JPS59189571A - ハロゲン化金属電池の水和物生成温度を調整するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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箪池装置に関するものである。なお
、本発明は、特に光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ダン成分源として、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
めの酸化可能金属ケ利用する。ハロゲン成分か陽極で減
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
含む蓄積区域を環流し、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
一の譲受人によって所有されている先の米国特許第３，
７１５，８８８号、米国特許第３，９９３．５０２号、
米国特許第４，００４，０３６号及び米国特許第４，１
４６．６８０号に記述されである。そのような装置につ
いては、また、本発明の譲受人によって所有されている
同時係属中の特許出願第３７２，０８８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３５
７，７４２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：特計出顧第２９１，０６０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２９１，０２９号、名称、“蓄電池冷却液を供給する
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暴挙的動作は、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、
複数個のセルから栴成される電池堆の多孔性塩化黒鉛電
極対の間のポケットに供給する。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、ガスポンプによってボンプ作用
を受けるか、ガスポンプに入る前に、塩素が冷却装置に
よっ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、塩糸水和物電解散混合物か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って貯
蔵部の塩素水和物の分解から、塩素か水和物から遊離さ
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
よって、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
って、充電中、水和物生成温度な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、筐だ水
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
ることによって、比較市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って明
かにする。また不発明は、多（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瑯解されたい。

発明の要約 本発明の方法には、水和物生成溶ｇ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か含まれる
。本発明に従って、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冷却剤回路内
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、水和物生成温度を近似する、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ケ持つ誤差値
暑発生する。誤差値の大きさに従っ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って制御されて、誤差値の符号、
すなわち極性に従って、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。例えは、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、従って混
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、ディジタル・コンビュー夕を使用し、
そのプログラムによっ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、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、本発明暑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
装置が液けられており、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間のポケット１２に電解液ン供給する。電解液
は、多孔性塩素電極１４を通過して、亜鉛電極１７と塙
素電惨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１８に戻る。塩素ガスは、ポンプＰ２
によってライン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質と混合される。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、また壌索水和物電解質混合物がラインＨを通
じて貯蔵部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
よって冷却される。冷却装置４２によって冷却されたグ
リコールは、熱交換器４０の回路４４を通って環流する
。

放電時には、ラインＤの升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２ｏ内の塩素水和物の分解によって壌累が生成される
。貯蔵部に必女な圧力が生じると、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に向って流れる。電池堆１５は、そのとき放
電になって、亜鉛電極１７において、亜鉛の電極溶解が
おこり、地業電極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、塩化亜鉛を生じる亜鉛
と塩素の反応によって、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着理解されたい。

従って、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
適実施例として不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から熱暑奪
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４６０回路５２をフレオンのような冷却剤を環流させ
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によって、
熱交換器４ｏ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４
４との間に、継手５４及び５６を介した回路６２を備え
る。回路５０には、この回路５０内に貯蔵器６４が配置
してあって、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によって、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ａ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２９１，０３０号、名称”数
体冷却装置とその装置用比例弁”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か遮断弁８４とライン８６
を介して、例えはＴ型はめ合いによってライン６２に接
続される。混合弁７２は、サーボ電動機９０によって作
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８２を通して、可変比例的に冷却剤
の流れを導く。熱交換器４６を通って環流する冷却剤と
、熱交換器４６をバイパスする冷却剤の相対的比率を調
整することによって、冷凍装置４８によって回路５０の
冷却剤から制御される量の熱ケ取り去ることができる。

この比例混合装置によって、環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４６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って、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。

本発明によって、サーボ電動機９０には、時計方向に態
動するだめの第１端子９２と反時計方向に駆動するため
の第２端子９４とが増刊けである。

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９０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。しがしながら、一般的に他の適当な
電動機か、本発明のｈ神を逸脱しないで使用できる。電
動機９０は、適当な両車（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適確な回転留を取
付けることかできる。

