JP2015069742A - 空気電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】過度な高温状態や低温状態の場合であっても空気電池の温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。【解決手段】空気電池システムは、正極側空気流路を有する空気電池と、正極側空気流路の一端及び他端に接続された上流側空気流路及び下流側空気流路と、上流側空気流路及び下流側空気流路の少なくとも一方に少なくとも１つ配設された送風機と、上流側空気流路と下流側空気流路とを接続するバイパス空気流路と、正極側空気流路及びバイパス空気流路の空気流量を調整する流量調整弁と、空気電池の温度を検知する電池温度センサと、空気電池の作動温度基準データを格納した演算処理制御装置とを備える。演算処理制御装置は、電池温度センサから得られる電池温度データと作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、送風機及び流量調整弁の少なくとも一方を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、空気電池システムに関する。

従来、電解液の枯渇が防止され、電池寿命の低下を抑えることができる空気電池として、筐体と、筐体内に備えられる発電部及び電解液と、電解液の消費量を算出する電解液消費量算出手段と、電解液消費量算出手段により算出された電解液消費量に基づき筐体内の電解液量を調整する電解液量調整手段とを備えるものが提案されている（特許文献１参照。）。また、特許文献１においては、酸素供給量を調整することにより、電解液中の溶存酸素濃度を適切に制御できることが記載されている。

特開２０１０−２４４７３１号公報

しかしながら、特許文献１においては、正極へ酸素ガスを導く酸素層への酸素供給量を調整することが記載されているのみであり、空気電池の温度制御に関しては何ら記載されていない。このような空気電池は、過度な高温状態や低温状態の場合に空気電池の温度を制御して空気電池を安定作動させることができないという問題点があった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、過度な高温状態や低温状態の場合であっても空気電池の温度を制御して空気電池を安定作動させることができる空気電池システムを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、空気電池の正極側空気流路を経由する空気流路と、空気電池の正極側空気流路を経由しないバイパス空気流路を設け、空気電池の温度に基づいて、これら空気流路の空気流量を調整する構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気電池システムは、正極側空気流路を有する空気電池と、正極側空気流路の一端に接続された上流側空気流路と、正極側空気流路の他端に接続された下流側空気流路と、上流側空気流路及び下流側空気流路の少なくとも一方に少なくとも１つ配設された送風機と、上流側空気流路と下流側空気流路とを接続するバイパス空気流路と、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整する流量調整弁と、空気電池の温度を検知する電池温度センサと、空気電池の作動温度基準データを格納した演算処理制御装置とを備えたものである。そして、演算処理制御装置は、電池温度センサから得られる電池温度データと演算処理制御装置自体が格納する作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整するために、送風機及び流量調整弁の少なくとも一方を制御する。

本発明によれば、正極側空気流路を有する空気電池と、正極側空気流路の一端に接続された上流側空気流路と、正極側空気流路の他端に接続された下流側空気流路と、上流側空気流路及び下流側空気流路の少なくとも一方に少なくとも１つ配設された送風機と、上流側空気流路と下流側空気流路とを接続するバイパス空気流路と、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整する流量調整弁と、空気電池の温度を検知する電池温度センサと、空気電池の作動温度基準データを格納した演算処理制御装置とを備え、演算処理制御装置が、電池温度センサから得られる電池温度データと演算処理制御装置自体が格納する作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整するために、送風機及び流量調整弁の少なくとも一方を制御する構成とした。そのため、過度な高温状態や低温状態の場合であっても空気電池の温度を制御して空気電池を安定作動させることができる空気電池システムを提供することができる。

図１は、第１の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図２は、第２の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図３は、第３の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図４は、第４の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図５は、第５の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図６は、第６の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図７は、第７の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図８は、第８の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。 図９は、第８の形態に係る空気電池システムにおける処理フローの一例の一部を説明するフロー図である。 図１０は、第８の形態に係る空気電池システムにおける処理フローの一例の一部を説明するフロー図である。 図１１は、第８の形態に係る空気電池システムにおける処理フローの一例の一部を説明するフロー図である。

以下、本発明の一形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また、以下の形態で引用する図面において、演算処理制御装置とそれ以外の構成との間では、制御に関するデータ（又はその信号）の送（受）信が行われており、その態様を演算処理制御装置とそれ以外の構成にローマ数字を付記して示す。なお、送（受）信は対応するローマ数字間で行われる。

