(57)【要約】【課題】二次電池を内蔵した直流電源盤の盤筐体内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できること。【解決手段】二次電池としてのリチウムイオン蓄電池を盤筐体１３に内蔵した直流電源盤１０において、盤筐体１３内で発生した火災時の煙を検知する煙検知器４０と、盤筐体１３内に設置されて煙検知器４０からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズル４１とを備えて、盤筐体１３内で発生した火災を消火する自動消火手段３５を有して構成されたものである。【選択図】図１
2020198962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有して構成されたことを特徴とする直流電源盤。
【請求項２】
前記火災検知器が、火災発生時の煙を検知する煙検知器であり、
この煙検知器は、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の直流電源盤。
【請求項３】
前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源盤。
【請求項４】
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブルが、絶縁部材により束ねられ覆われて盤筐体内で固定されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【請求項５】
前記盤筐体には扉が設けられ、この扉は、前記盤筐体内で発生した火災の消火中及びこの消火から一定時間の間、火災検知器からの検知信号に基づいて閉じた状態にロックされ、前記一定時間の経過後に前記ロックが解除されるよう構成された特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【請求項６】
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池を内蔵した直流電源盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電源盤は、充電器で直流電力に変換される交流電力が停電により入力できなくなった場合に、蓄電池から直流電力を負荷へ無瞬断で供給できるように構成されている。また、この直流電源盤では、短絡や地絡などの電気故障が発生した場合、故障箇所に流れる故障電流(短絡電流や地絡電流など)を遮断するために、遮断器やヒューズなどを用いて電気故障を切り離すことで、事故の拡大を防ぐと共に、火災の発生を防止している。この直流電源盤では、一般に、充電器は蓄電池と共に直流電源盤内に設置され、またはその電源盤の外に接続されている。直流電源盤は電流遮断器を介して並列接続されることが多く、その場合、同一の電源盤内もしくは小グループに分割されて充電器を備えると、部分的な停止が可能となり、実用性が高く好ましい。
【０００３】
図４及び図５に、リチウムイオン蓄電池１０１を内蔵した直流電源盤１００の一例を示す。この直流電源盤１００では、リチウムイオン蓄電池１０１を複数個多直多並列に組み合わせて規定の電圧、電流を出力できるようにした電池モジュール１０２を、盤筐体１０３内に設置するのが一般的である。この図４及び図５に示す一例では、盤筐体１０３内に複数段の棚板１０４が設置され、一つの棚板１０４に例えば５個の電池モジュール１０２が設置され、これら５個の電池モジュール１０２がケーブル１０５で直列に接続されて電池ユニット１０６が構成されている。
【０００４】
各電池ユニット１０６は、盤筐体１０３の例えば左側に沿って鉛直方向に設置された母線１０７に断路器１０８を介して接続されることで、互いに並列に接続される。この母線１０７は、ヒューズ１０９を介して電力変換部１１０の充電器１１４（後述）の出力部に接続されている。
【０００５】
電力変換部１１０は、盤筐体１０３の上部に設けられ、交流電力を直流電力に変換するものであり、交流入力部１１１、交流遮断器１１２、変圧器１１３、充電器１１４、第１ダイオード１１５、第２ダイオード１１６、直流遮断器１１７及び直流出力部１１８が順次接続されてなる。このうちの充電器１１４が、入力した交流電力を直流電力に変換する。
【０００６】
