JP2012253838A - Power supply unit and assembly method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電源から複数の二次電池モジュールに蓄電した電力を、インバータ回路により出力する電源装置及び該電源装置の組立方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a power supply device that outputs electric power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power supply by an inverter circuit, and a method for assembling the power supply device.
停電発生時や屋外などの商用電源が利用不能な場合に、非常用電源(代替用電源)として使用可能な電源装置が知られている。この種の電源装置では、外部電源の使用可能時に予め電源装置に内蔵された二次電池(例えばリチウムイオン電池や鉛電池など)などの蓄電手段に充電しておき、後日、必要に応じて充電した電力を放電することによって、商用電源が利用不能な状況下においても、電力供給が可能となる。 There is known a power supply device that can be used as an emergency power source (alternative power source) when a power failure occurs or a commercial power source such as outdoors cannot be used. In this type of power supply, when an external power supply is available, the power storage means such as a secondary battery (for example, a lithium ion battery or a lead battery) built in the power supply is charged in advance, and charged as necessary at a later date. By discharging the generated power, it is possible to supply power even in a situation where the commercial power source cannot be used.
例えば特許文献1には、自動車に搭載された自動車用発電機及びバッテリから充電可能な防災用電源システムが開示されている。この特許文献1では、自動車用発電機やバッテリを電力供給源としているため、振動や騒音等が大きいという問題や、発電時に有害な排気ガスの発生を伴うという問題がある。 For example, Patent Document 1 discloses a power supply system for disaster prevention that can be charged from an automobile generator and a battery mounted on an automobile. In this patent document 1, since the generator for vehicles and the battery are used as the power supply source, there are problems that vibration and noise are large, and that there is a problem that harmful exhaust gas is generated during power generation.
このような特許文献1の問題点に鑑み、特許文献2では、自動車用発電機等を使用することなく、商用電源から供給された交流電力を直流変換して二次電池に充電可能な電源装置が開示されている。
In view of such a problem of Patent Document 1,
このような電源装置は、停電発生時や屋外などの商用電源が利用不能な状況下での利用が想定されるため、可搬性に優れていること(持ち運びの手軽さ)が求められる。そのため、サイズや重量を小さく抑えること(コンパクト性)、そして、温度・湿度・振動・電磁波・水分など様々な環境下においても動作可能な耐久性や信頼性が求められる。上記特許文献2では、電源装置の構成要素が概念的なブロック構成図として開示されているものの、実際にこれらの構成要素を電源装置の内部にどのようにレイアウトして実現するのかについては何ら開示されていない。そのため、可搬電源装置に対する上記要求に対する対応が不十分である。
Such a power supply device is expected to be highly portable (easy to carry) because it is assumed to be used in a situation where a commercial power supply cannot be used such as when a power failure occurs or outdoors. Therefore, it is required to keep the size and weight small (compact) and to have durability and reliability that can operate in various environments such as temperature, humidity, vibration, electromagnetic waves, and moisture. In the above-mentioned
装置内部のレイアウトは、電源装置のサイズや性能に大きな影響を与えるため、上記要求への対応を図る際に、非常に重要な要素となる。例えば、直流電力を交流変換するためのインバータ回路を含んでなるインバータユニットは発熱量が多く、レイアウトが適切でないと、この発熱によって二次電池が高温に曝されて電池寿命が短くなったり、劣化してしまうおそれがある。また、二次電池の特性は、動作環境の温度に依存するため、電源装置の充電容量を増大すべく二次電池モジュールを複数からなる電池モジュールユニットを搭載している場合には、電源装置の内部レイアウトによっては、各二次電池モジュールが曝される温度に差が生じ、特定の二次電池モジュールの劣化が進んでしまいかねない(各二次電池モジュールの劣化度合いにバラツキが生じ、モジュール間のバランスが崩れてしまい、モジュールユニット全体としての性能が低下するおそれがある)。 The internal layout of the apparatus has a great influence on the size and performance of the power supply apparatus, and is therefore a very important factor in meeting the above requirements. For example, an inverter unit including an inverter circuit for converting DC power to AC generates a large amount of heat, and if the layout is not appropriate, the secondary battery is exposed to a high temperature due to this heat generation, and the battery life is shortened or deteriorated. There is a risk of it. In addition, since the characteristics of the secondary battery depend on the temperature of the operating environment, when a battery module unit consisting of a plurality of secondary battery modules is mounted to increase the charging capacity of the power supply apparatus, Depending on the internal layout, the temperature at which each secondary battery module is exposed may vary, and the deterioration of a specific secondary battery module may progress (the degree of deterioration of each secondary battery module varies, May be lost, and the performance of the entire module unit may be reduced).
