JP2000116025A - Recharging device - Google Patents

Recharging device

Info

Publication number
JP2000116025A
JP2000116025A JP10283791A JP28379198A JP2000116025A JP 2000116025 A JP2000116025 A JP 2000116025A JP 10283791 A JP10283791 A JP 10283791A JP 28379198 A JP28379198 A JP 28379198A JP 2000116025 A JP2000116025 A JP 2000116025A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power storage
power
inductor
series
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10283791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Emori
昭彦 江守
Hideki Miyazaki
英樹 宮崎
Hisahiro Nomura
尚弘 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10283791A priority Critical patent/JP2000116025A/en
Priority to TW088116645A priority patent/TW472426B/en
Priority to EP99119090A priority patent/EP0992811B1/en
Priority to KR1019990042890A priority patent/KR100714910B1/en
Priority to US09/413,469 priority patent/US6157165A/en
Publication of JP2000116025A publication Critical patent/JP2000116025A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce voltage and current ripples in a recharging device consisting of a recharger module and a chopper power converter. SOLUTION: In a chopper inductor 301 for composing a chopper power converter 106, a plurality of inductors L1 and L2 are connected in series, a switch DL2 is connected in series with the inductor L1 that is one of the inductors, a switch DL1 is connected in parallel with them between the terminals where the partial inductors and switches are connected in series, and the switches are switched according to the value of current that flows to a recharger module, thus obtaining a reliable recharging device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
や電気二重層キャパシタなどの蓄電器やこれらを充放電
するための電力変換器を備える蓄電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage device such as a lithium secondary battery and an electric double layer capacitor, and a power storage device including a power converter for charging and discharging the storage device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、何らかの異常により電源が遮断さ
れた際、蓄電器に蓄えられた直流電力を供給する無停電
電源装置があった。例えば、特開平7−298516 号公報に
関連技術が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been an uninterruptible power supply for supplying DC power stored in a battery when power is cut off due to some abnormality. For example, JP-A-7-298516 describes a related technique.

【0003】図7に従来の無停電電源装置を示す。70
1は商用電源、702はAC/DCコンバータ回路、7
03は降圧チョッパ回路、704は蓄電池、705は昇
圧チョッパ回路、706はDC/ACインバータ回路、
707は負荷である。
FIG. 7 shows a conventional uninterruptible power supply. 70
1 is a commercial power supply, 702 is an AC / DC converter circuit, 7
03 is a step-down chopper circuit, 704 is a storage battery, 705 is a step-up chopper circuit, 706 is a DC / AC inverter circuit,
707 is a load.

【0004】常時は商用電源701からの交流電力をA
C/DCコンバータ回路702とDC/ACインバータ
回路706とを介して、コンピュータや通信機器などの
負荷707に供給する。同時に、降圧チョッパ回路70
3を介して蓄電池704を充電する。
Normally, the AC power from the commercial power
Through a C / DC converter circuit 702 and a DC / AC inverter circuit 706, the power is supplied to a load 707 such as a computer or a communication device. At the same time, the step-down chopper circuit 70
3, the storage battery 704 is charged.

【0005】停電時は、蓄電池704の直流電圧を昇圧
チョッパ回路705で昇圧してDC/ACインバータ回
路706にその直流電力を供給する。そして、このDC
/ACインバータ回路706によって、直流電力が交流
電力に変換され、負荷707に供給される。
At the time of a power failure, the DC voltage of the storage battery 704 is boosted by the boost chopper circuit 705 and the DC power is supplied to the DC / AC inverter circuit 706. And this DC
DC power is converted into AC power by the / AC inverter circuit 706 and supplied to the load 707.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の無停電電源装置
の様に、蓄電器は直流電力源であが、一般的な負荷は交
流電力を必要とする。また、一般的な蓄電器の端子間電
圧は充放電量に依存して変化する。このため、蓄電器を
用いた蓄電装置や電気機器,電動機などでは、充放電を
制御するDC/DCコンバータや交直電圧を変換するA
C/DCコンバータ,DC/ACインバータなどの電力
変換器を必要とする。
As in the conventional uninterruptible power supply, the battery is a DC power source, but a general load requires AC power. Further, the voltage between terminals of a general battery changes depending on the amount of charge and discharge. For this reason, in a power storage device, an electric device, a motor, and the like using a power storage device, a DC / DC converter that controls charging and discharging and an A / D converter that converts AC / DC voltage are used.
Power converters such as C / DC converters and DC / AC inverters are required.

【0007】また、これらの電力変換器は、一般的にそ
の変換過程に於いて、半導体スイッチのチョッピング動
作とインダクタに生じる誘起電圧を応用している。この
ため、これらの電力変換器の入出力電流および電圧に
は、チョッピング動作と伴に変動する、高周波のリップ
ル成分を多く含む。
In addition, these power converters generally use a chopping operation of a semiconductor switch and an induced voltage generated in an inductor in a conversion process. Therefore, the input and output currents and voltages of these power converters contain many high-frequency ripple components that fluctuate with the chopping operation.

【0008】図8に、昇圧チョッパ回路を介して蓄電器
(リチウム二次電池)を放電した時の、放電時間と蓄電
器端子間電圧および放電電流の特性を示す。電圧,電流
とも細かく変動し、リップル成分が多く含まれているこ
とが分かる。
FIG. 8 shows characteristics of a discharge time, a voltage between terminals of a capacitor, and a discharge current when a capacitor (lithium secondary battery) is discharged via a boost chopper circuit. It can be seen that both the voltage and the current fluctuate finely and that many ripple components are contained.

【0009】また、この時の放電時間と蓄電器の自己温
度上昇の特性を図9に示す。比較のため、定抵抗を接続
して放電したときの放電時間と自己温度上昇の特性を同
時に示してある。一般に、蓄電器の放電反応は発熱反応
であり、放電が進むにつれ、蓄電器の温度は上昇する。
しかし、定抵抗により放電した場合に比べ、昇圧チョッ
パ回路を介して放電した場合は、自己温度上昇が増加し
ていることが分かる。この様な、蓄電器の自己温度上昇
の増加は、蓄電器の寿命を低下させる。また、過度な自
己温度上昇の増加は、爆発や破裂,発火と言った危険な
異常を招く。更に、熱損失が生じているため、効率も低
下してしまう。
FIG. 9 shows characteristics of the discharge time and the self-temperature rise of the battery at this time. For comparison, the characteristics of discharge time and self-temperature rise when a constant resistance is connected for discharge are also shown. Generally, the discharge reaction of a battery is an exothermic reaction, and the temperature of the battery rises as the discharge proceeds.
However, it can be seen that the self-temperature rise is greater when discharging through the boost chopper circuit than when discharging with constant resistance. Such an increase in the self-temperature rise of the battery decreases the life of the battery. In addition, an excessive increase in self-temperature raises dangerous abnormalities such as explosion, rupture, and ignition. Furthermore, efficiency is reduced due to heat loss.

【0010】また、図8の時間軸を拡大した図を図10
に示す。半導体スイッチのスイッチング周波数で電圧,
電流共に大きく跳ね上がり、リップル成分を含んでいる
ことが分かる。
FIG. 10 is an enlarged view of the time axis of FIG.
Shown in Voltage at the switching frequency of the semiconductor switch,
It can be seen that both the current greatly jumped and contained a ripple component.

【0011】この様に電圧や電流に大きなリップル成分
が含まれると、それらを正しく検出することが困難であ
る。特に、リチウム二次電池の様に、電圧や電流を厳密
に検出し、制御する必要がある蓄電器では、大きな問題
となる。
When a large ripple component is contained in the voltage or the current, it is difficult to correctly detect them. In particular, in a storage battery such as a lithium secondary battery, in which voltage and current need to be strictly detected and controlled, this is a serious problem.

【0012】このため、チョッパ型電力変換器と蓄電器
を接続する場合、リップル成分を除去または、低減する
必要性が生じる。
For this reason, when connecting the chopper type power converter and the battery, there is a need to remove or reduce the ripple component.

