JP2015122166A - Battery rack and cooling method of secondary battery disposed in the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池用ラックおよび電池用ラックに配置した二次電池の冷却に関し、特に、複数の二次電池モジュールを収納する電池用ラックおよび電池用ラックに配置した二次電池の冷却に関する。 The present invention relates to a battery rack and cooling of a secondary battery arranged in the battery rack, and more particularly to cooling of a battery rack storing a plurality of secondary battery modules and a secondary battery arranged in the battery rack.
複数の二次電池モジュールを備える二次電池システムが知られている。二次電池システムは、ラックとコンテナと空調装置とをさらに備えている、ラックは、複数の二次電池モジュールが載置される複数段の棚を有し、コンテナの内部に配置されている。空調装置は、コンテナの内部を冷却することにより、複数の二次電池モジュールを冷却する(特許文献1〜4参照。)。このような二次電池システムは、複数の二次電池モジュールとラックと空調装置とが1つのコンテナに収納されることにより、容易に運搬・設置されることができる。
A secondary battery system including a plurality of secondary battery modules is known. The secondary battery system further includes a rack, a container, and an air conditioner. The rack has a plurality of shelves on which a plurality of secondary battery modules are placed, and is disposed inside the container. The air conditioner cools the plurality of secondary battery modules by cooling the inside of the container (see
このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールを適切に冷却し、かつ、複数の二次電池モジュールを適切に支持することが望まれている。 Such a battery rack is desired to appropriately cool a plurality of secondary battery modules and appropriately support the plurality of secondary battery modules.
本発明の課題は、複数の二次電池モジュールを適切に支持し、かつ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却する電池用ラックおよび電池用ラックに配置した二次電池の冷却方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、複数の二次電池モジュールを適切に支持し、かつ、複数の二次電池モジュールを均一に冷却する電池用ラックおよび電池用ラックに配置した二次電池の冷却方法を提供することにある。
本発明による二次電池モジュールを構成する二次電池は、リチウム二次電池の他に、鉛二次電池、ニッケル水素二次電池など特に限定されないが、充放電の追従性がよく、二次電池の温度が低い場合の充放電に伴う二次電池の劣化の管理の重要性から、リチウム二次電池であることが好ましい。
An object of the present invention is to provide a battery rack that appropriately supports a plurality of secondary battery modules and appropriately cools the plurality of secondary battery modules, and a method for cooling a secondary battery disposed in the battery rack. There is.
Another object of the present invention is to provide a battery rack that appropriately supports a plurality of secondary battery modules and uniformly cools the plurality of secondary battery modules, and a method for cooling a secondary battery disposed in the battery rack. It is to provide.
The secondary battery constituting the secondary battery module according to the present invention is not particularly limited, such as a lead secondary battery and a nickel hydride secondary battery, in addition to the lithium secondary battery, but has good charge / discharge followability, and the secondary battery. In view of the importance of managing deterioration of the secondary battery due to charge / discharge when the temperature of the battery is low, a lithium secondary battery is preferable.
本発明による電池用ラックは、コンテナ内部に固定される複数の直立支持部材と、複数の二次電池モジュールが載置される複数のラック板とを備えている。前記複数のラック板の各ラック板は、前記コンテナ内部の壁面との間に、二次電池モジュールを冷却する冷却空気が通過する冷却用隙間が配置されるように、前記複数の直立支持部材に固定されている。 A battery rack according to the present invention includes a plurality of upright support members fixed inside a container and a plurality of rack plates on which a plurality of secondary battery modules are placed. Each rack plate of the plurality of rack plates is provided on the plurality of upright support members such that a cooling gap through which cooling air for cooling the secondary battery module passes is disposed between the rack plates and the wall surface inside the container. It is fixed.
このような電池用ラックは、複数のラック板とコンテナ内部の壁面との間に形成される冷却用隙間に冷却空気を送り込むことにより複数の二次電池モジュールを冷却するときに、冷却空気の流れを阻害しないように複数のラック板をコンテナ内部の壁面に強固に固定することができる。このため、このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができ、かつ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 Such a battery rack has a cooling air flow when cooling a plurality of secondary battery modules by feeding cooling air into a cooling gap formed between a plurality of rack plates and a wall surface inside the container. A plurality of rack plates can be firmly fixed to the wall surface inside the container so as not to hinder. For this reason, such a battery rack can appropriately support the plurality of secondary battery modules, and can appropriately cool the plurality of secondary battery modules.
前記各ラック板と前記コンテナ内部の壁面との間には、各ラック板に前記複数の二次電池モジュールが載置された状態で、前記各ラック板に対応する冷却空気流量が等しくなるように、前記冷却用隙間が形成される。 A cooling air flow rate corresponding to each rack plate is made equal between each rack plate and the wall surface inside the container in a state where the plurality of secondary battery modules are placed on each rack plate. The cooling gap is formed.
このような電池用ラックは、各ラック板に冷却空気が均一に供給されることにより、複数の二次電池モジュールを均一に冷却することができる。 Such a battery rack can uniformly cool a plurality of secondary battery modules by uniformly supplying cooling air to each rack plate.
前記複数のラック板は、上下方向に並んで配置されている。前記複数のラック板のうちの任意のラック板と前記コンテナ内部の壁面との間の隙間は、前記複数のラック板のうちの前記任意のラック板より下側に配置される下側ラック板と前記コンテナ内部の壁面との間の隙間より大きい。 The plurality of rack plates are arranged side by side in the vertical direction. A gap between an arbitrary rack plate of the plurality of rack plates and a wall surface inside the container is a lower rack plate disposed below the arbitrary rack plate of the plurality of rack plates. It is larger than the clearance gap between the wall surfaces inside the container.
