(57)【要約】【課題】充電容量の大容量化を図りながら、大型化及び大重量化を招くことなく、コストの低減を図ること。【解決手段】蓄電池を有する電池モジュール１００と、外部給電設備に接続自在でかつその接続状態で外部給電設備からの電力の入力を受ける入力用接続部、及び、外部電気機器に接続自在でかつその接続状態で外部電気機器に電力を出力する出力用接続部２０２を有する入出力モジュール２００と、制御部を有する制御モジュール３００とを備え、電池モジュール１００は、その電池モジュール１００同士を上下に積み重ねて複数の電池モジュール１００からなる電池モジュール群１０１を構成自在であり、下方側から、入出力モジュール２００、電池モジュール群１０１、制御モジュール３００の順に上下に積み重ねた積層ユニット１を構成自在である。【選択図】図１
2015159052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池を有する電池モジュールと、外部給電設備に接続自在でかつその接続状態で外部給電設備からの電力の入力を受ける入力用接続部、及び、外部電気機器に接続自在でかつその接続状態で外部電気機器に電力を出力する出力用接続部を有する入出力モジュールと、制御部を有する制御モジュールとを備え、前記電池モジュールは、その電池モジュール同士を上下に積み重ねて複数の前記電池モジュールからなる電池モジュール群を構成自在であり、下方側から、前記入出力モジュール、前記電池モジュール群、前記制御モジュールの順に上下に積み重ねた積層ユニットを構成自在である電源装置。
【請求項２】
前記制御モジュールにおける前記制御部として、人為操作自在な操作部を有する操作用制御部、及び、前記蓄電池に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記出力用接続部に出力自在な電力変換用制御部の一方又は両方が備えられ、複数の前記電池モジュールの夫々には、前記積層ユニットを構成した状態において、前記電池モジュール群を構成する複数の前記電池モジュールのすべての内部空間を介して前記入出力モジュールと前記制御モジュールとの間を連通する連通部が備えられている請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電池モジュールは、平面視での中央部を上下軸心としてその上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状になるように形成され、その設定角度を回転させた状態で前記電池モジュール同士を上下に積み重ねて前記電池モジュール群を構成している請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電池モジュール群では、上下方向に隣接する２つの電池モジュールについて、上方側に位置する前記電池モジュールの上方側連結部と下方側に位置する前記電池モジュールの下方側連結部とに亘って連結具を装着することで、上下方向に隣接する２つの前記電池モジュール同士を連結自在に構成され、前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記上方側連結部と前記下方側連結部が同一位置となる配置関係を有するように配置されている請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールにおいて、前記上方側連結部と前記下方側連結部の連結部群が平面視での中央部を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールにおいて、前記上下軸心を中心とする円周上で前記上下軸心周りに前記設定角度だけ間隔を隔てた配置関係となるように配置されている請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
前記電池モジュールには、前記蓄電池を装着するための電池用装着部が備えられ、その電池用装着部は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記蓄電池の装着位置が同一位置となる配置関係を有するように配置されている請求項３〜６のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項８】
複数の前記電池モジュールの夫々には、流入部から流入された空気をその内部空間を流通させて排出部に排出する空気流通路が備えられ、複数の前記電池モジュールの夫々における前記空気流通路は、前記電池モジュール群を構成した状態で、その流入部が自己よりも１つ下方側に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路の前記排出部に連通接続自在に構成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記入出力モジュールには、外部の空気をその内部空間に吸気自在な吸気部が備えられ、前記制御モジュールには、その内部空間に供給された空気を外部に排気する排気部が備えられ、前記積層ユニットを構成した状態において、最下位に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路は、その流入部を前記入出力モジュールの内部空間に連通接続自在に構成され、かつ、最上位に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路は、その排出部を前記制御モジュールの内部空間に連通接続自在に構成されている請求項８に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記空気流通路として、前記電池モジュールの第１冷却対象箇所に供給する冷却用空気を流通させる第１空気流通路と、前記第１冷却対象箇所に供給された後の排出用空気を流通させる第２空気流通路とを備え、前記第１空気流通路は、前記電池モジュール単体、及び、前記電池モジュール群を構成した状態のいずれにおいても、前記第２空気流通路を流通する空気の流入を防止するように前記第２空気流通路と区画されて備えられている請求項８又は９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記電池モジュールは、平面視での中央部を上下軸心としてその上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状になるように形成され、その設定角度を回転させた状態で前記電池モジュール同士を上下に積み重ねて前記電池モジュール群を構成しており、前記第１空気流通路と前記第２空気流通路は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記第１空気流通路と前記第２空気流通路が同一位置となる配置関係を有するように配置されている請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
複数の前記電池モジュールの夫々には、前記電池モジュール群を構成した状態において、自己よりも１つ下方側に位置する前記電池モジュールの前記第２空気流通路の一部を形成する流通路形成部が備えられている請求項１０又は１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記流通路形成部は、前記第１冷却対象箇所に供給された後の空気を前記第２空気流通路の前記排出部に案内する形状に形成されている請求項１２に記載の電源装置。
【請求項１４】
前記電池モジュールに対して、平面視において同一形状でかつ同一大きさに形成された追加モジュールが備えられ、その追加モジュールは、前記積層ユニットを構成した状態において、前記入出力モジュールと前記電池モジュール群との間、前記電池モジュール群と前記制御モジュールとの間、及び、上下方向に隣接する前記電池モジュール同士の間の少なくとも１箇所に上下に積み重ね自在に構成されている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部給電設備からの給電を受けて蓄電池に充電自在であり、かつ、その蓄電池に充電されている電力を外部電気機器に給電自在な電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電源装置は、蓄電池と、外部給電設備から給電を受けた電力を蓄電池に充電する充電部と、外部電気機器に給電するために蓄電池に充電されている直流電力を交流電力に変換する電力変換部とが備えられ、外部給電設備に接続して外部給電設備から給電される電力を蓄電池に充電しておき、蓄電池に充電されている電力を接続された外部電気機器に出力するように用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような電源装置は、蓄電池、充電部、及び、電力変換部等をまとめて配置することで、１つのユニットとして用いられている。そこで、上記特許文献１に記載の装置では、上下方向及び左右方向に区画された複数の収納空間を有するケーシングを備え、そのケーシング内の複数の収納空間に、蓄電池、充電部、及び、電力変換部の夫々を各別に収納配置するようにしている。
【０００４】
また、複数の蓄電池を備える場合には、支持体にて区画された複数の収納空間を有する蓄電池用ラックを備え、その蓄電池用ラックの複数の収納空間の夫々に蓄電池を収納するようにしているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８２５４１号公報
【特許文献２】特開２００８−２６９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような電源装置では、最近、充電容量の大容量化が望まれており、その要望に応えるために、蓄電池の数を増やすことが考えられている。しかしながら、上記の特許文献１及び特許文献２では、蓄電池の数だけでなく、ケーシングや蓄電池用ラックにおいて蓄電池を収納するための収納空間の数も増加させなければならず、ケーシングや蓄電池用ラックを収納空間が多数備えられているものに交換する必要性が生じる。そこで、予め多数の収納空間を備えたケーシングや蓄電池用ラックを用い、増加する蓄電池を空きの収納空間に収納させることで、充電容量の大容量化に対応することが考えられる。しかしながら、この場合には、ケーシングや蓄電池用ラックに、蓄電池の追加分だけの空きの収納空間を余分に存在させておかなければならず、大型化、大重量化、及び、コストアップを招くことになる。