またこのような電源装置は、温度・湿度・振動・電磁波・水分など様々な環境下において使用が想定されるため、このような環境への適応を考慮した、適切且つ効率的なレイアウトが求められる。更に、実際に可搬性電源装置を量産する際には、製造上のコスト効率化を図ることも重要であるため、組立の容易性にも配慮する必要がある。 Moreover, since such a power supply device is assumed to be used in various environments such as temperature, humidity, vibration, electromagnetic waves, and moisture, an appropriate and efficient layout considering adaptation to such an environment is required. . Further, when mass-producing portable power supply devices in practice, it is also important to improve the manufacturing cost efficiency, so it is necessary to consider the ease of assembly.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、適切な内部レイアウトを有することにより、耐久性・信頼性・可搬性に優れ、且つ、容易に組立可能な電源装置及び該電源装置の組立方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a power supply device that has excellent durability, reliability, and portability by having an appropriate internal layout, and an assembly method of the power supply device. The purpose is to provide.
本発明に係る電源装置は上記課題を解決するために、外部電源から複数の二次電池モジュールに蓄電した電力を、インバータ回路により出力する電源装置において、前記複数の二次電池モジュールを列設させた状態で一体的に構成した電池モジュールユニットを基台上に立設配置させ、前記インバータ回路を含むインバータユニットを前記電池モジュールユニットに隣接させると共に、前記電池モジュールユニットと前記インバータユニットとを、前記基台上方空間を包被する外殻体内に一体に収納してなる電源装置であって、前記インバータユニットを、前記電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの面に沿って平行に延在するように配置すると共に、前記電池モジュールユニットと前記インバータユニットとの間に、遮熱板が配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power supply device according to the present invention includes a plurality of secondary battery modules arranged in a row in a power supply device that outputs, by an inverter circuit, power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power supply. The battery module unit configured integrally in a standing state is erected on the base, the inverter unit including the inverter circuit is adjacent to the battery module unit, and the battery module unit and the inverter unit are A power supply device that is integrally housed in an outer shell that encloses the space above the base, wherein the inverter unit is adjacent to the battery module unit and extends in parallel along the surface of the battery module unit. Between the battery module unit and the inverter unit. Characterized in that the heat shield plate is disposed.
本発明によれば、電池モジュールユニットとインバータユニットとを基台上に立設配置させ、基台上方空間を外殻体内に一体に収納することによって、省スペース化に優れ、良好な可搬性を有する電源装置を実現することができる。特に、インバータユニットを、電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの面に沿って平行に延在配置することによって、装置内部の空間密度を高め、無駄のない効率的なレイアウトが得られる。 According to the present invention, the battery module unit and the inverter unit are arranged upright on the base, and the space above the base is integrally stored in the outer shell, so that it is excellent in space saving and has good portability. It is possible to realize a power supply device having the same. In particular, by arranging the inverter unit adjacent to the battery module unit so as to extend in parallel along the surface of the battery module unit, the space density inside the device is increased, and an efficient layout without waste is obtained.
また、電池モジュールユニットとインバータユニットとの間に遮熱板を配置することによって、インバータユニットにおける発熱が電池モジュールユニットに伝達することを抑制又は防止することができる。その結果、電池モジュールユニットを構成する各二次電池モジュールの温度上昇を抑制することによって高寿命化を図ることができる。更に、このように二次電池モジュールの温度上昇を抑制できる分だけ、電池モジュールユニット及びインバータユニット間の隙間空間を小さくすることができるので、よりコンパクトで可搬性に優れた電源装置を実現することができる。 Moreover, by disposing a heat shield plate between the battery module unit and the inverter unit, it is possible to suppress or prevent heat generated in the inverter unit from being transmitted to the battery module unit. As a result, the lifetime can be extended by suppressing the temperature rise of each secondary battery module constituting the battery module unit. Furthermore, since the gap space between the battery module unit and the inverter unit can be reduced by the amount that can suppress the temperature rise of the secondary battery module in this way, a more compact and highly portable power supply device can be realized. Can do.
更に電池モジュールユニットやインバータユニットを外殻体によって上側から覆うことによって、降雨など周囲に水分が存在する過酷な環境下においても、上側及び側面からの浸水を防止することができる。 Furthermore, by covering the battery module unit and the inverter unit from the upper side with the outer shell body, it is possible to prevent water from entering from the upper side and the side surface even in a harsh environment where moisture exists in the surroundings such as rain.