直流電源盤１００の盤筐体１０３内で短絡や地絡などの電気故障が発生した場合に、交流遮断器１１２と直流遮断器１１７とヒューズ１０９の少なくとも一つが開放されることで、故障電流（短絡電流、地絡電流）が流れ続けることが防止され、直流電源盤１００内での火災の発生を回避している。また、第１ダイオード１１５及び第２ダイオード１１６のうちの特に第１ダイオード１１５は、リチウムイオン蓄電池１０１からの直流電力（直流電流）が充電器１１４へ逆流することを阻止するものである。また、電池管理ユニット１１９は検出部、異常判定部、記憶部、必要に応じて劣化推定部が設けられ、検出される各電池モジュール１０２に内蔵された単電池（リチウムイオン蓄電池１０１）の電圧や温度に基づいて、各電池モジュール１０２の性能の健全性を管理し、更に劣化推定部が設けられた場合には各電池モジュール１０２の寿命を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１８−１０６９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のような従来の直流電源盤１００では、電池ユニット１０６を構成するために複数の電池モジュール１０２を接続するケーブル１０５が短絡などの電気故障により切断され、この切断されたケーブル１０５が盤筐体１０３内の金属部などに接触すると、交流遮断器１１２や直流遮断器１１７などにより遮断されていた故障電流が再び流れてしまう恐れがある。この故障電流が断続的に流れることで盤筐体１０３内で火災が発生する恐れがある。
【０００９】
更に、この火災の発生により電池モジュール１０２内のリチウムイオン蓄電池１０１が加熱されると、リチウムイオン蓄電池１０１の外装が破れて、このリチウムイオン蓄電池１０１内の電解液などの可燃性溶媒がガス化し、この可燃性ガスが電気故障の発生箇所で生じた火花により引火して燃焼し、火災が拡大する恐れがある。
【００１０】
また、盤筐体１０３の天井部に火災検知器としての煙検知器が仮に設置された場合でも、棚板１０４に設置された電池ユニット１０６の電池モジュール１０２の上端面とその一段上の棚板１０４の下面との隙間ｔが狭いため、電池モジュール１０２に火災が発生して生じた煙が、盤筐体１０３の天井部まで届き難い。また、直流電源盤１００では、充電器１１４冷却用の冷却ファン（不図示）によって冷却用空気が強制的に流れているので、電池モジュール１０２で発生した火災による煙が盤筐体１０３の天井部に更に届き難い。これらのことから、盤筐体１０３内の火災を、煙検知器を仮に設置した場合であっても迅速に検知することができない。
【００１１】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、二次電池を内蔵した直流電源盤の盤筐体内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できる直流電源盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態における直流電源盤は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有して構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、二次電池を内蔵した直流電源盤の盤筐体内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る直流電源盤の内部構成を概略して示す正面断面図。
【図２】図１の電池ユニットの構成を示す正面図。
【図３】図１の煙検知器が吸引式煙検知器である場合の直流電源盤の内部構成を概略して示す正面断面図。
【図４】従来の直流電源盤の内部構成を概略して示す正面断面図。
【図５】図４の電池ユニットの構成を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
【００１６】
図１は、一実施形態に係る直流電源盤の内部構成を概略して示す正面断面図、図２は、図１の電池ユニットの構成を示す正面図である。これらの図１及び図２に示す直流電源盤１０は、充電器１１及び二次電池としてのリチウムイオン蓄電池１２を盤筐体１３に内蔵し、充電器１１にて直流電力に変換される交流電力が停電などにより入力されなくなったとき、リチウムイオン蓄電池１２から図示しない負荷へ直流電力を継続して供給するものである。この直流電源盤１０は、盤筐体１３の上部に設けられて充電器１１を備える電力変換部１４と、盤筐体１３の下部に設けられてリチウムイオン蓄電池１２を備える蓄電池部１５と、を有して構成される。
【００１７】
一般に、直流電源盤の電池はリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池、鉛蓄電池などの二次電池で構成される。それぞれの電池の電解液はリチウムイオン二次電池は有機溶剤、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池はアルカリ性水溶液、鉛蓄電池は酸性水溶液（一般的には硫酸）で構成される。電池外装が破れた状態でガス消火装置が稼働すると電解液が当該の直流電源盤以外の個所に飛散するが、その場合、酸性もしくはアルカリ性水溶液が飛散すると、電子機器や金属部の腐食など当該直流電源盤以外の個所（例えば電子回路や火災検知器など）に故障を発生させる可能性がある。そのためガス消火装置を適用するにはリチウムイオン二次電池（リチウムイオン蓄電池）が好適である。
