JP2014075272A - 太陽光発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】建物の火災に伴い蓄電装置に収納したリチウムイオン電池の爆発的な燃焼を抑制可能とする。
【解決手段】太陽電池モジュール１２により太陽光発電した直流電力を、接続箱１４を介してパワーコンディショナ１６により交流電力に変換して商用交流系統３０に連系する。蓄電装置１８は、複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュール４８を備え、太陽光発電した直流電力及び又は商用交流系統３０の交流電力から変換した直流電力を電池モジュール４８に蓄電する。蓄電装置１８の電池モジュール３８に発煙消火装置４８を設け、リチウムイオン電池の異常による火災を検出した場合に、固形消火剤の点火による燃焼で発生した消火用エアロゾルを電池モジュール収納容器内に噴出して消火する。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物の屋根に設置された太陽電池モジュールで生成した直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給すると共に蓄電装置に蓄電して利用する太陽光発電システムに関する。

近年、太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システムの設置が拡大しており、特に、東日本大震災における原子力発電所事故を契機に、一般住宅への普及が急速に進んでいる。

太陽光発電システムは、建物の屋根に設置した太陽電池モジュールによって発電された直流電力を、パワーコンディショナによって交流電力に変換し、商用電力系統と連携することによって建物内の機器に電力を供給すると共に、発電電力を電力会社に売電することを可能とする。

ここで、太陽電池モジュールは単体では出力電圧が低いため、太陽電池モジュールを複数枚直列に接続したものを１単位とし、これを太陽電池ストリングスといい、太陽電池ストリングスを住宅の屋根の南面、北面、東面、西面等の例えば４系統に分けて配置して並列接続することで、一つの太陽光発電システムを構成している。

一方、太陽光発電システムに蓄電装置を組み合わせることで、太陽光発電により余った直流電力を蓄電装置に充電し、昼間の電力消費が増加する時間帯に蓄電装置に貯めた電力を利用することで、節電と経済的な電力の活用を可能としている。

蓄電装置はセルと呼ばれる単電池を複数接続した電池モジュール（組電池）で構成されている。また蓄電装置に搭載する単電池は、従来のニッケル・水素電池から一般家庭でも充電が可能なリチウムイオン電池へ移行しており、リチウムイオン電池を収納した蓄電装置を組み合わせた太陽光発電システムの普及が始まっている。また蓄電装置は、耐候性と安全性を確保するため、金属材料で作られた密閉構造の筐体内にリチウムイオン電池を収納し、建物に近接した屋外等に設置するようにしている。

特開２００２−２３８２４６号公報 特開２００９−０６４８０９号公報 特開２０１１−２５４９０６号公報 特開２００９−１４２４１９号公報

このような太陽光発電システムの蓄電装置に収納したリチウムイオン電池において、内部ショートや過充電等の種々の原因で熱暴走し、電池温度が著しく上昇して、数百度まで電池温度が上昇すると、電池内部の圧力が上昇し、その結果、単電池の破裂や発火が起き、蓄電装置を火元とした電気火災を発生する恐れがある。

しかし、一般住宅において、リチウムイオン電池を収納した蓄電装置を設置した場合の電気火災に対応した設備は持ち合わせていない。また電気火災が発生した際に、従来の水系消火設備による消火活動は、火災消火或いは抑制するどころか、感電事故等の二次災害を誘発する危険性が高い。

本発明は、リチウムイオン電池の異常に起因した電気火災を自動検出して消火抑制する太陽光発電システムを提供することを目的とする。

（太陽光発電システム）
本発明は、
建物に設置され、太陽光を受光して発電した直流電力を交流電力に変換して商用交流系の負荷に供給する太陽光発電装置と、
複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、太陽光発電装置で発電した直流電力を電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
を備えた太陽光発電システムに於いて、
蓄電装置に配置され、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、消火用エアロゾルを噴出して消火する発煙消火装置を設けたことを特徴とする。

（発煙消火装置を電池収納容器の内部又は外部に設置）
発煙消火装置は、複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールの収納容器の内側又は外側に配置され、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤に点火して燃焼させることにより発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。

（リチウムイオン電池と同じ形状の発煙消火装置）
蓄電装置は、円筒形状を備えた複数のリチウムイオン電池を、電池モジュールの収納容器内の電池収納部に配列して収納し、
発煙消火装置は、リチウムイオン電池と同じ形状を備えると共に電池収納部の空き位置に配置し、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤に点火して燃焼させることにより発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。

（発煙消火装置の構造）
発煙消火装置は、
収納容器内に消火用エアロゾルを噴出する噴出口を備えた筐体と、
筐体に収納され、燃焼により消火用エアロゾルを発生する固形消火剤と、
収納容器内に配置し、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出する火災検出部と、
火災検出部により収納容器内の火災を検出した場合に、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させる点火回路部と、
点火回路部に電源を供給する電池電源と、
を備える。

（熱感知ケーブル）
火災検出部は、筐体から収納容器内に引き込んで布設し、火災による熱を受けた場合の絶縁被覆の溶融により一対の信号線を短絡状態に接触させる熱感知ケーブルであり、
点火回路部は、熱感知ケーブルの短絡を検出した場合に、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させる。

（消火起動信号の外部出力）
発煙消火装置は、固形消火剤に点火して燃焼させた場合に、消火起動信号を外部に出力する。

（無線又は有線連動型火災警報器との連携）
建物内に、
火災を検出した場合に連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報器が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に連動先を示す火災警報を出力する火災警報器と、
火災警報器との間で無線又は有線により信号を送受信するアダプタ装置と、
を設置し、
発煙消火装置は、固形消火剤に点火して燃焼させた場合に出力した消火起動信号を、アダプタ装置を経由して火災警報器に無線又は有線送信して、蓄電装置の火災と発煙消火装置の消火起動を報知させる。

（自動火災報知設備との連携）
建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器により火災を検知した場合に防災受信機から火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する自動火災報知設備と、
自動火災報知設備との間で無線又は有線により信号を送受信するアダプタ装置と、
を設置し、
発煙消火装置は、固形消火剤に点火して燃焼させた場合に出力した消火起動信号を、アダプタ装置を経由して自動火災報知設備に無線又は有線送信して、蓄電装置の火災を報知させる。

（分離型の発煙消火装置）
発煙消火装置は、
蓄電装置における電池モジュールの収納容器外壁を貫通して配置され、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する発煙消火部と、
収納容器外壁を貫通して配置され、収納容器内に収納したリチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出する火災検出部と、
収納容器の外部に配置され、火災検出部により火災を検出した場合又は他の装置から点火制御信号を受信した場合に、発煙消火部の固形消火剤に点火して燃焼させる消火制御部と、
を備える。

（基本的な効果）
本発明の太陽光発電システムは、蓄電装置に設けている複数のリチウムイオン電池を配列し収納された電池モジュールの収納容器に発煙消火装置を配置し、リチウムイオン電池が、内部ショートや過充電等の種々の原因で熱暴走して、電池温度が著しく上昇し、その結果、リチウムイオン電池の破裂や発火が起きた場合に、リチウムイオン電池の異常に伴う電気火災を検出して発煙消火装置から消火用エアロゾルを収納容器内に噴出し、電気火災をリチウムイオン電池の収納容器内で消火抑制し、蓄電装置を火元とした火災に拡大することを未然に防止することを可能とする。

また、発煙消火装置が電池モジュールの収納容器内に噴出する消火用エアロゾルは、固形消火剤を点火・燃焼させることによって発生し、消火用エアロゾルは２μｍ程度の微粒子であり、その主成分は金属の酸化物、炭酸塩或いは燐酸塩或いはその混合物を含有する。具体的には、塩化カリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどを主成分とし、これに窒素、二酸化炭素、水蒸気などが含まれ、水系消火剤を使用できない電気火災に好適な消火抑制ができる。

また、電池モジュールの収納容器は、外気から遮断された密閉空間であり、発煙消火装置から噴出した消火用エアロゾルは確実に収納容器内に滞留してほとんど外部に漏れ出すことはなく、リチウムイオン電池の異常で起きた収納容器内の電気火災を、確実に消火抑制することができる。

また、発煙消火装置は、水系の消火装置に比べると、例えばブックサイズ程度のコンパクトで且つ軽量な消火装置とすることができ、リチウムイオン電池の収納容器の内部に設置しても電池収納スペースをほとんど制約せず、また、収納容器の外部に設置しても、蓄電装置の筐体内への組込スペースに大きく影響することはない。

また、消火に必要な消火用エアロゾルを得るための固形消火剤の重量は、例えば１立方メートル当たり８０グラム〜２００グラム程度となることが知られており、蓄電装置に組み込む電池モジュールの収納容器の内容積は、大型の収納容器であっても、０．２５立方メートル程度であり、これに必要な固形消火剤は２０グラム〜５０グラム程度であり、実際には、収納容器内に複数のリチウムイオン電池を配列して収納することから、実質的な収納容器内の空き容積はそれよりも更に小さく、必要な固形消火剤が少なくて済むため、発煙消火装置はブックサイズよりも更に小さいサイズとすることが可能である。

また、必要とする固形消火剤の量が少なくてすむため、固形消火剤を燃焼して消火用エアロゾルを発生しても、固形消火剤の燃焼による炎や発熱を少なくすることができ、リチウムイオン電池による電気火災を逆に煽ってしまうような不具合は起きない。

（収納容器の内側又は外側に配置する効果）
また電池モジュールの収納容器の外側又は内側に発煙消火装置を配置するようにしたため、複数の収納容器を蓄電装置の筐体内に並べたり重ねたりして配置する場合、収納容器の搭載や並べ方に対し、これを妨げない適切な収納容器本体又は収納容器蓋の内側又は外側に配置することを可能とする。

（円筒形状又は扁平箱形状の発煙消火装置による効果）
また、発煙消火装置をリチウムイオン電池と同じ円筒形状又は扁平箱形状とし、収納容器内にリチウムイオン電池と同様に収納配置することを可能としたため、電池モジュールの収納容器内に電池収納区画を一つ余計に確保して、そこに発煙消火装置を収納するだけでよく、発煙消火装置の配置スペースを最小限に抑え、収納容器への組み込みを簡単且つ容易に行うことを可能とする。また、収納容器を単体で蓄電装置に筐体内に組み込む場合や、複数の収納容器を並べたり重ねたりして蓄電装置の筐体内に組み込む場合、発煙消火装置を設けても、これを妨げることがない。

（分離型の発煙消火装置による効果）
また、発煙消火装置を、発煙消火部、火災検出部及び消火制御部に分離し、電池モジュールの収納容器外壁を貫通して発煙消火部と火災検出部を個別に配置し、これに外部に配置した消火制御部を信号線接続するようにしたため、発煙消火部と火災検出部を独立したユニットに分離したことで、様々な構造をとる電池モジュールの収納容器に対し、収納容器内に消火用エアロゾルを噴出可能な位置を選択して発煙消火部を適切に取付け配置することを可能とし、同様に、収納容器内に収納したリチウムイオン電池の火災を検出するために適切な位置を選択して火災検出部を取付け配置することを可能とし、発煙消火装置を構成する発煙消火部、火災検出部及び消火制御部を電池モジュールの収納容器に実装する場合の自由度を高めることができる。

また、発煙消火部、火災検出部及び消火制御部を分離したことで、各々を小型化することができ、それぞれの収納容器およびその周辺に対する配置スペースを最小限に抑えることを可能とする。

