[发明专利]钠硫电池的正常组列数的计算方法和使用该方法的故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对钠硫电池的每个模块求出各电池块的正常组列数的方法，和对使用该方法的钠硫电池的每个模块检测故障的方法。

背景技术

作为在电力负荷均衡化、功率瞬时降低对策、或自然能源发电装置所产生的功率变化补偿等用途方面，期待钠硫电池作为电力储存器得到日益广泛的应用。

钠硫电池的运转循环在负荷均衡化用途中例如夹着停歇而反复进行白天放电夜间充电这样的循环，此时，钠硫电池一天一次在白天的放电之后达到放电末期附近。另一方面，为了在功率变化补偿用途中补偿自然能源发电装置的输出(功率)，钠硫电池就要在短时间内反复进行充电和放电。

这种钠硫电池通常以如下方式构成：将多个单电池串联连接而构成组列，将多个该组列并联连接而构成电池块，将多个该电池块串联连接而构成模块，进而将多个该模块串联连接。

如果钠硫电池不能发挥所期待的性能，在所述用途，例如负荷均衡化、瞬时降低对策、功率变化补偿等用途方面就会出现障碍。因此，检测钠硫电池的故障是相当重要的。

现有技术中，这样的钠硫电池的故障是以如下方式检测的，即：在从放电结束后到充电开始之间的停歇期间，电池电压稳定时，对每个电池块测定电压，并判断该电池块的电压是否在设定范围之外或者判断电池块之间的电压差是否在设定范围之外，由此检测钠硫电池的故障。如上所述，所谓的电池块是将单电池串联连接构成的组列进一步并联连接而构成的。此外，作为现有技术文献，可以列举专利文献1、2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2004-247319号公报

专利文献2：特许第3505116号公报

发明内容

然而，在钠硫电池中，如果放电没有进行至放电末期附近这样的较深的深度，则其故障不会以电压值或电压差的形式显示出来。因此，根据现有技术的故障检测方法，在负荷均衡化用途中一天只有一次检测故障的机会，即使在实际中发生了故障，检测到该故障时也已迟了。

另外，在功率变化补偿用途中，多数情况下不要求每天达到放电末期的输出。与其如此，不如说在功率变化补偿的用途中，如果钠硫电池达到放电末期，之后就无法吸收发电装置所产生的功率变化(即，丧失钠硫电池的功能)，因此优选控制钠硫电池不达到放电末期。因而在功率变化补偿用途中，根据现有技术的故障检测方法，实质上无法检测钠硫电池的故障。

另外，放电结束后到钠硫电池电压稳定需要几个小时(短则2小时左右)。即，现有技术的故障检测方法中，到电压稳定需要几个小时的停歇期间。负荷均衡化用途姑且不说，在自然能源发电装置发生的功率变化补偿用途中设置如此长的停歇期间意味着需要设置预备系列，因而在成本方面不合适。

本发明是鉴于这样的情况而做出的，其课题在于提供一种能恰当检测钠硫电池的故障的方法，该钠硫电池能适用于补偿自然能源发电装置所产生的功率变化的用途中。经反复研究的结果发现，利用不是基于电压而是基于使用容量的以下方法能够解决所述课题。

即，若采用本发明，将提供一种钠硫电池的正常组列数的计算方法，该计算方法是根据下述(1)式求出钠硫电池的一个电池块的正常组列数uo的方法，该钠硫电池以如下方式构成：s个即多个单电池串联连接构成组列，u个即多个该组列并联连接构成电池块，n个即多个该电池块串联连接构成钠硫电池。

uo＝(Qs/Qo)×us    …(1)

Qs：基准电池块的使用容量(Ah)

Qo：对象电池块的使用容量(Ah)

us：基准电池块的正常组列数(us≤u)

如所述，通常钠硫电池是将由多个电池块构成的模块进一步多个串联连接而构成的，但在本发明的钠硫电池的正常组列数的计算方法和使用该方法的故障检测方法中，将多个电池块串联连接构成的电池称为钠硫电池，该钠硫电池是指一个模块(模块电池)。即，本发明的钠硫电池的正常组列数的计算方法是以模块为单位计算各电池块的正常组列数的方法，本发明的故障检测方法是以模块为单位检测故障的方法。另外，当然能通过基于单电池故障的模块(每个)的故障检测，判断通常(由多个模块构成的)钠硫电池(整体)的故障。

本发明的钠硫电池正常组列数的计算方法中，正常组列的数量(正常组列数)为由没有发生故障的单电池构成的组列的数量。所谓对象电池块是指要求出的正常组列数uo的钠硫电池(一个)的电池块。uo可以称为对象电池块的正常组列数