【０００７】
そこで、充電容量の大容量化を図りながら、大型化及び大重量化を招くことなく、コストの低減を図ることができる電源装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電源装置の特徴構成は、蓄電池を有する電池モジュールと、外部給電設備に接続自在でかつその接続状態で外部給電設備からの電力の入力を受ける入力用接続部、及び、外部電気機器に接続自在でかつその接続状態で外部電気機器に電力を出力する出力用接続部を有する入出力モジュールと、制御部を有する制御モジュールとを備え、前記電池モジュールは、その電池モジュール同士を上下に積み重ねて複数の前記電池モジュールからなる電池モジュール群を構成自在であり、下方側から、前記入出力モジュール、前記電池モジュール群、前記制御モジュールの順に上下に積み重ねた積層ユニットを構成自在である点にある。
【０００９】
本特徴構成によれば、下方側から、入出力モジュール、電池モジュール群、制御モジュールの順に上下に積み重ねることで、積層ユニットを構成することができ、しかも、電池モジュール群についても、電池モジュール同士を上下に積み重ねるだけで、電池モジュール群を構成することができる。これにより、上下に積み重ねる電池モジュールの数を増加させることで、充電容量の大容量化に対応することができる。このように、積層ユニットとしては、必要に応じて、上下に積み重ねる電池モジュールの数を変更させるだけであり、追加分の電池モジュールを備えるための余分な空間を予め確保しておく必要もないので、大型化及び大重量化を招くことなく、コストの低減を図りつつ、充電容量の大容量化を図ることができる。
【００１０】
しかも、積層ユニットでは、入力用接続部と出力用接続部を有する入出力モジュールが一番下方側に位置していることから、外部給電設備や外部電気機器と接続するための接続線を床面や地面に載置させながら配線することができる。よって、その接続線が空中に浮いた状態で配線されることがなく、その接続線が邪魔になり難く、使用者等が誤ってその接続線を当たってしまい接続状態が解除される等の不都合も生じ難いものとなる。また、積層ユニットでは、制御部を有する制御モジュールが一番上方側に位置していることから、その制御モジュールの上部全体等を外部に露出することができ、その内部空間に有する熱を外部に放熱し易いものとなる。ここで、一般的に、制御部が発熱要素となることから、その制御部が発熱する熱を外部に放熱し易くなり、積層ユニットとして制御モジュールにおける放熱も好適に行える配置構成となっている。
【００１１】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記制御モジュールにおける前記制御部として、人為操作自在な操作部を有する操作用制御部、及び、前記蓄電池に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して前記出力用接続部に出力自在な電力変換用制御部の一方又は両方が備えられ、複数の前記電池モジュールの夫々には、前記積層ユニットを構成した状態において、前記電池モジュール群を構成する複数の前記電池モジュールのすべての内部空間を介して前記入出力モジュールと前記制御モジュールとの間を連通する連通部が備えられている点にある。
【００１２】
操作用制御部や電力変換用制御部の動作を行うために、制御モジュールと各電池モジュールと入出力モジュールとの間で電気的に接続することが求められる場合がある。そこで、本特徴構成によれば、複数の電池モジュールのすべての内部空間を介して入出力モジュールと制御モジュールとの間を連通する連通部を用い、その連通部を通して電気線を配線するだけで、制御モジュールと各電池モジュールと入出力モジュールとの間での電気的な接続を行うことができる。これにより、配線作業の簡素化を図ることができながら、制御モジュールと各電池モジュールと入出力モジュールとの間での電気的な接続を好適に行える。
【００１３】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記電池モジュールは、平面視での中央部を上下軸心としてその上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状になるように形成され、その設定角度を回転させた状態で前記電池モジュール同士を上下に積み重ねて前記電池モジュール群を構成している点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、設定角度を回転させた状態で電池モジュール同士を上下に積み重ねるだけで、電池モジュール群を構成することができるとともに、その電池モジュール群を構成した状態で各電池モジュールの形状が平面視で同一形状となっており、電池モジュール群の小型化を図ることができる。
【００１５】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記電池モジュール群では、上下方向に隣接する２つの電池モジュールについて、上方側に位置する前記電池モジュールの上方側連結部と下方側に位置する前記電池モジュールの下方側連結部とに亘って連結具を装着することで、上下方向に隣接する２つの前記電池モジュール同士を連結自在に構成され、前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記上方側連結部と前記下方側連結部が同一位置となる配置関係を有するように配置されている点にある。
【００１６】
このように、上方側連結部と下方側連結部とに亘って連結具を装着することで、上下に積み重ねた上下方向に隣接する２つの電池モジュール同士を連結する場合、上下に積み重ねた２つの電池モジュールに対して３つ目の電池モジュールを上下に積み重ねるときに、電池モジュール同士の連結箇所には既に連結具が存在することから、左右方向でその連結箇所から外れた位置に上方側連結部と下方側連結部を位置させなければ、３つ目の電池モジュールを連結できないことになる。そこで、上方側連結部と下方側連結部が予め左右方向で異なる位置となる複数種の電池モジュールを製造しておくことで、３つ以上の電池モジュールを上下に積み重ねて電池モジュール群を構成することが考えられる。
【００１７】
しかしながら、この場合には、複数種の電池モジュールを製造しなければならず、その製造コストが上昇するとともに、その製造工程も複雑なものとなる。そこで、本特徴構成によれば、上方側連結部と下方側連結部は、電池モジュールを上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において上方側連結部と下方側連結部が同一位置となる配置関係を有するように配置されている１種類の電池モジュールを製造するようにしている。これにより、設定角度を回転させた状態で電池モジュール同士を上下に積み重ね、平面視で同一位置となる上方側連結部と下方側連結部に亘って連結具を装着することで、その電池モジュール同士を連結することができる。そして、３つ以上の電池モジュールを上下に積み重ねるときでも、同様に、設定角度を回転させることで、既に連結した電池モジュールの連結箇所とは左右方向に異なる位置に、平面視で同一位置となる上方側連結部と下方側連結部を存在させることができる。よって、その上方側連結部と下方側連結部に亘って連結具を装着することで、３つ以上の電池モジュールについても同様に連結することができる。このようにして、１種類の電池モジュールを製造しておき、その電池モジュールを上下軸心周りに回転させながら上下に積み重ねることで、上下方向で隣接する電池モジュール同士を適切に連結することができる。したがって、電池モジュールの製造コストの上昇や製造過程の複雑化を招くことなく、その電池モジュール同士を適切に連結しながら電池モジュール群を構成することができる。
【００１８】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールにおいて、前記上方側連結部と前記下方側連結部の連結部群が平面視での中央部を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている点にある。
【００１９】
本特徴構成によれば、上方側連結部と下方側連結部は、電池モジュールに対して連結に適した箇所にバランスよく配置できながら、電池モジュールを上下軸心周りに設定角度回転させることで、上方側連結部と下方側連結部の連結部群について平面視で同一位置となる連結部が存在することになる。これにより、同一位置となる上方側連結部と下方側連結部を連結に用いることができるので、電池モジュール同士の連結を適切に行えながら、電池モジュールの構成の簡素化を図ることができる。
【００２０】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記上方側連結部と前記下方側連結部は、前記電池モジュールにおいて、前記上下軸心を中心とする円周上で前記上下軸心周りに前記設定角度だけ間隔を隔てた配置関係となるように配置されている点にある。
【００２１】
本特徴構成によれば、電池モジュールを上下軸心周りに設定角度回転させることで、上方側連結部と下方側連結部が平面視で同一位置となる。これにより、同一位置となる上方側連結部と下方側連結部を連結に用いることができるので、電池モジュール同士の連結を適切に行えながら、電池モジュールの構成の簡素化を図ることができる。
【００２２】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記電池モジュールには、前記蓄電池を装着するための電池用装着部が備えられ、その電池用装着部は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記蓄電池の装着位置が同一位置となる配置関係を有するように配置されている点にある。
【００２３】
