JPH06223870A - 路上自動車の駆動装置、及びその駆動方法、並びに路上自動車 - Google Patents
路上自動車の駆動装置、及びその駆動方法、並びに路上自動車Info
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- JPH06223870A JPH06223870A JP5230557A JP23055793A JPH06223870A JP H06223870 A JPH06223870 A JP H06223870A JP 5230557 A JP5230557 A JP 5230557A JP 23055793 A JP23055793 A JP 23055793A JP H06223870 A JPH06223870 A JP H06223870A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 駆動装置を組込んだ路上自動車に関し、当該
装置を使用する駆動方法を提供する。 【構成】 燃料の燃焼により駆動し得るエンジンの形態
の原動機と、エンジン１６によって駆動し得る発電機２
２と、充電コントローラ２５を介して発電機によって充
電し得る電気化学動力貯蔵バッテリ２８と、動力コント
ローラ３１を介してバッテリ２８によって駆動し得る電
気モータ３２とを備えている。バッテリ２８は、電気的
に相互に接続された複数の高温電気化学動力貯蔵セルか
らなり、発電機がバッテリを充電し得ると共に、個別に
かつ同時に電気モータ３２を駆動し得るように、かつ電
気モータ３２がバッテリ２８及び発電機２２によって個
別にかつ同時に駆動され得るように相互に接続されてお
り、バッテリのセルは、厚さ０．５〜５ｍｍの横方向に
圧縮されたプレートの形態のカソード・マトリックスを
有している。
装置を使用する駆動方法を提供する。 【構成】 燃料の燃焼により駆動し得るエンジンの形態
の原動機と、エンジン１６によって駆動し得る発電機２
２と、充電コントローラ２５を介して発電機によって充
電し得る電気化学動力貯蔵バッテリ２８と、動力コント
ローラ３１を介してバッテリ２８によって駆動し得る電
気モータ３２とを備えている。バッテリ２８は、電気的
に相互に接続された複数の高温電気化学動力貯蔵セルか
らなり、発電機がバッテリを充電し得ると共に、個別に
かつ同時に電気モータ３２を駆動し得るように、かつ電
気モータ３２がバッテリ２８及び発電機２２によって個
別にかつ同時に駆動され得るように相互に接続されてお
り、バッテリのセルは、厚さ０．５〜５ｍｍの横方向に
圧縮されたプレートの形態のカソード・マトリックスを
有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は路上自動車の駆動装置に
関する。本発明はまた、駆動装置を組込んだ路上自動車
に関し、当該装置を使用する乗物を駆動する方法に関す
る。
関する。本発明はまた、駆動装置を組込んだ路上自動車
に関し、当該装置を使用する乗物を駆動する方法に関す
る。
【０００２】本発明によれば、路上自動車の駆動装置
は、燃料の燃焼により駆動し得るエンジンの形態の原動
機と、エンジンに駆動的に連結されており、エンジンに
よって駆動し得る発電機と、充電コントローラを介して
発電機に電気的に接続されており、発電機によって充電
し得る電気化学動力貯蔵バッテリと、動力コントローラ
を介してバッテリに電気的に接続されており、バッテリ
によって駆動し得る電気モータとを備えており、バッテ
リは、電気的に相互に接続された複数の高温電気化学動
力貯蔵セルからなり、セルの夫々は、セルの作動温度で
溶解するアルカリ金属アルミニウムハロゲン化物溶融塩
電解質が含浸された導電性電解質透過性の多孔質マトリ
ックスの形態のカソードと、マトリックスの多孔質内部
に分散しているＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，
及びそれらの混合物からなるグループから選択された遷
移金属のハロゲン化物の形態の電気的に能動のカソード
物質と、セルの作動温度で溶融し得、アノードのアルカ
リ金属の導電体であるセパレータによってカソード及び
溶融塩電解質から分離しているアルカリ金属能動アノー
ド物質とを有しており、発電機、バッテリ、コントロー
ラ、及び電気モータは、発電機がバッテリを充電し得る
と共に、個別にかつ同時に電気モータを駆動し得るよう
に、かつ電気モータがバッテリ及び発電機によって個別
にかつ同時に駆動され得るように相互に接続され得てお
り、バッテリのセルは、厚さ０．５〜５ｍｍの横方向に
圧縮されたプレートの形態のカソード・マトリックスを
有しており、マトリックスは、０．２〜０．６Ａｈ／ｃ
ｍ3の体積エネルギ密度を有している。
は、燃料の燃焼により駆動し得るエンジンの形態の原動
機と、エンジンに駆動的に連結されており、エンジンに
よって駆動し得る発電機と、充電コントローラを介して
発電機に電気的に接続されており、発電機によって充電
し得る電気化学動力貯蔵バッテリと、動力コントローラ
を介してバッテリに電気的に接続されており、バッテリ
によって駆動し得る電気モータとを備えており、バッテ
リは、電気的に相互に接続された複数の高温電気化学動
力貯蔵セルからなり、セルの夫々は、セルの作動温度で
溶解するアルカリ金属アルミニウムハロゲン化物溶融塩
電解質が含浸された導電性電解質透過性の多孔質マトリ
ックスの形態のカソードと、マトリックスの多孔質内部
に分散しているＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，
及びそれらの混合物からなるグループから選択された遷
移金属のハロゲン化物の形態の電気的に能動のカソード
物質と、セルの作動温度で溶融し得、アノードのアルカ
リ金属の導電体であるセパレータによってカソード及び
溶融塩電解質から分離しているアルカリ金属能動アノー
ド物質とを有しており、発電機、バッテリ、コントロー
ラ、及び電気モータは、発電機がバッテリを充電し得る
と共に、個別にかつ同時に電気モータを駆動し得るよう
に、かつ電気モータがバッテリ及び発電機によって個別
にかつ同時に駆動され得るように相互に接続され得てお
り、バッテリのセルは、厚さ０．５〜５ｍｍの横方向に
圧縮されたプレートの形態のカソード・マトリックスを
有しており、マトリックスは、０．２〜０．６Ａｈ／ｃ
ｍ3の体積エネルギ密度を有している。
【０００３】バッテリは２０〜４０ｋＷｈのキャパシテ
ィを有しており、発電機は２０〜４０ｋＷｈのパワー出
力を有しており、プレートは２〜５ｍｍの厚さを有して
おり、マトリックスは０．２〜０．４Ａｈ／ｇのグラヴ
ィメトリック・エネルギ密度を有している。
ィを有しており、発電機は２０〜４０ｋＷｈのパワー出
力を有しており、プレートは２〜５ｍｍの厚さを有して
おり、マトリックスは０．２〜０．４Ａｈ／ｇのグラヴ
ィメトリック・エネルギ密度を有している。
【０００４】好ましくは、プレートの厚さが１〜４．５
ｍｍであり、体積エネルギ密度が０．２２５〜０．５２
５Ａｈ／ｃｍ3であり、 プレートは、体積エネルギ密
度Ａｈ／ｃｍ3対してプレートの厚さｍｍをプロットす
ると、プレートが、各角部が座標をもつ三角形の境界の
中にあるように厚さ及び体積エネルギ密度、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ によって特徴付られている。
ｍｍであり、体積エネルギ密度が０．２２５〜０．５２
５Ａｈ／ｃｍ3であり、 プレートは、体積エネルギ密
度Ａｈ／ｃｍ3対してプレートの厚さｍｍをプロットす
ると、プレートが、各角部が座標をもつ三角形の境界の
中にあるように厚さ及び体積エネルギ密度、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ によって特徴付られている。
【０００５】好ましくは、前記プロット上で、マトリッ
クスは各角部が次の座標もつ三角形の境界の中にあるよ
うに特徴付けられている。
クスは各角部が次の座標もつ三角形の境界の中にあるよ
うに特徴付けられている。
【０００６】 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．５２５ １．０ ０．２２５ １．０ ０．２２５ ４．５ 換言すると、プレートは、体積エネルギ密度Ａｈ／ｃｍ