このような電池用ラックは、下側のラック板ほどコンテナ内部の壁面との隙間が狭くなるように形成されることにより、各ラック板とコンテナ内部の壁面との間の冷却用隙間を流れる冷却空気の静圧が下側ほど大きいときに、各ラック板に均一に冷却空気を流すことができ、複数の二次電池モジュールを均一に適切に冷却することができる。 Such a battery rack is formed such that the lower rack plate has a narrower gap with the wall surface inside the container, so that cooling that flows through the cooling gap between each rack plate and the wall surface inside the container is performed. When the static pressure of air is higher on the lower side, the cooling air can be made to flow uniformly to each rack plate, and the plurality of secondary battery modules can be uniformly and appropriately cooled.
前記複数のラック板の各ラック板は、複数のラック板ツメが形成されている。前記複数のラック板ツメは、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記各ラック板に載置される複数の二次電池モジュールにそれぞれ嵌合する。 Each rack plate of the plurality of rack plates has a plurality of rack plate claws. The plurality of rack plate claws are respectively fitted to the plurality of secondary battery modules mounted on the rack plates among the plurality of secondary battery modules.
このような電池用ラックは、ラック板に複数のラック板ツメが等間隔に配置されるときに、複数の二次電池モジュールに複数のラック板ツメをそれぞれ嵌合させることにより、複数の二次電池モジュールを容易に等間隔に配置することができる。このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールを等間隔に配置することにより、複数の二次電池モジュールに均一に冷却空気に接触させることができ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 Such a battery rack is configured such that when a plurality of rack plate claws are arranged at equal intervals on the rack plate, the plurality of secondary battery modules are fitted with the plurality of rack plate claws, respectively. Battery modules can be easily arranged at equal intervals. In such a battery rack, by arranging a plurality of secondary battery modules at equal intervals, the plurality of secondary battery modules can be uniformly brought into contact with the cooling air, and the plurality of secondary battery modules can be appropriately connected. Can be cooled.
本発明による電池用ラックは、前記複数のラック板に対応する複数の固定治具をさらに備えている。前記複数の固定治具のうちの任意の固定治具は、前記複数のラック板のうちの前記任意の固定治具に対応するラック板に着脱可能に固定される帯状部材と、前記帯状部材に固定される複数の固定治具ツメ板とを有している。前記複数の固定治具ツメ板は、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記ラック板に載置される複数の二次電池モジュールにそれぞれ嵌合する。 The battery rack according to the present invention further includes a plurality of fixing jigs corresponding to the plurality of rack plates. An arbitrary fixing jig of the plurality of fixing jigs is attached to the belt-like member that is detachably fixed to a rack plate corresponding to the arbitrary fixing jig of the plurality of rack plates. A plurality of fixing jig claw plates to be fixed; The plurality of fixing jig claw plates are respectively fitted to a plurality of secondary battery modules mounted on the rack plate among the plurality of secondary battery modules.
このような電池用ラックは、帯状部材に複数の固定治具ツメ板が等間隔に配置されるときに、複数の二次電池モジュールに複数の固定治具ツメ板をそれぞれ嵌合させることにより、複数の二次電池モジュールを容易に等間隔に配置することができる。このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールを等間隔に配置することにより、複数の二次電池モジュールに均一に冷却空気に接触させることができ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 In such a battery rack, when a plurality of fixing jig claw plates are arranged at equal intervals on the belt-shaped member, a plurality of fixing jig claw plates are respectively fitted to a plurality of secondary battery modules, A plurality of secondary battery modules can be easily arranged at equal intervals. In such a battery rack, by arranging a plurality of secondary battery modules at equal intervals, the plurality of secondary battery modules can be uniformly brought into contact with the cooling air, and the plurality of secondary battery modules can be appropriately connected. Can be cooled.
前記複数のラック板は、複数のユニットにグループ分けされている。前記複数のラック板のうちの任意のユニットに属する複数のユニットラック板は、最も上側に配置される最上段ユニットラック板と、前記最上段ユニットラック板より下側に配置される下側ユニットラック板とを含んでいる。このとき、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記最上段ユニットラック板に載置される二次電池モジュールの個数が最小になるように、前記複数の二次電池モジュールは、前記複数のユニットラック板に載置されている。 The plurality of rack plates are grouped into a plurality of units. The plurality of unit rack plates belonging to an arbitrary unit among the plurality of rack plates are an uppermost unit rack plate disposed on the uppermost side and a lower unit rack disposed on the lower side of the uppermost unit rack plate. Includes board. At this time, the plurality of secondary battery modules include the plurality of units so that the number of secondary battery modules mounted on the uppermost unit rack plate among the plurality of secondary battery modules is minimized. It is placed on a rack plate.
複数の二次電池モジュールは、所定の個数でユニットが形成され、ユニットごとに利用されている。このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールをユニットごとに分けて配置することにより、複数の二次電池モジュールの管理を容易にすることができる。このため、このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールの冷却効果を維持しつつ、さらに、重心を低くすることができ、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができる。 A plurality of secondary battery modules are formed with a predetermined number of units, and are used for each unit. Such a battery rack can facilitate management of a plurality of secondary battery modules by arranging a plurality of secondary battery modules separately for each unit. For this reason, such a battery rack can further lower the center of gravity while maintaining the cooling effect of the plurality of secondary battery modules, and can appropriately support the plurality of secondary battery modules.
