(57)【要約】【課題】多数の蓄電池を備える蓄電システムにおいて、簡素な構成によって個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる蓄電システム及び電子装置システムを提供する。【解決手段】蓄電システム１Ａは、複数の蓄電池１２と、複数の蓄電池１２のそれぞれと熱的に接しており、所定温度を超えると気化する液体冷媒３１と、液体冷媒３１の気泡３１ａが生じたことを検知する振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂと、複数の蓄電池１２の異常の有無を管理するコントローラ２１と、を備える。コントローラ２１は、振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂの検知結果に基づいて、蓄電池１２に温度異常が生じたか否かを判断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電池と、
複数の蓄電池のそれぞれと熱的に接しており、所定温度を超えたときに液体若しくは気体を生じる感温材と、
前記液体若しくは気体が生じたことを検知する検知部と、
前記複数の蓄電池の異常の有無を管理する管理部と、
を備え、
前記管理部は、前記検知部の検知結果に基づいて、前記蓄電池に温度異常が生じたか否かを判断する、蓄電システム。
【請求項２】
前記感温材は、所定温度を超えたときに前記液体若しくは気体に相転移する物質を含む、請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記感温材は、常温において液体であり、前記所定温度を沸点とし、
前記検知部は、前記感温材の気化を検知する、請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記複数の蓄電池が前記感温材に浸漬している、請求項３に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記検知部は、前記感温材の気泡の発生による前記感温材の振動を検知する振動センサを含む、請求項４に記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記複数の蓄電池は、外径が互いに等しい円柱形状をそれぞれ有し、前記複数の蓄電池の中心軸線は互いに揃っており、前記複数の蓄電池は前記中心軸線と交差する架空平面内において正方格子状に並んでおり、
前記感温材は、前記外径の０．４１倍未満の直径を有する気泡を発生する材料を含む、請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項７】
前記複数の蓄電池は、外径が互いに等しい円柱形状をそれぞれ有し、前記複数の蓄電池の中心軸線は互いに揃っており、前記複数の蓄電池は前記中心軸線と交差する架空平面内において千鳥格子状に並んでおり、
前記感温材は、前記外径の０．０７倍未満の直径を有する気泡を発生する材料を含む、請求項５に記載の蓄電システム。
【請求項８】
前記検知部は、前記感温材の気泡の発生による前記感温材の液位の変化を検知する液位センサを含む、請求項４〜７のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項９】
前記検知部は、気化した前記感温材を検知するガスセンサを含む、請求項４〜８のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項１０】
前記感温材の脱気処理を行う脱気装置を更に備える、請求項４〜９のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項１１】
前記感温材内に設けられるヒータを更に備え、
前記管理部は、前記ヒータを発熱させて該発熱による気泡の発生を前記検知部が検知したことを確認する、請求項４〜１０のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項１２】
前記感温材は、常温において固体であり、前記所定温度を融点とし、
前記検知部は、前記感温材の融解を検知する、請求項２に記載の蓄電システム。
【請求項１３】
前記検知部は、融解による前記感温材の移動を検知する、請求項１２に記載の蓄電システム。
【請求項１４】
前記感温材に支持された遊離材を更に備え、
前記検知部は、前記感温材の融解による前記遊離材の移動を検知する、請求項１２に記載の蓄電システム。
【請求項１５】
前記検知部は、前記感温材の融解により移動した前記遊離材を光学センサ若しくは荷重センサにより検知する、請求項１４に記載の蓄電システム。
【請求項１６】
前記感温材は、担体と、前記担体に被覆され前記気体の基となる内包材とを含む担体構造を有し、
前記検知部は、前記所定温度を超えたことにより前記担体から放出された前記気体を検知する、請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項１７】
前記検知部は、前記担体から放出された前記気体を検知するガスセンサを含む、請求項１６に記載の蓄電システム。
【請求項１８】
前記内包材は顕色材を含み、
前記検知部は、前記担体から放出された前記顕色材により生じた前記気体の発色を検知する光学センサを含む、請求項１６に記載の蓄電システム。
【請求項１９】
前記担体構造はマイクロカプセル構造である、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項２０】
前記複数の蓄電池の周辺温度を検出する温度センサを更に備え、
前記液体若しくは気体が生じたことを前記検知部が検知した場合に、前記管理部は、前記所定温度と前記周辺温度との差に基づいて、個別の前記蓄電池に異常が生じたか否かを判断する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蓄電システム。
【請求項２１】
請求項４に記載の蓄電システムと、
前記蓄電システムと電気的に接続された電子装置と、
前記電子装置及び前記蓄電システムを収容する筐体と、
を備え、
前記電子装置は、前記複数の蓄電池とともに前記筐体内において冷媒としての前記感温材に浸漬されており、
前記複数の蓄電池及び前記検知部は、前記電子装置に対して鉛直下方に位置する、電子装置システム。
【請求項２２】
前記検知部は、前記感温材の気泡の発生による前記感温材の振動を検知する振動センサを含み、
前記筐体は、前記複数の蓄電池及び前記検知部と前記電子装置との間に設けられた遮音壁を有する、請求項２１に記載の電子装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システム及び電子装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車載バッテリに関する技術が記載されている。この車載バッテリは、容器と、複数の円柱状のバッテリセルと、冷却手段である水冷管と、を備える。容器内には、上方にヘッドスペースを設けた状態で、低沸点かつ絶縁性を有する冷却媒体が充填される。バッテリセルは、車両に電気エネルギーを供給し、冷却媒体中に浸漬される。水冷管は、ヘッドスペース内の気体を冷却させる。複数のバッテリセルは、それぞれの中心軸線を上下方向に直交する方向に向けた状態で、千鳥格子状に配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２２０３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、移動体における燃費向上または再生可能エネルギー発電における稼働率向上など、ＣＯ２削減に貢献する電力システムとして蓄電池の活用が進んでいる。蓄電池は電気化学的な作用によってエネルギーを充放電するので、単位電池の起電力は数ボルトと低い。したがって、電力システムの応用においては、多数の単位電池（蓄電池セル）を直列及び並列に接続することにより電圧および容量を大型化する方式が用いられている。
【０００５】
一方、蓄電池の過度の温度上昇は、動作に支障をきたす、或いは寿命を短くするなどの影響を及ぼす。具体的には、蓄電池の温度が上昇するに従い、内部の電解液の分解が生じるほか、充放電の副反応による生成物質が増える。従って、蓄電池の過度の温度上昇は、充放電を阻害するなど蓄電池に不可逆な性能劣化をもたらす。このことから、蓄電池の温度を常にモニタし、蓄電池の過度の温度上昇を検知した場合には、蓄電システムの動作を停止して点検する等の対策を講じることが望まれる。
【０００６】
