JPH0578151B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、広くは改良型電気エネルギ蓄積装置
に関し、特にハロゲン化金属電池装置に関するも
のである。なお、本発明は、特に充電中の水和物
生成溶液中の水和物生成温度を動的に維持するた
めの方法及び装置に関するものである。

従来技術の説明 こゝに述べる型式の電気エネルギ蓄積装置（例
えば塩化亜鉛電池）は、蓄積装置の正常な放電
中、通常の陽極においては還元のためのハロゲン
成分源として、ハロゲン水和物を、また通常の陰
極においては、酸化物となるための酸化可能金属
を利用する。ハロゲン成分が陽極で減少するとき
は、その供給を補うために水性電解液を使用す
る。電解液は、酸化された金属及び還元されたハ
ロゲンの溶解イオンを含み、電極区域及びハロゲ
ン水和物を含む蓄積区域を還流し、このハロゲン
水和物は電気エネルギ蓄積装置の通常の放電中、
逐次分解されて、追加元素ハロゲンを遊離して陽
極で消費される。この型式の電気エネルギ蓄積装
置、すなわち電池装置は、本発明と同一の譲受人
によつて所有されている先の米国特許第3713888
号、米国特許第3993502号、米国特許第4001036号
及び米国特許第4146680号に記述されてある。そ
のような装置については、また、本発明の譲受人
によつて所有されている同時係属中の特許出願第
372088号、名称、ハロゲン化金属電池用不活性ガ
ス除去装置；特許出願第357742号、名称、移動用
塩化亜鉛電池装置用ハロゲン水和物蓄積装置；特
許出願第291030号、名称“液体冷却装置及びそれ
に使用する比例弁”；特許出願第291029号、名称、
“蓄電池へ冷却液を供給する方法及び装置”に記
述されている。

黒鉛又は他の安定電極基質をもつ水性塩化亜鉛
電池装置のようなハロゲン化金属電池の基本的動
作は、次の通りである。充電時には、電解液ポン
プは、水性電解液を、複数個のセルから構成され
る電池堆の多孔性塩化黒鉛電極対の間のポケツト
に供給する。電解液は多孔性塩素電極を通り抜け
て、反対極性電極間の区画内に入り、電極の間を
流れて、電池溜に戻る。多孔性黒鉛電極基質から
遊離された塩素ガスは、ガスポンプによつてポン
プ作用を受けるが、ガスポンプに入る前に、塩素
が冷却装置によつて冷却された電解液と混合され
る。塩素と冷却された電解液は、ガスポンプで混
合され、塩素水和物が生成されて、塩素水和物電
解液混合物が貯蔵部に析出される。放電時には、
溜からの暖かい電解液の注入によつて貯蔵部の塩
素水和物の分解から、塩素が水和物から遊離され
る。貯蔵部における必要な塩素ガス圧力を発生さ
せるために、塩素が注入され、混合されて、電解
液中に溶解された後、電池堆中の多孔性電極に加
えられる。そこで、電池堆は放電し、亜鉛の電極
分解が亜鉛電極で発生し、溶解塩素の還元が塩素
電極で発生し、電力が電池端子から得られて、塩
化亜鉛を生成する亜鉛と塩素の反応によつて、電
解液中に塩化亜鉛が生成される。

充電時に、水和物を適正に生成させるために、
電解液中の温度は摂氏１度の10分の１程度の許容
偏差内に精密に制御されなければならない。現在
入手可能な冷却装置についての一つの問題は、精
密に制御される温度を得ることが一般に不可能な
ことが証明されたことである。従つて、充電中、
水和物生成温度を制御するための方法及び装置を
提供するのを本発明の一つの目的とし、また水和
物生成電解液の極めて精密な温度制御を実現する
ことも本発明の他の目的とした。なお、充電中の
水和物生成温度制御に、速度制御を基礎としたサ
ーボ制御を利用することによつて、比較的低価格
の両方向回転可能な交流サーボ電動機及び類似物
を使用して実現できる制御の方法及び装置を提供
するのも他の目的とした。

本発明のこれらその他の目的及び利点は、以下
の説明及び添付図面と関連して述べる特許請求の
範囲によつて明らかにする。また本発明は、多く
の異る構成をもつハロゲン化金属電池装置に適用
できることも理解されたい。

