蓄電池収納コンテナの設計要件：仕様書に書くことと工場での確認方法

蓄電池収納コンテナの設計要件は、その多くが最初の図面を描く前に決まっています。電池パックがラックと床荷重を、仕向け地が適用規格と腐食性区分を、輸送ルートが幅と総質量を決めるからです。本記事は電池メーカーとシステムインテグレーター向けに、この順序に沿って、各項目を左右する要因、仕様書に書く内容、工場での確認方法を説明します。

蓄電池収納コンテナの範囲と役割

蓄電池収納コンテナ（蓄電池筐体）は、鋼製の筐体と電池ラックに、納入範囲に応じて液冷、消火設備、低圧配電、監視設備を加えたものです。電池パック、BMS、パワーコンディショナ（PCS）、EMSは電池メーカーやシステムインテグレーターが用意します。この点が、通常はシステム一式で販売されるコンテナ型蓄電池との違いです。筐体は、吊上げと輸送の荷重に耐え、水・粉じん・塩分の侵入を防ぎ、結露させずに温度を保てる構造とします。あわせて、消火設備とガス対策設備の設置位置と作動順序を定め、直流側と低圧側の取合いを明確にします。

ETENZは、電池ラックをオプションとする空のコンテナ（筐体のみ）から、電池パックを除く納入範囲の設備をすべて組み込んで試験まで済ませた状態（電池パック搭載準備済み）まで、蓄電池収納コンテナを納入しています。それぞれの内容は、蓄電池収納コンテナの製作・組込みのページで項目ごとに比較しています。

階層ごとの適用規格

• システム：IEC ⁠62933-⁠5-⁠2、NFPA ⁠855、UL ⁠9540、中国ではGB/T 44026-⁠2024、GB/T ⁠51048-⁠2025、T/CEC 373-⁠2020（規格への対応はシステムの安全責任者が主導し、筐体メーカーは図面と取合いデータを提供）
• 電池：IEC ⁠62619、UL ⁠1973、UL ⁠9540Aの試験報告書（いずれも特定の電池型式に対するもので、電池サプライヤーが保有）
• 筐体：外形と輸送はISO 668、ISO ⁠1496、CSC、防水・防じんはIEC 60529、塗装はISO 12944、構造はGB 50017またはEN 1993、低圧盤はIEC 61439、欧州ではさらにEN 54、EN ⁠15004、EN ⁠14994

欧州案件では、ETENZが納入する電気設備についてEU適合宣言書を発行します。適用指令は通常、LVD、EMC、RoHSです。北米向けには、システムサプライヤーによるUL 9540のリスティングとNFPA 855に基づく許可申請を支援するため、筐体の図面と技術資料を提供します。日本国内で屋外に設置する場合は、火災予防条例により、雨水などの浸入を防ぐ措置を講じたキュービクル式蓄電池設備とすることや、建築物から3m以上の離隔が求められる場合があります。蓄電池を収納する専用コンテナの建築基準法上の取扱いについては、国土交通省が2013年に考え方を示しており、設置地での取扱いは所管行政庁が判断します。ETENZは、お客様が定めた適合目標（雨水の浸入防止、離隔、防火仕様など）に合わせて筐体を設計・製作します。

電池パックから決める：ラックの搭載寸法と床荷重

棚の段ピッチ、段ごとの積載荷重、固定点は、すべて電池パックで決まります。同じ1P104S構成でも調達先の異なる3種類のパックを比べると寸法は各方向に10～50mm違い、同じ型式でもカタログとお客様の図面で数mmの差が出ることがあります。ETENZは見積もり段階で搭載寸法図を発行し、搭載位置1か所あたりの有効な長さ・幅・高さ、段ごとの積載荷重、冷却接続口の位置、固定位置を示します。これにより、組立段階でラックを手直しせずに済みます。

レイアウトを決めるのはパックの長さです。20フィートのドライコンテナは内幅が約2350mmのため、長さ2200mmのパックを置くと通路が取れません。そこで、28パックと32パックの6.25MWh蓄電池収納コンテナは非ウォークイン型とし、長辺側の扉から電池パックを入れてラックアームに載せます。長さ5650mm・高さ3288mmの48パック・5MWh蓄電池収納コンテナは、高さを大きくとる代わりに長さを抑えています。寧夏・中衛向けに143基を製作した5MWh蓄電池収納コンテナは、中央に通路を設けたウォークイン型です。

