JP6129683B2

JP6129683B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP6129683B2
Application number: JP2013168249A
Authority: JP
Inventors: 心平戸▲高▼; 北村　剛; 剛北村; 明八杉
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2033-08-13
Also published as: JP2015037044A

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

従来の蓄電装置において、例えば、特許文献１に記載されているように、冷媒が収容され冷媒により表面が冷却される冷却箱と、冷却箱の表面に沿うカバーにより形成される通気路と、通気路への空気の送り込み用のファンと、通気路内で冷却された冷気の吹き出し口とを有する冷却装置をコンテナ内に設置する技術がある。また、特許文献２に記載されているように、冷媒を収容する冷却室と、冷却室の外周壁に通風路を形成する断熱材カバーと、通風路の流出口に配置された送風機と、複数の吹出口を備えた送風ダクトと、送風機の風下にて送風ダクトに向かう傾斜ダクトとをコンテナ内に設ける技術がある。

特許第２９３４８２３号公報特開２００４−２６１７４号公報

ところで、電力を蓄える蓄電装置において、コンテナ等の筐体内に複数段の棚部を有するラックを設置し、このラックの複数段の棚部それぞれに蓄電池を搭載することが考えられている。このような蓄電装置によれば、より大きな電力を蓄電可能としつつ、製造、運搬及び設置が容易になり、また、必要により設置場所を変更することが可能となる。このような蓄電装置においては、蓄電池を筐体内に収容することから、熱がこもり易く、蓄電池の冷却が課題となってくる。例えば充放電時等に蓄電池の温度が上昇した場合に、各蓄電池を良好に冷却しないと、劣化する蓄電池が出てきてしまう。

本発明は、筐体内に配置される複数の蓄電池を良好に冷却することができる蓄電装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の蓄電装置は、中空形状をなす筐体と、複数段の棚部を有して前記筐体の内壁面に沿って設置されるラックと、前記ラックの棚部にそれぞれ配置される複数の蓄電池と、前記ラックの上方で前記ラックに沿って設けられる給気ダクトと、前記給気ダクトにエアを供給する空気調和装置と、前記給気ダクトに沿って設けられて前記筐体の内壁面と前記ラックとの隙間に向けてエアを供給可能な第１開口と、前記第１開口からのエア給気量を前記ラックの長手方向で均一化するエアガイドと、を有することを特徴とするものである。

従って、空気調和装置により給気ダクトにエアを供給すると、給気ダクトのエアは、第１開口から筐体の内壁面とラックとの隙間に向けて供給され、ラック内を通過することで、棚部に配置される複数の蓄電池が冷却される。このとき、第１開口から隙間に向けて供給されるエアのエア給気量は、エアガイドによりラックの長手方向で均一化される。そのため、ラックの長手方向でほぼ同じ量のエアが供給されることとなり、ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができ、蓄電池を良好に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記給気ダクトは、前記空気調和装置からのエアが導入される導入口が水平方向に開口していることを特徴としている。

従って、給気ダクトにおける水平方向に開口していることで、筺体の高さを低く抑えることが可能となり、装置の大型化を抑制することができる。

本発明の蓄電装置では、前記導入口は、前記給気ダクトにおける長手方向の一端部のみに設けられることを特徴としている。

従って、導入口を給気ダクトにおける長手方向の一端部のみに設けることで、給気ダクトの製造コストを低減することができる。

本発明の蓄電装置では、前記第１開口は、前記給気ダクトの下部に前記給気ダクトの長手方向に沿って形成されるスリットを有し、前記エアガイドは、前記スリットの長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、前記スリットの長手方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレートを有することを特徴としている。

従って、第１開口をスリットとし、エアガイドとしてのガイドプレートをスリットの長手方向に所定間隔で複数配置することで、第１開口から隙間に向けて供給されるエアは、各ガイドプレートによりラックの長手方向でほぼ同じ量に分配されることとなり、ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記ガイドプレートは、下端部が前記給気ダクトの長手方向に沿って揺動自在に支持されることを特徴としている。

従って、各ガイドプレートの下端部が揺動自在に支持されることで、ラック内に配置される各蓄電池の温度状況に応じて各ガイドプレートの揺動位置を調整することで、蓄電池の温度状況に拘らず、ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記第１開口は、前記給気ダクトの下部に前記給気ダクトの長手方向に所定間隔で形成される複数の開口部を有することを特徴としている。

従って、第１開口として複数の開口部を設けることで、給気ダクトに供給されたエアは、各開口部を通って筐体の内壁面とラックとの隙間に向けて供給され、ラック内を通過することで、棚部に配置される複数の蓄電池が冷却される。このとき、各開口部によりエア通路面積が縮小することから、この開口部が絞りとなり、エアは各開口部を通過するときに流速が上昇し、隙間から各蓄電池に効率良く供給されることとなり、ラック内に配置される複数の蓄電池を効率良く冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記第１開口の開口量を調整可能な開口量調整機構が設けられることを特徴としている。

従って、蓄電池の温度状況に応じて、開口量調整機構が第１開口の開口量を調整して各開口部を通過するときのエアの流速を適正値に設定することで、ラック内に配置される複数の蓄電池を適正に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記エアガイドは、前記給気ダクト内に略水平をなして配置されると共に、鉛直方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレートを有し、前記複数のガイドプレートは、鉛直方向の上方側ほどエア流れ方向の下流側に延出されることを特徴としている。

従って、エアガイドとして、給気ダクト内に鉛直方向に所定間隔で複数の水平なガイドプレートを設けることで、給気ダクトのエアは、各ガイドプレートによりラックの長手方向でほぼ同じ量に分配されることとなり、ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記給気ダクトは、略水平な仕切板により、前記空気調和装置からのエアが導入される第１ダクトと、前記第１開口が設けられる第２ダクトとに仕切られ、前記仕切板に前記給気ダクトの長手方向に所定間隔で複数の連通孔が設けられることを特徴としている。

