WO2017183429A1 - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

蓄電装置は、電力を蓄える蓄電池（３０）と、前記蓄電池の監視及び保護を行う電池管理部（３２）と、前記蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力する機能、及び、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能、を有するインバータ（４０）と、前記蓄電池、前記電池管理部、及び前記インバータを、その周囲が液体（ＬＱ）で満たされた状態で内部に収容する蓄液容器（６０）と、前記液体と外気との間において熱の移動を行わせ、前記液体の温度が所定の目標温度となるように調整する温調部（５０）と、前記蓄液容器を囲むように配置された断熱材（７０）と、を備える。

Description

蓄電装置 関連出願の相互参照

　本出願は、2016年4月21日に出願された日本国特許出願2016-085099号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

　本開示は蓄電装置に関する。

　近年、電気自動車やハイブリッド自動車の普及に伴い、車両に搭載される蓄電装置の需要が高まっている。また、建物の電力使用を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の普及に伴い、定置型の蓄電装置の需要も高まっている。いずれの蓄電装置においても、内部の蓄電池の劣化を可能な限り抑制し、メンテナンスフリーで長期間に亘り動作することが求められている。

　下記特許文献１に記載の蓄電装置（電気推進装置）は、蓄電池とインバータ（電力変換器）とを同一の筐体内に収容した構成となっている。また、筐体の壁には冷媒流路が形成されており、冷媒を循環させることにより蓄電池等の冷却及び加温を行うことが可能となっている。このような構成においては、蓄電池及びインバータにおける温度上昇が抑制されるので、蓄電池の劣化やインバータの半田クラック等が防止される。これにより、蓄電装置を長期間に亘って動作させることができる。

特許第５７６９３８６号公報

　上記特許文献１に記載されている蓄電装置では、筐体の内部空間、すなわち蓄電池等が収容されている空間は空気で満たされている。発明者の詳細な検討の結果、このような蓄電装置における蓄電池やインバータの配置によっては、これらが均等且つ十分には冷却されず、一部において温度むらが生じる可能性がある、という課題が見出された。また、空気の湿度が高いときには筐体の内部で結露が生じてしまい、インバータの動作に影響を与えてしまう可能性がある、という課題も見出された。

　本開示の目的は、外気温度や湿度の影響を受けることなく、長期間に亘って動作することのできる蓄電装置を提供することにある。

　本開示の一態様による蓄電装置は、電力を蓄える蓄電池と、蓄電池の監視及び保護を行う電池管理部と、蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力する機能、及び、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池に供給する機能、を有するインバータと、蓄電池、前記電池管理部、及びインバータを、その周囲が液体で満たされた状態で内部に収容する蓄液容器と、液体と外気との間において熱の移動を行わせ、液体の温度が所定の目標温度となるように調整する温調部と、蓄液容器を囲むように配置された断熱材と、を備える。

　このような構成の蓄電装置では、蓄電池、前記電池管理部、及びインバータが蓄液容器の内部に収容されており、その周囲が液体で満たされた状態となっている。このような液体としては、例えばフッ素系液体のような絶縁性を有する液体が用いられる。

　温調部と蓄電池等との間では、上記液体を介して熱伝導により熱の授受が行われることとなる。このため、蓄電池等の周囲が空気で満たされている場合に比べて、蓄電池等の温度を均等且つ適温に保つことができる。蓄電池等の周囲には空気が存在しないので、その表面において結露が生じることがない。また、蓄液容器は断熱材によって囲まれているので、外気温度の影響による蓄液容器内の温度変動が更に抑制される。その結果、温調部の動作負荷は小さくなるので、温調部を小型化することもできる。

　本開示によれば、外気温度や湿度の影響を受けることなく、長期間に亘って動作することのできる蓄電装置が提供される。

図１は、本実施形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図２は、蓄電装置の内部構造を示す断面図である。 図３は、調温部の一部である冷媒配管を示す斜視図である。 図４は、調温部で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、外気温度と、設定される目標温度との関係を示す図である。 図６は、蓄液容器の内部における温度変化の一例を示す図である。 図７は、蓄電池の温度と電流容量との関係を示す図である。 図８は、真空断熱材の内部構造を示す断面図である。 図９は、蓄電装置の内部における真空断熱材の配置を説明するための図である。 図１０は、蓄電装置の内部における真空断熱材の配置を説明するための図である。