公開されている5MWh級液冷コンテナのデータシートでは、満載時の質量が約42～43t、電池クラスタは1面あたり2.9～3.3t、高さ2.4～2.7mです。これらの質量と寸法を前提に、床、アンカー、基礎の強度を確認します。ラックの配置と併せて、ラック上部にケーブルラックと消火配管を通すスペースも確保します。質量は電池サプライヤーの値を使ってください。セル1個あたり0.4～0.5kgのばらつきでも、数千個のセルではトン単位の差になります。

構造・溶接・吊上げ

ETENZの標準仕様は、厚さ2.0mmの亜鉛めっき鋼板の屋根、1.6～2.0mmの波形鋼板の壁、厚さ50mmのロックウール断熱材、溝形鋼と角形鋼管のフレーム、塗装仕上げのベースです。構造設計寿命は、保守を前提として25年としています。

長さ12m級の中国三峡集団・海西プロジェクトの蓄電池筐体では、満載時に床がたわまないよう、電池クラスタの並びに沿ってベースフレームを補強しました。床板を連続溶接すれば合成断面の一部として強度に算入できますが、断続溶接で固定して継ぎ目をシーリング材で処理した場合は、シーリング材が荷重を伝えないため、通常は算入できません。ETENZは輸出向けの筐体を連続溶接で製作しています。

吊上げ方法は出図前に決めておきます。外形寸法がISO規格どおりの20フィート筐体は、隅金具（コーナーキャスティング）を使ってコンテナ用の吊具で吊り上げます。非標準寸法の筐体は通常、ベースフレームの横主梁に設けた吊り金具で4点または8点吊りとし、長さが12.2mを超える場合は8点吊りとします。吊上げ図、玉掛け用具に作用する張力の計算、重心計算、吊り天秤の図面は、プロジェクトごとに提出を求めてください。

シールと保護等級（IP）

仕様はIP54またはIP55が一般的で、第二特性数字の4は水の飛まつ、5は噴流水に対する保護を表します。GB/T ⁠44026-⁠2024はIP54を最低条件としています。実際の性能は、扉、ルーバー、フィルター付きファン、ケーブル引込板などのうち、防水・防じん性能が最も低い箇所で決まるため、保護等級は区画ごとに指定してください。海西プロジェクトの筐体は全体でIP55とし、扉ガスケットの二重化、雨よけフード、屋根の排水勾配を採用しています。そのうえで、保護等級の確認方法と提出資料を次のいずれかから指定します。

• 部品の保護等級を示す書類と工場での検査
• 筐体全体の散水試験：IPX5の場合、IEC ⁠60529に基づき、内径6.3mmのノズルで12.5L/minの水を1m²あたり1分間放水（壁と屋根が約64m²の20フィート筐体では、所要時間は約1時間）
• 立会試験、または第三者試験機関の報告書（プロジェクトごとに手配）

腐食性区分と塗装仕様

ISO ⁠12944の腐食性区分C3、C4、C5から設置場所に合わせて選び、耐久性も指定します。たとえばC5-Hは、最初の大規模な補修までの期間が15～25年であることを示します。内面は外面より1～2区分低くでき、外面C5・内面C3といった組合せが可能です。腐食性区分だけでは検査できないため、素地調整（ISO ⁠8501-⁠1のSa 2½がよく指定されます）、塗装回数と総乾燥膜厚、溶接部と切断端部の増し塗り、膜厚と付着性の試験方法まで具体的に指定します。

沿岸部では、溶接ビードの膜厚が薄い部分、扉のヒンジピン、ルーバーフードの切断端部、横梁の穴からさびが出やすいため、これらを検査箇所として挙げておきます。防食仕様を検査できる形で決める方法は、屋外コンテナの重塩害対策でも解説しています。

熱管理と結露対策

大容量のコンテナ型蓄電池は現在ほとんどが液冷で、空冷は小容量や特定の設置条件に限られます。筐体側の範囲は、チラー、分配マニホールド、各ラックまでのホースとクイックカプラ、そして流量調整です。コールドプレートはパックの内部にあるため、目標とするセル温度を保つには筐体側とパック側の連携が必要です。チラーは通常、端面の壁、屋根、またはスキッドに設置します。敷地内に設置スペースが必要になるため、全体配置図に位置を記載します。

冷却能力は、電池サプライヤーが示す熱負荷に合わせて選定します。熱負荷の大半はセルの発熱で、これに壁からの貫流熱と日射熱が加わるため、断熱材と外装色も能力計算の条件になります。往き・還りの温度差を小さくすると流量が増え、配管とポンプも大きくなります。リチウムイオン電池は一般に0℃未満では充電できず、許容する予熱時間を2倍にすれば必要なヒーター出力は半分になります。

