(57)【要約】【課題】安全性を確保した上で、小規模の設備若しくは装置、又は車両に搭載可能なフロー蓄電システムを提供する。更に、フロー蓄電システムを有する車両、及び車両の安全を確保する方法を提供する。【解決手段】金属リチウムから構成される固体負極活物質及び固体電解質を含む電池本体と、硫黄を含む正極活物質、電解液及び導電助剤から構成される液体状の正極材料を含み、前記電池本体とは別体として構成される外部タンクと、前記電池本体と前記外部タンクとを連通させる結合ラインと、前記結合ラインに設けられた連結器と、を有し、前記連結器により、前記電池本体と前記外部タンクとの、前記結合ラインを介した連結、及び外部から封止された状態での分離が行われることを特徴とするフロー蓄電システムが得られた。【選択図】  図１
2015032356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属リチウムから構成される固体負極活物質及び固体電解質を含む電池本体と、
硫黄を含む正極活物質、電解液及び導電助剤から構成される液体状の正極材料を含み、  前記電池本体とは別体として構成される外部タンクと、
前記電池本体と前記外部タンクとを連通させる結合ラインと、
前記結合ラインに設けられた連結器と、を有し、
前記連結器により、前記電池本体と前記外部タンクとの、前記結合ラインを介した連結、及び外部から封止された状態での分離が行われることを特徴とするフロー蓄電システム。
【請求項２】
前記連結器は、所定以上の衝撃を受けた場合に前記電池本体から前記外部タンクを自動的に脱離することを特徴とする請求項１に記載のフロー蓄電システム。
【請求項３】
前記連結器は、プラグ部とこれに嵌合可能なソケット部とから構成されて、複数の結合ラインを外部から封止された状態で相互に結合し、所定以上の衝撃を受けた場合に、前記プラグ部から前記ソケット部が分離することにより、前記電池本体と前記外部タンクとを、それぞれ外部から封止された状態で相互に分離することを特徴とする請求項１又は２に記載のフロー蓄電システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフロー蓄電システムを有する車両。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載に記載のフロー蓄電システムを有する車両の安全を確保する方法であって、異常発生時に、前記外部タンクを前記電池本体から離脱することにより車両の安全を確保する方法。
【請求項６】
前記異常が、車両の衝突またはフロー蓄電システムの異常である請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システム、特に、安全確保のための機構を有する蓄電システム、これを有する車両、及びその車両の安全を確保する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間使用可能な大容量の蓄電システム（二次電池）として、例えば、特許文献１及び特許文献２では、レドックスフロー電池等のフロー蓄電システム（フロー電池）が紹介されている。
【０００３】
レドックスフロー電池としては、例えば、バナジウムなどのイオンの酸化状態変化やリチウムと硫黄との結合・分離による電子の受け渡しを利用して充放電を行う蓄電池(バナジウムレドックスフロー電池、Ｌｉ−Ｓフロー二次電池）等があり、いずれも酸化還元反応が行われる電池本体（電池本体）と、別体のタンク（外部タンク）とが結合した構造を有する。
【０００４】
フロー蓄電システムは充放電を繰り返しても劣化しにくく、長寿命であり、かつ、発火等の危険性も少ないため、信頼性に優れた大型二次電池システムとして、工場や商業施設等の大規模な施設にて実用化が進んでいる。
【０００５】
特にＬｉ−Ｓフロー二次電池は他のレドックスフロー電池と比較してエネルギー密度も高く、さらなる実用化の進展が期待される。
【０００６】
しかしながら、大型二次電池であるフロー蓄電システムは、多数の電池セルを直列および並列に接続して組電池として用いられることが多く、組電池内部で部分的な短絡事故の検出は難しい。このため、特許文献３では、電池発熱時に活物質の循環を停止させる等の安全対策を備えたフロー電池も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１１−５２４０７４号
【特許文献２】特開２０１３−０２６１４２号
【特許文献３】特開２００２−２３１２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