　以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

　本実施形態に係る蓄電装置１０は、電気自動車に搭載される車載用蓄電池として構成されている。ただし、蓄電装置１０の用途はこれに限られるものではない。例えば、ＨＥＭＳの一部として建物に設置される定置型の蓄電装置として用いられてもよく、携帯電話用の基地局に設置される蓄電装置として用いられてもよい。

　蓄電装置１０の構成について説明する。図１に示されるのは蓄電装置１０の外観であり、図２に示されるのはその内部構造である。蓄電装置１０は、ケース２０の内部に蓄電池３０等が収容された構成となっている。蓄電装置１０の下方側、すなわちケース２０の下面には、棒状の金属ピンである端子９０が３つ、及び同じく棒状の金属ピンである端子９１が２つ設けられている。

　蓄電装置１０は、これら端子９０から三相の交流電力を外部に出力すること、及びこれら端子９１から直流電力を外部に出力することが可能となっている。また、蓄電装置１０は、外部から供給される三相の交流電力を端子９０から受け入れて、当該電力を蓄電池３０に蓄えることも可能となっている。更に、蓄電装置１０は、外部から供給される直流電力を端子９１から受け入れて、当該電力を蓄電池３０に蓄えることも可能となっている。

　尚、蓄電池３０と端子９０との間で入出力される電力は、インバータ４０を経由して入出力される。また、蓄電池３０と端子９１との間で入出力される電力は、後述の電池管理ユニット３２を介して入出力される。

　主に図２を参照しながら、蓄電装置１０の具体的な構成について説明する。蓄電装置１０は、ケース２０と、蓄電池３０と、インバータ４０と、温調部５０と、蓄液容器６０と、断熱材７０と、を備えている。

　ケース２０は、既に述べたように、蓄電池３０等を内部に収容する容器である。本実施形態では、ケース２０はアルミダイキャストによって形成されている。ケース２０は、本体部２２と蓋部２１とに分かれた構成となっている。本体部２２は、蓄電池３０等を内部に収容する部分であって、その上面には開口が形成されている。当該開口からは、後述の温調部５０の一部が上方に向けて突出している。

　蓋部２１は、本体部２２の上面に形成された開口を上方側から塞ぐ部分である。蓋部２１は、本体部２２から上方に突出している温調部５０を、その側方側及び上方側から覆っている。蓋部２１には不図示の通気口が形成されている。このため、ケース２０の内部、特に蓋部２１の内部における気温及び湿度は、ケース２０の外部における気温及び湿度と概ね等しくなっている。

　蓄電池３０は、電力を蓄える部分である。蓄電池３０は、例えばリチウムイオン電池からなるセルユニット３１を複数備えた構成となっている。蓄電池３０の出力電圧は６０ボルト未満の安全電圧、具体期には４８ボルトである。

　蓄電池３０の近傍には電池管理ユニット３２が配置されている。電池管理ユニット３２は、所謂ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）と称されるものであり、それぞれのセルユニット３１の監視や保護を行うための装置として設けられている。電池管理ユニット３２は、本実施形態における「電池管理部」に該当する。

　インバータ４０は、蓄電池３０から出力される直流電力を交流電力に変換して端子９０から出力する機能、及び、外部から端子９０に供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池３０に供給する機能、を有している。このように、インバータ４０は、双方向の電力変換器として機能する。

　インバータ４０は、電力変換のためのスイッチング動作を行うスイッチング素子４１を複数有している。本実施形態では、スイッチング素子４１として窒化ガリウム素子（ＧａＮ）が用いられている。よく知られているように、窒化ガリウム素子はワイドバンドギャップのパワー素子であり、スイッチング動作に伴う損失が極めて小さくなっている。このため、インバータ４０の変換効率は９９％以上の超高効率となっており、その動作時における発熱が極めて小さくなっている。また、インバータ４０はその全体が薄型化されており、プリント基板型の電力変換器として構成されている。

　尚、図２においては、複数のスイッチング素子４１が模式的に描かれている。スイッチング素子４１の具体的な形状や、スイッチング素子４１を含むスイッチング回路の具体的な構成は公知のものを採用し得るので、その図示及び説明を省略する。