本発明による電池用ラックは、前記複数のユニットに対応する複数の電池監視回路をさらに備えている。前記複数の電池監視回路のうちの前記任意のユニットに対応する電池監視回路は、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記複数のユニットラック板に載置される前記複数の二次電池モジュールを制御し、前記複数のユニットラック板のうちの最も下側に配置される最下段ユニットラック板に載置されている。 The battery rack according to the present invention further includes a plurality of battery monitoring circuits corresponding to the plurality of units. The battery monitoring circuit corresponding to the arbitrary unit of the plurality of battery monitoring circuits includes the plurality of secondary battery modules mounted on the plurality of unit rack plates of the plurality of secondary battery modules. Controlled and placed on the lowermost unit rack plate disposed on the lowermost side of the plurality of unit rack plates.
このような電池用ラックは、重心を低くすることができる。このため、このような電池用ラックは、複数の二次電池モジュールの冷却効果を維持しつつ、さらに、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができる。 Such a battery rack can lower the center of gravity. Therefore, such a battery rack can appropriately support the plurality of secondary battery modules while maintaining the cooling effect of the plurality of secondary battery modules.
本発明による二次電池の設置方法は、本発明による電池用ラックに前記複数の二次電池モジュールを載置する方法である。本発明による二次電池の設置方法は、前記複数のラック板を複数のユニットにグループ分けすること、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記最上段ユニットラック板に載置される二次電池モジュールの個数が最小になるように、前記複数のラック板に前記複数の二次電池モジュールを載置することとを備えている。 The secondary battery installation method according to the present invention is a method of placing the plurality of secondary battery modules on the battery rack according to the present invention. The secondary battery installation method according to the present invention includes: grouping the plurality of rack plates into a plurality of units; and a secondary battery mounted on the uppermost unit rack plate of the plurality of secondary battery modules. Placing the plurality of secondary battery modules on the plurality of rack plates so that the number of modules is minimized.
このような設置方法によれば、電池用ラックの重心を低くすることができ、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができる。 According to such an installation method, the center of gravity of the battery rack can be lowered, and a plurality of secondary battery modules can be appropriately supported.
本発明による二次電池の冷却方法は、本発明による電池用ラックを用いて前記複数の二次電池モジュールを冷却する方法である。本発明による二次電池の冷却方法は、前記複数のラック板に前記複数の二次電池モジュールを載置すること、前記冷却用隙間に前記冷却空気を送り込むこととを備えている。 The secondary battery cooling method according to the present invention is a method of cooling the plurality of secondary battery modules using the battery rack according to the present invention. The method for cooling a secondary battery according to the present invention includes mounting the plurality of secondary battery modules on the plurality of rack plates and feeding the cooling air into the cooling gap.
このような冷却方法によれば、複数のラック板とコンテナ内部の壁面との間に形成される冷却用隙間に送り込まれる冷却空気は、複数のラック板により流れが阻害されないで、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 According to such a cooling method, the cooling air fed into the cooling gap formed between the plurality of rack plates and the wall surface inside the container is not hindered by the plurality of rack plates, and the plurality of secondary air The battery module can be appropriately cooled.
本発明による二次電池システムは、本発明による電池用ラックと、前記複数の二次電池モジュールと、前記コンテナ内部の壁面が形成されるコンテナと、前記複数のラック板と前記コンテナ内部の壁面との間に形成される冷却用隙間に冷却空気を送り込む空調装置とを備えている。 A secondary battery system according to the present invention includes a battery rack according to the present invention, the plurality of secondary battery modules, a container in which a wall surface inside the container is formed, the plurality of rack plates, and a wall surface inside the container. And an air conditioner that sends cooling air into a cooling gap formed between the two.
このような二次電池システムは、本発明による電池用ラックを備えることにより、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 Such a secondary battery system can appropriately cool a plurality of secondary battery modules by including the battery rack according to the present invention.
本発明による電池用ラック設置方法は、電池用ラックを構成するときに利用される。電池用ラックは、コンテナ内部の壁面に固定される複数の直立支持部材と、複数の二次電池モジュールが載置される複数のラック板とを備えている。前記複数のラック板の各ラック板は、前記コンテナ内部の壁面との間に、二次電池モジュールを冷却する冷却空気が通過する冷却用隙間が配置されるように、前記複数の直立支持部材に固定されている。このとき、前記各ラック板と前記コンテナ内部の壁面との間に、冷却空気が通過する冷却用隙間が形成されている。本発明による電池用ラック設置方法は、各ラック板に対応する冷却空気の流量に基づいて各ラック板と前記コンテナ内部の壁面との隙間を変更することとを備えている。 The battery rack installation method according to the present invention is used when configuring a battery rack. The battery rack includes a plurality of upright support members fixed to a wall surface inside the container, and a plurality of rack plates on which a plurality of secondary battery modules are placed. Each rack plate of the plurality of rack plates is provided on the plurality of upright support members such that a cooling gap through which cooling air for cooling the secondary battery module passes is disposed between the rack plates and the wall surface inside the container. It is fixed. At this time, a cooling gap through which cooling air passes is formed between each rack plate and the wall surface inside the container. The battery rack installation method according to the present invention includes changing a gap between each rack plate and a wall surface inside the container based on a flow rate of cooling air corresponding to each rack plate.
このような電池用ラック設置方法は、複数の二次電池モジュールの適切な支持を維持しつつ、さらに、各ラック板に載置される複数の二次電池モジュールに冷却空気が均一に供給される電池用ラックを適切に構成することができ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 In such a battery rack installation method, the cooling air is uniformly supplied to the plurality of secondary battery modules mounted on each rack plate while maintaining appropriate support of the plurality of secondary battery modules. The battery rack can be appropriately configured, and the plurality of secondary battery modules can be appropriately cooled.