結露は、冷却液の供給温度が区画内の空気の露点を下回ると発生します。区画内の露点を冷却液の最低供給温度より低く保ち、そのうえで除湿機が低湿度側でどこまで除湿できるかを確認してください。高湿度での定格除湿量は、低湿度ではそのまま当てはまりません。すき間があればそこから湿った空気が入るため、シールと除湿機の選定は一緒に検討します。受電遮断器とケーブルは、定格冷却時より消費電力が大きい最大負荷運転を基準に選定します。

消火・ガス検知・爆発放散

2019年に米国アリゾナ州のMcMicken蓄電施設で起きた事故では、ガス系消火設備から設計どおりに消火剤が放出されたものの熱暴走の連鎖が続き、可燃性ガスが滞留しました。約3時間後、消防隊員が扉を開けたところで爆発が起きています。消火設備が抑えるのは炎で、たまったガスにはガス検知、排気、放圧で対処します。そのため、これらは一体で設計します。

筐体レベルの防火は、煙・熱・可燃性ガスの検知器、火災受信機、配管式またはボンベ式の消火設備で構成します。消火設備はETENZが供給するほか、お客様が指定する設備を組み込むこともでき、どちらの場合も検知、警報、放出の取合いはETENZの範囲に含みます。32パックの蓄電池収納コンテナでは、ペルフルオロヘキサノン（FK-⁠5-⁠1-⁠12）による消火をコンテナ全体と電池クラスタ単位の両方で行います。消火剤の種類と量は、電池サプライヤーの燃焼試験の結果と設置地の規則に基づいて決めます。

爆発放散と非常排気

爆発放散と非常排気（連動制御を含む）は、UL ⁠9540A試験報告書など、電池サプライヤーが示す熱暴走時の発生ガスのデータに基づいて、プロジェクトごとに構成します。欧州ではEN 14994で放散面積を算定し、EN ⁠14797の放散パネルを用い、低減爆発圧力（Pred）が筐体の耐圧を下回ることを確認します。北米では、現地で採用されているNFPA 855に従い、NFPA ⁠69による検知・排気とNFPA 68による解析を行います。

連動表は早い段階で取り決めておきます。予報、警報、放出の各段階でチラー、排気ファン、ダンパーをどう動かすか、ポンプの循環を続けるかを決めます。UL ⁠9540Aの試験報告書、UL ⁠9540のリスティング、消防当局の承認は電池とシステムのレベルの事項で、システムサプライヤーと事業者が担います。

ケーブル・ブスバーの配線、低圧盤、接地

納入範囲の境目が最もわかりやすいのは直流側です。ETENZの直流側の納入範囲は出力端子までで、直流集電、筐体内ブスバー、出力端子、シール付きケーブル引込板を含みます。ブスバーはお客様のストリングデータから選定し、取合い資料には端子位置、ケーブルサイズ、曲げスペースを記載します。クラスタの高電圧ボックスが上部と端部のどちらにあるかで、直流の引出し位置と集電盤の位置が決まるため、レイアウトの前に確認してください。

低圧盤はIEC 61439-⁠1/-2に基づいて設計し、動力ケーブルと制御ケーブルは別々のダクトに通します。扉は平編銅線のストラップで枠にボンディングし、接地母線は設置場所の接地網に接続します。高圧直結型の蓄電池収納コンテナでは、電池クラスタを絶縁架台の上に設置し、沿面距離と空間距離を電圧階級に合わせて確保します。

輸送上の制約：幅、CSC、総質量

筐体幅の選定（2438mm／2550mm）

どちらの幅も使われています。幅2550mmはISO 668の幅より112mm広く、コンテナ船のセルガイドに収まらないため、海上輸送は規格外貨物として見積もられます。10フィートのオールインワン蓄電池用キュービクルもこの扱いです。道路輸送では、中国とEUの幅の上限が2.55mで、ハンドルや吊り金具の突起分の余裕はありません。米国は102インチまで認められていますが、オーストラリアは上限が2.5mのため寸法超過の扱いになります。

CSCが費用に見合う場合

CSCの費用が生きるのは、筐体を標準コンテナとしてブッキングできる場合です。長さ・幅・高さがISO規格どおりで、ISO規格の隅金具が標準位置にあり、突起物がないことが条件で、扉に取り付けたエアコンは外す必要があります。承認は設計ごとで、外形を変えると承認機関の確認を受け直します。外形8000×3200×3450mmの高圧直結型蓄電システムの制御室コンテナのような寸法超過のユニットは、吊上げ計画と固縛計画を添えて規格外貨物として輸送します。

総質量と電池搭載状態での輸送

ISO ⁠668では、20フィートコンテナの最大総質量は36,000kgです。ETENZの20フィートハイキューブ型は、RINA（イタリア船級協会）からCSCの型式承認を最大総質量50,000kgで受けています。空の状態では標準コンテナとしてブッキングでき、電池を搭載した状態では実重量を申告し、必要に応じて重量超過のコンテナとして輸送します。道路にも独自の上限があり、たとえばEUでは40t（複合輸送のコンテナは44t）です。UN 38.3への対応と危険物の申告は荷主の責任となるため、電池パックを納入後に搭載すれば、こうした制約の大半を避けられます。

仕様書に書く項目

見積もりに必要な情報は蓄電池収納コンテナの見積もり依頼チェックリストにまとめています。仕様書には、それに加えて納入時の受入れ判定に使える項目を書きます。

• ラック：パックの外形、質量、固定方法、冷却の取合い、段ごとの積載荷重
• 構造：設計規格、風・積雪・地震、床と屋根の荷重、吊上げ条件
• 保護：区画ごとの保護等級（IP）とその確認方法・提出資料、腐食性区分、耐久性、膜厚
• 温湿度：設置場所の条件、熱負荷、チラーの位置、冷却液の最低供給温度、予熱時間
• 消火：消火剤と供給者、ガス検知、爆発放散、信号一覧
• 電気：ストリングデータ、直流出力、補助電源の電圧と周波数、接地
• 輸送：幅、輸送区分（CSC承認に基づく標準コンテナ輸送／規格外貨物）、電池搭載の有無、輸送ルート
• 図書：全体配置図、単線結線図、インターフェース一覧、工場検査（FAT）項目一覧、取扱説明書・保守資料

工場での確認方法

量産案件は初品から始めます。海西プロジェクトでは、1基目のサンプルが初品審査に合格してから72基の量産に移りました。工場試験では、底部からの吊上げ試験と全方向からの散水試験を行い、構造強度、溶接、寸法も確認しています。

ETENZのコンテナ単位の工場検査（FAT）は、納入範囲に応じて項目を決め、記録をお渡しします。立会いも可能です。主な項目は次のとおりです。

• 寸法、開口部、塗膜の厚さと付着性
• 扉のガスケット、ケーブル引込板、ルーバー（合意した保護等級で散水試験）
• ラックの寸法、固定位置、締結トルク
• 液冷ループの耐圧・漏れ試験、チラーの運転、分岐ごとの流量バランス
• 模擬信号による防災連動の確認（放出用のソレノイドは事前に切り離し）、低圧回路、絶縁、接地、監視点

電池パックを搭載していない段階では電池による熱負荷がないため、チラーは無負荷で運転して動作を確認します。BMSとEMSの調整、充放電試験、系統試験は、パックを搭載した後に電池サプライヤーとシステムサプライヤーが実施します。

合否基準はプロジェクトの仕様書で決まるため、数値で書いてください。たとえば、満載状態で静置した後の扉の垂れ下がり、隅金具の平面度、散水時間、接地点の抵抗値、塗膜の付着性です。標準コンテナとしてブッキングするには、ISO ⁠668の寸法公差（6058mmは0/−6mm、2438mmと2896mmは0/−5mm）も満たす必要があります。

よくあるご質問

蓄電池収納コンテナは気密構造にする必要がありますか？

いいえ。IP54やIP55は粉じんと水に対する保護等級で、筐体には排気、放圧、保守のための開口部を設計上設けます。

電池を搭載した20フィートの蓄電池収納コンテナの質量はどのくらいですか？

搭載する電池パックによって変わります。公開されている5MWh級液冷コンテナでは約42～43tです。吊具、車両、基礎は、実際の搭載時質量で確認します。

すべての蓄電池収納コンテナに爆発放散が必要ですか？

いいえ。電池の発生ガスのデータと設置地の規則によります。必要な場合は、扉と屋根の構造を確定する前にそのデータを入手してください。

特に厳しい公差が求められるのはどの寸法ですか？

他の機器と取り合う寸法です。ラックの段高さとパックの搭載位置、隅金具の位置と平面度、そして標準コンテナとしてブッキングする場合は外形寸法です。

まずは電池パックのデータシートと仕向け地をお送りください。見積もり段階で、搭載寸法図と全体配置図をご提示します。お見積もり依頼のフォームから直接ご依頼いただくこともできます。