WO2018142674A1 - ラック型の電源装置 - Google Patents

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WO2018142674A1
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rack
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supply device
type power
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PCT/JP2017/036943
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大野　尉浩
康宏 渡辺
浦　登志一
政博 川畑
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a rack-type power supply device in which a plurality of battery modules including a plurality of chargeable / dischargeable secondary battery cells are housed in a rack.
  • a rack-type power supply device in which a large number of secondary batteries are connected in series and in parallel is used for applications such as backup power supplies for servers, buildings, factories, etc., power storage for peak cut, or power drive.
  • An example of such a power supply device is shown in the schematic cross-sectional view of FIG.
  • a large number of plate-like battery modules 101 in which a large number of secondary battery cells are connected in series and / or in parallel are arranged in a rack 102 in parallel with each other in a horizontal posture.
  • a plurality of heat dissipation fans 105 are provided on the back side of the rack 102, and as indicated by arrows, air is sucked from the front side of the rack 102 and exhausted from the back side, thereby forcing the air flow. And the power supply device is cooled by air cooling by flowing it through the gap 103 between the battery modules 101.
  • the rack 102 since it is necessary to exhaust the cooling air from the back side of the rack 102, the rack 102 must be arranged at a certain distance from the wall surface 110. However, such a restriction on the arrangement of the racks 102 is not preferable because it reduces the degree of freedom.
  • the rack 102 may be installed in close contact with the wall surface 110, or the racks 102 may be spaced from each other. It may be arranged side by side. In such a case, the battery module 101 of each power supply device cannot be air-cooled effectively, which leads to deterioration of the secondary battery cell and shortened life.
  • the present invention has been made in view of such a background.
  • One of the objects of the present invention is to improve the degree of freedom of arrangement of the rack-type power supply device, and to suppress the difference in the cooling capacity of the battery modules while reducing the number of cooling fans than the number of battery modules.
  • An object of the present invention is to provide a rack type power supply apparatus.
  • a plurality of battery modules 1 housing a plurality of secondary battery cells 11 and a plurality of battery modules 1 are opened with a gap 3 therebetween in a horizontal posture.
  • the cooling fans 5 are arranged on the front side of the rack bodies 2 and 52 and blown cooling air into the gaps 3 formed between the battery modules 1.
  • the rack body 2, 52 includes a rear duct 4 that allows the cooling air that has passed through the gaps 3 to pass upward on the rear side of the plurality of battery modules 1, and the rear duct 4.
  • the number of cooling fans 5 is smaller than the number of battery modules 1, and the cooling fans 5 are connected to the rack bodies 2, 52. In front view Te are disposed let deviated from the gap 3 formed between the battery modules 1 together.
  • the arrangement position is not the position of the gap between battery modules with good blowing efficiency, but dare to avoid the gap between battery modules.
  • the cooling air is intentionally hindered from flowing, and the cooling air is supplied to the region where the cooling air is difficult to reach. As a result, uniform cooling is realized.
  • the plurality of battery modules 1 housing the plurality of secondary battery cells 11 and the plurality of battery modules 1 are opened with a gap 3 therebetween in a horizontal posture.
  • the cooling fans 5 are arranged on the front side of the rack main bodies 62 and 72 and blown the cooling air into the gaps 3 formed between the battery modules 1.
  • the rack main bodies 62, 72 are provided with rear ducts 64, 74 that allow the cooling air that has passed through the gaps 3 to pass upward on the back side of the plurality of battery modules 1,
  • An exhaust port 28 for exhausting the cooling air that has passed through the rear ducts 64 and 74 is opened to the top surface side, and the rear ducts 64 and 74 are accommodated in the upper regions 66 and 76 of the rack bodies 62 and 72.
  • the cooling fans 5 are arranged side by side vertically.
  • a rear duct formed on the back side of a plurality of battery modules is divided into a first flow path and a second flow path, and the cooling air that has passed through the plurality of battery modules arranged in the upper region is used as the first flow path. This is because the flow of the cooling air passing through the rear duct can be improved by passing the cooling air passing through the plurality of battery modules arranged in the lower region and passing through the second flow path.
  • the rear duct is divided into a first flow path and a second flow path, and the cooling air that has passed through a plurality of battery modules disposed in the lower area is passed through the second flow path, so that the battery in the lower area can be obtained. It is possible to effectively prevent the cooling air that has passed through the module from stagnating in the rear duct and efficiently blow air through the second flow path. Thereby, the flow of the cooling air blown to the lower region can be secured, the uniform air flow can be realized as a whole, and soaking can be realized.
  • the rear ducts 64 and 74 are located on the rear side of the plurality of battery modules 1 housed in the upper regions 66 and 76, and the rear duct 64. , 74 is provided with partition walls 65, 75 that divide the interior of the partition wall forward and backward.
  • the front surfaces of the partition walls 65, 75 are defined as first flow paths 64A, 74A, and the rear surfaces of the partition walls 65, 75 are defined as second flow paths 64B. 74B.
  • the rear duct can be divided into the first flow path and the second flow path with a simple structure in which the partition wall is arranged on the rear duct.
  • the cooling air that has passed between the battery modules stored in the upper region is passed through the first flow path formed on the front side of the partition wall, and the cooling air that has passed between the battery modules stored in the lower region is Since it is made to pass through the 2nd flow path formed in the back side of a partition wall, the cooling wind which passed between the battery modules arrange
  • the cooling fans 5 are arranged at equal intervals every other stage with respect to the plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages.
  • the number of cooling fans arranged on the front side of the rack body is half the number of the plurality of battery modules arranged in a plurality of stages, reducing the manufacturing cost and reducing the cooling air blown into each gap. All battery modules can be cooled uniformly by making the air flow uniform.
  • the cooling fan located at the bottom is positioned so as to match the battery module located at the bottom, and the airflow flowing in the gap between the battery modules is made uniform so that all the battery modules are uniform. Can be cooled.
  • the cooling fan 5 disposed at the lowest position on the front side of the rack body 52 is connected to the battery module 1 housed in the rack body 52. It arrange
  • the cooling fan positioned at the bottom is aligned with the battery module positioned at the second level from the lowest level to make the airflow flowing through the gaps between the battery modules uniform.
  • the battery module can be cooled uniformly.
  • the rack body 2, 62 is located at the exhaust port 28 and exhaust fan for exhausting the cooling air that has passed through the rear ducts 4, 64. 35.
  • the cooling air flowing into the rear duct through the gaps between the plurality of battery modules arranged above and below is effectively sucked by the exhaust fan arranged at the top side exhaust port. Can be discharged.
  • exhaust since exhaust is forcibly exhausted from the exhaust port on the top surface side, the entire cooling airflow is promoted, and all the battery modules can be cooled more efficiently.
  • the rack main bodies 2, 52, 62, 72 are cooled by the cooling fan 5 below the battery module 1 arranged at the lowest level.
  • a bottom side duct 30 through which wind passes is provided, and the bottom side duct 30 is communicated with the rear ducts 4, 64, 74 so that the cooling air that has passed through the bottom duct 30 flows into the rear ducts 4, 64, 74.
  • the vertical width (T) of the bottom side duct 30 is made wider than the vertical width (t) of the gap 3 formed between the battery modules 1.
  • the flow of cooling air blown from the cooling fan located at the lowermost side to the lowermost battery module is promoted, and the airflow in the vicinity of the battery module arranged at the lowermost stage can be improved.
  • the vertical width of the bottom side duct wider than the gap between the battery modules it is possible to more effectively improve the wind flow at the bottom and to cool all the battery modules uniformly.
  • the distance (h) between the cooling fan 5 and the front surfaces 1A of the plurality of battery modules 1 facing the cooling fan 5 is set to the thickness of the cooling fan 5 ( 4) or less of k).
  • the power supply controller 7 that controls charging / discharging of the plurality of battery modules 1 housed in the rack main bodies 2, 52, 62, 72 is provided. 7 is arranged above the battery module 1 arranged at the uppermost stage of the plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages, and the power supply controller 7 is cooled by the cooling air passing through the back duct 4.
  • this power supply controller is arranged above the uppermost battery module, so that the cooling air passing through the rear duct can be reduced.
  • the power supply controller can be effectively cooled by contact.
  • the battery module 1 includes the output terminal 14 for outputting the outputs of the plurality of built-in secondary battery cells 11 on the front surface 1A.
  • the output terminals 14 of the plurality of battery modules 1 are connected to the power supply module 7 via connection lines 41 on the front side of the rack bodies 2, 52, 62, 72.
  • connection lines and output terminals for connecting a plurality of battery modules are arranged on the front side, these wiring portions can be effectively cooled. Further, since these wiring members are arranged on the front side of the battery module that is forcedly blown by the cooling fan, it is possible to realize a feature that cooling can be performed while effectively preventing foreign matters such as dust from accumulating on this portion.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rack-type power supply device according to a first embodiment of the present invention. It is a disassembled perspective view of the rack-type power supply device shown in FIG. It is a front view which shows the state which removed the front plate of the rack type power supply device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view corresponding to a cross section taken along line IV-IV of the rack-type power supply device shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view corresponding to a cross section taken along line VV of the rack-type power supply device shown in FIG. 1.
  • It is a perspective view of a battery module. It is a principal part expanded sectional view of the rack-type power supply device shown in FIG.
  • each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
  • the rack-type power supply device of the present invention can be used as a stationary power storage facility, for example, a backup power source that is driven during a power failure in a server, building, factory, etc., a peak-cut power storage, or a power drive application.
  • a backup power source that is driven during a power failure in a server, building, factory, etc.
  • a peak-cut power storage or a power drive application.
  • FIGS. 1 is a perspective view of a rack-type power supply device
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the rack-type power supply device
  • FIG. 3 is a front view with the front plate of the rack-type power supply device removed
  • FIG. FIG. 5 shows a horizontal schematic cross-sectional view of the power supply device of FIG. 5, and
  • FIG. 5 shows a horizontal schematic cross-sectional view of the rack-type power supply device.
  • the rack-type power supply device shown in FIGS. 1 to 5 has a hollow storage space 20 inside the rack body 2, and a plurality of battery modules 1 are stored in this storage space 20 side by side in a horizontal posture. ing.
  • the plurality of battery modules 1 are arranged in a state in which a gap 3 is formed between the battery modules 1 adjacent to each other in the vertical direction.
  • the rack body 2 has a smaller number of cooling fans 5 than the battery module 1 arranged on the front side.
  • the rack body 2 includes a rear duct 4 that allows the cooling air that has passed through the gap 3 to pass upward on the rear side of the plurality of battery modules 1, and an exhaust for exhausting the cooling air that has passed through the rear duct 4.
  • the mouth 28 is opened to the top side.
  • the above rack-type power supply device passes the cooling air taken into the inside of the rack body 2 by the cooling fan 5 from the gap 3 between the battery modules 1 to the rear duct 4 and exhausts it from the exhaust port 28 to store the storage space 20. All the battery modules 1 housed in the are cooled with cooling air.
  • the battery module 1 includes a battery 10 composed of a plurality of secondary battery cells 11 connected in series and / or in parallel to each other, and an outer case 12 containing the battery 10. And.
  • the battery 10 has a plurality of secondary battery cells 11 connected in series and in parallel, and an output voltage of 803.6V.
  • the secondary battery cell 11 is a lithium ion secondary battery.
  • the battery 10 in which the secondary battery cell 11 is a lithium ion secondary battery can increase the output with respect to volume and weight.
  • a lithium polymer battery or a nickel-water secondary battery cell can be used instead of the lithium ion battery. Therefore, this invention does not specify a secondary battery cell as a lithium ion battery, and can use all the batteries which can be charged for a secondary battery cell.
  • the battery 10 in the figure is provided with a temperature sensor 19 for temperature detection. The temperature sensor may be provided for each secondary battery cell or may be used for monitoring only the secondary battery cell at a specific position.
  • the outer case 12 has a box shape with a thick overall shape, and houses a battery 10 composed of a plurality of secondary battery cells 11.
  • the outer case 12 is made of a material excellent in heat conduction, for example, metal. However, the outer case can be made of resin.
  • the outer case 12 is formed in a storage space 20 inside the rack body 2 in a shape and size that can be stored side by side in a plurality of stages.
  • the battery module 1 shown in the figure is provided with positioning collars 13 projecting on both sides on the front side of the outer case 12 so that it can be inserted into the storage space 20 of the rack body 2 to a predetermined depth.
  • the positioning flange 13 is brought into contact with the opening edge of the storage space 20 of the rack body 2 and stored in a fixed position.
  • the battery module 1 can fix the positioning collar 13 to the opening edge of the rack body 2 via a connecting tool such as a set screw.
  • the battery module 1 outputs an electronic circuit 17 including a microcomputer that detects and monitors the state of the plurality of secondary battery cells 11 and a signal such as information detected by the electronic circuit 17 to the outside.
  • a communication circuit 18 for receiving signals is provided.
  • the electronic circuit 17 is a circuit for detecting battery information such as temperature and voltage of a plurality of secondary battery cells 11 and charging / discharging current, and a circuit for detecting and calculating the full charge and remaining capacity of the battery from the battery information.
  • a protection circuit for monitoring whether or not the battery is normal is provided. Information detected by the electronic circuit 17 is output to the outside via the communication circuit 18.
  • the battery module 1 includes positive and negative output terminals 14 connected to the output side of the battery 10 on the front surface 1 ⁇ / b> A of the outer case 12. As shown in FIG. 3, the positive and negative output terminals 14 are connected by a connection line 41 on the front surface 1 ⁇ / b> A side of the battery module 1 in a state where a plurality of battery modules 1 are stored in the storage space 20 of the rack body 2. .
  • the connection line 41 includes wiring connectors 43 at both ends.
  • the wiring connectors 43 are fitted to the output terminals 14 and the plurality of battery modules 1 are connected via the connection lines 41.
  • a plurality of battery modules 1 stacked one above the other are connected in series via a connection line 41.
  • the plurality of battery modules can be connected in series and / or in parallel.
  • the power supply device 100 can construct the wiring of a plurality of battery modules 1 on the front side of the rack body 2, wiring work and maintenance can be simplified.
  • the connection lines 41 and the output terminals 14 that connect the plurality of battery modules 1 are arranged on the front side of the battery module 1, these wiring portions can be effectively cooled by the cooling air blown from the cooling fan 5.
  • these wiring members are arranged on the front side of the battery module that is forcedly blown by the cooling fan, it is possible to realize a feature that cooling can be performed while effectively preventing foreign matters such as dust from accumulating on this portion.
  • the battery module 1 includes a signal terminal 15 on the front surface 1A of the outer case 12 for outputting a signal from the built-in communication circuit 18 and inputting a signal from an external device.
  • the signal terminal 15 includes an output terminal 15A and an input terminal 15B.
  • the input terminal 15B is connected to another adjacent battery module 1 through a communication line 42, and a signal output from the battery module 1 is input thereto.
  • the output terminal 15 ⁇ / b> A outputs a signal from the communication circuit 18 built in the battery module 1, and passes and outputs a signal input from another battery module 1.
  • the input terminal 15B for inputting the signal from the other battery module 1 is provided, the signal is output from the output terminal 15A, and the signal from the plurality of battery modules 1 is connected to one line via the communication line 42. Therefore, it is possible to monitor the state of the plurality of battery modules 1 by simplifying the wiring.
  • the battery module can also be provided with a signal terminal composed only of an output terminal.
  • the rack body 2 shown in FIG. 1 to FIG. 4 closes the four sides of the columns 21 provided at the four corners with the front plate 22, the back plate 23, and the left and right side plates 24, and the top surface with the top plate 25.
  • the rack body 2 has a hollow interior and is provided with a storage space 20 in which a plurality of battery modules 1 are stored in a plurality of stages in the vertical direction.
  • the rack body 2 stores a plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages with a gap 3 therebetween in a horizontal posture.
  • the rack body 2 includes a positioning member for the battery module 1 in order to arrange the plurality of battery modules 1 in a horizontal posture at a predetermined interval.
  • the rack body 2 shown in the figure has a plurality of positioning plates 26 arranged one above the other as positioning members.
  • the positioning plate 26 is a metal plate bent in an L shape in cross section, and includes a vertical portion 26 ⁇ / b> Y disposed along the side surface of the battery module 1 and a support portion that supports the lower surfaces of both side portions of the battery module 1 from below. 26X.
  • the rack body 2 in FIG. 1 includes a pair of support frames 27 arranged in a vertical posture between the side plates 24 provided on both sides and on both sides of the storage space 20.
  • a plurality of positioning plates 26 are vertically arranged and fixed inside.
  • the plurality of positioning plates 26 are arranged in a posture in which the support portion 26 ⁇ / b> X in a horizontal posture protrudes inward from the side surface of the storage space 20.
  • the rack body 2 can support the plurality of battery modules 1 at a predetermined interval by placing the battery modules 1 on the upper surface of the opposing support portion 26X while partitioning the storage space 20 into a plurality of stages. I have to.
  • the rack main body 2 shown in the figure has an equal interval between the vertical portions 26Y of the positioning plates 26 arranged opposite to the left and right to the lateral width of the battery module 1, and a plurality of positioning plates 26 arranged vertically are arranged without gaps. Cooling air is prevented from leaking from both sides to both sides.
  • the rack body is provided with an air leakage prevention member outside or inside the vertical portion of the positioning plate in order to prevent the cooling air blown into the storage space from leaking in the left-right direction of the battery module. You can also.
  • the above rack main body 2 can pass the cooling air blown to the gap 3 formed between the battery modules 1 arranged in a plurality of stages to the back side without leaking to both sides.
  • the plurality of positioning plates 26 do not necessarily have a structure in which air does not completely leak, and may have a structure in which some air leaks.
  • the rack main body 2 shown in the figure has the side plate 24 blocking the outside of the positioning plate 26, so that even if air leaks from the positioning plate 26 to the outside, it can be prevented from leaking outside by the side plate 24. Because.
  • the rack body 2 shown in the figure is provided with a plurality of stages of support portions 26X protruding inward from positioning plates 26 arranged side by side so that the battery module 1 is accommodated in each stage.
  • the rack body 2 shown in FIGS. 1 to 4 is provided with 14 support portions 26X vertically extending in the front-rear direction in a horizontal posture, and the storage space is supported while the battery module 1 is supported in a horizontal posture by each support portion 26X.
  • the structure can be aligned with 20.
  • the rack body 2 has a pitch of the positioning plates 26 arranged vertically, and an interval (S) between the support portions 26 ⁇ / b> X protruding inside the storage space 20 is set to the thickness of the battery module 1. It is larger than (d).
  • a gap 3 having a predetermined vertical width (t) is formed between the battery modules 1 stacked one above the other. Therefore, the interval (S) between the support portions 26 ⁇ / b> X arranged above and below can be set to an interval obtained by adding the vertical width (t) of the gap 3 to the thickness (d) of the battery module 1.
  • the rack body 2 can be accurately arranged at a fixed position in the storage space 20 while providing a gap 3 having a predetermined vertical width (t) between the battery modules 1.
  • the above rack body 2 can be inserted while positioning the battery module 1 by inserting the battery module 1 along the inner surface of the vertical portion 26Y and the upper surface of the support portion 26X of the positioning plate 26 located on both sides.
  • the rack body can be inserted while guiding the battery module by providing stepped portions and guide rails on both sides of the storage space.
  • the positioning member can be a support plate that supports the entire battery module from below. In this rack body, the interval between the upper and lower support plates is made larger than the thickness of the battery modules, so that a plurality of battery modules are arranged in multiple stages while providing a predetermined vertical width gap between the battery modules stacked vertically. Can be placed.
  • this support plate can blow air while providing cooling air directly in contact with the lower surface of the battery module by providing slits and through holes.
  • the rack body 2 has a structure in which a plurality of battery modules 1 are inserted to a predetermined depth of the storage space 20. As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the rack body 2 has a space between the back surface 1 ⁇ / b> B and the back plate 23 of the plurality of battery modules 1 stored in the storage space 20. The space is a back duct 4 through which the cooling air that has passed through the gap 3 between the battery modules 1 passes.
  • the rack body 2 can determine the front-rear width (L) of the back duct 4 formed on the back side of the battery module 1 by adjusting the insertion position of the battery module 1 stored in the storage space 20.
  • the rack body 2 can efficiently flow the cooling air that has passed through the plurality of gaps 3 disposed above and below and flow to the top surface side. growing.
  • the front-rear width (L) of the back duct 4 is reduced, the outer shape can be reduced and compact, but the cooling air that has passed through the plurality of gaps 3 cannot be passed efficiently. Therefore, the front-rear width (L) of the back duct 4 formed in the rack body 2 is determined by the number of the battery modules 1 and cooling fans 5 arranged above and below, the amount of air blown by the cooling fans 5, the size of the battery modules 1, and the like. The optimum width is determined in consideration.
  • the front-rear width (L) of the back duct 4 is, for example, 1/10 times to 1 time, preferably 1/5 times the vertical width (t) of the gap 3 between the battery modules 1 multiplied by the number of battery modules. It is possible to make it 3/5 times.
  • the rack body 2 closes the front side of the battery module 1 with the front plate 22 in a state where the plurality of battery modules 1 are stored in a plurality of stages in the storage space 20.
  • a plurality of cooling fans 5 are arranged on the front plate 22 side by side.
  • the rack body 2 is provided with a ventilation space 6 between the front surface 1 ⁇ / b> A of the plurality of battery modules 1 and the front plate 22.
  • the ventilation space 6 is formed in order to allow cooling air blown from a plurality of cooling fans 5 fixed to the front plate 22 to flow into the gap 3 formed between the battery modules 1.
  • the front and rear width (K) of the air blowing space 6 When the front and rear width (K) of the air blowing space 6 is increased, it becomes easier for the cooling air blown from the cooling fan 5 to flow into the gap 3 between the battery modules 1, but the outer shape of the rack body 2 is increased. On the contrary, if the front-rear width (K) of the air blowing space 6 is reduced, the outer shape can be reduced and the space can be made compact, but the cooling air blown from the cooling fan 5 is difficult to convect in the air blowing space 6. Therefore, the front-rear width (K) of the air blowing space 6 can be, for example, 1.5 to 5 times, preferably 2 to 4 times the thickness (k) of the cooling fan 5. Accordingly, the distance (h) between the cooling fan 5 and the front surface 1A of the battery module 1 facing the cooling fan 5 is 0.5 to 4 times, preferably 1 to 3 times or less the thickness (k) of the cooling fan. be able to.
  • the number of cooling fans 5 arranged on the front plate 22 is smaller than the number of battery modules 1 arranged in the storage space 20.
  • the power supply device 100 according to the first embodiment has a smaller number of cooling fans 5 arranged on the front side than the battery modules 1 arranged above and below, specifically about half, but these cooling fans 5 Since all the battery modules 1 are efficiently cooled with a small number of cooling fans 5, the arrangement of is made a unique position.
  • 14 battery modules 1 are arranged vertically in 14 stages, and 7 cooling fans 5 are arranged on the front side of the battery module 1. That is, the power supply device 100 is arranged such that one cooling fan 5 faces the two-stage battery module.
  • the power supply device of the reference example shown in FIG. As described above, by arranging the cooling fan 95 so as to face the gap 93 formed between the two-stage battery modules 91, the cooling air can be effectively blown into the gap 93. That is, by arranging the cooling fan 95 so that the center axis of the cooling fan 95 matches the gap 93 between the battery modules 91, the cooling air can be efficiently blown into the gap 93.
  • the cooling air can be effectively blown into the gap 93A facing the front surface of the cooling fan 95, but the cooling air is supplied to the gap 93B positioned between the cooling fans 95 that are spaced apart vertically. It becomes difficult to flow. For this reason, a difference in airflow occurs between the gap 93 ⁇ / b> A facing the cooling fan 95 and the gap 93 ⁇ / b> B disposed between the cooling fans 95, and the plurality of battery modules 91 cannot be uniformly cooled.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 93 is maximized in the gap 93 formed on the upper side of the battery module 91 arranged in the uppermost stage (indicated by a point P in the figure). And the flow velocity of the cooling air in the gap 93 is 6.1 m / s. Further, in the power supply device of FIG. 8, the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 93 is minimized because the gap 93 formed between the battery module 91 in the second stage and the battery module 91 in the third stage from the bottom. (Indicated by point Q in the figure), and the flow velocity of the cooling air in the gap 93 is 0.6 m / s. Therefore, this power supply device has a maximum wind speed difference of 5.5 m / s, and it is difficult to cool all the battery modules 1 uniformly.
  • the power supply device 100 has a structure in which one cooling fan 5 is arranged and cooled with respect to the two-stage battery modules, but is formed between the battery modules 1.
  • the cooling fan 5 disposed on the front side of the rack body 2 is connected to the gap 3 between the battery modules 1 in the front view of the rack body 2 in order to make the flow of the cooling air blown into the gap 3 to be uniform. The positions are shifted.
  • the power supply device 100 shown in FIGS. 4 and 7 includes a plurality of battery modules 1 in which the cooling fan 5 arranged at the lowest position among the plurality of cooling fans 5 arranged on the front side is arranged in a plurality of stages.
  • the battery module 1 is arranged so as to match the lowermost stage. Further, a plurality of cooling fans 5 are arranged at equal intervals every other stage with respect to the plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages. Accordingly, in the power supply device 100, the cooling fan 5 disposed at the uppermost position among the plurality of cooling fans 5 is disposed in a state of matching the battery module 1 positioned at the second stage from the uppermost stage. .
  • the central axis m in the blowing direction of the cooling fan 5 in the side view is When the position of the battery module 1 intersects the front surface 1A of the battery module 1 and the vertical thickness of the battery module 1 is 100, the central axis m of the cooling fan 5 is 10 to 90 of the thickness of the battery module 1. It is located in the region, preferably in the region of 20 to 80 of the thickness of the battery module 1, and more preferably in a state of being arranged to be located in the region of 30 to 70 of the thickness of the battery module 1.
  • the power supply device 100 shown in FIG. 7 is configured such that the height of the battery module 1 is 100 so that the central axis m of the cooling fan 5 is located slightly above the center of the thickness of the battery module 1. , And so as to be located at a height of about 70.
  • the structure in which the cooling fan 5 disposed on the front side of the rack main body 2 is displaced from the gap 3 between the battery modules 1 and particularly aligned with the battery module 1 has all gaps. 3 is approximated to cool all the battery modules 1 uniformly.
  • the arrangement position of the cooling fan 5 is not between the battery modules 1 having good blowing efficiency but is intentionally arranged so as to avoid the gap 3 between the battery modules 1. To be.
  • the cooling air is supplied also to a region where the cooling air is difficult to reach, for example, the gap 3 farthest from the cooling fan 5, and as a result, the difference in the wind speed in each gap 3 is reduced.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is maximized because the gap 3 formed on the upper side of the battery module 1 arranged at the uppermost stage (point A in the figure). And the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 5.9 m / s.
  • the flow velocity of the cooling air flowing in each gap 3 is minimized because the gap 3 (between the lowermost battery module 1 and the second lowest battery module 1 ( In the figure, it is indicated by a point B), and the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 0.7 m / s.
  • this power supply device has a maximum wind speed difference of 5.2 m / s, and the maximum wind speed difference is improved by about 5% compared to the power supply device of the reference example shown in FIG.
  • a clearance between the battery modules 1 can be obtained by a simple configuration in which the cooling fan 5 at the lowest position is arranged so as to match the battery module 1 at the lowest stage, and a plurality of cooling fans 5 are arranged at equal intervals every other stage. 3 can be reduced.
  • all the conditions are the same except for changing the arrangement of the cooling fans.
  • These power supply apparatuses use an axial-flow type propeller fan with a maximum wind speed of 1.5 to 4 m / s as a cooling fan.
  • the power supply device 100 shown in FIG. 1 to FIG. 3 shows the left and right positions of the cooling fan 5 arranged facing the front surface 1A of the battery module 1 in the plan view. It is unevenly distributed from the left and right center lines M.
  • the power supply device has a connection line 41 disposed on the front surface 1 ⁇ / b> A side of the battery module 1.
  • a wiring connector 43 that connects the connection line 41 to the output terminal 14 is disposed on the front surface 1 ⁇ / b> A of the battery module 1.
  • the output terminal 14 to which the wiring connector 43 is connected is arranged at a position approaching the left and right center line M of the battery module 1.
  • the cooling fan 5 when the cooling fan 5 is arranged close to the center line M of the battery module 1, the positions of the cooling fan 5 and the wiring connector 43 overlap, and the air is blown into the gap 3 formed between the battery modules 1. May be suppressed. Therefore, as shown in FIGS. 3 and 5, the pressure loss can be improved by shifting the position of the cooling fan 5 from the left and right center lines M of the battery module 1.
  • the power supply device 100 shown in the figure is unevenly distributed on the left side when viewed from the front, and the cooling fan 5 is disposed.
  • the power supply device may appropriately change the position of the cooling fan 5 by arranging various wiring members disposed on the front surface 1A of the battery module 1, for example, the connection line 41, the wiring connector 43, the communication line 42, and the like. it can.
  • the power supply device can also arrange the central axis m of the cooling fan 5 in a direction substantially equal to the central line M of the battery module 1.
  • the uneven distribution amount (Z) of the central axis m of the cooling fan 5 with respect to the central axis M of the battery module 1 can be 50% to 75% of the lateral width of the battery module 1.
  • the rack body 2 of FIGS. 1 to 3 has a plurality of cooling fans 5 arranged in a straight line in the vertical direction. Alternatively, they can be arranged in a zigzag manner.
  • the rack body 2 includes a bottom side duct 30 through which the cooling air blown from the cooling fan 5 passes below the battery module 1 arranged at the lowest level.
  • the rack main body 2 shown in FIGS. 2 and 7 has a bottom plate 31 disposed on the lower surface of the battery module 1 placed at the bottom, and a hollow space is provided below the bottom plate 31 so that the bottom side The duct 30 is used.
  • the bottom plate 31 is a metal plate, and an inlet 31A for allowing cooling air supplied from the cooling fan 5 to the ventilation space 6 to flow into the bottom side duct 30 is located on the front side of the battery module 1 and is opened. Yes.
  • the bottom plate 31 is provided with a gap between the bottom plate 31 and the back plate 23 on the back side of the battery module 1, and this gap is communicated with the back duct 4 as a communication gap 32.
  • the rack body 2 allows the cooling air blown from the cooling fan 5 to pass through the bottom side duct 30 and flow into the back duct 4 at the bottom of the blowing space 6.
  • the bottom side duct 30 shown in the figure has a vertical width (T) wider than a vertical width (t) of the gap 3 between the battery modules 1. For this reason, it is possible to cool the battery module 1 by effectively sending cooling air to the lower surface of the battery module 1 arranged at the lowermost stage. Further, by providing the bottom side duct 30 below the lowermost battery module 1, the flow velocity of the cooling air passing through the gap 3 formed in the lower part of the storage space 20 is increased, and the air flow in the entire rack body 2 is uneven. Can be improved.
  • the vertical width (T) of the bottom side duct 30 can be, for example, 2 to 10 times, preferably 3 to 8 times the vertical width (t) of the gap 3 between the battery modules 1.
  • the rack body 2 has an exhaust port 28 opened in the top plate 25.
  • the rack body 2 shown in FIGS. 1 to 3 has a plurality of through-holes in the region on the back side of the top plate 25 to form an exhaust port 28.
  • the top plate 25 has a plurality of through holes opened in a perforated plate shape. This structure has a feature that foreign matter can be prevented from entering while the opening area of the exhaust port 28 is widened.
  • the top plate 25 shown in the figure is a region on the back side and is provided to face the upper end opening of the back duct 4.
  • the rack body 2 having the exhaust port 28 having this structure can efficiently exhaust the cooling air that has passed through the rear duct 4 to the outside.
  • the exhaust port can also be provided over the entire surface of the top plate.
  • the rack body 2 shown in the figure is provided with a compartment 34 partitioned from the storage space 20 of the battery module 1 below the top plate 25 and above the uppermost battery module 1.
  • an upper plate 33 is disposed on the upper surface side of the uppermost battery module 1, and the interior of the rack body 2 is partitioned into a storage space 20 and a compartment 34 by the upper plate 33.
  • the rack body 2 uses the compartment 34 as a storage space for a power controller 7 to be described later.
  • the rack body 2 shown in the figure has a structure in which the cooling air that has passed through the rear duct 4 flows into the compartment 34 and is then exhausted from an exhaust port 28 that is open to the top plate 25. Therefore, the power supply controller 7 can be cooled by bringing the cooling air flowing into the compartment 34 into contact with the power supply controller 7.
  • the rack body 2 can be provided with an exhaust fan 35 located at the exhaust port 28 opened in the top plate 25 as shown by a chain line in FIG.
  • the rack body 2 can forcibly exhaust the cooling air that has passed through the rear duct 4 to the outside via the exhaust fan 35. For this reason, the rack body 2 can efficiently discharge the cooling air that has passed through the gaps 3 between the plurality of battery modules 1 and has flowed into the rear duct by the exhaust fan 35.
  • the exhaust since the exhaust is forcibly exhausted from the exhaust port 28 on the top surface side, the entire cooling airflow is promoted, and all the battery modules 1 can be cooled more efficiently.
  • the cooling fan 5 is fixed to the front plate 22 of the rack body 2, sucks outside air, and forcibly blows air into the rack body 2.
  • the cooling fan 5 shown in the figure is an axial fan, and is a propeller fan that rotates a propeller having a plurality of fins with a motor.
  • the cooling fan 5 having a maximum wind speed of 1.5 to 4 m / s can be used.
  • the power supply device has a plurality of cooling fans 5 arranged in a predetermined arrangement so as to face the front side of the battery modules 1 arranged in a plurality of stages.
  • FIG. 9 shows a rack type power supply apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the power supply device 200 shown in this figure as with the power supply device 100 according to the first embodiment, seven cooling fans 5 are arranged for the 14 battery modules 1 arranged in a plurality of stages.
  • the cooling fan 5 disposed on the front side is also displaced from the gap 3 between the battery modules 1 in the front view of the rack body 52.
  • the arrangement of the cooling fan 5 is different. Therefore, only the arrangement of the cooling fan 5 will be described for the power supply device 200, and the other members will be denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment and description thereof will be omitted.
  • the power supply device 200 shown in FIG. 9 includes a cooling fan 5 arranged at the lowest position among a plurality of cooling fans 5 arranged on the front side, and a plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages. It arrange
  • the cooling fan 5 disposed facing the front surface 1 ⁇ / b> A of the battery module 1 is disposed so as to be positioned at the center of the thickness of the battery module 1.
  • the cooling air blown from the cooling fan 5 to the front surface 1 ⁇ / b> A of the battery module 1 can be convected in a balanced state in the vertical direction, and can be evenly flown into the gap 3 formed at the top and bottom of the battery module 1.
  • the difference in the wind speed of the cooling air sent by the some clearance gap 3 can be reduced, cooling each battery module 1 efficiently with the cooling air sent up and down.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is maximized because the gap 3 formed on the upper side of the battery module 1 arranged at the uppermost stage (dots in the figure). C)), and the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 5.1 m / s.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is minimized because the gap 3 formed between the lowermost battery module 1 and the second lowest battery module 1. (Indicated by point D in the figure), and the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 0.5 m / s.
  • the maximum wind speed difference is 4.6 m / s, and the maximum wind speed difference is improved by about 16% compared to the power supply apparatus of the reference example shown in FIG.
  • the battery module has a simple configuration in which the cooling fan 5 at the lowest position is arranged so as to match the battery module 1 at the second stage from the lowest stage, and a plurality of cooling fans 5 are arranged at equal intervals every other stage. The difference of the wind flow which flows into the clearance gap 3 between 1 can be reduced.
  • FIG. 10 shows a rack type power supply apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the power supply device 300 shown in this figure partitions a back duct 64 formed on the back side of a plurality of battery modules 1 housed in a plurality of stages in a rack body 62 into a first flow path 64A and a second flow path 64B.
  • the rack body 62 shown in FIG. 10 is partitioned into a storage space 20 for storing a plurality of battery modules 1, an upper region 66 and a lower region 67, and a gap between the plurality of battery modules 1 stored in the upper region 66. 3 is passed through the first flow path 64A, and the cooling air that has passed through the plurality of battery modules 1 stored in the lower region 67 is passed through the second flow path 64B.
  • the rack main body 62 shown in the figure is located at the upper and lower central portions of the storage space 20 and has an intermediate plate 63 that partitions the storage space 20 into an upper region 66 and a lower region 67. Furthermore, the rack body 62 is provided with a partition wall 65 that is positioned on the back side of the plurality of battery modules 1 housed in the upper region 66 and partitions the inside of the back duct 64 in the front-rear direction.
  • the rear duct 64 has a front surface side of the partition wall 65 as a first flow path 64A and a rear surface side of the partition wall 65 as a second flow path 64B.
  • the partition wall 65 in the figure is arranged in a posture parallel to the back plate 23, and the lower end is connected to the rear edge of the intermediate plate 63 and the upper end is extended to the upper end opening of the back duct 64. It is arranged.
  • the rear duct 64 has cooling air that has passed through the gaps 3 between the plurality of battery modules 1 housed in the upper region 66 and cooling air that has passed through the gaps 3 between the plurality of battery modules 1 housed in the lower region 67. Are independently passed through the first flow path 64A and the second flow path 64B.
  • the rear duct is not necessarily limited to a structure in which the rear wall is divided into two parts at the front and rear.
  • the back duct can be divided into left and right or divided into three or more flow paths.
  • the partition wall is not necessarily limited to a structure arranged in parallel to the back plate.
  • a partition wall can also be arrange
  • the front-rear width (b1) of the first flow path 64A is equal to the front-rear width (b2) of the second flow path 64B.
  • the back duct 64 can also adjust the front-rear width of the first flow path 64A and the second flow path 64B according to the number of battery modules 1 housed in the upper area 66 and the lower area 67, respectively.
