(57)【要約】【課題】溶融塩電池システムにおいて起動時の加熱に要する電力負担の影響を緩和する。【解決手段】本発明は、負荷に電力を供給することが可能な溶融塩電池システム２００であって、溶融塩を電解質とする溶融塩電池Ｂと、溶融塩電池Ｂを、通常電力源ＰＳ１に接続可能な充電用スイッチＳＷ２と、溶融塩電池Ｂを加熱するヒータ１４と、制御装置１３０とを備える。制御装置１３０は、通常電力源ＰＳ１、及び、専用電力源ＰＳ２のいずれか一方に、ヒータ１４を接続可能な加熱用スイッチＳＷ３，ＳＷ４と、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電する状態及び専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態のいずれか一方を加熱用スイッチＳＷ３，ＳＷ４の制御により選択可能であり、溶融塩電池Ｂの起動から所定の条件が満たされるまでの間は、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態を選択する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給することが可能な溶融塩電池システムであって、
溶融塩を電解質とする溶融塩電池と、
前記溶融塩電池を、当該溶融塩電池システムの外部にある第１電力源に接続可能な充電用スイッチと、
前記溶融塩電池を加熱する加熱装置と、
前記第１電力源、及び、当該溶融塩電池システムの外部にある第２電力源のいずれか一方に、前記加熱装置を接続可能な加熱用スイッチと、
前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態及び前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態のいずれか一方を前記加熱用スイッチの制御により選択可能であり、前記溶融塩電池の起動から所定の条件が満たされるまでの間は、前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する制御装置と
を備えている溶融塩電池システム。
【請求項２】
前記第１電力源は、前記負荷に電力を供給する電力源であり、前記第２電力源は、前記負荷とは接続されない電力源である請求項１記載の溶融塩電池システム。
【請求項３】
前記第２電力源は、前記第１電力源よりも、電力供給の余力が多い電力源である請求項１記載の溶融塩電池システム。
【請求項４】
前記溶融塩電池の温度を検知する温度センサを備え、
前記溶融塩電池の温度が所定値より低い場合には、前記制御装置は前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択し、前記溶融塩電池の温度が前記所定値より高い場合には、前記制御装置は前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融塩電池システム。
【請求項５】
前記加熱装置の動作開始時及びその時から所定時間が経過するまでは、前記制御装置は前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択し、前記所定時間が経過すると、前記制御装置は前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融塩電池システム。
【請求項６】
前記第２電力源から前記加熱装置に流れる電流を検知する電流センサを備え、
前記加熱装置の動作開始時及びその時から当該加熱装置へ入力した積算電力量が所定値より少ない場合は、前記制御装置は前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択し、前記積算電力量が前記所定値より多い場合は、前記制御装置は前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融塩電池システム。
【請求項７】
前記溶融塩電池の開放電圧を検知する電圧センサを備え、
前記溶融塩電池の開放電圧が所定値より低い場合は、前記制御装置は前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択し、前記開放電圧が前記所定値より高い場合は、前記制御装置は前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する請求項１〜３のいずれか１項に記載の溶融塩電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融塩を電解質とする溶融塩電池によって構成され、負荷に電力を供給することが可能な溶融塩電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、家庭用等の小規模需要家に設置するための、二次電池を用いた電源装置の市場ニーズが高まっている。かかる電源装置は、例えば、停電時の非常用電源として使用することができる。
