(57)【要約】【課題】モジュール容器ごとに真空度測定装置で測定する必要がなく、また現地に赴くことなく、容易且つ確実にモジュール電池の真空漏れを検出することが可能なＮａＳ電池の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかるＮａＳ電池１００の真空漏れ検出方法の構成は、ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器（モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの断熱容器）の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出方法であって、充放電中にモジュール電池の温度を測定し、時間に対する測定した温度の変化率を算出し、放電時の温度の変化率が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出方法であって、
充放電中に前記モジュール電池の温度を測定し、
時間に対する前記測定した温度の変化率を算出し、
放電時の温度の変化率が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断することを特徴とするＮａＳ電池の真空漏れ検出方法。
【請求項２】
ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出装置であって、
充放電中に前記モジュール電池の温度を測定する温度測定部と、
時間に対する前記測定した温度の変化率を算出する変化率算出部と、
放電時の温度の変化率が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断する真空漏れ判断部と、
を備えることを特徴とするＮａＳ電池の真空漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の電力を蓄電（充電）することが可能なナトリウム−硫黄電池（以下、ＮａＳ電池と称する）の普及が進んでいる。これにより、電気料金が安い深夜等の時間帯に蓄電しておき、蓄電した電力を日中に設備に出力（放電）することで、需要家側では電力コストの削減を図ることができ、電気事業者側では負荷の平準化を図ることが可能となる。
【０００３】
ＮａＳ電池では、連結された複数の単電池を収容する複数のブロック体を更に複数連結することによりモジュール電池が構成される（例えば特許文献１）。複数の連結されたモジュール電池は、高温の作動温度域を維持するため真空断熱容器（モジュール容器とも称される）に収容される。そして、この複数のモジュール電池を複数接続することによりＮａＳ電池が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＮａＳ電池を安定した状態で動作させるためにはモジュール容器の真空状態を適切に維持する必要がある。このため従来から、例えばモジュール容器の前面に設けられた封止プラグ等から真空度測定を行うことによって真空漏れを確認し、真空漏れに起因する不具合を防止していた。しかしながら、このような従来の手法であると、モジュール容器ごとに真空度測定装置を取り付けるか、または１つの真空度測定装置から各モジュール容器に耐圧チューブを接続して、耐圧チューブを切り替えながら真空度を測定する必要がある。また真空度測定を行うためにＮａＳ電池が設置されている現地に定期的に赴く必要がある。このため、より簡便且つ確実に真空漏れを検出する手法の確立が求められていた。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、モジュール容器ごとに真空度測定装置で測定する必要がなく、また現地に赴くことなく、容易且つ確実にモジュール容器の真空漏れを検出することが可能なＮａＳ電池の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置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】
上記課題を解決するために、本発明にかかるＮａＳ電池の真空漏れ検出方法の代表的な構成は、ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出方法であって、充放電中にモジュール電池の温度を測定し、時間に対する測定した温度の変化率を算出し、放電時の温度の変化率が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断することを特徴とする。
【０００８】
一般に、ＮａＳ電池では、動作状態を把握するために作動温度がモニタリングされている。この作動温度は、放電時（出力時）には上昇し、充電時および待機時には下降する傾向がある。発明者がこの作動温度のデータを精査したところ、真空漏れが生じているモジュール電池では、正常なモジュール電池に比して、放電時の温度上昇が小さく、充電時の温度降下が大きいことがわかった。そして、発明者は更に鋭意検討を重ねることにより、測定したモジュール電池の温度の変化率を判断することで、モジュール電池における真空漏れを検出可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明のようにモジュール電池の温度の変化率によって真空漏れを検出可能であることにより、従来のようにモジュール容器ごとに真空度測定装置で測定する必要がなく、また現地に赴くことなく、充放電に伴って作動温度のモニタリングを行うだけで真空漏れの監視を容易に行うことができる。また作動温度のモニタリングと並行可能となることにより、継続的な真空漏れの監視が可能となる。したがって、真空度測定装置が不要となるため設備投資および設置面積の削減を図ることができると共に、従来のような定期的な点検に比して真空漏れを確実且つ迅速に発見することができ、真空漏れに起因する不具合を未然に防ぐことが可能となる。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかるＮａＳ電池の真空漏れ検出装置の代表的な構成は、ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出装置であって、充放電中にモジュール電池の温度を測定する温度測定部と、時間に対する測定した温度の変化率を算出する変化率算出部と、放電時の温度の変化率が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断する真空漏れ判断部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