本発明による電池用ラックおよび電池用ラック設置方法は、冷却空気の流れを阻害しないように複数のラック板をコンテナ内部の壁面に強固に固定することができ、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができ、かつ、複数の二次電池モジュールを適切に冷却することができる。 In the battery rack and the battery rack installation method according to the present invention, a plurality of rack plates can be firmly fixed to the wall surface inside the container so as not to hinder the flow of cooling air, and the plurality of secondary battery modules can be appropriately attached. It can support and can cool a plurality of secondary battery modules appropriately.
図面を参照して、電池用ラックの実施の形態が以下に記載される。本実施形態では、二次電池としてリチウム二次電池で説明するが、特に限定されない。その電池用ラック1は、図1に示されているように、リチウム二次電池システム2に利用されている。リチウム二次電池システム2は、コンテナ3を備えている。コンテナ3は、箱型に形成され、内部に収納空間5を形成している。コンテナ3は、収納空間5に面する床面6と壁面7とが形成されている。床面6は、平坦であり、水平面に沿って形成されている。壁面7は、平坦であり、鉛直方向に平行である平面に沿うように形成されている。電池用ラック1は、コンテナ3の内部の収納空間5に配置され、床面6に載置され、壁面7に沿って配置されている。
An embodiment of a battery rack will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a lithium secondary battery will be described as a secondary battery, but is not particularly limited. The
電池用ラック1は、図2に示されるように、さらに、空調装置8を備えている。空調装置8は、コンテナ3の外部に配置されている。空調装置8は、ダクト10を備えている。ダクト10は、コンテナ3の内部に収納空間5の上部に配置されている。ダクト10は、吸気口11と吹出し口12とが形成されている。吸気口11は、収納空間5の概ね中央に配置されている。吹出し口12は、電池用ラック1の上側に配置されている。空調装置8は、吸気口11から収納空間5の空気を吸気し、吹出し口12から冷却空気を噴射する。
The
図3は、電池用ラック1を示している。電池用ラック1は、複数の直立支持部材14と複数のラック板15−1〜15−nとを備えている。複数のラック板15−1〜15−nは、それぞれ、概ね長方形状の板に形成され、平坦である載置面16が形成されている。複数のラック板15−1〜15−nは、鉛直方向に並べられ、それぞれ、載置面16が水平面に沿うように配置されている。複数のラック板15−1〜15−nは、複数の直立支持部材14に固定されている。
FIG. 3 shows the
リチウム二次電池システム2は、さらに、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを備えている。複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、複数のラック板15−1〜15−nの載置面16に載置されている。
The lithium secondary battery system 2 further includes a plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m. The plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m are mounted on the mounting
複数の直立支持部材14は、図4に示されるように、それぞれ、複数の棒状部材が互いに接合されることにより梯子状に形成されている。複数の直立支持部材14は、鉛直方向に平行である直線に沿って直立するように、コンテナ3の床面6に載置されている。複数の直立支持部材14は、さらに、複数の直立支持部材14が沿う平面が壁面7に垂直であるように配置されている。複数の直立支持部材14のうち壁面7側に配置される直立支持部材14は、それぞれ、壁面7に接触し、図示されていない締結部材を介して壁面7に固定されている。
As shown in FIG. 4, the plurality of
複数のラック板15−1〜15−nは、図5に示されるように、それぞれ、所定の距離だけ壁面7から離れるように、配置されている。電池用ラック1は、複数のラック板15−1〜15−nが壁面7から離れるように配置されることにより、複数のラック板15−1〜15−nと壁面7と間に冷却用隙間18を形成している。このとき、ダクト10の吹出し口12は、吹出し口12から噴き出される冷却空気が冷却用隙間18に供給されるように、冷却用隙間18に向けられている。
As shown in FIG. 5, the plurality of rack plates 15-1 to 15-n are arranged so as to be separated from the
図6は、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mのうちの任意の二次電池モジュール17−j(j=1,2,3,…,m)を示している。二次電池モジュール17−jは、筐体部分21と2つの手前側固定部22と2つの手前側三角板23と2つの奥側固定部24と2つの奥側三角板25とを備えている。筐体部分21は、直方体状に形成され、内部に複数のリチウム二次電池を備えている。
FIG. 6 shows an arbitrary secondary battery module 17-j (j = 1, 2, 3,..., M) among the plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m. The secondary battery module 17-j includes a
2つの手前側固定部22は、それぞれ、板状に形成されている。2つの手前側固定部22は、それぞれ、筐体部分21の下側の面に沿って筐体部分21の手前側に張り出すように配置され、筐体部分21の下側の面に接合されている。2つの手前側三角板23は、それぞれ、板状に形成されている。2つの手前側三角板23は、筐体部分21の側面とその反対側の側面にそれぞれ沿って筐体部分21の手前側に張り出すように配置され、筐体部分21の側面と2つの手前側固定部22の1つとに接合されている。
Each of the two front
2つの奥側固定部24は、それぞれ、板状に形成されている。2つの奥側固定部24は、それぞれ、筐体部分21の下側の面に沿って筐体部分21の奥側に張り出すように配置され、筐体部分21の下側の面に接合されている。2つの奥側三角板25は、それぞれ、板状に形成されている。2つの奥側三角板25は、筐体部分21の側面とその反対側の側面にそれぞれ沿って筐体部分21の奥側に張り出すように配置され、筐体部分21の側面と2つの奥側固定部24の1つとに接合されている。