発明の要約 本発明の方法には、水和物生成溶液すなわち電
解液の供給；溶液すなわち電解液と熱交換するた
めの第１冷却剤回路；及び冷却剤回路から熱を取
去るための冷却装置をもつ型式のハロゲン化金属
電池内の温度制御が含まれる。本発明に従つて、
冷却装置には、冷凍装置及び冷凍装置へ熱を伝達
するための第２冷却剤回路、ならびに第１冷却剤
回路及び第２冷却剤回路と結合する比例混合弁を
含む。本発明の方法には、電解質溶液の温度の決
定が含まれ、その決定には、第１冷却剤回路と電
解溶液との間に熱が交換される点又はその近く
で、第１冷却剤回路の温度の測定が好ましい。電
池内に蓄えられる電荷の関数として、水和物生成
温度に近似する、曲線適合アルゴリズム（算法）
に従う溶液の温度を基礎に、設定点温度を決定す
る。この設定点温度は、また、一般に電荷に比例
する電解溶液内の水和物濃度を基礎にすることが
できる。設定点温度と実際の溶液温度とは比較さ
れて、実際温度と設定点温度の絶対温度差を表わ
す大きさを持ち、また、設定点温度が実際温度以
上か以下かを表わす符号を持つ誤差値を発生す
る。誤差値の大きさに従つて変化する時間間隔
に、電気的インパルスを発生する。この電気的イ
ンパルスは、実質的に一定のパルス幅、すなわ
ち、パルス所要時間を維持するが、パルスからパ
ルスまでの発生が、誤差値に比例して変化するの
が望ましい。比例混合弁は、電気的インパルスに
従つて制御されて、誤差値の符号、すなわち極性
に従つて、第１冷却剤回路と第２冷却剤回路との
結合を、選択的に増加又は減少させるように弁が
制御される。混合弁は、電気的インパルスの発生
の都度、第１冷却剤回路と第２冷却剤回路との結
合度を増加又は減少させるように調整される。例
えば、第１方向の極性をもつ誤差値は、継続イン
パルス毎に結合度を増分だけ増加させるが、他方
向の極性をもつ誤差値は、結合度を減少させるよ
うに混合弁を調整する。誤差が所定値以下のとき
は、電気的インパルスの発生はなく、従つて混合
弁の調整は行われない。

前述した方法を実施する装置の、第１実施例で
は以下に詳述するように、デイジタル・コンピユ
ータを使用し、そのプログラムによつて前記工法
を実施する。また第２実施例は、以下に述べるよ
うに、個別部品、集積回路及び結合論理部品を使
用する方法で実施する。

本発明の他の目的は、特徴及び利点は、以下の
説明及び添付図面と関連して述べる特許請求の範
囲で明かにする。

好適実施例の説明 第１図に、本発明を使用できる亜鉛塩素電池装
置の一実施例を示した。電池装置は、符号１０で
表わすように、塩素、電解液、水及び熱の所期の
流れを達成するための装置が設けられており、そ
の全般的説明は以下の通りである。

充電時には、ポンプＰ１は、電池堆１５の多孔
性黒鉛電極対１４間のポケツト１２に電解液を供
給する。電解液は、多孔性塩素電極１４を通過し
て、亜鉛電極１７と塩素電極１４との間の区画内
に入り、高抵抗縦続部から溢れ出て、最後に溜１
８に戻る。塩素ガスは、ポンプＰ２によつてライ
ンＣ中を流れる。ポンプＰ２に入る前に、塩素ガ
スは、ラインＷを経由して、貯蔵部２０の底から
到来する冷却された電解液と混合される。塩素と
冷却電解液は、ガスポンプＰ２内で混合されて、
塩素水和物が生成され、また塩素水和物電解液混
合物がラインＨを通して貯蔵部２０に析出され
る。ラインＷ中の電解液は、熱交換器４０を通過
することによつて冷却される。冷却装置４２によ
つて冷却されたグリコールは、熱交換器４０の回
路４４を通つて還流する。

放電時には、ラインＤの弁２４が開いて、暖か
い電解液の流れを、貯蔵部内の熱交換器２６を通
過させる。貯蔵部２０内の塩素水和物の分解によ
つて塩素が生成される。貯蔵部に必要な圧力が生
じると、ラインＧの弁２８が開いて、電解液ポン
プＰ１の高い圧力側のラインＥに塩素が流入す
る。塩素は、電解質に溶解して、その溶解液が多
孔性黒鉛塩素電極１４に向つて流れる。電池堆１
５は、そのとき放電になつて、亜鉛電極１７にお
いて、亜鉛の電極溶解がおこり、塩素電極１４で
溶解塩素の還元を生じて、端子３０及び３１に電
力が得られて、塩化亜鉛を生じると亜鉛と塩素の
反応によつて、塩化亜鉛が電解液中に生成され
る。

上記は本発明の実施と関連した代表的なハロゲ
ン化金属電池の説明であることを理解されたい。
従つて、上記の説明は、特許請求の範囲に記述し
たような本発明の制限と解してはならない。同様
に、冷却装置４２も以下に詳細説明するが、これ
も、現在における好適実施例として本発明を実施
するのに使用可能な代表的冷却装置の一例であ
る。特許請求の範囲を逸脱することなく、冷却装
置の変形は可能であるし、又は他の冷却装置を代
用することも可能である。