3対してプレートの厚さｍｍをプロットすると、プレー
トが、各角部が座標をもつ三角形の境界の中にあるよう
にｔｓｙうぎの体積エネルギ密度及びマトリックス厚
さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ によって特徴付られている。
3対してプレートの厚さｍｍをプロットすると、プレー
トが、各角部が座標をもつ三角形の境界の中にあるよう
にｔｓｙうぎの体積エネルギ密度及びマトリックス厚
さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ によって特徴付られている。
【０００７】従って、好ましくは、前記プレートは各角
部が座標をもつ三角形の境界の中にあるように次のエネ
ルギ密度及びマトリックス厚さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．５２５ １．０ ０．２２５ １．０ ０．２２５ ４．５ を有する。
部が座標をもつ三角形の境界の中にあるように次のエネ
ルギ密度及びマトリックス厚さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．５２５ １．０ ０．２２５ １．０ ０．２２５ ４．５ を有する。
【０００８】コントローラは、モータに供給される電力
を制御するためにモータにバッテリより提供される電圧
及／又は電流を調整する通常のタイプでも良く、好まし
くは、従来技術により知られている回生ブレーキを可能
とするタイプである。このタイプは、所望であれば、回
生ブレーキの最中にバッテリからのモータへの直流電気
供給を交流電気供給、及びその逆に変換し得る。
を制御するためにモータにバッテリより提供される電圧
及／又は電流を調整する通常のタイプでも良く、好まし
くは、従来技術により知られている回生ブレーキを可能
とするタイプである。このタイプは、所望であれば、回
生ブレーキの最中にバッテリからのモータへの直流電気
供給を交流電気供給、及びその逆に変換し得る。
【０００９】本明細書において、”発電機”の用語は、
交流発電機もまた含むように広く用いられる。
交流発電機もまた含むように広く用いられる。
【００１０】乗用箱型車の都心又は郊外での使用のよう
な、バッテリそれ自体の使用のためのバッテリでは、１
５〜２５ｋＷｈの有効な容量を有する必要がある。問題
とされているタイプのセルからなるバッテリにおいて
は、好ましくは、７０％以下の放電深度で、且つ少なく
とも１５分間持続可能である４０〜８０ｋＷの最大電力
供給割合において適用可能である。換言すれば、７０％
の放電深度に達する前に供給することのできる容量１５
〜２５ｋＷを有し得る。従って、バッテリは、少なくと
も１５分間持続可能である４０〜８０ｋＷの最大電力供
給割合を有する２０〜３５の理論容量を好ましくは有す
る必要がある。問題のタイプの自動車にとっては、汚染
を考慮してタービンを使用しない時、０〜７０％の放電
深度までバッテリのみにより駆動される電気モータで、
少なくとも１００〜１５０ｋｍの充分な距離範囲を提供
するような容量であることが望ましい。
な、バッテリそれ自体の使用のためのバッテリでは、１
５〜２５ｋＷｈの有効な容量を有する必要がある。問題
とされているタイプのセルからなるバッテリにおいて
は、好ましくは、７０％以下の放電深度で、且つ少なく
とも１５分間持続可能である４０〜８０ｋＷの最大電力
供給割合において適用可能である。換言すれば、７０％
の放電深度に達する前に供給することのできる容量１５
〜２５ｋＷを有し得る。従って、バッテリは、少なくと
も１５分間持続可能である４０〜８０ｋＷの最大電力供
給割合を有する２０〜３５の理論容量を好ましくは有す
る必要がある。問題のタイプの自動車にとっては、汚染
を考慮してタービンを使用しない時、０〜７０％の放電
深度までバッテリのみにより駆動される電気モータで、
少なくとも１００〜１５０ｋｍの充分な距離範囲を提供
するような容量であることが望ましい。
【００１１】上記に記載されるように、バッテリが充電
され得る割合は、発電機電気定格出力に関係する。問題
のタイプの小型箱型乗用車は、郊外の使用レベルでは、
約１２０〜１６０ｋｍ／ｈｒの経済走行速度で約５時間
の範囲距離を必要とする。これは、燃料タンクのサイズ
を設定しており、発電機のみが電気モータを直接駆動す
る場合、２０〜４０ｋＷの発電機出力定格電流が受容可
能であることを表示する。バッテリは、２０〜４０ｋＷ
の割合で充電を受け入れることがこのように可能である
必要がある。上記に記載のタイプのセルからなるバッテ
リは、主にこの充電割合を達成することができ、特に１
〜５ｍｍ、好ましくは２〜４．５ｍｍの厚さであり、少
なくとも７０％未満の放電深度で、０．２２５〜０．５
２５Ａｈ／ｃｍ3の体積エネルギ密度を有しているカソ
ードマトリックスに対して特に達成することができる。
このように。バッテリは、７０％未満の放電深度で２０
〜４０ｋＷの割合で充電を受け入れることができる。
され得る割合は、発電機電気定格出力に関係する。問題
のタイプの小型箱型乗用車は、郊外の使用レベルでは、
約１２０〜１６０ｋｍ／ｈｒの経済走行速度で約５時間
の範囲距離を必要とする。これは、燃料タンクのサイズ
を設定しており、発電機のみが電気モータを直接駆動す
る場合、２０〜４０ｋＷの発電機出力定格電流が受容可
能であることを表示する。バッテリは、２０〜４０ｋＷ
の割合で充電を受け入れることがこのように可能である
必要がある。上記に記載のタイプのセルからなるバッテ
リは、主にこの充電割合を達成することができ、特に１
〜５ｍｍ、好ましくは２〜４．５ｍｍの厚さであり、少
なくとも７０％未満の放電深度で、０．２２５〜０．５
２５Ａｈ／ｃｍ3の体積エネルギ密度を有しているカソ
ードマトリックスに対して特に達成することができる。
このように。バッテリは、７０％未満の放電深度で２０
〜４０ｋＷの割合で充電を受け入れることができる。
【００１２】次に、電気モータは、２０〜４０ｋＷ（持
続経済走行レベル）の（発電機からの）電力供給を受け
ることができる必要がある。ヒルクライムでは、発電機
からの最大電気出力とバッテリからの最大電気出力の両
者を受けることができるため、電気モータは、４０〜８
０ｋＷの電力供給が定格と定められる。エンジンは、化
石燃料のような炭質液体燃料を典型的に用いる適当な内
燃及び外燃エンジンから選択され得、エンジンは、高い
効率の定速で、低コストで、軽量で、小容量で、少ない
汚染で、運転し、作動するように構成されており、エン
ジンは、好ましくは、液体燃料を用いるタービンである
ことが好ましい。このようなタービンは、約１０００〜
１５００ｋｇの容量を有する小型箱型乗用車に使用する
自動車の低容量及び低体積に受け入れ可能であるよう
に、適当な電気出力に構成されるか又は選択される。こ
のように、液体炭化水素を燃焼させながら、少なくとも
１００，０００ｒｐｍの定速で運転するように構成され
ているタービンであり得る。
続経済走行レベル）の（発電機からの）電力供給を受け
ることができる必要がある。ヒルクライムでは、発電機
からの最大電気出力とバッテリからの最大電気出力の両
者を受けることができるため、電気モータは、４０〜８
０ｋＷの電力供給が定格と定められる。エンジンは、化
石燃料のような炭質液体燃料を典型的に用いる適当な内
燃及び外燃エンジンから選択され得、エンジンは、高い
効率の定速で、低コストで、軽量で、小容量で、少ない
汚染で、運転し、作動するように構成されており、エン
ジンは、好ましくは、液体燃料を用いるタービンである
ことが好ましい。このようなタービンは、約１０００〜
１５００ｋｇの容量を有する小型箱型乗用車に使用する
自動車の低容量及び低体積に受け入れ可能であるよう
に、適当な電気出力に構成されるか又は選択される。こ
のように、液体炭化水素を燃焼させながら、少なくとも
１００，０００ｒｐｍの定速で運転するように構成され
ているタービンであり得る。
【００１３】小型箱型乗用車にとって、出願人は、２０
〜４０ｋＷの電気定格出力を有する発電機が適当である
と考える。従って、タービンの電気出力は、発電機の効
率及びバッテリの充電特性を考慮しながら定格が定めら
れる。
〜４０ｋＷの電気定格出力を有する発電機が適当である
と考える。従って、タービンの電気出力は、発電機の効
率及びバッテリの充電特性を考慮しながら定格が定めら
