JP2019175560A - 蓄電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配線方向の変更に容易に対応できる蓄電池装置を提供する。【解決手段】蓄電池装置10は、蓄電池モジュール11、筐体13および制御ユニット12を備える。筐体13は、蓄電池モジュール11を収納する本体部59と、本体部59の両側面に配置される側面カバー48，49を含み、本体部59を覆うカバー体37とを備えている。一方の側面カバー48に配線挿通部55が設けられる。本体部59の両側に対して一方の側面カバー48と他方の側面カバー49とを入れ換えて配置可能とする。制御ユニット12は、一端側に配線接続部29を有し、配線接続部29が筐体13の配線挿通部55が設けられた一方の側面カバー48に対向して配置されるように、配線接続部29の向きを入れ換えて筐体13内に配置可能とする。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、蓄電池モジュールを筐体に収納した蓄電池装置に関する。

従来、例えば太陽光発電モジュールなどを備える発電システムや商用電力を供給する系統電源などと接続される蓄電システムがある。この蓄電システムは、太陽光発電システムの発電電力を蓄電したり、系統電源の料金が安い夜間などの時間帯に電力を蓄電したりして、必要時に蓄電した電力を負荷に供給するように構成されている。

このような蓄電システムで蓄電に用いられる蓄電池装置は、筐体、およびこの筐体内に収納される複数の蓄電池モジュールを備えた構成となっている。筐体には、蓄電池装置と蓄電池モジュールの充放電を行う電力変換装置などとを接続するための配線が挿通する配線挿通部が設けられている。

筐体における配線挿通部の位置は決まっているため、設置時や設置後の配線方向の変更に対して容易に対応できなかった。

特開２０１６−２０７２５７号公報

本発明が解決しようとする課題は、配線方向の変更に容易に対応できる蓄電池装置を提供することである。

実施形態の蓄電池装置は、蓄電池モジュール、筐体および制御ユニットを備える。筐体は、蓄電池モジュールを収納する本体部と、本体部の両側面に配置される側面カバーを含み、本体部を覆うカバー体とを備えている。一方の側面カバーに配線挿通部が設けられる。本体部の両側面に対して一方の側面カバーと他方の側面カバーとを入れ換えて配置可能とする。制御ユニットは、一端側に配線接続部を有し、配線接続部が筐体の配線挿通部が設けられた一方の側面カバーに対向して配置されるように、配線接続部の向きを入れ換えて筐体内に配置可能とする。

実施形態の蓄電池装置によれば、配線方向の変更に容易に対応することが期待できる。

一実施形態を示す蓄電池装置の分解斜視図である。 同上蓄電池装置の一部を組み立てた分解斜視図である。 同上蓄電池装置の上面カバーの分離状態の斜視図である。 同上蓄電池装置の斜視図である。 同上蓄電池装置の配線方向を変更とした分解斜視図である。 同上蓄電池装置の配線方向を変更とした上面カバーの分離状態の斜視図である。 同上蓄電池装置の配線方向を変更した斜視図である。 同上２つの蓄電池装置の本体部の連結前の斜視図である。 同上２つの蓄電池装置の本体部の連結状態の斜視図である。 同上２つの蓄電池装置の連結箇所の斜視図である。 同上２つの蓄電池装置の斜視図である。 同上２つの蓄電池装置の連結状態の斜視図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図４に蓄電池装置10を示す。この蓄電池装置10は、交流電力と直流電力とを変更する電力変換装置（パワーコンディショナ）と組み合わせて、例えば住宅などに設置される蓄電システムに用いられる。蓄電池装置10は、例えば太陽光発電モジュールなどを備える発電システムなどから電力や商用電力を供給する系統電源によって蓄電し、夜間などの時間帯や系統電源の停電時などの必要時に蓄電した電力を負荷へと供給するように構成されている。

蓄電池装置10は、蓄電池モジュール11、この蓄電池モジュール11の充放電などを制御する制御ユニット12、およびこれら蓄電池モジュール11および制御ユニット12を収納する筐体13を備えている。蓄電池装置10は、蓄電池モジュール11が筐体13に対して上下方向に着脱可能とする縦置きで設置される。本実施形態では、６つの蓄電池モジュール11が用いられ、これら蓄電池モジュール11が筐体13内の平面視の一方向である短手方向（以下、筐体13の平面視の短手方向に対応する蓄電池装置10の各構成の方向を奥行方向という）に２列、筐体13内の平面視の一方向に直交する他方向である長手方向（以下、筐体13の平面視の長手方向に対応する蓄電池装置10の各構成の方向を幅方向という）に各列３つずつ収納される。制御ユニット12は、複数の蓄電池モジュール11の上側に配置される。

