JP2022045500A - 蓄電装置及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の屋根上に設置された蓄電装置であってもより高い放熱効果を得る。【解決手段】蓄電装置２００は、移動体１０に設置される蓄電装置であって、蓄電ユニット４００を収容する外装体３００と、外装体３００の第一外表面（外側上面３１１ａ）に配置された第一フィン３２１とを有し、外装体３００は、移動体１０が備える外壁のうち、上面側の外壁（天井壁１０１）の上方に設置される設置面を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、蓄電素子を有する蓄電ユニットと、蓄電ユニットが収容される外装体とを備える蓄電装置、及び、当該蓄電装置を備える移動体に関する。

従来、蓄電素子を有する蓄電ユニットを含む複数の電気機器が外装体に収容された構成の蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、単電池（蓄電素子）を有する蓄電池ユニット（蓄電ユニット）と、単電池の充放電制御等を行う電気部品とが外装ケース（外装体）に収容されて、車両の床下に設置された構成（蓄電装置）が開示されている。

国際公開第２０１６／０４２７８３号

ここで、例えば路面電車などの移動体においては、蓄電装置などを車両の屋根上に設置することが検討されている。しかしながら床下と比べて屋根上は、日光により高温化しやすい環境であり、蓄電装置に対してより高い放熱対策が求められる。

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、移動体の屋根上に設置された蓄電装置のより高い放熱効果を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、移動体に設置される蓄電装置であって、蓄電ユニットを収容する外装体と、外装体の第一外表面に配置された第一フィンとを有し、外装体は、移動体が備える外壁のうち、上面側の外壁の上方に設置される設置面を有する。

これによれば、移動体が備える外壁のうち上面側の外壁、つまり屋根の上方に設置される設置面を蓄電装置の外装体が備えているので、蓄電装置自体を屋根上に配置することができる。さらに、外装体の第一外表面には、第一フィンが設けられているので、蓄電装置から発生した熱を当該第一フィンで効果的に外部へ放出することができる。これらのことにより、移動体の屋根上に設置された蓄電装置のより高い放熱効果を得ることができる。

また、蓄電装置は第一フィンを覆う第一カバー部材を備えていてもよい。

ここで、移動体の屋根上は、直射日光等により放熱が妨げられるおそれがあるが、第一フィンを覆う第一カバー部材により遮熱効果を得ることができる。したがって、日光を起因とした第一フィンの放熱作用の低下を抑制することができる。

また、移動体は、架線から電力を供給され、外装体は、蓄電ユニットを覆って閉塞し、外装体の内外における気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを制限する閉塞構造であってもよい。

これによれば、移動体が電車等のように架線から電力が供給される場合、屋根上に設置された蓄電装置は、架線とパンタグラフとの接触で生じる粉塵や埃にさらされる。このため、外装体を、内外における気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを制限する閉塞構造とすることにより、粉塵や埃の侵入を抑制できる。粉塵や埃の侵入を抑制できれば、外装体内の汚れや腐食による劣化を抑制でき、耐久性を高めることができる。

また、外装体は、第一フィンが設置された第一外表面とは異なる第二外表面に、第二フィン、または、第二フィン及び当該第二フィンを覆う第二カバー部材を有していてもよい。

これによれば、外装体において、第一外表面とは異なる第二外表面に、第二フィンが設けられているので、第一フィンと第二フィンとでより効果的に蓄電装置が発した熱を放出することができる。さらに、第二フィンを覆う第二カバー部材が備えられている場合には、当該第二カバー部材で直射日光を遮ることで、第二フィンに対する遮熱効果を得ることも可能である。このため、日光を起因とした第二フィンの放熱作用の低下を抑制することができる。

また、外装体は、さらに、第一フィンが設置された第一外表面の裏面である第一内表面、または、第二フィンが設置された第二外表面の裏面である第二内表面に、第三フィンを有し、第一フィンまたは第二フィンと、第三フィンとは、互いに交差する方向に延びていてもよい。

これによれば、外装体の内表面（第一内表面または第二内表面）にも第三フィンを設けることにより、蓄電装置から発生した熱をより効果的に外部へ放出することができる。さらに、第三フィンは、外表面に設置したフィン（第一フィンまたは第二フィン）に対して交差する方向に延びているので、外装体における一つの外壁（第一外表面と第一内表面とを有する外壁や、第二外表面と第二内表面とを有する外壁）における温度分布を均等化することができ、蓄電ユニット内の蓄電素子の温度バラツキを小さくすることができる。これにより、蓄電素子個々の劣化具合のバラツキを小さくすることができる。