本特徴構成によれば、電池モジュール群を構成した状態において、複数の電池モジュールの夫々における蓄電池の装着位置が平面視で同一位置になるように配置することができる。これにより、複数の電池モジュールを上下に積み重ねて電池モジュール群を構成した場合でも、各電池モジュールを安定した姿勢で積み重ねることができ、しかも、各電池モジュールにおける蓄電池同士を電気的に接続する際に、同様な位置に電気線を配線すればよく、その配線作業の簡素化を図ることもできる。
【００２４】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、複数の前記電池モジュールの夫々には、流入部から流入された空気をその内部空間を流通させて排出部に排出する空気流通路が備えられ、複数の前記電池モジュールの夫々における前記空気流通路は、前記電池モジュール群を構成した状態で、その流入部が自己よりも１つ下方側に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路の前記排出部に連通接続自在に構成されている点にある。
【００２５】
本特徴構成によれば、電池モジュール群において、上下方向に隣接する２つの電池モジュールについて、下方側に位置する電池モジュールの空気流通路を流通した空気は、上方側に位置する電池モジュールの空気流通路に流通されることになる。これにより、電池モジュール群としては、複数の電池モジュールの夫々における空気流通路に対して下方側から順番に流通させながら、電池モジュール群を構成する全ての電池モジュールの内部空間に空気を流通させる好適な通路を構成することができる。
【００２６】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記入出力モジュールには、外部の空気をその内部空間に吸気自在な吸気部が備えられ、前記制御モジュールには、その内部空間に供給された空気を外部に排気する排気部が備えられ、前記積層ユニットを構成した状態において、最下位に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路は、その流入部を前記入出力モジュールの内部空間に連通接続自在に構成され、かつ、最上位に位置する前記電池モジュールの前記空気流通路は、その排出部を前記制御モジュールの内部空間に連通接続自在に構成されている点にある。
【００２７】
本特徴構成によれば、積層ユニットを構成した状態において、入出力モジュールの吸気部にて吸気した空気を複数の電池モジュールの夫々における空気流通路に対して下方側から順番に流通させた後、その最上位に位置する電池モジュールにおける空気流通路から制御モジュールの内部空間に流通させて排気部から排気することができる。これにより、積層ユニットとしては、入出力モジュールの吸気部と制御モジュールの排気部を各モジュールでの共通の吸気部と排気部として用いることができ、構成の簡素化を図りながら、各モジュールの内部空間に空気を流通できる好適な通路を構成することができる。
【００２８】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記空気流通路として、前記電池モジュールの第１冷却対象箇所に供給する冷却用空気を流通させる第１空気流通路と、前記第１冷却対象箇所に供給された後の排出用空気を流通させる第２空気流通路とを備え、前記第１空気流通路は、前記電池モジュール単体、及び、前記電池モジュール群を構成した状態のいずれにおいても、前記第２空気流通路を流通する空気の流入を防止するように前記第２空気流通路と区画されて備えられている点にある。
【００２９】
本特徴構成によれば、第１空気流通路にて流通される冷却用空気によって第１冷却対象箇所を適切に冷却することができながら、その冷却後の排出用空気を第２空気流通路によって適切に排出させることができる。しかも、第１空気流通路は、電池モジュール単体、及び、電池モジュール群を構成した状態のいずれにおいても、第２空気流通路を流通する空気の流入を防止しているので、電池モジュール単体だけでなく、電池モジュール群を構成した状態であっても、各電池モジュールにおける第１冷却対象箇所に対して、第２空気流通路の排出用空気が流入していない低温の冷却用空気を供給することができ、その冷却を効果的に行うことができる。
【００３０】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記電池モジュールは、平面視での中央部を上下軸心としてその上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状になるように形成され、その設定角度を回転させた状態で前記電池モジュール同士を上下に積み重ねて前記電池モジュール群を構成しており、前記第１空気流通路と前記第２空気流通路は、前記電池モジュールを前記上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において前記第１空気流通路と前記第２空気流通路が同一位置となる配置関係を有するように配置されている点にある。
【００３１】
本特徴構成によれば、電池モジュール群を構成した状態において、複数の電池モジュールの夫々における第１空気流通路及び第２空気流通路の配設位置が平面視で同一位置になるように配置することができる。これにより、複数の電池モジュールを上下に積み重ねて電池モジュール群を構成した場合でも、各電池モジュールを安定した姿勢で積み重ねることができ、しかも、各電池モジュールにおける第１空気流通路及び第２空気流通路同士を連通接続する際に、例えば、共通の開口部を形成するだけでよく、構成の簡素化を図ることもできる。
【００３２】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、複数の前記電池モジュールの夫々には、前記電池モジュール群を構成した状態において、自己よりも１つ下方側に位置する前記電池モジュールの前記第２空気流通路の一部を形成する流通路形成部が備えられている点にある。
【００３３】
本特徴構成によれば、電池モジュールの連結路形成部によって第２空気流通路の一部を形成することができるので、１つの電池モジュールに第２空気流通路のすべてを形成するように備えなくてもよく、第２空気流通路を形成するための構成の簡素化を図ることができる。
【００３４】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記流通路形成部は、前記第１冷却対象箇所に供給された後の空気を前記第２空気流通路の前記排出部に案内する形状に形成されている点にある。
【００３５】
本特徴構成によれば、第２空気流通路では、流通路形成部によって第１冷却対象箇所に供給された後の空気を排出部に案内することができるので、第１冷却対象箇所に供給された後の空気の排出部への流通を適切に行うことができる。
【００３６】
本発明に係る電源装置の更なる特徴構成は、前記電池モジュールに対して、平面視において同一形状でかつ同一大きさに形成された追加モジュールが備えられ、その追加モジュールは、前記積層ユニットを構成した状態において、前記入出力モジュールと前記電池モジュール群との間、前記電池モジュール群と前記制御モジュールとの間、及び、上下方向に隣接する前記電池モジュール同士の間の少なくとも１箇所に上下に積み重ね自在に構成されている点にある。
【００３７】
本特徴構成によれば、積層ユニットを構成するに当たり、入出力モジュール、電池モジュール、及び、制御モジュールの３種類のモジュールに加えて、追加モジュールを追加した状態で、積層ユニットを構成することができる。これにより、電源装置として、追加したい機能が生じた場合には、その機能を実現可能な機器を有する追加モジュールを追加するだけでよく、機能の追加について柔軟にかつ適切に対応でき、多機能化を簡易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電源装置の前方側から見た全体斜視図
【図２】電源装置の後方側から見た全体斜視図
【図３】電源装置の各モジュールを分解した分解斜視図
【図４】電池モジュールの斜視図
【図５】電池モジュールの平面図
【図６】電池モジュールの機器を取り外した状態での斜視図
【図７】電池モジュールの機器を取り外した状態での平面図
【図８】電池モジュール群を構成する際の過程を示す斜視図
【図９】電源装置の要部を示す断面図
【図１０】電源装置の要部を示す断面図
【図１１】電源装置の要部を示す断面斜視図
【図１２】電源装置の要部を示す断面図
【図１３】電源装置の全体断面図
【図１４】別実施形態における電源装置の各モジュールを分解した分解斜視図
【図１５】別実施形態における電池モジュールの模式的な平面図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明に係る電源装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この電源装置は、図１〜図３に示すように、電池モジュール１００と入出力モジュール２００と制御モジュール３００との３種類のモジュールを備えており、それら３種類のモジュールを上下に積み重ねることで、積層ユニット１を構成している。電池モジュール１００と入出力モジュール２００と制御モジュール３００は、平面視において同一形状でかつ同一大きさに形成されている。この実施形態では、各モジュールを平面視で長方形状に形成しているが、その他の形状を採用することも可能である。電池モジュール１００については、その電池モジュール１００同士を上下に積み重ねて複数の電池モジュール１００からなる電池モジュール群１０１を構成している。この実施形態では、４つの電池モジュール１００を上下に積み重ねて電池モジュール群１０１を構成しているが、電池モジュール１００の数については適宜変更が可能である。積層ユニット１は、下方側から、入出力モジュール２００、電池モジュール群１０１、制御モジュール３００の順に上下に積み重ねて構成されている。
【００４０】
（電池モジュールについて）
電池モジュール１００は、図４及び図５に示すように、上方側が開放された平面視で長方形状の有底筒状に形成されており、その内部空間が蓄電池１０２やその蓄電池１０２に付随する機器を収納自在な中空空間に構成されている。複数の蓄電池１０２とそれら複数の蓄電池１０２の制御を行う制御回路１０３とを１つにまとめることで、１つの電池ブロック１０４が構成されている。電池ブロック１０４は、電池モジュール１００の長辺に沿う長手方向に間隔を隔てて複数並ぶように配置されている。この実施形態では、３つの電池ブロック１０４を備えているが、電池ブロック１０４の数は適宜変更が可能である。