＜第１の形態＞
まず、第１の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第１の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図１に示すように、空気電池システム１は、空気電池１０と、送風機２０と、上流側空気流路３０と、下流側空気流路４０と、バイパス空気流路５０と、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂと、電池温度センサ７０Ａと、演算処理制御装置８０を備えている。また、空気電池１０は、正極に活物質としての空気を導入する正極側空気流路１１を有している。更に、正極側空気流路１１の一端は上流側空気流路３０に接続されており、他端は下流側空気流路４０に接続されており、上流側空気流路３０には送風機２０が配設されている。また、上流側空気流路３０と下流側空気流路４０とはバイパス空気流路５０により接続されている。更に、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂは、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整可能なものである。なお、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂは、本形態においては、バイパス空気流路５０の上流側空気流路３０との接続部及び下流側空気流路４０との接続部に配設されている。また、電池温度センサ７０Ａは空気電池１０の温度を検知するものである。この電池温度センサとしては、例えば熱電対を利用した温度計など従来公知のものを適用することができる。更に、演算処理制御装置８０は、空気電池１０の作動温度基準データを格納するものである。この作動温度基準データは、例えば予備実験などにより当該空気電池の適切な作動温度を測定して決定することができる。なお、空気電池の仕様により作動温度基準データは異なるが、基準データの下限及び上限をそれぞれ例えば０℃及び１００℃のように設定してもよい。そして、空気電池システム１においては、演算処理制御装置８０が、電池温度センサ７０Ａから得られる電池温度データと演算処理制御装置８０自体が格納する作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、送風機２０及び流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの一方又は双方を制御する。なお、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂはそれぞれ個別に制御することもできる。

例えば空気電池の温度が作動温度基準データの下限以下の場合には、例えば供給される空気流量を減少するように送風機を制御すると共に、正極側空気流路の空気流量の割合を増加させ、更にバイパス空気流路の空気流量の割合を減少させるように流量調整弁を制御すればよい。また、例えば空気電池の温度が作動温度基準データの上限以上の場合には、例えば供給される空気流量を増加するように送風機を制御すると共に、正極側空気流路の空気流量の割合を減少させ、更にバイパス空気流路の空気流量の割合を増加させるように流量調整弁を制御すればよい。これにより、空気電池システムにおいて、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。

なお、図示しないが、本発明においては、空気電池の下流側には必ずしも流量調整弁を配設する必要はない。また、図示しないが、本発明においては、空気電池の上流側の流量調整弁は、上流側空気流路とバイパス空気流路との接続部より下流側の上流側空気流路と、バイパス空気流路の２カ所に配設してもよい。

＜第２の形態＞
次に、第２の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図２は、第２の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図２に示すように、注液型電池システム１’は、下流側空気流路４０に送風機２０が配設されている構成が、上述した第１の形態に係る空気電池システムと相違している。そして、本形態においては、正極側空気流路１１やバイパス空気流路５０側の空気を吸引するように送風機２０が作動する。このような構成であっても、上述した空気電池システムと同様に、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。

＜第３の形態＞
次に、第３の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図３は、第３の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図３に示すように、注液型電池システム１Ａは、バイパス空気流路５０が空気電池１０と接続しており、その接続部に熱交換器５１を有している構成が、上述した第１の形態に係る空気電池システムと相違している。そして、注液型電池システム１Ａにおいては、演算処理制御装置８０が、電池温度センサ７０Ａから得られる電池温度データと演算処理制御装置８０自体が格納する作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、送風機２０及び流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの一方又は双方を制御する。

本形態においては、バイパス空気流路の空気電池との接続部に設けられた熱交換器が空気電池と熱交換することができるため、例えば空気電池の温度が作動温度基準データの上限以上の場合には、例えば供給される空気流量を増加するように送風機を制御すると共に、正極側空気流路の空気流量の割合を減少させ、更にバイパス空気流路の空気流量の割合を増加させるように流量調整弁を制御したときに、空気電池からの放熱を促進することができる。そのため、より早急に電池温度を適切な範囲に制御することができ、空気電池を安定作動させることができる。これは、空気電池の正極側空気流路に活物質を含む空気を流すことによって冷却する場合と比較して、正極側空気流路への活物質を含む空気の供給量を減少させることによって空気電池の更なる加熱を抑制し、バイパス空気流路に空気を流すことによって空気電池の放熱を促進することができるためである。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