従って、給気ダクトを略水平な仕切板により第１ダクトと第２ダクトとに仕切り、この仕切板に複数の連通孔を設けることで、第１ダクトのエアは、各連通孔を通って第２ダクトに流れ、この第２ダクトから第１開口を通って隙間に供給されることとなり、エア給気量がラックの長手方向でほぼ同じ量に分配されることとなり、ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができる。

本発明の蓄電装置では、前記ラックは、前記筐体の長手方向に沿って複数隣接して配置され、前記エアガイドは、前記第１開口からそれぞれの前記ラックへのエア給気量を均一化することを特徴としている。

従って、エアガイドにより第１開口からラックごとへのエア給気量を均一化することで、簡単な構成で容易に各ラック内に配置される複数の蓄電池を均等に冷却することができる。

本発明の蓄電装置によれば、筐体内にラックを配置し、ラックの棚部に複数の蓄電池を配置し、ラックの上方に給気ダクトを設け、筐体の内壁面とラックとの隙間に向けてエアを供給可能な第１開口を形成し、第１開口からのエア給気量をラックの長手方向で均一化するエアガイドを設けるので、筐体内に配置される複数の蓄電池を良好に冷却することができる。

図１は、実施例１の蓄電装置を表す水平断面図である。図２は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＣ−Ｃ断面図である。図５は、蓄電池モジュールを表す図４のＤ部の拡大断面図である。図６は、蓄電装置におけるエアガイドを表す概略図である。図７は、蓄電装置におけるエアガイドの変形例を表す概略図である。図８は、蓄電装置におけるエアガイドの変形例を表す概略図である。図９は、実施例２の蓄電装置を表す縦断面図である。図１０は、実施例３の蓄電装置を表す縦断面図である。図１１は、蓄電装置におけるエアガイドを表す概略図である。図１２は、蓄電装置におけるエアガイドの平面図である。図１３は、蓄電装置におけるエアガイドの変形例を表す概略図である。図１４は、実施例４の蓄電装置を表す縦断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る蓄電装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、実施例１の蓄電装置を表す水平断面図、図２は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＡ−Ａ断面図、図３は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＢ−Ｂ断面図、図４は、蓄電装置の縦断面を表す図１のＣ−Ｃ断面図、図５は、蓄電池モジュールを表す図４のＤ部の拡大断面図、図６は、蓄電装置におけるエアガイドを表す概略図である。

実施例１において、図１に示すように、蓄電装置１０は、その外殻を構成する筐体としてのコンテナ１１を有している。蓄電装置１０は、外殻がコンテナ１１で構成されていることによりフォークリフトやクレーン等で持ち上げ可能となり、トレーラーや鉄道のコンテナ車、船舶等に搭載されて運搬可能となっている。

コンテナ１１は、長方形状をなして水平配置される底部１５と、底部１５の長さが短い一方の端縁部から鉛直上方に立ち上がる側壁部１６と、底部１５の長さが短い他方の端縁部から鉛直上方に立ち上がる側壁部１７と、底部１５の長さが長い一方の端縁部から鉛直上方に立ち上がる側壁部１８と、底部１５の長さが長い他方の端縁部から鉛直上方に立ち上がる側壁部１９と、底部１５と平行をなして側壁部１６〜１９の上端縁部を繋ぐ天井部２０（図２参照）とを有している。

側壁部１６は、共通の開口を開閉する一対の扉部２２，２３を有している。一対の扉部２２，２３は、側壁部１６の側壁部１８側の端部位置及び側壁部１６の側壁部１９側の端部位置にて鉛直方向に沿う中心軸回りに揺動して開閉する。また、側壁部１８は、それぞれ個別の開口を開閉する扉部２５及び扉部２６を有している。扉部２５は、側壁部１８の側壁部１６側の端部位置にて鉛直方向に沿う中心軸回りに揺動して開閉する。扉部２６は、側壁部１８の側壁部１７側の端部位置にて鉛直方向に沿う中心軸回りに揺動して開閉する。

コンテナ１１は、内部において、底部１５上に同形状をなす複数台（具体的には１０台）のラック３０が設置されている。各ラック３０は、図２に示すように、それぞれ複数段（具体的には、８段）の水平配置される平面視長方形状の同形状の棚部３１と、最も上側で水平配置される平面視長方形状の天板部３２とを有している。図１に示すように、半数（具体的には、５台）のラック３０は、長さの長い一方の側壁部１８の近傍に、この側壁部１８の内壁面１８ａに沿って一列状に配置されてラック列３５を構成している。また、残り半数のラック３０は、長さの長い他方の側壁部１９の近傍に、この側壁部１９の内壁面１９ａに沿って一列状に配置されてラック列３６を構成している。

つまり、一方のラック列３５を構成するラック３０は、それぞれの長さ方向を側壁部１８の内壁面１８ａの長さ方向に沿わせ、且つ互いに奥行方向の位置を合わせて一直線状に並設されており、内壁面１８ａとの間に所定の隙間３８をあけている。また、他方のラック列３６を構成するラック３０は、それぞれの長さ方向を側壁部１９の内壁面１９ａの長さ方向に沿わせ、且つ互いに奥行方向の位置を合わせて一直線状に並設されており、内壁面１９ａとの間に所定の隙間３９をあけている。なお、一方のラック列３５と他方のラック列３６とは、コンテナ１１の長さ方向における位置を合わせて平行に配置されており、一方のラック列３５及びその背後の隙間３８は、他方のラック列３６及びその背後の隙間３９と鏡面対称になっている。なお、ラック列３５とラック列３６との間は、作業者が往来可能な通路４０となっている。

