JP2022114524A - 通信ユニット、蓄電池ユニット及び蓄電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】 低価格でありながら、省エネルギーを確保しつつ、居室内温湿度条件を快適に保持することが可能な空調ユニット及び空調システムを提供する。
【解決手段】 通信ユニット５は、開閉可能なケース５１と、ケース５１に設置される電源用基板５２と、電源用基板５２とは別々に着脱可能にケース５１に設置される通信用基板５３と、電源用基板５２に接続される電源用端子５４と、通信用基板５３の有線通信機能に接続される複数の通信用端子５６と、通信用基板５３の無線通信機能に接続される複数のアンテナ用端子５７と、ケース５１に取り付けられる磁石部５ａと、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、通信ユニット、蓄電池ユニット及び蓄電池システムに関する。

政府は、「エネルギー基本計画」において、「住宅については、2020年までに標準的な新築住宅で、2030年までに新築住宅の平均でＺＥＨ（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）の実現を目指す」とする政策目標を設定した。

ＺＥＨは、室内環境の質を維持しつつ大幅な省エネルギーを実現した上で、再生可能エネルギー等を導入することにより、年間の一次エネルギー消費量の収支をゼロとすることを目指した住宅である。

ＺＥＨの実現を目指すにあたり、蓄電池の需要が高まっている。蓄電池は、昼間に太陽光発電等によって作った電力を使用でき、夜間に安い電力を充電して太陽光発電で賄えない時間帯の電気をカバーすることができる。したがって、蓄電池の使用は、省エネルギーに貢献する。また、使用者は、蓄電池に貯めていた電気を災害時又は停電時に使用することができる。

近年、蓄電池は、インターネット等のネットワークによって、他のシステムに接続され、動作状態を管理されるようになった（特許文献１、２参照）。

特開２０１９－６２６１９号公報 特開２０１９－２１３３２９号公報

ネットワークで蓄電池を管理するには、安定した信号が継続してつながることが重要である。しかしながら、いままで通信装置があまり必要で無かった蓄電池に対して通信装置を接続するには専門的な知識が必要であって、施工ミス又は設定ミス等が発生することがあった。特に、既存の蓄電池への新たな通信装置の設置、既存の通信装置のメンテナンス又は交換の際は、通信装置の取付、取り外し、セッティング等が簡単にはできなかった。

本発明は、蓄電池設備に用いられ、容易に着脱又は追加設置することができ、良好な施工性を有する通信ユニット、蓄電池ユニット及び蓄電池システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる通信ユニットは、
開閉可能なケースと、
前記ケースに設置される電源用基板と、
前記電源用基板とは別々に着脱可能に前記ケースに設置される通信用基板と、
前記電源用基板に接続される電源用端子と、
前記通信用基板の有線通信機能に接続される複数の通信用端子と、
前記通信用基板の無線通信機能に接続される複数のアンテナ用端子と、
前記ケースに取り付けられる磁石部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明にかかる通信ユニットでは、
前記ケースは、一方を台とし、他方を蓋とし、
前記台と前記蓋は、開閉可能に接続され、
前記台と前記蓋が接触する外周部には、それぞれシール部材が取り付けられ、
前記台外側表面には前記磁石部が取り付けられ、
前記蓋の外側表面にはリブが形成される
ことを特徴とする。

本発明にかかる通信ユニットは、
前記アンテナ用端子に接続されるアンテナをさらに備え、
前記アンテナは、磁石部を有する
ことを特徴とする。

本発明にかかる通信ユニットは、
前記アンテナを複数有する
ことを特徴とする。

本発明にかかる蓄電池ユニットは、
前記通信ユニットと、
前記電気を充放電する蓄電池と、
前記蓄電池の充放電時に電力を変換するパワコンと、
前記通信ユニット、前記蓄電池及び前記パワコンを収納するカバーと、
を備え、
前記パワコンは、少なくとも１つの前記通信用端子に接続され、前記通信ユニットを介して外部ネットワークと通信可能である
ことを特徴とする。

本発明にかかる蓄電池ユニットでは、
前記カバーは、内側の少なくとも一部に第１磁性体部分、外側の少なくとも一部に第２磁性体部分を有し、
前記通信ユニットの前記磁石部は、前記第１磁性体部分に設置され、前記アンテナの前記磁石部は、前記第２磁性体部分に設置される
ことを特徴とする。

