熔融盐电池设备和用于熔融盐电池设备的控制方法

熔融盐电池设备和用于熔融盐电池设备的控制方法
【专利摘要】提供了一种熔融盐电池设备，该设备能够很容易加热熔融盐电池，减少启动时的启动待机持续时间，并且能够减少用于加热熔融盐电池所需要的能量。还提供了一种用于熔融盐电池设备的控制方法。熔融盐电池设备(1)设置有多个熔融盐电池单元(3)和能够在室温下操作的辅助电池(电源)(41)。每个熔融盐电池单元(3)设置有加热器。在启动时，辅助电池(41)将电力供应到熔融盐电池单元(3)中的一个的加热器，并且该熔融盐电池单元(3)由加热器来加热，而且变成可操作。已经变成可操作的熔融盐电池单元(3)将电力供应到其他熔融盐电池单元(3)的加热器，并且其他的熔融盐电池单元(3)由加热器来加热，并且变成可操作的。熔融盐电池设备(1)在短时间内启动，熔融盐电池很容易被加热，而无需大量能量。
【专利说明】熔融盐电池设备和用于熔融盐电池设备的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置有多个熔融盐电池的熔融盐电池设备以及操作熔融盐电池的控制方法。
【背景技术】
[0002]为了有效地利用电力，要求具有高能量密度和高效率的电池。作为这种类型的电池，已经开发了专利文献I中所公开的钠-硫电池。具有高能量密度和高效率的电池的另一示例是熔融盐电池。熔融盐电池是将熔融盐用作电解质，并且在熔融盐已经熔融的状态下操作的电池。熔融盐电池设备通过使用熔融盐电池来储存电力的可采用的模式包括安装在家庭或工厂中的固定型模式和安装在汽车等上的非固定型模式。
[0003]现有技术引用
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利申请特开N0.2007-273297
【发明内容】

[0006]本发明要解决的问题
[0007]为了使熔融盐电池应稳定地操作，熔融盐电池内部的温度需要被保持在稍微高于熔融盐的融点的温度，使得使熔融盐需要被保持在液态。通常，熔融盐的融点高于室温，并且因此熔融盐电池在高于室温的温度下操作。这里，室温指不进行加热也不进行冷却的状态的温度，并且室温为例如1°C至30°C等。因此，熔融盐电池设备需要加热熔融盐电池的功能。当要从熔融盐电池在诸如室温的低于或等于熔融盐融点的温度下停止的状态启动熔融盐电池设备时，首先需要将熔融盐电池加热至允许熔融盐电池进行操作的温度。加热熔融盐电池的可采用的方法是通过采用加热器来加热熔融盐电池的方法。尽管如此，在启动时不允许熔融盐电池本身用作加热器的电源。具体地，非固定型的熔融盐电池设备的问题在于难以从外部供应用于加热熔融盐电池的能量。
[0008]此外，将熔融盐电池加热至允许该熔融盐电池操作的温度需要一定量的时间。因此，直到熔融盐电池设备变为在启动时可用之前，存在有预热时间。具体地，当为了增加容量而增加熔融盐电池的尺寸时，产生了预热时间增加的问题。此外，为了提高能量利用的效率，需要减少用于加热熔融盐电池的能量消耗。
[0009]鉴于这样的情况而设计了本发明。本发明的目的在于提供一种熔融盐电池设备，其中易于加热熔融盐电池，并且减少启动时的加热时间，使得加热熔融盐电池所需要的能量被降低；以及用于熔融盐电池设备的控制方法。
[0010]解决问题的手段
[0011]一种包括多个熔融盐电池的熔融盐电池设备，该多个熔融盐电池以在高于室温的温度下将用作电解质的熔融盐熔融的状态下来进行操作，该熔融盐电池设备的特征在于包括:加热器，其分别设置在多个熔融盐电池中的每一个熔融盐电池中；电源，该电源用于在室温下向包括在多个熔融盐电池中的一部分熔融盐电池中设置的加热器供应电力；以及电力供应装置，该电力供应装置用于将电力从一部分熔融盐电池供应到在另一部分熔融盐电池中所设置的加热器。
[0012]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于:电力供应装置被构造成使得，以链式将电力从通过被供应电力的加热器所加热的一些熔融盐电池供应到在另一部分熔融盐电池中设置的加热器。
[0013]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于:电力供应装置包括用于对要被供应电力的加热器的数目进行调整的装置。
[0014]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于:电源是能够在室温下操作的可充电电池。
[0015]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于:电源是电容器。
[0016]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于进一步包括:用于利用从外部供应的电力来对电源进行充电的装置；以及用于使电源放电并且从而利用已经在所述电源中所充的电力来对一部分或全部的多个熔融盐电池进行充电的装置。
[0017]根据本发明的熔融盐电池设备的特征在于进一步包括:用于从一部分或全部的多个熔融盐电池向外部提供电力的装置；以及用于向外部提供来自电源的电力的装置。
