JPH03257766A - Module of sodium-sulfur battery - Google Patents

Module of sodium-sulfur battery

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JPH03257766A
JPH03257766A JP2055838A JP5583890A JPH03257766A JP H03257766 A JPH03257766 A JP H03257766A JP 2055838 A JP2055838 A JP 2055838A JP 5583890 A JP5583890 A JP 5583890A JP H03257766 A JPH03257766 A JP H03257766A
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heat
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康次 日下部
Hiroyuki Kawamoto
川本 広行
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久光 波東
Hiromi Yasujima
安島 浩美
Masaaki Oshima
正明 大島
Akira Kobayashi
朗 小林
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Abstract

PURPOSE:To realize safe and effective cooling with no sudden cooling, without reducing the energy density, by utilizing a holding structure means as a preheating passage of the cooling gas led in a cooling process, and as a distributer means to lead the cooling gas to the clearances between unit cells. CONSTITUTION:In a heat keeping container 1, numerous sodium-sulfur cells 6 are arranged thickly, and the air led in from an outer air leading port 3 enters in a hollow pipe 13 which is a part of a holding structure 9. And the hollow pipe 13 acts as a preheating passage to preheat the air by passing it though a specific distance. The heated air enters from apertures 12 to clearances 7 between unit cells 6, and touches and cools the unit cells 6, while the apertures 12 compose a distributor means to lead the air preheated in the hollow pipe 13 to the spaces between the unit cells 6. Consequently, an effective cooling with no sudden cooling can be realized without reducing the energy density.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はナトリウム硫黄電池のモジュールに係り、特に
穏やかで効果的な冷却に好適でかつ簡便な冷却構造を備
えたナトリウム硫黄電池のモジュールに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a sodium-sulfur battery module, and particularly to a sodium-sulfur battery module that is suitable for gentle and effective cooling and has a simple cooling structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

す) IJウム硫黄電池は、負極活物質として溶融ナト
リウムを、正極活物質として溶融硫黄または多硫化ナト
リウムを用い、電解質としてナトリウムイオン伝導性を
有する固体電解質を用いる二次電池である。該電池は、
活物質が軽量であることからエネルギー密度の大きいこ
とを特徴とするが、活物質の融点を維持するために30
0〜350℃に保つ必要がある。
The IJium sulfur battery is a secondary battery that uses molten sodium as the negative electrode active material, molten sulfur or sodium polysulfide as the positive electrode active material, and uses a solid electrolyte with sodium ion conductivity as the electrolyte. The battery is
It is characterized by a high energy density because the active material is lightweight, but in order to maintain the melting point of the active material,
It is necessary to maintain the temperature between 0 and 350°C.

ナトリウム硫黄単電池は、後述するモジュール電池の基
本構成要素となり、通常、数ワ・ントから数十ワットの
出力を有する。また、充電エネルギーに対する放電エネ
ルギーの効率は80〜95%であり、損失分は内部抵抗
によるジュール損で熱として放出される。同時にナトリ
ウムと硫黄の化学反応熱も放出あるいは吸収されるため
、放電時には必らず発熱状態にまた充電時は内部抵抗の
大きさによって発熱あるいは吸熱状態となる。休止時に
は、発熱も吸熱もしない。
A sodium sulfur cell is a basic component of a module battery, which will be described later, and typically has an output of several watts to several tens of watts. Further, the efficiency of discharging energy with respect to charging energy is 80 to 95%, and the loss is released as heat as Joule loss due to internal resistance. At the same time, the heat of the chemical reaction between sodium and sulfur is also released or absorbed, so the battery is always in an exothermic state during discharging, and is either exothermic or endothermic during charging, depending on the internal resistance. When at rest, it neither generates heat nor absorbs heat.

ナトリウム硫黄電池のモジュール、すなわち、モジュー
ル電池は、数キロワットから数十キロワットの出力を有
し、電気自動車用あるいは電力貯蔵プラントの構成単位
となる。この出力は、単電池を数百から数万本直並列に
接続することで実現され、該モジュール電池は、これら
単電池群とその配列を支持する構造と、これらを収納し
かつ運転温度を維持するための保温容器とで構成される
A sodium-sulfur battery module, that is, a module battery, has an output of several kilowatts to several tens of kilowatts, and is a constituent unit for electric vehicles or power storage plants. This output is achieved by connecting hundreds to tens of thousands of single cells in series and parallel, and the module battery consists of a structure that supports these single cells and their arrangement, and a structure that houses them and maintains operating temperature. It consists of a heat insulating container for heating.