The two back
図7は、複数のラック板15−1〜15−nのうちの任意のラック板15−i(i=1,2,3,…,n)を示している。ラック板15−iは、長方形状の金属の板が加工されることにより、手前側側面部分31と奥側側面部分32と複数のラック板ツメ33とが形成されている。手前側側面部分31は、ラック板15−iの壁面7から遠い側の手前側縁に形成され、下側に張り出すように形成されている。奥側側面部分32は、ラック板15−iの壁面7に近い側の奥側縁に形成され、下側に張り出すように形成されている。複数のラック板ツメ33は、それぞれ、ラック板15−iの奥側縁に形成され、ラック板15−iの載置面16に対向するように、奥側縁から手前側に張り出すように形成されている。複数のラック板ツメ33は、等間隔に並ぶように形成され、それぞれ、幅が2つの奥側三角板25の間隔に等しくなるように形成されている。
FIG. 7 shows an arbitrary rack plate 15-i (i = 1, 2, 3,..., N) among the plurality of rack plates 15-1 to 15-n. The rack plate 15-i is formed with a front
電池用ラック1は、さらに、複数のラック板15−1〜15−nに対応する複数の固定治具を備えている。図8は、複数の固定治具のうちのラック板15−iに対応する固定治具を示している。固定治具41は、帯状部分42と複数の固定治具ツメ板43とを備えている。帯状部分42は、帯状に形成されている。複数の固定治具ツメ板43は、それぞれ、長方形状に形成され、幅が2つの手前側三角板23の間隔に概ね等しくなるように形成されている。複数の固定治具ツメ板43は、複数のラック板ツメ33の間隔と等しい間隔で等間隔に並んで配置され、帯状部分42に接合されている。
The
二次電池モジュール17−jは、図9に示されるように、ラック板15−iの複数のラック板ツメ33の1つが2つの奥側三角板25の間に挟まれるように、かつ、その挟まれた1つのラック板ツメと載置面16との間に2つの奥側固定部24が挟まれるように、配置されている。固定治具41は、二次電池モジュール17−jの2つの手前側三角板23の間に複数の固定治具ツメ板43の1つが挟まれるように、かつ、その挟まれた固定治具ツメ板43と載置面16との間に2つの手前側固定部22が挟まれるように、ボルトナットを介して帯状部分42がラック板15−iに接合されている。
As shown in FIG. 9, the secondary battery module 17-j is configured so that one of the plurality of
複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、このような電池用ラック1により固定されることにより、コンテナ3に強固に固定され、適切に支持されることができる。複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、さらに、ラック板15−iの複数のラック板ツメ33に嵌合されることにより、または、固定治具41の複数の固定治具ツメ板43に嵌合されることにより、等間隔に適切に配置されることができる。
The plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m are firmly fixed to the
ラック板15−iは、長方形状の平板の一辺に複数の切欠きが形成され、その複数の切欠きに挟まれる複数の部分がそれぞれ折り曲げられることにより、作製され、奥側側面部分32と複数のラック板ツメ33とが形成される。このような製造方法によれば、ラック板15−iは、容易に作製されることができる。なお、複数のラック板ツメ33は、このような製造方法と異なる他の製造方法により形成されることもできる。たとえば、ラック板15−iは、載置面16に複数の板状部材が接合されることにより複数のラック板ツメ33が形成されることができる。このように複数のラック板ツメ33が形成されたラック板でも、同様にして、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に配置することができる。
The rack plate 15-i is formed by forming a plurality of notches on one side of a rectangular flat plate, and bending a plurality of portions sandwiched between the plurality of notches, respectively. The
電池用ラック1は、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mが複数のラック板15−1〜15−nに適切に配置されることができるときに、複数のラック板ツメ33と複数の固定治具とのいずれかまたは両方を省略することができる。複数のラック板ツメ33または複数の固定治具が省略された電池用ラックも、同様にして、壁面7に接触して固定されることにより、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に支持することができ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に冷却することができる。
When the plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m can be appropriately disposed on the plurality of rack plates 15-1 to 15-n, the
空調装置8は、ダクト10の吹出し口12から冷却用隙間18に所定の温度の冷却空気を所定の流速で供給する。冷却空気は、冷却用隙間18に供給されることにより、分岐して複数のラック板15−1〜15−nの上部を流れ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを冷却する。
The
電池用ラック設置方法の実施の形態は、既述の電池用ラック1を構成する方法である。電池用ラック設置方法では、まず、複数の直立支持部材14と複数のラック板15−1〜15−nとから組み立てられた電池用ラックの中間製品が準備され、複数の直立支持部材14がコンテナ3の壁面7に接触して固定される。
The embodiment of the battery rack installation method is a method of configuring the
複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、複数の直立支持部材14がコンテナ3の壁面7に固定された後に、ラック板15−iの複数のラック板ツメ33の1つが2つの奥側三角板25の間に挟まれるように、かつ、その挟まれた1つのラック板ツメと載置面16との間に2つの奥側固定部24が挟まれるように、配置される。固定治具41は、二次電池モジュール17−jの2つの手前側三角板23の間に複数の固定治具ツメ板43の1つが挟まれるように、かつ、その挟まれた固定治具ツメ板と載置面16との間に2つの手前側固定部22が挟まれるように、ボルトナットを介して帯状部分42がラック板15−iに接合される。