【0013】一方、前述の様に、チョッパ型電力変換器
は、その電力変換過程に於いて、半導体スイッチのチョ
ッピング動作とインダクタに生じる誘起電圧を応用して
いる。このため、リップルはスイッチング周波数を高く
することや、インダクタンスを大きくすることである程
度低減できる。
On the other hand, as described above, in the chopper type power converter, in the power conversion process, the chopping operation of the semiconductor switch and the induced voltage generated in the inductor are applied. For this reason, the ripple can be reduced to some extent by increasing the switching frequency or increasing the inductance.

【0014】しかし、スイッチング周波数を高くするこ
とや、インダクタンス値を大きくすることは現実的に上
限がある。特に、大電流または高電圧になるほど、これ
を満足する半導体スイッチのスイッチング周波数は低く
なる。また、実現できるインダクタンス値は小さくな
る。そして、これらの半導体スイッチやインダクタは高
価で、また重量,大型化する。
However, there is a practical upper limit to increasing the switching frequency and increasing the inductance value. In particular, the higher the current or the higher the voltage, the lower the switching frequency of the semiconductor switch that satisfies this. Further, the achievable inductance value becomes smaller. These semiconductor switches and inductors are expensive, heavy, and large.

【0015】本発明は、上記問題点を考慮してなされた
もので、蓄電器モジュールと電力変換器とからなる蓄電
装置に於いて、電圧,電流リップルを低減することを目
的とする。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to reduce voltage and current ripples in a power storage device including a power storage module and a power converter.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる蓄電装置
は、1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電器モジュ
ールとチョッパ型電力変換器とを備える蓄電装置に於い
て、前記蓄電器モジュールと直列にインダクタを挿入
し、前記蓄電器モジュールと前記インダクタの直列接続
部の両端にそれらと並列にコンデンサを付加する。
According to the present invention, there is provided a power storage device including a power storage module including one or a plurality of power storages and a chopper type power converter, wherein the power storage device is connected in series with the power storage module. An inductor is inserted, and a capacitor is added in parallel with both ends of the series connection of the capacitor module and the inductor.

【0017】そして、1つまたは複数の蓄電器で構成さ
れる蓄電器モジュールが複数直列接続された蓄電器モジ
ュール群とチョッパ型電力変換器とを備える蓄電装置に
於いては、それぞれの前記蓄電器モジュールと直列にイ
ンダクタを挿入し、前記蓄電器モジュールと前記インダ
クタの直列接続部の両端に、それらと並列にコンデンサ
をそれぞれ付加する。
In a power storage device including a power storage module group in which a plurality of power storage modules each including one or a plurality of power storage devices are connected in series and a chopper type power converter, each of the power storage modules is connected in series An inductor is inserted, and capacitors are respectively added to both ends of the series connection part of the capacitor module and the inductor in parallel with them.

【0018】あるいは、前記チョッパ型電力変換器を構
成するチョッパ用インダクタは、複数のインダクタが直
列接続され、その内の一部のインダクタは直列に整流器
が接続され、前記一部のインダクタと整流器が直列接続
された両端に、前記整流器と逆の極性の整流器を並列接
続する。
Alternatively, a plurality of inductors are connected in series to the chopper inductor constituting the chopper type power converter, and a part of the inductors is connected in series with a rectifier, and the part inductor and the rectifier are connected together. A rectifier having a polarity opposite to that of the rectifier is connected in parallel to both ends connected in series.

【0019】または、前記蓄電器モジュールに流れる電
流を検出する電流検出回路を付加し、前記チョッパ型電
力変換器を構成するチョッパ用インダクタは、複数のイ
ンダクタが直列接続され、その内の一部のインダクタは
直列にスイッチ手段が接続され、前記一部のインダクタ
とスイッチ手段が直列接続された両端に、それらと並列
にスイッチ手段を接続し、これらのスイッチ手段を前記
電流検出回路の検出値に応じて切替える。
Alternatively, a current detection circuit for detecting a current flowing through the power storage module is added, and the chopper inductor constituting the chopper type power converter includes a plurality of inductors connected in series, and some of the inductors are connected in series. Are connected in series, switch means are connected in parallel with both ends of the partial inductor and the switch means connected in series, and these switch means are switched in accordance with the detection values of the current detection circuit. Switch.

【0020】また、前記蓄電器と並列に接続される蓄電
器制御回路を有する場合は、前記蓄電器とコンデンサを
並列に接続し、前記蓄電器制御回路をインダクタを介し
て前記蓄電器及び前記コンデンサと並列に接続しても良
い。
When a battery control circuit is connected in parallel with the capacitor, the capacitor and the capacitor are connected in parallel, and the capacitor control circuit is connected in parallel with the capacitor and the capacitor via an inductor. May be.

【0021】上記構成の蓄電装置は、高周波電力(リッ
プル成分)に対して、蓄電器モジュールと直列に挿入さ
れたインダクタが高インピーダンスとなり、蓄電器モジ
ュールと並列に接続されたコンデンサが低インピーダン
スとなる。このため、高周波電力即ちリップル成分は高
インピーダンス化されたインダクタを通らず、低インピ
ーダンスのコンデンサ側を通る。
In the power storage device having the above-described structure, the inductor inserted in series with the power storage module has a high impedance and the capacitor connected in parallel with the power storage module has a low impedance with respect to the high-frequency power (ripple component). Therefore, the high-frequency power, that is, the ripple component does not pass through the inductor having the high impedance, but passes through the low-impedance capacitor side.

【0022】また、直流電力に対しては、蓄電器モジュ
ールと直列に挿入されたインダクタが低インピーダンス
となり、蓄電器モジュールと並列に接続されたコンデン
サが高インピーダンスとなる。このため、直流電力は高
インピーダンスのコンデンサを通らず、低インピーダン
スのインダクタを通る。
For DC power, the inductor inserted in series with the battery module has low impedance, and the capacitor connected in parallel with the battery module has high impedance. Therefore, the DC power does not pass through the high-impedance capacitor but passes through the low-impedance inductor.

【0023】これにより、蓄電器及び蓄電器制御回路に
悪影響を及ぼす高周波電力は蓄電器及び蓄電器制御回路
を通らず、逆に蓄電器及び蓄電器制御回路に必要な直流
電力のみが通過できる。
As a result, high-frequency power that adversely affects the battery and the battery control circuit does not pass through the battery and the battery control circuit, and conversely, only DC power required for the battery and the battery control circuit can pass.

【0024】また、前記チョッパ型電力変換器を構成す
るチョッパ用インダクタは、複数のインダクタが直列接
続され、その内の一部のインダクタは直列に整流器が接
続され、前記一部のインダクタと整流器が直列接続され
た両端に、前記整流器と逆の極性の整流器が並列接続さ
れた場合は、整流器によって、そこを流れる電流が、そ
の方向に応じて阻止またはバイパスされる。即ち、電流
の向きに依ってチョッパ用インダクタの値が変化する。
Further, the chopper inductor constituting the chopper type power converter includes a plurality of inductors connected in series, a part of the inductors is connected in series with a rectifier, and the part inductor and the rectifier are connected in series. When a rectifier having a polarity opposite to that of the rectifier is connected in parallel to both ends connected in series, the rectifier blocks or bypasses a current flowing therethrough depending on the direction. That is, the value of the chopper inductor changes depending on the direction of the current.

【0025】または、前記蓄電器モジュールに流れる電
流を検出する電流検出回路を付加し、前記チョッパ型電
力変換器を構成するチョッパ用インダクタは、複数のイ
ンダクタが直列接続され、その内の一部のインダクタは
直列にスイッチ手段が接続され、前記一部のインダクタ
とスイッチ手段が直列接続された両端に、それらと並列
にスイッチ手段が接続された場合は、前記電流検出回路
の検出値に応じて前記スイッチ手段が切替えられる。即
ち、蓄電器を流れる電流値に応じてチョッパ用インダク
タの値が変化する。
Alternatively, a current detection circuit for detecting a current flowing through the storage battery module is added, and the chopper inductor constituting the chopper type power converter includes a plurality of inductors connected in series, and some of the inductors are connected in series. When switch means are connected in series, and when the switch means is connected in parallel with both ends of the partial inductor and the switch means connected in series, the switch is switched in accordance with a detection value of the current detection circuit. The means are switched. That is, the value of the chopper inductor changes in accordance with the value of the current flowing through the capacitor.