上記電源装置に使用する二次電池は、例えばリチウムイオン電池のように、エネルギー密度に優れたものが好ましい。但し、リチウムイオン電池は、電解液が可燃性であるという要注意点を有する。これに対して、近年、高いエネルギー密度に加えて、不燃性という強力な利点を持つ二次電池として、溶融塩を電解質とする溶融塩電池が開発され、注目されている（特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【０００３】
上記溶融塩電池の稼働温度領域は５７℃〜１９０℃であり、リチウムイオン電池の稼働温度領域（−２０℃〜８０℃）と比べると、特に高温領域での使用が可能である点で優れている。従って、不燃性で、高温領域でも使用できる溶融塩電池を用いた電源装置は、排熱スペースや防火等の装備が不要であり、素電池を高密度に集めて組電池を構成しても、全体としては比較的コンパクトな電源装置とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６７６４４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＳＥＩ  ＷＯＲＬＤ」２０１１年３月号（ＶＯＬ．４０２）、住友電気工業株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記溶融塩電池は、電解質が溶融状態でなければ充電することも放電させることもできない。電解質を溶融させるには、常温では得られない５７℃以上の温度が必要であり、また、より安定して動作させるためには、９０℃以上が望ましい。初期の起動時は、このような温度を得るための電気ヒータに大きな電力を供給することが必要であり、電源への負担が大きい。
【０００７】
かかる課題に鑑み、本発明は、二次電池として溶融塩電池を採用した電源装置である溶融塩電池システムにおいて、起動時の加熱に要する電力負担の影響を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、負荷に電力を供給することが可能な溶融塩電池システムであって、溶融塩を電解質とする溶融塩電池と、前記溶融塩電池を、当該溶融塩電池システムの外部にある第１電力源に接続可能な充電用スイッチと、前記溶融塩電池を加熱する加熱装置と、前記第１電力源、及び、当該溶融塩電池システムの外部にある第２電力源のいずれか一方に、前記加熱装置を接続可能な加熱用スイッチと、前記第１電力源から前記加熱装置に給電する状態及び前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態のいずれか一方を前記加熱用スイッチの制御により選択可能であり、前記溶融塩電池の起動から所定の条件が満たされるまでの間は、前記第２電力源から前記加熱装置に給電する状態を選択する制御装置とを備えたものである。
【０００９】
上記のように構成された溶融塩電池システムでは、溶融塩電池の充電に第１電力源が使用されるが、起動時には、所定の条件が満たされるまでは加熱装置への給電に第２電力源が使用される。従って、加熱装置に大きな電力が必要であっても、第１電力源には電力負担をかけずに、溶融塩電池を起動することができる。こうして、溶融塩電池を起動するときに必要となる電力負担を、充電用の電力源（第１電力源）にかけないようにすることができる。
【００１０】
（２）また、上記（１）の溶融塩電池システムにおいて、第１電力源は、負荷に電力を供給する電力源であり、第２電力源は、負荷とは接続されない電力源であることが好ましい。
この場合、負荷に電力を供給する第１電力源は、電力供給の余力（供給可能な許容電力から、接続されている負荷電力を引いた余りの電力）が、例えばさらに加熱装置に給電するには十分ではない場合もあるが、溶融塩電池の起動時における加熱装置への給電には使用されないので、加熱装置の使用による影響を受けない。一方、溶融塩電池の起動時に使用される第２電力源は負荷に電力を供給しないので、十分な電力供給の余力を確保することが容易であり、従って、加熱装置への電力供給に適する。
【００１１】
（３）また、上記（１）の溶融塩電池システムにおいて、第２電力源は、第１電力源よりも、電力供給の余力が多い電力源であることが好ましい。
この場合、第２電力源は、加熱装置への電力供給に適する。特に、加熱装置の数が多い場合には、好適である。
【００１２】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかの溶融塩電池システムにおいて、溶融塩電池の温度を検知する温度センサを備え、溶融塩電池の温度が所定値より低い場合には、制御装置は第２電力源から加熱装置に給電する状態を選択し、溶融塩電池の温度が所定値より高い場合には、制御装置は第１電力源から加熱装置に給電する状態を選択するようにしてもよい。
【００１３】