In the plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m, after the plurality of
このとき、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、ラック板15−iの複数のラック板ツメ33と固定治具41の複数の固定治具ツメ板43とを用いて位置決めされることにより、容易に等間隔に配置されることができる。
At this time, the plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m are positioned using the plurality of
空調装置8は、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mが複数のラック板15−1〜15−nに固定された後に、冷却用隙間18に冷却空気を供給する。空調装置8が冷却用隙間18に冷却空気を吹き出している最中に、複数のラックのうち各ラック板15−1〜15−nに対応する流量のシミュレーションと温度計測を行う。
The
各ラック板15−1〜15−nに対応する流量のシミュレーションと温度計測に基づいて各ラック板とコンテナ3の壁面7との間隔を決定する。たとえば、各ラック板15−1〜15−nのうち下部にいくほど壁面7との間隔を狭くするように変更することによって、各ラック板15−1〜15−nに対応する冷却空気の流量を調節することができる。なお、ここで上げた例のように各ラック板15−1〜15−nと壁面7との間隔は下部にいくほど狭くすることに限定されることはない。
The distance between each rack plate and the
複数のラック板15−1〜15−nは、複数の直立支持部材14から外され、壁面7との隙間がその決定された間隔に等しくなるように配置された状態で、複数の直立支持部材14に固定される。
The plurality of rack plates 15-1 to 15-n are removed from the plurality of
電池用ラック1は、複数のラック板15−1〜15−nと壁面7との隙間が比較的大きいときに、複数のラック板15−1〜15−nのうちのあるラック板に対応する流量がそのラック板の下側のラック板に対応する流量より小さくなる。電池用ラック1は、複数のラック板15−1〜15−nと壁面7との隙間が比較的小さいときに、複数のラック板15−1〜15−nのうちのあるラック板に対応する流量がそのラック板の下側のラック板に対応する流量より大きくなる。このような電池用ラック設置方法により構成された電池用ラック1は、複数のラック板15−1〜15−nに載置された複数の二次電池モジュール17−1〜17−mに冷却空気を概ね同量供給することができ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に均一に冷却することができる。複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、均一に冷却されることにより、温度上昇を抑制し劣化抑制できるので、各二次電池モジュールの特性は比較的同じ状態を維持できることになり、同じ容量で充放電が可能となる。
The
複数のラック板のうち各ラック板15−1〜15−nに対応する各冷却空気の流量は、実機を用いて測定し、各ラック板とコンテナ3の壁面7との間隔を決定することもできる。冷却空気の流量を測定した場合も、同様にして、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に均一に冷却する電池用ラック1を作製することができる。
The flow rate of each cooling air corresponding to each rack plate 15-1 to 15-n among the plurality of rack plates is measured using an actual machine, and the interval between each rack plate and the
複数の二次電池モジュール17−1〜17−mは、34個を1つのユニットとして、図3に示されているように、複数のユニット45−1〜45−2にグループ分けされて利用されている。複数のラック板15−1〜15−nも、複数のユニット45−1〜45−2にグループ分けされている。複数のユニット45−1〜45−2のうちの任意のユニットは、複数のラック板15−1〜15−nからグループ分けされた複数のユニットラック板46−1〜46−4を備えている。複数のラック板15−1〜15−nは、複数のユニット45−1〜45−2の各々が一纏まりになるように配置され、すなわち、複数のユニットラック板46−1〜46−4は、最も上側に配置される最上段ユニットラック板46−1と最も下側に配置される最下段ユニットラック板46−4との間には、他のユニットに属するユニットラック板が配置されないように、並んで配置されている。それぞれのユニットラック板46−1〜46−4には、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mのうちの1つのユニットに属する複数の二次電池モジュールのみが載置されている。 The plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m are used by being grouped into a plurality of units 45-1 to 45-2 as shown in FIG. ing. The plurality of rack plates 15-1 to 15-n are also grouped into a plurality of units 45-1 to 45-2. An arbitrary unit among the plurality of units 45-1 to 45-2 includes a plurality of unit rack plates 46-1 to 46-4 grouped from the plurality of rack plates 15-1 to 15-n. . The plurality of rack plates 15-1 to 15-n are arranged so that each of the plurality of units 45-1 to 45-2 is grouped, that is, the plurality of unit rack plates 46-1 to 46-4 are arranged. The unit rack plate belonging to another unit is not arranged between the uppermost unit rack plate 46-1 disposed on the uppermost side and the lowermost unit rack plate 46-4 disposed on the lowermost side. Are arranged side by side. In each of the unit rack plates 46-1 to 46-4, only a plurality of secondary battery modules belonging to one unit among the plurality of secondary battery modules 17-1 to 17-m are placed.