  • the front-rear width (b1) of the first flow path 64A and the front-rear width (b2) of the second flow path 64B are such that the maximum flow velocity difference of the cooling air blown into the gap 3 formed between the plurality of battery modules 1 is reduced. Adjusted to
  • the power supply device 300 shown in the drawing houses 14 battery modules 1. Of these battery modules 1, the upper six stages are the upper area 66 and the lower eight stages are the lower area 67. Yes. As described above, in the structure in which the front-rear width (b1) of the first flow path 64A and the front-rear width (b2) of the second flow path 64B are equal, the number of steps of the upper region 66 is thus set to the number of steps of the lower region 67. The cooling air blown to all the gaps 3 can also reduce the flow velocity difference. However, the power supply device does not specify the number of the upper region 66 and the lower region 67 as six steps and eight steps, and can be variously changed.
  • the number of cooling fans 5 is half the number of the battery modules 1 and one cooling fan 5 is arranged for the two-stage battery modules, similarly to the power supply device of the reference example described above.
  • the cooling fan 5 is disposed opposite to the gap 3 formed between the two battery modules 1.
  • the power supply device 300 is formed between the plurality of battery modules 1 by making the arrangement of the plurality of cooling fans 5 equal to that of the power supply device of the reference example, but having a different structure of the rear duct 64. The maximum air speed difference of the cooling air sent to each gap 3 is remarkably improved.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is maximized at the lower side of the battery module 1 arranged at the uppermost stage of the lower region 67.
  • the clearance is 3 (indicated by a point E in the figure), and the flow velocity of the cooling air in the clearance 3 is 3.7 m / s.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is minimized because the gap 3 formed on the upper side of the uppermost battery module 1 in the lower region 67 (point F in the figure). And the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 0.9 m / s.
  • this power supply device has a maximum wind speed difference of 2.8 m / s, and the maximum wind speed difference is improved by about 50% compared to the power supply device of the reference example shown in FIG. Furthermore, the power supply device 300 can further improve the maximum wind speed difference by providing the exhaust fan 35 at the exhaust port 28 opened in the top plate 25 as shown by a chain line in FIG.
  • FIG. 4 a rack-type power supply device according to Embodiment 4 of the present invention is shown in FIG.
  • the power supply device 400 shown in this drawing also arranges the intermediate plate 73 at the upper and lower central portions of the rack body 72 to partition the storage space 20 into an upper region 76 and a lower region 77.
  • the rear duct 74 is partitioned into a first flow path 74A and a second flow path 74B by a partition wall 75, and the number of battery modules 1 housed in the upper region 76 and the lower region 77 is disposed on the front side.
  • the arrangement of the plurality of cooling fans 5 is different from that of the third embodiment.
  • this power supply device 400 has one cooling fan 5 arranged for the two-stage battery module, and among the plurality of cooling fans 5 arranged on the front side, the cooling arranged at the lowest position.
  • the fan 5 is arrange
  • a plurality of cooling fans 5 are arranged at equal intervals every other stage with respect to the plurality of battery modules 1 arranged in a plurality of stages, and the cooling fan arranged at the uppermost position among the plurality of cooling fans 5.
  • the power supply device 400 shown in FIG. 11 has the cooling fan 5 arranged facing the front surface 1 ⁇ / b> A of the battery module 1 so as to be positioned at the center of the thickness of the battery module 1.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is maximized at the lower side of the battery module 1 arranged in the second stage from the uppermost stage of the lower region 77.
  • a gap 3 (indicated by a point G in the figure) is formed, and the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 3.2 m / s.
  • the flow velocity of the cooling air flowing through each gap 3 is minimized because the gap 3 formed on the upper side of the uppermost battery module 1 in the lower region 77 (point H in the figure).
  • the flow velocity of the cooling air in the gap 3 is 0.8 m / s. Therefore, the power supply device 400 has a maximum wind speed difference of 2.4 m / s, which is improved by 55% or more over the power supply device of the reference example shown in FIG.
  • one cooling fan is arranged for two battery modules 1, and therefore, when the number of battery modules 1 is an even number, the number of cooling fans 5 is n. Then, the number of battery modules 1 can be 2n. However, the power supply apparatus can also arrange an odd number of battery modules 1. In this power supply device, the number of cooling fans 5 can be n, and the number of battery modules 1 can be (2n ⁇ 1) or (2n + 1). This power supply apparatus can also arrange every other cooling fan 5 for a plurality of battery modules 1, and can reduce the number of cooling fans to about half of the number of battery modules.
  • the above power supply apparatus includes a power supply controller 7 that controls charging / discharging of a plurality of battery modules 1 connected to each other.
  • the power supply controller 7 is connected to a plurality of battery modules 1 connected in series and / or in parallel, and controls charging and discharging of the secondary battery cells 11 incorporated in these battery modules 1.
  • the power supply apparatus shown in FIGS. 1 to 4 stores a power supply controller 7 in a compartment 34 provided in the upper part of the rack body 2.
  • This power supply device can cool the power supply controller 7 with the cooling air by contacting the cooling air that passes through the rear duct 4 provided on the rear surface side of the rack body 2 and is discharged to the upper surface side.
  • the high voltage output line output from the power supply controller 7 is wired on the top side of the rack body 2, the high voltage output line can be safely used by wiring it to a high place where the user does not touch it. .
  • connection line 41 wired so that the outputs of all the battery modules 1 mounted on the rack body 2 are connected in series.
  • the output terminals 14 of different polarities of the battery modules 1 mounted adjacent to each other in the vertical direction are connected in a daisy chain by a connection line 41 provided with a wiring connector 43.
  • the terminal ends of the connection lines 41 connected to the battery modules 1 arranged at the upper and lower ends are input to the power supply controller 7 arranged at the upper part of the rack body 2.
  • the power supply device shown in the figure connects the outputs of 14 battery modules 1 in series. In this power supply device, the output voltage of each battery module 1 is about 57V, and the output voltage of the entire power supply device is about 800V.
  • the output voltage of each battery module can be set to 30V to 60V, and four to 14 of these battery modules can be connected in series, so that the output voltage of the entire power supply device can be set to 200V to 800V.
  • the power supply device in which the plurality of battery modules 1 are all connected in series can have an extremely high output voltage.
  • connection line is not necessarily specified as the wiring that connects all the battery modules in series.
  • the connection line is wired so that the outputs of the plurality of battery modules to be mounted can be output in a predetermined connection state.
  • the power supply device can connect a plurality of battery modules in series and in parallel. This power supply device can increase the discharge current while increasing the output voltage.
  • connection line 41 As a process after the battery module 1 is stored in a fixed position, the output terminals 14 of the battery modules 1 are wired in series and / or in parallel on the front side of the rack body 2 by the connection line 41. .
  • This wiring work can be performed in a post-process in which a plurality of battery modules 1 are stored in the rack body 2 arranged at a predetermined position at the site where the power supply device is installed. For this reason, wiring of the connection line 41 can be performed efficiently and safely.
  • Charge and discharge of the above power supply device is controlled by the power supply controller 7 in a state where a predetermined number of battery modules 1 are mounted on the rack body 2.

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Abstract

ラック型の電源装置の配置の自由度を向上させ、また冷却ファンの数を電池モジュールの数よりも少なくしつつ、電池モジュールの冷却能力の差を抑制する。　ラック型の電源装置は、複数の二次電池セル（１１）を収納した複数の電池モジュール（１）と、複数の電池モジュール（１）を、水平姿勢で互いに隙間（３）を開けて上下に複数段に収納するラック本体（２）と、ラック本体（２）の正面側に配置され、電池モジュール（１）同士の間に形成された隙間（３）に冷却風を送風するための冷却ファン（５）と備える。ラック本体（２）は、複数の電池モジュール（１）の背面側に、隙間（３）を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクト（４）を備えると共に、背面ダクト（４）を通過した冷却風を排気するための排気口（２８）を天面側に開口している。冷却ファン（５）の数は電池モジュール（１）の数よりも少なく、ラック本体（２）の正面視において、電池モジュール（１）同士の隙間（３）から位置ずれさせて配置している。

Description

ラック型の電源装置
　本発明は、充放電可能な複数の二次電池セルを備える複数の電池モジュールをラックに収納してなるラック型の電源装置に関する。
　多数の二次電池を直列、並列に接続したラック型の電源装置は、サーバーやビルディング、工場等のバックアップ用電源、ピークカット用の蓄電、あるいは動力駆動用等の用途で用いられている。このような電源装置の一例を図１２の概略断面図に示す。この図に示す電源装置は、多数の二次電池セルを直列及び／又は並列に接続した板状の電池モジュール１０１を多数、ラック１０２内に水平姿勢で、互いに平行に配置している。この電源装置は、二次電池セルが充電や放電によって発熱するので、冷却機構を設けることが望ましい。図１２の例では、ラック１０２の背面側に複数個の放熱ファン１０５を設けて、矢印で示すように、ラック１０２の正面側から吸気し、背面側から排気して、空気の流れを強制的に作り出し、電池モジュール１０１同士の隙間１０３に流すことで空冷により電源装置を冷却している。
　この構造においては、ラック１０２の背面側から冷却空気を排気する必要があるため、ラック１０２を壁面１１０からある程度離間させて配置しなければならない。しかしながら、このようなラック１０２の配置上の制限は、自由度を下げることとなり、好ましくない。電源装置の使用状態においては、必ずしもラック１０２の背面に空間を設けた状態で配置することが困難な場合があり、例えばラック１０２を壁面１１０に密接させて設置したり、あるいはラック１０２同士を隙間なく並べて配置する場合もあり得る。このような場合には、各電源装置の電池モジュール１０１を効果的に空冷することができず、二次電池セルの劣化や寿命の短命化にもつながる。
特開２０１３－１７１７９６号公報
　本発明は、このような背景に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、ラック型の電源装置の配置の自由度を向上させ、また冷却ファンの数を電池モジュールの数よりも少なくしつつ、電池モジュールの冷却能力に差が生じることを抑制したラック型の電源装置を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　本発明の第１の形態に係るラック型の電源装置によれば、複数の二次電池セル１１を収納した複数の電池モジュール１と、複数の電池モジュール１を、水平姿勢で互いに隙間３を開けて上下に複数段に収納するラック本体２、５２と、ラック本体２、５２の正面側に配置され、電池モジュール１同士の間に形成された隙間３に冷却風を送風するための冷却ファン５と備えるラック型の電源装置であって、ラック本体２、５２は、複数の電池モジュール１の背面側に、隙間３を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクト４を備えると共に、背面ダクト４を通過した冷却風を排気するための排気口２８を天面側に開口しており、冷却ファン５の数は、電池モジュール１の数よりも少なく、冷却ファン５は、ラック本体２、５２の正面視において、電池モジュール１同士の間に形成された隙間３から位置ずれさせて配置している。
　上記構成により、冷却ファンの使用数を低減してコストを削減しつつ、その配置位置を送風効率のよい電池モジュール同士の隙間の位置ではなく、敢えて電池モジュール同士の隙間を避けて配置することで、意図的に冷却風の流れの妨げとなるようにして、冷却風が届き難い領域にも冷却風を供給して、結果的には均熱な冷却が実現される。
　本発明の第２の形態に係るラック型の電源装置によれば、複数の二次電池セル１１を収納した複数の電池モジュール１と、複数の電池モジュール１を、水平姿勢で互いに隙間３を開けて上下に複数段に収納するラック本体６２、７２と、ラック本体６２、７２の正面側に配置され、電池モジュール１同士の間に形成された隙間３に冷却風を送風するための冷却ファン５とを備えるラック型の電源装置であって、ラック本体６２、７２は、複数の電池モジュール１の背面側に、隙間３を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクト６４、７４を備えると共に、背面ダクト６４、７４を通過した冷却風を排気するための排気口２８を天面側に開口しており、背面ダクト６４、７４は、ラック本体６２、７２の上側領域６６、７６に収納される複数の電池モジュール１同士の間に形成された隙間３を通過した冷却風を通過させる第一流路６４Ａ、７４Ａと、ラック本体６２、７２の下側領域６７、７７に収納される複数の電池モジュール１同士の間に形成された隙間３を通過した冷却風を通過させる第二流路６４Ｂ、７４Ｂとに区画されており、さらに、冷却ファン５の数は、電池モジュール１の数よりも少なく、冷却ファン５は、上下に並べて配置している。
　上記構成により、冷却ファンの使用数を低減してコストを削減しつつ、均一な冷却が実現される。それは、複数の電池モジュールの背面側に形成される背面ダクトを第一流路と第二流路とに分割して、上側領域に配置される複数の電池モジュールを通過した冷却風を第一流路に通過させ、下側領域に配置される複数の電池モジュールを通過した冷却風を第二流路に通過させることで、背面ダクトを通過する冷却風の流れを良好にできるからである。とくに、背面ダクトを第一流路と第二流路に区画して、下側領域に配置される複数の電池モジュールを通過した冷却風を第二流路に通過させることで、下側領域の電池モジュールを通過した冷却風が背面ダクトで停滞するのを効果的に防止して、第二流路を介して効率よく送風できる。これにより、下側領域に送風される冷却風の流れを確保して、全体として均一な風流を実現でき、均熱な冷却が実現される。
　本発明の第３の形態に係るラック型の電源装置によれば、背面ダクト６４、７４は、上側領域６６、７６に収納される複数の電池モジュール１の背面側に位置して、背面ダクト６４、７４の内部を前後に区画する区画壁６５、７５を備えており、区画壁６５、７５の正面側を第一流路６４Ａ、７４Ａとして、区画壁６５、７５の背面側を第二流路６４Ｂ、７４Ｂとしている。
　上記構成により、背面ダクトに区画壁を配置する簡単な構造で、背面ダクトを第一流路と第二流路に区画できる。とくに、上側領域に収納される電池モジュール間を通過した冷却風を区画壁の正面側に形成される第一流路に通過させて、下側領域に収納される電池モジュール間を通過した冷却風を区画壁の背面側に形成される第二流路に通過させるので、上下に複数段に配置された電池モジュール間を通過した冷却風を効率よく上方に排気できる。
　本発明の第４の形態に係るラック型の電源装置によれば、冷却ファン５が、複数段に配置される複数の電池モジュール１に対して１段おきに等間隔で配置されている。
　上記構成により、ラック本体の正面側に配置される冷却ファンの数を、複数段に配置される複数の電池モジュールの数の半分として製造コストを低減しながら、各隙間に送風される冷却風の風流を均一にして全ての電池モジュールを均一に冷却できる。
　本発明の第５の形態に係るラック型の電源装置によれば、ラック本体２、７２の正面側の最下位置に配置される冷却ファン５を、ラック本体２、７２に収納された電池モジュール１の内、最下段に位置する電池モジュール１と合致させるように配置している。
　上記構成により、最も下側に位置する冷却ファンを最下段に位置する電池モジュールと合致させるように配置する簡単な構成により、電池モジュール間の隙間に流れる風流を均一にして全ての電池モジュールを均一に冷却できる。
　本発明の第６の形態に係るラック型の電源装置によれば、ラック本体５２の正面側の最下位置に配置される冷却ファン５を、ラック本体５２に収納された電池モジュール１の内、最下段から２段目に位置する電池モジュール１と合致させるように配置している。
　上記構成により、最も下側に位置する冷却ファンを最下段から２段目に位置する電池モジュールと合致させるように配置する簡単な構成により、電池モジュール間の隙間に流れる風流を均一にして全ての電池モジュールを均一に冷却できる。
　本発明の第７の形態に係るラック型の電源装置によれば、ラック本体２、６２が、排気口２８に位置して、背面ダクト４、６４を通過した冷却風を排気するための排気ファン３５を備えている。
　上記構成により、上下に配置された複数の電池モジュールの間の隙間を通過して背面ダクトに流入される冷却風を、天面側の排気口に配置された排気ファンにより効果的に吸引して排出できる。とくに、天面側の排気口から強制的に排気するので、全体的な冷却風の流れを促進して、全ての電池モジュールをより効率よく冷却できる。
　本発明の第８の形態に係るラック型の電源装置によれば、ラック本体２、５２、６２、７２が、最下段に配置される電池モジュール１の下方に、冷却ファン５から送風される冷却風を通過させる底部側ダクト３０を備えており、底部側ダクト３０を背面ダクト４、６４、７４に連通して、底部側ダクト３０を通過した冷却風を背面ダクト４、６４、７４に流入させるようにしており、さらに、底部側ダクト３０の上下幅（Ｔ）を、電池モジュール１同士の間に形成された隙間３の上下幅（ｔ）よりも広くしている。
　上記構成により、最も下側に位置する冷却ファンから最下段の電池モジュールに対して送風される冷却風の流れを促進して、最下段に配置される電池モジュールの近傍における風流を良好にできる。とくに、この底面側ダクトの上下幅を電池モジュール間の隙間よりも広くすることで、より効果的に最下部の風流を良好にして、全ての電池モジュールを均一に冷却できる。
　本発明の第９の形態に係るラック型の電源装置によれば、冷却ファン５と、これに対向する複数の電池モジュール１の前面１Ａとの間隔（ｈ）を、冷却ファン５の厚さ（ｋ）の４倍以下としている。
　上記構成により、電池モジュールの前面側に広いスペースを設けることなく、言い換えるとラック本体をコンパクトにしながら、全ての電池モジュールを均一に冷却できる。
　本発明の第１０の形態に係るラック型の電源装置によれば、ラック本体２、５２、６２、７２に収納される複数の電池モジュール１の充放電を制御する電源コントローラ７を備え、電源コントローラ７を、複数段に配置される複数の電池モジュール１の最上段に配置される電池モジュール１の上方に配置すると共に、電源コントローラ７を背面ダクト４を通過した冷却風で冷却する。
　上記構成により、ラック本体に収納される複数の電池モジュールの充放電を電源コンロトーラで制御しながら、この電源コントローラを最上段の電池モジュールの上方に配置することで、背面ダクトを通過した冷却風に接触させて電源コントローラを効果的に冷却できる。
　本発明の第１１の形態に係るラック型の電源装置によれば、電池モジュール１が、内蔵される複数の二次電池セル１１の出力を外部に出力するための出力端子１４を前面１Ａに備えており、ラック本体２、５２、６２、７２の正面側において、複数の電池モジュール１の出力端子１４を、接続ライン４１を介して電源モジュール７に接続している。
　上記構成により、複数の電池モジュールの配線をラック本体の正面側とすることで、配線作業やメンテナンスを簡単にできる。とくに、複数の電池モジュールを接続する接続ラインや出力端子を正面側に配置するので、これらの配線部分を効果的に冷却できる。また、これらの配線部材を、冷却ファンで強制送風される電池モジュールの前面側に配置するので、この部分に埃等の異物が堆積する有効に防止しながら冷却できる特徴も実現できる。
本発明の実施形態１にかかるラック型の電源装置の斜視図である。 図１に示すラック型の電源装置の分解斜視図である。 図１に示すラック型の電源装置の正面プレートを外した状態を示す正面図である。 図１に示すラック型の電源装置のＩＶ－ＩＶ線断面に相当する模式断面図である。 図１に示すラック型の電源装置のＶ－Ｖ線断面に相当する模式断面図である。 電池モジュールの斜視図である。 図１に示すラック型の電源装置の要部拡大断面図である。 参考例の電源装置を示す模式断面図である。 本発明の実施形態２にかかるラック型の電源装置の模式断面図である。 本発明の実施形態３にかかるラック型の電源装置の一部拡大模式断面図である。 本発明の実施形態４にかかるラック型の電源装置の模式断面図である。 従来のラック型の電源装置の模式断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
　本発明のラック型の電源装置は、載置型の蓄電用設備として利用でき、例えば、サーバーやビルディング、工場等において停電時に駆動するバックアップ用電源、ピークカット用の蓄電、あるいは動力駆動用等の用途に利用できる。
（実施形態１）
　本発明の実施形態１にかかるラック型の電源装置を図１～図５に示す。図１はラック型の電源装置の斜視図を、図２はラック型の電源装置の分解斜視図を、図３はラック型の電源装置の正面プレートを外した正面図を、図４はラック型の電源装置の垂直模式断面図を、図５はラック型の電源装置の水平模式断面図をそれぞれ示している。図１ないし図５に示すラック型の電源装置は、複数の二次電池セル１１を収納した複数の電池モジュール１と、複数の電池モジュール１を、水平姿勢で互いに隙間３を開けて上下に複数段に収納するラック本体２と、ラック本体の正面側に配置され、電池モジュール同士の間に形成された隙間３に冷却風を送風するための複数の冷却ファン５とを備えている。
　図１ないし図５に示すラック型の電源装置は、ラック本体２の内部に中空状の収納スペース２０を設けており、この収納スペース２０に複数の電池モジュール１を水平姿勢で上下に並べて収納している。複数の電池モジュール１は、上下に隣接する電池モジュール１の間に隙間３が形成される状態で配置されている。ラック本体２は、正面側に電池モジュール１よりも少ない数の冷却ファン５を上下に並べて配置している。さらに、ラック本体２は、複数の電池モジュール１の背面側に、隙間３を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクト４を備えると共に、背面ダクト４を通過した冷却風を排気するための排気口２８を天面側に開口している。以上のラック型の電源装置は、冷却ファン５でラック本体２の内部に取り込んだ冷却風を電池モジュール１間の隙間３から背面ダクト４に通過させて排気口２８から排気して、収納スペース２０に収納された全ての電池モジュール１を冷却風で冷却するようにしている。
（電池モジュール１）
　電池モジュール１は、図５と図６に示すように、互いに直列及び／又は並列に接続されてなる複数の二次電池セル１１からなるバッテリ１０と、このバッテリ１０を収納してなる外装ケース１２とを備えている。
　バッテリ１０は、複数の二次電池セル１１を、直列と並列に接続して、出力電圧を８０３．６Ｖとしている。この二次電池セル１１は、リチウムイオン二次電池である。二次電池セル１１をリチウムイオン二次電池とするバッテリ１０は、容積と重量に対する出力を大きくできる。ただ、二次電池セルには、リチウムイオン電池に代わって、リチウムポリマー電池やニッケル水二次電池セルも使用できる。したがって、本発明は、二次電池セルをリチウムイオン電池に特定せず、二次電池セルには、充電できる全ての電池を使用できる。さらに、図のバッテリ１０は、温度検出のための温度センサ１９を設けている。温度センサは、二次電池セルごとに設けることも、特定の位置にある二次電池セルのみの監視としてもよい。
　外装ケース１２は、全体の形状を厚さのある箱形としており、複数の二次電池セル１１からなるバッテリ１０を収納している。外装ケース１２は、熱伝導に優れた材料、例えば金属製としている。ただ、外装ケースは、樹脂製とすることもできる。この外装ケース１２は、ラック本体２の内部の収納スペース２０に、上下に複数段に並べて収納できる形状と大きさに成形している。さらに、図の電池モジュール１は、ラック本体２の収納スペース２０に、所定の深さまで挿入できるように、外装ケース１２の正面側において、両側に突出して、位置決め鍔部１３を設けている。この電池モジュール１は、ラック本体２の収納スペース２０に収納する状態で、位置決め鍔部１３をラック本体２の収納スペース２０の開口縁に当接させて定位置に収納される。この電池モジュール１は、止ネジ等の連結具を介して位置決め鍔部１３をラック本体２の開口縁に固定することができる。
　さらに、電池モジュール１は、複数の二次電池セル１１の状態を検出して監視するマイコンを含む電子回路１７と、電子回路１７で検出した情報等の信号を外部に出力し、また外部からの信号を受信するための通信回路１８を備えている。電子回路１７は、複数の二次電池セル１１の温度や電圧、充放電の電流等の電池情報を検出する各種回路や、これらの電池情報から電池の満充電や残容量を検出、演算する回路、あるいは、電池が正常であるかどうかを監視する保護回路等を備えている。電子回路１７で検出された情報は通信回路１８を介して外部に出力される。
　さらに、電池モジュール１は、バッテリ１０の出力側に接続されてなる正負の出力端子１４を外装ケース１２の前面１Ａに備えている。正負の出力端子１４は、図３に示すように、ラック本体２の収納スペース２０に複数の電池モジュール１が収納される状態で、電池モジュール１の前面１Ａ側において、接続ライン４１で接続される。接続ライン４１は、両端に配線用コネクタ４３を備えており、この配線用コネクタ４３が出力端子１４に嵌着されて複数の電池モジュール１が接続ライン４１を介して接続される。図に示す電源装置１００は、上下に積層される複数の電池モジュール１を、接続ライン４１を介して直列に接続している。ただ、複数の電池モジュールは、直列及び／又は並列に接続することもできる。
　この電源装置１００は、複数の電池モジュール１の配線をラック本体２の正面側で施工できるので、配線作業やメンテナンスを簡単にできる。とくに、複数の電池モジュール１を接続する接続ライン４１や出力端子１４を電池モジュール１の正面側に配置するので、冷却ファン５から送風される冷却風でこれらの配線部分を効果的に冷却できる。また、これらの配線部材を、冷却ファンで強制送風される電池モジュールの前面側に配置するので、この部分に埃等の異物が堆積する有効に防止しながら冷却できる特徴も実現できる。
　また、電池モジュール１は、内蔵される通信回路１８からの信号を出力し、また外部機器からの信号を入力するための信号端子１５を外装ケース１２の前面１Ａに備えている。この信号端子１５は、出力用端子１５Ａと入力用端子１５Ｂとからなる。入力用端子１５Ｂは、隣接する他の電池モジュール１と通信ライン４２で接続されて、この電池モジュール１から出力される信号が入力される。出力用端子１５Ａは、電池モジュール１に内蔵される通信回路１８からの信号を出力すると共に、他の電池モジュール１から入力された信号を通過させて出力する。このように、他の電池モジュール１からの信号を入力させる入力用端子１５Ｂを設けて、出力用端子１５Ａから出力し、通信ライン４２を介して、複数の電池モジュール１からの信号を１つの回線で送信できるので、配線を簡単にして、複数の電池モジュール１の状態を監視できる。ただ、電池モジュールは、出力用端子のみからなる信号端子を備えることもできる。
（ラック本体２）
　図１～図４に示すラック本体２は、四隅に設けた支柱２１の四方を、正面プレート２２と背面プレート２３と左右の側面プレート２４とで閉塞すると共に、上面を天面プレート２５で閉塞して、全体の外観を四角柱状に形成している。ラック本体２は、内部を中空状としており、複数の電池モジュール１を上下に複数段に並べて収納する収納スペース２０を内部に設けている。ラック本体２は、複数段に配置される複数の電池モジュール１を、水平姿勢で互いに隙間３を設けて収納している。
　ラック本体２は、複数の電池モジュール１を水平姿勢であって所定の間隔で配置するために、電池モジュール１の位置決め部材を備えている。図に示すラック本体２は、位置決め部材として、複数枚の位置決めプレート２６を上下に並べて配置している。位置決めプレート２６は、断面視Ｌ字状に折曲された金属板で、電池モジュール１の側面に沿って配置される垂直部２６Ｙと、電池モジュール１の両側部の下面を下方から支持する支持部２６Ｘとで構成している。図１のラック本体２は、両側に設けた側面プレート２４の間であって、収納スペース２０の両側に、垂直姿勢に配置された一対の支持フレーム２７を備えており、これらの支持フレーム２７の内側に複数の位置決めプレート２６を上下に並べて固定している。複数の位置決めプレート２６は、水平姿勢の支持部２６Ｘが収納スペース２０の側面から内側に突出する姿勢で配置されている。これにより、ラック本体２は、収納スペース２０を複数段に区画しながら、対向する支持部２６Ｘの上面に電池モジュール１を載置することで、複数の電池モジュール１を所定の間隔で支持できるようにしている。
　図のラック本体２は、左右に対向して配置される位置決めプレート２６の垂直部２６Ｙの間隔を電池モジュール１の横幅と等しくすると共に、上下に配置される複数の位置決めプレート２６を隙間なく並べて、これらの間から冷却風が両側に漏れるのを防止している。ラック本体は、図示しないが、収納スペースに送風される冷却風が電池モジュールの左右方向に漏れるのを阻止するために、位置決めプレートの垂直部の外側又は内側に、空気漏れ防止部材を配置することもできる。以上のラック本体２は、複数段に配置される電池モジュール１間に形成される隙間３に送風される冷却風を、両側に漏らすことなく背面側に通過させることができる。ただ、複数の位置決めプレート２６は、必ずしも空気が完全に漏れない構造とする必要はなく、多少は空気が漏れる構造としてもよい。とくに、図に示すラック本体２は、位置決めプレート２６の外側を側面プレート２４で閉塞しているので、仮に位置決めプレート２６から外側に空気が漏れても、側面プレート２４により外側に漏れるのを阻止できるからである。
　図のラック本体２は、上下に並べて配置される位置決めプレート２６から内側に突出する支持部２６Ｘを複数段に設けて、各段に電池モジュール１を収納するようにしている。図１～図４のラック本体２は、水平姿勢で前後方向に延長された支持部２６Ｘを上下に１４段設けており、各支持部２６Ｘで電池モジュール１を水平姿勢に支持しながら、収納スペース２０に整列できる構造としている。このラック本体２は、図７に示すように、上下に配置される位置決めプレート２６のピッチであって、収納スペース２０の内側に突出する支持部２６Ｘの間隔（Ｓ）を、電池モジュール１の厚さ（ｄ）よりも大きくしている。これにより、上下に積層される電池モジュール１の間に所定の上下幅（ｔ）の隙間３が形成されるようにしている。したがって、上下に配置される支持部２６Ｘの間隔（Ｓ）は、電池モジュール１の厚さ（ｄ）に隙間３の上下幅（ｔ）を加えた間隔とすることができる。このラック本体２は、電池モジュール１同士の間に所定の上下幅（ｔ）の隙間３を設けながら、収納スペース２０の定位置に正確に配置できる。
　以上のラック本体２は、両側に位置する位置決めプレート２６の垂直部２６Ｙの内面と支持部２６Ｘの上面に沿って電池モジュール１を挿入して、電池モジュール１を位置決めしながら挿入できる。ただ、ラック本体は、収納スペースの両側面に段差部やガイドレールを設けて、電池モジュールをガイドしながら挿入することもできる。さらに、ラック本体は、位置決め部材を、電池モジュール全体を下側から支持する支持プレートとすることもできる。このラック本体は、上下の支持プレートの間隔を電池モジュールの厚さよりも大きくすることで、上下に積層される電池モジュールの間に所定の上下幅の隙間を設けながら複数の電池モジュールを複数段に配置できる。この場合、支持プレートの上面に配置される電池モジュールは、この隙間に送風される冷却風が支持プレートを介して電池モジュールに熱伝導される。したがって、この支持プレートは、スリットや貫通孔を設けることで冷却風を直接に電池モジュールの下面に接触させながら送風することができる。
　さらに、ラック本体２は、複数の電池モジュール１を収納スペース２０の所定の深さまで挿入する構造としている。このラック本体２は、図４、図５、及び図７に示すように、収納スペース２０に収納される複数の電池モジュール１の背面１Ｂと背面プレート２３との間に空間を設けており、この空間を、電池モジュール１間の隙間３を通過した冷却風を通過させる背面ダクト４としている。このラック本体２は、収納スペース２０に収納される電池モジュール１の挿入位置を調整することで、電池モジュール１の背面側に形成される背面ダクト４の前後幅（Ｌ）を決定できる。ラック本体２は、背面ダクト４の前後幅（Ｌ）を大きくすると、上下に配置された複数の隙間３を通過した冷却風を能率よく通過させて天面側に流動できるが、全体の外形が大きくなる。反対に、背面ダクト４の前後幅（Ｌ）を小さくすると、外形を小さくしてコンパクトにできるが、複数の隙間３を通過した冷却風を能率よく通過できなくなる。したがって、ラック本体２に形成される背面ダクト４の前後幅（Ｌ）は、上下に配置される電池モジュール１及び冷却ファン５の数、冷却ファン５の送風量、電池モジュール１の大きさ等を考慮して最適な幅に決定される。背面ダクト４の前後幅（Ｌ）は、例えば、電池モジュール１間の隙間３の上下幅（ｔ）に電池モジュール数を乗じた数の１／１０倍～１倍、好ましくは１／５倍～の３／５倍とすることができる。
　さらに、ラック本体２は、収納スペース２０に複数の電池モジュール１を上下に複数段に収納した状態で、電池モジュール１の正面側を正面プレート２２で閉塞している。正面プレート２２には、上下に並べて複数の冷却ファン５を配置している。さらに、ラック本体２は、複数の電池モジュール１の前面１Ａと正面プレート２２との間に送風スペース６を設けている。この送風スペース６は、正面プレート２２に固定された複数の冷却ファン５から送風される冷却風を対流させて、電池モジュール１間に形成された隙間３に流入させるために形成されている。この送風スペース６は、前後幅（Ｋ）を大きくすると、冷却ファン５から送風される冷却風を電池モジュール１間に隙間３に流入させやすくなるが、ラック本体２の外形が大きくなる。反対に、送風スペース６の前後幅（Ｋ）を小さくすると、外形を小さくしてコンパクトにできるが、冷却ファン５から送風される冷却風が送風スペース６内で対流し難くなる。したがって、この送風スペース６の前後幅（Ｋ）は、例えば、冷却ファン５の厚さ（ｋ）の１．５～５倍、好ましくは２～４倍とすることができる。これにより、冷却ファン５とこれに対向する電池モジュール１の前面１Ａとの間隔（ｈ）は、冷却ファンの厚さ（ｋ）の０．５～４倍、好ましくは１～３倍以下とすることができる。
　図に示すラック本体２は、正面プレート２２に配置される冷却ファン５の数を、収納スペース２０に配置される電池モジュール１の数よりも少なくしている。実施形態１の電源装置１００は、上下に配置される電池モジュール１に対して、正面側に配置される冷却ファン５の数を少なく、具体的には約半分とするが、これらの冷却ファン５の配置を独特の位置とすることで、少ない冷却ファン５で全ての電池モジュール１を効率よく冷却する。ここで、図３に示す実施形態１の電源装置では、１４個の電池モジュール１を上下に１４段に配置すると共に、７個の冷却ファン５を電池モジュール１の前面側に配置している。すなわち、この電源装置１００は、２段の電池モジュールに対して１個の冷却ファン５が対向するように配置されている。