れる。
【００１４】本発明は、上記記載のような駆動システム
を有しおり、少なくとも一つの駆動輪と、動力伝達とを
有しており、そのために、電気モータの電気出力が自動
車の各駆動輪に連結されている路上自動車にも広げられ
る。
を有しおり、少なくとも一つの駆動輪と、動力伝達とを
有しており、そのために、電気モータの電気出力が自動
車の各駆動輪に連結されている路上自動車にも広げられ
る。
【００１５】路上自動車は、１０００〜１５００ｋｇの
容量を有する箱型乗用車で有り得る。
容量を有する箱型乗用車で有り得る。
【００１６】本発明は、エンジンを駆動させる可燃燃料
の燃焼装置と、発電機を駆動するエンジンと、バッテリ
及び電気モータの少なくとも一つに電力を供給する発電
機と、バッテリ及び発電機の少なくとも一つから電力を
受け取ると共に自動車動力トランスミッションを介して
自動車の少なくとも一つの駆動輪を最終的に駆動する電
気モータとを含んでいる、上記に記載の路上自動車の駆
動方法にも関する。
の燃焼装置と、発電機を駆動するエンジンと、バッテリ
及び電気モータの少なくとも一つに電力を供給する発電
機と、バッテリ及び発電機の少なくとも一つから電力を
受け取ると共に自動車動力トランスミッションを介して
自動車の少なくとも一つの駆動輪を最終的に駆動する電
気モータとを含んでいる、上記に記載の路上自動車の駆
動方法にも関する。
【００１７】通常、自動車は、駆動される駆動輪の複数
を有する。
を有する。
【００１８】問題のタイプのバッテリに適するセルの様
々な特徴、及びその電気化学は米国特許第４５４６０５
５、４５２９６７６、４５６０６２７、４５９２９６
９、４７２２８７５、及び４７７２４４９、４７９７３
３２、４７９７３３３、４９７５３４４及び５０５１３
２４号と英国特許公告第２１９３８３７Ａ号に記載され
ている。
々な特徴、及びその電気化学は米国特許第４５４６０５
５、４５２９６７６、４５６０６２７、４５９２９６
９、４７２２８７５、及び４７７２４４９、４７９７３
３２、４７９７３３３、４９７５３４４及び５０５１３
２４号と英国特許公告第２１９３８３７Ａ号に記載され
ている。
【００１９】特にカソードマトリックスは多孔性の鉄、
ニッケル、クロム、コバルト、マンガンのような遷移金
属であっても良く、活性カソード物質は、ＦｅＣｌ2、
ＮｉＣｌ2、ＣｒＣｌ2、ＣｏＣｌ2、ＭｎＣｌ2、又はＣ
ｕＣｌ2であっても良い。アノードのアルカリ金属は、
好ましくはナトリウムであり、セパレータはβアルミナ
であり、特にβ”アルミナ又はナシコン（ｎａｓｉｃｏ
ｎ）である。アルカリ金属鉄−導電性高分子膜が、アノ
ードのアルカリ金属を導通するために選択された可撓性
パネルセパレータとして使用され得る。コストの理由
で、バッテリのセルのための適当な活性カソード物質
は、Ｆｅ／ＦｅＣｌ2である。
ニッケル、クロム、コバルト、マンガンのような遷移金
属であっても良く、活性カソード物質は、ＦｅＣｌ2、
ＮｉＣｌ2、ＣｒＣｌ2、ＣｏＣｌ2、ＭｎＣｌ2、又はＣ
ｕＣｌ2であっても良い。アノードのアルカリ金属は、
好ましくはナトリウムであり、セパレータはβアルミナ
であり、特にβ”アルミナ又はナシコン（ｎａｓｉｃｏ
ｎ）である。アルカリ金属鉄−導電性高分子膜が、アノ
ードのアルカリ金属を導通するために選択された可撓性
パネルセパレータとして使用され得る。コストの理由
で、バッテリのセルのための適当な活性カソード物質
は、Ｆｅ／ＦｅＣｌ2である。
【００２０】液体電解質のようにＭがアルカリ金属であ
り、ＨａｌがハロゲンであるＭＡｌＨａｌ4のタイプの
ＮａＡｌＣｌ4のような電解質が通常用いられている。
これらの電解質では、Ａｌイオンのモル比がアルカリ金
属イオンのモル比を超えてはならず、即ち、Ａｌ：Ｍの
モル比が１：１以下である必要がある。これはセルの充
電の全ての段階で液体電解質と接触する固体アルカリ金
属ハロゲン化物〔ＭＨａｌ〕の比率をカソード隔室が含
むことを確実にすることにより達成され得る。
り、ＨａｌがハロゲンであるＭＡｌＨａｌ4のタイプの
ＮａＡｌＣｌ4のような電解質が通常用いられている。
これらの電解質では、Ａｌイオンのモル比がアルカリ金
属イオンのモル比を超えてはならず、即ち、Ａｌ：Ｍの
モル比が１：１以下である必要がある。これはセルの充
電の全ての段階で液体電解質と接触する固体アルカリ金
属ハロゲン化物〔ＭＨａｌ〕の比率をカソード隔室が含
むことを確実にすることにより達成され得る。
【００２１】Ａｌ：Ｍモル比が１：１以下であるＮａＡ
ｌＣｌ4のようなＭＡｌＨａｌ4の電解質に関して、Ａ
ｌ：Ｍ比が１：１である時、ＦｅＣｌ2、ＮｉＣｌ2、Ｃ
ｒＣｌ2、ＣｏＣｌ2、又はＭｎＣｌ2のような活性カソ
ード物質の電解質中の実質的な不溶性を提供することに
加え、Ａｌ：Ｍ比が１：１である時、該電解質はその最
小蒸気圧〔硫黄／硫化ソーダ／ポリ硫化物の蒸気圧より
も実質的には小さい〕をも典型的に経験されるセルの作
動温度において示すことは特に有利である。本発明に適
するバッテリのセルの薄いカソ−ドマトリックスと共に
用いられるβ”アルミナのような平面の薄いプレート
は、特にセルの事故等により引き起こされる温度変移の
際の高い電解質蒸気圧により砕け安く、損傷を受け安い
ので、これは、構造的及び安全的観点から重要である。
そのような電解質はセパレータプレート上への緩やかな
凍解応力を示し、そのような電解質の更なる特徴は、セ
パレータの事故の場合、アルカリ金属及び電解質は、Ａ
ｌ：Ｎａのモル比が１：１であるＮａとＮａＡｌＣｌ4
が反応する時、金属Ａｌ及び固体ＮａＣｌのような問題
の温度で固体反応物質を形成することである。全てのこ
れらの特徴は、満足できる持続性及びセパレータ事故に
対する抵抗性と、セパレータ事故においてさえも満足で
きる安全性とを有する比較的薄いカソード構造と比較的
薄いセパレータプレートとを用いながら、複数及び多数
のセルが対向して積層されているバッテリに配置される
ことを可能にする。
ｌＣｌ4のようなＭＡｌＨａｌ4の電解質に関して、Ａ
ｌ：Ｍ比が１：１である時、ＦｅＣｌ2、ＮｉＣｌ2、Ｃ
ｒＣｌ2、ＣｏＣｌ2、又はＭｎＣｌ2のような活性カソ
ード物質の電解質中の実質的な不溶性を提供することに
加え、Ａｌ：Ｍ比が１：１である時、該電解質はその最
小蒸気圧〔硫黄／硫化ソーダ／ポリ硫化物の蒸気圧より
も実質的には小さい〕をも典型的に経験されるセルの作
動温度において示すことは特に有利である。本発明に適
するバッテリのセルの薄いカソ−ドマトリックスと共に
用いられるβ”アルミナのような平面の薄いプレート
は、特にセルの事故等により引き起こされる温度変移の
際の高い電解質蒸気圧により砕け安く、損傷を受け安い
ので、これは、構造的及び安全的観点から重要である。
そのような電解質はセパレータプレート上への緩やかな
凍解応力を示し、そのような電解質の更なる特徴は、セ
パレータの事故の場合、アルカリ金属及び電解質は、Ａ
ｌ：Ｎａのモル比が１：１であるＮａとＮａＡｌＣｌ4
が反応する時、金属Ａｌ及び固体ＮａＣｌのような問題
の温度で固体反応物質を形成することである。全てのこ
れらの特徴は、満足できる持続性及びセパレータ事故に
対する抵抗性と、セパレータ事故においてさえも満足で
きる安全性とを有する比較的薄いカソード構造と比較的
薄いセパレータプレートとを用いながら、複数及び多数
のセルが対向して積層されているバッテリに配置される
ことを可能にする。
【００２２】当然、溶融塩電解質のような他の適当な液
体電解質が、それらがアノードのアルカリ金属のカチオ
ンを含むのであれば、使用され得る。適当な電解質は、
塩化物アニオンのようなハロンゲン化物アニオンを通常
含む。該アニオンは、セパレータ及びカソードと化学的
に且つ電気化学的に相溶性があり、セパレータを害する
ことが不可能であり、又は活性カソード物質が電解質中
に溶解されている時、活性カソード物質が通常、セパレ
ータを害することが可能であるので、活性カソード物質
を溶解するのは不可能である。
体電解質が、それらがアノードのアルカリ金属のカチオ
ンを含むのであれば、使用され得る。適当な電解質は、
塩化物アニオンのようなハロンゲン化物アニオンを通常
含む。該アニオンは、セパレータ及びカソードと化学的
に且つ電気化学的に相溶性があり、セパレータを害する
ことが不可能であり、又は活性カソード物質が電解質中
に溶解されている時、活性カソード物質が通常、セパレ