そして、蓄電池モジュール11は、蓄電池本体20、この蓄電池本体20の電圧や温度などの状態を監視する監視ユニット（ＣＭＵ）21、蓄電池本体20の上側端面である上面に設けられた端子台22、および蓄電池本体20を持ち運ぶための取手23などを備えている。

蓄電池本体20は、上下方向に長い直方体形状に形成されている。蓄電池本体20には、例えばリチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池が用いられている。

監視ユニット21は、蓄電池本体20の一側に配設され、蓄電池本体20の蓄電池に電気的に接続されている。監視ユニット21は、端子台22を通じて制御ユニット12に電気的に接続され、蓄電池モジュール11と制御ユニット12との間で情報の送受信や電源の充放電を中継する。

端子台22は、監視ユニット21の上側に設けられている。端子台22には、制御ユニット12と接続する電源線が接続される電源端子や、通信線が接続される通信端子などが設けられている。

取手23は、蓄電池本体20の両側部に上下方向にスライド可能に連結されている。取手23を上方に移動させた位置が蓄電池モジュール11を持ち運び可能とする使用位置となり、取手23を下方に移動させた位置が蓄電池本体20上に重ねられた格納位置となる。

また、制御ユニット12は、電源管理装置（Battery Management Unit）と呼ばれるもので、各蓄電池モジュール11の充放電電流を監視したり、各蓄電池モジュール11の例えば電圧や温度などを監視し、異常検出時に蓄電池モジュール11を保護し、また、外部のコントローラなどの外部機器と通信し、蓄電池モジュール11の情報を外部機器に通知するものである。

制御ユニット12は、ケース26を備えている。ケース26は、高さ方向に薄形で筐体13の幅方向に対応して長い直方体形状に形成されている。

制御ユニット12の両側面には、各蓄電池モジュール11の端子台22の電源端子と電源線によって接続される複数の電源コネクタ27が設けられている。ケース26の一側面には、１つの蓄電池モジュール11の端子台22の通信端子と通信線で接続される通信コネクタ28が設けられている。なお、１つの蓄電池モジュール11からは各蓄電池モジュール11に対して通信線で直列に順次接続される。

制御ユニット12のケース26の一端側には、外部機器である電力変換装置と接続される配線接続部29が設けられている。配線接続部29は、電力変換装置からの電源線が接続される端子台30、および信号線が接続される通信コネクタ31を有している。

制御ユニット12のケース26の両端に一対の取付部材32が取り付けられている。これら取付部材32が筐体13（本体部59）の両端部に対して例えばねじ止めによって取り付けられ、制御ユニット12が複数の蓄電池モジュール11の上側に配置される。一対の取付部材32は、共通構造となっている。各取付部材32には、例えば、同じ位置にねじ止め用の取付孔が設けられている。したがって、制御ユニット12は、一端側の配線接続部29が筐体13の幅方向両側のいずれの方向に向いた状態でも、筐体13に取り付け可能とする。

また、筐体13は、内枠である枠体36と、この枠体36を覆う外枠であるカバー体37とを備えた二重構造となっている。

枠体36は、底板39、奥行方向両側の主面板40，40、および幅方向両側の側面板41，41を備え、上面側が開口された枠状に設けられている。奥行方向両側の主面板40，40は共通構造となっているとともに、幅方向両側の側面板41，41も共通構造となっている。枠体36の両端上部には、運搬用の取手42が設けられている。枠体36の内部には、各蓄電池モジュール11を上方から着脱可能に収納する複数の収納部43が形成されている。収納部43は、仕切部材44によって仕切られ、筐体13内の一方向である奥行方向に２列で、筐体13の幅方向に各列３つずつ並ぶとともにそれぞれが区画されている。そして、枠体36は、奥行方向および幅方向ともそれぞれ共通構造で方向性を有していない。

カバー体37は、枠体36の底面を覆う底面カバー46、枠体36の奥行方向両側を覆う主面カバー47，47、枠体36の幅方向両側を覆う側面カバー48，49、および枠体36の上面を覆う上面カバー50を備えている。これらカバー46〜50は、枠体36の全体を覆い、それぞれ接合部分が液密に組み合わされた防水構造が採られている。底面カバー46には、蓄電池装置10を縦置きで所定の場所に設置するためのスタンド51が取り付けられている。