【００１８】
電力変換部１４では、交流入力部１６に交流遮断器１７及び変圧器１８を経て充電器１１が接続され、この充電器１１に、第１ダイオード２１、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３が接続される。変圧器１８は、交流入力部１６にて入力された交流電源１９からの一次交流電力の電圧を変圧して二次交流電力とする。充電器１１は、変圧器１８からの二次交流電力を直流電力に変換し、第１ダイオード２１、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３に出力する。この直流出力部２３から直流電力が、外部の負荷へ供給される。
【００１９】
交流遮断器１７と直流遮断器２０と後述のヒューズ２４は、盤筐体１３内で短絡または地絡などの電気故障が発生した場合に、少なくとも一つが開放されることで、故障電流（短絡電流、地絡電流）が流れ続けることを阻止して、盤筐体１３内での火災の発生を防止する機能を果たす。また、第１ダイオード２１及び第２ダイオード２２のうちの特に第１ダイオード２１は、蓄電池部１５におけるリチウムイオン蓄電池１２からの直流電力（直流電流）が充電器１１へ逆流することを阻止するものである。
【００２０】
盤筐体１３における蓄電池部１５に対応する領域には、鉛直方向に所定の間隔を隔てて棚板２５が複数段（本実施形態では６段）設けられ、最上段を除く各棚板２５と盤筐体１３の底部に電池ユニット２６が１つずつ設置される。この電池ユニット２６は、図２に示すように、複数個（例えば５個）の電池モジュール２７がケーブル２８を用いて直列に接続して構成され、各電池モジュール２７内に、複数個（例えば２４個）のリチウムイオン蓄電池１２が多直多並列に組み合わされて収容される。また、各棚板２５に設置されたそれぞれの電池ユニット２６は、この電池ユニット２６の出力部に設けられた断路器２９を介して母線３０に接続されることで、互いに並列に接続される。
【００２１】
母線３０は、ケーブル２８の一部やその他のケーブルと共に、盤筐体１３内における例えば左側方に鉛直方向に設けられた通路部３１内に設置され、この母線３０に断路器２９を介して、各電池ユニット２６が互いに並列に接続される。電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池１２に蓄えられた直流電力は、母線３０、ヒューズ２４を介して電力変換部１４の充電器１１の出力部に接続され、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３へ供給される。上記通路部３１は、各棚板２５の端面と盤筐体１３の側壁面とに区画されて形成され、または各棚板２５に同軸上に開口された穴が連続することで形成される。
【００２２】
ここで、棚板２５に設置された電池ユニット２６のそれぞれの電池モジュール２７の上端面と、その一段上の棚板２５の下面との間に隙間Ｔ(図２)が設けられており、この隙間Ｔは、電池モジュール２７の高さ寸法の約１／６以下の狭い値（例えば５ｃｍ程度）に設定されている。また、盤筐体１３は、直方体の箱形状に形成されるが、その正面には、保守点検用の開閉扉３３が、盤筐体１３の外枠一杯に設けられている。
【００２３】
ところで、本実施形態の直流電源盤１０は、盤筐体１３内で発生した火災を消火する自動消火手段３５と、盤筐体１３内での火災の発生を防止する防火手段３６と、火災消火後に直流電力を負荷へ供給可能か否か判定する機能を備えた電池健全性判定手段としての電池管理ユニット３７と、を有する。
【００２４】
自動消火手段３５は、例えば短絡や地絡などの電気故障によって、複数の電池モジュール２７を接続するケーブル２８、または電池モジュール２７のケースがそれぞれ燃焼して火災が発生した際に、この火災を迅速に検知して消火するものである。この自動消火手段３５は、火災検知器としての煙検知器４０、消火ノズル４１、消火ガスタンク４２、噴射弁４３及び制御装置４４を有して構成される。
【００２５】
煙検知器４０は、煙を検知することで火災の発生を検出するものであるが、盤筐体１３内の火災を検知する火災検知器としては、煙検知器４０のほかに、温度検知器や画像検知器がある。温度検知器は、例えば熱電対などを用いて温度を検知することで火災の発生を検出する。また、画像検知器は、例えばカメラを用いて炎や煙を撮像することで火災の発生を検出する。直流電源盤１０に内蔵されるリチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池に比べて、一般に内部抵抗が低く、外部短絡などの電気故障時には、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池に比べて、より大電流がより長い時間流れる。このため、この電気故障時にケーブル２８に大電流が流れて、ケーブル２８の被覆材が燃焼し煙が発生する場合が多い。このため、火災検知器としては、煙を検知する煙検知器４０が好ましい。