（無線連動型火災警報器との連携による効果）
また、発煙消火装置は、リチウムイオン電池の火災を検出して固形消火剤を燃焼させることにより消火用エアロゾルを収納容器内に噴出した場合には、消火起動信号を出力し、これを、アダプタ装置を経由して建物内に設置している無線連動型の火災警報器に無線又は有線送信して、蓄電装置の火災と発煙消火装置の消火起動を報知させることにより、住宅への設置が義務付けられた火災警報器を活用して、蓄電装置の火災と消火起動を居住者に報知し、迅速な対処を可能とする。

（自動火災報知設備）
また、発煙消火装置は、リチウムイオン電池の火災を検出して固形消火剤を燃焼させることにより消火用エアロゾル収納容器内に噴出した場合には、消火起動信号を出力し、これをアダプタ装置を経由して建物内に設置している防災受信機に無線又は有線送信して、蓄電池装置の火災を報知させることにより、建物内の人に蓄電装置の火災を報知し、迅速な対処を可能とする。

建物に設置した本発明の太陽光発電システムを示した説明図 蓄電装置の内部構造の概略を示した説明図 太陽光発電装置の実施形態を蓄電装置と共に示したブロック図 住警器の概略構成を示したブロック図 アダプタ装置の概略構成を示したブロック図 発煙消火装置を内蔵した電池モジュールの第１実施形態を示した説明図 図６の内部構造を示した断面図 図６の収納容器蓋を外して収納容器本体の内部を示した平面図 図８の収納容器蓋の内側を示した説明図 発煙消火装置の外観を示した斜視図 発煙消火装置の縦断面を示した断面図 発煙消火装置の横断面を示した断面図 図６の筐体内部に配置した点火回路部の実施形態を示した回路図 発煙消火装置を起動して消火用エアロゾルを発生する状態を示した説明図 発煙消火装置を外付けした電池モジュールの第２実施形態を示した説明図 図１５の内部構造を示した断面図 発煙消火装置の縦断面を示した断面図 図１７の発煙消火装置を起動して消火用エアロゾルを発生する状態を示した説明図 円筒形電池と同じ形状の発煙消火装置を備えた電池モジュールの第３実施形態を示した分解組立図 図１９の収納容器蓋を外して収納容器本体の内部を示した平面図 発煙消火装置の縦幅方向の断面を示した断面図 発煙消火装置の上部端面を示した説明図 発煙消火装置を起動して消火用エアロゾルを発生する状態を示した説明図 扁平箱形電池と同じ形状の発煙消火装置を備えた電池モジュールの第４実施形態を示した分解組立図 図２４の収納容器蓋を外して収納容器本体の内部を示した平面図 発煙消火装置の外観を示した説明図 発煙消火装置の縦幅方向の断面を示した断面図 発煙消火装置を起動して消火用エアロゾルを発生する状態を示した説明図 発煙消火部と火災検出部に分離した発煙消火装置を設けた電池モジュールの第５実施形態を示した説明図 図２９の電池モジュールの分解組立図 発煙消火部を軸方向の断面で示した断面図 発煙消火部を起動して消火エアロゾルを発生する状態を示した説明図

［太陽光発電システムの概要］
図１は住宅に設置した本発明の太陽光発電システムを示した説明図である。図１において、本発明の太陽光発電システムは、太陽光発電装置と蓄電装置で構成する。太陽光発電装置は、住宅１０の屋根に太陽電池モジュール１２を設置し、太陽光エネルギーを直流電力に変換して出力する。なお、太陽電池モジュール１２は太陽電池パネルともいう。

太陽電池モジュール１２は、複数の太陽電池セルを配置して直列接続しており、太陽電池モジュール１枚当りの出力は小さいことから、複数枚の太陽電池モジュールを直列接続して一つのグループを作り、このグループを太陽電池ストリングスとしている。

複数枚の太陽電池モジュール１２で構成した太陽電池ストリングスからの電力線は接続箱１４に集められ、接続箱１４は複数の太陽電池ストリングから出力電圧を一方向のＤＣ／ＤＣコンバータにより所定電圧に揃えた後に並列接続してひとつにまとめ、パワーコンディショナ１６に送り出している。また、接続箱１４に設けた一方向のＤＣ／ＤＣコンバータは、太陽電池が最大電力で発電できるように最大電力点追従制御を行う。

パワーコンディショナ１６は、太陽電池モジュール１２で発電した直流電力を、一般の電気機器で使用できる交流電力に変換する働きをし、このため直交変換手段として機能するＤＣ／ＡＣインバータを備えている。また、パワーコンディショナ１６は、電力会社の商用交流系統に接続できるよう電圧、周波数、相数、線数などの整合を取る役割を果たす。

パワーコンディショナ１６に対してはモニタ装置２０が接続され、モニタ装置２０は表示部と操作部を備え、太陽光発電システムの運転状態の表示、障害表示、必要な運転操作などを行う。また、モニタ装置２０の操作部には、蓄電装置１８に設けた発煙消火装置を遠隔起動するための消火起動釦を設けている。

パワーコンディショナ１６に対しては住宅１０の屋外に設置した蓄電装置１８を電力線で接続している。蓄電装置１８を設けたことに伴い、パワーコンディショナ１６に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを設けている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、接続箱１４から供給された太陽発電による直流電力を所定の直流電圧に降圧（降圧変換）して蓄電装置１８に充電する共に、蓄電装置１８に蓄えた直流電力を所定の直流電圧に昇圧（昇圧変換）してＤＣ／ＡＣインバータに出力する。

蓄電装置１８は、複数のリチウムイオン電池を直列接続した１又は複数の電池モジュール（組電池）を収納しており、接続箱１４から供給された太陽発電による直流電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して充電すると共に、例えば住宅で使用電力が最大となる昼間の時間帯に蓄電した直流電力を双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して放電し、放電した直流電力をパワーコンディショナ１６のＤＣ／ＡＣインバータで交流電力に変換して供給する。

パワーコンディショナ１６からの電力線は分電盤２２に接続され、また分電盤２２には柱上トランス２５などから電力会社の商用交流系統の電力線が電力メータ２４を経由して接続され、太陽電池システム又は商用交流系統からの交流電力を、分電盤２２を経由して住宅内に設置した電気機器などの負荷に供給している。また、パワーコンディショナ１６から出力した太陽電池システムの発電に基づく交流電力を、分電盤２２から電力メータ２４を経由して電力会社の商用交流系統に供給する売電も可能とする。分電盤２２は例えば単相３線式により商用交流系統の電力線を引き込んで接続している。

このような太陽光発電システムにつき、本発明にあっては、蓄電装置１８に設けた電池モジュールの収納容器内に複数のリチウムイオン電池を収納しているが、このリチウムイオン電池の収納容器に発煙消火装置を設け、リチウムイオン電池の火災を検出した場合に、消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火するようにしている。

図２は蓄電装置の内部構造の概略を示した説明図である。図２に示すように、蓄電装置１８は、コンクリート製の台座５４の上に設置され、火炎の暴露による内部温度の上昇を抑えるために、例えば厚さ１．６ミリメートル以上の鋼鈑により作られた密閉構造の筐体５０の中に、例えば２台の電池モジュール３８と制御ユニット４５を収納し、それぞれの間は、例えば厚さ１．６ミリメートル以上の鋼鈑を用いた仕切板５２で上下に分けている。

電池モジュール３８は、金属材料で作られた開閉自在な箱構造の収納容器内に、複数のリチウムイオン電池を配列して収納すると共に直列接続しており、この収納容器内には、点線で示すように、発煙消火装置４８を組み込んでいる。

発煙消火装置４８は、火災検出部により収納容器内の火災を検出した場合又は外部から点火制御信号を入力した場合に、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させ、消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火をおこなう。

再び図１を参照するに、住宅１０の例えば部屋毎の警戒区域に分けて無線連動型の住警器２６を設置している。住警器２６は、住宅等における火災を検出して警報する住宅用火災警報器として知られており、電池電源で動作し、火災に伴う温度又は煙濃度を検出するセンサ部と火災を警報する警報部を一体に備え、センサ部による温度又は煙濃度の検出信号に基づき火災を検出すると警報部から連動元を示す火災警報を出力し、また火災連動信号を他の住警器へ無線送信し、他の住警器で連動先を示す火災警報音を出力させる。

住警器２６はモニタ装置２０に接続したアダプタ装置２８により太陽光発電システムと連携可能とする。

アダプタ装置２８は、住警器２６と同様に電池電源で動作し、住警器２６が無線送信した火災連動信号を受信した場合に、火災検出信号を、モニタ装置２０を介してパワーコンディショナ１６側に設けたシステム制御部に出力し、図２に示した蓄電装置１８に設けた発煙消火装置４８の起動等を可能とする。

またアダプタ装置２８は、発煙消火装置４８がリチウムイオン電池の火災を検出して消火用エアロゾルを密閉容器内に噴射した場合の消火起動信号をシステム制御部およびモニタ装置２０を経由して受信を受信すると、これを住警器２６へ無線送信し、蓄電装置１８の火災及び発煙消火装置４８の消火起動を音声メッセージと警報表示により報知することを可能とする。

［太陽光発電装置の構成］
図３は本発明による太陽光発電装置の実施形態を蓄電装置と共に示したブロック図である。なお、電力線を実線で示し、信号線は点線で示している。

図３において、本実施形態の太陽光発電装置は、太陽電池列として機能する太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎ、接続箱１４に設けた一方向のＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎ、パワーコンディショナ１６に設けたＤＣ／ＡＣインバータ３４、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３６及びシステム制御部４６、図１の分電盤２２側となる商用交流系統３０を備える。なお、一方向のＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎはパワーコンディショナ１６に設けても良い。

太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎは、所定枚数の太陽電池モジュール１２を直列接続しており、建物の屋根の例えば東西南北の４面等に分けて設置しており、本実施形態では、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎを構成する太陽電池モジュール１２を同じ枚数とすることで、太陽光を受ける条件が同じであれば、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎの出力する直流電力は略同じになる。

太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎに続いてはＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎを設け、その二次側を並列接続し、パワーコンディショナ１６に出力している。ＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎは、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎから出力する電圧が異なることを想定し、これを所定の電圧に変換した後に合せてパワーコンディショナ１６へ出力する。

例えば屋根の東西南北の４面に分けて４系統の太陽電池ストリングス１１−１〜１１−４を設置する場合、４面の配置面積が全て同じとはならず、太陽電池モジュール１２の枚数が相違し、その結果、出力特性は同じにはならない。また太陽電池モジュール１２の枚数が同じでも、屋根面での日射量に相違があるため出力特性が同じにはならない。このため、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎの出力をそのまま並列接続してパワーコンディショナ１６へ出力していると、パワーコンディショナ１６で最大電力点追従制御を行っても、各々異なる出力特性をもつため、最大電力点から外れた動作点で発電する太陽電池ストリングスが存在することになる。

これに対し太陽電池ストリンクス１１−１〜１１−ｎの各々に独立してＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎを設けて動作することで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎは、接続した太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎが最大の電力を発電できるように、太陽電池の最大電力点追従制御を行う。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎによる最大電力点追従制御は、天候によって変化する照度に対し太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎから最も効率良く発電電力を得られるように、目標指令値（出力電流指示値）や目標電圧を設定し、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎの発電出力電圧と発電出力電流を制御する。