この場合、所定値として例えば、溶融塩電池が安定して動作する９０℃を設定すれば、安定動作を確保するまでは第２電力源から加熱装置に給電し、安定動作を確保した後は、加熱装置に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、第１電力源から加熱装置に給電することが可能となる。
【００１４】
（５）また、上記（１）〜（３）のいずれかの溶融塩電池システムにおいて、加熱装置の動作開始時及びその時から所定時間が経過するまでは、制御装置は第２電力源から加熱装置に給電する状態を選択し、所定時間が経過すると、制御装置は第１電力源から加熱装置に給電する状態を選択するようにしてもよい。
【００１５】
例えば、溶融塩電池を起動する際の環境（例えば周囲温度）が安定している場合は、加熱装置の動作開始からの経過時間で溶融塩電池の温度を、経験的に推定することができる。そこで、所定時間として例えば、溶融塩電池が安定して動作する９０℃に達していると推定される時間を設定すれば、安定動作を確保するまでは第２電力源から加熱装置に給電し、安定動作を確保した後は、加熱装置に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、第１電力源から加熱装置に給電することが可能となる。
【００１６】
（６）また、上記（１）〜（３）のいずれかの溶融塩電池システムにおいて、第２電力源から加熱装置に流れる電流を検知する電流センサを備え、加熱装置の動作開始時及びその時から当該加熱装置へ入力した積算電力量が所定値より少ない場合は、制御装置は第２電力源から加熱装置に給電する状態を選択し、積算電力量が所定値より多い場合は、制御装置は第１電力源から加熱装置に給電する状態を選択するようにしてもよい。
【００１７】
例えば、溶融塩電池を起動する際の環境（例えば周囲温度）が安定している場合は、加熱装置の動作開始からの積算電力量で溶融塩電池の温度を、経験的に推定することができる。そこで、所定値として例えば、溶融塩電池が安定して動作する９０℃に達していると推定できる値を設定すれば、安定動作を確保するまでは第２電力源から加熱装置に給電し、安定動作を確保した後は、加熱装置に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、第１電力源から加熱装置に給電することが可能となる。
【００１８】
（７）また、上記（１）〜（３）のいずれかの溶融塩電池システムにおいて、溶融塩電池の開放電圧を検知する電圧センサを備え、溶融塩電池の開放電圧が所定値より低い場合は、制御装置は第２電力源から加熱装置に給電する状態を選択し、開放電圧が所定値より高い場合は、制御装置は第１電力源から加熱装置に給電する状態を選択するようにしてもよい。
【００１９】
溶融塩電池が安定して動作すれば、開放電圧としては一定の値が現れる。そこで、所定値として例えば、溶融塩電池が安定して動作する９０℃での開放電圧を設定すれば、安定動作を確保するまでは第２電力源から加熱装置に給電し、安定動作を確保した後は、加熱装置に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、第１電力源から加熱装置に給電することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の溶融塩電池システムによれば、起動時の加熱に要する電力負担の影響を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。
【図２】溶融塩電池本体（電池としての本体部分）の積層構造を簡略に示す斜視図である。
【図３】図２と同様の構造についての横断面図である。
【図４】電池容器に収容された状態の溶融塩電池の外観の概略を示す斜視図である。
【図５】素電池としての溶融塩電池を、外箱内に複数個並べて組電池を構成した状態の一例を示す斜視図（一部断面を含む。）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る溶融塩電池システムの回路構成を示すブロック図である。
【図７】図６よりも実用的な溶融塩電池システムの回路構成を示すブロック図である。
【図８】溶融塩電池システムの起動時処理を示すフローチャートである。
【図９】溶融塩電池システムの異常時処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
《溶融塩電池の基本構造》
図１は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極１、負極２及びそれらの間に介在するセパレータ３を備えている。正極１は、正極集電体１ａと、正極材１ｂとによって構成されている。負極２は、負極集電体２ａと、負極材２ｂとによって構成されている。
【００２３】