　ここで、冷却ファン５の数を電池モジュール１の数の半分とし、２段の電池モジュールに対して１個の冷却ファン５を配置して冷却する場合、図８に示す参考例の電源装置のように、２段の電池モジュール９１の間に形成される隙間９３に対向して冷却ファン９５を配置することで、この隙間９３に効果的に冷却風を送風できる。すなわち、冷却ファン９５の中心軸が電池モジュール９１間の隙間９３に合致するように配置することで、この隙間９３に対して効率よく冷却風を送風することができる。ただ、この場合、冷却ファン９５の正面に対向する隙間９３Ａには効果的に冷却風を送風できるが、上下に離れて配置された冷却ファン９５同士の間に位置する隙間９３Ｂには冷却風が流れにくくなる。このため、冷却ファン９５と対向する隙間９３Ａと、冷却ファン９５の間に配置される隙間９３Ｂとの間に風流の違いが生じ、複数の電池モジュール９１を均一に冷却することができなくなる。
　ちなみに、図８の電源装置において、各隙間９３に流れる冷却風の流速が最大となるのは、最上段に配置される電池モジュール９１の上側に形成される隙間９３（図において点Ｐで表示）であり、この隙間９３における冷却風の流速が６．１ｍ／ｓとなる。また、図８の電源装置において、各隙間９３に流れる冷却風の流速が最小となるのは、下から２段目の電池モジュール９１と３段目の電池モジュール９１の間に形成される隙間９３（図において点Ｑで表示）であり、この隙間９３における冷却風の流速が０．６ｍ／ｓとなる。したがって、この電源装置は、最大風速差が５．５ｍ／ｓとなって、全ての電池モジュール１を均一に冷却するのが難しい。
　これに対して、本発明の実施形態１にかかる電源装置１００では、２段の電池モジュールに対して１個の冷却ファン５を配置して冷却する構造とするが、各電池モジュール１間に形成される隙間３に送風される冷却風の風流を均一にするために、ラック本体２の正面側に配置される冷却ファン５を、ラック本体２の正面視において、電池モジュール１同士の隙間３から位置ずれさせて配置している。図４と図７に示す電源装置１００は、正面側に配置される複数の冷却ファン５の内、最下位置に配置される冷却ファン５を、複数段に配置された複数の電池モジュール１の内、最下段に位置する電池モジュール１と合致させるように配置している。さらに、複数の冷却ファン５を、複数段に配置される複数の電池モジュール１に対して１段おきに等間隔で配置している。したがって、この電源装置１００は、複数の冷却ファン５の内、最上位置に配置される冷却ファン５は、最上段から２段目に位置する電池モジュール１に対して合致する状態で配置している。
　ここで、本明細書において、「冷却ファン５を電池モジュールと合致させるように配置する。」とは、図７に示すように、側面視において、冷却ファン５の送風方向における中心軸ｍが、電池モジュール１の前面１Ａと交わるような位置関係であって、電池モジュール１の上下方向の厚さを１００とする場合、冷却ファン５の中心軸ｍが電池モジュール１の厚さの１０～９０の領域に位置し、好ましくは電池モジュール１の厚さの２０～８０の領域に位置し、さらに好ましくは、電池モジュール１の厚さの３０～７０の領域に位置するように配置する状態を意味するものとする。図７に示す電源装置１００は、冷却ファン５の中心軸ｍが、電池モジュール１の厚さの中心よりも多少上方に位置するように、具体的には、電池モジュール１の高さを１００として、約７０の高さに位置するように配置している。
　以上のように、ラック本体２の正面側に配置される冷却ファン５を、電池モジュール１同士の隙間３から位置ずれさせて、とくに電池モジュール１と合致させるように配置する構造は、全ての隙間３に供給される冷却風の風流を近似させて、これにより全ての電池モジュール１を均一に冷却する。この構造は、冷却ファン５の配置位置を送風効率のよい電池モジュール１同士の間ではなく、敢えて電池モジュール１同士の隙間３を避けて配置することで、意図的に冷却風の流れの妨げとなるようにする。これにより、冷却風が届き難い領域、たとえば、冷却ファン５から最も離れた隙間３にも冷却風を供給して、結果的には各隙間３における風速の差を低減する。
　図４に示す実施形態１の電源装置において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最大となるのは、最上段に配置される電池モジュール１の上側に形成される隙間３（図において点Ａで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が５．９ｍ／ｓとなる。また、図４の電源装置において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最小となるのは、最下段の電池モジュール１と下から２段目の電池モジュール１の間に形成される隙間３（図において点Ｂで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が０．７ｍ／ｓとなる。したがって、この電源装置は、最大風速差が５．２ｍ／ｓとなって、図８に示す参考例の電源装置に対して、最大風速差が約５％も改善される。とくに、最下位置の冷却ファン５を最下段の電池モジュール１と合致させるように配置し、複数の冷却ファン５を１段おきに等間隔で配置する簡単な構成により、電池モジュール１間の隙間３に流れる風流の差を低減できる。なお、図４と図８に示す電源装置では、冷却ファンの配置を変更する以外の条件は全て等しくしている。また、これらの電源装置には、冷却ファンとして、最大風速を１．５～４ｍ／ｓとする軸流タイプのプロペラファンを使用している。
　また、図１～図３に示す電源装置１００は、図７に示すように、電池モジュール１の前面１Ａに対向して配置される冷却ファン５の左右位置を、平面視において、電池モジュール１の左右の中心線Ｍから偏在させている。この電源装置は、図３及び図５に示すように、電池モジュール１の前面１Ａ側に接続ライン４１が配置されている。とくに、電池モジュール１の前面１Ａには、接続ライン４１を出力端子１４に接続する配線用コネクタ４３が配置されている。ここで、図５及び図６に示す電池モジュール１では、この配線用コネクタ４３が接続される出力端子１４を電池モジュール１の左右の中心線Ｍに接近する位置に配置している。このため、冷却ファン５を電池モジュール１の中心線Ｍに接近して配置させると、冷却ファン５と配線用コネクタ４３の位置が重なり、電池モジュール１同士の間に形成される隙間３への送風が抑制される虞がある。したがって、図３及び図５に示すように、冷却ファン５の位置を電池モジュール１の左右の中心線Ｍからずらすことにより、圧力損失の改善を図ることができる。
　図に示す電源装置１００は、正面視で左側に偏在して冷却ファン５を配置している。ただ、電源装置は、電池モジュール１の前面１Ａに配置される各種配線部材、例えば、接続ライン４１や配線用コネクタ４３、通信ライン４２等の配置により、冷却ファン５の位置を適宜変更することもできる。電源装置は、冷却ファン５の中心軸ｍを電池モジュール１の中心線Ｍと略等しい方向に配置することもできる。電源装置は、例えば、電池モジュール１の中心軸Ｍに対する冷却ファン５の中心軸ｍの偏在量（Ｚ）を、電池モジュール１の横幅の５０％～７５％とすることができる。さらに、図１～図３のラック本体２は、複数の冷却ファン５を上下に直線状に配置しているが、複数の冷却ファン５は、正面プレート２２の左右方向の中心線に対して左右に交互に配置する、言い換えるとジグザグ状に配置することもできる。
　さらに、ラック本体２は、最下段に配置される電池モジュール１の下方に、冷却ファン５から送風される冷却風を通過させる底部側ダクト３０を備えている。図２と図７に示すラック本体２は、最下段に載置される電池モジュール１の下面に底部プレート３１を配置しており、この底部プレート３１の下方に中空のスペースを設けて、底部側ダクト３０としている。底部プレート３１は金属板であって、冷却ファン５から送風スペース６に供給される冷却風を底部側ダクト３０に流入させるための流入口３１Ａを電池モジュール１の前面側に位置して開口している。さらに、底部プレート３１は、電池モジュール１の背面側において、背面プレート２３との間に隙間を設けており、この隙間を連通隙間３２として背面ダクト４に連通している。
　このラック本体２は、送風スペース６の底部において、冷却ファン５から送風される冷却風を底部側ダクト３０に通過させて背面ダクト４に流入させる。とくに、図に示す底部側ダクト３０は、その上下幅（Ｔ）を、電池モジュール１同士の間の隙間３の上下幅（ｔ）よりも広くしている。このため、最下段に配置される電池モジュール１の下面に効果的に冷却風を送風させて、この電池モジュール１を冷却できる。また、最下段の電池モジュール１の下方に底部側ダクト３０を設けることで、収納スペース２０の下部に形成された隙間３を通過する冷却風の流速を速くしてラック本体２全体の風流のムラを改善できる。底部側ダクト３０の上下幅（Ｔ）は、例えば、電池モジュール１間の隙間３の上下幅（ｔ）の２～１０倍、好ましくは３～８倍とすることができる。
　さらに、ラック本体２は、天面プレート２５に、排気口２８を開口している。図１～図３に示すラック本体２は、天面プレート２５の背面側の領域に複数の貫通孔を開口して排気口２８としている。この天面プレート２５は、複数の貫通孔を多孔板状に開口している。この構造は、排気口２８の開口面積を広くしながら、異物等の侵入を防止できる特徴がある。図に示す天面プレート２５は、背面側の領域であって背面ダクト４の上端開口に対向して設けられている。この構造の排気口２８を備えるラック本体２は、背面ダクト４を通過した冷却風を効率よく外部に排気できる。ただ、図示しないが、排気口は、天面プレートの全面にわたって設けることもできる。
　さらに、図に示すラック本体２は、天面プレート２５の下方であって、最上段の電池モジュール１よりも上方に、電池モジュール１の収納スペース２０から区画された区画室３４を設けている。ラック本体２は、最上段の電池モジュール１の上面側に上部プレート３３を配置しており、この上部プレート３３により、ラック本体２の内部を収納スペース２０と区画室３４とに区画している。ラック本体２は、この区画室３４を、後述する電源コントローラ７の収納スペースとしている。図に示すラック本体２は、背面ダクト４を通過した冷却風をこの区画室３４に流入させた後、天面プレート２５に開口した排気口２８から排気する構造としている。したがって、区画室３４に流入する冷却風を電源コントローラ７に接触させて、電源コントローラ７を冷却できる特徴がある。
　さらに、ラック本体２は、図４の鎖線で示すように、天面プレート２５に開口された排気口２８に位置して、排気ファン３５を設けることもできる。このラック本体２は、背面ダクト４を通過した冷却風を排気ファン３５を介して強制的に外部に排気できる。このため、このラック本体２は、複数の電池モジュール１の間の隙間３を通過して背面ダクトに流入された冷却風を排気ファン３５で吸引して効率よく排出できる。とくに、天面側の排気口２８から強制的に排気するので、全体的な冷却風の流れを促進して、全ての電池モジュール１をより効率よく冷却できる。
（冷却ファン５）
　冷却ファン５は、ラック本体２の正面プレート２２に固定されており、外気を吸引してラック本体２の内部に強制送風する。図に示す冷却ファン５は、軸流ファンであって、複数のフィンを有するプロペラをモーターで回転させるプロペラファンとしている。冷却ファン５は、例えば、最大風速を１．５～４ｍ／ｓとするものが使用できる。電源装置は、複数段に配置された電池モジュール１の前面側に対向して、複数の冷却ファン５を所定の配列で配置している。
（実施形態２）
　さらに、本発明の実施形態２にかかるラック型の電源装置を図９に示す。この図に示す電源装置２００は、前述の実施形態１にかかる電源装置１００と同様に、複数段に配置された１４個の電池モジュール１に対して７個の冷却ファン５を配置している。この電源装置２００も、正面側に配置される冷却ファン５を、ラック本体５２の正面視において、電池モジュール１同士の隙間３から位置ずれさせて配置するが、前述の実施形態１の電源装置１００とは、冷却ファン５の配置が異なる。したがって、この電源装置２００については、冷却ファン５の配置のみを説明し、他の部材については前述の実施形態１と同符号を付してその説明を省略する。
　図９に示す電源装置２００は、正面側に配置される複数の冷却ファン５の内、最下位置に配置される冷却ファン５を、複数段に配置された複数の電池モジュール１の内、最下段から２段目に位置する電池モジュール１と合致させるように配置している。さらに、複数の冷却ファン５を、複数段に配置される複数の電池モジュール１に対して１段おきに等間隔で配置している。したがって、この電源装置２００は、複数の冷却ファン５の内、最上位置に配置される冷却ファン５を、最上段に位置する電池モジュール１に対して合致する状態で配置している。
　図９に示す電源装置２００は、電池モジュール１の前面１Ａに対向して配置される冷却ファン５を電池モジュール１の厚さの中心に位置するように配置している。この構造は、冷却ファン５から電池モジュール１の前面１Ａに送風される冷却風を上下にバランスよく分流する状態で対流させて、電池モジュール１の上下に形成される隙間３に均等に流入できる。これにより、各電池モジュール１を上下に送風される冷却風で効率よく冷却しながら、複数の隙間３に送風される冷却風の風速の差を低減できる。
　図９に示す実施形態２の電源装置２００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最大となるのは、最上段に配置される電池モジュール１の上側に形成される隙間３（図において点Ｃで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が５．１ｍ／ｓとなる。また、図９の電源装置２００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最小となるのは、最下段の電池モジュール１と下から２段目の電池モジュール１の間に形成される隙間３（図において点Ｄで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が０．５ｍ／ｓとなる。したがって、この電源装置２００は、最大風速差が４．６ｍ／ｓとなって、図８に示す参考例の電源装置に対して、最大風速差が約１６％も改善される。とくに、最下位置の冷却ファン５を最下段から２段目の電池モジュール１と合致させるように配置し、複数の冷却ファン５を１段おきに等間隔で配置する簡単な構成により、電池モジュール１間の隙間３に流れる風流の差を低減できる。
（実施形態３）
　さらに、本発明の実施形態３にかかるラック型の電源装置を図１０に示す。この図に示す電源装置３００は、ラック本体６２に複数段に収納される複数の電池モジュール１の背面側に形成される背面ダクト６４を、第一流路６４Ａと第二流路６４Ｂとに区画している。図１０に示すラック本体６２は、複数の電池モジュール１を収納する収納スペース２０上側領域６６と下側領域６７とに区画しており、上側領域６６に収納される複数の電池モジュール１間の隙間３を通過した冷却風を第一流路６４Ａに通過させて、下側領域６７に収納される複数の電池モジュール１を通過した冷却風を第二流路６４Ｂに通過させるようにしている。
　図に示すラック本体６２は、収納スペース２０の上下の中央部に位置して、収納スペース２０を上側領域６６と下側領域６７とに区画する中間プレート６３を配置している。さらに、ラック本体６２は、上側領域６６に収納される複数の電池モジュール１の背面側に位置して、背面ダクト６４の内部を前後に区画する区画壁６５を設けている。この背面ダクト６４は、区画壁６５の正面側を第一流路６４Ａとして、区画壁６５の背面側を第二流路６４Ｂとしている。図の区画壁６５は、背面プレート２３に対して平行な姿勢で配置されており、下端を中間プレート６３の背面側の端縁に連結すると共に、上端を背面ダクト６４の上端開口まで延長して配置している。この背面ダクト６４は、上側領域６６に収納される複数の電池モジュール１間の隙間３を通過した冷却風と下側領域６７に収納される複数の電池モジュール１間の隙間３を通過した冷却風とを、それぞれ独立して第一流路６４Ａと第二流路６４Ｂに通過させる構造としている。
