JP2009219180A - Electricity accumulating unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electricity accumulating unit which can warm up its accumulating part efficiently. <P>SOLUTION: This electricity accumulating unit includes the first DC/DC converter 13, which is connected to the accumulating part 11, the second DC/DC converter 35, which is connected in parallel with it, and a control circuit 55, which controls them. The control circuit 55 controls the first DC/DC converter 13 and the second DC/DC converter 35 severally so that the first DC/DC converter 13 may charge the accumulating part 11 with power and that the second DC/DC converter 35 may discharge power from the accumulating part 11, if the temperature (T) of the accumulating part 11 is lower than a predetermined temperature (Tr), and operates them so that the phase of the operating waveform of the first DC/DC converter 13 and the phase of the operating waveform of the second DC/DC converter 35 may shift 180°, thereby warming up the accumulating part 11 until the temperature (T) reaches the predetermined temperature (Tr). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、蓄電部に電力を蓄え、必要な時に放電する蓄電装置に関するものである。   The present invention relates to a power storage device that stores power in a power storage unit and discharges it when necessary.

近年、環境への配慮や燃費向上のために、制動時に発電を行うことで制動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生システムを搭載した自動車（以下、車両という）が開発されている。この回生システムは車両減速時に発電機で発生する電力（以下、回生電力という）を蓄電部に充電し、減速時以外に放電することで、発電機の発電量を減らすことができるので、その分、エンジン負担が軽減され省燃費が可能となる。   In recent years, automobiles (hereinafter referred to as vehicles) equipped with a regenerative system that collects braking energy as electric energy by generating electric power during braking have been developed in order to consider the environment and improve fuel efficiency. This regenerative system can reduce the amount of power generated by the generator by charging the power storage unit with the power generated by the generator when the vehicle decelerates (hereinafter referred to as regenerative power) and discharging it when the vehicle is not decelerating. , Engine load is reduced and fuel saving is possible.

このような回生電力は車両減速時に急峻に発生するため、回生電力を十分に充電するためには、蓄電部に用いる蓄電素子として、例えば急速充放電特性に優れた電気二重層キャパシタを適用した蓄電装置とすることが望ましい。しかし、電気二重層キャパシタは温度が低くなるほど容量値が下がる特性を有するため、蓄電装置が低温状態であれば回生電力の充電が十分にできなくなる可能性がある。   Since such regenerative power is generated steeply when the vehicle decelerates, in order to fully charge the regenerative power, for example, an electric storage using an electric double layer capacitor with excellent rapid charge / discharge characteristics as a power storage element used in the power storage unit. A device is desirable. However, since the electric double layer capacitor has a characteristic that the capacitance value decreases as the temperature decreases, there is a possibility that the regenerative power cannot be sufficiently charged if the power storage device is at a low temperature.

そこで、蓄電素子としてキャパシタではなくバッテリを用いた例ではあるが、強制的にバッテリへの充放電を行うことで電流を流し、バッテリの内部抵抗により発熱させて温度を上げる構成が下記特許文献１に提案されている。図５はこのようなバッテリ制御装置のブロック構成図である。なお、ここではバッテリ制御装置をハイブリッド車両に適用した場合を示す。   Therefore, although an example of using a battery instead of a capacitor as an electric storage element, a configuration in which a current is made to flow by forcibly charging and discharging the battery and heat is generated by an internal resistance of the battery to raise the temperature is disclosed in Patent Document 1 below. Has been proposed. FIG. 5 is a block diagram of such a battery control device. Here, a case where the battery control device is applied to a hybrid vehicle is shown.

ハイブリッド車両１０１は基本的にはエンジン１０２と、複数のモータ１０３、１０４、１０５と、それらに接続したインバータ１０６、１０７、１０８と、電力を供給するバッテリ１０９と、システム全体を制御するコントローラ１１０から構成される。   The hybrid vehicle 101 basically includes an engine 102, a plurality of motors 103, 104, and 105, inverters 106, 107, and 108 connected thereto, a battery 109 that supplies electric power, and a controller 110 that controls the entire system. Composed.

もし、ハイブリッド車両１０１を起動する時に周囲温度が低温（例えば氷点下数十度）であったとすると、バッテリ１０９は本来の性能を発揮できない。そこで、コントローラ１１０は低温環境であれば、バッテリ１０９を強制的に充放電し温度を上げる動作を行う。具体的には、放電する場合はモータ１０３を駆動してエンジン１０２の始動やアシストを行ったり、油圧装置１１１に接続されたモータ１０５を高速駆動するなどの動作を行う。また、充電する場合はモータ１０３を発電機として用い、エンジン１０２の駆動力を電力に変換してバッテリ１０９を充電する。このようにバッテリ１０９を強制的に充放電することで電流が流れ、バッテリ１０９の内部抵抗によって温度が上昇する。その結果、バッテリ１０９はハイブリッド車両１０１の要求性能を満たすことができるようになる。
特許第３４４９２２６号公報 If the ambient temperature is low (for example, several tens of degrees below freezing) when the hybrid vehicle 101 is activated, the battery 109 cannot exhibit its original performance. Therefore, if the controller 110 is in a low temperature environment, the battery 109 is forcibly charged and discharged to increase the temperature. Specifically, when discharging, the motor 103 is driven to start or assist the engine 102, or the motor 105 connected to the hydraulic device 111 is driven at high speed. When charging, the motor 103 is used as a generator, and the driving force of the engine 102 is converted into electric power to charge the battery 109. In this way, the battery 109 is forcibly charged and discharged, whereby a current flows and the temperature rises due to the internal resistance of the battery 109. As a result, the battery 109 can satisfy the required performance of the hybrid vehicle 101.
Japanese Patent No. 3449226

上記のバッテリ制御装置によると、確かに蓄電素子としてのバッテリ１０９の温度を上げることができるのであるが、バッテリ１０９を強制放電させると、不要不急の電力がバッテリ１０９から持ち出される可能性があり、その分の損失が大きくなる。また、バッテリ１０９を強制充電させると、そのためにエンジン１０２の駆動力を上げて電力変換する必要があるため、その分、燃料を消費してしまう。さらに、１回の強制充放電でバッテリ１０９の温度が十分に上がらなかった場合は、上記充放電動作を繰り返すことになるが、その場合は、都度電力や燃料を消費するので、車両全体の効率が低下してしまうという課題があった。   According to the battery control device described above, the temperature of the battery 109 as the power storage element can surely be increased. However, if the battery 109 is forcibly discharged, unnecessary and urgent power may be taken out of the battery 109. , The loss will increase. Further, if the battery 109 is forcibly charged, it is necessary to increase the driving force of the engine 102 and perform power conversion, so that fuel is consumed accordingly. Further, when the temperature of the battery 109 does not rise sufficiently by one forced charge / discharge, the above charge / discharge operation is repeated. In this case, power and fuel are consumed each time. There was a problem that would decrease.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高効率に蓄電部を昇温することが可能な蓄電装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a power storage device that can raise the temperature of a power storage unit with high efficiency.

前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部に一端が接続された第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの他端に接続された入出力端子と、前記蓄電部と前記入出力端子の間に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと並列接続された第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記蓄電部に配された温度センサと、前記入出力端子に接続された入出力端子電圧検出回路と、前記蓄電部に接続された蓄電部電圧検出回路と、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、温度センサ、入出力端子電圧検出回路、および蓄電部電圧検出回路に接続された制御回路とからなり、前記制御回路は、前記温度センサから得られる温度（Ｔ）が既定温度（Ｔｒ）より低ければ、前記蓄電部電圧検出回路から得られる前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が前記入出力端子電圧検出回路から得られる前記入出力電圧（Ｖｂ）以下の場合は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、または前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより、前記蓄電部を前記入出力電圧より高い電圧まで初期充電した状態とし、前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が前記入出力電圧（Ｖｂ）より高い場合は、前記初期充電を行わない状態として、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電部に電力を充電するように、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電部から電力を放電するように、それぞれ制御するとともに、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させることにより、前記温度（Ｔ）が前記既定温度（Ｔｒ）に至るまで前記蓄電部を昇温するようにしたものである。   In order to solve the conventional problem, a power storage device of the present invention is connected to a power storage unit, a first DC / DC converter having one end connected to the power storage unit, and the other end of the first DC / DC converter. An input / output terminal, a second DC / DC converter connected in parallel with the first DC / DC converter between the power storage unit and the input / output terminal, a temperature sensor disposed in the power storage unit, and the input / output terminal An input / output terminal voltage detection circuit connected to the power storage unit, a power storage unit voltage detection circuit connected to the power storage unit, the first DC / DC converter, the second DC / DC converter, a temperature sensor, an input / output terminal voltage detection circuit, and And a control circuit connected to a power storage unit voltage detection circuit. The control circuit detects the power storage unit voltage detection circuit if a temperature (T) obtained from the temperature sensor is lower than a predetermined temperature (Tr). When the voltage (Vc) of the power storage unit obtained from the input / output terminal voltage detection circuit is equal to or lower than the input / output voltage (Vb), the first DC / DC converter or the second DC / DC converter The power storage unit is initially charged to a voltage higher than the input / output voltage. When the voltage (Vc) of the power storage unit is higher than the input / output voltage (Vb), the initial charging is not performed. Control is performed so that the first DC / DC converter charges the power storage unit with power, and the second DC / DC converter discharges power from the power storage unit, and the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter is controlled. By operating the second DC / DC converter so that the phase of the operation waveform is shifted by 180 degrees, the temperature (T) becomes the predetermined temperature. Up to (Tr) is obtained by the power storage unit so as to increase the temperature.