充電時に、塩化亜鉛溶液の電解液が、貯蔵部２０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、装置は凍って、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、水和物生成温度か充電処理中に変化することで
ある。光電処理が進行して、水和物が蓄積するに従って
、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って
、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２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って決定される。

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って実施できる。

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ック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ップ
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、ブロック２００の温
度検出ステップには、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
に示したベーシック（ＢＡＳＩＣ）プログラムのステッ
プ１２４０から１２８０までによって直線化されて測定
される。

誤っ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ェア・フィルタ２０４を通過さ
せる。このフィルタは所定数の読み取りを平均して、フ
ィ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って、計算又は発生
する。

このステップは、第６図のブロック２０６に示してあっ
て、別表に示したベーシック・プログラム・サブルーチ
ン、２９１００行から２９１９０行までによって実行さ
れる。便宜上、写り表に示したベーシック・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。ベーシック・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かわかる。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ってＹ＝
ＭＸ＋Ｂと表わせる。従って、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
って、計算した仙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“ＭＩＮ”として表わし、この最小
愼以下のときは、線分２１２か発生される。

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
テップ２１４で比較して、誤差値、すなわち差の値を求
める。それからの制御方法は、ブロック２１６に従って
サーボ電動機サブルーチンに分岐して、それによりサー
ボ電動後を、誤差値に従って、時制方向又は反晩計方向
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図のタイミング図に示すように
、サーボ電動機９０の制御は次のように行われる。最初
にステップ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ットする。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か便
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って、サーボ制御サブル−チンが呼
出される各時間ケ示しである。サブル−チンは、周期的
に一定速度で呼出丁ことが好ましい。

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ッ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
等しくセットする。これら二つの変数は、ストップウォ
ッチと似た動作をするものであって、Ｘ２がストップウ
ォッチを動作させるしるしであり、またｘ３がストップ
ウオッチを非動作とするしるしである。従って、差Ｘ３
−Ｘ２が経過時間測定値である。第６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
表わしてはいるが、別表に示したベーシック・プログラ
ムの２．９２００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欠動作させるために使用さ
れる。ステップ３０２で誤差の関数として変数Ｘ４を計
算する。誤差は、第６図に示したステップで前もって計
算しである。

Ｘ４は中間値であって、ステップ３０６で、サーボ制御
インパルス間の所期の周期Ｘ１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、ステップ３
０４及びステップ３０５を設けて、Ｘ４がゼロとなって
も、計算がゼロによる割算とならないことを確実にしで
ある。これまでに述べたステップの中で、ステップ３０
０は、別表のベーシックプログラムの２９２１０行に相
当し、また、ステップ３０２，３０４，３０５及び３０
６は、ベーシック・プログラムの２９２１５行から２９
２２０行までに相当する。次のステップ３０８では、ス
トップウォッチ変数Ｘ３−Ｘ２によって測定した経過時
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づ−る。誤差が小さいとぎは、
時間変数Ｘ１の計算値は、一般に大きな値となって、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。

これはベーシック・プログラムの２９２４０行によって
実行されるテスト及び２９２７０行によって実行される
分岐に相当する。これに反して、誤差が太きいときは、
プログラム制御はブロック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。ステップ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、ステップ３１０は、サーボ電動機９０を時
計方向に回転させたけれはならないか、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５
０に混合させ環流されるときは、反対方向への回転には
、同じ回路に混合さぜる冷却グリコール冷却剤の童は減
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、制御はステップ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ケサーボ電動機９００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、ステップ３１６でストップウォッ
チ変数Ｘ２Ｙ現在のタイマー値に等しくセットする。