フロー蓄電システムは、一般に正極活物質及び負極活物質がいずれも液体であること、及び電池本体、外部タンク、これらをつなぐ連結部、及び液体活物質循環用のポンプが必要とされることから、容量及び重量が増大する。このため、小規模の設備又は装置への適用は進展していない。また、同様の理由から、車両への搭載についても実用例は報告されていない。
【０００９】
特に、Ｌｉ−Ｓフロー蓄電システムについては、電池性能は優れるものの、Li-S二次電池の放電状態で生成されるLi2Sは、液体活物質の流動経路・反応部が破損した場合等に外界に流出すると、大気中の水分と反応して硫化水素を発生する。硫化水素は有毒である上、比重が大きく、滞留するため、人体に多大な影響を与える懸念がある。従って、実用には安全対策が必須である。
【００１０】
特に、Ｌｉ−Sフロー蓄電システムを電気自動車等の車両に搭載する場合には、衝突等により蓄電池が損傷して、液体活物質が外部流出した場合、空気中の水分と反応し、硫化水素が発生した場合、乗員の生命を危険にさらす上、救出も困難となり、重大事故に発展する可能性が否定出来ない。
【００１１】
しかるに、本発明は、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性を確保した上で、小規模の設備若しくは装置、又は車両に搭載可能なフロー蓄電システム、及びフロー蓄電システムを有する車両、及び車両の安全を確保する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明のフロー蓄電システムは、
金属リチウムから構成される固体負極活物質及び固体電解質を含む電池本体と、
硫黄を含む正極活物質、電解液及び導電助剤から構成される液体状の正極材料を含み、電池本体とは別体として構成される外部タンクと、
電池本体と前記外部タンクとを連通させる結合ラインと、
結合ラインに設けられた連結器と、を有し、
連結器により、電池本体と外部タンクとの、結合ラインを介した連結、及び外部から封止された状態での分離が行われることを特徴とする。
【００１３】
上記フロー蓄電システムによると、緊急時には、電池本体より外部タンクが分離され、電池本体、外部タンク及びこれらを連結する結合ラインの内部に存在する液体材料及び反応物の外部への放出を最小限とすることができるため、安全対策を確保した上での稼働が可能となる。
【００１４】
さらに、本発明のフロー蓄電システムは、所定以上の衝撃を受けた場合に電池本体から外部タンクを自動的に脱離することを特徴とする。
【００１５】
これにより、緊急時に乗員が自ら操作を行わなくても、外部タンクは、脱離が必要と判断される場合に速やかに電池本体から脱離可能とされる。
【００１６】
本発明のフロー蓄電システムでは、連結器は、プラグ部とこれに嵌合可能なソケット部とから構成されて、複数の結合ラインを外部から封止された状態で相互に結合し、所定以上の衝撃を受けた場合に、プラグ部から前記ソケット部を分離することにより、電池本体と前記外部タンクとを、それぞれ外部から封止された状態で相互に分離することを特徴とする。
【００１７】
これにより、本発明のフロー蓄電システムは、搭載及び作動の双方において簡便な態様で安全装置を確保できる。
【００１８】
この他、本発明によると、上記のフロー蓄電システムを有する車両、及び車両の衝突またはフロー蓄電システムの異常等の異常発生時に、外部タンクを電池本体から離脱することにより車両の安全を確保する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施の形態であるＬｉ−Sフロー蓄電システムの模式図である。
【図２】図２は、本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムにおける結合ラインの斜視図である。
【図３】図３は、本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムを車両に搭載した場合のシステム図である。
【図４】図４は、本発明におけるＬｉ−Sフロー蓄電システムの安全機構を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明におけるレドックスフロー蓄電システムとは、電池本体とは別体の外部タンクに存在する液体活物質を電池本体に供給することで充放電を行う蓄電システムである。
【００２１】
本実施の形態では、Ｌｉ−Sフロー蓄電システムを車両に搭載した場合を例として、本発明の構成及び効果を説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施の形態であるＬｉ−Sフロー蓄電システム１００の模式図である。図１に示すように、本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システム１００は、電池本体１０と、これとは別体として構成された外部タンク２０とを有している。
