JP5786568B2 - 蓄電装置および蓄電システム - Google Patents

Description

本技術は、電子機器のプラグの差し込み口を有し、電子機器に電力を供給可能な蓄電装置およびこれを用いた蓄電システムに関する。

従来、災害時等停電が発生した場合、各家庭に送電が再開されるまで、ユーザは電気を使用することができなかった。このような場合には、乾電池（一次電池または二次電池）を使用することが広くなされてきたが、電池容量が小さく、携帯用電子機器の動作や充電を行う程度しかできなかった。

これに対して、近年、自家発電装置として家庭用太陽光発電装置や家庭用風力発電装置等の自然エネルギーを利用した発電装置が提案されているものの、一般家庭用としては高額であり、一般家庭への普及率は低い。このため、複数の二次電池を組み合わせた電池モジュールを備えた蓄電装置、または、蓄電機能を有する蓄電式電子機器が提案されている。

蓄電装置は、例えば電力需要の低い夜間や蓄電装置の未使用時に電池モジュールを充電し、必要に応じて蓄電装置に接続された電子機器に対して電力を供給する。また、蓄電式電子機器は、例えば電力需要の低い夜間や蓄電式電子機器の未使用時に電池モジュールを充電し、電力需要のピーク時や停電時に、外部電力を使用することなく動作する。

このような蓄電装置または蓄電式電子機器は、内部に多数の二次電池を備える電池モジュールや、インバータ、コンバータ等の電力変換装置を備える。電力変換装置は、特に発熱量が大きく、装置内部が高温に晒されるおそれがある。また、複数の二次電池が接続されていることから、充電時には電池モジュールも高温となりやすい。電池モジュールは、高温環境下に晒されることにより、電池内部でガスが発生したり、セパレータの分解や熱収縮による安全性の低下が生じるおそれがある。また、電池自身が異常発熱することにより、電池が熱暴走状態となってさらに危険性が高くなるおそれがある。

このような問題に対して、例えば下記の特許文献１の蓄電式空気調和装置では、発熱量の大きい電力変換回路部を複数の二次電池からなる蓄電池よりも上部に配置し、装置下部に外気導入口を、装置上部に排気口をそれぞれ形成している。これにより、装置内部に空気を通し、発熱量の大きい電力変換回路部の熱を効果的に外部に排出するようにしている。また、電力変換回路部と蓄電池との間に断熱部材を設けることにより、電力変換回路部の熱をより蓄電池に伝わりにくくしている。

また、排熱機構としては、下記の特許文献２に示すように、駆動電源としての電池と、制御回路基板等の発熱源との間に空気断熱層を設けることが提案されている。特許文献２では、電池を収容する筐体の空気断熱層側面を肉厚に形成して断熱面とすることで、空気断熱層と併せて２重の断熱構成とするとともに、筐体の他方の面を肉薄に形成して放熱面としている。

特開平１１−３２５５４６号公報 特開２００３−０７１７７５号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成のみでは、電力変換回路部の熱が蓄電池に伝わりやすい。また、蓄電池によって温度差が生じ、電池の劣化度に差異が生じるおそれもある。

また、上述の特許文献２はロボット装置であり、駆動電源や制御回路基板の発熱量がそれほど多くないため、断熱面を発熱源側に設けて、他の面で放熱することで十分に冷却機能が働くと考えられる。一方、蓄電装置等は収容される二次電池数が多く、電力変換装置の発熱量も非常に大きくなる。このため、特許文献２の断熱構成を適用するのみでは充分でないと考えられる。

本技術は、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り、その目的とするところは、高い放熱機能を有する蓄電装置および蓄電システムを提供することにある。

上記問題点を解消するために、本技術の蓄電装置は、鉛直方向に伸びる第１の主面部と、第１の主面部の側端のそれぞれから、第１の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第１および第２の側面部とを備える、金属材料からなる第１のシャシ部材と、
第１のシャシ部材の主面部と対向する第２の主面部と、第２の主面部の側端のそれぞれから、第２の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第３および第４の側面部とを備える、金属材料からなる第２のシャシ部材と、
直流電力または交流電力のいずれかの電力を入力可能な電源入力部と、
電子機器のプラグを接続可能な、１または複数の電源出力部と、
電源入力部から入力された電力が供給されることによって充電される、１または複数の二次電池が接続された電池モジュールと、
電池モジュールと電気的に接続され、電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換して、１または複数の電源出力部に出力する電力変換装置と、
電池モジュールおよび電力変換装置、第１のシャシ部材および第２のシャシ部材、ならびに電源入力部および１または複数の電源出力部を収容し、電源入力部および電源出力部を外部に露出させる筐体と、
筐体の底面側に一体もしくは筐体の底面側に嵌合される、複数の開口を設けた下蓋と、
筐体の上面側に一体もしくは筐体の上面側に嵌合される、複数の開口を設けた上蓋と
を備え、
電池モジュールが、第１のシャシ部材の第１の主面部の一方の面に密着して固定され、
電力変換装置が、第２のシャシ部材の第２の主面部の一方の面に密着して固定され、
第１のシャシ部材の第１の主面部の他方の面と、第２のシャシ部材の第２の主面部の他方の面とが対向して配置されることにより、第１の主面部と第２の主面部との間に、底面側および上面側が解放され、下蓋の複数の開口から吸気した空気を、上蓋の複数の開口を介して外部に流すための空隙部が形成されることを特徴とする。