ラック３０は、棚部３１にそれぞれ複数台（具体的には、７台）の蓄電池としての蓄電池モジュール４５が、棚部３１の奥行方向の位置を合わせて棚部３１の長さ方向に一直線状に搭載されている。この各蓄電池モジュール４５は、図示しないが、それぞれ複数のリチウムイオン電池セルが組み合わされて構成されたリチウムイオン蓄電池モジュールとなっている。蓄電池モジュール４５は、それぞれ棚部３１に搭載された状態で直ぐ上にある棚部３１あるいは直ぐ上にある天板部３２との間に空気通路４６を有している。また、図４に示すように、蓄電池モジュール４５は、コンテナ１１の中央部側にファン４７が設けられている。そのため、蓄電池モジュール４５は、それぞれファン４７の駆動によりエアを各側壁部１８，１９側から空気通路４６に吸い込んで反対側に排出する。

図１及び図２に示すように、コンテナ１１は、一方のラック列３５の側壁部１６側及び側壁部１７側に、ラック列３５に設けられた蓄電池モジュール４５用の一対の制御ユニット５１，５２が設けられており、他方のラック列３６の側壁部１６側及び側壁部１７側にも、このラック列３６に設けられた蓄電池モジュール４５用の一対の制御ユニット５３，５４が設けられている。なお、側壁部１８に設けられた扉部２５，２６の間の範囲にラック列３５，３６及び一対の制御ユニット５１，５２が設置されている。

そして、図１及び図４に示すように、コンテナ１１は、天井部２０における側壁部１８側及び側壁部１９側に、空気調和装置６０からの冷却エアを内部に給気する一対の給気ダクト６１，６２が設けられている。これら給気ダクト６１，６２は、一対のダクト部材６３，６４とコンテナ１１の天井部２０とで形成されている。また、コンテナ１１は、天井部２０に一対の給気ダクト６１，６２の間に、コンテナ１１内の空気を空気調和装置６０に向けて排気する一つの排気ダクト６５が設けられている。この排気ダクト６５もダクト部材６６とコンテナ１１の天井部２０とで形成されている。

一方の給気ダクト６１は、一方のラック列３５を構成するラック３０の上方に、図２に示すように、これらのラック３０のそれぞれに沿うように設置されたヘダーである。つまり、一方の給気ダクト６１は、一方のラック列３５を構成するラック３０のそれぞれと長さ方向が一致している。図１及び図４に示すように、一方の給気ダクト６１は、コンテナ１１の天井部２０で構成される下部に側壁部１８の内壁面１８ａと一方のラック列３５を構成するラック３０との隙間３８に向けて、吹出口としてのスリット（第１開口）７１が開口している。このスリット７１は、コンテナ１１の天井面２０ａにおけるラック列３５の背後の上方となる位置に形成されている。スリット７１は、図２に示すように、直線状をなし、隙間３８に沿って形成されている。このスリット７１は、その長さ方向と隙間３８の長さ方向とが一致しており、図１及び図４に示すように、スリット７１は、隙間３８の幅方向の範囲内に配置されている。図２に示すように、一方の給気ダクト６１は、空気調和装置６０からの冷却エアが導入される導入口７２が、長さ方向における一端のみに形成されており、構造の簡素化並びに製造コストの低減が図られている。この導入口７２は、給気ダクト６１の側方（水平方向）に開口しており、空気調和装置６０からの冷却エアの給気ダクト６１への導入流量を調整するバタフライ弁からなる流量調整機構７３が設けられている。

スリット７１は、その長さ方向の両端位置が、一方のラック列３５の長さ方向の両端位置に略一致しており、隙間３８の長さ方向の両端位置に略一致している。スリット７１は、その幅方向の位置が、図５に矢印で示すように、隙間３８に向け給気するエアの一部を最も上側の蓄電池モジュール４５が搭載されている棚部３１に干渉させる位置に設定されている。そのため、スリット７１は、この棚部３１より下側の棚部３１にもエアの一部を干渉させることになる。側壁部１８の内壁面１８ａと一方のラック列３５を構成するラック３０との隙間３８の幅Ｗ１と、スリット７１の幅Ｗ２と、一方のラック列３５を構成するラック３０の内壁面１８ａ側の端部とスリット７１との距離Ｌと、最も上側の蓄電池モジュール４５が搭載されている棚部３１からスリット７１までの高さＨとの関係は、Ｌ／Ｗ１＞０．０５、Ｗ２／Ｗ１＞０．０５、となっている。例えば、Ｗ１は５０〜３００ｍｍ、Ｗ２は２０ｍｍ、Ｌは１５〜１４０ｍｍとなっている。

また、図１及び図４に示すように、他方の給気ダクト６２は、給気ダクト６１と同様に、他方のラック列３６を構成するラック３０の上方に、これらのラック３０のそれぞれに沿うように設置されたヘダーである。つまり、他方の給気ダクト６２は、他方のラック列３６を構成するラック３０のそれぞれと長さ方向と一致している。そして、他方の給気ダクト６２は、コンテナ１１の天井部２０で構成される下部に、側壁部１９の内壁面１９ａと他方のラック列３６を構成するラック３０との隙間３９に向けて、吹出口としてのスリット７５が開口している。このスリット７５は、コンテナ１１の天井面２０ａにおけるラック列３６の背後の上方となる位置に形成されている。このスリット７５は、直線状をなし、隙間３９に沿って形成されている。スリット７５は、その長さ方向と隙間３９の長さ方向とが一致しており、スリット７５は隙間３９の幅方向の範囲内に配置されている。そして、他方の給気ダクト６２は、空気調和装置６０からのエアが導入される導入口７６が、一方の給気ダクト６１の導入口７２と同側の長さ方向の一端のみに形成されており、構造の簡素化並びに製造コストの低減が図られている。この導入口７６は、給気ダクト６２の側方（水平方向）に開口しており、空気調和装置６０からのエアの給気ダクト６２への導入流量を調整するバタフライ弁からなる流量調整機構７７が設けられている。