本発明の他の態様に係る電源装置は、外部電源から複数の二次電池モジュールに蓄電した電力を、インバータ回路により出力する電源装置において、前記複数の二次電池モジュールを列設させた状態で一体的に構成した電池モジュールユニットと、前記インバータ回路を含むインバータユニットとを基台上に立設配置させると共に、前記電池モジュールユニットと前記インバータユニットとを、前記基台上方空間を包被する外殻体内に一体に収納してなる電源装置であって、前記インバータユニットを、前記電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの面に沿って平行に延在するように配置すると共に、前記電池モジュールユニットを構成する前記複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置されていることを特徴とする。 In a power supply device according to another aspect of the present invention, in a power supply device that outputs electric power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power supply by an inverter circuit, the plurality of secondary battery modules are arranged in a row. An integrally configured battery module unit and an inverter unit including the inverter circuit are arranged upright on a base, and the battery module unit and the inverter unit are externally encased in the space above the base. A power supply device integrally housed in a shell, wherein the inverter unit is disposed adjacent to the battery module unit so as to extend in parallel along the surface of the battery module unit, and the battery The module unit is disposed so as to face each of the plurality of secondary battery modules constituting the module unit. And butterflies.
この態様では、インバータユニットが電池モジュールユニットを構成する複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置されているので、インバータユニットで発生した熱量が、電池モジュールユニットを構成する二次電池モジュールの各々に対して均等に伝達される。そのため、充電容量を増加させるために電池モジュールユニットを複数の二次電池モジュールから構成した場合であっても、各二次電池モジュールにおける温度バラツキが少なく(若しくは無く)、電池モジュール間のバランスを均等に保つことができる。 In this aspect, since the inverter unit is disposed so as to face each of the plurality of secondary battery modules constituting the battery module unit, the amount of heat generated in the inverter unit is the secondary battery module constituting the battery module unit. Are transmitted equally to each of the. Therefore, even when the battery module unit is composed of a plurality of secondary battery modules in order to increase the charging capacity, there is little (or no) temperature variation in each secondary battery module, and the balance between the battery modules is even. Can be kept in.
好ましくは、前記電池モジュールユニットと前記インバータユニットとの間に、遮熱板が配置されているとよい。これによれば上述のように、インバータユニットにおける発熱が電池モジュールユニットに伝達することを抑制又は防止することができるので、電池モジュールユニットの高寿命化、及び、隙間空間の削減により可搬性に優れた電源装置を実現することができる。 Preferably, a heat shield plate may be disposed between the battery module unit and the inverter unit. According to this, as described above, since heat generation in the inverter unit can be suppressed or prevented from being transmitted to the battery module unit, the battery module unit has excellent portability by extending the life of the battery module unit and reducing the gap space. A power supply device can be realized.
好ましくは、前記基台上方空間を包被する外殻体は、電磁遮蔽材料で形成されることにより、外部に対し電磁遮蔽しているとよい。これによれば、外殻体の素材に電磁遮蔽材料を採用することによって、外殻体の内側に配置された電池モジュールユニットやインバータユニットを外部に対して電磁遮蔽できる。そのため、電源装置の動作を妨害する電磁波が多い環境下においても電磁波による誤動作のない優れた信頼性を得ることができる。尚、電磁遮蔽材料の具体例としては、鉄より比重の軽いアルミ材若しくはアルミ合金などの軽量の金属材料を採用することにより、電磁遮蔽効果に加えて軽量化を図ることで可搬性を更に高めることが好ましい。 Preferably, the outer shell covering the space above the base is made of an electromagnetic shielding material so as to be electromagnetically shielded from the outside. According to this, by adopting an electromagnetic shielding material as the material of the outer shell body, the battery module unit and the inverter unit arranged inside the outer shell body can be electromagnetically shielded from the outside. Therefore, excellent reliability without malfunction due to electromagnetic waves can be obtained even in an environment where there are many electromagnetic waves that interfere with the operation of the power supply device. In addition, as a specific example of the electromagnetic shielding material, by adopting a lightweight metal material such as aluminum material or aluminum alloy having a specific gravity lighter than iron, the portability is further enhanced by reducing the weight in addition to the electromagnetic shielding effect. It is preferable.
