JP6835201B2 - 蓄電装置および電力貯蔵システム - Google Patents
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Description
1.蓄電装置
1−1.全体構成
1−2.通気ダクトの詳細な構成
1−3.動作
1−4.作用および効果
2.変形例
2−1.変形例1(通気ダクトの構成)
2−2.変形例2(通気口の面積の変更)
2−3.変形例3(通気可変機構の構成および動作)
2−4.変形例4(送風機の位置)
2−5.変形例5(送風機の機能)
2−6.変形例6(蓄電モジュールの構成)
2−7.変形例7(筐体の構成)
2−8.変形例8(通気ダクトの数)
3.蓄電装置の用途
本技術の一実施形態の蓄電装置に関して説明する。
まず、蓄電装置の全体構成に関して説明する。
筐体10は、例えば、図1〜図3に示したように、蓄電素子40を収納するラック(収納部)である。この筐体10は、その内部に、蓄電素子40を収納するための収納空間10Sを有している。
送風機20は、例えば、図1および図2に示したように、筐体10の内部(収納空間10S)に収納されている蓄電素子40を冷却するために、その筐体10の内部と外部との間において空気を移動させる機器(送風部)である。この送風機20の機能を利用して、筐体10の内部と外部との間において空気が循環すると共に、その空気の流れを利用して、蓄電素子40が筐体10の内部に収納されている状態で冷却される。
通気ダクト30は、例えば、図1および図2に示したように、空気を通過させるための部材(通気部)である。この通気ダクト30を利用して、筐体10の外部から内部に空気が導入されると共に、筐体10内部から外部に空気が排出される。
蓄電素子40は、例えば、図1〜図3に示したように、蓄電用の二次電池を利用して電的エネルギーを蓄積する素子である。二次電池の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池などのうちのいずれか1種類または2種類以上である。蓄電素子40に搭載されている二次電池の数は、特に限定されないため、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
なお、蓄電装置は、例えば、上記以外の他の構成要素のうちのいずれか1種類または2種類以上を備えていてもよい。他の構成要素は、例えば、蓄電装置の全体の動作を制御する制御装置などである。
次に、通気ダクト31〜34の詳細な構成に関して説明する。
次に、蓄電装置の動作に関して説明する。
この蓄電装置によれば、以下の作用および効果を得ることができる。
蓄電素子40が収納されている筐体10に、送風機20と、通気口Vを有する通気ダクト30とが設けられていると共に、その通気口Vにより規定される通気ダクト30の開口率Rは、送風機20に近い側よりも送風機20から遠い側において大きくなっている。
特に、本技術の蓄電装置では、開口率R1〜R4がこの順に次第に大きくなっていれば、蓄電モジュール41〜44のそれぞれがほぼ同程度に冷却されやすくなる。よって、蓄電モジュール41〜44のそれぞれの温度T1〜T4の差異が小さくなることに起因して、筐体10の内部に収納されている蓄電素子40の温度がよりばらつきにくくなるため、蓄電装置の冷却性能をより向上させることができる。
この蓄電装置の構成は、任意に変更可能である。
通気ダクト31〜34のそれぞれの構成は、上記したように、開口率R4が開口率R1よりも大きくなっており、好ましくは開口率R1〜R4がこの順に次第に大きくなっていれば、特に限定されない。
例えば、以下で説明する手順により、通気口Vの開口面積を変更してもよい。
通気ダクト31は、その通気ダクト31を交換せずに開口率R1を変更可能でもよい。
図14は、通気ダクト31の構成に関する変形例を表しており、図4に対応する平面構成を示している。図15は、図14に示した通気可変機構50の平面構成を拡大している。
図14および図15では、例えば、遮蔽板52A〜52Iが折り畳み可能である場合を示している。また、図15中において通気口Vの内部に示した8本の一点鎖線は、遮蔽板52A〜52Iを用いて段階的に通気口Vが遮蔽される範囲を示している。ここでは、例えば、9枚の遮蔽板52A〜52Iが用いられるため、通気口Vの内部(開口面積)は、幅方向において9等分されている。
送風機20の位置は、特に限定されないため、任意に変更可能である。
例えば、図8に対応する図19に示したように、送風機20は、排気機能に代えて吸気機能を有していてもよい。この場合には、送風機20が吸気機能を有しているため、通気ダクト30は、排気用のダクトとして機能する。
例えば、図3に対応する図20に示したように、蓄電モジュール単位41A〜41Eのそれぞれが幅方向(言い替えれば、水平方向)に延在していると共に蓄電モジュール単位41A〜41Eが高さ方向に配列されていてもよい。この蓄電モジュール単位41A〜41Eの構成は、水平配置型と呼ばれている。
ここでは図示しないが、例えば、筐体10の立体的形状は、幅方向に延在する略直方体でもよい。この場合には、筐体10が幅方向に配列された収納空間10S1〜10S4を有すると共に、収納空間10S1〜10S4のそれぞれに蓄電モジュール41〜44のそれぞれが収納されることになる。
例えば、図4〜図7に対応する図21に示したように、通気ダクト30の数は1個だけでもよい。通気ダクト30には、複数の通気口Vが設けられており、その複数の通気口Vにより規定される開口率Rは、送風機20に近い側よりも送風機20から遠い側において大きくなっている。この場合においても、通気ダクト30の数が複数である場合(図4〜図7)と同様の効果を得ることができる。
次に、上記した蓄電装置の適用例(用途)に関して説明する。
1.蓄電装置の作製および評価(蓄電モジュール単位の配置型:垂直配置型)
2.蓄電装置の作製および評価(蓄電モジュール単位の配置型:水平配置型)