また、図示しないが、バイパス空気流路と空気電池との接続部に設けられる熱交換器は空気電池が有するものであってもよい。

＜第４の形態＞
次に、第４の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図４は、第４の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図４に示すように、空気電池システム１Ｂは、空気電池１０の出力を検知する電池出力センサ７０Ｂを備え、演算処理制御装置８０が、空気電池１０の電池出力変化データと空気流量データとの関係を示す出力変化−流量マップデータ、及び空気電池１０の放電容量基準データの少なくとも一方を格納している構成が、上述した第３の形態に係る空気電池システムと相違している。ここで、出力変化−流量マップデータや放電容量基準データは、例えば予備実験などにより当該空気電池の適切な出力変化と流量との関係や放電容量を測定して決定することができる。なお、空気電池の仕様によりこれら出力変化−流量マップデータや放電容量基準データは異なるので、空気電池の仕様ごとのデータを格納しておくこともできる。そして、空気電池システム１Ｂにおいては、演算処理制御装置８０が、電池出力センサ７０Ｂから得られる電池出力データから演算される電池出力変化データと演算処理制御装置８０自体が格納する出力変化−流量マップデータとを対比して得られる結果及び電池出力センサ７０Ｂから得られる電池出力データから演算される放電容量データと演算処理制御装置８０自体が格納する放電容量基準データとを対比して得られる結果の一方又は双方に基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、送風機２０及び流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの一方又は双方を制御する。

本形態において、例えば空気電池の出力を増加させる場合には、例えば正極側空気流路の空気流量の割合を、供給される空気流量を増加するように送風機を制御するか、又はバイパス空気流量を減少するように流量調整弁を制御すればよい。また、本形態において、例えば空気電池の出力を減少させる場合には、例えば供給される空気流量を減少するように送風機を制御するか、又はバイパス空気流量を増加するように流量調整弁を制御すればよい。これにより、空気電池システムにおいて、電池の出力が変化する場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

＜第５の形態＞
次に、第５の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図５は、第５の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図５に示すように、空気電池システム１Ｃは、外部送風対象１００と上流側空気流路３０とを接続する外部空気流路１１０と、外部空気流路１１０の空気流量を調整する外部流量調整弁１２０とを備えている構成が、上述した第４の形態に係る空気電池システムと相違している。そして、空気電池システム１Ｃにおいては、演算処理制御装置８０が、電池温度センサ７０Ａから得られる電池温度データと演算処理制御装置８０自体が格納する作動温度基準データとを対比して得られる結果、電池出力センサ７０Ｂから得られる電池出力データから演算される電池出力変化データと演算処理制御装置８０自体が格納する出力変化−流量マップデータとを対比して得られる結果、及び電池出力センサ８０から得られる電池出力データから演算される放電容量データと演算処理制御装置８０自体が格納する放電容量基準データとを対比して得られる結果の少なくとも１つに基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、外部流量調整弁１２０を制御する。

本形態において、例えば空気電池以外のエアコンディショナーやインバータ、コンバータなどの外部送風対象へ空気を供給することができる外部空気流路と、その外部流量調整弁とを備えているため、空気電池での必要空気量が変化した場合でも、外部流量調整弁を制御することにより、外部空気流路側へ空気を逃がすことができ、正極側空気流量やバイパス空気流量の空気流量を調整することができる。これにより、空気電池システムにおいて、電池の必要空気量が変化する場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。また、外部送風対象と送風機を共用することができるという利点もある。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

＜第６の形態＞
次に、第６の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図６は、第６の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図６に示すように、空気電池システム１Ｄは、演算処理制御装置８０が、給電対象２００の要求出力データを得られるようになっている構成が、上述した第５の形態に係る空気電池システムと相違している。そして、空気電池システム１Ｄにおいては、給電対象２００の要求出力データに基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、送風機２０及び流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの一方又は双方を制御する。

本形態において、例えば給電対象での要求出力が変化した場合に、その要求に基づいて、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整するために、送風機や流量調整弁を制御することができるため、空気電池システムにおいて、電池への要求出力が変化する場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

＜第７の形態＞
次に、第７の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図７は、第７の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図７に示すように、空気電池システム１Ｅは、上流側空気流路３０内の空気の温度を検知する空気温度センサ９０を備え、演算処理制御装置８０が、空気温度データと空気流量データとの関係を示す温度−流量マップデータを格納している構成が、上述した第６の形態に係る空気電池システムと相違している。ここで、温度−流量マップデータは、例えば予備実験などにより当該空気電池の適切な温度と流量との関係を測定して決定することができる。そして、空気電池システム１Ｅにおいては、演算処理制御装置８０が、空気温度センサ９０から得られる空気温度データと演算処理制御装置８０自体が格納する温度−流量マップデータとを対比して得られる結果に基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、送風機２０及び流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの一方又は双方を制御する。

本形態において、供給される空気の温度が変化した場合に、その温度に応じて、正極側空気流路の空気流量及びバイパス空気流路の空気流量を調整するために、送風機や流量調整弁を制御することができるため、空気電池システムにおいて、供給される空気の温度が変化する場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させることができる。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

＜第８の形態＞
次に、第８の形態に係る空気電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。また、図示せずに説明した構成例も、本形態に適用可能であれば、そのまま又は適宜変形させて適用してもよく、その説明は省略する。図８は、第８の形態に係る空気電池システムの概略を示す説明図である。図８に示すように、空気電池システム１Ｆは、空気電池が着脱可能なカートリッジ型空気電池１０Ａであり、カートリッジ型空気電池１０Ａの着脱を検知する電池着脱センサ７０Ｃを備えている構成が、上述した第７の形態に係る空気電池システムと相違している。ここで、カートリッジ型空気電池１０Ａはカートリッジボックス１０Ｂに装着すればよい。そして、空気電池システム１Ｆにおいては、演算処理制御装置８０が、電池着脱センサ７０Ｃから得られる電池着脱データに基づいて、正極側空気流路１１の空気流量及びバイパス空気流路５０の空気流量を調整するために、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂの双方を制御する。

本形態において、カートリッジ型空気電池が取り外されている場合に、正極側空気流路を閉鎖して、バイパス空気流路を開放するように、流量調整弁を制御することができる。そのため、カートリッジ型空気電池が取り外されている場合に、空気流路への異物の混入を防止でき、また、空気流路からの異物の排除が容易になる。

なお、本形態においても、空気電池の温度が過度な高温状態や低温状態の場合であっても電池温度を制御して空気電池を安定作動させるために、上述した制御を実行することができる。

ここで、空気電池システムにおける処理フローについて図面を用いて説明する。図９〜図１１は、第８の形態に係る空気電池システム（図８参照。）における処理フローの一例を説明するフロー図である。

図９〜図１１に示すように、操作者（車両の場合は運転手である。）から空気電池システムの起動の指示が出た場合、処理フローを開始する。

ステップ１（図中では「Ｓ１」と記載する。以下同様。）においては、電池着脱センサ７０Ｃと演算処理制御装置８０との協働により空気電池１０が装着済みか否かを判断する。Ｓ１において装着済みと判断した場合には、Ｓ２に進む。一方、Ｓ１において装着済みでないと判断した場合には、Ｓ２１に進む。なお、Ｓ２１においては、流量調整弁６０Ａを制御して、正極側空気流路１１を閉鎖して、Ｓ２２に進む。Ｓ２２においては、流量調整弁６０Ａを制御して、バイパス空気流路５０を開放して、Ｓ２３に進む。Ｓ２３においては、待機して、Ｓ１に戻る。また、Ｓ２１とＳ２２とは同時に行っても、前後して行ってもよい。

Ｓ２においては、給電対象２００の要求出力データに基づいて、演算処理制御装置８０により、空気電池１０を起動するか否かを判断する。Ｓ２において起動すると判断した場合には、Ｓ３に進む。一方、Ｓ２において起動しないと判断した場合には、Ｓ３１に進む。なお、Ｓ３１においては、待機して、Ｓ２に戻る。

Ｓ３においては、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、正極側空気流路１１を開放して、Ｓ４に進む。Ｓ４においては、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、バイパス流路５０を開放して、Ｓ５に進む。Ｓ５においては、送風機２０を作動させ、空気供給を開始して、Ｓ６に進む。なお、このとき、空気電池１０は発電状態となる。

Ｓ６においては、電池温度センサ７０Ａと演算処理制御装置８０との協働により電池温度データが作動温度基準データの下限以下であるか否か判断する。Ｓ６において下限以下であると判断した場合には、Ｓ４１に進む。一方、Ｓ６において下限以下でないと判断した場合には、Ｓ７に進む。なお、Ｓ４１においては、送風機２４を制御して、空気供給量を減少させて、Ｓ４２に進む。Ｓ４２においては、流量調整弁６０Ａを制御して、正極側空気流路１１の空気流量を増加させて、Ｓ４３に進む。Ｓ４３においては、流量調整弁６０Ａを制御して、バイパス空気流路５０の空気流量を減少させて、Ｓ７に進む。なお、Ｓ４１〜Ｓ４３は同時に行っても、別の順序で行ってもよい。

Ｓ７においては、電池温度センサ７０Ａと演算処理制御装置８０との協働により電池温度データが作動温度基準データの上限以上であるか否か判断する。Ｓ７において、上限以上であると判断した場合には、Ｓ５１に進む。一方、Ｓ７において上限以上でないと判断した場合には、Ｓ８に進む。なお、Ｓ５１においては、送風機２４を制御して、空気供給量を増加させて、Ｓ５２に進む。Ｓ５２においては、流量調整弁６０Ａを制御して、正極側空気流路１１の空気流量を減少させて、Ｓ５３に進む。Ｓ５３においては、流量調整弁６０Ａを制御して、バイパス空気流路５０の空気流量を増加させて、Ｓ８に進む。なお、Ｓ５１〜Ｓ５３は同時に行っても、別の順序で行ってもよい。

Ｓ８においては、電池出力センサ７０Ｂと演算処理制御装置８０との協働により電池出力をどのように変化させるか、又は変化させないかを判断する。Ｓ８において、電池出力を変化させない場合には、Ｓ９に進む。一方、Ｓ８において、電池出力を増加させる場合には、Ｓ６１に進む。Ｓ６１においては、正極側空気流路１１の空気流量を増加させることを確認し、Ｓ６２に進む。Ｓ６２においては、送風機２０を制御して、供給する空気流量を増加させることにより正極側空気流路１１の空気流量を増加させるか、流量調整弁６０Ａを制御して、バイパス空気流路５０の空気流量を減少させて、Ｓ９に進む。他方、Ｓ８において、電池出力を減少させる場合には、Ｓ７１に進む。Ｓ７１においては、正極側空気流路１１の空気流量を減少させることを確認し、Ｓ７２に進む。Ｓ７２においては、送風機２０を制御して、供給する空気流量を減少させることにより正極側空気流路１１の空気流量を減少させるか、流量調整弁６０Ａを制御して、バイパス空気流路５０の空気流量を増加させて、Ｓ９に進む。

Ｓ９においては、電池出力センサ７０Ｂと演算処理制御装置８０との協働により放電容量データと放電容量基準データとを対比して、発電終了か否かを判断する。Ｓ９において、発電終了と判断したときは、Ｓ１０に進む。一方、Ｓ９において、発電終了でないと判断したときは、Ｓ６に戻る。

Ｓ１０においては、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、正極側空気流路１１を開放してＳ１１に進む。Ｓ１１においては、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、バイパス空気流路５０を閉鎖してＳ１２に進む。なお、Ｓ１１とＳ１２とは同時に行ってもよく、空気電池システムの仕様によっては別の順序で行ってもよい。

Ｓ１２においては、電池温度センサ７０Ａと演算処理制御装置８０との協働により電池冷却完了か否かを判断する。Ｓ１２において、電池冷却が完了したと判断した場合は、Ｓ１３に進む。一方、Ｓ１２において、電池冷却が完了していないと判断した場合は、Ｓ８１に進む。Ｓ８１において、待機して、Ｓ１２に戻る。

Ｓ１３において、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、バイパス空気流路５０を開放して、Ｓ１４に進む。Ｓ１４において、流量調整弁６０Ａ，６０Ｂを制御して、正極側空気流路１１を閉塞して、Ｓ１５に進む。Ｓ１５において、送風機２０を停止させ、空気供給を終了して、Ｓ１６に進む。なお、Ｓ１３〜Ｓ１５は同時に行ってもよく、別の順序で行ってもよい。

Ｓ１６において、カートリッジ型空気電池を取り外し、処理フローを終了する。

以上、本発明を若干の形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

すなわち、上述した各形態の注液型電池システムに記載した構成は、各形態毎に限定されるものではなく、例えば、各形態の構成を上述した各形態以外の組み合わせにしたり、構成の細部を変更したりすることができる。

また、上述した第３〜第８の形態において付加した構成は、必須の構成ではないため、例えば、各形態の構成を上述した各形態以外の組み合わせにしたり、構成の細部を変更したりする際に、除去することもできる。

更に、上述した第１又は第２の形態においては、上流側空気流路及び下流側空気流路のいずれか一方に１つの送風機を配設したものを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、上流側空気流路及び下流側空気流路のいずれか一方に複数の送風機を配設してもよく、上流側空気流路及び下流側空気流路の双方に１つ又は複数の送風機を配設してもよい。

１，１’，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 空気電池システム
１０ 空気電池
１０Ａ カートリッジ型空気電池
１０Ｂ カートリッジボックス
１１ 正極側空気流路
２０ 送風機
３０ 上流側空気流路
４０ 下流側空気流路
５０ バイパス空気流路
５１ 熱交換器
６０Ａ，６０Ｂ 流量調整弁
７０Ａ 電池温度センサ
７０Ｂ 電池出力センサ
７０Ｃ 電池着脱センサ
８０ 演算処理制御装置
９０ 空気温度センサ
１００ 外部送風対象
１１０ 外部空気流路
１２０ 外部流量調整弁
２００ 給電対象

Claims (8)

1. 正極側空気流路を有する空気電池と、
   上記正極側空気流路の一端に接続された上流側空気流路と、
   上記正極側空気流路の他端に接続された下流側空気流路と、
   上記上流側空気流路及び上記下流側空気流路の少なくとも一方に少なくとも１つ配設された送風機と、
   上記上流側空気流路と上記下流側空気流路とを接続するバイパス空気流路と、
   上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整する流量調整弁と、
   上記空気電池の温度を検知する電池温度センサと、
   上記空気電池の作動温度基準データを格納した演算処理制御装置と、を備え、
   上記演算処理制御装置が、上記電池温度センサから得られる電池温度データと該演算処理制御装置自体が格納する上記作動温度基準データとを対比して得られる結果に基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記送風機及び上記流量調整弁の少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする空気電池システム。
2. 上記バイパス空気流路が、上記空気電池との接続部に熱交換器を有することを特徴とする請求項１に記載の空気電池システム。
3. 上記空気電池の出力を検知する電池出力センサを備え、
   上記演算処理制御装置が、上記空気電池の電池出力変化データと空気流量データとの関係を示す出力変化−流量マップデータ、及び上記空気電池の放電容量基準データの少なくとも一方を格納し、
   上記演算処理制御装置が、上記電池出力センサから得られる電池出力データから演算される電池出力変化データと該演算処理制御装置自体が格納する上記出力変化−流量マップデータとを対比して得られる結果及び上記電池出力センサから得られる電池出力データから演算される放電容量データと該演算処理制御装置自体が格納する上記放電容量基準データとを対比して得られる結果の少なくとも一方に基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記送風機及び上記流量調整弁の少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気電池システム。
4. 外部送風対象と上記上流側空気流路とを接続する外部空気流路と、
   上記外部空気流路の空気流量を調整する外部流量調整弁と、を備え、
   上記演算処理制御装置が、上記電池温度センサから得られる電池温度データと該演算処理制御装置自体が格納する上記作動温度基準データとを対比して得られる結果、上記電池出力センサから得られる電池出力データから演算される電池出力変化データと該演算処理制御装置自体が格納する上記出力変化−流量マップデータとを対比して得られる結果、及び上記電池出力センサから得られる電池出力データから演算される放電容量データと該演算処理制御装置自体が格納する上記放電容量基準データとを対比して得られる結果の少なくとも１つに基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記外部流量調整弁を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の空気電池システム。
5. 上記演算処理制御装置が、給電対象の要求出力データに基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記送風機、上記流量調整弁及び上記外部流量調整弁の少なくとも１つを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の空気電池システム。
6. 上記上流側空気流路内の空気の温度を検知する空気温度センサを備え、
   上記演算処理制御装置が、空気温度データと空気流量データとの関係を示す温度−流量マップデータを格納し、
   上記演算処理制御装置が、上記空気温度センサから得られる空気温度データと該演算処理制御装置自体が格納する上記温度−流量マップデータとを対比して得られる結果に基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記送風機及び上記流量調整弁の少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の空気電池システム。
7. 上記空気電池が着脱可能なカートリッジ型空気電池であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の空気電池システム。
8. 上記空気電池の着脱を検知する電池着脱センサを備え、
   上記演算処理制御装置が、上記電池着脱センサから得られる電池着脱データに基づいて、上記正極側空気流路の空気流量及び上記バイパス空気流路の空気流量を調整するために、上記流量調整弁を制御する
   ことを特徴とする請求項７に記載の空気電池システム。

Images