しかしながら、多数の蓄電池の一つ一つに温度センサを設けることは、部品コスト等の観点から現実的ではない。また、多数の蓄電池に対して共通の温度センサを設け、これらの温度を一括してモニタする方式では、個々の蓄電池の温度変化を正確に捉えることが難しい。本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、多数の蓄電池を備える蓄電システムにおいて、簡素な構成によって個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる蓄電システム及び電子装置システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明による蓄電システムは、複数の蓄電池と、複数の蓄電池のそれぞれと熱的に接しており、所定温度を超えたときに液体若しくは気体を生じる感温材と、液体若しくは気体が生じたことを検知する検知部と、複数の蓄電池の異常の有無を管理する管理部と、を備える。管理部は、検知部の検知結果に基づいて、蓄電池に温度異常が生じたか否かを判断する。この蓄電システムにおいては、所定温度を超えたときに液体若しくは気体を生じる感温材が、複数の蓄電池のそれぞれと熱的に接している。従って、いずれかの蓄電池に異常が発生し、その温度が所定温度を超えた場合、感温材は液体若しくは気体を生じる。そして、検知部は、この液体若しくは気体が生じたことを検知する。故に、この蓄電システムによれば、多数の蓄電池の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる。
【０００８】
感温材は、所定温度を超えたときに液体若しくは気体に相転移する物質を含んでもよい。例えばこのような構成により、所定温度を超えたときに液体若しくは気体を生じさせることができる。
【０００９】
感温材は、常温において液体であり、所定温度を沸点とし、検知部は、感温材の気化を検知してもよい。例えばこのような構成により、上記の効果を好適に奏することができる。この場合、複数の蓄電池は感温材に浸漬してもよい。これにより、感温材の気化は気泡として現れるので、感温材の気化をより確実に検知することができる。
【００１０】
複数の蓄電池が感温材に浸漬する場合、検知部は、感温材の気泡の発生による感温材の振動を検知する振動センサを含んでもよい。或いは、検知部は、感温材の気泡の発生による感温材の液位の変化を検知する液位センサを含んでもよい。例えばこれらのうち何れかの構成によって、複数の蓄電池が浸漬された感温材の気化を好適に検知することができる。
【００１１】
複数の蓄電池は、外径が互いに等しい円柱形状をそれぞれ有し、複数の蓄電池の中心軸線は互いに揃っており、複数の蓄電池は中心軸線と交差する架空平面内において正方格子状に並んでおり、感温材は、外径の０．４１倍未満の直径を有する気泡を発生する材料を含んでもよい。或いは、複数の蓄電池は、外径が互いに等しい円柱形状をそれぞれ有し、複数の蓄電池の中心軸線は互いに揃っており、複数の蓄電池は中心軸線と交差する架空平面内において千鳥格子状に並んでおり、感温材は、外径の０．０７倍未満の直径を有する気泡を発生する材料を含んでもよい。これらの何れかにより、気泡がその固有振動数でもって好適に振動し、振動センサにおいて気泡の発生を精度良く検知することができる。
【００１２】
検知部は、気化した感温材を検知するガスセンサを含んでもよい。例えばこのような構成によっても、感温材の気化を好適に検知することができる。
【００１３】
蓄電システムは、感温材の脱気処理を行う脱気装置を更に備えてもよい。感温材に含まれるガス成分は感温材の沸点を変動させるので、感温材の脱気処理を行うことにより、気泡を所定温度にて精度良く発生させることができる。
【００１４】
蓄電システムは、感温材内に設けられるヒータを更に備え、管理部は、ヒータを発熱させて該発熱による気泡の発生を検知部が検知したことを確認してもよい。これにより、検知部が正常に動作できるか否かの確認、及び検知部の校正を容易に行うことができる。
【００１５】
感温材は、常温において固体であり、所定温度を融点とし、検知部は、感温材の融解を検知してもよい。例えばこのような構成により、上記の効果を好適に奏することができる。この場合、検知部が、例えば融解による感温材の移動を検知することにより、感温材の融解を容易に検知することができる。或いは、例えば蓄電システムが感温材に支持された遊離材を更に備え、検知部が、感温材の融解による遊離材の移動を検知することによっても、感温材の融解を容易に検知することができる。なお、その場合、検知部は、感温材の融解により移動した遊離材を光学センサ若しくは荷重センサにより検知してもよい。光学センサ若しくは荷重センサを用いることにより、移動した遊離材を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００１６】
感温材は、担体と、担体に被覆され上記気体の基となる内包材とを含む担体構造を有し、検知部は、所定温度を超えたことにより担体から放出された気体を検知してもよい。このような構成であっても、簡素な構成を用いて個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる。
【００１７】
この場合、検知部は、担体から放出された気体を検知するガスセンサを含んでもよい。或いは、内包材が顕色材を含んでおり、検知部は、担体から放出された顕色材により生じた気体の発色を検知する光学センサを含んでもよい。これらのうち何れかの構成によって、内包材から生じた気体を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。なお、担体構造はマイクロカプセル構造であってもよい。
【００１８】
複数の蓄電池の周辺温度を検出する温度センサを更に備え、液体若しくは気体が生じたことを検知部が検知した場合に、管理部は、所定温度と周辺温度との差に基づいて、個別の蓄電池に異常が生じたか否かを判断してもよい。これにより、蓄電池の異常による温度上昇と、周辺環境に起因する温度上昇とを判別して、蓄電池の異常による過度の温度上昇をより正確に捉えることができる。
【００１９】
本発明による電子装置システムは、複数の蓄電池が感温材に浸漬した構成を備える上記の蓄電システムと、この蓄電システムと電気的に接続された電子装置と、電子装置及び蓄電システムを収容する筐体と、を備える。電子装置は、複数の蓄電池とともに筐体内において冷媒としての感温材に浸漬されており、複数の蓄電池及び検知部は、電子装置に対して鉛直下方に位置する。この電子装置システムによれば、上記の蓄電システムを備えることにより、簡素な構成によって個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる。また、この電子装置システムでは、電子装置が複数の蓄電池とともに筐体内において冷媒としての感温材に浸漬されているので、感温材を用いて電子装置を冷却することができる。そして、複数の蓄電池及び検知部が電子装置に対して鉛直下方に位置するので、電子装置の発熱により生じた気泡は検知部によって検知されにくくなる。従って、検知部は、複数の蓄電池の温度上昇によって生じた気泡のみを検知し、蓄電池の過度の温度上昇を好適に捉えることができる。
【００２０】
上記の電子装置システムにおいて、検知部は、感温材の気泡の発生による感温材の振動を検知する振動センサを含み、筐体は、複数の蓄電池及び検知部と電子装置との間に設けられた遮音壁を有してもよい。このような構成により、電子装置の振動を遮断して、気泡の発生に起因する感温材の振動を検知部において精度良く検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、多数の蓄電池を備える蓄電システムにおいて、簡素な構成によって個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓄電システム１Ａの構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図である。
【図３】蓄電池モジュール１０Ａを軸方向から見た図である。
【図４】（ａ）蓄電池１２の正方格子状の配列を示す図である。（ｂ）蓄電池１２の千鳥格子状の配列を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）断熱性の区画材３８を用いて一又は複数の蓄電池１２毎に区画する構成を示す図である。
【図６】単一の蓄電池１２を囲う直方体状の区画材３８を示す斜視図である。
【図７】コントローラ２１の処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図である。
【図９】第２実施形態の一変形例に係る蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図である。
【図１１】第３実施形態の一変形例に係る感温材６０の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る電子装置システム１Ｂの構成を概略的に示す図である。
【図１３】ラック７３の内部構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら本発明による蓄電システム及び電子装置システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る蓄電システム１Ａの構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、蓄電システム１Ａは、箱状の中空の筐体２と、筐体２に収容された一又は複数の蓄電池モジュール（図１では２個の蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂを例示）とを備えている。以下、蓄電池モジュール１０Ａの構成を代表して説明するが、他の蓄電池モジュール（蓄電池モジュール１０Ｂを含む）の構成も蓄電池モジュール１０Ａと同様である。
