを組み
合わせ運転する場合のいずれの場合にも採用される。
温度制御システムは、標準運転する場合、もしくは高出
力運転する場合、または高出力運転と標準運転とを組み
合わせ運転する場合のいずれの場合にも採用される。
【００１７】
【発明の実施の形態】 本発明のナトリウム−硫黄電池
の運転方法によれば、ＮａＳ電池を、定格出力の２００
％相当といったより大きな出力で運転することが可能と
なり、特に、電力負荷のピークカットを有効に行うこと
が可能となる。以下、本発明の実施形態について説明す
るが、本発明は以下の実施形態に限定されるものでな
い。
の運転方法によれば、ＮａＳ電池を、定格出力の２００
％相当といったより大きな出力で運転することが可能と
なり、特に、電力負荷のピークカットを有効に行うこと
が可能となる。以下、本発明の実施形態について説明す
るが、本発明は以下の実施形態に限定されるものでな
い。
【００１８】 ＮａＳ電池は、図１に示すように、直並
列に接続された複数の単電池１１が真空断熱容器１２に
収納されてなるモジュール１３から構成され、真空断熱
容器１２にあっては、真空度の調節が可能な調圧空間１
４を有する二重壁面構造を有するものが使用される。な
お、この調圧空間１４は、真空断熱容器１２の本体およ
び蓋の両方またはいずれかに設けられる。
列に接続された複数の単電池１１が真空断熱容器１２に
収納されてなるモジュール１３から構成され、真空断熱
容器１２にあっては、真空度の調節が可能な調圧空間１
４を有する二重壁面構造を有するものが使用される。な
お、この調圧空間１４は、真空断熱容器１２の本体およ
び蓋の両方またはいずれかに設けられる。
【００１９】 この調圧空間１４の真空度を変化させる
と、調圧空間１４での熱伝達率が変化することで、真空
断熱容器１２の放熱性が制御され、電池温度が制御され
ることとなる。ここで、本発明においては、ＮａＳ電池
の放電出力と運転サイクルに従って、調圧空間１４の真
空度を制御することにより、真空断熱容器１２の放熱性
が制御される。以下、この内容について説明する。
と、調圧空間１４での熱伝達率が変化することで、真空
断熱容器１２の放熱性が制御され、電池温度が制御され
ることとなる。ここで、本発明においては、ＮａＳ電池
の放電出力と運転サイクルに従って、調圧空間１４の真
空度を制御することにより、真空断熱容器１２の放熱性
が制御される。以下、この内容について説明する。
【００２０】 図２は、標準運転と高出力運転とを行っ
た場合のＮａＳ電池の温度変化の違いを示すグラフであ
る。いずれの場合であっても、電池温度は、放電中に上
昇し、放電段階終了時に最も高くなる。ここで、標準運
転に比べて高出力運転にあっては、単位時間当たりの電
池反応熱やジュール熱が多くなるために、放電開始時と
放電終了時の温度差が大きくなる。したがって、高出力
運転における放電開始時の電池温度を、標準運転の場合
と同等に設定すると、この大きな温度上昇によってＮａ
Ｓ電池を構成する部材等が損傷を受けるおそれが生ずる
という問題が生ずる。
た場合のＮａＳ電池の温度変化の違いを示すグラフであ
る。いずれの場合であっても、電池温度は、放電中に上
昇し、放電段階終了時に最も高くなる。ここで、標準運
転に比べて高出力運転にあっては、単位時間当たりの電
池反応熱やジュール熱が多くなるために、放電開始時と
放電終了時の温度差が大きくなる。したがって、高出力
運転における放電開始時の電池温度を、標準運転の場合
と同等に設定すると、この大きな温度上昇によってＮａ
Ｓ電池を構成する部材等が損傷を受けるおそれが生ずる
という問題が生ずる。
【００２１】 そこで、高出力運転においては、放電段
階終了時の電池温度が、電池部材等に損傷を与えず、ま
た、運転効率が良好な状態に維持される３４０℃程度と
なるように、放電開始時の電池温度を、標準運転におけ
る放電開始時の電池温度よりも低く設定することが好ま
しい。ここで、この放電開始時の電池温度は、真空断熱
容器１２からの放熱量に依存して決定される。
階終了時の電池温度が、電池部材等に損傷を与えず、ま
た、運転効率が良好な状態に維持される３４０℃程度と
なるように、放電開始時の電池温度を、標準運転におけ
る放電開始時の電池温度よりも低く設定することが好ま
しい。ここで、この放電開始時の電池温度は、真空断熱
容器１２からの放熱量に依存して決定される。
【００２２】 図３は、調圧空間１４の真空度を一定と
し、真空断熱容器１２からの放熱量をそれぞれ異ならし
めた場合の運転サイクルにおける電池温度の変化の様子
を示したグラフである。図３中の点線で示される運転サ
イクルにおいては、調圧空間１４の真空度が高く、真空
断熱容器１２の放熱性が低いために、放電終了時の電池
温度が高くなり、しかも放電終了後の電池温度の降下も
抑制されている。その結果、１運転サイクル終了時の温
度、すなわち第二休止段階終了時の温度が、この運転サ
イクルの放電開始時の温度よりも高くなっている。
し、真空断熱容器１２からの放熱量をそれぞれ異ならし