上述したＮａＳ電池の真空漏れ検出方法における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該ＮａＳ電池の真空漏れ検出装置にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モジュール容器ごとに真空度測定装置で測定する必要がなく、また現地に赴くことなく、容易且つ確実にモジュール容器の真空漏れを検出することが可能なＮａＳ電池の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態にかかる真空漏れ検出方法および検出装置を適用するＮａＳ電池を例示する図である。
【図２】本実施形態にかかるＮａＳ電池の真空漏れ検出装置の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】温度測定部におけるモジュール電池の温度の測定結果を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかる真空漏れ検出方法および検出装置を適用するＮａＳ電池１００を例示する図である。図１に示すように、ＮａＳ電池１００は、複数のモジュール電池１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃ・１１０ｄ・１１０ｅを接続して構成されている。モジュール電池１１０ｂに例示するように、下部真空断熱容器１１２ｂの内部には単電池を収容した複数のブロック体（不図示）を収容されている。そして、ブロック体を収容した下部真空断熱容器１１２ｂに上部真空断熱容器１１２ａで蓋をし、モジュール電池１１０ｂの内部からの放熱を抑制する。なお、本実施形態では上部真空断熱容器１１２ａを例示したが、これに限定するものではなく、蓋となる上部の容器は、真空断熱容器ではなく大気断熱容器を用いてもよい。
【００１６】
本実施形態にかかる真空漏れ検出方法および検出装置（図２参照）では、図１に示すＮａＳ電池１００が備える真空密閉されたモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの断熱容器（上部真空断熱容器１１２ａおよび下部真空断熱容器１１２ｂ）の真空漏れを検出する。なお、図１では、４つのＮａＳ電池１００が設置されている場合を例示しているが、この数は例示にすぎず、これに限定するものではない。また図１に示すＮａＳ電池１００は、５つのモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅを接続して構成されているが、これにおいても限定されず、他の数を除外するものではない。
【００１７】
図２は、本実施形態にかかるＮａＳ電池１００の真空漏れ検出装置１２０の構成を例示する機能ブロック図である。本実施形態では、図２に示す真空漏れ検出装置１２０によって真空漏れ検出方法を実行する。図２に示すように、本実施形態にかかる真空漏れ検出装置１２０は、温度測定部１２２、変化率算出部１２４および真空漏れ判断部１２６を含んで構成される。
【００１８】
温度測定部１２２は、例えばサーミスタなどの温度計からなり、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅそれぞれを収容する断熱容器（上部真空断熱容器１１２ａおよび下部真空断熱容器１１２ｂ）の内部に取り付けられ、充放電中のモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度を測定する。変化率算出部１２４は、温度測定部１２２において測定されたモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度と、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの動作状態（充電、放電、待機）を参照し、時間に対する測定した温度の変化率ΔＴ／Δｔを算出する。真空漏れ判断部１２６は、変化率算出部１２４において算出された温度の変化率ΔＴ／Δｔを参照し、放電時の温度の変化率（上昇率）が第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率（下降率）が第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断する。
【００１９】
第１所定値および第２所定値は、放電速度または充電速度に応じた模範的な変化率のデータを取得し、あらかじめ第１所定値および第２所定値を定めて設定しておく。第１所定値は上昇率、第２所定値は下降率であるから、第１所定値と第２所定値の絶対値の間に大小関係はない。
【００２０】
なお、単体のモジュール電池で真空漏れを検知する場合にはあらかじめ定められた第１所定値と第２所定値と比較する必要があるが、複数のモジュール電池を平行して温度計測している場合には、モジュール電池間で温度の変化率を比較してもよい。同時に全てのモジュール電池が真空漏れすることは考えにくいことから、変化率に差がある場合に、変化率が大きいものにおいて真空漏れが生じていると判断することが可能である。
