JPH07105993A - 電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法 - Google Patents
電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法Info
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- JPH07105993A JPH07105993A JP5251299A JP25129993A JPH07105993A JP H07105993 A JPH07105993 A JP H07105993A JP 5251299 A JP5251299 A JP 5251299A JP 25129993 A JP25129993 A JP 25129993A JP H07105993 A JPH07105993 A JP H07105993A
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- Japan
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- series
- parallel
- modules
- breaker
- circuit breaker
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の電池スタックを並列接続して成るモジ
ュールを複数台直列に接続して運転される電力貯蔵用亜
鉛−臭素電池の制御方法において、各モジュール間の性
能の違いによるアンバランスの拡大を防ぐとともに、内
部短絡による電流集中を防ぐ。 【構成】 シャント抵抗Ｒと電池スタックを直列接続し
た直列回路を複数個並列に接続し、該並列回路に、電圧
変換器Ｖを並列接続するとともに遮断器Ａを直列接続
し、該遮断器Ａおよび前記並列回路をバイパスする電路
に遮断器Ｂを接続してモジュールを構成し、該モジュー
ルを複数個直列に接続する。放電時は、前記電圧変換器
Ｖが電圧零を検出したときに遮断器Ａを開放するととも
に遮断器Ｂを投入し、充電時は、前記シャント抵抗Ｒが
平均スタック電流とは異なる値の電流を検出したときに
遮断器Ａを開放するとともに遮断器Ｂを投入する。
ュールを複数台直列に接続して運転される電力貯蔵用亜
鉛−臭素電池の制御方法において、各モジュール間の性
能の違いによるアンバランスの拡大を防ぐとともに、内
部短絡による電流集中を防ぐ。 【構成】 シャント抵抗Ｒと電池スタックを直列接続し
た直列回路を複数個並列に接続し、該並列回路に、電圧
変換器Ｖを並列接続するとともに遮断器Ａを直列接続
し、該遮断器Ａおよび前記並列回路をバイパスする電路
に遮断器Ｂを接続してモジュールを構成し、該モジュー
ルを複数個直列に接続する。放電時は、前記電圧変換器
Ｖが電圧零を検出したときに遮断器Ａを開放するととも
に遮断器Ｂを投入し、充電時は、前記シャント抵抗Ｒが
平均スタック電流とは異なる値の電流を検出したときに
遮断器Ａを開放するとともに遮断器Ｂを投入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の電池モジュールを
直列に接続して充電、放電、完全放電を行う電力貯蔵用
亜鉛−臭素電池の制御方法に関する。
直列に接続して充電、放電、完全放電を行う電力貯蔵用
亜鉛−臭素電池の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の実証
試験は、電力変電所において例えば１０００ＫＷ級電池
のパイロットプラントにより行われていた。この実証試
験においては図２に示すようなストリング構成が用いら
れていた。図２において２４個の電池スタックを並列接
続してなるモジュールは複数台（１〜２４）直列に接続
されている。このような構成において充電、放電、完全
放電等が行われる。
試験は、電力変電所において例えば１０００ＫＷ級電池
のパイロットプラントにより行われていた。この実証試
験においては図２に示すようなストリング構成が用いら
れていた。図２において２４個の電池スタックを並列接
続してなるモジュールは複数台（１〜２４）直列に接続
されている。このような構成において充電、放電、完全
放電等が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に示される構成の
プラントにおいて、各モジュール１〜２４の性能の違い
により、特に放電末期にモジュール間の性能のばらつき
が顕著に表れた。
プラントにおいて、各モジュール１〜２４の性能の違い
により、特に放電末期にモジュール間の性能のばらつき
が顕著に表れた。
【０００４】具体的には性能の悪いモジュールの電圧が
急激に低下し、２４台のモジュール中、数台の性能の悪