【００２３】
本発明では、外部タンク２０に含まれる正極材料が結合ライン３０内を流動して電池本体１０内の金属リチウムに到達し、硫化リチウム（Ｌｉ２Ｓ）が発生することにより、Ｌｉ−Ｓ蓄電池の放電が行われる。また、充電時にはリチウムイオンが還元されて金属リチウムとなり、硫化物イオンは還元されて硫黄となることで、充電が行われる。この反応により得られる硫化リチウムは蓄電システム内の閉鎖系では安定性が高いものの、大気中では水分と反応し、硫化水素を発生する危険性を伴う。
【００２４】
放電が開始され蓄電システム内部に硫化リチウムが生じた状態で、結合ライン３０等、蓄電システム１００のいずれかの箇所に損傷が生じると、液体材料（液体活物質、溶媒、反応生成物等）が蓄電システム外部へ漏洩する可能性があり、漏洩した硫化リチウムと大気中の水分とが反応することで、硫化水素が発生する。
【００２５】
硫化水素は人体に対し有害な作用を有するため、本発明では、蓄電システム１００に損傷が生じたとしても、硫化水素発生を最低限に抑えることの可能なフロー蓄電システムが構成されている。
【００２６】
まず、電池本体１０は、負極としての役割を有するとともに、充放電を行う電池の主要部分である。電池本体１０は一対の端子１２を有しており、端子１２から車両等の電力供給対象に対して、電力が供給される。
【００２７】
電池本体１０は負極活物質としての金属リチウムを含む固体の負極１４、これと接するように配置された固体電解質１６とを含んでいる。負極１４及び固体電解質1６の形状に特に制限はないが、充放電にはリチウムイオンが固体電解質１６の全体を通過可能とする必要がある。成形及び電池構成を簡易とするためには、負極１４及び固体電解質1６は図１に示したような平板状に成形されることが好ましい。
【００２８】
負極１４及び電解質１６を固体とすることにより、スペースの節減となり、電池本体の容量を小さく保たれる。
【００２９】
［負極の製造］
本実施の形態では、負極活物質として箔状又は板体状の金属リチウム、又はリチウムとアルミニウム等との合金を用いることができる。
【００３０】
また、Ｌｉ−Ｓフロー二次電池として機能する限り、金属リチウムの他に、負極活物質として、リチウムを脱挿入可能な材料を用いることも可能である。例えば、グラファイトやシリコン・スズの合金系等が挙げられる。この場合、負極１４は、通常の負極の成形方法に準じて作製されるが、例えばグラファイトと、結合剤とを含む混合物を、負極合材として負極集電体１４ａに塗布して成形することにより、負極合材層１４ｂと負極集電体１４ａとから成る負極１４が形成される。
【００３１】
具体的には、まず、本発明の負極活物質を分級などにより所望の粒度に調整し、結合剤と混合して得た混合物を溶剤に分散させ、攪拌機、混合機、混練機、ニーダーなどを用いて攪拌混合してペーストないしスラリー状の負極合材とし、これを負極集電体１４ａの片面または両面に塗布、成形し、乾燥させる。これにより、負極合剤層１４ｂが均一かつ強固に接着した負極１４が得られる。
【００３２】
負極合剤層の膜厚は１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍであり、これを乾燥させることにより負極１４が得られる。
【００３３】
負極活物質が、平均粒径０．５〜３０μｍ、及び比表面積０．１〜１０００ｍ２／ｇの粒子状とされると負極の表が均一化されて、負極表面近傍でのリチウムイオンの移動が円滑化される。この結果、電池の充放電性も安定化する。
【００３４】
負極合材の製造に用いられる溶剤としては、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、負極活物質の総質量に対して、１〜３０質量％の範囲で使用することができる。
【００３５】
負極活物質に添加可能な結合剤としては、例えばポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いることができ、これらの中でもフッ素系バインダを用いることが好ましい。フッ素系バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−３フッ化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、プロピレン−４フッ化エチレン共重合体等が挙げられる。結合剤は負極活物質の総質量に対して、１〜３０質量％の範囲で使用することができる。
【００３６】
このほか、負極合材層１４ｂは、本発明の負極活物質と、ポリエチレン、ポリビニルアルコールなどの樹脂粉末を乾式混合し、金型内でホットプレス成形して作製することもできる。負極合材層１４ｂの成形後にプレス加圧などの処理を行うことにより、負極集電体１４aとの接着強度をさらに高めることができる。