また、保温容器内には、運転温度まで昇温するに必要な
熱を供給するための電気ヒータ等の装置が導入されてい
る。
Additionally, a device such as an electric heater is installed in the heat insulating container to supply the heat necessary to raise the temperature to the operating temperature.

単電池群は、高エネルギー密度を実現するために密集配
置がされると同時に、単電池間は両極の端子の接続以外
は絶縁されていることが必要となる。そのため、支持構
造は、重量を支えるだけの強度と単電池間の絶縁を維持
するための構造が必要であると同時に、前記昇温用ヒー
タ等を配設するためのスペースを確保し、かつ軽量でな
くてはならない。
In order to achieve high energy density, the unit cells must be densely arranged, and at the same time, the unit cells must be insulated except for the connections between the terminals at both poles. Therefore, the support structure needs to be strong enough to support the weight and maintain insulation between the cells, while at the same time ensuring space for installing the temperature increase heater, etc., and being lightweight. Must be.

さて、昇温された後、運転温度を維持するには保温容器
の断熱性能をよくする必要がある。モジュール電池全体
の効率は、モジュールの全体効率−放電で取り出せるエ
ネルギー/(充電に要するエネルギー十温度維持に要す
るエネルギー)であるから、断熱性能が悪いと全体効率
の低下を招くことになるからである。
Now, in order to maintain the operating temperature after the temperature has been raised, it is necessary to improve the insulation performance of the heat insulating container. The overall efficiency of a module battery is the overall efficiency of the module - the energy extracted by discharging / (the energy required for charging plus the energy required to maintain the temperature), so poor insulation performance will lead to a decrease in overall efficiency. .

1日車位で充電、放電のサイクルを繰返す場合には、充
放電中の電池の発熱が24時間の熱ロスとつり合えば、
平均的には運転温度を維持できることになる。この場合
、外部から熱を供給する必要はないので、全体効率は電
池の効率に等しくなる。しかし、実用的には待機時間が
長いことを予期する必要かあり、断熱性能をさらに良く
しておくのが通常である。
When charging and discharging cycles are repeated at the vehicle level for a day, if the heat generated by the battery during charging and discharging is balanced by the heat loss over 24 hours,
On average, the operating temperature can be maintained. In this case, there is no need to supply heat externally, so the overall efficiency is equal to the efficiency of the battery. However, in practice, it is necessary to expect a long standby time, so it is normal to improve the insulation performance.

この場合、電池からの発熱は保温容器の熱ロスを上回る
ことになるので、電池温度が上昇していることになる。
In this case, the heat generated from the battery exceeds the heat loss of the heat insulating container, so the battery temperature is rising.

そこで、何らかの冷却機構が必要となる。より実際的に
は、放電時には化学反応に伴なう発熱が加わるために、
放電後期において電池の温度が運転温度範囲を越えてし
まうことが予想される。これを抑制するような冷却機構
を設けることが必要となる。
Therefore, some type of cooling mechanism is required. More practically, since heat generation due to chemical reactions is added during discharge,
It is expected that the temperature of the battery will exceed the operating temperature range in the latter stages of discharge. It is necessary to provide a cooling mechanism that suppresses this.

冷却機構としては、外気を保温容器内に導入する方法が
簡便である。この従来の冷却機構には特開昭59−17
1476号公報に記載のものがあり、これは、単電池群
の上部に外気の導入口を設け、下部に排出口を設け、保
温容器内に導入された外気を単電池の周囲に導くための
ディストリビュータを設けたものである。
A simple method for the cooling mechanism is to introduce outside air into the heat-insulating container. This conventional cooling mechanism is
There is a device described in Publication No. 1476, in which an outside air inlet is provided at the top of the unit cell group and an outlet is provided at the bottom to guide the outside air introduced into the heat insulating container around the unit cells. It is equipped with a distributor.