本発明の一態様に係る移動体は、蓄電装置を備える移動体であって、蓄電装置は、蓄電ユニットを収容する外装体と、外装体の第一外表面に配置された第一フィンとを有し、移動体が備える外壁のうち、上面側の外壁の上方に設置される。

これによれば、移動体が備える外壁のうち上面側の外壁、つまり屋根の上方に蓄電装置を配置することができる。さらに、外装体の第一外表面には、第一フィンが設けられているので、蓄電装置から発生した熱を当該第一フィンで効果的に外部へ放出することができる。これらのことにより、移動体の屋根上に設置された蓄電装置のより高い放熱効果を得ることができる。

本発明によれば、移動体の屋根上に設置された蓄電装置のより高い放熱効果を得ることができる。

実施の形態に係る蓄電装置を備える移動体の外観を示す正面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す正面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す側面図である。 実施の形態に係る蓄電装置の内部構造を示す断面図である。 変形例１に係る蓄電装置の概略構成を示す断面図である。 変形例２に係る蓄電装置の概略構成を示す断面図である。 変形例３に係る蓄電装置の概略構成を示す断面図である。

（発明者の知見）
ところで、従来、架線から電力を供給される移動体用の蓄電装置は、車両本体の床下に設置されることが多かった。床下は日光や風雨の影響を受けにくいため、床下の蓄電装置では外装体に鎧戸のような通気孔を設けて換気を行っていた。

一方、近年においては移動体の低床化が望まれており、これに起因して蓄電装置を車両本体の屋根上に設置することが検討されている。本願発明者の鋭意研究の結果、屋根上は日光で高温化しやすいだけでなく、架線とパンタグラフとの接触で生じる粉塵や埃に、屋根上の蓄電装置がさらされてしまうことを見出した。つまり、屋根上の蓄電装置に対し外装体に鎧戸を設けて換気すると、粉塵や埃で蓄電装置内が汚れることがわかった。また、蓄電装置内が汚れると、蓄電装置を構成する蓄電素子やバスバー、各種の制御機器等が腐食したり、劣化したりすることにより、蓄電装置に悪影響を及ぼすことも見出した。

そして、外装体を、内外における気体、液体及び粉体の出入りを制限する閉塞構造とすることで、粉塵や埃の侵入を抑制するという本願発明にたどり着いた。粉塵や埃の侵入を抑制できれば、外装体内の汚れや腐食による劣化を抑制でき、耐久性を高めることができることを見出した。

（実施の形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）に係る移動体及び蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

以下の説明及び図面中において、移動体の進行方向、または、蓄電装置の短手方向を、Ｘ軸方向と定義する。移動体の幅方向、または、蓄電装置の長手方向を、Ｙ軸方向と定義する。移動体の車両本体及び蓄電装置の並び方向、または、移動体もしくは蓄電装置の上下方向（鉛直方向）を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。また、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

［移動体及び蓄電装置の概略説明］
まず、移動体１０及び蓄電装置２００の概略構成について、説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電装置２００を備える移動体１０の外観を示す正面図である。図１に示すように、移動体１０は、路面電車であり、車両本体１００と蓄電装置２００とを備えている。車両本体１００は、路面電車の本体部である。なお、移動体１０としては、路面電車の他に、鉄道電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モータの両方を備えるハイブリッド電車等も例示することができる。車両本体１００の上面側の外壁には、パンタグラフ１１０が設置されている。蓄電装置２００は、車両本体１００の上面側の外壁（天井壁１０１）の上方に設けられた設備であり、電力貯蔵用途や電源用途等に使用される。つまり、蓄電装置２００は、パンタグラフ１１０を介して供給された外部からの電気を充電し、また移動体１０のモータ及び電子機器へ電気を放電することができる電源設備である。

［蓄電装置の説明］
次に、蓄電装置２００の構成について詳細に説明する。図２は、実施の形態に係る蓄電装置２００の外観を示す斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電装置２００の外観を示す正面図である。図４は、実施の形態に係る蓄電装置２００の外観を示す側面図である。図５は、実施の形態に係る蓄電装置２００の内部構造を示す断面図である。具体的には、図５は、図４におけるＶ－Ｖ線を含むＹＺ平面に平行な切断面を見た断面図である。

図２～図５に示すように、蓄電装置２００は、外装体３００と、蓄電ユニット４００とを備えている。

外装体３００は、外装体本体３１０と、第一放熱部３２０と、一対の第二放熱部３３０とを備えている。外装体３００の外表面においては、その一部または全体が、日光に対する反射率が比較的高い色（例えば白色、光沢色など）で塗装されていたり、当該色を有する材料で形成されている。

