JP2005243580A - 電力貯蔵システム - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストを大幅に削減することのできる電力貯蔵システムを提供することを主たる目的とする。
【解決手段】 電力変換装置および保護回路が収容された電気室４と、少なくとも一つの二次電池をケース内に収容したモジュール電池が複数個収容された電池室５とを筐体６内に具備する電力貯蔵システム１であって、前記筐体６に、少なくとも一つの吸気口１２と、少なくとも一つの排気口とが設けられ、前記筐体６内に、前記吸気口１２と前記排気口とを連通する少なくとも一つの流路Ｒが形成されているとともに、各流路Ｒに少なくとも一つのファン１５が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明はリチウムイオン電池などの二次電池を筐体内に収容した電力貯蔵システムに関するものである。

電力貯蔵システムとしては、たとえば、上面に安全弁を有する二次電池をラックに複数組み込んだものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−６８２６６号公報

本電力貯蔵システムの商品性を考えた場合、電気事業者及び電力需要家双方が、それぞれメリットを得られる性能及びコストであることが好ましい。即ち、電気事業者においては昼夜電力負荷の平準化による発電コスト低減のメリットを確保し、同時に電力需要家も夜間電力の利用促進による電気料金削減のメリットを享受できることが好ましい。
かかる点から、本システムの開発にはイニシャルコスト低減への取組みと合わせて、よりイニシャルコストの回収を容易にするため、システムの高効率・長期（１０年規模）運用が求められる。このため、キーコンポーネントである二次電池についても電池異常に対する安全化技術だけでなくシステムとして長期間健全に運用する技術が必要である。

しかしながら、特許文献１に記載されている電力貯蔵システムでは、二次電池が異常時のみの対策として冷媒を使用した冷却装置により冷却されるようになっており、健全運用時の電池環境制御という観点では言及されていない。また、特許文献１に記載されている技術は、冷却手段の運用条件如何でシステムの長期間健全性寄与すると推測するが、当技術は装置全体が大型化し、コストが高騰してしまうだけでなく、以下のような問題点があった。
（１）冷媒循環機構では、液体循環ポンプ等の重負荷動力機器を用いるため、冷却機構作動に要する消費電力が大きく、システム効率が低い。
（２）上記冷却機構の消費電力により発生する熱により、システム筐体の場所毎の温度分布を乱すおそれがあり、システム内に収められた多数の電池性能・劣化状況のアンバランスが生じ易い。
（３）冷媒を循環する場合、液体のシール技術が必要となるため、配管・シール材等の部材を多用する必要があり、筐体コストがかかる。
（４）冷媒循環機構の場合、冷媒漏れや循環ポンプ故障が生じた場合、取替煩雑であり修理費用がかかる等メンテナンス性が悪い。
また、特許文献１に記載された電力貯蔵システムは、屋外に設置することを想定して設計されていないため、電力貯蔵システムを屋外に設置した際、当該電力貯蔵システムに、たとえば、車両などが衝突した場合などの安全対策や、天候に対する対策が十分になされていないといった問題点があった。
さらに、特許文献１に記載された電力貯蔵システムを屋外に設置した際、当該電力貯蔵システムに隣接する場所で火災が発生した場合などの安全対策についても十分になされていないといった問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、製造コストを大幅に削減でき、メンテナンス性が良く、かつ高いシステム効率で運用可能な電力貯蔵システムを提供することを目的とする。
また、他の目的としては、種々の外的要因に対処し得る安全性の高い電力貯蔵システムを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の電力貯蔵システムは、電力変換装置および保護回路が収容された電気室と、少なくとも一つの二次電池をケース内に収容したモジュール電池が複数個収容された電池室とを筐体内に具備する電力貯蔵システムであって、前記筐体に、少なくとも一つの吸気口と、少なくとも一つの排気口とが設けられ、前記筐体内に、前記吸気口と前記排気口とを連通する少なくとも一つの流路が形成されているとともに、各流路に少なくとも一つのファンが設けられていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、ファンの回転により吸気口から取り入れられた外気は、筐体内に形成された流路に沿って筐体内を冷却した後、排気口から筐体外に排出されるようになっている。すなわち、簡易かつ比較的安価な構成により筐体内が冷却され、筐体内の温度上昇が防止されることとなる。また、本発明では空冷ファンを用いるため、冷媒循環方式に比べて循環ポンプなどの重負荷動力機器を用いる必要が無く、システム運用上の損失電力が低いために高いシステム効率を維持できる。更に空冷ファンは、冷媒循環機構に比べて故障時に取替容易であると同時に修理費も比較的安価であるといったようにメンテナンス性が良い。

請求項２に記載の電力貯蔵システムは、前記流路が、前記電気室を通過する第１の流路と、前記電池室を通過し、前記第１の流路とは独立して設けられた第２の流路とからなることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、電気室を主として冷却する第１の流路と、電池室を主として冷却する第２の流路とがそれぞれ独立して設けられているので、電気室内および電池室内をそれぞれ個別に冷却することができるようになり、前述した請求項１のものよりも温度の低い外気が電池室内に導かれるとともに、この比較的温度の低い外気によりモジュール電池が冷却されるようになる。