また、特開昭59−103283号公報に記載のように
、保温容器内の端電池配列の間に冷却ループを内部に有
する冷却体を配置し、その冷却ル−プに外気を通すこと
によって、単電池の高温気体と熱交換させる構造とした
ものもある。
Furthermore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-103283, by arranging a cooling body having a cooling loop inside between the end battery arrays in a heat insulating container and passing outside air through the cooling loop, Some have a structure that exchanges heat with the high-temperature gas of the cell.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、特開昭59−171476号公報に記載
の従来装置では、導入口より保温容器内に導入された外
気は直接ディストリビュータに流入し、しかも、ディス
トリビュータを通過してから重力によって単電池の上部
から下部に向かって速やかに流れるので、単電池を急冷
してしまうという問題があった。単電池を急冷すると、
熱応力によって破損を招く可能性がある。
However, in the conventional device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-171476, the outside air introduced into the heat insulation container through the inlet flows directly into the distributor, and after passing through the distributor, it is forced to move from the top of the cell due to gravity. Since it quickly flows toward the bottom, there was a problem in that the battery cells were cooled down rapidly. When a cell is rapidly cooled,
Thermal stress can lead to damage.

また、特開昭59−103283号公報に記載の従来装
置では、冷却ループを与えるための冷却体の設置によっ
て保温容器内の容積が増加し、単位体積当たりで取り出
せるエネルギーの割合、すなわち、体積エネルギー密度
、あるいは単位重量当たりで取り出せるエネルギーの割
合、すなわち、重量エネルギー密度が低下するという問
題があった。
In addition, in the conventional device described in JP-A-59-103283, the volume inside the heat-insulating container is increased by installing a cooling body to provide a cooling loop, and the ratio of energy that can be taken out per unit volume, that is, volumetric energy. There was a problem in that the density, or the proportion of energy that can be taken out per unit weight, that is, the gravimetric energy density decreased.

本発明の目的は、エネルギー密度を低下させることなく
、急冷のない効果的な冷却が可能となるナトリウム硫黄
電池のモジュールを提供することである。
An object of the present invention is to provide a sodium-sulfur battery module that allows effective cooling without rapid cooling without reducing energy density.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明は、各々1対の正極端
子と負極端子とを有する直並列接続された多数のナトリ
ウム硫黄単電池の配列と、前記多数のナトリウム硫黄単
電池の配列を支持し、電池本体を構成する支持構造手段
と、前記電池本体を収納し、運転温度を保持する保温容
器と、前記保温容器内に冷却ガスを導入し、前記ナトリ
ウム硫黄単電池を冷却する冷却手段とを備えたナトリウ
ム硫黄電池のモジュールにおいて、前記冷却手段を、前
記保温容器に設けられた冷却ガスの導入口および排出口
と、前記支持構造手段の一部によって形成され、前記導
入口から導入された冷却ガスを一定距離だけ通過させ予
熱する予熱通路と、前記支持構造手段の他の一部に設け
られた多数の開口を有し、前記予熱通路で予熱された冷
却ガスを前記多数のナトリウム硫黄単電池間の空隙に導
くディストリビュータ手段とで構成したものである。
To achieve the above object, the present invention supports an array of a large number of sodium-sulfur cells connected in series and parallel, each having a pair of positive and negative terminals, and an arrangement of the large number of sodium-sulfur cells. , a support structure means constituting a battery main body, a heat insulating container for housing the battery main body and maintaining an operating temperature, and a cooling means for introducing cooling gas into the heat insulating container to cool the sodium sulfur cell. In the sodium-sulfur battery module, the cooling means is formed by a cooling gas inlet and an outlet provided in the heat insulating container and a part of the support structure means, and the cooling gas introduced from the inlet It has a preheating passage for preheating the gas by passing it a certain distance, and a number of openings provided in another part of the support structure means, and the cooling gas preheated in the preheating passage is passed through the plurality of sodium sulfur cells. and a distributor means for introducing the air into the gap between the two.

好ましくは、前記支持構造手段は少なくとも1本の中空
部材からなる支柱を有し、前記支柱の中空部を前記導入
口に連通させ、前記予熱通路を形成する。この中空部材
からなる支柱は前記電池本体の横断面の中心部に位置す
ることが好ましい。
Preferably, the support structure means has a column made of at least one hollow member, and a hollow part of the column communicates with the inlet to form the preheating passage. It is preferable that this support made of a hollow member is located at the center of the cross section of the battery main body.