外装体本体３１０は、閉塞構造を有する箱状のハウジングである。閉塞構造とは、外装体本体３１０の内外における気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを制限することが可能な構造を言う。なお、閉塞構造は、気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを完全に制限しなくても、ある程度制限できればよい。つまり、外装体本体３１０は、気密あるいは水密が確保された密閉構造であってもよいが、例えば、電気の入出力を行うための電線穴やコネクタ、通気防水フィルター、フィルター付きの換気口等が少数設けられた構造も含むものとする。

外装体本体３１０は、例えば鋼板などの板金により形成されている。具体的には、外装体本体３１０は、Ｙ軸方向に長尺な箱形状に形成されている。外装体本体３１０は、上部を覆う上壁３１１と、底部を覆う底壁３１２と、Ｘ軸方向で対向する一対の第一側壁３１３と、Ｙ軸方向で対向する一対に第二側壁３１４とを備えており、これらが全体的に閉塞されている。

上壁３１１の外側上面３１１ａは、外装体３００の第一外表面の一例であり、当該外側上面３１１ａには第一放熱部３２０が設けられている。第一放熱部３２０は、第一フィン３２１と、第一カバー部材３２５とを備えている。

第一フィン３２１は、平板状の第一基部３２２と、第一基部３２２から立設した複数の第一フィン板３２３とを有しており、これらが外装体本体３１０よりも熱伝導率の高い材料（例えばアルミニウム）で一体形成されている。第一基部３２２は、上壁３１１の外側上面３１１ａに直接的に固定されている。つまり、外装体本体３１０からの熱は、上壁３１１の外側上面３１１ａから第一フィン３２１に直接的に伝導されることになる。複数の第一フィン板３２３は、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配列されている。各第一フィン板３２３は、第一基部３２２からＺ軸プラス方向に突出し、Ｘ軸方向に延設された矩形板状の部位である。移動体１０の進行に伴って、各第一フィン板３２３の間の部分には気流が発生することになり、この気流によって各第一フィン板３２３が冷却されることになる。なお、各第一フィン板３２３は、全体として連続的に延設された板体であってもよいし、間欠的に延設された板体であってもよい。

第一カバー部材３２５は、複数の柱部３２６を介して外装体本体３１０の上壁３１１に取り付けられている。第一カバー部材３２５は、複数の柱部３２６により支持されることで、第一フィン３２１よりも上方に配置されている。

第一カバー部材３２５は、平板状の部位であり、第一フィン３２１の全体を上方から覆っている。これにより、第一カバー部材３２５が日光を遮るため、第一フィン３２１が日光で加熱されることを抑制している。また、第一カバー部材３２５は、第一フィン３２１に対し所定の間隔をあけて配置されているため、日光を浴びることで発せられた第一カバー部材３２５の熱が第一フィン３２１に直接的に伝わることを防止している。

第一カバー部材３２５は、例えば鋼板、ステンレス板、アルミニウム板などの金属板、アクリル板、ポリカーボネート板、塩ビ板などの樹脂板などから適宜選択することができる。これらのうち、熱伝導率が小さく遮熱性に優れ、さらに耐食性、耐候性にも優れたステンレス板またはポリカーボネート板を採用することが好ましい。

上壁３１１の内側下面３１１ｂは、外側上面３１１ａの裏面である。つまり、内側下面３１１ｂは、外装体３００の第一内表面の一例である。この内側下面３１１ｂには、第三フィン３５１が設けられている。図４では、第三フィン３５１を破線で示している。

図４に示すように、第三フィン３５１は、平板状の第三基部３５２と、第三基部３５２から立設した複数の第三フィン板３５３とを有しており、これらが外装体本体３１０よりも熱伝導率の高い材料（例えばアルミニウム）で一体形成されている。第三基部３５２は、第一フィン３２１の第一基部３２２に概ね対応した大きさであり、Ｚ軸方向視において第一基部３２２に全体的に重なるように配置されている。第三基部３５２は、上壁３１１の内側下面３１１ｂに直接的に固定されている。つまり、第三フィン３５１が吸収した熱は、上壁３１１に直接的に伝導されることになる。複数の第三フィン板３５３は、Ｘ軸方向に沿って等間隔に配列されている。各第三フィン板３５３は、Ｚ軸マイナス方向に突出し、Ｙ軸方向に延設された矩形板状の部位である。つまり、第三フィン３５１の各第三フィン板３５３と、第一フィン３２１の各第一フィン板３２３とは、互いに交差する方向に延びている。これにより、外装体３００における一つの外壁（上壁３１１）における温度分布を均等化することができ、蓄電ユニット４００内の蓄電素子の温度バラツキを小さくすることができる。このため、蓄電素子個々の劣化具合のバラツキを小さくすることができる。なお、各第三フィン板３５３は、全体として連続的に延設された板体であってもよいし、間欠的に延設された板体であってもよい。

