JP5924509B2 - 空気電池システム - Google Patents
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Description
本発明は、一又は二以上の空気電池を有する空気電池カートリッジと、この空気電池カートリッジを着脱自在な本体とを有する空気電池システムに関する。
この種の空気電池システムの従来技術として、特許文献１に「モジュール式空気カソードおよびアノードケージを有するバッテリ」（以下、単に「バッテリ」という。）とした名称において開示されたものがある。
特許文献１に開示されたバッテリは、セル電解質液に抵抗性ある非導電性セル容器、多孔質シートカソード部材、前記シートカソード部材に圧迫された有孔金属導体部材、前記シートカソード部材と導体部材の周辺縁部の周囲に位置する導電性金属枠を有する合体された枠付きガス拡散カソード、及び前記カソード枠に少なくとも部分的に圧迫されたケージ枠部材を有するセル容器内のアノードケージからなり、前記のアノードケージ及び合体された枠付きカソードが、圧縮力の解放により前記の非導電性セル容器から独立に取り外し可能かつ該非導電性セル容器に再挿入可能に構成されたものである。
しかしながら、上記特許文献１に記載されているバッテリでは、正極、負極部分のメカニカルチャージ型チャージに伴うヒューマンエラーやユニットの故障に対処する対策がなされていないものである。
そこで、本発明はシステムの一部の異常を予め検知して故障等の発生を防止できる空気電池システムの提供を目的としている。
上記課題を解決するための本発明は、一又は二以上の空気電池を有する空気電池カートリッジと、この空気電池カートリッジを着脱自在な本体とを有する空気電池システムにおいて、空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき、本システムを作動させているとき、システム起動をしたとき又は空気電池カートリッジを装着したときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定するシステム状態判定手段と、本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されている空気電池カートリッジの使用を禁止するカートリッジ使用禁止手段とを設けたことを特徴としている。
この構成においては、空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき、本システムを作動させているとき、システム起動をしたとき又は空気電池カートリッジを装着したときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定し、本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されている空気電池カートリッジの使用を禁止する。
本発明によれば、システムの一部の異常を予め検知して、故障等の発生を防止することができる。
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の空気電池システムにおいて、空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときの実施形態について説明する。
まず、本発明の空気電池システムにおいて、空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときの実施形態について説明する。
＜電解液等の注液時又はシステム作動中に係る実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空気電池システムの概略構成を示すブロック図、図２は、その空気電池システムの一部をなす本体の斜視図である。また、図３（Ａ）は、バスバーと空気電池カートリッジとの連結状態を示す斜視図、（Ｂ）は、バスバーに連結接続された空気電池カートリッジと空気の流通状態を示す斜視図である。
図１は、本発明の一実施形態に係る空気電池システムの概略構成を示すブロック図、図２は、その空気電池システムの一部をなす本体の斜視図である。また、図３（Ａ）は、バスバーと空気電池カートリッジとの連結状態を示す斜視図、（Ｂ）は、バスバーに連結接続された空気電池カートリッジと空気の流通状態を示す斜視図である。
本発明の一実施形態に係る空気電池システムＡは、電解液Ｗを貯留する電解液タンク５、カートリッジボックス（本体）Ｃ及びコントロールユニットＤを主要の構成としたものである。
図中、「電解液Ｗ」はＫＯＨなどのアルカリやＮａＣｌなどの塩化物を主成分とした水溶液又は非水溶液である。
図中、「電解液Ｗ」はＫＯＨなどのアルカリやＮａＣｌなどの塩化物を主成分とした水溶液又は非水溶液である。
カートリッジボックス（本体）Ｃは、詳細を後述する空気電池カートリッジ（以下、単に「カートリッジ」という。）Ｂを着脱自在なバスバー５０を筐体１０内に配設されたものである。
カートリッジＢは、組電池とした複数の空気電池６０を有している。
空気電池６０は、方形の枠体内に、液密通気膜、正極層、電解液層及び負極材（いずれも図示しない）を積層して構成されたものであり、互いに直列又は並列に接続されている。
それらの空気電池６０は、これらの間に空気流路α（図３（Ｂ）参照）を区画形成するようにして互いに一定の間隔をおいて配列されている。また、バスバー５０にはこれらの空気電池６０と連結接続するためのカートリッジ装着部５１が配設されている。
空気電池６０は、方形の枠体内に、液密通気膜、正極層、電解液層及び負極材（いずれも図示しない）を積層して構成されたものであり、互いに直列又は並列に接続されている。
それらの空気電池６０は、これらの間に空気流路α（図３（Ｂ）参照）を区画形成するようにして互いに一定の間隔をおいて配列されている。また、バスバー５０にはこれらの空気電池６０と連結接続するためのカートリッジ装着部５１が配設されている。
筐体１０は、長方形の底板１１の四辺縁に側板１２〜１５を立設するとともに、それら側板１２〜１５上に上板１６を配設した直方体形のものである。
上板１６には、カートリッジＢを着脱するためのカートリッジ用着脱スロット（以下、単に「スロット」という。）１６ａ〜１６ｃ（図２参照）が所要の間隔で設けられている。
上板１６には、カートリッジＢを着脱するためのカートリッジ用着脱スロット（以下、単に「スロット」という。）１６ａ〜１６ｃ（図２参照）が所要の間隔で設けられている。
上記筐体１０には、装着されているカートリッジＢをなす空気電池６０の温度を検知するための空気電池温度検知センサＳＮ９と、それら各空気電池６０から漏出した電解液を検知するための漏液検知センサＳＮ１１とが配設されており、それらは、コントロールユニットＤの入力側に接続されている。
なお、漏液箇所が複数予想される場合は、漏液検知センサＳＮ１１を適宜複数設けてもよい。
なお、漏液箇所が複数予想される場合は、漏液検知センサＳＮ１１を適宜複数設けてもよい。
スロット１６ａ〜１６ｃが設けられている上板１６の裏面側には、それぞれカートリッジＢをロックするためのロック機構Ｌが配設されている。
ロック機構Ｌは、スロット１６ａ〜１６ｃに挿入されたカートリッジＢを係止するためのロック部材９を有している。
ロック機構Ｌは、スロット１６ａ〜１６ｃに挿入されたカートリッジＢを係止するためのロック部材９を有している。
ロック部材９は、図１において、カートリッジＢの挿入を許容するアンロック位置（ア）と、挿入されたカートリッジＢを係止してロックするロック位置（イ）との間で揺動自在に支持されている。
上記したロック機構Ｌには、アンロック位置（ア）又はロック位置（イ）に移動している各ロック部材９を検知するためのロック検知センサＳＮ１が設けられており、それら各ロック検知センサＳＮ１は、コントロールユニットＤの入力側に接続されている。
ロック部材９は、外形状及び方向が一致するカートリッジＢのみを挿入可能に形成されている。
上記したロック機構Ｌには、アンロック位置（ア）又はロック位置（イ）に移動している各ロック部材９を検知するためのロック検知センサＳＮ１が設けられており、それら各ロック検知センサＳＮ１は、コントロールユニットＤの入力側に接続されている。
ロック部材９は、外形状及び方向が一致するカートリッジＢのみを挿入可能に形成されている。
筐体１０の側板１２には、これの側板１５寄りに、空気を筐体１０内に導入するための導入口１２ａが配設されているとともに、その導入口１２ａには、空気流路の一部をなす空気供給パイプ２０が接続されている。
また、筐体１０の側板１４であって側板１３寄りには、筐体１０内を流通した空気を排出するための排出口１４ａが配設されているとともに、その排出口１４ａには、空気流路の一部をなす空気排出パイプ３０が接続されている。
空気供給パイプ２０には、空気の供給方向上流側から下流側にかけて、塵等を除去するためのフィルタ２１、空気を圧送するためのブロワー２２、空気流路温度検知センサＳＮ２、空気流路圧力検知センサＳＮ３、開閉バルブ２３及び空気流路漏気検知センサＳＮ４が順次配設されている。
「空気流路温度検知センサＳＮ２」は、空気供給パイプ２０を流通する空気の温度を検知するためのものである。
「空気流路圧力検知センサＳＮ３」は、空気供給パイプ２０の圧力を検知するためのものである。
「空気流路漏気検知センサＳＮ４」は、空気供給パイプ２０を流通する空気の漏出を検知するためのものである。
「空気流路圧力検知センサＳＮ３」は、空気供給パイプ２０の圧力を検知するためのものである。
「空気流路漏気検知センサＳＮ４」は、空気供給パイプ２０を流通する空気の漏出を検知するためのものである。
本実施形態において示すブロワー２２は、カートリッジＢの内部圧力を変動させるための圧送装置である。