パワーコンディショナ１６に設けたＤＣ／ＡＣインバータ３４は、ＤＣ／ＤＣインバータ３２−１〜３２−ｎの合成出力で入力した太陽発電による直流電力、又は蓄電装置１８の放電で入力した直流電力を、交流電力に変換して商用交流系統３０に供給（連系）する。ＤＣ／ＡＣコンバータ３４の交流出力は、図１の分電盤２２の商用交流系統の引き込みに合せて単相３線式とする。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、蓄電装置１８を充電する場合、一方向のＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎから入力した直流電力の直流電圧を降圧して蓄電装置１８に出力して充電させる。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３６は、蓄電装置１８を放電する場合、蓄電装置１８から出力した直流電力の直流電圧を、例えば昇圧してＤＣ／ＡＣインバータ３４へ出力し、蓄電装置１８に蓄えた直流電力を放電させる。

［蓄電装置の構成］
太陽光発電装置は、更に、蓄電装置１８をパワーコンディショナ１６の一次側に接続している。蓄電装置１８には、複数のリチウムイオン電池を直列接続して容器内に収納した１又は複数の電池モジュール３８、電池モジュール３８に設けた複数のリチウムイオン電池を制御する電池制御部４０及び発煙消火装置４８を備える。

電池制御部４０は、セル制御機能と電池制御機能を備える。セル制御機能は、電池制御機能からの指令によって複数のリチウムイオン電池（セル電池）の状態の管理及び制御を行う、リチウムイオン電池毎に設けた複数の集積回路によって構成する。複数のリチウムイオン電池の状態の管理及び制御には、各リチウムイオン電池の電圧の計測，各セル電池の蓄電量の調整などがある。

電池制御機能は、電池モジュール３８の状態を管理及び制御すると共に、上位のシステム制御部４６に電池モジュール３８の状態や許容充放電電力などの充放電制御指令を通知する。電池制御機能による電池モジュール３８の状態の管理及び制御には、バッテリー電圧及び電流の計測、蓄電状態及び劣化状態などの演算、電池モジュール３８の温度の計測、リチウムイオン電池のセル電圧を計測するための指令、セル蓄電量を調整するための指令などの出力などがある。

発煙消火装置４８は、火災検出部により収納容器内の火災を検出した場合又は外部から点火制御信号を入力した場合に、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させ、消火用エアロゾルを電池モジュール３８の収納容器内に噴出して消火する。発煙消火装置４８の詳細は、後の説明で明らかにする。

［システム制御部の制御］
システム制御部４６は、太陽光発電システムのシステム運転制御を行う。システム制御部４６のシステム運転制御は、例えば昼間の太陽光発電が行われている場合には、太陽光で発電した電力を住宅１０の負荷に供給し、余った電力は蓄電装置１８に充電し、住宅の電力使用量が増加する電力ピークの時間帯や太陽光発電が停止する夜間の時間帯に、蓄電装置１８から放電して住宅１０で使用する制御を行う。

また、太陽光発電の余剰電力により蓄電装置１８が満充電となって電力が余った場合は、商用交流系統３０へ売電する制御を行う。

図３について具体的に説明すると、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎが太陽光を受けて発電を行い、太陽発電による出力電圧が所定の電圧を超えると接続箱１４に設けたＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎが動作し、太陽電池ストリングス１１−１〜１１−ｎが最大の電力で発電できるように最大電力点追従制御を開始する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２−１〜３２−ｎで変換した直流電力は合成後にパワーコンディショナ１６のＤＣ／ＡＣインバータ３４で交流電力に変換し、住宅１０の負荷を含む商用交流系統３０へ供給する。また、蓄電装置１８の電池制御部４０は、システム制御部４６の充電指示に基づき、電池モジュール３８に対する充電制御を開始し、電池モジュール３８の満充電を検出すると、充電制御を停止する。

また、住宅の消費電力のピーク時間帯や太陽光発電が停止する夜間の時間帯になると、システム制御部４６からの制御指示により、電池制御部４０は電池モジュール３８の放電制御を開始し、蓄電装置１８から放電して住宅１０で蓄電した電力を消費させる。

なお、上記の太陽光発電システムのシステム運転制御は一例であり、必要に応じて様々な太陽光発電装置の運転制御、蓄電装置の運転制御、及び太陽光発電装置と蓄電装置を連携した運転制御を行う。

［住警器の構成］
図４は無線連動型の住警器２６の機能構成の概略を示したブロック図である。図４において、住警器２６は、警報制御部５８、センサ部６０、アンテナ６４を接続した無線通信部６２、報知部６６、操作部６８を備え、図示しない電池電源により動作する。

警報制御部５８は、例えばプログラムの実行により実現される機能である。ハードウェアとしてはＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。

センサ部６０は温度検出部または検煙部である。センサ部６０として温度検出部を設けた場合、温度検出素子として例えばサーミスタを使用し、この場合、温度による抵抗値の変化に対応した電圧検出信号を警報制御部５８へ出力する。またセンサ部６０として検煙部を設けた場合、公知の散乱光式検煙構造をもち、警報制御部５８の指示により、所定周期で赤外ＬＥＤを用いた発光部を間欠的に発光駆動し、フォトダイオードなどの受光部で受光した散乱光の受光信号を増幅し、煙濃度検出信号を警報制御部５８へ出力する。

無線通信部６２は、他の住警器との間で所定の通信プロトコルに従って火災連動信号を送受信する。この通信プロトコルは、日本国内の場合には、例えば４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたＳＴＤ−３０（小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格）又はＳＴＤ−Ｔ６７（特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備の標準規格）に準拠する。この火災連動信号は、送信元を示す送信元符号、グループ符号、事象符号、制御コマンド等を含む形式とする。

報知部６６は、スピーカ、警報表示ＬＥＤ及びそれぞれの駆動回路を備え、必要に応じ警報制御部５８の指示によりスピーカから警報音を出力すると共に警報表示ＬＥＤにより警報表示を行う。操作部６８は警報音及び又は警報表示を停止するための操作を受け付ける警報停止スイッチなどの各種スイッチを備える。

警報制御部５８は、次の火災警報制御、火災復旧制御、警報停止制御、発煙消火装置起動報知制御等を行う。

（火災警報制御）
警報制御部５８は、センサ部６０から出力される温度又は煙濃度の検出信号をＡＤ変換により読み込み、所定の閾値以上の場合に火災を検出し、報知部６６から連動元を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の火災警報として例えば「ピー ピー ピー 火事です 火事です」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共にＬＥＤを例えば点灯して行う。

また、警報制御部５８は、報知部６６から火災警報を出力させた場合、火災連動信号を生成し、無線通信部６２に指示し、他の住警器へ火災連動信号を送信させる制御を行い、当該火災連動信号を受信した他の住警器で連動先を示す火災警報を出力させる。

この場合の連動先を示す火災警報としては例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示ＬＥＤを例えば点滅して行う。

また、警報制御部５８は、無線通信部６２を介して他の住警器が送信した火災連動信号の有効受信を検出した場合、報知部６６からの連動先を示す火災警報を出力させる制御を行う。この場合の連動先を示す火災警報も例えば「ピー ピー ピー 別の警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示ＬＥＤを例えば点灯して行う。

（火災復旧制御）
警報制御部５８は、センサ部６０の検出信号に基づき温度又は煙濃度が閾値を下回る状態が例えば所定時間継続した場合或いは例えば所定回数連続した場合、火災の復旧（火災検出状態が解消したこと）を検出し、報知部６６からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、火災復旧連動信号を生成し、無線通信部６２に指示し、当該火災復旧連動信号を他の住警器へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。

また警報制御部５８は、無線通信部６２を介して他の住警器が送信した火災復旧連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部６６からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。

（警報停止制御）
警報制御部５８は、連動元として火災警報の出力中に操作部６８の警報停止スイッチで受け付けた警報停止操作を検出した場合、報知部６６からの連動元を示す火災警報出力を停止させると共に、警報停止連動信号を生成し、無線通信部６２に指示し、当該警報停止連動信号を他の住警器へ送信させる制御を行い、これを受信した他の住警器に、連動先を示す火災警報出力を停止させる。

また警報制御部５８は、通信部６２を介して他の住警器が送信した警報停止連動信号の有効受信を検出した場合に、報知部６６からの連動先を示す火災警報出力を停止させる制御を行う。

（発煙消火装置の消火起動報知）
警報制御部５８は、蓄電装置１８に設けた発煙消火装置４８が火災を検出して、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させ、消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火を開始し、アダプタ装置２８から送信された消火起動信号を受信した場合には、報知部６６からの蓄電装置の火災と消火起動を示す警報を出力する制御を行う。この場合の警報は例えば「ピー ピー ピー 蓄電装置で火災発生 消火装置が作動しました 確認してください」といった音声メッセージをスピーカから繰り返し出力すると共に警報表示ＬＥＤを例えば点灯して行う。

［アダプタ装置の構成］
図５はアダプタ装置２８の機能構成の概略を示したブロック図である。図５において、アダプタ装置２８は、アンテナ７２を接続した無線通信部７０、制御部７４及び有線通信部７６を備え、図示しない電池電源により動作する。制御部７４は、例えばプログラムの実行により実現される機能であり、ハードウェアとしてはＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等を使用する。

無線通信部７０は、図４の住警器２６との間で、同じ通信プロトコルに従って信号を無線により送受信する。

制御部７４は、システム制御部４６及びモニタ装置２０を経由して発煙消火装置４８から送信した消火起動信号を受信した場合、無線通信部７０に指示し、当該消火起動信号を住警器２６へ無線送信させる制御を行い、住警器２６から消火起動を報知させる。

［発煙消火装置を備えた電池モジュールの第１実施形態］
図６は蓄電装置に収納する電池モジュールの第１実施形態における外観を示した斜視図、図７は電池モジュールの内部構造を示した断面図、図８は収納容器本体内を示した平面図、図９は収納容器蓋の内側を示した説明図であり、本実施形態は、発煙消火装置を電池モジュール収納容器の内部に配置したことを特徴とする。

（電池モジュールの概要）
図６、図７、図８及び図９に示すように、電池モジュール３８は、上部に開口した箱型の収納容器本体１１１と、収納容器本体１１１の開口に装着してボルト１１３で固定した収納容器蓋１１２を備え、収納容器本体１１１と収納容器蓋１１２で電池モジュール３８の収納容器を構成する。収納容器本体１１１の長手方向の一端に位置する手前側の側壁には、電池モジュール３８の正極出力端子１１４ａと負極出力端子１１４ｂを取付けている。

収納容器本体１１１の内部には、２組の組電池１２５を収納している。組電池１２５の各々には、複数のリチウムイオン電池１２６を配列している。

電池モジュール３８に収納するリチウムイオン電池１２６は非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な矩形箱状の外装容器に、非水電解液と共に電極体を備えている。リチウムイオン電池１２６の電極体は、例えば、正極板及び負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、さらに、径方向に圧縮することにより、扁平な矩形箱状に形成している。また、リチウムイオン電池としては、ラミネート型のリチウムイオン電池（フィルム外装電池）を収納容器内に複数配置しても良い。

電池モジュール３８には、例えば１８個のリチウムイオン電池１２６を配列して直列接続した電池ブロックを、２つ収納して並列接続している。ここで、リチウムイオン電池１２６の平均セル電圧を例えば３．６ボルトとすると、電池モジュール３８の出力端子の直流電圧は約６５ボルトとなる。また、図３に示したように、蓄電装置１８に２台の電池モジュール３８を設けた場合、２台の電池モジュール３８を並列接続している。

（発煙消火装置の概要）
図６、図７及び図９に示すように、電池モジュール３８における収納容器蓋１１２の内側には、発煙消火装置４８を取付けている。発煙消火装置４８は、収納容器内に収納したリチウムイオン電池１２６の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。なお、本実施形態では、発煙消火装置４８を収納容器蓋１１２の内側に取付けているが、収納容器本体１１１の内側に取り付けるようにしても良い。

