專利名稱：鈉硫電池的剩余容量的計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正確計算鈉硫電池的剩余容量的方法。
背景技術(shù)：
作為在電力負(fù)荷均衡化、功率瞬時降低對策、或自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)扔猛旧?，日益廣泛的應(yīng)用被期待的電力儲存器，可以列舉鈉硫電池。鈉硫電池通常以如下方式構(gòu)成將多個單電池串聯(lián)連接而構(gòu)成組列，將多個該組列并聯(lián)連接而構(gòu)成電池塊，將多個該電池塊串聯(lián)連接而構(gòu)成模塊，進(jìn)而將多個該模塊串聯(lián)連接。而且，該鈉硫電池的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，例如在負(fù)荷均衡化用途中，夾著停歇反復(fù)進(jìn)行由放電及充電構(gòu)成的循環(huán)。如果鈉硫電池不能發(fā)揮所期待的性能，在所述的負(fù)荷均衡化、瞬時降低對策、功率變化的補(bǔ)償?shù)扔猛痉矫婢蜁霈F(xiàn)障礙。而且，如果鈉硫電池脫離設(shè)定的可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)而反復(fù)進(jìn)行充放電，導(dǎo)致過放電或者過充電，從而使性能降低。因此，正確把握鈉硫電池的剩余
容量是很重要的?，F(xiàn)有已公開的鈉硫電池的剩余容量計算方法是，例如，積算鈉硫電池的充電電流或者放電電流，通過該積算值和規(guī)定容量，計算剩余容量的方法。即，對于放電，從規(guī)定容量減掉放電電流積算值而計算剩余容量；對于充電，(充電之前的)剩余容量加上充電電流積算值而計算(新)剩余容量。并且，作為現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，可以例舉為特開平8-17478號公報。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如果充電電流以及放電電流的測定發(fā)生誤差，由于積算而該誤差將擴(kuò)大，很難正確計算剩余容量。并且，殘留容量隨著單電池的劣化等而增加，在鈉硫電池的額定容量減少的情況下，通過積算算出的剩余容量和實(shí)際的剩余容量之間產(chǎn)生誤差，無法正確計算真實(shí)剩余容量。另外，如果沒有正確計算真實(shí)剩余容量的話，容易使鈉硫電池脫離可運(yùn)行范圍而運(yùn)行。 這樣的話，會陷入如下惡性循環(huán)當(dāng)中導(dǎo)致過放電或者過充電，這會進(jìn)一步引起單電池劣化寸。特別是，在多種情況下，為使鈉硫電池的額定容量不因預(yù)想到的單電池劣化等而減少，向鈉硫電池的產(chǎn)品容量(絕對容量)賦予裕度，從而直到預(yù)期壽命的最后年度為止確保額定容量。但是，這樣的話，在交貨初期(新產(chǎn)品時)中，由于電池的剩余容量幾乎沒有， 因此對于考慮到經(jīng)過一段時間后的剩余容量的增加而設(shè)計的鈉硫電池，在交貨初期充電時如果在剩余容量加上充電電流的積算值，則會出現(xiàn)在充電末期剩余容量超過額定容量的情況，從而無法正確計算剩余容量。對此，能想到在充電末期重新設(shè)定(reset)剩余容量為 100%，但在用于所述用途中的自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)鹊那闆r下，會存在長期達(dá)不到充電末期的情況，這樣存在剩余容量的誤差擴(kuò)大的可能。本發(fā)明鑒于這種情況，其課題是提供一種能夠適用于自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償用途，能夠正確且可靠地計算鈉硫電池的剩余容量的方法。重復(fù)研究的結(jié)果，得知根據(jù)以下方法能夠解決所述課題。即，本發(fā)明提供如下的鈉硫電池的剩余容量的計算方法，S卩，根據(jù)以下式⑴求出鈉硫電池的剩余容量Qr [Ah]，所述鈉硫電池以如下方式構(gòu)成s個即多個單電池串聯(lián)連接構(gòu)成組列，u個即多個該組列并聯(lián)連接構(gòu)成電池塊，η個即多個該電池塊串聯(lián)連接構(gòu)成模塊，m個即多個該模塊串聯(lián)連接構(gòu)成鈉硫電池。