特許 7379725 バッテリーユニット保管用倉庫

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】バッテリーユニット保管用倉庫

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231107BHJP

   B65G 1/14 20060101ALI20231107BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301A

B65G1/14 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022555963

(86)(22)【出願日】2022-05-20

(86)【国際出願番号】 JP2022020952

【審査請求日】2022-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000004411

【氏名又は名称】日揮ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(72)【発明者】

【氏名】寺久保 憲昭

(72)【発明者】

【氏名】井戸 真嗣

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 智浩

(72)【発明者】

【氏名】谷川 圭史

(72)【発明者】

【氏名】高石 紘佑

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／００４７５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第３４３５７４９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｂ６５Ｇ １／００ － １／１３３

Ｂ６５Ｇ １／１４ － １／２０

Ｂ６０Ｋ １／００ － ６／１２

Ｂ６０Ｋ ７／００ － ８／００

Ｂ６０Ｋ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーユニット保管用倉庫であって、
複数のバッテリーユニットをそれぞれ縦向きにまとめて保持することが可能なパレットと、
前記パレット毎に設置され、前記複数のバッテリーユニットのケーブルを集約するジャンクションボックスと、
前記パレットと前記ジャンクションボックスの対を複数設置することが可能なラックと、
を備えることを特徴とするバッテリーユニット保管用倉庫。

【請求項2】

前記パレットに設置された前記バッテリーユニットに電力を貯蔵することが可能であり、前記ジャンクションボックスを通じて前記バッテリーユニットから電力を供給することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーユニット保管用倉庫。

【請求項3】

前記ジャンクションボックスと接続されたパワーコンディショナーおよび変圧器を備えることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーユニット保管用倉庫。

【請求項4】

前記ラックは移動式であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリーユニット保管用倉庫。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーユニット保管用倉庫に関する。

【背景技術】

【0002】

電力消費量の拡大と共に、太陽光発電、風力発電等の再生可能エネルギーによる発電量が増加することにより、電力需給バランスの安定化が求められている。その一方で、電気自動車（ＥＶ）等のバッテリー（蓄電池）を使用する機器が普及することにより、バッテリーの供給量が増加している。

【0003】

例えば、特許文献１には、複数の容器の積み重ねの上方に格子パターンで配置される複数のレールまたは軌道を備える保管システムが記載されている。
特許文献２には、複数のバッテリーを収納したトレイがクレーンにより棚に保管された状態でバッテリー電圧を測定する倉庫が記載されている。
特許文献３には、ラックに含まれるバッテリー収納部のうちにバッテリーの充電が可能な充電用収納部を備えた倉庫が記載されている。
特許文献４には、中古バッテリーユニットの保管装置に接続部を設け、電池状態を認識して充放電を管理する保管システムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】日本国特開２０２０－１８６１３３号公報

【文献】日本国特許第３４３５７４９号公報

【文献】日本国特開２０１１－１９３６９０号公報

【文献】日本国特許第６９１２１２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

既存のバッテリー保管方法では無駄なスペースがあり、高密度化が難しかった。

【0006】

本発明の課題は、複数のバッテリーユニットを高密度に保管することが可能なバッテリーユニット保管用倉庫を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様は、バッテリーユニット保管用倉庫であって、複数のバッテリーユニットをそれぞれ縦向きにまとめて保持することが可能なパレットと、前記パレット毎に設置され、前記複数のバッテリーユニットのケーブルを集約するジャンクションボックスと、前記パレットと前記ジャンクションボックスの対を複数設置することが可能なラックと、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記パレットに設置された前記バッテリーユニットに電力を貯蔵することが可能であり、前記ジャンクションボックスを通じて前記バッテリーユニットから電力を供給することが可能であることを特徴とする。

【0009】

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記ジャンクションボックスと接続されたパワーコンディショナーおよび変圧器を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明の第４の態様は、第１～３のいずれか１の態様において、前記ラックは移動式であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

第１の態様によれば、複数のバッテリーユニットを高密度に保管することが可能になる。

【0012】

第２の態様によれば、複数のバッテリーユニットを用いて、電力の貯蔵と供給が可能になる。

【0013】

第３の態様によれば、バッテリーユニットを他の電力システムに接続する際に必要な調整が容易になる。

【0014】

第４の態様によれば、ラックに対するパレットの出し入れに際して、フォークリフト等を用いた作業スペースの確保が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態のバッテリーユニット保管用倉庫を例示する正面図である。

【図2】ラックと通路の配置を例示する配置図である。

【図3】複数のラックの外側に作業スペースを配置した例の平面図である。

【図4】複数のラックの間に作業スペースを配置した例の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、好適な実施形態に基づいて、本発明を説明する。

【0017】

図１に、実施形態のバッテリーユニット保管用倉庫１０を例示する。バッテリーユニット保管用倉庫１０は、パレット２０とジャンクションボックス１５の対を複数設置することが可能なラック１２を備える。