また、前記支持構造手段は前記多数のナトリウム硫黄単
電池を支持する少なくとも1枚の床板を有し、前記床板
は前記保温容器の内壁との間に前記導入口が臨むように
該内壁から離して設置され、前記床板の前記導入口に近
い側の第1の部分は無孔とし、前記導入口から遠い側の
第2の部分に前記ディストリビュータ手段の開口が形成
され、該床板の第1の部分と前記内壁との間で前記予熱
通路を形成するようにしてもよい。
Further, the support structure means has at least one floor plate that supports the plurality of sodium sulfur cells, and the floor plate is spaced apart from the inner wall of the heat insulating container so that the inlet port faces between the inner wall and the inner wall. installed, a first portion of the floor plate closer to the inlet is non-perforated, a second portion farther from the inlet is formed with an opening for the distributor means, and the first portion of the floor plate is formed with an opening for the distributor means; The preheating passage may be formed between the inner wall and the inner wall.

〔作用〕[Effect]

このように構成した本発明においては、導入から導入さ
れた冷却ガスはまず予熱通路で予熱してからディストリ
ビュータ手段により単電池間に導かれるので、急冷のな
い効果的な冷却が行える。
In the present invention configured in this way, the cooling gas introduced from the introduction is first preheated in the preheating passage and then guided between the cells by the distributor means, so that effective cooling without rapid cooling can be achieved.

また、モジュール電池の構成要素として不可欠な単電池
の支持構造手段の一部を利用して予熱通路およびディス
トリビュータ手段を構成するので、予熱通路またはディ
ストリビュータ手段としての特別な構造を設けておらず
、モジュール電池の体積エネルギー密度または重量エネ
ルギー密度の減少は生じない。
In addition, since the preheating passage and the distributor means are constructed by using a part of the support structure means of the unit cell, which is essential as a component of the module battery, there is no need to provide a special structure for the preheating passage or the distributor means, and the module No reduction in the volumetric or gravimetric energy density of the battery occurs.

また、前述のように支持構造手段は、密集配置された単
電池の重量を支える強度が必要であると共に軽量でなく
てはならない。そこで、支持構造手段の支柱の少なくと
も1本を中空部材で構成し、この中空部材で予熱通路を
構成することによって、軽量でかつ強度を維持しながら
支持構造手段の一部に予熱通路の機能を兼ねさせること
ができる。
Further, as described above, the support structure means must have strength to support the weight of the densely arranged unit cells and must also be lightweight. Therefore, by configuring at least one of the struts of the support structure means with a hollow member and configuring the preheating passage with this hollow member, the function of the preheating passage is provided to a part of the support structure means while maintaining the light weight and strength. It can also be used.

そして、最も冷却したい部分に開1コを設けてディスト
リビュータ手段を構成し、単電池表面に導入するように
すれば、効果的な冷却が実現できる。
Effective cooling can be achieved by providing an opening in the part that is most desired to be cooled to form a distributor means and introducing the distributor into the surface of the unit cell.

単電池が発熱しているときには、電池本体の温度分布は
横断面の中心で最大となるが、冷却ガスを導入し予熱す
る中空部材を電池本体の横断面の中心部に配置すること
により、その中心部をより冷却することができるので、
効果的な冷却が可能である。
When a cell generates heat, the temperature distribution of the battery body is maximum at the center of the cross section, but by placing the hollow member that introduces cooling gas and preheats it at the center of the cross section of the battery body, Because the center can be further cooled,
Effective cooling is possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図および第2図により説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図において、本実施例のナトリウム硫黄電池のモジ
ュール8は保温容器1を有し、保温容器1は直方体の一
面の開いた箱状になっており、蓋2によってその面を閉
ざされて密閉空間を形成する。蓋2には、外気導入口3
、排出口4a、4b。
In FIG. 1, the module 8 of the sodium-sulfur battery of this embodiment has a heat-insulating container 1, which is shaped like a rectangular parallelepiped box with one side open, and whose surface is closed with a lid 2 to form a hermetically sealed container. form a space. The lid 2 has an outside air inlet 3.
, discharge ports 4a, 4b.