本発明の蓄電装置によれば、蓄電部に第１ＤＣ／ＤＣコンバータと第２ＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、蓄電部に充電された電力を第２ＤＣ／ＤＣコンバータで放電し、その電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータで蓄電部に充電する動作を繰り返すように両者の動作波形の位相を設定しているので、蓄電部の電力により自らが充放電され、その時の電流と蓄電部の内部抵抗により蓄電部が昇温される。従って、従来のバッテリや発電機による電力を充放電することがほとんどないので、高効率に蓄電部を昇温することができる蓄電装置が得られる。   According to the power storage device of the present invention, the first DC / DC converter and the second DC / DC converter are connected to the power storage unit, the power charged in the power storage unit is discharged by the second DC / DC converter, and the power is transferred to the first DC / DC converter. Since the phase of both operation waveforms is set so as to repeat the operation of charging the power storage unit with the DC converter, the power storage unit is charged and discharged by the power of the power storage unit, and the power storage unit is driven by the current and the internal resistance of the power storage unit. The temperature is raised. Therefore, since the power from the conventional battery or generator is hardly charged or discharged, a power storage device that can raise the temperature of the power storage unit with high efficiency is obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、ここでは回生システム用の蓄電装置を例に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a power storage device for a regeneration system will be described as an example.

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図である。図２は本発明の実施の形態における蓄電装置の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させた場合の各部電流の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部の電流経時特性図を、（ｂ）は第１出力端子の電流経時特性図を、（ｃ）は第２入力端子の電流経時特性図を、（ｄ）は第１入力端子の電流経時特性図を、（ｅ）は第２出力端子の電流経時特性図を、（ｆ）は入出力端子の電流経時特性図を、それぞれ示す。図３は本発明の実施の形態における蓄電装置の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が一致するように動作させた場合の各部電流の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部の電流経時特性図を、（ｂ）は第１出力端子の電流経時特性図を、（ｃ）は第２入力端子の電流経時特性図を、（ｄ）は第１入力端子の電流経時特性図を、（ｅ）は第２出力端子の電流経時特性図を、（ｆ）は入出力端子の電流経時特性図を、それぞれ示す。図４は本発明の実施の形態における蓄電装置の昇温時の温度経時特性図である。なお、図１において、太線は電力系配線を、細線は信号系配線を、それぞれ示す。 (Embodiment)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time-dependent characteristic of each part current when the operation waveform phase of the first DC / DC converter and the operation waveform phase of the second DC / DC converter of the power storage device according to the embodiment of the present invention are operated so as to be shifted by 180 degrees. (A) is a current aging characteristic diagram of the power storage unit, (b) is a current aging characteristic diagram of the first output terminal, (c) is a current aging characteristic diagram of the second input terminal, and (d). Is a current aging characteristic diagram of the first input terminal, (e) is a current aging characteristic diagram of the second output terminal, and (f) is a current aging characteristic diagram of the input / output terminal. FIG. 3 is a time-dependent characteristic diagram of each part current when the first DC / DC converter of the power storage device according to the embodiment of the present invention is operated so that the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter matches the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter. (A) is a current aging characteristic diagram of the power storage unit, (b) is a current aging characteristic diagram of the first output terminal, (c) is a current aging characteristic diagram of the second input terminal, and (d) is FIG. 5A shows a current aging characteristic diagram of the first input terminal, FIG. 5E shows a current aging characteristic diagram of the second output terminal, and FIG. FIG. 4 is a temperature aging characteristic diagram at the time of temperature rise of the power storage device in the embodiment of the present invention. In FIG. 1, the thick line indicates the power system wiring, and the thin line indicates the signal system wiring.

図１において、回生電力を蓄える蓄電部１１は、電気二重層キャパシタを複数個直列に接続した構成を有する。なお、電気二重層キャパシタの必要個数は制動時に発生する回生電力量等に応じて適宜決定すればよい。また、直列接続に限定されるものではなく、回生電力量が多い場合等は直並列接続としてもよい。   In FIG. 1, a power storage unit 11 that stores regenerative power has a configuration in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in series. Note that the required number of electric double layer capacitors may be appropriately determined according to the amount of regenerative power generated during braking. Moreover, it is not limited to series connection, and when there is much regenerative electric power etc., it is good also as series-parallel connection.

蓄電部１１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の一端が接続されている。ここで、本実施の形態では第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を蓄電部１１の充電に用いるものとするので、蓄電部１１は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の第１出力端子１５に接続される構成となる。   The power storage unit 11 is connected to one end of the first DC / DC converter 13. Here, in the present embodiment, since the first DC / DC converter 13 is used for charging the power storage unit 11, the power storage unit 11 is connected to the first output terminal 15 of the first DC / DC converter 13. .

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の他端、すなわち第１入力端子１７は、蓄電装置１９の入出力端子２１に接続されている。ここで、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の詳細構成について説明する。   The other end of the first DC / DC converter 13, that is, the first input terminal 17 is connected to the input / output terminal 21 of the power storage device 19. Here, the detailed configuration of the first DC / DC converter 13 will be described.

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の第１入力端子１７と第１出力端子１５の間には、第１入力端子１７側から第１チョークコイル２３、および第１スイッチ２５の直列回路が接続されている。また、第１チョークコイル２３と第１スイッチ２５の接続点にはグランドとの間に第２スイッチ２７が接続されている。さらに、第１入力端子１７と第１出力端子１５には、それぞれ平滑コンデンサ２９、３１が接続されている。なお、平滑コンデンサ３１には第３スイッチ３３が直列接続されている。従って、第３スイッチ３３をオフにすることで平滑コンデンサ３１の機能を停止することができる。   A series circuit of a first choke coil 23 and a first switch 25 is connected between the first input terminal 17 and the first output terminal 15 of the first DC / DC converter 13 from the first input terminal 17 side. A second switch 27 is connected between the first choke coil 23 and the first switch 25 between the ground. Further, smoothing capacitors 29 and 31 are connected to the first input terminal 17 and the first output terminal 15, respectively. A third switch 33 is connected to the smoothing capacitor 31 in series. Therefore, the function of the smoothing capacitor 31 can be stopped by turning off the third switch 33.

蓄電部１１と入出力端子２１の間には、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と並列に第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５が接続されている。なお、本実施の形態では第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５を蓄電部１１の放電に用いるものとするので、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の第２入力端子３７に蓄電部１１が、第２出力端子３９に入出力端子２１が、それぞれ接続される構成となる。   A second DC / DC converter 35 is connected between the power storage unit 11 and the input / output terminal 21 in parallel with the first DC / DC converter 13. In the present embodiment, since the second DC / DC converter 35 is used for discharging the power storage unit 11, the power storage unit 11 is connected to the second input terminal 37 of the second DC / DC converter 35, and the second output terminal 39 is used. The input / output terminals 21 are connected to each other.

第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の構成は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の構成と同じである。すなわち、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の第２出力端子３９と第２入力端子３７の間には、第２出力端子３９側から第２チョークコイル４１、および第４スイッチ４３の直列回路が接続されている。また、第２チョークコイル４１と第４スイッチ４３の接続点にはグランドとの間に第５スイッチ４５が接続されている。さらに、第２入力端子３７と第２出力端子３９には、それぞれ平滑コンデンサ４７、４９が接続されている。なお、平滑コンデンサ４７には第６スイッチ５１が直列接続されている。従って、第６スイッチ５１をオフにすることで平滑コンデンサ４７の機能を停止することができる。   The configuration of the second DC / DC converter 35 is the same as the configuration of the first DC / DC converter 13. That is, a series circuit of the second choke coil 41 and the fourth switch 43 is connected between the second output terminal 39 and the second input terminal 37 of the second DC / DC converter 35 from the second output terminal 39 side. Yes. A fifth switch 45 is connected between the second choke coil 41 and the fourth switch 43 between the ground and the ground. Further, smoothing capacitors 47 and 49 are connected to the second input terminal 37 and the second output terminal 39, respectively. A sixth switch 51 is connected in series to the smoothing capacitor 47. Therefore, the function of the smoothing capacitor 47 can be stopped by turning off the sixth switch 51.

なお、第１スイッチ２５、第２スイッチ２７、第３スイッチ３３、第４スイッチ４３、第５スイッチ４５、および第６スイッチ５１は、全て外部からオンオフ制御が可能なスイッチング素子からなり、本実施の形態ではいずれもＦＥＴを用いた。   The first switch 25, the second switch 27, the third switch 33, the fourth switch 43, the fifth switch 45, and the sixth switch 51 are all composed of switching elements that can be controlled on and off from the outside. In any form, FET was used.

また、蓄電部１１には、その温度Ｔを測定するための温度センサ５２が配されている。温度センサ５２は温度Ｔに対する抵抗値変化が大きいサーミスタを用いた。   The power storage unit 11 is provided with a temperature sensor 52 for measuring the temperature T thereof. As the temperature sensor 52, a thermistor having a large resistance value change with respect to the temperature T is used.

また、入出力端子２１には、その入出力電圧Ｖｂを検出して出力する入出力端子電圧検出回路５３が接続されている。さらに、蓄電部１１には、その電圧Ｖｃを検出して出力する蓄電部電圧検出回路５４が接続されている。   The input / output terminal 21 is connected to an input / output terminal voltage detection circuit 53 that detects and outputs the input / output voltage Vb. Furthermore, the power storage unit 11 is connected to a power storage unit voltage detection circuit 54 that detects and outputs the voltage Vc.