本発明にかかる蓄電池システムは、
前記蓄電池ユニットと、
自然エネルギーを使用し発電する前記発電装置と、
商用電力又は前記蓄電池ユニットから供給された電気が供給される負荷と、
前記商用電力を前記負荷又は前記蓄電池ユニットのいずれかに分配する蓄電池用分電盤と、
を備え、
前記蓄電池ユニットは、前記外部ネットワークから制御可能である
ことを特徴とする。

本発明にかかる蓄電池設備に用いられる通信ユニット、蓄電池ユニット及び蓄電池システムによれば、容易に着脱又は追加設置することができ、良好な施工性を有することができる。

本実施形態の蓄電池システムを示す。 本実施形態の蓄電池ユニットを示す。 本実施形態の蓄電池設備に用いられる通信ユニットを示す。 本実施形態の通信ユニットのアンテナを示す。

以下、図面を参照して本発明にかかる通信ユニット５、蓄電池ユニット１０及び蓄電池システム１の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態の蓄電池システム１を示す。

本実施形態の蓄電池システム１は、電力会社等から提供される商用電力２から供給された電力又は太陽電池等の自然エネルギーを使用した発電装置３から供給された電力を、家、工場、ビル等の建物、構造物又は設備等の使用対象４で使用される照明、家電製品及び機械等の負荷４４に供給する。また、本実施形態の蓄電池システム１は、商用電力２等から供給された電力又は太陽電池等の自然エネルギーを使用した発電装置３から供給された電力を、蓄電池ユニット１０の蓄電池１１に蓄える。さらに、本実施形態の蓄電池システム１は、蓄電池１１に蓄えられた電力を負荷４４に供給する。

例えば、図１に示す蓄電池システム１では、蓄電池ユニット１０は、使用対象４としての住宅に隣接して設置される。使用対象４は、商用電力２から供給される電力量を計測する電力計４１と、商用電力２からの電力を負荷４４又は蓄電池１１のいずれかに分配する蓄電池用分電盤４２と、蓄電池用分電盤４２から供給された電力を選択された負荷４４に分配する負荷用分電盤４３と、を有する。

蓄電池ユニット１０は、電気を充放電する蓄電池１１と、蓄電池１１の充放電時に電力を変換するパワコン１２と、インターネット及びクラウド等の外部ネットワークＮに接続するための通信ユニット５と、を有する。蓄電池ユニット１０は、パワコン１２に接続されたリモコン６等によって操作することができる。また、パワコン１２は、通信ユニット５を介して外部ネットワークＮから制御可能である。

商用電力２等から供給された電力は、電力計４１を通り、蓄電池用分電盤４２で分電される。蓄電池用分電盤４２から負荷用分電盤４３へ供給された電力は、照明及び家電製品等の負荷４４へ供給することができる。蓄電池用分電盤４２から蓄電池ユニット１０のパワコン（ＰＣＳ（Power Conditioning System））１２へ供給された電力は、蓄電池１１で充電することができる。

また、住宅の屋根等に設置される太陽電池等の自然エネルギーを使用した発電装置３から供給された電力は、パワコン１２、蓄電池用分電盤４２及び負荷用分電盤４３を介して、照明及び家電製品等の負荷４４へ供給することができる。加えて、発電装置３からパワコン１２へ供給された電力は、蓄電池１１で充電することができる。

さらに、蓄電池１１で充電された電力は、パワコン１２、蓄電池用分電盤４２及び負荷用分電盤４３を介して、照明及び家電製品等の負荷４４へ供給することができる。

本実施形態の蓄電池システム１は、蓄電池ユニット１０に設置された通信ユニット５を介して、携帯端末７及びインターネット等の外部ネットワークＮと接続することができる。使用者は、携帯端末７及びインターネット等の及び外部ネットワークＮによって、離れた位置から蓄電池ユニット１０及び蓄電池システム１を制御することができる。