発煙消火装置４８は、扁平箱状の形状（ブック形状）であり、収納容器蓋１１２の内側に取付けた状態で、コネクタ１３０を配置した端面に形成した噴出口から消火用エアロゾルを収納容器内に噴出可能としている。また、発煙消火装置４８のコネクタ１３０に対しプラグ１５２の装着することで、火災検出部として機能する熱感知ケーブル１３２と、信号線１３３、１３４を発煙消火装置４８に接続している。

熱感知ケーブル１３２は、ビニールなどの樹脂で絶縁被覆した２本の撚られた信号線であり、２本の信号線の間に発煙消火装置４８から電圧を印加しており、火災による熱を受けた場合の絶縁被覆の溶融により一対の信号線が短絡状態に接触し、感知電流が流れることで火災を検出する。

コネクタ１３０及びプラグ１５２を介して収納容器内に引き出された熱感知ケーブル１３２は、図９に示すように、収納容器蓋１１２の内側に沿って布設し、熱感知ケーブル１３２は、その下に位置する図８に示す収納容器本体１１１に配列している複数のリチウムイオン電池１２６の直上を通過するように布設し、リチウムイオン電池１２６の各々の異常に伴う火災による熱を検出可能としている。

また、コネクタ１３０及びプラグ１５２を介して引き出した信号線１３３、１３４は、収納容器本体１１１の長手方向の一端の側面に設けたコネクタ１２４に接続している。信号線１３３は、外部から点火制御信号を入力し、発煙消火装置４８を遠隔的に動作させる。例えば図１に示したモニタ装置２０に消火起動釦を設けておくことで、必要に応じて蓄電装置１８に設けた発煙消火装置４８を遠隔操作により消火起動することを可能とする。

信号線１３４は、発煙消火装置４８で固形消火剤に点火して燃焼させた場合に消火起動信号を出力する。このためコネクタ１２４に図２に示したシステム制御部４６からの信号ケーブルをプラグ接続しておくことで、システム制御部４６からモニタ装置２０を経由してアダプタ装置２８へ消火起動信号を送信し、アダプタ装置２８から当該消火起動信号を図１に示した住警器２６へ無線送信し、これを受信した住警器２６から蓄電装置１８の火災と発煙消火装置４８の消火起動を報知することを可能とする。

（発煙消火装置の構造）
図１０は発煙消火装置の外観を示した斜視図、図１１は発煙消火装置の縦断面を示した断面図、及び図１２は発煙消火装置の横断面を示した断面図である。

図１０、図１１及び図１２に示すように、本実施形態の発煙消火装置４８は、長手方向の一端に開口した扁平箱状の筐体本体１１８と、筐体本体１１８の開口に装着する蓋部材１２０で構成し、筐体本体１１８の開口に蓋部材１２０を装着し、ビス１３５により固定している。

筐体本体１１８の収納容器蓋内側への装着面となる図示の上面側の４箇所には、通し穴を開口した取付リブ１５８を溶接などにより固定し、噴出口１２８の先端を外部に突出している。蓋部材１２０の中央にはコネクタ１３０を外側に露出して取付け、コネクタ１３０の取付位置の両側には、複数のスリット開口として形成した噴出口１２８を設け、消火用エアロゾルを噴出口１２８から外部に噴出可能としている。

発煙消火装置４８の内部には消火剤収納ケース１３６を組み込んでいる。消火剤収納ケース１３６は、噴出口１２８を設けた蓋部材１２０の方向を前方とすると、後方に開口した箱型のケース部材であり、ケース先端側に支持片１４８を溶接などで固定し、筐体本体１１８の内側に溶接などで固着した支持片１５０に、支持片１４８をねじ１５１により取り付け、これにより筐体本体１１８及び蓋部材１２０の内部に浮いた状態となるように消火剤収納ケース１３６を位置決め支持している。

また消火剤収納ケース１３６の後部については、上方向及び下方向に屈曲した一対の支持片１４６、及び側面を後方に延在した一対の延在片１５６を形成し、筐体本体１１８内に浮いた状態となるように消火剤収納ケース１３６を位置決め支持している。

この消火剤収納ケース１３６の支持構造は、筐体本体１１８及び蓋部材１２０に対する接触を最小限に抑え、固形消火剤１３８の燃焼による熱が外側の筐体本体１１８及び蓋部材１２０に伝わり難い空気層を介在した断熱構造としている。

ここで、筐体本体１１８、蓋部材１２０、消火剤収納ケース１３６、支持片１４６，１４８，１５０、及び取付リブ１５８は、固形消火剤１３８の燃焼により消火用エアロゾルを発生することから、固形消火剤１３８の燃焼による熱に耐える構造とするため金属材料で作られている。

消火剤収納ケース１３６の内部には固形消火剤１３８を収納し、固形消火剤１３８に対してはヒータ１４０を取り付けている。

また筐体本体１１８の内部には電池電源（一次電池）を内蔵した点火回路部１４２を設けている。点火回路部１４２に対しては、コネクタ１３０側より、プラグ１５２を介して熱感知ケーブル１３２、点火制御信号を入力する信号線１３３、及び消火起動信号を出力する信号線１３４を接続するための信号線を接続し、またヒータ１４０に対する信号線も接続している。

点火回路部１４２は、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を熱感知ケーブル１３２の短絡により検出した場合に、ヒータ１４０に通電して加熱することにより固形消火剤１３８に点火して燃焼させる。また、信号線１３３を介して外部から点火制御信号を入力した場合にも、ヒータ１４０に通電して加熱することにより固形消火剤１３８に点火して燃焼させる。

本実施形態で使用する固形消火剤１３８は、燃焼により消火用エアロゾルを発生する。消火用エアロゾルは、２μｍ程度の超微粒子であり、その主成分は、金属の酸化物、炭酸塩あるいは燐酸塩あるいはその混合物を含有している。

具体的には、塩化カリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどを主成分とし、これに窒素、二酸化炭素、水蒸気などが含まれている。このような主成分を持つ消火用エアロゾルにあっては、消火用エアロゾルそのものに毒性がなく、環境に優しい発生ガスということができる。

固形消火剤１３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルによる消火作用は、電池モジュールの収納容器内を消火用エアロゾルで満たすことで、火災の発生により燃焼している燃焼の活性中心を消滅、抑制する作用により消火を行うものであり、水系消火剤を使用することのできない電気火災に好適な消火作用が得られる。

また固形消火剤１３８の量は電池モジュール収納容器の内容積に応じて決まる。閉鎖空間となる消火対象エリア１立方メートル当たりを消火するに必要な消火用エアロゾルを発生するための固形消火剤１３８の重量は、８０グラム〜２００グラム程度であり、これに基づき、消火対象とする電池モジュール収納容器の内容積に応じた量の固形消火剤１３８を消火剤収納ケース３６に収納している。

本実施形態の発煙消火装置４８が消火対象とする住宅向けの蓄電装置１８に収納する電池モジュール３８の収納容器内容積は、例えば０．１立方メートル〜０．２５立方メートル程度であり、これに複数のリチウムイオン電池で構成した組電池を収納することから、実際の空きスペースの容積は更に小さなものとなる。例えば電池モジュール収納容器の内容積を０．１立方メートルとした場合に必要な固形消火剤の重量は８グラム〜２０グラムとなり、また０．２５立方メートルとした場合に必要な固形消火剤の重量は２０グラム〜５０グラムとなる。

発煙消火装置４８の大きさは、必要とする固形消火剤３８の重量で決まり、最大でも５０グラム以下で済むことから、この程度の重量の固形消火剤３８を収納する筐体本体１８は例えばリチウムイオン電池の外容器サイズ程度まで小型化が可能となる。

固形消火剤１３８を収納した発煙消火装置４８の内部には、消火剤収納ケース１３６の背後からその周囲を通って前方の噴出口１２８へ至る煙道１４５を形成している。このように背後から前方に回りこむ煙道１４５の形成は、固形消火剤１３８と噴出口１２８との距離を離し、且つ炎の出る向きと噴出口１２８が同一方向とならないよう煙道１４５を屈曲させた構成とし、固形消火剤１３８の燃焼による炎が噴出口１２８から電池モジュール３８の収納容器内に吹き出さないようにしている。

また固形消火剤１３８による炎の噴出を更に効果的に防止するためには、必要に応じて煙道１４５の途中に、金網などのエアロゾルだけを通過するような火炎噴出防止部材１５４を配置することが望ましい。本実施形態では、消火剤収納ケース１３６の後部開口１４４から延在した延在片１５６の内側に火炎噴出防止部材１５４を配置している。

火炎噴出防止部材１５４の具体例としては、ガラスや磁器などの細径パイプを複数並べて炎の噴出しを抑制する構造、複数の金網を分離配置して炎の噴出しを抑制する構造、ガラスや磁器などのボールを複数配置して炎の噴出しを抑制する構造、更には複数の金網の間にガラスや磁器などのボールを複数配置して炎の噴出しを抑制する構造などがある。

（点火回路部の構成）
図１３は、図１０の筐体内部に配置した点火回路部の実施形態を示した回路図である。図１３に示すように、点火回路部１４２は、プラグ１５２及びコネクタ１３０を介して電池モジュール３８の収納容器内に布線した熱感知ケーブル１３２、点火制御信号を入力する信号線１３３、及び消火起動信号を出力する信号線１３４を接続している。なお、点火制御信号を入力する信号線１３３は通常監視状態で開放状態にあり、点火制御信号を入力する場合は、短絡状態となる。

点火回路部１４２には、トランジスタ１６８、リレー１７０、抵抗１６２，１６４，１６６を備えたヒータ駆動回路及び電池電源１６０を設ける。電池電源１６０は釦電池などの一次電池であり、外部からの電源供給を不要としている。

トランジスタ１６８は、抵抗１６２，１６４の分圧電圧を、抵抗１６６を介してベースに印加しており、熱感知ケーブル１３２には抵抗１６２，１６４を介して電池電源１６０からの電源電圧を常時、印加している。ここで、通常監視状態でトランジスタ１６８はオフであり、また熱感知ケーブル１３２の一方の信号線には電源電圧のみが印加されるだけで電流は流れておらず、点火回路部１４２の消費電量は漏れ電流などに起因した極く僅かな消費電流だけであり、電池電源１６０として一次電池を使用しても、必要にして十分な電池寿命を確保可能である。

トランジスタ１６８はＰＮＰトランジスタであり、コレクタ側に負荷としてリレー１７０を接続しており、通常監視状態にあっては、熱感知ケーブル１３２は２本の信号線のビニールなどによる絶縁被覆で開放状態にあることから、電池電源１６０から電流は流れず、トランジスタ１６８はエミッタ，ベース間の電圧が０ボルトであることからオフ状態となっている。

リレー１７０は、その常開リレー接点１７４を介してヒータ１４０を接続している。また、リレー１７２の常開リレー接点１７２をトランジスタ１６８のエミッタ・コレクタ間に接続し、ラッチ回路を形成している。更に、コネクタ１３０の端子に消火起動信号を出力するためのリレー接点１７６を接続している。

電池モジュールに収納したリチウムイオン電池の異常発熱に伴う火災の熱を受けて熱感知ケーブル１３２の絶縁被覆であるビニールが溶け、２本の信号線が接触状態になると、抵抗１６２、１６４を介して熱感知ケーブル１３２に電流が流れる。このため、抵抗１６２に生ずる電圧によりトランジスタ１６８のエミッタ・ベース間にバイアス電圧が加わり、これによってトランジスタ１６８がオンしてリレー１７０を作動する。