請求項３に記載の電力貯蔵システムは、前記電池室の側面および／または背面に、煙道空間が設けられていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、たとえば、当該電力貯蔵システムを屋外に設置し、当該電力貯蔵システムの側面あるいは背面に向かって車両などが衝突してきたとしても、これら煙道空間の外側に位置する壁面（すなわち、筐体を構成する壁面）の変形によって車両の衝撃を吸収することができ、煙道空間の内側に位置する壁面（すなわち、電池室を構成する壁面）の変形が防止されるとともに、電池室内に収容されたモジュール電池の変形や破損が防止されることとなる。
また、この煙道空間により断熱効果が得られることとなり、真夏でも電池室内の極端な温度上昇が防止されるとともに、二次電池の内部圧力の上昇に伴う生成ガスの噴出が防止される。一方、真冬においては電池室の極端な温度低下が防止され、二次電池の性能低下が防止されることとなる。

請求項４に記載の電力貯蔵システムは、イナートガスが充填されたガスボンベが前記筐体内に設けられているとともに、前記二次電池のそれぞれの温度を検知する電池温度検知手段および／または前記電池室内の温度を検知する筐体内温度検知手段が設けられており、前記二次電池のうちのいずれか一つの温度または前記電池室内の温度が第１の設定値を超えた場合に、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、電池温度検出手段および／または筐体内温度検知手段で検知された温度が第１の設定値（たとえば、８０℃）を超えた場合に、電池室内にイナートガスが充満させられるようになっているので、電池室内での温度上昇が抑えられて、電池室内のモジュール電池が熱から守られるようになり、二次電池の劣化が防止される。

請求項５に記載の電力貯蔵システムは、前記筐体の外側に、屋外温度を検知する筐体外温度検知手段が設けられており、当該屋外温度が第２の設定値を超えた場合に、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする。

このような電力貯蔵システムによれば、筐体外温度検知手段で検知された温度が第２の設定値（たとえば、８０℃）を超えた場合、すなわち、当該電力貯蔵システムの周囲で火災などが発生した場合に、電池室内にイナートガスが充満させられるようになっているので、当該電力貯蔵システムへの延焼が防止され、電池室内のモジュール電池が火災の熱から守られ、二次電池の劣化が防止される。

請求項６に記載の電力貯蔵システムは、前記筐体に、加速度センサが設けられており、前記筐体に所定値以上の加速度が加わった場合、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、加速度検知手段で検知された加速度が所定値を超えた場合、すなわち、車両等がある車速以上で当該電力貯蔵システムに衝突してきて、二次電池に変形や破損が生じて二次電池から高温の生成ガスが噴出したとしても、電池室内に充満されたイナートガスにより生成ガスの熱から電池室内の他のモジュール電池が守られることとなり、二次電池の劣化が防止される。

請求項７に記載の電力貯蔵システムは、前記筐体内温度検知手段で検知された温度が第３の設定値を越えた場合、前記ファンを動作させ、第４の設定値を下回った場合、前記ファンの動作を停止させることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、筐体内の温度が第３の設定値（たとえば、３５℃）を越えるとファンが回り始め、筐体内を外気が通過するようになり、この外気により筐体内が冷却されることとなるので、筐体内の温度上昇が防止されることとなる。
一方、筐体内の温度が第４の設定値（たとえば、２０℃）を下回るとファンの回転が止まり、筐体内へ外気が供給されなくなり、筐体内が冷却されなくなるので、筐体内の温度低下が防止されることとなる。

請求項８に記載の電力貯蔵システムは、前記筐体内に、イナートガスが充填されたガスボンベが設けられているとともに、前記電池室内に、当該電池室内の湿度を検知する筐体内湿度検知手段が設けられており、前記電池室内の湿度が第５の設定値を超えた場合、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給され、第６の設定値を下回った場合、前記イナートガスの供給が停止されることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、筐体内の湿度が第５の設定値（たとえば、８０％）を超えると電池室内にガスボンベからイナートガスが供給されて、電池室内のパージが行われ、筐体内の湿度が低下させられるようになっているとともに、パージにより筐体内の湿度が第６の設定値（たとえば、７０％）を下回るとイナートガスの供給が停止されるようになっている。

請求項９に記載の電力貯蔵システムは、前記イナートガスが、前記電気室を通過した後、前記筐体内に供給されるように構成されていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、電気室を通過する際にイナートガスが温められ、この温められたイナートガス、すなわち、湿度の低下させられたイナートガスが電池室内に供給されるようになっている。

請求項１０に記載の電力貯蔵システムは、前記二次電池が、その上面に安全弁を有した構成とされ、前記ケースの上面に、前記安全弁から放出される生成ガスのすべてを前記モジュール電池の外側に導く導管をガイドする導管ガイドが設けられていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、安全弁から噴出した高温の生成ガスは、安全弁に対応して設けられた導管を通ってすべて、ケース外（すなわち、モジュール電池の外側）に排出されるようになっているので、当該生成ガスが同一モジュール電池内の他の二次電池に触れてしまうことが防止されるようになっている。

請求項１１に記載の電力貯蔵システムは、前記ケースの側壁に、板厚方向に貫通する孔が多数個設けられていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、これら多数個の孔を通って外気がケース内に流入し、流入した外気が二次電池の外表面に沿って流れるようになるので、二次電池がより効率よく冷却され、電池室内の温度上昇が抑えられることとなる。