【0026】これらにより、電流の流れる方向(充電ま
たは放電)、あるいは電流値に応じてインダクタンス値
を増加させ、リップルを低減する。
As a result, the inductance value is increased in accordance with the direction of current flow (charging or discharging) or the current value, and the ripple is reduced.

【0027】あるいは、蓄電器と並列に接続される蓄電
器制御回路を有し、前記蓄電器とコンデンサを並列に接
続し、前記蓄電器制御回路をインダクタを介して前記蓄
電器及び前記コンデンサと並列に接続した場合は、高周
波電力(リップル成分)に対して、インダクタが高イン
ピーダンスとなり、蓄電器と並列に接続されたコンデン
サが低インピーダンスとなる。このため、高周波電力即
ちリップル成分は高インピーダンス化されたインダクタ
を通らず、低インピーダンスのコンデンサ側を通る。
Alternatively, when a battery control circuit is connected in parallel with the capacitor, the capacitor and the capacitor are connected in parallel, and the capacitor control circuit is connected in parallel with the capacitor and the capacitor via an inductor. For high-frequency power (ripple component), the inductor has high impedance, and the capacitor connected in parallel with the capacitor has low impedance. Therefore, the high-frequency power, that is, the ripple component does not pass through the inductor having the high impedance, but passes through the low-impedance capacitor side.

【0028】また、直流電力に対しては、インダクタが
低インピーダンスとなり、蓄電器と並列に接続されたコ
ンデンサが高インピーダンスとなる。このため、直流電
力は高インピーダンスのコンデンサを通らず、低インピ
ーダンスのインダクタを通る。
For DC power, the inductor has a low impedance, and the capacitor connected in parallel with the capacitor has a high impedance. Therefore, the DC power does not pass through the high-impedance capacitor but passes through the low-impedance inductor.

【0029】これにより、蓄電器及び蓄電器制御回路に
悪影響を及ぼす高周波電力は蓄電器及び蓄電器制御回路
を通らず、逆に蓄電器及び蓄電器制御回路に必要な直流
電力のみが通過できる。
As a result, high-frequency power that adversely affects the battery and the battery control circuit does not pass through the battery and the battery control circuit, and conversely, only DC power required for the battery and the battery control circuit can pass.

【0030】これらにより、蓄電器モジュールとチョッ
パ型電力変換器とを備える蓄電装置に於いて、電圧,電
流リップルを低減することが可能となる。
Thus, in a power storage device including a power storage module and a chopper type power converter, voltage and current ripples can be reduced.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について図面
を用いて詳細に説明する。図に於いて同一の部分が2つ
以上あるものに関しては同一の符号を付し、説明を省略
している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are given to those having two or more identical parts, and the description is omitted.

【0032】図1は、本発明の第1の実施例を示す図で
ある。図に於いて、101は蓄電器、102は蓄電器制
御回路、103は蓄電器モジュール、104はインダク
タ、105はコンデンサ、106はチョッパ型電力変換
器である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 101 is a battery, 102 is a battery control circuit, 103 is a battery module, 104 is an inductor, 105 is a capacitor, and 106 is a chopper type power converter.

【0033】複数の蓄電器101が直並列に接続され、
同時に、蓄電器101と蓄電器制御回路102がそれぞ
れ並列に接続され、蓄電器モジュール103を構成して
いる。
A plurality of capacitors 101 are connected in series and parallel,
At the same time, the battery 101 and the battery control circuit 102 are connected in parallel to each other to form a battery module 103.

【0034】蓄電器制御回路102は各蓄電器101の
電圧を検出する電圧検出回路及び、これらの電圧を比較
する比較回路,蓄電器と並列に接続され、蓄電器に流れ
る電流をバイパスするバイパス回路等から構成される。
そして、各蓄電器101がその使用電圧範囲内の電圧で
あるか否かの電圧検出や、各蓄電器101間の電圧アン
バランスの改善等を行う。
The battery control circuit 102 comprises a voltage detecting circuit for detecting the voltage of each battery 101, a comparing circuit for comparing these voltages, a bypass circuit connected in parallel with the battery and bypassing the current flowing through the battery. You.
Then, voltage detection is performed to determine whether or not each of the capacitors 101 is within the operating voltage range, and voltage imbalance between the respective capacitors 101 is improved.

【0035】そして、蓄電器モジュール103と直列に
インダクタ104が挿入され、蓄電器モジュール103
とインダクタ104の直列接続部の両端に、それらと並
列にコンデンサ105が接続され、同時にチョッパ型電
力変換器106がこれらと並列に接続されている。
Then, an inductor 104 is inserted in series with the battery module 103,
A capacitor 105 is connected in parallel with both ends of a series connection of the inductor and the inductor 104, and a chopper type power converter 106 is connected in parallel with these.

【0036】チョッパ型電力変換器106は、ここでは
双方向の昇降圧チョッパ回路となっている。このため、
蓄電器モジュール103を充電する時は、降圧チョッパ
動作、放電する時は昇圧チョッパ動作を行い、蓄電器モ
ジュール103の充放電電圧及び電流を制御する。
The chopper type power converter 106 is a bidirectional step-up / step-down chopper circuit here. For this reason,
When the battery module 103 is charged, a step-down chopper operation is performed, and when the battery module 103 is discharged, a step-up chopper operation is performed to control the charge / discharge voltage and current of the battery module 103.

【0037】ここで、チョッパ型電力変換器106は、
充電と放電の経路を分け、一方向の昇圧チョッパ回路や
降圧チョッパ回路等で構成しても良い。
Here, the chopper type power converter 106 is
The charge and discharge paths may be separated and configured as a unidirectional boost chopper circuit or step-down chopper circuit.

【0038】そして、チョッパ型電力変換器106のこ
れらの充放電動作に於いて生じる高周波電力(リップル
成分)に対して、蓄電器モジュール103と直列に挿入
されたインダクタ104が高インピーダンスとなり、蓄
電器モジュール103と並列に接続されたコンデンサ1
05が低インピーダンスとなる。このため、高周波電力
即ちリップル成分は高インピーダンス化されたインダク
タ104を通らず、低インピーダンスのコンデンサ10
5側を通る。
The inductor 104 inserted in series with the capacitor module 103 has a high impedance with respect to the high-frequency power (ripple component) generated in these charging and discharging operations of the chopper type power converter 106, and the capacitor module 103 Capacitor 1 connected in parallel with
05 has a low impedance. For this reason, the high frequency power, that is, the ripple component does not pass through the high impedance inductor 104, and the low impedance capacitor 10
Go through the 5 side.

【0039】いま仮に、リップル成分の周波数を16k
Hz、インダクタ104を10μH、コンデンサ105
を100μFとすると、インダクタ104のインピーダ
ンスは1Ω、コンデンサ105のインピーダンスは0.
1Ω となる。これより明らかな様に、インダクタ10
4とコンデンサ105のインピーダンスの比は10:1
であり、リップル成分の殆どがコンデンサ105を流れ
ることが分る。
Now, suppose that the frequency of the ripple component is 16 k
Hz, 10 μH for the inductor 104, and the capacitor 105
Is 100 μF, the impedance of the inductor 104 is 1Ω, and the impedance of the
1Ω. As is clear from this, the inductor 10
4 and the impedance of the capacitor 105 is 10: 1.
It can be seen that most of the ripple component flows through the capacitor 105.

【0040】また、上記のインダクタ104及びコンデ
ンサ105の値は非常に小さくて済む。特に、インダク
タ104は、上記の値をコイルで実現するには、磁性体
のコアに導線を1ターンすれば実現できる値である。ま
た、カットコア等の取り付けや作業性の良い部品でも容
易に実現できる。
Further, the values of the inductor 104 and the capacitor 105 need only be very small. In particular, in order to realize the above value by a coil, the inductor 104 is a value that can be realized by making one turn of a conducting wire on a magnetic core. In addition, it is possible to easily realize a component having good workability such as a cut core or the like.

【0041】この様に、インダクタ104及びコンデン
サ105の値は非常に小さくて済み、小型,軽量,低コ
ストでの実現が可能である。
As described above, the values of the inductor 104 and the capacitor 105 need to be very small, and it is possible to realize a small size, light weight, and low cost.