リレー１７０が作動すると常開リレー接点１７４が閉じ、ヒータ１４０に通電し、ヒータ１４０の通電による加熱で固形消火剤１３８に点火し、固形消火剤１３８の燃焼により消火用エアロゾルを発生して、噴出口１２８から電池モジュールの収納容器内に消火用エアロゾルを噴出させる。

またリレー１７０の作動によりリレー接点１７２が閉じることで、リレー１７０を作動状態にラッチし、これによって、熱感知ケーブル１３２の短絡状態の変動による誤動作を防ぐようにしている。

更に、リレー接点１７６が閉じることで、信号線１３４を介して外部に対し消火動作が行われたことを示す消火起動信号を出力する。本実施形態の発煙消火装置４８からの消火起動信号は、システム制御部４６、モニタ装置２０及びアダプタ装置２８を経由して住警器２６へ送信され、蓄電装置１８の火災と発煙消火装置の起動を示す警報を出力して知らせる。

一方、近隣火災等により、屋外に設置した蓄電装置１８が火炎に曝されて発火の危険性が高まった場合、或いは蓄電装置１８からの発煙があった場合などには、例えばモニタ装置２０の操作部に設けた消火起動釦を、異常に気付いた住人が操作すると、システム制御部４６へ点火指示信号が送られる。これに基づきシステム制御部４６は電池モジュールに収納した発煙消火装置４８へ点火制御信号を送信する。

点火回路部１４２に点火制御信号が入力されると信号線１３３は短絡状態となり、熱感知ケーブル１３２により火災検出した場合と同様に、抵抗１６２、１６４を介して信号線１３３に電流が流れてトランジスタ１６８がオンし、リレー１７０の作動で常開リレー接点１７４が閉じてヒータ１４０に通電し、加熱で固形消火剤１３８に点火し、固形消火剤１３８の燃焼により消火用エアロゾルを発生して、噴出口２８から電池モジュール収納容器内に消火用エアロゾルを噴出させる。

（発煙消火装置の動作）
図１４は発煙消火装置の動作を示した説明図である。図１４において、発煙消火装置４８は、収納容器蓋１１２の内側に取付固定している。発煙消火装置４８に収納した点火回路部１４２が電池モジュールの収納容器内に布設した熱感知ケーブル１３２の火災による短絡状態を検出した場合、又は外部から点火制御信号が入力した場合、ヒータ１４０に通電加熱して固形消火剤１３８に点火し、固形消火剤１３８が燃焼して消火用エアロゾルを発生する。

固形消火剤１３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルは、消火剤収納ケース１３６の後方開口から火炎噴出防止部材１５４を介して噴き出した後、周囲の空洞である煙道１４５を通って前方に移動し、蓋部材１２０に形成した噴出口１２８から電池モジュールの収納容器内となる収納容器蓋１１１の内側の空間に消火用エアロゾル１７８を噴出し、収納容器内を消火用エアロゾル７８で満たし、リチウムイオン電池の異常による電気火災を消火抑制する。

この場合、固形消火剤１３８による燃焼の炎は後方に噴き出し、また、火炎噴出防止部材１５４が炎の吹き出しを抑制し、炎が前方に折り返している煙道１４５を迂回して電池モジュールの収納容器内に噴き出すようなことはない。また固形消火剤１３８の燃焼により消火剤収納ケース１３６が加熱されるが、筐体本体１１８に対する接触は支持片１４６，１４８，１５０によりほぼ浮動状態に支持して接触部分が少ない断熱構造としているため、熱伝導による外側の筐体本体１１８及び蓋部材１２０の温度上昇を抑制し、発煙消火装置４８の過熱が火災の要因となることを防止している。

［発煙消火装置を備えた電池モジュールの第２実施形態］
図１５は発煙消火装置を外付けした電池モジュールの第２実施形態を示した説明図及び図１６は電池モジュールの内部構造を示した断面図である。

（電池モジュールの概要）
図１５及び図１６に示すように、電池モジュール３８は、上部に開口した箱型の収納容器本体２１１と、収納容器本体２１１の開口に装着してボルト２１３で固定した収納容器蓋２１２を備え、収納容器本体２１１と収納容器蓋２１２で電池モジュール３８の収納容器を構成する。

収納容器本体２１１の長手方向の一端に位置する手前側の側壁には、電池モジュール３８の正極出力端子２１４ａと負極出力端子２１４ｂを取付けている。

電池モジュール３８には、例えば１８個のリチウムイオン電池２２６を配列して直列接続した電池ブロックを、２つ収納して並列接続している。ここで、リチウムイオン電池２２６の平均セル電圧を例えば３．６ボルトとすると、電池モジュール３８の出力端子の直流電圧は約６５ボルトとなる。

（発煙消火装置の概要）
図１５及び図１６に示すように、電池モジュール３８における収納容器蓋２１２の外側には、発煙消火装置４８を取付けている。発煙消火装置４８は、収納容器内に収納したリチウムイオン電池２２６の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。なお、本実施形態では、発煙消火装置４８を収納容器蓋２１２の外側に取付けているが、収納容器本体２１１の側面の外側に取り付けるようにしても良い。

発煙消火装置４８は、収納容器蓋２１２に対する装着面にノズル２２８とコネクタ２３０を設けており、収納容器蓋２１２に取付けた状態で、ノズル２２８の先端のノズル開口を収納容器蓋２１２の内側の内部空間に位置し、消火用エアロゾルを収納容器内に噴出可能としている。また、発煙消火装置４８のコネクタ２３０も収納容器蓋２１２に取付けた状態で、ノズル２２８を収納容器蓋２１２の内側の内部空間に位置し、コネクタ２３０に対しプラグ２５２の装着することで、火災検出部として機能する熱感知ケーブル２３２と、信号線２３３、２３４を発煙消火装置４６に接続している。

熱感知ケーブル２３２は、ビニールなどの樹脂で絶縁被覆した２本の撚られた信号線であり、発煙消火装置４８から収納容器内に引き込まれて布設され、２本の信号線の間に発煙消火装置４８から電圧を印加しており、火災による熱を受けた場合の絶縁被覆の溶融により一対の信号線が短絡状態に接触し、感知電流が流れることで火災を検出する。

コネクタ２３０及びプラグ２５２により収納容器内に引き出された熱感知ケーブル２３２は、収納容器蓋２１２の内側に沿って布設し、熱感知ケーブル２３２は、その下に位置する収納容器本体２１１に配列している複数のリチウムイオン電池２２６の直上を通過するように布設し、リチウムイオン電池２２６の各々の異常に伴う火災による熱を検出可能としている。

また、コネクタ２３０及びプラグ２５２を介して引き出した信号線２３３、２３４は、収納容器本体２１１の長手方向の一端の側面に設けたコネクタ２２４に接続している。信号線２３３は外部から点火制御信号を入力し、発煙消火装置２１６を遠隔的に動作させる。また、信号線２３４は、発煙消火装置１６で固形消火剤に点火して燃焼させた場合に消火起動信号を出力する。

（発煙消火装置の構成）
図１７は、図１５に示した発煙消火装置の内部断面構造を示した説明図である。図１７に示すように、本実施形態の発煙消火装置４８は、一端に開口した箱形の筐体本体２１８と蓋部材２２０で構成し、筐体本体２１８の開口にシールパッキン（図示せず）を介して蓋部材２２０を装着し、ビス２３５により固定している。筐体２１８の収納容器装着面となる図示の底面には、ノズル２２８を溶接などにより取り付け、ノズル２２８の先端を外部に突出している。また筐体本体２１８の収納容器装着面となる図示の底面にはコネクタ２３０を外側に露出して取付けている。

発煙消火装置４８の内部には消火剤収納ケース２３６を組み込んでいる。消火剤収納ケース２３６は、ノズル２２８を設けた方向を前方とすると、後方に開口した箱型のケース部材であり、前部を蓋部材２２０に固定した支持片２５０に溶接などで固着し、蓋部材２２０の筐体本体２１８に対する組付けで、筐体本体２１８及び蓋部材２２０の内部に浮いた状態となるように消火剤収納ケース２３６を位置決め支持している。

また消火剤収納ケース２３６の後部については、下方向に屈曲した支持片２４６、上方向に屈曲して蓋部材２２０に溶接などで固着した支持片２４８、及び側面を後方に延在した一対の延在片２５６を形成し、蓋部材２２０の筐体本体２１８に対する組付けで、同様に、筐体本体２１８内に浮いた状態となるように消火剤収納ケース２３６を位置決め支持している。

この消火剤収納ケース２３６の支持構造は、筐体本体２１８及び蓋部材２２０に対する接触を最小限に抑え、固形消火剤２３８の燃焼による熱が外側の筐体本体２１８及び蓋部材２２０に伝わり難い空気層を介在した断熱構造としている。

ここで、筐体本体２１８、蓋部材２２０、消火剤収納ケース２３６、支持片２４６，２４８，２５０は、固形消火剤２３８の燃焼により消火用エアロゾルを発生することから、燃焼による熱に耐える構造とするため金属材料で作られている。

消火剤収納ケース２３６の内部に固形消火剤２３８を収納し、固形消火剤２３８に対してはヒータ２４０を取り付けている。

また筐体本体２１８の内部には電池電源（一次電池）を内蔵した点火回路部２４２を設けている。点火回路部２４２に対しては、コネクタ２３０側より、プラグ２５２を介して熱感知ケーブル２３２、点火制御信号を入力する信号線２３３、及び消火起動信号を出力する信号線２３４を接続するための信号線を接続し、またヒータ２４０に対する信号線も接続している。

点火回路部２４２は、単電池の異常に伴う火災を熱感知ケーブル２３２の短絡により検出した場合に、ヒータ２４０に通電して加熱することにより固形消火剤２３８に点火して燃焼させる。また、信号線３３を介して外部から点火制御信号を入力した場合にも、ヒータ２４０に通電して加熱することにより固形消火剤２３８に点火して燃焼させる。点火回路部２４２の詳細は、図１３に示した第１実施形態の場合と同様であることから、説明を省略する。

固形消火剤２３８を収納した発煙消火装置２１６の内部には、消火剤収納ケース２３６の背後からその周囲を通って前方のノズル２２８へ至る煙道２４５を形成している。このように背後から前方に回りこむ煙道２４５の形成は、固形消火剤２３８とノズル２２８との距離を離し、且つ炎の出る向きと噴出口が同一方向とならないよう煙道４５を屈曲させた構成としたことで、固形消火剤２３８の燃焼による炎がノズル２２８から電池モジュールの収納容器内に吹き出さないようにしている。

また固形消火剤２３８による炎の噴出を更に効果的に防止するためには、必要に応じて煙道２４５の途中に、金網などのエアロゾルだけを通過するような火炎噴出防止部材２５４を配置している。

（発煙消火装置の動作）
図１８は発煙消火装置の動作を示した説明図である。図１８において、発煙消火装置４８は、収納容器蓋２１２の外側に、シールパッキン２７５を介して取付固定している。発煙消火装置４８に収納した点火回路部２４２が電池モジュールの収納容器内に布設した熱感知ケーブル２３２の火災による短絡状態を検出した場合、又は外部から点火制御信号が入力した場合、ヒータ２４０に通電加熱して固形消火剤２３８に点火し、固形消火剤２３８が燃焼して消火用エアロゾルを発生する。

