WO2016024322A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2016024322A1
WO2016024322A1 PCT/JP2014/071248 JP2014071248W WO2016024322A1 WO 2016024322 A1 WO2016024322 A1 WO 2016024322A1 JP 2014071248 W JP2014071248 W JP 2014071248W WO 2016024322 A1 WO2016024322 A1 WO 2016024322A1
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WO
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power storage
power
storage unit
ion battery
storage device
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/071248
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English (en)
French (fr)
Inventor
小野澤　誠
渡辺　均
宮本　真
Original Assignee
日立マクセル株式会社
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Publication date
Application filed by 日立マクセル株式会社 filed Critical 日立マクセル株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device.
  • a lithium ion battery using a polyanion type material having an olivine type crystal structure as a positive electrode active material is known.
  • a lithium ion battery using lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) has a relatively high safety and cycle resistance, and is therefore used in a power storage device installed in an electric vehicle, a house, a commercial facility, etc. No. 2007-265923).
  • Lithium ion batteries for power storage devices installed in electric vehicles, homes, commercial facilities, etc. tend to be larger because they have large battery capacity and are often placed outdoors. Decreases.
  • An object of the present invention is to provide a technique for reducing the size of a power storage device and improving its volume energy density.
  • a power storage device includes a power storage unit including a lithium ion battery having a higher volume energy density than a lithium ion battery whose positive electrode active material is lithium iron phosphate, and an input terminal to which AC power is input.
  • the AC power input to the input terminal is converted to DC power and supplied to the lithium ion battery in the power storage unit, and the DC power output from the lithium ion battery in the power storage unit is converted to AC power.
  • a converter that supplies the load to the load.
  • the converter is configured by a non-insulated voltage converter that connects the input terminal and the power storage unit without insulation.
  • the power storage device can be downsized and its volume energy density can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a power storage device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the transformerless inverter unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the inverter shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the power storage unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5A is a plan view of the battery cell shown in FIG. 4.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the battery cell shown in FIG. 5A taken along the line II.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the power storage device in Application Example 1.
  • FIG. 7A is a schematic diagram of the power storage device in Application Example 2 as viewed from the front.
  • FIG. 7B is a schematic view of the power storage device illustrated in FIG. 7A as viewed from the bottom surface and the top surface.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of the power storage device shown in FIG. 7A taken along line II-II.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating another example of the power storage device in Application Example 2.
  • FIG. 9 is a bubble chart showing the volume energy density of the power storage device in the embodiment and the conventional power storage device.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result of the volume energy density of the power storage device.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a simulation result of the volume energy density of the power storage device.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation result of the volume energy density of the power storage device.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a simulation result of the volume energy density of the power storage device.
  • a power storage device includes a power storage unit including a lithium ion battery having a higher volume energy density than a lithium ion battery whose positive electrode active material is lithium iron phosphate, and an input terminal to which AC power is input.
  • the AC power input to the input terminal is converted to DC power and supplied to the lithium ion battery in the power storage unit, and the DC power output from the lithium ion battery in the power storage unit is converted to AC power.
  • a converter that supplies the load to the load the converter being configured by a non-insulated voltage converter that connects the input terminal and the power storage unit without insulation (first configuration) .
  • the lithium ion battery of the power storage unit uses a lithium ion battery using lithium iron phosphate because the positive electrode active material has a higher volume energy density than the lithium ion battery made of lithium iron phosphate.
  • the power storage unit can be made smaller than the case.
  • the conversion unit connects the power storage unit to the input terminal by a non-insulating converter, a transformer is not required. As a result, a power storage device that is smaller than the conventional one and has a high volumetric energy density can be realized.
  • a fan for exhausting the internal air to the outside may be further provided (second configuration).
  • the power storage device since the air in the power storage device can be released to the outside by the fan, the power storage device can be downsized as compared with the case where the heat in the power storage device is dissipated using a heat sink such as aluminum. can do. As a result, the volume energy density can be further increased.
  • the lithium ion battery in the power storage unit may be configured by stacking a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween (third configuration).
  • the lithium ion battery of the power storage unit is configured by laminating the positive electrode and the negative electrode, heat from the lithium ion battery is easily released as compared with the wound lithium ion battery. Easy to downsize the unit.
  • the lithium ion battery in the power storage unit may be charged at a rate smaller than a full charge by the conversion unit (fourth configuration). According to the 4th structure, since a lithium ion battery is not fully charged, the cycle tolerance of a lithium ion battery can be improved compared with the case where it fully charges.
  • the unit energy capacity Za obtained by dividing the capacity of the power storage unit by the volume of the power storage unit is 37.3 ⁇ Za ⁇ 93.0 [Wh / L]
  • the volume b of the conversion unit may satisfy 31.0 ⁇ b ⁇ bmax [L], and 50.0 ⁇ bmax ⁇ 170.0 [L] (fifth Constitution).
  • the power storage device receives a power storage unit including a lithium ion battery having a higher volumetric energy density than a lithium ion battery whose positive electrode active material is lithium iron phosphate, and AC power is input.
  • An input terminal that converts AC power input to the input terminal to DC power and supplies the DC power to the lithium ion battery, and converts DC power output from the lithium ion battery in the power storage unit to AC power.
  • a converter that supplies the load to the load the converter having a non-insulated voltage converter that connects the input terminal and the lithium ion battery without insulation, and the total capacity of the power storage unit is
  • the total capacity is 3.2 kWh or more
  • the volume energy density obtained by dividing the total capacity by the volumes of the conversion unit and the power storage unit is 57 W.
  • the volume energy density of the power storage device obtained by dividing the total capacity by the sum of the volume of the conversion unit and the volume of the power storage unit is 57 kWh. / L or more. Therefore, it is possible to realize a power storage device that is smaller than the conventional one and has a high volume energy density.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the power storage device according to the present embodiment.
  • the power storage device 1 receives AC power supplied from the distribution board 2, accumulates power, and supplies power with a certain standard to the load 3.
  • the power storage device 1 includes a transformerless inverter unit 11 and a power storage unit 12.
  • the transformerless inverter unit 11 converts the AC power supplied from the distribution board 2 into DC and outputs it to the power storage unit 12, converts the DC power output from the power storage unit 12 into AC and outputs it to the load 3. It has a function. Further, the transformerless inverter unit 11 has a function of converting the voltage of the AC power supplied from the distribution board 2 into a predetermined voltage and outputting it to the load 3.
  • the power storage unit 12 stores the DC power output from the transformerless inverter unit 11 and outputs the DC power stored in the power storage unit 12 to the transformerless inverter unit 11. Each configuration will be specifically described below.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the transformerless inverter unit 11.
  • the transformerless inverter unit 11 includes an AC input terminal 111 (111a, 111b), an AC output terminal 112 (112a, 112b), an inverter 113, a DC / DC converter 114, and a rectifier circuit 115.
  • the AC input terminal 111 is connected to the distribution board 2 (see FIG. 1) and receives AC power from the distribution board 2.
  • the rectifier circuit 115 converts AC power input from the AC input terminal 111 into DC and outputs it to the inverter 113.
  • the inverter 113 is a transformerless inverter. Inverter 113 is connected to rectifier circuit 115, AC output terminal 112, and DC / DC converter 114. Inverter 113 outputs the DC power input from rectifier circuit 115 to DC / DC converter 114.
  • the inverter 113 converts the DC power input from the DC / DC converter 114 into AC and outputs the AC power from the AC output terminal 112 to the load 3. Further, the inverter 113 converts the DC power input from the rectifier circuit 115 into AC, converts it to a predetermined voltage level, and outputs it to the load 3 from the AC output terminal 112.
  • the DC / DC converter 114 is a transformerless DC / DC converter.
  • the DC / DC converter 114 is connected to a lithium ion battery 121 (see FIG. 4) in the power storage unit 12 described later.
  • the DC / DC converter 114 converts the voltage of the DC power output from the inverter 113 into a voltage suitable for the lithium ion battery 121 (see FIG. 4) and outputs the voltage to the lithium ion battery 121. Further, the DC / DC converter 114 changes the voltage of the DC power output from the lithium ion battery 121 and outputs it to the inverter 113.
  • the transformerless inverter unit 11 converts AC power input from the AC input terminal 111 into DC and outputs it to the lithium ion battery 121 in the power storage unit 12, and converts DC power output from the lithium ion battery 121 into AC. It functions as a conversion unit that converts and outputs from the AC output terminal 112 to the load 3.
  • the volume output density of the transformer-less inverter unit 11 is 72 VA / L, but the transformer-less inverter unit 11 may be configured so that the volume output density is 60 VA / L or more.
  • FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the inverter 113.
  • a transformerless full-bridge inverter is used.
  • the inverter 113 includes a full-bridge inverter circuit 1131 between the AC input terminals 111 a and 111 b and the terminals 121 a and 121 b of the lithium ion battery 121.
  • Switching elements S1 and S2 are provided between the AC input terminals 111a and 111b and the inverter circuit 1131.
  • the inverter circuit 1131 has switching elements S3 to S6.
  • a semiconductor switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) is used.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
  • switching elements S3 and S4 are connected in series, and switching elements S5 and S6 are connected in series.
  • the switching elements S3 and S4 and the switching elements S5 and S6 are both connected in parallel to the lithium ion battery 121.
  • a node N1 between the switching elements S3 and S4 is connected to a node N3 on a wiring connecting the AC input terminal 111b and the AC output terminal 112b.
  • a node N2 between the switching elements S5 and S6 is connected via a coil L to a node N5 on a wiring connecting the AC input terminal 111a and the AC output terminal 112a.
  • a capacitor C is connected between the node N6 on the wiring connecting the AC input terminal 111a and the AC output terminal 112a and the node N4 on the wiring connecting the AC input terminal 111b and the AC output terminal 112b.
  • the coil L is connected in series and the capacitor C is connected in parallel between the inverter circuit 1131 and the AC output terminals 112a and 112b.
  • the inverter circuit 1131 can be operated as a forward conversion circuit or an inverse conversion circuit by controlling on / off of the switching elements S1 to S6. That is, for example, when the switching elements S1 and S2 are on, the inverter circuit 1131 can be operated as a forward conversion circuit.
  • the inverter 113 converts AC power input from the AC input terminals 111a and 111b into DC, charges the lithium ion battery 121 via the terminals 121a and 121b, and supplies AC to the AC output terminals 112a and 112b. Output power.
  • the inverter circuit 1131 can be operated as an inverse conversion circuit. In this case, the inverter 113 converts the DC power output by the discharge of the lithium ion battery 121 into AC and outputs the AC power from the AC output terminals 112a and 112b.
  • a transformer may be provided instead of the coil L, but in that case, the circuit scale becomes larger than that of the circuit of FIG.
  • the inverter 113 since the inverter 113 includes a coil L, a capacitor C, and switching elements S1 to S6 and does not include a transformer, the inverter 113 can be reduced in size, so that the volume output of the transformer-less inverter unit 11 can be reduced. The density can be improved.
  • the voltage of the AC input terminals 111 a and 111 b is applied to the lithium ion battery 121. Therefore, it is preferable that basic insulation is provided between the lithium ion battery 121 and a case (not shown) in which the lithium ion battery 121 is accommodated.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the power storage unit 12.
  • the power storage unit 12 includes a lithium ion battery 121, a monitoring unit 122, and a relay 123.
  • the lithium ion battery 121 includes a battery cell group in which a plurality of battery cells 1210 are connected in series, and a case (not shown) in which the battery cell group is accommodated.
  • the battery cell group and the case are fundamentally insulated.
  • the volume energy density of each battery cell 1210 is 338 Wh / L, but the lithium ion battery 121 may be configured so that the volume energy density of the lithium ion battery 121 is 300 Wh / L or more.
  • FIG. 5A is a plan view of the battery cell 1210
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the battery cell 1210 shown in FIG. 5A cut along the line II.
  • the battery cell 1210 includes a sheet-like positive electrode 1211, a sheet-like negative electrode 1212, a separator 1213, a laminate film 1214, a positive electrode external terminal 1215, and a negative electrode external terminal 1216.
  • the sheet-like positive electrode 1211, the sheet-like negative electrode 1212, and the separator 1213 are laminated to constitute a laminated body 1210a.
  • the sheet-like positive electrode 1211 has a smaller size than the sheet-like negative electrode 1212 in the in-plane direction (Y-axis direction) of the battery cell 1210.
  • the sheet-like negative electrode 1212 has a smaller size than the separator 1213 in the in-plane direction (Y-axis direction).
  • the sheet-like positive electrode 1211, the sheet-like negative electrode 1212, and the separator 1213 are arranged such that both ends of the separator 1213 are located outside the both ends of the sheet-like negative electrode 1212 in the in-plane direction (Y-axis direction). It arrange
  • the laminate film 1214 has a substantially quadrangular planar shape and accommodates the laminate 1210a. The edge of the laminate film 1214 is sealed.
  • the positive external terminal 1215 has a planar shape. One end of the positive electrode external terminal 1215 is connected to the sheet-like positive electrode 1211 directly or via a lead body 1217, and the other end is drawn to the outside via a laminate film 1214.
  • the negative external terminal 1216 has a planar shape. One end of the negative electrode external terminal 1216 is connected to the sheet-like negative electrode 1212 directly or via a lead body (not shown), and the other end is drawn to the outside via a laminate film 1214.
  • the positive electrode external terminal 1211 and the negative electrode external terminal 1216 are drawn from the same side of the laminate film 1214, but not limited thereto, the positive electrode external terminal 1215 and the negative electrode external terminal 1216 are drawn from different sides of the laminate film 1214. It may be.
  • the sheet-like positive electrode 1211 has, for example, a structure in which a layer (positive electrode mixture layer) made of a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and the like is formed on one side or both sides of a current collector.
  • a positive electrode active material is comprised with the lithium containing transition metal oxide which consists of lithium, nickel, manganese, and cobalt.
  • the current collector for the positive electrode is made of, for example, an aluminum foil or an aluminum alloy foil.
  • the sheet-like negative electrode 1212 occludes / releases lithium ions such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired organic polymer compounds, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers. It consists of one or a mixture of two or more possible carbon-based materials.
  • the negative electrode active material includes, for example, elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb, and In, alloys of Si, Sn, Ge, Bi, Sb, and In, lithium-containing nitride, and lithium such as lithium oxide. compounds which can be charged and discharged at a low voltage close to the metal (LiTi 3 O 12, etc.), may be composed of any of lithium metal, and lithium / aluminum alloy.
  • negative electrode active materials are mixed with a conductive additive (made of the same material as the positive electrode conductive additive) and a binder (a rubber binder such as PVDF or styrene butadiene rubber (SBR)) and carboxymethyl cellulose (CMC). Or the like), and a negative electrode mixture added as appropriate, with a current collector as a core material finished into a molded body (negative electrode mixture layer), or the various alloys described above, or a lithium metal foil Those laminated on the surface of the body are used as the sheet-like negative electrode 1212.
  • a conductive additive made of the same material as the positive electrode conductive additive
  • a binder a rubber binder such as PVDF or styrene butadiene rubber (SBR)
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • the negative external terminal 1216 is made of nickel, nickel-plated copper, and a metal foil or ribbon such as nickel-copper clad.
  • the separator 1213 is made of, for example, a porous film or a nonwoven fabric made of polyethylene, polypropylene, a fusion of polyethylene and polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or the like.
  • the electrolytic solution used for the battery cell 1210 is made of, for example, a high dielectric constant solvent or a solution (nonaqueous electrolytic solution) in which a solute such as LiPF 6 or LiBF 4 is dissolved in an organic solvent.
  • a solute such as LiPF 6 or LiBF 4
  • an organic solvent is composed of a low viscosity solvent such as linear dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate (EMC).
  • DMC linear dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC methyl ethyl carbonate
  • the monitoring unit 122 measures the capacity, voltage, current, and temperature of each battery cell 1210 of the lithium ion battery 121.
  • the relay 123 is connected to the DC / DC converter 114 and the lithium ion battery 121.
  • the monitoring unit 122 turns off the relay 123 and stops the output of the lithium ion battery 121.
  • the monitoring unit 122 adjusts the input from the DC / DC converter 114 by controlling on / off of the relay 123 so that the capacity of the lithium ion battery 121 is smaller than the capacity at the time of full charge, The lithium ion battery 121 is charged.
  • the power storage device 1 in the above embodiment includes a lithium ion battery 121 made of lithium, nickel, manganese, and cobalt as a positive electrode active material. Therefore, the lithium ion battery 121 can have a higher volume energy density than a lithium ion battery whose positive electrode active material is made of lithium iron phosphate. Moreover, since the transformer-less inverter unit 11 includes the inverter 113 and the DC / DC converter 114 and does not use a transformer, the transformer-less inverter unit 11 can be made smaller in volume than when a transformer is used. Can be small. As a result, the volume energy density obtained by dividing the total capacity of the lithium ion battery 121 by the volume of the power storage device 1 (the sum of the volume of the transformerless inverter unit 11 and the volume of the power storage unit 12) can be improved.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an arrangement example of the power storage device 1 described above.
  • FIG. 6 shows an example in which a plurality of transformerless inverter units 11 (11A to 11C) and power storage units 12 (12A to 12C) are arranged in one house 100.
  • a distribution board 2 is installed on the first floor 102 of the house 100.
  • Transformer-less inverter units 11A, 11B, and 11C are arranged in the floor 104 between the lower floor 101, the first-floor floor 102, the first-floor floor 102, and the second-floor floor 103 in the house 100, and each transformer-less inverter unit is wired.
  • 132 is connected to the distribution board 2.
  • two power storage units 12A are stacked, and in the closet 106, three stacked power storage units 12A and one power storage unit 12A are disposed. Each power storage unit 12 ⁇ / b> A and the transformerless inverter unit 11 ⁇ / b> A are connected via a wiring 131.
  • two power storage units 12B are arranged so as to overlap each other, and each power storage unit 12B and the transformerless inverter unit 11B are connected via a wiring 131.
  • two power storage units 12C are arranged so as to overlap each other, and each power storage unit 12C and the transformerless inverter unit 11C are connected via a wiring 131.
  • a plurality of power storage units 12 may be connected to one transformer-less inverter unit 11 to constitute a power storage device.
  • the transformer-less inverter unit 11 and the power storage unit 12 in the power storage device may be arranged at a remote location.
  • the power storage device 1 is disposed in a narrow space such as the floor 101, the floor 104, the space 105 under the stairs, the closet 106, and the like. Can do.
  • FIG. 7A is a schematic view of the power storage device 1A of this application example as viewed from the front.
  • 7A is a schematic view of the power storage device 1A shown in FIG. 7A as viewed from the bottom surface side (Z-axis negative direction)
  • FIG. 7B is a schematic diagram of the power storage device 1A shown in FIG. It is the schematic diagram seen from (Z-axis positive direction).
  • FIG. 7C is a schematic diagram illustrating a cross section of the power storage device 1A illustrated in FIG. 7A taken along line II-II.
  • the rack 20 has, for example, a height of 1800 mm, a width of 600 mm, and a depth of 300 mm.
  • Mounting holes (not shown) for fixing the shelf board 21 are provided at regular intervals on both side surfaces of the rack 20 so that the position of the shelf board 21 can be freely changed.
  • the bottom plate 20a of the rack 20 is provided with an opening 22 that functions as an intake port
  • the upper plate 20b is provided with an opening 23 that functions as an exhaust port.
  • a fan 30 is installed in the vicinity of the opening 23 on the inner back surface of the rack 20.
  • the fan 30 has rotating blades and a motor (both not shown), is supplied with electric power from the outside of the rack 20, and discharges air in the rack 20 from the opening 23 to the outside.
  • the power storage unit 12 is installed on the shelf plate 21 arranged on the bottom surface side of the rack 20, and the transformerless inverter unit 11 is installed on the shelf plate 21 arranged on the upper surface side.
  • the power storage unit 12 and the transformerless inverter unit 11 are connected by a wiring (not shown), and the transformerless inverter unit 11 is connected to a distribution board (not shown).
  • FIG. 7A shows an example in which one power storage unit 12 is installed in the rack 20, for example, as shown in FIG. 8A, two power storage units 12 are installed in the rack 20, and each power storage unit is installed.
  • You may comprise the electrical storage apparatus 1B which connected 12 with the transformerless inverter unit 11.
  • FIG. 8B a power storage device 1 ⁇ / b> C in which three power storage units 12 are installed in a rack 20 and each power storage unit 12 is connected to a transformerless inverter unit 11 may be configured.
  • the capacity of the power storage device can be easily increased by simply adding the power storage unit 12 to the rack 20.
  • the power storage units 12 may all have the same capacity or different capacities.
  • FIG. 9 is a bubble chart showing the volume energy density when the battery capacity of the power storage device 1 according to the embodiment is changed and the volume energy density of the conventional product.
  • the horizontal axis represents the capacity of the lithium ion battery, and the vertical axis represents the volume energy density.
  • black circles (P1 to P5) represent the volume energy density of the power storage device 1
  • the white circle represents the volume energy density of the conventional product. The size of each circle is proportional to the weight of the power storage device.
  • FIG. 9 shows an example in which both the power storage device 1 and the conventional product use a grid interconnection inverter.
  • volume energy density Z (c ⁇ x) / (a ⁇ x + b) (1) c: Capacity of the power storage unit 12 alone (kWh) x: Number of power storage units 12 a: Volume (L) of power storage unit 12 alone b: Volume of transformerless inverter unit 11 (L)
  • the power storage device 1 has a configuration in which the power storage unit 12 and the transformerless inverter unit 11 are separated so that the capacity can be increased by increasing the number of power storage units 12.
  • the output power of the transformerless inverter unit 11 is 3 kVA
  • its volume b is 31.0 L.
  • the volume energy density of the battery cell 1210 of the lithium ion battery 121 in the power storage unit 12 is 338 Wh
  • the capacity c of the power storage unit 12 alone is 2.8 kWh
  • the volume a of the power storage unit 12 alone is 30.0 L.
  • Circles P1 to P5 shown in FIG. 9 are the results of plotting the value of volume energy density Z when the number of power storage units 12 is increased from one to five. Further, the conventional product indicated by a white circle is intended for a product including a grid-connected inverter having an output power of 2 kWh or more.
  • the power storage device 1 can obtain a volume energy density higher than that of the conventional product over the entire capacity of the lithium ion battery shown in FIG.
  • the volume energy density of the power storage device 1 is 57 Wh / L or more, while the volume energy density of the conventional product is 35 Wh / L or less.
  • the size of the circles P2 to P5 is equal to or smaller than that of the conventional product. Therefore, the power storage device 1 according to the embodiment can obtain a volume energy density higher than that of the conventional product when the capacity of the lithium ion battery is 3.2 kWh or more, and can be smaller and lighter than the conventional product.
  • the lithium ion battery 121 in this embodiment uses nickel, manganese, cobalt, and lithium as the positive electrode active material, and has a higher volume energy density than when lithium iron phosphate is used as the positive electrode active material.
  • the inverter unit 11 is miniaturized without a transformer. That is, the power storage device 1 includes a power storage unit 12 including a lithium ion battery 121 having a volume energy density higher than that of a lithium ion battery using lithium iron phosphate as a positive electrode active material, and an AC input terminal 111 and a power storage unit 12. What is necessary is just to provide the transformerless inverter unit 11 which connects without insulating between.
  • the power storage device in the embodiment of the present invention includes a power storage unit including a lithium ion battery having a higher volumetric energy density than a lithium ion battery whose positive electrode active material is lithium iron phosphate, and an input terminal to which AC power is input.
  • the AC power input to the input terminal is converted to DC power and supplied to the lithium ion battery, and the DC power output from the lithium ion battery in the power storage unit is converted to AC power and loaded.
  • a conversion unit that supplies power to the battery, and the conversion unit includes a non-insulated voltage converter that connects the input terminal and the lithium ion battery without insulation, and the total capacity of the power storage unit is 3.
  • the volume energy density obtained by dividing the total capacity by the volumes of the conversion unit and the power storage unit is 57. Is h / L or more.
  • FIG. 10 shows a simulation result of the volume energy density when the volume a of the power storage unit 12 is changed.
  • a curve A in FIG. 10 shows the power storage device 1 when the volume b of the transformerless inverter unit 11 in the power storage device 1 is 31.0 L, the volume a of the power storage unit 12 alone is 30.0 L, and the energy capacity c is 2.8 kWh.
  • the volume energy density Z is shown.
  • P1 to P5 in the curve A are the same as P1 to P5 shown in FIG.
  • curves B to E in FIG. 10 are simulation results of volume energy density when the volume a of the power storage unit 12 is changed. Each of the curves B to E shows the case where the volume a of the power storage unit 12 is set to 40.0L, 50.0L, 60.0L, and 75.0L.
  • unit energy capacity Za of the power storage unit 12 is obtained by the following equation (2).
  • Unit energy capacity Za c / a (2)
  • the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 when the volume a of the power storage unit 12 is 75.0 L is 37.3 Wh / L.
  • the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 when the volume a of the power storage unit 12 is 30.0 L is 93.0 Wh / L.
  • the power storage device 1 when the volume a of the power storage unit 12 is 75.0 L (curve E), the power storage device 1 has a volume energy density equivalent to that of the conventional product when the total capacity of the power storage unit is about 12.0 kWh. However, when the volume a of the power storage unit 12 is less than 75.0 L, a volume energy density higher than that of the conventional product can be obtained. That is, the power storage device 1 can obtain a volume energy density higher than that of the conventional product when the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 is 37.3 ⁇ Za ⁇ 93.0 [Wh / L].
  • the simulation results of the volume energy density Z of the power storage device 1 when 0L, 90.0L, 120.0L, and 170.0L are shown by curves F to J.
  • the power storage device 1 has the same volume energy as that of the conventional product. Although it becomes a density, when the volume b of the transformer-less inverter unit 11 is less than 170.0L, it turns out that a volume energy density higher than a conventional product is obtained. That is, when the unit energy capacity Za is 93.0 Wh / L, the volume b of the transformerless inverter unit 11 is preferably 31.0 ⁇ b ⁇ 170.0 [L].
  • the volume energy density of the transformer-less inverter unit 11 is 50.0 L
  • the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 is changed in the range of 93.0 Wh / L to 40.0 Wh / L.
  • Simulation results are shown by curves K to N.
  • the curves K to N shown in FIG. 12 satisfy the following conditions.
  • the volume a of the power storage unit 12 is In the case of 70.0 L, the volume energy density is the same as that of the conventional product, but when the unit energy capacity Za is 40.0 ⁇ Za ⁇ 93.0 [kWh], a volume energy density higher than that of the conventional product can be obtained. it can. That is, when the volume b of the transformerless inverter unit 11 is 50.0 L, the volume a of the power storage unit 12 is preferably 30.0 ⁇ a ⁇ 70.0 [L].
  • FIG. 13 is a simulation result of the volume energy density when the volume a of the power storage unit 12 alone is changed from 30.0 L to 40.0 L.
  • a curve P indicates a case where the volume a of the power storage unit 12 is 40.0 L and the volume b of the transformerless inverter unit 11 is 100.0 L.
  • Curve Q shows a case where the volume a of the power storage unit 12 is 40.0 L and the volume b of the transformerless inverter unit 11 is 150.0 L.
  • the volume b of the transformerless inverter unit 11 when the volume b of the transformerless inverter unit 11 is 150.0 L, the total energy capacity of the power storage unit is about 7.0 kWh, and the volume energy density is the same as that of the conventional product, but the transformerless inverter unit 11 When the volume b is less than 150.0 L, a higher volume energy density than that of the conventional product can be obtained. Therefore, when the volume “a” of the power storage unit 12 is increased from 30.0 L to 10.0 L, the upper limit of the volume “b” of the inverter unit 11 is less than 170.0 L to less than 150.0 L, and the volume “a” of the power storage unit 12 is 30. It becomes smaller than the case of .0L.
  • the power storage device 1 has a volume (b) of the transformerless inverter unit 11 when the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 is 37.3 ⁇ Za ⁇ 93.0 [Wh / L]. Satisfies 31.0 ⁇ b ⁇ bmax [L]. Note that bmax is 50.0 ⁇ bmax ⁇ 170.0 [L].
  • the power storage device 1 sets the upper limit of the volume b of the transformerless inverter unit 11 to 50.0 L when the unit energy capacity Za of the power storage unit 12 is in the range of 37.3 ⁇ Za ⁇ 93.0 [Wh / L].
  • the volume energy density higher than that of the conventional product can be obtained by setting the range to less than 170.0 L. Therefore, even if the capacity of the power storage unit 12 is equivalent to that of the conventional product, the power storage device 1 can be reduced in size and weight compared to the conventional product. As a result, even when used as a power storage device such as an electric vehicle, a house, or a commercial facility that requires a large battery capacity, it can be installed indoors or in a relatively narrow space.
  • the battery cell 1210 of the lithium ion battery 121 has been described as an example of a laminate type battery in the above-described embodiment, the structure of the battery cell is not limited thereto.
  • the battery cell 1210 may be, for example, a laminate obtained by laminating and winding a sheet-like positive electrode and a sheet-like negative electrode with a separator interposed therebetween, or a battery case made of metal. It may be contained.
  • an AC relay may be provided between the AC input terminal 111 of the transformer-less inverter unit 11 and the inverter 113.
  • the AC relay switches the connection between the AC input terminal 111 and the inverter 113 on and off.
  • an external power supply mode for supplying AC power input from the AC input terminal 111 to the load 3 and a battery power supply mode for supplying power to the load 3 using the lithium ion battery 121 as a power source. Can be switched by on / off control of the AC relay.
  • the example in which the transformerless inverter unit 11 and the power storage unit 12 are individually arranged has been described.
  • the power storage device in which the transformerless inverter unit 11 and the power storage unit 12 are housed in a casing. May be installed in a space between the refrigerator and the ceiling surface.
  • the present invention can be used as a power storage device installed in an electric vehicle, a house, a commercial facility, or the like.

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Abstract

　本発明は、蓄電装置を小型化し、その体積エネルギー密度を向上させる技術を提供する。蓄電装置（１）は、変換部（１１）と蓄電ユニット（１２）とを含む。蓄電ユニット（１２）は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む。変換部（１１）は、交流電力が入力される入力端子を有し、入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して蓄電ユニット（１２）におけるリチウムイオン電池へ供給するとともに、蓄電ユニット（１２）におけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷（３）に供給する。変換部（１１）は、変換部（１１）における入力端子と蓄電ユニット（１２）との間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器により構成されている。

Description

蓄電装置
　本発明は、蓄電装置に関する。
　従来より、正極活物質として、オリビン型結晶構造を有するポリアニオン型材料を用いたリチウムイオン電池が知られている。特に、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いたリチウムイオン電池は、安全性とサイクル耐性が比較的高いため、電気自動車、住宅、商業施設等に設置される蓄電装置に採用されている（特開２００７－２６５９２３号公報参照）。
　電気自動車、住宅、商業施設等に設置される蓄電装置のリチウムイオン電池は、電池の容量が大きく、屋外に配置されることが多いため、大型化される傾向にあり、蓄電装置の体積エネルギー密度が低下する。
　本発明は、蓄電装置を小型化し、その体積エネルギー密度を向上させる技術を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態に係る蓄電装置は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む蓄電ユニットと、交流電力が入力される入力端子を有し、前記入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池へ供給するとともに、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する変換部と、を備え、前記変換部は、前記入力端子と前記蓄電ユニットとの間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器により構成される。
　本発明の構成によれば、蓄電装置を小型化し、その体積エネルギー密度を向上させることができる。
図１は、実施形態における蓄電装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、図１に示すトランスレスインバータユニットの構成例を示すブロック図である。 図３は、図２に示すインバータの回路構成の一例を示す図である。 図４は、図１に示す蓄電ユニットの構成例を示すブロック図である。 図５Ａは、図４に示す電池セルの平面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す電池セルをＩ－Ｉ線で切断した断面図である。 図６は、適用例１における蓄電装置の配置例を示す模式図である。 図７Ａは、適用例２における蓄電装置を正面から見た模式図である。 図７Ｂは、図７Ａに示す蓄電装置を底面と上面から見た模式図である。 図７Ｃは、図７Ａに示す蓄電装置をＩＩ－ＩＩ線で切断した断面図である。 図８は、適用例２における蓄電装置の他の例を示す模式図である。 図９は、実施形態における蓄電装置と従来製品の蓄電装置の体積エネルギー密度とを表したバブルチャートである。 図１０は、蓄電装置の体積エネルギー密度のシミュレーション結果を示す図である。 図１１は、蓄電装置の体積エネルギー密度のシミュレーション結果を示す図である。 図１２は、蓄電装置の体積エネルギー密度のシミュレーション結果を示す図である。 図１３は、蓄電装置の体積エネルギー密度のシミュレーション結果を示す図である。
　本発明の一実施形態に係る蓄電装置は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む蓄電ユニットと、交流電力が入力される入力端子を有し、前記入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池へ供給するとともに、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する変換部と、を備え、前記変換部は、前記入力端子と前記蓄電ユニットとの間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器により構成される（第１の構成）。
　第１の構成によれば、蓄電ユニットのリチウムイオン電池は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも体積エネルギー密度が高いため、リン酸鉄リチウムを用いたリチウムイオン電池を用いる場合よりも蓄電ユニットを小型化することができる。また、変換部は、蓄電ユニットを非絶縁型変換器によって入力端子に接続するため、トランスを必要としない。その結果、従来よりも小型化され、体積エネルギー密度が高い蓄電装置を実現することができる。
　また、上記第１の構成において、さらに、内部の空気を外部へ排気するファンを備えることとしてもよい（第２の構成）。第２の構成によれば、ファンによって蓄電装置内の空気を外部へ放出することができるので、アルミニウム等の放熱板を用いて蓄電装置内の熱を放散する場合と比べ、蓄電装置を小型化することができる。その結果、体積エネルギー密度を更に高くすることができる。
　また、上記第１又は第２の構成において、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池は、セパレータを介して正極と負極とを積層して構成されていることとしてもよい（第３の構成）。第３の構成によれば、蓄電ユニットのリチウムイオン電池は正極と負極とを積層して構成されているため、巻回型のリチウムイオン電池と比べ、リチウムイオン電池による熱が放出されやすく、蓄電ユニットを小型化しやすい。
　また、上記第１から第３のいずれかの構成において、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池は、前記変換部により、満充電よりも小さい割合で充電されることとしてもよい（第４の構成）。第４の構成によれば、リチウムイオン電池は満充電されないため、満充電される場合と比べ、リチウムイオン電池のサイクル耐性を向上させることができる。
　また、上記第１から第４のいずれかの構成において、前記蓄電ユニットの容量を当該蓄電ユニットの体積で除算して得られる単位エネルギー容量Ｚａが、３７．３＜Ｚａ≦９３．０[Ｗｈ／Ｌ]である場合において、前記変換部の体積ｂは、３１．０≦ｂ＜ｂｍａｘ[Ｌ]を満たし、５０．０≦ｂｍａｘ＜１７０．０[Ｌ]であることとしてもよい（第５の構成）。
　また、本発明の一実施形態に係る蓄電装置は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む蓄電ユニットと、交流電力が入力される入力端子を有し、前記入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して前記リチウムイオン電池へ供給するとともに、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する変換部と、備え、前記変換部は、前記入力端子と前記リチウムイオン電池との間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器を有し、前記蓄電ユニットの全容量が３．２ｋＷｈ以上であるとき、前記全容量を前記変換部と前記蓄電ユニットの体積で除算して得られる体積エネルギー密度が５７Ｗｈ／Ｌ以上である（第６の構成）。
　上記第６の構成によれば、蓄電ユニットの全容量を３．２ｋＷｈ以上としても、当該全容量を変換部の体積と、蓄電ユニットの体積との和で除した蓄電装置の体積エネルギー密度を５７ｋＷｈ／Ｌ以上とすることができる。そのため、従来よりも小型化され、高体積エネルギー密度の蓄電装置を実現することができる。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、以下において参照する図面は、便宜上、構成を簡略化又は模式化して表し、一部の部材等が省略されている。また、図面に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を表すものではない。
　（蓄電装置の構成例）
　図１は、本実施形態における蓄電装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、蓄電装置１は、分電盤２から供給される交流電力を受けて電力を蓄積し、負荷３に対して一定規格の電力を供給する。蓄電装置１は、トランスレスインバータユニット１１と蓄電ユニット１２とを有する。
　トランスレスインバータユニット１１は、分電盤２から供給される交流電力を直流に変換して蓄電ユニット１２へ出力し、蓄電ユニット１２から出力される直流電力を交流に変換して負荷３へ出力する機能を有する。また、トランスレスインバータユニット１１は、分電盤２から供給される交流電力の電圧を所定の電圧に変換して負荷３へ出力する機能を有する。蓄電ユニット１２は、トランスレスインバータユニット１１から出力される直流電力を蓄積するとともに、蓄電ユニット１２に蓄積された直流電力をトランスレスインバータユニット１１に出力する。以下、各構成について具体的に説明する。
　図２は、トランスレスインバータユニット１１の構成例を示すブロック図である。トランスレスインバータユニット１１は、交流入力端子１１１（１１１ａ，１１１ｂ）、交流出力端子１１２（１１２ａ，１１２ｂ）、インバータ１１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４、及び整流回路１１５を有する。
　交流入力端子１１１は、分電盤２（図１参照）と接続されており、分電盤２から交流電力を受け取る。整流回路１１５は、交流入力端子１１１から入力される交流電力を直流に変換してインバータ１１３へ出力する。インバータ１１３は、トランスレス型のインバータである。インバータ１１３は、整流回路１１５、交流出力端子１１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４と接続されている。インバータ１１３は、整流回路１１５から入力される直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１１４へ出力する。また、インバータ１１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４から入力された直流電力を交流に変換して交流出力端子１１２から負荷３へ出力する。また、インバータ１１３は、整流回路１１５から入力される直流電力を交流に変換し、所定の電圧レベルに変換して交流出力端子１１２から負荷３へ出力する。
　ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、トランスレスのＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、後述する蓄電ユニット１２におけるリチウムイオン電池１２１（図４参照）と接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、インバータ１１３で出力された直流電力の電圧を、リチウムイオン電池１２１（図４参照）に適合する電圧に変換してリチウムイオン電池１２１に出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、リチウムイオン電池１２１から出力される直流電力の電圧を変えてインバータ１１３へ出力する。
　つまり、トランスレスインバータユニット１１は、交流入力端子１１１から入力される交流電力を直流に変換して蓄電ユニット１２におけるリチウムイオン電池１２１へ出力し、リチウムイオン電池１２１から出力される直流電力を交流に変換して、交流出力端子１１２から負荷３へ出力する変換部として機能する。本実施形態において、トランスレスインバータユニット１１の体積出力密度は７２ＶＡ／Ｌであるが、トランスレスインバータユニット１１は、体積出力密度が６０ＶＡ／Ｌ以上となるように構成されていればよい。
　ここで、図３に、インバータ１１３の回路構成の一例を示す。この例では、トランスレス方式のフルブリッジインバータが用いられている。図３に示すように、インバータ１１３は、交流入力端子１１１ａ，１１１ｂと、リチウムイオン電池１２１の端子１２１ａ，１２１ｂとの間に、フルブリッジ型のインバータ回路１１３１を有する。交流入力端子１１１ａ，１１１ｂと、インバータ回路１１３１との間には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２が設けられる。インバータ回路１１３１は、スイッチング素子Ｓ３～Ｓ６を有する。スイッチング素子Ｓ１～Ｓ６は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等の半導体スイッチング素子が用いられる。
　図３に示すように、スイッチング素子Ｓ３とＳ４は直列に接続され、スイッチング素子Ｓ５とＳ６は直列に接続されている。スイッチング素子Ｓ３及びＳ４と、スイッチング素子Ｓ５及びＳ６とは、いずれもリチウムイオン電池１２１に対して並列に接続されている。スイッチング素子Ｓ３とＳ４の間のノードＮ１は、交流入力端子１１１ｂと交流出力端子１１２ｂとを接続する配線上のノードＮ３に接続されている。スイッチング素子Ｓ５とＳ６の間のノードＮ２は、コイルＬを介して、交流入力端子１１１ａと交流出力端子１１２ａとを接続する配線上のノードＮ５に接続されている。また、交流入力端子１１１ａと交流出力端子１１２ａとを接続する配線上のノードＮ６と、交流入力端子１１１ｂと交流出力端子１１２ｂとを接続する配線上のノードＮ４との間には、容量Ｃが接続されている。つまり、インバータ回路１１３１と交流出力端子１１２ａ，１１２ｂとの間には、コイルＬが直列に接続され、容量Ｃは並列に接続される。
　図３において、スイッチング素子Ｓ１～Ｓ６のオンオフを制御することにより、インバータ回路１１３１を、順変換回路又は逆変換回路として動作させることができる。つまり、例えば、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンのときに、インバータ回路１１３１を順変換回路として動作させることができる。この場合、インバータ１１３は、交流入力端子１１１ａ，１１１ｂから入力される交流電力を直流に変換して、リチウムイオン電池１２１を端子１２１ａ，１２１ｂを介して充電するとともに、交流出力端子１１２ａ，１１２ｂへ交流電力を出力する。また、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオフのときに、インバータ回路１１３１を逆変換回路として動作させることができる。この場合、インバータ１１３は、リチウムイオン電池１２１の放電によって出力された直流電力を交流に変換し、交流出力端子１１２ａ，１１２ｂから出力する。
　図３の回路構成において、コイルＬに替えて、トランスを設けることも考えられるが、その場合、図３の回路と比べて回路規模が大きくなる。図３において、インバータ１１３は、コイルＬ、容量Ｃ、及びスイッチング素子Ｓ１～Ｓ６を含み、トランスを含まない構成のため、インバータ１１３を小型化することができるので、トランスレスインバータユニット１１の体積出力密度を向上させることができる。
　なお、図３の回路構成では、リチウムイオン電池１２１に交流入力端子１１１ａ，１１１ｂの電圧がかかることになる。そのため、リチウムイオン電池１２１と、リチウムイオン電池１２１が収容されるケース（図示略）との間が基礎絶縁されていることが好ましい。
　次に、蓄電ユニット１２の構成について説明する。図４は、蓄電ユニット１２の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、蓄電ユニット１２は、リチウムイオン電池１２１、監視部１２２、及びリレー１２３を有する。リチウムイオン電池１２１は、複数の電池セル１２１０が直列に接続された電池セル群と、電池セル群が収容されるケース（図示略）とを有する。電池セル群とケースとは基礎絶縁されている。本実施形態において、各電池セル１２１０の体積エネルギー密度は３３８Ｗｈ／Ｌであるが、リチウムイオン電池１２１の体積エネルギー密度が３００Ｗｈ／Ｌ以上となるようにリチウムイオン電池１２１が構成されていればよい。
　ここで、電池セル１２１０の構成について具体的に説明する。図５Ａは、電池セル１２１０の平面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示す電池セル１２１０をＩ－Ｉ線で切断した断面図である。
　図５Ａ及び５Ｂを参照して、電池セル１２１０は、シート状正極１２１１と、シート状負極１２１２と、セパレータ１２１３と、ラミネートフィルム１２１４と、正極外部端子１２１５と、負極外部端子１２１６とを備える。
　シート状正極１２１１、シート状負極１２１２、及びセパレータ１２１３は、積層され、積層体１２１０ａを構成する。シート状正極１２１１は、電池セル１２１０の面内方向（Ｙ軸方向）において、シート状負極１２１２よりも小さいサイズを有する。また、シート状負極１２１２は、面内方向（Ｙ軸方向）において、セパレータ１２１３よりも小さいサイズを有する。そして、シート状正極１２１１、シート状負極１２１２、及びセパレータ１２１３は、面内方向（Ｙ軸方向）において、セパレータ１２１３の両端がシート状負極１２１２の両端よりも外側に位置し、シート状負極１２１２の両端がシート状正極１２１１の両端よりも外側に位置するように配置される。
　ラミネートフィルム１２１４は、略四角形の平面形状を有し、積層体１２１０ａを収納する。そして、ラミネートフィルム１２１４は、その縁部がシールされている。正極外部端子１２１５は、平面状の形状を有する。正極外部端子１２１５の一方端は、シート状正極１２１１に、直接又はリード体１２１７を介して接続され、他方端は、ラミネートフィルム１２１４を介して外部に引き出される。
　負極外部端子１２１６は、平面状の形状を有する。負極外部端子１２１６の一方端は、シート状負極１２１２に、直接又はリード体（図示せず）を介して接続され、他方端は、ラミネートフィルム１２１４を介して外部に引き出される。
　なお、正極外部端子１２１１及び負極外部端子１２１６は、ラミネートフィルム１２１４の同一辺から引き出されているが、これに限らず、正極外部端子１２１５及び負極外部端子１２１６は、ラミネートフィルム１２１４の異なる辺から引き出されていてもよい。
　シート状正極１２１１は、例えば、正極活物質、導電助剤、及びバインダ等を含有する正極合剤からなる層（正極合剤層）を集電体の片面または両面に形成した構造からなる。正極活物質は、リチウム、ニッケル、マンガン、コバルトからなるリチウム含有遷移金属酸化物で構成される。正極の集電体は、例えば、アルミニウム箔、及びアルミニウム合金箔のいずれかからなる。
　シート状負極１２１２は、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、及び炭素繊維等のリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素系材料の１種または２種以上の混合物からなる。また、負極活物質は、例えば、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎ等の元素、Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ｓｂ，Ｉｎの合金、リチウム含有窒化物、及びリチウム酸化物等のリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物（ＬｉＴｉ３Ｏ１２等）、リチウム金属、及びリチウム／アルミニウム合金のいずれかで構成されてもよい。
　これらの負極活物質に導電助剤（正極の導電助剤と同じ材料からなる）と、バインダ（ＰＶＤＦ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のようなゴム系バインダと、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）との混合バインダ等）とを、適宜、添加した負極合剤を、集電体を芯材として成形体（負極合剤層）に仕上げたもの、または、上述した各種の合金、またはリチウム金属の箔を集電体の表面に積層したもの等がシート状負極１２１２として用いられる。