【００２１】
図３は、温度測定部１２２におけるモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度の測定結果を例示する図である。なお、以下の説明では、ＮａＳ電池１００に収容されているモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅのうち、モジュール電池１１０ｅにおいて真空漏れが生じていると仮定して説明する。また図３中、複数の細線からなる波形群ＡおよびＢは、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｄすなわち真空漏れが生じていないモジュール電池の波形であり、太線からなる波形ＣおよびＤは、真空漏れが生じているモジュール電池１１０ｅの波形である。更に、上段の波形群Ａおよび波形Ｃは、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの底面に取り付けられた温度測定部１２２による測定温度であり、下段の波形群Ｂおよび波形Ｄは、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの側面に取り付けられた温度測定部１２２による測定温度である。
【００２２】
本実施形態にかかるＮａＳ電池１００の真空漏れ検出方法では、充放電中にモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度を測定し、時間に対する測定した温度の変化率ΔＴ／Δｔを算出する。そして、放電時の温度の変化率ΔＴ／Δｔが第１所定値より小さい場合、または充電時の温度の変化率ΔＴ／Δｔが第２所定値より大きい場合に真空漏れが生じていると判断する。
【００２３】
具体的には、図３に例示するように、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度は、放電時（出力時）には上昇し、充電時および待機時には下降する傾向がある。ここで、下段の波形群Ｂおよび波形Ｄに着目すると、真空漏れが生じているモジュール電池１１０ｅの波形Ｄは、真空漏れが生じていないモジュール電池１１０ａ〜１１０ｄの波形群Ｂよりも放電時の温度の上昇率が小さいことがわかる。このことから、放電時の温度の変化率ΔＴ／Δｔが第１所定値、例えば真空漏れが生じていないモジュール電池１１０ａ〜１１０ｄの温度変化率ΔＴ／Δｔより小さければ、モジュール電池において真空漏れが生じていることがわかる。
【００２４】
一方、真空漏れが生じているモジュール電池１１０ｅの波形Ｃは、真空漏れが生じていないモジュール電池１１０ａ〜１１０ｄの波形群Ａよりも充電時の温度の下降率が大きいことがわかる。このことから、充電時の温度の変化率ΔＴ／Δｔが第２所定値、例えば真空漏れが生じていないモジュール電池１１０ａ〜１１０ｄの温度変化率ΔＴ／Δｔより大きければ、モジュール電池において真空漏れが生じていることがわかる。
【００２５】
上段の波形群Ａおよび波形Ｃにおいても、下段の波形群Ｂおよび波形Ｄほど顕著ではないが上記と同様の傾向が見られる。このことから、温度測定部１２２を、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの底面よりもモジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの側面に取り付けるほうが好ましいことが理解できる。また放電時および充電池の波形からわかるように、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの温度変化は、充電時のほうが顕著に現れる。したがって、充電時の温度をモニタリングすることにより、より確実に真空漏れを検出することができる。
【００２６】
上記説明したように、本実施形態にかかるＮａＳ電池１００の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置１２０によれば、モジュール電池１１０ａ〜１１０ｅの作動温度のモニタリングのために従来から用いられている温度測定部１２２による温度測定結果を解析することにより、ＮａＳ電池１００の真空漏れを容易且つ確実に検出することができる。したがって、従来のようにモジュール電池ごとに真空度測定装置で測定する必要がなく、また現地に赴くことなく真空漏れの監視を容易に行うことができ、且つ作動温度のモニタリングと並行しながら継続的な真空漏れの監視が可能となる。これにより、設備投資および設置面積の削減を図ることができると共に、従来のような定期的な点検に比して真空漏れを確実且つ迅速に発見することができ、真空漏れに起因する不具合を未然に防ぐことができる。
【００２７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、ＮａＳ電池が備えるモジュール電池が真空密閉されたモジュール容器の真空漏れを検出するＮａＳ電池の真空漏れ検出方法および真空漏れ検出装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００…ＮａＳ電池、１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃ・１１０ｄ・１１０ｅ…モジュール電池、１１２ａ…上部真空断熱容器、１１２ｂ…下部真空断熱容器、１２０…検出装置、１２２…温度測定部、１２４…変化率算出部、１２６…判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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