図２は、本実施形態の蓄電池ユニット１０を示す。

蓄電池１１、パワコン１２及び通信ユニット５は、カバー１３内に収納される。また、アンテナ８は、カバー１３外の一部に設置される。

通信ユニット５は、磁石部５ａを有し、磁石部５ａでカバー１３に取り付けられる。そのため、カバー１３は、内側の少なくとも一部に第１磁性体部分１３ａを有する。例えば、カバー１３全体を金属製としてもよく、樹脂製のカバー１３の一部を金属製としてもよく、カバー１３に金属製の部材を貼り付けてもよい。

カバー１３内の空いているスペースに第１磁性体部分１３ａを有する場合、第１磁性体部分１３ａに磁石部５ａをつけることによって、通信ユニット５は、そのスペースに容易に設置することができる。したがって、通信ユニット５は、容易に追加、メンテナンス及び交換することができる。

アンテナ８は、磁石部８ａを有し、磁石部８ａでカバー１３に取り付けられる。そのため、カバー１３は、外側の少なくとも一部に第２磁性体部分１３ｂを有する。例えば、カバー１３全体を金属製としてもよく、樹脂製のカバー１３の一部を金属製としてもよく、カバー１３に金属製の部材を貼り付けてもよい。

図３は、本実施形態の蓄電池設備に用いられる通信ユニット５を示す。

通信ユニット５は、開閉可能なケース５１と、ケース５１に設置される電源用基板５２と、ケース５１に設置される通信用基板５３と、電源用基板５２に接続される電源用端子５４と、パワコン１２に接続されるパワコン用端子５５と、通信用基板５３の有線通信機能に接続される複数の通信用端子５６と、通信用基板５３の無線通信機能に接続される複数のアンテナ用端子５７と、を有する。なお、パワコン用端子５５は、通信用端子５６の一つと考えられる。

本実施形態のケース５１は、アルミ等の鋳物で２つの凹状の部材から製作され、一方を台５１ａとし、他方を蓋５１ｂとする。台５１ａと蓋５１ｂは、開閉可能に接続される。台５１ａと蓋５１ｂが接触する外周部には、それぞれ防水及び防塵用のゴムパッキン等のシール部材５８が取り付けられる。台５１ａの外側表面には磁石部５ａが取り付けられ、蓋５１ｂの外側表面には図２に示したような放熱及び剛性強化用のリブ５９が形成される。

台５１ａの内側には、電源用基板５２及び通信用基板５３がそれぞれ別々にボルト等で着脱可能に設置される。電源用基板５２は、ＡＣ／ＤＣコンバータを搭載している。電源用基板５２と通信用基板５３は、電源用基板５２のみ又は通信用基板５３のみを容易に交換することができるように、別々に着脱可能となっている。

通信用基板５３は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）及びゲートウェイの機能を搭載している。同一の通信用基板５３にＨＥＭＳとゲートウェイを搭載しているので、通信障害がほぼ発生することがなく、安定して通信することができる。

台５１ａの側面には、複数の端子が取り付けられる。それぞれの端子は、パッキンのような防水及び防塵の対策が施されており、配線コードが接続または挿通できる構造となっている。

電源用端子５４は、電源用基板５２に接続される。電力は、外部の電源から電源用端子５４を介して電源用基板５２に供給される。本実施形態では、電源用端子５４は、ＡＣ１００Ｖの電源に接続される。

パワコン用端子５５は、有線でパワコン１２に接続するための端子である。本実施形態のパワコン用端子５５は、RS485端子を用いているが、USB端子等、その他の種類の端子でもよい。

通信用端子５６は、有線で外部ネットワークＮに接続するための複数の端子である。本実施形態の通信用端子５６は、Ethernet等のLAN端子を用いているが、その他の種類の端子でもよい。

アンテナ用端子５７は、無線で外部ネットワークＮに接続するための複数の端子である。アンテナ用端子５７は、アンテナ８の配線コードが接続される。アンテナ８は、LTE及びWi-Fi等の無線通信用である。

通信用端子５６及びアンテナ用端子５７は、それぞれ複数設置されている。したがって、外部ネットワークと複数の同じ又は異なる種類の回線で接続することができ、１つの回線の通信が障害等で途絶えたとしても他の回線で通信をすることができる。