正極集電体１ａの素材は、例えば、アルミニウム不織布（線径１００μｍ、気孔率８０％）である。正極材１ｂは、正極活物質としての例えばＮａＣｒＯ２と、アセチレンブラックと、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）と、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとを、質量比８５：１０：５：１００の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体１ａに充填し、乾燥後に、１００ＭＰａにてプレスし、正極１の厚みが約１ｍｍとなるように形成される。
一方、負極２においては、アルミニウム製の負極集電体２ａ上に、負極活物質としての例えば錫を含むＳｎ−Ｎａ合金が、メッキにより形成される。
【００２４】
正極１及び負極２の間に介在するセパレータ３は、ガラスの不織布（厚さ２００μｍ）又はポリオレフィンシート（厚さ５０μｍ）に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、ＮａＦＳＡ５６ｍｏｌ％と、ＫＦＳＡ（カリウム  ビスフルオロスルフォニルアミド）４４ｍｏｌ％との混合物であり、融点は５７℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極１及び負極２に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は５７℃〜１９０℃である。
【００２５】
なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、ＮａＦＳＡと、ＬｉＦＳＡ、ＫＦＳＡ、ＲｂＦＳＡ又はＣｓＦＳＡとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、（ａ）ＮａＦＳＡを含む混合物、（ｂ）ＮａＴＦＳＡを含む混合物、（ｃ）ＮａＦＴＡを含む混合物、が適する。また、（ａ）〜（ｃ）のうち２以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
【００２６】
《溶融塩電池の具体的構造》
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図２は、溶融塩電池本体（電池としての本体部分）１０の積層構造を簡略に示す斜視図、図３は同様の構造についての横断面図である。
図２及び図３において、複数（図示しているのは６個）の矩形平板状の負極２と、袋状のセパレータ３に各々収容された複数（図示しているのは５個）の矩形平板状の正極１とが、互いに対向して図３における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
【００２７】
セパレータ３は、隣り合う正極１と負極２との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ３を介して、正極１及び負極２が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極１が２０個、負極２が２１個、セパレータ３は「袋」としては２０袋であるが、正極１・負極２間に介在する個数としては４０個である。なお、セパレータ３は、袋状に限定されず、分離した４０個であってもよい。
【００２８】
なお、図３では、セパレータ３と負極２とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極１も、当然に、セパレータ３に密着している。また、正極１の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極２の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極１の外縁が、セパレータ３を介して負極２の周縁部に対向するようになっている。
【００２９】
《実用上の素電池としての一形態》
上記のように構成された溶融塩電池本体１０は、例えばアルミニウム合金製で直方体状の電池容器に収容され、素電池すなわち、電池としての物理的な一個体を成す。
図４は、このような電池容器１１に収容された状態の溶融塩電池Ｂの外観の概略を示す斜視図である。なお、図２，図３における正極１及び負極２のそれぞれからは、端子（正極１の端子１ｔのみ図示している。）が電池容器１１の外部へ引き出される。図４において、電池容器１１の上部には、内部の気圧が過度に上昇したときに放圧するための安全弁１２が設けられている。なお、電池容器１１の内面には絶縁処理が施されている。電池容器１１は、例えば正面・背面に密着させる後述のヒータによって暖められ、その結果、電解質の塩は、溶融塩の電解液となる。
【００３０】
《実用上の組電池としての一形態》
図５は、上記のように構成された素電池としての溶融塩電池Ｂを、外箱１３内に複数個並べて組電池１００を構成した状態の一例を示す斜視図（一部断面を含む。）である。但し、溶融塩電池Ｂの端子等、細部の図示は省略している。なお、必要に応じて、この並びの方向と直交する方向（奥行き方向）にも複数列に溶融塩電池を並べて、多数の溶融塩電池によって組電池１００を構成することができる。