冷却装置４２には、グリコール冷却回路５０か
ら熱を奪う冷凍装置４８に結合する熱交換器４６
を備える。冷凍装置４８は、市販されている冷凍
機、すなわち、熱交換機４６の回路５２をフレオ
ンのような冷却剤を還流させる熱ポンプを備え
る。グリコール冷却回路５０は、また、取外し容
易なはめ合い、すなわち継手５４，５６，５８及
び６０によつて、熱交換器４０のライン４４に結
合している。特に、グリコール冷却剤回路５０に
は、熱交換器４６と熱交換器４４との間に、継手
５４及び５６を介した回路６２を備える。回路５
０には、この回路５０内に貯蔵器６４が配置して
あつて、これは熱交換器４４からの冷却剤を、継
手５８、ライン６６及び継手６０を介して受け取
る。グリコール冷却剤は、ポンプ７０によつて、
回路６８を介して貯蔵器６４から吸上げられて、
ライン７４を通して比例混合弁に加えられる。比
例混合弁７２は、上述した同時係属中の特許出願
第291030号、名称“液体冷却装置とその装置容比
例弁”の中に開示された型式のサーボ電動機制御
回転弁を使用して実施できる。混合弁７２には、
熱交換器４６へ行くライン７８に結合する第１出
力部７６と第２出力部８０とがある。第２出力部
８０は、結合したライン８２が遮断弁８４とライ
ン８６を介して、例えばＴ型はめ合いによつてラ
イン６２に接続される。混合弁７２は、サーボ電
動機９０によつて作動されて、熱交換器４６を通
し、または熱交換器４６をバイパスしたライン８
２を通して、可変比例的に冷却剤の流れを導く。
熱交換器４６を通つて還流する冷却剤と、熱交換
器４６をバイパスする冷却剤の相対的比率を調整
することによつて、冷凍装置４８によつて回路５
０の冷却剤から制御される量の熱を取り去ること
ができる。この比例混合装置によつて、還流流体
全量のもつ熱容量がその温度を比較的一定に保持
するのに役立つ。熱を取去るために、熱交換器４
６を通る冷却剤に比例する部分をバイパスさせる
ことによつて、冷却剤回路全体としての全温度平
衡を乱すことなく、制御される温度調整が得られ
る。

本発明によつて、サーボ電動機９０には、時計
方向に駆動するための第１端子９２と反時計方向
に駆動するための第２端子９４とが取付けてあ
る。サーボ電動機には、また、接地端子９６も取
付けてあるが、これは電動機を付勢させるために
端子９２又は端子９４と同時に使用されるもので
ある。現在の好適実施例におけるサーボ電動機９
０は、市販されている両方向回転交流電動機でよ
く、これは比較的低費用の利点がある。しかしな
がら、一般的に他の適当な電動機が、本発明の精
神を逸脱しないで使用できる。電動機９０は、適
当な歯車（示されていない）を介して結合して、
混合弁７２をより精密に制御することができる。
さらに、混合弁７２には、各方向に、通常90°の
所定限度をこえる回転を防止するために的確な回
転留を取付けることができる。

充電時に、塩化亜鉛溶液の電解液が、貯蔵部２
０中に水和物を生成する。このような水和物の生
成を促進するためには、電解溶液内の温度を、水
和物生成温度（公称−３℃から＋３℃まで）に、
好ましいのは、そのような摂氏温度１度の10分の
１以内に維持しなければならない。もしも温度
を、水和物生成温度よりはるかに高く上げると、
水和物生成は可なり減少して、電池の特性は極め
て害される。また反対に、もしも温度を水和物生
成温度よりはるかに低下させると、装置は凍つ
て、電池の動作が害される。

水和物生成温度に溶液を維持する問題をさらに
複雑にするのは、水和物生成温度が充電処理中に
変化することである。充電処理が進行して、水和
物が蓄積するに従つて、溶液中の塩化亜鉛の濃度
は変化して、水和物生成温度が徐々にかつ連続的
に上昇する。

第２図は、この水和物生成温度上昇を示すもの
であつて、曲線１００は、電荷（すなわち水和物
濃度）の関数としての水和物生成温度特性を表わ
す。以下に詳細説明するように、部分直線１０２
は、水和物生成温度特性の第１次近似を表わす。
この部分直線の第１次近似は、以下に詳細説明す
る、曲線適合アルゴリズムによつて決定される。
しかしながら、高次の近似又は異る曲線適合アル
ゴリズムは、こゝに述べる原則に従つて実施でき
る。

