CN112567621A - 电力转换系统和电力存储系统 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的问题是提供使诸如灰尘等的异物难以从进气口进入壳体的内部空间的电力转换系统和电力存储系统。电力转换系统(2)设置有：壳体(外部壳体(3))；和电力转换器(7)。电力转换器(7)布置在壳体的内部空间(300)中。壳体的外周面(301)上形成有进气口(31)和出气口(32)。出气口(32)通过壳体的内部空间(300)与进气口(31)连通并且位于进气口(31)的下方。

Description

电力转换系统和电力存储系统
技术领域
本公开总体上涉及电力转换系统和电力存储系统，并且更具体地涉及包括壳体和配置在壳体的内部空间中的电力转换器的电力转换系统以及包括该电力转换系统的电力存储系统。
背景技术
专利文献1中公开的燃料电池系统是示例性的已知系统，其包括壳体和配置在壳体的内部空间中的电力转换器。在上述燃料电池系统中，电力转换器收纳在壳体中。壳体具有多个面，其中一个面构成能够移除或开闭的维护面。仅维护面设置有：吸气口，氧化剂气体通过该进气口被引入壳体；排气口，从燃料电池模块排放的排气通过该排气口被排出壳体；以及换气入口(进气口)和换气出口(出气口)，壳体的内部空间通过它们与空气换气。换气出口配置在换气入口的上方。
然而，在专利文献1的燃料电池系统中，灰尘和其它异物可能会通过换气入口进入壳体的内部空间，并且有时需要减少这种可能性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-171005号公报
发明内容
因此，本公开的目的是提供减少了灰尘等的异物通过进气口进入壳体的内部空间的可能性的电力转换系统和电力存储系统。
根据本公开的一个方面的电力转换系统包括壳体和电力转换器。电力转换器配置在壳体的内部空间中。壳体的外周面设置有进气口和出气口。出气口经由壳体的内部空间与进气口连通并位于进气口的下方。
根据本公开的另一方面的电力存储系统包括上述电力转换系统和蓄电池。蓄电池将与电力转换器电连接。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的包括电力转换系统的电力存储系统的从电力存储系统的上方观察的截面图。
图2是电力转换系统的从电力转换系统的下方观察的立体图。
图3是电力转换系统的从电力转换系统的上方观察的立体图，并且图示了其盖被打开的状态。
图4是电力转换系统的从电力转换系统的右方观察的截面图。
图5是图示电力变换系统的内部壳体的主要部分的立体图。
图6是沿着图4所示的平面X1-X1截取的截面图。
图7的(A)是沿着图4所示的平面X2-X2截取的截面图。图7的(B)是由图7的(A)中的单点划线圆指示的部分的放大图。
图8示出了根据示例性实施方式的电力转换系统中的空气流和空气温度分布的分析结果。
图9的(A)是电力转换系统的示意图。图9的(B)是根据第一变型例的电力转换系统的示意图。图9的(C)是根据第二变型例的电力转换系统的示意图。
图10是根据第三变型例的电力转换系统的立体图，并且图示了其盖被打开的状态。
具体实施方式
现在将参照附图说明根据示例性实施方式的电力转换系统和电力存储系统。注意，将稍后说明的实施方式仅是本公开的各种实施方式中的一个示例性实施方式，并且不应当被解释为限制性的。而是，可以在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据设计选择或任何其它因素容易地以各种方式对示例性实施方式进行改变。在实施方式的以下说明中参照的附图均是示意图。也就是说，在附图中图示的各个构成要素的尺寸(包括厚度)的比率不总是反映它们的实际尺寸比率。
如图1所示，根据本实施方式的电力存储系统1包括电力转换系统2和多个(例如，在图1所示的示例中为三个)蓄电池11。如图2和图3所示，电力转换系统2包括外部壳体3(壳体)和电力转换器7。
电力转换器7被实施为电力调节器。电力转换器7与多个蓄电池11电连接。多个蓄电池7串联、并联或串并联地连接在一起。电力转换器7将从多个蓄电池11供给的DC电力转换成AC电力，并且向商用电网或负荷输出AC电力。另外，电力转换器7还将从诸如商用电网等的外部电源供给的AC电力转换成DC电力，并且向多个蓄电池11输出DC电力。所设置的蓄电池11的数量根据需要可以是单个或多个。
电力转换器7并非必须与单个或多个蓄电池11电连接。可选地，电力转换器7还可以例如与诸如太阳能电池或燃料电池等的电源电连接。
外部壳体3包括主体4和盖5。主体4被形成为中空长方体的形状。主体4的一个面401具有开口部48。盖5安装于主体4。盖5盖住开口部48。另外，盖5可以用于覆盖和露出开口部48。具体地，盖5经由多个(例如，在图2所示的示例中为四个)铰链99安装于主体4，并且以多个铰链99作为旋转轴转动以覆盖和露出开口部48。也就是说，盖5用作外部壳体3的门。盖5并非必须是这种门，而还可以是例如螺合在主体4上的面板。如果盖5是螺合到主体4上的，则可以通过旋开螺纹部将盖5从主体4移除。
电力转换器7包括逆变器、DC/DC转换器、多个开闭器和多个断路器以及内部壳体8。逆变器可以被实施为例如非绝缘三相逆变器。如图4所示，电力转换器7配置在外部壳体3的内部空间300中。也就是说，内部壳体8配置在外部壳体3的内部空间300中。更具体地，内部壳体8收纳在外部壳体3的主体4中并被盖5覆盖。电力转换器7包括产生热的发热部件。具体地，电力转换器7包括作为发热部件的变压器71。变压器71是电力转换器7的DC/DC转换器的一个构成要素。发热部件配置在内部壳体8的内部空间800中。内部壳体8的内部空间800形成外部壳体3的内部空间300的一部分。任选地，电力转换器7可以包括作为逆变器(DC/AC转换器)的构成要素的AC电抗器(其也是发热部件)。AC电抗器可以配置在例如如下空间中：在本实施方式中，配置有变压器71的空间(即，第一分隔空间810)。在第一分隔空间810中，可以配置变压器71和AC电抗器两者，或者可以配置变压器71或AC电抗器中的一者。