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５、温度センサ５２、入出力端子電圧検出回路５３、および蓄電部電圧検出回路５４は、いずれも制御回路５５に接続されている。なお、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５に対する接続は、具体的には第１スイッチ２５、第２スイッチ２７、第３スイッチ３３、第４スイッチ４３、第５スイッチ４５、および第６スイッチ５１の信号系配線となる。制御回路５５はマイクロコンピュータと周辺回路で構成され、温度センサ５２の出力から得られる温度Ｔ、入出力端子電圧検出回路５３の出力から得られる入出力電圧Ｖｂ、および蓄電部電圧検出回路５４の出力から得られる蓄電部１１の電圧Ｖｃを読み込むとともに、第１スイッチ２５から第６スイッチ５１までのオンオフ制御を、オンオフ信号ＳＷ１〜ＳＷ６により、それぞれ行う。制御回路５５は、このような動作を含め、蓄電装置１９の全体の制御を司る。また、制御回路５５は車両側制御回路（図示せず）との間でデータ信号ｄａｔａにより情報の送受信を行っている。   First DC / DC converter 13, second DC / DC converter 35, temperature sensor 52, input / output terminal voltage detection circuit 53, and power storage unit voltage detection circuit 54 are all connected to control circuit 55. Specifically, the connections to the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35 are the first switch 25, the second switch 27, the third switch 33, the fourth switch 43, the fifth switch 45, and the first switch. 6 switch 51 signal system wiring. The control circuit 55 includes a microcomputer and peripheral circuits. The temperature T obtained from the output of the temperature sensor 52, the input / output voltage Vb obtained from the output of the input / output terminal voltage detection circuit 53, and the output of the power storage unit voltage detection circuit 54 The voltage Vc of the power storage unit 11 obtained from the above is read, and on / off control from the first switch 25 to the sixth switch 51 is performed by the on / off signals SW1 to SW6, respectively. The control circuit 55 governs overall control of the power storage device 19 including such operations. The control circuit 55 transmits and receives information to and from the vehicle side control circuit (not shown) using a data signal data.

なお、蓄電装置１９の全体におけるグランドは、全てグランド端子５７を介して車両側のグランドと接続されている。また、第１入力端子１７の近傍には、その電流ＩＤを検出するための第１入力端子電流検出回路５９が設けられている。同様に、第２出力端子３９の近傍には、その電流ＩＥを検出するための第２出力端子電流検出回路６１が設けられている。検出された電流ＩＤ、ＩＥは、いずれも制御回路５５に入力される。   Note that the ground in the entire power storage device 19 is all connected to the vehicle-side ground via the ground terminal 57. A first input terminal current detection circuit 59 for detecting the current ID is provided in the vicinity of the first input terminal 17. Similarly, a second output terminal current detection circuit 61 for detecting the current IE is provided in the vicinity of the second output terminal 39. Both the detected current ID and IE are input to the control circuit 55.

以上のようにして構成された蓄電装置１９の入出力端子２１は、車両の主電源５８、負荷６０、および発電機６３等に接続されている。ここで、主電源５８は車両のバッテリであり、負荷６０は車両に搭載された各種電装品である。また、発電機６３は車両の制動時には回生電力を発生する。従って、発電機６３により発生した回生電力は、負荷６０に供給されるとともに、蓄電装置１９に内蔵した蓄電部１１に充電される。この際、蓄電部１１は電気二重層キャパシタからなるため、制動時に発生する急峻な回生電力を十分に回収することができる。なお、主電源５８の状態によっては、回生電力の一部が主電源５８にも充電される。   The input / output terminal 21 of the power storage device 19 configured as described above is connected to the main power supply 58, the load 60, the generator 63, and the like of the vehicle. Here, the main power source 58 is a vehicle battery, and the load 60 is various electrical components mounted on the vehicle. The generator 63 generates regenerative power when the vehicle is braked. Therefore, the regenerative power generated by the generator 63 is supplied to the load 60 and charged in the power storage unit 11 built in the power storage device 19. At this time, since the power storage unit 11 is composed of an electric double layer capacitor, it is possible to sufficiently recover the steep regenerative power generated during braking. Depending on the state of the main power supply 58, a part of the regenerative power is also charged to the main power supply 58.

また、制動が終了すれば、蓄電装置１９は蓄電部１１に蓄えた回生電力を主電源５８や負荷６０に供給する。従って、車両の制動エネルギーを電気エネルギーとして有効に利用できるとともに、蓄電装置１９から主電源５８や負荷６０への電力供給中は、発電機６３の発電を停止することができるので、その分のエンジン負担が軽減され、燃費を向上することができる。   When braking is completed, the power storage device 19 supplies the regenerative power stored in the power storage unit 11 to the main power supply 58 and the load 60. Therefore, the braking energy of the vehicle can be effectively used as electric energy, and the power generation of the generator 63 can be stopped while the power is being supplied from the power storage device 19 to the main power supply 58 or the load 60. The burden is reduced and fuel consumption can be improved.

次に、本実施の形態の特徴である蓄電部１１の昇温動作について、図２から図４を用いて説明する。   Next, the temperature raising operation of power storage unit 11 that is a feature of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、制御回路５５は温度センサ５２の出力から温度Ｔを読み込み、既定温度Ｔｒより低いか否かを判断する。なお、既定温度Ｔｒの詳細な決定方法は後述するが、この値は、あらかじめ制御回路５５に内蔵したメモリに記憶してある。もし、温度Ｔが既定温度Ｔｒ以上であれば、蓄電部１１を昇温する必要がないので、以下に説明する昇温動作は行われない。   First, the control circuit 55 reads the temperature T from the output of the temperature sensor 52 and determines whether it is lower than the predetermined temperature Tr. Although a detailed method for determining the predetermined temperature Tr will be described later, this value is stored in a memory built in the control circuit 55 in advance. If the temperature T is equal to or higher than the predetermined temperature Tr, there is no need to raise the temperature of the power storage unit 11, so that the temperature raising operation described below is not performed.

温度Ｔが既定温度Ｔｒより低ければ、次に制御回路５５は、蓄電部電圧検出回路５４から蓄電部１１の電圧Ｖｃを読み込むとともに、入出力端子電圧検出回路５３から入出力端子２１における入出力電圧Ｖｂを読み込み、両者を比較する。   If the temperature T is lower than the predetermined temperature Tr, the control circuit 55 then reads the voltage Vc of the power storage unit 11 from the power storage unit voltage detection circuit 54 and also inputs / outputs the voltage at the input / output terminal 21 from the input / output terminal voltage detection circuit 53. Read Vb and compare both.

もし、蓄電部１１の電圧Ｖｃが入出力電圧Ｖｂ以下であれば、制御回路５５は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、または第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５を制御して、蓄電部１１を入出力電圧Ｖｂより高い電圧（例えば５０％高い電圧）まで初期充電を行う。具体的には、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を制御する場合は、第３スイッチ３３をオンにするとともに、第１スイッチ２５と第２スイッチ２７を相互にオンオフが反転するように制御する。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５を制御する場合は、第６スイッチ５１をオンにするとともに、第４スイッチ４３と第５スイッチ４５を相互にオンオフが反転するように制御する。なお、ここでは第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５のいずれを用いて蓄電部１１を充電しても構わない。このような動作により、蓄電部１１を昇温するための電力が蓄電部１１に蓄えられたことになる。なお、蓄電部１１を入出力電圧Ｖｂより高い電圧まで初期充電することにより、後述する蓄電部１１の昇温動作を行う時に、主電源５８からの電力の持ち出しを最小限に抑えることができる。   If the voltage Vc of the power storage unit 11 is equal to or lower than the input / output voltage Vb, the control circuit 55 controls the first DC / DC converter 13 or the second DC / DC converter 35 to control the power storage unit 11 from the input / output voltage Vb. Initial charging is performed to a high voltage (for example, 50% higher voltage). Specifically, when the first DC / DC converter 13 is controlled, the third switch 33 is turned on, and the first switch 25 and the second switch 27 are controlled so that the on / off state is reversed. When the second DC / DC converter 35 is controlled, the sixth switch 51 is turned on, and the fourth switch 43 and the fifth switch 45 are controlled so that the on / off state is mutually inverted. Here, the power storage unit 11 may be charged using either the first DC / DC converter 13 or the second DC / DC converter 35. With such an operation, electric power for raising the temperature of the power storage unit 11 is stored in the power storage unit 11. In addition, by initially charging the power storage unit 11 to a voltage higher than the input / output voltage Vb, it is possible to minimize the carry-out of power from the main power supply 58 when performing a temperature increasing operation of the power storage unit 11 described later.

一方、既に蓄電部１１の電圧Ｖｃが入出力電圧Ｖｂより高くなっている場合、制御回路５５は初期充電を行わない。   On the other hand, when voltage Vc of power storage unit 11 is already higher than input / output voltage Vb, control circuit 55 does not perform initial charging.

以上の動作により、蓄電部１１の昇温を行うための準備が完了したことになる。   With the above operation, preparation for raising the temperature of the power storage unit 11 is completed.

次に、制御回路５５は、第３スイッチ３３と第６スイッチ５１をオフにする。これにより、後述する蓄電部１１の充放電電流波形のなまりが低減され、昇温効率が上がる。   Next, the control circuit 55 turns off the third switch 33 and the sixth switch 51. Thereby, the rounding of the charging / discharging current waveform of the electrical storage part 11 mentioned later is reduced, and temperature rising efficiency goes up.

次に、制御回路５５は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３が蓄電部１１に電力を充電するように、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５が蓄電部１１から電力を放電するように、それぞれ制御する。この時、制御回路５５は、第１入力端子電流検出回路５９により検出される第１入力端子１７の電流ＩＤの絶対値と、第２出力端子電流検出回路６１により検出される第２出力端子３９の電流ＩＥの絶対値が等しくなるように、第１スイッチ２５、第２スイッチ２７、第４スイッチ４３、および第５スイッチ４５を制御する。また、この際に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作波形の位相と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させる。具体的には、第１スイッチ２５と第４スイッチ４３のオン信号の立ち上がりを１８０度ずれるようにする。この時の第１出力端子１５と第２入力端子３７の電流波形の経時変化を図２（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。なお、これらの図において、横軸は時間を示し、図２（ｂ）の縦軸は第１出力端子１５の電流ＩＢを、図２（ｃ）の縦軸は第２入力端子３７の電流ＩＣを、それぞれ示す。また、蓄電部１１に向かって流れる電流、すなわち充電電流を正とし、放電電流を負と定義する。   Next, the control circuit 55 controls the second DC / DC converter 35 to discharge power from the power storage unit 11 so that the first DC / DC converter 13 charges the power storage unit 11. At this time, the control circuit 55 detects the absolute value of the current ID of the first input terminal 17 detected by the first input terminal current detection circuit 59 and the second output terminal 39 detected by the second output terminal current detection circuit 61. The first switch 25, the second switch 27, the fourth switch 43, and the fifth switch 45 are controlled so that the absolute value of the current IE becomes equal. At this time, the operation waveform phase of the first DC / DC converter 13 and the operation waveform phase of the second DC / DC converter 35 are operated so as to be shifted by 180 degrees. Specifically, rising of the ON signal of the first switch 25 and the fourth switch 43 is shifted by 180 degrees. Changes over time in the current waveforms at the first output terminal 15 and the second input terminal 37 at this time are shown in FIGS. In these figures, the horizontal axis indicates time, the vertical axis in FIG. 2B indicates the current IB of the first output terminal 15, and the vertical axis in FIG. 2C indicates the current IC of the second input terminal 37. Are shown respectively. Further, a current flowing toward the power storage unit 11, that is, a charging current is defined as positive, and a discharging current is defined as negative.