固形消火剤２３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルは、消火剤収納ケース２３６の後方開口から火炎噴出防止部材２５４を介して噴き出した後、周囲の空洞である煙道２４５を通って前方に移動し、ノズル２２８から電池モジュールの収納容器内となる収納容器蓋２１１の内側の空間に消火用エアロゾル２７８を噴出し、収納容器内を消火用エアロゾル２７８で満たし、リチウムイオン電池の異常による電気火災を消火抑制する。

［発煙消火装置を備えた電池モジュールの第３実施形態］
図１９は円筒形電池と同じ発煙消火装置を備えた電池モジュールの第３実施形態を示した分解組立図、図２０は収納容器本体内を示した平面図である。

（電池モジュールの概要）
図１９及び図２０に示すように、電池モジュール３８は、上部に開口した箱型の収納容器本体３１１と、収納容器本体３１１の開口に装着してボルト３１３で固定した収納容器蓋３１２を備え、収納容器本体３１１と収納容器蓋３１２で電池モジュール３８の収納容器を構成する。

収納容器本体３１１の長手方向の一端に位置する手前側の側壁には、電池モジュール３８の正極出力端子３１４ａと負極出力端子３１４ｂを取付けている。

収納容器本体３１１は、複数の電池収納区画３１５ａを備え、電池収納区画３１５ａに円筒形状を持つ複数のリチウムイオン電池３２６を配列している。リチウムイオン電池３２６の外装容器の上端は正極端子となり、下端は負極端子となる。

ここで、リチウムイオン電池３２６のサイズは、例えば（直径Ｒ＝８０ｍｍ〜１２０ｍｍ）×（高さＨ＝８０ｍｍ〜１２０ｍｍ）程度となる。

組電池３２５は、例えば２４区画に分けた電池収納箱３１５の内の２３区画を電池収納区画３１５ａに使用し、２３個のリチウムイオン電池３２６を配列して直列及び並列接続している。例えば、２３個のリチウムイオン電池３２６は、そのうちの１８個を直列接続し、残り５個は直列接続した１８個の内の５個のそれぞれに並列接続している。ここで、リチウムイオン電池１２６の平均セル電圧を例えば３．６ボルトとすると、電池モジュール３８の出力端子の直流電圧は約６５ボルトとなる。

（発煙消火装置の概要）
図１９及び図２０に示すように、電池モジュール３８における収納容器本体３１１側には、リチウムイオン電池３２６と同じ円筒形状、即ちリチウムイオン電池３２６と同じ直径Ｒ及び高さＨを持った円筒形状の発煙消火装置４８を、組電池３２５を構成する複数のリチウムイオン電池３２６と共に電池収納箱３１５に収納している。

即ち、電池収納箱３１５は、２４区画の内の２３区画を電池収納区画３１５ａとして２３個のリチウムイオン電池３２６を収納し、残り１区画を消火装置収納区画３１５ｂに割り当て、そこに発煙消火装置４８を収納している。

なお、本実施形態では、電池収納箱３１５の奥左隅となるコーナー区画を消火装置収納区画３１５ｂとして発煙消火装置４８を収納しているが、２４区画の中の任意の１区画を消火装置収納区画３１５ｂとして発煙消火装置４８を収納してもよい。例えば、収納容器内部に効率良く消火用エアロゾルを噴出して拡散させるため、収納容器の略中央に位置する区画を消火装置収納区画３１５ｂに割り当てて発煙消火装置４８を収納する。

図２１は発煙消火装置の軸方向の断面を示した断面を示した説明図である。

発煙消火装置４８は、リチウムイオン電池３２６と同じサイズの円筒形状であり、電池収納箱３１５の消火装置収納区画３１５ｂに収納し、電池収納箱３１５を本体収納容器３１１の電池収納部３１１ａに組み込んだ状態で、コネクタ３３０を設けた上端面に形成した噴出口３２８から消火用エアロゾルを収納容器内に噴出可能としている。また、発煙消火装置４８のコネクタ３３０に対しプラグ３５２を装着することで、火災検出部として機能する熱感知ケーブル３３２と、信号線３３３、３３４を発煙消火装置４８に接続している。

コネクタ３３０及びプラグ３５２を介して収納容器内に引き出された熱感知ケーブル３３２は、収納容器本体３１１内に収納している全てのリチウムイオン電池３２６の直上を通過するように布設し、リチウムイオン電池３２６の各々の異常に伴う火災による熱を検出可能としている。

また、コネクタ３３０及びプラグ３５２を介して引き出した信号線３３３、３３４は、収納容器本体３１１の長手方向の一端の側面に設けたコネクタ３２４に接続している。信号線３３３は、外部から点火制御信号を入力し、発煙消火装置４８を遠隔的に動作させる。信号線３３４は、発煙消火装置４８で固形消火剤に点火して燃焼させた場合に消火起動信号を出力する。

（発煙消火装置の構成）
図２２は発煙消火装置の上部端面を示した説明図である。図２１及び図２２に示すように、本実施形態の発煙消火装置４８は、上部に開口したリチウムイオン電池と同じサイズの円筒形状を備えた筐体本体３１８と、筐体本体３１８の上部開口に嵌合固定する蓋部材３２０で構成する。

蓋部材３２０の中央にはコネクタ３３０を取り付け、その周囲に放射状に噴出口３２８を形成し、消火用エアロゾルを噴出口３２８から外部に噴出可能としている。

発煙消火装置４８の内部には消火剤収納ケース３３６を組み込んでいる。消火剤収納ケース３３６は、下方に開口した円筒形状のケース部材であり、ケース上部に支持部材３５０を溶接などで固定し、支持部材３５０の両側を筐体本体３１８内の所定位置に溶接などで固定した支持部材３４８に当接し、ねじ３５１により固定し、筐体本体３１８の内部に浮いた状態となるように消火剤収納ケース３３６を位置決め支持している。

また消火剤収納ケース３３６の下部については、下方開口３４４の左右方向に屈曲した一対の支持片３４６、及び側面を下方に延在した一対の延在片３５６を形成し、筐体本体３１８内に収納した状態で、筐体本体３１８の内部に浮いた状態となるように消火剤収納ケース３３６を位置決め支持している。

この消火剤収納ケース３３６の支持構造は、筐体本体１８に対する接触を最小限に抑え、固形消火剤３３８の燃焼による熱が外側の筐体本体３１８側に伝わり難い空気層を介在した断熱構造としている。

ここで、筐体本体３１８、蓋部材３２０、消火剤収納ケース３３６及び支持部材３４８、３５０は、固形消火剤３８の燃焼による熱に耐える構造とするため、金属材料で作られている。

消火剤収納ケース３３６の内部には固形消火剤３３８を収納し、固形消火剤３３８に対してはヒータ３４０を取り付けている。

また消火剤収納ケース３３６の上部には支持部材３５０を介して点火回路部３４２を筐体本体３１８の内部に浮いた状態となるように支持している。点火回路部３４２は電池電源（一次電池）を内蔵しており、コネクタ３３０との間に、プラグ３５２を介して熱感知ケーブル３３２、点火制御信号を入力する信号線３３３、及び消火起動信号を出力する信号線３３４を接続するための信号線を接続し、またヒータ３４０に対する信号線も接続している。

点火回路部３４２は、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を熱感知ケーブル３３２の短絡により検出した場合に、ヒータ３４０に通電して加熱することにより固形消火剤３３８に点火して燃焼させる。また、信号線３３３を介して外部から点火制御信号を入力した場合にも、ヒータ３４０に通電して加熱することにより固形消火剤３８に点火して燃焼させる。なお、点火回路部３４２の詳細は、図１３に示した第１実施形態の場合と同様であることから、説明を省略する。

（発煙消火装置の動作）
図２３は、図２１に示した発煙消火装置の動作を示した説明図である。図２３において、発煙消火装置４８は、収納容器本体３１１に組み込んだ電池収納箱３１５の消火装置収納区画３１５ｂに収納しており、隣接した電池収納区画３１５ａの各々にはリチウムイオン電池３２６を収納している。発煙消火装置４８に収納した点火回路部３４２が電池モジュールの収納容器内に布設した熱感知ケーブル３３２の火災による短絡状態を検出した場合、又は外部から点火制御信号が入力した場合、ヒータ３４０に通電加熱して固形消火剤３３８に点火し、固形消火剤３３８が燃焼して消火用エアロゾルを発生する。

固形消火剤３３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルは、消火剤収納ケース３３６の下方開口から火炎噴出防止部材３５４を介して噴き出した後、周囲の空洞である煙道３４５を通って上方に移動し、蓋部材３２０に形成した噴出口３２８から収納容器内の空間に消火用エアロゾル３７８を噴出し、収納容器内を消火用エアロゾル７８で満たし、リチウムイオン電池３２６の異常による電気火災を消火抑制する。

［発煙消火装置を備えた電池モジュールの第４実施形態］
図２４は扁平箱形電池と同じ発煙消火装置を備えた電池モジュールの第４実施形態を示した分解組立図、図２５は収納容器本体内を示した平面図である。

（電池モジュールの概要）
図２４及び図２５に示すように、電池モジュール３８は、上部に開口した箱型の収納容器本体４１１と、収納容器本体４１１の開口に装着してボルト４１３で固定した収納容器蓋４１２を備え、収納容器本体４１１と収納容器蓋４１２で電池モジュール３８の収納容器を構成する。

収納容器本体４１１の長手方向の一端に位置する手前側の側壁には、電池モジュール３８の正極出力端子４１４ａと負極出力端子４１４ｂを取付けている。

収納容器本体４１１の内部には、扁平箱形状を持つ複数のリチウムイオン電池４２６を配列している。リチウムイオン電池セル４２６の外装容器の上端には、正極端子４２６ａ及び負極端子４２６ｂを設けている。

ここで、リチウムイオン電池３２６のサイズは、例えば（横幅Ｌ＝１００ｍｍ〜１２０ｍｍ）×（縦幅Ｗ＝２０ｍｍ）×（高さＨ＝９０ｍｍ〜１００ｍｍ）程度となる。

本実施形態では１８個のリチウムイオン電池４２６を直列接続して収納しており、リチウムイオン電池１２６の平均セル電圧を例えば３．６ボルトとすると、電池モジュール３８の出力端子の直流電圧は約６５ボルトとなる。

（発煙消火装置の概要）
図２４及び図２５に示すように、電池モジュール３８における収納容器本体４１１側には、リチウムイオン電池４２６と同じ扁平箱形状、即ちリチウムイオン電池４２６と同じ横幅Ｌ、縦幅Ｗ及び高さＨを持った発煙消火装置４８を、組電池４２５を構成する複数のリチウムイオン電池４２６と共に収納している。

収納容器本体４１１は、収納容器内に、２列に分けて、それぞれ９区画に仕切った電池収納区画４１５ａを形成し、その奥行き方向の端部に、２列１区画に仕切った２箇所の消火装置収納区画４１５ｂを形成している。電池収納区画４１５ａにはリチウムイオン電池４２６を収納して、接続部材により直列接続している。また、２箇所の消火装置収納区画４１５ｂの一方には、発煙消火装置４８を収納している。なお、消火装置収納区画４１５ｂの空きスペースには、リチウムイオン電池を収納し、これを電池収納区画４１５ａに収納している１８個のリチウムイオン電池４２６の何れかに並列接続しても良い。

発煙消火装置４８は、収納容器内に収納したリチウムイオン電池４２６の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを電池モジュール３８の収納容器内に噴出して消火する。