奥行方向両側の主面カバー47，47は共通構造となっている。幅方向両側の側面カバー48，49は、枠体36への取付構造および他のカバー46，47，47，50との組合せ構造が共通構造となっている。側面カバー48，49は枠体36の側面板41，41に対してねじ止め固定される。主面カバー47，47の両側縁には、枠体36に設けられている複数の取付孔52に引っ掛けて取り付ける複数のフック53が設けられている。そして、側面カバー48，49は、枠体36の幅方向両側のいずれの側面に対しても入れ換えて配置可能となっている。

一方の側面カバー48には、開口部54が形成され、この開口部54を覆って配線挿通部55が設けられている。配線挿通部55は、開口部54を覆う配線カバー56、およびこの配線カバー56の下面内側に設けれた配線挿通部材57（図５参照）を備えている。この配線挿通部55には電力変換装置と制御ユニット12とを接続する電源線や信号線などの配線が挿通される。

上面カバー50の上面には、１７〜２７°の勾配で奥行方向の一方に傾斜する傾斜面58が設けられている。上面カバー50は、１枚の板材を折り曲げて形成されているか、複数の板材を組み合わせて形成されている。上面カバー50の板材の板厚は、他のカバー46〜49の板材の板厚よりも厚くなっている。例えば、上面カバー50の板材の板厚は１．０mm、他のカバー46〜49の板材の板厚は０．５mmとなっている。そして、上面カバー50は、枠体36の上面に対して、傾斜面58の傾斜方向の向きが奥行方向のいずれの方向に向いても取り付け可能とする。

筐体13は、枠体36とカバー体37の各カバー46〜50とが一体的に組み立てられた本体部59を備えている。本体部59の上面は蓄電池モジュール11が着脱可能に開口されており、この本体部59の上面開口を覆って上面カバー50が着脱可能に取り付けられる。

そして、図１ないし図４に示す蓄電池装置10は、一方の主面カバー47を前面側とし、幅方向一端側である右側に配線挿通部55を有する側面カバー48が配置され、制御ユニット12の配線接続部29も右側に向けて配置された状態で設置される。この場合、蓄電池装置10に対して電力変換装置からの配線方向が右側の場合に適し、配線距離が短く、配線の引き回しがなく、配線構造が簡単になる。

また、図１ないし図４に示す蓄電池装置10を設置後、蓄電池装置10に対して、電力変換装置からの配線方向が左側に変更になった場合でも、同じ蓄電池装置10で対応可能とする。

図５ないし図７に示すように、配線挿通部55を有する側面カバー48と側面カバー49とを入れ換えて、配線挿通部55を有する側面カバー48を左側に配置するとともに、制御ユニット12の配線接続部29が左側に向くように１８０°向きを変えて配置する。なお、側面カバー48と側面カバー49とを入れ換える際には、上面カバー50および主面カバー47，47を外した後、側面カバー48，49のねじ止めを解除する。

これにより、蓄電池装置10に対して電力変換装置からの配線方向が左側の場合に適したものとなる。

また、蓄電池装置10の初期設置時に、蓄電池装置10に対して電力変換装置からの配線方向が左側の場合にも、図５ないし図７に示す蓄電池装置10のように構成することで、蓄電池装置10に対して電力変換装置からの配線方向が左側の場合に適したものとなる。

また、図８ないし図１２には、１台の蓄電池装置10を増設し、２台の蓄電池装置10を連結した構成とする場合を示す。

一方である右側の蓄電池装置10は左側の側面カバー49を外し、他方である左側の蓄電池装置10は右側の側面カバー48を外し、これら右側の蓄電池装置10の左側面と左側の蓄電池装置10の右側面とを互いに組み合わせて連結する。

蓄電池装置10の枠体36の側面板41，41には、予め連結用の複数の連結孔61が設けられている。この連結孔61を利用して、右側の蓄電池装置10の枠体36と左側の蓄電池装置10の枠体36とをねじやボルトなどの締結具で固定する。

蓄電池装置10の枠体36の側面板41，41の上部には、予め配線用の窪み状の連通部62が設けられている。この連通部62を通じて右側の蓄電池装置10の筐体13内と左側の蓄電池装置10の筐体13内とが連通されている。