いモジュールによってストリング電圧は放電終止電圧
（７２０Ｖ）まで低下した。つまり２〜３割の性能の悪
いモジュールによって全体の効率が決定されていた。
急激に低下し、２４台のモジュール中、数台の性能の悪
いモジュールによってストリング電圧は放電終止電圧
（７２０Ｖ）まで低下した。つまり２〜３割の性能の悪
いモジュールによって全体の効率が決定されていた。
【０００５】さらに各モジュール１〜２４は直列に接続
されているため、放電後に行われる完全放電において
も、残留亜鉛の除去は行われても、完全放電終了時点に
おける負極側臭素濃度は性能の悪いモジュールは高く、
良いモジュールは低い状態で終了する。
されているため、放電後に行われる完全放電において
も、残留亜鉛の除去は行われても、完全放電終了時点に
おける負極側臭素濃度は性能の悪いモジュールは高く、
良いモジュールは低い状態で終了する。
【０００６】 亜鉛が残っている時の負極反応：Ｚｎ→Ｚｎ2+＋２ｅ 亜鉛がなくなった時の負極反応：２Ｂｒ-→Ｂｒ2＋２ｅ その状態で次の充電が行われるため性能の良いモジュー
ルと悪いモジュールの格差はサイクルが進む程広がって
いた。
ルと悪いモジュールの格差はサイクルが進む程広がって
いた。
【０００７】また充電中に、モジュール内の並列に接続
された電池スタック（例えば３０セル直列）のうちの１
スタックの内部の１セルが短絡（デンドライトによる）
をおこした場合、該スタックの開路電圧が２９スタック
分の開路電圧に低下し、並列接続の当該スタックに集中
して電流が流れ、内部で局部発熱をおこし、それが進む
と電極の溶解により液漏れが起こっていた。
された電池スタック（例えば３０セル直列）のうちの１
スタックの内部の１セルが短絡（デンドライトによる）
をおこした場合、該スタックの開路電圧が２９スタック
分の開路電圧に低下し、並列接続の当該スタックに集中
して電流が流れ、内部で局部発熱をおこし、それが進む
と電極の溶解により液漏れが起こっていた。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、モジュール間アンバランスの拡大を防ぐと
ともに、内部短絡による電流集中を防ぐことができる電
力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法を提供することにあ
る。
その目的は、モジュール間アンバランスの拡大を防ぐと
ともに、内部短絡による電流集中を防ぐことができる電
力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通の電解液
槽を有し、複数の電池スタックを並列接続して成るモジ
ュールを複数台直列に接続して構成された電力貯蔵用亜
鉛−臭素電池の制御方法において、電池スタックおよび
電流検出手段を直列接続して成る直列回路を複数個並列
に接続し、該並列回路に、電圧検出手段を並列接続する
とともに第１の遮断器を直列接続し、前記並列回路およ
び第１の遮断器から成る直列回路に第２の遮断器を並列
接続してモジュールを構成し、該モジュールを複数個直
列に接続し、前記直列接続された複数のモジュールの放
電時は、前記電圧検出手段が電圧低下を検出したときに
第１の遮断器を開放するとともに第２の遮断器を投入
し、前記複数のモジュールの充電時は、前記電流検出手
段が異常電流を検出したときに第１の遮断器を開放する
とともに第２の遮断器を投入することを特徴としてい
る。
槽を有し、複数の電池スタックを並列接続して成るモジ
ュールを複数台直列に接続して構成された電力貯蔵用亜
鉛−臭素電池の制御方法において、電池スタックおよび
電流検出手段を直列接続して成る直列回路を複数個並列
に接続し、該並列回路に、電圧検出手段を並列接続する
とともに第１の遮断器を直列接続し、前記並列回路およ
び第１の遮断器から成る直列回路に第２の遮断器を並列
接続してモジュールを構成し、該モジュールを複数個直
列に接続し、前記直列接続された複数のモジュールの放
電時は、前記電圧検出手段が電圧低下を検出したときに
第１の遮断器を開放するとともに第２の遮断器を投入
し、前記複数のモジュールの充電時は、前記電流検出手
段が異常電流を検出したときに第１の遮断器を開放する
とともに第２の遮断器を投入することを特徴としてい
る。
【００１０】
【作用】充電時や放電時に性能の悪いモジュール、又は
異常のあるモジュールだけを速やかに切り離すことがで
きる。このため放電時はそれ以降のモジュール間アンバ
ランスの拡大を防止でき、充電時はスタック内短絡によ
る被害を液漏れにまで発展させることがない。
異常のあるモジュールだけを速やかに切り離すことがで
きる。このため放電時はそれ以降のモジュール間アンバ
ランスの拡大を防止でき、充電時はスタック内短絡によ
る被害を液漏れにまで発展させることがない。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照しながら本発明の一実施例を