【００３１】
各溶融塩電池Ｂは、必要とする出力（電圧、電流）に応じて、互いに直列又は直並列に接続される。これにより、組電池１００は、所望の電圧・電流の定格で使用することができる。各電池容器１１間には、加熱装置としての面状のヒータ１４が装着されている。このヒータ１４で加熱することにより、溶融塩電池Ｂは、溶融塩の融点以上になるように加熱される。実際には、安定的な溶融状態とするため、全体が９０℃〜９５℃になるように加熱される。これにより、溶融塩が融解して、充電及び放電が可能な状態となる。
なお、このヒータ１４の設け方は、一例に過ぎず、一定数（複数）の溶融塩電池Ｂごとに１枚のヒータ１４を挟む構成や、底面又は側面にヒータを当てる構成等、種々変形が可能である。
【００３２】
上記外箱１３は例えば、全体としては概ね直方体であり、本体部１３ａと、蓋部１３ｂとによって構成されている。多数の溶融塩電池を並べて構成された組電池１００を収容した後、蓋部１３ｂは、例えばボルトにより、本体部１３ａに固定される。外箱１３は、断熱性に優れた材質や構造のものが好ましく、材質としては例えばセラミックが好適である。また、組電池１００は、ヒータ１４と共に、外箱１３に収容される。なお、組電池１００からの出力線、ヒータ１４への給電線、及び、図示しない温度センサの出力線は、例えば、外箱１３に壁貫通のブッシュ等（図示せず。）を設けて引き通される。外箱１３は密封状態ではなく、一定の内外通気が可能である。
【００３３】
このようにして、外箱１３に収容された組電池１００とすることにより、ヒータ１４から発せられる熱が外箱１３の外へ逃げにくくなり、外箱１３による組電池１００の保温効果が得られる。従って、熱効率が改善され、より少ない電力で、溶融塩を融点以上の温度、特に、好適な９０℃〜９５℃に維持することができる。
なお、組電池１００は、必ずしも外箱１３に収容されなければならない訳ではなく、外箱無しの状態で、単に集合させた状態で使用することも可能である。
【００３４】
《溶融塩電池システムとしての一実施形態》
図６は、本発明の一実施形態に係る溶融塩電池システムの基本的な回路構成を示すブロック図である。図において、溶融塩電池システム２００は、電池ユニットＵ１を備えている。
電池ユニットＵ１は、溶融塩電池Ｂと、温度センサ１１０と、電圧センサ１２０と、加熱装置としてのヒータ１４と、電流センサ１５０と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４とを備え、これらは、図示のように接続されている。溶融塩電池Ｂは、例えば図４に示したものである。なお、実際には、出力として必要な電圧・電流を確保するために組電池１００（図５）とする場合が多いが、ここでは、簡素な一例として、溶融塩電池Ｂとしている。
【００３５】
温度センサ１１０は、溶融塩電池Ｂの電池容器１１に密着して取り付けられ、電池容器１１の温度を検知する。検知した温度を表す信号は、制御装置１３０に送られる。なお、温度センサ１１０は、電池容器１１の内部に収容することも可能である。
【００３６】
電圧センサ１２０は、溶融塩電池Ｂの両端電圧を検知し、電圧を表す信号を制御装置１３０に送る。溶融塩電池Ｂは、電池容器１１に密着するヒータ１４によって加熱することができる。電流センサ１５０は、スイッチＳＷ４及びヒータ１４を通って流れる電流を検知し、検知した電流を表す信号を制御装置１３０に送る。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、例えば半導体スイッチング素子であり、制御装置１３０の駆動信号を受けてオン・オフ動作する。機能面で特定すれば、スイッチＳＷ２は、溶融塩電池Ｂを通常電力源ＰＳ１に接続可能な、充電用スイッチである。スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、通常電力源ＰＳ１、及び、専用電力源ＰＳ２のいずれか一方に、ヒータ１４を接続可能な加熱用スイッチである。
【００３７】
溶融塩電池システム２００は、上記電池ユニットＵ１のほか、変換装置１６０、及び、インバータ１７０を備えており、これらは図示のように接続されている。変換装置１６０は、通常電力源ＰＳから供給される電圧を、溶融塩電池システム２００内で必要な直流電圧に変換する。インバータ１７０は、交流負荷のためにＤＣ／ＡＣ変換を行う。
【００３８】
溶融塩電池システム２００に外部から電力を供給するのは、第１電力源としての通常電力源ＰＳ１及び、第２電力源としての専用電力源ＰＳ２の２系統である。また、溶融塩電池システム２００には、例えば、交流負荷Ｌ１及び直流負荷Ｌ２を接続することができる。通常電力源ＰＳ１は、例えば商用電源である。専用電力源ＰＳ２は、商用電源とは別に用意される電源であり、例えば、太陽光発電や風力発電のパワーコンディショナから提供される電源である。また、専用電力源ＰＳ２は、他にも、エンジン発電機、燃料電池、蓄電池等に基づく電源であってもよい。