なお、本実施の形態においては、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の時比率（オン期間とオフ期間の比率）を１：３とした場合について以下説明するが、時比率は上記の値に限定されるものではなく、入出力電圧Ｖｂ、および蓄電部１１の電圧Ｖｃによって決定される。また、第１スイッチ２５のオンオフ信号ＳＷ１と第２スイッチ２７のオンオフ信号ＳＷ２は互いに反転している。すなわち、オンオフ信号ＳＷ１がオンの時はオンオフ信号ＳＷ２がオフになる。同様に、第４スイッチ４３のオンオフ信号ＳＷ４と第５スイッチ４５のオンオフ信号ＳＷ５も互いに反転している。   In the present embodiment, the case where the time ratio of the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35 (the ratio between the on period and the off period) is 1: 3 will be described below. It is not limited to the above value, but is determined by the input / output voltage Vb and the voltage Vc of the power storage unit 11. The on / off signal SW1 of the first switch 25 and the on / off signal SW2 of the second switch 27 are inverted. That is, when the on / off signal SW1 is on, the on / off signal SW2 is off. Similarly, the on / off signal SW4 of the fourth switch 43 and the on / off signal SW5 of the fifth switch 45 are also inverted.

まず、時間ｔ０において、制御回路５５は第４スイッチ４３をオンに、第５スイッチ４５をオフにする。この時、前記したように第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作波形の位相と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させるので、第１スイッチ２５がオフ、第２スイッチ２７がオンとなる。これにより、図２（ｃ）に示すように第２入力端子３７に流れる電流ＩＣは負方向に急峻に大きくなり、その後、時間ｔ１に至るまで経時的に電流ＩＣの絶対値が大きくなる。また、時間ｔ０から時間ｔ１の間は、図２（ｅ）と図２（ｃ）にそれぞれ示すように、第２出力端子３９に流れる電流ＩＥは、第２入力端子３７に流れる電流ＩＣと等しくなる。また、第１チョークコイル２３は第２スイッチ２７を介してグランドに接続されているので、図２（ｄ）に示すように、第１入力端子１７に流れる電流ＩＤは正方向（充電方向）に経時的に大きくなる。なお、この時点では第１スイッチ２５がオフなので、図２（ｂ）に示すように第１出力端子１５には電流ＩＢが流れず、０となる。   First, at time t0, the control circuit 55 turns on the fourth switch 43 and turns off the fifth switch 45. At this time, as described above, since the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter 13 and the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter 35 are shifted by 180 degrees, the first switch 25 is turned off. The switch 27 is turned on. As a result, as shown in FIG. 2C, the current IC flowing through the second input terminal 37 increases steeply in the negative direction, and thereafter, the absolute value of the current IC increases over time until the time t1 is reached. Further, during the period from time t0 to time t1, the current IE flowing through the second output terminal 39 is equal to the current IC flowing through the second input terminal 37, as shown in FIGS. 2 (e) and 2 (c). Become. Further, since the first choke coil 23 is connected to the ground via the second switch 27, the current ID flowing through the first input terminal 17 is in the positive direction (charging direction) as shown in FIG. It grows over time. At this time, since the first switch 25 is off, the current IB does not flow to the first output terminal 15 as shown in FIG.

次に、時間ｔ１で制御回路５５は第４スイッチ４３をオフに、第５スイッチ４５をオンにする。これにより、図２（ｃ）に示すように、第２入力端子３７に流れる電流ＩＣは０になる。なお、図２（ｂ）に示すように、第１出力端子１５に流れる電流ＩＢは、第１スイッチ２５がオフのままなので、引き続き０を維持する。   Next, at time t1, the control circuit 55 turns off the fourth switch 43 and turns on the fifth switch 45. As a result, as shown in FIG. 2C, the current IC flowing through the second input terminal 37 becomes zero. As shown in FIG. 2B, the current IB flowing through the first output terminal 15 continues to be 0 because the first switch 25 remains off.

また、図２（ｅ）に示すように、第２出力端子３９の電流ＩＥは負方向（放電方向）に流れ、その絶対値は時間ｔ１から時間ｔ２で経時的に小さくなる。一方、図２（ｄ）に示すように、第１入力端子１７の電流ＩＤは正方向（充電方向）に流れ、その絶対値は引き続き経時的に大きくなる。   Further, as shown in FIG. 2 (e), the current IE of the second output terminal 39 flows in the negative direction (discharge direction), and its absolute value decreases with time from time t1 to time t2. On the other hand, as shown in FIG. 2D, the current ID of the first input terminal 17 flows in the positive direction (charging direction), and its absolute value continues to increase with time.

次に、時間ｔ２で、制御回路５５は、第１スイッチ２５をオンに、第２スイッチ２７をオフにする。その結果、図２（ｂ）に示すように第１出力端子１５に流れる電流ＩＢは正方向に急峻に大きくなり、その後、時間ｔ３に至るまで蓄電部１１への充電とともに経時的に電流ＩＢが小さくなる。従って、図２（ｄ）に示すように、第１入力端子１７に流れる電流ＩＤも正方向で、経時的に小さくなる。また、図２（ｅ）に示すように、第２出力端子３９に流れる電流ＩＥは負方向で、その絶対値も経時的に小さくなる。なお、この時点では第４スイッチ４３がオフなので、図２（ｃ）に示すように第２入力端子３７には電流ＩＣが流れず、０のままとなる。   Next, at time t2, the control circuit 55 turns on the first switch 25 and turns off the second switch 27. As a result, as shown in FIG. 2B, the current IB flowing through the first output terminal 15 increases steeply in the positive direction, and thereafter, the current IB increases with time as the power storage unit 11 is charged until time t3. Get smaller. Therefore, as shown in FIG. 2D, the current ID flowing through the first input terminal 17 is also positive and decreases with time. Further, as shown in FIG. 2E, the current IE flowing through the second output terminal 39 is in the negative direction, and the absolute value thereof decreases with time. At this time, since the fourth switch 43 is off, the current IC does not flow to the second input terminal 37 as shown in FIG.

次に、時間ｔ３で制御回路５５は第１スイッチ２５をオフに、第２スイッチ２７をオンにする。この状態は前記した時間ｔ１から時間ｔ２と同じであるので、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１出力端子１５に流れる電流ＩＢと第２入出力端子３７に流れる電流ＩＣがそれぞれ０になる。また、時間ｔ３から時間ｔ４では、図２（ｄ）に示すように、第１入力端子１７の電流ＩＤは正方向に流れ、その絶対値は経時的に大きくなり、図２（ｅ）に示すように、第２出力端子３９の電流ＩＥは負方向に流れ、その絶対値は経時的に小さくなる。   Next, at time t3, the control circuit 55 turns off the first switch 25 and turns on the second switch 27. Since this state is the same from the time t1 to the time t2, the current IB flowing through the first output terminal 15 and the current IC flowing through the second input / output terminal 37 as shown in FIGS. Becomes 0 respectively. Further, from time t3 to time t4, as shown in FIG. 2D, the current ID of the first input terminal 17 flows in the positive direction, and its absolute value increases with time, as shown in FIG. Thus, the current IE of the second output terminal 39 flows in the negative direction, and its absolute value decreases with time.

以上に述べた時間ｔ４までで１周期分の動作が終了する。従って、時間ｔ４以降は、時間ｔ０以降と同じ動作になるので、以後の説明を省略する。   The operation for one cycle is completed up to the time t4 described above. Therefore, the operation after time t4 is the same as that after time t0, and the subsequent description is omitted.

このように動作した時の、蓄電部１１に流れる電流ＩＡ（図１のＡ点における電流）を図２（ａ）に示す。蓄電部１１に流れる電流ＩＡは、図２（ｂ）の第１出力端子１５に流れる電流ＩＢと、図２（ｃ）の第２入出力端子３７に流れる電流ＩＣを合成した波形となる。ここで、電流ＩＢと電流ＩＣの波形（動作波形）の位相が１８０度ずれるように動作させているので、両者の合成波形は電流ＩＢと電流ＩＣが交互に流れる波形となる。従って、蓄電部１１は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５におけるオンオフのスイッチング周波数の２倍の周波数で充放電が繰り返し行われることになり、蓄電部１１の内部抵抗と充放電電流に応じて昇温が行われる。   FIG. 2A shows the current IA (current at point A in FIG. 1) flowing through the power storage unit 11 when operated in this way. The current IA flowing in the power storage unit 11 has a waveform obtained by combining the current IB flowing in the first output terminal 15 in FIG. 2B and the current IC flowing in the second input / output terminal 37 in FIG. Here, since the operation is performed so that the phases of the waveforms (operation waveforms) of the current IB and the current IC are shifted by 180 degrees, the combined waveform of both is a waveform in which the current IB and the current IC flow alternately. Therefore, the power storage unit 11 is repeatedly charged / discharged at twice the on / off switching frequency in the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35, and the internal resistance and charge / discharge of the power storage unit 11 are repeated. The temperature is raised according to the current.