説明する。図１において図２と同一部分は同一符号をも
って示している。図１は直列接続される複数のモジュー
ルのうちの１個のモジュールを示している。本実施例に
よるモジュールは、電池スタックに、電流を測定するた
めのシャント抵抗Ｒを直列接続した直列回路を複数個並
列に接続し、該並列回路に、モジュール電圧を測定する
電圧変換器Ｖを並列接続するとともに遮断器Ａを直列接
続し、該遮断器Ａおよび前記並列回路をバイパスする電
路に遮断器Ｂを接続して構成されている。
説明する。図１において図２と同一部分は同一符号をも
って示している。図１は直列接続される複数のモジュー
ルのうちの１個のモジュールを示している。本実施例に
よるモジュールは、電池スタックに、電流を測定するた
めのシャント抵抗Ｒを直列接続した直列回路を複数個並
列に接続し、該並列回路に、モジュール電圧を測定する
電圧変換器Ｖを並列接続するとともに遮断器Ａを直列接
続し、該遮断器Ａおよび前記並列回路をバイパスする電
路に遮断器Ｂを接続して構成されている。
【００１２】このように構成されたモジュールを複数個
直列に接続し、充電、放電時に次のような制御を行う。
まず放電時は、モジュール電圧が零になった時点で遮断
器Ａを切り離すと同時に遮断器Ｂを投入してバイパスさ
せる。また充電中においては各スタック電流に差がでた
時点（例えば複数スタックの平均スタック電流との差が
１割以上発生した時点）で前記同様のバイパス操作を行
う。
直列に接続し、充電、放電時に次のような制御を行う。
まず放電時は、モジュール電圧が零になった時点で遮断
器Ａを切り離すと同時に遮断器Ｂを投入してバイパスさ
せる。また充電中においては各スタック電流に差がでた
時点（例えば複数スタックの平均スタック電流との差が
１割以上発生した時点）で前記同様のバイパス操作を行
う。
【００１３】このような放電中のバイパス操作により、
それ以降のモジュール間アンバランスの拡大を、電流を
流さないことによって防止することができる。また充電
中のバイパス操作により、スタック内短絡による被害を
液漏れにまで発展させないことが可能となった。
それ以降のモジュール間アンバランスの拡大を、電流を
流さないことによって防止することができる。また充電
中のバイパス操作により、スタック内短絡による被害を
液漏れにまで発展させないことが可能となった。
【００１４】尚各モジュールにおけるスタックの個数や
直列接続するモジュールの台数等は実施例に限らず他の
個数でも良く、また電流検出手段、電圧検出手段はシャ
ント抵抗Ｒ、電圧変換器Ｖに限らず他の検出器を用いて
も良い。
直列接続するモジュールの台数等は実施例に限らず他の
個数でも良く、また電流検出手段、電圧検出手段はシャ
ント抵抗Ｒ、電圧変換器Ｖに限らず他の検出器を用いて
も良い。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電池スタ
ックおよび電流検出手段を直列接続して成る直列回路を
複数個並列に接続し、該並列回路に、電圧検出手段を並
列接続するとともに第１の遮断器を直列接続し、前記並
列回路および第１の遮断器から成る直列回路に第２の遮
断器を並列接続してモジュールを構成し、該モジュール
を複数個直列に接続し、前記直列接続された複数のモジ
ュールの放電時は、前記電圧検出手段が電圧低下を検出
したときに第１の遮断器を開放するとともに第２の遮断
器を投入し、前記複数のモジュールの充電時は、前記電
流検出手段が異常電流を検出したときに第１の遮断器を
開放するとともに第２の遮断器を投入するように構成し
たので、次のような優れた効果が得られる。
ックおよび電流検出手段を直列接続して成る直列回路を
複数個並列に接続し、該並列回路に、電圧検出手段を並
列接続するとともに第１の遮断器を直列接続し、前記並
列回路および第１の遮断器から成る直列回路に第２の遮
断器を並列接続してモジュールを構成し、該モジュール
を複数個直列に接続し、前記直列接続された複数のモジ
ュールの放電時は、前記電圧検出手段が電圧低下を検出
したときに第１の遮断器を開放するとともに第２の遮断
器を投入し、前記複数のモジュールの充電時は、前記電
流検出手段が異常電流を検出したときに第１の遮断器を
開放するとともに第２の遮断器を投入するように構成し
たので、次のような優れた効果が得られる。
【００１６】（１）放電時、いち早く電圧が低下したモ
ジュールをバイパスすることにより、各モジュール間ア
ンバランスの拡大を防ぐことができる。
ジュールをバイパスすることにより、各モジュール間ア
ンバランスの拡大を防ぐことができる。
【００１７】（２）充電時、スタック間アンバランスが
発生したモジュールをバイパスすることによりスタック
内の例えばデンドライト発生による内部短絡による電流
集中を防ぐことができ、引き続きおこると予想される液