【0018】

図示例のラック１２は、倉庫の床１１に設置されている。ラック１２は、床１１に対してラック１２を支持する支柱１３と、パレット２０を設置する棚板１４を備える。

【0019】

ラック１２は、少なくとも１段の棚板１４を備えてもよく、２段以上の棚板１４を備えてもよい。ラック１２の最下段において棚板１４を省略する場合、パレット２０が床１１の上に設置されてもよい。ラック１２の段数は特に限定されないが、床１１または棚板１４の上に設置可能なパレット２０の合計で、２段以上が好ましく、例えば３～５段等でもよい。

【0020】

パレット２０は、複数のバッテリーユニット２３をそれぞれ縦向きにまとめて保持することが可能である。パレット２０に保持されるバッテリーユニット２３は、占有面積に含まれるバッテリーユニット２３の幅および奥行きに比べて、バッテリーユニット２３の高さがより大きい寸法となるように配置されている。バッテリーユニット２３を縦置きすることにより、パレット２０により形成される設置面積に対して、バッテリーユニット２３の占有面積を抑制することができる。

【0021】

ラック１２は、パレット２０毎にジャンクションボックス１５を設置することができる。ジャンクションボックス１５は、パレット２０に含まれる複数のバッテリーユニット２３のケーブル２４を集約するように接続されている。

【0022】

バッテリーユニット２３を保持したパレット２０をラック１２に設置したときは、ケーブル２４とジャンクションボックス１５との接続作業を実施してもよい。バッテリーユニット２３を保持したパレット２０をラック１２から取り出すときは、ジャンクションボックス１５に対するケーブル２４の接続解除作業を実施してもよい。

【0023】

ラック１２は、パレット２０の上方に配線ダクト１６を保持している。ラック１２の各段に複数のパレット２０が設置されてもよい。配線ダクト１６は、ラック１２の各段に設置されてもよい。この場合、同一の配線ダクト１６に対して、ラック１２の同じ段に設置された複数のパレット２０に保持された各バッテリーユニット２３がジャンクションボックス１５を介して接続されている。

【0024】

実施形態のバッテリーユニット保管用倉庫１０によれば、バッテリーユニット２３を保持したパレット２０をラック１２に設置することにより、ラック１２で荷重を支えることができる。上下のバッテリーユニット２３が相互に負荷を及ぼすことなく、複数のバッテリーユニット２３を高密度に保管することが可能になる。

【0025】

パレット２０に保持されたバッテリーユニット２３の周囲には、空冷用の気流が通過可能な隙間を有することが好ましい。バッテリーユニット保管用倉庫１０は、送風機、空調設備などの冷却用機器（図示せず）を備えてもよい。

【0026】

パレット２０に設置されたバッテリーユニット２３には電力を貯蔵することが可能である。また、ジャンクションボックス１５を通じてバッテリーユニット２３から電力を供給することが可能である。これにより、複数のバッテリーユニット２３を用いて、電力の貯蔵と供給が可能になる。

【0027】

図示例のパレット２０は、バッテリーユニット２３を保持する保持部２１を備える。保持部２１は、フォークリフトがパレット２０を取り扱う際にフォークが差し込まれる差込口２２を有してもよい。

【0028】

パレット２０の保持部２１は、バッテリーユニット２３の下側に配置される積載面と、バッテリーユニット２３を側方から支持する支持部を備えてもよい。パレット２０の積載面はデッキボード等の板状でもよい。

【0029】

パレット２０の支持部は、柱状、かご状、格子状、柵状、板状、壁状などの１種または２種以上から構成されてもよい。パレット２０の支持部は積載面に対して固定式でもよく、積載面からの取り外しや折り畳みが可能でもよく、ゲート等の開閉構造を有してもよい。バッテリーユニット２３の空冷の観点では、パレット２０の支持部が通風機能を備えることが好ましい。

【0030】

パレット２０がバッテリーユニット２３を保持できる個数（保持能力）は特に限定されないが、例えば２～１０個、３～５個等が挙げられる。パレット２０にバッテリーユニット２３が保持されている個数は保持能力以内であれば特に限定されない。保持能力と同数のバッテリーユニット２３を保持したパレット２０を用いてラック１２に対する設置および取り出しを行うと、より効率的である。

【0031】

バッテリーユニット２３は、機能的または物理的に分離可能なバッテリー構造体のまとまりを表す単位である。バッテリーユニット２３が内部に複数のバッテリーを含んでもよい。

【0032】

ラック１２は、移動式でも固定式でもよい。ラック１２が固定式の場合、例えば図２に示すように、ラック１２と通路４３を配置してもよい。この例では、床１１上にラック１２が設置されるラックスペース４１，４２が通路４３の両側に設置されている。通路４３には、フォークリフト５０を運行させることができる。フォークリフト５０は特に限定されないが、有人で操作されてもよく、無人運転でもよい。

【0033】

フォークリフト５０は、フォーク５１を上下可能なマスト５２に対して、フォーク５１の向きを前方、左方、右方に変更することが可能な３ｗａｙ式であることが好ましい。フォークリフト５０を通路４３上に停止させたまま、フォーク５１をラック１２に向けることにより、ラック１２に対するパレット２０の出し入れが可能になる。すなわち、ラック１２に対するパレット２０の交換等の作業スペースとして、ラック１２に隣接する通路４３を利用することができる。