【００３７】
また、負極合材層１４ｂに対して、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、金属粉末等の導電性材料を適宜加えるようにしても良い。
【００３８】
［固体電解質］
電池本体１０には、ガラス、セラミック、ガラス−セラミック、及びこれら以外の他のケイ素含有各種結晶等の無機物等による、リチウムイオンの透過可能な膜が固体電解質として配置される。
【００３９】
［正極の製造］
外部タンク２０は、硫黄（好ましくはＳ８等の単体粒子、又は可溶のポリスルフィド）を含む液体の正極活物質、硫黄を溶解可能な溶媒、及び導電助剤を含む液体状の正極材料を含んでいる。
また、負極にリチウムを含まない材料を用いる場合は、Li2S等のリチウム含有活物質を硫黄の代わりに用いることで、同様の効果を得られる。
【００４０】
また、硫黄を、外部タンク２０から電池本体内１０に流動し、電池本体１０のリチウムイオンと反応可能な溶液として用いるために、以下の溶媒が使用される。
【００４１】
［電解液（溶媒・電解質）］
使用可能な溶媒の例は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ビニルカーボネート、及びトリフルオロメチルプロピレンカーボネート等のカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、及びジエチルエーテル等のエーテル、スルホラン、及びメチルスルホラン等のスルホン、アセトニトリル、及びプロピオニトリル等のニトリル、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアルデヒド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラ（エチレングリコール）ジメチルエーテル、塩基性溶媒（ｐＨ＞１３）、及びこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよい。
【００４２】
また、電解質としては、リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド等を使用することが出来る。      
【００４３】
［導電助剤］
また、公知の導電助剤、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属粉末等を添加することができる。この他、レドックスフロー電池に一般的に用いられる各種添加剤を適宜に使用することができる。
【００４４】
［外装容器］
また、電池本体１０及び外部タンク２０の外装容器としては、一般に電池に用いられている種々の材質を用いることができ、鉄やアルミニウム等の金属材料を使用しても良く、フィルム材料等を使用しても良い。また、外装容器の形状についても特に限定されることはなく、円筒型や角型など用途に応じて適宜選択することが可能であるが、蓄電システム１００の小型化や軽量化の観点からは、アルミニウムのラミネートフィルム等を用いたフィルム型の外装容器を用いることが好ましい。
【００４５】
電池の形態としては、正極には液体状の活物質・負極は固体の活物質が配置されていることから、正極側は燃料電池の空気極の様な構造・負極はリチウムイオン二次電池の様な構造を取る。このため、燃料電池や金属空気電池に準じる構造を採用しても良い。
【００４６】
［結合ライン］
電池本体１０と外部タンク２０とには、これらを相互に連通させるように管状の結合ライン３０が結合している。結合ライン３０は、外部タンク２０内の正極材料を電池本体１０内の液体活物質反応場１８に供給するための配管であり、正極活物質を外部タンク２０から電池本体１０に供給し、更に充電の際にはこれを外部タンク２０に戻すことを可能とするように、複数本設けることが好ましい。図１においては結合ライン３０内の材料の流動が矢印により示されている。
【００４７】
結合ライン３０は、電池本体１０、又は外部タンク２０と同様の材料により構成可能であり、電池本体１０、外部タンク２０及び結合ライン３０をすべて異なる材料としても、これらの２部材以上を同一材料で構成してもよい。一般に、結合ラインは、金属、プラスチック、金属とプラスチックの複合材料等から構成されるが、限られたスペース内に電池本体１０及び外部タンク２０を効率的に配置するためには、結合ライン３０は、プラスチック等の可撓性の材料、シリコンチューブ又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）チューブで構成される。
【００４８】