空気流路圧力検知センサＳＮ３は、カートリッジＢの内部圧力の変動を検知するためのものである。
空気流路圧力検知センサＳＮ３は、カートリッジＢの内部圧力の変動を検知するためのものである。
ブロワー２２と開閉バルブ２３とは、コントロールユニットＤの出力側に接続されて適宜駆動されるようになっているとともに、空気流路温度検知センサＳＮ２、空気流路圧力検知センサＳＮ３及び空気流路漏気検知センサＳＮ４はその入力側に接続され、検知した温度データ、圧力データ、漏気の有無がコントロールユニットＤに入力されるようになっている。
一方、空気排出パイプ３０には、空気の排出方向上流側から下流側にかけて、空気流路漏気検知センサＳＮ５、空気流路温度検知センサＳＮ６、空気流路圧力検知センサＳＮ７、開閉バルブ３１、水素ガス検知センサＳＮ１０が順次配設されている。
「空気流路漏気検知センサＳＮ５」は、空気排出パイプ３０を流通する空気の漏出を検知するための異常検知センサである。
「空気流路温度検知センサＳＮ６」は、空気排出パイプ３０を流通する空気の温度を検知するための異常検知センサである。
「空気流路圧力検知センサＳＮ７」は、空気排出パイプ３０を流通する空気の圧力を検知するための異常検知センサである。
「水素ガス検知センサＳＮ１０」は、空気排出パイプ３０を流通する空気に含まれる水素ガスを検知するための異常検知センサである。
「空気流路温度検知センサＳＮ６」は、空気排出パイプ３０を流通する空気の温度を検知するための異常検知センサである。
「空気流路圧力検知センサＳＮ７」は、空気排出パイプ３０を流通する空気の圧力を検知するための異常検知センサである。
「水素ガス検知センサＳＮ１０」は、空気排出パイプ３０を流通する空気に含まれる水素ガスを検知するための異常検知センサである。
開閉バルブ３１はコントロールユニットＤの出力側に接続されて適宜開閉駆動されるようになっているとともに、空気流路漏気検知センサＳＮ５、空気流路温度検知センサＳＮ６、空気流路圧力検知センサＳＮ７及び水素ガス検知センサＳＮ１０はその入力側に接続されている。
上記した空気供給パイプ２０と空気排出パイプ３０には、空気供給パイプ２０の開閉バルブ２３の上流側の位置と、空気排出パイプ３０の開閉バルブ３１の下流側の位置との間に両端部を連結した迂回用パイプ４０が連結されており、その迂回用パイプ４０には開閉バルブ４１が配設されている。
開閉バルブ４１は、上記したものと同様にコントロールユニットＤの出力側に接続されて適宜開閉駆動されるようになっている。
開閉バルブ４１は、上記したものと同様にコントロールユニットＤの出力側に接続されて適宜開閉駆動されるようになっている。
バスバー５０は、これに装着接続されたカートリッジＢからの電力を外部に取り出すためのものであり、基板５３の装着面に、三つのカートリッジＢをそれぞれ着脱自在に電気的に接続するための三つのカートリッジ装着部５１を突設してある。
このバスバー５０は、図１，３に示すように、筐体１０の底板１１上に配設固定されている。なお、符号５２は三基のカートリッジＢを仕切るための仕切部材である。
このバスバー５０は、図１，３に示すように、筐体１０の底板１１上に配設固定されている。なお、符号５２は三基のカートリッジＢを仕切るための仕切部材である。
また、上記した導入口１２ａと排出口１４ａを上記したように偏移させて配設していることにより、導入口１２ａから筐体１０内に流入した空気は、バスバー５０に載置接続されているカートリッジＢをなす各空気電池６０に接触した後、排出口１４ａから排出される。
ところで、上記した電解液タンク５とバスバー５０に接続された各カートリッジＢとの間には、その電解液タンク５に貯留されている電解液Ｗをそれら各カートリッジＢに送給するための電解液送給パイプ６が連結されているとともに、その電解液送給パイプ６には、開閉バルブ７と電解液圧力検知センサＳＮ８と送液ポンプ８０とが配設されている。
電解液圧力検知センサＳＮ８は、電解液送給パイプ６を流通する電解液Ｗの圧力を検知するものであり、コントロールユニットＤの入力側に接続され、また、開閉バルブ７は、その出力側に接続されて適宜開閉駆動されるようになっている。
また、空気電池６０には、電解液タンク５側からの電解液送給パイプ６とともに、電池外部に設けられたドレインタンク８１へのドレインパイプ８２が連結されている。このドレインパイプ８２は、開閉バルブ８３を介して、空気電池６０内の電解液を移送することができる。
また、空気電池６０には、電解液タンク５側からの電解液送給パイプ６とともに、電池外部に設けられたドレインタンク８１へのドレインパイプ８２が連結されている。このドレインパイプ８２は、開閉バルブ８３を介して、空気電池６０内の電解液を移送することができる。
電解液の外部への移送は、電解液タンク５の送液ポンプ８０を逆転駆動させるか、ドレインタンク８１への開閉バルブ８３を開放するかのいずれかによって行うことが可能である。
なお、送液ポンプ８０と開閉バルブ８３は、コントロールユニットＤの出力側に接続されており、適宜回転駆動又は開閉駆動がされるようになっている。
なお、送液ポンプ８０と開閉バルブ８３は、コントロールユニットＤの出力側に接続されており、適宜回転駆動又は開閉駆動がされるようになっている。
上記したバスバー５０には、出力電流を測定するための電流計７０、出力電圧を測定するための電圧計７１、接続部７２、昇圧を行なわせるためのＤＣ‐ＤＣコンバータ７３、接続部７４、リチウムイオン電池７５及びモータ７６が接続されている。
図１，３に示すように、各カートリッジＢは筐体１０の底板１１上に配設されているとともに、記憶素子であるＩＣチップ８が配設されている。
ＩＣチップ８には、各カートリッジＢに関わる関連情報、放電関連情報等が記憶されている。
「関連情報」としては、カートリッジＢの製造番号、定格容量、定格出力、定格電解液量、ＩＤ等がある。
「放電関連情報」としては、カートリッジＢの装着日、注液開始日時、放電開始日時、放電終了日時、放電電気量、放電時の以上の有無等がある。
ＩＣチップ８には、各カートリッジＢに関わる関連情報、放電関連情報等が記憶されている。
「関連情報」としては、カートリッジＢの製造番号、定格容量、定格出力、定格電解液量、ＩＤ等がある。
「放電関連情報」としては、カートリッジＢの装着日、注液開始日時、放電開始日時、放電終了日時、放電電気量、放電時の以上の有無等がある。
ところで、コントロールユニットＤは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路等からなるものであり、所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
（１）カートリッジＢに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定する機能。この機能を「システム状態判定手段Ｄ１という。
（１）カートリッジＢに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定する機能。この機能を「システム状態判定手段Ｄ１という。
このシステム状態判定手段Ｄ１は、上記したいずれかの異常検知センサで検知する検知量の変化に基づいて、本システムの各部における異常の有無を判定する。
「異常検知センサ」は、上記したロック検知センサＳＮ１、空気流路温度検知センサＳＮ２、空気流路圧力検知センサＳＮ３、供給側の空気流路漏気検知センサＳＮ４、排出側の漏気検知センサＳＮ５、空気流路温度検知センサＳＮ６、空気流路圧力検知センサＳＮ７、電解液流路圧力検知センサＳＮ８、空気電池温度検知センサＳＮ９、水素ガス検知センサＳＮ１０及び漏液検知センサＳＮ１１である。
本実施形態における「システムの一部」は、カートリッジＢ、空気供給パイプ（空気流路）２０、電解液供給パイプ（電解液流路）６及び電気系統を含むものである。
「異常検知センサ」は、上記したロック検知センサＳＮ１、空気流路温度検知センサＳＮ２、空気流路圧力検知センサＳＮ３、供給側の空気流路漏気検知センサＳＮ４、排出側の漏気検知センサＳＮ５、空気流路温度検知センサＳＮ６、空気流路圧力検知センサＳＮ７、電解液流路圧力検知センサＳＮ８、空気電池温度検知センサＳＮ９、水素ガス検知センサＳＮ１０及び漏液検知センサＳＮ１１である。
本実施形態における「システムの一部」は、カートリッジＢ、空気供給パイプ（空気流路）２０、電解液供給パイプ（電解液流路）６及び電気系統を含むものである。
・「システムの一部」がカートリッジＢの場合には、そのカートリッジＢの装着位置を判定する。
このカートリッジＢの装着位置の判定は、上記したロック検知センサＳＮ１によって、ロック位置（イ）に位置しているロック部材９を検知することにより行う。
このカートリッジＢの装着位置の判定は、上記したロック検知センサＳＮ１によって、ロック位置（イ）に位置しているロック部材９を検知することにより行う。
・「システムの一部」が空気流路の場合には、この空気流路をなす空気送給パイプ２０及び空気排出パイプ３０における漏気の有無を判定する。この判定は、空気送給パイプ２０と空気排出パイプ３０に配設した空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
この場合、ブロワー２２を駆動して加圧するとともに、空気送給パイプ２０に配設した開閉バルブ２３を閉じる。
また、空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７によって検知した圧送時における圧力変動に基づいて、カートリッジＢと空気送給パイプ２０及び空気排出パイプ３０との接続の良否を判定する。
上記したシステム状態判定手段Ｄ１は、本システムの一部に異常があるか否かの判定を所定の時間間隔で繰り返し行なう。