[0018]一种用于控制熔融盐电池设备的控制方法，该熔融盐电池设备包括多个熔融盐电池、加热器以及电源，该熔融盐电池以在高于室温的温度下使用作电解质的熔融盐熔融的状态下来进行操作，所述加热器分别用于对每个熔融盐电池进行加热；该电源能够在室温下操作，该控制方法的特征在于包括下述各步骤:在所述多个熔融盐电池的温度处于室温的状态下，使得所述电源将电力供应到用于对在所述多个熔融盐电池中包括的一部分熔融盐电池进行加热的加热器；以及使得已经通过所述加热器加热而致使所述熔融盐已经被熔融的所述一部分熔融盐电池将电力供应到用于对另一部分熔融盐电池进行加热的加热器。
[0019]根据本发明的用于熔融盐电池设备的控制方法的特征在于进一步包括下述各步骤:接收信息，该信息指示对于要从熔融盐电池设备提供到外部的电力的需求；以及根据该信息来调整在多个熔融盐电池当中的要对加热器供应电力的熔融盐电池的数目。
[0020]在本发明中，在设置有多个熔融盐电池并且设置有能够在室温下操作的电源的熔融盐电池设备中，在室温下利用来自电源的电力来对多个熔融盐电池中的一部分进行加热，从而使得该多个熔融盐电池中的该一部分熔融盐电池操作。然后，利用来自进行操作的所述多个熔融盐电池中的该一部分熔融盐电池的电力来对其他熔融盐电池进行加热。允许熔融盐电池设备从温度为室温的状态启动。
[0021]此外，在本发明中，利用来自电源的电力进行加热的熔融盐电池向加热器供应电力，并且从而对多个熔融盐电池中的另一部分进行加热。然后，已经被加热的熔融盐电池对多个熔融盐电池中的再另一部分进行加热。这样，以链式对熔融盐电池进行加热。
[0022]此外，在本发明中，在熔融盐电池设备中，根据电力需求来调整在多个熔融盐电池当中的要被加热并且使其进行操作的熔融盐电池的数目。当电力需求低时，减少要被加热的熔融盐电池的数目，并且因此减少加热所需要的能量消耗。
[0023]此外，在本发明中，熔融盐电池设备包括作为电源的可充电电池。首先，在室温下启动可充电电池，并且然后允许启动熔融盐电池。当从外部供应电力时，允许对可充电电池进行充电。
[0024]此外，在本发明中，熔融盐电池设备包括作为电源的电容器。首先，在室温下启动电容器，并且然后允许熔融盐电池被启动。当从熔融盐电池设备外部供应电力时，允许对电容器进行充电。
[0025]此外，在本发明中，在熔融盐电池设备中，利用从外部供应的电力来对用作电源的可充电电池或电容器进行充电。此后，使得可充电电池或电容器放电，并且从而对熔融盐电池进行重新充电。当使用可以高于熔融盐电池的速度实现充电和放电的充电电池或电容器时，充电被有效地实现。
[0026]此外，在本发明中，允许熔融盐电池设备从用作电源的可充电电池或电容器向外部提供电力。因此，即使在熔融盐电池还没有被允许操作的阶段，也允许熔融盐电池设备在启动时提供电力。
[0027]本发明的效果
[0028]在本发明中，在熔融盐电池设备中，即使在温度为室温的状态下，通过使得电源进行操作来允许熔融盐电池被容易地加热和启动。此外，来自电源的电力用于对多个熔融盐电池的一部分进行加热，减少了用于加热熔融盐电池的能量消耗。此外，当利用来自已经加热的熔融盐电池的电力来加热其他熔融盐电池时，本发明提供了极好的效果，如允许减少用于加热多个熔融盐电池所需要的时间，并且然后允许减少用于启动熔融盐电池设备所需要的预热时间。
【专利附图】

【附图说明】
`[0029]图1是图示根据实施例1的熔融盐电池设备的利用模式的示意图。
[0030]图2是图示根据实施例1的熔融盐电池设备的电气配置的框图。
[0031]图3是图示熔融盐电池单元的示例性配置的示意性立体图。
[0032]图4是图示熔融盐电池单元的内部配置的示意性立体图。
[0033]图5是图示根据实施例2的熔融盐电池设备的电气配置的框图。
[0034]图6是图示电容器的配置的示意性截面图。
[0035]图7是图示根据实施例3的熔融盐电池设备的电气配置的框图。
【具体实施方式】
[0036]在下文中，具体地参考图示实施例的附图来描述了本发明。
[0037](实施例1)
[0038]图1是图示根据实施例1的熔融盐电池设备的利用模式的示意图。熔融盐电池设备I是车载型电力储存设备并且被安装在汽车2上。例如，汽车2是电动车或混合动力车。熔融盐电池设备I通过信号线连接到由用户操作的操作单元21以输入诸如操作启动的指令的指令。此外，熔融盐电池设备I通过电力线连接到负载22，诸如安装在汽车2上的电动机。
[0039]图2是图示根据实施例1的熔融盐电池设备I的电气配置的框图。熔融盐电池设备I包括:多个熔融盐电池单元3、3...;以及能够在室温下操作的辅助电池41。多个熔融盐电池单元3、3…和辅助电池41通过电力线连接到相对于外部接收和提供电力的接收/提供电路42。接收/提供电路42连接到图2中未示出的负载22。此外，接收/提供电路42连接到供应用于对熔融盐电池单元3、3…进行加热的电力的电力供应电路43。电力供应电路43通过电力线连接至熔融盐电池单元3、3...。此外，熔融盐电池设备I包括控制熔融盐电池设备I的操作的控制单元44，并且控制单元44连接到接收/提供电路42。此外，控制单元44连接到:接收来自操作单元21的信号的信号接收单元45 ;以及测量熔融盐电池单元3、3…中的每一个的温度的温度传感器46。此外，尽管在图2中未示出，但是控制单元44还连接到电力供应电路43。
[0040]图3是图示熔融盐电池单元3的示例性配置的示意性立体图。熔融盐电池单元3由下述构成:多个熔融盐电池元31、31...;以及加热熔融盐电池元31、31…的多个加热器32、32...。在图3中图示的示例中，四个熔融盐电池元31被排列成直线并且彼此串联连接。此外，每行由彼此串联连接的四个熔融盐电池元31组成的九行被彼此并行地排列并且彼此并联连接。也就是说，熔融盐电池单元3包含36个熔融盐电池元31。彼此连接的多个熔融盐电池元31的两极连接到接收/提供电路42。
[0041]矩形板状加热器32被布置在每行都由四个熔融盐电池元31组成的九行的两端中的每一个处。加热器32被布置成与熔融盐电池元31的侧表面接触。此外，加热器32被布置在第三行和第四行之间，并且加热器32还被布置在第六行和第七行之间。也就是说，熔融盐电池单元3包括四个加热器32，并且加热器32分别接触位于第一行、第三行、第四行、第六行、第七行和第九行的熔融 盐电池元31。每个加热器32连接到电力供应电路43。加热器32、32...是诸如橡胶加热器和陶瓷加热器的在被供应电力时生成热的电加热器。当从电力供应电路43供应电力时，加热器32、32...生成热，并且由此对熔融盐电池单元3中的熔融盐电池元31、31…进行加热。熔融盐电池单元3全部由绝热材料33覆盖。在图3中，绝热材料33的外形用虚线图示。这里，图3中图示的多个熔融盐电池元31的配置和连接模式以及多个加热器32的布置仅仅是示例。也就是说，多个熔融盐电池元31的配置和连接模式以及多个加热器32的布置可以处于任何其他模式。
[0042]图4是图示熔融盐电池元31的内部配置的示意性立体图。熔融盐电池31被构造为使得以矩形板形状形成的多个正电极311、311…和负电极312、312…被交替地堆叠在具有矩形平行六面体箱形状的电池容器316内，并且然后，片状隔板313被布置在每个正电极311和每个负电极312之间。在图4中，电池容器316的外部形状用虚线示出。正电极311、311...、负电极312、312…以及隔板313、313…相对于电池容器316的底面被布置成垂直定向。
[0043]正电极311、311…被形成为使得包含诸如NaCrO2的正电极活性材料的正电极材料被涂敷在具有矩形板形状的充电集电极上。负电极312、312…被形成为使得包含诸如Sn(锡)的负电极活性材料的负电极材料通过在具有矩形板形状的充电集电极上电镀来形成。隔板313、313…由诸如硅酸盐玻璃或树脂的绝缘材料形成为下述形状:允许电解质被保持在内部，并且允许用作电荷载流子的离子通过。例如，隔板313、313…是玻璃布或多孔形树脂。每个隔板313被布置成使正电极311和负电极312彼此分离。正电极311、311…、负电极312、312…和隔板313、313…被由熔融盐组成的电解质浸溃。
[0044]电解质是在熔融状态下用作导电液体的熔融盐。为了降低融点，电解质优选地是多种熔融盐的混合物。例如，电解质是由包含用作阳离子的钠离子的NaFSA和用作阴离子的FSA(bisfluorosulfonylamide)组成以及由包含用作阳离子的钾离子的KFSA和用作阴离子的FSA组成的混合盐。这里，用作电解质的熔融盐可以包含任何其他的阴离子，诸如TFSA (bistrifIuoromethylsulfonylamide)或 FTA(fluorotrifIuoromethylsulfonylamide)，并且替代地可以包含诸如有机离子的任何其他的阳离子。
[0045]正电极311、311…连接到用于由导电材料制成的正电极的连接元件314，并且负电极312、312…连接到用于由导电材料制成的负电极的连接元件315。用于正电极的连接元件314和用于负电极的连接元件315中的每一个被连接到用于在熔融盐电池元31内充电和放电的端子(未示出)。每个端子被连接到另一熔融盐电池元31或接收/提供电路42。这里，图4中图示的熔融盐电池元31的配置是示意性配置。因此，熔融盐电池元31的内部可以包括其他组件(未示出)，如抑制在充电和放电时正电极311、311...和负电极312、312…变形的弹性元件。此外，图4图示了以等于正电极311的数目加I的数目来设置负电极312的模式。替代地，负电极312和正电极311可以具有相同的数目，或者替代地，正电极311的数目可以大于负电极312的数目。此外，熔融盐电池元31可以处于提供了一对正电极311和负电极312的模式。此外，熔融盐电池元31的形状不局限于矩形平行六面体形状，并且可以是任何其他的形状，诸如圆柱形。
[0046]辅助电池41是可充电电池，诸如能够在室温下进行操作的铅酸电池和锂离子可充电电池。辅助电池41用作本发明中的电源。辅助电池41的容量小于熔融盐电池单元3的容量。接收/提供电路42是通过调整从熔融盐电池单元3、3...释放的电流和电压来将电力提供给负载22的电路。此外，允许接收/提供电路42从负载22或外部电源(未示出)接收电力，并且然后用接收到的电力来对熔融盐电池单元3、3…和辅助电池41进行充电。此外，允许接收/提供电路42从辅助电池41或熔融盐电池单元3、3...向电力供应电路43供应电力。电力供应电路43将供应的电力供应到熔融盐电池单元3、3...。
[0047]控制单元44是由下述构成的电路:执行算数运算的算数运算单元；以及存储各种类型的数据和程序的存储器。信号接收单元45是连接到操作单元21的接口，并且接收指示诸如通过操作单元21输入的操作启动指令的指令的信号。根据输入到信号接收单元45的指令，控制单元44控制辅助电池41、接收/提供电路42以及电力供应电路43。例如，当操作启动的指令被输入到信号接收单元45时，控制单元44使得电力通过接收/提供电路42从辅助电池41供应到电力供应电路43，并且然后，使得电力供应电路43将电力供应到一个熔融盐电池单元3。将从电力供应电路43供应的电力被供应到熔融盐电池单元3内部的加热器32、32...。温度传感器46由热敏电阻、热电偶等构成，并且被布置在熔融盐电池单元3的绝热材料33的内侧。基于由温度传感器46测量的熔融盐电池单元3内部的温度，控制单元44执行调整从电力供应电路43供应到熔融盐电池单元3的电力的处理，并且从而控制熔融盐电池元31、31…的温度。
[0048] 接下来，以下描述熔融盐电池设备I的操作。在熔融盐电池设备I操作期间，如汽车2移动期间，熔融盐电池单元3、3…被放电，并且通过放电生成的一部分电力通过电力供应电路43被供应到熔融盐电池单元3、3...。将所供应的电力供应到每个熔融盐电池单元3内的加热器32、32...，并且然后加热器32、32...对熔融盐电池元31、31…进行加热。基于由温度传感器46测量的温度，控制单元44以下述方法控制从电力供应电路43供应的电力:该方式使得熔融盐电池单元3内部的温度应当被维持在熔融盐电池元31中的熔融盐被熔融并且熔融盐电池元31稳定地操作的温度。接收/提供电路42向负载22提供来自熔融盐电池单元3、3…的电力。此外，接收/提供电路42适当地从负载22接收重新生成的电力或者替代地地从汽车2外部的外部电源(未示出)供应的电力，并且由此对辅助电池41和熔融盐电池单元3、3…进行充电。
[0049]当熔融盐电池设备I被停止时，如汽车2停车的情况下，熔融盐电池单元3、3…的充电和放电被停止，并且来自电力供应电路43的电力供应同样被停止。熔融盐电池单元3中的加热器32、32...停止加热，并且因此熔融盐电池元31、31…的温度下降至低于熔融盐的融点的室温。在熔融盐电池元31、31...的温度已经下降到室温之后，熔融盐被固化并且变为绝缘体，使得熔融盐电池单元3变得不允许进行操作。辅助电池41处于已经被充电的状态中。
[0050]如在汽车2被启动的情况下，当熔融盐电池设备I从停止状态被启动时，用户对操作单元21进行操作，并且从而输入启动指令。然后，信号接收单元45接收来自操作单元21的启动指令。根据由信号接收单元45接收到的启动指令,控制单元44使得辅助电池41开始放电。此外，控制单元44使得接收/提供电路42向电力供应电路43供应来自辅助电池
41的电力，并且然后使得电力供应电路43将电力供应到一个熔融盐电池单元3。先前阐述了用作要对其供应电力的对象的一个熔融盐电池单元3。然后，指示要对其供应电力的对象的信息被预先存储在控制单元44中。这里，可以适当地改变要从辅助电池41对其供应电力的一个熔融盐电池单元3。在对其供应电力的熔融盐电池单元3中，加热器32、32...生成热量以对熔融盐电池元31、31...进行加热。基于由温度传感器46测量的温度，控制单元44使得熔融盐电池单元3被加热至熔融盐熔融并且熔融盐电池元31、31...稳定地操作的温度。在熔融盐电池元31、31...中的熔融盐被熔融为电解溶液的状态下，变得允许已经对其供应了电力的一个熔融盐电池单元3进行操作。
[0051 ] 然后，控制单元44使得被允许操作的熔融盐电池单元3开始放电。此外，控制单元44使得接收/提供电路42将来自熔融盐电池单元3的电力供应至电力供应电路43，并且然后使得电力供应电路43将电力供应到其他的熔融盐电池单元3、3...。在已经对其供应了电力的熔融盐电池单元3、3…中，加`热器32、32…加热熔融盐电池元31、31...，并且然后在熔融盐被熔融为电解溶液的状态下，变得允许熔融盐电池单元3、3...进行操作。也就是说，在本实施例中，用来自辅助电池41的电力来加热一个熔融盐电池单元3，并且然后，利用来自变得允许进行操作的一个熔融盐电池单元3的电力来对其他的熔融盐电池单元3、3...进行加热。这样，接收/提供电路42、电力供应电路43和控制单元44用作本发明中的电力供应装置。在所有的熔融盐电池单元3已经变为被允许操作的阶段，熔融盐电池设备I的启动完成。此后，控制单元44使得熔融盐电池单元3、3...被充电和放电，并且使得接收/提供电路42接收并且提供电力。
[0052]如上详细描述的，在本实施例中，熔融盐电池设备I包括能够在室温下操作的辅助电池41。然后,在启动时,将电力从辅助电池41供应到一个熔融盐电池单元3，使得熔融盐电池单元3被加热并且允许进行操作。被允许进行操作的一个熔融盐电池单元3将电力提供到其他的熔融盐电池单元3、3...，并且从而加热并且允许其他的熔融盐电池单元3、3…进行操作。辅助电池41是能够甚至在室温下进行操作的电池。因此，即使在温度为室温的状态下，通过使辅助电池41被放电来允许熔融盐电池设备I启动。因此，根据本发明，熔融盐电池很容易被加热，使得允许熔融盐电池设备I启动。具体地，允许实现非固定型的熔融盐电池设备I。
[0053]此外，来自辅助电池41的电力仅用于单独加热一个熔融盐电池单元3。因此，与加热所有熔融盐电池单元3、3…的情况相比，允许用于加热熔融盐电池的能量消耗被减少。辅助电池41的容量是足以加热一个熔融盐电池单元3的容量时即足矣。因此，允许辅助电池41的容量被减少，并且因此实现了熔融盐电池设备I的尺寸减小以及重量减小。此外，熔融盐电池单元3的容量大于辅助电池41。因此，大的电力被供应到其他的熔融盐电池单元3、3...，并且与从辅助电池41向所有熔融盐电池单元3、3...供应电力的情况相比，允许熔融盐电池单元3、3...更加有效地被加热。因此，允许减少用于加热熔融盐电池单元3、3...所需要的时间，并且因此允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。
[0054]这里，熔融盐电池设备I不限于将电力从已经从辅助电池41对其供应了电力的一个熔融盐电池单元3供应到其他的熔融盐电池单元3、3...的模式。即，熔融盐电池设备I可以处于允许调整将从允许操作的一个熔融盐电池单元3供应电力的熔融盐电池单元3，3...的数目的模式。例如，汽车2包括检测负载22所需要的电力的传感器，并且然后将指示电力需求的信息从传感器输入到信号接收单元45。此外，例如，诸如预定的行使距离和乘客数目的关于运行的信息被输入到操作单元21，并且然后，指示与输入信息相对应的电力需求的信息被输入信号接收单元45。根据由输入到信号接收单元45的信息所指示的电力需求，控制单元44执行调整从变得允许进行操作的一个熔融盐电池单元3对其供应电力的熔融盐电池单元3、3…的数目的处理。作为该处理的结果，将使得进行操作的熔融盐电池单元3、3…的数目被调整。控制单元44每个单元地调整要使得进行操作的熔融盐电池单元3、3…的数目。例如，当电源需求低于预先提出的设定值时，控制单元44使得电力供应电路43将电力从一个熔融盐电池单元3供应到其他熔融盐电池单元3、3…中的一部分。已经对其供应了电力的熔融盐电池单元3进行操作，并且没有对其供应电力的熔融盐电池单元3不进行操作。也就是说， 在该模式中，当需要的电力低时，一部分熔融盐电池单元3、3...进行操作。当电力需求低时，小数目的熔融盐电池单元3将被加热，并且因此用于加热熔融盐电池的能量消耗被进一步减小。此外，将电力从一个熔融盐电池单元3供应到小数目的熔融盐电池单元3的情况下，供应到每个熔融盐电池单元3的电力变大。因此,熔融盐电池单元3内部的温度更快地上升。因此，允许用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间被进一步减小。
[0055]此外，熔融盐电池设备I能够处于熔融盐电池单元3、3…中的每一个以链式供应电力的模式。具体地，已经从辅助电池41对其供应了电力的熔融盐电池单元3将电力供应到其他的熔融盐电池单元3、3…中的一个。然后，已经对其供应了电力的熔融盐电池单元3进一步将电力供应到下一个熔融盐电池单元3。在该模式中，允许用于加热熔融盐电池单元3、3…的能耗被分配到每个熔融盐电池单元3。此外，在该模式中，易于根据电力需求来调整将使得进行操作的熔融盐电池单元3、3…的数目。
[0056]此外，熔融盐电池设备I不限于在所有熔融盐电池单元3、3…已经变得允许进行操作之后启动的模式。也就是说，可以采用在一个熔融盐电池单元3已经变得允许进行操作的阶段来执行启动的模式。在该模式中，控制单元44使得来自已经从辅助电池41对其供应电力的一个熔融盐电池单元3的电力被供应到其他的熔融盐电池单元3、3...，并且同时使得来自一个熔融盐电池单元3的电力由接收/提供电路42提供到负载22。在已经变得允许已经从辅助电池41对其供应了电力的一个熔融盐电池单元3进行操作的阶段，在变得允许其他熔融盐电池单元3、3...进行操作之前，熔融盐电池设备I启动以提供电力。在已经变得允许其他的熔融盐电池单元3、3…进行操作之后，熔融盐电池设备I通过使用多个熔融盐电池单元3、3...来接收和提供电力。在已经变得允许一个熔融盐电池单元3进行操作的阶段，熔融盐电池设备I启动。因此，允许进一步减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。
[0057]此外，熔融盐电池设备I可以处于允许来自辅助电池41的电力由接收/提供电路42提供到负载22的模式中。在该模式中，允许接收/提供电路42以调整辅助电池41释放的电流和电压的方式来向负载22提供电力。因此，根据必要性，控制单元44使得接收/提供电路42向负载22提供来自辅助电池41的电力。例如，即使在还没有允许熔融盐电池单元3、3...进行操作的阶段，也允许熔融盐电池设备I向负载22提供来自辅助电池41的电力，以使得负载22进行操作。此时，熔融盐电池设备I在变得允许熔融盐电池单元3、3...进行操作之前启动。在已经变得允许熔融盐电池单元3、3...进行操作之后，熔融盐电池设备I通过使用熔融盐电池单元3、3...来接收和提供电力。因此，在该模式中，看起来能够使得减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。此外，允许减少致使得负载22进行操作而使得汽车2被启动的启动时间。
[0058]此外，已经针对通过接收/提供电路42和电力从辅助电池41供应电路43向熔融盐电池单元3供应电力的模式而描述本实施例。替代地，熔融盐电池设备I可以处于辅助电池41直接连接到一个熔融盐电池单元3的模式。此外，熔融盐电池设备I可以处于将从辅助电池41对其供应电力的熔融盐电池单元3被直接连接到其他熔融盐电池单元3、3...的模式。此外，已经针对电力从辅助电池41向一个熔融盐电池单元3供应电力的模式描述了本实施例。替代地，熔融盐电池设备I可以处于电力从辅助电池41向若干个熔融盐电池单元3供应电力的模式。
[0059](实施例2)
[0060]图5是图示根据实施例2`的熔融盐电池设备I的电气配置的框图。在实施例2中，熔融盐电池设备I代替实施例1中的辅助电池41而包括电容器5。电容器5通过电力线被连接到接收/提供电路42。然后，电容器5通过接收/提供电路42和电力供应电路43将电力供应到一个熔融盐电池单元3。允许接收/提供电路42接收来自负载22或外部电源(未示出)的电力，并且然后利用所供应的电力来对电容器5进行充电。此外，接收/提供电路42调整从电容器5放电的电流和电压，并且被允许将电力从电容器5提供到熔融盐电池设备I外部的负载22。此外，控制单元44被连接到电容器5并且控制电容器5的操作。熔融盐电池设备I的配置中的其他要点类似于实施例1中的那些。因此，相应的部分用相同的附图标记来指示并且省略其描述。
[0061]图6是图示电容器5的配置的示意性截面图。电容器5具有下述结构:具有平板形状的正电极层52和负电极层54与插入其间的隔板53被堆叠。此外，正电极基板51被设置在正电极层52的外侧，并且负电极基板55被设置在负电极层54的外侧。正电极基板51和负电极基板55是金属板,诸如不锈钢板。正电极层52和负电极层54中的每一个具有下述结构:导电活性材料被粘附到板状多孔金属本体。多孔金属本体是金属多孔介质，该介质通过将金属电镀到海绵状多孔树脂上并且然后移除多孔树脂来制作，并且具有三维网状结构。例如，用于正电极层52和负电极层54的多孔金属本体是铝多孔本体或者镍多孔本体。当多孔金属本体用于正电极层52和负电极层54时，电容器5获得较高的功率密度。
[0062]例如，包含在正电极层52和负电极层54中的导电活性材料是碳粉。隔板53是以片状形成的多孔树脂。例如，隔板53的材料是聚乙烯。正电极层52、隔板53和负电极层53被电解质浸溃，该电解质在电容器5的操作温度下是液体形式。例如，电解质是溶解有LiPF6的碳酸丙烯脂(propylene carbonate)。当在正电极层52和负电极层53之间施加电压时，电容器5用作电气双层电容器。这里，电容器5的结构可以是多个正电极层52和负电极层54与其间的隔板53被堆叠的多层结构。此外，代替多层结构，电容器5的结构可以具有下述结构:具有片状的正电极层52、隔板53和负电极层54以圆柱形缠绕。
[0063]接下来，以下描述熔融盐电池设备I的操作。当熔融盐电池设备I操作时，如在汽车2在移动的情况下，每个熔融盐电池单元3中的温度被保持处于用作电解质的熔融盐被熔融使得熔融盐电池元31稳定地操作的温度。熔融盐电池单元3、3...通过接收/提供电路42来被充电和放电。类似地，电容器5通过接收/提供电路42来被充电和放电。允许电容器5以高于熔融盐电池元31的速度被充电和放电。因此，控制单元44执行使得电容器
5执行短周期的充电和放电并且使得熔融盐电池单元3、3…执行较长周围的充电和放电的处理。此外，当需要临时并且高电流充电时，控制单元44执行使得电容器5被充电的处理。例如，当将大的电力从负载22被供应到接收/提供电路42时，如在根据汽车2的减速来生成重新生成的电力的情况下，控制单元44执行利用供应到接收/提供电路42的电力来对电容器5进行充电的处理。此外，控制单元44执行使得被充电的电容器5放电并且使得接收/提供电路42利用从电容器5放电的电力来对熔融盐电池单元3、3…进行充电的处理。该处理允许诸如重新生成的电力的临时的并且大的电力被有效地充电到熔融盐电池设备I中。
[0064]在熔融盐电池设备 I被停止后，如汽车2已经停车的情况下，熔融盐电池单元3、
3…的温度下降至室温，并且因此，变得不允许熔融盐电池单元3、3...进行操作。电容器5处于已经被充电的状态。
[0065]如在汽车2将被启动的情况下，当熔融盐电池设备I要从停止状态启动时，启动指令被输入到信号接收单元45，并且然后控制单元44使得电容器5开始将电力供应到一个熔融盐电池单元3。这样，电容器5在本发明中用作电源。已经从电容器5对其供应了电力的熔融盐电池单元3由加热器32、32...来加热，使得熔融盐电池元31、31...中的熔融盐被熔融为电解溶液，并且因此允许熔融盐电池单元3进行操作。然后，控制单元44使得被允许操作的熔融盐电池单元3将电力供应到其他熔融盐电池单元3、3...。其他的熔融盐电池单元3、3…被加热，并且从而被允许进行操作。然后，在所有的熔融盐电池单元3已经变成被允许操作的阶段，熔融盐电池设备I的启动完成。此后，控制单元44使得电容器5和熔融盐电池单元3、3...被充电和放电，并且使得接收/提供电路42接收并且提供电力。
[0066]如上所述，在本实施例中，熔融盐电池设备I包括电容器5。然后，利用来自电容器5的电力来加热一个熔融盐电池单元3。然后，用来自已经变成允许进行操作的一个熔融盐电池单元3的电力来加热其他的熔融盐电池单元3、3...。电容器5能够甚至在室温下进行操作。因此，即使在温度为室温的状态下，也通过使得电容器5被放电来允许启动熔融盐电池设备I。因此，在本实施例中，还允许熔融盐电池容易被加热，并且因此允许很容易启动熔融盐电池设备I。此外，来自电容器5的电力仅用于单独地加热一个熔融盐电池单元3。因此，允许减少用于加热熔融盐电池的能量消耗。此外，类似于实施例1，允许减少用于加热熔融盐电池单元3、3…所需要的时间，并且因此允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的加热时间。此外，在本实施例中，当电容器5利用来自外部的电力被充电并且放电时，这允许诸如重新生成的电力的临时的和大的电力被有效地充电到熔融盐电池设备I中。
[0067]这里，类似于实施例1，熔融盐电池设备I可以处于调整将从允许进行操作的一个熔融盐电池单元3对其供应电力的对象熔融盐电池单元3、3...的数目的模式中。此外，熔融盐电池设备I可以处于熔融盐电池单元3、3…中的每一个都以链式供应电力的模式中。此外，类似于实施例1，熔融盐电池设备I可以处于在一个熔融盐电池单元3已经成为允许进行操作的阶段执行启动的模式中。
[0068]此外，熔融盐电池设备I可以处于允许来自电容器5的电力由接收/提供电路42提供到负载22的模式中。在该模式中，允许接收/提供电路42以调整从电容器5放电的电流和电压的方式来向负载22提供电力。因此，根据必要性，控制单元44使得接收/提供电路42向负载22提供来自电容器5的电力。例如，即使在熔融盐电池单元3、3...仍然没有被允许操作的阶段，允许熔融盐电池设备I向负载22提供来自电容器5的电力，以使负载22进行操作。在变得允许熔融盐电池单元3、3…已经进行操作之后，熔融盐电池设备I通过使用熔融盐电池单元3、3...来接收和提供电力。因此，在该模式中，看起来能够使得减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。此外，允许减少使得负载22进行操作以使汽车2被启动的启动时间。
[0069]此外，熔融盐电池设备I可以处于电力从电容器5被供应到多个熔融盐电池单元3的模式中。此外，熔融盐电池设备I可以处于电容器5被直接连接到一个熔融盐电池单元3的模式。
[0070]更进一步地，熔融盐电池设备I可以处于采用被允许以高于熔融盐电池的速度充电和放电的可充电电池代替电容器5的模式。在该模式中，可充电电池类似于电容器5进行操作。当大的电力被供应到接收/`提供电路42时，允许熔融盐电池设备I使可充电电池被充电，然后使得被充电的可充电电池放电，并且然后使得利用释放的电力来对熔融盐电池单元3、3…进行充电。因此，在该模式中，还允许临时的并且大的电力被有效地充电到熔融盐电池设备I中。
[0071](实施例3)
[0072]实施例1和2已经针对描述了熔融盐电池设备I是非固定型的模式。在实施例3中描述了固定类的模式。图7是图示根据实施例3的熔融盐电池设备I的电气配置的框图。在实施例3中，熔融盐电池设备I不包括实施例1中的辅助电池41。此外，接收/提供电路
42被连接至外部电源47，诸如与外部负载分离的商用电源。接收/提供电路42将从外部电源47提供的电力供应至电力供应电路43。然后，电力供应电路43将供应的电力供应到一个熔融盐电池单元3。在本实施例中，外部电源47用作本发明中的电源。熔融盐电池设备I的配置中的其他要点类似于实施例1中的那些。因此，相应的部件采用相同的附图标记标识并且省略其描述。
[0073]当熔融盐电池设备I进行操作时，每个熔融盐电池单元3中的温度被保持在用作电解质的熔融盐被熔融使得熔融盐电池元31稳定地操作的温度下。熔融盐电池单元3、3...通过接收/提供电路42来被充电和放电。在熔融盐电池设备I停止之后，熔融盐电池单元
3、3…的温度下降到室温，并且因此，变得不允许熔融盐电池单元3、3...操作。
[0074]当熔融盐电池设备I从停止状态启动时，根据输入到信号接收单元45的启动指令，控制单元44使得接收/提供电路42和电力供应电路43将来自外部电源47电力提供至一个熔融盐电池单元3。已经从外部电源47对其供应了电力的熔融盐电池单元3由加热器32、32...来加热，使得熔融盐电池元31、31…中的熔融盐被熔融为电解溶液，并且因此允许熔融盐电池单元3进行操作。然后，控制单元44使得被允许操作的熔融盐电池单元3将电力供应到其他的熔融盐电池单元3、3...。其他的熔融盐电池单元3、3...被加热，并且从而被允许操作。然后，在已经变得允许所有熔融盐电池单元3进行操作的阶段，熔融盐电池设备I的启动完成。此后，控制单元44使得熔融盐电池单元3、3...被充电和放电，并且使得接收/提供电路42接收并且提供电力。
[0075]如上所述，在本实施例中，在熔融盐电池设备I中，利用来自外部电源47的电力来加热一个熔融盐电池单元3。然后，利用来自已经变得允许进行操作的熔融盐电池单元3的电力来加热剩余的熔融盐电池单元3、3...。来自外部电源47的电力单独地加热一个熔融盐电池单元3。因此，允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的能量消耗。此外，类似于实施例1和2，允许减少用于加热熔融盐电池单元3、3…所需要的时间，并且因此允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。
[0076]这里，熔融盐电池设备I可以处于根据电力需求来调整要从被允许操作的一个熔融盐电池单元3对其供应电力的对象熔融盐电池单元3、3...的数目的模式。此外，熔融盐电池设备I可以处于每个熔 融盐电池单元3、3…以链式供应电力的模式。此外，熔融盐电池设备I可以处于在一个熔融盐电池单元3已经变得被允许操作的阶段执行启动的模式。此外，可以采用将电力从外部电源47供应到多个熔融盐电池单元3的模式。此外，熔融盐电池设备I可以处于外部电源47被直接连接到一个熔融盐电池单元3的模式。
[0077]此外，已经针对由熔融盐电池单元3的单元控制熔融盐电池的操作的模式描述了上述实施例1至3。替代地，熔融盐电池设备I可以处于由熔融盐电池元31的单元控制熔融盐电池的操作的模式。在处于该模式的熔融盐电池设备I中，在多个熔融盐电池元31、31...当中，电力首先被供应到用于加热一部分熔融盐电池元31的加热器32。然后，在该部分的熔融盐电池元31变得被允许操作之后，电力从已经变得被允许操作的熔融盐电池元31供应到加热其他熔融盐电池元31、31...的加热器32、32...。在多个熔融盐电池元31、31...已经变得被允许操作的阶段，熔融盐电池设备I的启动完成。而且在该模式中，允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的能量消耗，并且允许减少用于启动熔融盐电池设备I所需要的预热时间。这里公开的实施例应当被视为说明性的，并且在全部要点处均不是限制性的。本发明的范围由权利要求书进行限定，而不受上面给出的说明书的限定。落入权利要求书的范围内的或具有等同含义的任何改变应当被视为包含在本发明的范围内。
[0078]附图标记描述
[0079]I 熔融盐电池设备
[0080]22 负载
[0081]3 熔融盐电池单元[0082]31熔融盐电池元
[0083]32加热器
[0084]33绝热材料
[0085]41辅助电池
[0086]42接收/提供电路
[0087]43电力供应电路
[0088]44控制单元
[0089]46温度传感器
[0090]47外部电源
[0091]5电容器`
【权利要求】
1.一种熔融盐电池设备，其包括多个熔融盐电池，所述多个熔融盐电池以在高于室温的温度将使得用作电解质的熔融盐被熔融的状态来进行操作，所述熔融盐电池设备的特征在于包括: 加热器，所述加热器被各自设置在所述多个熔融盐电池中的每一个中； 电源，所述电源用于在室温下将电力供应到在所述多个熔融盐电池所包括的一部分熔融盐电池中设置的加热器；以及 电力供应装置，所述电力供应装置用于将电力从所述一部分熔融盐电池供应到在另一部分熔融盐电池中设置的加热器。
2.根据权利要求1所述的熔融盐电池设备，其中， 所述电力供应装置被构造成以使得，将电力以链式从通过被供应电力的加热器进行加热的一些熔融盐电池供应到在所述另一部分熔融盐电池中设置的加热器。
3.根据权利要求1或2所述的熔融盐电池设备，其中，所述电力供应装置包括: 用于对要被供应电力的加热器的数目进行调整的装置。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的熔融盐电池设备，其中， 所述电源是能够在室温下进行操作的可充电电池。
5.根据权利要求1至3中的任何一项所述的熔融盐电池设备，其中， 所述电源是电容器。
6.根据权利要求4或5所述的熔融盐电池设备，其特征在于进一步包括: 用于利用从外部供应的电力来对所述电源进行充电的装置；以及 用于使所述电源放电并且从而利用已经在所述电源中所充的电力来对一部分或者全部所述多个熔融盐电池进行充电的装置。
7.根据权利要求4至6中的任何一项所述的熔融盐电池设备，其特征在于进一步包括: 用于向外部提供来自一部分或者全部所述多个熔融盐电池的电力的装置；以及 用于向外部提供来自所述电源的电力的装置。
8.一种用于控制熔融盐电池设备的控制方法，所述熔融盐电池设备包括:多个熔融盐电池，所述多个熔融盐电池以在高于室温的温度使得用作电解质的熔融盐被熔融的状态来进行操作；加热器，各个所述加热器用于对每个熔融盐电池进行加热；以及能够在室温下进行操作的电源，所述控制方法的特征在于包括下述各步骤: 在所述多个熔融盐电池的温度处于室温的状态下，使得所述电源将电力供应到用于对在所述多个熔融盐电池中包括的一部分熔融盐电池进行加热的加热器；以及 使得已经通过所述加热器加热而致使所述熔融盐已经被熔融的所述一部分熔融盐电池将电力供应到用于对另一部分熔融盐电池进行加热的加热器。
9.根据权利要求8所述的用于熔融盐电池设备的控制方法，进一步包括下述各步骤: 接收信息，该信息指示对于要从所述熔融盐电池设备提供到外部的电力的需求；以及 根据所述信息，来调整在所述多个熔融盐电池当中的要对加热器供应电力的熔融盐电池的数目。
【文档编号】H01M10/615GK103891038SQ201280052693
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2011年10月26日
【发明者】小林英一, 坂宽延 申请人:住友电气工业株式会社