スリット７５とラック列３６と隙間３９と側壁部１９の内壁面１９ａとの関係は、上述したスリット７１とラック列３５と隙間３８と側壁部１８の内壁面１８ａとの関係と同様になっている。つまり、スリット７５は、その長さ方向の両端位置が、他方のラック列３６の長さ方向の両端位置に略一致しており、隙間３９の長さ方向の両端位置に略一致している。スリット７５は、その幅方向の位置が、側壁部１９の内壁面１９ａと他方のラック列３６を構成するラック３０との隙間３９に向け給気するエアの一部を、最も上側の蓄電池モジュール４５が搭載されている棚部３１に干渉させる位置に設定されている。そのため、スリット７５は、この棚部３１より下側の棚部３１にもエアの一部を干渉させることになる。

スリット７１からコンテナ１１内に給気されるエアの総風量は、ラック列３５に搭載された全ての蓄電池モジュール４５がファン４７の駆動により吸い込むエアの総風量よりも小さくなるように設定されている。同様に、スリット７５からコンテナ１１内に給気されるエアの総風量は、ラック列３６に搭載された全ての蓄電池モジュール４５がファン４７の駆動により吸い込むエアの総風量よりも小さくなるように設定されている。

図１及び図４に示すように、排気ダクト６５は、給気ダクト６１，６２の間の中央位置にて、これらの給気ダクト６１，６２に沿うように設置されている。この排気ダクト６５も、各ラック列３５，３６を構成する各ラック３０のそれぞれと長さ方向を一致させている。そして、排気ダクト６５におけるコンテナ１１の天井部２０で構成される下部に、一方のラック列３５と他方のラック列３６との間の通路４０に向けて図３に示すように複数の吸出口（第２開口）８０が開口している。この各吸出口８０は、コンテナ１１の天井面２０ａに形成されている。各吸出口８０は、排気ダクト６５の延在方向に並設されている。排気ダクト６５は、空気調和装置６０に向けてエアを排出する導出口８１が、給気ダクト６１，６２の導入口７２，７６と同側の長さ方向の一端のみに形成されており、構造の簡素化並びに製造コストの低減が図られている。この導出口８１は、側方（水平方向）に開口しており、排気ダクト６５から空気調和装置６０へのエアの排出流量を調整するバタフライ弁からなる流量調整機構８２が設けられている。

実施例１の蓄電装置１０は、図２及び図４に示すように、スリット７１，７５からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド９１，９２が設けられている。このエアガイド９１，９２は、スリット７１，７５に対応して設けられており、両者は、ほぼ同様の構成となっている。

即ち、図６に示すように、スリット７１は、給気ダクト６１の下部にこの給気ダクト６１の長手方向に沿って形成され、エアガイド９１は、このスリット７１の長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、スリット７１の長手方向に所定間隔（均等間隔）で配置される複数のガイドプレート９３を有している。

この複数のガイドプレート９３は、スリット７１の下方、つまり、天井部２０の下面に固定されている。ガイドプレート９３は、天井部２０の下面からスリット７１の下方へ垂下するように配置されている。そのため、給気ダクト６１内を水平方向に流れるエアの一部を、この複数のガイドプレート９３によりコンテナ１１の内壁面１８ａとこれに沿うラック列３５の各ラック３０との隙間３８へ向けて、ほぼ鉛直方向における下方へその向きを変更して給気することができる。

なお、図４に示すように、エアガイド９２も、このスリット７５の長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、スリット７５の長手方向に所定間隔（均等間隔）で配置される複数のガイドプレート９４を有している。ガイドプレート９３とほぼ同様の機能を有している。

ここで、本実施例の蓄電装置１０における冷却方法について説明する。図４に示すように、蓄電池モジュール４５は、充放電を行うと発熱し、また、外気温の影響によっても温度が変化することになる。そのため、蓄電装置１０は、空気調和装置６０により冷却されたエアが、導入口７２から給気ダクト６１に導入されると共に、導入口７６から給気ダクト６２に導入される。

そして、給気ダクト６１に導入されたエアは、スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａとこれに沿うラック列３５の各ラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出する。そして、ラック列３５に搭載された各蓄電池モジュール４５は、それぞれファン４７の駆動により隙間３８側に供給されたエアを吸い込み、吸い込んだエアにより熱交換を行った後に通路４０側に排出する。ラック列３５の各蓄電池モジュール４５は、この冷却エアにより熱が奪われ冷却されることになる。

このとき、空気調和装置６０は、側方に開口する導入口７２から給気ダクト６１にエアを導入することから、導入口７２から給気ダクト６１に導入されたエアは、この給気ダクト６１内を長手方向に向かう水平流れとなる。そして、給気ダクト６１を水平方向に流れるエアは、スリット７１を通るときに、各ガイドプレート９３により鉛直方向における下方へその向きが変更されて流れる。そのため、コンテナ１１の内壁面１８ａと各ラック３０との隙間３８へ流れるエアは、この隙間３８の長さ方向の全体に広がって均一化した低流速となり、その給気量がラック列３５の配列方向でほぼ均一となり、ラック３０に搭載された複数の蓄電池モジュール４５が均一に冷却される。