請求項１２に記載の電力貯蔵システムは、前記ケースが、難燃剤を含有する樹脂性材料から作られていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、成型し易くかつ比較的安価な樹脂性材料からケースが作られているので、生産性が向上するとともに製造コストが抑えられるとともに、難燃剤を含んでいるので、たとえ仮に二次電池に火災が発生したり、あるいはモジュール電池の近傍で火災が発生したとしても延焼が最小限に食い止められ、なおかつ有害ガスの発生が防止されることとなる。

請求項１３に記載の電力貯蔵システムは、前記筐体の上方および／または前記筐体の少なくとも一側方に、日除けが設けられていることを特徴とする。
このような電力貯蔵システムによれば、上方からの直射日光が当該電力貯蔵システムにあたらなくなるため、筐体内の温度上昇が抑えられて、電気室内に収められた電力変換装置の故障が防止され、電池室内に収められた二次電池の劣化が防止されて、二次電池の長寿命化が図られることとなる。
また、日除け部材により雨水や雪が、電力貯蔵システムの上面に直接あたらなくなるため、当該上面の腐食の進行が遅らされることになり、筐体の長寿命化が図られるとともに、仮に上面の腐食が進行したとしても、日除け部材により雨水、雪、塵埃の筐体内への進入がある程度防止されることとなる。
さらに、本電力貯蔵システムは屋外設置可能なことを目的としており、設置環境によっては駐車場に隣接する場合や近隣に道路がある場合も想定される。この場合、本電力貯蔵システム周辺を自動車が走行する状況となるため、万一本電力貯蔵システムに車両が衝突する事態も考えられる。当該日除け部材はこうした事象に対する安全機構としても有効であり、当該日除け部材に向かって車両などが衝突してきたとしても、これら日除け部材の変形によって車両の衝撃が吸収され、筐体を構成する壁面の変形が防止されて、電気室内に収容された電力変換装置や保護回路などの機器類、および電池室内に収容されたモジュール電池の変形や破損が防止される。

本発明によれば、以下の効果を奏する。

簡易かつ比較的安価な構成により筐体内が冷却され、筐体内の温度上昇が防止されることとなるので、製造コストを大幅に削減することができる。
また、種々の外的要因に対処し得る設備・構成を具備しているので、製品のシステム安全性を向上させることができる。

以下、本発明による電力貯蔵システムの第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は本発明による電力貯蔵システム１の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の左右の扉２，３を開いた状態を示す正面図である。
電力貯蔵システム１は、電気室４と、電池室５とを筐体６内に具備して構成されたものである。
図１（ｂ）に示すように、電気室４は筐体６の一側方部に配置されており、この電気室４の内部には電力変換装置（インバータ）７や保護回路８、イナートガス（たとえば、二酸化炭素など）を貯蔵したガスボンベ９などが収められている。
また、電池室５は筐体６の他側方部および下部に配置されており、この電池室５の内部には２２個のモジュール電池１０が収められている。
これらモジュール電池１０は筐体６のラック６ａに組み込まれているとともに、配線１１を介して電気的に直列接続されている。

筐体６の一部を構成する左扉２の上部、および電気室４の前面パネル４ａの上部にはそれぞれ、吸気口１２，１３が設けられているとともに、これら吸気口１２，１３は、吸気口１２の背面（すなわち、左扉２の背面）に設けられたダクト１４により互いに接続されるようになっていて、吸気口１２から取り入れられた外気のすべてが吸気口１３を通って電気室４内に導かれるようになっている。
電気室４の前面パネル４ａの下部には、２台のファン１５が設けられている。これら２台のファン１５は、吸気口１２，１３を介して外気を筐体６内に取り入れるとともに、電気室４内および電池室５内を冷却した当該外気を、筐体６の背面に設けられた図示しない排気口から排出するためのものである。外気の流路については後述する。

電池室５の正面側には、各ラック６ａに対応してメッシュ板１６がそれぞれ一枚ずつ、合計７枚設けられている。各メッシュ板１６は、設置される場所に応じてメッシュの大きさが異なるように構成されており、ファン１５から吐出された外気が、扉２，３の内面ではねかえって各ラック６ａに均等に（均一に）流入していくようになっている。

図２に示すように、各モジュール電池１０は、４個の二次電池１７と、これら二次電池１７を収容するケース１８と、ケース１８の上に配置される第１のカバー１９と、第１のカバー１９の上に配置されて第１のカバー１９の上面を覆う第２のカバー２０とを主たる要素として構成されたものである。
二次電池１７としては、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケルカドニウム電池、ニッケル水素電池などが使用されるとともに、これら二次電池１７もまた、配線１１を介して電気的に直列接続されている。
各二次電池１７の中央上面には、２個の安全弁１７ａが設けられている。これら安全弁１７は、何らかの原因で内部短絡などを起こして内部温度が急激に上昇し、内部圧力が著しく上昇した場合に、内部圧力の上昇に伴って生成ガスを噴出させて、二次電池１７の破裂を防止するものである。
また、各二次電池１７の長手方向外側側面の上部中央部には、それぞれ温度センサ１７ｂ（電池温度検知手段）が設けられている。これら温度センサ１７ｂは、それぞれバイメタル式（あるいは、サーミスタ式）の温度センサである。