【００２５】
蓄電池モジュール１０Ａは、複数（図１には４つを例示）の蓄電池ブロック１１を有しており、各蓄電池ブロック１１は、互いに並列に接続された複数（図１には４つを例示）の蓄電池１２を含んで構成されている。そして、複数の蓄電池ブロック１１は、互いに直列に接続されている。蓄電池１２は、いわゆる蓄電池セルであって、例えばリチウムイオン電池、鉛蓄電池、或いはニッケル亜鉛電池等である。蓄電池モジュール１０Ａを構成する蓄電池１２の種類と、蓄電池モジュール１０Ｂを構成する蓄電池１２の種類とは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２６】
蓄電池モジュール１０Ａは、当該蓄電池モジュール１０Ａ内の各蓄電池１２の動作を監視するセルコントローラ１３を更に有する。セルコントローラ１３は、複数の蓄電池ブロック１１からなる直列接続回路の一端および他端にそれぞれ位置するノードＮ１，Ｎ５、並びに複数の蓄電池ブロック１１の間の接続点であるノードＮ２，Ｎ３及びＮ４と、配線を介して電気的に接続されている。セルコントローラ１３は、ノードＮ１〜Ｎ５の電位を測定し、これらの電位差すなわち各蓄電池ブロック１１の両端電圧を常に監視する。更に、セルコントローラ１３は、蓄電池ブロック１１の両端電圧を相互に比較して、その電圧差を解消するための電圧バランシング機能を有する。
【００２７】
蓄電池モジュール１０Ａは、一対の端子１４ａ，１４ｂを更に有する。端子１４ａは配線を介してノードＮ１と電気的に接続されており、端子１４ｂは配線を介してノードＮ５と電気的に接続されている。蓄電池モジュール１０Ａは、端子１４ａと端子１４ｂとの間に、所定の電源電圧を出力する。図１に示される例では、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ｂは蓄電池モジュール１０Ｂの端子１４ａと電気的に接続されており、蓄電池モジュール１０Ｂの端子１４ｂは、筐体２に取り付けられた蓄電システム１Ａの負の入出力端子２ｂと電気的に接続されている。また、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ａは、筐体２に取り付けられた蓄電システム１Ａの正の入出力端子２ａと、配線を介して電気的に接続されている。これにより、直列接続された蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの両端が、外部負荷と、充電設備（発電装置若しくは外部電力系統）とに接続され、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの充放電が行われる。
【００２８】
入出力端子２ａと入出力端子２ｂとの間には、総電圧センサ２２が接続されている。総電圧センサ２２は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂからなる直列接続回路の両端電圧の大きさを測定する。また、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ａと入出力端子２ａとの間には、総電流センサ２３及びスイッチ２５が直列に接続されている。総電流センサ２３は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂを流れる電流の大きさを測定する。スイッチ２５は、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ａと入出力端子２ａとの接続状態を制御する。スイッチ２５が開くと、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ａと入出力端子２ａとが非接続状態（遮断状態）となり、スイッチ２５が閉じると、蓄電池モジュール１０Ａの端子１４ａと入出力端子２ａとが接続状態となる。
【００２９】
蓄電システム１Ａは、温度異常センサ２４を更に備える。温度異常センサ２４は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの外部に設けられ、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じたか否かを検知する。温度異常とは、予め定められた所定の温度を超えて蓄電池１２の温度が上昇することをいい、温度異常センサ２４は、各蓄電池１２の温度そのものではなく、少なくとも一つの蓄電池１２に温度異常が生じたことのみを検知する。なお、温度異常センサ２４の具体的な構成については後述する。
【００３０】
蓄電システム１Ａは、コントローラ２１を更に備える。コントローラ２１は、本実施形態における管理部であって、各蓄電池１２の異常の有無を管理する。コントローラ２１は、有線若しくは無線による通信手段２６を介して蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの各セルコントローラ１３と接続されており、各セルコントローラ１３の内部データ（各蓄電池ブロック１１の両端電圧等）を、通信手段２６を介して取得することができる。また、コントローラ２１は、総電圧センサ２２、総電流センサ２３、及び温度異常センサ２４と有線又は無線を介して接続されている。コントローラ２１は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂからなる直列接続回路の両端電圧の大きさに関する情報を総電圧センサ２２から取得し、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂを流れる電流の大きさに関する情報を総電流センサ２３から取得し、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じたか否かに関する情報を温度異常センサ２４から取得する。コントローラ２１は、これらの内部データ及び各情報に基づいて、蓄電システム１Ａ内の各蓄電池１２の状態を管理する。
【００３１】
また、コントローラ２１は、スイッチ２５と有線又は無線を介して接続されている。コントローラ２１は、スイッチ２５の開閉動作を制御する。コントローラ２１は、正常状態においてはスイッチ２５を閉状態とし、蓄電池１２の一部に異常（電圧異常、電流異常、若しくは温度異常）が生じた場合には、スイッチ２５を開状態とする。また、コントローラ２１は、外部通信手段２７を介して通信端子２ｃと接続されており、通信端子２ｃに接続される外部機器との間で情報の授受を行うことができる。コントローラ２１は、通信端子２ｃを介して、蓄電池１２の異常に関する情報を外部機器へ出力する。
【００３２】
蓄電システム１Ａは、全体温度センサ２９を更に備える。全体温度センサ２９は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺温度（具体的には、筐体２の内部温度）を検出する。全体温度センサ２９は、有線又は無線を介してコントローラ２１と接続されており、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺温度に関する情報をコントローラ２１に提供する。コントローラ２１は、上述した各情報に加えて、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺温度に基づいて蓄電池１２の異常を判断してもよい。
【００３３】
蓄電システム１Ａは、ヒータ２８を更に備える。ヒータ２８は、温度異常センサ２４の動作を校正するために、蓄電池１２の温度異常を模擬する発熱を行う発熱手段である。ヒータ２８は、コントローラ２１と有線又は無線を介して接続されている。ヒータ２８の発熱は、コントローラ２１によって制御される。
【００３４】
図２は、本実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図であって、該周辺構造を水平方向から見た様子を示している。図２に示されるように、蓄電システム１Ａは、中空の容器３０及び液体冷媒３１を更に備える。蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂは容器３０の内部に収容されている。容器３０の内部は液体冷媒３１によって満たされており、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂは液体冷媒３１に浸漬されている。容器３０の最上部には、容器３０内において気化した液体冷媒３１のガスを誘導するガス配管が接続されており、ガス配管の後段には逃がし弁３３、チラー３４、及びドレン３５が接続されている。容器３０の内部において液体冷媒３１の蒸気圧が所定値を超えると逃がし弁３３が開き、液体冷媒３１のガスはガス配管を通じてチラー３４に達する。そして、液体冷媒３１のガスはチラー３４において冷却されて液化したのち、ドレン３５に収集される。ドレン３５に収集された液体冷媒３１は、弁、若しくはポンプといった循環手段３６を介して、容器３０内に戻る。なお、チラー３４は、蒸気から凝縮熱を取り出す形で液体冷媒３１に戻すものであり、例えばラジエータ機構や強制風冷のファンといった構成を有する。