第３図及び第６図の流れ図について、本発明に
よる方法を説明する。第６図における最初のブロ
ツク２００は、グリコール冷却回路内の温度の検
出又は測定のステツプを示す。グリコール冷却回
路は、熱交換器４０を通して水和物生成電解液と
熱伝導状態にあるので、この温度は電解液の実際
の温度に極めて近接して追随するので、帰還制御
目的に使用できる。実際上、ブロツク２００の温
度検出ステツプには、サーミスタ２０２の電圧降
下又は流れる電流の読み取りを含んでおり、サー
ミスタは第１図に示したように、回路６６と熱伝
導が行われる位置に配置してある。サーミスタの
読み取りは、その後、別表に示したベーシツク
（BASIC）プログラムのステツプ1240から1280ま
でによつて直線化されて測定される。誤つた読み
取りと雑音を除くために、測定されたサーミスタ
読み取りをソフトウエア・フイルタ２０４を通過
させる。このフイルタは所定数の読み取りを平均
して、フイルタ温度表示をつくるものである。次
に設定点温度、すなわち、所期の温度を第２図に
示したアルゴリズムのような、曲線適応アルゴリ
ズムを使つて、計算又は発生する。このステツプ
は、第６図のブロツク２０６に示してあつて、別
表に示したベーシツク・プログラム・サブルーチ
ン、29100行から29190行までによつて実行され
る。便宜上、別表に示したベーシツク・プログラ
ムを実行するために使用する変数は、配列に含ま
れる複数個の下方に数字のついた変数からなる。
ベーシツク・プログラムの29100行から29190行ま
でについては、29110行は、部分的直線１０２の
上方傾斜部分に対する方程式であることがわか
る。この区分を、参照番号２１０で表わすと、直
線の一般方程式を使つて、Ｙ＝MX＋Ｂと表わせ
る。従つて、プログラムの29110行で変数X₉は直
線の方程式のＹの値に相当し、S26は傾斜Ｍに相
当し、R18はＸに相当し、またS27は、Ｙの切片、
Ｂに相当する。曲線適合アルゴリズムに従つて、
計算した値X9がある限界S25値以下のときは、計
算した値X9は基準値S25に等しいと定める。第２
図で、この最小基準値を“MIN”として表わし、
この最小値以下のときは、線分２１２が発生され
る。

さて、実際の温度を測定し、また、所期の温度
すなわち設定点温度を計算したときは、これら二
つの温度を、ステツプ214で比較して、誤差値、
すなわち他の値を求める。それからの制御方法
は、ブロツク２１６に従つてサーボ電動機サブル
ーチンに分岐して、それによりサーボ電動機を、
誤差値に従つて、時計方向又は反時計方向のどち
らかへ選択的に回転させる。