　蓄液容器６０は、蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０を、その内部に収容する容器である。本実施形態では、蓄液容器６０はアルミラミネートフィルムによって形成された袋状の容器となっている。蓄液容器６０の内側の空間ＳＰ、すなわち蓄電池３０等の周囲の空間は、液体で満たされている。当該液体（以下では「伝熱液体ＬＱ」と表記する）としては、熱伝導率が比較的高く、且つ電気絶縁性を有している液体を用いることが好ましい。このような液体としては、例えばフッ素系液体やシリコンオイル、超純水等を用いることができる。本実施形態では、伝熱液体ＬＱとしてフッ素系液体であるフロリナート（登録商標）が用いられている。フッ素系液体は熱伝導率が高く、電気絶縁性を維持することが容易であり、更には難燃性をも有しているので、伝熱液体ＬＱとして特に好適である。蓄液容器６０は、その内部が伝熱液体ＬＱで満たされた状態で（つまり、空気が一切存在しない状態で）常圧にて密閉されている。

　蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０の周囲から空気が排除されているので、外気の湿度が高い場合であっても、これらの表面において結露が生じることは無い。また、紫外線、オゾン、虫、埃が蓄液容器６０の内部に侵入してしまうことが防止されるので、これらに起因した蓄電装置１０の故障や劣化が生じることも無い。更に、蓄電装置１０がリユースされる際の分解清掃が不要となるので、蓄電装置１０の価値を高く維持することができる。

　尚、蓄液容器６０の材料としては、上記のようなアルミラミネートフィルムに替えて、可撓性を有さない硬質の材料（例えばアルミニウム等の金属）が用いられてもよい。蓄液容器６０は、内部を満たす伝熱液体ＬＱの温度調整を容易に行い得るように、熱伝導率の高い材料で形成されることが望ましい。

　ただし、本実施形態のようにアルミラミネートフィルムにより蓄液容器６０が形成されている場合には、蓄液容器６０を介した電磁波の通過が抑制されるという効果が得られる。例えば、外部から入射した電磁波ノイズによって電池管理ユニット３２が誤動作してしまったり、インバータ４０で発生した電磁波ノイズが外部に漏洩してしまったりすることが、本実施形態の構成においては確実に防止される。

　温調部５０は、伝熱液体ＬＱと外気との間において熱の移動を行わせ、伝熱液体ＬＱの温度が所定の目標温度となるように調整する部分である。温調部５０は、熱交換器５１と、ファン５２と、電動コンプレッサ５３と、冷媒配管５４と、制御部５５と、を有している。温調部５０は、冷媒の循環によって熱の移動を行わせる冷凍サイクルとして構成されている。

　熱交換器５１は、外気（具体的には蓋部２１の内側にある空気）と、循環する冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換器である。熱交換器５１は、本実施形態における「外部熱交換部」に該当するものである。

　ファン５２は、熱交換器５１における熱交換が促進されるよう、熱交換器５１に周囲の空気を送り込む送風機である。ファン５２を駆動するための電力は、蓄電池３０から制御部５５の電源を介してファン５２に供給される。ファン５２の動作は制御部５５によって制御される。

　電動コンプレッサ５３は、熱交換器５１と冷媒配管５４との間で冷媒が循環するように、冷媒を送り出す装置である。電動コンプレッサ５３を駆動するための電力は、蓄電池３０から制御部５５内の専用小型インバータを介して電動コンプレッサ５３に供給される。電動コンプレッサ５３の動作は制御部５５によって制御される。

　冷媒配管５４は本実施形態では一実施例として、断面が円形の配管であって、本実施形態では金属により形成されている。冷媒配管５４は、内部を流れる冷媒と蓄液容器６０（及び内部の伝熱液体ＬＱ）との間で熱交換を行わせるための熱交換器として機能する。冷媒配管５４は、本実施形態における「内部熱交換部」に該当するものである。

　冷媒配管５４は、蓄液容器６０の周りを複数周に亘って周回するように配置されている。冷媒配管５４の一端は電動コンプレッサ５３に接続されている。冷媒配管５４の他端は、不図示の絞り弁を介して熱交換器５１に接続されている。図３に示されるように、冷媒配管５４は、電動コンプレッサ５３から伸びる部分である第１配管部５４ａと、絞り弁から伸びる部分である第２配管部５４ｂとが、下方側の折り返し部ＴＰにおいて繋がっているような構成となっている。冷媒配管５４を流れる冷媒は、蓄液容器６０の周囲を周回して流れながら、蓄液容器６０との熱交換によってその温度を変化させて行く。