発煙消火装置４８は、リチウムイオン電池４２６と同じサイズの扁平箱形状であり、収納容器本体４１１の消火装置収納区画４１５ｂに収納した状態で、コネクタ４３０を設けた上端面に形成した噴出口４２８から消火用エアロゾルを収納容器内に噴出可能としている。また、発煙消火装置４８のコネクタ４３０に対しプラグ４５２を装着することで、火災検出部として機能する熱感知ケーブル４３２と、信号線４３３、４３４を発煙消火装置４８に接続している。

コネクタ４３０及びプラグ４５２を介して収納容器内に引き出された熱感知ケーブル４３２は、収納容器本体４１１に収納している全てのリチウムイオン電池４２６の直上を通過するように布設し、リチウムイオン電池４２６の各々の異常に伴う火災による熱を検出可能としている。

また、コネクタ４３０及びプラグ４５２を介して引き出した信号線４３３、４３４は、収納容器本体４１１の長手方向の一端の側面に設けたコネクタ４２４に接続している。信号線４３３は、外部から点火制御信号を入力し、発煙消火装置４８を遠隔的に動作させる。信号線４３４は、発煙消火装置４８で固形消火剤に点火して燃焼させた場合に消火起動信号を出力する。

（発煙消火装置の構造）
図２６は発煙消火装置の外観を示した斜視図、図２７は発煙消火装置の縦幅方向の断面を示した断面図である。

図２６及び図２７に示すように、本実施形態の発煙消火装置４８は、底部側に開口したリチウムイオン電池と同じサイズの扁平箱形状の筐体本体４１８と、筐体本体４１８の底部開口に装着する蓋部材４２０で構成している。

筐体本体４１０の上部側の端面中央にはコネクタ４３０を取り付け、その両側に噴出口４２８を形成し、消火用エアロゾルを噴出口４２８から外部に噴出可能としている。

発煙消火装置４８の内部には消火剤収納ケース４３６を組み込んでいる。消火剤収納ケース４３６は、噴出口４２８を設けた方向を上方とすると、蓋部材４２０の方向である下方に開口した箱型のケース部材であり、ケース上端側に支持片４４８を溶接などで固定し、消火剤収納ケース４３６を筐体本体４１８内に下方から収納した状態で、消火剤収納ケース４３６の上部を筐体本体４１８の内部に浮いた状態となるように位置決め支持している。

また消火剤収納ケース４３６の下部については、下方開口４４４の左右方向に屈曲した一対の支持片４４６、及び側面を下方に延在した一対の延在片４５６を形成し、筐体本体４１８内に下方から収納して蓋部材４２０を嵌合固定した状態で、筐体本体４１８及び蓋部材４２０の内部に浮いた状態となるように消火剤収納ケース４３６を位置決め支持している。

この消火剤収納ケース４３６の支持構造は、筐体本体４１８及び蓋部材４２０に対する接触を最小限に抑え、固形消火剤４３８の燃焼による熱が外側の筐体本体４１８及び蓋部材４２０に伝わり難い空気層を介在した断熱構造としている。

ここで、筐体本体４１８、蓋部材４２０、消火剤収納ケース４３６及び支持片４４６は、固形消火剤４３８の燃焼による熱に耐える構造とするため金属材料で作られている。

消火剤収納ケース４３６の内部には固形消火剤４３８を収納し、固形消火剤４３８に対してはヒータ４４０を取り付けている。

また筐体本体４１８の内部には電池電源（一次電池）を内蔵した点火回路部４４２を設けている。点火回路部４４２に対しては、コネクタ４３０側より、プラグ４５２を介して熱感知ケーブル４３２、点火制御信号を入力する信号線４３３、及び消火起動信号を出力する信号線４３４を接続するための信号線を接続し、またヒータ４４０に対する信号線も接続している。

点火回路部４４２は、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を熱感知ケーブル４３２の短絡により検出した場合に、ヒータ４４０に通電して加熱することにより固形消火剤４３８に点火して燃焼させる。また、信号線４３３を介して外部から点火制御信号を入力した場合にも、ヒータ４４０に通電して加熱することにより固形消火剤４３８に点火して燃焼させる。なお、点火回路部４４２の詳細は、図１３に示した第１実施形態の場合と同様であることから、説明を省略する。

固形消火剤４３８を収納した発煙消火装置４８の内部には、消火剤収納ケース４３６の下方からその周囲を通って上方の噴出口４２８へ至る煙道４４５を形成し、固形消火剤４３８の燃焼による炎が噴出口４２８から電池モジュールの収納容器内に吹き出さないようにしている。

また固形消火剤４３８による炎の噴出を更に効果的に防止するためには、必要に応じて煙道４４５の途中に、金網などの消火用エアロゾルだけを通過するような火炎噴出防止部材４５４を配置する。

（発煙消火装置の動作）
図２８は、図２６及び図２７に示した発煙消火装置の動作を示した説明図である。図２８において、発煙消火装置４８は、収納容器本体４１１に設けた消火装置収納区画４１５ｂに収納しており、隣接した電池収納区画４１５ａの各々にはリチウムイオン電池４２６を収納している。発煙消火装置４８に収納した点火回路部４４２が電池モジュールの収納容器内に布設した熱感知ケーブル４３２の火災による短絡状態を検出した場合、又は外部から点火制御信号が入力した場合、ヒータ４４０に通電加熱して固形消火剤４３８に点火し、固形消火剤４３８が燃焼して消火用エアロゾルを発生する。

固形消火剤４３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルは、消火剤収納ケース４３６の下方開口から火炎噴出防止部材４５４を介して噴き出した後、周囲の空洞である煙道４４５を通って上方に移動し、発煙消火装置４８の上方に形成した噴出口４２８から電池モジュールの収納容器内の空間に消火用エアロゾル４７８を噴出し、収納容器内を消火用エアロゾル４７８で満たし、リチウムイオン電池４２６の異常による電気火災を消火抑制する。

［発煙消火装置を備えた電池モジュールの第５実施形態］
図２９は発煙消火部と火災検出部に分離した発煙消火装置を設けた電池モジュールの第５実施形態を示した説明図、図３０は電池モジュールの分解組立図である。

（電池モジュールの概要）
図２９及び図３０に示すように、電池モジュール３８は、上部に開口した箱型の収納容器本体５１１と、収納容器本体５１１の開口に装着してボルト５１３で固定した収納容器蓋５１２を備え、収納容器本体５１１と収納容器蓋５１２で電池モジュール３８の収納容器を構成する。

収納容器本体５１１の長手方向の一端に位置する手前側の側壁には、電池モジュール３８の正極出力端子５１４ａと負極出力端子５１４ｂを取付けている。

収納容器本体５１１の内部には、２組の組電池５２５を収納している。組電池５２５の各々には、例えば扁平箱形状を持つ複数のリチウムイオン電池５２６を配列している。リチウムイオン電池５２６の外装容器の上端には、正極端子５２６ａ及び負極端子５２６ｂを設けている。

２組の組電池５２５の各々には例えば１０個のリチウムイオン電池５２６を配列して直列接続しており、更に２組の組電池５２５を直列接続している。

（発煙消火装置の概要）
図２９及び図３０に示すように、本実施形態の発煙消火装置は、発煙消火部４８ａ、火災検出部４８ｂ及び消火制御部４８ｃで構成する。

発煙消火部４８ａは、電池モジュール３８における例えば収納容器蓋５１２の側面外壁に形成した消火部取付穴５１２ａを貫通して先端側を収納容器内に配置し、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。なお、以下の説明では、発煙消火部４８ａを収納容器に配置した状態で、容器内側を前方又は先端といい、容器外側を後方または後端という。

火災検出部４８ｂは、電池モジュール３８における例えば収納容器蓋５１２の側面外壁に形成した検出部取付穴５１２ｂを貫通して配置し、収納容器内に検出素子部として機能する熱感知ケーブル５３２を引き出して布設している。また、火災検出部４８ｂから収納容器内に引き出された熱感知ケーブル５３２は、収納容器本体５１１に収納している全てのリチウムイオン電池５２６の直上を通過するように布設し、リチウムイオン電池５２６の各々の異常に伴う火災による熱を検出可能としている。

消火制御部４８ｃは、電池モジュール３８における収納容器とは別に設けられ、収納容器蓋５１２に配置した発煙消火部４８ａ及び火災検出部４８ｂから引き出した信号線５５２，５５４をコネクタ接続しており、また外部装置に接続する信号線５５５、５５６を引き出している。ここで、信号線５５５は外部装置へ消火起動信号を出力し、信号線５５６は外部装置から点火制御信号を入力するために使用する。

消火制御部４８ｃは、火災検出部４８ｂから収納容器内に布設した熱感知ケーブル５３２の火災の熱による短絡から火災を検出した場合、又は信号線５５６により外部装置から点火制御信号を受信した場合に、信号線５５２を介して発煙消火部４８ａの点火回路部に点火信号を出力し、ヒータの通電加熱により固形消火剤に点火して燃焼させ、消火用エアロゾルを収納容器内に噴出して消火する。

また、消火制御部４８ｃは、発煙消火部４８ａで固形消火剤に点火して燃焼させた場合に、信号線５５５を介して消火起動信号を外部へ出力する。

（発煙消火部の構成）
図３１は発煙消火部を一部軸方向の断面で示した説明図である。図３１に示すように、本実施形態の発煙消火部４８ａは、消火部本体５２０、消火部筐体５２２、消火剤収納ケース５３６、固形消火剤５３８、点火部として機能するヒータ５４０、及び火炎防止部材５４６で構成している。

消火部本体５２０は、嵌合部５２０ａに続いてねじ部５２０ｂを形成し、続いてボルトヘッド５２０ｃを形成し、その外側にねじ部５２０ｄを形成したコネクタ５３０を設けている。消火部本体５２０は、ねじ部５２０ｂを、図３０に示したように、例えば収納容器蓋５１２の外壁に設けた消火部取付穴５１２ａに、パッキンを介してねじ込むことで、発煙消火部４８ａを電池モジュール３８の収納容器外壁を貫通して固定する。

消火部筐体５２２は、消火部本体５２０側となる後端に開口し、容器内となる先端側に閉じた円筒体で、内部に円筒空洞５２０ａを形成しており、先端面の中央及びその周囲に複数の噴出口５２８を開口し、後端開口を消火部本体５２０の嵌合部５２０ａに例えば圧入して固定する。

消火剤収納ケース５３６は、消火部本体５２０側となる後方に開口し、容器内となる先端側に閉じた円筒体であり、内部に円筒空洞５３６ａを形成している。消火剤収納ケース５３６の消火部本体５２０側の後端部は、後方に延在してから外側に屈曲した一対の支持片５３５を形成し、消火部筐体５２２内に支持片５３５の先端を当接し、これにより消火部筐体５２２の内部に浮いた状態で消火剤収納ケース５３６を支持している。

消火剤収納ケース５３６の噴出口５２８を形成した先端側には、一対の支持部材５３４を溶接で固定して軸方向に延在し、消火部筐体５２２の先端内側に支持部材５３４の先端屈曲部を当接し、これにより消火部筐体５２２を内部に浮いた状態で消火剤収納ケース５３６を支持している。

このような消火剤収納ケース５３６の支持構造は、消火部筐体５２２に対する接触を最小限に抑え、固形消火剤５３８の燃焼による熱が外側の消火部筐体５２２及び消火部本体５２０に伝わり難い空気層を介在した断熱構造としている。

ここで、消火部本体５２０、消火部筐体５２２、消火剤収納ケース５３６及び支持部材５３４は、固形消火剤５３８の燃焼による熱に耐える構造とするため金属材料で作られている。