【0042】また、直流電力に対しては、蓄電器モジュ
ール103と直列に挿入されたインダクタ104が低イ
ンピーダンスとなり、蓄電器モジュール103と並列に
接続されたコンデンサ105が高インピーダンスとな
る。このため、直流電力は高インピーダンスのコンデン
サ105を通らず、低インピーダンスのインダクタ104
を通る。
For DC power, the inductor 104 inserted in series with the battery module 103 has low impedance, and the capacitor 105 connected in parallel with the battery module 103 has high impedance. Therefore, the DC power does not pass through the high-impedance capacitor 105 and the low-impedance inductor 104
Pass through.

【0043】これにより、蓄電器101及び蓄電器制御
回路102に悪影響を及ぼす高周波電力は蓄電器101
及び蓄電器制御回路102を通らず、逆に蓄電器101
及び蓄電器制御回路102に必要な直流電力のみが通過
できる。
As a result, the high-frequency power that adversely affects the battery 101 and the battery control circuit 102 is stored in the battery 101
And the battery 101 does not pass through the battery control circuit 102.
Only the DC power necessary for the battery control circuit 102 can pass.

【0044】このため、チョッパ型電力変換器106が
充放電動作に於いて発生する高周波電力(リップル成
分)による蓄電器101の自己温度上昇の増加を防ぐ事
ができる。また、自己温度上昇による蓄電器101の寿
命の低下や、爆発,破裂,発火と言った危険を回避で
き、寿命や性能,安全性が向上する。更に、蓄電器10
1の熱損失を低減し、高効率化が図られる。
For this reason, it is possible to prevent the self-temperature rise of the battery 101 from increasing due to the high-frequency power (ripple component) generated by the chopper type power converter 106 during the charge / discharge operation. In addition, it is possible to avoid dangers such as a reduction in the life of the battery 101 due to an increase in the self-temperature and explosion, rupture, and ignition, thereby improving the life, performance, and safety. Furthermore, the storage device 10
1 is reduced, and high efficiency is achieved.

【0045】また、電圧や電流のリップル成分がバイパ
スされるため、蓄電器101の各電圧や電流を正しく検
出することが可能となり、信頼性も向上する。
Further, since the ripple component of the voltage and the current is bypassed, each voltage and the current of the battery 101 can be detected correctly, and the reliability is improved.

【0046】加えて、蓄電器モジュール103を通る高
周波電力が低減されるため、逆にチョッパ型電力変換器
106の高周波電力発生量を多くなるように設計でき
る。即ち、低周波の半導体スイッチや低インダクタンス
値のインダクタを用いる事が可能となり、軽量化,小型
化,低コスト化が同時に達成できる。
In addition, since the high-frequency power passing through the battery module 103 is reduced, the chopper-type power converter 106 can be designed to increase the amount of high-frequency power generated. That is, it is possible to use a low-frequency semiconductor switch or a low-inductance inductor, and it is possible to achieve weight reduction, size reduction, and cost reduction at the same time.

【0047】また、実現が困難であった大電流,高電圧
での実現も可能となる。
Further, it is possible to realize a large current and a high voltage, which have been difficult to realize.

【0048】以上の様に、本実施例によれば、電圧,電
流リップルを低減しこれらの検出精度や信頼性を向上さ
せ、蓄電器の温度上昇を低減し蓄電器の安全性や寿命,
性能を向上させ、軽量,小型,安価,高信頼性,高安全
性の蓄電装置を実現することができる。また、これらを
大電流,高電圧でも実現可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage and current ripples are reduced, their detection accuracy and reliability are improved, the temperature rise of the battery is reduced, and the safety and life of the battery are reduced.
Performance can be improved, and a light-weight, small-sized, inexpensive, highly reliable, and highly safe power storage device can be realized. Further, these can be realized even with a large current and a high voltage.

【0049】図2は、本発明の第2の実施例を示す図で
ある。蓄電器モジュール103と直列にインダクタ10
4が挿入され、蓄電器モジュール103とインダクタ1
04の直列接続部の両端に、それらと並列にコンデンサ
105が接続されている。そして、蓄電器モジュール1
03とインダクタ104の直列接続、及び、これらと並
列接続されたコンデンサ105の単位が、更に直列接続
され、蓄電器モジュール群をなしている。同時にチョッ
パ型電力変換器106が蓄電器モジュール群の両端に接
続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. Inductor 10 in series with capacitor module 103
4 is inserted, the capacitor module 103 and the inductor 1
A capacitor 105 is connected to both ends of the series connection part 04 in parallel with them. And the storage module 1
The series connection of the capacitor 03 and the inductor 104, and the unit of the capacitor 105 connected in parallel with these, are further connected in series to form a battery module group. At the same time, chopper type power converters 106 are connected to both ends of the battery module group.

【0050】このため、第1の実施例と同様に、チョッ
パ型電力変換器106の充放電動作に於いて生じる高周
波電力(リップル成分)に対して、蓄電器モジュール1
03と直列に挿入されたインダクタ104が高インピー
ダンスとなり、蓄電器モジュール103と並列に接続さ
れたコンデンサ105が低インピーダンスとなる。そし
て、高周波電力即ちリップル成分は高インピーダンス化
されたインダクタ104を通らず、低インピーダンスの
コンデンサ105側を通る。
For this reason, similarly to the first embodiment, the high-frequency power (ripple component) generated in the charging / discharging operation of the chopper type power converter 106 is not affected by the power storage module 1.
The inductor 104 inserted in series with the capacitor 03 has a high impedance, and the capacitor 105 connected in parallel with the battery module 103 has a low impedance. Then, the high-frequency power, that is, the ripple component, does not pass through the inductor 104 having a high impedance, but passes through the low-impedance capacitor 105 side.

【0051】また、直流電力に対しては、蓄電器モジュ
ール103と直列に挿入されたインダクタ104が低イ
ンピーダンスとなり、蓄電器モジュール103と並列に
接続されたコンデンサ105が高インピーダンスとな
る。このため、直流電力は高インピーダンスのコンデン
サ105を通らず、低インピーダンスのインダクタ10
4を通る。
For DC power, the inductor 104 inserted in series with the battery module 103 has low impedance, and the capacitor 105 connected in parallel with the battery module 103 has high impedance. Therefore, the DC power does not pass through the high-impedance capacitor 105 and the low-impedance inductor 10
Go through 4.

【0052】これにより、蓄電器101及び蓄電器制御
回路102に悪影響を及ぼす高周波電力は蓄電器101
及び蓄電器制御回路102を通らず、逆に蓄電器101
及び蓄電器制御回路102に必要な直流電力のみが通過
できる。
As a result, the high-frequency power that adversely affects the battery 101 and the battery control circuit 102 is supplied to the battery 101
And the battery 101 does not pass through the battery control circuit 102.
Only the DC power necessary for the battery control circuit 102 can pass.

【0053】特に、蓄電器101が多数直列に接続され
ると、これらの両端に接続されるコンデンサ105の耐
圧を高く設定する必要があり、コンデンサ105の大型
化やコストアップを招く。しかし、ここでは蓄電器モジ
ュール103毎にコンデンサ105が並列接続されてい
るため、コンデンサ105は蓄電器モジュール103の
耐圧に低く抑えることが可能となる。
In particular, when a large number of power storage devices 101 are connected in series, it is necessary to set the withstand voltage of the capacitors 105 connected to both ends thereof high, which leads to an increase in size and cost of the capacitors 105. However, in this case, since the capacitors 105 are connected in parallel for each of the power storage modules 103, the capacitors 105 can be suppressed to a low withstand voltage of the power storage module 103.

【0054】このため、電圧,電流リップルを低減しこ
れらの検出精度や信頼性を向上させ、蓄電器の温度上昇
を低減し蓄電器の安全性や寿命,性能を向上させ、軽
量,小型,安価,高信頼性,高安全性の蓄電装置を実現
することができる。また、これらを大電流,高電圧でも
実現可能となる。
For this reason, voltage and current ripples are reduced, their detection accuracy and reliability are improved, the temperature rise of the battery is reduced, and the safety, life, and performance of the battery are improved. A highly reliable and highly secure power storage device can be realized. Further, these can be realized even with a large current and a high voltage.