【００４１】
各電池ブロック１０４は、板状の電池用支持体１０５上に複数の蓄電池１０２を起立姿勢で多数並べる状態で備えており、制御回路１０３が電池用支持体１０５上で複数の蓄電池１０２に隣接して配置されている。電池モジュール１００には、図４、図６及び図７に示すように、蓄電池１０２を装着するための電池用装着部１０６が備えられており、その電池用装着部１０６に電池用支持体１０５を装着するように構成されている。ここで、図６及び図７は、電池モジュール１００において蓄電池１０２等の機器を取り外した状態を示している。電池用装着部１０６は、電池モジュール１００の短辺に沿う短手方向で対向するもの同士を１組として、その組を電池モジュール１００の長手方向に一定間隔を隔てて複数並べて配置されている。複数の電池用装着部１０６の夫々は、円形筒状に形成されており、その内壁部にネジ部が形成されている。電池用支持体１０５の両端部には、挿通孔部１０７が複数形成されており、その挿通孔部１０７にネジ１０８を貫通させて電池用装着部１０６に締結することで、電池用装着部１０６に電池用支持体１０５が装着されている（図４参照）。
【００４２】
電池モジュール１００には、図４及び図５に示すように、蓄電池１０２に加えて、蓄電池１０２への充電を行うための充電回路１０９が備えられており、この充電回路１０９も、電池用支持体１０５と同様に、ネジの締結によって電池用装着部１０６に装着されている。このようにして、電池モジュール１００には、その長手方向に一定間隔を隔てて複数の電池ブロック１０４と充電回路１０９とが並設されている。
【００４３】
電池モジュール１００は、図４〜図７に示すように、その底部が一定の高さになっているのではなく、その短手方向で対向する電池用装着部１０６同士の間の部位が下方側に凹入する凹入部１１０に形成されている。この凹入部１１０は、電池モジュール１００の短手方向の中央部側ほど下方側に位置する傾斜状に形成されており、この凹入部１１０の上部に電池ブロック１０４及び充電回路１０９が配置されている（図１３参照）。凹入部１１０において電池モジュール１００の長手方向の両端部には、上下方向に貫通する貫通孔部１１１が形成されており、この貫通孔部１１１の上部を開放するように、複数の電池ブロック１０４と充電回路１０９が配置されている。この実施形態では、貫通孔部１１１が平面視で電池モジュール１００の短手方向が長辺となる長方形状に形成されているが、貫通孔部１１１の形状及びその面積については適宜変更が可能である。
【００４４】
電池モジュール群１０１を構成するに当たり、複数の電池モジュール１００を単純に上下に積み重ねるのではなく、図８に示すように、電池モジュール１００を上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）だけ回転させた状態で電池モジュール１００同士を上下に積み重ねることで、電池モジュール群１０１を構成している。そして、電池モジュール群１０１では、上下方向に隣接する２つの電池モジュール１００について、上方側に位置する電池モジュール１００の上方側連結部１１２と下方側に位置する電池モジュール１００の下方側連結部１１３とに亘って連結具１１４を装着することで、上下方向に隣接する２つの電池モジュール１００同士を連結自在に構成されている。
【００４５】
複数の電池モジュール１００の夫々には、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の２種類の連結部が備えられており、上方側連結部１１２は、電池モジュール群１００を構成する上で、自己よりも下方側に隣接する電池モジュール１００との間で連結するために用いられるものであり、下方側連結部１１３は、電池モジュール群１００を構成する上で、自己よりも上方側に隣接する電池モジュール１００との間で連結するために用いられるものである。連結具１１４は、ネジにて構成されており、上方側連結部１１２は、その底部に連結具１１４が挿脱自在な貫通孔部を有する有底円筒部にて構成されており、下方側連結部１１３は、その内壁部にネジ部が形成された円筒状のネジボス部にて構成されている。上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、複数の電池ブロック１０４及び充電回路１０９の周囲を囲むように、上下軸心Ｐ１を中心とする電池モジュール１００の径方向外側部位に複数備えられている。上下方向に２つの電池モジュール１００を積み重ねる状態で隣接配置させ、その２つの電池モジュール１００について、上方側に位置する電池モジュール１００の上方側連結部１１２と下方側に位置する電池モジュール１００の下方側連結部１１３とに亘って連結具１１４を装着することで、上下方向に隣接する２つの電池モジュール１００同士を連結している。この連結した２つの電池モジュール１００に対して３つ目の電池モジュール１００を追加する際にも、その３つ目の電池モジュール１００を、連結した２つの電池モジュール１００に対して上方側に積み重ねる状態で隣接配置させ、３つ目の電池モジュール１００の上方側連結部１１２と連結した２つの電池モジュール１００のうち上方側に位置する電池モジュール１００の下方側連結部１１３とに亘って連結具１１４を装着することで、連結した２つの電池モジュール１００に対して３つ目の電池モジュール１００を連結している。そして、上下方向に隣接する２つの電池モジュール１００同士を連結する状態で少なくとも２つ以上の電池モジュール１００によって電池モジュール群１０１を構成している。
【００４６】
このように電池モジュール群１０１を構成するために、電池モジュール１００は、平面視での中央部を上下軸心Ｐ１としてその上下軸心周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状の長方形状になるように形成されている。また、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、図７に示すように、電池モジュール１００を上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が同一位置となる配置関係を有するように配置されている。
【００４７】
上方側連結部１１２と下方側連結部１１３との配置関係について、図７に基づいて説明を加える。上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、１つの電池モジュール１００に対して、同数備えられ、かつ、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の連結部群が平面視での中央部である上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている。また、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、上下軸心Ｐ１を中心とする円周上で上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）だけ間隔を隔てた配置関係となるように配置されている。この実施形態では、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が１０つずつ備えられており、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３を１つの組として上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称に配置されている。
【００４８】
これにより、電池モジュール１００を上下軸心Ｐ１回りに設定角度（例えば、１８０度）回転させると、その回転前と回転後とで、上方側連結部１１２に対しては下方側連結部１１３が同一位置に位置することになり、かつ、下方側連結部１１３に対しては上方側連結部１１２が同一位置に位置することになる（図８参照）。よって、設定角度（例えば、１８０度）だけ回転させた状態で電池モジュール１００同士を上下に積み重ねることで、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が同一位置に位置することになり、その上方側連結部１１２と下方側連結部１１３とに亘って連結具１１４を装着して、上下に積み重ねた電池モジュール１００同士を連結することができる。したがって、電池モジュール１００としては、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３との配置関係が上述の配置関係となる１種類の電池モジュール１００を製造すればよいことになる。
【００４９】
そして、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、お互いに隣接配置されたもの同士を１組として、上下軸心Ｐ１を中心とする径方向外側部位においてその周方向に間隔を隔てて複数組備えられている。この実施形態では、１０組備えられているが、その組数については適宜変更が可能である。これにより、電池モジュール群１０１としては、図１２に示すように、上下方向において、電池モジュール１００同士を連結する連結箇所（連結具１１４が存在する箇所）が隣接して左右交互の配置関係を有するものとなり、その連結のためのスペースを左右方向で小さなものとしながら、複数の電池モジュール１００を積み重ねても電池モジュール１００同士の連結を適切に行うことができる。
【００５０】
図７に戻り、電池モジュール１００が平面視で長方形状に形成されていることから、電池モジュール１００の角部の夫々に上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の組を配置しており、電池モジュール１００同士の連結をより安定して行えるようにしている。電池モジュール１００の角部の夫々に加えて、電池モジュール１００の長手方向では、その中央部を中心として対称に上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の組を１組ずつ配置して合計２組ずつ備え、電池モジュール１００の短手方向では、その中央部に上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の組を１つずつ配置するようにしている。