【００３５】
液体冷媒３１は、本実施形態における感温材の例である。液体冷媒３１は、複数の蓄電池１２のそれぞれと直接接触することにより、複数の蓄電池１２のそれぞれと熱的に接する。液体冷媒３１は、常温において液体であり、所定温度を超えると相転移（蒸発）する物質を含む。一例では、液体冷媒３１は所定温度を沸点とする。液体冷媒３１は、いずれかの蓄電池１２の温度が上昇するとその熱を吸収する。そして、液体冷媒３１の温度が局所的に所定温度を超えると、当該部分において限定的に相転移（すなわち気化）が生じて、気体が発生する。蓄電池１２がリチウムイオン電池である場合、液体冷媒３１の沸点は例えば５０℃〜８０℃の範囲内に設定される。このような液体冷媒３１としては、例えばフロリナート（登録商標）若しくはＮｏｖｅｃ（登録商標）を主成分とする液体が挙げられる。なお、上記の所定温度は、蓄電池１２にとって異常とされる温度付近に設定され、蓄電池１２の種類によって異なる。
【００３６】
液体冷媒３１の内部には、振動センサ２４Ａが設けられる。振動センサ２４Ａは、図１に示された温度異常センサ２４の一例であって、液体冷媒３１において気体が生じたことを検知する検知部である。振動センサ２４Ａは、液体冷媒３１の内部において生じた気泡３１ａによる振動を検知する。なお、振動センサ２４Ａは、液体冷媒３１の外部に設けられて気泡３１ａによる音を検知してもよい。振動センサ２４Ａとしては、例えば内部に圧電素子若しくは誘導コイルを有しており電気信号を出力するセンサ、またはマイクロフォン等を用いることができる。
【００３７】
上記の構成において、いずれかの蓄電池１２に過度の温度上昇が生じると、液体冷媒３１の内部に気泡３１ａが発生する。気泡３１ａの発生は、振動センサ２４Ａによって検知される。これにより、液体冷媒３１において気体が生じたこと（液体冷媒３１の気化）を容易に検知することができる。従って、本実施形態によれば、複数の蓄電池１２の全てに温度センサを設けなくても、いずれか少なくとも一つの蓄電池１２に過度の温度上昇が生じたことを簡素な構成によって容易に捉えることができる。コントローラ２１は、振動センサ２４Ａの検知結果に基づいて、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じたか否かを判断する。
【００３８】
なお、振動センサ２４Ａに代えて、或いは振動センサ２４Ａとともに、液体冷媒３１の液位（液面レベル）を測定する液位センサ２４Ｂを、例えば容器３０の最上部に設けてもよい。液位センサ２４Ｂは、図１に示された温度異常センサ２４の別の例であって、液体冷媒３１の気化を検知する検知部である。液位センサ２４Ｂを用いて、気泡３１ａの発生による液体冷媒３１の液位の変化（液面３１ｂの振動若しくは上下移動）を検知することによっても、液体冷媒３１において気体が発生したことを容易に検知することができる。コントローラ２１は、液位センサ２４Ｂの検知結果に基づいて、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じたか否かを判断する。液位センサ２４Ｂとしては、例えばフロート式、静電容量式、差圧式、ガイドパルス式、光式、若しくは超音波式といった種々の方式のセンサを用いることができる。
【００３９】
また、容器３０の上面は、気泡３１ａを狭い領域に収集するために、液体冷媒３１の液面３１ｂから離れるに従ってなだらかに傾斜している。液体冷媒３１は容器３０の上面に接しており、液体冷媒３１の上部に移動した気泡３１ａは、容器３０の上面を伝って液体冷媒３１の液面３１ｂに向けて移動する。
【００４０】
また、図１に示されたヒータ２８は、液体冷媒３１の内部に浸漬される。例えば蓄電システム１Ａの設置および保守・点検の際に、ヒータ２８は、コントローラ２１（図１参照）からの電力供給に応じて、蓄電池１２の過度の温度上昇を模擬する発熱を行う。ヒータ２８が発熱すると、ヒータ２８の周囲の液体冷媒３１において気泡３１ａが生じる。振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂがこの気泡３１ａの発生を検知すると、振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂからの情報に基づいて、気泡３１ａの発生を検知したことをコントローラ２１が確認する。そして、作業者は、ヒータ２８の温度と気泡３１ａの検知タイミングとの関係に基づいて、振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂの校正を行う。これにより、振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂが正常に動作できるか否かの確認、並びに振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂの校正を容易に行うことができる。なお、ヒータ２８は、不要な時には取り除けるように、容器３０に対して外部から挿抜可能に構成されてもよい。
【００４１】
振動センサ２４Ａ及びヒータ２８からは、通信及び電源供給のための配線が容器３０の外部へ引き出される。また、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂからは、充放電のための配線が容器３０の外部へ引き出される。容器３０には、これらの配線の取り出し箇所を水密にシールするためのシール処理部３２が設けられる。なお、液位センサ２４Ｂが設けられない場合には、シール処理部３２は液体冷媒３１の液面に設けられてもよい。
【００４２】
蓄電システム１Ａは、液体冷媒３１の脱気処理を行う脱気装置３７を更に備えてもよい。脱気装置３７としては、例えば超音波振動機が好適に用いられ得る。脱気装置３７は、例えば蓄電システム１Ａの設置および保守・点検の際に容器３０に取り付けられる。液体冷媒３１に含まれるガス成分は液体冷媒３１の沸点を変動させるので、液体冷媒３１の脱気処理を行っておくことにより、気泡３１ａを所定温度にて精度良く発生させることができる。
【００４３】
図３は、蓄電池モジュール１０Ａを軸方向から見た図である。各蓄電池１２の外形は例えば円柱形状であり、蓄電池モジュール１０Ａを構成する複数の蓄電池１２は、円柱の中心軸線が揃った状態で該中心軸線と交差する架空平面内において二次元状に配列される。配列は、例えば正方格子状或いは千鳥格子（三角格子）状である。図３には、例として正方格子状の配列が示されている。各蓄電池１２の外径（直径）Ｌ１及び軸方向の長さは互いに等しい。各蓄電池１２の外径Ｌ１は、例えば１８ｍｍ〜２２ｍｍの範囲内である。
【００４４】
ここで、液体冷媒３１中における気泡３１ａの固有振動数は、気泡３１ａの直径、内部圧力、表面張力、及び液密度といった液特性によって変化する。具体的には、気泡３１ａの固有振動数ωは、気泡運動物理モデルから、例えば下記の数式（１）のように導出されることが知られている。なお、Ｒは気泡３１ａの半径、Ｐは液体冷媒３１の圧力、Ｔは液体冷媒３１の表面張力、ρは液体冷媒３１の密度、κはポリトロープ指数である。
【数１】
2019170009.tif 000003
上述したように複数の蓄電池１２を二次元状に配列した場合、気泡３１ａの直径が蓄電池１２同士の隙間以上であると気泡３１ａの振動が制限されるので、気泡３１ａの直径は、蓄電池１２同士の隙間よりも小さいことが望ましい。幾何学的な関係から、図４（ａ）に示される正方格子状の配列であれば、気泡３１ａの直径Ｌ２は蓄電池１２の外径Ｌ１の０．４１４２１倍未満であることが望ましく、また、図４（ｂ）に示される千鳥格子状の配列であれば、気泡３１ａの直径Ｌ２は蓄電池１２の外径Ｌ１の０．０７７３５倍未満であることが望ましい。気泡３１ａの直径がこのような関係を満たすことにより、気泡３１ａがその固有振動数でもって好適に振動し、振動センサ２４Ａにおいて気泡３１ａの発生を精度良く検知することができる。なお、振動センサ２４Ａにおいても、気泡３１ａの固有振動数を十分に検知できる周波数特性を有することが望ましい。
【００４５】
また、液体冷媒３１中における気泡３１ａの半径Ｒは、気泡３１ａの周囲の液体圧力と気泡３１ａ中の気体圧力との差ΔＰ、および表面張力Ｔを用いて次式（２）で表されることが知られている。
【数２】
2019170009.tif 000004
従って、気泡３１ａの直径Ｌ２は、液体冷媒３１に含まれる材料の表面張力Ｔ及び沸点近傍の飽和圧力を選択することによって制御可能である。すなわち、正方格子状の配列であれば、液体冷媒３１に含まれる材料が、蓄電池１２の外径Ｌ１の０．４１倍未満の直径Ｌ２を有する気泡３１ａを発生するような材料であるとよい。また、千鳥格子状の配列であれば、液体冷媒３１に含まれる材料が、蓄電池１２の外径Ｌ１の０．０７倍未満の直径Ｌ２を有する気泡３１ａを発生するような材料であるとよい。また、気泡３１ａの直径Ｌ２が外径Ｌ１の０．４１倍（若しくは０．０７倍）を超える場合、蓄電池１２同士の間隔ｄ（図３を参照）を適切な大きさまで拡げるとよい。