なお、専用電力源ＰＳ２から供給される電圧は、交流／直流のどちらであってもよい。ヒータ１４は、抵抗体であるので、交直両用である。
【００３９】
なお、交流負荷Ｌ１は、通常は、通常電力源ＰＳ１に直接接続されており、通常電力源ＰＳ１が停電したときや、通常電力源ＰＳ１を使用しないときにのみ、図示のように溶融塩電池システム２００に接続される。なお、自動的にこのような切替を行うように、切替装置を設ければ、溶融塩電池システム２００をＵＰＳとして使用することもできる。
また、通常電力源ＰＳ１は、本来、負荷Ｌ１に電力を供給する電力源であり、専用電力源ＰＳ２は、負荷Ｌ１及びＬ２とは直接的に接続されない電力源である。
【００４０】
なお、電池ユニットＵ１を含む溶融塩電池システム２００内では、外部から入力される電圧や溶融塩電池Ｂの出力電圧に基づいて、例えばＤＣ５Ｖ，１２Ｖ等の制御電源電圧を作り出し、溶融塩電池システム２００内で制御電源電圧が必要なデバイスに提供することができる。
【００４１】
図７は、図６よりも実用的な溶融塩電池システムの回路構成を示すブロック図である。図７において、組電池１００（図５）は、素電池としての溶融塩電池Ｂを複数個直列に接続したものである。ヒータ１４０は、例えば図５に示したヒータ１４の並列集合体であり、各ヒータは、図５に示すように個々の溶融塩電池Ｂに対応して設けられるか又は、複数の溶融塩電池Ｂごとに設けられる。
また、ｎ個（ｎは２以上）の電池ユニットＵ１，Ｕ２，・・・，Ｕｎが、互いに並列に接続されている。
なお、その他の構成は、図６と同じであるので、説明を省略する。
【００４２】
図７の場合、温度センサ１１０は、例えば、組電池１００を構成するいずれかの溶融塩電池Ｂの電池容器１１に密着して取り付けられ、電池容器１１の温度を検知する。検知した温度を表す信号は、制御装置１３０に送られる。複数の溶融塩電池Ｂはひとかたまりの組電池１００を成しているため、いずれか１つの電池容器１１の温度を、組電池１００の平均的温度として扱うことができる。
【００４３】
なお、温度センサ１１０の設け方は、上記以外にも種々あり得る。例えば、組電池１００全体の複数箇所で温度検知するように複数の温度センサを設け、検知した温度の平均値あるいは最小値を制御装置１３０にて演算してもよい。また、温度センサ１１０は、電池容器１１の内部に収容することも可能である。
図６，図７は、直並列の数の違いがあるだけで、本質的な違いは無いので、以下、より簡素な図６の構成を参照して説明する。
【００４４】
《溶融塩電池システムの起動時処理》
図８は、溶融塩電池システムの起動時処理を示すフローチャートである。処理の主体となるのは、制御装置１３０である。図において、制御装置１３０は、起動時処理を開始すると、スイッチＳＷ１をオンにする（ステップＳ１）。次に、制御装置１３０は、温度センサ１１０によって検知される溶融塩電池Ｂの温度Ｔが、９０℃より低いか否か、を判定する（ステップＳ２）。
【００４５】
温度Ｔが９０℃より低い場合は、制御装置１３０は、スイッチＳＷ４をオフからオンに転じて、温度Ｔの監視をする（ステップＳ３）。スイッチＳＷ４のオンにより、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に電力が供給される。これによりヒータ１４は発熱し、溶融塩電池Ｂは加熱される。なお、この段階で、スイッチＳＷ２，ＳＷ３はオフである。
【００４６】
温度Ｔが９０℃以上になると、制御装置１３０は、スイッチＳＷ４をオフにして、スイッチＳＷ２及びＳＷ３をオンにする（ステップＳ４）。これにより、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４への給電は停止するが、代わって、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電される。なお、この場合のスイッチＳＷ３は、連続的なオンではなく、オン／オフを繰り返して、ヒータ１４へ供給する平均電力を抑制する。すなわち、温度Ｔは、既に９０℃以上になっているので、それまでのように大きな電力を注入する必要は無く、保温程度の加熱に要する電力を供給すれば足りるからである。従って、安定動作を確保した後は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電することが可能となる。
【００４７】
また、溶融塩電池Ｂは、温度Ｔが９０℃以上であるから、安定した動作状態にある。スイッチＳＷ２のオンにより、溶融塩電池Ｂは、通常電力源ＰＳ１からの電力により、充電される。この状態で、制御装置１３０は、残量監視を行い（ステップＳ５）、満充電になるのを待つ（ステップＳ６）。具体的には、制御装置１３０は、定期的にスイッチＳＷ２を、ごく僅かの時間だけオフにして溶融塩電池Ｂの開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）を電圧センサ１２０により検知する。制御装置１３０は、検知した開放電圧に基づいて、残量（充電状態；ＳＯＣ（State of charge））を推定する。開放電圧が満充電に相当する値に達すると、制御装置１３０は、溶融塩電池Ｂが充電完了して満充電の状態になったことを認識する。そして、満充電になれば、制御装置１３０は、起動時処理を終了とする。