【００５１】
電池モジュール１００では、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３だけでなく、貫通孔部１１１についても、上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている。これにより、電池モジュール１００を上下軸心周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において貫通孔部１１１が同一位置となる配置関係を有するように配置されている。よって、電池モジュール群１０１を構成した状態において、各電池モジュール１００における貫通孔部１１１は平面視で同一位置に位置することになる。
【００５２】
また、電池用装着部１０６についても、上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている。これにより、電池モジュール１００を上下軸心周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において電池用装着部１０６が同一位置となる配置関係を有するように配置されている。よって、電池モジュール群１０１を構成した状態において、各電池モジュール１００における複数の蓄電池１０２を備えた各電池ブロック１０４の装着位置、及び、充電回路１０９の装着位置を平面視で同一位置とすることができる。
【００５３】
電池モジュール１００には、図４〜図７に示すように、流入部１１５ａ，１１６ａから流入された空気をその内部空間を流通させて排出部１１５ｂ，１１６ｂに排出する空気流通路１１５，１１６が備えられ、この空気流通路１１５，１１６にて空気を流通させることで、複数の蓄電池１０２及び充電回路１０９等の冷却を行うようにしている。
【００５４】
空気流通路としては、電池モジュール１００の第１冷却対象箇所１１７に供給する冷却用空気Ｋ１を流通させる第１空気流通路１１５と、第１冷却対象箇所１１７に供給された後の排出用空気Ｋ２を流通させる第２空気流通路１１６とが備えられている。第１空気流通路１１５は、第２空気流通路１１６を流通する排出用空気Ｋ２の流入を防止するように第２空気流通路１１６と区画されて備えられている。
【００５５】
第１空気流通路１１５は、電池モジュール１００の長手方向の両端部でかつ電池モジュール１００の短手方向の中央部に配置されており、その四方が壁部にて囲まれた断面が長方形状の上下方向に沿う筒状流路となっている。第１空気流通路１１５の流入部１１５ａ及び排出部１１５ｂは、電池モジュール１００の長手方向の両端部でかつ電池モジュール１００の短手方向の中央部に配置されており、平面視で長方形状の開口部にて構成されている。第１冷却対象箇所１１７は、複数の電池ブロック１０４及び充電回路１０９を冷却するためにそれらの配設箇所となっており、図６及び図７に示すように、第１空気流通路１１５を形成する四方を囲む壁部のうち、第１冷却対象箇所１１７に隣接して対向する壁部１１８（電池モジュール１００の長手方向で内側に位置する壁部）に、第１空気流通路１１５を流通する冷却用空気Ｋ１を第１冷却対象箇所１１７に供給する供給口１１９が形成されている。この供給口１１９は、電池モジュール１００の長手方向で凹入部１１０の両外側端部に相当する箇所に配置されており、図９に示すように、第１空気流通路１１５を流通する冷却用空気Ｋ１が、供給口１１９を通して凹入部１１０に供給されている。凹入部１１０に供給された冷却用空気Ｋ１は、複数の電池ブロック１０４の間、及び、電池ブロック１０４と充電回路１０９との間を通して上方側に流通して、複数の電池ブロック１０４及び充電回路１０９を冷却している。
【００５６】
第２空気流通路１１６は、図６及び図７に示すように、第１空気流通路１１５を除く電池モジュール１００の内部空間にて構成されている。第２空気流通路１１６の流入部１１６ａ及び排出部１１６ｂは、電池モジュール１００の短手方向の両端部に配置されており、平面視で長方形状の開口部にて構成されている。第２空気流通路１１６は、図１０に示すように、第１冷却対象箇所１１７に供給された冷却用空気Ｋ１を排出用空気Ｋ２として、その排出用空気Ｋ２を流入部１１６ａから流入した排出用空気Ｋ２と混合して排出部１１６ｂに流通するように構成されている。
【００５７】
図７に戻り、第１空気流通路１１５、並びに、その流入部１１５ａ及び排出部１１５ｂは、上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されている。これにより、電池モジュール１００を上下軸心周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において、第１空気流通路１１５、並びに、その流入部１１５ａ及び排出部１１５ｂが同一位置となる配置関係を有するように配置されている。また、第２空気流通路１１６、並びに、その流入部１１６ａ及び排出部１１６ｂについても、上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されており、電池モジュール１００を上下軸心周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において、第２空気流通路１１６、並びに、その流入部１１６ａ及び排出部１１６ｂが同一位置となる配置関係を有するように配置されている。このようにして、設定角度（例えば、１８０度）だけ回転させた状態で電池モジュール１００同士を上下に積み重ねても、第１空気流通路１１５、その流入部１１５ａ及び排出部１１５ｂ、並びに、第２空気流通路１１６、その流入部１１６ａ及び排出部１１６ｂの夫々が同一位置に位置することになる。
【００５８】
上述の如く、電池モジュール１００は、その平面視において、中央部位に電池ブロック１０４及び充電回路１０９が配置されており、その中央部位の周囲を囲むように、上方側連結部１１２、下方側連結部１１３、第１空気流通路１１５、第２空気流通路１１６が配置されている。そして、各機器や部材が左右方向に隣接して配置されており、限られた空間に各機器や部材が効率よく配置されている。
【００５９】
複数の電池モジュール１００の夫々における第１空気流通路１１５及び第２空気流通路１１６は、図９〜図１１に示すように、電池モジュール群１０１を構成した状態で、その流入部１１５ａ，１１６ａが自己よりも１つ下方側に位置する電池モジュール１００の空気流通路１１５，１１６の排出部１１５ｂ，１１６ｂに連通接続自在に構成されている。上下に積み重なる電池モジュール１００同士では、第１空気流通路１１５の流入部１１５ａと排出部１１５ｂとが同一の開口部にて構成されており、第２空気流通路１１６の流入部１１６ａと排出部１１６ｂについても同一の開口部にて構成されている。よって、複数の電池モジュール１００を上下に積み重ねた電池モジュール群１０１を構成した状態では、冷却用空気Ｋ１が複数の電池モジュール１００の夫々における第１空気流通路１１５を下方側から順番に流通することになり、排出用空気Ｋ２についても、複数の電池モジュール１００の夫々における第２空気流通路１１６を下方側から順番に流通することになる。
【００６０】
電池モジュール１００は、上方側を開放した有底筒状に形成されていることから、電池モジュール群１０１を構成した状態では、１つ上方側に位置する電池モジュール１００の底部にて開放された上方側を閉塞することで、電池モジュール１００の内部に閉塞した内部空間を形成するように構成されている。上述の如く、第２空気流通路１１６は、電池モジュール１００の内部空間にて構成されているので、図１０及び図１１に示すように、複数の電池モジュール１００の夫々には、電池モジュール群１０１を構成した状態において、自己よりも１つ下方側に位置する電池モジュール１００の第２空気流通路１１６の一部を形成する流通路形成部１２０が備えられている。この流通路形成部１２０は、電池モジュール１００の底部となっており、その底部における凹入部１１０の下面部では、第１冷却対象箇所１１７に供給された後の空気を第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂに案内する形状に形成されている。第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂは、電池モジュール１００の短手方向の両端部に形成されていることから、流通路形成部１２０は、電池モジュール１００の短手方向の両端側ほど上方側に位置する傾斜状に形成されている。
【００６１】
また、第１空気流通路１１５は、電池モジュール１００単体だけでなく、電池モジュール群１０１を構成した状態においても、第２空気流通路１１６を流通する空気の流入を防止するように第２空気流通路１１６と区画されて備えられている。第１空気流通路１１５の流入部１１５ａ及び排出部１１５ｂについては、電池モジュール群１０１を構成した状態では同一の開口部にて構成されていることから、第２空気流通路１１６からの空気の流入を防止することができる。
【００６２】
そこで、第１空気流通路１１５の供給口１１９における第２空気流通路１１６からの空気の流入を防止するための構成を備えており、この構成について図１０及び図１１に基づいて説明する。第１空気流通路１１５を形成する四方を囲む壁部のうち、第１冷却対象箇所１１７に隣接して対向する壁部１１８（電池モジュール１００の長手方向で内側に位置する壁部）は、その他の壁部よりも上方側に延びる形状に形成されており、その上端部位１１８ａが、電池モジュール１００の短手方向の中央部側ほど下方側に位置する凹状に形成されている。上述の如く、この壁部１１８には、供給口１１９が形成されており、この供給口１１９は、その下方側が開放された門型形状に形成されている。上下に積み重ねた電池モジュール１００同士では、下方側に位置する電池モジュール１００における壁部１１８の上端部位１１８ａが上方側に位置する電池モジュール１００における壁部１１８の供給口１１９に嵌り込むことで、その供給口１１９の開放された下方側を閉塞するようにしている。