一方、この時の主電源５８と蓄電装置１９の間の電流、すなわち入出力端子２１の電流ＩＦを図２（ｆ）に示す。電流ＩＦは、図２（ｄ）の第１入力端子１７の電流ＩＤと図２（ｅ）の第２出力端子３９の電流ＩＥの合成波形となる。ゆえに、電流ＩＤと電流ＩＥは、それぞれ正の値、および負の値を持つため相殺され、図２（ｆ）に示すように、０を中心に僅かに正負に電流ＩＦが流れるだけとなる。従って、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５で蓄電部１１の充放電を繰り返す動作を行っても、主電源５８との電流ＩＦはほとんど流れないことになる。ゆえに、蓄電部１１の昇温のために、主電源５８から不要不急の電力を持ち出したり発電機６３を駆動する必要がほとんどなくなり、高効率に蓄電部１１を昇温することが可能となる。   On the other hand, the current between the main power supply 58 and the power storage device 19 at this time, that is, the current IF of the input / output terminal 21 is shown in FIG. The current IF is a composite waveform of the current ID at the first input terminal 17 in FIG. 2D and the current IE at the second output terminal 39 in FIG. Therefore, the current ID and the current IE are canceled because they have a positive value and a negative value, respectively, and as shown in FIG. 2 (f), the current IF flows slightly positively and negatively around 0. Accordingly, even if the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35 perform the operation of repeatedly charging and discharging the power storage unit 11, the current IF to the main power source 58 hardly flows. Therefore, there is almost no need to take unnecessary power from the main power supply 58 or drive the generator 63 to raise the temperature of the power storage unit 11, and it is possible to raise the temperature of the power storage unit 11 with high efficiency. .

その後、制御回路５５は蓄電部１１の温度Ｔが既定温度Ｔｒに至るまで、上記した蓄電部１１の昇温動作を繰り返す。温度Ｔが既定温度Ｔｒに至れば、制御回路５５は昇温動作を停止するとともに、第３スイッチ３３と第６スイッチ５１をオンにして平滑コンデンサ３１、４７が機能するように制御した後、前記した回生電力の回収等の通常動作を行う。   Thereafter, control circuit 55 repeats the above-described temperature raising operation of power storage unit 11 until temperature T of power storage unit 11 reaches predetermined temperature Tr. When the temperature T reaches the predetermined temperature Tr, the control circuit 55 stops the temperature raising operation and turns on the third switch 33 and the sixth switch 51 to control the smoothing capacitors 31 and 47 to function. Normal operation such as recovery of the regenerated electric power is performed.

なお、前記したように、蓄電部１１には昇温のために主電源５８の電圧Ｖｂよりも高い電圧まで初期充電されているが、これは蓄電装置１９の通常動作を行う際に不要であれば、温度Ｔが既定温度Ｔｒに至った時に、制御回路５５が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、または第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５により、蓄電部１１の電力を放電するようにすればよい。この際、この放電電流を主電源５８や負荷６０に供給することで、電力の無駄を低減できる。ここで、初期充電電力が蓄電装置１９の通常動作の際に不要となる場合として、本実施の形態で述べた蓄電装置１９による回生システムが挙げられる。すなわち、電力の回生をできるだけ効率よく行うためには、制動時に蓄電部１１に蓄えられている電力を最低限度としておく方がよい。これにより、できるだけ多くの回生電力を充電することができる。   As described above, the power storage unit 11 is initially charged to a voltage higher than the voltage Vb of the main power supply 58 for temperature rise, but this may be unnecessary when the power storage device 19 is operated normally. For example, when the temperature T reaches the predetermined temperature Tr, the control circuit 55 may discharge the power of the power storage unit 11 by the first DC / DC converter 13 or the second DC / DC converter 35. At this time, waste of electric power can be reduced by supplying this discharge current to the main power supply 58 and the load 60. Here, as a case where the initial charging power becomes unnecessary during the normal operation of the power storage device 19, the regeneration system using the power storage device 19 described in the present embodiment can be cited. That is, in order to perform power regeneration as efficiently as possible, it is better to keep the power stored in the power storage unit 11 at the minimum level during braking. As a result, as much regenerative power as possible can be charged.

また、上記した蓄電部１１の昇温は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作波形の位相と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させることにより行っているが、１８０度よりも小さくなると昇温に要する時間が長くなり、０度（位相が一致）になると、ほとんど昇温できなくなる。この詳細について、位相が一致した場合を例に説明する。   Further, the temperature rise of the power storage unit 11 is performed by operating the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter 13 and the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter 35 to be shifted by 180 degrees. When the angle is smaller than 180 degrees, the time required for the temperature increase becomes long, and when it becomes 0 degrees (phase coincides), the temperature hardly increases. The details will be described by taking as an example a case where the phases match.

図３（ａ）〜（ｆ）は位相が一致している時の各部の電流における経時変化を示したもので、縦軸、および横軸の意味はそれぞれ図２（ａ）〜（ｆ）と同じである。   3 (a) to 3 (f) show changes with time in the currents of the respective parts when the phases are in agreement, and the meanings of the vertical axis and the horizontal axis are as shown in FIGS. 2 (a) to (f), respectively. The same.

まず、図２で説明した動作と同様に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は充電方向に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５は放電方向に制御される。具体的には、図３の時間ｔ１０において、第１スイッチ２５と第４スイッチ４３をオンに、第２スイッチ２７と第５スイッチ４５をオフにする。その結果、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の動作波形の位相と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の動作波形の位相が一致する。これにより、図３（ｃ）に示すように第２入力端子３７に流れる電流ＩＣは負方向に急峻に大きくなり、その後、時間ｔ１０から時間ｔ１１に至るまで経時的に電流ＩＣの絶対値が大きくなる。この動作は図２（ｃ）と同じである。一方、図３（ｂ）に示すように第１出力端子１５に流れる電流ＩＢは、時間ｔ１０から時間ｔ１１に至るまで経時的に電流ＩＣの絶対値が小さくなる。従って、両者を合成した電流波形、すなわち、蓄電部１１における電流ＩＡの波形は、図３（ａ）の時間ｔ１０から時間ｔ１１に示すように、電流ＩＢと電流ＩＣが相殺するので、０を中心に僅かに上下するのみとなる。なお、この時、第２出力端子３９の電流ＩＥは、図３（ｅ）に示すように負方向に流れ、第１入力端子１７の電流ＩＤは、図３（ｄ）に示すように正方向に流れる。ゆえに、両者を合成した電流波形、すなわち、入出力端子２１における電流ＩＦの波形は、図３（ｆ）の時間ｔ１０から時間ｔ１１に示すように、電流ＩＤと電流ＩＥが相殺するので、０を中心に僅かに上下する特性となる。   First, similarly to the operation described in FIG. 2, the first DC / DC converter 13 is controlled in the charging direction, and the second DC / DC converter 35 is controlled in the discharging direction. Specifically, at time t10 in FIG. 3, the first switch 25 and the fourth switch 43 are turned on, and the second switch 27 and the fifth switch 45 are turned off. As a result, the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter 13 matches the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter 35. As a result, as shown in FIG. 3C, the current IC flowing through the second input terminal 37 increases steeply in the negative direction, and thereafter, the absolute value of the current IC increases with time from time t10 to time t11. Become. This operation is the same as in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the current IB flowing through the first output terminal 15 has a smaller absolute value of the current IC over time from time t10 to time t11. Therefore, the current waveform obtained by combining both, that is, the waveform of the current IA in the power storage unit 11, since the current IB and the current IC cancel each other as shown from the time t10 to the time t11 in FIG. Only slightly up and down. At this time, the current IE of the second output terminal 39 flows in the negative direction as shown in FIG. 3 (e), and the current ID of the first input terminal 17 is in the positive direction as shown in FIG. 3 (d). Flowing into. Therefore, the current waveform obtained by combining the two, that is, the waveform of the current IF at the input / output terminal 21, is zero because the current ID and the current IE cancel each other as shown from the time t10 to the time t11 in FIG. It becomes the characteristic which goes up and down slightly in the center.

次に、時間ｔ１１で制御回路５５は第１スイッチ２５と第４スイッチ４３をオフに、第２スイッチ２７と第５スイッチ４５をオンにする。これにより、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１出力端子１５に流れる電流ＩＢと第２入力端子３７に流れる電流ＩＣは、それぞれ０になる。従って、両者を合成した蓄電部１１の電流ＩＡは、図３（ａ）に示すように０となる。この時、第１チョークコイル２３と第２チョークコイル４１は、時間ｔ１１で第２スイッチ２７と第５スイッチ４５がオンになったことにより、一端がグランドに、他端が主電源５８に接続された状態となる。その結果、図３（ｅ）に示すように、第２出力端子３９の電流ＩＥは負方向（放電方向）に流れ、その絶対値は時間ｔ１１から時間ｔ１４で経時的に小さくなる。一方、図３（ｄ）に示すように、第１入力端子１７の電流ＩＤは正方向（充電方向）に流れ、その絶対値は経時的に大きくなる。これらのことから、入出力端子２１における電流ＩＦの波形は、電流ＩＤと電流ＩＥが相殺するので、図３（ｆ）の時間ｔ１１から時間ｔ１４に示すように、０を中心に僅かに上下する特性となる。   Next, at time t11, the control circuit 55 turns off the first switch 25 and the fourth switch 43 and turns on the second switch 27 and the fifth switch 45. As a result, as shown in FIGS. 3B and 3C, the current IB flowing through the first output terminal 15 and the current IC flowing through the second input terminal 37 are each zero. Therefore, the current IA of the power storage unit 11 obtained by combining both becomes 0 as shown in FIG. At this time, the first choke coil 23 and the second choke coil 41 are connected to the ground at one end and to the main power supply 58 at the other end when the second switch 27 and the fifth switch 45 are turned on at time t11. It becomes a state. As a result, as shown in FIG. 3E, the current IE of the second output terminal 39 flows in the negative direction (discharge direction), and its absolute value decreases with time from time t11 to time t14. On the other hand, as shown in FIG. 3D, the current ID of the first input terminal 17 flows in the positive direction (charging direction), and its absolute value increases with time. For these reasons, the waveform of the current IF at the input / output terminal 21 slightly increases and decreases around 0, as shown from time t11 to time t14 in FIG. It becomes a characteristic.