なお、電力線を通信回線として利用する電力線通信（PLC：Power Line Communication）を用いてもよい。この場合、電源用端子５４は、電源用基板５２と通信用基板５３の両方に接続されればよい。

図４は、本実施形態の通信ユニット５のアンテナ８を示す。

アンテナ８は、磁石部８ａでカバー１３外側に取り付けられる。カバー１３の一部が金属等の第２磁性体部分１３ｂを有する場合、アンテナ８は、第２磁性体部分１３ｂに取り付けられる。そのため、アンテナ８を取り付ける際には、指向性を考慮して位置及び方向を設定することができる。したがって、通信ユニット５は、良好な通信状態で安定して送受信することができる。

また、アンテナ８は、複数設置されている。したがって、外部ネットワークと複数の同じ又は異なる種類の無線通信で接続することができ、１つの無線通信が障害等で途絶えたとしても他の無線通信で接続することができる。しかも、それぞれの無線通信にあわせてアンテナ８の位置及び方向を設定することができるので、通信ユニット５は、１つの無線通信が障害等で途絶えたとしても、良好な通信状態で安定して送受信することができる。

なお、本実施形態では、電源用端子５４及びパワコン用端子５５を一つずつ設置しているが、それぞれ複数設置してもよい。複数設置することで、１つが配線が障害等で途絶えたとしても他の配線で接続することができる。

以上、本実施形態の通信ユニット５は、開閉可能なケース５１と、ケース５１に設置される電源用基板５２と、電源用基板５２とは別々に着脱可能にケース５１に設置される通信用基板５３と、電源用基板５２に接続される電源用端子５４と、通信用基板５３の有線通信機能に接続される複数の通信用端子５６と、通信用基板５３の無線通信機能に接続される複数のアンテナ用端子５７と、ケース５１に取り付けられる磁石部５ａと、を備える。

本実施形態の通信ユニット５は磁石部５ａを備えるので、磁力で容易に設置することができ、容易に追加、メンテナンス及び交換することができる。また、通信ユニット５は、電源用基板５２と通信用基板５３とを別々に着脱可能に設置するので、電源用基板５２のみ又は通信用基板５３のみを容易に交換することができる。さらに、通信用端子５６及びアンテナ用端子５７はそれぞれ複数設置されているので、外部ネットワークと複数の同じ又は異なる種類の回線で接続することができ、１つの回線の通信が障害等で途絶えたとしても他の回線で通信をすることができる。

また、本実施形態の通信ユニット５では、ケース５１は、一方を台５１ａとし、他方を蓋５１ｂとし、台５１ａと蓋５１ｂは、開閉可能に接続され、台５１ａと蓋５１ｂが接触する外周部には、それぞれシール部材５８が取り付けられ、台５１ａの外側表面には磁石部５ａが取り付けられ、蓋５１ｂの外側表面にはリブ５９が形成される。

本実施形態の通信ユニット５はシール部材５８を取り付けられるので、防水性及び防塵性を向上させることができる。また、本実施形態の通信ユニット５は外側表面にはリブ５９が形成されるので、放熱性を向上させ、剛性を強化することができる。

また、本実施形態の通信ユニット５は、アンテナ用端子５７に接続されるアンテナ８をさらに備え、アンテナ８は、磁石部８ａを有する。

そのため、本実施形態の通信ユニット５は、アンテナ８を取り付ける際に指向性を考慮して位置及び方向を設定することができる。そして、通信ユニット５は、良好な通信状態で安定して送受信することができる。

また、本実施形態の通信ユニット５は、アンテナ８を複数有する。したがって、外部ネットワークと複数の同じ又は異なる種類の無線通信で接続することができ、１つの無線通信が障害等で途絶えたとしても他の無線通信で接続することができる。

また、本実施形態の蓄電池ユニット１０は、前記通信ユニット５と、電気を充放電する蓄電池１１と、蓄電池１１の充放電時に電力を変換するパワコン１２と、通信ユニット５、蓄電池１１及びパワコン１２を収納するカバー１３と、を備え、パワコン１２は、少なくとも１つの通信用端子５６に接続され、通信ユニット５を介して外部ネットワークＮと通信可能である。