めた場合の運転サイクルにおける電池温度の変化の様子
を示したグラフである。図３中の点線で示される運転サ
イクルにおいては、調圧空間１４の真空度が高く、真空
断熱容器１２の放熱性が低いために、放電終了時の電池
温度が高くなり、しかも放電終了後の電池温度の降下も
抑制されている。その結果、１運転サイクル終了時の温
度、すなわち第二休止段階終了時の温度が、この運転サ
イクルの放電開始時の温度よりも高くなっている。
【００２３】 このような状態では、同じパターンの運
転サイクルを連続して行う場合に、１運転サイクル終了
後、次運転サイクルの開始前に強制的に電池温度を下げ
るような処理を行わなければ、電池温度の上限維持が不
可能となる問題を生ずる。
転サイクルを連続して行う場合に、１運転サイクル終了
後、次運転サイクルの開始前に強制的に電池温度を下げ
るような処理を行わなければ、電池温度の上限維持が不
可能となる問題を生ずる。
【００２４】 これに対し、図３中、一点鎖線で示され
る運転においては、調圧空間１４における真空度が低
く、真空断熱容器１２の放熱性が高いために、放電段階
における電池温度の上昇が抑制され、放電終了後の電池
温度の降下も速くなっている。
る運転においては、調圧空間１４における真空度が低
く、真空断熱容器１２の放熱性が高いために、放電段階
における電池温度の上昇が抑制され、放電終了後の電池
温度の降下も速くなっている。
【００２５】 このような状態で放置すると、同じパタ
ーンの運転サイクルを連続して行う場合には、１運転サ
イクル終了時の電池温度が次運転サイクルで設定される
べき放電開始温度よりも低くなることとなるので、別
途、真空断熱容器１２に設けられたヒータ等を用いて、
電池温度を放電開始温度に保持する必要が生ずる。こう
して、ヒータを使用する分だけ、運転効率が低下するこ
ととなる。
ーンの運転サイクルを連続して行う場合には、１運転サ
イクル終了時の電池温度が次運転サイクルで設定される
べき放電開始温度よりも低くなることとなるので、別
途、真空断熱容器１２に設けられたヒータ等を用いて、
電池温度を放電開始温度に保持する必要が生ずる。こう
して、ヒータを使用する分だけ、運転効率が低下するこ
ととなる。
【００２６】 このような事態を回避するために、図３
中、実線で示されるように、調圧空間１４の真空度をＮ
ａＳ電池の放電出力と運転サイクルに従って適正な状態
に設定しておき、真空断熱容器１２の放熱性を制御して
おくことにより、放電時に電池温度が上がり過ぎること
なく、また、放電終了後の電池温度の必要以上の保持も
しくは降下が抑えられる。
中、実線で示されるように、調圧空間１４の真空度をＮ
ａＳ電池の放電出力と運転サイクルに従って適正な状態
に設定しておき、真空断熱容器１２の放熱性を制御して
おくことにより、放電時に電池温度が上がり過ぎること
なく、また、放電終了後の電池温度の必要以上の保持も
しくは降下が抑えられる。
【００２７】 こうして、調圧空間１４の真空度が適正
な条件に制御されていれば、同じパターンの運転サイク
ルを連続して行う場合に、１運転サイクル終了時の温度
を、次運転サイクルの放電段階の開始温度とほぼ一致さ
せることができることから、連続運転による電池温度の
上限維持が容易であり、逆に電池温度を保持するために
ヒータを用いる必要もない。したがって、運転効率が最
も良好な条件において、ＮａＳ電池は運転されることと
なる。
な条件に制御されていれば、同じパターンの運転サイク
ルを連続して行う場合に、１運転サイクル終了時の温度
を、次運転サイクルの放電段階の開始温度とほぼ一致さ
せることができることから、連続運転による電池温度の
上限維持が容易であり、逆に電池温度を保持するために
ヒータを用いる必要もない。したがって、運転効率が最
も良好な条件において、ＮａＳ電池は運転されることと
なる。
【００２８】 上述した通り、真空断熱容器１２におけ
る調圧空間１４の真空度を制御することで、真空断熱容
器１２の放熱性が制御され、その結果、ＮａＳ電池の１
運転サイクル終了時にあたる第二休止段階終了時におけ
る電池温度を、次運転サイクルの開始時である放電段階
開始時の設定温度に一致または近接させることが可能で
あるが、ここでさらに、放電段階においては調圧空間１
４の真空度を下げて放熱性を高めた状態とし、一方、充
電段階においては調圧空間１４の真空度を上げて断熱性
を高めた状態とすると、最も運転効率が高くなる温度付
近での運転が可能となり、好ましい。
る調圧空間１４の真空度を制御することで、真空断熱容
器１２の放熱性が制御され、その結果、ＮａＳ電池の１
運転サイクル終了時にあたる第二休止段階終了時におけ
る電池温度を、次運転サイクルの開始時である放電段階
開始時の設定温度に一致または近接させることが可能で
あるが、ここでさらに、放電段階においては調圧空間１
４の真空度を下げて放熱性を高めた状態とし、一方、充
電段階においては調圧空間１４の真空度を上げて断熱性
を高めた状態とすると、最も運転効率が高くなる温度付