　温調部５０では、冷媒の流れる経路を不図示の三方弁により切り換えることが可能となっている。これにより、冷媒配管５４が蒸発器として機能する冷却状態と、冷媒配管５４が凝縮器として機能する加熱状態と、を切り換えることができる。

　上記の冷却状態においては、冷媒は、電動コンプレッサ５３、熱交換器５１（凝縮器）、不図示の絞り弁、冷媒配管５４（蒸発器）の順に流れる。このとき、空気への放熱によって蓄液容器６０は冷却され、伝熱液体ＬＱの温度は低下する。

　上記の加熱状態においては、冷媒は、電動コンプレッサ５３、冷媒配管５４（凝縮器）、不図示の絞り弁、熱交換器５１（蒸発器）の順に流れる。このとき、空気からの吸熱によって蓄液容器６０は加熱され、伝熱液体ＬＱの温度は上昇する。

　尚、上記のように流路を切り換えることのできる冷凍サイクルの構成としては、公知のものを採用し得る。このため、三方弁の配置や配管の引き回し等、具体的な構成についての説明や図示は省略する。

　制御部５５は、ファン５２、電動コンプレッサ５３、及び不図示の三方弁の動作を制御する部分である。制御部５５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータ部と、電動コンプレッサ用インバータ部とファン用電源部を含んだシステムとして構成されている。制御部５５が行う制御によって、蓄液容器６０の内部における伝熱液体ＬＱの温度が目標温度の近傍に維持される。当該制御の具体的な態様については後に説明する。

　断熱材７０は、蓄液容器６０と外気との間における熱の移動を抑制するために設けられている。断熱材７０は、蓄液容器６０の周囲全体を囲むように配置されている。図２に示されるように、冷媒配管５４の大部分（内部熱交換部として機能する部分）は断熱材７０の内側に設けられている。また、温調部５０のうち冷媒配管５４以外の部分（熱交換器５１等）は断熱材７０の外側に設けられている。

　このため、蓄液容器６０及びその内部の伝熱液体ＬＱの温度は、外気温度の影響をほとんど受けることが無い。つまり、蓄液容器６０の内部に収納された蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０のそれぞれの発熱のみが、伝熱液体ＬＱの温度の変動要因となっている。その結果、温調部５０の動作負荷は比較的小さくなっており、温調部５０を動作させるために必要なエネルギーも小さくなっている。

　既に述べたように、温調部５０のファン５２や電動コンプレッサ５３は、蓄電池３０に蓄ええられた電力の供給を受けて動作する。しかしながら、その動作に必要なエネルギーは上記のように小さいので、温調部５０の動作に伴う蓄電量の低下が抑制されている。

　尚、蓄電池３０に蓄えられている電力を用いて動作する温調部５０は、上記のように冷凍サイクルとして構成されていてもよいのであるが、これとは異なる構成であってもよい。例えば、伝熱液体ＬＱと外気との間における熱の移動が、ペルチェ素子によって行われるような構成であってもよい。

　本実施形態では、断熱材７０として真空断熱材が用いられている。断熱材７０の具体的な構成や、ケース２０の内部における断熱材７０の具体的な配置については後に説明する。

　その他の構成について説明する。蓄電装置１０は、液温センサ８１と、外気温センサ８２とを更に備えている。液温センサ８１は、蓄液容器６０の内部の温度、すなわち伝熱液体ＬＱの温度を測定するための温度センサである。本実施形態では、液温センサ８１は電池管理ユニット３２に取り付けられている。液温センサ８１で測定された伝熱液体ＬＱの温度は、温調部５０の制御部５５に送信される。当該温度は、蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０、のそれぞれの温度と概ね等しい。

　外気温センサ８２は、蓋部２１の内側における気温を測定するための温度センサである。既に述べたように、蓋部２１には不図示の通気口が形成されている。このため、外気温センサ８２によって測定される温度は、ケース２０の外側における気温、すなわち外気温度に等しい。つまり、外気温センサ８２は外気温度を検知するためのセンサとして機能する。外気温センサ８２で測定された外気温度は、温調部５０の制御部５５に送信される。

　制御部５５によって行われる制御の内容について、図４を参照しながら説明する。図４に示される一連の処理は、所定の周期が経過する毎に繰り返し実行される。最初のステップＳ０１では、外気温センサ８２で検知された外気温度が取得される。ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、目標温度の更新が行われる。制御部５５は、伝熱液体ＬＱの温度についての目標値である目標温度を、ステップＳ０１で取得された外気温度に基づいて変化させる。

　図５には、外気温度と、設定される目標温度との対応関係が示されている。同図に示されるように、外気温度が温度Ｔ１よりも低いときには、目標温度は下限値ＳＴ１に設定される。また、外気温度が温度Ｔ２（＞Ｔ１）よりも高いときには、目標温度は上限値ＳＴ２に設定される。外気温度が温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲内であるときには、目標温度は、外気温度が高くなるほど高い値に設定される。このように、温調部５０は、外気温度に基づいて、目標温度を下限値ＳＴ１から上限値ＳＴ２までの範囲で変化させる。

　外気温度が高いときには目標温度が高めに設定され、外気温度が低いときには目標温度が低めに設定されるので、外気温度と目標温度との差が大きくなり過ぎてしまうことが無い。温調部５０の動作負荷は比較的小さく、温調部５０による電力消費は少なくなっている。その結果、蓄電池３０における蓄電量の低下が更に抑えられている。

　図４に戻って説明を続ける。ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、液温センサ８１で検知された伝熱液体ＬＱの温度が取得される。ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、伝熱液体ＬＱの温度と、目標温度との差に基づいて、電動コンプレッサ５３の回転数等が調整される。

　例えば、伝熱液体ＬＱの温度が目標温度よりも高いときには、冷媒配管５４が蒸発器として機能するように冷媒の流路が切り換えられる。また、伝熱液体ＬＱの温度と目標温度との温度差が大きくなるほど、電動コンプレッサ５３の回転数が大きくなるように制御が行われる。

　一方、伝熱液体ＬＱの温度が目標温度よりも低いときには、冷媒配管５４が凝縮器として機能するように冷媒の流路が切り換えられる。この場合も、伝熱液体ＬＱの温度と目標温度との温度差が大きくなるほど、電動コンプレッサ５３の回転数が大きくなるように制御が行われる。

　このような制御が行われることにより、伝熱液体ＬＱの温度が、目標温度に概ね一致している状態が維持される。蓄電池３０の温度が上昇し過ぎてしまうことが無いので、蓄電池３０の劣化を抑制し、長期間に亘り蓄電池３０の充放電機能を維持することができる。また、インバータ４０の温度が上昇し過ぎてしまうことも無いので、インバータ４０の一部における半田クラック等、温度上昇に起因した不具合の発生が防止される。その結果、インバータ４０についても、長期間に亘り正常に動作させることが可能となっている。更に、電池管理ユニット３２についても同様に、温度上昇に起因した不具合の発生が防止されるため、電池管理ユニット３２及びインバータ４０のいずれについても長寿命化が可能となり、等価的な低コスト化が図られることとなる。

　尚、図４の例では、外気温度に基づいて目標温度を変化させるための処理（ステップＳ０１、Ｓ０２）と、伝熱液体ＬＱの温度を目標温度に一致させるための処理（ステップＳ０３、Ｓ０４）とが。同一の周期で実行されることとなる。このような態様に替えて、それぞれの処理が互いに異なる周期で実行されるような態様としてもよい。

　図６に示されるのは、蓄電装置１０が動作している際における、伝熱液体ＬＱの温度変化の一例である。同図では、目標温度が「ＳＴ」として示されている。同図に示されるように、温調部５０は、伝熱液体ＬＱの温度が目標温度ＳＴ±１℃の範囲に収まるように、電動コンプレッサ５３等の動作を制御している。このような高精度の制御を行い得るのは、断熱材７０によって蓄液容器６０と外部との間における熱の授受が抑制されていること、及び、インバータ４０の変換効率が非常に高いこと（つまり、インバータ４０からの発熱量が非常に小さいこと）に起因している。

　図７には、蓄電池３０の温度と電流容量との関係が示されている。同図に示されるように、蓄電池３０の温度が０℃を下回ると、蓄電池３０の入出力可能な電流容量は著しく低下する。蓄電池３０の温度が０℃よりも大きいときには、蓄電池３０の電流容量は十分に大きく、且つ概ね一定の値となっている。

　蓄電池３０は、その温度が２０℃よりも高い状態が継続すると、劣化が進行しやすくなる傾向がある。従って、蓄電池３０の性能を十分に且つ長期間に亘り発揮させるためには、蓄電池３０の温度を０℃から２０℃の範囲内、特に１０℃から２０℃の範囲に維持することが好ましい。