次に、時間ｔ１４は時間ｔ１０と同じ状態であるので、以後、時間ｔ１０から時間ｔ１４の動作を繰り返すことになる。従って、図３（ｆ）に示すように、主電源５８との電流ＩＦがほとんど流れないと同時に、図３（ａ）に示すように、蓄電部１１の電流ＩＡもほとんど流れない。よって、位相が一致している時は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の間で電流が巡回するだけとなり、蓄電部１１をほとんど昇温できない。これらのことから、位相は１８０度ずれている場合が、最も効率よく蓄電部１１を昇温できることになる。ゆえに、位相のずれは動作誤差範囲内で１８０度とすればよい。   Next, since the time t14 is in the same state as the time t10, the operation from the time t10 to the time t14 is repeated thereafter. Therefore, as shown in FIG. 3F, the current IF with the main power source 58 hardly flows, and at the same time, the current IA of the power storage unit 11 hardly flows as shown in FIG. Therefore, when the phases coincide with each other, only current circulates between the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35, and the temperature of the power storage unit 11 can hardly be increased. For these reasons, the power storage unit 11 can be most efficiently heated when the phase is shifted by 180 degrees. Therefore, the phase shift may be 180 degrees within the operation error range.

また、制御回路５５は、蓄電部１１の昇温時に劣化判断を行うとともに、蓄電装置１９の通常動作時において、もし温度Ｔが既定温度Ｔｒより低くなれば、蓄電部１１を昇温する動作を再び行っている。これらの動作の詳細について、図４を参照しながら説明する。   Further, the control circuit 55 performs the deterioration determination when the power storage unit 11 is heated, and performs the operation of heating the power storage unit 11 if the temperature T becomes lower than the predetermined temperature Tr during the normal operation of the power storage device 19. Going again. Details of these operations will be described with reference to FIG.

図４は蓄電部１１の温度Ｔにおける経時特性を示したもので、横軸は時間を、縦軸は温度Ｔをそれぞれ示す。まず、時間ｔ２０で蓄電装置１９の使用を開始したとする。これにより、制御回路５５は蓄電部１１の初期温度Ｔ０を検出する。初期温度Ｔ０は図４に示すように、既定温度Ｔｒに比べて低いので、制御回路５５は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５に対し、前記した図２に示す制御を行うことで、蓄電部１１を昇温する。その結果、蓄電部１１の温度Ｔは経時的に上昇していく。   FIG. 4 shows the time-dependent characteristics of the power storage unit 11 at the temperature T. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the temperature T. First, it is assumed that use of the power storage device 19 is started at time t20. Thereby, control circuit 55 detects initial temperature T0 of power storage unit 11. Since the initial temperature T0 is lower than the predetermined temperature Tr as shown in FIG. 4, the control circuit 55 performs the control shown in FIG. 2 on the first DC / DC converter 13 and the second DC / DC converter 35. Thus, the power storage unit 11 is heated. As a result, the temperature T of the power storage unit 11 increases with time.

ここで、蓄電部１１の状態により、昇温特性が異なる。すなわち、図４の太点線に示すように、蓄電部１１が新品時であれば昇温速度が遅く、太実線に示すように、蓄電部１１が劣化限界時（これ以上劣化すれば蓄電装置１９として使用できない限界状態）であれば昇温速度が速くなる。これは、蓄電部１１の劣化が進行するとともに内部抵抗値が大きくなり、蓄電部１１に図２（ａ）の電流ＩＡを流した時、その分、発熱量が大きくなるためである。ゆえに、昇温速度は蓄電部１１の劣化とともに大きくなるので、昇温速度を求めることにより蓄電部１１の劣化を判断することができる。その具体的な動作を以下に説明する。   Here, the temperature rise characteristic varies depending on the state of the power storage unit 11. That is, as shown by the thick dotted line in FIG. 4, if the power storage unit 11 is new, the rate of temperature increase is slow, and as shown by the thick solid line, the power storage unit 11 is at the deterioration limit (if the power storage unit 11 deteriorates further, the power storage device 19 If it is in a limit state that cannot be used as), the rate of temperature rise will be faster. This is because the internal resistance value increases as the deterioration of the power storage unit 11 progresses, and when the current IA shown in FIG. Therefore, the rate of temperature increase increases as the power storage unit 11 deteriorates, so that the deterioration of the power storage unit 11 can be determined by obtaining the temperature increase rate. The specific operation will be described below.

まず、制御回路５５は初期温度Ｔ０を内蔵メモリに記憶した後、蓄電部１１の昇温動作を行う。その後、制御回路５５は蓄電部１１の温度Ｔが既定温度Ｔｒに至った時間を求める。これは、図４において、蓄電部１１が劣化限界時には時間ｔ２１、新品時は時間ｔ２２であったとする。この時点で制御回路５５は蓄電部１１の昇温動作を停止し通常動作を行うとともに、初期温度Ｔ０から既定温度Ｔｒに至るまでの時間ｔから昇温速度として温度変化率ΔＴを求める。すなわち、蓄電部１１が新品時は時間ｔがｔ＝ｔ２２−ｔ２０となるので、温度変化率ΔＴは、ΔＴ＝（Ｔｒ−Ｔ０）／（ｔ２２−ｔ２０）より求められる。また、蓄電部１１が劣化限界時は時間ｔがｔ＝ｔ２１−ｔ２０となるので、温度変化率ΔＴは、ΔＴ＝（Ｔｒ−Ｔ０）／（ｔ２１−ｔ２０）より求められる。   First, the control circuit 55 stores the initial temperature T0 in the built-in memory, and then performs the temperature raising operation of the power storage unit 11. Thereafter, the control circuit 55 obtains the time when the temperature T of the power storage unit 11 reaches the predetermined temperature Tr. In FIG. 4, it is assumed that the power storage unit 11 is time t21 when the deterioration limit is reached and time t22 when the power storage unit 11 is new. At this time, the control circuit 55 stops the temperature increase operation of the power storage unit 11 and performs the normal operation, and obtains the temperature change rate ΔT as the temperature increase rate from the time t from the initial temperature T0 to the predetermined temperature Tr. That is, since the time t is t = t22−t20 when the power storage unit 11 is new, the temperature change rate ΔT is obtained from ΔT = (Tr−T0) / (t22−t20). Since the time t is t = t21−t20 when the power storage unit 11 is at the deterioration limit, the temperature change rate ΔT is obtained from ΔT = (Tr−T0) / (t21−t20).

なお、昇温速度は時間ｔ２０における温度上昇特性の微分値から求められるのであるが、計算が煩雑になるため、本実施の形態では昇温速度を反映した温度変化率ΔＴを求めている。   The rate of temperature increase is obtained from the differential value of the temperature rise characteristic at time t20. However, since the calculation becomes complicated, the present embodiment obtains the temperature change rate ΔT reflecting the rate of temperature rise.

次に、制御回路５５は、求めた温度変化率ΔＴが既定温度変化率ΔＴｒより大きければ、蓄電部１１が劣化していると判断する。この場合は、制御回路５５は車両側制御回路（図示せず）に対して蓄電部１１が劣化していることをデータ信号ｄａｔａにより送信する。これを受け、車両側制御回路は蓄電部１１の劣化を運転者に警告し修理を促す。この際、これ以上蓄電部１１が劣化しないように、車両側制御回路が蓄電装置１９の動作を停止し、制動時の電力の回生を行わないようにしてもよい。   Next, the control circuit 55 determines that the power storage unit 11 has deteriorated if the obtained temperature change rate ΔT is greater than the predetermined temperature change rate ΔTr. In this case, the control circuit 55 transmits to the vehicle side control circuit (not shown) that the power storage unit 11 has deteriorated by the data signal data. In response, the vehicle-side control circuit warns the driver of the deterioration of the power storage unit 11 and prompts repair. At this time, the vehicle-side control circuit may stop the operation of the power storage device 19 so as not to regenerate power during braking so that the power storage unit 11 does not deteriorate any more.

ここで、既定温度変化率ΔＴｒの決定方法について説明する。既定温度Ｔｒは後述するように、あらかじめ決定されているので、図４より明らかなように、温度変化率ΔＴは蓄電部１１の劣化程度だけでなく、初期温度Ｔ０によっても変化する。そこで、劣化限界に至った蓄電部１１を用いて、様々な初期温度Ｔ０における既定温度Ｔｒまでの昇温時間から、初期温度Ｔ０に応じて温度変化率ΔＴを求め、これらを既定温度変化率ΔＴｒとしてあらかじめメモリに記憶しておく。これにより、初期温度Ｔ０が異なっても、それに応じて決定された既定温度変化率ΔＴｒと、実測した温度変化率ΔＴとを比較することで、より正確な劣化判断が可能となる。   Here, a method for determining the predetermined temperature change rate ΔTr will be described. Since the predetermined temperature Tr is determined in advance as will be described later, the temperature change rate ΔT changes not only with the degree of deterioration of the power storage unit 11 but also with the initial temperature T0, as is apparent from FIG. Therefore, using the power storage unit 11 that has reached the deterioration limit, the temperature change rate ΔT is obtained according to the initial temperature T0 from the temperature rise time up to the predetermined temperature Tr at various initial temperatures T0, and these are obtained as the predetermined temperature change rate ΔTr. Is previously stored in the memory. As a result, even if the initial temperature T0 is different, a more accurate deterioration determination can be made by comparing the predetermined temperature change rate ΔTr determined according to the initial temperature T0 and the actually measured temperature change rate ΔT.