また、前記電池モジュールユニットは、前記列設方向に配設した夫々の二次電池モジュールの隣接空隙を狭小にすべく夫々の二次電池モジュールの対峙面が平面状をなし、該隣接空隙に緩衝材を介在すると共に、前記電池モジュールユニットを支持枠により前記基台に収納支持するとよい。これによれば、二次電池モジュールの対峙面を平面状とすることによって、列設方向に配設した夫々の二次電池モジュールの隣接空隙を狭小にすることができ、省スペース化を図ることができる。また、二次電池モジュールの隣接空隙に緩衝材を介在させると共に、電池モジュールユニットを支持枠により基台に収納支持することによって、構造上の安定性を増すことができ、耐衝撃性(耐震性)を向上することができる。尚、緩衝材としては弾性に優れたゴムなどの素材を用いることが好ましい。 Further, the battery module unit is configured such that the opposing surfaces of the respective secondary battery modules are planar so that the adjacent gaps of the respective secondary battery modules arranged in the row direction are narrowed, and the adjacent gaps are buffered. While interposing a material, the battery module unit may be housed and supported on the base by a support frame. According to this, by making the facing surfaces of the secondary battery modules planar, the adjacent gaps of the respective secondary battery modules arranged in the row direction can be narrowed, and space saving can be achieved. Can do. In addition, a buffer material is interposed in the adjacent gap of the secondary battery module, and the battery module unit is housed and supported on the base by the support frame, so that the structural stability can be increased, and the impact resistance (seismic resistance) ) Can be improved. In addition, it is preferable to use materials, such as rubber | gum excellent in elasticity, as a buffer material.
この場合特に、前記インバータユニットは、該インバータユニットと前記電池モジュールユニットとの高さ方向の中心が揃うように前記支持枠に固定されていると好ましい。これにより、電池モジュールユニットを構成する各二次電池モジュールにおける垂直方向の伝熱のアンバランスが生じるのを防ぐことができる。即ち、単一の二次電池モジュール内で温度分布が生じることによって局所的な電池性能の低下が発生し、電池寿命が極度に低下する可能性があるが、このような寿命低下を防止することができる。 In this case, in particular, the inverter unit is preferably fixed to the support frame so that the centers in the height direction of the inverter unit and the battery module unit are aligned. Thereby, it can prevent that the imbalance of the heat transfer of the perpendicular direction in each secondary battery module which comprises a battery module unit arises. That is, the temperature distribution in a single secondary battery module may cause a local degradation in battery performance and the battery life may be extremely reduced. Can do.
また、前記外殻体は概直方体状をなし、長手辺に沿って平行に前記面が平面状の電池モジュールユニットと前記インバータユニットが配置されていると共に、前記面が平面状の電池モジュールユニットの短手面側に前記二次電池モジュールを制御するための制御基板を立設し、前記外殻体のうち前記制御基板の立設位置と対面する側を斜めに形成し、該斜めに形成した領域に操作盤取付開口部を有するとよい。これによれば、電池モジュールユニットやインバータユニットに加えて制御基板を含めた全体的なレイアウトの効率化を図ることができる。また、斜め形成面に操作盤取付開口部を設けることにより、ユーザが当該装置を操作する際の利便性を向上することができる。 The outer shell has a substantially rectangular parallelepiped shape, the battery module unit having the planar surface and the inverter unit are arranged in parallel along the longitudinal side, and the battery module unit having the planar surface is disposed. A control board for controlling the secondary battery module was erected on the short side, and the side facing the standing position of the control board in the outer shell was formed obliquely, and formed obliquely It is preferable to have an operation panel mounting opening in the region. According to this, the efficiency of the overall layout including the control board in addition to the battery module unit and the inverter unit can be improved. Moreover, the convenience at the time of a user operating the said apparatus can be improved by providing the operation panel attachment opening part in a diagonal formation surface.
本発明によれば、電池モジュールユニットとインバータユニットとを基台上に立設配置させ、基台上方空間を外殻体内に一体に収納することによって、省スペース化に優れ、良好な可搬性を有する電源装置を実現することができる。特に、インバータユニットを、電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの側面に沿って平行に延在配置することによって、装置内部の空間密度を高め、無駄のない効率的なレイアウトが得られる。 According to the present invention, the battery module unit and the inverter unit are arranged upright on the base, and the space above the base is integrally stored in the outer shell, so that it is excellent in space saving and has good portability. It is possible to realize a power supply device having the same. In particular, by arranging the inverter unit adjacent to the battery module unit so as to extend in parallel along the side surface of the battery module unit, the space density inside the device is increased and an efficient layout without waste is obtained.