【0055】図3は、本発明の第3の実施例を示す図で
ある。図に於いて、301はチョッパ用インダクタであ
る。そして、チョッパ用インダクタ301は2つのイン
ダクタL1,L2が直列接続され、その内のL1と直列
に整流器DL2が接続され、インダクタL1と整流器D
L2が直列接続された両端に、整流器DL2と逆の極性
で整流器DL1が並列接続されている。
FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 301 denotes a chopper inductor. In the chopper inductor 301, two inductors L1 and L2 are connected in series, a rectifier DL2 is connected in series with L1, and the inductor L1 and the rectifier D
A rectifier DL1 having a polarity opposite to that of the rectifier DL2 is connected in parallel to both ends where L2 is connected in series.

【0056】そして、複数の蓄電器101で構成される
蓄電器モジュール103とチョッパ用インダクタ301
を含むチョッパ型電力変換器106で蓄電装置を構成し
ている。
Then, a storage battery module 103 composed of a plurality of storage batteries 101 and a chopper inductor 301
Constitute a power storage device.

【0057】ここでは、L1,L2はそれぞれ一つのイ
ンダクタで構成されているが、複数のインダクタで構成
することもできる。また、整流器はダイオードが用いら
れているが、サイリスタやスイッチを用いることもでき
る。
Here, each of L1 and L2 is constituted by one inductor, but may be constituted by a plurality of inductors. Although a rectifier uses a diode, a thyristor or a switch can be used.

【0058】この様な実施例によれば、放電時の電流は
DL2により阻止され、L1を通らず、DL1を通る。
従って、放電時のチョッパ用インダクタ301のインダ
クタンスはL2の値となる。逆に、充電時の電流はDL
1が阻止するため、L1,DL2,L2を通る。よっ
て、充電時のチョッパ用インダクタ301のインダクタ
ンスはL1とL2の和の値となる。つまり、チョッパ用
インダクタ301のインダクタンスは、充電時の方が放
電時より大きな値となる。
According to such an embodiment, the current at the time of discharging is blocked by DL2 and does not pass through L1, but passes through DL1.
Therefore, the inductance of the chopper inductor 301 at the time of discharging has a value of L2. Conversely, the current during charging is DL
1 passes through L1, DL2 and L2 to block. Therefore, the inductance of the chopper inductor 301 during charging is the value of the sum of L1 and L2. That is, the inductance of the chopper inductor 301 is larger during charging than during discharging.

【0059】一般に、充電時と放電時の電流値を比較す
ると、充電時の電流値の方が小さく設定される。それ
は、無停電電源装置の様に、停電が起きる頻度や停電の
時間が小さく、充電時間が十分取れることや、充電効率
を上げる目的等の理由である。また、充電時と放電時の
電流検出とその制御精度は、一般的に充電時の方が高い
精度が必要となる。これは、充電終了を電流値で検出す
る場合や、充電量を時間と電流値の積算で把握する場
合、過放電状態の蓄電器101を救済充電する場合等
で、微小電流の検出と制御を行う必要があるためであ
る。
In general, when comparing the current values at the time of charging and at the time of discharging, the current value at the time of charging is set smaller. This is because, like an uninterruptible power supply, the frequency of power outages and the time of power outages are small, and sufficient charging time can be obtained, and the charging efficiency can be increased. In addition, current detection and control accuracy during charging and discharging generally require higher accuracy during charging. This is to detect and control a small current when detecting the end of charging with a current value, when grasping the amount of charge by integrating time and current value, or when performing rescue charging of a battery 101 in an overdischarged state. This is because it is necessary.

【0060】従って、上述の様に充電時のチョッパ用イ
ンダクタ301のインダクタンスを大きな値とし、リッ
プルを低減することにより、電流検出や電流制御の精度
を向上させることが可能となる。また、充電時の電流値
は小さいため、インダクタL1は大きなインダクタンス
値であるにも関わらず、軽量,小型,安価に実現でき
る。
Therefore, the accuracy of current detection and current control can be improved by increasing the inductance of the chopper inductor 301 during charging and reducing the ripple as described above. Further, since the current value at the time of charging is small, the inductor L1 can be realized light-weight, small-sized, and inexpensively despite the large inductance value.

【0061】そして、チョッパ用インダクタ301のイ
ンダクタンス値及び電流定格を充電時と放電時とで最適
化することが可能となり、チョッパ用インダクタ301
を軽量,小型,安価に実現することが可能となる。
The inductance value and current rating of the chopper inductor 301 can be optimized between charging and discharging.
Can be realized lightweight, small, and inexpensively.

【0062】図4は、本発明の第4の実施例を示す図で
ある。図に於いて、401は電流検出回路であり、ここ
ではシャント抵抗RとコンパレータCOMPで構成され
ているが、別の構成でも実現できる。
FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 401 denotes a current detection circuit, which is composed of a shunt resistor R and a comparator COMP, but can be realized by another configuration.

【0063】また、チョッパ用インダクタ301は2つ
のインダクタL1,L2が直列接続され、その内のL1
と直列にP型MOSトランジスタM2がスイッチとして
接続され、インダクタL1とP型MOSトランジスタM
2が直列接続された両端に、P型MOSトランジスタM
1のスイッチが並列接続されている。そして、P型MO
SトランジスタM2のゲート及びインバータINVを介
したP型MOSトランジスタM1のゲートはコンパレー
タCOMPの出力に接続されている。
In the chopper inductor 301, two inductors L1 and L2 are connected in series.
A P-type MOS transistor M2 is connected as a switch in series with the inductor L1 and the P-type MOS transistor M2.
2 are connected in series, a P-type MOS transistor M
One switch is connected in parallel. And P-type MO
The gate of the S transistor M2 and the gate of the P-type MOS transistor M1 via the inverter INV are connected to the output of the comparator COMP.

【0064】そして、複数の蓄電器101で構成される
蓄電器モジュール103とチョッパ用インダクタ30
1,電流検出回路401を含むチョッパ型電力変換器1
06で蓄電装置を構成している。
The battery module 103 composed of a plurality of capacitors 101 and the chopper inductor 30
1. Chopper type power converter 1 including current detection circuit 401
06 constitutes a power storage device.

【0065】ここでは、チョッパ用インダクタ301
で、L1,L2はそれぞれ一つのインダクタで構成され
ているが、複数のインダクタで構成することもできる。
また、P型MOSトランジスタが用いられているが、サ
イリスタやリレー等のその他の素子を用いることもでき
る。
Here, the chopper inductor 301
Although L1 and L2 are each configured by one inductor, they may be configured by a plurality of inductors.
Although a P-type MOS transistor is used, other elements such as a thyristor and a relay can be used.

【0066】この様な実施例によれば、電流検出回路4
01の検出値に応じて、放電時の電流はM2により開放
され、L1を通らず、M1を通る。従って、放電時のチ
ョッパ用インダクタ301のインダクタンスはL2の値
となる。逆に、充電時の電流はM1が開放するため、L
1,M2,L2を通る。よって、充電時のチョッパ用イ
ンダクタ301のインダクタンスはL1とL2の和の値
となる。つまり、チョッパ用インダクタ301のインダ
クタンスは、充電時の方が放電時より大きな値となる。
According to such an embodiment, the current detection circuit 4
In response to the detection value of 01, the current at the time of discharging is released by M2 and does not pass through L1, but passes through M1. Therefore, the inductance of the chopper inductor 301 at the time of discharging has a value of L2. Conversely, the current during charging is L1 because M1 is open.
1, M2 and L2. Therefore, the inductance of the chopper inductor 301 during charging is the value of the sum of L1 and L2. That is, the inductance of the chopper inductor 301 is larger during charging than during discharging.

【0067】従って、第3の実施例と同様に充電時のチ
ョッパ用インダクタ301のインダクタンスを大きな値
とし、リップルを低減することにより、電流検出や電圧
検出,電流制御の精度を向上させることが可能となる。
また、充電時の電流値は小さいため、インダクタL1は
大きなインダクタンス値であるにも関わらず、軽量,小
型,安価に実現できる。
Accordingly, as in the third embodiment, the accuracy of current detection, voltage detection, and current control can be improved by increasing the inductance of the chopper inductor 301 during charging and reducing the ripple. Becomes
Further, since the current value at the time of charging is small, the inductor L1 can be realized light-weight, small-sized, and inexpensively despite the large inductance value.