　負極外部端子１２１６は、ニッケル、ニッケルメッキをした銅、及びニッケル－銅クラッド等の金属の箔、又はリボンからなる。
　セパレータ１２１３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンとの融合体、ポリエチレンテレフタレート、およびポリブチレンテレフタレート等で構成された多孔質フィルム又は不織布からなる。
　電池セル１２１０に用いられる電解液は、例えば、高誘電率溶媒、又は有機溶媒にＬｉＰＦ６，ＬｉＢＦ４等の溶質を溶解した溶液（非水電解液）からなる。高誘電率溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、及びγ－ブチロラクト ン（ＢＬ）などを用いることができる。有機溶媒は、直鎖状のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、及びメチルエチルカーボ ネート（ＥＭＣ）等の低粘度溶媒からなる。なお、電解液溶媒には、上述した高誘電率溶媒と、低粘度溶媒との混合溶媒を使用することが好ましい。
　図４に戻り、説明を続ける。監視部１２２は、リチウムイオン電池１２１の各電池セル１２１０の容量、電圧、電流、及び温度を計測する。リレー１２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４とリチウムイオン電池１２１とに接続されている。監視部１２２は、電池セル１２１０の電圧、電流、及び温度のいずれかが所定の閾値範囲外であるとき、リレー１２３をオフにしてリチウムイオン電池１２１の出力を停止させる。また、監視部１２２は、リチウムイオン電池１２１の容量が満充電時の容量よりも小さい所定割合となるように、リレー１２３のオンオフを制御して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４からの入力を調整し、リチウムイオン電池１２１を充電する。
　上記実施形態における蓄電装置１は、正極活物質としてリチウム、ニッケル、マンガン、コバルトからなるリチウムイオン電池１２１を備える。そのため、リチウムイオン電池１２１は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも体積エネルギー密度を高くすることができる。また、トランスレスインバータユニット１１は、インバータ１１３とＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を備え、トランスを用いない構成のため、トランスを用いる場合よりもその体積を小さくすることができ、蓄電装置１としての体積を小さくすることができる。その結果、リチウムイオン電池１２１の全容量を蓄電装置１の体積（トランスレスインバータユニット１１の体積と蓄電ユニット１２の体積との和）で除算して得られる体積エネルギー密度を向上させることができる。
　次に、上述した蓄電装置１の適用例について説明する。
　（適用例１）
　図６は、上述した蓄電装置１の配置例を示す模式図である。図６は、１軒の住宅１００に複数のトランスレスインバータユニット１１（１１Ａ～１１Ｃ）と蓄電ユニット１２（１２Ａ～１２Ｃ）とが配置される例を示している。
　住宅１００の１階フロア１０２には、分電盤２が設置されている。住宅１００における床下１０１、１階フロア１０２、１階フロア１０２と２階フロア１０３の間の階間１０４には、トランスレスインバータユニット１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃが配置され、各トランスレスインバータユニットは、配線１３２によって分電盤２と接続されている。
　床下１０１には、２つの蓄電ユニット１２Ａが重ねて配置され、クローゼット１０６には、重ねられた３つの蓄電ユニット１２Ａと１つの蓄電ユニット１２Ａが配置されている。各蓄電ユニット１２Ａとトランスレスインバータユニット１１Ａは、配線１３１を介して接続されている。また、階段下のスペース１０５には、２つの蓄電ユニット１２Ｂが重ねて配置され、配線１３１を介して、各蓄電ユニット１２Ｂとトランスレスインバータユニット１１Ｂとが接続されている。また、階間１０４には、２つの蓄電ユニット１２Ｃが重ねて配置され、配線１３１を介して、各蓄電ユニット１２Ｃとトランスレスインバータユニット１１Ｃが接続されている。
　このように、１つのトランスレスインバータユニット１１に対し、複数の蓄電ユニット１２を接続して蓄電装置を構成してもよい。また、蓄電装置におけるトランスレスインバータユニット１１と蓄電ユニット１２とが離れた場所に配置されていてもよい。上述したように、蓄電ユニット１２とトランスレスインバータユニット１１は小型化されているため、床下１０１、階間１０４、階段下のスペース１０５、クローゼット１０６等の狭小な空間に蓄電装置１を配置することができる。
　（適用例２）
　本適用例では、トランスレスインバータユニット１１と蓄電ユニット１２をラックに収納した蓄電装置の例について説明する。図７Ａは、本適用例の蓄電装置１Ａを正面から見た模式図である。図７Ｂの（ａ）は、図７Ａに示す蓄電装置１Ａを底面側（Ｚ軸負方向）から見た模式図であり、図７Ｂの（ｂ）は、図７Ａに示す蓄電装置１Ａを上面側（Ｚ軸正方向）から見た模式図である。また、図７Ｃは、図７Ａに示す蓄電装置１ＡをＩＩ－ＩＩ線で切断した断面を示す模式図である。
　ラック２０は、例えば、高さ１８００ｍｍ、幅６００ｍｍ、奥行き３００ｍｍを有する。ラック２０の内側の両側面には、棚板２１を固定するための取付穴（図示略）が一定間隔に設けられ、棚板２１の位置を自在に変えられるように構成されている。
　図７Ａ及び７Ｂにおいて、ラック２０の底板２０ａには吸気口として機能する開口部２２が設けられ、上板２０ｂには排気口として機能する開口部２３が設けられている。また、図７Ｃに示すように、ラック２０における内側の背面において、開口部２３近傍には、ファン３０が設置されている。ファン３０は、回転羽根とモータ（いずれも図示略）を有し、ラック２０の外部から電力の供給を受け、ラック２０内の空気を開口部２３から外部へ排出する。
　図７Ａ及び７Ｃにおいて、ラック２０の底面側に配置された棚板２１には蓄電ユニット１２が設置され、上面側に配置された棚板２１にはトランスレスインバータユニット１１が設置されている。蓄電ユニット１２とトランスレスインバータユニット１１は、図示しない配線によって接続され、トランスレスインバータユニット１１は分電盤（図示略）に接続される。
　図７Ａでは、ラック２０に、１つの蓄電ユニット１２を設置する例を示したが、例えば、図８の（ａ）に示すように、ラック２０に２つの蓄電ユニット１２を設置し、各蓄電ユニット１２をトランスレスインバータユニット１１と接続した蓄電装置１Ｂを構成してもよい。また、図８の（ｂ）に示すように、ラック２０に３つの蓄電ユニット１２を設置し、各蓄電ユニット１２をトランスレスインバータユニット１１と接続した蓄電装置１Ｃを構成してもよい。このように、ラック２０に蓄電ユニット１２を増設するだけで、蓄電装置の容量を容易に増やすことができる。なお、各蓄電ユニット１２は全て同じ容量でもよいし、異なる容量でもよい。
　（体積エネルギー密度の比較）
　次に、本実施形態における蓄電装置１と従来製品の蓄電装置の体積エネルギー密度とを比較する。図９は、実施形態に係る蓄電装置１の電池容量を変化させたときの体積エネルギー密度と、従来製品の体積エネルギー密度とを表したバブルチャートである。
　図９において、横軸はリチウムイオン電池の容量、縦軸は体積エネルギー密度を各々示している。図９における黒色の円（Ｐ１～Ｐ５）は、蓄電装置１の体積エネルギー密度を表し、白色の円は、従来製品の体積エネルギー密度を表している。各円の大きさは蓄電装置の重量に比例している。なお、図９において、蓄電装置１及び従来製品ともに、系統連系方式のインバータを用いた例を示している。
　体積エネルギー密度Ｚは、以下の式（１）によって求められる。
　体積エネルギー密度Ｚ＝（ｃ×ｘ）／（ａ×ｘ＋ｂ）・・・式（１）
　ｃ：蓄電ユニット１２単体の容量（ｋＷｈ）
　ｘ：蓄電ユニット１２の数
　ａ：蓄電ユニット１２単体の体積（Ｌ）
　ｂ：トランスレスインバータユニット１１の体積（Ｌ）
　蓄電装置１は、蓄電ユニット１２の台数を増やすことで、より大きな容量に対応できるように、蓄電ユニット１２とトランスレスインバータユニット１１とが分離された構成となっている。この例において、トランスレスインバータユニット１１の出力電力は３ｋＶＡであり、その体積ｂは３１．０Ｌである。また、蓄電ユニット１２におけるリチウムイオン電池１２１の電池セル１２１０の体積エネルギー密度は３３８Ｗｈ、蓄電ユニット１２単体の容量ｃは２．８ｋＷｈ、蓄電ユニット１２単体の体積ａは３０.０Ｌである。
　図９に示す円Ｐ１～Ｐ５は、蓄電ユニット１２を１台から５台まで増やした場合の体積エネルギー密度Ｚの値をプロットした結果である。また、白色の円で示す従来製品は、出力電力が２ｋＷｈ以上の系統連系方式のインバータを備えるものを対象としている。
　図９において、原点とＰ１とを結ぶ直線Ｌ１と、Ｐ２～Ｐ５を線形近似した直線Ｌ２との交点Ｐ０は、リチウムイオン電池の容量が３．２ｋＷｈであり、体積エネルギー密度が５７Ｗｈ／Ｌである。
　蓄電装置１は、図９に示すリチウムイオン電池の容量の全域において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができる。特に、リチウムイオン電池の容量が３．２ｋＷｈ以上において、蓄電装置１の体積エネルギー密度は５７Ｗｈ／Ｌ以上であるが、従来製品の体積エネルギー密度は３５Ｗｈ／Ｌ以下となっている。また、容量が３．２ｋＷｈ以上において、Ｐ２～Ｐ５の円の大きさは従来製品の円と同等又は小さくなっている。従って、実施形態に係る蓄電装置１は、リチウムイオン電池の容量３．２ｋＷｈ以上において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができ、従来製品よりも小型化及び軽量化することができる。
　これは、本実施形態におけるリチウムイオン電池１２１は、ニッケル、マンガン、コバルト、リチウムを正極活物質として用い、リン酸鉄リチウムを正極活物質として用いる場合よりも体積エネルギー密度が高く、さらに、トランスレスインバータユニット１１は、トランスを備えず小型化されていることによる。つまり、蓄電装置１は、正極活物質としてリン酸鉄リチウムイオンを用いたリチウムイオン電池よりも体積エネルギー密度が高いリチウムイオン電池１２１を有する蓄電ユニット１２と、交流入力端子１１１と蓄電ユニット１２との間を絶縁しないで接続するトランスレスインバータユニット１１とを備えていればよい。
　従って、本発明の実施形態における蓄電装置は、正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む蓄電ユニットと、交流電力が入力される入力端子を有し、前記入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して前記リチウムイオン電池へ供給するとともに、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する変換部と、備え、前記変換部は、前記入力端子と前記リチウムイオン電池との間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器を有し、前記蓄電ユニットの全容量が３．２ｋＷｈ以上であるとき、前記全容量を前記変換部と前記蓄電ユニットの体積で除算して得られる体積エネルギー密度が５７Ｗｈ／Ｌ以上である。