【００２６】
図１に示す煙検知器４０は、光の反射率により煙の存在を検知する光電式の煙検知器であるが、図３に示す吸引式の煙検知器４５であってもよい。この吸引式の煙検知器４５は、検知器本体４５Ａが盤筐体１３の外部に設置されると共に、吸引口４５Ｂが、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍に設置される。この煙検知器４５は、盤筐体１３内の空気を強制的に吸引することで、盤筐体１３内に発生した煙を短時間に効率的に検知する。
【００２７】
これに対し、図１に示す光電式の煙検知器４０は、吸引式の煙検知器４５よりも小型で且つ廉価であり、盤筐体１３内に設置される。つまり、煙検知器４０は、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍と、最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５における通路部３１内またはその通路部３１近傍にそれぞれ設置される。具体的には、煙検知器４０は、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上近傍と、最上段の棚板２５における通路部３１近傍とにそれぞれ設置される。
【００２８】
光電式の煙検知器４０、吸引式の煙検知器４５の吸引口４５Ｂが、通路部３１の直上またはその直上近傍、通路部３１内またはその通路部３１近傍に設置されることで、これらの煙検知器４０、４５は、特に母線３０に沿って上昇する煙を好適に検知することが可能になる。また、煙検知器４０が最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５に設置されることで、複数の電池モジュール２７を接続するケーブル２８の火災、または電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池１２の火災によりそれぞれ発生した煙を短時間に検知することが可能になる。
【００２９】
消火ノズル４１は、噴射弁４３を介して、消火ガスを貯蔵する消火ガスタンク４２に接続される。この消火ノズル４１は、盤筐体１３内に設置されて、噴射弁４３の開弁時に消火ガスタンク４２内の消火ガスを盤筐体１３内に噴射して、この盤筐体１３内で発生した火災を消火する。つまり、消火ノズル４１は、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍と、最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５における通路部３１内またはその通路部３１近傍にそれぞれ設置される。具体的には、消火ノズル４１は、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上近傍と、最上段の棚板２５における通路部３１近傍とに、それぞれ煙検知器４０に隣接して設置される。
【００３０】
消火ノズル４１が通路部３１の直上またはその直上近傍、通路部３１内またはその通路部３１近傍に設置されることで、この消火ノズル４１から噴射された消火ガスが、特に母線３０に沿って下方へ流れて盤筐体１３内に迅速に行き渡る。また、消火ノズル４１が最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５に設置されることで、複数の電池モジュール２７を接続するケーブル２８の火災、または電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池１２の火災に対し、消火ガスを迅速に導くことが可能になる。
【００３１】
制御装置４４は、煙検知器４０または４５からの検知信号を入力し、この検知信号に基づいて噴射弁４３を開弁動作させ、消火ノズル４１から消火ガスを噴射させる。消火ノズル４１が例えば電磁弁などを内装している場合には、制御装置４４及び噴射弁４３を省略し、消火ノズル４１は、煙検知器４０、４５からの検知信号を直接入力することで、この検知信号に基づいて消火ガスタンク４２内の消火ガスを噴射させてもよい。
【００３２】
防火手段３６は、複数の電池モジュール２７を接続するケーブル２８を被覆して拘束する被覆拘束手段４６（図２）と、盤筐体１３の開閉扉３３を消火中及び消火から一定時間の間、閉じた状態にロックする扉ロック機構４７とを有する。
【００３３】