【００４６】
また、蓄電池１２同士の間隔ｄを大きく確保すると、蓄電池１２間の圧損が低減されて蓄電池１２の表面における液体冷媒３１の対流が促進される。このため、蓄電池１２の温度上昇に対して液体冷媒３１の温度上昇が緩慢になり、蓄電池１２の温度が過度に上昇してから気泡３１ａが発生するまでの時間（応答速さ）が十分に短くならないおそれがある。そのような場合には、図５の（ａ）〜（ｄ）に示されるように、断熱性の区画材３８を用いて一又は複数の蓄電池１２毎に区画してもよい。これにより、蓄電池１２からの受熱が区画内に制限されるとともに液体冷媒３１の移動が制限されるので、液体冷媒３１を局所的に効率よく温度上昇させることができる。従って、上述した応答速さを向上させることができる。
【００４７】
この場合、図５の（ａ）及び（ｂ）に示されるように単一の蓄電池１２毎に区画してもよいし、図５の（ｃ）及び（ｄ）に示されるように複数の蓄電池１２毎に区画してもよい。特に、蓄電池１２の並列数すなわち蓄電池ブロック１１単位で区画を設けることにより、蓄電池１２の管理及び接続が容易になる。また、区画の平面形状は特に限定されず、図５の（ａ），（ｃ）に示されるように長方形若しくは正方形であってもよいし、図５の（ｂ），（ｄ）に示されるように台形若しくは三角形であってもよい。特に、区画の平面形状を二等辺三角形、並行四辺形、或いは正六角形といった、密に整列可能な形状またはその組合せ形状とすることにより、蓄電システム１Ａの小型化に寄与できる。
【００４８】
図６は、一例として単一の蓄電池１２を囲う直方体状の区画材３８を示す斜視図である。この図に示されるように、区画材３８は、蓄電池１２の側面だけでなく、上面及び下面の少なくとも一方を覆ってもよい。その場合、蓄電池１２の上下に位置する区画材３８の部分には、気泡３１ａが通過する開口３８ａが設けられるとよい。
【００４９】
図７は、コントローラ２１の処理の一例を示すフローチャートである。コントローラ２１は、まず、全体温度センサ２９からの情報に基づいて、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺温度（筐体２の内部温度）を取得する（ステップＳ１）。そして、コントローラ２１は、取得した周辺温度が第１の温度閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。周辺温度が第１の温度閾値よりも大きい場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、コントローラ２１は個々の蓄電池１２の異常とは関係なく周辺温度の異常と判断し（ステップＳ３）、スイッチ２５を開くことにより蓄電システム１Ａと外部配線との接続を遮断する（ステップＳ４）。
【００５０】
また、周辺温度が第１の温度閾値以下である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、コントローラ２１は、温度異常センサ２４（振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂ）からの情報に基づいて、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じたか否かを知得する（ステップＳ５）。そして、いずれの蓄電池１２にも温度異常が生じていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、コントローラ２１は正常と判断して処理を終了する。また、いずれかの蓄電池１２に温度異常が生じている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、コントローラ２１は、所定温度（液体冷媒３１の沸点）と周辺温度との差を演算し、この差が第２の温度閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ７）。この差が第２の温度閾値よりも大きい場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、当該温度異常がいずれかの蓄電池１２の異常に起因するものと判断し（ステップＳ８）、スイッチ２５を開くことにより蓄電システム１Ａと外部配線との接続を遮断する（ステップＳ４）。また、温度差が第２の温度閾値以下である場合（ステップＳ７：ＮＯ）、コントローラ２１は正常と判断して処理を終了する。
【００５１】
以上に説明した本実施形態による蓄電システム１Ａによって得られる効果について説明する。前述したように、蓄電システム１Ａにおいては、所定温度を超えたときに気体を生じる液体冷媒３１（感温材）が、複数の蓄電池１２のそれぞれと熱的に接している。従って、いずれかの蓄電池１２に異常が発生し、その温度が所定温度を超えた場合、液体冷媒３１において気泡３１ａが生じる。気泡３１ａは周囲の液体冷媒３１との比重差に応じて当該蓄電池１２付近から上方に移動し、振動センサ２４Ａ及び液位センサ２４Ｂによって検知される。故に、この蓄電システム１Ａによれば、多数の蓄電池１２の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池１２の過度の温度上昇を捉えることができる。
【００５２】
特にリチウムイオン電池は、従来よりノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器に用いられてきたが、近年では再生可能エネルギーの蓄電用など大型の蓄電システムにも用いられ始めている。この場合、大容量の蓄電池セルを用いる方式のほかに、モバイル機器用の小容量の蓄電池セルを多数接続する方式が考えられる。小容量の蓄電池セルを用いることによって、システム形状の自由度を高め、またモバイル機器の需要を含めた量産効果により価格や品質に優位性を確保することができる一方、蓄電池セルの個数が多くなるので各蓄電池セル毎に温度を測定することは現実的ではない。本実施形態の蓄電システム１Ａは、このような場合に特に適している。
【００５３】
また、本実施形態のように、所定温度を超えたときに気体に相転移する物質を含む液体冷媒３１を感温材として用いてもよい。これにより、所定温度を超えたときに検知対象となる気体を好適に生じさせることができる。
【００５４】
また、本実施形態のように、常温において液体であり所定温度を沸点とする液体冷媒３１を感温材として用い、液体冷媒３１の気化を検知してもよい。このような構成により、上記の効果を好適に奏することができる。この場合、図２に示されるように複数の蓄電池１２は液体冷媒３１に浸漬してもよい。これにより、液体冷媒３１の気化は気泡３１ａとして現れるので、液体冷媒３１の気化をより確実に検知することができる。
【００５５】
また、本実施形態のように、コントローラ２１は、所定温度（液体冷媒３１の沸点）と周辺温度との差に基づいて、個別の蓄電池１２に異常が生じたか否かを判断してもよい。これにより、蓄電池１２の異常による温度上昇と、周辺環境に起因する温度上昇とを判別して、蓄電池１２の異常による過度の温度上昇をより正確に捉えることができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図であって、該周辺構造を水平方向から見た様子を示している。図８に示されるように、本実施形態の蓄電システムは、図２に示された構成に代えて、複数の感温材４０、液受け面４１、光学センサ４２、及び反射器４４を備えている。
【００５７】
複数の感温材４０それぞれは、複数の蓄電池１２それぞれに予め塗布または付着されることにより、各蓄電池１２と熱的に接する。感温材４０は、常温において固体であり、所定温度を融点とする。感温材４０は、付着先の蓄電池１２の温度が上昇するとその熱を吸収する。そして、感温材４０の温度が所定温度を超えると、当該感温材４０が相転移（すなわち融解）し、液体（すなわち融解した感温材４０）が生じる。蓄電池１２がリチウムイオン電池である場合、感温材４０の融点は例えば７０℃〜９０℃の範囲内に設定される。このような感温材４０の材料としては、例えば酢酸ビニル共重合エチレン系など低融点の熱可塑性樹脂や、ウッド合金、ローズ合金といった易融合金などが挙げられる。なお、感温材４０の融点は、蓄電池１２にとって異常とされる温度付近に設定され、蓄電池１２の種類によって異なる。
【００５８】