近での運転が可能となり、好ましい。
【００２９】 このようなＮａＳ電池の温度制御システ
ムによっても、１運転サイクルの第二休止段階終了時に
おける運転温度を、次の運転サイクルにおいて要求され
る放電段階開始時の設定温度に一致または近接させるこ
とが可能となる。
ムによっても、１運転サイクルの第二休止段階終了時に
おける運転温度を、次の運転サイクルにおいて要求され
る放電段階開始時の設定温度に一致または近接させるこ
とが可能となる。
【００３０】 さらに、上述したＮａＳ電池の温度制御
システムにおいて、１運転サイクルの第二休止段階にお
けるＮａＳ電池の温度変化から、その第二休止段階終了
時の到達温度を予測し、その到達温度が、次の運転サイ
クルにおいて要求される放電段階開始時の設定温度と一
致または近接するように、第二休止段階において調圧空
間１４の真空度を制御することも、運転効率を高める観
点から好ましい。
システムにおいて、１運転サイクルの第二休止段階にお
けるＮａＳ電池の温度変化から、その第二休止段階終了
時の到達温度を予測し、その到達温度が、次の運転サイ
クルにおいて要求される放電段階開始時の設定温度と一
致または近接するように、第二休止段階において調圧空
間１４の真空度を制御することも、運転効率を高める観
点から好ましい。
【００３１】 なお、上述したＮａＳ電池の温度制御シ
ステムは、定格出力に設計されたＮａＳ電池を連続して
高出力運転するためだけのものでないことはいうまでも
なく、標準運転する場合もしくは高出力運転する場合、
または高出力運転と標準運転とを組み合わせ運転する場
合のいずれの場合にも、適用することができる。
ステムは、定格出力に設計されたＮａＳ電池を連続して
高出力運転するためだけのものでないことはいうまでも
なく、標準運転する場合もしくは高出力運転する場合、
または高出力運転と標準運転とを組み合わせ運転する場
合のいずれの場合にも、適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】 上述の通り、本発明のナトリウム−硫
黄電池の温度制御システムによれば、電力負荷のピーク
カットに適応することができる定格出力より大きな出力
での運転が可能となり、しかも、ナトリウム−硫黄電池
を構成する各部材へ損傷を与えることなく、効率的な運
転を行うことができる優れた効果を奏する。また、本発
明のナトリウム−硫黄電池の温度制御システムは、標準
運転における効率的な運転にも適用できる利点がある。
黄電池の温度制御システムによれば、電力負荷のピーク
カットに適応することができる定格出力より大きな出力
での運転が可能となり、しかも、ナトリウム−硫黄電池
を構成する各部材へ損傷を与えることなく、効率的な運
転を行うことができる優れた効果を奏する。また、本発
明のナトリウム−硫黄電池の温度制御システムは、標準
運転における効率的な運転にも適用できる利点がある。
【図１】 ナトリウム−硫黄電池の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】 ナトリウム−硫黄電池の標準運転および高出
力運転における電池温度の変化の様子を示すグラフであ
る。
力運転における電池温度の変化の様子を示すグラフであ
る。
【図３】 本発明のナトリウム−硫黄電池の温度制御シ
ステムを用いて高出力運転を行った場合の電池温度の変
化の様子を示すグラフである。
ステムを用いて高出力運転を行った場合の電池温度の変
化の様子を示すグラフである。
１１…単電池、１２…真空断熱容器、１３…モジュー
ル、１４…調圧空間。
ル、１４…調圧空間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉越 富夫 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−143760（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−298070（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−17464（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−121092（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/39
Claims (4)
- 【請求項１】 ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断
熱容器が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重
壁面構造を有し、当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイクルが、放電段