被覆拘束手段４６は、例えば絶縁材としての絶縁布であり、図２にその一部を示すが、複数の電池モジュール２７を接続する各ケーブル２８の略全長を覆うと共に、ケーブル２８が複数本近接して配線されている箇所ではケーブル２８を複数本束ねて被覆し、このケーブル２８を束ねた絶縁布を盤筐体１３内のフレームなどに固縛するものである。短絡などの電気故障によりケーブル２８に大電流の故障電流が流れてケーブル２８が切断しても、この切断されたケーブル２８の移動が、固縛された絶縁布により阻止される。これにより、切断されたケーブル２８が盤筐体１３内の金属部に接触することが阻止されて、故障電流が長時間流れることによる火災の発生が防止される。
【００３４】
扉ロック機構４７は、図１に示すように、制御装置４４からの制御信号によって作動が制御される。つまり、制御装置４４は、煙検知器４０、４５から検知信号を入力したとき、この検知信号に基づき扉ロック機構４７へ制御信号を出力して扉ロック機構４７を動作させ、盤筐体１３内で発生した火災の消火中及びこの消火から一定時間の間、扉ロック機構４７により開閉扉３３を閉じた状態にロックさせ、上記一定時間の経過後に上記ロックを解除させる。
【００３５】
盤筐体１３内の火災の消火中及びこの消火から一定時間の間は、盤筐体１３内の棚板２５が高温状態にあり、この棚板２５に設置された電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池１２が熱により破損して可燃性ガスを流出している場合がある。消火から一定時間の間、開閉扉３３が閉じた状態にロックされることで、切断されたケーブル２８が開閉扉３３の開放時の振動により移動して盤筐体１３内の金属部に接触し、これにより生ずる火花により上記可燃性ガスが引火して火災が再発することが防止される。上記一定時間の経過後には、上記ロックが解除されることで、火災が発生した直流電源盤１０の内部点検が可能になる。
【００３６】
電池管理ユニット３７は、図２に示すように各電池モジュール２７に接続され、検出部、異常判定部、記憶部、必要に応じて劣化推定部を有する。この電池管理ユニット３７は、検出対象のそれぞれの電池モジュール２７に内蔵されたリチウムイオン蓄電池１２の電圧及び温度等の状態に基づいて、これらの電池モジュール２７の性能の健全性を管理し、更に劣化推定部が設けられた場合には各電池モジュール２７の寿命を管理する。
【００３７】
加えて、同一の直流電源盤１０内もしくは小グループに対応して充電器１１を設けた場合は、充電器１１の対応する範囲ごとの部分的な停止が可能となるが、劣化推定部をさらに備えることで再稼働の可否の判断をすることができる。具体的には、消火手段が稼働した直流電池盤１０を可能なら稼働させたい状況（たとえば、プラントの緊急時で、負荷に対して直流電力を多く供給したい状況）の場合に、劣化推定部から得られる信号を、当該直流電池盤１０の稼働可否の判定（オペレータによる判定や、中央制御室等の制御装置による自動判定）に用いることができる。このように、寿命推定部により、再稼働前の人的点検項目を削減できるなどの効果を期待できる。
【００３８】
本実施形態では、電池管理ユニット３７は、更に、火災を発生した電池モジュール２７を除く他の電池モジュール２７、または火災を発生した電池モジュール２７を含む電池ユニット２６を除く他の電池ユニット２６（例えば後者の電池ユニット２６）が、火災や消火ガスの影響に拘わらず火災の消火後に負荷へ直流電力を供給可能か否かを判定する機能を有する。
【００３９】
これにより、火災が発生した直流電源盤１０であっても、縮退運転を実施することで、直流電力を供給可能と判定された、火災を発生していない電池ユニット２６のみから負荷へ直流電力を継続して供給することが可能になる。
【００４０】
また、この電池管理ユニット３７は、火災を発生した電池モジュール２７を含む電池ユニット２６を除く他の電池ユニット２６について直流電力を供給可能と判定した後に、この供給可能と判定した他の電池ユニット２６に対応する断路器２９のみをＯＮ作動して、この他の電池ユニット２６のみから負荷へ直流電力を供給する縮退運転を自動で実施してもよい。この場合には、火災を消火した直流電源盤１０から直流電力を負荷へ、上述の判定後に人手を介在させることなく直ちに供給することが可能になる。
【００４１】
なお、同一の直流電源盤１０内もしくは小グループに分割されて充電器１１を備えると、直流電源盤１０内もしくは小グループの単位で部分的に停止させることが可能となり、実用性が高く好ましい。この場合、消火手段も、部分停止可能とした範囲に応じて、前述の直流電源盤１０内もしくは小グループの単位ごとに設置されていることが好ましい。
【００４２】
以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）図１及び図２に示すように、リチウムイオン蓄電池１２を内装した直流電源盤１０の盤筐体１３には、盤筐体１３内の火災で発生した煙を検知する煙検知器４０、４５と、盤筐体１３内の火災を消火するための消火ガスを噴射する消火ノズル４１とが設置されている。このため、直流電源盤１０の盤筐体１３内で、例えば短絡または地絡などの電気故障により火災が発生した場合でも、この火災を煙検知器４０が検知し、この煙検知器４０からの検知信号に基づき制御装置４４が噴射弁４３を開弁して、消火ノズル４１から消火ガスを噴射させる。この結果、盤筐体１３内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できる。