底壁３１２の外底面には、Ｙ軸方向に長尺な矩形板状のリブ３１５が立設しており、これらがＸ軸方向に等間隔で複数配列されている。この各リブ３１５の先端面及び底壁３１２における各リブ３１５間の外底面は、移動体１０の天井壁１０１の上方に設置される設置面である。

例えば、複数のリブ３１５のうち、Ｘ軸方向で最外方に位置する一対のリブ３１５は、外装体本体３１０に対して締結されることで固定されている。具体的には、最外方に位置する一対のリブ３１５には、取付孔（図示省略）が形成されている。一方、移動体１０の天井壁１０１においては、最外方に位置する一対のリブ３１５に重なり合うリブ（図示省略）が形成されている。このリブにも取付孔が形成されており、当該取付孔と、リブ３１５の取付孔とにボルトを挿通してナットを締め付けることで、一対のリブ３１５が移動体１０のリブに締結される。つまり、移動体１０と蓄電装置２００とが着脱自在に固定される。

なお、外装体本体３１０と天井壁１０１との固定は、締結構造に限定されるものではなく、種々の固定方法を採用することが可能である。例えば、外装体本体３１０は、各リブ３１５が天井壁１０１の上面に溶接されることで移動体１０に固定されていてもよい。

一対の第一側壁３１３は、互いに平行に配置されている。各第一側壁３１３には、それぞれ遮光板３６０が複数の柱部３６１を介して取り付けられている。遮光板３６０は、平板状の部位であり、第一側壁３１３を外方から覆っている。これにより、遮光板３６０が日光を遮るため、第一側壁３１３が日光で加熱されることを抑制している。遮光板３６０は、第一カバー部材３２５と同様に、例えば鋼板、ステンレス板、アルミニウム板などの金属板、アクリル板、ポリカーボネート板、塩ビ板などの樹脂板などから適宜選択することができる。

一対の第二側壁３１４は、図３及び図５に示すようにＸ軸方向視において下方が広がるように傾斜している。各第二側壁３１４の外側面３１４ａは、第一外表面（外側上面３１１ａ）とは異なる第二外表面の一例である。各第二側壁３１４には、第二放熱部３３０が取り付けられている。各第二放熱部３３０は、第二フィン３３１と、第二カバー部材３３５とを備えている。

第二フィン３３１は、平板状の第二基部３３２と、第二基部３３２から立設した複数の第二フィン板３３３とを有しており、これらが外装体本体３１０よりも熱伝導率の高い材料（例えばアルミニウム）で一体形成されている。第二基部３３２は、第二側壁３１４の外側面３１４ａに直接的に固定されている。つまり、外装体本体３１０からの熱は、第二側壁３１４の外側面３１４ａから第二フィン３３１に直接的に伝導されることになる。複数の第二フィン板３３３は、概ねＺ軸方向に沿って等間隔に配列されている。各第二フィン板３３３は、Ｘ軸方向に延設された矩形板状の部位である。移動体１０の進行に伴って、各第二フィン板３３３の間の部分には気流が発生することになり、この気流によって各第二フィン板３３３が冷却されることになる。なお、各第二フィン板３３３は、全体として連続的に延設された板体であってもよいし、間欠的に延設された板体であってもよい。

第二カバー部材３３５は、複数の柱部３３６を介して外装体本体３１０の第二側壁３１４に取り付けられている。第二カバー部材３３５は、複数の柱部３３６により支持されることで、第二フィン３３１よりも外側方に配置されている。

第二カバー部材３３５は、平板状の部位であり、第二フィン３３１の全体を側方から覆っている。これにより、第二カバー部材３３５が日光を遮るため、第二フィン３３１が日光で加熱されることを抑制している。また、第二カバー部材３３５は、第二フィン３３１に対し所定の間隔をあけて配置されているため、日光を浴びることで発せられた第二カバー部材３３５の熱が第二フィン３３１に直接的に伝わることを防止している。

第二カバー部材３３５は、第一カバー部材３２５と同様に、例えば鋼板、ステンレス板、アルミニウム板などの金属板、アクリル板、ポリカーボネート板、塩ビ板などの樹脂板などから適宜選択することができる。