階、第一休止段階、充電段階、第二休止段階からなり、 当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイクルの第二休止
段階終了時における電池温度を、次の運転サイクルにお
いて要求される放電段階開始時の設定温度に一致または
近接させるように、 当該ナトリウム−硫黄電池の放電出
力と運転サイクルに従って、当該調圧空間の真空度を制
御することにより、当該真空断熱容器の放熱性を制御す
ることを特徴とするナトリウム−硫黄電池の温度制御シ
ステム。 - 【請求項２】 ナトリウム−硫黄電池を収納する真空断
熱容器が、真空度の調節が可能な調圧空間を有する二重
壁面構造を有し、 当該ナトリウム−硫黄電池の運転サイクルが、放電段
階、第一休止段階、充電段階、第二休止段階からなり、 当該ナトリウム−硫黄電池の１運転サイクルの当該第二
休止段階における温度変化から、当該第二休止段階終了
時の到達温度を予測し、 当該到達温度が、次の運転サイクルにおいて要求される
放電段階開始時の設定温度に一致または近接するよう
に、当該第二休止段階において当該調圧空間の真空度を
調節することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の温度
制御システム。 - 【請求項３】 当該ナトリウム−硫黄電池の放電時には
当該調圧空間の真空度を下げた状態とし、 充電時には当該調圧空間の真空度を上げた状態とするこ
とを特徴とする請求項１または２記載のナトリウム−硫
黄電池の温度制御システム。 - 【請求項４】 当該ナトリウム−硫黄電池を、標準運転
する場合、もしくは高出力運転する場合、または高出力
運転と標準運転とを組み合わせ運転する場合に用いるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のナ
トリウム−硫黄電池の温度制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7885398A JP2931581B1 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ナトリウム−硫黄電池の温度制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7885398A JP2931581B1 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ナトリウム−硫黄電池の温度制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2931581B1 true JP2931581B1 (ja) | 1999-08-09 |
| JPH11273717A JPH11273717A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13673395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7885398A Expired - Lifetime JP2931581B1 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ナトリウム−硫黄電池の温度制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931581B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004327223A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池収納装置、電源装置、および電動車両 |
| FR2869722B1 (fr) * | 2004-04-28 | 2012-08-10 | Electricite De France | Systeme de pompe a vide et de ventilation |
| KR101124128B1 (ko) | 2009-06-19 | 2012-03-21 | 주식회사 효성 | 고온형 연료전지 스택의 온도조절장치 |
| CN103129842A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-06-05 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池模块专用保温箱 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP7885398A patent/JP2931581B1/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11273717A (ja) | 1999-10-08 |
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