【００４３】
（２）火災発生時の煙を検知する煙検知器４０、４５と、消火ガスを噴射する消化ノズル４１が、盤筐体１３内における、ケーブル２８及び母線３０挿通用の通路部３１の直上またはその直上近傍、通路部３１内またはその通路部３１近傍に設置されている。このため、棚板２５に設置された電池ユニット２６の電池モジュール２７の上端面と上記棚板２５よりも一段上の棚板２５の下面との隙間Ｔが狭い場合であっても、通路部３１内を例えば母線３０に沿って上昇する煙を、煙検知器４０、４５が迅速且つ確実に検知することができ、更に、消火ノズル４１から噴射された消火ガスを、例えば母線３０に沿って円滑に下降させて各棚板２５上の電池モジュール２７に行き渡らせることができる。
【００４４】
この結果、煙検知器４０、４５及び消火ノズル４１を各棚板２５に対応して多数設置する必要がないので、これらの煙検知器４０、４５及び消火ノズル４１、並びに煙検知器４０、４５、消火ノズル４１に接続される配線及び配管を減少させることができ、コストの上昇を抑制できる。
【００４５】
（３）図２に示すように、電池ユニット２６の複数の電池モジュール２７を接続するケーブル２８は、被覆拘束手段４６（例えば絶縁布）で束ねられて被覆され、盤筐体１３内で固縛されている。このため、ケーブル２８が短絡等の電気故障により切断されても、移動して盤筐体１３内の金属部などに接触することを回避できる。このため、故障電流が長時間流れて火災を引き起こす事態を防止できる。
【００４６】
（４）図１に示すように、盤筐体１３の開閉扉３３は、扉ロック機構４７によって、盤筐体１３内で発生した火災の消火中及びこの消火から一定時間の間、閉じた状態にロックされ、一定時間の経過後に上記ロックが解除される。従って、消火中及び消火から一定時間の間、つまり盤筐体１３内の棚板２５が未だ高温状態にある間、開閉扉３３が開放されることがない。この結果、盤筐体１３に存在する恐れがある切断されたケーブル２８が、開閉扉３３の開放時に移動して金属部などに接触し火花を生じさせ、これにより、盤筐体１３内で火災が再発する事態を防止できる。
【００４７】
（５）図１及び図２に示すように、電池モジュール２７の性能の健全性及び寿命等を確認し管理する電池管理ユニット３７は、火災を消火した後の直流電源盤１０における電池ユニット２６、電池モジュール２７から直流電力を負荷へ供給可能か否かを判定する機能を備えている。これにより、火災を発生した直流電源盤１０であっても、電池管理ユニット３７の上述の機能により直流電力を負荷へ供給可能と判定された、火災を発生していない電池ユニット２６のみから直流電力を負荷へ供給することができる。この結果、直流電源盤１０が設置されたプラントの緊急時において、負荷へ可能な限り多くの直流電力を供給することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…直流電源盤、１１…充電器、１２…リチウムイオン蓄電池（二次電池）、１３…盤筐体、１３Ｐ…天井部、１４…電力変換部、１５…蓄電池部、１６…交流入力部、１７…交流遮断器、１８…変圧器、１９…交流電源、２０…直流遮断器、２１…第１ダイオード、２２…第２ダイオード、２３…直流出力部、２４…ヒューズ、２５…棚板、２６…電池ユニット、２７…電池モジュール、２８…ケーブル、２９…断路器、３０…母線、３１…通路部、３３…開閉扉、３５…自動消火手段、３６…防火手段、３７…電池管理ユニット(電池健全性判定手段)、４０、４５…煙検知器、４１…消火ノズル、４２…消火ガスタンク、４３…噴射弁、４４…制御装置、４５Ａ…検知器本体、４５Ｂ…吸引口、４６…被覆拘束手段、４７…扉ロック機構、１００…直流電源盤、１０１…リチウムイオン蓄電池、１０２…電池モジュール、１０３…盤筐体、１０４…棚板、１０５…ケーブル、１０６…電池ユニット、１０７…母線、１０８…断路器、１０９…ヒューズ、１１０…電力変換部、１１１…交流入力部、１１２…交流遮断器、１１３…変圧器、１１４…充電器、１１５…第１ダイオード、１１６…第２ダイオード、１１７…直流遮断器、１１８…直流出力部、１１９…電池管理ユニット、Ｔ、ｔ…隙間
【図１】
2020198962.tif 000003
【図２】
2020198962.tif 000004
【図３】
2020198962.tif 000005
【図４】
2020198962.tif 000006
【図５】
2020198962.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月21日(2019.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有し、