外装体本体３１０内において一対の第二側壁３１４に対向する位置には、当該第二側壁３１４に対して間隔をあけた一対の隔壁部３１６が設けられている。図示は省略するが、隔壁部３１６は、通気口が少なくとも一つ設けられている。このため、隔壁部３１６を境界とした内方側の空間と外方側の空間とが連通している。

一対の隔壁部３１６の間に複数の蓄電ユニット４００が収容されている。具体的には、複数の蓄電ユニット４００は、Ｚ軸方向に２段配列されていて、各段にはＹ軸方向に６列配列されている。複数の蓄電ユニット４００は、Ｙ軸方向に並んだ３列の蓄電ユニット４００を一組として、各組の蓄電ユニット４００が一括して収容体５００に収容されている。収容体５００は、樹脂または金属から形成されたフレーム体であるが、複数の蓄電ユニット４００に対する放熱効果を高めるために、熱伝導率が比較的高い金属で形成されているとよい。また、収容体５００は、密閉構造であってもよいし、当該収容体５００の内部と外部とが連通された構造であってもよい。内部と外部とが連通された構造であれば、収容体５００内に熱がこもることを抑制することが可能である。

なお、図示は省略するが、外装体本体３１０内においては、蓄電ユニット４００の充放電を制御したり、蓄電ユニット４００に対する電気の流れを遮断したりして、蓄電ユニット４００を制御する制御機器も収容されている。制御機器には、例えば、回路基板、ブレーカ、制御用電源、ヒューズ、リレー、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチ、シャント抵抗、電流センサ、サーミスタ等の電気部品が含まれる。

蓄電ユニット４００は、Ｘ軸方向に長尺な形状を有している。蓄電ユニット４００の外装容器４１０内には、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子を電気的に接続するバスバーとが収容されている（図示省略）。また、外装容器４１０内には、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、蓄電素子間に配置されるスペーサ、複数の蓄電素子を拘束する拘束部材（エンドプレート及びサイドプレート）等が収容されていてもよいが、これらについても図示及び説明は省略する。また、外装容器４１０には、バスバーを介して複数の蓄電素子に電気的に接続された一対の外部端子が設けられている。

蓄電素子は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。例えば、蓄電素子は、直方体形状（角形）の容器と、一対の電極端子（正極端子及び負極端子）とを備えている。また、当該容器の内方には、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）、及び、電極端子と電極体とを接続する一対の集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、また、電解液（非水電解質）が封入されている。

例えば、外装容器４１０内には、直方体形状（角形）の複数の蓄電素子が、容器の長側面をＸ軸方向に向けた状態でＸ軸方向に並べられて収容されている。しかし、蓄電素子の配置位置及び姿勢は、特に限定されない。例えば、蓄電素子は、容器の長側面をＸ軸方向に向けた状態でＸ軸方向及びＹ軸方向に複数並べられた構成でもよいし、容器の長側面をＺ軸方向に向けた状態でＹ軸方向及びＺ軸方向に複数並べられた構成等でもよい。蓄電素子の形状及び個数についても、特に限定されない。また、蓄電素子は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子は、固体電解質を用いた電池であってもよいし、パウチタイプの電池であってもよい。

外装容器４１０は、蓄電ユニット４００の外装体を構成する略直方体形状（箱形）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装容器４１０は、複数の蓄電素子等の外方に配置され、これら蓄電素子等を所定の位置に配置し、衝撃などから保護する。外装容器４１０の材質は特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、または、それらの複合材料等の絶縁部材、または絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装容器４１０は、これにより、蓄電素子等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

なお、外装容器４１０の形状は、特に限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円形柱形状等、どのような形状であってもよい。また、蓄電ユニット４００は、外装容器４１０を有しておらず、サイドプレート及びエンドプレートで複数の蓄電素子を拘束する構成を有している等でもよい。さらに、蓄電ユニット４００は、外装容器４１０を有しておらず、複数の蓄電素子のそれぞれが外装体３００の底壁３１２に直接固定され、バスバーで接続された構成を有している等でもよい。

一対の外部端子は、蓄電ユニット４００の外部からの電気を充電し、蓄電ユニット４００の外部へ電気を放電するための蓄電ユニット４００の総端子（正極外部端子及び負極外部端子）である。外部端子の材質及び形状等は特に限定されないが、外部端子は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または、銅合金等で形成されて、樹脂製のカバーで覆われている。