ータを害することが可能であるので、活性カソード物質
を溶解するのは不可能である。
【００２３】上記に記載の種々の特許及び特許出願にお
いて、本発明のセルの種々の特徴の微細構造及び電気化
学特性に関する種々の選択が記載されている。米国特許
第４５４６０５５号は、本発明のバッテリに適当なセル
が引き出される基本的セル電気化学的性質を記載する。
米国特許４５２９６７６号は、カソードの遷移金属含有
マトリック及びアルカリ金属ハロゲン化物放電反応物質
から本発明バッテリに適当なセルのためのカソードを製
造する方法を記載する。米国特許第４５６０６２７号は
過充電からＦｅ／ＦｅＣｌ2カソードを保護するために
Ｆｅ／ＦｅＣｌ2カソードと平行してカソード物質とし
てＣｏ／ＣｏＣｌ2又はＮｉ／ＮｉＣｌ2の使用を記載す
る。米国特許第４５９２９６９号は、電解質中における
ＡｌＣｌ3によりβアルミナセパレータへの害から発生
すると考えられている持続循環運動を伴うセルの漸次的
内部抵抗の発生に抵抗するようにＮａＡｌＣｌ4におけ
るドープ剤としてフッ化物アニオンの使用を記載する。
米国特許４７７２４４９号は、粒子状形態の遷移金属を
酸化し、次にそれらを還元することにより、中に分散さ
れるナトリウム塩化物と共に遷移金属［Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ，Ｃｏ又はＭｎ］カソードマトリックスを製造する、
本発明のセルに適当なカソードの製造方法を記載する。
米国特許第４７９７３３２号は、溶融アノードアルカリ
金属によりセパレータ表面の湿潤性を改良するためにセ
ラミック固体電解質のアノードのアルカリ金属に向けら
れている表面を遷移金属酸化物でドープすることを記載
する。米国特許第４７９７３３３号は、アルカリ金属ア
ルミニウムハロゲン化物溶融塩電解質と、アルカリ金属
ハロゲン化物と、アルミニウと遷移金属［Ｆｅ，Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｃｏ、又はＭｎ］とを含むカソード前駆体を充電
することにより本発明のセルに適するカソードを製造す
る方法を記載する。英国特許出願公告第２１９３８３７
Ａ号は、本発明のセルに適するナトリウムアノード中に
溶解されるマグネシウムを使用することを記載してお
り、マグネシウムは、βアルミナセパレータと共に使用
されるとき、ナトリウム／セパレータの境界面で増大し
得るナトリウム中で溶解された不純物のゲッタとして作
用する。米国特許第４９７５３４４号は、薄いカソード
構造を有する問題のタイプのセル及びバッテリを記載す
る。米国特許第５０５１３２４号は、薄いカソード構造
を有するセルを製造する方法を記載する。
いて、本発明のセルの種々の特徴の微細構造及び電気化
学特性に関する種々の選択が記載されている。米国特許
第４５４６０５５号は、本発明のバッテリに適当なセル
が引き出される基本的セル電気化学的性質を記載する。
米国特許４５２９６７６号は、カソードの遷移金属含有
マトリック及びアルカリ金属ハロゲン化物放電反応物質
から本発明バッテリに適当なセルのためのカソードを製
造する方法を記載する。米国特許第４５６０６２７号は
過充電からＦｅ／ＦｅＣｌ2カソードを保護するために
Ｆｅ／ＦｅＣｌ2カソードと平行してカソード物質とし
てＣｏ／ＣｏＣｌ2又はＮｉ／ＮｉＣｌ2の使用を記載す
る。米国特許第４５９２９６９号は、電解質中における
ＡｌＣｌ3によりβアルミナセパレータへの害から発生
すると考えられている持続循環運動を伴うセルの漸次的
内部抵抗の発生に抵抗するようにＮａＡｌＣｌ4におけ
るドープ剤としてフッ化物アニオンの使用を記載する。
米国特許４７７２４４９号は、粒子状形態の遷移金属を
酸化し、次にそれらを還元することにより、中に分散さ
れるナトリウム塩化物と共に遷移金属［Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ，Ｃｏ又はＭｎ］カソードマトリックスを製造する、
本発明のセルに適当なカソードの製造方法を記載する。
米国特許第４７９７３３２号は、溶融アノードアルカリ
金属によりセパレータ表面の湿潤性を改良するためにセ
ラミック固体電解質のアノードのアルカリ金属に向けら
れている表面を遷移金属酸化物でドープすることを記載
する。米国特許第４７９７３３３号は、アルカリ金属ア
ルミニウムハロゲン化物溶融塩電解質と、アルカリ金属
ハロゲン化物と、アルミニウと遷移金属［Ｆｅ，Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｃｏ、又はＭｎ］とを含むカソード前駆体を充電
することにより本発明のセルに適するカソードを製造す
る方法を記載する。英国特許出願公告第２１９３８３７
Ａ号は、本発明のセルに適するナトリウムアノード中に
溶解されるマグネシウムを使用することを記載してお
り、マグネシウムは、βアルミナセパレータと共に使用
されるとき、ナトリウム／セパレータの境界面で増大し
得るナトリウム中で溶解された不純物のゲッタとして作
用する。米国特許第４９７５３４４号は、薄いカソード
構造を有する問題のタイプのセル及びバッテリを記載す
る。米国特許第５０５１３２４号は、薄いカソード構造
を有するセルを製造する方法を記載する。
【００２４】従って、本発明の駆動システムのバッテリ
に適するセルの種々の特徴（アノード、セパレータ、カ
ソード等）の微細構造と電気化学的特性に関する限り、
それらの製造方法、組み合わせの多様性及び可能性は、
例えば、上記の先行の特許及び特許出願において記載さ
れるように有効であり、これらの、多様な選択の組み合
わせは、所望され、両立できれば使用されることが、認
められる。これらの先行技術文献は、適当なセパレータ
及び溶融アルカリ金属アノードを記載する。特に、充電
及び放電の適当な割合が大体可能である薄いカソードの
マトリックスを有するセルは、上記に記載のように、米
国特許第４９７５３４４号に記載されている。
に適するセルの種々の特徴（アノード、セパレータ、カ
ソード等）の微細構造と電気化学的特性に関する限り、
それらの製造方法、組み合わせの多様性及び可能性は、
例えば、上記の先行の特許及び特許出願において記載さ
れるように有効であり、これらの、多様な選択の組み合
わせは、所望され、両立できれば使用されることが、認
められる。これらの先行技術文献は、適当なセパレータ
及び溶融アルカリ金属アノードを記載する。特に、充電
及び放電の適当な割合が大体可能である薄いカソードの
マトリックスを有するセルは、上記に記載のように、米
国特許第４９７５３４４号に記載されている。
【００２５】
【実施例】本発明は、添付の概略図を参照しながら実施
例として記載される。
例として記載される。
【００２６】図１において、参照番号１０は、箱型乗用
自動車（図示せず）のための本発明の駆動システムを示
す。
自動車（図示せず）のための本発明の駆動システムを示
す。
【００２７】システム１０は、タービン１６のフローラ
インにより連結されている燃料タンク１２を含む。ター
ビンは、液体炭化水素燃料により駆動され、軸受２０に
より支持されているシャフト１８に取付られている。シ
ャフト１８は、発電機２２への動力入力を形成する。
インにより連結されている燃料タンク１２を含む。ター
ビンは、液体炭化水素燃料により駆動され、軸受２０に
より支持されているシャフト１８に取付られている。シ
ャフト１８は、発電機２２への動力入力を形成する。
【００２８】発電機２２は、適当な充電コントローラ２
５を介して再充電可能なバッテリ２８の端子２６に電気
リード２４により連結されている。端子２６は、適当な
電力コントローラ３１に電気リードを介して連結されて
おり、電力コントローラ３１は、電気モータ３２にリー
ド３０により連結されている。直流モータでは、コント
ローラは、直流変換器を有しており、交流モータでは、
コントローラは、インバータを有する。モータ３２は、
該自動車の伝達部分（図示されない）を形成するギアボ
ックスに連結する電気出力シャフト３４を有する。
５を介して再充電可能なバッテリ２８の端子２６に電気
リード２４により連結されている。端子２６は、適当な
電力コントローラ３１に電気リードを介して連結されて
おり、電力コントローラ３１は、電気モータ３２にリー
ド３０により連結されている。直流モータでは、コント
ローラは、直流変換器を有しており、交流モータでは、