電流端子5a、5b及び計測線(図示せず)等の貫通部
がある。保温容器1内には多数本のナトリウム硫黄単電
池6が密集配置されている。単電池6は円柱形状をなし
、ており、密集配置された状態で隣接する単電池間に軸
方向の単電池間空隙7が存在する。単電池6はモジュー
ル電池8の出力を得られるように多数本が直並列接続さ
れ(図示せず)、最終的に正負両極に集約されて電流端
子5a、5bに接続される。支持構造9は単電池6の配
置を支持するための構造体であり、単電池6とは電気的
に絶縁されている。また、支持構造9の内部空間の適当
な位置には昇温用の電気ヒータ等(図示せず)が配設さ
れている。
There are penetration parts such as current terminals 5a and 5b and measurement wires (not shown). A large number of sodium-sulfur cells 6 are densely arranged in the heat-insulating container 1. The unit cells 6 have a cylindrical shape, and are densely arranged, with an axial inter-cell gap 7 between adjacent unit cells. A large number of unit cells 6 are connected in series and parallel (not shown) so as to obtain the output of the module battery 8, and finally the positive and negative electrodes are collected and connected to the current terminals 5a and 5b. The support structure 9 is a structure for supporting the arrangement of the single cells 6, and is electrically insulated from the single cells 6. Furthermore, an electric heater or the like (not shown) for raising the temperature is provided at an appropriate position in the internal space of the support structure 9.

単電池群は上下二段になっており、支持構造9も上下の
単電池群を絶縁できるように二段構造となっている。こ
の支持構造には四隅の支柱10が設けられ、これら支柱
10は上端から床面まで到達しており、中心に置かれた
中空管13と共に縦方向の構造部材となっている。水平
方向には2重の床板11a、llbと上部のはり14.
15が接続されてやぐらとなっている。2重の床板11
a、Ilbにはそれぞれ多数の開口12が単電池間空隙
7と同位置に開けられており、空気の流路となっている
。中空管13の内部と2重の床板11a、Ilb間の隙
間とはつながっており、中空管13を通ってきた空気は
床板11a、Ilb間の隙間に導入された後、開口12
を通って単電池間空隙7に導入される。中空間13の上
端は外気導入口3に接続されており、外気は外気導入【
コ3から入った後、前記のように内部空間を通過した後
、排気口4a、4bより外部に排出される。
The cell groups are arranged in two layers, upper and lower, and the support structure 9 also has a two-layer structure so that the upper and lower cell groups can be insulated. This support structure is provided with columns 10 at the four corners, which reach from the upper end to the floor and, together with a centrally placed hollow tube 13, constitute a longitudinal structural member. In the horizontal direction, there are double floor plates 11a and llb and an upper beam 14.
15 are connected to form a tower. double floorboard 11
A and Ilb each have a large number of openings 12 at the same positions as the inter-cell gaps 7, and serve as air flow paths. The inside of the hollow tube 13 and the gap between the double floor plates 11a and Ilb are connected, and the air that has passed through the hollow tube 13 is introduced into the gap between the floor plates 11a and Ilb, and then passes through the opening 12.
is introduced into the inter-cell gap 7 through the cell. The upper end of the hollow space 13 is connected to the outside air inlet 3, and the outside air is introduced into the outside air inlet [
After entering through the hole 3 and passing through the internal space as described above, it is discharged to the outside through the exhaust ports 4a and 4b.

さて、モジュール電池8の運転状態では、単電池6の温
度は300〜350°Cに保たれなければならない。保
温容器1と蓋2は、待機状態においても内部温度を保つ
に必要な熱量を小さくするように充分な断熱性能を備え
ている。通電時には、単電池6は内部抵抗によるジュー
ル発熱をし、特に放電時には、化学反応熱も付加されて
、保温容器の断熱性を上回る熱が発生する。この場合、
単電池6の温度は上昇し、特に放電後期には運転温度範
囲を逸脱することがしばしば起こる。この時には冷却を
行なわなければならない。冷却は、外気導入口3より外
気を内部に導入することにより行なわれる。
Now, when the module battery 8 is in operation, the temperature of the unit cell 6 must be maintained at 300 to 350°C. The heat insulating container 1 and the lid 2 have sufficient heat insulation performance to reduce the amount of heat required to maintain the internal temperature even in a standby state. When energized, the cell 6 generates Joule heat due to its internal resistance, and especially during discharge, chemical reaction heat is also added, generating heat that exceeds the heat insulation properties of the heat insulating container. in this case,
The temperature of the unit cell 6 rises, and often deviates from the operating temperature range, especially in the latter stages of discharge. At this time, cooling must be performed. Cooling is performed by introducing outside air into the interior through the outside air introduction port 3.

