JP7012259B2 - 蓄電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、蓄電池ユニットに関する。

住宅等の施設に設置された蓄電池ユニットはパワーコンディショナに接続され、パワーコンディショナは商用電源に接続される。パワーコンディショナは商用電源から供給される電力を使用して、蓄電池ユニットに備えられた蓄電池の充電および放電を制御する（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第１６／１５７７４０号

蓄電池ユニットを設置する場合、電気工事業者が施設に訪問し、端子加工等の電気工事によって蓄電池ユニットとパワーコンディショナとを電気的に接続する必要があった。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、蓄電池ユニットの設置を簡易化する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の蓄電池ユニットは、蓄電池ユニットであって、蓄電池と、蓄電池の直流電力を入出力するユニット用電力端子と、ユニット用電力端子と、直流電力と交流電力との間の変換を実行する外部の電力変換装置とを電気的に接続するためのコネクタであって、かつユニット用電力端子に接続されるコネクタ用電力端子を有するコネクタを取り付ける取付口と、を備える。コネクタは、コネクタ用電力端子を配置するコネクタ第１面と、コネクタ第１面の側面であり、かつコネクタ凹部を有するコネクタ第２面とを備え、取付口は、コネクタ第１面に対向し、かつユニット用電力端子を配置する取付口第１面と、コネクタ第２面に対向する取付口第２面とを備え、本蓄電池ユニットは、取付口第１面から突出する第１位置と、取付口第１面まで戻る第２位置との間で移動可能な第１移動片と、第１移動片によって取付口第２面から突出不可能な第３位置と、取付口第２面から突出する第４位置との間で移動可能な第２移動片と、直流電力を入出力しない第５位置と、直流電力を入出力する第６位置との間で移動可能なスイッチとをさらに備え、スイッチが第５位置から第６位置に移動すると、第２移動片が第３位置から第４位置に移動し、取付口からコネクタが取り外されている場合に、第１移動片が第１位置に配置され、かつ第２移動片が第３位置から第４位置に移動不可能になることによって、スイッチが第５位置から第６位置に移動不可能になり、直流電力が入出力されず、取付口にコネクタが取り付けられている場合に、第１移動片が第２位置に配置され、かつ第２移動片が第３位置から第４位置に移動可能になることによって、スイッチが第５位置から第６位置に移動すると、第２移動片がコネクタ凹部にはめ込まれるまで突出し、直流電力が入出力される。

本発明によれば、蓄電池ユニットの設置を簡易化できる。

実施例１に係る配電システムの構成を示す図である。 図１の蓄電池ユニット、コネクタ、電力変換装置における配線を示す図である。 図３（ａ）－（ｃ）は、図１の蓄電池ユニット、コネクタの構造を示す図である。 図４（ａ）－（ｂ）は、図３（ａ）－（ｃ）の蓄電池ユニット、第１コネクタの構造を示す斜視図である。 図５（ａ）－（ｂ）は、図４（ａ）－（ｂ）の蓄電池ユニットへの第１コネクタの取付、取り外しを示す分解上面図である。 図６（ａ）－（ｂ）は、図４（ａ）－（ｂ）の蓄電池ユニットへの第１コネクタの取付、取り外しを示す別の分解上面図である。 実施例２に係る蓄電池ユニットへの第１コネクタの取付、取り外しを示す分解上面図である。 実施例２に係る蓄電池ユニットへの第１コネクタの取付、取り外しを示す別の分解上面図である。 実施例３に係る蓄電池ユニットおよび電力変換装置へのコネクタの取付、取り外しを示す分解上面図である。 実施例３に係る蓄電池ユニット、コネクタ、コンセント、電力変換装置における配線を示す図である。 図１０の蓄電池ユニット、コネクタ、コンセントの構造を示す図である。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の基礎となった知見を説明する。本実施例は、商用電源である電力系統に接続されるとともに、施設内の家電製品等の負荷に電力を供給可能な配電システムに関する。配電システムは、蓄電池ユニットに接続されるパワーコンディショナ、つまり電力変換装置を含む。これまで、蓄電池ユニットを施設内に設置して、蓄電池ユニットと電力変換装置とを電気的に接続する場合、施設に訪問してきた電気工事業者が端子加工等の電気工事を実行していた。

そのため、施設の住人、管理者等にとっては、電気工事業者の訪問を不要にし、蓄電池ユニットと電力変換装置とを簡易に接続することが望まれる。また、端子加工等の電気工事において蓄電池ユニットの蓋等が開けられるが、蓄電池ユニットの保証を考慮すると、蓋等が開けられず、蓄電池ユニットと電力変換装置とを簡易に接続することが望まれる。蓄電池ユニットと電力変換装置とを簡易に接続するために、例えば、家電製品に電力を供給する際のようなコネクタによる接続が考えられる。しかしながら、交流電力が供給される家電製品とは異なり、蓄電池ユニットと電力変換装置との間では直流電力が入出力されるので、コネクタを使用する場合であっても安全性が確保されるべきである。また、蓄電池ユニットと電力変換装置との間では直流電力が入出力されるので、接続時にこれらの端子の間にスパークが飛んだ場合、電子の移動方向が単一方向となり、端子が劣化しやすくなる。これを考慮しても安全性が確保されるべきである。

このような安全性を確保するために、蓄電池ユニットとコネクタの間には、次のような構造あるいは構成が求められる。
（１）コネクタを蓄電池ユニットに取り付けていない場合に、蓄電池ユニットの回路が遮断状態、つまり直流電力が入出力できない。
（２）コネクタを蓄電池ユニットに取り付けて、蓄電池ユニットの回路が初めて接続、つまり直流電力が入出力できる。
（３）蓄電池ユニットにおいて直流電力が入出力されている場合に、蓄電池ユニットからコネクタを取り外すことができない。
（４）蓄電池ユニットにおいて直流電力が入出力されていない場合に、蓄電池ユニットからコネクタを取り外すことができる。