【００４８】
上記のように、制御装置１３０は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電する状態及び専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態のいずれか一方を、スイッチＳＷ３，ＳＷ４（加熱用スイッチ）の制御により選択可能であり、溶融塩電池Ｂの起動から所定の条件（温度Ｔが９０℃以上）が満たされるまでの間は、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態を選択する。
【００４９】
すなわち、この溶融塩電池システム２００では、溶融塩電池Ｂの充電には通常電力源ＰＳ１が使用されるが、起動時には、所定の条件が満たされるまではヒータ１４への給電に専用電力源ＰＳ２が使用される。従って、ヒータ１４に大きな電力が必要であっても、通常電力源ＰＳ１には電力負担をかけずに、溶融塩電池Ｂを起動することができる。こうして、溶融塩電池Ｂを起動するときに必要となる電力負担を、充電用の電力源である通常電力源ＰＳ１にかけないようにすることができる。
【００５０】
また、負荷Ｌ１に電力を供給する通常電力源ＰＳ１は、負荷の消費電力によっては許容電流（ブレーカの定格）との関係で電力供給の余力、すなわち、供給可能な許容電力から、接続されている負荷電力を引いた余りの電力が、十分ではない場合がある。ここで、「十分ではない」とは、例えば、ヒータ１４に給電すると、許容電力以上になる可能性がある、という意味である。しかし、通常電力源ＰＳ１は、溶融塩電池Ｂの起動時におけるヒータ１４への給電に使用されないので、ヒータ１４の使用による影響を受けない。
【００５１】
一方、溶融塩電池Ｂの起動時に使用される専用電力源ＰＳ２は負荷Ｌ１，Ｌ２に電力を供給しないので、十分な電力供給の余力を確保することが容易であり、従って、ヒータ１４への電力供給に適する。特に、ヒータ１４の数が多い場合（例えば図７）には、好適である。すなわち、この溶融塩電池システム２００において、第２電力源である専用電力源ＰＳ２は、第１電力源である通常電力源ＰＳ１よりも、電力供給の余力が多い電力源であることが好ましい。
【００５２】
上記の所定の条件としては、温度Ｔが９０℃以上であること、としたが、温度Ｔを測定する以外にも、他の条件の成否で溶融塩電池Ｂが安定動作に入っているかどうかを検知することは可能である。以下、他の条件について説明する。
【００５３】
（他の条件１）
制御装置１３０は、ヒータ１４の動作開始時及びその時から所定時間が経過するまでは、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態を選択し、所定時間が経過すると、制御装置１３０は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電する状態を選択するようにしてもよい。この所定時間は、制御装置１３０が監視する。
【００５４】
すなわち、溶融塩電池Ｂを起動する際の環境（例えば周囲温度）が安定している場合は、ヒータ１４の動作開始からの経過時間で溶融塩電池Ｂの温度を、経験的に推定することができる。そこで、所定時間として例えば、溶融塩電池Ｂが安定して動作する９０℃に達していると推定される時間を設定すれば、安定動作を確保するまでは専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電し、安定動作を確保した後は、ヒータ１４に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電することが可能となる。
【００５５】
（他の条件２）
専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に流す電流は、電流センサ１５０により検知され、検知した電流を表す信号は、制御装置１３０に送られる。従って、制御装置１３０は、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に提供した積算電力量を演算することができる。そこで、制御装置１３０は、ヒータ１４の動作開始時及びその時からヒータ１４へ入力した積算電力量が所定値より少ない場合は、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態を選択する。また、積算電力量が所定値より多い場合は、制御装置１３０は通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電する状態を選択する。
【００５６】