また、電池モジュールユニットとインバータユニットとの間に遮熱板を配置することによって、インバータユニットにおける発熱が電池モジュールユニットに伝達することを抑制又は防止することができる。その結果、電池モジュールユニットを構成する各二次電池モジュールの温度上昇を抑制することによって高寿命化を図ることができる。更に、このように電池モジュールの温度上昇を抑制できる分だけ、電池モジュールユニット及びインバータユニット間の隙間空間を小さくすることができるので、よりコンパクトで可搬性に優れた電源装置を実現することができる。 Moreover, by disposing a heat shield plate between the battery module unit and the inverter unit, it is possible to suppress or prevent heat generated in the inverter unit from being transmitted to the battery module unit. As a result, the lifetime can be extended by suppressing the temperature rise of each secondary battery module constituting the battery module unit. Furthermore, since the gap space between the battery module unit and the inverter unit can be reduced by the amount that can suppress the temperature increase of the battery module in this way, a more compact and highly portable power supply device can be realized. .
特にインバータユニットを電池モジュールユニットを構成する複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置することによって、インバータユニットで発生した熱量が、電池モジュールユニットを構成する二次電池モジュールの各々に対して均等に伝達される。そのため、充電容量を増加させるために電池モジュールユニットを複数の二次電池モジュールから構成した場合であっても、各二次電池モジュールにおける温度バラツキが少なく(若しくは無く)、電池モジュール間のバランスを均等に保つことができる。 In particular, by disposing the inverter unit so as to face each of the plurality of secondary battery modules constituting the battery module unit, the amount of heat generated in the inverter unit is reduced for each of the secondary battery modules constituting the battery module unit. Transmitted evenly. Therefore, even when the battery module unit is composed of a plurality of secondary battery modules in order to increase the charging capacity, there is little (or no) temperature variation in each secondary battery module, and the balance between the battery modules is even. Can be kept in.
更に電池モジュールユニットやインバータユニットを外殻体によって上側から覆うことによって、降雨など周囲に水分が存在する過酷な環境下においても、上側及び側方からの浸水を防止することができる。 Furthermore, by covering the battery module unit and the inverter unit from the upper side with the outer shell body, it is possible to prevent water from entering from the upper side and the side even in a harsh environment where moisture exists in the surroundings such as rain.
そして本発明に係る電源装置は電池モジュールユニットを基台上に立設配置させ、インバータユニットを電池モジュールユニットに隣接させると共に、これらを前記基台上方空間を包被する外殻体内に一体に収納してなる構成を有するため、上記説明したように空間的に効率的なレイアウトを有しており、組立も容易である。 In the power supply device according to the present invention, the battery module unit is erected on the base, the inverter unit is adjacent to the battery module unit, and these are integrally stored in the outer shell that covers the space above the base. As described above, it has a spatially efficient layout and is easy to assemble.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
図1及び図2は、それぞれ本発明に係る電源装置1の外観を前方及び後方から示す斜視図である。電源装置1は、外殻体2によって電源モジュールユニットやインバータユニットなどが搭載された基台を上方空間側から包被されて構成されている。基台上に搭載されたユニット類には多くの電気回路が含まれているため、このようにユニット類を外殻体2によって上側から覆うことによって、降雨など周囲に水分が存在する過酷な環境下においても、内部への浸水を防止でき、耐水性が高められている。尚、外殻体2は基本的に概直方体形状をしており、その上部にはユーザが電源装置1を持ち運ぶ際に握るための取手3が設けられており、携帯時の利便性を高めている。
1 and 2 are perspective views showing the external appearance of the power supply device 1 according to the present invention from the front and rear, respectively. The power supply device 1 is configured such that a base on which a power supply module unit, an inverter unit, and the like are mounted by an
外殻体2は電磁遮蔽材料で形成されており、その内部に配置された電池モジュールユニットやインバータユニットを外界に対して電磁遮蔽している。これにより、動作を妨害する電磁波が多い環境下においても、電源装置1は電磁波による誤動作のない優れた信頼性を有している。本実施例では特に、外殻体2は鉄より比重の軽いアルミ材若しくはアルミ合金などの軽量の金属材料で形成されており、電磁遮蔽効果に加えて軽量化が図られ、優れた可搬性を有している。
The
外殻体2のうち正面上部には、ユーザが電源装置1を操作するための操作盤4を設けるべく斜めに切欠かれた操作盤取付部5が形成されている。操作盤取付部5はこのように斜めに設けられることによって、操作を行うユーザの利便性が図られている。
In the upper part of the front surface of the
電源装置1の背面側には、図2に示すように、外部電源から電源装置1への入力電力を供給するための入力端子6が設けられている。入力端子6には、商用電源(交流100V、50Hz or 60Hz)を直流12Vに変換する専用の充電器の出力が接続され、後述するように、このように入力された直流12Vが電源装置1の内部に設けられた電池モジュールユニットに蓄電される。尚、入力端子6は、ユーザが誤った仕様の電力を入力してしまわないように、専用形状の端子部品を用いることが好ましい。 As shown in FIG. 2, an input terminal 6 for supplying input power from an external power supply to the power supply device 1 is provided on the back side of the power supply device 1. The input terminal 6 is connected to an output of a dedicated charger for converting commercial power (AC 100 V, 50 Hz or 60 Hz) into DC 12 V. As will be described later, the DC 12 V input in this way is supplied to the power supply 1. Electricity is stored in a battery module unit provided inside. The input terminal 6 is preferably a dedicated terminal component so that the user does not input power with incorrect specifications.