ケース１８は、二次電池１７同士が互いに接触しないよう、二次電池１７同士の間に所定の間隙ができるように二次電池１７を収容するものである。
第１のカバー１９は、二次電池１７の上部側面を主として覆うものであり、その上面には、二次電池１７の安全弁１７ａに対応した位置に第１の導管ガイド１９ａがそれぞれ設けられている。
第２のカバー２０は、第１のカバー１９の上面に載置されるとともに、第１のカバー１９の上面を隙間なく覆うものであり、第１のカバー１９の第１の導管ガイド１９ａに対応した位置（すなわち、二次電池１７の安全弁１７ａに対応した位置）に第２の導管ガイド２０ａがそれぞれ設けられたものである。これら第１の導管ガイド１９ａと第２の導管ガイド２０ａを貫通して二次電池１７の上面と隙間なく接触するよう安全弁排ガス導管２０ｂが設置されている。
ケース１８の上に第１のカバー１９が載置されるとともに、第１のカバー１９の上に第２のカバー２０が載置されると、第１の導管１９ａと第２の導管２０ａとがそれぞれ接続されて、各安全弁１７ａに対応した８本の導管が形成されることとなる。尚、ケース１８と第１のカバー１９は嵌め合い構造（図示せず）により相互に可逆的に結合した状態である。
したがって、各安全弁１７ａから噴出した高温の生成ガスは、各安全弁１７ａに対応して設けられた第１の導管ガイド１９ａおよび第２の導管ガイド２０ａを貫通する導管２０ｂによって、ケース１８外（すなわち、モジュール電池１０の外側）に排出されるようになっている。

ケース１８、および第１のカバー１９は、いずれも樹脂性材料（たとえば、ポリオレフィンやポリプロピレンなど）から作られた、難燃剤（たとえば、デカブロモジフェニルオキサイド（臭素系芳香族）、酸化アンチモン（アンチモン化合物）、ＴＰＰ：トリフェニルホスフェート（有機リン）、水酸化アルミニウム（水酸化物）、ジメチルシロキサン（シリコーン）など）を含有するものである。
第２のカバー２０は、ステンレス（ＳＵＳ）から作られており、その内面（すなわち、第１のカバー１９と対向する側の面）には断熱材（たとえば、カオウールなどのセラミクスファイバー）が、第２の導管２０ａを除く部分に貼り付けられている。
導管２０ｂは、テフロン（登録商標）チューブ（あるいはアルミナチューブ）で構成されている。

図３は図１に示す電力貯蔵システム１の概略図であって、図中の実線矢印は筐体６内の外気の流れ、すなわち流路Ｒを示している。
図３に示すように、流路Ｒは、吸気口１２→ダクト１４→吸気口１３→電気室４→ファン１５→扉２，３の背面と前面パネル４ａの表面およびメッシュ板１６の表面との間に形成された空間Ｓ→電池室５→排気口の順に外気が流れるように形成されている。
すなわち、ファン１５により吸気口１２を通して筐体６内に取り入れられた外気は、ダクト１４および吸気口１３を通って電気室４内に導かれた後、電気室４内に収容された電力変換装置（インバータ）７や保護回路８などの機器類を冷却し、ファン１５により一旦空間Ｓ内に放出され、メッシュ板１６を通って電池室５に導かれた後、電池室５内に収容されたモジュール電池１０を冷却し、排気口から排出される。

このように、ファン１５により吸気口１２から取り入れられた外気で、電気室４内および電池室５内を冷却した後、当該外気を排気口から排出することにより、電気室４内および電池室５内を冷却するための設備費を抑制することができ、製造費を低減させることができる。
また、扉２，３の背面と前面パネル４ａの表面およびメッシュ板１６の表面との間に空間Ｓが形成されることとなるので、たとえば、電力貯蔵システム１を屋外に設置し、当該電力貯蔵システム１の扉２，３に向かって車両などが衝突してきたとしても、扉２，３の変形によって車両の衝撃を吸収することができ、前面パネル４ａおよびメッシュ板１６の変形を防止することができるとともに、電気室４内に収容された電力変換装置７や保護回路８などの機器類、および電池室５内に収容されたモジュール電池１０の変形や破損を防止することができる。
さらに、異常が生じた電池の安全弁１７ａから噴出した高温の生成ガスは、各安全弁１７ａに対応して設けられた第１の導管ガイド１９ａおよび第２の導管ガイド２０ａを通ってすべて、ケース１８外（すなわち、モジュール電池１０の外側）に排出されるようになっているので、当該生成ガスが同一モジュール電池１０内の他の二次電池１７に触れてしまうことを防止することができる。
さらにまた、二次電池１７を収容するケース１８、および第１のカバー１９が、成型し易くかつ比較的安価な樹脂性材料から作られているので、生産性を向上させることができかつ製造コストを抑えることができるとともに、難燃剤を含んでいるので、たとえ仮に二次電池１７に火災が発生したり、あるいはモジュール電池１０の近傍で火災が発生したとしても延焼を最小限に食い止めることができ、なおかつ有害ガスの発生を防止することもできる。

本発明による電力貯蔵システムの第２実施形態について、図３と同様の図４を参照しながら説明する。
本実施形態における電力貯蔵システム２１は、電気室４内に収容された電力変換装置７や保護回路８などの機器類を外気で冷却する第１の流路Ｒ１と、この第１の流路Ｒ１と独立して設けられ、電池室５内に収容されたモジュール電池１０を外気で冷却する第２の流路Ｒ２とを備えている点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