【0068】そして、チョッパ用インダクタ301のイ
ンダクタンス値及び電流定格を充電時と放電時とで最適
化することが可能となり、チョッパ用インダクタ301
を軽量,小型,安価に実現することが可能となる。
The inductance value and the current rating of the chopper inductor 301 can be optimized between charging and discharging.
Can be realized lightweight, small, and inexpensively.

【0069】またここでは電流検出回路401は電流の
方向を検出する構成となっているため、その検出値に応
じて充電時と放電時でチョッパ用インダクタ301のイ
ンダクタンス値を変えている。しかし、電流検出回路を
オペアンプまたはマイコン等で電流値も識別できる構成
とし、スイッチも任意に動作させることが可能である。
Since the current detection circuit 401 is configured to detect the direction of the current, the inductance value of the chopper inductor 301 is changed between charging and discharging according to the detected value. However, the current detection circuit can be configured so that the current value can be identified by an operational amplifier, a microcomputer, or the like, and the switch can be operated arbitrarily.

【0070】これによると、特に、充電終了を電流値で
検出する場合や、充電量を時間と電流値の積算で把握す
る場合、過放電状態の蓄電器101を救済充電する場合
等で、微小電流の検出と制御を行う必要がある時に、チ
ョッパ用インダクタ301のインダクタンス値を大きく
することが可能で、微小電流の検出と制御が実現可能と
なる。
According to this, particularly, when the end of charging is detected by the current value, when the amount of charge is grasped by integrating the time and the current value, or when the over-discharged battery 101 is rescue-charged, the very small current is detected. When it is necessary to perform the detection and control, the inductance value of the chopper inductor 301 can be increased, and the detection and control of a minute current can be realized.

【0071】図5は、本発明の第5の実施例を示す図で
ある。蓄電器モジュール103は、複数の蓄電器101
が直列接続され、蓄電器101とコンデンサ105がそ
れぞれ並列接続され、これらの両端はインダクタ104
を介して蓄電器制御回路102と接続されている。
FIG. 5 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. The storage module 103 includes a plurality of storage devices 101.
Are connected in series, a capacitor 101 and a capacitor 105 are respectively connected in parallel, and both ends thereof are connected to an inductor 104.
Is connected to the battery control circuit 102 via the

【0072】そして、蓄電器モジュール103とチョッ
パ型電力変換器106で蓄電装置を構成している。ここ
では、チョッパ型電力変換器106は、双方向の昇降圧
チョッパ回路となっているが、一方向の昇圧チョッパ回
路や降圧チョッパ回路等で構成しても良い。
The power storage device is constituted by the power storage module 103 and the chopper type power converter 106. Here, the chopper type power converter 106 is a bidirectional step-up / step-down chopper circuit, but may be configured as a unidirectional step-up / step-down chopper circuit or the like.

【0073】本発明によれば、高周波電力(リップル成
分)に対して、インダクタ104が高インピーダンスと
なり、蓄電器101と並列に接続されたコンデンサ10
5が低インピーダンスとなる。このため、高周波電力即
ちリップル成分は高インピーダンス化されたインダクタ
104を通らず、低インピーダンスのコンデンサ105
側を通る。
According to the present invention, the inductor 104 has a high impedance with respect to the high-frequency power (ripple component), and the capacitor 10 connected in parallel with the capacitor 101
5 becomes low impedance. Therefore, the high-frequency power, that is, the ripple component does not pass through the inductor 104 having a high impedance, and the capacitor 105 has a low impedance.
Pass by the side.

【0074】また、直流電力に対しては、インダクタ1
04が低インピーダンスとなり、コンデンサ105が高
インピーダンスとなる。このため、直流電力は高インピ
ーダンスのコンデンサ105を通らず、低インピーダン
スのインダクタ104を通る。
For DC power, the inductor 1
04 has a low impedance, and the capacitor 105 has a high impedance. Therefore, the DC power does not pass through the high impedance capacitor 105 but passes through the low impedance inductor 104.

【0075】これにより、蓄電器101及び蓄電器制御
回路102に悪影響を及ぼす高周波電力は蓄電器101
及び蓄電器制御回路102を通らず、逆に蓄電器101
及び蓄電器制御回路102に必要な直流電力のみが通過
できる。
As a result, the high-frequency power that adversely affects the battery 101 and the battery control circuit 102 is stored in the battery 101
And the battery 101 does not pass through the battery control circuit 102.
Only the DC power necessary for the battery control circuit 102 can pass.

【0076】このため、蓄電器101及び蓄電器制御回
路102への電圧,電流リップルの印加は低減され、電
圧や電流の検出精度や信頼性が向上できる。また、蓄電
器101の温度上昇が低減し、蓄電器101の安全性や
寿命,性能を向上できる。そして、軽量,小型,安価,
高信頼性,高安全性の蓄電装置の実現が可能となる。
Therefore, the application of voltage and current ripples to the battery 101 and the battery control circuit 102 is reduced, and the accuracy and reliability of voltage and current detection can be improved. In addition, the temperature rise of the battery 101 is reduced, and the safety, life, and performance of the battery 101 can be improved. And lightweight, small, inexpensive,
A highly reliable and highly safe power storage device can be realized.

【0077】図6は、本発明の第6の実施例を示す図で
ある。図に於いて、601は商用電源、602は太陽光
発電装置、603は負荷装置、604は制御変換器、6
05は切替器、606はAC/DC変換器である。
FIG. 6 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 601 is a commercial power source, 602 is a photovoltaic power generator, 603 is a load device, 604 is a control converter, 6
05 is a switch, and 606 is an AC / DC converter.

【0078】制御変換器604は、AC/DC変換器6
06と昇降圧チョッパ回路からなるチョッパ型電力変換
器106を含んでいる。そして、蓄電器モジュール10
3はインダクタ104を介してチョッパ型電力変換器1
06と接続されている。また、蓄電器モジュール103
とインダクタ104の直列接続部の両端にコンデンサ1
05が接続されている。
The control converter 604 is connected to the AC / DC converter 6
06 and a chopper type power converter 106 composed of a step-up / step-down chopper circuit. Then, the battery module 10
3 is a chopper type power converter 1 via an inductor 104.
06. The storage module 103
And a capacitor 1 at both ends of the series connection of the inductor 104
05 is connected.

【0079】一方、太陽光発電装置602,負荷装置6
03,制御変換器604は、それぞれ切替器605を介
して共通の商用電源601に接続されている。同時に、
太陽光発電装置602,負荷装置603,制御変換器6
04,切替器605,蓄電器制御回路102は双方向の
信号系で制御変換器604内のMCUと結ばれている。
On the other hand, the solar power generation device 602 and the load device 6
03, the control converter 604 is connected to a common commercial power supply 601 via a switch 605, respectively. at the same time,
Solar power generation device 602, load device 603, control converter 6
04, the switch 605, and the storage control circuit 102 are connected to the MCU in the control converter 604 by a bidirectional signal system.

【0080】太陽光発電装置602は太陽電池により、
太陽光を直流電力に変換し、インバータ装置により交流
電力を出力する装置である。
The solar power generation device 602 uses a solar cell,
It is a device that converts sunlight into DC power and outputs AC power by an inverter device.

【0081】また、負荷装置603は、エアコン,冷蔵
庫,電子レンジ,照明などの家電品や、モータ,コンピ
ュータ,医療機器などの電気機器である。
The load device 603 is a household electric appliance such as an air conditioner, a refrigerator, a microwave oven, and a lighting device, and an electric device such as a motor, a computer, and a medical device.

【0082】そして、制御変換器604はAC/DC変
換器606によって、交流電力を直流電力に変換、また
は、直流電力を交流電力に変換する電力変換器および、
チョッパ型電力変換器106による充放電器である。ま
た、これら充放電の制御や上述の太陽光発電装置60
2,負荷装置603などの機器を制御する制御器を兼ね
る。
The control converter 604 uses an AC / DC converter 606 to convert AC power to DC power, or to convert DC power to AC power.
This is a charging / discharging device using a chopper type power converter 106. In addition, the charge / discharge control and the above-described solar power generation device 60
2. It also serves as a controller for controlling devices such as the load device 603.