図3は図1に示す操作盤4を拡大して示す模式図である。操作盤4には、電源装置1の動作状況をユーザに視覚的に認識可能とさせるための各種インジケータ類7、電源装置1の主電源のON/OFFを切り替えるためのスイッチ8、及び、電源装置1の電力供給先機器を接続するための出力用端子9が設けられている。インジケータ類7は、スイッチ8のON/OFFに応じて点滅する電源インジケータ7aと、電源装置1の電池モジュールユニットの残量電力量を示す残量表示インジケータ7bと、電源装置1におけるエラー発生の有無を示すエラー表示インジケータ7cとが設けられている。尚、出力用端子9はユーザの利便性向上のために同じ端子が2つ設けているが、その個数や形状は仕様に応じて適宜変更可能である。
FIG. 3 is an enlarged schematic view of the operation panel 4 shown in FIG. The operation panel 4 includes
インバータユニット14は電池モジュールユニット11から出力(放電)された直流電力を所定の交流電力に変換するインバータ回路を含んでなるユニットである。インバータユニット14の出力は、出力用端子9に接続される機器(電力供給先)の仕様に応じて設定すればよく、本実施例では特に商用電源(100V、50Hz or 60Hz)と同様の仕様に設定されている。そして、インバータユニット14の出力は図3に示した出力用端子9に接続されており、該出力用端子9に電力供給先の機器を接続することにより、停電時などであっても電力の使用が可能となる。
The
制御基板15は、電源装置の制御を統括する。制御基板15は例えばマイコンが実装された回路基板である。
The
続いて図4から図8を参照して、本発明に係る電源装置1の内部における具体的なレイアウトについて説明する。図4は本発明に係る電源装置1において外殻体2の内側に収納された内部構造を立体的に示す斜視図である。図5乃至図8はそれぞれ図4に示す内部構造の正面図、右側面図、左側面図、及び、上面側から見た平面図である。尚、図4乃至図8では、説明の便宜上、詳細な配線等は適宜省略している。また、理解の助けとなるために、外殻体3を適宜併せて示している。
Next, a specific layout inside the power supply device 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view three-dimensionally showing the internal structure housed inside the
基台20上には、二次電池モジュール11a、11b、11cを列設させた状態で一体的に構成した電池モジュールユニット11と、インバータ回路を含んでなるインバータユニット14とが立設配置されている。電池モジュールユニット11は基台20にネジ止め固定された一対の支持枠21により支持されている。この一対の支持枠21はその下端部がそれぞれ基台20から立設されており、上端部が外殻体2の天井部の貫通穴を介して取手3にネジ止め固定されている。前記貫通穴は、耐候性を向上させるために防水性のある材料でシールするとよい。そして、電池モジュールユニット11は支持枠21に水平方向からタイロッド22によりネジ止め固定され、一対の支持枠21によって電池モジュールユニット11が挟み込まれるように、基台20上に固定されている。
On the
尚、インバータユニット14は支持枠21に固定されてもよい。この場合、インバータユニット14と電池モジュールユニット11との高さ方向の中心を調整して揃えることによって、電池モジュールユニット11を構成する各二次電池モジュールにおける垂直方向の伝熱のアンバランスが生じるのを防ぐことができる。即ち、単一の二次電池モジュール内で温度分布が生じることによって局所的な電池性能の低下が発生し、電池寿命が極度に低下する可能性があるが、このような寿命低下を防止することができる。
The
尚、一対の支持枠21は軽量化のために鉄より比重の軽いアルミ材若しくはアルミ合金などの軽量の金属材料で形成されているが、十分な強度が得られる限りにおいて樹脂などの材料を採用してもよい。 The pair of support frames 21 are made of a lightweight metal material such as an aluminum material or an aluminum alloy whose specific gravity is lighter than iron in order to reduce the weight, but a material such as a resin is used as long as sufficient strength is obtained. May be.
このように基台20上において、電池モジュールユニット11は支持枠21によって固定されているが、基台20と電池モジュールユニット11との間や、支持枠21と電池モジュールユニット11との間には緩衝材23が設けられている。緩衝材23はゴムや樹脂などの弾性を有する材料から形成されており、電源装置1の耐衝撃性(耐振性)を向上させている。
Thus, on the
電池モジュールユニット11は、列設方向に配設した夫々の二次電池モジュールの隣接空隙を狭小にすべく夫々の二次電池モジュールの対峙面が平面状をなしている。これにより、二次電池モジュールの対峙面を平面状とすることによって、列設方向に配設した夫々の二次電池モジュールの隣接空隙を狭小にすることができ、電池モジュールユニット11を小型化し、省スペース化を図っている。
In the
インバータユニット14の面は平面状を有しており、電池モジュールユニット11に隣接させて該電池モジュールユニット11の面に沿って平行に延在するように配置されている。このように電池モジュールユニット11とインバータユニット14とを共通する基台20上に立設配置させることによって、省スペース化が図られた効率的なレイアウトを実現している。特に、基台20上に搭載したユニットである電池モジュールユニット11とインバータユニット14の対向する面の形状を平面状とすることにより、装置内部の空間密度を高め、無駄のない効率的なレイアウトが得られる。
The surface of the
ここでインバータユニット14は、電池モジュールユニット11を構成する複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置されている。これにより、インバータユニット14で発生した熱量が、電池モジュールユニット11を構成する二次電池モジュールの各々に対して均等に伝達される。二次電池モジュールの特性は、動作環境の温度に依存するが、そのため、充電容量を増加させるために電池モジュールユニット11を複数の二次電池モジュールから構成した場合であっても、各二次電池モジュールにおける温度バラツキが少なく(若しくは無く)、二次電池モジュール間のバランスを均等に保つことができる。
Here, the
また、基台20上に立設された電池モジュールユニット11側面とインバータユニット14側面との間には、インバータユニット14より電池モジュールユニット11への伝熱を遮蔽する遮熱板24が配置されている。このように遮熱板24を配置することによって、インバータユニット14における発熱が電池モジュールユニット11に伝達することを抑制又は防止することができる。その結果、電池モジュールユニット11を構成する各二次電池モジュールの温度上昇を抑制することによって高寿命化を図ることができる。更に、このように電池モジュールユニット11における温度上昇を抑制できる分だけ、電池モジュールユニット11及びインバータユニット14間の隙間空間を小さくすることができるので、よりコンパクトで可搬性に優れた電源装置1を実現することができる。遮熱板24は、熱伝導率が小さく、遮熱性を有する材料であれば特に限定する必要はないが、軽量性の観点から、セラミックスもしくは耐熱性樹脂が望ましい。
Further, a
前述の外殻体2は概直方体状をなしており、電池モジュールユニット11とインバータユニット14は、その長手辺に沿って平行に配置されていると共に、制御基板15は、側面が平面状の電池モジュールユニット11の短手面側の支持枠21に立設されている。これにより、電池モジュールユニットやインバータユニットに加えて制御基板を含めた全体的なレイアウトの効率化を図ることができる。また、支持枠21により、電池モジュールユニット11の熱が制御基板15に伝導することを支持枠21により防ぐことができる。支持枠21には、ベイクライト等の遮熱性の高い材料を複合的に取り付けることにより、制御基板への熱の伝導をさらに抑えることができる。
The
操作盤4は、基板上に各種インジケータ、スイッチ8、出力用端子が実装されて構成されており、外殻体2の操作盤取付開口部に内側又は外側から固定されている。操作盤4と外殻体2の操作盤取付開口部の固定部は、耐候性を向上させるために防水性のある材料でシールするとよい。操作盤4は図不示の配線類によって制御基板15に接続されている。尚、操作盤4と制御パネル15とを接続する配線類は、必要に応じてシールド線やツイストペア配線を用いることによってノイズの影響を軽減するとよい。
The operation panel 4 is configured by mounting various indicators, switches 8 and output terminals on a substrate, and is fixed to the operation panel mounting opening of the
以上説明した電源装置1は、次に説明するように容易に組立可能である。具体的に説明すると、予め電池モジュールユニット11を、複数の二次電池モジュールを所定方向に沿って列設させた状態で一体的にインバータユニット14と対向する面が平面上になるように構成しておき、その短手両側を一対の支持枠21で挟み込むように支持し、タイロッド22にて固定し、基台20上に立設する。その後、該電池モジュールユニット11の長手方向側面に遮熱板24を水平方向より固定し、該遮熱板24を挟んで基台20上に固定された電池モジュールユニット11側面の近傍域にインバータユニット14を支持枠21に水平方向より固定する。そして最後に、外殻体2を垂直上方向から基台上方空間より包被するように組み立てる。
The power supply device 1 described above can be easily assembled as described below. More specifically, the
以上説明したように、本実施例に係る電源装置1によれば、電池モジュールユニット11とインバータユニット14とを基台20上に立設配置させ、基台20上方空間を外殻体2内に一体に収納することによって、省スペース化に優れ、良好な可搬性を有する電源装置1を実現することができる。特に、インバータユニット14を、電池モジュールユニット11に隣接させて該電池モジュールユニット11の面に沿って平行に延在配置することによって、装置内部の空間密度を高め、無駄のない効率的なレイアウトが得られる。
As described above, according to the power supply device 1 according to the present embodiment, the
また、電池モジュールユニット11とインバータユニット14との間に遮熱板24を配置することによって、インバータユニット14における発熱が電池モジュールユニット11に伝達することを抑制又は防止することができる。その結果、電池モジュールユニット11を構成する各二次電池モジュールの温度上昇を抑制することによって高寿命化を図ることができる。更に、このように電池モジュールユニット11の温度上昇を抑制できる分だけ、電池モジュールユニット11及びインバータユニット14間の隙間空間を小さくすることができるので、よりコンパクトで可搬性に優れた電源装置を実現することができる。
Further, by disposing the
更に電池モジュールユニット11やインバータユニット14を外殻体2によって上側から覆うことによって、降雨など周囲に水分が存在する過酷な環境下においても、上側及び側方からの浸水を防止することができる。
Further, by covering the
また、インバータユニット14が電池モジュールユニット11を構成する複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置されているので、インバータユニット14で発生した熱量が、電池モジュールユニット11を構成する二次電池モジュールの各々に対して均等に伝達される。そのため、充電容量を増加させるために電池モジュールユニット11を複数の二次電池モジュールから構成した場合であっても、各二次電池モジュールにおける温度バラツキが少なく(若しくは無く)、電池モジュール間のバランスを均等に保つことができる。
In addition, since the
本発明は、外部電源から複数の二次電池モジュールに蓄電した電力を、インバータ回路により出力する電源装置及び該電源装置の組立方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a power supply device that outputs power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power supply by an inverter circuit and a method for assembling the power supply device.
1 電源装置
2 外殻体
3 取手
4 操作盤
5 操作盤取付部
6 入力端子
7 インジケータ類
8 スイッチ
9 出力用端子
11 電池モジュールユニット
14 インバータユニット
15 制御基板
20 基台
21 支持枠
22 タイロッド
23 緩衝材
24 遮熱板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記インバータユニットを、前記電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの面に沿って平行に延在するように配置すると共に、前記電池モジュールユニットと前記インバータユニットとの間に、遮熱板が配置されていることを特徴とする電源装置。 In a power supply device that outputs electric power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power source using an inverter circuit, a battery module unit configured integrally with the plurality of secondary battery modules arranged in a row on a base The inverter unit including the inverter circuit is adjacent to the battery module unit, and the battery module unit and the inverter unit are integrally stored in an outer shell covering the space above the base. A power supply unit comprising:
The inverter unit is disposed adjacent to the battery module unit so as to extend in parallel along the surface of the battery module unit, and a heat shield plate is provided between the battery module unit and the inverter unit. A power supply device that is arranged.
前記インバータユニットを、前記電池モジュールユニットに隣接させて該電池モジュールユニットの面に沿って平行に延在するように配置すると共に、前記電池モジュールユニットを構成する前記複数の二次電池モジュールの各々に面するように配置されていることを特徴とする電源装置。 In a power supply device that outputs power stored in a plurality of secondary battery modules from an external power source by an inverter circuit, a battery module unit integrally configured with the plurality of secondary battery modules arranged in a row, and the inverter A power supply device in which an inverter unit including a circuit is vertically arranged on a base, and the battery module unit and the inverter unit are integrally stored in an outer shell covering the space above the base. There,
The inverter unit is disposed adjacent to the battery module unit so as to extend in parallel along the surface of the battery module unit, and each of the plurality of secondary battery modules constituting the battery module unit is provided. A power supply device arranged so as to face.
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