すなわち、溶融塩電池Ｂを起動する際の環境（例えば周囲温度）が安定している場合は、ヒータ１４の動作開始からの積算電力量で溶融塩電池Ｂの温度を、経験的に推定することができる。そこで、所定値として例えば、溶融塩電池が安定して動作する９０℃に達していると推定できる値を設定すれば、安定動作を確保するまでは専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電し、安定動作を確保した後は、ヒータ１４に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電することが可能となる。
【００５７】
（他の条件３）
溶融塩電池Ｂの電解質が固化しているときは、溶融塩電池Ｂの開放電圧は０である。電解質が溶融して電池として動作開始すると、開放電圧が現れる。そこで、制御装置１３０は、溶融塩電池Ｂの開放電圧（ＯＣＶ）が所定値より低い場合は、専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電する状態を選択し、開放電圧が所定値より高い場合は、制御装置１３０は通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電する状態を選択する。
【００５８】
すなわち、溶融塩電池Ｂが安定して動作すれば、開放電圧としては一定の値が現れる。そこで、所定値として例えば、溶融塩電池Ｂが安定して動作する９０℃での開放電圧を設定すれば、安定動作を確保するまでは専用電力源ＰＳ２からヒータ１４に給電し、安定動作を確保した後は、ヒータ１４に流す平均電流を低減して、保温程度の加熱にすることができる。平均電流の低減により電力負担は減るので、安定動作を確保した後は、通常電力源ＰＳ１からヒータ１４に給電することが可能となる。
【００５９】
《異常時処理》
なお、温度Ｔが必要以上に上がると加熱用の電力が無駄になる。本来は、温度Ｔが過剰に上昇しないよう、スイッチＳＷ３のオフ時間を設定するので、温度Ｔは、所定範囲内に温度管理される。しかしながら、所定範囲に収まらない場合は、正常に温度管理ができていない可能性があるので、そのような異常に備えるべく、以下の異常時処理を行う。
【００６０】
図９は、溶融塩電池システムの異常時処理を示すフローチャートである。処理の主体となるのは、制御装置１３０である。図において、制御装置１３０は、温度Ｔが、９５℃以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。温度Ｔが、９５℃以上でないときは、正常であるので、処理終了となる。一方、温度Ｔが、９５℃以上であるときは、必要以上に加熱していることになるので、スイッチＳＷ３及びＳＷ４をオフにして、温度監視を続け、９５℃未満に下がれば、処理終了となる。図９に示す異常時処理は、繰り返し定期的に実行される。
【００６１】
《溶融塩電池システムからの放電》
図６において、通常電力源ＰＳ１である商用電源の停電により、溶融塩電池システム２００から自立的に負荷に電力を供給することが必要となった場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフにして、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンにする。これにより、スイッチＳＷ２を通して溶融塩電池Ｂから負荷Ｌ１，Ｌ２に電力を供給することができる。また、スイッチＳＷ３がオンであることによって、溶融塩電池Ｂのみからヒータ１４を加熱することができる。なお、スイッチＳＷ３の代わりに、ＳＷ４をオンにして、専用電力源ＰＳ２よりヒータ１４に加熱保温の給電を行ってもよい。
【００６２】
《その他》
なお、上述の起動時処理、異常時処理、放電については、図６の構成を参照して説明したが、図７の構成の場合も、電池ユニットごとの動作は同じであり、全体として電流・電圧の定格が増大するだけである。複数の電池ユニット間で、起動時に所定の条件を満たすタイミングが若干ずれる可能性はあるが、むしろタイミングが分散する方が、通常電力源ＰＳ１に一斉にヒータ負荷がかかるよりも好ましい、とも言える。特に、起動時処理においては、所定の条件を満たした場合でも制御装置１３０により意図的にタイミングをずらし、通常電力源ＰＳ１にかかる負荷を分散させることが好ましい、とも言える。
【００６３】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１１０  温度センサ
１２０  電圧センサ
１３０  制御装置
１５０  電流センサ
２００  溶融塩電池システム
Ｌ１，Ｌ２  負荷
ＰＳ１  通常電力源（第１電力源）
ＰＳ２  専用電力源（第２電力源）
ＳＷ２  スイッチ（充電用スイッチ）
ＳＷ３，ＳＷ４  スイッチ（加熱用スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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