　そこで、本実施形態では、図５に示される下限値ＳＴ１として１０℃が設定されており、上限値ＳＴ２として２０℃が設定されている。すなわち、本実施形態に係る温調部５０は、伝熱液体ＬＱの目標温度を、外気温度に基づいて１０℃から２０℃までの範囲で変化させるように構成されている。これにより、蓄電池３０の電流容量が十分に大きく、且つ蓄電池３０の劣化が進行しにくい状態が安定的に維持される。

　図８を参照しながら、断熱材７０の構成について説明する。断熱材７０は、シート７１と、芯材７２とを有している。

　シート７１は、ガス透過性が低く且つ可撓性を有する材料で形成されている。断熱材７０では、２枚のシート７１が重ね合わせられた状態でその端部同士がヒートシールされており、全体が袋状の容器となっている。

　芯材７２は、平板状に形成されたグラスウールである。芯材７２は、袋状に形成されたシート７１の内部に収納されている。断熱材７０は、シート７１の内部空間、すなわち芯材７２の周囲及び内部の空間が減圧された状態で、袋状のシート７１が密閉された構成となっている。このような真空断熱材として構成された断熱材７０は、比較的薄い板状の断熱材でありながら、その断熱性能が極めて高くなっている。

　本実施形態では、蓄液容器６０及び冷媒配管５４の全体が概ね直方体（６面体）となっている。このため、断熱材７０は、これらの周囲を互いに垂直な６面に沿って囲むように配置されている。つまり、平板状の断熱材７０を組み合わせることによって６面体が形成されており、当該６面体の内部空間に蓄液容器６０及び冷媒配管５４が配置された構成となっている。

　図９及び図１０に示されるように、本実施形態では、２枚の断熱材７０（断熱材７０ａ、７０ｂ）を組み合わせることにより、上記６面体が形成されている。図９には、断熱材７０ａ、７０ｂのそれぞれの形状が示されている。図１０には、断熱材７０ａ、７０ｂが組み合わされ、これにより上記の６面体が形成された状態が示されている。

　図９及び図１０に示されるように、断熱材７０ａ、７０ｂのそれぞれは、２箇所において垂直に折り曲げられている。また、断熱材７０ａ、７０ｂのそれぞれにおいて、折れ目となる２つの線は互いに平行となっている。折り曲げられた断熱材７０ａは、６面体が有する６面のうち３面に亘るように配置されている。同様に、折り曲げられた断熱材７０ｂは、６面体が有する６面のうち残りの３面に亘るように配置されている。

　このように、本実施形態では、板状に形成された複数枚の断熱材７０が、蓄液容器６０の周囲を互いに垂直な６面に沿って囲むように配置されている。具体的には、２枚の断熱材７０ａ、７０ｂのそれぞれが２箇所において折り曲げられており、それぞれが蓄液容器６０の周囲を３面に亘って囲んでいる。

　断熱材７０を組み合わせることにより６面体を形成する方法としては、上記とは異なる種々の方法を採用することができる。例えば、１つの断熱材７０を３か所で折り曲げて、当該断熱材７０が６面のうち４面に亘るように配置された構成としてもよい。この場合、残りの２面には、それぞれ別の断熱材７０が配置されることとなる。

　また、６枚の断熱材７０を組み合わせることによって上記６面体を形成してもよい。しかしながら、この場合には、互いに隣り合う断熱材７０同士の境界となる辺、つまり、芯材７２が連続的に配置されていないために熱の通過が生じてしまう辺が、１２個も形成されてしまうこととなる。

　以下では、上記のように熱の通過が生じてしまう辺のことを「熱橋辺Ｂ」と表記する。また、断熱材７０の折れ目となっている辺、すなわち、内部に芯材７２が連続的に配置されていることにより熱の通過が生じない辺のことを「断熱辺Ａ」と表記する。

　図１０に示されるように、本実施形態では、２箇所ずつ折り曲げられた２枚の断熱材７０ａ、７０ｂが組み合わされているので、断熱辺Ａが４個形成されており、熱橋辺Ｂの個数が（上記の１２個よりも少ない）８個に抑えられている。このため、６面体の内部と外部との間における熱の通過が十分に抑制されている。