また、給気ダクト６２に導入されたエアは、スリット７５からコンテナ１１の内壁面１９ａとこれに沿うラック列３６の各ラック３０との隙間３９に対してカーテン状に噴出する。そして、ラック列３６に搭載された各蓄電池モジュール４５は、それぞれファン４７の駆動により隙間３９側に供給されたエアを吸い込み、吸い込んだエアにより熱交換を行った後に通路４０側に排出する。ラック列３６の各蓄電池モジュール４５は、この冷却エアにより熱が奪われ冷却されることになる。

このとき、前述と同様に、空気調和装置６０は、側方に開口する導入口７６から給気ダクト６２にエアを導入することから、導入口７６から給気ダクト６２に導入されたエアは、この給気ダクト６２内を長手方向に向かう水平流れとなる。そして、給気ダクト６２を水平方向に流れるエアは、スリット７５を通るときに、各ガイドプレート９４により鉛直方向における下方へその向きが変更されて流れる。そのため、コンテナ１１の内壁面１９ａと各ラック３０との隙間３９へ流れるエアは、この隙間３９の長さ方向の全体に広がって均一化した低流速となり、その給気量がラック列３６の配列方向でほぼ均一となり、ラック３０に搭載された複数の蓄電池モジュール４５が均一に冷却される。

そして、各蓄電池モジュール４５を冷却したエアは、複数の吸出口８０から排気ダクト６５に吸い出され、空気調和装置６０に導入されて冷却された後、再び給気ダクト６１，６２に導入され、上述したように、コンテナ１１内に供給されて各蓄電池モジュール４５を冷却する。

なお、上述した実施例では、スリット７１，７５からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド９１，９２を設け、このエアガイド９１，９２としてスリット７１，７５の下部に複数のガイドプレート９３，９４を設けたが、この構成に限定されるものではない。図７及び図８は、蓄電装置におけるエアガイドの変形例を表す概略図である。

図７に示すように、スリット７１からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド９５が設けられており、このエアガイド９５は、スリット７１の長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、スリット７１の長手方向に所定間隔（均等間隔）で配置される複数のガイドプレート９６を有している。この複数のガイドプレート９６は、スリット７１の内部に固定されている。そのため、給気ダクト６１内を水平方向に流れるエアの一部を、この複数のガイドプレート９６によりコンテナ１１の内壁面１８ａとこれに沿うラック列３５の各ラック３０との隙間３８へ向けて、ほぼ鉛直方向における下方へその向きを変更して給気することができる。

また、図８に示すように、スリット７１からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド１０１が設けられており、このエアガイド１０１は、スリット７１の長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、スリット７１の長手方向に所定間隔（均等間隔）で配置される複数のガイドプレート１０２を有している。この複数のガイドプレート１０２は、スリット７１の内部で水平な支持軸１０３により給気ダクト６１の長手方向に沿って揺動自在に支持されている。そして、各ガイドプレート１０２は、各支持軸１０３がリンク機構１０４を介して駆動装置１０５に駆動連結されており、制御装置１０６は、この駆動装置１０５を介して各ガイドプレート１０２の揺動角度を調整可能となっている。そのため、制御装置１０６は、コンテナ１１内の各蓄電池モジュール４５の温度状況に応じて駆動装置１０５を介して各ガイドプレート１０２の揺動角度を調整する。すると、給気ダクト６１内を水平方向に流れるエアは、ガイドプレート１０２により温度の高い蓄電池モジュール４５がある隙間３８へ向けて給気することができる。

このように実施例１の蓄電装置にあっては、中空形状をなすコンテナ１１と、複数段の棚部３１を有してコンテナ１１における対向する内壁面１８ａ，１９ａに沿って設置される一対のラック３０と、ラック３０の棚部３１に配置される複数の蓄電池モジュール４５と、ラック３０の上方でラック３０に沿って設けられる給気ダクト６１，６２と、給気ダクト６１，６２にエアを供給する空気調和装置６０と、給気ダクト６１，６２に沿って設けられてコンテナ１１の内壁面１８ａ，１９ａとラック３０との隙間３８，３９に向けてエアを供給可能なスリット７１，７５と、スリット７１，７５からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド９１，９２とを設けている。

従って、空気調和装置６０により給気ダクト６１，６２に冷却エアを供給すると、この冷却エアは、各スリット７１，７５からコンテナ１１の内壁面１８ａ，１９ａとラック３０との隙間３８，３９に向けて供給され、ラック３０内を通過することで、棚部３１に配置される複数の蓄電池モジュール４５が冷却される。このとき、スリット７１，７５から隙間３８，３９にカーテン状の冷却エアを供給するため、この冷却エアを各隙間３８，３９の長さ方向の全体に広げて均一化した低流速で給気することができる。そのため、ラック３０の各棚部３１に搭載された複数の蓄電池モジュール４５を良好に冷却することができる。

また、スリット７１，７５から隙間３８，３９に向けて供給されるエアのエア給気量は、エアガイド９１，９２によりラック３０の長手方向で均一化される。そのため、ラック３０の長手方向でほぼ同じ量のエアが供給されることとなり、ラック３０内に配置される複数の蓄電池モジュール４５を均等に冷却することができ、蓄電池モジュール４５を良好に冷却することができる。

実施例１の蓄電装置では、給気ダクト６１，６２に空気調和装置６０からのエアが導入される導入口７２，７６を側方に設けている。従って、給気ダクト６１，６２の側方にエアの導入口７２，７６が設けられることで、コンテナ１１の高さを低く抑えることが可能となり、蓄電装置１０の大型化を抑制することができる。