また、本技術の蓄電システムは、上述の蓄電装置から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記蓄電装置に電力が供給されることを特徴とする。

本技術の蓄電装置は、電池モジュールと、大きな発熱を伴う電力変換装置との間に空隙部が形成される。この空隙部を、装置下面に形成した開口から吸気した空気の流路とし、この空気を装置上面の開口から排出するようにすることにより、電池モジュールおよび電力変換装置のそれぞれを効果的に放熱することができる。

空隙部を構成する第１のシャシ部材および第２のシャシ部材は金属材料からなり、電池モジュールと電力変換回路は、それぞれ第１のシャシ部材および第２のシャシ部材に密着して固定されている。このため、電池モジュールと電力変換回路の熱を、第１のシャシ部材および第２のシャシ部材を介してより効率的に放熱することができる。

本技術によれば、高い放熱機能を有する蓄電装置および蓄電システムを得ることができる。

第１の実施の形態にかかる蓄電装置の外観を示す斜視図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電装置の正面図、上面図、底面図および側面図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電装置の構成を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電装置の筐体を外した状態での側面図である。 図１のＩ−Ｉで示す、第１の実施の形態にかかる蓄電装置の横断面図である。 図１のII−IIで示す、第１の実施の形態にかかる蓄電装置の縦断面図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電装置に用いるシャシ部材の構成を示す斜視図である。 他の構成例にかかる蓄電装置の構成を示す分解斜視図である。 他の構成例にかかる蓄電装置に用いるシャシ部材の構成を示す斜視図である。 他の構成例にかかる蓄電装置の横断面図である。 他の構成例にかかる蓄電装置の縦断面図である。 他の構成例にかかる蓄電装置の外観を示す斜視図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電装置を適用した第２の実施の形態にかかる蓄電システムの一例を示す概略図である。

以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下のように行う。
１．第１の実施の形態（本技術の蓄電装置の例）
２．第２の実施の形態（本技術の蓄電装置を用いた蓄電システムの例）

１．第１の実施の形態
（１−１）蓄電装置の構成
図１は、第１の実施の形態にかかる蓄電装置１の外観を示す斜視図である。また、図２Ａは、蓄電装置１の上面図であり、図２Ｂは蓄電装置１の正面図であり、図２Ｃは蓄電装置１の底面図であり、図２Ｄは蓄電装置１の側面図である。なお、蓄電装置１の右側面および左側面は同じ構成とされており、右側面図および左側面図はいずれも図２Ｄで示される。図３は、蓄電装置１の構成を示す分解斜視図である。

蓄電装置１は、筐体２と、上蓋３と、下蓋４とで外装されており、その正面には、発電装置または商用電源からの直流電力または交流電力を入力可能な電源入力部５と、電子機器のプラグを接続可能な、１または複数の電源出力部６とが設けられている。

筐体２は、例えば、２分割された一対の筐体２ａと筐体２ｂとから形成されている。図１〜図３において、筐体２ａは蓄電装置の前面側を覆うものであり、その正面には、電源入力部５を外部に露出させるための開口２ｃ、ならびに電源出力部６を外部に露出させるための１または複数の開口２ｄが設けられている。

筐体２は、一例として、樹脂材料をモールド成型したものを用いることができる。筐体２を構成する樹脂材料としては、蓄電装置１の外装部材として適切な強度等を備え、一定の成型性を得ることができればいずれの材料を用いても構わない。筐体２を構成する樹脂材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができる。このとき、筐体２の内壁の適当な位置に凸部を設けて、蓄電装置１内の熱を、筐体２を介して蓄電装置１の外部に放熱させる放熱機能を高めるようにしてもよい。筐体２を構成する樹脂材料として、熱伝導性の高い材料を用いることにより、筐体２における放熱性をより向上させることができる。

また、筐体２は、金属板をプレス成型したものを用いることもできる。金属板を構成する金属材料としては、例えばアルミニウム、ステンレス、鉄等を用いることができる。２分割された一対の筐体２ａおよび筐体２ｂは、矩形状の金属板をコ字状に屈曲させるとともに、必要な開口を設けるのみで形成することができ、製造が容易である。また、金属材料は樹脂材料よりも放熱性が高いため、より高い放熱性を得ることができる。このため、筐体２として金属板を用いることはより好ましい。

また、筐体２の内壁の適当な位置に、例えばプレス加工により凹凸形状を設けて、蓄電装置１内の熱を、筐体２を介して蓄電装置１の外部に放熱させる放熱機能を高めるようにしてもよい。また、上述の凹凸形状を筐体２の外面に設けて、デザイン性と放熱性の双方を付与することもできる。