Ｘ２変数は制御がブロック３１０及び３１２又は３１４
を通って進むときに限って、現在のタイマー値にリセッ
トされる。これに反して、ブロック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、制御はストップウォッチ・ブ
ロック３１６に迂回分岐して、ストップウオッチ変数Ｘ
２は、それ以前の時間にセッ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
いことケ理解されたい。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
にして発注したと仮定したものであって、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じてこゝに使用した。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っ
たと仮定している。インパルスが発射された後、ストッ
プウオッチ変数Ｘ２は、現在のタイマー値にセットされ
る。その少し後の時間のサブルーチン呼出しＢで、スト
ップウオッチ変数Ｘ３は現在のタイマー値にセットされ
る。このタイマー値は、もちろん、前にセットしたスト
ップウォッチ変数Ｘ２とは異る。ザブルーチン呼出しへ
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。経過時りはＸ３−Ｘ
２である。次に第６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法延される。こゝの例では、正
誤差か計算されて、この誤差が経過時間Ｘ３−Ｘ２より
大きいと仮定する。従って、パルスがＣＷラインに発射
されて、ストップウォッチ変数Ｘ’２は現在のタイマー
値にリセットされる。サブルーチン呼出しＣにおいて、
この例では誤差が期しい経過時間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
方向のサーボ運動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
たディジタル・コンピュータを使用し、これをプログラ
ムして、第６図及び第６図の流れ図に示したステップを
実行することによって実施できる。装置によっては、コ
ンピュ−タを、アナログデバイス（ＡｎａｌｏｇＤｅｖ
ｉｃｅｓ）社のＭＡＣ８ＹＭ　２型のような制御コンピ
ュータの型式とすることができる。一般的に、マイクロ
プロセッサを基礎にしたコンピュータを含む多くの種類
のコンピュータを使用して不発明を実施できる。さらに
、現在の好適コンピュータ実施例はベーシックで曹かれ
たコンピュータ用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ュータ言語を使用しても実行でき
ることを理解されたい。コンピュータは、サーミスタ淵
度検出器とのインターフェースにアナログ入力出力部を
掘え、また、サーボ電動機とのインターフェースに入力
出カモジュールを備える。実際上は、これらインターフ
ェース・モジュールは、制御コンピュータの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。等業者は、多種類のアナログ・ディジタ
ル変換器か、サーミスタとディジタルコンピュータとの
インターフェース用に使用可能なこと、またディジクル
制御スイッチが、コンピュータからのディジタル制御信
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。現在の好ましいディジタル制御スイッチ又はリレ
ーには、コンピュータを隔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字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、市場で人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を付したブロックは、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、不発明の制御回路に２つ
の異る電圧で電力を供給する電源装置４００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っ
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
通って交流電流か変圧器４０８に供給される。

変圧器４０８の二次回路は、ブリッジ整流器４１０に接
続され、このブリッジ整流器４１０は、フィルタ・コン
デンサ４１２の両端に結合される。一対の電圧調整器４
１４と４１６は直列に結合されて、ブリッジ整流器の正
端子に接続される。各電圧調製器には、それぞれ出力フ
ィルタ・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、７
８０５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
にセッ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ットされ
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って
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
ることかできる。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によって表わされる曲線適合
アルゴリズムを実施するが又はほかに、温度特性曲線１
００に近似させることかできる。

本発明は、また、サーミスタ２０２に結合するための端
子４２６を倫える。端子４２６は、導軸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
結合することによって、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４３４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、大きさ、すなわ
ち絶対値と、符号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、誤差係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４４４を介して操縦回路４４
６に加わる。操縦回路４４６には、また導線４４８を介
して誤差信号か加わる。