前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために前記盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置され、
前記電池モジュールは、前記盤筐体内で鉛直方向に所定間隔を隔てて設けられた複数の段の上部空間にそれぞれ設置されると共に、前記複数の段の前記上部空間は前記通路部に連通され、
前記消化ノズルから噴出された消化ガスが、前記母線に沿って前記通路部の上方から下方に流れることで前記複数の段の前記上部空間に送り込まれるよう構成されたことを特徴とする直流電源盤。
【請求項２】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有し、
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブルを複数本束ねて被覆し、且つ前記盤筐体内のフレームに固縛する絶縁布を備えて構成されたことを特徴とする直流電源盤。
【請求項３】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有すると共に、
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、前記盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有し、
前記電池健全性判定手段により消火後に電力を負荷へ供給可能と判定された前記電池ユニットから前記負荷へ電力を供給するよう構成されたことを特徴とする直流電源盤。
【請求項４】
前記火災検知器が、火災発生時の煙を検知する煙検知器であり、
この煙検知器は、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【請求項５】
前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケー
ブル及び母線を挿通するために盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置されたことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の直流電源盤。
【請求項６】
前記盤筐体には扉が設けられ、この扉は、前記盤筐体内で発生した火災の消火中及びこの消火から一定時間の間、火災検知器からの検知信号に基づいて閉じた状態にロックされ、前記一定時間の経過後に前記ロックが解除されるよう構成された特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【請求項７】
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有し、
前記電池健全性判定手段により消火後に電力を負荷へ供給可能と判定された前記電池ユニットから前記負荷へ電力を供給するよう構成されたことを特徴とする請求項１、２、４、５及び６のいずれか１項に記載の直流電源盤。
【請求項８】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤の電力供給方法であって、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有すると共に、
前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、前記盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有する前記直流電源盤を用いて、
前記電池健全性判定手段により消火後に電力を負荷へ供給可能と判定された前記電池ユニットから前記負荷へ電力を供給することを特徴とする直流電源盤の電力供給方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池を内蔵した直流電源盤、及び直流電源盤の電力供給方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、二次電池を内蔵した直流電源盤の盤筐体内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できる直流電源盤、及び直流電源盤の電力供給方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の実施形態における直流電源盤は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有し、前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために前記盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置され、前記電池モジュールは、前記盤筐体内で鉛直方向に所定間隔を隔てて設けられた複数の段の上部空間にそれぞれ設置されると共に、前記複数の段の前記上部空間は前記通路部に連通され、前記消化ノズルから噴出された消化ガスが、前記母線に沿って前記通路部の上方から下方に流れることで前記複数の段の前記上部空間に送り込まれるよう構成されたことを特徴とするものである。