右側の蓄電池装置10の制御ユニット12および左側の蓄電池装置10の制御ユニット12とも配線接続部29が右側つまり配線挿通部55が配置されている右側を向くように配置される。左側の蓄電池装置10の制御ユニット12の配線接続部29からの配線は、連通部62を通じて、右側の蓄電池装置10の筐体13内に引き込まれ、例えば右側の蓄電池装置10の制御ユニット12と並列に接続される。なお、２つの制御ユニット12を並列に接続することにより、蓄電容量の増加に対応可能とする。また、２つの制御ユニット12を直列に接続することにより、出力の増加に対応可能とする。なお、複数の蓄電池装置10を連結使用する場合には、専用の制御ユニット12を用いてもよい。

右側の蓄電池装置10と左側の蓄電池装置10との連結箇所にはパッキングを介在したり、カバー体37の表面から防水テープを貼り付けることにより、防水性を確保できる。

また、図８ないし図１２に示す２台の蓄電池装置10を連結して設置した後、これら蓄電池装置10に対して、電力変換装置からの配線方向が左側に変更になった場合でも、これら同じ蓄電池装置10で対応可能とする。すなわち、右側の蓄電池装置10の側面カバー48と左側の蓄電池装置10の側面カバー49を入れ換えて配置するとともに、各制御ユニット12の配線接続部29が左側に向くように１８０°向きを変えて配置する。これにより、蓄電池装置10に対して電力変換装置からの配線方向が左側の場合に適したものとなる。

また、さらに、２台の蓄電池装置10に加えて蓄電池装置10を１つまたは複数増設する場合には、右側の蓄電池装置10の側面カバー48または左側の蓄電池装置10の側面カバー49を外して新たな蓄電池装置10を増設することができる。

そして、本実施形態の蓄電池装置10によれば、蓄電池モジュール11を収納する筐体13の枠体36に方向性がないため、枠体36の幅方向両側の両側面に対して側面カバー48と側面カバー49とを入れ換えて配置することができる。

そのため、配線挿通部55を有する側面カバー48と側面カバー49とを入れ換えて配置可能とするとともに、制御ユニット12の配線接続部29が配線挿通部55を有する側面カバー48に対向して配置されるように制御ユニット12の配線接続部29の向きを入れ換えて配置可能とすることができ、配線方向の変更に容易に対応できる。

さらに、上面カバー50についても、枠体36の上面に対して、傾斜面58の傾斜方向の向きが奥行方向のいずれの方向に向いても配置可能とするため、例えば雨水を流す方向などに応じて選択できる。

また、蓄電池装置10の側面カバー48または側面カバー49が外された筐体13の側面に、増設する他の蓄電池装置10の側面カバー49または側面カバー48が外された筐体13の側面を連結可能とするため、蓄電池装置10の幅方向のいずれの側にも他の蓄電池装置10を増設することができる。

また、筐体13の上面カバー50は、平らであると、人が載って変形する虞があるため、上面カバー50の内側に補強部材を配置する必要があるが、部品点数が増加し、好ましくない。そこで、上面カバー50の上面に傾斜面58を設け、さらに、上面カバー50の板厚を他のカバー46〜49よりも厚くして強度を向上させることにより、部品点数が増加することなく、人が載りにくくできるとともに、仮に人が載っても変形しにくくできる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 蓄電池装置
11 蓄電池モジュール
12 制御ユニット
13 筐体
29 配線接続部
37 カバー体
48，49 側面カバー
55 配線挿通部
59 本体部

Claims (2)

1. 蓄電池モジュールと；
   前記蓄電池モジュールを収納する本体部と、この本体部の両側面に配置される側面カバーを含み、前記本体部を覆うカバー体とを備え、一方の前記側面カバーに配線挿通部が設けられ、前記本体部の両側面に対して一方の前記側面カバーと他方の前記側面カバーとを入れ換えて配置可能とする筐体と；
   一端側に配線接続部を有し、この配線接続部が前記筐体の前記配線挿通部が設けられた一方の前記側面カバーに対向して配置されるように、前記配線接続部の向きを入れ換えて前記筐体内に配置可能とする制御ユニットと；
   を具備することを特徴とする蓄電池装置。
2. いずれか一方の前記側面カバーが外された前記筐体の側面に、他の蓄電池装置の側面カバーが外された筐体の側面を連結可能とする
   ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池装置。

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