まず、蓄電モジュール単位41A〜41E,42A〜42E,43A〜43E,44A〜44Eのそれぞれの配置型が垂直配置型である蓄電モジュール41〜44を用いて、筐体10の内部の温度分布をシミュレーションした。この場合には、シミュレーションの手法として、有限体積法をベースとした汎用熱流体解析法を用いた。
図1〜図7に示した通気ダクト31〜34を備えた蓄電装置を用いた。シミュレーションに関する条件は、以下の通りである。
表1に示したように、図9〜図12に示した通気ダクト131〜134を備えた蓄電装置を用いたことを除いて同様の手順により、筐体10の内部の温度分布をシミュレーションした。開口率R101〜R104は、表1に示した通りである。
次に、蓄電モジュール単位41A〜41E,42A〜42E,43A〜43E,44A〜44Eのそれぞれの配置型が水平配置型である蓄電モジュール41〜44を用いたことを除いて同様の手順により、筐体10の内部の温度分布をシミュレーションした。
図4〜図7および図20に示した通気ダクト31〜34を備えた蓄電装置を用いると共に、図9〜図12および図20に示した通気ダクト131〜134を備えた蓄電装置を用いたところ、表2に示した結果が得られた。
(1)
蓄電素子を収納する収納部と、
前記収納部に設けられると共に、前記収納部の内部と外部との間において空気を移動させる送風部と、
前記収納部に設けられ、前記空気を通過させる開口を有すると共に、前記開口により規定される開口率が前記送風部に近い側よりも前記送風部から遠い側において大きい通気部と
を備えた、蓄電装置。
(2)
前記通気部は、前記開口を有する複数の通気部材を含み、
前記送風部から最も遠い前記通気部材の開口率は、前記送風部に最も近い前記通気部材の開口率よりも大きい、
上記(1)に記載の蓄電装置。
(3)
前記複数の通気部材のそれぞれの開口率は、前記送風部に最も近い前記通気部材の開口率から、前記送風部から最も遠い前記通気部材の開口率に向かって、この順に次第に大きくなる、
上記(2)に記載の蓄電装置。
(4)
前記複数の通気部材のそれぞれは、前記収納部に対して着脱可能である、
上記(2)または(3)に記載の蓄電装置。
(5)
前記複数の通気部材のそれぞれは、開口率を変更可能である、
上記(2)ないし(4)のいずれかに記載の蓄電装置。
(6)
前記複数の通気部材のそれぞれは、前記開口の開口形状、開口面積、数および配置のうちの少なくとも1種を変更可能である、
上記(5)に記載の蓄電装置。
(7)
前記複数の通気部材のそれぞれは、開口率が段階的に変化するように前記開口を段階的に遮蔽可能である遮蔽部材を含む、
上記(6)に記載の蓄電装置。
(8)
前記蓄電素子は、複数の蓄電モジュールを含み、
前記複数の通気部材のそれぞれは、前記複数の蓄電モジュールのそれぞれに対応する位置に配置されている、
上記(2)ないし(7)のいずれかに記載の蓄電装置。
(9)
前記複数の蓄電モジュールのそれぞれは、隙間を介して互いに離間されている、
上記(8)に記載の蓄電装置。
(10)
上記した(1)ないし(9)のいずれかに記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記蓄電装置からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
Claims (4)
- 蓄電素子を収納する収納部と、
前記収納部に設けられると共に、前記収納部の内部と外部との間において空気を移動させる送風部と、
前記収納部に設けられ、前記空気を通過させる開口を有すると共に、前記開口により規定される開口率が前記送風部に近い側よりも前記送風部から遠い側において大きい通気部と
を備え、
前記通気部は、前記開口を有する複数の通気部材を含み、前記複数の通気部材のそれぞれの開口率は、前記送風部に最も近い前記通気部材の開口率から、前記送風部から最も遠い前記通気部材の開口率に向かって、この順に次第に大きくなっており、
前記蓄電素子は、複数の蓄電モジュールを含み、前記複数の通気部材のそれぞれは、前記複数の蓄電モジュールのそれぞれに対応する位置に配置されており、
前記複数の通気部材のそれぞれは、開口率を変更可能であると共に、開口率が段階的に変化するように前記開口を段階的に遮蔽可能である遮蔽部材を含む、
蓄電装置。 - 前記複数の通気部材のそれぞれは、前記収納部に対して着脱可能である、
請求項1記載の蓄電装置。 - 前記複数の蓄電モジュールのそれぞれは、隙間を介して互いに離間されている、
請求項1または請求項2に記載の蓄電装置。 - 蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記蓄電装置からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記蓄電装置は、
蓄電素子を収納する収納部と、
前記収納部に設けられると共に、前記収納部の内部と外部との間において空気を移動させる送風部と、
前記収納部に設けられ、前記空気を通過させる開口を有すると共に、前記開口により規定される開口率が前記送風部に近い側よりも前記送風部から遠い側において大きい通気部と
を備え、
前記通気部は、前記開口を有する複数の通気部材を含み、前記複数の通気部材のそれぞれの開口率は、前記送風部に最も近い前記通気部材の開口率から、前記送風部から最も遠い前記通気部材の開口率に向かって、この順に次第に大きくなっており、
前記蓄電素子は、複数の蓄電モジュールを含み、前記複数の通気部材のそれぞれは、前記複数の蓄電モジュールのそれぞれに対応する位置に配置されており、
前記複数の通気部材のそれぞれは、開口率を変更可能であると共に、開口率が段階的に変化するように前記開口を段階的に遮蔽可能である遮蔽部材を含む、
電力貯蔵システム。
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