Qr = 100X (1-(Qu/(Qa-Qsf)))...(1)Qu:使用容量[Ah]Qa:產(chǎn)品容量[Ah]Qsf 最后年度的剩余容量[Ah]Qsf = f 1 (Cef)...(2)f 1 (Cef)基于最后年度的等效循環(huán)Cef，求出最后年度的剩余容量Qsf的轉(zhuǎn)換函數(shù)。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法是計算當(dāng)前鈉硫電池的剩余容量的方法。所謂當(dāng)前是指試圖想要計算的時候。在后文的當(dāng)前電池塊的剩余容量Qsc等中含義相同。剩余容量是殘存在鈉硫電池中的可放電的電量[Ah]，這是管理值。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量計算方法可以說是一種使作為管理值的剩余容量與真實(shí)的(實(shí)際的)剩余容量一致的方法。產(chǎn)品容量為鈉硫電池絕對能夠具有的電量[Ah]，又稱為絕對容量。產(chǎn)品容量為設(shè)定值(固定值)。剩余容量為因時間點(diǎn)經(jīng)過而殘留在鈉硫電池中的不可放電的電量[Ah]， 這是根據(jù)等效循環(huán)而求出的值(參照后文中的圖7)。該等效循環(huán)是相當(dāng)于進(jìn)行了額定容量 [Ah]的放電的循環(huán)數(shù)的數(shù)。若進(jìn)行放電(為了下一次放電)則必須進(jìn)行充電，因此稱為循環(huán)。如果進(jìn)行額定容量[Ah]的放電的次數(shù)每年都均等，則等效循環(huán)數(shù)就能夠替換為經(jīng)過的年數(shù)。所謂的最后年度為預(yù)期壽命的最終年度。使用容量為鈉硫電池(實(shí)際)放電的(考慮的)電量[Ah]，這是通過計算求出的管理值。鈉硫電池能夠放電的電量[Ah]稱為可使用容量。額定容量為每個鈉硫電池特定的(指定的)可使用容量。使用容量在可使用容量的范圍內(nèi)變化。該使用容量在充電末期重新設(shè)定(reset)為0 [Ah]，從中通過電流的積算(例如放電電流為+，充電電流為_)而求
出ο但是，在本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量計算方法中，如下，即使處于放電末期，最好還是重新設(shè)定用于計算剩余容量的使用容量。當(dāng)然，此時并不是重新設(shè)定為0[Ah]。
即，優(yōu)選地，本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法中，在充電末期重新設(shè)定使用容量Qu [Ah]為0 [Ah]的同時，在處于放電結(jié)束后的單相區(qū)時根據(jù)以下式(3)進(jìn)行重新設(shè)定。Qu = Qn-Qsc... (3)Qn 健全電池塊絕對充放電深度Qsc 當(dāng)前電池塊的剩余容量Qn = uXf2(Vi(t, Τ, Id))...(4)f2(Vi(t，T，Id))將模塊內(nèi)電池塊中的電壓最高的電池塊，在模塊相互之間比較，基于其電壓第i個高的模塊的該電池塊的電壓，求出電池塊的絕對充放電深度的轉(zhuǎn)換函數(shù) (其中，電壓是基于在單相區(qū)中放電結(jié)束t小時后測量的不穩(wěn)定的開路電壓，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的開路電壓，進(jìn)而根據(jù)放電結(jié)束時的溫度T以及放電結(jié)束時的放電電流Id來修正的電壓)。Qsc = f 11 (Cec)— (5)f 11 (Cec)基于當(dāng)前的等效循環(huán)Cec，求出當(dāng)前電池塊的剩余容量的轉(zhuǎn)換函數(shù)。在充電末期重新設(shè)定為0[Ah]是指在處于充電末期時重新設(shè)定為0[Ah]，而不是意味著總是使其變成充電末期而重新設(shè)定為0 [Ah]。