本実施形態における電力貯蔵システム２１では、左扉２の上部に設けられた吸気口１２の背面側にファン２２が設けられているとともに、電気室４の下部背面に図示しない第１の排気口が設けられている。
また、右扉３の上部には第２の吸気口２３が設けられているとともに、この第２の吸気口２３の背面側にファン２４が設けられており、前述した第１実施形態と同じ、筐体６の背面に排気口が設けられている。

図４に示すように、流路Ｒ１は、吸気口１２→ファン２２→ダクト１４→吸気口１３→電気室４→第１の排気口の順に外気が流れるように形成されている。
一方、流路Ｒ２は、第２の吸気口２３→ファン２４→扉２，３の背面と前面パネル４ａの表面およびメッシュ板１６の表面との間に形成された空間Ｓ→電池室５→排気口の順に外気が流れるように形成されている。
すなわち、ファン２２により吸気口１２を通して筐体６内に取り入れられた外気は、ダクト１４および吸気口１３を通って電気室４内に導かれた後、電気室４内に収容された電力変換装置（インバータ）７や保護回路８などの機器類を冷却し、第１の排気口から排出される。
一方、ファン２４により吸気口２３を通して筐体６内に取り入れられた外気は、一旦空間Ｓ内に放出され、メッシュ板１６を通って電池室５に導かれた後、電池室５内に収容されたモジュール電池１０を冷却し、排気口から排出される。

このように、独立した流路Ｒ１，Ｒ２を設けることにより、電気室４内および電池室５内をそれぞれ個別に冷却することができるようになり、前述した第１実施形態のものよりも温度の低い外気が電池室５内に導かれるようになるので、モジュール電池１０をより効果的に冷却することができるようになる。
その他の作用効果については、前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

さて、図５（ａ）に示すような側方空間（煙道空間）Ｓ１および図５（ｂ）に示すような後方空間（煙道空間）Ｓ２が設けられているとさらに好適である。
側方空間Ｓ１は、電池室５の他側の壁面を構成する側方仕切板５ａと、筐体６の他側の壁面６ｂとの間に形成された空間である。側方仕切板５ａは断熱性を有する材料からなり、電池室５内の各ラック６ａの上方空間Ｓ３と側方空間Ｓ１とを連通する連通孔５ｂが形成されたものである。
後方空間Ｓ２は、電池室５の背側の壁面を構成する後方仕切板５ｃと、筐体６の背側の壁面６ｃとの間に形成された空間である。後方仕切板５ｃは断熱性を有する材料からなり、電池室５内の各ラック６ａの上方空間Ｓ３と後方空間Ｓ２とを連通する連通孔５ｄが形成されたものである。
また、壁面６ｃの上方でかつ側方空間Ｓ１の後方には、前述した排気口（あるいは第１の排気口）６ｄが設けられており、電力貯蔵システム２１の外部と、これら側方空間Ｓ１および後方空間Ｓ２とが連通可能な状態とされている。

このように、電池室５の他側方に側方空間Ｓ１が形成されるとともに、電池室５の後方に後方空間Ｓ２が形成されることにより、たとえば、電力貯蔵システム１を屋外に設置し、当該電力貯蔵システム１の他側の壁面６ｂあるいは背側の壁面６ｃに向かって車両などが衝突してきたとしても、壁面６ｂあるいは壁面６ｃの変形によって車両の衝撃を吸収することができ、側方仕切板５ａあるいは後方仕切板５ｃの変形を防止することができるとともに、電池室５内に収容されたモジュール電池１０の変形や破損を防止することができる。
また、電池室５の他側方に側方空間Ｓ１が形成されるとともに、電池室５の後方に後方空間Ｓ２が形成され、かつ側方仕切板５ａおよび後方仕切板５ｃが、断熱性を有する材料で構成されることにより、これら側方空間Ｓ１および後方空間Ｓ２が断熱材の役割を果たすとともに、これら側方空間Ｓ１および後方空間Ｓ２内の熱が電池室５内に伝達することがないので、真夏でも電池室内の極端な温度上昇を防止することができるとともに、二次電池１７の内部圧力の上昇に伴う生成ガスの噴出を防止することができる。また、真冬においては電池室の極端な温度低下を防止することができ、二次電池１７の性能低下を防止することができる。
さらに、排気口６ｄが壁面６ｃの上方に設けられているので、電気室４内および電池室５内を冷却し終えた、空気よりも軽くなった外気が、側方空間Ｓ１および後方空間Ｓ２内に滞留することなく効率よく排気口６ｄから排出していくこととなるので、電力貯蔵システム２１内の冷却効率を向上させることができる。