【００６３】
これにより、上方側に位置する電池モジュール１００における凹入部１１０の長手方向の両端縁部が下方側に位置する電池モジュール１００における壁部１１８の上端部位１１８ａに当接されており、下方側に位置する電池モジュール１００における第２空気流通路１１６と上方側に位置する電池モジュール１００における供給口１１９を区画している。よって、下方側に位置する電池モジュール１００における第２空気流通路１１６を流通する排出用空気Ｋ２が供給口１１９を通して上方側に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５に流入するのを防止している。また、壁部１１８の上端部位１１８ａと凹入部１１０の両方をその中央部側ほど下方側に位置する傾斜状となる同一形状としながら、電池モジュール群１０１を構成した状態において壁部１１８の上端部位１１８ａの方が凹入部１１０よりも少し上方側に突出する位置に存在させて供給口１１９の下端部を凹入部１１０よりも少し上方側になるようにしている。これにより、第２空気流通路１１６を流通する排出用空気Ｋ２が供給口１１９を通して上方側に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５に流入するのを適切に防止しながら、供給口１１９として十分な開口面積を確保するようにしている。
【００６４】
（入出力モジュールについて）
入出力モジュール２００は、図３に示すように、電池モジュール１００と同様に、上方側が開放された平面視で長方形状の有底筒状に形成されており、その内部空間が各種機器を収納自在な中空空間になるように構成されている。入出力モジュール２００には、外部給電設備に接続自在でかつその接続状態で外部給電設備からの電力の入力を受ける入力用接続部２０１（図２参照）、及び、外部電気機器に接続自在でかつその接続状態で外部電気機器に電力を出力する出力用接続部２０２（図１参照）が備えられている。積層ユニット１を構成した状態で、入力用接続部２０１が入出力モジュール２００（積層ユニット１）の後面部に備えられており、出力用接続部２０２が入出力モジュール２００（積層ユニット１）の前面部に備えられている。この実施形態では、入力用接続部２０１を１つ、出力用接続部２０２を２つ備えているが、その数については適宜変更が可能である。
【００６５】
入出力モジュール２００には、移動対象面を移動自在な移動部として、複数の車輪２０５が備えられている。この車輪２０５は、入出力モジュール２００から下方側に延びるように備えられており、積層ユニット１を構成した状態において、そのユニット全体が屋内の床面や屋外の地面等の移動対象面を移動できるようにしている。入出力モジュール２００は、その短手方向で中央部と右側部と左側部との３つの空間に区画されており、その中央部にファン２０３が備えられ、そのファン２０３の下部に外部の空気を中央部の空間に吸気自在な吸気部２０４が備えられている。
【００６６】
積層ユニット１を構成するに当たり、入出力モジュール２００は、電池モジュール群１０１の下方側に位置するので、その電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００と連結すればよいことになる。そこで、入出力モジュール２００には、図３及び図１３に示すように、電池モジュール１００とは異なり、下方側連結部２０６のみが備えられている。積層ユニット１を構成した状態において、電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００の上方側連結部１１２とその入出力モジュール２００の下方側連結部２０６に亘って連結具１１４を装着することで、電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００と入出力モジュール２００が連結自在に構成されている。入出力モジュール２００における下方側連結部２０６は、平面視で、電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００における上方側連結部１１２の配設位置と同一位置となるように配置されている。
【００６７】
積層ユニット１を構成した状態において、図９に示すように、入出力モジュール２００におけるファン２０３及び吸気部２０４が備えられた中央の空間が電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５の流入部１１５ａに連通接続自在に構成されている。これにより、入出力モジュール２００の内部空間に吸気した空気を冷却用空気Ｋ１として、電池モジュール群１０１の最下位に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５に供給自在に構成されている。
【００６８】
（制御モジュールについて）
制御モジュール３００は、図３及び図１３に示すように、上方側が開放された有底筒状の下方側部位３０１とその下方側部位３０１の上方側を覆う門型形状の上方側部位３０２とから構成されており、その内部空間が各種機器を収納自在な中空空間になるように構成されている。制御モジュール３００には、制御部３０３が備えられており、この制御部３０３として、人為操作自在な操作部３０４を有する操作用制御部３０３ａ、及び、蓄電池１０２に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して出力用接続部２０２に出力自在な電力変換用制御部３０３ｂの両方が備えられている。操作部３０４は、積層ユニット１を構成した状態において、制御モジュール３００（積層ユニット１）の前面部に備えられている。ちなみに、図３及び図１３では、操作用制御部３０３ａと電力変換用制御部３０３ｂをまとめて配置している例を示しているが、例えば、操作用制御部３０３ａについては、操作部３０４の内部に備えることもできる。
【００６９】
制御モジュール３００の下方側部位３０１は、電池モジュール１００と同様の構成を有しているので、詳細な図示は省略して説明する。下方側部位３０１は、図１３に示すように、その底部が一定の高さになっているのではなく、制御モジュール３００の短手方向の中央部側ほど下方に位置する傾斜状に形成された凹入部３０５が平面視で中央側部位に備えられ、制御部３０３は、凹入部３０５の上部に配置されている。この凹入部３０５には、電池モジュール１００と同様に、制御モジュール３００の長手方向の端部に貫通孔部３１３が形成されており、この貫通孔部３１３は、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００における貫通孔部１１１の配設位置と同一位置となるように配置されている。
【００７０】
積層ユニット１を構成するに当たり、制御モジュール３００は、電池モジュール群１０１の上方側に位置するので、その電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００と連結すればよいことになる。そこで、制御モジュール３００の下方側部位３０１には、制御モジュール３００の下方側に配置される電池モジュール１００の下方側連結部１１３と連結可能な上方側連結部３０６が備えられている。積層ユニット１を構成した状態において、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００の下方側連結部１１３とその制御モジュール３００の上方側連結部３０６に亘って連結具１１４を装着することで、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００と制御モジュール３００が連結自在に構成されている。制御モジュール３００の下方側部位３０１における上方側連結部３０６は、平面視で、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００における下方側連結部１１３の配設位置と同一位置となるように配置されている。
【００７１】
ここで、制御モジュール３００における下方側部位３０１と上方側部位３０２を連結するに当たり、上下に積み重ねる電池モジュール１００同士と同様に、上方側連結部と下方側連結部に亘り連結具を装着することで、下方側部位３０１と上方側部位３０２を連結することもできる。この場合には、下方側部位３０１に下方側連結部を備え、上方側部位３０２に上方側部位を備え、その下方側連結部と上方側連結部が平面視で同一位置となるように配置し、下方側部位３０１に上方側部位３０２を積み重ねた状態で上方側連結部と下方側連結部に亘り連結具を装着することで、下方側部位３０１と上方側部位３０２を連結することができる。
【００７２】
制御モジュール３００にも、電池モジュール１００と同様に、その内部空間に空気を流通させる流通路が備えられている。この流通路として、図９及び図１０に示すように、積層ユニット１を構成した状態において最上位に位置する電池モジュール１００の第１空気流通路１１５の排出部１１５ｂに連通接続自在でかつその第１空気流通路１１５の冷却用空気Ｋ１を第２冷却対象箇所３０７に供給する冷却用流通路３１２と、積層ユニット１を構成した状態において最上位に位置する電池モジュール１００の第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂに連通接続自在でかつその第２空気流通路１１６の排出用空気Ｋ２と第２冷却対象箇所３０７に供給した後の空気とを排気部３０８に流通させる排気用流通路３０９とが備えられている。
【００７３】
冷却用流通路３１２は、電池モジュール１００の第１空気流通路１１５と同様の構成を有するので、その詳細な図示は省略するが、四方を壁部にて囲まれた筒状の流路にて構成されている。また、冷却用流通路３１２は、第１空気流通路１１５と同様に、排気用流通路３０９を流通する空気の流入を防止するように排気用流通路３０９と区画して備えられている。第２冷却対象箇所３０７は、制御部３０３を冷却するためにその配設箇所となっており、冷却用流通路３１２を流通する冷却用空気Ｋ１を、凹入部３０５の両端部に形成された供給口３１０を通して凹入部３０５に供給し、その凹入部３０５から上方側に流通させて制御部３０３を冷却するようにしている。