　ここで、図１０に、蓄電ユニット１２の体積ａを変化させたときの体積エネルギー密度のシミュレーション結果を示す。図１０における曲線Ａは、蓄電装置１におけるトランスレスインバータユニット１１の体積ｂを３１.０Ｌ、蓄電ユニット１２単体の体積ａを３０.０Ｌ、エネルギー容量ｃを２．８ｋＷｈとした場合の蓄電装置１の体積エネルギー密度Ｚを示している。曲線ＡにおけるＰ１～Ｐ５は、図９に示すＰ１～Ｐ５と同じである。また、図１０における曲線Ｂ～Ｅは、蓄電ユニット１２の体積ａを変化させたときの体積エネルギー密度のシミュレーション結果である。曲線Ｂ～Ｅの各々は、蓄電ユニット１２の体積ａを４０.０Ｌ、５０.０Ｌ、６０．０Ｌ、７５.０Ｌにした場合を示している。
　蓄電ユニット１２の単位体積当たりのエネルギー容量（以下、単位エネルギー容量）Ｚａは、以下の式（２）によって求められる。
　単位エネルギー容量Ｚａ＝ｃ／ａ　　　　　　　　　　・・・式（２）
　図１０において、蓄電ユニット１２の体積ａが７５．０Ｌ（曲線Ｅ）における蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａは３７．３Ｗｈ／Ｌである。また、蓄電ユニット１２の体積ａが３０．０Ｌ（曲線Ａ）における蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａは９３．０Ｗｈ／Ｌである。
　図１０に示すように、蓄電ユニット１２の体積ａが７５.０Ｌのとき（曲線Ｅ）、蓄電ユニットの全容量が約１２．０ｋＷｈにおいて、蓄電装置１は、従来製品と同等の体積エネルギー密度となるが、蓄電ユニット１２の体積ａが７５.０Ｌ未満において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度が得られる。つまり、蓄電装置１は、蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａが３７．３＜Ｚａ≦９３．０[Ｗｈ／Ｌ]である場合において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができる。
　また、図１１において、蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａを９３．０Ｗｈ／Ｌ（ａ＝３０．０Ｌ、ｃ＝２．８ｋＷｈ）とし、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂを５０.０Ｌ、７０.０Ｌ、９０.０Ｌ、１２０.０Ｌ、１７０.０Ｌとしたときの蓄電装置１の体積エネルギー密度Ｚのシミュレーション結果を曲線Ｆ～Ｊで示す。
　図１１の曲線Ｊで示されるように、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１７０.０Ｌの場合、蓄電ユニットの全容量が約７．０ｋＷｈにおいて、蓄電装置１は、従来製品と同等の体積エネルギー密度となるが、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１７０.０Ｌ未満において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度が得られることが分かる。つまり、単位エネルギー容量Ｚａが９３．０Ｗｈ／Ｌの場合、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂは、３１．０≦ｂ＜１７０．０[Ｌ]であることが好ましい。
　また、図１２において、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂを５０.０Ｌとし、蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａを９３．０Ｗｈ／Ｌ～４０．０Ｗｈ／Ｌの範囲で変化させた体積エネルギー密度のシミュレーション結果を曲線Ｋ～Ｎで示す。なお、図１２に示す曲線Ｋ～Ｎは、以下の条件を満たす。
　曲線Ｋ：Ｚａ＝９３．０Ｗｈ／Ｌ（ａ＝３０．０Ｌ、ｃ＝２．８ｋＷｈ）
　曲線Ｌ：Ｚａ＝７０.０Ｗｈ／Ｌ（ａ＝４０.０Ｌ、ｃ＝２．８ｋＷｈ）
　曲線Ｍ：Ｚａ＝５６.０Ｗｈ／Ｌ（ａ＝５０．０Ｌ、ｃ＝２．８ｋＷｈ）
　曲線Ｎ：Ｚａ＝４０．０Ｗｈ／Ｌ（ａ＝７０．０Ｌ、ｃ＝２．８ｋＷｈ）
　図１２において、曲線Ｎで示すように、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが５０．０Ｌであって、単位エネルギー容量Ｚａが４０.０Ｗｈ／Ｌである場合、すなわち、蓄電ユニット１２の体積ａが７０．０Ｌである場合、従来製品と同等の体積エネルギー密度となるが、単位エネルギー容量Ｚａが４０．０＜Ｚａ≦９３．０[ｋＷｈ]において、従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができる。つまり、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが５０．０Ｌの場合、蓄電ユニット１２の体積ａは、３０．０≦ａ＜７０．０[Ｌ]であることが好ましい。
　また、図１３は、蓄電ユニット１２単体の体積ａを３０．０Ｌから４０．０Ｌにした場合の体積エネルギー密度のシミュレーション結果である。曲線Ｐは、蓄電ユニット１２の体積ａが４０．０Ｌであり、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１００．０Ｌの場合を示している。また、曲線Ｑは、蓄電ユニット１２の体積ａが４０．０Ｌであり、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１５０．０Ｌの場合を示している。
　図１３に示すように、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１５０．０Ｌのとき、蓄電ユニットの全容量が約７．０ｋＷｈにおいて従来製品と同等の体積エネルギー密度となるが、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂが１５０.０Ｌ未満の場合に従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができる。従って、蓄電ユニット１２単体の体積ａを３０．０Ｌから１０．０Ｌ増やした場合、インバータユニット１１の体積ｂの上限は１７０．０Ｌ未満から１５０．０Ｌ未満となり、蓄電ユニット１２単体の体積ａが３０．０Ｌの場合よりも小さくなる。
　つまり、本実施形態における蓄電装置１は、蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａが、３７．３＜Ｚａ≦９３．０[Ｗｈ／Ｌ]である場合において、トランスレスインバータユニット１１の体積（ｂ）が、３１．０≦ｂ＜ｂｍａｘ[Ｌ]を満たす。なお、ｂｍａｘは、５０．０≦ｂｍａｘ＜１７０.０[Ｌ]である。
　このように、蓄電装置１は、蓄電ユニット１２の単位エネルギー容量Ｚａが３７．３＜Ｚａ≦９３．０[Ｗｈ／Ｌ]の範囲において、トランスレスインバータユニット１１の体積ｂの上限を５０．０Ｌ以上、１７０．０Ｌ未満の範囲に設定することで、従来製品よりも高い体積エネルギー密度を得ることができる。そのため、従来製品と同等の蓄電ユニット１２の容量としても、従来製品と比べて蓄電装置１の小型化及び軽量化を図ることができる。その結果、大きな電池容量が必要とされる電気自動車、住宅、商業施設等の蓄電装置として用いられる場合であっても、屋内や比較的狭小な空間に設置することができる。
　＜変形例＞
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。
　（１）上述した実施形態において、リチウムイオン電池１２１の電池セル１２１０がラミネート型電池の例を説明したが、電池セルの構造はこれに限らない。電池セル１２１０は、例えば、セパレータを介してシート状正極とシート状負極とを積層して巻回した巻回体をラミネートフィルムで外装したものでもよいし、巻回体を金属からなる電池ケースに収容したものでもよい。
　（２）上記実施形態において、トランスレスインバータユニット１１の交流入力端子１１１とインバータ１１３との間に交流リレーが設けられていてもよい。交流リレーは、交流入力端子１１１とインバータ１１３との間の接続のオンオフを切り替える。このように構成することにより、例えば、交流入力端子１１１から入力された交流電力を負荷３へ供給する外部電力供給モードと、リチウムイオン電池１２１を電源として負荷３へ電力を供給する電池電力供給モードとを、交流リレーのオンオフ制御によって切り替えることができる。
　（３）上記適用例１では、トランスレスインバータユニット１１と蓄電ユニット１２とを個別に配置する例を説明したが、例えば、トランスレスインバータユニット１１と蓄電ユニット１２とを筐体に収納した蓄電装置を、冷蔵庫と天井面の間の空間等に設置してもよい。
　本発明は、電気自動車、住宅、商業施設等に設置される蓄電装置として利用可能である。

Claims (5)

  1. 　正極活物質がリン酸鉄リチウムからなるリチウムイオン電池よりも高い体積エネルギー密度を有するリチウムイオン電池を含む蓄電ユニットと、
    　交流電力が入力される入力端子を有し、前記入力端子に入力された交流電力を直流電力に変換して前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池へ供給するとともに、前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する変換部と、を備え、
    　前記変換部は、前記入力端子と前記蓄電ユニットとの間を絶縁しないで接続する非絶縁型電圧変換器により構成される、蓄電装置。
  2. 　請求項１に記載の蓄電装置であって、さらに、
    　内部の空気を外部へ排気するファンを備える、蓄電装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の蓄電装置であって、
    　前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池は、セパレータを介して正極と負極とを積層して構成されている、蓄電装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    　前記蓄電ユニットにおけるリチウムイオン電池は、前記変換部により、満充電よりも小さい割合で充電される、蓄電装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄電装置であって、
    　前記蓄電ユニットの容量を当該蓄電ユニットの体積で除算して得られる単位エネルギー容量Ｚａが、３７．３＜Ｚａ≦９３．０[Ｗｈ／Ｌ]である場合において、前記変換部の体積ｂは、３１．０≦ｂ＜ｂｍａｘ[Ｌ]を満たし、５０．０≦ｂｍａｘ＜１７０．０[Ｌ]である、蓄電装置。
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