【0034】

ラック１２が移動式の場合、例えば図３および図４の平面図に示すように、複数のラック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅを並べたとき、ラック１２に隣接する箇所またはラック１２間の任意の箇所に作業スペース４０を確保してもよい。これにより、ラック１２に対するパレット２０の出し入れに際して、フォークリフト５０等を用いた作業スペース４０の確保が容易になる。

【0035】

図３ではラック１２Ｅに隣接して作業スペース４０が確保され、図４ではラック１２Ｂ，１２Ｃの間に作業スペース４０が確保された場合が例示されている。図示例に限られず、ラック１２Ａ，１２Ｂの間、ラック１２Ｃ，１２Ｄの間、ラック１２Ｄ，１２Ｅの間など任意に作業スペース４０の位置を変更することができる。

【0036】

各ラック１２は、ジャンクションボックス１５と接続されたパワーコンディショナー３１および変圧器３２を備えてもよい。これにより、ラック１２に保管されたバッテリーユニット２３を他の電力システムに接続する際に必要な調整が可能になる。

【0037】

パワーコンディショナー３１は、バッテリーユニット２３における直流と、外部の電力システムにおける交流とを変換する機能を有してもよい。変圧器３２は、バッテリーユニット２３における電圧と、外部の電力システムにおける電圧とを変圧する機能を有してもよい。

【0038】

ラック１２とパワーコンディショナー３１および変圧器３２との間は、例えば接続ケーブル３３により接続することができる。接続ケーブル３３は可撓性を有するので、ラック１２とパワーコンディショナー３１および変圧器３２との間で任意の向きに敷設することができる。

【0039】

上述した電力需給バランスの安定化においては、電力の需要量と供給量の調整が必要になる。電力需給調整は、送電または配電に関与する事業者（送配電事業者）と、調整用の電力（調整力）を供給する事業者との間で適宜のタイミングによりなされる。

【0040】

一般的な調整力は、周波数を制御する一次調整力、周波数を基準に回復させる二次調整力、需給バランスを調整する三次調整力に区分されている。調整速度は送配電事業者から調整力の供給が依頼されてから調整力が供給されるまでの応動時間により設定される。高速な調整速度を要する場合は、通信回線を要せずに自端で検知した情報に基づき、調整力が供給される場合もある。

【0041】

一次調整力では、例えば、１０秒以内の応動時間が求められる場合がある。二次調整力では、例えば、５分以内の応動時間が求められる場合がある。三次調整力では、例えば比較的高速な設定では１５分以内、比較的低速な設定では４５分以内の応動時間が求められる場合がある。

【0042】

実施形態のバッテリーユニット保管用倉庫１０によれば、あらかじめバッテリーユニット２３に電力を貯蔵しておき、調整力が必要になったときにバッテリーユニット２３から電力を供給するので、応動時間の高速化が可能になる。調整力の供給先は特に限定されないが、例えば電力系統の送電網、配電網等が挙げられる。

【0043】

バッテリーユニット保管用倉庫１０に保管されるバッテリーユニット２３は、特に限定されないが、例えば電気自動車（ＥＶ）に使用されるバッテリーユニット２３または中古のバッテリーユニット２３であってもよい。例えば、中古のバッテリーユニット２３の販売、貸与、リサイクル等の過程で保管が必要となるバッテリーユニット２３をバッテリーユニット保管用倉庫１０に保管し、電力の供給用に利用してもよい。

【0044】

バッテリーユニット保管用倉庫１０に複数のバッテリーユニット２３が保管されている場合、そこから特定のバッテリーユニット２３を取り出すタイミングは、適宜設定することができる。

【0045】

例えば、バッテリーユニット２３の老朽化等による性能の低下を検知したときに、バッテリーユニット２３をラック１２またはパレット２０から取り出してもよい。バッテリーユニット２３の譲渡、貸与等の需要が発生する等の人為的な原因により、バッテリーユニット２３をラック１２またはパレット２０から取り出してもよい。

【0046】

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。改変としては、各実施形態における構成要素の追加、置換、省略、その他の変更が挙げられる。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、バッテリーユニットを用いた電力の貯蔵および供給に利用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１０…バッテリーユニット保管用倉庫、１１…床、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ…ラック、１３…支柱、１４…棚板、１５…ジャンクションボックス、１６…配線ダクト、２０…パレット、２１…保持部、２２…差込口、２３…バッテリーユニット、２４…ケーブル、３１…パワーコンディショナー、３２…変圧器、３３…接続ケーブル、４０…作業スペース、４１，４２…ラックスペース、４３…通路、５０…フォークリフト、５１…フォーク、５２…マスト。

【要約】

バッテリーユニット保管用倉庫であって、複数のバッテリーユニットをそれぞれ縦向きにまとめて保持することが可能なパレットと、前記パレット毎に設置され、前記複数のバッテリーユニットのケーブルを集約するジャンクションボックスと、前記パレットと前記ジャンクションボックスの対を複数設置することが可能なラックと、を備えることを特徴とするバッテリーユニット保管用倉庫。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】