【００７４】
排気用流通路３０９は、冷却用流通路３１２を除く制御モジュール３００の内部空間にて構成されている。排気用流通路３０９は、図１０に示すように、第２冷却対象箇所３０７に供給された後の冷却用空気Ｋ１を排出用空気Ｋ２とし、その排出用空気Ｋ２を１つ下方側に位置する電池モジュール１００の第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂから排出された排出用空気Ｋ２と混合して排気部３０８に流通するように構成されている。
【００７５】
排気部３０８は、制御モジュール３００の長手方向の中央部において、制御モジュール３００の短手方向の両横側部から排出用空気Ｋ２を排気するように構成されている（図１参照）。排気部３０８は、排気用流通路３０９を流通する排出用空気Ｋ２の流通方向を左右方向から下方側に向けて折り曲げ、さらに下方側に向く方向から左右方向に折り曲げた後、外部に排気する折り曲げ形状に構成されている。これにより、水や異物が侵入し易い制御モジュール３００の上面部に排気用の開口部を備えなくてもよく、外部から水や異物が排気部３０８に浸入し難いものとなる。しかも、排気部３０８を上述の折り曲げ形状とすることで、排気部３０８の出口部位に水や異物が浸入しても、その水や異物が制御モジュール３００の内部空間に侵入するのを適切に防止している。
【００７６】
電池モジュール１００は、上方側を開放した有底筒状に形成されていることから、積層ユニット１を構成した状態では、最上位に位置する電池モジュール１００については、制御モジュール３００の底部にて開放された上方側を閉塞することで、電池モジュール１００の内部に閉塞した内部空間を形成し、その内部空間にて第２空気流通路１１６が構成されている。そこで、制御モジュール３００には、積層ユニット１を構成した状態において、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００の第２空気流通路１１６の一部を形成する最上位用流通路形成部３１１が備えられている。この最上位用流通路形成部３１１は、制御モジュール３００の下方側部位３０１の底部となっており、その底部における凹入部３０５の下面部では、第１冷却対象箇所１１７に供給された後の空気を第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂに案内する形状に形成されている。第２空気流通路１１６の排出部１１６ｂは、電池モジュール１００の短手方向の両端部に形成されていることから、最上位用流通路形成部３１１は、制御モジュール３００の短手方向の両端側ほど上方側に位置する傾斜状に形成されている。
【００７７】
（積層ユニットについて）
上述の如く、下方側から、入出力モジュール２００、電池モジュール群１０１、制御モジュール３００の順に上下に積み重ねることで、積層ユニット１を構成している。電池モジュール群１０１については、上述の如く、複数の電池モジュール１００を上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）だけ回転させる状態で上下に積み重ねることで、電池モジュール群１０１が構成されている。ここで、充電容量の大容量化を図る際には、電池モジュール群を構成する電池モジュール１００の数を増加させる。このときには、制御モジュール３００と最上位に位置する電池モジュール１００との連結を解除し、その最上位に位置する電池モジュール１００の上部に、追加する電池モジュール１００の夫々を上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）だけ回転させる状態で上下に積み重ねていくだけでよく、その電池モジュール１００の追加作業も簡易に行うことができる。
【００７８】
このようにして積層ユニット１を構成した状態では、図１３に示すように、電池モジュール群１０１を構成する複数の電池モジュール１００の夫々における貫通孔部１１１、及び、制御モジュール３００における貫通孔部３１３が平面視で同一位置に位置しており、この貫通孔部１１１，３１３が、電池モジュール群１０１を構成する複数の電池モジュール１００のすべての内部空間を介して入出力モジュール２００と制御モジュール３００との間を連通する連通部として構成されている。これにより、貫通孔部１１１，３１３を通して電気線２を配線することで、入出力モジュール２００と複数の電池モジュール１００と制御モジュール３００とを電気的に接続することができる。よって、各モジュール間を配線するに当たり、電気線２を直線的に配線することができ、損傷等の不都合が生じないように配線することができるとともに、電気線２の取り回しが簡易になり、配線作業の簡素化を図ることができる。
【００７９】
積層ユニット１を構成した状態では、図９及び図１０に示すように、入出力モジュール２００にて吸気された空気を冷却用空気Ｋ１とし、その冷却用空気Ｋ１を下方側に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５を順番に通流させて、各電池モジュール１００における蓄電池１０２及び充電回路１０９を冷却することができる。第１空気流通路１１５は、電池モジュール１００単体、及び、電池モジュール群１０１を構成した状態のいずれにおいても、第２空気流通路１１６からの空気の流入が防止されていることから、各電池モジュール１００における蓄電池１０２及び充電回路１０９に対して、冷却に適した低温の冷却用空気Ｋ１を供給させることができ、その冷却を効果的に行うことができる。また、最上位に位置する電池モジュール１００における第１空気流通路１１５から制御モジュール３００における冷却用流通路３１２に冷却用空気Ｋ１を流通させることで、制御モジュール３００における制御部３０３も冷却することができ、この制御部３０３に対して供給する冷却用空気Ｋ１も冷却に適した低温の空気とすることができ、この冷却についても効果的に行うことができる。
【００８０】
排出用空気Ｋ２については、図１０に示すように、下方側に位置する電池モジュール１００における第２空気流通路１１６から順番に通流させながら、各電池モジュール１００にて蓄電池１０２及び充電回路１０９を冷却後の排出用空気Ｋ２と混合して、制御モジュール３００における排気用流通路３０９に流通させている。そして、制御モジュール３００においても、電池モジュール１００における第２空気流通路１１６から供給された排出用空気Ｋ２を、制御部３０３を冷却後の排出用空気Ｋ２と混合して、排気部３０８にて外部に排気している。このようにして、複数の電池モジュール１００の夫々、及び、制御モジュール３００において冷却に用いられた排出用空気Ｋ２をまとめて外部に排気するようにしている。
【００８１】
積層ユニット１は、外部給電設備を積層ユニット１の後面下部の入力用接続部２０１に接続することで、外部給電設備から入力される電力を充電回路１０９によって蓄電池１０２に充電するようにしている。そして、積層ユニット１は、外部電気機器を積層ユニット１の前面下部部の出力用接続部２０２に接続することで、蓄電池１０２に充電されている直流電力を電力変換用制御部３０３ｂにて交流電力に変換した後、出力用接続部２０２からその交流電力を外部電気機器に出力している。このように、積層ユニット１は、外部設備からの充電及び外部電気機器へ給電自在な電源装置として用いられている。また、例えば、積層ユニット１は、外部給電設備から入力される電力をそのまま外部電気機器に出力することもできるようになっている。
【００８２】
積層ユニット１の運転開始及び運転停止、外部設備からの充電、外部機器への電力の出力等の動作については、積層ユニット１の前面上部の操作部３０４に備えられた各種スイッチ類を操作することで、各種の動作を行えるようになっている。
【００８３】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、電池モジュール１００、入出力モジュール２００、制御モジュール３００に加えて、図１４に示すように、追加モジュール４００を備え、その追加モジュール４００を、入出力モジュール２００と電池モジュール群１０１との間、電池モジュール群１０１と制御モジュール３００との間、及び、上下方向に隣接する電池モジュール１００同士の間の少なくとも１箇所に上下に積み重ねることで、積層ユニット１を構成することもできる。
【００８４】
この図１４に示すものでは、追加モジュール４００には、停電時等に蓄電池１０２に充電されている電力を外部電気機器に出力するための無停電電源制御部や外部機器との間で無線通信するための通信制御部等を含めた追加モジュール用制御部４０１が備えられている。そして、追加モジュール４００を電池モジュール群１０１と制御モジュール３００との間に上下に積み重ねることで、積層ユニット１を構成している。この追加モジュール４００は、電池モジュール１００と同様の構成を有するモジュールであり、その内部空間に収納する機器が異なるだけである。これにより、追加モジュール４００を上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）回転させた状態で、電池モジュール群１０１と制御モジュール３００との間に上下に積み重ねることで、電池モジュール群１０１の最上位に位置する電池モジュール１００との連結及び制御モジュール３００との連結を、上記実施形態と同様に行うことができる。
【００８５】
ちなみに、図１４では、図１〜図３に示す積層ユニット１における最上位に位置する電池モジュール１００に代えて、追加モジュール４００を備えている。また、追加モジュール４００を複数備えることも可能であり、その場合には、追加モジュール４００同士を上下に積み重ねて備える、或いは、入出力モジュール２００と電池モジュール群１０１との間、電池モジュール群１０１と制御モジュール３００との間、上下方向に隣接する電池モジュール１００同士の間の少なくとも２箇所に追加モジュール４００を１つずつ上下に積み重ねて積層ユニット１を構成することもできる。
【００８６】
（２）上記実施形態では、電池モジュール１００が上下軸心Ｐ１周りに設定角度（例えば、１８０度）を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状となるように、電池モジュール１００を長方形状に形成しているが、例えば、正方形状、円形状(図１５参照)等の各種の形状を適応することができる。