次に、既定温度Ｔｒの決定方法について説明する。図４に示したように、蓄電部１１の温度Ｔが既定温度Ｔｒに至ると同時に、制御回路５５が昇温を停止したとしても、蓄電部１１の熱容量により、温度Ｔの上昇はすぐに止まらず、ある程度のオーバーシュートが発生する。そのオーバーシュート幅は温度変化率ΔＴが大きいほど、すなわち劣化が進行するほど大きくなる。ゆえに、オーバーシュート幅は劣化限界時に最大となる。このことから、既定温度Ｔｒは、図４に示すように、蓄電部１１が劣化していると判断される際（劣化限界時）にオーバーシュートにより到達する最大温度Ｔｍが、蓄電部１１の使用可能最大温度Ｔｍｕを超えないように、あらかじめ決定されている。この決定方法は、具体的には次のように行う。   Next, a method for determining the predetermined temperature Tr will be described. As shown in FIG. 4, even when the temperature T of the power storage unit 11 reaches the predetermined temperature Tr and the control circuit 55 stops increasing the temperature at the same time, the increase in the temperature T is immediately stopped due to the heat capacity of the power storage unit 11. A certain amount of overshoot occurs. The overshoot width increases as the temperature change rate ΔT increases, that is, as the deterioration progresses. Therefore, the overshoot width becomes maximum at the deterioration limit. Therefore, as shown in FIG. 4, the predetermined temperature Tr is the maximum temperature Tm reached by overshoot when it is determined that the power storage unit 11 is deteriorated (at the deterioration limit). It is determined in advance so as not to exceed the maximum possible temperature Tmu. Specifically, this determination method is performed as follows.

図４において、もし既定温度Ｔｒが最大温度Ｔｍに近い値として決定すれば、蓄電部１１が劣化限界時の場合に、最大温度Ｔｍが使用可能最大温度Ｔｍｕを超えてしまう可能性がある。そこで、劣化限界に至った蓄電部１１を用いて、オーバーシュート幅が最大となる状態、すなわち初期温度Ｔ０が最も低い状態から昇温を行った時に、昇温を停止する温度（既定温度Ｔｒ）を様々に変えた際の最大温度Ｔｍを求める。一方、使用可能最大温度Ｔｍｕは蓄電部１１に使用する電気二重層キャパシタの特性によって決まっている。従って、最大温度Ｔｍが使用可能最大温度Ｔｍｕを超えないようにするための既定温度Ｔｒを実験的に求めることができる。こうして決定した既定温度Ｔｒは、制御回路５５の内蔵メモリに記憶されている。なお、実際には温度計測の誤差等を考慮して、図４に示すように最大温度Ｔｍが使用可能最大温度Ｔｍｕよりある程度のマージン分、低くなるように既定温度Ｔｒを決定している。これにより、蓄電部１１の温度Ｔが使用可能最大温度Ｔｍｕを超えることによる急速な劣化進行を避けることが可能となる。   In FIG. 4, if the predetermined temperature Tr is determined as a value close to the maximum temperature Tm, the maximum temperature Tm may exceed the usable maximum temperature Tmu when the power storage unit 11 is at the deterioration limit. Therefore, when the temperature is increased from the state where the overshoot width is maximum, that is, the state where the initial temperature T0 is the lowest, using the power storage unit 11 that has reached the deterioration limit, the temperature at which the temperature increase is stopped (predetermined temperature Tr) The maximum temperature Tm is obtained when various values are changed. On the other hand, the maximum usable temperature Tmu is determined by the characteristics of the electric double layer capacitor used for the power storage unit 11. Therefore, it is possible to experimentally obtain the predetermined temperature Tr for preventing the maximum temperature Tm from exceeding the usable maximum temperature Tmu. The predetermined temperature Tr thus determined is stored in the built-in memory of the control circuit 55. Actually, in consideration of temperature measurement errors and the like, the predetermined temperature Tr is determined so that the maximum temperature Tm is lower than the maximum usable temperature Tmu by some margin as shown in FIG. Thereby, it becomes possible to avoid rapid progress of deterioration due to the temperature T of the power storage unit 11 exceeding the maximum usable temperature Tmu.

蓄電部１１が既定温度Ｔｒに至り昇温動作を停止した後は、蓄電装置１９が通常動作を行っているので、オーバーシュートによる昇温があるものの、回生電力の充放電により蓄電部１１の温度Ｔは昇降温を繰り返す。しかし、例えば高速道路を巡航している場合のように、制動操作がほとんどないため充放電が行われない時は、図４の時間ｔ２１以降や時間ｔ２２以降に示すように、蓄電部１１の温度Ｔは経時的に低下していく。そこで、制御回路５５は、蓄電部１１が充放電動作を行っていない場合に、既定時間（例えば１０分）毎に蓄電部１１の温度Ｔを温度センサ５２により検出し、もし温度Ｔが既定温度Ｔｒより低ければ、蓄電部１１の昇温動作を行うようにしている。   After the power storage unit 11 reaches the predetermined temperature Tr and stops the temperature raising operation, the power storage device 19 performs a normal operation. Therefore, although the temperature rises due to overshoot, the temperature of the power storage unit 11 is charged and discharged by regenerative power. T repeats heating and cooling. However, when charging / discharging is not performed because there is almost no braking operation, for example, when cruising on a highway, the temperature of the power storage unit 11 is changed as shown after time t21 and after time t22 in FIG. T decreases with time. Therefore, the control circuit 55 detects the temperature T of the power storage unit 11 by the temperature sensor 52 every predetermined time (for example, 10 minutes) when the power storage unit 11 is not performing the charging / discharging operation. If it is lower than Tr, the temperature increasing operation of the power storage unit 11 is performed.

具体的には、例えば蓄電部１１が新品状態の時は、図４の太点線に示すように、蓄電部１１の温度Ｔが既定温度Ｔｒに至った時間ｔ２２から既定時間が経過した時間ｔ２４において、蓄電部１１が充放電動作を行っていなければ、蓄電部１１の温度Ｔを検出する。これは既定温度Ｔｒより低いので、蓄電部１１の昇温動作を行う。これにより、蓄電部１１の温度Ｔは時間ｔ２４以降で上昇し、既定温度Ｔｒに至れば昇温動作を停止する。その結果、オーバーシュートを経て再び降温するので、制御回路５５は時間ｔ２４から既定時間が経過した時間ｔ２６で再び時間ｔ２４と同じ動作を行う。これにより、時間ｔ２４、ｔ２６、ｔ２８・・・で周期的に昇温動作が行われるので、蓄電部１１が充電できる回生電力量を高く保つことが可能となる。   Specifically, for example, when the power storage unit 11 is in a new state, as shown by a thick dotted line in FIG. 4, at a time t24 when the predetermined time has elapsed from the time t22 when the temperature T of the power storage unit 11 reaches the predetermined temperature Tr. If the power storage unit 11 is not performing the charge / discharge operation, the temperature T of the power storage unit 11 is detected. Since this is lower than the predetermined temperature Tr, the power storage unit 11 is heated. Thereby, temperature T of power storage unit 11 rises after time t24, and when the temperature reaches predetermined temperature Tr, the temperature raising operation is stopped. As a result, the temperature drops again after overshoot, and the control circuit 55 performs the same operation again at time t26 at time t26 when the predetermined time has elapsed from time t24. Thereby, since the temperature raising operation is periodically performed at times t24, t26, t28,..., The amount of regenerative power that can be charged by the power storage unit 11 can be kept high.

同様に、劣化限界時においても、図４の太実線に示すように、時間ｔ２１から既定時間（新品時と同じ１０分）が経過した時間ｔ２３において、蓄電部１１が充放電動作を行っていなければ、蓄電部１１の温度Ｔを検出する。この時は、温度Ｔが既定温度Ｔｒ以上であるので、昇温動作は行われない。その後、さらに既定時間が経過した時間ｔ２５において、再び蓄電部１１の温度Ｔを検出する。この時は、温度Ｔが既定温度Ｔｒより低いので、制御回路５５は昇温動作を行う。これにより、蓄電部１１の温度Ｔは時間ｔ２５以降で上昇し、既定温度Ｔｒに至れば昇温動作を停止する。その結果、オーバーシュートを経て再び降温するので、制御回路５５は時間ｔ２５から既定時間が経過した時間ｔ２７で再び時間ｔ２５と同じ動作を行う。これにより、時間ｔ２５、ｔ２７・・・で周期的に昇温動作が行われるので、蓄電部１１が劣化限界時であっても、充電できる回生電力量を高く保つことが可能となる。   Similarly, even at the deterioration limit, as shown by the thick solid line in FIG. 4, the power storage unit 11 must perform the charge / discharge operation at time t23 when a predetermined time (same as when new) has elapsed from time t21. For example, the temperature T of the power storage unit 11 is detected. At this time, since the temperature T is equal to or higher than the predetermined temperature Tr, the temperature raising operation is not performed. Thereafter, the temperature T of the power storage unit 11 is detected again at time t25 when the predetermined time has passed. At this time, since the temperature T is lower than the predetermined temperature Tr, the control circuit 55 performs the temperature raising operation. As a result, the temperature T of the power storage unit 11 rises after time t25, and the temperature raising operation is stopped when the temperature reaches the predetermined temperature Tr. As a result, the temperature drops again through overshoot, so that the control circuit 55 performs the same operation again at time t25 at time t27 when the predetermined time has elapsed from time t25. Thus, since the temperature raising operation is periodically performed at times t25, t27,..., The regenerative electric energy that can be charged can be kept high even when the power storage unit 11 is at the deterioration limit.

このように、主電源５８からの電力の持ち出しや発電機６３の駆動を抑制した状態で、効率的に、かつ周期的に昇温動作を行うことができるので、回生電力量が高く保たれることも相まって、車両全体としての効率向上を図ることが可能となる。   As described above, since the temperature raising operation can be performed efficiently and periodically in the state where the power supply from the main power source 58 and the driving of the generator 63 are suppressed, the regenerative power amount is kept high. This also makes it possible to improve the efficiency of the entire vehicle.