また、本発明の実施形態における直流電源盤は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有し、前記二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブルを複数本束ねて被覆し、且つ前記盤筐体内のフレームに固縛する絶縁布を備えて構成されたことを特徴とするものである。
また、本発明の実施形態における直流電源盤は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有すると共に、前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、前記盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有し、前記電池健全性判定手段により消火後に電力を負荷へ供給可能と判定された前記電池ユニットから前記負荷へ電力を供給するよう構成されたことを特徴とするのである。
更に、本発明の実施形態における直流電源盤の電力供給方法は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤の電力供給方法であって、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有すると共に、前記二次電池が複数個組み合された電池モジュール、または複数の前記電池モジュールが接続された電池ユニットが、前記盤筐体内で発生した火災の消火後に電力を負荷へ供給可能か否かを判定する電池健全性判定手段を更に有する前記直流電源盤を用いて、前記電池健全性判定手段により消火後に電力を負荷へ供給可能と判定された前記電池ユニットから前記負荷へ電力を供給することを特徴とするものである。
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、
前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記
火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災
を消火する自動消火手段を有し、
前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケー
ブル及び母線を挿通するために前記盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置され、
前記電池モジュールは、前記盤筐体内で鉛直方向に所定間隔を隔てて設けられた複数の段の上部空間にそれぞれ設置されると共に、前記複数の段の前記上部空間は前記通路部に連通され、
前記消化ノズルから噴出された消化ガスが、前記母線に沿って前記通路部の上方から下方に流れることで前記複数の段の前記上部空間に送り込まれるよう構成されたことを特徴とする直流電源盤。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池を内蔵した直流電源盤に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、二次電池を内蔵した直流電源盤の盤筐体内で発生した火災を迅速且つ確実に消火して延焼を防止できる直流電源盤を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の実施形態における直流電源盤は、二次電池を盤筐体に内蔵した直流電源盤において、前記盤筐体内で発生した火災を検知する火災検知器と、前記盤筐体内に設置されて前記火災検知器からの検知信号に基づき消火ガスを噴射する消火ノズルとを備えて、前記火災を消火する自動消火手段を有し、前記消火ノズルは、二次電池が複数個組み合された電池モジュールを複数接続するケーブル及び母線を挿通するために前記盤筐体内で鉛直方向に設けられた通路部内またはその通路部近傍に設置され、前記電池モジュールは、前記盤筐体内で鉛直方向に所定間隔を隔てて設けられた複数の段の上部空間にそれぞれ設置されると共に、前記複数の段の前記上部空間は前記通路部に連通され、前記消化ノズルから噴出された消化ガスが、前記母線に沿って前記通路部の上方から下方に流れることで前記複数の段の前記上部空間に送り込まれるよう構成されたことを特徴とするものである。