【００８７】
（３）上記実施形態では、電池モジュール１００を上下軸心Ｐ１に回転させる際の設定角度を１８０度としているが、この設定角度は１８０度に限られるものではなく、例えば、図１５に示すように、電池モジュール１００を平面視で円形状に形成し、設定角度αを９０度として実施することも可能である。この場合にも、上記実施形態と同様に、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３は、１つの電池モジュール１００に対して、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が同数備えられ、かつ、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の連結部群が平面視での中央部である上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置することができる。ここで、上記実施形態では、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３を１つの組として上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称に配置されているが、図１５に示すように、上方側連結部１１２同士や下方側連結部１１３同士を１つの組として上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称に配置することもできる。
【００８８】
（４）上記実施形態では、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が、１つの電池モジュール１００に対して、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３が同数備えられ、かつ、上方側連結部１１２と下方側連結部１１３の連結部群が上下軸心Ｐ１を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置されているが、例えば、電池モジュール１００を平面視で円形状に形成し、上下軸心Ｐ１を中心とする円周上に上方側連結部１１２と下方側連結部１１３を間隔を隔てて複数並べて配置するだけで実施することもできる。この場合には、上下軸心Ｐ１を中心とする円周上に並ぶ複数の上方側連結部１１２と下方側連結部１１３のうち、少なく一部のものが同一位置に位置するように回転させて、その同一位置となる一部の上方側連結部１１２と下方側連結部１１３だけを用いて、その上方側連結部１１２と下方側連結部１１３に亘って連結具１１４を装着することで、電池モジュール１００同士を連結することができる。
【００８９】
（５）上記実施形態では、入出力モジュール２００、電池モジュール１００、及び、制御モジュール３００を、平面視において同一形状でかつ同一大きさに形成しているが、各モジュールの形状及び大きさについては平面視で同一とするものに限らず、各モジュールの形状及び大きさについては適宜変更が可能である。
【００９０】
例えば、入出力モジュール２００、電池モジュール１００、及び、制御モジュール３００の夫々について、各モジュールの中心を同一軸心上に位置させた状態において、その外周部の全長のうち、少なくとも一部分が平面視で同一位置となるように、各モジュールの形状及び大きさを適宜変更することができる。この場合、各モジュールを多角形状に形成すると、その角部については平面視で同一位置となるようにし、その角部同士を繋ぐ辺部については他のモジュールよりも内側に凹入する湾曲状又は外側に突出する湾曲状となるように、各モジュールの形状及び大きさを調整することができる。また、例えば、入出力モジュール２００の外周部よりも電池モジュール１００の外周部が径方向内側に位置するように入出力モジュール２００に対して電池モジュール１００を小さく形成することもできる。
【００９１】
（６）上記実施形態では、入出力モジュール２００にファン２０３を備え、そのファン２０３を駆動することで、吸気部２０４から外部の空気を吸気するようにしているが、例えば、ファン２０３を備えずに、自然通風によって吸気部２０４から外部の空気を吸気するようにすることもできる。また、入出力モジュール２００に車輪２０５を備えずに実施することもできる。
【００９２】
（７）上記実施形態では、制御モジュール３００に操作用制御部３０３ａと電力変換用制御部３０３ｂとの両方を備えた例を示しているが、どちらか１つだけを備えるようにしてもよい。また、この操作用制御部３０３ａと電力変換用制御部３０３ｂとは別の制御部を制御モジュール３００に備えさせることもできる。
【００９３】
（８）上記実施形態において、電池モジュール１００に備える機器を変更することも可能であるので、電池モジュール１００を各種の機器や部材を収納自在な収納モジュールとし、その収納モジュールを上下に積み重ねることで、収納モジュール群を構成することもできる。
【００９４】
この場合にも、電池モジュール１００と同様に、収納モジュールは、平面視での中央部を上下軸心としてその上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において平面視で同一形状になるように形成され、その設定角度を回転させた状態で収納モジュール同士を上下に積み重ねて収納モジュール群を構成しており、その収納モジュール群において、上方側に位置する収納モジュールの上方側連結部と下方側に位置する収納モジュールの下方側連結部とに亘って連結具を装着することで、収納モジュール同士を連結自在に構成され、上方側連結部と下方側連結部は、収納モジュールを上下軸心周りに設定角度を回転させたときにその回転前と回転後において上方側連結部と下方側連結部が同一位置となる配置関係を有するように配置することができる。
【００９５】
そして、上方側連結部と下方側連結部は、１つの収納モジュールに対して、同数備えられ、かつ、上方側連結部と下方側連結部の連結部群が上下軸心を対称の中心とする点対称となる配置関係を有するように配置することができる。また、上方側連結部と下方側連結部は、１つの収納モジュールに対して、同数備えられ、かつ、上下軸心を中心とする円周上で上下軸心周りに設定角度だけ間隔を隔てた配置関係となるように配置することができる。
【００９６】
（９）上記実施形態において、電池モジュール１００に備える機器を変更することも可能であるので、電池モジュール１００を、冷却対象機器を収納した機器モジュールとし、その機器モジュールを上下に積み重ねることで、機器モジュール群を構成することもできる。
【００９７】
この場合にも、複数の機器モジュールの夫々には、流入部から流入された空気をその内部空間を流通させて排出部に排出する空気流通路が備えられ、複数の機器モジュールの夫々における空気流通路は、機器モジュール群を構成した状態で、その流入部が自己よりも１つ下方側に位置する機器モジュールの空気流通路の排出部に連通接続自在に構成することができる。そして、空気流通路として、機器モジュールの冷却対象箇所に供給する第１空気を流通させる第１空気流通路と、その第１冷却対象箇所に供給された後の第２空気を流通させる第２空気流通路とを備え、第１空気流通路は、機器モジュール単体、及び、機器モジュール群を構成した状態のいずれにおいても、第２空気流通路を流通する空気の流入を防止するように第２空気流通路と区画されて備えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、外部給電設備からの給電を受けて蓄電池に充電自在であり、かつ、その蓄電池に充電されている電力を外部電気機器に給電自在であり、充電容量の大容量化を図りながら、大型化及び大重量化を招くことなく、コストの低減を図ることができる各種の電源装置に適応可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１            積層ユニット
１００        電池モジュール
１０１        電池モジュール群
１０２        蓄電池
１１１        貫通孔部（連通部）
１１２        上方側連結部
１１３        下方側連結部
１１４        連結具
１１５        第１空気流通路
１１５ａ      第１空気流通路の流入部
１１５ｂ      第１空気流通路の排出部
１１６        第２空気流通路
１１６ａ      第２空気流通路の流入部
１１６ｂ      第２空気流通路の排出部
１１７        第１冷却対象箇所
１２０        連通路形成部
２００        入出力モジュール
２０１        入力用接続部
２０２        出力用接続部
２０４        吸気部
２０５        車輪（移動部）
３００        制御モジュール
３０３        制御部
３０３ａ      操作用制御部
３０３ｂ      電力変換用制御部
３０８        排気部
３１３        貫通孔部（連通部）
４００        追加モジュール
Ｐ１          電池モジュールにおける上下軸心
Ｋ１          冷却用空気
Ｋ２          排出用空気
【図１】
2015159052.tif 000003
【図２】
2015159052.tif 000004
【図３】
2015159052.tif 000005
【図４】
2015159052.tif 000006
【図５】
2015159052.tif 000007
【図６】
2015159052.tif 000008
【図７】
2015159052.tif 000009
【図８】
2015159052.tif 000010
【図９】
2015159052.tif 000011
【図１０】
2015159052.tif 000012
【図１１】
2015159052.tif 000013
【図１２】
2015159052.tif 000014
【図１３】
2015159052.tif 000015
【図１４】
2015159052.tif 000016
【図１５】
2015159052.tif 000017