なお、以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、配電システム１００の構成を示す。配電システム１００は、太陽電池モジュール１０、電力変換装置１２、電力系統１４、負荷１６、配電線１８、蓄電池ユニット２０を含む。また、電力変換装置１２と蓄電池ユニット２０との間にはケーブル３０が配置される。

電力系統１４は、商用電源であり、交流電力を供給する。太陽電池モジュール１０は、再生可能エネルギー発電装置である。太陽電池モジュール１０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する。太陽電池として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。なお、太陽電池モジュール１０の代わりに、他の再生可能エネルギー発電装置が使用されてもよく、燃料電池システムが使用されてもよい。太陽電池モジュール１０は、電力変換装置１２に接続され、発電した直流電力を電力変換装置１２に出力する。蓄電池ユニット２０は、電力を充放電可能な蓄電池を備え、蓄電池は、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を含む。蓄電池ユニット２０はケーブル３０を介して電力変換装置１２に接続される。

電力変換装置１２は、配電線１８を介して電力系統１４に接続されるとともに、太陽電池モジュール１０、蓄電池ユニット２０にも接続される。電力変換装置１２は、双方向ＤＣ／ＡＣインバータであり、配電線１８からの交流電力、つまり電力系統１４からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を蓄電池ユニット２０に出力する。また、電力変換装置１２は、蓄電池ユニット２０からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を配電線１８に出力する。つまり、電力変換装置１２によって蓄電池ユニット２０は充放電される。また、電力変換装置１２は、太陽電池モジュール１０からの直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を配電線１８に出力する。特に、電力変換装置１２は、電力系統１４での交流電力の周波数に同期させた周波数の交流電力を出力する。このように、電力変換装置１２は、直流電力と交流電力との間の変換を実行する。

配電線１８は、電力変換装置１２と電力系統１４とを結ぶとともに、それらの間における交点Ｐから分岐して負荷１６を接続する。交点Ｐには、例えば、分電盤が設置され、電力系統１４からの交流電力を、各機器に分配するように構成される。負荷１６は、配電線１８を介して供給される電力を消費する機器である。負荷１６は、冷蔵庫、エアコン、照明等の機器を含む。ここでは、１つの負荷１６が接続されているが、複数の負荷１６が接続されてもよい。

図２は、蓄電池ユニット２０、コネクタ３２、電力変換装置１２における配線を示す。蓄電池ユニット２０は、蓄電池４０、保護回路４２、スイッチ４４、ユニット用電力端子４６と総称される第１ユニット用電力端子４６ａ、第２ユニット用電力端子４６ｂ、第３ユニット用電力端子４６ｃ、ユニット用通信端子４８と総称される第１ユニット用通信端子４８ａ、第２ユニット用通信端子４８ｂを含む。コネクタ３２は、第１コネクタ３２ａ、第２コネクタ３２ｂ、及びケーブル３０を含む。ケーブル３０は、電力線３４と総称される第１電力線３４ａ、第２電力線３４ｂ、第３電力線３４ｃ、通信線３６と総称される第１通信線３６ａ、第２通信線３６ｂを含む。また、第１コネクタ３２ａは、コネクタ用電力端子５０と総称される第１コネクタ用電力端子５０ａ、第２コネクタ用電力端子５０ｂ、第３コネクタ用電力端子５０ｃ、コネクタ用通信端子５２と総称される第１コネクタ用通信端子５２ａ、第２コネクタ用通信端子５２ｂを含む。

蓄電池４０は、例えば、直列接続された複数のセルで構成される。セルは、例えば、リチウムイオン電池である。複数のセルの両端電圧の合計値が蓄電池４０から出力可能な直流電力の電圧値である。保護回路４２は、蓄電池４０を保護するための回路である。具体的には、保護回路４２は、蓄電池４０の温度、電圧値、電流値を、ユニット用通信端子４８を介して電力変換装置１２に出力したり、異常が起きたりした場合に、蓄電池４０から供給される電流を遮断する。ユニット用電力端子４６は、蓄電池４０の直流電力を入出力可能な端子である。第１ユニット用電力端子４６ａは「＋」端子であり、第２ユニット用電力端子４６ｂは「－」端子であり、第３ユニット用電力端子４６ｃは「グランド」端子である。

第１ユニット用電力端子４６ａはスイッチ４４を介して蓄電池４０に接続される。スイッチ４４は、蓄電池４０に対する直流電力の入出力を可能にする場合と、直流電力の入出力を不可能にする場合とを切りかえるための部品であり、ブレーカのスイッチに相当する。ここでは、スイッチ４４がオンである場合に直流電力の入出力が可能になり、スイッチ４４がオフである場合に直流電力の入出力が不可能になる。第２ユニット用電力端子４６ｂは保護回路４２に接続され、第３ユニット用電力端子４６ｃはグランドに接続される。第１ユニット用通信端子４８ａ、第２ユニット用通信端子４８ｂは電力変換装置１２との間の通信における信号が入出力される端子である。第１ユニット用通信端子４８ａ、第２ユニット用通信端子４８ｂは保護回路４２に接続される。