第３図の流れ図及び第５図のタイミン図に示す
ように、サーボ電動機９０の制御は次のように行
われる。最初にステツプ300で、変数X₃を経過時
間を測定するタイマー変数に等しいとセツトす
る。実際的には、リアルタイム時間を利用して、
タイマー信号を発生するのが便利である。第５図
には、“サブルーチン呼出し”と示した第一線を
使用して時間順序を示した。第一線には、下方に
向けた矢印によつて、サーボ制御サブルーチンが
呼出される各時間を示してある。サブルーチン
は、周期的に一定速度で呼出すことが好ましい。
第５図で、X₃（肩文字に無関係に）と名付けた点
線は、X₃をタイマーに等しくセツトする時間を
表わす。その後に図示したように、他の変数X₂
もまたタイマーに等しくセツトする。これら二つ
の変数は、ストツプウオツチと似た動作をするも
のであつて、X₂がストツプウオツチを動作させ
るしるしであり、またX₃がストツプウオツチを
非動作とするしるしである。従つて、差X₃−X₂
が経過時間測定値である。第３図の流れ図及び第
５図のタイミング図は、本発明のサーボ制御部分
を十分表わしているが、別表に示したベーシツ
ク・プログラムの29200行から29290行までも参照
されたい。これらはサーボ制御機構を動作させる
ために使用される。ステツプ302で誤差の関数と
して変数X₄を計算する。誤差は、第６図に示し
たステツプで前もつて計算してある。X₄は中間
値であつて、ステツプ306で、サーボ制御インパ
ルス間の所期の周期X₁を計算するのに使用され
る。変数X₁は、変数X₄に反比例するので、ステ
ツプ304及びステツプ305を設けて、X₄がゼロと
なつても、計算がゼロによる割算とならないこと
を確実にしてある。これまでに述べたステツプの
中で、ステツプ300は、別表のベーシツクプログ
ラムの29210行に相当し、また、ステツプ302、
304、305及び306は、ベーシツク・プログラムの
29215行から29220行までに相当する。次のステツ
プ308では、ストツプウオツチ変数X₃−X₂によつ
て測定した経過時間が、パルスX₁間の所期時間
又は計算時間より短いかどうかをテストして決定
する。誤差が小さいときは、時間変数X₁の計算
値は、一般に大きな値となつて、プログラムは出
口点３１８に分岐されることに留意ありたい。こ
れはベーシツク・プログラムの29230行によつて
実行されるテスト及び29270行によつて実行され
る分岐に相当する。これに反して、誤差が大きい
ときは、プログラム制御はブロツク３１０に分岐
される。大きな誤差は、一般に、実際温度と所期
温度とが大きく離れているので、混合弁７２を制
御するサーボ電動機９０による修正措置が必要で
あることを示す。ステツプ310は誤差値が符号す
なわち極性の正か負かを決定する。換言すると、
ステツプ310は、サーボ電動機９０を時計方向に
回転させなければならないか、又は反時計方向に
回転させなければならないかを決定する。ある方
向への回転に、大量の冷却グリコール冷却剤を冷
却剤回路５０に混合させ還流させるときは、反対
方向への回転には、同じ回路に混合させる冷却グ
リコール冷却剤の量は減少させることを理解され
たい。誤差値の符号が正のときは、制御はステツ
プ312に分岐して、電気エネルギのバーストすな
わちインパルスをサーボ電動機９０の時計方向端
子９２に発射する誤差信号の符号が負のときは、
インパルスをサーボ電動機９０の反時計方向端子
９４に発射する。29240行及び29250行は、これら
二つの可能性に相当する。時計方向パルス又は反
時計方向パルスを発射した後、ステツプ316でス
トツプウオツチ変数X₂を現在のタイマー値に等
しくセツトする。X₂変数は制御がブロツク３１
０及び３１２又は３１４を通つて進むときに限つ
て、現在のタイター値にリセツトされる。これに
反して、ブロツク３０８で行われるテストで誤差
がサーボ制御パルスを発射するほど十分大きくな
いと決定するときは、制御はストツプウオツチ・
ブロツク３１６を迂回分岐して、ストツプウオツ
チ変数X₂は、それ以前の時間にセツトされた値
のまゝとなる。第５図において、４個の継続する
典型的サブルーチン呼出しを文字、Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤで表わした。第５図に表わした特定の順序
は、典型的なもので説明用だけのものであるの
で、本発明の範囲の限定とはならないことを理解
されたい。第５図に示した例では、最初のサブル
ーチン呼出しＡは、適切な時間以前の事態を基礎
にして発生したと仮定したものであつて、サブル
ーチン呼出しＡを、次につづくサブルーチン呼出
しＢのための典型的条件を設定する手段として
こゝに使用した。サブルーチン呼出しＡでは、イ
ンパルスがCWラインに加えられたがCCWライ
ンにはインパルスが加えられなかつたと仮定して
いる。インパルスが発射された後、ストツプウオ
ツチ変数X₂は、現在のタイマー値にセツトされ
る。その少し後の時間のサブルーチン呼出しＢ
で、ストツプウオツチ変数X₃は現在のタイマー
値にセツトされる。このタイマー値は、もちろ
ん、前にセツトしたストツプウオツチ変数X₂と
は異る。サブルーチン呼出しＡの最後とサブルー
チン呼出しＢの最初との間には、ある程度の時間
が経過したからである。経過時間はX₃−X₂であ
る。次に第３図のアルゴリズムによると、誤差
は、大きさと符号の両方で決定される。こゝの例
では、正誤差が計算されて、この誤差が経過時間
X₃−X₂より大きいと固定する。従つて、パルス
がCWラインに発射されて、ストツプウオツチ変
数X′₂は現在のタイマー値にリセツトされる。サ
ブルーチン呼出しＣにおいて、この例では誤差が
新しい経過時間X′₃−X′₂よりも小さいと仮定す
る。そうするとパルスは発射されないで、X′₂は
更新されない。サブルーチン呼出しＤにおいて
は、誤差の大きさが新経過時間X″₃−X′₂よりも
大きくかつ符号が負と仮定する。この場合には、
パルスがCCWラインに発射される。上述の説明
では、正誤差値が時計方向のサーボ運動を生じ、
また負誤差値が反対方向のサーボ運転を生じると
いう約束をしてきたことを理解されたい。これを
本発明の制限と解してはならない。反対の約束も
同じく可能である。

前述した方法は、第１図で参照番号２０３で全
体を示したデイジタル・コンピユータを使用し、
これをプログラムして、第３図及び第６図の流れ
図に示したステツプを実行することによつて実施
できる。装置によつては、コンピユータを、アナ
ログデバイス（Analog Devices）社の
MACSYM2型のような制御コンピユータの型式
とすることができる。一般的に、マイクロプロセ
ツサを基礎にしたコンピユータを含む多くの種類
のコンピユータを使用して本発明を実施できる。
さらに、現在の好適コンピユータ実施例はベーシ
ツクで書かれたコンピユータ・プログラムを使用
する前述のアルゴリズムを実行するが、このアル
ゴリズムは本発明の範囲を逸脱しない他のコンピ
ユータ言語を使用しても実行できることを理解さ
れたい。コンピユータは、サーミスタ温度検出器
とのインターフエースにアナログ入力出力部を備
え、また、サーボ電動機とのインターフエースに
入力出力モジユールを備える。実際上は、これら
インターフエース・モジユールは、制御コンピユ
ータの１部として含まれることもあり、又は、外
部の入力出力装置とすることもできる。当業者
は、多種類のアナログ・デイジタル変換器が、サ
ーミスタとデイジタルコンピユータとのインター
フエース用に使用可能なこと、またデイジタル制
御スイツチが、コンピユータからのデイジタル制
御信号に応答して、サーボへの110ボルト交流線
電流を切替えるために市場で入手できることを認
識しているであろう。現在の好ましいデイジタル
制御スイツチ又はリレーには、コンピユータを高
電圧線路電流により起り得る損傷から保護するた
めの光学的分離を含んでいる。