液受け面４１は、複数の蓄電池１２に対して鉛直下方に配置されている。液受け面４１は、融解して落下した感温材４０を受ける。光学センサ４２は、発光器４２ａ及び受光器４２ｂを含む。発光器４２ａは、液受け面４１の一辺と対向して配置されており、液受け面４１の表面に沿って直進性の電磁波Ｗを照射する。電磁波Ｗは、例えばレーザ光線である。受光器４２ｂは、電磁波Ｗを検出可能に構成されている。電磁波Ｗがレーザ光線である場合、受光器４２ｂは例えばフォトダイオードといった受光素子を含む。反射器４４は、液受け面４１の端縁において液受け面４１に対し垂直に立っており、液受け面４１の内側に向けて電磁波Ｗを反射する。発光器４２ａから照射された電磁波Ｗは、液受け面４１に沿って進みながら反射器４４において何度か反射したのち、受光器４２ｂに入射する。受光器４２ｂは、電磁波Ｗの強度に応じた電気信号を出力する。発光器４２ａ及び受光器４２ｂはコントローラ２１と有線または無線を介して接続されている。発光器４２ａの発光動作は、コントローラ２１によって制御される。受光器４２ｂから出力された電気信号は、コントローラ２１に提供される。なお、発光器４２ａ及び受光器４２ｂの電源電圧は蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂから供給されてもよい。
【００５９】
光学センサ４２は、図１に示された温度異常センサ２４の一例であって、感温材４０の融解を検知する検知部である。光学センサ４２は、融解して液受け面４１上に落下した感温材４０を検知する。具体的には、或る蓄電池１２に過度な温度上昇が生じて該蓄電池１２に塗布または付着された感温材４０の温度が所定温度を超えると、感温材４０に相転移（融解）が生じる。融解した感温材４０は、周囲の媒質（例えば空気）よりも重いため重力によって液受け面４１上に落下する（図中の感温材４０ａ）。この感温材４０ａによって電磁波Ｗの進行が妨害され、受光器４２ｂにおける電磁波Ｗの入射量が低下すると、コントローラ２１は感温材４０が融解したことを知得する。これにより、コントローラ２１は、いずれかの蓄電池１２における過度の温度上昇を捉えることができる。
【００６０】
なお、本実施形態の蓄電システムは、光学センサ４２に代えて、若しくは光学センサ４２とともに、液受け面４１を支持する支持部４６と、支持部４６に取り付けられたセンサ４５とを備えてもよい。センサ４５は、図１に示された温度異常センサ２４の別の例であって、感温材４０の融解を検知する検知部である。支持部４６は、図に示されるように液受け面４１を上方から吊り下げてもよく、或いは下方から液受け面４１を支えてもよい。センサ４５は、融解した感温材４０ａが液受け面４１に衝突した際に支持部４６に加わる荷重もしくは振動を検知することにより、液受け面４１上に感温材４０が落下したことを検知する。
【００６１】
本実施形態のように、常温において固体であり所定温度を融点とする感温材４０を用い、感温材４０の融解を検知してもよい。このような構成によれば、第１実施形態と同様に、多数の蓄電池１２の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池１２の過度の温度上昇を捉えることができる。この場合、検知部（光学センサ４２及びセンサ４５）が、例えば融解による感温材４０の移動（落下）を検知することにより、感温材４０の融解を容易に検知することができる。また、本実施形態の構成では、多数の蓄電池１２を図２に示された容器３０に収容する必要が無いので、蓄電システムの構成を第１実施形態と比較してより簡素にすることができる。
【００６２】
また、本実施形態のように、融解により移動した感温材４０を光学センサ４２及びセンサ４５の少なくとも一方により検知してもよい。光学センサ４２及びセンサ４５の少なくとも一方を用いることにより、移動した感温材４０を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００６３】
なお、蓄電システムが検知部としてセンサ４５を備える場合、感温材４０よりも大きな比重を有する混合物を感温材４０に混合してもよい。これにより、融解した感温材４０が液受け面４１に衝突した際に支持部４６に加わる荷重もしくは振動が大きくなるので、センサ４５の検知精度を高めることができる。
【００６４】
（第１変形例）
図９は、第２実施形態の一変形例に係る蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図である。本変形例の蓄電システムは、第２実施形態の感温材４０（図８を参照）に代えて、感温材４７及び遊離材４８を備える。感温材４７は、各蓄電池１２の中心軸線と交差する架空平面に沿った平板状を呈しており、各蓄電池１２は、感温材４７に形成され蓄電池１２の外形と略同一の内径を有する円形の開口に挿通若しくは嵌合されることによって感温材４７と熱的に接する。感温材４７は、常温において固体であり、所定温度を融点とする。蓄電池１２に過度の温度上昇が生じると、当該蓄電池１２の周囲に位置する感温材４７の部分がその熱を吸収する。そして、感温材４７の当該部分の温度が所定温度を超えると、当該部分に相転移（すなわち融解）が生じる。蓄電池１２がリチウムイオン電池である場合、感温材４７の融点は例えば７０℃〜９０℃の範囲内に設定される。このような感温材４７の材料としては、例えば酢酸ビニル共重合エチレン系など低融点の熱可塑性樹脂が挙げられる。なお、感温材４７の融点は、蓄電池１２にとって異常とされる温度付近に設定され、蓄電池１２の種類によって異なる。
【００６５】
遊離材４８は、例えば粒子状の物体である。遊離材４８は、感温材４７よりも大きな比重を有する。遊離材４８は、所定温度を超えて固体であってもよい。遊離材４８は、感温材４７上に分散して設けられ、感温材４７によって支持されている。このような遊離材４８としては、例えばエンジニアリングプラスチックや熱硬化性樹脂など高融点の樹脂、または鉄等の金属をビーズ成型したものが挙げられる。
【００６６】
本変形例において、液受け面４１は、感温材４７が融解することにより落下した遊離材４８を受ける。光学センサ４２は、液受け面４１上に落下した遊離材４８を検知する。具体的には、或る蓄電池１２に過度な温度上昇が生じて該蓄電池１２の周囲の感温材４７の温度が所定温度を超えると、感温材４７に相転移（融解）が生じる。この感温材４７の融解により、遊離材４８が感温材４７の支持を失い、重力によって液受け面４１上に落下する（図中の遊離材４８ａ）。この遊離材４８ａによって電磁波Ｗの進行が妨害され、受光器４２ｂにおける電磁波Ｗの入射量が低下すると、コントローラ２１は感温材４０が融解したことを知得する。これにより、コントローラ２１は、いずれかの蓄電池１２における過度の温度上昇を捉えることができる。
【００６７】
なお、本実施形態においても、蓄電システムは、光学センサ４２に代えて、若しくは光学センサ４２とともに、センサ４５及び支持部４６を備えてもよい。センサ４５は、落下した感温材４７及び遊離材４８ａが液受け面４１に衝突した際に支持部４６に加わる荷重もしくは振動を検知することにより、液受け面４１上に遊離材４８ａが落下したことを検知する。感温材４７の重さに遊離材４８ａの重さが加わるので、支持部４６に加わる荷重および振動が大きくなり、センサ４５の検知精度を高めることができる。
【００６８】
本変形例のように、常温において固体であり所定温度を融点とする感温材４７を用い、感温材４７の融解を検知してもよい。このような構成によれば、第１実施形態と同様に、多数の蓄電池１２の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池１２の過度の温度上昇を捉えることができる。この場合、検知部（光学センサ４２及びセンサ４５）が、例えば感温材４７の融解による遊離材４８の移動（落下）を検知することにより、感温材４７の融解を容易に検知することができる。また、本変形例の構成においても、上述した第２実施形態と同様、多数の蓄電池１２を図２に示された容器３０に収容する必要が無いので、蓄電システムの構成を第１実施形態と比較してより簡素にすることができる。
【００６９】
また、本変形例のように、感温材４７の融解により移動した遊離材４８ａを光学センサ４２及びセンサ４５の少なくとも一方により検知してもよい。光学センサ４２及びセンサ４５の少なくとも一方を用いることにより、移動した遊離材４８ａを簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００７０】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態における蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの周辺構造を概念的に示す図であって、該周辺構造を水平方向から見た様子を示している。図１０に示されるように、本実施形態の蓄電システムは、図２に示された構成に代えて、複数の感温材５０、容器５１、及びガスセンサ２４Ｄを備えている。蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ及びガスセンサ２４Ｄは容器５１の内部に収容されており、容器５１の内部は気密に封止されている。
【００７１】