一方、上述した第１実施形態あるいは第２実施形態、もしくは側方空間Ｓ１および後方空間Ｓ２が設けられた第１実施形態あるいは第２実施形態のものに、図５に示すような消火兼冷却システムが具備されているとさらに好適である。
この消火兼冷却システム３０は、前述したガスボンベ９と、配管３１と、筐体外温度検知手段３２と、電池室内温度検知手段（筐体内温度検知手段）３３と、加速度検知手段３４とを主たる要素として構成されたものである。
ガスボンベ９には、加圧されたイナートガスが充填されている。用いるイナートガスには、可燃性及び助燃性の無いものであれば用いることが可能であり、アルゴン等の希ガスの他、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素等を用いることができる。中でも、二酸化炭素は、他のガスに比べて比熱が大きく、冷却効果が高いことが期待されると共に、毒性が低く、コスト的にも安いため好ましい。
配管３１は、ガスボンベ９と電池室５内の各ラック６ａの上方空間ｓ３とを連通し、ガスボンベ９内のイナートガスを各ラック６ａに導くための導管である。配管３１の末端部（すなわち、ガスボンベ９に接続されている側と反対側の端部）は、それぞれ電池室５の一側の壁面を構成する側方仕切板５ｅを板厚方向に貫通して各ラック６ａ内に突出させられている。
なお、側方仕切板５ｅは前述した側方仕切板５ａおよび後方仕切板５ｃ同様、断熱性を有する材料から構成されている。また、側方仕切板５ｅに形成された配管３１の末端部を通すための貫通孔５ｆの径は、この配管３１の末端部の外径と略同じと大きさに形成されており、なおかつ貫通孔５ｆと配管３１との隙間にはシールが施されており、電池室５内に放出されたイナートガスが貫通孔５ｆを通って電気室４内に流入しないようになっている。

筐体外温度検知手段３２は、前述した吸気口１２の外表面（あるいは、隣接する建物などと対向する筐体６の外表面）に設けられて、筐体６外側の温度を検知するものである。
また、電池室内温度検知手段３３は、最上段のラック６ａ、中段（第４段）のラック６ａ、および最下段のラック６ａの天井面中央部に設けられて、電池室５内の温度を検知するものである。
これら筐体外温度検知手段３２および電池室内温度検知手段３３は、それぞれバイメタル式（あるいは、サーミスタ式）温度センサである。
加速度検知手段３４は、電力貯蔵システム１の外板を構成する、扉２，３、壁面６ｂ，６ｃ、電力貯蔵システム１の一側の壁面６ｅのうちの少なくともいずれか一つに設けられて、当該外板に衝撃が加えられたときの当該外板の加速度を検知する加速度センサである。

筐体外温度検知手段３２および電池室内温度検知手段３３を構成する温度センサのうち、あるいは前述した各二次電池１７に設けられた温度センサ１７ｂのうち、少なくとも一つの温度センサで検知した温度が、設定値（たとえば８０℃）を超えた場合、もしくは、加速度検知手段３４を構成する加速度センサで検知した加速度が所定値を超えた場合には、配管３１を介してガスボンベ９から各ラック６ａ（電池室５）内にイナートガスが瞬時に供給されるようになっている。
また、イナートガスが電池室５内に放出される際、ファン１５，２２，２４は停止させて、電池室内に充満したイナートガスが筐体外へ強制排気されてしまうことを防ぐようにしている。

このように、吸気口１２の外表面（あるいは、隣接する建物などと対向する筐体６の外表面）に筐体外温度検知手段３２が設けられ、この筐体外温度検知手段３２で検知された温度が設定値を超えた場合、すなわち、当該電力貯蔵システム１，２１の周囲で火災などが発生した場合に、電池室５内にイナートガスが充満させられるようになっているので、当該電力貯蔵システム１，２１への延焼を防止することができるとともに、電池室５内のモジュール電池１０を火災の熱から守ることができて、二次電池１７の損傷を防止することができる。
また、電池室５内のラック６ａの天井面に電池室内温度検知手段３３が設けられ、この電池室内温度検知手段３３で検知された温度が設定値を超えた場合、すなわち、二次電池１７の安全弁１７ａから高温の生成ガスが噴出したり、あるいは二次電池１７に火災が発生した場合に、電池室５内にイナートガスが充満させられるようになっているので、電池室５内での他のモジュール電池１０への延焼を防止することができるとともに、電池室５内の他のモジュール電池１０を熱から守ることができて、二次電池１７の劣化を防止することができる。
さらに、電力貯蔵システム１の外板に加速度検知手段３４が設けられ、この加速度検知手段３４で検知された加速度が所定値を超えた場合、すなわち、車両などがある車速以上で当該電力貯蔵システム１，２１に衝突してきて、二次電池１７に変形や破損が生じて二次電池１７から高温の生成ガスが噴出したとしても、電池室５内に充満されたイナートガスにより生成ガスの熱から電池室５内の他のモジュール電池１０を守ることができて、二次電池１７の劣化を防止することができる。

また、図５に示した筐体外温度検知手段３２および電池室内温度検知手段３３を構成する温度センサのうち、少なくとも一つの温度センサで検知した温度が、（第３の）設定値（たとえば３５℃）を超えた場合にファン１５，２２，２４を動作させ、（第４の）設定値（たとえば、２０℃）を下回った場合にファン１５，２２，２４を停止させるように構成されているとさらに好適である。

このように、筐体６内（具体的には、電気室４内および電池室５内）の温度が設定値を越えるとファン１５，２２，２４が回り始め、筐体６内を外気が通過するようになり、この外気により電気室４内および電池室５内が冷却されることとなるので、筐体６内の温度上昇を防止することができるとともに、電気室４内に収められた電力変換装置７の故障を防止することができ、電池室５内に収められた二次電池１７の劣化を防止することができて、二次電池１７の長寿命化を図ることができる。
一方、筐体６内（具体的には、電気室４内および電池室５内）の温度が設定値を下回るとファン１５，２２，２４の回転が止まり、筐体６内へ外気が供給されなくなり、電気室４内および電池室５内が冷却されなくなるので、筐体６内の温度低下を防止することができるとともに、電池室５内に収められた二次電池１７の性能低下を防止することができる。