現在における第２の好適実施例を第４図に示し
た。この実施例は、市場で入手可能な個別の部
品、集積回路、結合論理回路等を利用して本発明
の方法を、最小容積の経済的コストで実施するの
に使用できる。第１図で、参照番号２０３を付し
たブロツクは、この第２実施例の回路における配
置を示す。

第４図の個別回路実施例には、本発明の制御回
路に２つの異る電圧で電力を供給する電源装置４
００を含む。実際上、この電源装置は、12ボルト
の直流電圧で、導線４０２を通して電流を供給
し、また５ボルトの直流電圧で導線４０４を通じ
て電流を供給するものである。これらの電圧は、
制御回路を構成する部品の電源要求に従つて、選
択した正規電圧であることに留意されたい。特
に、電源４００は、ラインフユーズ４０６を含
み、これを通つて交流電流が変圧器４０８に供給
される。変圧器４０８の二次回路は、ブリツジ整
流器４１０に接続され、このブリツジ整流器４１
０は、フイルタ・コンデンサ４１２の両端に結合
される。一対の電圧調整器４１４と４１６は直列
に結合されて、ブリツジ整流器の正端子に接続さ
れる。各電圧調整器には、それぞれ出力フイル
タ・コンデンサ４１８及び４２０が含まれる。電
圧調整器４１４は、正規の直流12ボルトを供給す
るもので、7812型集積回路を使用して実施でき
る。電圧調整器４１６は正規の直流５ボルトを供
給するもので、7805型集積回路を使用して実施で
きる。

現在の好適な個別部品実施例の制御回路は、前
述したように所期の設定点温度を表示することの
できる装置へ結合する入力端子４２２の第１組を
備える。第４図には、この装置を、所期の設定点
温度を表示するために手動式にセツトできるポテ
ンシオメータ４２４として示してある。ポテンシ
オメータ４２４は、設定点温度が第２図の設定点
特性曲線１００に追随するか又は近似するよう
に、電池の充電サイクル中、手動又は自動でリセ
ツトされる。別の実施例では、ポテンシオメータ
４２４は、水和物生成電解液の比重を測定できる
特別の比重計に置換することができて、所期の設
定点温度を正確に表示することができる。さらに
別の実施例では、ポテンシオメータ４２４を、あ
らかじめ設定したパラメータにしたがつて時間を
変化させる信号電圧を発生できる多くの市販され
ているプログラム可能制御装置のうちのどれかで
置換することができる。このようなプログラム可
能装置は、第２図の部分一次関数１０２によつて
表わされる曲線適合アルゴリズムを実施するか又
はほかに、温度特性曲線１００に近似させること
ができる。

本発明は、また、サーミスタ２０２に結合する
ための端子４２６を備える。端子４２６は、導線
４２８において直流バイアス電圧源に、また抵抗
４３０を通して接地に結合することによつて、サ
ーミスタにバイアスを加える。所期の設定点温度
を表わす信号は、導線４３２を介して比較器４３
４の負端子に伝達され、また測定温度を表わす信
号は、導線４３６を介して比較器４３４の正端子
に伝達される。導線４３８における比較器４３４
の出力は測定温度、すなわち実際温度と所期の設
定点温度との差をあらわす。言い還えると、導線
４３８は、誤差値を表わす信号を伝達する。この
誤差値は、大きな、すなわち絶剤値と、符合すな
わち極性の両方をもつ。誤差値は、誤差の絶対値
すなわち大きさを計算する回路４４０に加えられ
る。誤差は、また反転回路４４２の入力にも加え
られて、誤差と反対の出力信号を生じる。言い還
えると、誤差信号が正のときは、反転回路４４２
の出力は負となり、誤差信号が負のときは反転出
力は正となる。反転された誤差信号は、導線４４
４を介して操縦回路４４６に加わる。操縦回路４
４６には、また導線４４８を介して誤差信号が加
わる。操縦回路は、導線４５０から電気的インパ
ルスを受けて、サーボ電動機９０を制御する。操
縦回路４４６はこれらの信号を、誤差値の符号す
なわち極性にしたがつて、CW端子９２か又は
CCW端子９４かのどちらかへ伝導する。操縦回
路４４６はCD4016集積回路のようなアナログス
イツチを使用して実現できる。