漏れ事故を未然に防ぐことができる。
発生したモジュールをバイパスすることによりスタック
内の例えばデンドライト発生による内部短絡による電流
集中を防ぐことができ、引き続きおこると予想される液
漏れ事故を未然に防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】従来のストリングモジュール構成の一例を示す
回路図。
回路図。
１〜２４…電池モジュール Ａ、Ｂ…遮断器 Ｖ…電圧変換器 Ｒ…シャント抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 共通の電解液槽を有し、複数の電池スタ
ックを並列接続して成るモジュールを複数台直列に接続
して構成された電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法に
おいて、 電池スタックおよび電流検出手段を直列接続して成る直
列回路を複数個並列に接続し、該並列回路に、電圧検出
手段を並列接続するとともに第１の遮断器を直列接続
し、前記並列回路および第１の遮断器から成る直列回路
に第２の遮断器を並列接続してモジュールを構成し、該
モジュールを複数個直列に接続し、 前記直列接続された複数のモジュールの放電時は、前記
電圧検出手段が電圧低下を検出したときに第１の遮断器
を開放するとともに第２の遮断器を投入し、前記複数の
モジュールの充電時は、前記電流検出手段が異常電流を
検出したときに第１の遮断器を開放するとともに第２の
遮断器を投入することを特徴とする電力貯蔵用亜鉛−臭
素電池の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25129993A JP3470359B2 (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25129993A JP3470359B2 (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105993A true JPH07105993A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3470359B2 JP3470359B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17220746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25129993A Expired - Fee Related JP3470359B2 (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 電力貯蔵用亜鉛−臭素電池の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3470359B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153911A1 (ja) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
| US11207983B2 (en) * | 2016-09-27 | 2021-12-28 | Robert Bosch Gmbh | Converter, electrical drive system, and method for charging an electrical energy store |
-
1993
- 1993-10-07 JP JP25129993A patent/JP3470359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009153911A1 (ja) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
| JP2010003546A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Panasonic Corp | 電池パック |
| US11207983B2 (en) * | 2016-09-27 | 2021-12-28 | Robert Bosch Gmbh | Converter, electrical drive system, and method for charging an electrical energy store |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3470359B2 (ja) | 2003-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |