JP2000253580A - 電力回生方式及びその装置 - Google Patents
電力回生方式及びその装置Info
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- JP2000253580A JP2000253580A JP11056321A JP5632199A JP2000253580A JP 2000253580 A JP2000253580 A JP 2000253580A JP 11056321 A JP11056321 A JP 11056321A JP 5632199 A JP5632199 A JP 5632199A JP 2000253580 A JP2000253580 A JP 2000253580A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次電池等の製造工程における充電・放電工
程を高精度で維持し、かつ、発生した余剰の電力を回生
する回生方式とその装置。 【解決手段】 放電電源が接続された直流電源３３から
のバスライン３２に、電力回生装置３５を接続して余剰
電力を電力路４１へ回生させる。
程を高精度で維持し、かつ、発生した余剰の電力を回生
する回生方式とその装置。 【解決手段】 放電電源が接続された直流電源３３から
のバスライン３２に、電力回生装置３５を接続して余剰
電力を電力路４１へ回生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば二次電池を
製造する際の充電・放電工程で、発生する放電電力を回
生する電力回生方式とその装置に関する。
製造する際の充電・放電工程で、発生する放電電力を回
生する電力回生方式とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、携帯電話等の情報機器等に用い
られている二次電池を製造する際に、その製造工程中に
設けられている充電・放電工程は、二次電池が所定の定
格で電池として作動するために必須の工程であり、ま
た、二次電池の容量等の性能を判別するためにも重要な
工程である。
られている二次電池を製造する際に、その製造工程中に
設けられている充電・放電工程は、二次電池が所定の定
格で電池として作動するために必須の工程であり、ま
た、二次電池の容量等の性能を判別するためにも重要な
工程である。
【０００３】この充電・放電工程では、放電工程中に放
電エネルギーが発生するが、通常、この放電エネルギー
は電力として回収されることはなく、熱に変換されて放
熱により再利用されないまま処理されている。
電エネルギーが発生するが、通常、この放電エネルギー
は電力として回収されることはなく、熱に変換されて放
熱により再利用されないまま処理されている。
【０００４】これらの充放電装置を図４にもとづいて説
明すると、充放電するための各二次電池５０ａ、５０
ｂ、５０ｃ…５０ｎは電解液が注入され図示しない注液
口が封口された後に、充電・放電工程の位置に運ばれ
て、充放電するために、それぞれ双方向ＤＣ／ＤＣコン
バータ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…５１ｎの一端側に接続
されている。なお、放電に際しては各二次電池５０ａ、
５０ｂ、５０ｃ…５０ｎは４．２Ｖ〜２．７Ｖ程度の範
囲のバッテリー電圧である。
明すると、充放電するための各二次電池５０ａ、５０
ｂ、５０ｃ…５０ｎは電解液が注入され図示しない注液
口が封口された後に、充電・放電工程の位置に運ばれ
て、充放電するために、それぞれ双方向ＤＣ／ＤＣコン
バータ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…５１ｎの一端側に接続
されている。なお、放電に際しては各二次電池５０ａ、
５０ｂ、５０ｃ…５０ｎは４．２Ｖ〜２．７Ｖ程度の範
囲のバッテリー電圧である。
【０００５】双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ、５１
ｂ、５１ｃ…５１ｎの他端側は、ＤＣ２４Ｖのバスライ
ン５２に接続している。このバスライン５２はＡＣ／Ｄ
Ｃ電源５３により電力が供給せれている。なお、このＡ
Ｃ／ＤＣ電源５３はＡＣからＤＣへの一方向への変換の
みが可能な一方向変換である。充電時には、このＤＣ２
４Ｖのバスライン５２から各二次電池５０ａ、５０ｂ、
５０ｃ…５０ｎに電力を供給して充電する。
ｂ、５１ｃ…５１ｎの他端側は、ＤＣ２４Ｖのバスライ
ン５２に接続している。このバスライン５２はＡＣ／Ｄ
Ｃ電源５３により電力が供給せれている。なお、このＡ
Ｃ／ＤＣ電源５３はＡＣからＤＣへの一方向への変換の
みが可能な一方向変換である。充電時には、このＤＣ２
４Ｖのバスライン５２から各二次電池５０ａ、５０ｂ、
５０ｃ…５０ｎに電力を供給して充電する。
【０００６】ＤＣ２４ＶのＡＣ／ＤＣ電源５３は、交流
ＡＣからＡＣ／ＤＣコンバータ５４にてＤＣ２４Ｖの電
源として用いている。このＡＣ／ＤＣ電源５３は各二次
電池５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…５０ｎを充電する場合に
使用するのが目的であるため、前述のようにＡＣからＤ
Ｃへの一方向変換であるので、直流の余剰電力を交流電
源へ回生させる電力回生はできない。
ＡＣからＡＣ／ＤＣコンバータ５４にてＤＣ２４Ｖの電
源として用いている。このＡＣ／ＤＣ電源５３は各二次
電池５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…５０ｎを充電する場合に
使用するのが目的であるため、前述のようにＡＣからＤ
Ｃへの一方向変換であるので、直流の余剰電力を交流電
源へ回生させる電力回生はできない。
【０００７】従って、ＡＣ／ＤＣ電源５３は電力回生が
できないために、数百個の二次電池５０ａ、５０ｂ、５
０ｃ…５０ｎの放電時には、二次電池５０ａ、５０ｂ、
５０ｃ…５０ｎからの電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…５１ｎによって昇圧され
て、ＤＣ２４Ｖのバスライン５２に電力が回生される
と、ＤＣ２４Ｖからの電力はＡＣ側へは回生されないの
で、バスライン５２のＤＣ２４Ｖの電圧が上昇する。
できないために、数百個の二次電池５０ａ、５０ｂ、５
０ｃ…５０ｎの放電時には、二次電池５０ａ、５０ｂ、
５０ｃ…５０ｎからの電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…５１ｎによって昇圧され
て、ＤＣ２４Ｖのバスライン５２に電力が回生される
と、ＤＣ２４Ｖからの電力はＡＣ側へは回生されないの
で、バスライン５２のＤＣ２４Ｖの電圧が上昇する。
【０００８】ＤＣ２４Ｖのバスライン５２には、図５に
示すような電子負荷装置６０が接続されており、この電
子負荷装置６０は、ＤＣ２４Ｖの電圧を抵抗６１で検出
し基準電圧源６２と抵抗６３を介して比較する。その結
果によって、ヒステリシスコンパレータ６４によってス
イッチング素子であるＩＧＢＴ６５をスィッチングさ
せ、抵抗６６を接続して電力を熱に変換して消費させて
いる。
示すような電子負荷装置６０が接続されており、この電
子負荷装置６０は、ＤＣ２４Ｖの電圧を抵抗６１で検出
し基準電圧源６２と抵抗６３を介して比較する。その結
果によって、ヒステリシスコンパレータ６４によってス
イッチング素子であるＩＧＢＴ６５をスィッチングさ
せ、抵抗６６を接続して電力を熱に変換して消費させて
いる。
【０００９】なお、リアクトル６７とコンデンサ６８は
フィルタの作用を行う目的で、電子負荷装置６０の回路
に挿入されている。
フィルタの作用を行う目的で、電子負荷装置６０の回路
に挿入されている。
【００１０】このため、一般的にはＤＣ２４Ｖのバスラ
イン５２がＤＣ２６Ｖ程度まで上昇すると、抵抗６６が
投入され、ＤＣ２５．５Ｖ程度まで低下すると抵抗６６
を開放することにより二次電池５０ａ、５０ｂ、５０ｃ
…５０ｎからの回生エネルギーを熱として消費してい
る。
イン５２がＤＣ２６Ｖ程度まで上昇すると、抵抗６６が
投入され、ＤＣ２５．５Ｖ程度まで低下すると抵抗６６
を開放することにより二次電池５０ａ、５０ｂ、５０ｃ
…５０ｎからの回生エネルギーを熱として消費してい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
装置を用いた方法では、バスラインの電圧が所定電圧以
上に上昇した際に電圧上昇をキャッチして、余剰の電力
を電子負荷装置で熱に変換して消費している。この電力
消費は再利用されていないので、電気的にはエネルギー
の無駄使いになっている。
装置を用いた方法では、バスラインの電圧が所定電圧以
上に上昇した際に電圧上昇をキャッチして、余剰の電力
を電子負荷装置で熱に変換して消費している。この電力
消費は再利用されていないので、電気的にはエネルギー
の無駄使いになっている。
【００１２】なお、理論的には数百個のバッテリーを充
電グループと放電グループに分けて同時に作用させれ
ば、理想的にはエネルギーの無駄使いを無くすことは可
能であるが、実用上は充電の時問と放電の時間が異なる
ことや、ライン稼動上充電グループと放電グループを最
適に組合せることが困難な場合が多く、多くのエネルギ
ーを熱として発生させ、その発熱をクーラーで冷却する
二重のエネルギーロスを発生させているのが実情であ
る。
電グループと放電グループに分けて同時に作用させれ
ば、理想的にはエネルギーの無駄使いを無くすことは可
能であるが、実用上は充電の時問と放電の時間が異なる
ことや、ライン稼動上充電グループと放電グループを最
適に組合せることが困難な場合が多く、多くのエネルギ
ーを熱として発生させ、その発熱をクーラーで冷却する
二重のエネルギーロスを発生させているのが実情であ
る。
【００１３】また、放電エネルギーを積極的に回生する
手段が講じられていないのは、放電エネルギーの回収に
必要とする装置や設備のコスト負担が余りに大きく経済
的には引合わないと考えられていたためでもある。
手段が講じられていないのは、放電エネルギーの回収に
必要とする装置や設備のコスト負担が余りに大きく経済
的には引合わないと考えられていたためでもある。
【００１４】本発明はこれらの事情に基づいてなされた
もので、二次電池等の製造工程における充電・放電工程
を高精度で維持し、かつ、発生した余剰の電力を回生す
る回生方式とその装置を提供することを目的としてい
る。
もので、二次電池等の製造工程における充電・放電工程
を高精度で維持し、かつ、発生した余剰の電力を回生す
る回生方式とその装置を提供することを目的としてい
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によるの
手段によれば、複数個の直流電源から放出された直流低
電圧電力を直流定電圧電力に変換し、この変換された直
流定電圧電力を直流から交流への変換手段を用いて交流
定電圧電力に変換し、この変換された交流定電圧電力を
電力路へ回生させることを特徴とする電力回生方式であ
る。
手段によれば、複数個の直流電源から放出された直流低
電圧電力を直流定電圧電力に変換し、この変換された直
流定電圧電力を直流から交流への変換手段を用いて交流
定電圧電力に変換し、この変換された交流定電圧電力を
電力路へ回生させることを特徴とする電力回生方式であ
る。
【００１６】また請求項２の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、リチウムイオン二次電池の放電電力であることを
特徴とする電力回生方式である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、リチウムイオン二次電池の放電電力であることを
特徴とする電力回生方式である。
【００１７】また請求項３の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、リチウムイオンポリマ二次電池の放電電力である
ことを特徴とする電力回生方式である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、リチウムイオンポリマ二次電池の放電電力である
ことを特徴とする電力回生方式である。
【００１８】また請求項４の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、それぞれが放電終止電圧によって制御されている
ことを特徴とする電力回生方式である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、それぞれが放電終止電圧によって制御されている
ことを特徴とする電力回生方式である。
【００１９】また請求項５の発明によるの手段によれ
ば、前記放電終止電圧は、少なくとも数百ｍＶ単位の電
圧で制御されていることを特徴とする電力回生方式であ
る。
ば、前記放電終止電圧は、少なくとも数百ｍＶ単位の電
圧で制御されていることを特徴とする電力回生方式であ
る。
【００２０】また請求項６の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少なくとも数百
ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴とする電力
回生方式である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少なくとも数百
ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴とする電力
回生方式である。
【００２１】また請求項７の発明によるの手段によれ
ば、前記直流定電圧電力を直流から交流への変換手段を
用いて交流定電圧電力への変換は、複数個の変換手段で
分散して行うことを特徴とする電力回生方式である。
ば、前記直流定電圧電力を直流から交流への変換手段を
用いて交流定電圧電力への変換は、複数個の変換手段で
分散して行うことを特徴とする電力回生方式である。
【００２２】また請求項８の発明によるの手段によれ
ば、複数個の直流電源から放出された直流低電圧電力を
直流定電圧電力に変換するＤＣ／ＤＣ変換手段と、この
ＤＣ／ＤＣ変換手段で変換された直流定電圧電力をＤＣ
／ＡＣ変換手段で交流定電圧電力に変換させて電力路へ
回生させる電力回生手段を有することを特徴とする電力
回生装置である。
ば、複数個の直流電源から放出された直流低電圧電力を
直流定電圧電力に変換するＤＣ／ＤＣ変換手段と、この
ＤＣ／ＤＣ変換手段で変換された直流定電圧電力をＤＣ
／ＡＣ変換手段で交流定電圧電力に変換させて電力路へ
回生させる電力回生手段を有することを特徴とする電力
回生装置である。
【００２３】また請求項９の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源は、リチウムイオン二次電池
であることを特徴とする電力回生装置である。
ば、前記複数個の直流電源は、リチウムイオン二次電池
であることを特徴とする電力回生装置である。
【００２４】また請求項１０の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源は、リチウムイオンポリマ二
次電池であることを特徴とする電力回生装置である。
ば、前記複数個の直流電源は、リチウムイオンポリマ二
次電池であることを特徴とする電力回生装置である。
【００２５】また請求項１１の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、それぞれが放電終止電圧によって制御されている
ことを特徴とする電力回生装置である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、それぞれが放電終止電圧によって制御されている
ことを特徴とする電力回生装置である。
【００２６】また請求項１２の発明によるの手段によれ
ば、前記放電終止電圧は、少なくとも数百ｍＶ単位の電
圧で制御されていることを特徴とする電力回生装置であ
る。
ば、前記放電終止電圧は、少なくとも数百ｍＶ単位の電
圧で制御されていることを特徴とする電力回生装置であ
る。
【００２７】また請求項１３の発明によるの手段によれ
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少なくとも数百
ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴とする電力
回生装置である。
ば、前記複数個の直流電源から放出された直流低電圧電
力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少なくとも数百
ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴とする電力
回生装置である。
【００２８】また請求項１４の発明によるの手段によれ
ば、前記直流定電圧電力を直流から交流への変換手段を
用いて交流定電圧電力への変換は、複数個の変換手段で
分散して行うことを特徴とする電力回生装置である。
ば、前記直流定電圧電力を直流から交流への変換手段を
用いて交流定電圧電力への変換は、複数個の変換手段で
分散して行うことを特徴とする電力回生装置である。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
をリチウムイオン二次電池を対象として詳述する。
をリチウムイオン二次電池を対象として詳述する。
【００３０】リチウムイオン二次電池の構造を図１によ
り説明すると、金属からなる有底矩形筒状をなす外装缶
ｌは、アルミニウム製で正極端子を兼ね、底部内面には
絶縁フィルム２が配置されている。また、底部には防爆
用の溝が設けられている。
り説明すると、金属からなる有底矩形筒状をなす外装缶
ｌは、アルミニウム製で正極端子を兼ね、底部内面には
絶縁フィルム２が配置されている。また、底部には防爆
用の溝が設けられている。
【００３１】発電要素である電極体３は、外装缶ｌ内に
収納されている。電極体３は、負極４とセパレータ５と
正極６とを前記正極６が最外周に位置するように渦巻状
に捲回した後、偏平状にプレス成形することにより作製
したものである。中心付近にリード取り出し穴を有する
例えば合成樹脂からなるスぺーサ７は、外装缶Ｉ内の電
極体３上に配置されている。
収納されている。電極体３は、負極４とセパレータ５と
正極６とを前記正極６が最外周に位置するように渦巻状
に捲回した後、偏平状にプレス成形することにより作製
したものである。中心付近にリード取り出し穴を有する
例えば合成樹脂からなるスぺーサ７は、外装缶Ｉ内の電
極体３上に配置されている。
【００３２】金属製蓋体８は、アルミニウム製で外装缶
１の上端開口部に例えばレーザ溶接により気密に接合さ
れている。蓋体８の中心付近には、負極端子の取出し穴
９が開口され、かつこの取出し穴９から離れた箇所に電
解液の注液孔１０が開口されている。
１の上端開口部に例えばレーザ溶接により気密に接合さ
れている。蓋体８の中心付近には、負極端子の取出し穴
９が開口され、かつこの取出し穴９から離れた箇所に電
解液の注液孔１０が開口されている。
【００３３】電解液としては、例えばリチウムイオン二
次電池の場合、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウ
ム、六フッ化リチウム、六フッ化燐リチウム等の電解質
をエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートのよ
うな有機溶媒で溶解したもの等を用いる。
次電池の場合、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウ
ム、六フッ化リチウム、六フッ化燐リチウム等の電解質
をエチレンカーボネート、プロピレンカーボネートのよ
うな有機溶媒で溶解したもの等を用いる。
【００３４】負極端子１１は、蓋体８の穴９にガラス製
または樹脂製の絶縁体１２を介してハーメテイックシー
ルされている。負極端子１１の下端面には、リードｌ３
が接続され、かつ、このリード１３の他端は電極体３の
負極４に接続されている。
または樹脂製の絶縁体１２を介してハーメテイックシー
ルされている。負極端子１１の下端面には、リードｌ３
が接続され、かつ、このリード１３の他端は電極体３の
負極４に接続されている。
【００３５】絶縁紙１９は、封止蓋１４を合む蓋体８の
外表面全体に被覆されている。スリット２０を有する下
部側絶縁紙２１は、外袋缶１の底面に配置されている。
二つ折りされたＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍ
ａｌ Ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔ）素子２２は、一方の面が
外装缶１の底面と下部側絶縁紙２１の問に介装され、か
つ他方の面が前記スリット２０を通して絶縁紙２１の外
側に延出されている。
外表面全体に被覆されている。スリット２０を有する下
部側絶縁紙２１は、外袋缶１の底面に配置されている。
二つ折りされたＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｈｅｒｍ
ａｌ Ｃｏｅｆｆｃｉｅｎｔ）素子２２は、一方の面が
外装缶１の底面と下部側絶縁紙２１の問に介装され、か
つ他方の面が前記スリット２０を通して絶縁紙２１の外
側に延出されている。
【００３６】外装チューブ２３は、外装缶１の側面から
上下面の絶縁紙１９、２１の周辺まで延出するように配
置され、上部側絶縁紙１９および下部側絶縁紙２１を外
装缶１に固定している。このような外装チューブ２３の
配置により、外部に廷出された前記ＰＴＣ素子２２の他
方の面が下部側絶縁紙２１の底面に向けて折り曲げられ
ている。
上下面の絶縁紙１９、２１の周辺まで延出するように配
置され、上部側絶縁紙１９および下部側絶縁紙２１を外
装缶１に固定している。このような外装チューブ２３の
配置により、外部に廷出された前記ＰＴＣ素子２２の他
方の面が下部側絶縁紙２１の底面に向けて折り曲げられ
ている。
【００３７】なお、上述のリチウムイオン二次電池の場
合は、電解液として液体を用いて外装缶１内に注入した
が、液体の代りに図示しない電解液を含有したポリマー
を用い、かつ、外装缶１内をそれに対応した内部構造に
すれば、リチウムイオンポリマー二次電池になる。
合は、電解液として液体を用いて外装缶１内に注入した
が、液体の代りに図示しない電解液を含有したポリマー
を用い、かつ、外装缶１内をそれに対応した内部構造に
すれば、リチウムイオンポリマー二次電池になる。
【００３８】次に、これらのリチウムイオン二次電池の
製造における充電・放電装置とその電力回生作用につい
て説明する。図２は本発明の電力回生装置を用いた概要
図である。
製造における充電・放電装置とその電力回生作用につい
て説明する。図２は本発明の電力回生装置を用いた概要
図である。
【００３９】充放電するための各リチウムイオン二次電
池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎはそれぞれ双方向Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎの
一端側に接続されている。充電を禁止する過充電禁止電
圧と放電を終止させる放電終止電圧のいずれも、少なく
とも数百ｍＶ単位で制御されている。放電に際しては各
リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０
ｎは４．２Ｖ〜２．７Ｖ程度の範囲のバッテリー電圧で
ある。
池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎはそれぞれ双方向Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎの
一端側に接続されている。充電を禁止する過充電禁止電
圧と放電を終止させる放電終止電圧のいずれも、少なく
とも数百ｍＶ単位で制御されている。放電に際しては各
リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０
ｎは４．２Ｖ〜２．７Ｖ程度の範囲のバッテリー電圧で
ある。
【００４０】双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ、３１
ｂ、３１ｃ…３１ｎの他端側はＤＣ２４Ｖのバスライン
３２に接続している。このバスライン３２はＡＣ／ＤＣ
電源３３により電力が供給せれ、また、ＡＣ／ＤＣ電源
３３はＡＣからＤＣへの一方向への変換のみが可能な一
方向変換である。充電時には、このＤＣ２４Ｖのバスラ
イン３２から各リチウムイオン二次電池３０ａ、３０
ｂ、３０ｃ…３０ｎに電力を供給して充電する。
ｂ、３１ｃ…３１ｎの他端側はＤＣ２４Ｖのバスライン
３２に接続している。このバスライン３２はＡＣ／ＤＣ
電源３３により電力が供給せれ、また、ＡＣ／ＤＣ電源
３３はＡＣからＤＣへの一方向への変換のみが可能な一
方向変換である。充電時には、このＤＣ２４Ｖのバスラ
イン３２から各リチウムイオン二次電池３０ａ、３０
ｂ、３０ｃ…３０ｎに電力を供給して充電する。
【００４１】このＡＣ／ＤＣ電源３３は各リチウムイオ
ン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎを充電する
場合に使用するのが目的であるため、前述のようにＡＣ
からＤＣへの一方向変換であり、直流の余剰の電力を交
流電源へ回生させる電力回生はできない。
ン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎを充電する
場合に使用するのが目的であるため、前述のようにＡＣ
からＤＣへの一方向変換であり、直流の余剰の電力を交
流電源へ回生させる電力回生はできない。
【００４２】従って、電力回生ができないために、数百
個のリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…
３０ｎの放電時には、リチウムイオン二次電池３０ａ、
３０ｂ、３０ｃ…３０ｎから双方向ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎによって昇圧され
て、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２に電力が回生される
と、ＤＣ２４ＶからのエネルギーはＡＣ側へは回生され
ないので、バスライン３２のＤＣ２４Ｖの電圧が上昇す
る。
個のリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…
３０ｎの放電時には、リチウムイオン二次電池３０ａ、
３０ｂ、３０ｃ…３０ｎから双方向ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎによって昇圧され
て、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２に電力が回生される
と、ＤＣ２４ＶからのエネルギーはＡＣ側へは回生され
ないので、バスライン３２のＤＣ２４Ｖの電圧が上昇す
る。
【００４３】一方、バスライン３２には図３に示す交流
電源回生装置３５が接続されており、ＤＣ２４Ｖのバス
ライン３２での電力エネルギー収支で余った余剰電力エ
ネルギーのみを交流電源回生装置３５で交流電源に回生
するように構成している。
電源回生装置３５が接続されており、ＤＣ２４Ｖのバス
ライン３２での電力エネルギー収支で余った余剰電力エ
ネルギーのみを交流電源回生装置３５で交流電源に回生
するように構成している。
【００４４】交流電源回生装置３５は、ＤＣ２４Ｖのバ
スライン３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３６の入力側が
接続しており、交流電源１３に適合した電圧比に上昇さ
せる。（例えば交流電圧２００Ｖの場合はＤＣ２４Ｖ／
ＤＣ３００Ｖの比率で昇圧させる。）ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３６の出力側にはＤＣ／ＡＣ変換器の入力側と共に
抵抗４１が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６
の出力を検出している。この検出結果は、基準電圧源３
７に接続された抵抗４２の出力と比較する。その結果を
増幅器にて増幅してＤＣ／ＡＣ変換器３８の電力制御部
３９を増幅器４０の出力に比例して制御する。つまり、
ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧を一定に制御し
て、間接的にＤＣ２４Ｖバスライン３２を、例えばＤＣ
２６Ｖの一定値になるよう回生電力を制御する。
スライン３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３６の入力側が
接続しており、交流電源１３に適合した電圧比に上昇さ
せる。（例えば交流電圧２００Ｖの場合はＤＣ２４Ｖ／
ＤＣ３００Ｖの比率で昇圧させる。）ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３６の出力側にはＤＣ／ＡＣ変換器の入力側と共に
抵抗４１が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３６
の出力を検出している。この検出結果は、基準電圧源３
７に接続された抵抗４２の出力と比較する。その結果を
増幅器にて増幅してＤＣ／ＡＣ変換器３８の電力制御部
３９を増幅器４０の出力に比例して制御する。つまり、
ＤＣ／ＤＣコンバータ３６の出力電圧を一定に制御し
て、間接的にＤＣ２４Ｖバスライン３２を、例えばＤＣ
２６Ｖの一定値になるよう回生電力を制御する。
【００４５】また、ＤＣ／ＡＣ変換器３８の出力側は商
用の電力路４１へ接続されているので、ＤＣ／ＡＣ変換
器３８の電力制御部３９を制御することにより交流電源
に回生する電力を制御することができる。
用の電力路４１へ接続されているので、ＤＣ／ＡＣ変換
器３８の電力制御部３９を制御することにより交流電源
に回生する電力を制御することができる。
【００４６】なお、上述の実施の形態ではリチウムイオ
ンリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３
０ｎの場合について説明したが、他の二次電池でも同様
な作用が得られる。
ンリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３
０ｎの場合について説明したが、他の二次電池でも同様
な作用が得られる。
【００４７】上述の構成によれば、数百個の二次電池を
充放電させ、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２に回生された
電力エネルギーのみを交流電源に回生するので、数百個
の二次電池を充電グループと放電グループに分けて制御
することにより交流電源への回生エネルギーを減少させ
ることができて高効率なシステムが得られる。
充放電させ、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２に回生された
電力エネルギーのみを交流電源に回生するので、数百個
の二次電池を充電グループと放電グループに分けて制御
することにより交流電源への回生エネルギーを減少させ
ることができて高効率なシステムが得られる。
【００４８】また、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２から交
流電源に回生することにより、交流電源回生部のコスト
が低下できるので、二次電池１個当たりの交流電源回生
コストが下がり経済的に有利である。
流電源に回生することにより、交流電源回生部のコスト
が低下できるので、二次電池１個当たりの交流電源回生
コストが下がり経済的に有利である。
【００４９】また、交流電源回生部を複数台に分割すれ
ば、適用する回生エネルギーにより回生最大容量に適し
た交流回生部を選定し設備投資低く抑えることができ
る。
ば、適用する回生エネルギーにより回生最大容量に適し
た交流回生部を選定し設備投資低く抑えることができ
る。
【００５０】また、充電のみを行うグループには、交流
電源回生部は不要となるため、構造的にも経済的にも効
果的である。
電源回生部は不要となるため、構造的にも経済的にも効
果的である。
【００５１】また、ＤＣ２４Ｖのバスライン３２を安定
電圧に連続制御することによって、充放電の精度を向上
させることが可能である。
電圧に連続制御することによって、充放電の精度を向上
させることが可能である。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池の製造工程で
の充放電装置、設備にかかる経済的な負担を大幅に軽減
し、余剰のエネルギー回収が可能で、エネルギー浪費の
きわめて少ない装置と方法を提供できる。
の充放電装置、設備にかかる経済的な負担を大幅に軽減
し、余剰のエネルギー回収が可能で、エネルギー浪費の
きわめて少ない装置と方法を提供できる。
【００５３】また、地球環境保全の為のエネルギ消費低
減にも大いに寄与することができる。
減にも大いに寄与することができる。
【図１】リチウムイオン二次電池の構造を示す斜視図。
【図２】本発明の電力回生方式の概要を示す説明図。
【図３】本発明の電力回生方式の電力回生部の説明図。
【図４】従来の電力回生方式の概要を示す説明図。
【図５】従来の電力回生方式の電力回生部の説明図。
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…３０ｎ…リチウムイオン二次
電池、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎ…双方向ＤＣ／
ＤＣコンバータ、３２、５２…バスライン、３３、５３
…ＡＣ／ＤＣ電源、３４、５４…ＡＣ／ＤＣコンバー
タ、３５…交流電源回生装置、３６…ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ、３８…ＤＣＡＣ変換器、４１…電力路
電池、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ…３１ｎ…双方向ＤＣ／
ＤＣコンバータ、３２、５２…バスライン、３３、５３
…ＡＣ／ＤＣ電源、３４、５４…ＡＣ／ＤＣコンバー
タ、３５…交流電源回生装置、３６…ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ、３８…ＤＣＡＣ変換器、４１…電力路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡土 千尋 東京都府中市晴見町２丁目24番地の１ 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 Ｆターム(参考） 5G066 JA07 JB03 5H007 BB01 CC01 DA04 DA06 DB01 5H730 AA14 BB13 DD04
Claims (14)
- 【請求項１】 複数個の直流電源から放出された直流低
電圧電力を直流定電圧電力に変換し、この変換された直
流定電圧電力を直流から交流への変換手段を用いて交流
定電圧電力に変換し、この変換された交流定電圧電力を
電力路へ回生させることを特徴とする電力回生方式。 - 【請求項２】 前記複数個の直流電源から放出された直
流低電圧電力は、リチウムイオン二次電池の放電電力で
あることを特徴とする請求項１記載の電力回生方式。 - 【請求項３】 前記複数個の直流電源から放出された直
流低電圧電力は、リチウムイオンポリマ二次電池の放電
電力であることを特徴とする請求項１記載の電力回生方
式。 - 【請求項４】 前記複数個の直流電源から放出された直
流低電圧電力は、それぞれが放電終止電圧によって制御
されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の電力回生方式。 - 【請求項５】 前記放電終止電圧は、少なくとも数百ｍ
Ｖ単位の電圧で制御されていることを特徴とする請求項
４記載の電力回生方式。 - 【請求項６】 前記複数個の直流電源から放出された直
流低電圧電力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少な
くとも数百ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電力回生方
式。 - 【請求項７】 前記直流定電圧電力を直流から交流への
変換手段を用いて交流定電圧電力への変換は、複数個の
変換手段で分散して行うことを特徴とする請求項1記載
の電力回生方式。 - 【請求項８】 複数個の直流電源から放出された直流低
電圧電力を直流定電圧電力に変換するＤＣ／ＤＣ変換手
段と、このＤＣ／ＤＣ変換手段で変換された直流定電圧
電力をＤＣ／ＡＣ変換手段で交流定電圧電力に変換させ
て電力路へ回生させる電力回生手段を有することを特徴
とする電力回生装置。 - 【請求項９】 前記複数個の直流電源は、リチウムイオ
ン二次電池であることを特徴とする請求項１記載の電力
回生装置。 - 【請求項１０】 前記複数個の直流電源は、リチウムイ
オンポリマ二次電池であることを特徴とする請求項１記
載の電力回生装置。 - 【請求項１１】 前記複数個の直流電源から放出された
直流低電圧電力は、それぞれが放電終止電圧によって制
御されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいづ
れかに記載の電力回生装置。 - 【請求項１２】 前記放電終止電圧は、少なくとも数百
ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特徴とする請求
項１１記載の電力回生装置。 - 【請求項１３】 前記複数個の直流電源から放出された
直流低電圧電力は、充電を禁止する過充電禁止電圧が少
なくとも数百ｍＶ単位の電圧で制御されていることを特
徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の電力回生
装置。 - 【請求項１４】 前記直流定電圧電力を直流から交流へ
の変換手段を用いて交流定電圧電力への変換は、複数個
の変換手段で分散して行うことを特徴とする請求項８記
載の電力回生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056321A JP2000253580A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 電力回生方式及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056321A JP2000253580A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 電力回生方式及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000253580A true JP2000253580A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=13023916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056321A Pending JP2000253580A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 電力回生方式及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000253580A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002029964A1 (fr) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Omron Corporation | Alimentation |
| JP2004023860A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-01-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 瞬低対策機能付き電力貯蔵用ナトリウム−硫黄電池システム |
| KR100727002B1 (ko) * | 2006-03-28 | 2007-06-14 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 하이브리드 자동차용 리튬 배터리의 발란싱 모듈 |
| WO2007123222A1 (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 電源システムおよび車両 |
| CN102624219A (zh) * | 2011-01-27 | 2012-08-01 | 伊顿公司 | 包含多个dc-dc转换器的功率流调节器 |
| JP2013511798A (ja) * | 2009-11-20 | 2013-04-04 | リ−テック・バッテリー・ゲーエムベーハー | バッテリ製造装置 |
| JP2014163725A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Fujitsu Telecom Networks Ltd | 充放電試験システム |
| KR101879738B1 (ko) * | 2018-03-27 | 2018-07-18 | 조태문 | 연축전지 화성충전 전원공급장치 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056321A patent/JP2000253580A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4501893B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2010-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | 電源システムおよび車両 |
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