JPH1064597A - 二次電池電源装置 - Google Patents

二次電池電源装置

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JPH1064597A
JPH1064597A JP21845996A JP21845996A JPH1064597A JP H1064597 A JPH1064597 A JP H1064597A JP 21845996 A JP21845996 A JP 21845996A JP 21845996 A JP21845996 A JP 21845996A JP H1064597 A JPH1064597 A JP H1064597A
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JP
Japan
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secondary battery
power supply
hollow part
vacuum
battery
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JP21845996A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Horiba
達雄 堀場
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】1個の二次電池、あるいは複数個の二次電池か
らなる二次電池が収納容器により収納されてなる二次電
池電源装置において、室温あるいは低温で動作するエネ
ルギー密度の比較的高い二次電池を用いた電源装置に適
した、冷却および保温が可能でコンパクトな温度管理機
構を有する二次電池電源装置を提供する。 【解決手段】収納容器2が二次電池を真空断熱により保
温する機能及び冷却媒体により冷却する機能を備えてい
る構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池電源装置に
係り、とりわけ周囲温度の変化に対する二次電池電源装
置の温度を管理する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】大型二次電池を用いた二次電池電源装置
の温度管理に関する従来技術としては、鉛蓄電池とナト
リウム/イオウ電池の例がある。前者は電池のエネルギ
−密度が低いため、温度管理装置自体が巨大なものとな
り、電池が設置された電源室全体を温度管理の対象とす
る空気調節装置を備える方式が一般に採用されている。
一方、ナトリウム/イオウ電池では、鉛蓄電池よりもエ
ネルギ−密度が高いため、温度管理装置自体がコンパク
トになり、電池全体を容器に納めることが可能となる。
しかし、ナトリウム/イオウ電池は作動温度が300℃
以上の高温であり、その温度を保持することが必須であ
る。上記理由から、たとえば特開平8−17464号公
報に開示されているように、このナトリウム/イオウ電
池では、真空断熱容器に電池群を収納し、必要に応じて
ヒ−タで加熱をするなどの技術が開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の項に示
したように、二次電池電源装置では、それぞれの電池に
応じて最適な作動温度を維持するために、温度管理技術
が開発されている。しかし、鉛蓄電池の電源装置では、
鉛蓄電池のエネルギー密度が低いため装置自体が大きく
なりコンパクトな温度管理システムとはなりにくい。ま
た、ナトリウム/イオウ電池の温度管理技術では電池の
冷却技術が含まれていない。本発明が解決しようとする
課題は、室温あるいは低温で動作するエネルギー密度の
比較的高い二次電池を用いた電源装置に適した、冷却お
よび保温が可能でコンパクトな温度管理機構を有する二
次電池電源装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の1個あるいは複数個の二次電池が収納容器
2に収納されてなる二次電池電源装置は、収納容器2が
二次電池を真空断熱により保温する機能及び冷却媒体に
より冷却する機能を備えていることを特徴とする。二次
電池の真空断熱により保温を実現するには、例えば第一
壁面と第二壁面で形成された、収納容器壁の中空部分3
を真空にする。二次電池の冷却媒体により冷却を実現す
るには、例えば収納容器内に冷却媒体を導入する。
【0005】この技術によれば、1個あるいは複数個の
二次電池からなる電池群をコンパクトな機構でもって冷
却および保温の温度管理ができるようになる。すなわ
ち、例えば上記収納容器に上述した中空部分3を設け、
そこを真空にすることで熱伝導を低下させ、収納容器2
内の1個あるいは複数個の二次電池を保温することがで
きる。また、収納容器2内に冷却媒体を循環させる等の
手段で導入することにより1個あるいは複数個の二次電
池を冷却することができる。冷却媒体としては、空気、
水、油、あるいはエチレングリコ−ルなどの有機溶媒な
ども用いることができるが、本発明はこれらに限定され
ない。
【0006】二次電池の周囲温度が高くなり、二次電池
の作動時に電池温度が高くなるおそれのある夏期には、
冷却媒体により、それを循環させる等の手段で電池を冷
却しながら運転をする。二次電池の周囲温度が低くな
り、電池温度が低くなるおそれのある冬期には、真空断
熱手段を用い、二次電池の収納容器2の熱伝導を低下さ
せ1個あるいは複数個の二次電池を保温して、電池温度
の低下を抑制し、電池出力の低下を回避する。この場
合、単に断熱保温だけでなく、加熱装置により昇温させ
る方法も可能である。しかし、そうすれば加熱用のヒ−
タ、均熱化装置などが必要となり装置が複雑化すること
になるので、本発明ではその技術は採用しなかった。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を用いて説明する。図1において、1は密閉式二