上蓋３は、筐体２ａおよび筐体２ｂの上面を覆うものであり、例えばスリット状を有する、複数の排気口（以下、排気用スリット７と適宜称する）を備えている。上蓋３は、蓄電装置１の天板となる上面部と、上面部の端部から下方に延設された側面部とを備える。排気用スリット７は、側面部に設けられることが好ましい。排気用スリット７を上面部に設ける場合に比べて、外部から液体が浸入しにくくなるためである。上蓋３は、一例として、樹脂材料をモールド成型したものを用いることができる。上蓋３を構成する樹脂材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができる。

下蓋４は、筐体２ａおよび筐体２ｂの下面（底面）を覆うものであり、例えばスリット状を有する、複数の吸気口（以下、吸気用スリット８と適宜称する）を備えている。下蓋４は、蓄電装置１を床上等に配置する際に接地する複数の脚部４ａを有していてもよい。また、蓄電装置１の転倒を防止するために、脚部４ａの底面に、もしくは脚部４ａに代えて、設置面との密着性の高いパッドを設けてもよい。

下蓋４は、蓄電装置１の底板となる底面部と、底面部の端部から上方に延設された側面部とを備える。吸気用スリット８は、側面部に設けられることが好ましい。また、下蓋４は、底面部と側面部とが曲線的につながる構成とされていてもよい。この場合には、吸気用スリット８は、側面部から底面部にかけて連続的に設けられていてもよい。下蓋４は、床上等に設置される際には、底面部が床と密着もしくはわずかな隙間を介して対向する。このため、吸気用スリット８を底面部に設けることにより、充分な空気を蓄電装置１内に取り込むことができなくなるおそれがある。このため、吸気用スリット８は、下蓋４の構成に応じて適切な位置に調整して設けるようにする。

下蓋４は、一例として、樹脂材料をモールド成型したものを用いることができる。下蓋４を構成する樹脂材料としては、上蓋３と同様に、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができる。

なお、上蓋３に設けられる排気用スリット７と、下蓋４に設けられる吸気用スリット８のそれぞれの幅は、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲外にスリット幅が小さい場合には、吸気機能および排気機能が低下するおそれがある。また、この範囲外にスリット幅が大きい場合には、外部から液体が浸入しやすくなってしまう。

以下、蓄電装置１の内部構成について説明する。図４は、蓄電装置１の筐体２ａおよび２ｂを外した状態での側面図である。図５は、図１のＩ−Ｉで示す、蓄電装置１の横断面図である。図６は、図１のII−IIで示す、蓄電装置１の縦断面図である。

図３および図４に示すように、蓄電装置１は、その内部に、主として複数の二次電池を備える電池モジュール１０、電力変換装置であるインバータ１１、シャシ部材１２およびシャシ部材１３、ならびに電源入力部５および電源出力部６を収容する。図５に示すように、シャシ部材１２およびシャシ部材１３は、互いに対向して配置および固定され、シャシ部材１２とシャシ部材との間に空隙部２３を形成する。

図６の蓄電装置１の縦断面図に、本技術にかかる放熱機構の空気の流れを矢印で示す。本技術の蓄電装置１では、シャシ部材１２およびシャシ部材１３により、電池モジュール１０と、大きな発熱を伴うインバータ１１との間に空隙部２３が形成される。この空隙部２３は、蓄電装置１の下蓋４に形成した吸気用スリット８から吸気した空気が流れる流路となる。空隙部２３は、電池モジュール１０と密着して固定されたシャシ部材１２と、インバータ１１と密着して固定されたシャシ部材１３とで構成されている。電池モジュール１０とシャシ部材１２とが密着しているため、電池モジュール１０の熱は効率的にシャシ部材１２に伝わってシャシ部材１２が暖められる。また、インバータ１１の熱はシャシ部材１３に効率的に伝わってシャシ部材１３が暖められる。このため、空隙部２３を空気が流れることにより、シャシ部材１２およびシャシ部材１３を冷却することができる。これにより、電池モジュール１０およびインバータ１１が放熱される。空隙部２３を流れた空気は暖められて上方向に流れ、上蓋３の排気用スリット７から蓄電装置１の外部に排出される。これにより、下蓋４に形成した吸気用スリット８から空気が導入され、空隙部２３を流れて上蓋３の排気用スリット７から排出される放熱機構となる。

なお、図６に図示しないものの、下蓋４に形成した吸気用スリット８から吸気した空気の一部は、筐体２ａとシャシ部材１３とで形成された空間（インバータ１１が固定される空間）を流れる。このため、インバータ１１のシャシ部材１３側面以外の面からも放熱が行われる。同様に、下蓋４に形成した吸気用スリット８から吸気した空気の一部は、筐体２ｂとシャシ部材１２とで形成された空間（電池モジュール１０が固定される空間）を流れる。このため、電池モジュール１０のシャシ部材１２側面以外の面からも放熱が行われる。