複数の蓄電ユニット４００が発した熱は、収容体５００から外装体本体３１０に伝導されたり、一対の隔壁部３１６の間で対流することで外装体本体３１０に伝達される。例えば、複数の蓄電ユニット４００の上方には、第三フィン３５１が配置されているために、複数の蓄電ユニット４００からの熱の一部は、第三フィン３５１に沿いながら対流することになる。対流している熱の一部は、第三フィン３５１で吸収され、外装体本体３１０の上壁３１１を介して第一フィン３２１から外部へと放出される。また、対流している熱のその他の一部は、外装体本体３１０の各部で吸収されて、各第二フィン３３１から外部へと放出される。なお、外装体本体３１０において、第一フィン３２１及び第二フィン３３１以外の外表面からも放熱が行われる。

［効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態によれば、移動体１０が備える天井壁１０１、つまり屋根の上方に設置される設置面を蓄電装置２００の外装体３００が備えているので、蓄電装置２００自体を屋根上に配置することができる。これにより、移動体１０の低床化を図ることができる。さらに、外装体３００の外側上面３１１ａ（第一外表面）には、第一フィン３２１が設けられているので、蓄電装置２００から発生した熱を当該第一フィン３２１で効果的に外部へ放出することができる。これらのことにより、移動体１０の低床化を図りつつ、蓄電装置２００のより高い放熱効果を得ることができる。

ここで、移動体１０の屋根上は、直射日光等により放熱が妨げられるおそれがあるが、第一フィン３２１を覆う第一カバー部材３２５により遮熱効果を得ることができる。したがって、日光を起因とした第一フィン３２１の放熱作用の低下を抑制することができる。

移動体１０が電車等のように架線から電力が供給される場合、屋根上に設置された蓄電装置２００は、架線とパンタグラフ１１０との接触で生じる粉塵や埃にさらされる。このため、外装体３００を、内外における気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを制限する閉塞構造とすることにより、粉塵や埃の侵入を抑制できる。粉塵や埃の侵入を抑制できれば、外装体３００内の汚れや腐食による劣化を抑制でき、耐久性を高めることができる。

また、外装体３００の外側面３１４ａには、第二フィン３３１が設けられているので、第一フィン３２１と第二フィン３３１とでより効果的に、蓄電装置２００が発した熱を放出することができる。さらに、第二カバー部材３３５が直射日光を遮ることで、第二フィン３３１に対する遮熱効果を得ることも可能である。このため、日光を起因とした第二フィン３３１の放熱作用の低下を抑制することができる。

また、外装体３００の内側下面３１１ｂ（第一内表面）に第三フィン３５１を設けることにより、蓄電装置２００から発生した熱をより効果的に外部へ放出することができる。さらに、第三フィン３５１は、第一フィン３２１に対して交差する方向に延びているので、外装体３００における一つの外壁（上壁３１１）における温度分布を均等化することができ、各蓄電素子の温度バラツキを小さくすることができる。これにより、蓄電素子個々の劣化具合のバラツキを小さくすることができる。

（変形例）
次に、蓄電装置の変形例について説明する。なお、以降の説明において上記実施の形態に係る蓄電装置２００と同一の部位においては同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

［変形例１］
図６は、変形例１に係る蓄電装置２００Ａの概略構成を示す断面図である。具体的には図６は図５に対応する図である。図６に示すように、変形例１に係る蓄電装置２００Ａは、第一カバー部材３２５ａが断熱材３２７を備えている。具体的には、第一カバー部材３２５ａの内方に、矩形板状の断熱材３２７が収容されている。断熱材３２７は、Ｚ軸方向視において、第一フィン３２１よりも大型であり、第一フィン３２１を全体的に覆うように配置されている。断熱材３２７としては、例えばウレタンフォームなどの樹脂製発泡剤等が挙げられる。

このように、第一カバー部材３２５ａが断熱材３２７を備えているので、第一カバー部材３２５ａの遮熱効果をより高めることができ、日光を起因とした第一フィン３２１の放熱作用の低下をより抑制することができる。

なお、断熱材３２７は、第一カバー部材３２５ａ内に収容されていなくとも、第一カバー部材３２５ａの一対の主面のうち、少なくとも一方の主面に対して積層されていてもよい。