ケーブル３０の一端側には第１コネクタ３２ａが配置され、他端側には第２コネクタ３２ｂが配置される。以下では、蓄電池ユニット２０に接続すべき方を第１コネクタ３２ａとし、蓄電池ユニット２０以外、例えば電力変換装置１２に接続すべき方を第２コネクタ３２ｂとする。第１コネクタ用電力端子５０ａは第１ユニット用電力端子４６ａに接続可能であり、第２コネクタ用電力端子５０ｂは第２ユニット用電力端子４６ｂに接続可能であり、第３コネクタ用電力端子５０ｃは第３ユニット用電力端子４６ｃに接続可能である。また、第１コネクタ用通信端子５２ａは第１ユニット用通信端子４８ａに接続可能であり、第２コネクタ用通信端子５２ｂは第２ユニット用通信端子４８ｂに接続可能である。

第２コネクタ３２ｂにも、コネクタ用電力端子５０、コネクタ用通信端子５２と同様の端子が備えられるが、ここではそれらの説明を省略する。なお、それらの端子は電力変換装置１２の端子に接続可能である。第１電力線３４ａは第１コネクタ用電力端子５０ａに接続され、第２電力線３４ｂは第２コネクタ用電力端子５０ｂに接続され、第３電力線３４ｃは第３コネクタ用電力端子５０ｃに接続される。電力線３４は、蓄電池ユニット２０と電力変換装置１２との間とを電気的に接続して直流電力を伝送する。また、第１通信線３６ａは第１コネクタ用通信端子５２ａに接続され、第２通信線３６ｂは第２コネクタ用通信端子５２ｂに接続されており、通信線３６は、蓄電池ユニット２０と電力変換装置１２との間で信号を伝送する。

図３（ａ）－（ｃ）は、蓄電池ユニット２０、コネクタ３２の構造を示す。図３（ａ）は蓄電池ユニット２０の前方斜視図であり、図３（ｂ）は蓄電池ユニット２０の後方斜視図であり、図３（ｃ）はコネクタ３２の構造を示す。図３（ａ）－（ｂ）に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、蓄電池ユニット２０の天面あるいは底面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、蓄電池ユニット２０の高さ（垂直）方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図３（ａ）－（ｂ）における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。また、ｘ軸の正方向側を「前側」あるいは「正面側」、ｘ軸の負方向側を「後側」あるいは「背面側」、ｚ軸の正方向側を「上側」あるいは「天面側」、ｚ軸の負方向側を「下側」あるいは「底面側」ということもある。さらに、ｙ軸方向を「側面側」ということもある。

蓄電池ユニット２０は、高さ方向に長い箱形形状を有する。蓄電池ユニット２０の後側の面およびｙ軸の正方向側の面には、最上側の近くにおいて窪んだ形状の取付口５４が形成される。取付口５４には、後側を向いた取付口第１面６２と、ｙ軸の正方向側を向いた取付口第２面６４が連続して配置される。取付口第１面６２には、ユニット用電力端子４６、ユニット用通信端子４８が配置される。

ケーブル３０の一端側に配置される第１コネクタ３２ａは箱形形状を有する。第１コネクタ３２ａは、筐体ともいえ、その一面にコネクタ用電力端子５０、コネクタ用通信端子５２を収納する。第１コネクタ３２ａは、コネクタ用電力端子５０、コネクタ用通信端子５２が配置された面を取付口第１面６２に対向させながら、取付口５４に取り付けられる。そのため、第１コネクタ３２ａの大きさは取付口５４の大きさ以下にされる。このように、取付口５４が第１コネクタ３２ａを取り付けることによって、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０とが電気的に接続される。

図４（ａ）－（ｂ）は、蓄電池ユニット２０、第１コネクタ３２ａの構造を示す斜視図である。図４（ａ）は、蓄電池ユニット２０の前方斜視図であるが、内部構造を示すために天面を透過させて示す。図４（ｂ）は、蓄電池ユニット２０の後方斜視図である。これらは、取付口５４に第１コネクタ３２ａを取り付ける直前、あるいは取付口５４から第１コネクタ３２ａを取り外した直後を示す。第１コネクタ３２ａの前側にはコネクタ第１面５６が配置される。コネクタ第１面５６では、コネクタ用電力端子５０、コネクタ用通信端子５２がｙ軸方向に並べられて配置される。また、コネクタ第１面５６に対するｙ軸の負方向側の側面にはコネクタ第２面５８が配置される。

蓄電池ユニット２０には、図３（ｂ）と同様に取付口第１面６２と取付口第２面６４が配置される。つまり、取付口第１面６２はコネクタ第１面５６に対向し、取付口第２面６４はコネクタ第２面５８に対向する。取付口第１面６２には、ユニット用電力端子４６、ユニット用通信端子４８がｙ軸方向に並べられて配置される。これらをｙ軸方向の両側から挟むように、取付口第１面６２には２つの第１孔部６６が設けられる。取付口第１面６２の前側にはｙ軸方向に延びる第１移動片７０が配置され、第１移動片７０の両端のそれぞれから後方に向かって第１移動片凸部７２が突出する。第１移動片凸部７２は第１孔部６６を通って取付口５４に向かって突出可能である。

取付口第２面６４には第２孔部６８が設けられる。第２孔部６８からは第２移動片凸部７６が取付口５４に向かって突出可能である。第２移動片凸部７６は、取付口第２面６４のｙ軸の負方向側に配置された第２移動片７４において、ｙ軸の正方向側に突出する。第２移動片７４には第２移動片開口部７８が設けられ、第２移動片開口部７８内にスイッチ４４が配置される。ここでは、第１移動片７０、第２移動片７４、スイッチ４４の構造および動作の詳細を説明するために、図５（ａ）－（ｂ）、図６（ａ）－（ｂ）を使用する。