また、結合ライン３０と、外部タンク２０または電池本体１０との結合は、液密状態を維持できれば、各部の材料に応じて、溶接及びシール部材を用いた嵌合ないし螺合等の慣用技術により行うことができる。
【００４９】
［連結器］
本発明では、結合ライン３０毎に、連結器４０が少なくとも１個配置される。
【００５０】
以下、図２を参照しつつ、連結器４０の構成について詳細に説明する。
【００５１】
図２は、本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムにおける結合ライン３０と連結器４０との結合状態を示す斜視図である。
【００５２】
本発明では、電池本体１０と外部タンク２０とが結合ライン３０で連結されるが、結合ライン３０は連結器４０により相互に着脱可能に連結されている。例えば、連結器４０は、少なくとも一対のソケット部４１とプラグ部４２の二つの別個の部材から着脱可能な、全体形状が略円筒状の部材であり、1本の結合ライン３０には少なくとも１個の連結器４０が配される。1本の結合ライン３０は、二分割されて、右半体３０ａがソケット部４１のライン接続部４１ａに挿入され、左半体３０ｂがプラグ部４２のライン接続部４２ａに挿入される。この状態で、ソケット部４１とプラグ部４２が嵌合することにより1本の結合ライン３０として構成されている。平常時にはソケット部４１とプラグ部が嵌合して結合ライン右半体３０ａと左半体３０ｂが結合状態を保つため、外部タンク２０内の正極材料が結合ライン３０を通過して電池本体１０に供給可能な状態とされる。
【００５３】
連結器４０は、電池本体１０と外部タンク２０とを結合し、及び外部から封止された状態で分離できる限り、いかなる装置も適用可能である。
【００５４】
ここで、「外部から封止された状態で分離」とは、電池本体１０及び外部タンク２０の内部に存在する材料（特に液体及び気体）がこれらの外部の環境に放出されることなく、また外部環境より電池本体１０及び外部タンク２０の内部に周囲の空気等の気体や液体等が導入されないことを意味する。
【００５５】
また、連結器４０の結合ライン３０上の設置個所及び個数も限定されない。
【００５６】
例えば、図２に示すように、結合ライン３０はその長手方向中間部等のいずれかの部位にソケット部４１とプラグ部４２を有することができる。ソケット部４１は管状のプラグ挿入口４１ｂを有し、略円柱状のプラグ部４２を挿入口４１ａの内部に受け入れることにより嵌合し、通常の車両の運転による振動等では結合状態を維持する。
【００５７】
この他の設置例では、電池本体１０と外部タンク２０の形状に応じて、結合ライン３０の末端にソケット部４１を設け、電池本体１０または外部タンク２０の一部、例えば開口部、又は開口部に連続するホースや金属部材等の管体にプラグ部４２を設けることも可能である。
【００５８】
また、液体材料の漏洩、及び硫化水素の量を最小限とするためには、結合ライン１本に対して複数の連結器４０を設けることが好ましい。
【００５９】
特に、結合ライン３０はプラスチック等の可撓性材料から構成されることが多いために損傷しやすく、結合ライン３０が損傷することにより、これと連通する電池本体１０内及び外部タンク２０内の材料が流出してしまう。このような事態を防止するためには、結合ライン３０を電池本体１０及び外部タンク２０のいずれからも切り離し、電池本体１０及び外部タンク２０の材料流出を阻止可能として備える必要がある。すなわち、図１に示したように、電池本体１０と外部タンク２０に隣接する各位置にそれぞれ１個の連結器４０（一対のソケット部４１とプラグ部４２）を設けることにより、緊急時の液体材料流出を最小限とすることが可能となる。
【００６０】
また、結合ライン３０が比較的長い場合には、電池本体１０と外部タンク２０に隣接する各位置以外にも、更に１個以上の連結器を設けることにより、結合ライン３０の損傷を受けた部分(およびその周囲）を選択的に切り離すことも可能とされる。多数の連結器４０が装着されている場合には、結合ライン３０の分離の必要な場所（損傷個所）のみを脱離させるように、圧力センサー等を用いて、車両コントロールユニット（ＥＣＵ）により制御することも可能である。
【００６１】
連結器４０は結合ライン３０の引っ張り強度よりも弱い脆弱部として形成され、緊急時に所定の牽引力が加えられた場合に相互に分離する構成とすることができる。また、連結器４０には、分離の際に、電池本体１０及び外部タンク２０のいずれからも液体が漏れ出さないように、ソケット部４１とプラグ部４２にいずれも遮断弁（図示せず）等の液体の流出入を阻止する機構を有することが必要である。
【００６２】