複数の感温材５０それぞれは、複数の蓄電池１２それぞれに予め塗布または付着されることにより、各蓄電池１２と熱的に接する。感温材５０は、常温において固体または液体である。感温材５０は、所定温度を昇華点若しくは沸点とする物質を含む。或いは、感温材５０は、所定温度を超えると化学反応により気化が顕著となる物質を含んでもよい。感温材５０は、当該感温材５０が塗布または付着された蓄電池１２の温度が上昇するとその熱を吸収する。そして、感温材５０の温度が所定温度を超えると、当該感温材５０に含まれる物質が昇華若しくは蒸発することにより、検知対象としての気体を生じる。あるいは、感温材５０に含まれる物質に化学反応が生じることにより、検知対象としての気体（以下、反応ガス）が発生する。蓄電池１２がリチウムイオン電池である場合、上記の所定温度は例えば７０℃〜９０℃の範囲内に設定される。感温材５０の材料としては、例えば水素吸蔵合金やゼオライト等が挙げられる。なお、所定温度は、蓄電池１２にとって異常とされる温度付近に設定され、蓄電池１２の種類によって異なる。
【００７２】
ガスセンサ２４Ｄは、図１に示された温度異常センサ２４の一例であって、気化した感温材５０若しくは反応ガスを検知する検知部である。ガスセンサ２４Ｄの配置は、気化した感温材５０若しくは反応ガスと周囲の媒質との比重の大小に応じて定められる。すなわち、気化した感温材５０若しくは反応ガスの比重が周囲の媒質の比重よりも重い場合には、ガスセンサ２４Ｄは容器５１の底面付近に配置される。また、気化した感温材５０若しくは反応ガスの比重が周囲の媒質の比重よりも軽い場合には、ガスセンサ２４Ｄは容器５１の上面付近に配置される。
【００７３】
ガスセンサ２４Ｄからは、通信及び電源供給のための配線が容器５１の外部へ引き出される。また、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂからは、充放電のための配線が容器５１の外部へ引き出される。容器５１には、これらの配線の取り出し箇所を気密にシールするためのシール処理部５６が設けられる。
【００７４】
本実施形態において、或る蓄電池１２に過度な温度上昇が生じて該蓄電池１２に塗布または付着された感温材５０の温度が所定温度を超えると、感温材５０が相転移（気化）するか、または感温材５０から反応ガスが放出される。気化した感温材５０若しくは反応ガスは、周囲の媒質（例えば空気）よりも重い場合には容器５１の内部を下降し、底面付近に配置されたガスセンサ２４Ｄによって検知される。また、気化した感温材５０若しくは反応ガスは、周囲の媒質よりも軽い場合には容器５１の内部を上昇し、上面付近に配置されたガスセンサ２４Ｄによって検知される。その検知結果はガスセンサ２４Ｄからコントローラ２１（図１を参照）に提供され、コントローラ２１は感温材５０の気化若しくは反応ガスの発生を知得する。例えば、ガスセンサ２４Ｄとして、水素または可燃性ガスに対し選択性を有するものを用いてもよい。これにより、コントローラ２１は、いずれかの蓄電池１２における過度の温度上昇を捉えることができる。
【００７５】
本実施形態のように、所定温度を超えたときに相転移若しくは化学反応により気体を放出する感温材５０を用い、発生した気体を検知してもよい。このような構成により、上記第１実施形態と同様に、多数の蓄電池１２の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池１２の過度の温度上昇を捉えることができる。また、ガスセンサ２４Ｄを用いることにより、発生した気体を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００７６】
なお、感温材５０が予め顕色材を含んでいる等により、気化した感温材５０若しくは反応ガスが有色である場合には、ガスセンサ２４Ｄに代えて、或いはガスセンサ２４Ｄとともに、色彩を検知する光学センサが設けられてもよい。この場合、光学センサは、気化した感温材５０若しくは反応ガスを通過した電磁波のスペクトルを分析し、発色を検知した場合に、感温材５０の気化若しくは反応ガスの発生を知得してもよい。このような構成であっても、発生した気体を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００７７】
容器５１には、底面付近に設けられた開口部５２と、上面付近に設けられた開口部５３との少なくとも一方が設けられてもよい。例えば、蓄電システム１Ａの保守・点検の際に、感温材５０を塗布若しくは付着したヒータ２８を開口部５２または５３から容器５１の内部に挿入し、ヒータ２８の温度を所定温度よりも上昇させることで蓄電池１２の温度異常を模擬し、これにより気化した感温材５０若しくは発生した反応ガスをガスセンサ２４Ｄにより検知する。そして、作業者は、ヒータ２８の温度とガスセンサ２４Ｄの検知タイミングとの関係に基づいて、ガスセンサ２４Ｄの校正を行う。これにより、ガスセンサ２４Ｄが正常に動作できるか否かの確認、並びにガスセンサ２４Ｄの校正を容易に行うことができる。
【００７８】
一たび感温材５０が気化するか若しくは反応ガスが発生すると、気化した感温材５０若しくは反応ガスが容器３０内に滞留するので、ガスセンサ２４Ｄが常に検知状態となり蓄電システム１Ａが正常な運転に復帰することができない。そこで、開口部５２，５３の一方または両方を開いて気化した感温材５０若しくは反応ガスの排出を促してもよい。開口部５２，５３の一方に押し込み式または吐き出し式の送風手段５５を配置することにより、気化した感温材５０若しくは反応ガスの排出を強制してもよい。
【００７９】
（第２変形例）
図１１は、上述した第３実施形態の一変形例に係る感温材６０の構造を示す断面図である。この感温材６０は、担体構造（例えばマイクロカプセル構造）を有し、担体６１と、担体６１に被覆された内包材６２とを含む。内包材６２は、検知対象である気体の基となる物質を含む。担体６１は、常温において固体であり所定温度を昇華点若しくは融点とする材質からなる。そして、多数の感温材６０が、図１０に示された感温材５０に代えて、各蓄電池１２に塗布または付着される。
【００８０】
担体６１は、当該感温材６０が塗布または付着された蓄電池１２の温度が上昇するとその熱を吸収する。そして、担体６１の温度が所定温度を超えると、当該担体６１が昇華若しくは融解して、内包材６２が露出する。このとき、内包材６２から生じた気体が担体６１の外部に放出される。この気体は、内包材６２を構成する物質そのものが気化したものであってもよいし、副反応により生じた別の物質であってもよい。蓄電池１２がリチウムイオン電池である場合、所定温度は例えば７０℃〜８０℃の範囲内に設定される。担体６１の構造例としては、寒天、カラギナン、ペクチン、ジェランガム、若しくはアルギン酸系物質などを主成分とし、再溶解温度が上記所定温度となるように調整されたゲル構造が挙げられる。また、内包材６２の材料としては、例えばアルコール類、ベンゼン族炭化水素、ロイコ色素などが挙げられる。なお、所定温度は、蓄電池１２にとって異常とされる温度付近に設定され、蓄電池１２の種類によって異なる。
【００８１】
なお、所定温度を超えても固相を維持する担体６１と、所定温度を超えると膨張する内包材６２とを用いて、感温材６０の担体構造を構成してもよい。この場合、内包材６２は、当該感温材６０が塗布または付着された蓄電池１２の温度が上昇するとその熱を吸収する。そして、内包材６２の温度が所定温度を超えると、内包材６２が膨張して担体６１を破り、内包材６２から生じた気体が担体６１の外部に放出される。この気体は、内包材６２を構成する物質そのものが気化したものであってもよいし、副反応により生じた別の物質であってもよい。担体６１の例としては、メラミン等からなるカプセルが挙げられる。また、内包材６２の材料としては、例えばアルコール類、ベンゼン族炭化水素、ロイコ色素などが挙げられる。
【００８２】
内包材６２から生じた気体は、周囲の媒質（例えば空気）よりも重い場合には容器５１の内部を下降し、底面付近に配置されたガスセンサ２４Ｄによって検知される。また、内包材６２から生じた気体は、周囲の媒質よりも軽い場合には容器５１の内部を上昇し、上面付近に配置されたガスセンサ２４Ｄによって検知される。その検知結果はガスセンサ２４Ｄからコントローラ２１（図１を参照）に提供され、コントローラ２１は内包材６２から気体が生じたことを知得する。これにより、コントローラ２１は、蓄電池１２における過度の温度上昇を捉えることができる。
【００８３】
本実施形態のように、担体構造を有する感温材６０を用い、所定温度を超えた際に担体６１から放出された気体を検知してもよい。このような構成によれば、上記第１実施形態と同様に、多数の蓄電池１２の一つ一つに温度センサを設けるよりも簡素な構成によって、個々の蓄電池１２の過度の温度上昇を捉えることができる。また、ガスセンサ２４Ｄを用いることにより、内包材６２から生じた気体を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００８４】
なお、内包材６２が予め顕色材を含んでいる等により、内包材６２から生じた気体が有色である場合には、ガスセンサ２４Ｄに代えて、或いはガスセンサ２４Ｄとともに、色彩を検知する光学センサが設けられてもよい。この場合、光学センサは、内包材６２から生じた気体を通過した電磁波のスペクトルを分析し、該気体の発色を検知してもよい。このような構成であっても、内包材６２から生じた気体を簡易な構成でもって精度良く検知することができる。
【００８５】
（第４実施形態）