外気導入口3より導入された空気は支持構造9の一部で
ある中空管13の中に入いる。中空管13の中を通る間
に空気は熱を受は取り、暖められる。すなわち、中空管
13は外気導入口3から導入された空気を一定距離だけ
通過させて予熱する予熱通路を提供している。床板11
a、1.1bまで到達した暖ためられた空気は、床板1
1a、Ilb間の空隙に導入され、開口12から単電池
間空隙7に入り、単電池6に接触してその熱を奪うこと
により単電池6を冷却する。開口12は中空管13で予
熱された空気を単電池6間に導(ディストリビュータ手
段を構成している。以上の過程において、支持構造9の
熱も奪われるので、支持構造自体の温度も低下する。
Air introduced through the outside air inlet 3 enters a hollow tube 13 that is a part of the support structure 9. While passing through the hollow tube 13, the air receives and removes heat and is warmed. That is, the hollow tube 13 provides a preheating passage for preheating the air introduced from the outside air inlet 3 by passing it a certain distance. floorboard 11
The warmed air that has reached a and 1.1b is
It is introduced into the gap between 1a and Ilb, enters the intercell gap 7 through the opening 12, contacts the unit cell 6, and removes its heat, thereby cooling the unit cell 6. The opening 12 guides the air preheated by the hollow tube 13 between the cells 6 (constituting a distributor means. In the above process, the heat of the support structure 9 is also removed, so the temperature of the support structure itself decreases. do.

支持構造9の中空管13を予熱通路として機能させ、外
気を単電池外面に到達させることにより、初期の外気と
単電池6との温度差約300℃は減少し、単電池6を破
損させるような急冷が起こることはない。また、単電池
6が発熱している場合には、単電池群の温度分布は中心
で最大となるが、本実施例のように、中心部に外気を導
入し予熱する中空管13を設ければ、中心部をより冷却
することができるので、効果的な冷却が可能である。
By making the hollow tube 13 of the support structure 9 function as a preheating passage and allowing the outside air to reach the outer surface of the cell, the initial temperature difference of about 300° C. between the outside air and the cell 6 is reduced, causing damage to the cell 6. Such rapid cooling never occurs. In addition, when the unit cells 6 generate heat, the temperature distribution of the unit cell group becomes maximum at the center, but as in this embodiment, a hollow tube 13 is provided at the center to introduce outside air and preheat it. If so, the central part can be further cooled, so that effective cooling is possible.

冷却効果の調節は、風量と中空管13の熱容量のバラン
スをとることによって行なわれる。
The cooling effect is adjusted by balancing the air volume and the heat capacity of the hollow tube 13.

以上のように本実施例によれば、支持構造9の一部を中
空として外気の予熱通路とすることによって、安全で効
果的な冷却が可能となる。また、支持構造9の一部を利
用して予熱通路およびディストリビュータ手段を構成し
ているので、予熱通路またはディストリビュータ手段と
しての特別な構造を設けておらず、モジュール電池の体
積エネルギー密度または重量エネルギー密度の減少は生
じない。
As described above, according to this embodiment, by making a part of the support structure 9 hollow to serve as a preheating passage for outside air, safe and effective cooling becomes possible. In addition, since a part of the support structure 9 is used to constitute the preheating passage and the distributor means, no special structure is provided as the preheating passage or the distributor means, and the volumetric energy density or gravimetric energy density of the module battery is No decrease occurs.

本発明の他の実施例を第3図および第4図により説明す
る。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図および第4図において、本実施例のナトリウム硫
黄電池のモジュールは蓋2Aを横から取付ける構造とな
っており、外気導入口3Aは蓋2Aの下端近くに貰通し
ている。支持構造9Aには中空部材は設けず、保温容器
IAの内壁底面16と床板11との空隙17を第2図の
中空管13の代わりとしている。すなわち、床板11は
保温容器1Aの内壁底面16との間に外気導入口3Aが
臨むように内壁底面16から浮かして設置され、床板1
1の外気導入口3Aに近い側の第1の部分18は無孔と
し、外気導入口3Aから遠い側の第2の部分19にディ
ストリビュータ手段としての開口12が形成され、床板
11の第1の部分18と内壁底面16との間の空隙17
で予熱通路を形成している。
In FIGS. 3 and 4, the sodium-sulfur battery module of this embodiment has a structure in which a lid 2A is attached from the side, and an outside air inlet 3A is passed through near the lower end of the lid 2A. No hollow member is provided in the support structure 9A, and a gap 17 between the inner wall bottom surface 16 of the heat-insulating container IA and the floor plate 11 is used instead of the hollow tube 13 in FIG. 2. That is, the floor plate 11 is installed floating from the inner wall bottom surface 16 so that the outside air inlet 3A faces between it and the inner wall bottom surface 16 of the heat insulating container 1A.
The first portion 18 on the side closer to the outside air inlet 3A of the floorboard 11 is made non-porous, and the opening 12 as a distributor means is formed in the second portion 19 on the side farther from the outside air inlet 3A. Gap 17 between portion 18 and inner wall bottom 16
This forms a preheating passage.