コントローラは、インバータを有する。モータ３２は、
該自動車の伝達部分（図示されない）を形成するギアボ
ックスに連結する電気出力シャフト３４を有する。
【００２９】図１に示される実施例において、タービン
１６は、約３０ｋＷの定格出力を有しており、タービン
１６と同じ設計操作速度を有している発電機は２２は、
約２５ｋＷの電気出力を有する。
１６は、約３０ｋＷの定格出力を有しており、タービン
１６と同じ設計操作速度を有している発電機は２２は、
約２５ｋＷの電気出力を有する。
【００３０】バッテリ２８は、３０ｋＷｈの容量を有し
ており、少なくとも７０％未満の充電深度（ｄｅｐｔｈ
ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）に発電機により２５ｋＷの割合
で充電され得る。バッテリ２８は、７０％未満の放電深
度で、放電と同時に電気出力を５０ｋＷの割合でモータ
３２に供給することができる。モータ３２は、発電機２
２(２５ｋＷ)の出力とバッテリ２８(５０ｋＷ)の最大出
力の合計７５ｋＷの電気出力を受け取るととができる。
ており、少なくとも７０％未満の充電深度（ｄｅｐｔｈ
ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）に発電機により２５ｋＷの割合
で充電され得る。バッテリ２８は、７０％未満の放電深
度で、放電と同時に電気出力を５０ｋＷの割合でモータ
３２に供給することができる。モータ３２は、発電機２
２(２５ｋＷ)の出力とバッテリ２８(５０ｋＷ)の最大出
力の合計７５ｋＷの電気出力を受け取るととができる。
【００３１】モータ３２は、発電機２２から２５ｋＷを
受け取ると少なくとも５時間、１２０ｋｍのレベルで、
且つ発電機２２のみにより駆動される時少なくとも６０
０ｋのレベルの自動車距離範囲で自動車を駆動し得る。
蓄電器は、０〜９０％の放電深度で少なくとも１時間、
２５ｋＷをモータに供給しながら、１１０ｋＷ／ｈｒの
レベルでそれ自体が自動車を駆動し得る。
受け取ると少なくとも５時間、１２０ｋｍのレベルで、
且つ発電機２２のみにより駆動される時少なくとも６０
０ｋのレベルの自動車距離範囲で自動車を駆動し得る。
蓄電器は、０〜９０％の放電深度で少なくとも１時間、
２５ｋＷをモータに供給しながら、１１０ｋＷ／ｈｒの
レベルでそれ自体が自動車を駆動し得る。
【００３２】自動車は、ヒルクライムでは、モータ３２
に発電機が２５ｋＷを平行に供給しながら、バッテリ２
８が５０ｋＷをコントローラ３１に、そこから、少なく
とも１５分間モータ３２に供給し得るよに構成されてい
る。自動車は従って、都会及びオープンロードの走行の
両方に両立性がある。発電機２２及びタービン１６によ
り駆動される時オープンロードでは、５００ｋｍを超え
る距離範囲を有しており、又バッテリ２８のみにより駆
動される時都会では１００ｋｍを超える距離範囲を有す
る。出発し操作速度に達するまで数分要し、その間自動
車はバッテリにより駆動される、タービンが使用され
る。自動車が発電機２２の全２５ｋＷ電気出力を消費す
る（経済走行速度）未満の速度でタービンにより駆動さ
れている時、タービンの過剰電力がバッテリ２８を充電
すると共に、完全にバッテリを充電を維持するように用
いられる。実際、システムは、電気回路を備えており、
そのため自動車が経済走行速度未満及び発電機２２の定
格及び設計電気出力未満で駆動されている時、タービン
１６及び発電機２２が断続的に操作されることができ、
且つバッテリが充電の所定深度未満に低下する時は常に
必要に応じて時々バッテリを充電する。
に発電機が２５ｋＷを平行に供給しながら、バッテリ２
８が５０ｋＷをコントローラ３１に、そこから、少なく
とも１５分間モータ３２に供給し得るよに構成されてい
る。自動車は従って、都会及びオープンロードの走行の
両方に両立性がある。発電機２２及びタービン１６によ
り駆動される時オープンロードでは、５００ｋｍを超え
る距離範囲を有しており、又バッテリ２８のみにより駆
動される時都会では１００ｋｍを超える距離範囲を有す
る。出発し操作速度に達するまで数分要し、その間自動
車はバッテリにより駆動される、タービンが使用され
る。自動車が発電機２２の全２５ｋＷ電気出力を消費す
る（経済走行速度）未満の速度でタービンにより駆動さ
れている時、タービンの過剰電力がバッテリ２８を充電
すると共に、完全にバッテリを充電を維持するように用
いられる。実際、システムは、電気回路を備えており、
そのため自動車が経済走行速度未満及び発電機２２の定
格及び設計電気出力未満で駆動されている時、タービン
１６及び発電機２２が断続的に操作されることができ、
且つバッテリが充電の所定深度未満に低下する時は常に
必要に応じて時々バッテリを充電する。
【００３３】実際的な理由から、バッテリ２８は、充電
状態のではＦｅＣｌ2の活性カソード物質を有している
上記に広く記載されたタイプの化学電池からなることが
好ましい。そのようなセルの幾何学的形状は、約０．５
〜５ｍｍ，典型的には、１〜４．５ｍｍの厚さを有する
のが望ましい平面板の特性のカソード構造を有してい
る、図２を参照して記載されたタイプであり得る。
状態のではＦｅＣｌ2の活性カソード物質を有している
上記に広く記載されたタイプの化学電池からなることが
好ましい。そのようなセルの幾何学的形状は、約０．５
〜５ｍｍ，典型的には、１〜４．５ｍｍの厚さを有する
のが望ましい平面板の特性のカソード構造を有してい
る、図２を参照して記載されたタイプであり得る。
【００３４】充電状態でＦｅＣｌ2を充填するカソード
に関する限りにおいて、充電状態でのカソードマトリッ
クスにおける多孔度及びＦｅＣｌ2の量は、概算の値で
ある０．２〜０．６Ａｈ／ｃｍ3、典型的には０．２２
５〜０．５２５Ａｈ／ｃｍ3、重量的には、カソードマ
トリックスの体積及び質量を夫々基礎にした０．２〜
０．６Ａｈ／ｇ及び０．２２〜０．５２Ａｈ／ｇの夫々
のカソード容量を提供するようなものである。エネルギ
密度の過度に高い値は、セル及びバッテリが必要な高電
力ゴールを達成することを可能にせず、一方、過度に低
い値は、必要な低質量の目標及び低体積の目標の達成を
可能とせず、従って、バッテリ及びセルは、充分に低い
重量及び体積と連結した充分な電気出力を有する。図１
Ａを参照すると、適当なセルマトリックスは、頂点が座
標をする三角形の領域の中に入る厚さと体積エネルギ密
度との組み合わせを有することを特徴とする。
に関する限りにおいて、充電状態でのカソードマトリッ
クスにおける多孔度及びＦｅＣｌ2の量は、概算の値で
ある０．２〜０．６Ａｈ／ｃｍ3、典型的には０．２２
５〜０．５２５Ａｈ／ｃｍ3、重量的には、カソードマ
トリックスの体積及び質量を夫々基礎にした０．２〜
０．６Ａｈ／ｇ及び０．２２〜０．５２Ａｈ／ｇの夫々
のカソード容量を提供するようなものである。エネルギ
密度の過度に高い値は、セル及びバッテリが必要な高電
力ゴールを達成することを可能にせず、一方、過度に低
い値は、必要な低質量の目標及び低体積の目標の達成を
可能とせず、従って、バッテリ及びセルは、充分に低い
重量及び体積と連結した充分な電気出力を有する。図１
Ａを参照すると、適当なセルマトリックスは、頂点が座
標をする三角形の領域の中に入る厚さと体積エネルギ密
度との組み合わせを有することを特徴とする。
【００３５】 マトリックス体積エネルギ マトリックス厚さ（ｍｍ） 密度（Ａｈ／ｃｍ3） ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ 好ましくは、頂点が座標を有する三角形の領域の中に入
る。
る。
【００３６】 マトリックス体積エネルギ マトリックス厚さ（ｍｍ） 密度（Ａｈ／ｃｍ3） ０．５２５ １．０ ０．２２５ １．０ ０．２２５ ４．５ 平面板のカソードに向けられた領域がＡｈ／ｃｍ2＜
０．２、好ましくは、＜１．１５及び更に好ましくは
０．１Ａｈ／ｃｍ2未満の制限条件に従うカソード容量
に関係するようにβ”アルミナ固体電解質分離板を設計
することが好ましい。
０．２、好ましくは、＜１．１５及び更に好ましくは
０．１Ａｈ／ｃｍ2未満の制限条件に従うカソード容量
に関係するようにβ”アルミナ固体電解質分離板を設計
することが好ましい。
【００３７】全体としてのバッテリは１００Ｗｈ／ｌを
超える体積エネルギ密度と１００Ｗｈ／ｋｇを超える重