図１２は、本発明の第４実施形態に係る電子装置システム１Ｂの構成を概略的に示す図である。電子装置システム１Ｂは、第１実施形態の蓄電システム１Ａと、電子装置７１と、バックアップ電源７２と、ラック（筐体）７３と、を備える。電子装置システム１Ｂは、例えばサーバ等の情報機器システムであって、電子装置７１は例えばＣＰＵ及びメモリを内蔵するコンピュータである。サーバ等の情報機器システムは、停電に備えてバックアップ電源７２を必要とする。蓄電システム１Ａは、バックアップ電源７２と電気的に接続されており、バックアップ電源７２に電力を供給する。蓄電システム１Ａ、電子装置７１及びバックアップ電源７２は、ラック７３に収容されている。
【００８６】
ラック７３の内部には、一対の電源配線７４ａ，７４ｂが設けられている。電子装置７１は、配線を介して一対の電源配線７４ａ，７４ｂと電気的に接続されており、電源配線７４ａ，７４ｂから電力の供給を受ける。電源配線７４ａ，７４ｂは、バックアップ電源７２及び電源配線７４ｃ，７４ｄを介して、ラック７３に設けられた入力端子７３ａと電気的に接続され、更に、入力端子７３ａを介して、外部電力系統７５と電気的に接続される。外部電力系統７５は、例えば商用電源である。また、電源配線７４ａ，７４ｂは、ラック７３に設けられた出力端子７３ｂを介して、電子装置７１の冷却のためのチラー３４と電気的に接続される。バックアップ電源７２は、入力端子７３ａと電子装置７１との間に接続されており、外部電力系統７５が正常に機能しているときには外部電力系統７５からの電力を蓄電システム１Ａに充電し、外部電力系統７５が停止した際には蓄電システム１Ａに蓄えられた電力を電源配線７４ａ，７４ｂに供給する。
【００８７】
図１３は、ラック７３の内部構造を示す図である。図１３に示されるように、ラック７３の内部には液体冷媒３１が充填されている。そして、蓄電システム１Ａの蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ、電子装置７１及びバックアップ電源７２は、液体冷媒３１に一括して浸漬されている。なお、ラック７３は、図２に示された容器３０の機能を有する。ラック７３の側面にはチラー３４が設けられており、液体冷媒３１は、チラー３４を循環することによって一定の温度に保たれる。電子装置７１は通常の動作において発熱を伴うが、電子装置７１からの熱が液体冷媒３１に吸収されることにより、電子装置７１の温度が一定に保たれる。更に、バックアップ電源７２及び蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂはその動作時に発熱を伴うが、電子装置７１と一括して液体冷媒３１に浸漬することにより、電子装置システム１Ｂの全体を小型化しつつ冷却を行うことができる。
【００８８】
本実施形態では、第１実施形態と同様の方式によって、蓄電システム１Ａが備える蓄電池の温度異常を検知する。すなわち、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂを構成する複数の蓄電池のいずれかの温度が過度に上昇した場合、液体冷媒３１の一部が気化して気泡３１ａ（図２を参照）が発生する。気泡３１ａの発生は、液体冷媒３１中に設けられた振動センサ２４Ａによって検知される。蓄電システム１Ａのコントローラ２１（図１を参照）は、振動センサ２４Ａからの情報に基づいて、いずれかの蓄電池に温度異常が生じたことを知得する。
【００８９】
ラック７３は、遮音壁７７を更に有する。遮音壁７７は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ及び振動センサ２４Ａと電子装置７１との間に設けられており、液体冷媒３１中の気泡により生じる振動を遮断する。遮音壁７７は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ及び振動センサ２４Ａが設けられる区画と、電子装置７１が設けられる区画とを仕切るように設けられている。
【００９０】
この電子装置システム１Ｂによれば、蓄電システム１Ａを備えることにより、簡素な構成によって個々の蓄電池の過度の温度上昇を捉えることができる。また、この電子装置システム１Ｂでは、電子装置７１が蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂとともにラック７３内において液体冷媒３１に浸漬されているので、蓄電池の温度異常を検知するための感温材を用いて電子装置７１を冷却することができる。従って、電子装置７１の冷却装置を蓄電システム１Ａとは別に設ける場合と比較して、電子装置システム１Ｂを小型化することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ及び振動センサ２４Ａが、液体冷媒３１中において、電子装置７１に対して鉛直下方に位置する。これにより、電子装置７１の発熱により生じた気泡は振動センサ２４Ａによって検知されにくくなるので、振動センサ２４Ａは、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの蓄電池の温度上昇によって生じた気泡３１ａのみを検知し、蓄電池の過度の温度上昇を好適に捉えることができる。
【００９２】
また、本実施形態のように、ラック７３は、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂ及び振動センサ２４Ａと電子装置７１との間に遮音壁７７を有してもよい。これにより、電子装置７１の発熱により生じる気泡に起因する音や振動を遮断して、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂの発熱により生じる気泡３１ａに起因する液体冷媒３１の振動を、振動センサ２４Ａにおいて精度良く検知することができる。
【００９３】
チラー３４、電子装置７１、及びバックアップ電源７２などから騒音（例えばファンのモータ音や風切音）が生じる場合には、振動センサ２４Ａのノイズ源とならないように、これらを遮音壁７７より上方に設けてもよい。この場合、チラー３４からの復水は、電子装置７１及びバックアップ電源７２が設けられた区画に還流される。
【００９４】
なお、本実施形態では、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂが液体冷媒３１中の最下層に位置し、且つチラー３４の復水経路と蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂとの間に遮音壁７７が設けられているので、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂに対する冷却性能は電子装置７１に対する冷却性能と比較して劣ると考えられる。しかし、蓄電池モジュール１０Ａ，１０Ｂは主に停電時に動作するものであってその動作頻度は電子装置７１よりも少ないので、冷却性能が劣っても問題ない。
【００９５】
本発明による蓄電システム及び電子装置システムは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した各実施形態及び各変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、第４実施形態では電子装置システムの例としてサーバシステムを例示したが、電子装置システムはこれに限られず、様々な電子装置を備えるシステムに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１Ａ…蓄電システム、、１Ｂ…電子装置システム、、２…筐体、２ａ，２ｂ…入出力端子、２ｃ…通信端子、１０Ａ，１０Ｂ…蓄電池モジュール、１１…蓄電池ブロック、１２…蓄電池、１３…セルコントローラ、１４ａ，１４ｂ…端子、２１…コントローラ、２２…総電圧センサ、２３…総電流センサ、２４…温度異常センサ、２４Ａ…振動センサ、２４Ｂ…液位センサ、２４Ｄ…ガスセンサ、２５…スイッチ、２６…通信手段、２７…外部通信手段、２８…ヒータ、２９…全体温度センサ、３０…容器、３１…液体冷媒、３１ａ…気泡、３１ｂ…液面、３２…シール処理部、３３…弁、３４…チラー、３５…ドレン、３６…循環手段、３７…脱気装置、３８…区画材、３８ａ…開口、４０，４０ａ…感温材、４１…液受け面、４２…光学センサ、４２ａ…発光器、４２ｂ…受光器、４４…反射器、４５…センサ、４６…支持部、４７…感温材、４８，４８ａ…遊離材、５０…感温材、５１…容器、５２，５３…開口部、５５…送風手段、５６…シール処理部、６０…感温材、６１…担体、６２…内包材、７１…電子装置、７２…バックアップ電源、７３…ラック、７３ａ…入力端子、７３ｂ…出力端子、７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ…電源配線、７５…外部電力系統、７７…遮音壁、Ｎ１〜Ｎ５…ノード、Ｗ…電磁波。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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