図５（ａ）－（ｂ）は、蓄電池ユニット２０への第１コネクタ３２ａの取付、取り外しを示す分解上面図である。図５（ａ）は、第１コネクタ３２ａを取付口５４に取り付ける前の状態を示す。第１移動片７０は前側からバネ９０によって支持される。取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合、第１移動片７０にはバネ９０による後側向きの力が加えられる。そのため、第１移動片７０における第１移動片凸部７２は、取付口第１面６２の第１孔部６６を通って取付口５４に露出する。つまり、第１移動片凸部７２は、取付口第１面６２から後側に向かって突出する。その際、取付口第２面６４に近い方の第１移動片凸部７２は、取付口第２面６４に設けられた第２孔部６８を塞ぐように配置される。

その結果、第２移動片７４をｙ軸の正方向側に動かそうとしても、第２移動片７４のｙ軸の正方向側に突出するように設けられた第２移動片凸部７６の先端は第１移動片凸部７２と干渉する。これにより、第２移動片凸部７６は、第２孔部６８を通って取付口５４に露出できない。つまり、第２移動片凸部７６は、第１移動片凸部７２によって取付口第２面６４からｙ軸の正方向側に突出できない。一方、スイッチ４４は、ｙ軸の負方向側の位置、ｙ軸の正方向側の位置のいずれかに配置される。ここでは、ｙ軸の負方向側の位置に配置された場合にスイッチ４４がオフになり、ｙ軸の正方向側の位置に配置された場合にスイッチ４４がオンになる。

前述のように第２移動片凸部７６が配置される場合に、第２移動片７４に設けられた第２移動片開口部７８は、スイッチ４４がｙ軸の負方向側の位置となるように配置される。そのため、スイッチ４４はオフになり、図示しない蓄電池４０における直流電力は入出力されない。つまり、ユニット用電力端子４６は、第２移動片凸部７６が取付口第２面６４から突出してない場合に直流電力を入出力しない。これらをまとめると、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に、第２移動片７４は、第２移動片凸部７６を取付口５４に突出させるように移動できないので、スイッチ４４をオンできない状態になる。それにより、ユニット用電力端子４６は、直流電力を入出力できない。

図５（ｂ）は、第１コネクタ３２ａの一部が取付口５４に挿入されているが、第１コネクタ３２ａは取付口５４にまだ取り付けられていない状態を示す。この状態においても、第１コネクタ３２ａのコネクタ第１面５６は、第１移動片凸部７２に接触していない。そのため、第１移動片７０にはバネ９０による後側向きの力が加えられており、第１移動片凸部７２は、図５（ａ）と同じ位置に配置される。その結果、ユニット用電力端子４６は直流電力を入出力しない。

図６（ａ）－（ｂ）は、蓄電池ユニット２０への第１コネクタ３２ａの取付、取り外しを示す別の分解上面図である。図６（ａ）は、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合を示す。取付によって、第１移動片凸部７２はコネクタ第１面５６に押されるので、第１移動片７０は前側方向に移動する。これにより、第１移動片凸部７２の先端は取付口第１面６２まで戻る。また、取付によって、第１コネクタ３２ａのコネクタ第２面５８に形成されたコネクタ凹部６０が、取付口第２面６４の第２孔部６８に対向するような位置に配置される。さらに、取付によって、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が接続し、ユニット用通信端子４８とコネクタ用通信端子５２が接続する。しかしながら、図６（ａ）では、スイッチ４４がオフであるので、ユニット用電力端子４６は直流電力を入出力しない。

図６（ｂ）は、図６（ａ）からスイッチ４４をｙ軸の正方向に移動させた場合を示す。この移動により、第２移動片開口部７８および第２移動片７４も同一方向に移動する。図６（ａ）で示したように、第２孔部６８とコネクタ凹部６０とがつながっているので、ｙ軸の正方向に移動した第２移動片凸部７６は、第２孔部６８を通ってコネクタ凹部６０に挿入される。つまり、第２移動片凸部７６は、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合にコネクタ凹部６０にはめ込まれるまで取付口第２面６４からｙ軸の正方向に突出できる。その際、ｙ軸の正方向側の位置にスイッチ４４が配置されるので、スイッチ４４はオンになる。その結果、ユニット用電力端子４６は、直流電力を入出力する。

図６（ｂ）のように取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられ、かつスイッチ４４がオンにされている場合、第２移動片凸部７６がコネクタ凹部６０にはめ込まれているので、第１コネクタ３２ａを後側向きに移動させることができない。つまり、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力している場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａを取り外すことができない。一方、図６（ｂ）から図６（ａ）のように、スイッチ４４をオフにすることによって、第２移動片凸部７６がコネクタ凹部６０にはめ込まれなくなるので、第１コネクタ３２ａを後側向きに移動させることができる。つまり、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力していない場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａを取り外すことができる。

本実施例によれば、ユニット用電力端子４６と電力変換装置１２とを電気的に接続するための第１コネクタ３２ａを取付口５４に取り付けるので、蓄電池ユニット２０の設置を簡易化できる。また、第１コネクタ３２ａを取付口５４に取り付けることによって、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０とを接続するので、電気工事を不要にできる。また、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に直流電力を入出力不可能であり、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合に直流電力を入出力可能であるので、安全性を確保できる。また、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に直流電力を入出力不可能であるので、取付口５４を第１コネクタ３２ａに取り付ける際にスパークが飛ぶ状況の発生を抑制できる。また、スパークが飛ぶ状況の発生が抑制されるので、端子の劣化を抑制できる。

また、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている状態において、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力している場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａの取り外しが不可能であるので、安全性を確保できる。また、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている状態において、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力していない場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａの取り外しが可能であるので、第１コネクタ３２ａを安全に取り外すことができる。

また、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に、第１移動片７０が取付口第１面６２から突出し、第１移動片７０によって第２移動片７４が取付口第２面６４から突出不可能であるので、直流電力の入出力を不可能にできる。また、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合に。第１移動片７０が取付口第１面６２まで戻り、コネクタ凹部６０にはめ込まれるまで取付口第２面６４から突出可能であるので、直流電力の入出力を可能にできる。また、第１コネクタ３２ａの筐体を取付口５４に取り付けるので、蓄電池ユニット２０の設置を簡易にできる。

また、施工時の端子加工を不要とし蓄電池ユニット２０の設置が簡易化されるので、施工の信頼性を向上できる。また、施工時の端子加工を不要とし蓄電池ユニット２０の設置が簡易化されるので、作業時間を短縮できる。また、施工時の端子加工を不要とし蓄電池ユニット２０の設置が簡易化されるので、蓄電池ユニット２０の開口時の異物混入を防止できる。また、第１コネクタ３２ａが外れた状態ではユニット用電力端子４６に電力が供給されないように構成されるので、施工者やユーザの安全性を担保できる。また、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０の間のアーク放電による端子の耐久性低下を抑制できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の蓄電池ユニット２０は、蓄電池ユニット２０であって、蓄電池４０と、蓄電池４０の直流電力を入出力するユニット用電力端子４６と、ユニット用電力端子４６と、直流電力と交流電力との間の変換を実行する外部の電力変換装置１２とを電気的に接続するための第１コネクタ３２ａであって、かつユニット用電力端子４６に接続されるコネクタ用電力端子５０を有する第１コネクタ３２ａを取り付ける取付口５４と、を備える。

ユニット用電力端子４６は、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に直流電力を入出力不可能であり、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合に直流電力を入出力可能であってもよい。

取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている状態において、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力している場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａの取り外しが不可能であり、ユニット用電力端子４６が直流電力を非入出力である場合に、取付口５４から第１コネクタ３２ａの取り外しが可能であってもよい。

第１コネクタ３２ａは、コネクタ用電力端子５０を配置するコネクタ第１面５６と、コネクタ第１面５６の側面であり、かつコネクタ凹部６０を有するコネクタ第２面５８とを備えてもよい。取付口５４は、コネクタ第１面５６に対向し、かつユニット用電力端子４６を配置する取付口第１面６２と、コネクタ第２面５８に対向する取付口第２面６４とを備えてもよい。本蓄電池ユニット２０は、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に取付口第１面６２から突出し、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合に取付口第１面６２まで戻る第１移動片７０と、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合にコネクタ凹部６０にはめ込まれるまで取付口第２面６４から突出可能であり、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に第１移動片７０によって取付口第２面６４から突出不可能である第２移動片７４とをさらに備えてもよい。ユニット用電力端子４６は、第２移動片７４がコネクタ凹部６０にはめ込まれるまで取付口第２面６４から突出する場合に直流電力を入出力し、第２移動片７４が取付口第２面６４から非突出である場合に直流電力を非入出力であってもよい。

第１コネクタ３２ａは、蓄電池ユニット２０と、直流電力と交流電力との間の変換を実行する外部の電力変換装置１２とを電気的に接続するための第１コネクタ３２ａであって、ユニット用電力端子４６に接続されるコネクタ用電力端子５０と、コネクタ用電力端子５０を収納し、取付口５４に取り付けられる筐体と、を備える。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、蓄電池ユニットに対するコネクタの取付、取り外しに関する。実施例１では、コネクタの取付、取り外しにおける安全性を確保するために、第１移動片、第２移動片という機構を利用していた。一方、実施例２では、回路構成によって、コネクタの取付、取り外しにおける安全性を確保する。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

図７は、蓄電池ユニット２０への第１コネクタ３２ａの取付、取り外しを示す分解上面図である。蓄電池ユニット２０は、スイッチ４４、ユニット用電力端子４６と総称される第１ユニット用電力端子４６ａ、第２ユニット用電力端子４６ｂ、取付口５４、ユニット用非電力端子１１０と総称される第１ユニット用非電力端子１１０ａ、第２ユニット用非電力端子１１０ｂ、ユニット制御基板１１４、ＯＲ回路１１６、ＡＮＤ回路１１８、回路開閉装置１２０を含み、取付口５４は、取付口第１面６２、取付口第２面６４を含む。ケーブル３０の一端には、第１コネクタ３２ａが接続される。第１コネクタ３２ａは、コネクタ第１面５６、コネクタ第２面５８、コネクタ用電力端子５０と総称される第１コネクタ用電力端子５０ａ、第２コネクタ用電力端子５０ｂ、コネクタ用非電力端子１１２と総称される第１コネクタ用非電力端子１１２ａ、第２コネクタ用非電力端子１１２ｂを含む。

第１コネクタ３２ａは、これまでと同様に箱形形状を有する。第１コネクタ３２ａのコネクタ第１面５６には、第１コネクタ用電力端子５０ａ、第２コネクタ用電力端子５０ｂが配置される。なお、これまでと同様に第３コネクタ用電力端子５０ｃが配置されてもよい。また、コネクタ第１面５６には、第１コネクタ用非電力端子１１２ａと第２コネクタ用非電力端子１１２ｂも配置される。第１コネクタ用非電力端子１１２ａと第２コネクタ用非電力端子１１２ｂは電気的に接続されている。つまり、これらは短絡されている。

蓄電池ユニット２０の後側の面およびｙ軸の正方向側の面には、これまでと同様に、取付口５４が形成される。取付口５４の取付口第１面６２には、第１ユニット用電力端子４６ａと第２ユニット用電力端子４６ｂとが、第１コネクタ用電力端子５０ａと第２コネクタ用電力端子５０ｂに接続可能に配置される。なお、これまでと同様に第３ユニット用電力端子４６ｃが配置されてもよい。また、取付口第１面６２には、第１ユニット用非電力端子１１０ａと第２ユニット用非電力端子１１０ｂとが、第１コネクタ用非電力端子１１２ａと第２コネクタ用非電力端子１１２ｂに接続可能に配置される。

スイッチ４４は、これまでと同様であるが、オンにされた場合に「１」を出力し、オフにされた場合に「０」を出力する。ユニット制御基板１１４は、蓄電池ユニット２０を制御するための基板であるが、オンにされた場合に「１」を出力し、オフにされた場合に「０」を出力する。ＯＲ回路１１６は、スイッチ４４からの出力と、ユニット制御基板１１４からの出力との間でＯＲ演算を実行する。そのため、スイッチ４４からの出力と、ユニット制御基板１１４からの出力との少なくとも一方が「１」である場合に「１」を出力し、両方ともが「０」である場合に「０」を出力する。

取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されていない。そのため、第１ユニット用非電力端子１１０ａと第２ユニット用非電力端子１１０ｂは開放されるので、ユニット用非電力端子１１０はＡＮＤ回路１１８に「０」を出力する。一方、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されている。そのため、第１ユニット用非電力端子１１０ａと第２ユニット用非電力端子１１０ｂは短絡されるので、ユニット用非電力端子１１０はＡＮＤ回路１１８に「１」を出力する。

ＡＮＤ回路１１８は、ＯＲ回路１１６からの出力と、ユニット用非電力端子１１０からの出力のいずれもが「１」である場合に「１」を出力し、そうでない場合に「０」を出力する。回路開閉装置１２０は、ＡＮＤ回路１１８からの入力に応じて、図示しない蓄電池４０における直流電力の入出力を制御する。具体的に説明すると、回路開閉装置１２０は、ＡＮＤ回路１１８からの入力が「１」である場合に、蓄電池４０における直流電力を入出力させる。一方、回路開閉装置１２０は、ＡＮＤ回路１１８からの入力が「０」である場合に、蓄電池４０における直流電力を入出力させない。そのため、ユニット用電力端子４６は、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されている場合に直流電力を入出力するが、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されていない場合に直流電力を入出力しない。

ユニット用電力端子４６とユニット用非電力端子１１０の構造は、以下のようであってもよい。図８は、蓄電池ユニット２０への第１コネクタ３２ａの取付、取り外しを示す別の分解上面図である。これは、図７における取付口５４、第１コネクタ３２ａの付近を拡大した図に相当する。ユニット用電力端子４６は、取付口第１面６２から後側に向かって突出する。また、ユニット用非電力端子１１０も、取付口第１面６２から後側に向かって突出する。ここで、ユニット用非電力端子１１０はユニット用電力端子４６より短くされる。一方、第１コネクタ３２ａにおけるコネクタ用電力端子５０、コネクタ用非電力端子１１２はこれまでと同様の構造を有する。

スイッチ４４がオンにされたまま、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外された状態から、取付口５４に第１コネクタ３２ａを取り付ける場合、取付口第１面６２とコネクタ第１面５６とが近づけられる。ユニット用非電力端子１１０よりもユニット用電力端子４６の方が長いので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が接続されても、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２が接続されていない。この状態において、ユニット用電力端子４６は直流電力を入出力しない。その後、取付口第１面６２とコネクタ第１面５６とがさらに近づけられて、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２が接続される。この状態において、ユニット用電力端子４６は直流電力を入出力する。

一方、ユニット用電力端子４６が直流電力を入出力している状態において、取付口５４から第１コネクタ３２ａを取り外す場合、取付口第１面６２とコネクタ第１面５６とが離される。前述のごとく、ユニット用非電力端子１１０よりもユニット用電力端子４６の方が長いので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が接続されたまま、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２が離される。この状態において、ユニット用電力端子４６は直流電力を入出力しない。その後、取付口第１面６２とコネクタ第１面５６とがさらに離されて、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２が離される。

本実施例によれば、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されている場合に直流電力を入出力するので、取付口５４に第１コネクタ３２ａが取り付けられている場合に、直流電力の入出力を可能にできる。また、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が非接続である場合に直流電力を入出力しないので、取付口５４から第１コネクタ３２ａが取り外されている場合に、直流電力の入出力を不可能にできる。また、ユニット用非電力端子１１０に接続されるコネクタ用非電力端子１１２が第１コネクタ３２ａに備えられるので、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とを使用した制御を実行できる。

また、ユニット用非電力端子１１０をユニット用電力端子４６より短くするので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が接続した後に、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とを接続できる。また、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とが後に接続されるので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が接続される場合に、直流電力の入出力を不可能にできる。

また、ユニット用非電力端子１１０をユニット用電力端子４６より短くするので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が切断される前に、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とを切断できる。また、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とが先に切断されるので、ユニット用電力端子４６とコネクタ用電力端子５０が切断される際に、直流電力の入出力を不可能にできる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。第１コネクタ３２ａは、コネクタ用非電力端子１１２を備えてもよい。本蓄電池ユニット２０は、ユニット用非電力端子１１０をさらに備えてもよい。ユニット用電力端子４６は、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が接続されている場合に直流電力を入出力し、ユニット用非電力端子１１０にコネクタ用非電力端子１１２が非接続である場合に直流電力を非入出力であってもよい。

ユニット用電力端子４６は突出し、ユニット用非電力端子１１０は突出し、ユニット用非電力端子１１０はユニット用電力端子４６より短い。

ユニット用非電力端子１１０に接続されるコネクタ用非電力端子１１２をさらに備えてもよい。

（実施例３）
次に、実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、蓄電池ユニットに対するコネクタの取付、取り外しに関する。これまでは、蓄電池ユニットとコネクタとの関係だけを説明していた。一方、実施例３では、電力変換装置等の他の装置を含めた関係を説明する。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

図９は、蓄電池ユニット２０および電力変換装置１２へのコネクタ３２の取付、取り外しを示す分解上面図である。これは、図７に加えて、第２コネクタ３２ｂ、電力線３４、通信線３６、電力変換装置１２を含む。また、第２コネクタ３２ｂは、コネクタ用非電力端子１２２と総称される第１コネクタ用非電力端子１２２ａ、第２コネクタ用非電力端子１２２ｂを含み、電力変換装置１２は、コンセント用非電力端子１２４と総称される第１コンセント用非電力端子１２４ａ、第２コンセント用非電力端子１２４ｂを含む。

電力線３４は、図２と同様であり、蓄電池ユニット２０と電力変換装置１２とを電気的に接続する。一方、第１コネクタ３２ａの第１コネクタ用非電力端子１１２ａと、第２コネクタ３２ｂの第１コネクタ用非電力端子１２２ａは、第１通信線３６ａによって接続される。また、第１コネクタ３２ａの第２コネクタ用非電力端子１１２ｂと、第２コネクタ３２ｂの第２コネクタ用非電力端子１２２ｂは、第２通信線３６ｂによって接続される。さらに、第１コネクタ用非電力端子１２２ａは、電力変換装置１２の第１コンセント用非電力端子１２４ａと接続可能であり、第２コネクタ用非電力端子１２２ｂは、電力変換装置１２の第２コンセント用非電力端子１２４ｂと接続可能である。また、第１コンセント用非電力端子１２４ａと第２コンセント用非電力端子１２４ｂは短絡されている。

このような構成によって、蓄電池ユニット２０に第１コネクタ３２ａが取り付けられると、ユニット用非電力端子１１０とコネクタ用非電力端子１１２とが接続される。また、電力変換装置１２に第２コネクタ３２ｂが取り付けられると、コネクタ用非電力端子１２２とコンセント用非電力端子１２４とが接続される。両方が接続されると、第１ユニット用非電力端子１１０ａと第２ユニット用非電力端子１１０ｂは短絡されるので、ユニット用非電力端子１１０はＡＮＤ回路１１８に「１」を出力する。一方、いずれか一方が接続されないと、第１ユニット用非電力端子１１０ａと第２ユニット用非電力端子１１０ｂは開放されるので、ユニット用非電力端子１１０はＡＮＤ回路１１８に「０」を出力する。

つまり、ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に接続されている場合に直流電力を入出力できる。一方、ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に接続されていない場合に直流電力を入出力しない。

図１０は、蓄電池ユニット２０、コネクタ３２、コンセント３８、電力変換装置１２における配線を示す。これは、図２に加えてコンセント３８を含む。コンセント３８は、スイッチ８０、コンセント用電力端子８２と総称される第１コンセント用電力端子８２ａ、第２コンセント用電力端子８２ｂ、第３コンセント用電力端子８２ｃ、コンセント用通信端子８４と総称される第１コンセント用通信端子８４ａ、第２コンセント用通信端子８４ｂを含む。また、第２コネクタ３２ｂは、コネクタ用電力端子９２と総称される第１コネクタ用電力端子９２ａ、第２コネクタ用電力端子９２ｂ、第３コネクタ用電力端子９２ｃ、コネクタ用通信端子９４と総称される第１コネクタ用通信端子９４ａ、第２コネクタ用通信端子９４ｂを含む。

コンセント３８は、第２コネクタ３２ｂと電力変換装置１２との間に配置される。コンセント３８は、例えば、施設において蓄電池ユニット２０が設置された部屋の壁に設けられる。コンセント３８に第２コネクタ３２ｂが取り付けられた場合、コンセント３８の第１コンセント用電力端子８２ａに第２コネクタ３２ｂの第１コネクタ用電力端子９２ａが接続される。同様に、第２コンセント用電力端子８２ｂに第２コネクタ用電力端子９２ｂが接続され、第３コンセント用電力端子８２ｃに第３コネクタ用電力端子９２ｃが接続される。さらに、第１コンセント用通信端子８４ａに第１コネクタ用通信端子９４ａが接続され、第２コンセント用通信端子８４ｂに第２コネクタ用通信端子９４ｂが接続される。このように、第２コネクタ３２ｂは、コンセント３８を介して電力変換装置１２に接続可能である。

コンセント３８のコンセント用電力端子８２と、第２コネクタ３２ｂのコネクタ用電力端子９２との接続に関する構造は、蓄電池ユニット２０のユニット用電力端子４６と、第１コネクタ３２ａのコネクタ用電力端子５０との接続に関する構造と同様である。また、コンセント３８のコンセント用通信端子８４と、第２コネクタ３２ｂのコネクタ用通信端子９４との接続に関する構造は、蓄電池ユニット２０のユニット用通信端子４８と、第１コネクタ３２ａのコネクタ用通信端子５２の接続に関する構造と同様である。さらに、コンセント３８のスイッチ８０は、蓄電池ユニット２０のスイッチ４４と同様である。

そのため、ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８のコンセント用電力端子８２、コンセント用通信端子８４に接続されている場合に直流電力を入出力できる。一方、ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８のコンセント用電力端子８２、コンセント用通信端子８４に接続されていない場合に直流電力を入出力できない。

図１１は、蓄電池ユニット２０、コネクタ３２、コンセント３８の構造を示す。図示のごとく、コンセント３８には第２コネクタ３２ｂが取付可能であり、取付部分には、コンセント用電力端子８２、コンセント用通信端子８４、コンセント用移動片凸部８６等が配置される。また、取付部分の横には、スイッチ８０が配置される。なお、コンセント３８の構造は、電力変換装置１２に備えられてもよい。さらに、第２コネクタ３２ｂと電力変換装置１２の間に配置されるコンセント３８が、図９の場合に備えられてもよい。

本実施例によれば、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に非接続である場合に直流電力を入出力不可能であるので、安全性を確保できる。また、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に接続されている場合に直流電力を入出力可能であるので、安全性を確保できる。また、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８に非接続である場合に直流電力を入出力不可能であるので、安全性を確保できる。また、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８に接続されている場合に直流電力を入出力可能であるので、安全性を確保できる。また、蓄電池ユニット２０とコンセント３８とをコネクタ３２によって接続するので、蓄電池ユニット２０と電力変換装置１２とを別の部屋に設置できる。また、蓄電池ユニット２０と電力変換装置１２とが別の部屋に設置可能であるので、レイアウトの自由度を向上できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に非接続である場合に直流電力を入出力不可能であり、第２コネクタ３２ｂが電力変換装置１２に接続されている場合に直流電力を入出力可能であってもよい。

第２コネクタ３２ｂは、コンセント３８を介して電力変換装置１２に接続可能であり、ユニット用電力端子４６は、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８に非接続である場合に直流電力を入出力不可能であり、第２コネクタ３２ｂがコンセント３８に接続されている場合に直流電力を入出力可能であってもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例１乃至３の任意の組合せも有効である。本変形例によれば、実施例１乃至３の任意の組合せによる効果を得ることができる。

例えば、コネクタ３２は、第１コネクタ３２ａ、第２コネクタ３２ｂ、及びケーブル３０を含む例を示したが、ケーブル３０を必ずしも備えていなくともよい。

また、各種の端子に対してフィンガープロテクトがなされていてもよい。本変形例によれば、安全性をさらに向上できる。

１０ 太陽電池モジュール、 １２ 電力変換装置、 １４ 電力系統、 １６ 負荷、 １８ 配電線、 ２０ 蓄電池ユニット、 ３０ ケーブル、 ３２ コネクタ、 ３４ 電力線、 ３６ 通信線、 ３８ コンセント、 ４０ 蓄電池、 ４２ 保護回路、 ４４ スイッチ、 ４６ ユニット用電力端子、 ４８ ユニット用通信端子、 ５０ コネクタ用電力端子、 ５２ コネクタ用通信端子、 ５４ 取付口、 ５６ コネクタ第１面、 ５８ コネクタ第２面、 ６０ コネクタ凹部、 ６２ 取付口第１面、 ６４ 取付口第２面、 ６６ 第１孔部、 ６８ 第２孔部、 ７０ 第１移動片、 ７２ 第１移動片凸部、 ７４ 第２移動片、 ７６ 第２移動片凸部、 ７８ 第２移動片開口部、 ９０ バネ、 １００ 配電システム。

Claims (1)

1. 蓄電池ユニットであって、
   蓄電池と、
   前記蓄電池の直流電力を入出力するユニット用電力端子と、
   前記ユニット用電力端子と、直流電力と交流電力との間の変換を実行する外部の電力変換装置とを電気的に接続するためのコネクタであって、かつ前記ユニット用電力端子に接続されるコネクタ用電力端子を有するコネクタを取り付ける取付口とを備え、
   前記コネクタは、前記コネクタ用電力端子を配置するコネクタ第１面と、前記コネクタ第１面の側面であり、かつコネクタ凹部を有するコネクタ第２面とを備え、
   前記取付口は、
   前記コネクタ第１面に対向し、かつ前記ユニット用電力端子を配置する取付口第１面と、
   前記コネクタ第２面に対向する取付口第２面とを備え、
   本蓄電池ユニットは、
   前記取付口第１面から突出する第１位置と、前記取付口第１面まで戻る第２位置との間で移動可能な第１移動片と、
   前記第１移動片によって前記取付口第２面から突出不可能な第３位置と、前記取付口第２面から突出する第４位置との間で移動可能な第２移動片と、
   直流電力を入出力しない第５位置と、前記直流電力を入出力する第６位置との間で移動可能なスイッチとをさらに備え、
   前記スイッチが前記第５位置から前記第６位置に移動すると、前記第２移動片が前記第３位置から前記第４位置に移動し、
   前記取付口から前記コネクタが取り外されている場合に、前記第１移動片が前記第１位置に配置され、かつ前記第２移動片が前記第３位置から前記第４位置に移動不可能になることによって、前記スイッチが前記第５位置から前記第６位置に移動不可能になり、直流電力が入出力されず、
   前記取付口に前記コネクタが取り付けられている場合に、前記第１移動片が前記第２位置に配置され、かつ前記第２移動片が前記第３位置から前記第４位置に移動可能になることによって、前記スイッチが前記第５位置から前記第６位置に移動すると、前記第２移動片が前記コネクタ凹部にはめ込まれるまで突出し、直流電力が入出力されることを特徴とする蓄電池ユニット。

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