外気導入口3Aより導入された空気は空隙17に導入さ
れ、床板11と内壁底面16とから熱を受は取って暖た
められた後、開口12を通って単電池間空隙7に入って
単電池6に接触する。そして、単電池6を冷却した後、
排気口4Aから外部に排出される。保温容器IA内の蓋
2Aに近い側は蓋2Aの存在により比較的放熱の大きい
領域であり、温度分布の中心は床板11の第2の部分1
9の領域にある。このため、床板11の第1の部分18
が無孔であっても、第1の部分18の予熱により第1の
部分18上に位置する単電池6の必要な冷却も得られる
The air introduced from the outside air inlet 3A is introduced into the gap 17, receives heat from the floor plate 11 and the inner wall bottom 16, and is warmed. After that, it passes through the opening 12 and enters the inter-cell gap 7, where it is heated. Contact the battery 6. After cooling the cell 6,
It is discharged to the outside from the exhaust port 4A. The side of the heat insulating container IA near the lid 2A is an area where heat radiation is relatively large due to the existence of the lid 2A, and the center of the temperature distribution is the second part 1 of the floorboard 11.
It is in the area of 9. For this reason, the first portion 18 of the floorboard 11
Preheating of the first part 18 also provides the necessary cooling of the cells 6 located on the first part 18, even if the first part 18 is non-porous.

このように、本実施例では支持構造の床面を浮かせるこ
とによって、保温容器IAの内壁底面17との間に中空
部を設けて、そこに外気を導入して予熱通路とすること
によって穏やかな冷却を実現しようというものである。
As described above, in this embodiment, by raising the floor surface of the support structure, a hollow section is provided between the bottom surface 17 of the inner wall of the heat-insulating container IA, and outside air is introduced into the hollow section, which serves as a preheating passage. The idea is to achieve cooling.