當(dāng)作為剩余容量的計算對象的鈉硫電池為如下的鈉硫電池時，本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法更加適用，即在互聯(lián)系統(tǒng)中構(gòu)成所述電力儲藏補(bǔ)償裝置并補(bǔ)償所述發(fā)電裝置的輸出變化的鈉硫電池，其中，所述互聯(lián)系統(tǒng)是將輸出變化的發(fā)電裝置和電力儲藏補(bǔ)償裝置組合而向電力系統(tǒng)供應(yīng)電力的系統(tǒng)。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法中，判斷是否為單相區(qū)是根據(jù)在絕對充放電深度和電壓之間的關(guān)系中是否為電壓下降的領(lǐng)域而判斷(后文有詳細(xì)說明)?；蛘撸部深A(yù)設(shè)用于判斷單相區(qū)的判定電壓，當(dāng)為該電壓以下則判斷為單相區(qū)。此時，判定電壓值可以設(shè)定得比兩相區(qū)中恒定的電壓(只對規(guī)定值)略低。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法中的溫度為電池的工作溫度，具體地， 是指工作時的模塊內(nèi)溫度。本說明書中的電壓，電流，深度，容量(電量)等，給予基準(zhǔn)并表示在式子等中。這些有時能夠與單電池、電池塊、模塊、鈉硫電池整體(多個模塊)等的值和量互相轉(zhuǎn)換，當(dāng)然也有必要轉(zhuǎn)換(換算)。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法通過所述式(1)求出鈉硫電池的剩余容量。在所述式(1)中，(Qa-Qsf)相當(dāng)于最后年度的可使用容量?？墒褂萌萘客ǔ９潭?， 但在最后年度因裕度(后文的)為0(零)，因此用Qa-Qsf求出。這樣的話，本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法根據(jù)式(1)，基于使用容量(當(dāng)前的)對可使用容量的比而求出剩余容量(當(dāng)前的)，因此與時間經(jīng)過的剩余容量的變化無關(guān)，能夠不斷地正確計算剩余容量。并且，由于能夠準(zhǔn)確計算剩余容量，因此不會出現(xiàn)使鈉硫電池脫離可運(yùn)轉(zhuǎn)范圍運(yùn)轉(zhuǎn)并導(dǎo)致過放電和過充電的情況，以及能夠除掉過放電或者過充電而進(jìn)一步導(dǎo)致單電池的劣化等的惡性循環(huán)。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量計算方法的優(yōu)選方案中，在充電末期和放電結(jié)束后的單相區(qū)時(放電末期的一側(cè))重新設(shè)定使用容量，因此即使在充電電流和放電電流的測定中產(chǎn)生誤差，并由積算其誤差擴(kuò)大，也可以定期重新設(shè)定使用容量。因此基于使用容量而求出的剩余容量上，也可以防止誤差的擴(kuò)大，與沒有使用本發(fā)明鈉硫電池的剩余容量的計算方法的情況相比，能夠更正確地計算剩余容量。另外，用于自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)惹闆r下，存在長期未達(dá)到充電末期的情況，但即使是這樣，(因?yàn)樵诜烹娔┢诘囊粋?cè)重新設(shè)定使用容量)也不會存在剩余容量的誤差擴(kuò)大的可能性。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法的優(yōu)選方案中，在處于放電結(jié)束后的單相區(qū)時(放電末期的一側(cè)中)根據(jù)式(3)重新設(shè)定使用容量，基于從電池塊電壓求出的(當(dāng)前的)正常電池塊的絕對充放電深度和當(dāng)前的電池塊的剩余容量，重新設(shè)定當(dāng)前的使用容量。由此，基于該(當(dāng)前的)使用容量根據(jù)式(1)計算的剩余容量，與沒有使用該本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法的優(yōu)選方案的情況相比，作為當(dāng)前的剩余容量，成為更正確的值。本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法的優(yōu)選方案中，將鈉硫電池的使用容量在放電結(jié)束后的單相區(qū)時(放電末期的一側(cè)中)根據(jù)式(3)重新設(shè)定使用容量，此時，如式 (4)所示，基于放電結(jié)束經(jīng)t小時后測定出的電壓而求出絕對充放電深度，因此不需要直到電壓完全穩(wěn)定為止的較長停歇期間，也非常適用于判定鈉硫電池的容量的降低，所述鈉硫電池適用于自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償用途。