操縦回路は、導線４５０から電気的インパルスを受けて
、サーボを動機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って、
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
アナログスイッ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・スイッチ
を使用して実現できる。このようなアナログ・スイッチ
４個で絶対値回路４４０を栴成するが、この回路は導線
４５２からの誤差係号及び導線４５４からのその反転信
号に応答して、導線４３６からの実除温度化号及び４緋
４３２からの所定設定点温度を、誤差九幅器４５６の正
端子又は負端子に加える。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良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
郵は導線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係号によって変化する。この可変
周敦敬据動信号は、単発（ｏｎｅ　ｓｈｏｔ）回路４６
４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
、パルス間の周期か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４６８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遁昇
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
６図及び第６図に示したステップを実施する。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であることは明かであるか、本発
明の固有の範囲、又は公正な意複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橋電池
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図は本発明に従って混合弁サーボを制御する
ための論理的順序のステップを表わした流れ図；第４図
は本発明のり一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鼓形図
；及び第６図は本発明に従って誤差信号を発生するため
の論理的順序のステッ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・・・ディジタル・コンピュータ、４
３４・・・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。 代理人　桟村　皓 手続補正書（方式） 昭和５９年５月１５日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第８３９０号 ２．発明の名称 ハロゲン化金属電池の水和物生成温度を調整するための
方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　エナジィ　デベロップメント　アソシエイツ　　
　インコーポレーテッド ４、代理人 居所　〒１００　東京都千代田区大手町２丁目２番１号
　　　新大手町ビルヂング３３１ 　　　電話（２１１）３６５１（代表）氏名　（６６６
９）浅村　皓 ５、補正命令の日付 昭和５９年４月２４日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図面 ８　補正の内容　　別紙のとおり 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）水和物生成溶液の供給を行い、前記溶液と熱交換
   するための第１冷却剤回路と冷凍装置を含んで前記第１
   冷却剤回路から熱を除去する回路、前記冷凍装置に熱を
   転移させるための褐２冷却剤回路及び前記第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
   える型式のへロゲン化金属電池内の温度を制御する方法
   において、前記溶液の温度を決定すること： 前記溶液の水和物濃度を表わす測定値に従う設定点温度
   を決定すること； 前記溶液の温度と前記設定点温度とを片戟して大きさと
   符号をもつ誤差値を発生すること；前記誤差値の大きさ
   に従って変化する時同間隔に電気的インパルスを発生づ
   ること；及び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、それによって前
   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
   御すること、 の方法を含む前記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壁装置を俯えて、前記比例
   混合弁装置を制御する工程に、前記電気的インパルスに
   従った前記サーボ電動機装置の駆動を含む、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、時開方向への駆動装置及び反時計
   方向への駆勤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には、前記サーボ電
   動機を誤差値の符号に従って、時計方向、又は反時計方
   向に選択的な駆動を行う工程を含む、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
   溶液の温度決定の工程に、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に、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に、 前の電気的インパルスに対する経過時間を測定すること
   ； 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結果に応じた電
   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照時間ケ計算するこ
   とによって、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、前記中間重鎖が苓に等しいときは、所
   定の増分によっ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法に、前記第１冷却剤回路内
   の温度を前記溶液と熱伝導ある点で測定することを含む
   、ハロゲン化金緬電池の温度制御方法。 （１２）特許請求の範囲第１１項において、測定した温
   度をさらにフィ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）水和物生成溶液の供給を行い、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んで前記
   第１冷却剤回路から熱を取り去る装置、前記冷凍装置に
   熱を転移させるための第２冷却剤回路及び前記第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、前記溶液の温度を決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って変化する時間間隔に電気
   的インパルスを発生づ−る装置；及び前記誤差信号の符
   号に応答して、前記電気的インパルスを前記混合弁装置
   に結合させ、それによって、第１冷却剤回路と第２冷却
   剤回路との結合度を制御する制御装置、 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１６項記載の装置において、
   前記比例混合弁装置にサーボ電動機装置を含んで、増加
   結合位置及び減少結合位置に前記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、
   前記溶液の温度を決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。 （Ｉ６）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冷却剤回路と熱伝達のあ
   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１６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、ディジタル・コンピ
   ュータ装置を備える、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に、経過時間によって変
   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）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、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った設定点基準信号
   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、
   前記比較装置に、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っ
   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、
   前記制御装置に、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に、周波数変換装置への電圧を含
   む、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、
   前記制御装置に、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項記軸の装置において、
   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。