ソケット部４１は、管状体内部に連通する管状等のガス導入口４１ｃを有することが好ましく、ガス導入口に対し、エアー駆動用ガスをとして導入可能なように予め配管しておくことが好ましい。これにより、緊急時に自動的にガスがガス導入口よりソケット部４１内に導入され、エアー駆動により、プラグ４２を自動的に脱離させることが可能となる。
【００６３】
エアー駆動用ガスとしては、ＣＯ２、Ｎ２等の、水素を含まず、正極及び負極活物質に対して不活性なガスを用いることができる。市販の小型ガスボンベの使用により用いることができる。
【００６４】
連結器４０は、電池本体１０と外部タンク２０とを液密状態で結合可能であり、かつ衝撃により分離可能ないかなる装置、一般にカプラーとして市販されている公知の装置を用いることができる。例えば、ナスコフィッティング株式会社製のＮＳ−ＳＲ型カプラー等のカプラーが、本発明の蓄電システムに簡便に適用されるため好ましい。液体正極材料の遮断に、カプラーを用いることにより、液体の漏出が阻止された結合ラインの切り離しを、低コストで行うことが可能となる。また、カプラーの分離には電力が必要とされないため、蓄電システム内に残存する電力を、カプラー切り離し後の安全な場所への走行にのみに集中させることが可能となる。
【００６５】
［その他］
また、本発明の蓄電システム１００、又はこれを搭載する車両には、結合ライン３０や外部タンク２０が電池本体１０から分離した場合、路上に落下する事を防止するため、分離した結合ライン３０や外部タンク２０を保持可能なように、あらかじめ落下防止装置を設けておくことが好ましい。落下防止装置は、ワイヤやボルト等の公知の部材を用いて構成することができる。これらの結合装置は、例えば新たな蓄電システムを車両に搭載する際に、結合ラインや外部タンクの一部を保持可能なベルト、ワイヤ又はカセット状の部材等を、蓄電システム１００の他の部分又は車両に対して予め施しておくことにより設置可能である。これにより、仮に連結器４０が分離しても、道路に脱落することはなく、交通への影響を最小限に止めることができる。
【００６６】
本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムは、電池本体１０が金属リチウムを含む固体負極活物質及び固体電解質から構成されるため、限られた容積範囲にも設置可能であり、車両への搭載に有益である。また、外部タンクにおける正極材料は充電により長期間使用であるが、電池の充放電性能が低下した場合には、外部タンク２０に対する正極材料の補充、又は新たな外部タンクとの交換により、電池性能を向上させることができる。
【００６７】
図３は、本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムを車両に搭載した場合のシステム図である。
【００６８】
蓄電システム１０の稼働は車両コントロールユニット（ＥＣＵ）Ｕ１０の中央制御により、電池コントロールユニットＵ２０を介して制御される。電池コントロールユニットＵ１０は正極材料を電池本体に供給するための液体材料輸送ポンプＵ３０及び結合ライン分離機構４０と接続され、結合ライン分離機構Ｕ４０は連結器４０の分離を制御している。
【００６９】
更に、車両コントロールユニットには、衝突監視センサーＵ５０、エマージェンシーボタンＵ６０、及び車両内のマルチファンクションディスプレー（ＭＦＤ）が接続されている。
【００７０】
これにより、本発明では衝突監視センサーＵ５０が衝撃を検知した場合に車両コントロールユニットＵ１０に衝撃検知信号が入力される。衝撃検知信号は電池コントロールユニットＵ２０を経て結合ライン分離機構Ｕ４０に伝達されることにより、連結器４０のソケット部４０ａとプラグ部４０ｂが分離する。衝撃検知から連結器分離までの一連の動作はすべて自動で行われる。
【００７１】
また、衝突監視センサーＵ５０が作動しない場合であっても、例えば、乗員が臭い又は目視による点検時等に蓄電システムの何らかの異常を確認した場合には、手動でエマージェンシーボタンＵ６０を操作して、緊急信号を車両コントロールユニットに入力することができる。緊急信号は車両コントロールユニットＵ１０を経て電池コントロールユニットＵ２０に伝達され、結合ライン分離機構Ｕ４０が作動して連結器４０のソケット部４０ａとプラグ部４０ｂとが分離する。
【００７２】
従って、自動及び手動のいずれの操作によっても、結合ライン３０の分離により、電池本体１０から外部タンク２０が脱離し、蓄電システムからの液体材料の外部への放出が回避されるため、硫化水素の発生が極めて有効に阻止される。
【００７３】
更に、車両コントロールユニットＵ１０は液体材料輸送ポンプＵ３０を停止させて、正極材料の外部タンク２０から電池本体１０への給送を停止する。
【００７４】
また、車両コントロールユニットＵ１０に衝突監視センサーＵ５０からの衝撃検知信号又は手動による緊急信号が入力された場合には、ＭＦＤに衝撃検知ランプが表示される。