以上説明してきた電力貯蔵システム１，２１の上方および／または両側方に、日除け部材４０，４１，４２が設けられているとさらに好適である。
電力貯蔵システム１，２１の上方に設けられる日除け部材４０は、電力貯蔵システム１，２１の上面６ｆを覆うものであり、たとえば、電力貯蔵システム１，２１の上壁面６ｆあるいは背壁面６ｃに取り付けられた支柱、もしくは地面に立設された支柱に取り付けられたものである。
日除け部材４０は、上壁面６ｆと同じ大きさかあるいは若干大きめに形成されたものであり、上面６ｆから所定距離離間して配置されている。

電力貯蔵システム１，２１の側方に設けられる日除け部材４１，４２は、電力貯蔵システム１，２１の壁面６ｂ，６ｅを覆うものであり、たとえば、電力貯蔵システム１，２１の側壁面６ｂ，６ｅに取り付けられた支柱、もしくは地面に立設された支柱に取り付けられたものである。
日除け部材４１，４２は、壁面６ｂ，６ｅと同じ大きさかあるいは若干大きめに形成されたものであり、対向する壁面６ｂ，６ｅから所定距離離間して配置されている。
また、日除け部材４１，４２にはそれぞれ、通風用のグリル４１ａ，４２ａが設けられており、これらグリル４１ａ，４２ａを通って外気が自由に行き来できるようになっている。図６に示すように、グリル４１ａ，４２ａは、その外表面にあたった雨水が、内方から外方へ（すなわち、電力貯蔵システム１，２１から遠ざかる方向に）流れていくように傾斜させられており、雨水が電力貯蔵システム１，２１の壁面６ｂ，６ｅにあたり難いようになっている。

このように、日除け部材４０，４１，４２を電力貯蔵システム１，２１の周りに配置することにより、直射日光が電力貯蔵システム１，２１にあたるのを防止することができるので、筐体６内の温度上昇を防止することができるとともに、電気室４内に収められた電力変換装置７の故障を防止することができ、電池室５内に収められた二次電池１７の劣化を防止することができて、二次電池１７の長寿命化を図ることができる。
また、当該日除け部材４１，４２に向かって車両などが衝突してきたとしても、これら日除け部材４１，４２の変形によって車両の衝撃を吸収することができ、壁面６ｂ，６ｅの変形を防止することができるとともに、電気室４内に収容された電力変換装置７や保護回路８などの機器類、および電池室５内に収容されたモジュール電池１０の変形や破損を防止することができる。
さらに、日除け部材４０，４１，４２により雨水や雪が、電力貯蔵システム１，２１の上面６ｆあるいは壁面６ｂ，６ｆに直接あたることを防止することができるので、当該上面６ｆあるいは壁面６ｂ，６ｆの腐食の進行を遅らせることができ、筐体６の長寿命化を図ることができるとともに、仮にこれら上面６ｆあるいは壁面６ｂ，６ｆの腐食が進行したとしても、日除け部材４０，４１，４２により雨水、雪、塵埃の筐体６内への進入をある程度防止することができる。

図７に示すように、図２を用いて説明したケース１８の壁面に、空冷用の孔（すなわち、通風孔）が多数設けられているとさらに好適である。なお、図７において図２と同じ部材には同じ符号を付している。
この空冷用の孔５１ａは、メッシュ板１６と平行関係にあるケース５１の二壁面（すなわち、メッシュ板１６を通過してきた外気の流れ方向に対して直交する面を有する壁面）５２，５３にそれぞれ設けられており、メッシュ板１６を通過してきた外気の一部が、ケース５１内に収められた二次電池１７の外表面に沿って流れて二次電池１７を冷却した後、反対側の壁面に形成された空冷用の孔を通ってケース５１外に流出していくようになっている。

このように、ケース５１の壁面５２，５３に多数の空冷用の孔５１ａを設けることにより、外気が二次電池１７の外表面に沿って流れるようになるので、二次電池１７をより効率よく冷却することができて、電池室５内の温度上昇を抑えることができる。

また、上述した実施形態において、筐体内の湿度を一定値（たとえば、８０％）以下に保つような構成が設けられているとさらに好適である。
すなわち、上述した電池室内温度検知手段３３と略同じ位置に湿度センサを設け、これら湿度センサで検知された湿度が（第５の）設定値（たとえば、８０％）を超えると電池室内にガスボンベからイナートガスが供給されて、電池室内のパージが行われ、筐体内の湿度が低下させられるようになっている。
これにより、電池室内（あるいは筐体内）の湿度が常に設定値以下に保たれることとなって、電池室内（あるいは筐体内）における凝縮水の発生を防止することができて、筐体や筐体内に収められた構成品等の腐食を防止することができるとともに、風路抵抗の増加を防止することができる。
また、パージにより筐体内の湿度が（第６の）設定値（たとえば、７０％）を下回るとイナートガスの供給が停止されるようになっており、イナートガスが必要以上に消費されるのを防止することができて、運用コストを低減させることができる。

さらに、ガスボンベから電池室にいくまでに、電気室内の空気によりイナートガスが温められるように構成されていると好適である。
これにより、イナートガス中の水分が蒸発して、加熱されないガスよりも湿度の低いガスが電池室内に供給されることになるので、パージによる湿度低下の時間を早めることができて、イナートガスの消費量を節減することができるとともに、イナートガスの熱により電池室内に収められた構成品等に付着した水分を蒸発させることができて、構成品等の腐食をさらに防止することができるとともに、風路抵抗の増加をさらに防止することができる。