［変形例２］
図７は、変形例２に係る蓄電装置２００Ｂの概略構成を示す断面図である。具体的には図７は図５に対応する図である。図７に示すように、変形例２に係る蓄電装置２００Ｂは、外装体３００内に一対のファン６００が収容されている。具体的には、Ｙ軸プラス方向における第二側壁３１４と隔壁部３１６との間の空間には、一方のファン６００が配置されていて、Ｙ軸マイナス方向における第二側壁３１４と隔壁部３１６との間の空間に他方のファン６００が配置されている。一対のファン６００は、外装体３００内に強制的に気流を発生させて、各蓄電ユニット４００を冷却するためのものである。このため、一対のファン６００の設置箇所は、各蓄電ユニット４００を効率的に冷却できる気流が発生する位置とされている。

ここで、上記実施の形態のように、外装体本体３１０が密閉構造である場合には、一対のファン６００により発生した気流は、外装体本体３１０内を内気循環しながら、各蓄電ユニット４００を冷却する。このとき、第三フィン３５１近傍では、Ｙ軸方向に沿った気流が発生するために、Ｙ軸方向に沿う複数の第三フィン板３５３で気流からの熱を効率的に吸収することが可能である。

なお、外装体本体３１０の内部と外部とを連通する換気口が外装体本体３１０に設けられている場合には、一対のファン６００により発生した気流は、当該換気口から導入されて各蓄電ユニット４００を冷却した後に、換気口から排出される。例えば、一対のファン６００のうち、一方のファン６００が吸気ファンであり、他方のファン６００が排気ファンとなる。換気口には、通気防水フィルターなどのフィルターで覆われているために、水、粉塵、埃が外装体本体３１０内に進入することが抑制されている。この場合においても、第三フィン３５１近傍では、Ｙ軸方向に沿った気流が発生するために、Ｙ軸方向に沿う複数の第三フィン板３５３で気流からの熱を効率的に吸収することが可能である。特に、外装体本体３１０内に外気を導入するために、各蓄電ユニット４００をより効率的に冷却することが可能である。

［変形例３］
図８は、変形例３に係る蓄電装置２００Ｃの概略構成を示す断面図である。具体的には図８は図５に対応する図である。図８に示すように、変形例３に係る蓄電装置２００Ｃは、外装体本体３１０の底壁３１２に第一フィン３２１ｃが設けられている。具体的には、第一フィン３２１ｃの第一基部３２２ｃは、底壁３１２の外底面に直接的に固定されている。この場合、底壁３１２の外底面が第一外表面の一例となる。第一フィン３２１ｃの複数の第一フィン板３２３ｃは、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配列されている。各第一フィン板３２３ｃは、第一基部３２２ｃからＺ軸マイナス方向に突出し、Ｘ軸方向に延設された矩形板状の部位である。

ここで、変形例３に係る蓄電装置２００Ｃでは、実施の形態に係る複数のリブ３１５のうち、Ｘ軸方向で最外方に位置する一対のリブ３１５ｃのみが設けられている。一対のリブ３１５ｃには、各第一フィン３２３ｃを露出させる複数の開口３１７が形成されている。この開口３１７により、一対のリブ３１５ｃ内に熱が籠もることが抑制されている。また、開口３１７は、移動体１０の進行を起因とした気流の通路となるために、この気流によって各第一フィン板３２３ｃを冷却することが可能である。

この場合、第一フィン３２１ｃの上方には、外装体本体３１０が配置されているので、外装体本体３１０により日光が遮られる。したがって、遮熱専用のカバー部材を設けなくとも、日光を起因とした第一フィン３２１ｃの放熱作用の低下を抑制することができる。

また、変形例３では、外装体本体３１０における底壁３１２の外底面を、第一フィン３２１ｃが配置される外表面の一例とした。しかしながら、外装体の外表面のうち、如何なる面を第一外表面としてもよい。

（その他）
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置２００について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

例えば、上記実施の形態では、外装体本体３１０が鋼板から形成され、第一フィン３２１がアルミニウム板から形成されている場合を例示した。これは、第一フィン３２１よりも大型な外装体本体３１０においては生産性や製造コストを優先して鋼製とし、放熱性を重視する第一フィン３２１においてはアルミニウム製としたためである。このような優先事項を考慮しないのであれば、外装体本体３１０と第一フィン３２１とが同じ金属から形成されていてもよい。これは第二フィン３３１、第三フィン３５１においても同様である。

上記実施の形態では、第一カバー部材３２５が外装体本体３１０の上壁３１１に取り付けられている場合を例示したが、第一カバー部材３２５は、第一フィン３２１に取り付けられていてもよいし、移動体１０の天井壁１０１に取り付けられていてもよい。

上記実施の形態では、第二カバー部材３３５が外装体本体３１０の第二側壁３１４に取り付けられている場合を例示したが、第二カバー部材３３５は、第二フィン３３１に取り付けられていてもよいし、移動体１０の天井壁１０１に取り付けられていてもよい。