なお、床板11の第2の部分19上における単電池6の
温度分布の中心部をより効果的に冷却するために、その
中心部の位置に応して開口12の大きさや位置を調節し
てもよい。
In addition, in order to more effectively cool the center of the temperature distribution of the cell 6 on the second portion 19 of the floor plate 11, the size and position of the opening 12 are adjusted according to the position of the center. Good too.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、モジュール電池に不可欠な単電池の支
持構造手段を冷却時に導入される冷却ガスの予熱通路お
よび単電池間隙間に冷却ガスを導くデイストリュータ手
段として利用できるので、モジュール電池のエネルギー
密度を低下させることなく、急冷のない安全で効果的な
冷却が可能であるという効果がある。
According to the present invention, the support structure means for the unit cells, which is essential for a module battery, can be used as a preheating passage for the cooling gas introduced during cooling and as a distributor unit for guiding the cooling gas into the gaps between the unit cells. The effect is that safe and effective cooling without rapid cooling is possible without reducing energy density.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例によるモジュール電池の縦断
面図であり、第2図は第1図のモジュール電池の支持構
造のみを取り出して示す鳥轍図であり、第3図は本発明
の他の実施例によるモジュール電池の縦断面図であり、
第4図は第3図のモジュール電池の支持構造のみを取り
出して示す鳥轍図である。 符号の説明 1・・・保温容器 3.3A・・・外気導入口 4.4A・・・排出口 6・・・単電池 7・・・単電池間空隙 8.8A・・・モジュール電池(ナトリウム硫黄電池の
モジュール) 9.9A・・・支持構造 11a、llb、11・・・床板 12・・・開口(ディストリビュータ手段)13・・・
中空管(中空部材:予熱通路)16・・・内壁底面 17・・・空隙(予熱通路) 18・・・第1の部分 19・・・第2の部分 第 ] 図 19:第2の部分
FIG. 1 is a vertical sectional view of a module battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing only the support structure of the module battery of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a module battery according to another embodiment of the invention;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing only the supporting structure of the module battery shown in FIG. 3. Explanation of symbols 1...Thermal container 3.3A...Outside air inlet 4.4A...Outlet port 6...Single cell 7...Gap between cells 8.8A...Module battery (sodium Sulfur battery module) 9.9A... Support structure 11a, llb, 11... Floor plate 12... Opening (distributor means) 13...
Hollow tube (hollow member: preheating passage) 16...Inner wall bottom surface 17...Gap (preheating passage) 18...First part 19...Second part] Figure 19: Second part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)各々1対の正極端子と負極端子とを有する直並列
接続された多数のナトリウム硫黄単電池の配列と、前記
多数のナトリウム硫黄単電池の配列を支持し、電池本体
を構成する支持構造手段と、前記電池本体を収納し、運
転温度を保持する保温容器と、前記保温容器内に冷却ガ
スを導入し、前記ナトリウム硫黄単電池を冷却する冷却
手段とを備えたナトリウム硫黄電池のモジュールにおい
て、前記冷却手段は、前記保温容器に設けられた冷却ガ
スの導入口および排出口と、前記支持構造手段の一部に
よって形成され、前記導入口から導入された冷却ガスを
一定距離だけ通過させ予熱する予熱通路と、前記支持構
造手段の他の一部に設けられた多数の開口を有し、前記
予熱通路で予熱された冷却ガスを前記多数のナトリウム
硫黄単電池間の空隙に導くディストリビュータ手段とを
有することを特徴とするナトリウム硫黄電池のモジュー
ル。
(1) An array of a large number of sodium sulfur cells connected in series and parallel, each having a pair of positive and negative electrode terminals, and a support structure that supports the arrangement of the large number of sodium sulfur cells and constitutes a battery body. A module for a sodium-sulfur battery, comprising: a heat-insulating container for storing the battery body and maintaining an operating temperature; and a cooling means for introducing cooling gas into the heat-insulating container to cool the sodium-sulfur cell. , the cooling means is formed by a cooling gas inlet and an outlet provided in the heat insulating container and a part of the support structure means, and the cooling gas introduced from the inlet is passed through a certain distance for preheating. and a distributor means having a plurality of openings provided in another part of the support structure means for guiding the cooling gas preheated in the preheating passage to the gaps between the plurality of sodium sulfur cells. A sodium-sulfur battery module characterized by having:
(2)請求項1記載のナトリウム硫黄電池のモジュール
において、前記支持構造手段は少なくとも1本の中空部
材からなる支柱を有し、前記支柱の中空部を前記導入口
に連通させ、前記予熱通路を形成したことを特徴とする
ナトリウム硫黄電池のモジュール。
(2) In the sodium-sulfur battery module according to claim 1, the support structure means has a column made of at least one hollow member, and the hollow part of the column is communicated with the inlet, and the preheating passage is connected to the column. A module of a sodium-sulfur battery characterized by forming.
(3)請求項2記載のナトリウム硫黄電池のモジュール
において、前記中空部材からなる支柱は前記電池本体の
横断面の中心部に位置することを特徴とするナトリウム
硫黄電池のモジュール。
(3) The sodium-sulfur battery module according to claim 2, wherein the support made of the hollow member is located at the center of the cross section of the battery body.
(4)請求項1記載のナトリウム硫黄電池のモジュール
において、前記支持構造手段は前記多数のナトリウム硫
黄単電池を支持する少なくとも1枚の床板を有し、前記
床板は前記保温容器の内壁との間に前記導入口が臨むよ
うに該内壁から離して設置され、前記床板の前記導入口
に近い側の第1の部分は無孔とし、前記導入口から遠い
側の第2の部分に前記ディストリビュータ手段の開口が
形成され、該床板の第1の部分と前記内壁との間で前記
予熱通路を形成したことを特徴とするナトリウム硫黄電
池のモジュール。
(4) In the sodium-sulfur battery module according to claim 1, the support structure means has at least one floor plate for supporting the plurality of sodium-sulfur cells, and the floor plate is provided between the inner wall of the heat-insulating container and the support structure means. The distributor means is installed away from the inner wall so that the inlet faces the inlet, a first part of the floor plate on the side closer to the inlet is non-porous, and a second part farther from the inlet is provided with the distributor means. A module for a sodium-sulfur battery, characterized in that an opening is formed therein, and the preheating passage is formed between the first portion of the floor plate and the inner wall.
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JPH05275072A (en) * 1992-03-25 1993-10-22 Ngk Insulators Ltd Assembled-type battery
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JPS59171476A (en) * 1982-12-24 1984-09-27 ブラウン・ボバリ・ウント・シ−・アクチエンゲゼルシヤフト High temperature storage battery

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