実施例１の蓄電装置では、導入口７２，７６を給気ダクト６１，６２における長手方向の一端部のみに設けている。従って、給気ダクト６１，６２の製造コストを低減することができる。

実施例１の蓄電装置では、給気ダクト６１，６２の下部にその長手方向に沿ってスリット７１，７５を形成し、エアガイド９１，９２として、スリット７１，７５の長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、スリット７１，７５の長手方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレート９３，９４を設けている。従って、スリット７１，７５から隙間３８，３９に向けて供給されるエアは、各ガイドプレート９１，９２によりラック３０の長手方向でほぼ同じ量に分配されることとなり、ラック３０内に配置される複数の蓄電池モジュール４５を均等に冷却することができる。

実施例１の蓄電装置では、エアガイド１０１として、複数のガイドプレート１０２を水平な支持軸１０３により給気ダクト６１の長手方向に沿って揺動自在に支持し、各支持軸１０３にリンク機構１０４を介して駆動装置１０５を駆動連結し、制御装置１０６によりコンテナ１１内の各蓄電池モジュール４５の温度状況に応じて駆動装置１０５を介して各ガイドプレート１０２の揺動角度を調整可能としている。従って、ラック３０内に配置される各蓄電池モジュール４５の温度状況に応じて各ガイドプレート１０２によりエアの給気位置及び給気量が変更されることとなり、蓄電池モジュール４５の温度状況に拘らず、ラック３０内に配置される複数の蓄電池モジュール４５を均等に冷却することができる。

なお、流量調整機構７３，７７の開度調整により導入口７２，７６から給気ダクト６１，６２へのエアの流量を調整し、流量調整機構８２の開度調整により排気ダクト６５から導出口８１へのエアの流量を調整することにより、スリット７１，７５からのエアの噴流をより均一化することができ、また、全ての蓄電池モジュール４５を良好に冷却できるようにスリット７１，７５からの冷却エアの噴流を調整することができる。

また、蓄電池モジュール４５は、それぞれに温度センサが設けられている場合、各温度センサが計測した温度を所定の許容範囲内に収めるように、ファン４７、流量調整機構７３，７７及び空気調和装置６０を制御するようにしてもよい。

図９は、実施例２の蓄電装置を表す縦断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２において、図９に示すように、蓄電装置１１０は、スリット７１からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド１１１が設けられている。このエアガイド１１１は、給気ダクト６１内に配置されている。

スリット７１は、給気ダクト６１の下部にこの給気ダクト６１の長手方向に沿って形成され、エアガイド１１１は、給気ダクト６１内に略水平をなして配置されると共に鉛直方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレート１１２，１１３を有している。下部ガイドプレート１１２は、略水平形状をなし、両側部が給気ダクト６１のダクト部材６３の内側面に固定され、基端部が最も導入口７２側のラック３０の端部の上方に対応して位置し、先端部が下方に湾曲して導入口７２側から２個目のラック３０と３個目のラック３０の間の上方に対応して位置している。また、上部ガイドプレート１１３は、略水平形状をなし、両側部が給気ダクト６１のダクト部材６３の内側面に固定され、基端部が最も導入口７２側のラック３０の端部の上方に対応して位置し、先端部が下方に湾曲して導入口７２側から３個目のラック３０と４個目のラック３０の間の上方に対応して位置している。

即ち、各ガイドプレート１１２，１１３は、給気ダクト６１を上下に３分割することで、第１通路１１４と第２通路１１５と第３通路１１６を形成している。そして、各ガイドプレート１１２，１１３は、エア流れ方向の下流側が下方に湾曲すると共に、上部ガイドプレート１１３が下部ガイドプレート１１２よりエア流れ方向の下流側に延出している。そのため、第１通路１１４は、導入口７２からのエアを１個目と２個目のラック３０に対して供給し、第２通路１１５は、導入口７２からのエアを３個目のラック３０に対して供給し、第３通路１１６は、導入口７２からのエアを４個目と５個目のラック３０に対して供給することができる。

ここで、本実施例の蓄電装置１１０における冷却方法について説明する。蓄電装置１１０は、冷却されたエアが導入口７２から給気ダクト６１に導入されると、このエアは、給気ダクト６１内を長手方向に向かう水平流れとなる。そして、給気ダクト６１を水平方向に流れるエアは、上下のガイドプレート１１２，１１３により区画された３個の通路１１４，１１５，１１６を通ってスリット７１に案内される。即ち、第１通路１１４を通るエアは、スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａと１、２個目のラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出される。また、第２通路１１５を通るエアは、スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａと３個目のラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出される。更に、第３通路１１６を通るエアは、スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａと４、５個目のラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出される。

そのため、給気ダクト６１に導入されたエアは、上下のガイドプレート１１２，１１３によりラック３０に対してその給気量がほぼ均等に分配される。そして、各ラック３０の各蓄電池モジュール４５は、このエアにより熱交換を行うことで、この冷却エアにより熱が奪われ冷却されることになり、各ラック３０に搭載された複数の蓄電池モジュール４５が均一に冷却される。

このように実施例２の蓄電装置にあっては、スリット７１からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイド１１１を設け、このエアガイド１１１として、給気ダクト６１内に略水平をなして配置されると共に、鉛直方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレート１１２，１１３を設け、各ガイドプレート１１２，１１３を鉛直方向の上方側ほどエア流れ方向の下流側に延出している。

従って、給気ダクト６１に供給されたエアは、上下のガイドプレート１１２，１１３により分配されてから、各スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａとラック３０との隙間３８に向けて供給され、ラック３０内を通過することで複数の蓄電池モジュール４５が冷却される。このとき、給気ダクト６１のエアが各ガイドプレート１１２，１１３により分配されてから各ラック３０に供給されることで、各ラック３０に対して供給されるエアの給気量がほぼ均等になる。そのため、ラック３０の各棚部３１に搭載された複数の蓄電池モジュール４５を均一で良好に冷却することができる。