量エネルギ密度を有する必要がある。
超える体積エネルギ密度と１００Ｗｈ／ｋｇを超える重
量エネルギ密度を有する必要がある。
【００３８】図２を参照すると、側断面立面図が、本発
明の自動車駆動システムのバッテリ２８の使用に意図さ
れている化学電池タイプに関して示されている。
明の自動車駆動システムのバッテリ２８の使用に意図さ
れている化学電池タイプに関して示されている。
【００３９】図２において、セルは３６で示されてい
る。セル３６は、溶融ナトリウムアノード３８と、β”
アルミナ固体電解質セパレータ４０と、充電状態では、
その中に分散されているＦｅＣｌ2及びその中に含浸さ
れた溶融ＮａＡｌＣｌ4とを有する多孔性鉄マトリック
スの形態でカソード４２とを有する。ＦｅＣｌ2は微細
に分割され、且つ／又は薄層の形態であり、充電状態の
マトリックスは、その中に分散されている固体形状のＮ
ａＣｌの小量を有し、そのため電解質のＮａＣｌ：Ａｌ
Ｃｌ3のモル比が常に１：１以上である。セル３６は、
矢印４６の方向から見ると四角い外形のハウジング４４
を有しており、ハウジングは、アノード３８及びカソー
ド４２のマトリックスに夫々電気的に連結されているア
ノード及びカソード端末（図示されない）が備えられて
いる。カソード４２のマトリックスは、セパレータ４０
と接触しており、セルは、ナトリウムアノードが含まれ
ている隔室を実質的に満たしているナトリウムアノード
３８で充電されている状態が示されている。
る。セル３６は、溶融ナトリウムアノード３８と、β”
アルミナ固体電解質セパレータ４０と、充電状態では、
その中に分散されているＦｅＣｌ2及びその中に含浸さ
れた溶融ＮａＡｌＣｌ4とを有する多孔性鉄マトリック
スの形態でカソード４２とを有する。ＦｅＣｌ2は微細
に分割され、且つ／又は薄層の形態であり、充電状態の
マトリックスは、その中に分散されている固体形状のＮ
ａＣｌの小量を有し、そのため電解質のＮａＣｌ：Ａｌ
Ｃｌ3のモル比が常に１：１以上である。セル３６は、
矢印４６の方向から見ると四角い外形のハウジング４４
を有しており、ハウジングは、アノード３８及びカソー
ド４２のマトリックスに夫々電気的に連結されているア
ノード及びカソード端末（図示されない）が備えられて
いる。カソード４２のマトリックスは、セパレータ４０
と接触しており、セルは、ナトリウムアノードが含まれ
ている隔室を実質的に満たしているナトリウムアノード
３８で充電されている状態が示されている。
【００４０】ハウジング４４は、ナトリウム３８を含む
アノード隔室４６と、カソード４２を含むカソード隔室
４８にセパレータ４０により分割される。ハウジング４
４は軟鋼で出来ており、アノード３８と接触するハウジ
ング４４の部分は、カソード４２に接触するハウジング
４４の部分から絶縁物質５０により電気的に絶縁されて
いる。可撓性ハウジング４４の壁を有することにより、
充電／放電中のアノード及びカソード体積の変化の用意
がなされる。その代わり不活性ガスのスペース（図示さ
れず）が隔室４６,４８に設けられる。
アノード隔室４６と、カソード４２を含むカソード隔室
４８にセパレータ４０により分割される。ハウジング４
４は軟鋼で出来ており、アノード３８と接触するハウジ
ング４４の部分は、カソード４２に接触するハウジング
４４の部分から絶縁物質５０により電気的に絶縁されて
いる。可撓性ハウジング４４の壁を有することにより、
充電／放電中のアノード及びカソード体積の変化の用意
がなされる。その代わり不活性ガスのスペース（図示さ
れず）が隔室４６,４８に設けられる。
【００４１】図２においてセパレータ４０は、カソード
４２のマトリックスのように平面板であり、このマトリ
ックスは、隔室４８を満たす。
４２のマトリックスのように平面板であり、このマトリ
ックスは、隔室４８を満たす。
【００４２】図３において、図２のセル３６のバッテリ
は２８で示されている。セルは、直列に向き合って配置
されて示されており、同一番号が、図２と同一部分の図
３に用いられている。バッテリ２８のセル３６のハウジ
ング１８は、四角い断面を有しており、且つ夫々５６及
び５８で示される末端壁及び隔壁を有する共通の箱型構
造５４により提供される。隔壁５８は隣接セルハウジン
グ４４の共通壁を形成すると共に末端壁４４は、バッテ
リ２８の対向端部でセル３６のハウジング４４の外側に
面する壁を形成する。
は２８で示されている。セルは、直列に向き合って配置
されて示されており、同一番号が、図２と同一部分の図
３に用いられている。バッテリ２８のセル３６のハウジ
ング１８は、四角い断面を有しており、且つ夫々５６及
び５８で示される末端壁及び隔壁を有する共通の箱型構
造５４により提供される。隔壁５８は隣接セルハウジン
グ４４の共通壁を形成すると共に末端壁４４は、バッテ
リ２８の対向端部でセル３６のハウジング４４の外側に
面する壁を形成する。
【００４３】図４では、図示されたセルは、再び３６で
示されており、別に特定されていなければ、同一の番号
が図２及び図３の同一部分に対して使用されている。図
４のセル３６は、図３の箱型構造５４と類似の軟鋼ハウ
ジング４４を有している。
示されており、別に特定されていなければ、同一の番号
が図２及び図３の同一部分に対して使用されている。図
４のセル３６は、図３の箱型構造５４と類似の軟鋼ハウ
ジング４４を有している。
【００４４】ハウジング４４においては、複数（三つ）
のアノード３８が、対向して離間され向き合った直列の
関係で示されている。アノード３８の間は，アノード３
８と交代に複数のカソード構造４２が設けられている。
二つの構造４２は、アノード３８の間に示されており、
構造４２は、列の各々の末端に、最も外側のアノード３
８の外側にその末端で示されている。列の末端の構造４
２は、アノード間３８の間の構造４２の半分の厚さであ
る。
のアノード３８が、対向して離間され向き合った直列の
関係で示されている。アノード３８の間は，アノード３
８と交代に複数のカソード構造４２が設けられている。
二つの構造４２は、アノード３８の間に示されており、
構造４２は、列の各々の末端に、最も外側のアノード３
８の外側にその末端で示されている。列の末端の構造４
２は、アノード間３８の間の構造４２の半分の厚さであ
る。
【００４５】各カソード４２は、図２のカソード４２の
形状と類似の平面板鉄マトリックスの形状であり、同様
に溶融ＮａＡｌＣｌ4で飽和され、その中に分散されて
いるＦｅＣｌ2及びＮａＣｌを有している。
形状と類似の平面板鉄マトリックスの形状であり、同様
に溶融ＮａＡｌＣｌ4で飽和され、その中に分散されて
いるＦｅＣｌ2及びＮａＣｌを有している。
【００４６】アノード３８は、溶融ナトリウム活性アノ
ード物質を含む平面箱型β”アルミナホルダの形状であ
る。
ード物質を含む平面箱型β”アルミナホルダの形状であ
る。
【００４７】図面の簡略化のために、構造４２は、アノ
ード３８から離間して示されているが、実際には、構造
及４２びアノード３８は、直列に互いに密接して対向し
且つ当接する。
ード３８から離間して示されているが、実際には、構造
及４２びアノード３８は、直列に互いに密接して対向し
且つ当接する。
【００４８】ハウジング４４は、構造４２及びアノード
３８の外側において、構造４２を浸漬すると共に飽和さ
せる溶融ＮａＡｌＣｌ4 の電解質で充填されている。
３８の外側において、構造４２を浸漬すると共に飽和さ
せる溶融ＮａＡｌＣｌ4 の電解質で充填されている。
【００４９】各構造４２は、ハウジング４４にマトリッ
クスを接続させる軟鋼線集電器（図示されない）を有し
ており、ハウジング４４は、セル３６のカソード端子を
形成する。各アノード３８は、連結されたアノードの
β”アルミナホルダにおける密閉開口を通過する軟鋼線
集電器（図示されない）を有している。ホルダにおい
て、集電器は、ホルダを一列に並べる適当な集電器メッ
シュ又はゲージに接続されている。ホルダの外側では、
集電器は、それが通過するＮａＡｌＣｌ4及びハウジン
グ４４から電気的に絶縁されている。アノード集電器線
は、ハウジング４４の外側に一緒に接続されており、そ
のためにセルは、単一のカソードを形成する用に、平行
に接続されているカソード構造４４と、複合アノードを
形成するように平行に接続されているアノード３８とを
有している。
クスを接続させる軟鋼線集電器（図示されない）を有し
ており、ハウジング４４は、セル３６のカソード端子を