［シャシ部材］
シャシ部材１２は、金属材料からなり、図７に示されるように、電池モジュール１０が密着して固定される主面部１２ａと、主面部１２ａの側端のそれぞれから、主面部１２ａに対して略垂直方向に延設して設けられた側面部１２ｂとを備える。側面部１２ｂは、シャシ部材１３側に延設される。また、シャシ部材１２は、主面部１２ａの下端から主面部１２ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部１２ｃを備える。固定部１２ｃは、シャシ部材１２の電池モジュール１０固定側に延設される。さらに、シャシ部材１２は、主面部１２ａの上端から主面部１２ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部１２ｄを備えてもよい。固定部１２ｄは、シャシ部材１３側に延設される。

シャシ部材１３は、金属材料からなり、図７に示されるように、インバータ１１が密着して固定される主面部１３ａと、主面部１３ａの側端のそれぞれから、主面部１３ａに対して略垂直方向に延設して設けられた側面部１３ｂとを備える。側面部１３ｂは、シャシ部材１２側に延設される。また、シャシ部材１３は、主面部１３ａの下端から主面部１３ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部１３ｃを備える。固定部１３ｃは、シャシ部材１３のインバータ１１固定側に延設される。さらに、シャシ部材１３は、主面部１３ａの上端から主面部１３ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部１３ｄを備えてもよい。固定部１３ｄは、シャシ部材１２側に延設される。

シャシ部材１２とシャシ部材１３は、シャシ部材１２の側面部１２ｂと、シャシ部材１３の側面部１３ｂとが互いに固定されることにより固定される。これにより、シャシ部材１２とシャシ部材１３との間に空隙部２３が形成される。また、シャシ部材１２の固定部１２ｄと、シャシ部材１３の固定部１３ｄを設ける場合には、固定部１２ｄと固定部１３ｄとを互いに固定してもよい。側面部１２ｂと側面部１３ｂまたは固定部１２ｄと固定部１３ｄは、例えばビスによって互いに固定される。このとき、図５に示されるように、シャシ部材１２の側面部１２ｂおよびシャシ部材１３の側面部１３ｂと、筐体２ａおよび筐体２ｂとが、一緒に固定されることが好ましい。

なお、空隙部２３の幅は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲外に空隙部の幅が小さい場合、本技術の放熱機能が低下してしまう。また、上記範囲外に空隙部の幅が大きい場合、蓄電装置１の大型化につながってしまう。

また、シャシ部材１２は、固定部１２ｃとベース１５とが例えばビス止めされることにより、ベース１５に固定される。同様に、シャシ部材１３は、固定部１３ｃとベース１５とが例えばビス止めされることにより、ベース１５に固定される。ベース１５は、下蓋４に固定される。

さらに、図４に示すように、固定部１２ｄと固定部１３ｄとが、直接もしくは他の部材を介して上蓋取付部材２２に固定されていても良い。また、固定部１２ｄと固定部１３ｄとが、直接もしくは他の部材を介して上蓋３に固定されていても良い。上蓋取付部材２２は、シャシ部材１２およびシャシ部材１３と固定される。そして、上蓋取付部材２２は、上蓋３と固定される。上蓋３は、筐体２ａおよび筐体２ｂに嵌合される。

上述の様に、シャシ部材１２とシャシ部材１３とが互いに固定されるとともに、蓄電装置１を構成する他の部分と固定されることにより、重量のある電池モジュール１０およびインバータ１１をそれぞれ固定したシャシ部材１２とシャシ部材１３を、蓄電装置１内で確実に固定することができる。

また、このような構成とすることにより、上蓋３の耐荷重を向上させることができる。

なお、シャシ部材１２の側面部１２ｂおよびシャシ部材１３の側面部１３ｂと、筐体２ａおよび筐体２ｂとが一緒に固定され、筐体２ａとシャシ部材１３とで形成された空間と、筐体２ｂとシャシ部材１２とで形成された空間とが区切られることにより、電池モジュール１０から電解液が漏液した場合に、電解液が回路基板側に流れ難くすることができる。これにより、回路基板に電解液が付着し難くすることができる。

［電源入力部］
電源入力部５は、例えばベース１５に固定される。電源入力部５は、中継基板２８を介して電池モジュール１０と接続される。電源入力部５は、例えば直流電力が入力される。また、電源入力部５は、電源入力部５と電池モジュール１０との間にコンバータを設けることにより、交流電力の入力を可能とすることもできる。

［電池モジュール］
電池モジュール１０は、複数の二次電池を直列、並列または直並列に接続して外装ケースに収容したものである。電池モジュール１０は、電源入力部５に入力された直流電力によって各二次電池が充電されるものである。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。図３では、電池モジュール１０を構成する二次電池として、円筒型電池を記載しているが、二次電池の形状は円筒型に限ったものではなく、ラミネートフィルムで外装された薄型形状の電池等であってもよい。

電池モジュール１０の各二次電池の充電は、電源入力部５と電池モジュール１０との間に電気的に接続された中継基板２８によって制御される。充電制御は、従来の二次電池の充電方法と同様にして行われる。

電池モジュール１０は正極リード１６および負極リード１７によって回路基板１８に電気的に接続される。回路基板１８には、インバータ１１の端子板１１ａも接続される。これにより、電池モジュール１０から出力した放電電力を、回路基板１８を介してインバータ１１に入力することができる。正極リード１６および負極リード１７は、例えば、それぞれ端子板１９に沿ってシャシ部材１２およびシャシ部材１３の上面を介して、シャシ部材１３の外側面に設けられた回路基板１８と接続される。なお、回路基板１８の位置や正極リード１６および負極リード１７の引き回し位置については、任意に設定することができる。

電池モジュール１０は、そのシャシ部材１２側面に放熱部材１０ａを設けてもよい。放熱部材１０ａは、例えばシリコンからなり、複数の二次電池の熱を効率的にシャシ部材１２に伝える機能を有する。放熱部材１０ａは、電池モジュール１０に内蔵し、シャシ部材１２側面に少なくともその一部が露出するように設けられることが好ましい。また、放熱部材１０ａを別部品として準備し、電池モジュール１０とシャシ部材１２との固定時に、電池モジュール１０とシャシ部材１２との間に放熱部材１０ａを介在させてもよい。

電池モジュール１０の外装ケースは、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料で形成される。外装ケースは、電池モジュール１０を構成する二次電池を固定可能であれば良く、二次電池の放熱性を高めるために、二次電池の一部を露出させる形状であってもよい。外装ケースは、黒色とすることで放熱性を向上させるようにしてもよい。

また、電池モジュール１０は、上部に接続部１０ｂを設けて上蓋３もしくは上蓋取付部材２２と固定しても良い。これにより、電池モジュール１０は、蓄電装置１内でより強固に固定される。

［インバータ］
インバータ１１は、電池モジュール１０と電源出力部６との間に電気的に接続され、例えば、電池モジュール１０から入力された放電電力を交流電力に変換する。インバータ１１は、接続コード１１ｂを介して電源出力部６が設けられたメイン基板２０と電気的に接続される。

インバータ１１は、シャシ部材１３と固定する際に絶縁部材１４を介してシャシ部材１３と固定されることが好ましい。シャシ部材１３は金属材料からなるため、確実にインバータ１１とシャシ部材１３との間で絶縁を図ることが好ましいためである。このとき、絶縁部材１４としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料で形成される。また、絶縁部材１４は黒色とすることで放熱性を向上させるようにしてもよい。

なお、電池モジュール１０と電源出力部６との間に電気的に接続される装置は、電池モジュール１０から入力された電力を所望の電力に変換して出力する電力変換装置であればよく、インバータ１１の代わりに、直流電流を出力するＤＣ／ＤＣコンバータとしてもよい。

［電源出力部］
電源出力部６は、メイン基板２０上に１または複数設けられる。電源出力部６は、電子機器のプラグが差し込み可能な差し込み口形状に形成されている。これにより、携帯用電子機器、家庭用電子機器等の、通常時においては商用電源から電力を供給されて動作する各電子機器について、蓄電装置１と接続して使用することが可能である。

メイン基板２０は、シャシ部材１３に取り付けた一対の基板取付部材２１に固定することにより、筐体２ａの開口２ｄを介して外部に露出可能な位置に取り付けられる。メイン基板２０は、電源出力部６が開口２ｄから外部に露出する位置となるように調整して基板取付部材２１に固定される。電源出力部６は、水分の浸入を防止するために、蓄電装置１の側面に設けられることが好ましい。

なお、本技術の蓄電装置１を構成する各部材の固定方法は、ビス留め、嵌合等、一般的に用いられる方法を用いることができる。中でも、ビス留めによって固定することが好ましい。

（１−２）蓄電装置の変形例
蓄電装置１は、下記の様な構成とすることもできる。

（１−２−１）第１の変形例
図８〜図１０は、シャシ部材１２の形状を一部変更したシャシ部材２９を用いた変形例である。図８は、変形例のシャシ部材２９を用いた蓄電装置１の構成を示す分解斜視図である。図９は、シャシ部材１３と、シャシ部材１２の形状を一部変更したシャシ部材２９の構成を示す斜視図である。図１０は、変形例のシャシ部材２９を用いた蓄電装置１の横断面図である。

シャシ部材２９は、金属材料からなり、電池モジュール１０が密着して固定される主面部２９ａと、主面部２９ａの側端のそれぞれが、電池モジュール１０側に向けて折り曲げられ、柱状に折り返された凸部２９ｅを有するとともに、主面部２９ａに対して略垂直方向に折り曲げられて設けられた側面部２９ｂとを備える。また、シャシ部材２９は、主面部２９ａの下端から主面部２９ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部２９ｃを備える。固定部２９ｃは、シャシ部材２９の電池モジュール１０固定側に延設される。さらに、シャシ部材２９は、主面部２９ａの上端から主面部２９ａに対して略垂直方向に延設して設けられた固定部２９ｄを備えてもよい。固定部２９ｄは、シャシ部材１３側に延設される。

なお、シャシ部材１２の形状を一部変更したシャシ部材２９を用いる上記変形例は一例であり、シャシ部材１３を、シャシ部材１３の主面部１３ａの側端のそれぞれが、インバータ１１側に向けて折り曲げられ、柱状に折り返された凸部を有する形状としてもよい。また、シャシ部材１２の主面部１２ａおよびシャシ部材１３の主面部１３ａの側端のそれぞれが、柱状に折り返された凸部を有する形状としてもよい。

（１−２−２）第２の変形例
図１１は、主面部１２ａの空隙部２３側面に、放熱用フィンとして機能する凸部を設けたシャシ部材１２と、主面部１３ａの空隙部２３側面に、同様の凸部を設けたシャシ部材１３とを用いた変形例である。図１１は、変形例のシャシ部材１２およびシャシ部材１３を用いた蓄電装置１の縦断面図である。

シャシ部材１２の主面部１２ａの空隙部２３側面に設けた凸部により、シャシ部材１２の空隙部２３側面における表面積を増大させ、空隙部２３を通る空気による放熱効果をより高めることができる。また、シャシ部材１３の主面部１３ａの空隙部２３側面に設けた凸部により、シャシ部材１３の空隙部２３側面における表面積を増大させ、空隙部２３を通る空気による放熱効果をより高めることができる。このような放熱用フィンとして機能する凸部は、シャシ部材１２およびシャシ部材１３の少なくとも一方に設けられることが好ましく、特に、大きな発熱を伴うインバータ１１が固定されるシャシ部材１３に少なくとも設けられることが好ましい。

（１−２−３）第３の変形例
図１２は、第３の変形例の蓄電装置１の外観斜視図である。第３の変形例の蓄電装置１は、上蓋３にＬＥＤランプ２４、出力ＯＮ／ＯＦＦボタン２５および残量表示ボタン２６を設けてもよい。ＬＥＤランプ２４は、例えば電池モジュール１０の残量を表示するために設けられる。出力ＯＮ／ＯＦＦボタン２５は、例えば電源出力部６に電子機器が接続された際に、電子機器への電力供給を開始／停止するためのボタンである。残量表示ボタン２６は、ユーザが蓄電装置１の充電残量を確認する際に押されるものであり、ユーザに押されることによってＬＥＤランプ２４が点灯する。なお、残量表示ボタン２６は、例えば電池モジュール１０の充電中や、電源出力部６と電子機器とが接続されて電力が供給される間には動作しないようにすることが好ましい。

また、蓄電装置１の筐体２ａおよび筐体２ｂの少なくとも一方には、取手２７が設けられていてもよい。蓄電装置１は、持ち運んだり、移動させることが考えられる。取手２７を設けることにより、蓄電装置１の持ち運びや、移動を容易にすることができる。このため少なくとも蓄電装置１の前面（筐体２ａ）に取手２７を設けることが好ましい。

２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態にかかる蓄電装置の応用例について説明する。

蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。

以下では、本技術の蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。

この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、第１の実施の形態で説明した、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第２の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。

さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。

（２−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の蓄電装置１を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図１３を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８等を介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。住宅用の蓄電システムに適用する蓄電装置１０３は、第１の実施の形態にかかる蓄電装置１を用いることができる。これと共に、家庭内発電装置１０４等の独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅１０１には、発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置（エアコン）１０５ｂ、テレビジョン受信機（テレビ）１０５ｃ、風呂（バス）１０５ｄ等である。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。

スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。

各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されてもよい。

各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていてもよい。

以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃ等の集中型電力系統１０２のみならず、発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。蓄電装置を構成する各部材の配置位置や大きさは、任意に構成することができる。

なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
鉛直方向に伸びる第１の主面部と、該第１の主面部の側端のそれぞれから、該第１の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第１および第２の側面部とを備える、金属材料からなる第１のシャシ部材と、
上記第１のシャシ部材の上記主面部と対向する第２の主面部と、該第２の主面部の側端のそれぞれから、該第２の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第３および第４の側面部とを備える、金属材料からなる第２のシャシ部材と、
直流電力または交流電力のいずれかの電力を入力可能な電源入力部と、
電子機器のプラグを接続可能な、１または複数の電源出力部と、
上記電源入力部から入力された上記電力が供給されることによって充電される、１または複数の二次電池が接続された電池モジュールと、
上記電池モジュールと電気的に接続され、該電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換して、１または複数の上記電源出力部に出力する電力変換装置と、
上記電池モジュールおよび上記電力変換装置、上記第１のシャシ部材および上記第２のシャシ部材、ならびに上記電源入力部および１または複数の上記電源出力部を収容し、該電源入力部および該電源出力部を外部に露出させる筐体と、
上記筐体の底面側に一体もしくは上記筐体の底面側に嵌合される、複数の開口を設けた下蓋と、
上記筐体の上面側に一体もしくは上記筐体の上面側に嵌合される、複数の開口を設けた上蓋と
を備え、
上記電池モジュールが、上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の一方の面に密着して固定され、
上記電力変換装置が、上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の一方の面に密着して固定され、
上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の他方の面と、上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の他方の面とが対向して配置されることにより、該第１の主面部と該第２の主面部との間に、底面側および上面側が解放され、上記下蓋の上記複数の開口から吸気した空気を、上記上蓋の上記複数の開口を介して外部に流すための空隙部が形成される
蓄電装置。
［２］
上記第１の側面部と上記第３の側面部とが固定され、上記第２の側面部と上記第４の側面部とが固定されることにより、
上記第１の主面部と上記第２の主面部との間に、上記空隙部が形成される
［１］に記載の蓄電装置。
［３］
上記第１の側面部と上記第３の側面部とが、上記筐体の一面とともに固定され、
上記第２の側面部と上記第４の側面部とが、上記筐体の一面に対向する他の面とともに固定され、
上記第１のシャシ部材と上記筐体とで囲まれる第１の空間と、上記第２のシャシ部材と上記筐体とで囲まれる第２の空間とが形成される
［２］に記載の蓄電装置。
［４］
上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部および上記第２のシャシ部材の第２の主面部の少なくとも一方の側端部のそれぞれが屈曲されて形成された凸部を備え、
上記第１の主面部に上記凸部が設けられる場合には、該凸部が該第１の主面部の一方の面方向に凸となるように形成され、
上記第２の主面部に上記凸部が設けられる場合には、該凸部が該第２の主面部の一方の面方向に凸となるように形成される
［１］〜［３］に記載の蓄電装置。
［５］
上記空隙部の幅が、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である
［１］〜［４］のいずれかに記載の蓄電装置。
［６］
上記下蓋に設けられた複数の開口および上記上蓋に設けられた複数の開口のそれぞれが、スリットである
［５］に記載の蓄電装置。
［７］
上記スリットの幅が、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である
［６］に記載の蓄電装置。
［８］
上記筐体が金属板からなる
［１］〜［７］のいずれかに記載の蓄電装置。
［９］
上記筐体がアルミニウム板からなる
［８］に記載の蓄電装置。
［１０］
上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部と、上記電力変換装置とが、絶縁部材を介して密着する
［１］〜［９］のいずれかに記載の蓄電装置。
［１１］
上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部と、上記電池モジュールとが、放熱部材を介して密着する
［１］〜［９］のいずれかに記載の蓄電装置。
［１２］
上記放熱部材が、上記電池モジュールの一部であり、該放熱部材が、該電池モジュールの上記第１のシャシ部材側面に露出するように設けられる
［１１］に記載の蓄電装置。
［１３］
上記放熱部材が、シリコンからなる
［１２］に記載の蓄電装置。
［１４］
上記電力変換装置が、上記電池モジュールから出力された直流電力を交流電力に変換して、該交流電力を１または複数の上記電源出力部に出力するインバータである
［１］に記載の蓄電装置。
［１５］
上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の他方の面および上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の他方の面の少なくとも一方に、複数の凸部が設けられる
［１］に記載の蓄電装置。
［１６］
上記筐体の一部に、１または複数の取手が設けられる
［１］に記載の蓄電装置。
［１７］
［１］に記載の蓄電装置から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記蓄電装置に電力が供給される
蓄電システム。

１…蓄電装置、２，２ａ，２ｂ…筐体、２ｃ，２ｄ…開口、３…上蓋、４…下蓋、４ａ…脚部、５…電源入力部、６…電源出力部、７…排気用スリット、８…吸気用スリット、１０…電池モジュール、１０ａ…放熱部材、１０ｂ…接続部、１１…インバータ、１１ａ…端子板、１１ｂ…接続コード、１２，１３…シャシ部材、１２ａ，１３ａ…主面部、１２ｂ，１３ｂ…側面部、１２ｃ，１３ｃ，１２ｄ，１３ｄ…固定部、１４…絶縁部材、１５…ベース、１６…正極リード、１７…負極リード、１８…回路基板、１９…端子板、２０…メイン基板、２１…基板取付部材、２２…上蓋取付部材、２３…空隙部、２４…ＬＥＤランプ、２５…出力ＯＮ／ＯＦＦボタン、２６…残量表示ボタン、２７…取手、２８…中継基板、２９…シャシ部材、２９ａ…主面部、２９ｂ…側面部、２９ｃ，２９ｄ…固定部、２９ｅ…凸部、１００…蓄電システム、１０１…住宅、１０２ａ…火力発電、１０２ｂ…原子力発電、１０２ｃ…水力発電、１０２…集中型電力系統、１０３…蓄電装置、１０４…発電装置、１０５…電力消費装置、１０５ａ…冷蔵庫、１０５ｂ…空調装置、１０５ｃ…テレビジョン受信機、１０５ｄ…風呂、１０６…電動車両、１０６ａ…電気自動車、１０６ｂ…ハイブリッドカー、１０６ｃ…電気バイク、１０７…スマートメータ、１０８…パワーハブ、１０９…電力網、１１０…制御装置、１１１…センサ、１１２…情報網、１１３…サーバ

Claims (17)

1. 鉛直方向に伸びる第１の主面部と、該第１の主面部の側端のそれぞれから、該第１の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第１および第２の側面部とを備える、金属材料からなる第１のシャシ部材と、
   上記第１のシャシ部材の上記主面部と対向する第２の主面部と、該第２の主面部の側端のそれぞれから、該第２の主面部に対して略垂直に延設して設けられた第３および第４の側面部とを備える、金属材料からなる第２のシャシ部材と、
   直流電力または交流電力のいずれかの電力を入力可能な電源入力部と、
   電子機器のプラグを接続可能な、１または複数の電源出力部と、
   上記電源入力部から入力された上記電力が供給されることによって充電される、１または複数の二次電池が接続された電池モジュールと、
   上記電池モジュールと電気的に接続され、該電池モジュールから入力された電力を所望の電力に変換して、１または複数の上記電源出力部に出力する電力変換装置と、
   上記電池モジュールおよび上記電力変換装置、上記第１のシャシ部材および上記第２のシャシ部材、ならびに上記電源入力部および１または複数の上記電源出力部を収容し、該電源入力部および該電源出力部を外部に露出させる筐体と、
   上記筐体の底面側に一体もしくは上記筐体の底面側に嵌合される、複数の開口を設けた下蓋と、
   上記筐体の上面側に一体もしくは上記筐体の上面側に嵌合される、複数の開口を設けた上蓋と
   を備え、
   上記電池モジュールが、上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の一方の面に密着して固定され、
   上記電力変換装置が、上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の一方の面に密着して固定され、
   上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の他方の面と、上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の他方の面とが対向して配置されることにより、該第１の主面部と該第２の主面部との間に、底面側および上面側が解放され、上記下蓋の上記複数の開口から吸気した空気を、上記上蓋の上記複数の開口を介して外部に流すための空隙部が形成される
   蓄電装置。
2. 上記第１の側面部と上記第３の側面部とが固定され、上記第２の側面部と上記第４の側面部とが固定されることにより、
   上記第１の主面部と上記第２の主面部との間に、上記空隙部が形成される
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 上記第１の側面部と上記第３の側面部とが、上記筐体の一面とともに固定され、
   上記第２の側面部と上記第４の側面部とが、上記筐体の一面に対向する他の面とともに固定され、
   上記第１のシャシ部材と上記筐体とで囲まれる第１の空間と、上記第２のシャシ部材と上記筐体とで囲まれる第２の空間とが形成される
   請求項２に記載の蓄電装置。
4. 上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部および上記第２のシャシ部材の第２の主面部の少なくとも一方の側端部のそれぞれが屈曲されて形成された凸部を備え、
   上記第１の主面部に上記凸部が設けられる場合には、該凸部が該第１の主面部の一方の面方向に凸となるように形成され、
   上記第２の主面部に上記凸部が設けられる場合には、該凸部が該第２の主面部の一方の面方向に凸となるように形成される
   請求項１に記載の蓄電装置。
5. 上記空隙部の幅が、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である
   請求項１に記載の蓄電装置。
6. 上記下蓋に設けられた複数の開口および上記上蓋に設けられた複数の開口のそれぞれが、スリットである
   請求項１に記載の蓄電装置。
7. 上記スリットの幅が、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である
   請求項６に記載の蓄電装置。
8. 上記筐体が金属板からなる
   請求項１に記載の蓄電装置。
9. 上記筐体がアルミニウム板からなる
   請求項８に記載の蓄電装置。
10. 上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部と、上記電力変換装置とが、絶縁部材を介して密着する
    請求項１に記載の蓄電装置。
11. 上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部と、上記電池モジュールとが、放熱部材を介して密着する
    請求項１に記載の蓄電装置。
12. 上記放熱部材が、上記電池モジュールの一部であり、該放熱部材が、該電池モジュールの上記第１のシャシ部材側面に露出するように設けられる
    請求項１１に記載の蓄電装置。
13. 上記放熱部材が、シリコンからなる
    請求項１２に記載の蓄電装置。
14. 上記電力変換装置が、上記電池モジュールから出力された直流電力を交流電力に変換して、該交流電力を１または複数の上記電源出力部に出力するインバータである
    請求項１に記載の蓄電装置。
15. 上記第１のシャシ部材の上記第１の主面部の他方の面および上記第２のシャシ部材の上記第２の主面部の他方の面の少なくとも一方に、複数の凸部が設けられる
    請求項１に記載の蓄電装置。
16. 上記筐体の一部に、１または複数の取手が設けられる
    請求項１に記載の蓄電装置。
17. 請求項１に記載の蓄電装置から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記蓄電装置に電力が供給される
    蓄電システム。

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