JP2017005000A - キャビネット、及びこれを用いた蓄電システム - Google Patents

キャビネット、及びこれを用いた蓄電システム Download PDF

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Shinji Kojima
慎二 児島
篤志 中本
Atsushi Nakamoto
篤志 中本
啓道 奥井
Hiromichi Okui
啓道 奥井
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Abstract

【課題】収納箱と蓋との間における導通の信頼性を向上させることができるキャビネットを提供する。【解決手段】キャビネット1は、前面に開口部271が形成され電気装置101を収納する収納箱2と、収納箱2の天井板220に対して上方に離れて配置された屋根板310と、収納箱2及び屋根板310の前方を覆う蓋4とを備える。収納箱2は、前面に沿って左右方向に延長して形成され上向きに開口した第1溝部275を有する。屋根板310は、第1溝部275の上方に形成され上向きに開口した第2溝部311を有する。蓋4は、第2溝部311の上方を覆う上片421を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、一般にキャビネット及びこれを用いた蓄電システム、より詳細には電気装置を収納するキャビネット及びこれを用いた蓄電システムに関する。
従来、電気装置を収納する筐体(キャビネット)を備え、屋外に設置される設備機器が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のキャビネットは、本体(収納箱)の開口部の回りに水切り溝が形成されており、開口部及び水切り溝を覆うようにカバー(蓋)が取り付けられる。
特開2015−79893号公報
キャビネットは電気装置を収納するため、より高い防水性が望まれていた。
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、防水性を向上させることができるキャビネット及びこれを用いた蓄電システムを提供することにある。
本発明のキャビネットは、一面に開口部が形成され電気装置を収納する収納箱と、前記収納箱の天井板に対して上方に離れて配置された屋根板と、前記収納箱の前記一面側において前記収納箱及び前記屋根板を覆う蓋とを備え、前記収納箱は、前記一面に沿って前記開口部の上方に形成され上向きに開口した第1溝部を有し、前記屋根板と前記蓋との一方は、前記第1溝部の上方に形成され上向きに開口した第2溝部を有し、前記屋根板と前記蓋との他方は、前記第2溝部の上方を覆う上片を有することを特徴とする。
本発明の蓄電システムは、上記のキャビネットと、前記電気装置として前記収納箱に収納される蓄電池モジュールと、前記電気装置として前記収納箱に収納され、前記蓄電池モジュールの充放電を制御する充放電装置とを備えることを特徴とする。
本発明では、収納箱と蓋との間における導通の信頼性を向上させることができるという効果がある。
実施形態のキャビネット及び蓄電システムにおける蓋及び屋根カバーを取り外した状態の斜視図である。 図2Aは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの正面図である。図2Bは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの側面図である。図2Cは、実施形態のキャビネット及び蓄電システムの背面図である。 実施形態のキャビネットにおける一部を拡大した断面図である。 図4Aは、実施形態のキャビネットにおける取付台が設けられた状態の一部を拡大した斜視図である。図4Bは、実施形態のキャビネットにおける取付台を取り外した状態の一部を拡大した斜視図である。 実施形態の取付台の上下を逆にした斜視図である。 実施形態のキャビネットの変形例における一部を拡大した断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の実施形態において説明する各図は、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態)
以下、本実施形態に係るキャビネット1について図1〜図5を参照して説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
本実施形態のキャビネット1は、電気装置101を収納する金属製のキャビネットである。キャビネット1は、電気装置101として蓄電池モジュール102及び充放電装置103を収納し、戸建て住宅に設けられる蓄電システム100に用いられる。以下の説明で用いる方向は、図2Aにおける上下方向を上下方向、図2Aにおける左右方向を左右方向、図2Bにおける左右方向を前後方向と規定して説明する。
本実施形態のキャビネット1は、前面に開口部271が形成され蓄電池モジュール102及び充放電装置103を収納する収納箱2と、収納箱2の上方を覆う屋根カバー3と、収納箱2及び屋根カバー3の前方を覆う蓋4とを備えている。
複数個(3個)ある蓄電池モジュール102のそれぞれは、直列又は並列に接続された複数の蓄電池(例えばリチウムイオン電池など)を有している。また、蓄電池モジュール102は、蓄電池のみ備える構成のほか、温度センサのようなセンサ類、蓄電池の特性データを格納したメモリ、蓄電池の充放電制御や異常監視を行う監視制御部、情報を伝送するための通信部などを備える構成でもよい。
充放電装置103は、複数個の蓄電池モジュール102と屋内配線との間に電気的に接続されて電力変換を行うパワーコンディショナで構成されており、蓄電池モジュール102の充放電を制御する。充放電装置103は、屋内配線を介して商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池モジュール102を充電する。また、充放電装置103は、蓄電池モジュール102が出力する直流電力を交流電力に変換し、屋内配線を通してて電気負荷に交流電力を供給する。
収納箱2は、前面に矩形状の開口部271が設けられた直方体状に形成されている。収納箱2は、例えば戸建て住宅などの建物の外壁に後板部250を対向させ、建物の外壁と後板部250との間に隙間を開けた状態で設置される。また、収納箱2は、箱型の台座200に載せられて、設置場所に設置される。
収納箱2の内部空間は、底板210から天井板220まで形成された隔壁230によって、右側の第1収納室241と左側の第2収納室242とに分けられている。さらに、左側の第2収納室242は、収納箱2の内部空間において上下方向のほぼ中央に設けられた横桟231によって上側収納室243と下側収納室244とに分かれている。
第1収納室241の上側の位置には、充放電装置103が配置されている。充放電装置103は、電力変換を行う回路が形成された回路基板と、回路基板などの部材を収納する角筒状のカバー104とを有している。また、カバー104の後壁は、回路基板に実装された回路部品(例えばスイッチング素子やコイル部品など)と熱的に結合された板状のヒートシンク105で構成されている(図3参照)。ヒートシンク105は、収納箱2の後板部250から離れて配置されており、後板部250との間に上下方向に空気を流すことができるダクト245を形成している。また、天井板220には、ダクト245に臨む部位に複数の貫通孔221が形成されている。複数の貫通孔221は、左右方向に並んで形成されており、各貫通孔221の縁の全周にわたって上向きに突出した立上げ片222が形成されている。立上げ片222は、例えば貫通孔221の周囲をバーリング加工などにより形成することができる。そして、充放電装置103が備える回路部品は、ヒートシンク105を介してダクト245の内部の空気と熱交換することで放熱する。また、ダクト245の内部における暖められた空気は、対流によって上昇し貫通孔221を介して収納箱2の外部に排出される。これにより、充放電装置103から発生する熱を効率よく放熱することができ、収納箱2の内部における温度上昇が抑制される。
また、本実施形態では、第1収納室241において充放電装置103の下側のスペースが外部配線スペースであり、屋内配線と充放電装置103との間を電気的に接続する外部配線が引き回される。収納箱2の底板210には、上下方向に貫通した貫通孔211が設けられている。外部配線は、例えば台座200の後側に設けられた開口部201から台座200の内部に挿入され、底板210に設けられた貫通孔211を通して収納箱2内に導入される。そして、外部配線が充放電装置103に接続されることで、充放電装置103と屋内配線とが電気的に接続される。
第2収納室242の上側収納室243及び下側収納室244には、それぞれ、蓄電池モジュール102を収納可能な蓄電池収納スペースが設けられている。上側収納室243には、2つの蓄電池モジュール102が前後方向に並べて収納され、下側収納室244には、1つの蓄電池モジュール102が収納されている。また、上側収納室243及び下側収納室244のそれぞれには、2個の取付台260が左右方向に間隔を開けて配置されている。取付台260は、板金を折り曲げることによって形成されており、底板210及び横桟231それぞれにねじで固定されている。蓄電池モジュール102は、2個の取付台260に跨るように載せられた状態で、例えば蓄電池モジュール102に固定された金具を取付台260にねじなどで固定することによって、収納箱2に取り付けられている。そして、複数の蓄電池モジュール102のそれぞれは、内部配線を介して充放電装置103と電気的に接続されている。
ここで、収納箱2の底板210には、水抜き用の通孔212が形成されており(図4B参照)、底板210に固定される取付台260は、通孔212を塞ぐように配置されている(図4A参照)。取付台260は、図5に示すように、天板261と、一対の脚片262と、一対の底カバー263とを一体に備える。天板261は、矩形板状に形成され蓄電池モジュール102が載せられる。一対の脚片262は、天板261の左右両側端からそれぞれ下向きに突出して形成される。一対の底カバー263は、一対の脚片262それぞれの下端から互いに離れる向きに突出して形成される。また、底カバー263は、矩形板状に形成されており、底板210と対向する下面に直線状の凹溝264が設けられている。凹溝264は、底カバー263の下面の一部を窪ませることによって形成されており、凹溝264の一部が通孔212と上下方向に対向するように取付台260が底板210に固定される。また、凹溝264は、一端部が開放、言い換えれば一端部が底板210と底カバー263との間で開口し、他端部が底板210の通孔212に通じるように形成されている。
また、収納箱2は、開口部271の全周にわたって前方に突出した側板部272と、側板部272の前端から全周にわたって開口部271と離れる向きに突出したフランジ273とを有している。そして、収納箱2の前板部270と側板部272とフランジ273とで、開口部271の全周にわたって断面U字状の溝274を形成している。なお、溝274のうち、上辺部分が第1溝部275に相当する。すなわち、第1溝部275は、前板部270、側板部272、及びフランジ273の各上辺部分で構成された溝であり、収納箱2の前面に沿って開口部271の上方に形成され、左右方向に延長して上向きに開口しており、水切り溝として機能する。
また、収納箱2の上方には、収納箱2の天井板220全体を覆う屋根カバー3が設けられている。屋根カバー3は、天井板220と離れて上方に配置される矩形状の屋根板310と、屋根板310の左右両側端からそれぞれ下向きに突出する一対の側板320と、屋根板310の後端から下向きに突出する後板330とを有する。
屋根板310は、左右方向の寸法及び前後方向の寸法が天井板220とほぼ同じ寸法に形成されており、前端部には左右方向の全長にわたって第2溝部311が設けられている。第2溝部311は、左右方向に延長して形成され上向きに開口するように形成されており、水切り溝として機能する。具体的には、第2溝部311は、左右方向に延長して形成され互いに前後方向に対向する一対の側片312と、一対の側片312それぞれの下端同士を繋ぐ底片313とで構成されている。
また、屋根板310の上面は、第2溝部311から離れるにつれて下がる形状に形成されている。具体的には、屋根板310の上面は、後方に向かって下り勾配となる傾斜面で形成されており、後端が前端よりも下側に位置する。なお、本実施形態の屋根板310の上面は、傾斜角度が2度に設定されているが、傾斜角度はこの数値に限定しない。
そして、屋根カバー3は、天井板220の上面に設けられた3個のL型のブラケット280を用いて収納箱2に取り付けられている。屋根カバー3の一対の側板320、及び後板330それぞれには、ねじを通す貫通孔が形成されており、ねじが貫通孔を介してブラケット280に固定されることで、屋根カバー3が収納箱2に取り付けられる。また、天井板220には、屋根板310との間隔を保つスペーサ281が設けられている。
また、後板330には、通気孔として複数の貫通孔331が左右方向に並んで形成されている(図2C参照)。後板330における各貫通孔の縁の下側部分は、前方に向かって窪んだ凹部332が形成されている。
蓋4は、後面が開口した扁平な直方体状であり、収納箱2及び屋根板310の前方を覆うように配置される。蓋4は、矩形板状の前板部410と、前板部410の縁から後方に突出した側板部420、側板部420の後端から開口部271に近づく向きに突出したフランジ430(図3参照)を有している。前板部410は、左右方向の寸法が収納箱2の左右方向の寸法とほぼ同じに形成され、上下方向の寸法が屋根カバー3の屋根板310から収納箱2の底板210までの寸法とほぼ同じに形成されている。すなわち、前板部410は、収納箱2の開口部271、及び天井板220と屋根板310との間の空間の前方側を覆っている。
蓋4の前板部410には、ねじを通す複数の貫通孔411が形成されており、収納箱2のフランジ273には、ねじが結合されるねじ孔が形成されている。そして、蓋4の貫通孔411を通ったねじが収納箱2のねじ孔に結合されることで、蓋4が収納箱2に取り付けられる。なお、収納箱2のフランジ273と蓋4の前板部410との間には、パッキンが設けられていることが望ましい。
ここで、蓋4の側板部420のうち前板部410の上端から後方に突出した部分を上片421とし、フランジ430のうち上片421の後端から下向きに形成された部分を垂下片431とする。蓋4が収納箱2に取り付けられることで、上片421が第2溝部311の上方を覆い、垂下片431が第2溝部311に嵌まり込む。なお、蓋4の側板部420のうち上片421を除く部分は、収納箱2の溝274のうち第1溝部275を除く部分を覆う。また、蓋4のフランジ430のうち垂下片431を除く部分は、収納箱2の溝274のうち第1溝部275を除く部分に嵌まり込む。
このように、本実施形態のキャビネット1は、収納箱2に設けられた第1溝部275の上方に、屋根カバー3に設けられた第2溝部311が位置し、第2溝部311の開口が蓋4の上片421によって覆われている。すなわち、本実施形態のキャビネット1は、上下方向に並んだ第1溝部275と第2溝部311とで二重の樋(水切り溝)を構成している。したがって、上方から浸入しようとする水は、第2溝部311で受けられ第2溝部311の側端から排水されるので、第1溝部275まで到達する水が低減される。これにより、収納箱2に設けられた開口部271を介して水が浸入することが抑制され、防水性が向上する。
また、屋根板310の上面は、後方に向かって下り勾配となる傾斜面で形成されているので、屋根板310の上面に付着した水は、屋根板310の上面の勾配にしたがって後方に流れる。すなわち、水が第2溝部311から離れる向きに流れるので、第2溝部311に入る水が低減され、キャビネット1の防水性がより向上する。また、屋根板310の変形例として、屋根板310の上面において、後方に向かうにつれて下がる段差が設けられた形状であってもよい。このように構成した場合であっても、第2溝部311に入る水が低減され、キャビネット1の防水性が向上する。
また、収納箱2の天井板220には、通気孔として貫通孔221が設けられており、この貫通孔221の縁の全周にわたって上向きに突出した立上げ片222が形成されている。この立上げ片222により、水が天井板220の上面を伝って貫通孔221に入ることが抑制される。また、天井板220の上方には屋根カバー3が配置されているので、例えば落ち葉などの異物が貫通孔221に入る、あるいは貫通孔221を塞ぐことが抑制される。
さらに、収納箱2の天井板220と屋根カバー3の屋根板310とは離れて配置されており、天井板220と屋根板310との間には空間が形成されている。これにより、例えば充放電装置103の回路部品から発生した熱によって、収納箱2の内面(特に天井板220の下面)に結露が発生することが抑制される。また、屋根カバー3の後板330に設けられた貫通孔331の縁の下端部分には凹部332が設けられている。この凹部332により、後板330の後面における開口面積が大きくなり、後板330の前側において上向きに開口するので、排気効率がさらに向上し、かつ水の浸入をより抑制することが可能となる。
また、本実施形態の蓋4は、屋根カバー3に設けられた第2溝部311に嵌まり込む垂下片431を有しているので、蓋4を収納箱2に取り付ける際に、蓋4を第2溝部311に引っ掛けて仮保持することが可能となる。これにより、蓋4を収納箱2に取り付ける作業が容易となる。また、蓋4は、収納箱2及び屋根板310の前方を覆うように構成されており、収納箱2の開口部271、及び天井板220と屋根板310との間の空間を覆っている。したがって、キャビネット1を正面から見た際に、収納箱2、蓋4、及び屋根カバー3それぞれが互いに組み合わさった結合箇所が見えなくなり、意匠性が損なわれることが抑制される。
また、本実施形態の収納箱2の底板210には、水抜き用の通孔212が形成されており、この通孔212は、凹溝264が形成された底カバー263で覆われている。凹溝264は、一端部が底板210と底カバー263との間で開口し、他端部が通孔212に通じるように形成されている。これにより、収納箱2の内部に水が浸入して底板210の上に水がたまったとしても、底板210の上にたまった水は、凹溝264を通って通孔212から排水される。したがって、収納箱2の内部に水がたまることが抑制される。また、通孔212は、凹溝264の奥側の位置に通じているので、通孔212を介して塵埃などが収納箱2の内部に進入することが抑制される。なお、本実施形態では、凹溝264の形状は直線状であるが、凹溝264は、円弧上に湾曲した形状であってもよいし、クランク状の曲がり部を途中に備えた形状であってもよい。
また、本実施形態では、第1溝部275の上方に位置する第2溝部311は、屋根板310が備えた構成であるが、図6に示すように蓋4が第2溝部311Aを備えていてもよい。図6に示す変形例では、蓋4の側板部420における上辺部分の後端に第2溝部311Aが設けられており、屋根板310は、第2溝部311Aを覆う上片421Aを備えている。このように構成した場合であっても、第1溝部275の上方に第2溝部311Aが位置し、収納箱2に設けられた開口部271を介して水が浸入することを抑制することが可能となる。
上述したように、本実施形態のキャビネット1は、収納箱2と屋根板310と蓋4とを備える。収納箱2は、一面(前面)に開口部271が形成され電気装置101を収納する。屋根板310は、収納箱2の天井板220に対して上方に離れて配置される。蓋4は、収納箱2の一面側(前面側)において、収納箱2及び屋根板310を覆う。また、収納箱2は、一面(前面)に沿って開口部271の上方に形成され上向きに開口した第1溝部275を有する。屋根板310と蓋4との一方は、第1溝部275の上方に形成され上向きに開口した第2溝部311(311A)を有する。屋根板310と蓋4との他方は、第2溝部311の上方を覆う上片421(421A)を有する。
また、本実施形態の蓄電システム100は、上記のキャビネット1と、電気装置101として収納箱2に収納される蓄電池モジュール102と、電気装置101として収納箱2に収納され、蓄電池モジュール102の充放電を制御する充放電装置103とを備える。
上記構成により、キャビネット1及び蓄電システム100は、上下方向に並んだ第1溝部275と第2溝部311とで二重の樋(水切り溝)を構成しているので、収納箱2に設けられた開口部271を介して水が浸入することが抑制され防水性が向上する。
また、屋根板310は、第2溝部311を有し、蓋4は、上片421と、上片421から下向きに形成され第2溝部311に嵌まる垂下片431とを有する。上記構成により、蓋4を第2溝部311に引っ掛けて仮保持することができ、蓋4を収納箱2に取り付ける作業性が向上する。
また、収納箱2は、天井板220に形成された貫通孔221と、貫通孔221の縁の全周にわたって上向きに突出して形成された立上げ片222とを有する。上記構成により、屋根カバー3内に浸入した水が天井板220を伝って貫通孔221に入ることが抑制され防水性が向上する。
また、屋根板310の上面は、第2溝部311から離れるにつれて下がる形状である。上記構成により、屋根板310の上面に付着した水は、第2溝部311から離れる向きに流れるので、第2溝部311に入る水が低減され防水性が向上する。
また、収納箱2は、底板210に形成された通孔212と、底板210の上側に重なり通孔212を覆う底カバー263と、底カバー263の下面に形成された凹溝264とを有する。凹溝264は、通孔212に通じており、一端部が底板210と底カバー263との間で開口している。上記構成により、収納箱2の内部に水がたまることが抑制され、さらに通孔212を介して塵埃などの異物が収納箱2の内部に進入することが抑制される。
1 キャビネット
100 蓄電システム
101 電気装置
102 蓄電池モジュール
103 充放電装置
2 収納箱
210 底板
212 通孔
220 天井板
221 貫通孔
222 立上げ片
263 底カバー
264 凹溝
271 開口部
275 第1溝部
310 屋根板
311,311A 第2溝部
4 蓋
421,421A 上片
431 垂下片

Claims (6)

  1. 一面に開口部が形成され電気装置を収納する収納箱と、
    前記収納箱の天井板に対して上方に離れて配置された屋根板と、
    前記収納箱の前記一面側において前記収納箱及び前記屋根板を覆う蓋とを備え、
    前記収納箱は、前記一面に沿って前記開口部の上方に形成され上向きに開口した第1溝部を有し、
    前記屋根板と前記蓋との一方は、前記第1溝部の上方に形成され上向きに開口した第2溝部を有し、
    前記屋根板と前記蓋との他方は、前記第2溝部の上方を覆う上片を有する
    ことを特徴とするキャビネット。
  2. 前記屋根板は、前記第2溝部を有し、
    前記蓋は、前記上片と、前記上片から下向きに形成され前記第2溝部に嵌まる垂下片とを有する
    ことを特徴とする請求項1記載のキャビネット。
  3. 前記収納箱は、前記天井板に形成された貫通孔と、前記貫通孔の縁の全周にわたって上向きに突出して形成された立上げ片とを有する
    ことを特徴とする請求項1または2記載のキャビネット。
  4. 前記屋根板の上面は、前記第2溝部から離れるにつれて下がる形状である
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のキャビネット。
  5. 前記収納箱は、底板に形成された通孔と、前記底板の上側に重なり前記通孔を覆う底カバーと、前記底カバーの下面に形成された凹溝とを有し、
    前記凹溝は、前記通孔に通じており、一端部が前記底板と前記底カバーとの間で開口している
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のキャビネット。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のキャビネットと、
    前記電気装置として前記収納箱に収納される蓄電池モジュールと、
    前記電気装置として前記収納箱に収納され、前記蓄電池モジュールの充放電を制御する充放電装置とを備える
    ことを特徴とする蓄電システム。
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