絶対値回路４４０は、第４図に示したように、
相互接続した集積回路CD4016のようなアナロ
グ・スイツチを使用して実現できる。このような
アナログ・スイツチ４個で絶対値回路４４０を構
成するが、この回路は導線４５２からの誤差信号
及び導線４５４からのその反転信号に応答して、
導線４３６からの実際温度信号及び導線４３２か
らの所期設定点温度を、誤差増幅器４５６の正端
子は負端子に加える。誤差増幅器４５６の出力に
は実際の測定温度と所期設定点温度との差の絶対
値すなわち大きさに比例した誤差信号が得られ
る。この絶対値信号は導線４５８を介して、周波
数変換器回路４６０に電圧を加える。周波数変換
器４６０から導線４６２への出力電圧は、振動信
号を含み、その周波数は、導線４５８からの誤差
の大きさの信号によつて変化する。この可変周波
数振動信号は、単発（one shot）回路４６４に
加えられ、この回路が、導線４６２からの振動信
号の周波数に従い、一定のパルス幅をもつことが
好ましく、パルス間の周期が変化する一連のイン
パルスを発生する。単発回路４６４の出力は、導
線４５０を介して操縦回路４４６に加えられて、
この回路の発生するインパルスが、サーボ電動機
９０の時計方向端子又は反時計方向端子のどちら
かの端子に加えられる。固体リレー４６６及び４
６８は、単発回路４６４の発生するインパルスに
応答して、サーボ電動機９０を駆動するのに必要
な逓昇電圧又は逓昇電流を発生する。

動作時には、第４図についてこゝに説明した回
路は、第３図及び第６図に示したステツプを実施
する。この個別部品実施例は、本質的に、第５図
のタイミング図に示したような動作をする。