　以上のように、蓄電装置１０は、蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０の周囲が伝熱液体で満たされた構成となっており、更に温調部５０による温度調整と、断熱材７０による断熱効果とが組み合わされている。本発明者らが行った実験によれば、蓄電装置１０を上記構成とすることで、蓄電装置１０の寿命を従来に比べて概ね２倍に延長することができた。その結果として、短期間での買い替えが不要となり、蓄電装置１０の実質的なコストを１／２に抑えることができた。

　以上に説明した蓄電装置１０には、種々の変更や改良を加えることができる。例えば、蓄液容器６０と断熱材７０との間に形成された空間、すなわち冷媒配管５４の周囲の空間に発泡ウレタンを充填し、冷媒配管５４等の位置ずれを防止することとしてもよい。

　また、蓄液容器６０を内部に収容する金属容器を更に設け、当該金属容器の壁自体に冷媒の流路が形成されているような態様としてもよい。この場合、当該流路が冷媒配管５４として機能することとなる。

　蓄電装置１０から電力の供給を受けて動作する機器（例えば回転電機等）が、蓄電装置１０と一体となって設けられていてもよい。例えば、蓄電装置１０を構成する蓄電池３０等と上記機器とが、共通のケース２０の内部に収容されているような態様であってもよい。

　本実施形態では、蓄液容器６０の内部に、蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０が一組だけ配置されている。このような態様に替えて、蓄液容器６０の内部に、複数組の蓄電池３０、電池管理ユニット３２、及びインバータ４０が配置されているような態様としてもよい。そのような構成においては、電力を充放電するための系統が２系統存在することとなるので、システムに冗長性を持たせることができる。

　以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims (14)

1. 　電力を蓄える蓄電池（３０）と、
   　前記蓄電池の監視及び保護を行う電池管理部（３２）と、
   　前記蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力する機能、及び、外部から供給される交流電力を直流電力に変換して前記蓄電池に供給する機能、を有するインバータ（４０）と、
   　前記蓄電池、前記電池管理部、及び前記インバータを、その周囲が液体（ＬＱ）で満たされた状態で内部に収容する蓄液容器（６０）と、
   　前記液体と外気との間において熱の移動を行わせ、前記液体の温度が所定の目標温度となるように調整する温調部（５０）と、
   　前記蓄液容器を囲むように配置された断熱材（７０）と、を備える蓄電装置。
2. 　前記温調部は、前記蓄電池に蓄えられた電力の供給を受けて動作するものである、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 　前記温調部は、
   　前記蓄液容器と冷媒との間で熱交換を行わせる内部熱交換部（５４）と、
   　外気と冷媒との間で熱交換を行わせる外部熱交換部（５１）と、
   　前記内部熱交換部と前記外部熱交換部との間において冷媒を循環させるコンプレッサ（５３）と、を有する冷凍サイクルとして構成されており、
   　前記内部熱交換部は前記断熱材の内側となる位置に設けられ、
   　前記外部熱交換部は前記断熱材の外側となる位置に設けられている、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 　前記液体は絶縁性及び難燃性を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 　前記インバータの変換効率が９９％以上である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 　前記インバータは窒化ガリウム素子（４１）を有する、請求項５に記載の蓄電装置。
7. 　外気温度を検知する外気温センサ（８２）を更に備え、
   　前記温調部は、前記目標温度を前記外気温度に応じて変化させる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 　前記温調部は、前記目標温度を１０℃から２０℃までの範囲で変化させる、請求項７に記載の蓄電装置。
9. 　前記温調部は、前記目標温度±１℃の範囲に収まるように前記液体の温度を調整する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蓄電装置。
10. 　前記断熱材は、可撓性を有する容器（７１）の内部に芯材（７２）を収容し、前記芯材の周囲が減圧された状態で前記容器を密閉した構造の真空断熱材である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の蓄電装置。
11. 　板状に形成された複数枚の前記断熱材が、前記蓄液容器の周囲を互いに垂直な６面に沿って囲むように配置されている、請求項１０に記載の蓄電装置。
12. 　少なくとも一部の前記断熱材が折り曲げられており、当該断熱材が前記蓄液容器の周囲を２面以上に亘って囲んでいる、請求項１１に記載の蓄電装置。
13. 　前記断熱材の枚数は２枚であり、それぞれの前記断熱材は、２箇所において折り曲げられており前記蓄液容器の周囲を３面に亘って囲んでいる、請求項１２に記載の蓄電装置。
14. 　前記蓄電池の出力電圧は６０ボルト未満の安全電圧である、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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