【００７５】
図４は、本発明におけるＬｉ−Sフロー蓄電システムの安全機構を説明するためのフローチャートである。
【００７６】
本発明の蓄電システムを搭載した車両は、電池本体１０からの電力供給により、通常の走行が行われる。
【００７７】
ステップＳ１０において、車両コントロールユニットＵ１０が衝突等による車両の衝撃を検知する。衝突が検知されず、ドライバーも何ら異常を感じない場合にはそのまま衝突検知処理をリターンする。
【００７８】
ステップＳ２０では、衝撃センサーが衝撃を検知した場合、衝撃による信号を車両コントロールユニットＵ１０に出力する。衝撃センサーとしては、エアバック作動センサーを利用して別途センサーを省略することも、エアバック作動センサーとは別のセンサーを設けることも可能である。
【００７９】
ステップS３０では、コントロールユニットＵ１０が、入力された衝撃信号を、あらかじめ設定した値α以上の値であるか否かを判断する。入力信号が設定値α以上である場合、ステップS４０にてコントロールユニットＵ１０は液体材料輸送ポンプＵ３０に停止指示信号を、及び結合ライン分離機構Ｕ４０に対して連結器４０の分割指示を出力する。
【００８０】
また、ステップＳ１０で衝撃センサが衝突を検知しない場合や、ステップＳ３０でコントロールユニットが所定値α以上の衝撃を検知しない場合であっても、乗員が電池の異常、例えば異臭を感じた場合、又は点検時に外部タンクの損傷等を発見した場合(ステップＳ３１）には、手動にてイマージェンシーボタンを押すことができる（ステップＳ３２）。
【００８１】
これにより、ステップＳ４０に進み、液体材料輸送ポンプに停止指示信号が液体材料輸送ポンプに伝達されるとポンプが停止し、及び結合ライン分離指示信号が連結器４０に伝達されて連結器４０が分離し、電池本体１０から外部タンク２０が切り離されて（ステップＳ５０）、液体材料の供給が停止する（ステップＳ６０）。
【００８２】
また、衝撃センサーとは別に、電池本体１０と外部タンク２０とを連結する結合ライン３０内に圧力センサーを設けることも可能である。結合ライン３０の損傷が生じ、内部の気体ないし液体材料が流出すると、結合ライン内部の圧力の低下が生ずる。従って、圧力センサーを設けて結合ライン内の圧力低下を監視し、急激な圧力低下が生じた際に、これを液体材料漏えいとしてＭＦＤに表示することもできる。更に、これを結合ラインからのＭＤＦに表示することもできる。
【００８３】
また、本発明では、上記圧力センサーで検知した圧力低下の信号を、センサーから自動的に車両コントロールユニット出力する構成とすることも（ステップＳ２０’）、又はＭＤＦの表示を確認した後に、緊急信号として手動にてイマージェンシーボタンより入力する構成としてもよい（ステップＳ３２）。
【００８４】
これにより、液体材料給送ポンプが稼働停止し、連結器４０は分割されて結合ライン３０が封止されるため、結合ライン又は液体材料が放出されることなく蓄電システムよる電力供給が停止する。
【００８５】
上記により、Ｌｉ−Sフロー蓄電システム内の材料が外部に放出されること、及びこれにより硫化水素が発生する可能性が抑制される。
【００８６】
このように安全性を確保した上で、蓄電システムにより取り出せる電力により車両を安全な場所に退避させ(ステップＳ７０）、事故処理を行う(ステップＳ８０）。事故処理後は、電池本体１０の点検や修理及び外部タンクを新たに取り付ける等により蓄電システムを安全に使用可能な状態にリセットする(ステップＳ９０）。
【００８７】
本発明のＬｉ−Sフロー蓄電システムは、結合ライン３０上に連結器４０を有することにより、車載の場合に、万が一衝突等が生じても、かつタンク内部の材料が流出しないように連結器の端部をできる限り封止した状態で、電池本体１０から外部タンク２０を分割することにより、硫化水素の発生を最小限に制限することが可能である。
【００８８】
なお、本発明は上記の実施の形態の構成及び実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。例えば、本発明の蓄電システムは、主に車載を目的としたものであるが、これを工場及び商業施設等における安全装置付きの蓄電システムとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１００  蓄電システム
１０    電池本体
１４    負極
１６    固体電解質
２０    外部タンク
３０    結合ライン
４０    連結器
【図１】
2015032356.tif 000003
【図２】
2015032356.tif 000004
【図３】
2015032356.tif 000005
【図４】
2015032356.tif 000006