この場合、ブロワー２２を駆動して加圧するとともに、空気送給パイプ２０に配設した開閉バルブ２３を閉じる。
また、空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７によって検知した圧送時における圧力変動に基づいて、カートリッジＢと空気送給パイプ２０及び空気排出パイプ３０との接続の良否を判定する。
上記したシステム状態判定手段Ｄ１は、本システムの一部に異常があるか否かの判定を所定の時間間隔で繰り返し行なう。
・「システムの一部」が電解液流路の場合には、この電解液流路における異常の有無を判定する。
この判定は、電解液送給パイプ６に配設した電解液流路圧力センサＳＮ８による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
この判定は、電解液送給パイプ６に配設した電解液流路圧力センサＳＮ８による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
・「システムの一部」が電気系統の場合には、電気系統における異常の有無を判定する。
電気系統は、例えばバスバー５０とカートリッジＢとの電気的な接続であり、電気系統における異常の有無を静電容量の変化によって判定する。
電気系統は、例えばバスバー５０とカートリッジＢとの電気的な接続であり、電気系統における異常の有無を静電容量の変化によって判定する。
（２）本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されているカートリッジＢの使用を禁止ないしは中止させる機能。この機能を「カートリッジ使用中止手段Ｄ２」という。
カートリッジＢの使用を中止するには、ブロワー２２の駆動を停止するとともに、開閉弁２３，３１を閉駆動する。
カートリッジＢの使用を中止するには、ブロワー２２の駆動を停止するとともに、開閉弁２３，３１を閉駆動する。
（３）水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が所定の設定値以上になったか否かを判定するための機能。この機能を「水素ガス濃度判定手段Ｄ３」という。
（４）水素ガス濃度が所定の設定値以上になったと判定したときには、その水素ガス濃度が低下するまで圧送装置（ブロワー２２）によって空気をカートリッジＢに圧送する機能。この機能を「空気送給手段Ｄ４」という。
また、水素ガス濃度判定手段Ｄ３によって水素ガス濃度が所定の設定値未満になったと判定したとき、空気送給手段Ｄ４は、圧送装置（ブロワー２２）による空気の圧送を停止するようにしている。
（４）水素ガス濃度が所定の設定値以上になったと判定したときには、その水素ガス濃度が低下するまで圧送装置（ブロワー２２）によって空気をカートリッジＢに圧送する機能。この機能を「空気送給手段Ｄ４」という。
また、水素ガス濃度判定手段Ｄ３によって水素ガス濃度が所定の設定値未満になったと判定したとき、空気送給手段Ｄ４は、圧送装置（ブロワー２２）による空気の圧送を停止するようにしている。
（５）カートリッジＢをなす空気電池６０を放電させるための機能。この機能を「放電手段Ｄ５」という。
上記した水素ガス濃度判定手段Ｄ３により、水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、放電手段Ｄ５によって放電を継続させる。
また、下記の端子接続判定手段Ｄ１３により、電流検知端子、電圧検知端子又はそれら双方の電気的な接続が不良であると判定したときには、その空気電池カートリッジＢの放電を中止する。
上記した水素ガス濃度判定手段Ｄ３により、水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、放電手段Ｄ５によって放電を継続させる。
また、下記の端子接続判定手段Ｄ１３により、電流検知端子、電圧検知端子又はそれら双方の電気的な接続が不良であると判定したときには、その空気電池カートリッジＢの放電を中止する。
（６）カートリッジＢをなす空気電池６０の電解液を外部に移送するための機能。この機能を「電解液移送手段Ｄ６」という。
上記した水素ガス濃度判定手段Ｄ３により、水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、「電解液移送手段Ｄ６」によって電解液を電解液タンク５又はドレインタンク８１に移送する。
上記した水素ガス濃度判定手段Ｄ３により、水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、「電解液移送手段Ｄ６」によって電解液を電解液タンク５又はドレインタンク８１に移送する。
（７）漏液検知センサＳＮ１１によって漏液を検知したか否かを判定する機能。この機能を「漏液判定手段Ｄ７」という。
この漏液判定手段Ｄ７によって漏液を検知したと判定したとき、カートリッジ使用中止手段Ｄ２は、その漏液している空気電池６０の動作を停止させる。
この漏液判定手段Ｄ７によって漏液を検知したと判定したとき、カートリッジ使用中止手段Ｄ２は、その漏液している空気電池６０の動作を停止させる。
（８）カートリッジＢに電解液又は水の注液を行なわせる機能。この機能を「注液手段Ｄ８」という。
下記の第一の温度判定手段Ｄ９によって、当該温度が所定の設定値以上になったと判定したときには電解液又は水の注液を停止するようにしている。
空気電池カートリッジＢへの電解液若しくは水の注液又はその停止は、開閉バルブ７を開閉駆動することにより行なう。
下記の第一の温度判定手段Ｄ９によって、当該温度が所定の設定値以上になったと判定したときには電解液又は水の注液を停止するようにしている。
空気電池カートリッジＢへの電解液若しくは水の注液又はその停止は、開閉バルブ７を開閉駆動することにより行なう。
（９）空気電池温度検知センサＳＮ９によって検知した温度が所定の設定値以上になったか否かを判定する機能。この機能を「第一の温度判定手段Ｄ９」という。
（１０）空気電池温度検知センサＳＮ９によって検知した温度が所定の設定値未満になったか否かを判定する機能。この機能を「第二の温度判定手段Ｄ１０」という。
この第二の温度判定手段Ｄ１０によって、当該温度が所定の設定値未満になったと判定したとき、注液手段Ｄ８は電解液又は水の注液を再開する。すなわち、開閉バルブ７を開駆動する。
この第二の温度判定手段Ｄ１０によって、当該温度が所定の設定値未満になったと判定したとき、注液手段Ｄ８は電解液又は水の注液を再開する。すなわち、開閉バルブ７を開駆動する。
（１１）空気電池温度検知センサＳＮ９によって、放電中の電池の検知した温度が所定の設定値以上になったか否かを判定する機能。この機能を「第三の温度判定手段Ｄ１１」という。
この第三の温度判定手段Ｄ１１によって、当該温度が所定の設定値以上になったと判定したとき、電解液移送手段Ｄ６により電解液を電池外部に移送する。
この第三の温度判定手段Ｄ１１によって、当該温度が所定の設定値以上になったと判定したとき、電解液移送手段Ｄ６により電解液を電池外部に移送する。
（１２）空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７で検知した圧力が所定値以上になったか否かを判定する機能。この機能を「空気流路圧力判定手段Ｄ１２」という。
この空気流路圧力判定手段Ｄ１２により、空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７で検知した圧力が所定値以上になったと判定したときには、カートリッジ使用中止手段Ｄ２は、空気電池カートリッジＢを放電させて使用を中止させる。
この空気流路圧力判定手段Ｄ１２により、空気流路圧力検知センサＳＮ３，ＳＮ７で検知した圧力が所定値以上になったと判定したときには、カートリッジ使用中止手段Ｄ２は、空気電池カートリッジＢを放電させて使用を中止させる。
（１３）カートリッジボックス（本体）Ｃのカートリッジ装着部５１に、カートリッジＢとの電流検知端子及び電圧検知端子（いずれも図示しない）が配設されており、それら少なくともいずれかの端子の電気的な接続の良否を判定する機能。この機能を「端子接続判定手段Ｄ１３」という。
端子接続判定手段Ｄ１３は、各端子間の抵抗値に基づいて、電気的な接続の良否を判定している。
この端子接続判定手段Ｄ１３により、いずれかの端子の電気的な接続が不良であると判定したときには、放電手段Ｄ５は、そのカートリッジＢの放電を中止する。
この端子接続判定手段Ｄ１３により、いずれかの端子の電気的な接続が不良であると判定したときには、放電手段Ｄ５は、そのカートリッジＢの放電を中止する。
（１４）空気電池６０の出力電圧が、所定の電圧値未満になったか否かを判定する機能。この機能を「出力電圧判定手段Ｄ１４」という。
当該出力電圧が所定の電圧値未満になったと判定したときには、放電手段Ｄ５は、放電電流を減少させる。
当該出力電圧が所定の電圧値未満になったと判定したときには、放電手段Ｄ５は、放電電流を減少させる。
（１５）空気電池６０の抵抗値が任意の基準値以上であるか否かを判定する機能。この機能を「抵抗値算出手段Ｄ１５」という。
空気電池６０の抵抗値が任意の基準値以上であると判定したとき、放電手段Ｄ５は、放電電流を減少させる。
空気電池６０の抵抗値が任意の基準値以上であると判定したとき、放電手段Ｄ５は、放電電流を減少させる。
（１６）放電電流を減少させてから所定の設定時間が経過したか否かを判定する機能。この機能を「経過時間判定手段Ｄ１６」という。
（１７）所定の設定時間が経過したと判定したときに、所定の電圧，電流値に回復したか否かを判定する機能。この機能を「電圧，電流値回復判定手段Ｄ１７」という。