形成する。各アノード３８は、連結されたアノードの
β”アルミナホルダにおける密閉開口を通過する軟鋼線
集電器（図示されない）を有している。ホルダにおい
て、集電器は、ホルダを一列に並べる適当な集電器メッ
シュ又はゲージに接続されている。ホルダの外側では、
集電器は、それが通過するＮａＡｌＣｌ4及びハウジン
グ４４から電気的に絶縁されている。アノード集電器線
は、ハウジング４４の外側に一緒に接続されており、そ
のためにセルは、単一のカソードを形成する用に、平行
に接続されているカソード構造４４と、複合アノードを
形成するように平行に接続されているアノード３８とを
有している。
【００５０】実際には、カソードマトリックスは、比較
的薄いことが期待される。図２及図３では、アノード３
８の間に配置されている図４の構造４のように、約３．
５ｍｍの厚さである。これらのマトリックスは、シート
の形であり、マトリックスの容量が０．３Ａｈ／ｇ及び
０．３４Ａｈ／ｃｍ3で表されるような、充電状態にお
いて多孔度とＦｅＣｌ2充填が与えられる。
的薄いことが期待される。図２及図３では、アノード３
８の間に配置されている図４の構造４のように、約３．
５ｍｍの厚さである。これらのマトリックスは、シート
の形であり、マトリックスの容量が０．３Ａｈ／ｇ及び
０．３４Ａｈ／ｃｍ3で表されるような、充電状態にお
いて多孔度とＦｅＣｌ2充填が与えられる。
【００５１】カソードシートの容量が０．１Ａｈ／ｃｍ
2（これはカソードマトリックスに対向して向けられて
る全部のセパレータ領域により分割されたカソードマト
リックスの全容量としてみなされる）で表わせれるよう
に、図２及び図３の図のセパレータ４０と、図４のアノ
ード８の固体電解質セパレータとして実際に機能するホ
ルダの壁とは、夫々、隣接するカソードマトリックシー
トに向けられ、対向される。
2（これはカソードマトリックスに対向して向けられて
る全部のセパレータ領域により分割されたカソードマト
リックスの全容量としてみなされる）で表わせれるよう
に、図２及び図３の図のセパレータ４０と、図４のアノ
ード８の固体電解質セパレータとして実際に機能するホ
ルダの壁とは、夫々、隣接するカソードマトリックシー
トに向けられ、対向される。
【００５２】出願人は、上記に記載された図２に示され
たタイプのセルは、セル容量の７０％に達する１時間に
亙る充電を受けることができると共に１：３のエネル
ギ：持続力を有することができることを示す実験を行っ
た。
たタイプのセルは、セル容量の７０％に達する１時間に
亙る充電を受けることができると共に１：３のエネル
ギ：持続力を有することができることを示す実験を行っ
た。
【００５３】これらのセルは従って図１を参照して記載
された自動車駆動システムに適している。
された自動車駆動システムに適している。
【図１】本発明に係わる自動車駆動システムのブロック
図である。
図である。
【図１Ａ】ｍｍ単位のセルカソードマトリックスの厚さ
に対するセルカソードマトリックス体積エネルギ密度の
プロットを示す図である。
に対するセルカソードマトリックス体積エネルギ密度の
プロットを示す図である。
【図２】図１の駆動システムのためのバッテリに適当な
電気化学セルの概略側断面立面図である。
電気化学セルの概略側断面立面図である。
【図３】図２のセルのバッテリの側断面立面図である。
【図４】図１の駆動システムのバッテリのための適当な
他の電気化学セルの図２及び図３と類似の側断面立面図
である。
他の電気化学セルの図２及び図３と類似の側断面立面図
である。
１０ システム １２ 燃料タンク １６ タービン ２２ 発電機 ２５ 充電コントローラ ２６ 端子 ２８ バッテリ ３１ 電力コントローラ ３２ 電気モータ
Claims (13)
- 【請求項１】 燃料の燃焼により駆動し得るエンジンの
形態の原動機と、エンジンに駆動的に連結されており、
エンジンによって駆動し得る発電機と、充電コントロー
ラを介して発電機に電気的に接続されており、発電機に
よって充電し得る電気化学動力貯蔵バッテリと、動力コ
ントローラを介してバッテリに電気的に接続されてお
り、バッテリによって駆動し得る電気モータとを備えて
おり、前記バッテリは、電気的に相互に接続された複数
の高温電気化学動力貯蔵セルからなり、前記セルの夫々
は、前記セルの作動温度で溶解するアルカリ金属アルミ
ニウムハロゲン化物溶融塩電解質が含浸された導電性電
解質透過性の多孔質マトリックスの形態のカソードと、
マトリックスの多孔質内部に分散しているＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，及びそれらの混合物からなる
グループから選択された遷移金属のハロゲン化物の形態
の電気的に能動のカソード物質と、セルの作動温度で溶
融し得、アノードのアルカリ金属の導電体であるセパレ
ータによってカソード及び溶融塩電解質から分離してい
るアルカリ金属能動アノード物質とを有しており、発電
機、バッテリ、コントローラ、及び電気モータは、発電
機がバッテリを充電し得ると共に、個別にかつ同時に電
気モータを駆動し得るように、かつ電気モータがバッテ
リ及び発電機によって個別にかつ同時に駆動され得るよ
うに相互に接続され得ており、バッテリのセルは、厚さ
０．５〜５ｍｍの横方向に圧縮されたプレートの形態の
カソード・マトリックスを有しており、マトリックス
は、０．２〜０．６Ａｈ／ｃｍ3の体積エネルギ密度を
有している路上自動車の駆動装置。 - 【請求項２】 バッテリが２０〜４０ｋＷｈのキャパシ
ティを有しており、発電機が２０〜４０ｋＷｈのパワー
出力を有しており、プレートが２〜５ｍｍの厚さを有し
ており、マトリックスが０．２〜０．４Ａｈ／ｇの重量
エネルギ密度を有している請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 プレートの厚さが１〜４．５ｍｍであ
り、体積エネルギ密度が０．２５５〜０．５２５Ａｈ／
ｃｍ3である請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 プレートは、体積エネルギ密度Ａｈ／ｃ
ｍ3対してプレートの厚さｍｍをプロットすると、プレ
ートは、各角部が座標をもつ三角形の境界の中にあるよ
うに次のマトリックス体積エネルギ密度及びマトリック
ス厚さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．６ ０．５ ０．２ ０．５ ０．２ ５．０ によって特徴付られている請求項１から３のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項５】 前記プレートは各角部が座標をもつ三角
形の境界の中にあるように次のマトリックスエネルギ密
度及びマトリックス厚さ、 マトリックス体積エネルギ密度（Ａｈ／ｃｍ3） マトリックス厚さ ０．５２５ １．０ ０．２２５ １．０ ０．２２５ ４．５ を有する請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 バッテリが、７０％の放電深度に達する
まで送出し得る１５〜２５ｋｗｈのキャパシティを有す
る請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項７】 バッテリが２０〜３５ｋＷｈの理論的キ
ャパシティを有しており、少なくとも１５分間保持し得
る４０〜８０ｋＷｈの最大パワー送出負荷比を有してい
る請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項８】 バッテリが、７０％の放電深度で２０〜
４０ｋＷの充電を受容し得る請求項１から７のいずれか
一項に記載の装置。 - 【請求項９】 エンジンが炭素質の液体燃料を使用する
内燃エンジン及び外燃エンジンから選択され，エンジン
が一定速度で回転するように構成されている請求項１か
ら８のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１０】 エンジンが、少なくとも１００，００
０ｒｐｍの一定速度で回転し炭化水素系液体燃料を使用
する請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 自動車が、少なくとも一つの駆動ホイ
ール及びパワー・トランスミッションを有しており、こ