上記実施の形態では、上壁３１１において、第一フィン３２１が設置された外側上面３１１ａの裏面（内側下面３１１ｂ）に第三フィン３５１が設置されている場合を例示した。しかしながら、第三フィンは、第二側壁３１４において、第二フィン３３１が設置された外側面３１４ａの裏面（第二内表面）に設けられていてもよい。この場合、第三フィンは、第二フィン３３１に対して交差する方向に延びるため、第二側壁３１４における温度分布を均等化することができる。

上記実施の形態では、複数のフィン（第一フィン３２１、第二フィン３３１及び第三フィン３５１）を備えた蓄電装置２００を例示したが、蓄電装置２００は、外装体３００の外表面に少なくとも１つのフィンを備えていればよい。

上記実施の形態では、外装体３００の設置面として複数のリブ３１５の先端面及び底壁３１２における各リブ３１５間の外底面を例示した。しかしながら、設置面は、移動体１０の天井壁１０１の上方に設置される面であればその形態は如何様でもよい。例えば、外装体本体３１０に対して、移動体１０との固定用に取り付けられた専用の取付部の外面も設置面に含まれる。また、設置面は全体として平坦状の面であってもよいし、曲面であってもよい。

上記実施の形態では、蓄電装置２００は、複数の蓄電ユニット４００を備えていることとした。しかし、蓄電装置２００は、１つの蓄電ユニット４００しか備えていなくてもよい。また、蓄電ユニット４００は、複数の蓄電素子を有していることとしたが、１つの蓄電素子しか有していなくてもよい。さらに、蓄電装置２００は、ユニット化されていない蓄電素子群を有していてもよい。

上記実施の形態では、低床化を前提とした移動体１０に蓄電装置２００が設置された場合を例示した。しかしながら、当該蓄電装置２００は、底床化を考慮しない移動体に設置されたとしても、より高い放熱効果を得ることが可能である。

また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を有する蓄電装置等に適用できる。

１０ 移動体
１００ 車両本体
１０１ 天井壁
１１０ パンタグラフ
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ 蓄電装置
３００ 外装体
３１０ 外装体本体
３１１ 上壁
３１１ａ 外側上面（第一外表面）
３１１ｂ 内側下面（第一内表面）
３１２ 底壁
３１３ 第一側壁
３１４ 第二側壁
３１４ａ 外側面（第二外表面）
３１５、３１５ｃ リブ
３１６ 隔壁部
３１７ 開口
３２０ 第一放熱部
３２１、３２１ｃ 第一フィン
３２２、３２２ｃ 第一基部
３２３、３２３ｃ 第一フィン板
３２５、３２５ａ 第一カバー部材
３２６、３３６、３６１ 柱部
３２７ 断熱材
３３０ 第二放熱部
３３１ 第二フィン
３３２ 第二基部
３３３ 第二フィン板
３３５ 第二カバー部材
３５１ 第三フィン
３５２ 第三基部
３５３ 第三フィン板
３６０ 遮光板
４００ 蓄電ユニット
４１０ 外装容器
５００ 収容体
６００ ファン

Claims (6)

1. 移動体に設置される蓄電装置であって、
   蓄電ユニットを収容する外装体と、
   前記外装体の第一外表面に配置された第一フィンとを有し、
   前記外装体は、前記移動体が備える外壁のうち、上面側の外壁の上方に設置される設置面を有する
   蓄電装置。
2. 前記第一フィンを覆う第一カバー部材を備える
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記移動体は、架線から電力を供給され、
   前記外装体は、前記蓄電ユニットを覆って閉塞し、前記外装体の内外における気体、液体及び粉体の少なくとも一つの出入りを制限する閉塞構造である
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記外装体は、前記第一フィンが設置された前記第一外表面とは異なる第二外表面に、第二フィン、または、第二フィン及び当該第二フィンを覆う第二カバー部材を有する
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記外装体は、さらに、前記第一フィンが設置された前記第一外表面の裏面である第一内表面、または、第二フィンが設置された第二外表面の裏面である第二内表面に、第三フィンを有し、
   前記第一フィンまたは前記第二フィンと、前記第三フィンとは、互いに交差する方向に延びている
   請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 蓄電装置を備える移動体であって、
   前記蓄電装置は、
   蓄電ユニットを収容する外装体と、
   前記外装体の第一外表面に配置された第一フィンとを有し、
   前記移動体が備える外壁のうち、上面側の外壁の上方に設置される
   移動体。

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