本発明による電力貯蔵システムの第１実施形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の左右の扉を開いた状態を示す正面図である。 図１に示すモジュール電池の分解斜視図である。 図１に示す電力貯蔵システムの概略図であって、筐体内の外気の流れを説明するための図である。 本発明による電力貯蔵システムの第２実施形態を示す図であって、図３と同様の図である。 本発明による電力貯蔵システムの変形実施形態を示す図であって、（ａ）は正面から見た概略断面図、（ｂ）は右側方から見た概略断面図である。 本発明による電力貯蔵システムの他の変形実施形態を示す概略正面図である。 図２に示すモジュール電池の変形実施形態を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 電力貯蔵システム
２ 筐体扉
３ 筐体扉
４ 電気室
４ａ 電気室前面パネル
５ 電池室
５ａ 電池室側方仕切板
５ｂ 連通孔
５ｃ 電池室後方仕切板
５ｄ 連通孔
５ｅ 電池室側方仕切板
５ｆ イナートガス導入用貫通孔
６ 筐体
６ａ ラック
６ｂ 筐体側壁面
６ｃ 筐体背壁面
６ｄ 排気口
６ｅ 筐体側壁面
６ｆ 筐体上壁面
７ 電力変換装置
８ 保護回路
９ ガスボンベ
１０ モジュール電池
１１ 配線
１２ 吸気口
１３ 吸気口
１４ ダクト
１５ ファン
１６ メッシュ板
１７ 二次電池
１７ａ 安全弁
１８ ケース
１９ モジュール電池第１カバー
１９ａ 導管ガイド
２０ モジュール電池第２カバー
２０ａ 導管ガイド
２０ｂ 安全弁排ガス導管
２１ 電力貯蔵システム
２２ ファン
２３ 吸気口
２４ ファン
３１ イナートガス配管
３２ 筐体外温度検知手段
３３ 電池室内温度検知手段（筐体内温度検知手段）
３４ 加速度センサ
４０ 日除け部材
４１ 日除け部材
４１ａ 通風用グリル
４２ 日除け部材
４２ａ 通風用グリル
５１ａ 孔
５２ 壁面（側壁）
５３ 壁面（側壁）
Ｒ 流路
Ｒ１ 第１の流路
Ｒ２ 第２の流路
Ｓ１ 側方空間Ｓ１（煙道空間）
Ｓ２ 後方空間Ｓ２（煙道空間）

Claims (13)

1. 電力変換装置および保護回路が収容された電気室と、
   少なくとも一つの二次電池をケース内に収容したモジュール電池が複数個収容された電池室とを筐体内に具備する電力貯蔵システムであって、
   前記筐体に、少なくとも一つの吸気口と、少なくとも一つの排気口とが設けられ、
   前記筐体内に、前記吸気口と前記排気口とを連通する少なくとも一つの流路が形成されているとともに、各流路に少なくとも一つのファンが設けられていることを特徴とする電力貯蔵システム。
2. 前記流路が、前記電気室を通過する第１の流路と、前記電池室を通過し、前記第１の流路とは独立して設けられた第２の流路とからなることを特徴とする請求項１に記載の電力貯蔵システム。
3. 前記電池室の側面および／または背面に、煙道空間が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電力貯蔵システム。
4. イナートガスが充填されたガスボンベが前記筐体内に設けられているとともに、前記二次電池のそれぞれの温度を検知する電池温度検知手段および／または前記電池室内の温度を検知する筐体内温度検知手段が設けられており、前記二次電池のうちのいずれか一つの温度または前記電池室内の温度が第１の設定値を超えた場合に、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
5. 前記筐体の外側に、屋外温度を検知する筐体外温度検知手段が設けられており、当該屋外温度が第２の設定値を超えた場合に、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする請求項４に記載の電力貯蔵システム。
6. 前記筐体に、加速度センサが設けられており、前記筐体に所定値以上の加速度が加わった場合、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給されることを特徴とする請求項４または５に記載の電力貯蔵システム。
7. 前記筐体内温度検知手段で検知された温度が第３の設定値を越えた場合、前記ファンを動作させ、第４の設定値を下回った場合、前記ファンの動作を停止させることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
8. 前記筐体内に、イナートガスが充填されたガスボンベが設けられているとともに、前記電池室内に、当該電池室内の湿度を検知する筐体内湿度検知手段が設けられており、前記電池室内の湿度が第５の設定値を超えた場合、前記ガスボンベ内の前記イナートガスが、前記電池室内に供給され、第６の設定値を下回った場合、前記イナートガスの供給が停止されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
9. 前記イナートガスが、前記電気室を通過した後、前記筐体内に供給されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の電力貯蔵システム。
10. 前記二次電池が、その上面に安全弁を有した構成とされ、前記ケースの上面に、前記安全弁から放出される生成ガスのすべてを前記モジュール電池の外側に導く導管をガイドする導管ガイドが設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
11. 前記ケースの側壁に、板厚方向に貫通する孔が多数個設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
12. 前記ケースが、難燃剤を含有する樹脂性材料から作られていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。
13. 前記筐体の上方および／または前記筐体の少なくとも一側方に、日除けが設けられていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の電力貯蔵システム。

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