【0083】ここで、これらの機器は装置内に切替器6
05を有することもある。また、本発明の蓄電装置は図
示した構成以外の制御変換器604や、その他の機器の
接続形態をとることも可能である。
Here, these devices are provided inside the device with a switch 6.
05. Further, the power storage device of the present invention can take a connection form of a control converter 604 other than the illustrated configuration and other devices.

【0084】本構成によれば、負荷装置603が必要と
する電力を商用電源601や太陽光発電装置602で賄
い切れない時、制御変換器604を介して蓄電器101
から電力を供給する。そして、商用電源601や太陽光
発電装置602からの電力供給が過剰となっている時
に、制御変換器604を介して蓄電器101に蓄電す
る。
According to this configuration, when the electric power required by the load device 603 cannot be supplied by the commercial power supply 601 or the photovoltaic power generation device 602, the electric storage device 101 is controlled via the control converter 604.
To supply power. Then, when the power supply from the commercial power supply 601 or the solar power generation device 602 is excessive, power is stored in the power storage device 101 via the control converter 604.

【0085】これらの構成では、商用電源601の契約
電力や消費電力,太陽光発電装置602の発電定格を下
げることが可能となり、設備費やランニングコストの削
減が図られる。
With these configurations, the contract power and power consumption of the commercial power supply 601 and the power generation rating of the photovoltaic power generator 602 can be reduced, so that equipment costs and running costs can be reduced.

【0086】また、消費電力がある時間帯に集中してい
る時に、蓄電器101から商用電源601に電力を供給
し、消費電力が少ない時に、蓄電装置に蓄電すること
で、消費電力の集中を緩和し、消費電力の平準化を図る
ことが可能となる。
Further, when the power consumption is concentrated in a certain time zone, power is supplied from the power storage device 101 to the commercial power supply 601, and when the power consumption is low, the power is stored in the power storage device, thereby reducing the concentration of the power consumption. In addition, power consumption can be leveled.

【0087】更に、制御変換器604は負荷装置603
の電力消費を監視し、負荷装置603を制御するため、省
エネや電力の有効利用が達成できる。
Further, the control converter 604 includes a load device 603
Since the power consumption of the power supply is monitored and the load device 603 is controlled, energy saving and effective use of power can be achieved.

【0088】勿論、これらの動作に於いて高周波電力
(リップル)が発生するが、上述の様に電圧,電流リッ
プルを低減しこれらの検出精度や信頼性を向上させ、蓄
電器の温度上昇を低減し蓄電器の安全性や寿命,性能を
向上させ、軽量,小型,安価,高信頼性,高安全性の蓄
電装置を実現することができる。また、本実施例の様な
大電流,高電圧でも実現可能となる。
Of course, high-frequency power (ripple) is generated in these operations. However, as described above, voltage and current ripples are reduced to improve their detection accuracy and reliability, and to reduce the rise in temperature of the capacitor. It is possible to improve the safety, life, and performance of the power storage device, and realize a light-weight, small, inexpensive, highly reliable, and high-security power storage device. Further, it can be realized even with a large current and a high voltage as in the present embodiment.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、電
圧,電流リップルが低減された蓄電装置を実現すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a power storage device with reduced voltage and current ripples can be realized.

【0090】このため本発明は、特に、リチウム二次電
池や電気二重層キャパシタなどの蓄電器や蓄電器が多数
直列に接続された蓄電装置、および、これらを評価する
評価装置、これらの製造装置、また、これらを用いた無
停電電源装置などの電気機器,電動自転車や電気自動車
などの電動機の蓄電装置で有益である。
Accordingly, the present invention is particularly directed to a storage device such as a lithium secondary battery and an electric double layer capacitor, a storage device in which a large number of storage devices are connected in series, an evaluation device for evaluating these, a manufacturing device for these devices, The present invention is useful for electric devices such as an uninterruptible power supply device and electric storage devices for electric motors such as electric bicycles and electric vehicles.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図7】従来の無停電電源装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional uninterruptible power supply.

【図8】昇圧チョッパ回路を介して放電した時の放電時
間と蓄電器端子間電圧および放電電流の特性を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing characteristics of a discharge time, a voltage across a capacitor terminal, and a discharge current when discharging is performed via a boost chopper circuit.

【図9】昇圧チョッパ回路を介して放電した時の放電時
間と蓄電器の自己温度上昇の特性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of a discharge time and a self-temperature rise of a capacitor when discharging through a boost chopper circuit.

【図10】図8の時間軸を拡大した図である。FIG. 10 is an enlarged view of the time axis of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…蓄電器、102…蓄電器制御回路、103…蓄
電器モジュール、104…インダクタ、105…コンデン
サ、106…チョッパ型電力変換器、301…チョッパ
用インダクタ、401…電流検出回路、601…商用電
源、602…太陽光発電装置、603…負荷装置、60
4…制御変換器、605…切替器、606…AC/DC変
換器、701…商用電源、702…AC/DCコンバー
タ回路、703…降圧チョッパ回路、704…蓄電池、
705…昇圧チョッパ回路、706…DC/ACインバー
タ回路、707…負荷。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Battery, 102 ... Battery control circuit, 103 ... Battery module, 104 ... Inductor, 105 ... Capacitor, 106 ... Chopper type power converter, 301 ... Chopper inductor, 401 ... Current detection circuit, 601 ... Commercial power supply, 602 ... Photovoltaic power generator, 603 ... Load device, 60
4, control converter, 605, switch, 606, AC / DC converter, 701, commercial power supply, 702, AC / DC converter circuit, 703, step-down chopper circuit, 704, storage battery,
705: step-up chopper circuit, 706: DC / AC inverter circuit, 707: load.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 尚弘 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地1 株式会社日立製作所産業機器事業部内 Fターム(参考) 5G003 AA01 AA06 BA01 BA03 CA01 CC02 DA07 DA16 FA08 GB03 GB06 5G015 FA08 HA03 JA13 JA53 JA55 JA56 JA64 5H730 AA00 AS08 AS17 BB13 BB14 BB57 CC01 DD03 FD01 FD31 FF09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Naohiro Nomura 46-1, Tomioka, Nakajo-cho, Kitakanbara-gun, Niigata F-term in Industrial Machinery Division, Hitachi, Ltd. 5G003 AA01 AA06 BA01 BA03 CA01 CC02 DA07 DA16 FA08 GB03 GB06 5G015 FA08 HA03 JA13 JA53 JA55 JA56 JA64 5H730 AA00 AS08 AS17 BB13 BB14 BB57 CC01 DD03 FD01 FD31 FF09