消火剤収納ケース５３６の内部には円柱形状の固形消火剤５３８を収納し、固形消火剤５３８に対しては点火部として機能するヒータ５４０を埋込み配置し、ヒータ５４０に通電して加熱することにより固形消火剤５３８に点火して燃焼させる。

固形消火剤５３８を収納した発煙消火部５４８ａの内部には、消火剤収納ケース５３６の後端側面の矩形開口５３６ｂからその周囲を通って先端の噴出口５２８へ至る煙道５４４を形成し、固形消火剤５３８の燃焼による炎が噴出口５２８から収納容器内に吹き出さないようにしている。

また固形消火剤３８による炎の噴出を更に効果的に防止するためには、必要に応じて煙道５４４の途中に、金網などの消火用エアロゾルだけを通過するような火炎噴出防止部材５４６を配置する。

（点火制御部の構成）
図２９に示した消火制御部４８ｃには、点火回路部を収納している。この点火回路部は、図１３に示した第１実施形態の場合と同様と基本的に同様であるが、図１３のヒータ１４０を取出し、図３１のように発煙消火部４８ａに収納した固形消火剤５３８の中に設けて信号線接続している点で相違するだけである。

（発煙消火装置の動作）
図３２は発煙消火部の動作を示した説明図である。図３２に示すように、発煙消火部４８ａは、消火部本体５２０を収納容器蓋５１2における側面外壁の消火部取付穴にねじ込み固定することで、先端の消火部筐体５２２を収納容器内に配置しており、外部のコネクタ５３０にはプラグ５３１により消火制御部４８ｃからの信号線５５２を接続している。

図２９に示したように、電池モジュールの収納容器内に布設した熱感知ケーブル５３２の火災による短絡状態を検出した場合、又は外部から点火制御信号が入力した場合、図２９に示した消火制御部４８ｃが信号線５５２に点火信号を出力し、ヒータ５４０を通電加熱して固形消火剤３８に点火し、固形消火剤３８が燃焼して消火用エアロゾルを発生する。

固形消火剤５３８の燃焼により発生した消火用エアロゾルは、消火剤収納ケース５３６の後方の切欠開口５３６ｂから火炎噴出防止部材５４６を介して噴き出した後、周囲の空洞である煙道５４４を通って前方に移動し、発煙消火部４８ａの先端に形成した噴出口５２８から電池モジュールの収納容器内の空間に消火用エアロゾル５７８を噴出し、収納容器内を消火用エアロゾル５７８で満たし、リチウムイオン電池５２６の異常による電気火災を消火抑制する。

［本発明の変形例］
（点火回路部の電源）
上記の実施形態にあっては、発煙消火装置に一次電池を用いた電池電源を内蔵して点火回路部を動作しているが、電池モジュールの収納容器内に収納しているリチウムイオン電池（二次電池）から電源を供給するようにしても良い。

（点火回路部の変形）
また、点火回路部は、上記の実施形態に限定されず、火災による熱感知ケーブルの短絡を検出して固定消火剤に点火する回路機能、外部から点火制御信号を入力して固形消火剤に点火する回路機能、及び消火起動信号を外部に出力する回路機能を備えれば、適宜の回路とすることができる。

また、上記の実施形態で発煙消火装置に設けた点火回路部は、外部から点火制御信号によっても固形消火剤に点火して消火用エアロゾルを発生させているが、これは行わず、熱感知ケーブル等の火災検出部による火災検出のみで固形消火剤に点火して消火用エアロゾルを発生させるようにしても良い。

（発煙消火装置の設置台数）
また、上記の実施形態にあっては、電池モジュールの収納容器内に発煙消火装置を１台設けているが、必要に応じ、複数台の発煙消火装置を収納容器内に設けるようにしても良い。

（電池火災を検出する火災検出部）
また、上記の実施形態は、リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出する火災検出部として熱感知ケーブルを設けているが、これ以外に、熱電対、サーミスタ等の温度センサ、レーザパルス光を入射した場合の後方散乱光の強度から温度測定する光ファイバーセンサなどの適宜の火災検出部を設けても良い。

（リチウムイオン電池のガス排出弁）
また、本実施形態の蓄電装置に組み込むリチウムイオン電池は、電池容器内のガス圧異常により作動してガスを排出するガス排出弁を設けている場合があり、これに伴い電池モジュールの収納容器にリチウムイオン電池の異常に伴い噴出した一酸化炭素ガスなどの有毒ガスを排ガスする排ガス機構、例えば収納容器内圧が所定値以上の場合に外部に開放する逆止弁を備えている場合があるが、発煙消火装置から電池モジュールの収納容器内に消火用エアロゾルを噴出しても、電池モジュールの収納容器内の内圧は排ガス機構を作動する圧力までは上昇せず、消火用エアロゾルが外部に漏れ出して消火効果が下がることはない。

（住宅以外の太陽光発電システム）
また、上記の実施形態は、一般住宅に設置する太陽光発電システムを例にとっているが、公共施設や工場などに設置する規模の大きな太陽光発電装置に、リチウムイオン電池を収納した蓄電装置を組み合わせた場合についても、同様に適用することができる。

なお、このときの火災検出手段は、本発明の住警器の代わりとして、自動火災報知設備の火災検知信号を用いる。この場合の火災検出手段は、建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器（火災感知器、押し釦通報装置、スプリンクラー設備）により火災を検知した場合に防災受信機から火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する自動火災報知設備と、防災受信機が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に感電防止回路部へ火災検知信号を出力するアダプタ装置とで構成する。

また、太陽光発電システムは上記の実施形態に限定されず、太陽発電による直流電力を交流電力に変換して負荷に供給すると共に、太陽発電及び又は商用交流系統の電力を、リチウムイオン電池を用いた蓄電装置に蓄電して利用するものであれば、適宜の太陽光発電システムを含む。

（その他）
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：住宅
１１−１〜１１−ｎ：太陽電池ストリングス
１２：電池モジュール
１４：接続箱
１６：パワーコンディショナ
１８：蓄電装置
２０：モニタ装置
２２：分電盤
２４：電力メータ
２６：住警器
２８：アダプタ装置
３０：商用交流系統
３２−１〜３２−ｎ：ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４：ＤＣ／ＡＣインバータ
３６：双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３８：電池モジュール
４０：電池制御部
４５：制御ユニット
４６：システム制御部
４８：発煙消火装置
４８ａ：発煙消火部
４８ｂ：火災検出部
４８ｃ：消火制御部
５０：筐体
１１１，２１１，３１１，４１１：収納容器本体
１１２，２１２，３１２，４１２：収納容器蓋
１２６，２２６，３２６，４２６，５２６：リチウムイオン電池
１３２，２３２，３３２，４３２，５３２：熱感知ケーブル
１３８，２３８，３３８，４３８，５３８：固形消火剤
１４０，２４０，３４０，４４０，５４０：ヒータ
１４２，２４２，３４２，４４２：点火回路部
１６０：電池電源
１６８：トランジスタ
１７０：リレー

Claims (9)

1. 建物に設置され、太陽光を受光して発電した直流電力を交流電力に変換して商用交流系の負荷に供給する太陽光発電装置と、
   複数のリチウムイオン電池を収納した電池モジュールを備え、前記太陽光発電装置で発電した直流電力を前記電池モジュールに蓄電して利用する蓄電装置と、
   を備えた太陽光発電システムに於いて、
   前記蓄電装置に配置され、前記リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、消火用エアロゾルを噴出して消火する発煙消火装置を設けたことを特徴とする太陽光発電システム。
   
2. 請求項１記載の太陽光発電システムに於いて、前記発煙消火装置は、複数のリチウムイオン電池を収納した前記電池モジュールの収納容器の内側又は外側に配置され、前記リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤に点火して燃焼させることにより発生した前記消火用エアロゾルを前記収納容器内に噴出して消火することを特徴とする太陽光発電システム。
   
3. 請求項１記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記蓄電装置は、複数のリチウムイオン電池を、前記電池モジュールの収納容器内の電池収納部に配列して収納し、
   前記発煙消火装置は、前記リチウムイオン電池と同じ形状を備えると共に前記電池収納部の空き位置に配置し、前記リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出した場合に、固形消火剤に点火して燃焼させることにより発生した前記消火用エアロゾルを前記収納容器内に噴出して消火することを特徴とする太陽光発電システム。
   
4. 請求項２又は３記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記発煙消火装置は、
   前記収納容器内に消火用エアロゾルを噴出する噴出口を備えた筐体と、
   前記筐体に収納され、燃焼により前記消火用エアロゾルを発生する固形消火剤と、
   前記収納容器内に配置し、前記リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出する火災検出部と、
   前記火災検出部により前記収納容器内の火災を検出した場合に、ヒータの通電加熱により前記固形消火剤に点火して燃焼させる点火回路部と、
   前記点火回路部に電源を供給する電池電源と、
   を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
   
5. 請求項４記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記火災検出部は、前記筐体から前記収納容器内に引き込んで布設し、火災による熱を受けた場合の絶縁被覆の溶融により一対の信号線を短絡状態に接触させる熱感知ケーブルであり、
   前記点火回路部は、前記熱感知ケーブルの短絡を検出した場合に、ヒータの通電加熱により前記固形消火剤に点火して燃焼させることを特徴とする太陽光発電システム。
   
6. 請求項４記載の太陽光発電システムに於いて、前記発煙消火装置は、前記固形消火剤に点火して燃焼させた場合に、消火起動信号を外部に出力することを特徴とすることを特徴とする太陽光発電システム。
   
7. 請求項５記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記建物内に、
   火災を検出した場合に連動元を示す火災警報を出力すると共に火災連動信号を無線又は有線送信し、他の火災警報器が無線又は有線送信した火災連動信号を受信した場合に連動先を示す火災警報を出力する火災警報器と、
   前記火災警報器との間で無線又は有線により信号を送受信するアダプタ装置と、
   を設置し、
   前記発煙消火装置は、前記固形消火剤に点火して燃焼させた場合に出力した前記消火起動信号を、前記アダプタ装置を経由して前記火災警報器に無線又は有線送信して、前記蓄電装置の火災と前記発煙消火装置の消火起動を報知させることを特徴とする太陽光発電システム。
   
8. 請求項５記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記建物内の警戒区域に設置され、火災検知端末機器により火災を検知した場合に防災受信機から火災警報を出力すると共に火災連動信号を外部へ無線又は有線送信する自動火災報知設備と、
   前記自動火災報知設備との間で無線又は有線により信号を送受信するアダプタ装置と、
   を設置し、
   前記発煙消火装置は、前記固形消火剤に点火して燃焼させた場合に出力した前記消火起動信号を、前記アダプタ装置を経由して前記自動火災報知設備に無線又は有線送信して、前記蓄電装置の火災を報知させることを特徴とする太陽光発電システム。
   
9. 請求項１記載の太陽光発電システムに於いて、
   前記発煙消火装置は、
   前記蓄電装置における電池モジュールの収納容器外壁を貫通して配置され、固形消火剤の燃焼により発生した消火用エアロゾルを前記収納容器内に噴出して消火する発煙消火部と、
   前記収納容器外壁を貫通して配置され、前記収納容器内に収納した前記リチウムイオン電池の異常に伴う火災を検出する火災検出部と、
   前記収納容器の外部に配置され、前記火災検出部により火災を検出した場合又は他の装置から点火制御信号を受信した場合に、前記発煙消火部の前記固形消火剤に点火して燃焼させる消火制御部と、
   を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。

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