この電圧，電流値回復判定手段Ｄ１７によって所定の電圧，電流値に回復しないと判定されたときには、その空気電池６０を有するカートリッジＢの動作を中止させる。
（１７）所定の設定時間が経過したと判定したときに、所定の電圧，電流値に回復したか否かを判定する機能。この機能を「電圧，電流値回復判定手段Ｄ１７」という。
この電圧，電流値回復判定手段Ｄ１７によって所定の電圧，電流値に回復しないと判定されたときには、その空気電池６０を有するカートリッジＢの動作を中止させる。
（１８）電圧，電流値回復判定手段Ｄ１５により、所定の電圧，電流値に回復しないと判定されたときには、当該空気電池６０が異常である旨を記憶素子に記憶する機能。この機能を「記憶手段Ｄ１８」という。
（１９）積算放電電気量を算出する機能。この機能を「積算放電電気量算出手段Ｄ１９」という。
（２０）算出した積算放電電気量がカートリッジＢをなす空気電池６０の定格容量の所要の割合以上になったか否かを判定する機能。この機能を「積算放電電気量判定手段Ｄ２０」という。
本実施形態に示す「所要の割合」は、８０パーセントである。
（２０）算出した積算放電電気量がカートリッジＢをなす空気電池６０の定格容量の所要の割合以上になったか否かを判定する機能。この機能を「積算放電電気量判定手段Ｄ２０」という。
本実施形態に示す「所要の割合」は、８０パーセントである。
積算放電電気量判定手段Ｄ１９によって、積算放電電気量がカートリッジＢの定格容量の所要割合以上になっていないと判定されたときには、そのカートリッジＢの動作を停止させる。
積算放電電気量判定手段Ｄ１９によって、積算放電電気量がカートリッジＢの定格容量の所要割合以上になっていないと判定されたときには、記憶手段Ｄ１６は、記憶素子に正常に放電終了した旨とともに、空気電池６０の放電中又は放電終了時に放電関連情報を記憶する。
積算放電電気量判定手段Ｄ１９によって、積算放電電気量がカートリッジＢの定格容量の所要割合以上になっていないと判定されたときには、記憶手段Ｄ１６は、記憶素子に正常に放電終了した旨とともに、空気電池６０の放電中又は放電終了時に放電関連情報を記憶する。
次に、本空気電池システムの動作について、図４，５を参照して説明する。図４，５は、空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときのチェック動作を示すフローチャートである。
カートリッジＢに電解液若しくは水を注液したとき又は本システムを作動させているときにステップ１に進む。
ステップ１：図４において「Ｓ１」と表記する。以下、ステップ２以下においても同様に表記する。水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったか否かを判定し、水素ガス濃度が設定値以上になっていると判定されればステップ３に進み、そうでなければステップ２に進む。
ステップ１：図４において「Ｓ１」と表記する。以下、ステップ２以下においても同様に表記する。水素ガス検知センサＳＮ１０によって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったか否かを判定し、水素ガス濃度が設定値以上になっていると判定されればステップ３に進み、そうでなければステップ２に進む。
ステップ２：漏液検知センサＳＮ１１により漏液が検知されたか否かを判定し、漏液が検知されればステップ５に進み、そうでなければステップ４に進む。
ステップ３：水素ガス濃度が設定値以上になっていると判定されたので、空気の圧送と放電を継続して、水素ガス濃度を低下させる。
ステップ３：水素ガス濃度が設定値以上になっていると判定されたので、空気の圧送と放電を継続して、水素ガス濃度を低下させる。
ステップ４：空気電池温度検知センサＳＮ９によって検知したカートリッジ（空気電池６０）Ｂの温度が所定の設定値以上になったか否かを判定し、当該温度が所定の設定値以上にならなかったと判定したときにはステップ７に進み、そうでなければステップ６に進む。
ステップ５：漏液を検知したと判定されたので、カートリッジＢの使用を停止する。
ステップ６：カートリッジ（空気電池６０）Ｂの温度が所定の設定値以上になったと判定されたので、カートリッジＢの使用を一時停止する。
ステップ７：空気流路２０，３０の圧力変動を判定し、当該圧力変動があると判定されればステップ１０に進み、圧力変動がなければステップ８に進む。
ステップ６：カートリッジ（空気電池６０）Ｂの温度が所定の設定値以上になったと判定されたので、カートリッジＢの使用を一時停止する。
ステップ７：空気流路２０，３０の圧力変動を判定し、当該圧力変動があると判定されればステップ１０に進み、圧力変動がなければステップ８に進む。
ステップ８：電解液送給パイプ６の圧力変動を測定し、当該圧力変動があればステップ１０に進み、圧力変動がなければステップ９に進む。
ステップ９：電気系統における接続の良否を判定し、接続不良と判定されればステップ１１に進み、そうでなければステップ１０に進む。
ステップ１０：空気流路２０，３０に漏気、電解液送給パイプ６に漏液又は電気系統における接続不良があると判定したので、カートリッジＢを放電させて終了する。
ステップ１０：空気流路２０，３０に漏気、電解液送給パイプ６に漏液又は電気系統における接続不良があると判定したので、カートリッジＢを放電させて終了する。
ステップ１１：各カートリッジＢをなす空気電池６０が異常終了又は放電終了しているかを判定し、当該空気電池６０が異常終了又は放電終了していると判定されればステップ１２に進み、そうでなければステップ１に進む。すなわち、本システムの一部に異常があるか否かを判定を所定の時間間隔で繰り返し行なう。
以上の構成からなる空気電池システムによれば、次の効果を得ることができる。
・カートリッジＢの装着異常や空気や電解液等の漏出等を検知して、故障等を未然に防止することができる。
・空気供給パイプ２０や電解液供給パイプ３０の圧力の変動により、漏気，漏液の検知を安価に行なうことができる。
・ロック機構Ｌを介して、カートリッジＢの装着位置を判定することができる。
・電解液流路における漏液の有無を判定することにより、その電解液流路の異常を検知できる。
・電気系統における異常の有無の判定し、当該異常があると判定されれば、カートリッジの使用を中止しているので、故障の発生を未然に防止できる。
・カートリッジＢの装着異常や空気や電解液等の漏出等を検知して、故障等を未然に防止することができる。
・空気供給パイプ２０や電解液供給パイプ３０の圧力の変動により、漏気，漏液の検知を安価に行なうことができる。
・ロック機構Ｌを介して、カートリッジＢの装着位置を判定することができる。
・電解液流路における漏液の有無を判定することにより、その電解液流路の異常を検知できる。
・電気系統における異常の有無の判定し、当該異常があると判定されれば、カートリッジの使用を中止しているので、故障の発生を未然に防止できる。
以上、本発明の空気電池システムにおいて、空気電池カートリッジに電解液等を注液したとき又は本システムを作動させているときの実施形態を示したが、次に、システム起動をしたとき又は空気電池カートリッジを装着したときの実施形態について説明する。
＜システム起動時又はカートリッジ装着時に係る実施形態＞
本実施形態の空気電池システムは、上記の実施形態の空気電池システムＡとほぼ同じ構成を有し、電解液Ｗを貯留する電解液タンク５、カートリッジボックス（本体）Ｃ及びコントロールユニットＤを主要の構成とするものである（図１〜３参照）。
但し、送液ポンプ８０、ドレインタンク８１、ドレインパイプ８２、開閉バルブ８３、空気電池温度検知センサＳＮ９及び漏液検知センサＳＮ１１などは必須の部材ではなく省略が可能である。
本実施形態の空気電池システムは、上記の実施形態の空気電池システムＡとほぼ同じ構成を有し、電解液Ｗを貯留する電解液タンク５、カートリッジボックス（本体）Ｃ及びコントロールユニットＤを主要の構成とするものである（図１〜３参照）。
但し、送液ポンプ８０、ドレインタンク８１、ドレインパイプ８２、開閉バルブ８３、空気電池温度検知センサＳＮ９及び漏液検知センサＳＮ１１などは必須の部材ではなく省略が可能である。
上記実施形態のように、本実施形態においてもコントロールユニットＤは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路等からなるものであり、所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
（１）システム起動をしたとき又はカートリッジＢを装着したときに、本システムの一部に異常があるか否か判定する機能。この機能を「システム状態判定手段ｄ１」という。
本実施形態における「システムの一部」は、カートリッジＢ、空気供給パイプ（空気流路）２０、及び電解液流路６を含むものである。
本実施形態における「システムの一部」は、カートリッジＢ、空気供給パイプ（空気流路）２０、及び電解液流路６を含むものである。
・「システムの一部」がカートリッジＢの場合には、そのカートリッジＢの装着状態の正否を判定する。
このカートリッジＢの装着状態の正否の判定は、上記したロック検知センサＳＮ１によって、ロック部材９の位置を検知することにより行なう。
このカートリッジＢの装着状態の正否の判定は、上記したロック検知センサＳＮ１によって、ロック部材９の位置を検知することにより行なう。
・「システムの一部」が空気流路の場合には、この空気流路をなす空気送給パイプ２０及び空気排出パイプ３０における漏気及び通気の有無を判定する。この判定は、空気送給パイプ２０と空気排出パイプ３０に配設した圧力センサＳＮ３、ＳＮ７による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
この場合、ブロワー２２を駆動して加圧するとともに、空気流路２０に配設した弁２３を閉じる。
この場合、ブロワー２２を駆動して加圧するとともに、空気流路２０に配設した弁２３を閉じる。
・「システムの一部」が電解液流路の場合には、この電解液流路における異常の有無を判定する。
この判定は、電解液送給パイプ６に配設した圧力センサＳＮ８による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
この判定は、電解液送給パイプ６に配設した圧力センサＳＮ８による圧力変動の検知結果に基づいて行なう。
・「システムの一部」が電気系統の場合には、電気系統における異常の有無を判定する。
電気系統は、例えばバスバー５０とカートリッジＢとの電気的な接続であり、電気系統における異常の有無を静電容量の変化によって判定する。
電気系統は、例えばバスバー５０とカートリッジＢとの電気的な接続であり、電気系統における異常の有無を静電容量の変化によって判定する。
（２）記憶素子に記憶されているカートリッジに関わる関連情報を読み出す機能。この機能を「関連情報読出し手段ｄ２」という。
関連情報は、カートリッジＢの製造番号、カートリッジＢの定格容量、定格出力、定格電解液量である。
関連情報は、カートリッジＢの製造番号、カートリッジＢの定格容量、定格出力、定格電解液量である。
（３）関連情報読出し手段によるカートリッジＢに関わる関連情報の全ての読み出しが行なわれたか否かを判定する機能。この機能を「関連情報読出し判定手段ｄ３」という。
当該関連情報の全ての読み出しが行なわれないと判定したとき、下記のカートリッジ使用禁止手段ｄ１４は、そのカートリッジＢの使用を禁止する。
当該関連情報の全ての読み出しが行なわれないと判定したとき、下記のカートリッジ使用禁止手段ｄ１４は、そのカートリッジＢの使用を禁止する。
（４）カートリッジの定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であるか否かを判定する機能。この機能を「液量判定手段ｄ４」という。
（５）定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であると判定したときには、給液要求を報知する機能。この機能を「給液要求報知手段ｄ５」という。
報知の態様としては、車内の警告ランプを点灯させるものや音声によるものを含む。
（５）定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であると判定したときには、給液要求を報知する機能。この機能を「給液要求報知手段ｄ５」という。
報知の態様としては、車内の警告ランプを点灯させるものや音声によるものを含む。
（６）定格容量が、本システムの許容範囲内のものか否かを判定する機能。この機能を「容量判定手段ｄ６」という。
定格容量に基づいて、カートリッジＢの発電量を算出して、本システムの動作可能な時間を推定する機能。この機能を「動作時間推定手段」という。
定格容量に基づいて、カートリッジＢの発電量を算出して、本システムの動作可能な時間を推定する機能。この機能を「動作時間推定手段」という。
（７）定格出力が、本システムの許容範囲内のものか否かを判定する機能。この機能を「定格出力判定手段ｄ７」という。
（８）本システムの保持液量が定格電解液量以上であるか否かを判定する機能。この機能を「電解液量判定手段ｄ８」という。
（８）本システムの保持液量が定格電解液量以上であるか否かを判定する機能。この機能を「電解液量判定手段ｄ８」という。
（９）本システムの保持液量が定格電解液量以上であると判定した場合には、液量が不足している旨を報知する機能。この機能を「液量不足報知手段ｄ９」という。
（１０）ＩＤ情報に基づいて、本システムにおいて動作可能なものであるか否かを判定する機能。この機能を「ＩＤ情報判定手段ｄ１０」という。
（１０）ＩＤ情報に基づいて、本システムにおいて動作可能なものであるか否かを判定する機能。この機能を「ＩＤ情報判定手段ｄ１０」という。
（１１）カートリッジＢの使用の有無を判定する機能。この機能を「使用判定手段ｄ１１」という。この判定は、カートリッジＢの放電状態を読み込むことによって行なう。
「使用」の判定は、既使用か未使用かを判定する。
「使用」の判定は、既使用か未使用かを判定する。
（１２）カートリッジＢが既使用であると判定したときには、使用中のカートリッジＢか否かを判定する機能。この機能を「使用中判定手段ｄ１２」という。
ここで、使用中の電池ではないと判定したときには、使用済み電池であることを意味している。
ここで、使用中の電池ではないと判定したときには、使用済み電池であることを意味している。
（１３）カートリッジＢの関連情報の一部の読み込みを失敗したか否かを判定する機能。この機能を「情報読込み判定手段ｄ１３」という。
この判定により、カートリッジＢの電気的接続が不良であることを意味している。
この判定により、カートリッジＢの電気的接続が不良であることを意味している。
（１４）上記した本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されているカートリッジＢの使用を禁止する機能。この機能を「カートリッジ使用禁止手段ｄ１４」という。
「カートリッジＢの使用を禁止する」とは、そのカートリッジＢへの電解液又は水の注液を行なわせないことである。
「カートリッジＢの使用を禁止する」とは、そのカートリッジＢへの電解液又は水の注液を行なわせないことである。
（１５）カートリッジＢに電解液又は水の注液を行なう機能。この機能を注液手段ｄ１５」という。
具体的には、開閉バルブ７を開駆動することより、電解液タンク５から電解液Ｗ又は水をカートリッジＢに注液させる。
本実施形態においては、電解液タンク５に電解液Ｗを貯留しているが、カートリッジＢに電解質を配しているときには、「水」を貯留しておく。
具体的には、開閉バルブ７を開駆動することより、電解液タンク５から電解液Ｗ又は水をカートリッジＢに注液させる。
本実施形態においては、電解液タンク５に電解液Ｗを貯留しているが、カートリッジＢに電解質を配しているときには、「水」を貯留しておく。
（１６）カートリッジＢの使用の有無を判定する機能。この機能を「第一の使用判定手段ｄ１６」という。
カートリッジＢの使用の有無の判定は、そのカートリッジＢの放電状態を読み込んでおき、その放電状態に基づいて判定を行なっている。
カートリッジＢの使用の有無の判定は、そのカートリッジＢの放電状態を読み込んでおき、その放電状態に基づいて判定を行なっている。
（１７）第一の使用判定手段ｄ１６によりカートリッジＢが使用済みであると判定されたときには、判定に係るカートリッジＢが、使用中のものであるか否かを判定する機能。この機能を「第二の使用判定手段ｄ１７」という。
この第二の使用判定手段ｄ１７によってカートリッジＢが使用中のものではないと判定したとき、カートリッジ使用禁止手段ｄ１４は、そのカートリッジＢの使用を禁止するようにする。
また、第二の使用判定手段ｄ１７が、判定に係るカートリッジＢが使用中のものであると判定したときには、注液手段ｄ１５は、判定に係るカートリッジＢに対する注液を行なわないようにする。
この第二の使用判定手段ｄ１７によってカートリッジＢが使用中のものではないと判定したとき、カートリッジ使用禁止手段ｄ１４は、そのカートリッジＢの使用を禁止するようにする。
また、第二の使用判定手段ｄ１７が、判定に係るカートリッジＢが使用中のものであると判定したときには、注液手段ｄ１５は、判定に係るカートリッジＢに対する注液を行なわないようにする。
次に、本空気電池システムの動作について、図６，７を参照して説明する。図６，７は、システム起動又はカートリッジが装着されたときの初期チェック動作を示すフローチャートである。
システム起動又はカートリッジＢが装着されると、ステップ１５に進む。
ステップ１５：図６において「Ｓ１５」と表記する。以下、ステップ２０以下においても同様に表記する。本ステップにおいては、カートリッジＢの各種の固定を確認する。
ステップ１５：図６において「Ｓ１５」と表記する。以下、ステップ２０以下においても同様に表記する。本ステップにおいては、カートリッジＢの各種の固定を確認する。
ステップ２０：ブロワー２２を駆動して加圧（与圧）を開始するとともに、空気供給パイプ２０、空気排出パイプ３０に配設した開閉バルブ２３，３１を開駆動するとともに、バイパスバルブ４１を閉駆動する。
ステップ３０：圧力センサＳＮ３，ＳＮ７によって圧力変動を測定し、当該圧力変動が正常なカートリッジ装着時の圧力を上回ればステップ４０に進んで、空気流路を閉塞して、起動を中止する。また、圧力変動がなければステップ５０に進む。
ステップ５０：ブロワー２２を駆動して加圧するとともに、開閉バルブ３１を閉駆動し、その後、開閉バルブ２３を閉駆動する。
ステップ６０：圧力センサＳＮ３によって空気流路の圧力変動を測定し、当該圧力変動があればステップ１２０に進み、圧力変動がなければステップ７０に進む。
ステップ６０：圧力センサＳＮ３によって空気流路の圧力変動を測定し、当該圧力変動があればステップ１２０に進み、圧力変動がなければステップ７０に進む。
ステップ７０：空気流路の弁を開駆動してステップ８０に進む。
ステップ８０：ブロワで加圧し、電解液送給パイプ（電解液流路）６の開閉バルブ７を閉塞する。
ステップ９０：圧力センサＳＮ８で圧力変化を判定し、圧力変化がなければステップ１００に進み、そうでなければステップ１１０に進み、電解液送給パイプ６に漏れがあるとして、起動を中止する。
ステップ１００：電解液送給パイプ６の開閉バルブ７を開駆動して、ステップ１３０に進む。
ステップ８０：ブロワで加圧し、電解液送給パイプ（電解液流路）６の開閉バルブ７を閉塞する。
ステップ９０：圧力センサＳＮ８で圧力変化を判定し、圧力変化がなければステップ１００に進み、そうでなければステップ１１０に進み、電解液送給パイプ６に漏れがあるとして、起動を中止する。
ステップ１００：電解液送給パイプ６の開閉バルブ７を開駆動して、ステップ１３０に進む。
ステップ１３０：空気電池６０の正負電極間の静電容量を測定する。
ステップ１４０：静電容量が基準値範囲外であるか否かを判定し、基準値範囲外であると判定されればステップ１５０に進み、そうでなければステップ１６０に進む。
ステップ１４０：静電容量が基準値範囲外であるか否かを判定し、基準値範囲外であると判定されればステップ１５０に進み、そうでなければステップ１６０に進む。
ステップ１５０：電気接続が不良であると判定し、カートリッジＢの使用を禁止する。
ステップ１６０：カートリッジＢをロック機構Ｌによりロックする。
ステップ１７０：ロック機構Ｌによるロック状態が基準値範囲外であるか否かを判定し、基準値範囲外であると判定されればステップ１８０に進み、そうでなければステップ１９０に進む。
ステップ１６０：カートリッジＢをロック機構Ｌによりロックする。
ステップ１７０：ロック機構Ｌによるロック状態が基準値範囲外であるか否かを判定し、基準値範囲外であると判定されればステップ１８０に進み、そうでなければステップ１９０に進む。
ステップ１８０：ロック機構Ｌの接続が不良であると判断し、カートリッジＢの使用を禁止する。
ステップ１９０：カートリッジＢの関連情報を読み込みを開始する。
ステップ１９０：カートリッジＢの関連情報を読み込みを開始する。
ステップ２００：カートリッジＢの定格容量を読み込む。
ステップ２１０：カートリッジＢをなす空気電池６０の発電量の予想値を保持する。これにより、システム動作可能時間を予想し、航続距離を予想する。
換言すると、定格容量が、本システムの許容範囲内のものか否かを判定する。
ステップ２１０：カートリッジＢをなす空気電池６０の発電量の予想値を保持する。これにより、システム動作可能時間を予想し、航続距離を予想する。
換言すると、定格容量が、本システムの許容範囲内のものか否かを判定する。
ステップ２２０：本システムの許容容量の範囲内が否かを判定し、当該許容容量の範囲内であると判定されればステップ２３０に進み、そうでなければステップ２６０に進む。
ステップ２３０：定格出力を読み込む。
ステップ２４０：空気電池６０の放電電流の制御値を設定する。これにより、システムの用途を設定する。当該用途の設定は、例えば走行中の充電に使用する、駐車中に充電する等である。
ステップ２３０：定格出力を読み込む。
ステップ２４０：空気電池６０の放電電流の制御値を設定する。これにより、システムの用途を設定する。当該用途の設定は、例えば走行中の充電に使用する、駐車中に充電する等である。
ステップ２５０：空気電池６０の放電電流の制御値が、システムの許容出力の範囲内か否かを判定し、許容出力の範囲内でないと判定されればステップ２６０に進み、そうでなければステップ２７０に進む。
ステップ２６０：空気電池６０が不良であるとして、カートリッジＢの使用を禁止する。換言すると、起動を中止する。
ステップ２７０：空気電池６０への電解液の注液量を読み込む。
ステップ２８０：システムの保持液量が当該注液量以上か否かを判定し、保持液量が注液量以上であると判定したときにステップ３００に進み、そうではないと判定したときにステップ２９０に進む。
ステップ２７０：空気電池６０への電解液の注液量を読み込む。
ステップ２８０：システムの保持液量が当該注液量以上か否かを判定し、保持液量が注液量以上であると判定したときにステップ３００に進み、そうではないと判定したときにステップ２９０に進む。
ステップ２９０：電解液の液量が不足していることを報知して、ステップ３００に進む。
報知の態様は、車両の一部に設置したランプを点灯するものの他、音声で告知するものを含む。
ステップ３００：装着されたカーリッジＢのＩＤを読み込む。
報知の態様は、車両の一部に設置したランプを点灯するものの他、音声で告知するものを含む。
ステップ３００：装着されたカーリッジＢのＩＤを読み込む。
ステップ３１０：装着されたカートリッジ（空気電池）が、システムで動作可能な種類のものか否かを判定し、動作可能なものであると判定されればステップ３２０に進み、そうでなければステップ２６０に進む。
ステップ３２０：装着されたカートリッジ（空気電池）の放電状態を読み込む。
ステップ３３０：放電状態によって、未使用のカートリッジ（空気電池）か否かを判定し、未使用であると判定されればステップ３７０に進み、そうでなければステップ３４０に進む。
ステップ３３０：放電状態によって、未使用のカートリッジ（空気電池）か否かを判定し、未使用であると判定されればステップ３７０に進み、そうでなければステップ３４０に進む。
ステップ３４０：装着されたカートリッジ（空気電池）が使用中のものか否かを判定し、使用中のものであると判定されればステップ３６０に進み、そうでなければステップ３５０に進む。
ステップ３５０：使用済みのカートリッジ（空気電池）であるとして、その使用を禁止する。
ステップ３６０：装着されているカートリッジ（空気電池）に注液を行わない設定にする。
ステップ３５０：使用済みのカートリッジ（空気電池）であるとして、その使用を禁止する。
ステップ３６０：装着されているカートリッジ（空気電池）に注液を行わない設定にする。
ステップ３７０：装着されているカートリッジ（空気電池）の関連情報の読み込みに失敗したか否かを判定し、関連情報の読み込みに失敗したと判定したときにはステップ３８０に進み、そうでない場合にはステップ３９０に進む。
ステップ３８０：カートリッジと接続部の接続が不良であるとして、使用済みのカートリッジ（空気電池）の使用を禁止する。
ステップ３９０：複数のカートリッジが装着されていれば、それらを順次測定し、カートリッジ（空気電池）を使用可能として認識する。
ステップ３９０：複数のカートリッジが装着されていれば、それらを順次測定し、カートリッジ（空気電池）を使用可能として認識する。
以上の構成からなる空気電池システムによれば、次の効果を得ることができる。
・空気電池カートリッジの装着異常や空気や電解液等の漏出等を予め検知して、故障等を未然に防止することができる。
・空気供給パイプや電解液供給パイプの圧力の変動により、漏気，通気，漏液の検知を安価に行なうことができる。
・ロック部材を、外形状及び方向が一致する空気電池カートリッジのみを挿入可能に形成したときには、別異の空気電池カートリッジの誤装着を防止できる。
・空気流路における漏気，通気の有無を判定することにより、その空気流路の異常を検知できる。
・電解液流路における漏液の有無を判定することにより、その電解液流路の異常を検知できる。
・電気系統における異常の有無を判定することにより、その電気系統の異常を検知できる。
・空気電池カートリッジに関わる関連情報を読み出すことにより、その空気電池カートリッジを識別することができる。
・空気電池カートリッジに関わる関連情報の全ての読み出しが行なわれたか否かを判定することにより、カートリッジ装着部の接触不良等を検知することができる。
・定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であると判定して、給液要求を報知することにより、電池注液後に電解液量が不足することを防止できる。
・空気電池カートリッジの装着異常や空気や電解液等の漏出等を予め検知して、故障等を未然に防止することができる。
・空気供給パイプや電解液供給パイプの圧力の変動により、漏気，通気，漏液の検知を安価に行なうことができる。
・ロック部材を、外形状及び方向が一致する空気電池カートリッジのみを挿入可能に形成したときには、別異の空気電池カートリッジの誤装着を防止できる。
・空気流路における漏気，通気の有無を判定することにより、その空気流路の異常を検知できる。
・電解液流路における漏液の有無を判定することにより、その電解液流路の異常を検知できる。
・電気系統における異常の有無を判定することにより、その電気系統の異常を検知できる。
・空気電池カートリッジに関わる関連情報を読み出すことにより、その空気電池カートリッジを識別することができる。
・空気電池カートリッジに関わる関連情報の全ての読み出しが行なわれたか否かを判定することにより、カートリッジ装着部の接触不良等を検知することができる。
・定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であると判定して、給液要求を報知することにより、電池注液後に電解液量が不足することを防止できる。
以上詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
ブロワー２２を圧送装置として例示したが、コンプレッサ、ファン、ポンプ等を採用することもできる。また、上記実施形態において説明した各構成は、それを任意に組み合わせることができる。
ブロワー２２を圧送装置として例示したが、コンプレッサ、ファン、ポンプ等を採用することもできる。また、上記実施形態において説明した各構成は、それを任意に組み合わせることができる。
５ 電解液タンク
６ 電解液送給パイプ（電解液流路）
８ 記憶素子
９ ロック部材
２０ 空気供給パイプ（空気流路）
２２ 圧送装置（ブロワー）
３０ 空気排出パイプ（空気流路）
５１ カートリッジ装着部
６０ 空気電池
８１ ドレインタンク
Ａ 空気電池システム
Ｂ 空気電池カートリッジ（本システムの一部）
Ｃ カートリッジボックス（本体）
Ｄ１ システム状態判定手段
Ｄ２ カートリッジ使用中止手段
Ｄ３ 水素ガス濃度判定手段
Ｄ４ 空気送給手段
Ｄ５ 放電手段
Ｄ６ 電解液移送手段
Ｄ７ 漏液判定手段
Ｄ８ 注液手段
Ｄ９ 第一の温度判定手段
Ｄ１０ 第二の温度判定手段
Ｄ１１ 第三の温度判定手段
Ｄ１２ 空気流路圧力判定手段
Ｄ１３ 端子接続判定手段
Ｄ１４ 出力電圧判定手段
Ｄ１５ 抵抗値判定手段
Ｄ１６ 経過時間判定手段
Ｄ１７ 電圧，電流値回復判定手段
Ｄ１８ 記憶手段
Ｄ１９ 積算放電電気量算出手段
Ｄ２０ 積算放電電気量判定手段
ｄ１ システム状態判定手段
ｄ２ 関連情報読出し手段
ｄ３ 関連情報読出し判定手段
ｄ５ 給液要求報知手段
ｄ８ 液量判定手段
ｄ１４ カートリッジ使用禁止手段
ｄ１５ 注液手段
ｄ１６ 第一の使用判定手段
ｄ１７ 第二の使用判定手段
Ｌ ロック機構
ＳＮ１ ロック検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ２ 空気流路温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ３ 空気流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ４ 漏気検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ５ 漏気検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ６ 温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ７ 空気流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ８ 電解液流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ９ 空気電池温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ１０ 水素ガス検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ１１ 漏液検知センサ（異常検知センサ）
６ 電解液送給パイプ（電解液流路）
８ 記憶素子
９ ロック部材
２０ 空気供給パイプ（空気流路）
２２ 圧送装置（ブロワー）
３０ 空気排出パイプ（空気流路）
５１ カートリッジ装着部
６０ 空気電池
８１ ドレインタンク
Ａ 空気電池システム
Ｂ 空気電池カートリッジ（本システムの一部）
Ｃ カートリッジボックス（本体）
Ｄ１ システム状態判定手段
Ｄ２ カートリッジ使用中止手段
Ｄ３ 水素ガス濃度判定手段
Ｄ４ 空気送給手段
Ｄ５ 放電手段
Ｄ６ 電解液移送手段
Ｄ７ 漏液判定手段
Ｄ８ 注液手段
Ｄ９ 第一の温度判定手段
Ｄ１０ 第二の温度判定手段
Ｄ１１ 第三の温度判定手段
Ｄ１２ 空気流路圧力判定手段
Ｄ１３ 端子接続判定手段
Ｄ１４ 出力電圧判定手段
Ｄ１５ 抵抗値判定手段
Ｄ１６ 経過時間判定手段
Ｄ１７ 電圧，電流値回復判定手段
Ｄ１８ 記憶手段
Ｄ１９ 積算放電電気量算出手段
Ｄ２０ 積算放電電気量判定手段
ｄ１ システム状態判定手段
ｄ２ 関連情報読出し手段
ｄ３ 関連情報読出し判定手段
ｄ５ 給液要求報知手段
ｄ８ 液量判定手段
ｄ１４ カートリッジ使用禁止手段
ｄ１５ 注液手段
ｄ１６ 第一の使用判定手段
ｄ１７ 第二の使用判定手段
Ｌ ロック機構
ＳＮ１ ロック検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ２ 空気流路温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ３ 空気流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ４ 漏気検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ５ 漏気検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ６ 温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ７ 空気流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ８ 電解液流路圧力検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ９ 空気電池温度検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ１０ 水素ガス検知センサ（異常検知センサ）
ＳＮ１１ 漏液検知センサ（異常検知センサ）
Claims (38)
- 一又は二以上の空気電池を有する空気電池カートリッジと、この空気電池カートリッジを着脱自在な本体とを有する空気電池システムにおいて、
空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき、本システムを作動させているとき、システム起動をしたとき又は空気電池カートリッジを装着したときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定するシステム状態判定手段と、
本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されている空気電池カートリッジの使用を禁止するカートリッジ使用禁止手段とを設け、
空気電池カートリッジをなす空気電池の温度を検知するための空気電池温度検知センサを異常検知センサとして設け、
空気電池温度検知センサによって検知した温度が所定の設定値以上になったか否かを判定する第一の温度判定手段と、空気電池カートリッジに電解液又は水の注液を行なう注液手段とを有しており、
第一の温度判定手段によって、当該温度が所定の設定値以上になったと判定したときには注液手段は電解液又は水の注液を停止させることを特徴とする空気電池システム。 - 本システム各部の異常を検知するための一又は二以上の異常検知センサが配設されており、
システム状態判定手段は、いずれかの異常検知センサで検知している検知量の変化に基づいて、本システムの各部における異常の有無を判定する請求項１に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジから排出される空気を流通させるための空気流路に、これを流通する空気に含まれる水素ガスを検知するための水素ガス検知センサを異常検知センサとして配設している請求項２に記載の空気電池システム。
- 空気電池カートリッジに空気を圧送するための圧送装置を有しているとともに、
水素ガス検知センサによって検知した水素ガス濃度が所定の設定値以上になったか否かを判定するための水素ガス濃度判定手段と、水素ガス濃度が所定の設定値以上になったと判定したときには、その水素ガス濃度が低下するまで圧送装置によって空気を空気電池カートリッジに圧送する空気送給手段とを有する請求項３に記載の空気電池システム。 - 水素ガス濃度判定手段によって水素ガス濃度が所定の設定値未満になったと判定したとき、空気送給手段は、圧送装置による空気の圧送を停止する請求項４に記載の空気電池システム。
- 空気電池カートリッジをなす空気電池を放電させるための放電手段を有しており、
水素ガス濃度判定手段により、水素ガス検知センサによって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、放電手段による放電を継続する請求項４又は５に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジ内の電解液を外部に移送する電解液移送手段を有しており、
水素ガス濃度判定手段により、水素ガス検知センサによって検知した水素ガス濃度が設定値以上になったと判定したとき、電解液移送手段は、カートリッジ内の電解液を外部に移送する請求項４〜６のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 本体に、空気電池から漏出した電解液を検知するための漏液検知センサを異常検知センサとして配設しているとともに、
漏液検知センサによって漏液を検知したか否かを判定する漏液判定手段を設けており、
この漏液判定手段によって漏液を検知したと判定したとき、カートリッジ使用禁止手段は、その漏液している空気電池の動作を停止させる請求項２〜７のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 空気電池温度検知センサによって検知した温度が所定の設定値未満になったか否かを判定する第二の温度判定手段を有しており、
第二の温度判定手段によって、当該温度が所定の設定値未満になったと判定したときには注液手段は電解液又は水の注液を再開する請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジから排出される空気を流通させるための空気流路に、この空気流路の内圧を検知するための空気流路圧力検知センサを異常検知センサとして配設している請求項２〜９のいずれか１項に記載の空気電池システム。
- 空気流路圧力検知センサで検知した圧力が所定値以上になったか否かを判定する空気流路圧力判定手段を有しており、その空気流路圧力判定手段により、空気流路圧力検知センサで検知した圧力が所定値以上になったと判定したときには、カートリッジ使用禁止手段は、空気電池カートリッジの使用を中止させる請求項１０に記載の空気電池システム。
- 複数の空気電池カートリッジを同時に着脱自在にしているとともに、
空気電池カートリッジの装着を許容するアンロック位置又は装着された空気電池カートリッジをロックするロック位置に移動可能なロック部材と、そのロック部材の位置を検知するためのロック検知センサとを有するロック機構が設けられており、
システム状態判定手段は、ロック検知センサによるロック部材の位置の検知に基づいて、空気電池カートリッジの装着位置を判定する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - システム状態判定手段は、空気流路圧力検知センサによって検知した圧力変動に基づいて、空気電池カートリッジと本体との装着部における漏気の有無を判定する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の空気電池システム。
- システム状態判定手段は、空気流路圧力検知センサによって検知した圧送時における圧力変動に基づいて、空気電池カートリッジと空気流路との接続の良否を判定する請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の空気電池システム。
- 本システムの一部をなす電解液流路に、その電解液流路の内圧を検知するための電解液流路圧力検知センサを異常検知センサとして配設しており、
システム状態判定手段は、電解液流路圧力検知センサによって圧送時における空気電池カートリッジの圧力変動に基づいて、その空気電池カートリッジと電解液流路との接続の良否を判定する請求項４〜１４のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 本システムの一部をなす本体のカートリッジ装着部に、空気電池カートリッジとの電流検知端子及び電圧検知端子が配設されており、
それら少なくともいずれかの端子の電気的な接続の良否を判定する端子接続判定手段を設けた請求項１〜１５のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 端子接続判定手段は、各端子間の抵抗値に基づいて、電気的な接続の良否を判定する請求項１６に記載の空気電池システム。
- 端子接続判定手段により、いずれかの端子の電気的な接続が不良であると判定したときには、放電手段は、その空気電池カートリッジの放電を中止する請求項１６又は１７に記載の空気電池システム。
- 空気電池の出力電圧が、所定の電圧値未満になったか否かを判定する出力電圧判定手段を有し、
当該出力電圧が所定の電圧値未満になったと判定したときには、放電手段は、放電電流を減少させる請求項６に記載の空気電池システム。 - 空気電池の抵抗値が任意の基準値以上であるか否かを判定する抵抗値算出手段が設けられており、
空気電池の抵抗値が任意の基準値以上であると判定したとき、
放電手段は、放電電流を減少させる請求項６〜１９のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 放電電流を減少させてから所定の設定時間が経過したか否かを経過時間判定手段と、
所定の設定時間が経過したと判定したときに、所定の電圧，電流値に回復したか否かを判定する電圧，電流値回復判定手段とを有し、
この電圧，電流値回復判定手段によって所定の電圧，電流値に回復しないと判定されたときには、その空気電池を有する空気電池カートリッジの動作を中止させる請求項６〜２０のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - システムの状態を記憶するための記憶素子が設けられており、
電圧，電流値回復判定手段により、所定の電圧，電流値に回復しないと判定されたときには、当該空気電池が異常である旨を記憶素子に記憶する記憶手段を有する請求項２１に記載の空気電池システム。 - 積算放電電気量を算出する積算放電電気量算出手段と、
算出した積算放電電気量が空気電池カートリッジをなす空気電池の定格容量の所要割合以上になったか否かを判定する積算放電電気量判定手段とを有し、
積算放電電気量判定手段によって、積算放電電気量が空気電池カートリッジの定格容量の所要割合以上になっていないと判定されたときには、空気電池カートリッジの動作を停止させる請求項６〜２２のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 積算放電電気量判定手段によって、積算放電電気量が空気電池カートリッジの定格容量の所要割合以上になっていないと判定されたときには、記憶手段は、記憶素子に正常に放電終了した旨の記憶をする請求項２２又は２３に記載の空気電池システム。
- 記憶手段は、空気電池の放電中又は放電終了時に放電関連情報を記憶素子に記憶する請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の空気電池システム。
- 一又は二以上の空気電池を有する空気電池カートリッジと、この空気電池カートリッジを着脱自在な本体とを有する空気電池システムにおいて、
空気電池カートリッジに電解液若しくは水を注液したとき、本システムを作動させているとき、システム起動をしたとき又は空気電池カートリッジを装着したときに、本システムの一部に異常があるか否かを判定するシステム状態判定手段と、
本システムの一部に異常があると判定したときには、上記装着されている空気電池カートリッジの使用を禁止するカートリッジ使用禁止手段とを設け、
本システムの一部が、装着されている空気電池カートリッジであり、
システム状態判定手段は、装着されている空気電池カートリッジの装着位置に基づいて、異常の有無を判定することを特徴とする空気電池システム。 - 空気電池カートリッジの装着を許容するアンロック位置又は装着された空気電池カートリッジをロックするロック位置に移動可能なロック部材と、そのロック部材の位置を検知するためのロック検知センサとを有するロック機構が設けられており、
システム状態判定手段は、ロック検知センサによるロック部材の位置の検知に基づいて、空気電池カートリッジの装着状態の正否を判定する請求項２６に記載の空気電池システム。 - ロック部材は、外形状及び方向が一致する空気電池カートリッジのみを挿入可能に形成されている請求項２７に記載の空気電池システム。
- 本システムの一部が空気流路であり、
この空気流路が、空気電池カートリッジに空気を供給するための空気供給パイプと、その空気電池カートリッジから排出された空気を外部に排出するための空気排出パイプとを有しており、
それら空気供給パイプと空気排出パイプとに、空気電池カートリッジを封止するための開閉バルブをそれぞれ配設している請求項１，２６〜２８のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 空気流路に与圧装置を配設しており、
システム状態判定手段は、圧力検知センサによって与圧時における圧力変動に基づいて、漏気の有無を判定する請求項２９に記載の空気電池システム。 - 本システムの一部が電解液流路であり、
電解液流路に圧力検知センサが配設されており、
システム状態判定手段は、圧力検知センサによって検知した圧力変動に基づいて漏液の有無を判定する請求項１，２６〜３０のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 本システムの一部が電気系統であり、
システム状態判定手段は、空気電池カートリッジと本体との電気系統における異常の有無を、空気電池の正負電極間の静電容量の変化によって判定する請求項１，２６〜３１いずれか１項に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジには、この空気電池カートリッジに関わる製造番号、定格容量、定格出力、定格電解液量、ＩＤを含む関連情報を記憶した記憶素子が配設されており、
その記憶素子に記憶されている空気電池カートリッジに関わる関連情報を読み出す関連情報読出し手段を有する請求項３２に記載の空気電池システム。 - 関連情報読出し手段による空気電池カートリッジに関わる関連情報の全ての読み出しが行なわれたか否かを判定する関連情報読出し判定手段が設けられており、
当該関連情報の全ての読み出しが行なわれないと判定したときには、
カートリッジ使用禁止手段は、その空気電池カートリッジの使用を禁止する請求項３３に記載の空気電池システム。 - 関連情報は、空気電池カートリッジの定格電解液量であり、
空気電池カートリッジの定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であるか否かを判定する液量判定手段と、
定格電解液量又は水量が、予め設定された容量以下であると判定したときには、給液要求を報知する給液要求報知手段とを有する請求項３３又は３４に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジの使用の有無を判定する第一の使用判定手段と、
第一の使用判定手段により空気電池カートリッジが使用済みであると判定されたときには、判定に係る空気電池カートリッジが、使用中のものであるか否かを判定する第二の使用判定手段とを有し、
判定に係る空気電池カートリッジが使用中のものではないと判定したときには、
カートリッジ使用禁止手段は、その空気電池カートリッジの使用を禁止する請求項１、２６〜３５のいずれか１項に記載の空気電池システム。 - 空気電池カートリッジに電解液の注液を行なうための注液手段が設けられており、
第二の使用判定手段が、判定に係る空気電池カートリッジが使用中のものであると判定したときには、
注液手段は、判定に係る空気電池カートリッジに対する注液を行なわない請求項３６に記載の空気電池システム。 - 複数の空気電池カートリッジを装着するための装着部が配設されており、
システム状態判定手段は、各装着部に装着されている空気電池カートリッジの異常の有無を順次判定する請求項１，２６〜３７のいずれか１項に記載の空気電池システム。
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