したがって、パワコン１２は、通信ユニット５を介して外部ネットワークＮと接続することができる。

また、本実施形態の蓄電池ユニット１０では、カバー１３は、内側の少なくとも一部に第１磁性体部分１３ａ、外側の少なくとも一部に第２磁性体部分１３ｂを有し、通信ユニット５の磁石部５ａは、第１磁性体部分１３ａに設置され、アンテナ８の磁石部８ａは、第２磁性体部分１３ｂに設置される。

本実施形態の蓄電池ユニット１０は、第１磁性体部分１３ａに通信ユニット５の磁石部５ａをつけ、第２磁性体部分１３ｂにアンテナ８の磁石部８ａをつけることができ、磁力で容易に設置することができるので、容易に追加、メンテナンス及び交換することができる。

また、本実施形態の蓄電池システム１は、前記蓄電池ユニット１０と、自然エネルギーを使用し発電する発電装置３と、商用電力２又は蓄電池ユニット１０から供給された電気が供給される負荷４４と、商用電力２を負荷４４又は蓄電池ユニット１０のいずれかに分配する蓄電池用分電盤４２と、を備え、蓄電池ユニット１０は、外部ネットワークＮから制御可能である。

したがって、使用者は、携帯端末７及びインターネット等の及び外部ネットワークＮによって、離れた位置から蓄電池システム１を制御することができる。

なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。

１…蓄電池システム
２…商用電力
３…発電装置
４…使用対象
４１…電力計
４２…蓄電池用分電盤
４３…分電盤
４４…負荷
５…通信ユニット
５１…ケース
５２…電源用基板
５３…通信用基板
５４…電源用端子
５５…パワコン用端子
５６…通信用端子
５７…アンテナ用端子
６…リモコン
７…携帯端末
８…アンテナ
Ｎ…ネットワーク
１０…蓄電池ユニット
１１…蓄電池
１２…パワコン（ＰＣＳ：Power Conditioning Subsystem）
１３…カバー

Claims (7)

1. 開閉可能なケースと、
   前記ケースに設置される電源用基板と、
   前記電源用基板とは別々に着脱可能に前記ケースに設置される通信用基板と、
   前記電源用基板に接続される電源用端子と、
   前記通信用基板の有線通信機能に接続される複数の通信用端子と、
   前記通信用基板の無線通信機能に接続される複数のアンテナ用端子と、
   前記ケースに取り付けられる磁石部と、
   を備える
   ことを特徴とする通信ユニット。
2. 前記ケースは、一方を台とし、他方を蓋とし、
   前記台と前記蓋は、開閉可能に接続され、
   前記台と前記蓋が接触する外周部には、それぞれシール部材が取り付けられ、
   前記台外側表面には前記磁石部が取り付けられ、
   前記蓋の外側表面にはリブが形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信ユニット。
3. 前記アンテナ用端子に接続されるアンテナをさらに備え、
   前記アンテナは、磁石部を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信ユニット。
4. 前記アンテナを複数有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信ユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の前記通信ユニットと、
   前記電気を充放電する蓄電池と、
   前記蓄電池の充放電時に電力を変換するパワコンと、
   前記通信ユニット、前記蓄電池及び前記パワコンを収納するカバーと、
   を備え、
   前記パワコンは、少なくとも１つの前記通信用端子に接続され、前記通信ユニットを介して外部ネットワークと通信可能である
   ことを特徴とする蓄電池ユニット。
6. 前記カバーは、内側の少なくとも一部に第１磁性体部分、外側の少なくとも一部に第２磁性体部分を有し、
   前記通信ユニットの前記磁石部は、前記第１磁性体部分に設置され、前記アンテナの前記磁石部は、前記第２磁性体部分に設置される
   ことを特徴とする請求項５に記載の蓄電池ユニット。
7. 請求項５又は６に記載された前記蓄電池ユニットと、
   自然エネルギーを使用し発電する前記発電装置と、
   商用電力又は前記蓄電池ユニットから供給された電気が供給される負荷と、
   前記商用電力を前記負荷又は前記蓄電池ユニットのいずれかに分配する蓄電池用分電盤と、
   を備え、
   前記蓄電池ユニットは、前記外部ネットワークから制御可能である
   ことを特徴とする蓄電池システム。

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