なお、本実施例では、エアガイド１１１として、２個のガイドプレート１１２，１１３を設けたが、この数は実施例に限定されるものではなく、ラック３０の数だけ設けてもよく、ラック３０の数より多く設けてもよい。

図１０は、実施例３の蓄電装置を表す縦断面図、図１１は、蓄電装置におけるエアガイドを表す概略図、図１２は、蓄電装置におけるエアガイドの平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３において、図１０に示すように、蓄電装置１２０は、コンテナ１１の上部に給気ダクト６１が設けられ、この給気ダクト６１は、コンテナ１１の天井部２０で構成され、下部に側壁部１８の内壁面１８ａと一方のラック列３５を構成するラック３０との隙間３８に向けて、吹出口としての複数の開口部（第１開口）１２１が開口している。この各開口部１２１は、コンテナ１１の天井面２０ａにおけるラック列３５の背後の上方となる位置に形成されている。各開口部１２１は、直線状をなし、隙間３８に沿って形成されている。この各開口部１２１は、その長さ方向と隙間３８の長さ方向とが一致している。

本実施例にて、図１１及び図１２に示すように、複数の開口部１２１は、給気ダクト６１の下部にこの給気ダクト６１の長手方向に所定間隔（均等間隔）で複数形成されており、エア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイドとして機能する。この開口部１２１は、円形状をなしているが、矩形状であってもよい。

ここで、本実施例の蓄電装置１２０における冷却方法について説明する。図１０に示すように、蓄電装置１２０は、冷却されたエアが導入口７２から給気ダクト６１に導入されると、このエアは、給気ダクト６１内を長手方向に向かう水平流れとなる。そして、給気ダクト６１を水平方向に流れるエアは、各開口部１２１からコンテナ１１の内壁面１８ａとラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出される。

このとき、給気ダクト６１を水平方向に流れるエアは、各開口部１２１を通るときに流速が上昇すると共に、鉛直方向における下方へとその向きが変更されて流れる。そして、コンテナ１１の内壁面１８ａと各ラック３０との隙間３８へ流れるエアは、流速が低下することで、この隙間３８の長さ方向の全体に広がって均一化した低流速となり、その給気量がラック列３５の配列方向でほぼ均一となり、ラック３０に搭載された複数の蓄電池モジュール４５が均一に冷却される。

なお、エアガイドとして機能する複数の開口部１２１の構成は、上述したものに限定されるものではない。図１３は、蓄電装置におけるエアガイドの変形例を表す概略図である。図１３に示すように、給気ダクト６１を構成するコンテナ１１の天井部２０に、吹出口としての複数の開口部（第１開口）１３１が開口している。この各開口部１３１は、矩形状をなし、給気ダクト６１の長手方向に直線状をなし、所定間隔をあけて形成されている。この複数の開口部１３１は、エア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイドとして機能する。

また、複数の開口部１３１の開口量を調整可能な開口量調整機構として調整プレート１３２が一対のガイドレール１３３により移動自在に支持され、駆動装置１３４により移動可能となっている。従って、駆動装置１３４により調整プレート１３２を移動することで、複数の開口部１３１の開口量を調整し、給気ダクト６１から各開口部１３１を通って隙間３８へ流れるエアの流速を調整することができる。そのため、蓄電池モジュール４５の温度状況に応じて、複数の開口部１３１の開口量（開口面積）を調整し、各開口部１３１を通過するときのエアの流速を適正値に設定することで、ラック３０内に配置される複数の蓄電池モジュール４５を適正に冷却することができる。

このように実施例３の蓄電装置にあっては、隙間３８に向けてエアを吹出す複数の開口部１３１を給気ダクト６１の下部にラック３０の長手方向に沿って所定間隔で設けることで、エア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイドと機能させている。

従って、給気ダクト６１に供給されたエアは、複数の開口部１３１を通ってコンテナ１１の内壁面１８ａとラック３０との隙間３８に向けて供給され、ラック３０内を通過することで複数の蓄電池モジュール４５が冷却される。このとき、給気ダクト６１のエアが各開口部１３１により分配されてから各ラック３０に供給されることで、各ラック３０に対して供給されるエアの給気量がほぼ均等になる。そのため、ラック３０の各棚部３１に搭載された複数の蓄電池モジュール４５を均一で良好に冷却することができる。

図１４は、実施例４の蓄電装置を表す縦断面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４において、図１４に示すように、蓄電装置１４０は、コンテナ１１の上部に給気ダクト６１が設けられ、この給気ダクト６１は、コンテナ１１の天井部２０で構成され、下部に側壁部１８の内壁面１８ａと一方のラック列３５を構成するラック３０との隙間３８に向けて、吹出口としてのスリット７１が設けられている。

この給気ダクト６１は、内部が略水平な仕切板１４１により空気調和装置６０からのエアが導入される第１ダクト１４２と、スリット７１が設けられる第２ダクト１４３とに仕切られている。そして、仕切板１４１は、給気ダクト６１の長手方向に所定間隔で複数の連通孔１４４が設けられている。この場合、複数の連通孔１４４が、スリット７１からのエア給気量をラック３０の長手方向で均一化するエアガイドとして機能する。

また、ラック３０は、コンテナ１１の長手方向に沿って複数（本実施例では、５個）隣接して配置されており、必要に応じてラック３０ごとに区画されている。そのため、エアガイドとして機能する各連通孔１４４は、ラック３０ごとに配置されている。