電池用ラック1は、1つのユニットに属する複数の二次電池モジュールが一纏まりになるように配置されることにより、複数の二次電池モジュールの管理・取扱いを容易にすることができる。
The
さらに、1つのユニットに属する複数の二次電池モジュールは、最も上側に配置される最上段ユニットラック板46−1に載置される二次電池モジュールの個数が最小になるように、複数のユニットラック板46−1〜46−4に載置されている。電池用ラック1は、複数の二次電池モジュールがこのように載置されることにより、重心を低くすることができ、倒れにくく、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができる。
In addition, the plurality of secondary battery modules belonging to one unit have a plurality of units so that the number of secondary battery modules placed on the uppermost unit rack plate 46-1 disposed on the uppermost side is minimized. It is mounted on the rack plates 46-1 to 46-4. The
複数のユニット45−1〜45−2の各々は、電流センサ48と電池監視回路47(BMU、Battery Management Unit)とをさらに備えている。電流センサ48は、1つのユニットに属する複数の二次電池モジュールに流れる電流をそれぞれ測定する。電流センサ48は、二次電池モジュール17−jと同様の形状に形成され、複数のユニットラック板46−1〜46−4のいずれかに載置されている。電池監視回路47は、1つのユニットに属する複数の二次電池モジュールの状態を監視し、複数の二次電池モジュールのうちの異常がある二次電池モジュールの充放電を停止する。電池監視回路47は、最も下側の最下段ユニットラック板46−4のうちの二次電池モジュールが載置されない端に載置され、すなわち、電池監視回路47をある水平面に正射影した図形が複数の二次電池モジュールをその水平面に正射影した図形に重ならないように、最下段ユニットラック板46−4に載置されている。
Each of the plurality of units 45-1 to 45-2 further includes a
電池用ラック1は、電池監視回路47が最も下側の最下段ユニットラック板46−4に載置されることにより、重心を低くすることができ、倒れにくく、複数の二次電池モジュールを適切に支持することができる。
The
図10は、電池用ラックの実施の他の形態を示している。その電池用ラック51は、既述の実施の形態における電池用ラック1の複数のラック板15−1〜15−nが他の複数のラック板52−1〜52−nに置換されている。複数のラック板52−1〜52−nは、上側のラック板ほど壁面7との間隔が大きくなるように形成されている。すなわち、複数のラック板52−1〜52−nのうちの1つのラック板52−sと壁面7との間隔は、ラック板52−sより下側に配置されたラック板52−tと壁面7との間隔より大きい。電池用ラック51は、複数のラック板52−1〜52−nと壁面7との間に冷却用隙間53が形成されている。
FIG. 10 shows another embodiment of the battery rack. In the
電池用ラック51は、長さが互いに異なる複数の追加板を電池用ラック1の複数のラック板15−1〜15−nの壁面7側の縁にそれぞれ接合することにより、構成することができる。
The
冷却用隙間53は、複数のラック板52−1〜52−nと壁面7との隙間が比較的狭いときに、上部から冷却空気が供給されるときに、上部ほど静圧が大きい。電池用ラック51は、冷却用隙間53の上部ほど静圧が大きい場合でも、複数のラック板52−1〜52−nの上部に冷却空気を概ね同量供給することができ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを均一に冷却することができる。特に、電池用ラック51は、複数のラック板52−1〜52−nと壁面7との隙間を大きく設定することができる場合で、冷却用隙間53に供給される冷却空気の流量の変動が大きいときに、ロバスト性を向上させ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを均一に冷却する効果を向上させることができる。
When the gap between the plurality of rack plates 52-1 to 52-n and the
複数の直立支持部材14は、梯子状と異なる他の形状から形成される構造物に置換されることができる。複数の直立支持部材14は、板状に形成されることができる。複数の直立支持部材14が板状に形成された電池用ラックも、既述の電池用ラック1,51と同様にして、壁面7に接触して固定されることにより、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に支持することができ、複数の二次電池モジュール17−1〜17−mを適切に冷却することができる。
The plurality of
1 :電池用ラック
2 :リチウム二次電池システム
3 :コンテナ
7 :壁面
8 :空調装置
10:ダクト
14:複数の直立支持部材
15−1〜15−n:複数のラック(各ラック)板
17−1〜17−m:複数の二次電池モジュール
18:冷却用隙間
33:複数のラック板ツメ
41:固定治具
43:複数の固定治具ツメ板
51:電池用ラック
52−1〜52−n:複数のラック(各ラック)板
53:冷却用隙間
1: Battery rack 2: Lithium secondary battery system 3: Container 7: Wall surface 8: Air conditioner 10: Duct 14: Plural upright support members 15-1 to 15-n: Plural racks (each rack) plate 17- 1 to 17-m: a plurality of secondary battery modules 18: a cooling gap 33: a plurality of rack plate claws 41: a fixing jig 43: a plurality of fixing jig claw plates 51: a battery rack 52-1 to 52-n : Multiple racks (each rack) 53: Clearance for cooling
Claims (11)
複数の二次電池モジュールが載置される複数のラック板とを備え、
前記複数のラック板の各ラック板は、前記コンテナ内部の壁面との間に、前記複数の二次電池モジュールを冷却する冷却空気が通過する冷却用隙間が配置されるように、前記複数の直立支持部材に固定される電池用ラック。 A plurality of upright support members fixed inside the container;
A plurality of rack plates on which a plurality of secondary battery modules are placed;
Each rack plate of the plurality of rack plates has the plurality of uprights so that a cooling gap through which cooling air for cooling the plurality of secondary battery modules passes is disposed between the wall surfaces inside the container. A battery rack fixed to the support member.
前記複数のラック板のうち、任意のラック板と前記コンテナ内部の壁面との間の隙間は、前記任意のラック板より下側に配置される下側ラック板と前記コンテナ内部の壁面との間の隙間より大きい請求項1〜請求項2のうちのいずれか一項に記載される電池用ラック。 The plurality of rack plates are arranged in the vertical direction,
Among the plurality of rack plates, a gap between an arbitrary rack plate and a wall surface inside the container is between a lower rack plate disposed below the arbitrary rack plate and a wall surface inside the container. The battery rack according to claim 1, wherein the battery rack is larger than the gap.
前記複数のラック板ツメは、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記各ラック板に載置される複数の二次電池モジュールにそれぞれ嵌合する請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載される電池用ラック。 Each rack plate of the plurality of rack plates is formed with a plurality of rack plate claws,
The plurality of rack plate claws are fitted into the plurality of secondary battery modules mounted on the rack plates of the plurality of secondary battery modules, respectively. The battery rack described in one item.