開示した本発明の好適実施例は、前述した目的
を達成するために十分計算されてあることは明ら
かであるが、本発明の固有の範囲、又は公正な意
義を逸脱することなく、本発明は、変形、変更及
び変化を受けるものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関係する代表的ハロゲン化
金属電池装置の略図；第２図はハロゲン生成温度
と本発明の曲線適合アルゴリズムを示すのに有用
な電荷との関係を表わす図；第３図は本発明に従
つて混合弁サーボを制御するための論理的順序の
ステツプを表わした流れ図；第４図は本発明の現
在における一つの好適実施例を示す略図、第５図
は本発明の動作を示すのに有用な代表的波形図；
及び第６図は本発明に従つて誤差信号を発生する
ための論理的順序のステツプを表わす流れ図であ
る。 １０……電池装置、４８……冷凍装置、７２…
…比例混合弁、９０……サーボ電動機、２０２…
…サーミスタ、２０３……デイジタル・コンピユ
ータ、４３４……比較装置、４４０……絶対値回
路、４４６……操縦回路、４６０……周波数変換
装置、４６４……単発回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水和物生成溶液が電池に供給され、前記溶液
   と熱交換するための第１冷却剤回路と、冷却装置
   を含み前記第１冷却剤回路から熱を除去する装置
   と、前記冷凍装置に熱を転移させるための第２冷
   却剤回路と、前記第１冷却剤回路と前記第２冷却
   剤回路を結合する比例混合弁装置とを備える型式
   のハロゲン化金属電池内の温度を制御する方法に
   おいて、 前記溶液の温度を測定する工程と、 前記溶液の水和物濃度を示す値に従つて設定点
   温度を決定する工程と、 前記溶液の温度を前記設定点温度と比較して、
   前記設定点温度との差を表わす大きさと前記設定
   点温度より高いか低いかを表わす符号をもつ誤差
   値を発生する工程と、 前記誤差値の大きさに従つて変化する時間間隔
   で電気的インパルスを発生する工程と、 前記電気的インパルスと前記誤差値の符号に従
   つて前記比例混合弁装置を制御し、それによつて
   前記第１冷却剤回路と前記第２冷却剤回路との結
   合度を制御し、前記第１冷却剤回路に流れる冷却
   剤と前記第２冷却剤回路に流れる冷却剤の量を調
   節する工程とからなるハロゲン化金属電池の温度
   制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記比例混合弁装置にサーボ電動機装置を備え、
   前記比例混合弁装置を制御する工程は、前記電気
   的インパルスに従つて前記サーボ電動機装置を駆
   動することを含む、ハロゲン化金属電池の温度制
   御方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法において、
   前記サーボ電動機装置は、時計方向へ駆動させる
   装置及び反時計方向へ駆動させる装置を備える両
   方向回転形のものであり、また前記比例混合弁装
   置の制御工程は、前記サーボ電動機を誤差値の符
   号に従つて、時計方向、又は反時計方向に選択的
   に駆動することを含む、ハロゲン化金属電池の温
   度制御方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記溶液の温度測定の工程は、前記第１冷却剤回
   路の温度検出を含む、ハロゲン化金属電池の温度
   制御方法。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   設定点温度を決定する工程は、前記溶液の前記温
   度を基礎にした推定設定点温度の計算を含む、ハ
   ロゲン化金属電池の温度制御方法。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   電気的インパルスを発生する工程は、 前の電気的インパルスに対する経過時間を設定
   すること、 設定点時間を前記誤差値の関数として計算する
   こと、 前記設定点時間を前記経過時間と比較するこ
   と、及び 前記設定点時間と前記経過時間との比較の結果
   得られる差に応じた電気的インパルスを発生する
   こと、 を含むハロゲン化金属電池の温度制御方法。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の方法において、
   前記設定点時間が前記誤差値に逆比例する、ハロ
   ゲン化金属電池の温度制御方法。 ８ 特許請求の範囲第６項記載の方法において、
   前記誤差値の一次関数として一つの中間値を計算
   しまたこの中間値の逆比例関数として前記設定点
   時間を計算することによつて、前記設定時間を計
   算する、ハロゲン化金属電池の温度制御方法。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の方法において、
   前記中間値を試験し、前記中間的値が零に等しい
   ときは、所定量づつ増加させて前記中間値を変化
   させることを含む、ハロゲン化金属電池の温度制
   御方法。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の方法におい
   て、前記設定点時間が前記中間値の大きさに逆比
   例する、ハロゲン化金属電池の温度制御方法。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の方法におい
   て、前記溶液の温度を決定する工程は、前記第１
   冷却剤回路内の温度を前記溶液から熱が伝導して
   いる点で測定することを含む、ハロゲン化金属電
   池の温度制御方法。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の方法におい
   て、設定した温度をさらにフイルタにかけること
   を含む、ハロゲン化金属電池の温度制御方法。 １３ 水和物生成溶液が電池に供給され、前記溶
   液と熱交換を行うための第１冷却剤回路と、冷凍
   装置を含み前記第１冷却剤回路から熱を取り去る
   装置と、前記冷凍装置に熱を転移させるための第
   ２冷却剤回路と、前記第１冷却剤回路と前記第２
   冷却剤回路に結合する比例混合弁装置を備える型
   式のハロゲン化金属電池内の温度を制御する装置
   において、 前記溶液の温度を測定して温度信号を発生する
   装置、 設定点信号を発生する装置、 前記温度信号及び前記設定点信号に応答して、
   大きさ及び符号をもつ誤差信号を発生する比較装
   置、 前記誤差信号の大きさに従つて変化する時間間
   隔で電気的インパルスを発生する装置、 前記誤差信号の符号に応答して、前記電気的イ
   ンパルスを前記混合弁装置に印加し、それによつ
   て、第１冷却剤剤回路と第２冷却剤回路との結合
   度を制御する制御装置と、 を備えるハロゲン化金属電池の温度制御装置。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記比例混合弁装置はサーボ電動機装置を含
   み結合を増加させる位置及び結合を減少させる位
   置に前記混合弁を選択的に作動させる、ハロゲン
   化金属電池の温度制御装置。 １５ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記溶液の温度を測定する前記装置にサーミ
   スタ装置を含む、ハロゲン化金属電池の温度制御
   装置。 １６ 特許請求の範囲第１５項記載の装置におい
   て、前記サーミスタ装置を前記第１冷却剤回路と
   熱伝導のある位置に配置する、ハロゲン化金属電
   池の温度制御装置。 １７ 特許請求の範囲第１５項記載の装置におい
   て、前記サーミスタ装置を、前記水和物生成溶液
   と熱伝導のある位置に配置する、ハロゲン化金属
   電池の温度制御装置。 １８ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記設定点信号を発生する装置に、デイジタ
   ルコンピユータ装置を備える、ハロゲン化金属電
   池の温度制御装置。 １９ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記設定点信号を発生する装置は、経過時間
   によつて変化する設定点基準信号を発生する装置
   を含む、ハロゲン化金属電池の温度制御装置。 ２０ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記設定点信号を発生する装置は、前記溶液
   の水和物濃度を表示し、かつ前記水和物濃度に従
   つた設定点基準信号を発生する装置を含む、ハロ
   ゲン化金属電池の温度制御装置。 ２１ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記比較装置は、前記温度信号及び前記設定
   点信号を受信する反転及び非反転の入力装置をも
   つ増幅器を備える、ハロゲン化金属電池の温度制
   御装置。 ２２ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記温度信号及び前記設定点信号に応答し
   て、前記誤差信号の大きさを表わす大きさ信号を
   発生する絶対値発生装置を備える、ハロゲン化金
   属電池の温度制御装置。 ２３ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記誤差信号を受信し、その誤差信号の極性
   にしたがつて前記混合弁装置を制御する操縦装置
   も備える、ハロゲン化金属電池の温度制御装置。 ２４ 特許請求の範囲第１３項記載の装置におい
   て、前記制御装置は、前記誤差信号に応答する振
   動信号発生装置を備えるハロゲン化金属電池の温
   度制御装置。 ２５ 特許請求の範囲第２４項記載の装置におい
   て、前記振動信号発生装置は、周波数変換装置へ
   の電圧を発生する、ハロゲン化金属電池の温度制
   御装置。 ２６ 特許請求の範囲第２４項記載の装置におい
   て、前記制御装置は、前記振動信号発生装置に応
   答するパルス発生装置を備えるハロゲン化金属電
   池の温度制御装置。 ２７ 特許請求の範囲第２６項記載の装置におい
   て、前記パルス発生装置に単発装置を備えるハロ
   ゲン化金属電池の温度制御装置。