ここで、本実施例の蓄電装置１４０における冷却方法について説明する。蓄電装置１４０は、冷却されたエアが導入口７２から給気ダクト６１に導入されると、このエアは、給気ダクト６１における第１ダクト１４２内を長手方向に向かう水平流れとなる。そして、第１ダクト１４２を水平方向に流れるエアは、各連通孔１４４を通って第２ダクト１４３に供給され、スリット７１からコンテナ１１の内壁面１８ａとラック３０との隙間３８に対してカーテン状に噴出される。

このとき、第１ダクト１４２に供給されたエアは、長手方向に向かう水平流れ成分を有しているが、第１ダクト１４２から各連通孔１４４を通って第２ダクト１４３に供給されたエアは、水平流れ成分がほとんどなくなり、この第２ダクト１４３からスリット７１を通して隙間３８に供給される。そのため、隙間３８に供給されたエアは、ラック３０に対してその給気量がほぼ均等となり、各ラック３０の蓄電池モジュール４５は、均一に冷却されることとなる。

このように実施例４の蓄電装置にあっては、給気ダクト６１の内部に略水平な仕切板１４１を設けることで、空気調和装置６０からのエアが導入される第１ダクト１４２と、スリット７１が設けられる第２ダクト１４３とに仕切り、仕切板１４１に給気ダクト６１の長手方向に所定間隔で複数の連通孔１４４を設けている。

従って、第１ダクト１４２に供給されたエアは、複数の連通孔１４４により分配されてから第２ダクト１４３に供給され、スリット７１を通ってコンテナ１１の内壁面１８ａとラック３０との隙間３８に向けて供給され、ラック３０内を通過することで複数の蓄電池モジュール４５が冷却される。そのため、各ラック３０に対して供給されるエアの給気量がほぼ均等になる。そのため、ラック３０の各棚部３１に搭載された複数の蓄電池モジュール４５を均一で良好に冷却することができる。

実施例４の蓄電装置では、ラック３０をコンテナ１１の長手方向に沿って複数隣接して配置し、連通孔１４４をラック３０に対応して配置している。従って、簡単な構成で容易に各ラック３０内に配置される複数の蓄電池モジュール４５を均等に冷却することができる。

なお、上述した実施例では、給気ダクト６１，６２の側方に空気調和装置６０からのエアが導入される導入口７２，７６を設けたが、給気ダクト６１，６２の上方にエアの導入口を設けてもよい。また、この導入口７２，７６を給気ダクト６１，６２における長手方向の一端部のみに設けたが、導入口７２，７６を給気ダクト６１，６２における長手方向の両端部や中央部などに設けてもよい。

１０，１１０，１２０，１４０蓄電装置
１１コンテナ（筐体）
１８ａ内壁面
１９ａ内壁面
３０ラック
３１棚部
３８，３９隙間
４５蓄電池モジュール（蓄電池）
４６空気通路
４７ファン
６０空気調和装置
６１，６２給気ダクト
６５排気ダクト
７１，７５スリット（第１開口）
７２，７６導入口
８０吸出口（第２開口）
９１，９２，９５，１０１，１１１エアガイド
９３，９４，９６，１０２，１１２，１１３ガイドプレート
１２１，１３１開口部（エアガイド）
１３２調整プレート（開口量調整機構）
１４１仕切板
１４２第１ダクト
１４３第２ダクト
１４４連通孔（エアガイド）

Claims

中空形状をなす筐体と、
複数段の棚部を有して前記筐体の内壁面に沿って設置されるラックと、
前記ラックの棚部にそれぞれ配置される複数の蓄電池と、
前記ラックの上方で前記ラックに沿って設けられる給気ダクトと、
前記給気ダクトにエアを供給する空気調和装置と、
前記給気ダクトに沿って設けられて前記筐体の内壁面と前記ラックとの隙間に向けてエアを供給可能な第１開口と、
前記第１開口からのエア給気量を前記ラックの長手方向で均一化するエアガイドと、
を有し、
前記筐体の一方の内壁面側と他方の内壁面側に沿ってそれぞれ前記ラックが配置され、前記ラックの間に通路が設けられ、前記通路にエアを排出可能な第２開口を介して排気ダクトが連通される、
ことを特徴とする蓄電装置。
前記給気ダクトは、前記空気調和装置からのエアが導入される導入口が水平方向に開口していることを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
前記導入口は、前記給気ダクトにおける長手方向の一端部のみに設けられることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
前記第１開口は、前記給気ダクトの下部に前記給気ダクトの長手方向に沿って形成されるスリットを有し、前記エアガイドは、前記スリットの長手方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、前記スリットの長手方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレートを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記ガイドプレートは、下端部が前記給気ダクトの長手方向に沿って揺動自在に支持されることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
前記第１開口は、前記給気ダクトの下部に前記給気ダクトの長手方向に所定間隔で形成される複数の開口部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記第１開口の開口量を調整可能な開口量調整機構が設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記エアガイドは、前記給気ダクト内に略水平をなして配置されると共に、鉛直方向に所定間隔で配置される複数のガイドプレートを有し、前記複数のガイドプレートは、鉛直方向の上方側ほどエア流れ方向の下流側に延出されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記給気ダクトは、略水平な仕切板により、前記空気調和装置からのエアが導入される第１ダクトと、前記第１開口が設けられる第２ダクトとに仕切られ、前記仕切板に前記給気ダクトの長手方向に所定間隔で複数の連通孔が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の蓄電装置。
前記ラックは、前記筐体の長手方向に沿って複数隣接して配置され、前記エアガイドは、前記第１開口からそれぞれの前記ラックへのエア給気量を均一化することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の蓄電装置。