次電池、2は二次電池収納容器、3は二次電池収納容器
2の中空部分、20および21は密閉式二次電池1の入
出力端子である。この電源装置に対し、4の真空ポンプ
により5の排気バルブを通して真空排気をして、第一壁
面と第二壁面で形成された、収納容器壁の中空部分3を
真空にする。このとき、6と7の液循環系バルブは閉じ
ておく。一方、液循環系は、上記の液循環系バルブ6、
7の他に、8の液循環ポンプ、11の熱交換器と12の
冷却系からなり、その他に液排出用バルブ10と9も含
む。図1に示した密閉式二次電池1は、正極活物質にコ
バルト酸リチウムを、負極に黒鉛を用いたロッキングチ
ェア型のリチウムイオン二次電池である。電池の定格仕
様は、125V−80Ahで容量10kWhである。リ
チウムイオン二次電池は鉛蓄電池等に比較してエネルギ
ー密度が高いため、一定の電力を貯蔵する際の二次電池
収納容器を、他の二次電池を用いた場合に比べコンパク
トにすることができる。このことにより真空にすべき空
間(例えば中空部分3)を小さくできるため、真空にす
るための装置(例えば真空ポンプ4)を小型化でき、且
つ真空にする操作が容易になる。
【0008】上記構成は、冷却媒体を収納容器2内部へ
導入し、循環させるものだが、第一壁面と第二壁面で形
成された、収納容器壁の中空部分3へ冷却媒体を導入
し、循環させる構成にしても良い。上記構成において中
空部分3へ冷却媒体を導入するに際し、中空部分3の初
期状態が真空であれば中空部分3の真空排気された状態
を解除してから中空部分3へ冷却媒体を導入し、二次電
池を冷却する。その後もう一度中空部分3を真空状態に
し、二次電池を断熱保温する場合は、完全に冷却媒体を
除去してから中空部分3を排気し、真空にする。
【0009】
【実施例】上記した発明の実施の形態で述べた二次電池
電源装置(実施例)、及び実施例と同一仕様の電池を用
いて温度管理を全くせずに周囲温度支配とした二次電池
電源装置(従来例)について以下の比較検討した。定格
容量の8時間率で1日1回の頻度で充放電を繰り返し
た。そのときの充放電の上下限電圧は、それぞれ142
Vと105Vとした。実施例の温度管理条件は、周囲温
度が15℃以下のときに二次電池収納容器2をその中空
部分3を真空にすることで断熱容器とし、周囲温度が2
5℃以上のときに二次電池収納容器内部に水を循環し熱
交換器を通して、電池周囲温度が25℃になるようにし
た。以上の条件で充放電を繰り返したときの電池出力の
変化を図2のAに示す。2年間の試験を通して容量のわ
ずかな変化はあるものの安定した電池出力を維持してい
た。従来例の二次電池電源装置の電池出力の変化を図2
のBに示す。2年間の試験を通して出力が温度の季節変
動に応じて変動していること、および経時的な出力低下
が大きいことが顕著であった。また長期間に亘り温度管
理をしなかった従来の二次電池電源装置に用いた二次電
池は、電池を構成する部品が温度変化による熱膨張、熱
収縮による劣化を受けていた。それに対し、本発明の二
次電池電源装置に用いた二次電池は電池を構成する部品
が殆ど損傷していなかった。従って二次電池の長寿命化
にも本発明は効果があると考えられる。
【0010】本実施例では収納容器2が二次電池を真空
断熱により保温する機能を収納容器の第一壁面と第二壁
面で形成された、収納容器壁の中空部分3を真空にする
こと、冷却媒体により冷却する機能を収納容器内へ冷却
媒体を導入し、循環させることで実現したが、請求項に
記載した範囲で別の手段を選択することができる。
【0011】
【発明の効果】本発明により、室温あるいは低温で動作
するエネルギー密度の比較的高い二次電池を用いた電源
装置に適した、冷却および保温が可能な温度管理機構を
有するコンパクトな二次電池電源装置を提供することが
できた。この二次電池電源装置は周囲温度の変化によっ
ても出力が安定で、長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二次電池電源装置の一例の構成を示す
図である。
【図2】本発明の二次電池電源装置を用いたときの電池
充放電試験結果と、本発明の温度管理機構を設けない場
合の電池寿命試験結果を示す図である。
【符号の説明】
1.密閉式二次電池 2.収納容器 3.中空部分 4.真空ポンプ 5.排気バルブ 6.液循環系バルブ 7.液循環系バルブ 8.液循環ポンプ 9.液排出用バルブ 10.液排出用バルブ 11.熱交換器 12.冷却系 20.密閉式二次電池あるいは電池群の入出力端子 21.密閉式二次電池あるいは電池群の入出力端子

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1個あるいは複数個の二次電池が収納容器
    に収納されてなる二次電池電源装置において、 前記収納容器が二次電池を真空断熱により保温する機能
    及び冷却媒体により冷却する機能を備えていることを特
    徴とする二次電池電源装置。
  2. 【請求項2】真空断熱により保温する機能が、第一壁面
    と第二壁面で形成された、収納容器壁の中空部分を真空
    にすることである請求項1記載の二次電池電源装置。
  3. 【請求項3】冷却媒体により冷却する機能が、収納容器
    内に冷却媒体を導入することである請求項1記載の二次
    電池電源装置。
  4. 【請求項4】真空断熱により保温する機能が、第一壁面
    と第二壁面で形成された、収納容器壁の中空部分を真空
    にすることであり、冷却媒体により冷却する機能が、前
    記中空部分に冷却媒体を導入することである請求項1記
    載の二次電池電源装置。
  5. 【請求項5】二次電池がリチウムイオン二次電池である
    請求項1〜4のいずれかに記載の二次電池電源装置。
JP21845996A 1996-08-20 1996-08-20 二次電池電源装置 Pending JPH1064597A (ja)

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