圖1是表示構(gòu)成鈉硫電池的模塊的一例的電路圖。圖2是表示鈉硫電池的絕對充放電深度和電壓之間的關(guān)系的曲線圖。
圖3是表示鈉硫電池的時效劣化的情況的概念圖。圖4是在單相區(qū)中放電結(jié)束后，30分鐘停歇OCV和2小時停歇OCV之間的關(guān)系的圖表。圖5是表示放電結(jié)束時的溫度和單相區(qū)中放電結(jié)束后(2小時停歇0CV-30分鐘停歇0CV)的值之間的關(guān)系的圖表。圖6是表示放電結(jié)束時的放電電流和單相區(qū)中放電結(jié)束后(2小停歇0CV-30分鐘停歇0CV)的值之間的關(guān)系的圖表。圖7是表示剩余容量[Ah]和等效循環(huán)[循環(huán)]之間的關(guān)系的圖表。附圖標(biāo)記說明3鈉硫電池31單電池32 組列33電池塊34 模塊
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施方案下面，適當(dāng)參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說明，但對本發(fā)明的解釋不應(yīng)限定于此。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員知識，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變更、修改、改良和替換。例如，附圖表示的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但本發(fā)明不被附圖所示的實(shí)施方案及附圖所示的信息所限制。在實(shí)施或驗(yàn)證本發(fā)明的基礎(chǔ)上，可以適用與本說明書中記述的方法相同或等同的方法，但優(yōu)選方法為下文所述的方法。首先，參照圖1-3，例示鈉硫電池的構(gòu)成和用途，并對一般性原理和操作進(jìn)行說明。 圖1是表示構(gòu)成鈉硫電池的模塊的一例的電路圖。圖2是表示鈉硫電池的絕對充放電深度和電壓之間關(guān)系的圖表。圖3是鈉硫電池的時效劣化的情況的概念圖。鈉硫電池3具有多個(m個)圖1所示的模塊34。另外，該模塊34是串聯(lián)連接多個(η個)電池塊33而構(gòu)成的，該電池塊33是并聯(lián)連接多個(u個)組列32而構(gòu)成的，該組列32是串聯(lián)連接多個(S個)單電池31而構(gòu)成的。單電池31是使用對于鈉離子具有選擇透過性的β -氧化鋁(BETA-ALUMINA)固體電解質(zhì)對陰極活性物質(zhì)熔融金屬鈉和陽極活性物質(zhì)熔融硫磺進(jìn)行隔離而形成的，鈉硫電池是在280-350°C左右(300°C左右)的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)的高溫二次電池。放電時，熔融鈉放出電子成為鈉離子，該鈉離子透過固體電解質(zhì)管向陽極側(cè)移動，與通過硫磺以及外部電路而來的電子反應(yīng)從而生成多硫化鈉，單電池31產(chǎn)生2V左右的電壓。在充電時，與放電相反，發(fā)生鈉及硫磺的生成反應(yīng)。鈉硫電池的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，例如，在負(fù)荷均衡化用途中，夾著停歇反復(fù)進(jìn)行由放電及充電構(gòu)成的循環(huán)。如圖2所示，如果不是充電末期附近或者放電末期附近的情況下，鈉硫電池工作過程中的電壓(如電池塊電壓)大致恒定。到達(dá)充電末期附近時電壓明顯上升，到達(dá)放電末期附近時硫磺的摩爾比減少而電壓明顯下降。在鈉硫電池中，正極生成的多硫化鈉的組成與絕對充放電深度相關(guān)而變化。這個組成的變化可以用Na2Sx的χ值來捕捉。在充分充電的狀態(tài)下，正極成為S和Na2S5共存的兩相區(qū)。在兩相區(qū)持續(xù)發(fā)生著一定的電氣化學(xué)反應(yīng)，在充電末期附近電壓隨著內(nèi)部電阻的增加而上升，但除此之外，電壓恒定(圖2中的絕對充放電深度和電壓之間關(guān)系平緩的區(qū)域)。如果放電繼續(xù)進(jìn)行，單體的S將會消失，就變?yōu)镹a2SxU < 5)的單相區(qū)(圖2中的絕對充放電深度和電壓之間的關(guān)系下降的區(qū)域)。在單相區(qū)伴隨著放電的進(jìn)行硫磺的摩爾比(χ減小)減小，電壓以大致的直線形式下降。進(jìn)一步進(jìn)行放電，如果變?yōu)棣?= 3以下，將生成融點(diǎn)高的固相(Na2S2)，從而不能進(jìn)行再進(jìn)一步的放電。如圖3所示，鈉硫電池與其他很多二次電池同樣地，其絕對容量(使用時的絕對充放電深度)恒定，但并非從新品開始就能夠進(jìn)行100%的充電，而是隨著時間的流逝，無法充電(時效)的剩余容量將會增加。因此，在鈉硫電池的設(shè)計中，關(guān)于可使用容量考慮裕度， 用裕度來填補(bǔ)增加的剩余容量部分，從而確?？墒褂萌萘恐钡阶詈竽甓?預(yù)期壽命)。此外，在本說明書中，所謂裕度是指從產(chǎn)品容量減去剩余容量和可使用容量的容量。接著，將圖1所示的鈉硫電池3作為例子來對本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法進(jìn)行說明。此外，鈉硫電池3的模塊34的數(shù)量(串聯(lián)數(shù))為10，構(gòu)成該模塊34的電池塊33的數(shù)量(串聯(lián)數(shù))為4，構(gòu)成該電池塊33的組列32的數(shù)量(并聯(lián)數(shù))為12，構(gòu)成該組列的32的單電池31的數(shù)量(串聯(lián)數(shù))為8。本發(fā)明的鈉硫電池剩余容量計算方法中，根據(jù)以下式(1)可以求出鈉硫電池的剩余容量Qr [Ah]。Qr = 100X (1_ (Qu/(Qa-Qsf)))…(1)Qu 使用容量[Ah]Qa:產(chǎn)品容量[Ah]Qsf 最后年度的剩余容量[Ah]Qsf = Π (Cef)…(2)f 1 (Cef)基于最后年度的等效循環(huán)Cef，求出最后年度的剩余容量Qsf的轉(zhuǎn)換函數(shù)產(chǎn)品容量Qa為設(shè)定值，使用容量Qu為通過經(jīng)鈉硫電池的充電、放電的電流的積算 (例如放電電流為+，充電電流為_)而求出的值。
圖7是表示剩余容量[Ah]和等效循環(huán)[循環(huán)]之間的關(guān)系的圖表，表示剩余容量通過反復(fù)進(jìn)行放電(隨著時間的經(jīng)過)而增加。根據(jù)圖7，如果決定最后年度的等效循環(huán) (Cef)，則求出最后年度的剩余容量(Qsf)。而且，圖7中，剩余容量就是單電池的剩余容量。式(1)中使用容量Qu在充電末期重新設(shè)定為0[Ah]。對此充電末期的判斷，一般能夠通過在充電中電池塊33的電壓是否達(dá)到以下式(6)中所示的充電末期開路電壓VH來判斷。式(6)中的2. 075是充電末期的單電池31的開路電壓[V]，8是單電池31的個數(shù) (=8)。VH = 8X (2. 075+α )+IXR…(6)α 極化電壓[V]I 充電電流[Α]R 電池的內(nèi)部電阻(電池塊的電阻)[Ω]但是，充電末期的判斷也可以考慮專利第3505116號公報所示的補(bǔ)充電。例如，專利第3505116號公報中說明的如果達(dá)到最終的補(bǔ)充電階段，則能夠判斷為充電末期。另外，在放電結(jié)束后的單相區(qū)時，根據(jù)以下式(3)重新設(shè)定式(1)中的使用容量 Qu0Qu = Qn-Qsc... (3)Qn 健全電池塊絕對充放電深度[Ah]Qsc 現(xiàn)有電池塊的剩余容量[Ah]而且，式(3)中健全電池塊絕對充放電深度Qn[Ah]通過以下式(4’ )求出。式 (4’)中的12為構(gòu)成電池塊33的組列32的個數(shù)(=u)。Qn = 12Xf2 (V5 (0. 5，Τ, Id))... (4，)f2 (V5 (0. 5，Τ, Id))各模塊34內(nèi)的電池塊33中電壓[V]最高的那些電池塊33， 在模塊34相互之間比較，以其電壓[V](例如)第五個高的模塊34的電池塊33的電壓[V] 為基準(zhǔn)，求出電池塊33的絕對充放電深度[Ah]的轉(zhuǎn)換函數(shù)(電壓(V)是基于在單相區(qū)中放電結(jié)束經(jīng)過30分鐘(0. 5小時)后計測的不穩(wěn)定的開路電壓(V)，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的開路電壓(V)，進(jìn)而根據(jù)放電結(jié)束時的溫度T(°C )以及放電結(jié)束時的放電電流IcKA)而修正的電壓)。鈉硫電池3放電結(jié)束后再經(jīng)過2-4小時，電壓將會穩(wěn)定，因此測定電池塊此時(真實(shí))的放電末期開路電壓而計算絕對充放電深度將會變得容易。但特別在于自然能源發(fā)電裝置產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)扔猛局?，這種長時間停止是困難的，因此本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法中使用了放電結(jié)束后基于鈉硫電池所示的過度電壓求出(真實(shí)的、 穩(wěn)定的)放電末期開路電壓的方法。具體地，對于模塊34內(nèi)的電池塊33的電壓，測定在單相區(qū)(參照圖2)中放電結(jié)束后，(例如)測定經(jīng)過30分鐘(=t時間)后的電池塊33的開路電壓[V]。此時的開路電壓稱為30分鐘停歇OCV (Open Circuit Voltage、開路電壓)。并且，使該30分鐘停歇 OCV轉(zhuǎn)換為例如經(jīng)過2小時之后的電池塊33的開路電壓[V]。稱該開路電壓為2小時停歇 0CV，且將其(根據(jù)溫度和放電電流進(jìn)行補(bǔ)正前的)認(rèn)為是真實(shí)的開路電壓值。轉(zhuǎn)換可以根據(jù)如圖4所示的關(guān)系而進(jìn)行。圖4所示的式(y= 1. 1553χ-0. 2667) 中，χ為30分鐘停歇0CV，y為2小時停歇OCV(修正前的真實(shí)開路電壓)。另外，該圖4中，為了使縱軸和橫軸的數(shù)值明顯，將各OCV作為單電池的OCV而表示。而且，為了求出電池塊真實(shí)開路電壓值，進(jìn)一步根據(jù)放電結(jié)束時的溫度T[°C ]以及放電電流Id[A]而進(jìn)行補(bǔ)正。補(bǔ)正如圖5以及圖6所示，能夠基于(2小時停歇0CV-30 分鐘停歇0CV) [V]的值和溫度[°C ]以及放電電流[A]之間存在一定的關(guān)系而進(jìn)行。(2小時停歇0CV-30分鐘停歇0CV) [V]為補(bǔ)正值(應(yīng)當(dāng)要補(bǔ)正的值)，補(bǔ)正對象為基于30分鐘停歇OCV而求出的2小時停歇OCV (補(bǔ)正前)[V]。圖5中所示的式(y = -0. 000334x+0. 126763)中，χ為溫度，y為(2小時停歇 0CV-30分鐘停歇0CV)。根據(jù)圖5，例如，如果溫度上升10°C則需要大致-0. 004V(-4mV)的補(bǔ)正。圖6中所示的式(y = 0. 000174x+0. 004195)中，χ為放電電流，y為(2小時停歇 0CV-30分鐘停歇0CV)。根據(jù)圖6，例如，如果增大放電電流IOA則需要大致+0. 003V(3mV) 的補(bǔ)正。如上所述，對每個模塊34求出構(gòu)成該模塊的電池塊33的電壓，從而求出電壓[V] 最高的電池塊33。接著，基于按照該每個模塊34求出的電池塊33的(最高)電壓，在模塊 34相互之間比較，求出電壓(例如)第五個高的模塊34的電池塊33的電壓。并且，使該電壓[V]轉(zhuǎn)換為絕對充放電深度[Ah]。因?yàn)槭腔谠趩蜗鄥^(qū)測量的電壓的電壓，因此可以使電壓[V]轉(zhuǎn)換為絕對充放電深度[Ah](參照圖2)。另外，該絕對充放電深度(容量)是基于電池塊33電壓的，因此相當(dāng)于一個組列32的容量。因此，將該絕對充放電深度乘以組列32的數(shù)量12，就能求出電池塊的絕對充放電深度[Ah]。這就是正常電池決絕對充放電深度Qn [Ah]。(3)式中當(dāng)前的剩余容量Qsc根據(jù)以下式(5)求出。Qsc = Hl(Cec)... (5)f 11 (Cec)基于當(dāng)前的等效循環(huán)Cec，求出當(dāng)前電池塊的剩余容量Qsc的轉(zhuǎn)換函數(shù)已記述的圖7中，如果確定當(dāng)前等效循環(huán)Cec，則求出當(dāng)前電池塊的剩余容量Qsc。 并且，如所述，圖7的剩余容量為單電池的剩余容量。工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法能夠作為對鈉硫電池的當(dāng)前剩余容量進(jìn)行正確且可靠的計算的方法很好地利用，所述鈉硫電池使用于負(fù)荷均衡化、瞬時降低對策、或自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)扔猛旧稀?br> 權(quán)利要求
1.一種鈉硫電池的剩余容量的計算方法，根據(jù)以下式(1)求出鈉硫電池的剩余容量Qr，所述鈉硫電池以如下方式構(gòu)成s個即多個單電池串聯(lián)連接構(gòu)成組列，u個即多個該組列并聯(lián)連接構(gòu)成電池塊，η個即多個該電池塊串聯(lián)連接構(gòu)成模塊，m個即多個該模塊串聯(lián)連接構(gòu)成鈉硫電池， Qr = 100X (1-(Qu/(Qa-Qsf)))…(1)Qu 使用容量 Qa 產(chǎn)品容量 Qsf 最后年度的剩余容量 Qsf = f 1 (Cef)— (2)f 1 (Cef)基于最后年度的等效循環(huán)Cef，求出最后年度的剩余容量Qsf的轉(zhuǎn)換函數(shù)。
2.權(quán)利要求1所述的鈉硫電池的剩余容量的計算方法，在充電末期重新設(shè)定所述使用容量Qu為0[Ah]的同時，在處于放電結(jié)束后的單相區(qū)時根據(jù)式(3)進(jìn)行重新設(shè)定，Qu = Qn-Qsc... (3)Qn 健全電池塊絕對充放電深度Qsc 當(dāng)前電池塊的剩余容量Qn = uXf2(Vi(t, Τ, Id))— (4)f2 (Vi (t，T，Id))將模塊內(nèi)的電池塊中的電壓最高的電池塊，在模塊相互之間比較，基于其電壓第i個高的模塊的該電池塊的電壓，求出電池塊的絕對充放電深度的轉(zhuǎn)換函數(shù)， 其中，電壓是基于在單相區(qū)中放電結(jié)束t小時后測量的不穩(wěn)定的開路電壓，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的開路電壓，進(jìn)而根據(jù)放電結(jié)束時的溫度T以及放電結(jié)束時的放電電流Id來修正的電壓。 Qsc = f 11 (Cec)...(5)f 11 (Cec)基于當(dāng)前的等效循環(huán)Cec，求出當(dāng)前電池塊的剩余容量的轉(zhuǎn)換函數(shù)。
3.權(quán)利要求1或2所述的鈉硫電池的剩余容量的計算方法，作為剩余容量的計算對象的鈉硫電池是在互聯(lián)系統(tǒng)中構(gòu)成所述電力儲藏補(bǔ)償裝置并補(bǔ)償所述發(fā)電裝置的輸出變化的鈉硫電池，其中，所述互聯(lián)系統(tǒng)是將輸出變化的發(fā)電裝置和電力儲藏補(bǔ)償裝置組合而向電力系統(tǒng)供應(yīng)電力的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明的鈉硫電池的剩余容量的計算方法，如果根據(jù)以下式(1)求出剩余容量Qr，即使在將鈉硫電池適用于自然能源發(fā)電裝置所產(chǎn)生的功率變化的補(bǔ)償?shù)鹊那闆r下，也能夠正確可靠地計算鈉硫電池的剩余容量。Qr＝100×(1-(Qu/(Qa-Qsf)))…(1)，Qu使用容量，Qa產(chǎn)品容量，Qsf最后年度的剩余容量，Qsf＝f1(Cef)…(2)，f1(Cef)基于最后年度的等效循環(huán)Cef，求出最后年度的剩余容量Qsf的轉(zhuǎn)換函數(shù)。
文檔編號G01R31/36GK102301251SQ201080006258
公開日2011年12月28日 申請日期2010年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者平井直樹, 福原基廣 申請人:日本礙子株式會社