前記複数の固定治具のうちの任意の固定治具は、
前記複数のラック板のうちの前記任意の固定治具に対応するラック板に固定される帯状部材と、
前記帯状部材に固定される複数の固定治具ツメ板とを有し、
前記複数の固定治具ツメ板は、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記ラック板に載置される複数の二次電池モジュールにそれぞれ嵌合する請求項1〜請求項4のうちのいずれか一項に記載される電池用ラック。 A plurality of fixing jigs corresponding to the plurality of rack plates;
An arbitrary fixing jig among the plurality of fixing jigs is
A band-shaped member fixed to a rack plate corresponding to the arbitrary fixing jig among the plurality of rack plates;
A plurality of fixing jig claw plates fixed to the belt-shaped member;
The plurality of fixing jig claw plates are respectively fitted to a plurality of secondary battery modules mounted on the rack plate among the plurality of secondary battery modules. A battery rack as described in any one of the above.
前記複数のラック板のうちの任意のユニットに属する複数のユニットラック板は、
最も上側に配置される最上段ユニットラック板と、
前記最上段ユニットラック板より下側に配置される下側ユニットラック板とを含み、
前記複数の二次電池モジュールのうちの前記最上段ユニットラック板に載置される二次電池モジュールの個数が最小となるように、前記複数の二次電池モジュールは、前記複数のユニットラック板に載置される請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項に記載される電池用ラック。 The plurality of rack plates are grouped into a plurality of units,
A plurality of unit rack plates belonging to an arbitrary unit among the plurality of rack plates are:
An uppermost unit rack plate disposed on the uppermost side;
A lower unit rack plate disposed below the uppermost unit rack plate,
The plurality of secondary battery modules are mounted on the plurality of unit rack plates so that the number of secondary battery modules mounted on the uppermost unit rack plate among the plurality of secondary battery modules is minimized. The battery rack according to any one of claims 1 to 5, wherein the battery rack is placed.
前記複数の電池監視回路のうちの前記任意のユニットに対応する電池監視回路は、前記複数の二次電池モジュールのうちの前記複数のユニットラック板に載置される前記複数の二次電池モジュールを制御し、前記複数のユニットラック板のうちの最も下側に配置される最下段ユニットラック板に載置される請求項6に記載される電池用ラック。 A plurality of battery monitoring circuits corresponding to the plurality of units;
The battery monitoring circuit corresponding to the arbitrary unit of the plurality of battery monitoring circuits includes the plurality of secondary battery modules mounted on the plurality of unit rack plates of the plurality of secondary battery modules. The battery rack according to claim 6, wherein the battery rack is controlled and placed on a lowermost unit rack plate disposed on a lowermost side among the plurality of unit rack plates.
前記複数のラック板を複数のユニットにグループ分けすること、
前記複数の二次電池モジュールのうちの前記最上段ユニットラック板に載置される二次電池モジュールの個数が最小となるように、前記複数のラック板に前記複数の二次電池モジュールを載置することとを備える二次電池の設置方法。 A method for installing a secondary battery in which the plurality of secondary battery modules are mounted on the battery rack according to any one of claims 6 to 7.
Grouping the plurality of rack plates into a plurality of units;
The plurality of secondary battery modules are mounted on the plurality of rack plates so that the number of secondary battery modules mounted on the uppermost unit rack plate among the plurality of secondary battery modules is minimized. A secondary battery installation method comprising:
前記複数のラック板に前記複数の二次電池モジュールを載置すること、
前記冷却用隙間に前記冷却空気を送り込むこととを備える二次電池の冷却方法。 A cooling method for cooling the plurality of secondary battery modules using the battery rack according to any one of claims 1 to 7,
Placing the plurality of secondary battery modules on the plurality of rack plates;
A cooling method for a secondary battery comprising: feeding the cooling air into the cooling gap.
前記複数の二次電池モジュールと、
前記コンテナ内部の壁面が形成されるコンテナと、
前記複数のラック板と前記コンテナ内部の壁面との間に形成される冷却用隙間に冷却空気を送り込む空調装置とを備える二次電池システム。 A battery rack according to any one of claims 1 to 7,
The plurality of secondary battery modules;
A container in which a wall surface inside the container is formed;
A secondary battery system comprising: an air conditioner that sends cooling air into a cooling gap formed between the plurality of rack plates and a wall surface inside the container.
複数の二次電池モジュールが載置される複数のラック板とを備え、
前記複数のラックのうち各ラック板は、前記コンテナ内部の壁面との間に、前記複数の二次電池モジュールを冷却する冷却空気が通過する冷却用隙間が配置されるように、前記複数の直立支持部材に固定される電池用ラックで構成される電池用ラック設置方法であり、
前記各ラック板と前記コンテナ内部の壁面との間に、冷却空気が通過する冷却用隙間が形成され、
前記各ラック板に対応する流量に基づいて各ラック板と前記コンテナ内部の壁面との隙間を変更することを備えている電池用ラック設置方法。 A plurality of upright support members fixed inside the container;
A plurality of rack plates on which a plurality of secondary battery modules are placed;
Among the plurality of racks, each rack plate is arranged between the plurality of uprights such that a cooling gap through which cooling air for cooling the plurality of secondary battery modules passes is disposed between the rack plates. A battery rack installation method comprising a battery rack fixed to a support member,
A cooling gap through which cooling air passes is formed between each rack plate and the wall surface inside the container,
A battery rack installation method comprising: changing a gap between each rack plate and a wall surface inside the container based on a flow rate corresponding to each rack plate.
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