　ただ、背面ダクトは、必ずしも区画壁で前後に２分割して区画する構造には限定しない。背面ダクトは、左右に分割することも、３以上の流路に分割することもできる。また、区画壁は、必ずしも背面プレートに対して平行に配置する構造には限定しない。区画壁は、背面プレートに対して傾斜する姿勢で配置することもできる。すなわち、背面ダクトは、区画壁で内部を複数に分割して区画する全ての構造が採用できる。
　図に示す背面ダクト６４は、第一流路６４Ａの前後幅（ｂ１）と第二流路６４Ｂの前後幅（ｂ２）を等しくしている。ただ、背面ダクト６４は、上側領域６６と下側領域６７にそれぞれ収納される電池モジュール１の数に応じて、第一流路６４Ａと第二流路６４Ｂの前後幅を調整することもできる。第一流路６４Ａの前後幅（ｂ１）と第二流路６４Ｂの前後幅（ｂ２）は、複数の電池モジュール１間に形成される隙間３に送風される冷却風の最大流速差が小さくなるように調整される。
　さらに、図に示す電源装置３００は、１４個の電池モジュール１を収納しており、これらの電池モジュール１の内、上側の６段を上側領域６６とし下側の８段を下側領域６７としている。前述のように、第一流路６４Ａの前後幅（ｂ１）と第二流路６４Ｂの前後幅（ｂ２）とを等しくする構造では、このように、上側領域６６の段数を下側領域６７の段数よりも少なくすることで、全ての隙間３に送風される冷却風も流速差を低減できる。ただ、電源装置は、上側領域６６と下側領域６７の数を６段と８段には特定せず、種々に変更することもできる。
　さらに、この電源装置３００は、前述の参考例の電源装置と同様に、冷却ファン５の数を電池モジュール１の数の半分とし、２段の電池モジュールに対して１個の冷却ファン５を配置しており、とくに、２段の電池モジュール１の間に形成される隙間３に対向して冷却ファン５を配置している。この電源装置３００は、参考例の電源装置と比較して、複数の冷却ファン５の配置を等しくするが、背面ダクト６４の構造を異なる構造とすることで、複数の電池モジュール１の間に形成される各隙間３に送風される冷却風の最大風速差を著しく改善している。
　図１０に示す実施形態３の電源装置３００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最大となるのは、下側領域６７の最上段に配置される電池モジュール１の下側に形成される隙間３（図において点Ｅで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が３．７ｍ／ｓとなる。また、図１０の電源装置３００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最小となるのは、下側領域６７の最上段の電池モジュール１の上側に形成される隙間３（図において点Ｆで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が０．９ｍ／ｓとなる。したがって、この電源装置は、最大風速差が２．８ｍ／ｓとなって、図８に示す参考例の電源装置に対して、最大風速差が約５０％も改善される。さらに、この電源装置３００は、図１１の鎖線で示すように、天面プレート２５に開口された排気口２８に排気ファン３５を設けることで、最大風速差をさらに改善できる。
（実施形態４）
　さらに、本発明の実施形態４にかかるラック型の電源装置を図１１に示す。この図に示す電源装置４００も、実施形態３の電源装置と同様に、ラック本体７２の上下の中央部に中間プレート７３を配置して収納スペース２０を上側領域７６と下側領域７７に区画すると共に、背面ダクト７４を区画壁７５で第一流路７４Ａと第二流路７４Ｂに区画するが、上側領域７６及び下側領域７７に収納される電池モジュール１の数と、正面側に配置される複数の冷却ファン５の配置が実施形態３とは異なる。
　図１１に示す電源装置４００は、収納スペース２０に収納される１４個の電池モジュール１のうち、上側の７段を上側領域７６とし下側の７段を下側領域７７としている。さらに、この電源装置４００は、２段の電池モジュールに対して１個の冷却ファン５を配置しており、正面側に配置される複数の冷却ファン５の内、最下位置に配置される冷却ファン５を、複数段に配置された複数の電池モジュール１の内、最下段に位置する電池モジュール１と合致させるように配置している。さらに、複数の冷却ファン５を、複数段に配置される複数の電池モジュール１に対して１段おきに等間隔で配置して、複数の冷却ファン５の内、最上位置に配置される冷却ファン５を、最上段から２段目に位置する電池モジュール１に対して合致する状態で配置している。とくに、図１１に示す電源装置４００は、電池モジュール１の前面１Ａに対向して配置される冷却ファン５を電池モジュール１の厚さの中心に位置するように配置している。
　図１１に示す実施形態４の電源装置４００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最大となるのは、下側領域７７の最上段から２段目に配置される電池モジュール１の下側に形成される隙間３（図において点Ｇで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が３．２ｍ／ｓとなる。また、図１１の電源装置４００において、各隙間３に流れる冷却風の流速が最小となるのは、下側領域７７の最上段の電池モジュール１の上側に形成される隙間３（図において点Ｈで表示）であり、この隙間３における冷却風の流速が０．８ｍ／ｓとなる。したがって、この電源装置４００は、最大風速差が２．４ｍ／ｓとなって、図８に示す参考例の電源装置に対して、最大風速差が５５％以上も改善される。
　以上の実施形態１～４の電源装置は、２個の電池モジュール１に対して１つの冷却ファンを配置するので、電池モジュール１を偶数個とする場合には、冷却ファン５の数をｎ個とすると、電池モジュール１の数を２ｎ個とすることができる。ただ、電源装置は、奇数個の電池モジュール１を配置することもできる。この電源装置では、冷却ファン５の数をｎ個として、電池モジュール１の数を（２ｎ－１）個、あるいは（２ｎ＋１）個とすることができる。この電源装置も複数の電池モジュール１に対して冷却ファン５をひとつおきに配置することができ、冷却ファンの数を電池モジュールの数の約半分にできる。
　さらに、以上の電源装置は、互いに接続された複数の電池モジュール１の充放電を制御する電源コントローラ７を備えている。電源コントローラ７は、直列及び／又は並列に接続された複数の電池モジュール１が接続されており、これらの電池モジュール１に内蔵される二次電池セル１１の充電と放電を制御している。図１ないし図４の電源装置は、電源コントローラ７を、ラック本体２の上部に設けた区画室３４に収納している。この電源装置は、ラック本体２の背面側に設けた背面ダクト４を通過して上面側に排出される冷却風を接触させて、電源コントローラ７を冷却風で冷却することができる。さらに、電源コントローラ７から出力される高電圧の出力ラインをラック本体２の天面側で配線するので、高電圧の出力ラインを使用者が触れることのない高所に配線して安全に使用できる。
　図３に示す電源装置１００は、ラック本体２に装着される全ての電池モジュール１の出力が直列に接続されるように接続ライン４１を配線している。具体的には、上下に隣接して装着される電池モジュール１の異なる極性の出力端子１４が配線用コネクタ４３を備えた接続ライン４１で数珠繋ぎに接続されている。さらに、上下の両端に配置される電池モジュール１に接続される接続ライン４１の終端は、ラック本体２の上部に配置される電源コントローラ７に入力している。図に示す電源装置は、１４個の電池モジュール１の出力を直列に接続している。この電源装置は、各電池モジュール１の出力電圧を約５７Ｖとして、電源装置全体の出力電圧を約８００Ｖとしている。ただ、電源装置は、各電池モジュールの出力電圧を３０Ｖ～６０Ｖとし、これらの電池モジュールを４個～１４個直列接続して、電源装置全体の出力電圧を２００Ｖ～８００Ｖとすることもできる。以上のように、複数の電池モジュール１を全て直列に接続する電源装置は出力電圧を極めて高くできる。
　ただ、接続ラインの配線は、必ずしも全ての電池モジュールを直列に接続する配線には特定しない。接続ラインは、装着される複数の電池モジュールの出力を所定の接続状態で出力できるように配線される。たとえば、電源装置は、複数の電池モジュールを直列と並列に接続することもできる。この電源装置は、出力電圧を高くしながら、放電電流を大きくできる。
　以上の電源装置は、電池モジュール１を定位置に収納した後の工程として、ラック本体２の正面側において、各電池モジュール１の出力端子１４を、接続ライン４１で直列及び／又は並列に配線する。この配線作業は、電源装置が設置される現場において、所定の位置に配置されたラック本体２に複数の電池モジュール１を収納した後工程で行うことができる。このため、接続ライン４１の配線を能率良く、しかも安全に行うことができる。
　以上の電源装置は、所定の数の電池モジュール１がラック本体２に装着された状態で、電源コントローラ７によって充放電が制御される。
１００、２００、３００、４００…電源装置
１…電池モジュール
１Ａ…前面
１Ｂ…背面
２、５２、６２、７２…ラック本体
３…隙間
４、６４、７４…背面ダクト
６４Ａ、７４Ａ…第一流路
６４Ｂ、７４Ｂ…第二流路
５…冷却ファン
６…送風スペース
７…電源コントローラ
１０…バッテリ
１１…二次電池セル
１２…外装ケース
１３…位置決め鍔部
１４…出力端子
１５…信号端子
１５Ａ…出力用端子
１５Ｂ…入力用端子
１７…電子回路
１８…通信回路
１９…温度センサ
２０…収納スペース
２１…支柱
２２…正面プレート
２３…背面プレート
２４…側面プレート
２５…天面プレート
２６…位置決めプレート
２６Ｘ…支持部
２６Ｙ…垂直部
２７…支持フレーム
２８…排気口
３０…底部側ダクト
３１…底部プレート
３１Ａ…流入口
３２…連通隙間
３３…上部プレート
３４…区画室
３５…排気ファン
４１…接続ライン
４２…通信ライン
４３…配線用コネクタ
６３、７３…中間プレート
６５、７５…区画壁
６６、７６…上側領域
６７、７７…下側領域
９１…電池モジュール
９３、９３Ａ、９３Ｂ…隙間
９５…冷却ファン
１０１…電池モジュール
１０２…ラック
１０３…隙間
１０５…冷却ファン
１１０…壁面
 

Claims (11)

  1. 　複数の二次電池セルを収納した複数の電池モジュールと、
    　前記複数の電池モジュールを、水平姿勢で互いに隙間を開けて上下に複数段に収納するラック本体と、
    　前記ラック本体の正面側に配置され、前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間に冷却風を送風するための冷却ファンと、
    を備えるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体は、前記複数の電池モジュールの背面側に、前記隙間を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクトを備えると共に、前記背面ダクトを通過した冷却風を排気するための排気口を天面側に開口しており、
    　前記冷却ファンの数は、前記電池モジュールの数よりも少なく、
    　前記冷却ファンは、前記ラック本体の正面視において、前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間から位置ずれさせて配置してなるラック型の電源装置。　
  2. 　複数の二次電池セルを収納した複数の電池モジュールと、
    　前記複数の電池モジュールを、水平姿勢で互いに隙間を開けて上下に複数段に収納するラック本体と、
    　前記ラック本体の正面側に配置され、前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間に冷却風を送風するための冷却ファンと、
    を備えるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体は、前記複数の電池モジュールの背面側に、前記隙間を通過した冷却風を上方に通過させる背面ダクトを備えると共に、前記背面ダクトを通過した冷却風を排気するための排気口を天面側に開口しており、
    　前記背面ダクトは、前記ラック本体の上側領域に収納される複数の前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間を通過した冷却風を通過させる第一流路と、前記ラック本体の下側領域に収納される複数の前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間を通過した冷却風を通過させる第二流路とに区画されており、
    　さらに、前記冷却ファンの数は、前記電池モジュールの数よりも少なく、前記冷却ファンは、上下に並べて配置してなるラック型の電源装置。　　
  3. 　請求項２に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記背面ダクトは、前記上側領域に収納される複数の前記電池モジュールの背面側に位置して、前記背面ダクトの内部を前後に区画する区画壁を備えており、前記区画壁の正面側を第一流路として、該区画壁の背面側を第二流路としてなるラック型の電源装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記冷却ファンが、複数段に配置される前記複数の電池モジュールに対して１段おきに等間隔で配置されてなるラック型の電源装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体の正面側の最下位置に配置される前記冷却ファンは、前記ラック本体に収納された前記電池モジュールの内、最下段に位置する電池モジュールと合致させるように配置してなるラック型の電源装置。
  6. 　請求項１から４のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体の正面側の最下位置に配置される前記冷却ファンは、前記ラック本体に収納された前記電池モジュールの内、最下段から２段目に位置する電池モジュールと合致させるように配置してなるラック型の電源装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体が、前記排気口に位置して、該背面ダクトを通過した冷却風を排気するための排気ファンを備えるラック型の電源装置。
  8. 　請求項１から７のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記ラック本体が、最下段に配置される電池モジュールの下方に、前記冷却ファンから送風される冷却風を通過させる底部側ダクトを備えており、前記底部側ダクトを前記背面ダクトに連通して、前記底部側ダクトを通過した冷却風を前記背面ダクトに流入させるようにしており、
    　さらに、前記底部側ダクトの上下幅を、前記電池モジュール同士の間に形成された前記隙間の上下幅よりも広くしてなるラック型の電源装置。
  9. 　請求項１から８のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記冷却ファンと、これに対向する前記複数の電池モジュールの前面との間隔（ｈ）が、前記冷却ファンの厚さ（ｋ）の４倍以下であるラック型の電源装置。
  10. 　請求項１から９のいずれか一に記載されるラック型の電源装置であって、さらに、
    　前記ラック本体に収納される複数の電池モジュールの充放電を制御する電源コントローラを備えており、
    　前記電源コントローラを、複数段に配置される前記複数の電池モジュールの最上段に配置される電池モジュールの上方に配置すると共に、
    　前記電源コントローラを前記背面ダクトを通過した冷却風で冷却するようにしてなるラック型の電源装置。
  11. 　請求項１０に記載されるラック型の電源装置であって、
    　前記電池モジュールが、内蔵される複数の二次電池セルの出力を外部に出力するための出力端子を前面に備えており、
    　前記ラック本体の正面側において、前記複数の電池モジュールの前記出力端子を、接続ラインを介して前記電源モジュールに接続してなるラック型の電源装置。
     
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