れにより、電気モータのパワー出力が自動車の各駆動ホ
イールに連結されている請求項１から１０のいずれか一
項に記載の装置を有する路上自動車。 - 【請求項１２】 １０００〜１５００ｋｇの重量を有す
る乗用セダンである請求項１１に記載の路上自動車。 - 【請求項１３】 請求項１１又は１２に記載の路上自動
車を駆動する方法であって、発電機を駆動するエンジン
を駆動すために燃焼用燃料を燃焼させ、前記発電機がバ
ッテリ及び電気モータの少なくとも一つに電気パワーを
供給し、電気モータが、バッテリ及び発電機の少なくと
も一つから電気パワーを受容すると共に、自動車のパワ
ー・トランスミッションを介して、最終的に乗物の少な
くとも一つの駆動ホイールを駆動する方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9219585A GB9219585D0 (en) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | Drive system for a road vehicle |
| GB9219585.8 | 1992-12-21 | ||
| GB929226548A GB9226548D0 (en) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Drive system for a road vehicle |
| GB9226548.7 | 1992-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223870A true JPH06223870A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=26301628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5230557A Pending JPH06223870A (ja) | 1992-09-16 | 1993-09-16 | 路上自動車の駆動装置、及びその駆動方法、並びに路上自動車 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223870A (ja) |
| DE (1) | DE4331569A1 (ja) |
| FR (1) | FR2695597B1 (ja) |
| GB (1) | GB2271018A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012053555A1 (ja) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 溶融塩電池 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19502224C1 (de) * | 1995-01-25 | 1996-02-15 | Daimler Benz Ag | Serieller Hybridantrieb, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
| DE19511516C1 (de) * | 1995-03-29 | 1996-09-12 | Daimler Benz Ag | Hybridantrieb und Betriebsverfahren hierfür |
| DE19513696A1 (de) * | 1995-04-11 | 1996-10-17 | Alf Reichle | Verfahren zum Laden von zumindest einem Batterieset |
| DE19628877A1 (de) * | 1996-07-17 | 1998-01-22 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer ersten und einer zweiten Antriebs-Energiequelle |
| DE102007004172A1 (de) * | 2007-01-27 | 2008-07-31 | Volkswagen Ag | Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099589A (en) * | 1976-12-20 | 1978-07-11 | Trans Research Development Corporation | DC electric car with auxiliary power and AC drive motor |
| GB2069260B (en) * | 1980-02-09 | 1984-08-22 | Fengler W H | Electric vehicle propulsion system |
| GB8423961D0 (en) * | 1984-09-21 | 1984-10-31 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cells |
| GB8523444D0 (en) * | 1985-09-23 | 1985-10-30 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cell |
| GB8812586D0 (en) * | 1988-05-27 | 1988-06-29 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cell |
| GB8828229D0 (en) * | 1988-12-02 | 1989-01-05 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cell |
| DE4109379A1 (de) * | 1990-04-04 | 1991-10-10 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Kraftfahrzeugantrieb |
| US5283135A (en) * | 1991-10-10 | 1994-02-01 | University Of Chicago | Electrochemical cell |
-
1993
- 1993-09-15 FR FR9310992A patent/FR2695597B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-09-16 JP JP5230557A patent/JPH06223870A/ja active Pending
- 1993-09-16 GB GB9319219A patent/GB2271018A/en not_active Withdrawn
- 1993-09-16 DE DE4331569A patent/DE4331569A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012053555A1 (ja) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 溶融塩電池 |
| JP2012089381A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 溶融塩電池 |
| US9269941B2 (en) | 2010-10-20 | 2016-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Molten salt battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2695597B1 (fr) | 1995-04-07 |
| GB2271018A (en) | 1994-03-30 |
| DE4331569A1 (de) | 1994-03-17 |
| FR2695597A1 (fr) | 1994-03-18 |
| GB9319219D0 (en) | 1993-11-03 |
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