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電
器モジュールとチョッパ型電力変換器とを備える蓄電装
置に於いて、前記蓄電器モジュールと直列にインダクタ
を挿入し、前記蓄電器モジュールと前記インダクタの直
列接続部の両端にそれらと並列にコンデンサを付加した
ことを特徴とする蓄電装置。
In a power storage device including a power storage module including one or a plurality of power storage devices and a chopper type power converter, an inductor is inserted in series with the power storage module, and the power storage module and the inductor are connected to each other. A power storage device characterized by adding capacitors in parallel with both ends of a series connection part.
【請求項2】1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電
器モジュールが複数直列接続された蓄電器モジュール群
とチョッパ型電力変換器とを備える蓄電装置に於いて、
それぞれの前記蓄電器モジュールと直列にインダクタを
挿入し、前記蓄電器モジュールと前記インダクタの直列
接続部の両端に、それらと並列にコンデンサをそれぞれ
付加したことを特徴とする蓄電装置。
2. A power storage device comprising: a power storage module group in which a plurality of power storage modules each including one or more power storage devices are connected in series; and a chopper type power converter.
An energy storage device, comprising: an inductor inserted in series with each of the power storage modules; and capacitors connected in parallel with both ends of a series connection portion of the power storage module and the inductor.
【請求項3】1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電
器モジュールとチョッパ型電力変換器とを備える蓄電装
置に於いて、前記チョッパ型電力変換器を構成するチョ
ッパ用インダクタは、複数のインダクタが直列接続さ
れ、その内の一部のインダクタは直列に整流器が接続さ
れ、前記一部のインダクタと整流器が直列接続された両
端に、前記整流器と逆の極性の整流器が並列接続された
ことを特徴とする蓄電装置。
3. A power storage device including a power storage module including one or more power storage devices and a chopper type power converter, wherein the chopper inductor configuring the chopper type power converter includes a plurality of inductors. A rectifier is connected in series, some of the inductors are connected in series, and a rectifier having a polarity opposite to that of the rectifier is connected in parallel to both ends of the inductor and the rectifier connected in series. Power storage device.
【請求項4】1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電
器モジュールとチョッパ型電力変換器と前記蓄電器モジ
ュールに流れる電流を検出する電流検出回路とを備える
蓄電装置に於いて、前記チョッパ型電力変換器を構成す
るチョッパ用インダクタは、複数のインダクタが直列接
続され、その内の一部のインダクタは直列にスイッチ手
段が接続され、前記一部のインダクタとスイッチ手段が
直列接続された両端に、それらと並列にスイッチ手段が
接続され、これらのスイッチ手段は、前記電流検出回路
の検出値に応じて切替えられることを特徴とする蓄電装
置。
4. A power storage device comprising: a power storage module including one or a plurality of power storage units; a chopper type power converter; and a current detection circuit for detecting a current flowing through the power storage module. A plurality of inductors are connected in series, and some of the inductors are connected in series with switch means, and both ends of the inductors and switch means are connected in series. And a switch unit connected in parallel with the switch, and these switch units are switched according to a detection value of the current detection circuit.
【請求項5】1つまたは複数の蓄電器で構成される蓄電
器モジュールとチョッパ型電力変換器と蓄電器制御回路
とを備える蓄電装置に於いて、前記蓄電器とコンデンサ
を並列に接続し、前記蓄電器制御回路をインダクタを介
して前記蓄電器及び前記コンデンサと並列に接続したこ
とを特徴とする蓄電装置。
5. A power storage device comprising a power storage module comprising one or a plurality of power storages, a chopper type power converter, and a power storage control circuit, wherein said power storage and a capacitor are connected in parallel, and said power storage control circuit Is connected in parallel with the capacitor and the capacitor via an inductor.
JP10283791A 1998-10-06 1998-10-06 Recharging device Pending JP2000116025A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10283791A JP2000116025A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Recharging device
TW088116645A TW472426B (en) 1998-10-06 1999-09-28 Battery apparatus and control system therefor
EP99119090A EP0992811B1 (en) 1998-10-06 1999-10-01 Battery apparatus and control system therefor
KR1019990042890A KR100714910B1 (en) 1998-10-06 1999-10-05 Battery apparatus and control system therefor
US09/413,469 US6157165A (en) 1998-10-06 1999-10-06 Battery apparatus and control system therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10283791A JP2000116025A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Recharging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000116025A true JP2000116025A (en) 2000-04-21

Family

ID=17670196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10283791A Pending JP2000116025A (en) 1998-10-06 1998-10-06 Recharging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000116025A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253291A (en) * 2004-02-03 2005-09-15 Nippon Chemicon Corp Capacitor device, fixing device, and image forming apparatus
JP2006180689A (en) * 2004-11-29 2006-07-06 Marvell World Trade Ltd Low-voltage logic circuit operation using high-voltage supply levels
JP2007259508A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Yaskawa Electric Corp Power converter and electricity storage apparatus with electric double layer capacitor
WO2007119677A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-25 Max Co., Ltd. Binding machine
JP2009219176A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Ricoh Co Ltd Backup power circuit for electronic circuit
JP2012234696A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Toyota Motor Corp Battery system
JP2014079078A (en) * 2012-10-10 2014-05-01 Fuji Electric Co Ltd Motor driving system
JP2014521301A (en) * 2011-07-15 2014-08-25 ハイドロ−ケベック Multistage fast charging system
JP2015133883A (en) * 2014-01-11 2015-07-23 嶋田 隆一 capacitor bank
JP6032381B1 (en) * 2016-03-31 2016-11-30 住友電気工業株式会社 Buck-boost converter, computer program, and control method for buck-boost converter
JP2017189080A (en) * 2016-08-23 2017-10-12 住友電気工業株式会社 Step up/down converter, computer program and method for controlling step up/down converter
JP2018019481A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 山洋電気株式会社 Power conversion device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253291A (en) * 2004-02-03 2005-09-15 Nippon Chemicon Corp Capacitor device, fixing device, and image forming apparatus
JP4659472B2 (en) * 2004-02-03 2011-03-30 日本ケミコン株式会社 Capacitor device, fixing device, and image forming apparatus
JP2006180689A (en) * 2004-11-29 2006-07-06 Marvell World Trade Ltd Low-voltage logic circuit operation using high-voltage supply levels
JP2007259508A (en) * 2006-03-20 2007-10-04 Yaskawa Electric Corp Power converter and electricity storage apparatus with electric double layer capacitor
WO2007119677A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-25 Max Co., Ltd. Binding machine
JP2009219176A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Ricoh Co Ltd Backup power circuit for electronic circuit
JP2012234696A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Toyota Motor Corp Battery system
JP2014521301A (en) * 2011-07-15 2014-08-25 ハイドロ−ケベック Multistage fast charging system
US9673654B2 (en) 2011-07-15 2017-06-06 HYDRO-QUéBEC Multi-stage quick charging system
KR101877098B1 (en) * 2011-07-15 2018-07-10 하이드로-퀘벡 Rapid multi-level recharge system
JP2014079078A (en) * 2012-10-10 2014-05-01 Fuji Electric Co Ltd Motor driving system
JP2015133883A (en) * 2014-01-11 2015-07-23 嶋田 隆一 capacitor bank
JP6032381B1 (en) * 2016-03-31 2016-11-30 住友電気工業株式会社 Buck-boost converter, computer program, and control method for buck-boost converter
JP2018019481A (en) * 2016-07-26 2018-02-01 山洋電気株式会社 Power conversion device
JP2017189080A (en) * 2016-08-23 2017-10-12 住友電気工業株式会社 Step up/down converter, computer program and method for controlling step up/down converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Stala et al. A switched-capacitor DC–DC converter with variable number of voltage gains and fault-tolerant operation
Kwon et al. High gain soft-switching bidirectional DC–DC converter for eco-friendly vehicles
Ohnuma et al. A novel single-phase buck PFC AC–DC converter with power decoupling capability using an active buffer
US7965069B2 (en) Power converter and multiport power converter
CN101199094B (en) Electric power storage system
CN103828186B (en) For the single battery electric power topology of online ups system
US20200014310A1 (en) Low-volt decoupling from a modular energy store converter system
Uno et al. Modularized equalization architecture with voltage multiplier-based cell equalizer and switchless switched capacitor converter-based module equalizer for series-connected electric double-layer capacitors
Kim et al. A series-connected self-reconfigurable multicell battery capable of safe and effective charging/discharging and balancing operations
Gupta et al. Improved power quality transformerless single-stage bridgeless converter based charger for light electric vehicles
JP2000116025A (en) Recharging device
Al-Sheikh et al. Power electronics interface configurations for hybrid energy storage in hybrid electric vehicles
Castiglia et al. Power management of a battery/supercapacitor system for E-mobility applications
Navinchandran et al. Bidirectional on-board single phase electric vehicle charger with high gain boost converter for v2g application
Bayoumi Dual-input DC-DC converter for renewable energy
Nguyen et al. Battery charger with small DC-link capacitors for G2V applications
Ketzer et al. Evaluating circuit topologies for battery charge equalization
JP6953634B2 (en) Vehicle charger with DC / DC converter
Sun et al. Pre-charge, discharge, and mini-ups circuits in auxiliary power network architecture for 10 kv sic-based power electronics building block
Zolfi et al. A Novel Three Port DC-DC Converter for Fuel Cell based Electric Vehicle (FCEV) Application
Ravishankar et al. Bidirectional dual input single output DC-DC converter for electric vehicle charger application
JP3526262B2 (en) Power converter for power storage device
Tulon et al. Designing a Bidirectional Isolated DC/DC Converter for EV with Power Back Operation for Efficient Battery Charging During Neutral Run
Dong et al. High Efficiency GaN-based Non-isolated Electric Vehicle On-board Charger with Active Filtering
Bischof et al. A fault tolerant reconfigurable Battery System for stationary applications utilizing 2nd Life Batteries

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees