溫度T及工作電壓V ；電流測(cè)量部116，其經(jīng)由電流測(cè)量線114，測(cè)量串聯(lián)有多個(gè)電池模塊28的電池模塊列112的電流；運(yùn)算部118，其基于來自這些溫度測(cè)量部108、電壓測(cè)量部110及電流測(cè)量部116的測(cè)量結(jié)果，求出放電斷開電壓、充電斷開電壓等；活性物質(zhì)泄漏檢測(cè)部120，其用于檢測(cè)發(fā)生活性物質(zhì)泄漏的電池模塊28 ;及接口(interface) 122，其用于與外部進(jìn)行信號(hào)收發(fā)。
[0057]溫度測(cè)量部108，例如基于從設(shè)置于電池模塊28的未圖示的溫度傳感器經(jīng)由溫度測(cè)量線124而傳來的檢測(cè)值，測(cè)量電池模塊28的工作溫度T。溫度傳感器可以是，例如由熱電偶構(gòu)成的傳感器、利用基于溫度的電阻變化的傳感器等。
[0058]優(yōu)選地，電壓測(cè)量部110能夠測(cè)量電池模塊28內(nèi)的每個(gè)各組塊30的電壓。因?yàn)檫@樣可進(jìn)行高精度的測(cè)量，從而能夠切實(shí)避免過度充電或過度放電。
[0059]如果電壓測(cè)量部110的電路結(jié)構(gòu)例如表示為與一個(gè)電池模塊28對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，則如圖8所示，其具有:五根電壓測(cè)量線126，其與串聯(lián)的四個(gè)組塊30(第一組塊30A-第四組塊30D)的兩端(一端及另一端)以及各組塊30之間的接點(diǎn)相連接；保險(xiǎn)絲128，其與各電壓測(cè)量線126相對(duì)應(yīng)地串聯(lián)連接；繼電器130，其在測(cè)量電壓時(shí)連動(dòng)而打開；開關(guān)電路SW，其用于向組塊單元選擇電壓測(cè)量線126 (第一開關(guān)電路SWl-第五開關(guān)電路SW5);整流器132，其對(duì)向組塊單元供應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行整流，由此使其基本轉(zhuǎn)換為直流的電壓信號(hào)；差動(dòng)A/D變換器134，其將來自整流器132的電壓信號(hào)例如轉(zhuǎn)變?yōu)?2比特的數(shù)字信號(hào)(組塊單元的電壓值)；數(shù)字信號(hào)用的光電親合器陣列(photocoupler array) 136，其用于確保規(guī)定的絕緣耐壓，同時(shí)向運(yùn)算部118傳送來自差動(dòng)A/D變換器134的數(shù)字信號(hào)；符號(hào)比特用的光電親合器(photocoupler) 138 ;以及開關(guān)控制電路140，其用于控制繼電器130及開關(guān)電路Sff的開/關(guān)，并向運(yùn)算部118輸出與開關(guān)電路SW的切換時(shí)間(timing)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。例如，各開關(guān)電路SW可由電力用金屬氧化半導(dǎo)體電場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，該電力用金屬氧化半導(dǎo)體電場效應(yīng)晶體管以反并聯(lián)的方式內(nèi)置有雪崩(avalanche)形二極管。
[0060]例如，在將第一組塊30A-第四組塊30D的各電壓值依次傳送至運(yùn)算部118的情況下，首先，打開繼電器130，接著，同時(shí)打開第一開關(guān)電路SWl及第二開關(guān)電路SW2。該切換時(shí)間(timing)傳送至運(yùn)算部118，從運(yùn)算部118經(jīng)由光電耦合器138而向差動(dòng)A/D變換器134傳送顯示為“正”的符號(hào)比特的信號(hào)。通過打開第一開關(guān)電路SWl及第二開關(guān)電路SW2，使第一組塊30A的兩端電壓經(jīng)由整流器132供應(yīng)于差動(dòng)A/D變換器134，并將該電壓直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而且經(jīng)由光電耦合器陣列136傳送至運(yùn)算部118。
[0061]之后，保持第二開關(guān)電路SW2的打開狀態(tài)，同時(shí)關(guān)閉第一開關(guān)電路SW1，并打開第三開關(guān)電路SW3。該切換時(shí)間(timing)傳送至運(yùn)算部118，此次從運(yùn)算部118經(jīng)由光電耦合器138而向差動(dòng)A/D變換器134傳送顯示為“負(fù)”的符號(hào)比特的信號(hào)。由于第二開關(guān)電路SW2及第三開關(guān)電路SW3處于打開狀態(tài)，因此此次第二組塊30B的兩端電壓經(jīng)由整流器132而供應(yīng)于差動(dòng)A/D變換器134，在轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)之后，符號(hào)發(fā)生逆轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)換成正的電壓值)，并經(jīng)由光電耦合器陣列136傳送至運(yùn)算部118。以下同樣地，第三組塊30C及第四組塊30D的各兩端電壓分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳送至運(yùn)算部118。
[0062]為便于說明，圖8所示的電路結(jié)構(gòu)表示與一個(gè)電池模塊28對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，但是如本實(shí)施方案所示，在使其與串聯(lián)兩個(gè)以上電池模塊28形成的一個(gè)電池模塊列112相對(duì)應(yīng)的情況下，分別連接保險(xiǎn)絲128、繼電器130及開關(guān)電路SW，再用繼電器130對(duì)電池模塊單元進(jìn)行開/關(guān)控制，用開關(guān)電路SW對(duì)組塊單元進(jìn)行開/關(guān)控制即可，其中，保險(xiǎn)絲128、繼電器130及開關(guān)電路SW的個(gè)數(shù)為，一個(gè)電池模塊列112所含有的電池模塊28的個(gè)數(shù)乘以一個(gè)電池模塊28所含有的組塊30的個(gè)數(shù)后得到的數(shù)量。
[0063]運(yùn)算部118用于對(duì)四個(gè)電池模塊28依次求出放電斷開電壓和充電斷開電壓。
[0064]具體而言，放電時(shí)，運(yùn)算部118利用下述運(yùn)算式(I)從由溫度測(cè)量部108和電流測(cè)量部116測(cè)量出的工作溫度T及放電電流Id、電池模塊28的內(nèi)部電阻R、及溫度系數(shù)Kt (隨工作溫度T變化)，算出放電斷開電壓
[0065]Vl= V0Xn — IdXRXKt...(I)
[0066]并且與由電壓測(cè)量部110測(cè)量出的工作電壓V進(jìn)行比較。在此，V。指的是陰極開始缺乏鈉時(shí)的前一刻的單體電池26的開路電壓，大約為1.82V，n指的是，組塊30所含有的單體電池26的數(shù)量。并且，下述關(guān)系式(2)成立時(shí)，判斷為放電結(jié)束(放電末期)，生成用于結(jié)束單體電池26的放電的信號(hào)并輸出。
[0067]Vl> V…(2)
[0068]另外，充電時(shí)，根據(jù)由電流測(cè)量部116測(cè)量的充電電流I。和電池模塊28的內(nèi)部電阻R，通過下述運(yùn)算式(3)求出充電斷開電壓VH，
[0069]Vh= (Vj+α ) Xn -1cXR...(3)
[0070]并且與由電壓測(cè)量部110測(cè)量出的工作電壓V進(jìn)行比較。在此，V1是指充電末期的單體電池26的開路電壓，大約為2.075V，η是組塊30所含有的單體電池26的數(shù)量。另夕卜，a表示在充電末期發(fā)生的極化電阻量，大約為0.05-0.15V。即，充電斷開電壓Vh表示的是，作為NaS電池，在理論上充電末期的開路電壓中相加極化電阻量而估算的電壓。
[0071]并且，下述關(guān)系式(4)成立時(shí)，判斷為充電末期，生成用于結(jié)束單體電池26的充電的信號(hào)并輸出。
[0072]VH< V…(4)
[0073]根據(jù)測(cè)量出的溫度、電壓及電流的各值，對(duì)充電或放電的禁止或停止進(jìn)行判斷等，由此使NaS電池的運(yùn)行更加穩(wěn)定。
[0074]此外，優(yōu)選地，在上述溫度測(cè)量部108中，也可連接與電壓測(cè)量部110相同的差動(dòng)A/D變換器134以及光電耦合器陣列136等。
[0075]在測(cè)量控制部104中，由溫度測(cè)量部108、電壓測(cè)量部110及電流測(cè)量部116測(cè)量出的溫度、電壓及電流的各測(cè)量值(數(shù)據(jù))，讀入至運(yùn)算部118，并且經(jīng)由接口 122及外部電線(包括網(wǎng)絡(luò))例如發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器。
[0076]如圖6及圖7所示，加熱器驅(qū)動(dòng)部106具有繼電器，該繼電器具有可承受流入于加熱器142(負(fù)荷)的、通常為數(shù)kW程度的電流的容量，例如其可由半導(dǎo)體元件構(gòu)成；通過該繼電器來連接/切斷各加熱器電源線144，能夠供應(yīng)/停止向各加熱器142供應(yīng)加熱器電力。優(yōu)選地，為了保護(hù)加熱器短路時(shí)保護(hù)機(jī)器、電線，將保險(xiǎn)絲與繼電器串聯(lián)設(shè)置。
[0077]加熱器驅(qū)動(dòng)部106，根據(jù)從測(cè)量控制部104按照預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間表(timeschedule)而輸出的加熱控制信號(hào)(例如接點(diǎn)信號(hào))，對(duì)經(jīng)由加熱器電源線144而向加熱器142供應(yīng)的加熱器電力進(jìn)行供應(yīng)/停止，從而對(duì)各加熱器142進(jìn)行開/關(guān)控制。在本例中，加熱器142由可分別獨(dú)立進(jìn)行控制的底面用上述加熱器線44(5.6kff)、和側(cè)面用未圖示的加熱器線(1.8kW)構(gòu)成，并分別配置于每個(gè)電池模塊28。
[0078]各底面用加熱器及各側(cè)面用加熱器，重復(fù)使打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間形成為相同的周期，并且分別錯(cuò)開1/6周期的相位而進(jìn)行工作。根據(jù)此加熱器控制，能夠?qū)aS電池的工作溫度保持在所期望的溫度范圍內(nèi)，同時(shí)，三相三線制交流電源的兩線間的電力消耗也大致均衡。
[0079]一方面，優(yōu)選地，活性物質(zhì)泄漏檢測(cè)部120能夠根據(jù)第一導(dǎo)線52A的電阻值R1、第二導(dǎo)線52B的電阻值R2及這些電阻值Rl及R2的電阻差Δ R中的至少一個(gè)以上，對(duì)每個(gè)電池模塊28檢測(cè)出活性物質(zhì)的泄漏。這是因?yàn)檫@樣能夠避免發(fā)生故障時(shí)的初始運(yùn)動(dòng)行為延遲的風(fēng)險(xiǎn)。
[0080]如果活性物質(zhì)泄漏檢測(cè)部120的電路結(jié)構(gòu)例如表示為與一個(gè)電池模塊28對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，則如圖7所示，其具有:電阻測(cè)量部146，其用于測(cè)量第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B的各電阻值Rl及R2 ;辨別部148，其用于根據(jù)第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B的各電阻值Rl及R2的變化、以及電阻值Rl及R2的電阻差Δ R的變化，辨別是否存在活性物質(zhì)泄漏故障。
[0081]電阻測(cè)量部146具有:感應(yīng)電流供應(yīng)電路150，其分別向第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B通入微量的感應(yīng)電流Il及12 ;第二電壓測(cè)量部152，其用于測(cè)量第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B的各兩端電壓Vl及V2 ;電阻運(yùn)算部154，其基于第二電壓測(cè)量部152測(cè)量出的電壓值Vl及V2、以及感應(yīng)電流值Il及12，算出第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B的各電阻值Rl及R2。此外，第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B各自的另一端連接于GND (地面)，并成為接地電位。
[0082]如圖9所示，第二電壓測(cè)量部152例如具有:第二保險(xiǎn)絲156，其分別與第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B的各一端串聯(lián)連接；第二繼電器158，其在測(cè)量電壓時(shí)連動(dòng)而打開；開關(guān)電路SW(第六開關(guān)電路SW6及第七開關(guān)電路SW7)，其用于依次選擇第一導(dǎo)線52A及第二導(dǎo)線52B ;第二整流器160，其對(duì)向?qū)Ь€單元供應(yīng)的信號(hào)進(jìn)行整流，由此使其基本轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)；第二差動(dòng)A/D變換器162，其將來自第二整流器160的電壓信號(hào)例如轉(zhuǎn)變?yōu)?2比特的數(shù)字信號(hào)(導(dǎo)線單元的電壓值)；數(shù)字信號(hào)用的第二光電耦合器陣列164，其用于確保規(guī)定的絕緣耐壓，同時(shí)向電阻運(yùn)算部154傳送來自第二差動(dòng)A/D變換器162的數(shù)字信號(hào)；及第二開關(guān)控制電路166，其用于控制各第二繼電器158、第六開關(guān)電路SW6及第七開關(guān)電路SW7的開/關(guān)。例如，第六開關(guān)電路SW6及第七開關(guān)電路SW7也可由電力用金屬氧化半導(dǎo)體電場效應(yīng)晶體管構(gòu)成，該電力金屬氧化半導(dǎo)體電場效應(yīng)晶體管以反并聯(lián)的方式內(nèi)置有雪崩形二極管。
[0083]并且，例如