外部壳体3(电力转换系统2)安装在室外。例如，外部壳体3可以收纳在被称作“外壳”的箱中。在外壳中，收纳有多个蓄电池11(参见图1)和外部壳体3。任选地，外壳中还可以安装有诸如空调器等的空调装置。另外，收纳在外壳中的蓄电池11的数量根据需要可以是单个或多个，收纳在外壳中的电力转换系统2的数量也是如此。
外部壳体3可以根据需要安装在有棚的场所或没有棚的场所。例如，外部壳体3可以设置在设置于地面的基台上。可选地，外部壳体3还可以例如悬挂在建筑物的墙壁上。尽管如此，根据本实施方式的电力转换器7是用于转换高压电力的装置，因此具有比用于转换低压电力的装置重的重量。因而，外部壳体3适合安装在外壳中或设置在设置于地面的基台上。
外部壳体3的盖5包括盖主体51、百叶窗52和排气罩53。外部壳体3设置有进气口31和出气口32。更具体地，在外部壳体3的盖5中，盖主体51设置有进气口31，排气罩53设置有出气口32。出气口32经由外部壳体3的内部空间300与进气口31连通。已经通过进气口31进入外部壳体3的内部空间300的空气通过出气口32排出。
出气口32位于进气口31的下方。也就是说，进气口31位于出气口32的上方。与进气口31和出气口32之间的上下位置关系颠倒的情形相比，这减少了沙子、泥土、水滴和灰尘等异物通过进气口31进入外部壳体3的内部空间300的可能性。如在本文中使用的，“上/上方”和“下/下方”是指在外部壳体3设置于安装位置的状态下的位置。例如，安装位置可以在外壳的内部或基台上。外部壳体3的长度方向轴线和内部壳体8的长度方向轴线与上下方向一致。
另外，地面附近的空气可能会因被地面反射的阳光而变热。即使在这种情形下，因为进气口31位于出气口32的上方，所以该构造也减少了变热的空气通过进气口31进入的可能性。这允许电力转换器7利用通过进气口31吸入的空气而有效地冷却。
另外，将进气口31配置在出气口32的上方减少了在下雪时进气口31被雪堵塞的可能性。
在以下对电力转换系统2的说明中，当从内部壳体8观察时，假定盖5位于内部壳体8的“前方”，并且当从盖5观察时，假定内部壳体8位于盖5的“后方”。另外，当从电力转换系统2的前方观察时，在本文中相对于电力转换系统2定义右方/左方。
主体4可以由例如铁板形成。如图3和图4所示，主体4具有后壁41、上壁42、下壁43、右壁44和左壁45。从呈矩形的后壁41的周缘起，也均呈矩形的上壁42、下壁43、右壁44和左壁45全部向前突出。
盖主体51可以由例如铁板形成。盖主体51具有矩形的板状。盖主体51经由多个铰链99安装在左壁45的前端。盖主体51具有凹部511。盖主体51的凹部511从盖主体51的内表面515朝向其外表面516凹陷。凹部511设置在盖主体51的上端附近。凹部511的底面为具有多个长形孔512的格子状。多个长形孔512的长度方向轴线与左右方向一致。
盖5的百叶窗52安装在盖主体51的外表面516上。百叶窗52在前后方向上与凹部511重叠。百叶窗52包括多个叶片521。多个叶片521均从多个长形孔512中的相关联的那个长形孔512的周围朝向外部壳体3的外部向下倾斜地延伸。多个叶片521沿着上下方向并列地上下配置。多个叶片521以每对叶片521之间留有空间的方式彼此平行配置。外部壳体3外部的环境经由位于多个叶片521之间的空间和贯穿盖主体51设置的多个长形孔512与外部壳体3的内部空间300连通。
贯穿盖主体51设置的多个长形孔512一起形成进气口31。也就是说，空气通过位于多个叶片521之间的空间和多个长形孔512从外部壳体3的外部进入外部壳体3的内部空间300。
如在本文中使用的，可以将进气口31定义为包括多个叶片521之间的空间和贯穿盖主体51设置的多个长形孔512。在这种情况下，进气口31遍及形成外部壳体3的外周面301的一部分的、百叶窗52的外表面地设置，并且遍及盖主体51的外表面516的在前后方向上面对百叶窗52的区域地设置。另外，在这种情况下，如果进气口31位于出气口32的上方，则意味着多个叶片521之间的空间和多个长形孔512两方均位于出气口32的上方。
任选地，进气口31可以安装有防尘过滤器。防尘过滤器可以安装于例如贯穿盖主体51设置的凹部511。
盖5的排气罩53具有中空棱台的形状。排气罩53的后端设置有开口部531。排气罩53以从盖主体51向前突出的方式安装于盖主体51。更具体地，贯穿盖主体51地设置有开口部514，排气罩53的围绕开口部531的周缘部嵌在贯穿盖主体51设置的开口部514中。排气罩53的相对于盖主体51测量的向前突出量随着距排气罩53的底部的距离减小而增大。
排气罩53不仅设置有开口部531，而且还设置有出气口32。开口部531和出气口32经由排气罩53的内部空间彼此连通。出气口32贯穿排气罩53的下表面地设置。出气口32将从外部壳体3的内部空间300朝向外部壳体3的外部吹出的空气流限制成向下的。这减少了雨水通过出气口32的侵入。
出气口32位于进气口31的下方。因此，如在本实施方式中那样使出气口32将从外部壳体3的内部空间300朝向外部壳体3的外部吹出的空气流限制成向下的，会使从出气口32排出的空气远离进气口31(即，沿进气口31相反的方向)(即，不是向上而是向下)吹出。这减少了从出气口32排出的空气通过进气口31被吸入的可能性。
盖主体51的外表面516、百叶窗52的外表面、排气罩53的外表面、主体4的右壁44的外表面、主体4的左壁45的外表面和主体4的后壁41的外表面一起形成外部壳体3的外周面301。也就是说，“外部壳体3的外周面301”是指外部壳体3的除了其上表面302和下表面303以外的所有外表面。进气口31设置成贯穿盖主体51的外表面516中的面对百叶窗52的区域。出气口32设置成贯穿排气罩53的形成外周面301的一部分的外表面。
进气口31和出气口32设置成贯穿外部壳体3的外周面301中的位于一个方向上的一侧的区域。此外，进气口31和联接至出气口32的开口部514贯穿外部壳体3的外周面301中的相同表面地设置。具体地，进气口31和出气口32均贯穿盖5地设置。在这种情况下，“一个方向”是前后方向，“一个方向上的一侧”是前侧。外部壳体3的盖5是外部壳体3的位于前侧的构成构件，并且从前方盖住外部壳体3的内部空间300。
进气口31和出气口32贯穿外部壳体3的外周面301的前侧区域地设置。因而，如图1所示，在外部壳体3的周围，仅需要在外部壳体3的前方(即，在绘制图1的纸面的下部)留出空间SP1，而无需在外部壳体3的右方、左方或后方留出任何空间。也就是说，即使将诸如蓄电池11等的任何设备或壁12(例如外壳的结构部分)配置在外部壳体3的右方、左方或后方，空气仍然可以通过进气口31被吸入以及通过出气口32被排出。与进气口31贯穿外部壳体3的外周面301的前侧区域地设置并且出气口32贯穿外周面301的右侧区域、左侧区域或后侧区域地设置的情形相比，这能够缩减在外部壳体3的周围留出的空间。
另外，当操作或维护电力转换系统2时，操作员会打开和关闭盖5。在这种情况下，被打开的盖5位于外部壳体3前方的空间SP1中。这允许操作员进入空间SP1并接近电力转换器7。因而，不需要在外部壳体3的右方、或左方或后方留出任何空间。
另外，为了形成进气口31和出气口32，仅需要对盖5进行加工。与进气口31和出气口32中的一者贯穿盖5地设置并且另一者贯穿主体4地设置的情形相比，这可以降低外部壳体3的加工成本。
如图3和图4所示，电力转换系统2还包括能够伸缩的变形部21。变形部21是具有方形管状的波纹管。变形部21能够沿轴向伸缩。变形部21可以由诸如橡胶和金属或者树脂和金属的材料组合制成。变形部21的第一端安装于贯穿盖主体51设置的开口部514的周缘。如图3所示，当贯穿主体4设置的开口部48未被盖5覆盖时，变形部21的第二端不与任何构件接触，并且变形部21未被压缩。变形部21并非必须具有方形管状，而是还可以具有例如圆筒状。
如图5所示，内部壳体8包括外壁81和支撑外壁81的框架82。外壁81可以例如由铁板形成。贯穿内部壳体8的外壁81中的一者地设置有开口部83(参见图3)。如图4所示，当贯穿主体4设置的开口部48被盖5盖住时，变形部21的第二端与外壁81的开口部83的周缘接触。在这种情况下，变形部21夹在盖主体51与内部壳体8之间以被压缩变形。这使变形部21的第二端与内部壳体8紧密接触。
如图4和图6所示，外部壳体3的内部空间300中形成有位于进气口31与出气口32之间的空气流路F1。位于内部壳体8与外部壳体3之间的空间(流路F11)形成流路F1的一部分。也就是说，在内部壳体8的每个表面(除了下表面)与外部壳体3之间存在间隙，该间隙构成流路F11。流路F11至少形成在内部壳体8的上方、后方、右方和左方。流路F1是第一区域，通过进气口31被吸入的空气流动通过该第一区域。
空气在流路F11中的存在减少了热从外部壳体3的外部向电力转换器7的内部壳体8的传递。这在例如外部壳体3因日照而变热时抑制了电力转换器7的温度的升高。
进气口31至少部分地位于内部壳体8的上方。更具体地，进气口31的上端位于内部壳体8的上方。这使得已经通过进气口31进入外部壳体3的内部空间300的空气更容易经过内部壳体8上方的空间。因此，空气可以更顺利地流过内部空间300。
变形部21的内部空间(流路F13)形成流路F1的一部分并与出气口32连通。空气从位于内部壳体8的前表面与外部壳体3的前侧的内表面之间的空间朝向出气口32的流动会被变形部21的周面阻挡。因而，已经通过进气口31进入外部壳体3的内部空间300的空气经由如将稍后说明的内部壳体8的内部空间800朝向出气口32流动。也就是说，变形部21限制了空气的流路。
如图4和图5所示，电力转换器7还包括管道74、第一分隔板75和第二分隔板76。管道74、第一分隔板75和第二分隔板76配置在内部壳体8的内部空间800中。
内部壳体8的内部空间800包括第一分隔空间810(第一区域)，第二分隔空间820(第二区域)和第三分隔空间830(第二区域)。第一分隔空间810形成流路F1的一部分。通过进气口31被吸入的空气经过第一分隔空间810。第一分隔空间810设置在内部壳体8的下部的后端。第一分隔空间810中配置有作为发热部件的变压器71。在本实施方式中，变压器71是用于交流电的三线变压器。变压器71利用螺钉固定于第二分隔板76。第二分隔空间820设置在第一分隔空间810的前方。第一分隔空间810和第二分隔空间820通过第一分隔板75彼此隔开。电力转换器7包括配置在第二分隔空间820中的多个回路部件77。第一分隔板75是供多个回路部件77组装在一起的印刷电路板。多个回路部件77可以包括例如作为电力转换器7的构成要素的开闭器和断路器。这些开闭器和断路器与用于向商用电网或负荷输出交流电力的配线连接。第三分隔空间830设置在第一分隔空间810的下方。第一分隔空间810和第三分隔空间830通过第二分隔板76彼此隔开。电力转换器7包括配置在第三分隔空间830中的多个回路部件78。多个回路部件78均可以是例如电容器。第二分隔空间820和第三分隔空间830彼此连通。
如在本文中所用的，“分隔”是指对空间设置壁或任何其它分隔构件，以将该空间分隔成通过壁或任何其它分隔构件彼此隔开的多个空间。多个空间可以以其间不留任何间隙的方式通过壁或任何其它分隔构件彼此隔开，以防止空气在其间来回流动。可选地，空气可以在多个空间之间来回流动。
电力转换器7还包括控制箱79。控制箱79用于使电力转换器7与多个蓄电池11(参见图1)、商用电网和负荷选择性地电连接或断开。控制箱79从前方覆盖第二分隔空间820。控制箱79具有门791。门791形成内部壳体8的前表面的一部分。门791面对盖5。
第一分隔空间810通过第一分隔板75、第二分隔板76和内部壳体8的外壁81与第二分隔空间820和第三分隔空间830隔开。任选地，第一分隔空间810可以经由供与回路部件77或78连接的配线穿过的孔与第二分隔空间820和第三分隔空间830连通。位于孔的内边缘与配线之间的间隙利用由诸如硅橡胶的材料制成的密封构件适当地封闭。
如图5所示，内部壳体8的外壁81具有多个(例如，在图5所示的示例中为三个)通孔811。多个通孔811使形成内部壳体8的内部空间800的一部分的第一分隔空间810相对于内部壳体8与外部壳体3之间的空间(流路F11)开放。多个通孔811贯穿内部壳体8的后表面、右表面和左表面地设置。从内部壳体8与外部壳体3之间的空间(流路F11)经由三个通孔811中的任意一者通向内部壳体8的内部空间800(第一分隔空间810)的方向对于三个通孔811彼此不同。具体地，从流路F11通向第一分隔空间810的方向在穿过贯穿内部壳体8的后表面设置的通孔811时为前方向，在穿过贯穿内部壳体8的右表面设置的通孔811时是左方向，在穿过贯穿内部壳体8的左表面设置的通孔811时为右方向。也就是说，流路F11中的空气在进入第一分隔空间810之前，沿三个不同的方向流过三个通孔811。多个通孔811通过框架82彼此隔开。可选地，多个通孔811可以彼此连通。
在图4中，管道74的内部空间(流路F12)形成进气口31与出气口32之间的流路F1的一部分。管道74包括：呈筒状的第一筒部741，其沿上下方向延伸；呈筒状的第二筒部742，其沿前后方向延伸；和联接部743，其将第一筒部741的上端和第二筒部742的后端联接在一起。在第一筒部741和第二筒部742中，管道74具有矩形的截面形状。如在本文中使用的，“管道74的截面形状”是指垂直于管道74的流路轴线截取的平面的截面形状。管道74内部的流路F12在第一筒部741的下端处与第一分隔空间810连通。流路F12还在管道74的第二筒部742的前端处与变形部21内部的流路F13连通。管道74内部的流路F12经由变形部21内部的流路F13与出气口32连通。
如图7的(A)和图7的(B)所示，电力转换系统2包括多个(例如，在图7的(A)所示的示例中为三个)堆叠构件90。多个堆叠构件90中的每一者均包括作为产生热的发热部件的功率器件91和多个冷凝器92以及用作散热构件的散热器93。也就是说，电力转换系统2包括多个(例如，在图7的(A)所示的示例中为三个)散热器93。多个散热器93中的每一者均包括支撑构件931和多个散热片932。支撑构件931具有板状。支撑构件931具有作为其在厚度方向上的两侧表面的第一表面901和第二表面902。多个散热片932从支撑构件931的第一表面901突出。
在多个散热器93中的每一者中，支撑构件931形成管道74的第二筒部742的一部分。更具体地，多个(三个)散热器93中的一个散热器93包括第二筒部742的上表面的一部分，另一个散热器93包括第二筒部742的左表面的一部分，其余一个散热器93包括第二筒部742的右表面的一部分。在每个散热器93中，多个散热片932均从支撑构件931朝向管道74的内侧突出。多个散热片932配置在第二筒部742的内侧、管道74内部的流路F12中。可选地，多个散热片932可以从第二筒部742的内周面突出。
在配置有多个散热片932的区域中，流路F12在管道74内部的行进方向是前后方向。多个散热片932的厚度方向与流路F12在管道74内部的行进方向相交。在多个(例如，三个)散热器93当中的包括第二筒部742的上表面的一部分的那个散热器93中，多个散热片932的厚度方向是左右方向。在多个散热器93当中的其余两个散热器93中，多个散热片932的厚度方向是上下方向。另外，多个散热片932从支撑构件931的突出方向与流路F12在管道74内部的行进方向相交。将多个散热片932配置成壁状允许形成多个槽。也就是说，形成了多个槽，其底部由支撑构件931限定并且侧表面由多个散热片932限定。多个槽的延伸方向(即，观察者直视绘制图7的(B)的纸面的方向)是沿着流路F12的方向。沿着流路F12，空气经过多个散热片932之间的间隙。
在多个堆叠构件90当中的每一者中，功率器件91和多个冷凝器92安装在散热器93的支撑构件931的第二表面902上。功率器件91可以是例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。多个堆叠构件90的多个功率器件91和多个冷凝器92一起形成电力转换器7的逆变器。第二表面902是相对于管道74内部的流路F12的相反表面。也就是说，多个散热器93沿着流路F12(第一区域)配置，而功率器件91和多个冷凝器92配置在流路F12的周围和上方的空间840(第二区域)中。管道74将流路F12与空间840隔开。
在功率器件91和多个冷凝器92的上方，配置有多个回路部件94。多个回路部件94可以包括例如作为电力转换器7的构成要素的开闭器和断路器。这些开闭器和断路器与被从多个蓄电池11(参见图1)供给直流电力的配线连接。
图8示出了电力转换系统2中的空气流和空气温度分布的分析结果。已经通过进气口31进入外部壳体3的内部空间300的空气经过内部壳体8与外部壳体3之间的流路F11，并且通过多个通孔811流入第一分隔空间810。已经进入第一分隔空间810的空气经过管道74内部的流路F12、变形部21内部的流路F13和排气罩53的内部空间，然后通过出气口32排出。根据分析结果，管道74内部的流路F12中的空气具有比进气口31附近的空气和流路F11中的空气高的温度。另外，出气口32处的空气具有比流路F12中的多个散热器93(参见图4)后方的空气温度高的温度。
将进一步详细地说明图8所示的空气的温度分布。在外部壳体3的外部，将要通过进气口31被吸入的空气的温度落在从24.97℃至28.86℃的第一温度范围内。流路F11中的空气的温度落在第一温度范围内。管道74内部的流路F12中的空气的温度落在第一温度范围、从28.86℃至32.76℃的第二温度范围以及从32.76℃至36.65℃的第三温度范围的组合范围内。排气罩53的内部空间中的空气的温度落在第二温度范围、第三温度范围以及从36.65℃至40.54℃的第四温度范围的组合范围内。从出气口32排出的空气的温度落在第一温度范围、第二温度范围和第三温度范围的组合范围内。第一分隔空间810具有温度甚至高于第四温度范围的空气。
如图3和图4所示，电力转换系统2还包括多个(例如，在图3所示的示例中为六个)风扇95。多个风扇95配置在外部壳体3的内部空间300中。多个风扇95产生从进气口31经由外部壳体3的内部空间300吹向出气口32的气流。在内部空间300中，多个风扇95被配置成面对盖5。更具体地，多个风扇95配置在管道74的第二筒部742的前端。如图3所示，当盖5未覆盖贯穿主体4设置的开口部48时，多个风扇95从内部壳体8向外露出。如图4所示，当盖5盖住主体4的开口部48时，多个风扇95配置在出气口32与多个散热器93之间。更具体地，当盖5盖住主体4的开口部48时，多个风扇95配置在变形部21与多个散热器93之间。多个风扇95将管道74的内部空间中的空气吹向出气口32。
图9的(A)示意性地图示了电力转换系统2中的各个构成元件的配置。图9的(A)是电力转换系统2的右侧视图。内部壳体8与外部壳体3之间的流路F11与形成内部壳体8的内部空间800的一部分的第一分隔空间810连通。第一分隔空间810与管道74(参见图4)内部的流路F12连通。在第一分隔空间810中，配置有用作发热部件的变压器71。在流路F12中，配置有形成多个堆叠构件90(参见图7的(A))的一部分的散热器93。流路F12与出气口32连通。在流路F12与出气口32之间，配置有多个风扇95(参见图3)。另外，在内部壳体8的内部空间800当中的、流路F12的周围和上方的空间840中，配置有包括开闭器和断路器的多个回路部件94。在流路F12下方的第二分隔空间820中，配置有控制箱79和多个回路部件77。在第一分隔空间810下方的第三分隔空间830中，配置有回路部件78(电容器)。在空间840、第二分隔空间820和第三分隔空间830中的每一者与流路F1之间均设置有分隔件。
如图4所示，作为发热部件的变压器71与进气口31之间的直线距离L1比变压器71与出气口32之间的直线距离L2长。因此，与直线距离L1、L2之间的长度关系相反(即，直线距离L1比直线距离L2短)的情形相比，这允许已经吸收了由变压器71产生的热的空气经历较短的距离到达出气口32。这改善了将热从变压器71向外部壳体3的外部散发的效率。在这种情况下，可以将直线距离L1定义为例如从变压器71上的最靠近进气口31的点到进气口31上的最靠近变压器71的点之间的直线距离。可以将直线距离L2定义为例如从变压器71上的最靠近出气口32的点到出气口32上的最靠近变压器71的点之间的直线距离。
另外，沿着流路F1(参见图9的(A))使变压器71与进气口31连接的路线(曲线或者直线和曲线的组合)比沿着流路F1使变压器71与出气口32连接的路线长。
此外，多个堆叠构件90均包括作为发热部件的功率器件91和多个冷凝器92以及用作散热构件的散热器93。多个堆叠构件90中的每个堆叠构件90与进气口31之间的直线距离比该堆叠构件90与出气口32之间的直线距离短。在图4中，还图示了一个堆叠构件90与进气口31之间的直线距离L3以及该堆叠构件90与出气口32之间的直线距离L4。此外，沿着流路F1使多个堆叠构件90中的每个堆叠构件90与进气口31连接的路线(曲线或者直线和曲线的组合)比沿着流路F1使该堆叠构件90与出气口32连接的路线长。
在内部壳体8的内部空间800中，第二区域(包括第二分隔空间820、第三分隔空间830和空间840)与通过进气口31被吸入的空气所经过的第一区域(流路F1)隔开。因而，将回路部件77、78、94等配置在第二区域中比配置在第一区域中时收集沙子、泥土、水滴和灰尘等异物的可能性小。另一方面，由于通过进气口31被吸入的空气经过第一区域，所以变压器71和多个散热器93配置在第一区域中可以比配置在第二区域中时更顺利地被冷却。
(示例性实施方式的变型例)
接下来，将说明示例性实施方式的变型例。任选地，可以根据需要组合地采用下述的变型例。在变型例的以下说明中，对于与根据上述示例性实施方式的电力转换系统2相同的构造将省略重复说明。
图9的(B)图示了根据第一变型例的电力转换系统2B。如图9的(B)所示，外部壳体3B可以具有多个(例如，在图9的(B)所示的示例中为两个)出气口32。另外，在内部壳体8B的内部空间800B中，可以设置有与多个出气口32一一对应的多个(例如，在图9的(B)所示的示例中为两个)流路F15。多个流路F15中的每一者的第一端均与内部壳体8B与外部壳体3B之间的流路F11连通，其第二端均与相关联的出气口32连通。在多个流路F15当中的每一者中，配置有单个或多个构件96(例如，用作发热部件的变压器和用作散热构件的散热器)中的至少一部分和单个或多个风扇95。另外，在多个流路F15之间和周围，配置有多个回路部件97。多个回路部件97与根据上述示例性实施方式的回路部件77、78和94对应。
图9的(C)图示了根据第二变型例的电力转换系统2C。如图9的(B)和图9的(C)所示，使内部壳体8C和外部壳体3C之间的流路F11与排气罩53的内部空间连接的流路F15可以是直线状的。另外，如图9的(C)所示，多个构件96可以在流路15的行进方向上并排配置。
图10图示了根据第三变型例的电力转换系统2D。如图10所示，代替安装于盖5，变形部21可以安装于内部壳体8。在这种情况下，当贯穿主体4设置的开口部48未被盖5覆盖时，变形部21的第一端不与任何其它构件接触。变形部21的第二端安装于内部壳体8。当贯穿主体4设置的开口部48被盖5盖住时，变形部21的第一端与盖主体51的开口部514的周缘接触。另外，变形部21夹在盖5与内部壳体8之间并被盖5和内部壳体8压缩。
根据另一变型例，单个或多个蓄电池11并非必须安装在外部壳体3的外部，而是可以配置在外部壳体3的内部空间300中。任选地，单个或多个蓄电池11还可以配置在设置于外部壳体3的内部空间300中的流路F1中。
此外，根据上述示例性实施方式的变形部21具有波纹管的形状。也就是说，变形部21通过从折叠状态返回到展开状态而被压缩折叠和伸长。可选地，变形部21还可以是例如因弹性而伸缩的构件。
此外，出气口32并非必须贯穿排气罩53地设置。可选地，出气口32还可以是例如贯穿盖主体51设置的开口部。
任选地，多个风扇95可以安装于盖5。
此外，电力转换器7并非必须实施为电力调节器。可选地，电力转换器7还可以实施为DC/DC转换器。用作DC/DC转换器的电力转换器7可以例如连接在直流电源与单个或多个蓄电池11之间。
(概要)
上述实施方式及其变型例可以是本公开的以下方面的具体实施方案。
根据第一方面的电力转换系统2(或2B、2C、2D)包括壳体(外部壳体3、3B或3C)和电力转换器7。电力转换器7配置在壳体的内部空间300中。壳体的外周面301设置有进气口31和出气口32。出气口32经由壳体的内部空间300与进气口31连通并位于进气口31的下方。
根据上述构造，进气口31位于出气口32的上方，因而减少了灰尘等异物通过进气口31进入壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300的可能性。
在根据第二方面的可以与第一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300设置有流路F1，以允许空气在进气口31与出气口32之间流动。
与不设置流路F1的情形相比，上述构造允许电力转换器7的设置于流路F1的部件更有效地被冷却。
在根据第三方面的可以与第二方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，电力转换器7包括内部壳体8(或8B、8C)。内部壳体8(或8B、8C)配置在壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300中。内部壳体8(或8B、8C)与壳体之间的空间(流路F11)形成流路F1的至少一部分。
根据上述构造，空气存在于内部壳体8(或8B、8C)与壳体(外部壳体3、3B或3C)之间的流路F11中，因而减少了热从壳体的外部向内部壳体8(或8B、8C)的传递。这抑制了电力转换器7的温度的升高。
根据第四方面的可以与第三方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)还包括变形部21。变形部21能够伸缩。变形部21形成设置在出气口32与内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)之间的局部流路F13。局部流路F13形成流路F1的一部分。壳体(外部壳体3、3B或3C)包括主体4和盖5。主体4具有开口部48。主体4中收纳电力转换器7。盖5安装于主体4，并且可以覆盖和露出开口部48。盖5设置有出气口32。变形部21安装于盖5或内部壳体8(或8B、8C)，并且通过被夹在盖5与内部壳体8(或8B、8C)之间而被压缩变形。
当贯穿主体4设置的开口部48被盖5封闭时，上述构造使变形部21通过被夹在盖5与内部壳体8(或8B、8C)之间而被压缩变形。因而，如果将变形部21安装到盖5，则例如即使在没有将变形部21通过螺合与内部壳体8(或8B、8C)连接的情况下，变形部21和内部壳体8(或8B、8C)也可以彼此紧密接触。同样地，如果将变形部21安装到内部壳体8(或8B、8C)，则例如即使在没有将变形部21通过螺合与盖5连接的情况下，变形部21和盖5也可以彼此紧密接触。
在根据第五方面的可以与第三方面或第四方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，进气口31至少部分地位于内部壳体8(或8B、8C)的上方。
上述构造减少了已经通过进气口31进入壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300的空气流被内部壳体8(或8B、8C)阻挡的可能性。
在根据第六方面的可以与第三方面至第五方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，流路F1的一部分位于内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)中。内部壳体8(或8B、8C)具有至少三个通孔811。多个通孔811使内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)相对于内部壳体8(或8B、8C)与壳体(外部壳体3、3B或3C)之间的空间(流路F11)开放。该空间(流路F11)形成流路F1的一部分。从内部壳体8(或8B、8C)与壳体之间的空间(流路F11)经由至少三个通孔811中的一者通向内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)的方向不同于从内部壳体8(或8B、8C)与壳体之间的空间(流路F11)经由至少三个通孔811中的另一者通向内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)的方向。
上述构造允许电力转换器7的配置在内部壳体8(或8B、8C)的内部空间800(或800B)中的部件从至少三个方向通风并被冷却。
在根据第七方面的可以与第二方面至第六方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，电力转换器7包括：发热部件(功率器件91和冷凝器92)，其产生热；和散热器93，其用作散热构件。散热器93包括支撑构件931和多个散热片932。发热部件安装于支撑构件931。多个散热片932从支撑构件931突出并配置在流路F1中。相对于多个散热片932定义的厚度方向与流路F1的行进方向相交。
上述构造允许由发热部件(诸如功率器件91和冷凝器92)产生的热被散热器93有效地散发。
在根据第八方面的可以与第一方面至第七方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300包括第一区域(流路F1)和第二区域(第二分隔空间820、第三分隔空间830和空间840)。通过进气口31被吸入的空气流过第一区域。第二区域通过分隔件与第一区域隔开。电力转换器7包括散热构件(散热器93)和产生热的发热部件(变压器71)中的至少一者。散热构件和发热部件中的至少一者至少部分地配置在第一区域中。
根据上述构造，在空气通过进气口31进入的第一区域(流路F1)中，至少部分地配置有选自由散热构件(散热器93)和发热部件(变压器71)构成的组中的至少一个构件，因而允许散热构件和发热部件中的至少一者被有效地冷却。另外，已经通过进气口31流入的空气不容易进入经由分隔件与第一区域隔开的第二区域(第二分隔空间820、第三分隔空间830和空间840)。当将部件配置在第二区域中时，这减少了配置在第二区域中的那些部件收集灰尘等异物的可能性。
在根据第九方面的可以与第一方面至第八方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，出气口32将从壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300吹向壳体外部的空气流限制成向下的。
上述构造减少了从出气口32排出的热空气返回进气口31的可能性，因而使电力转换器7被有效地冷却。
在根据第十方面的可以与第一方面至第九方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，为壳体(外部壳体3、3B或3C)的外周面301的区域设置进气口31和出气口32。该区域位于一个方向上的一侧。
根据上述构造，为壳体(外部壳体3、3B或3C)的外周面301中的位于一个方向上的一侧的区域设置进气口31和出气口32两者。因而，对于除了位于该一侧处的区域以外的任何区域，不需要为了吸入或排出空气的目的而留出周围空间。与进气口31设置在一个方向上的一侧并且出气口32设置在一个方向上的另一侧的情形相比，这能够缩减在壳体周围留出的空间。
在根据第十一方面的可以与第十方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，壳体(外部壳体3、3B或3C)包括主体4和盖5。主体4具有开口部48。主体4中收纳电力转换器7。盖5安装于主体4，并且可以覆盖和露出开口部48。进气口31和出气口32贯穿盖5地设置。
根据上述构造，进气口31和出气口32贯穿盖5地设置。这允许盖5周围的空间用作如下两空间：用于吸入和排出空气的空间，以及允许操作者为了通过打开盖5使贯穿主体4设置的开口部48露出并操作或维护壳体(外部壳体3、3B或3C)内部的部件而进入的空间。与为除了盖5以外的部件设置进气口31和出气口32中的至少一者的情形相比，这能够缩减在壳体周围留出的空间。
根据第十二方面的可以与第一方面至第十一方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)还包括风扇95。风扇95配置在壳体(外部壳体3、3B或3C)的内部空间300中。
上述构造允许电力转换器7被更加有效地冷却。
在根据第十三方面的可以与第十二方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，壳体(外部壳体3、3B或3C)包括主体4和盖5。主体4具有开口部48。主体4中收纳电力转换器7。盖5安装在主体4上，并且可以覆盖和露出开口部48。在壳体的内部空间300中，风扇95被配置成面对盖5。
上述构造允许操作者容易地通过打开盖5以使贯穿主体4设置的开口部48露出来进行包括更换和修理在内的对风扇95的维护。
在根据第十四方面的可以与第一方面至第十三方面中的任一方面结合实施的电力转换系统2(或2B、2C、2D)中，电力转换器7包括散热构件(散热器93)和产生热的发热部件(变压器71、功率器件91和冷凝器92)。从进气口31到选自由散热构件和发热部件构成的组中的一个构件的距离(直线距离L1或L3)比从出气口32到该一个构件的距离(直线距离L2或L4)长。
与从进气口31到选自由散热构件(散热器93)和发热部件(变压器71、功率器件91和冷凝器92)构成的组中的一个构件的距离(直线距离L1或L3)比从出气口32到该一个构件的距离(直线距离L2或L4)短的情形相比，上述构造允许热已经被吸收到该一个构件中的空气经过较短的距离到达出气口32。这允许热从该一个构件向壳体(外部壳体3、3B或3C)的外部有效地散发。在这种情况下，从进气口31到该一个构件的距离和从出气口32到该一个构件的距离根据需要可以是直线距离或沿着沿流路F1绘制的线测量的距离。
注意，除了第一方面中的构成要素以外的构成要素对于电力转换系统2(或2B、2C、2D)而言不是必要的构成要素，可以根据需要省略。
根据第十五方面的电力存储系统1包括根据第一方面至第十四方面中的任一方面的电力转换系统2(或2B、2C、2D)和蓄电池11。蓄电池11与电力转换器7电连接。
根据上述构造，在电力转换系统2(或2B、2C、2D)的壳体(外部壳体3、3B或3C)中，进气口31位于出气口32的上方，因而减少了灰尘等异物通过进气口31进入壳体的内部空间300的可能性。
附图标记说明
1 电力存储系统
2、2B、2C、2D 电力转换系统
21 变形部
3、3B、3C 外部壳体(壳体)
31 进气口
32 出气口
300 内部空间
301 外周面
4 主体
48 开口部
5 盖
7 电力转换器
71 变压器(发热部件)
8、8B、8C 内部壳体
800、800B 内部空间
811 通孔
820 第二分隔空间(第二区域)
830 第三分隔空间(第二区域)
840 空间(第二区域)
91 功率器件(发热部件)
92 冷凝器(发热部件)
93 散热器(散热构件)
931 支撑构件
932 散热片
95 风扇
F1 流路(第一区域)
F11 流路(空间)
F13 流路
L1、L2、L3、L4 直线距离(距离)

Claims (15)

1.一种电力转换系统，其包括：
壳体；和
电力转换器，其配置在所述壳体的内部空间中，
所述壳体的外周面设置有：
进气口；和
出气口，其被构造成经由所述壳体的内部空间与所述进气口连通并且位于所述进气口的下方。
2.根据权利要求1所述的电力转换系统，其特征在于，
所述壳体的内部空间设置有流路，所述流路被构造成允许空气在所述进气口与所述出气口之间流动。
3.根据权利要求2所述的电力转换系统，其特征在于，
所述电力转换器包括配置在所述壳体的内部空间中的内部壳体，并且
位于所述内部壳体与所述壳体之间的空间形成所述流路的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的电力转换系统，其特征在于，所述电力转换系统还包括能够伸缩的变形部，
所述变形部形成作为所述流路的一部分的设置在所述出气口与所述内部壳体的内部空间之间的局部流路，
所述壳体包括：
主体，其具有开口部并被构造成收纳所述电力转换器；和
盖，其安装于所述主体并被构造成覆盖和露出所述开口部，
所述盖设置有所述出气口，并且
所述变形部安装于所述盖或所述内部壳体，并且被构造成通过被夹在所述盖与所述内部壳体之间而被压缩变形。
5.根据权利要求3或4所述的电力转换系统，其特征在于，
所述进气口至少部分地位于所述内部壳体的上方。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
所述流路的一部分位于所述内部壳体的内部空间中，
所述内部壳体具有至少三个通孔，所述至少三个通孔被构造成使所述内部壳体的内部空间相对于位于所述内部壳体与所述壳体之间的形成所述流路的一部分的空间开放，并且
从所述内部壳体与所述壳体之间的所述空间经由所述至少三个通孔中的各个通孔通向所述内部壳体的内部空间的方向不同于从所述内部壳体与所述壳体之间的所述空间经由所述至少三个通孔中的任意另一个通孔通向所述内部壳体的内部空间的方向。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
所述电力转换器包括：发热部件，其被构造成产生热；和散热器，其用作散热构件，
所述散热器包括：支撑构件，所述发热部件安装于所述支撑构件；和多个散热片，其从所述支撑构件突出并配置在所述流路中，并且
相对于所述多个散热片定义的厚度方向与所述流路的行进方向相交。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
所述壳体的内部空间包括：第一区域，通过所述进气口被吸入的空气流过所述第一区域；和第二区域，其通过分隔件与所述第一区域隔开，
所述电力转换器包括散热构件和被构造成产生热的发热部件中的至少一者，并且
所述散热构件和所述发热部件中的至少一者至少部分地配置在所述第一区域中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
所述出气口被构造成将从所述壳体的内部空间吹向所述壳体的外部的空气流限制成向下的。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
为所述壳体的外周面的区域设置所述进气口和所述出气口，所述区域位于一个方向上的一侧。
11.根据权利要求10所述的电力转换系统，其特征在于，
所述壳体包括：
主体，其具有开口部并被构造成收纳所述电力转换器；和
盖，其安装于所述主体并被构造成覆盖和露出所述开口部，并且所述进气口和所述出气口贯穿所述盖地设置。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，所述电力转换系统还包括配置在所述壳体的内部空间中的风扇。
13.根据权利要求12所述的电力转换系统，其特征在于，
所述壳体包括：
主体，其具有开口部并被构造成收纳所述电力转换器；和
盖，其安装于所述主体并被构造成覆盖和露出所述开口部，并且在所述壳体的内部空间中，所述风扇配置成面对所述盖。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电力转换系统，其特征在于，
所述电力转换器包括散热构件和被构造成产生热的发热部件中的至少一个构件，并且
从所述进气口到选自由所述散热构件和所述发热部件构成的组中的一个构件的距离比从所述出气口到所述一个构件的距离长。
15.一种电力存储系统，其包括：
权利要求1至14中任一项所述的电力转换系统；和
蓄电池，其与所述电力转换器电连接。
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