以上の構成、動作により、蓄電部１１に充電された電力を第２ＤＣ／ＤＣコンバータ３５で放電し、その電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１３で蓄電部１１に充電する動作を繰り返すように両者の動作波形の位相を１８０度ずらして設定しているので、蓄電部１１の電力により自らが充放電され、その時の電流と蓄電部１１の内部抵抗により蓄電部１１が昇温される結果、高効率に蓄電部１１を昇温することができる蓄電装置１９が実現できる。   With the above configuration and operation, the operation of both is performed so that the power charged in the power storage unit 11 is discharged by the second DC / DC converter 35 and the operation of charging the power storage unit 11 by the first DC / DC converter 13 is repeated. Since the phase of the waveform is set so as to be shifted by 180 degrees, the power is charged / discharged by the power of the power storage unit 11 and the power storage unit 11 is heated by the current and the internal resistance of the power storage unit 11. A power storage device 19 that can raise the temperature of the power storage unit 11 can be realized.

なお、本実施の形態では、蓄電部１１に電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。但し、蓄電部１１に例えば二次電池を用いた場合は、充放電に時間がかかるため、本実施の形態のように充放電を高速に繰り返す場合は十分に昇温することができなくなる可能性がある。従って、本実施の形態における蓄電部１１としては、高速充放電が可能なキャパシタが適する。   In the present embodiment, an electric double layer capacitor is used for power storage unit 11, but this may be another capacitor such as an electrochemical capacitor. However, when a secondary battery is used for the power storage unit 11, for example, charging / discharging takes time. Therefore, when charging / discharging is repeated at a high speed as in this embodiment, there is a possibility that the temperature cannot be sufficiently increased. There is. Therefore, a capacitor capable of high-speed charging / discharging is suitable as power storage unit 11 in the present embodiment.

また、本実施の形態において蓄電装置１９を車両の回生システムに適用した場合について述べたが、それらに限らず、ハイブリッド車や、アイドリングストップ、電動パワーステアリング、車両制動システム、電動過給器等の各システムにおける車両用補助電源等にも適用可能である。   Further, in the present embodiment, the case where the power storage device 19 is applied to a vehicle regeneration system has been described. However, the present invention is not limited thereto, such as a hybrid vehicle, an idling stop, an electric power steering, a vehicle braking system, an electric supercharger, etc. The present invention can also be applied to an auxiliary power source for vehicles in each system.

本発明にかかる車両用電源装置は、高効率に蓄電部を昇温することができるので、特に蓄電部に電力を蓄え、必要な時に放電する車両用の蓄電装置等として有用である。   The power supply device for a vehicle according to the present invention can raise the temperature of the power storage unit with high efficiency, and is particularly useful as a power storage device for a vehicle that stores electric power in the power storage unit and discharges it when necessary.

本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図1 is a block circuit diagram of a power storage device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における蓄電装置の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させた場合の各部電流の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部の電流経時特性図、（ｂ）は第１出力端子の電流経時特性図、（ｃ）は第２入力端子の電流経時特性図、（ｄ）は第１入力端子の電流経時特性図、（ｅ）は第２出力端子の電流経時特性図、（ｆ）は入出力端子の電流経時特性図FIG. 6 is a time-dependent characteristic diagram of each part current when operated so that the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter of the power storage device and the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter in the embodiment of the present invention are shifted by 180 degrees. , (A) is a current aging characteristic diagram of the power storage unit, (b) is a current aging characteristic diagram of the first output terminal, (c) is a current aging characteristic diagram of the second input terminal, and (d) is a diagram of the first input terminal. Current aging characteristics diagram, (e) Current aging characteristics diagram of second output terminal, (f) Current aging characteristics diagram of input / output terminal 本発明の実施の形態における蓄電装置の第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が一致するように動作させた場合の各部電流の経時特性図であり、（ａ）は蓄電部の電流経時特性図、（ｂ）は第１出力端子の電流経時特性図、（ｃ）は第２入力端子の電流経時特性図、（ｄ）は第１入力端子の電流経時特性図、（ｅ）は第２出力端子の電流経時特性図、（ｆ）は入出力端子の電流経時特性図It is a time-dependent characteristic view of each part current when operating so that the phase of the operation waveform of the first DC / DC converter of the power storage device in the embodiment of the present invention and the phase of the operation waveform of the second DC / DC converter match. (A) is a current aging characteristic diagram of the power storage unit, (b) is a current aging characteristic diagram of the first output terminal, (c) is a current aging characteristic diagram of the second input terminal, and (d) is a current of the first input terminal. (E) is a current time characteristic diagram of the second output terminal, (f) is a current time characteristic diagram of the input / output terminal. 本発明の実施の形態における蓄電装置の昇温時の温度経時特性図Temperature aging characteristics diagram during temperature rise of power storage device in an embodiment of the present invention 従来のバッテリ制御装置のブロック構成図Block diagram of a conventional battery control device

符号の説明Explanation of symbols

１１ 蓄電部
１３ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ
１９ 蓄電装置
２１ 入出力端子
３５ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ
５２ 温度センサ
５３ 入出力端子電圧検出回路
５４ 蓄電部電圧検出回路
５５ 制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power storage part 13 1st DC / DC converter 19 Power storage apparatus 21 Input / output terminal 35 2nd DC / DC converter 52 Temperature sensor 53 Input / output terminal voltage detection circuit 54 Power storage part voltage detection circuit 55 Control circuit

Claims (6)

蓄電部と、
前記蓄電部に一端が接続された第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの他端に接続された入出力端子と、
前記蓄電部と前記入出力端子の間に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと並列接続された第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記蓄電部に配された温度センサと、
前記入出力端子に接続された入出力端子電圧検出回路と、
前記蓄電部に接続された蓄電部電圧検出回路と、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、温度センサ、入出力端子電圧検出回路、および蓄電部電圧検出回路に接続された制御回路とからなり、
前記制御回路は、前記温度センサから得られる温度（Ｔ）が既定温度（Ｔｒ）より低ければ、
前記蓄電部電圧検出回路から得られる前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が前記入出力端子電圧検出回路から得られる前記入出力端子における入出力電圧（Ｖｂ）以下の場合は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、または前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより、前記蓄電部を前記入出力電圧（Ｖｂ）より高い電圧まで初期充電した状態とし、
前記蓄電部の電圧（Ｖｃ）が前記入出力電圧（Ｖｂ）より高い場合は、前記初期充電を行わない状態として、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電部に電力を充電するように、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータが前記蓄電部から電力を放電するように、それぞれ制御するとともに、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相と、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの動作波形の位相が１８０度ずれるように動作させることにより、前記温度（Ｔ）が前記既定温度（Ｔｒ）に至るまで前記蓄電部を昇温するようにした蓄電装置。 A power storage unit;
A first DC / DC converter having one end connected to the power storage unit;
An input / output terminal connected to the other end of the first DC / DC converter;
A second DC / DC converter connected in parallel with the first DC / DC converter between the power storage unit and the input / output terminal;
A temperature sensor disposed in the power storage unit;
An input / output terminal voltage detection circuit connected to the input / output terminal;
A power storage unit voltage detection circuit connected to the power storage unit;
The first DC / DC converter, the second DC / DC converter, a temperature sensor, an input / output terminal voltage detection circuit, and a control circuit connected to the power storage unit voltage detection circuit,
If the temperature (T) obtained from the temperature sensor is lower than a predetermined temperature (Tr), the control circuit
When the voltage (Vc) of the power storage unit obtained from the power storage unit voltage detection circuit is equal to or lower than the input / output voltage (Vb) at the input / output terminal obtained from the input / output terminal voltage detection circuit, the first DC / DC converter Or by the second DC / DC converter, the power storage unit is initially charged to a voltage higher than the input / output voltage (Vb),
When the voltage (Vc) of the power storage unit is higher than the input / output voltage (Vb), the initial charging is not performed.
The first DC / DC converter controls the power storage unit so as to charge power, and the second DC / DC converter controls the power storage unit to discharge power.
By operating so that the phase of the operating waveform of the first DC / DC converter and the phase of the operating waveform of the second DC / DC converter are shifted by 180 degrees, the temperature (T) reaches the predetermined temperature (Tr). A power storage device configured to raise the temperature of the power storage unit. 前記制御回路は、前記温度（Ｔ）が前記既定温度（Ｔｒ）に至れば、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、または前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータにより、前記蓄電部を放電するようにした請求項１に記載の蓄電装置。 2. The control circuit according to claim 1, wherein when the temperature (T) reaches the predetermined temperature (Tr), the power storage unit is discharged by the first DC / DC converter or the second DC / DC converter. The power storage device described. 前記制御回路は、前記温度（Ｔ）が前記既定温度（Ｔｒ）より低い場合に、前記温度（Ｔ）が初期温度（Ｔ０）から前記既定温度（Ｔｒ）に至るまでの時間（ｔ）から温度変化率（ΔＴ）を求め、
前記温度変化率（ΔＴ）が、前記初期温度（Ｔ０）に応じてあらかじめ決定した既定温度変化率（ΔＴｒ）より大きければ、前記蓄電部が劣化していると判断するようにした請求項１に記載の蓄電装置。 When the temperature (T) is lower than the predetermined temperature (Tr), the control circuit determines the temperature from the time (t) until the temperature (T) reaches the predetermined temperature (Tr) from the initial temperature (T0). Obtain the rate of change (ΔT)
The power storage unit is determined to be deteriorated if the temperature change rate (ΔT) is greater than a predetermined temperature change rate (ΔTr) determined in advance according to the initial temperature (T0). The power storage device described. 前記既定温度（Ｔｒ）は、前記蓄電部が劣化していると判断される際に到達する最大温度（Ｔｍ）が、前記蓄電部の使用可能最大温度（Ｔｍｕ）を超えないように、あらかじめ決定された請求項３に記載の蓄電装置。 The predetermined temperature (Tr) is determined in advance so that the maximum temperature (Tm) reached when it is determined that the power storage unit is deteriorated does not exceed the maximum usable temperature (Tmu) of the power storage unit. The power storage device according to claim 3. 前記制御回路は、前記蓄電部が充放電動作を行っていない場合に、既定時間毎に前記蓄電部の温度（Ｔ）を前記温度センサにより検出し、
前記温度（Ｔ）が前記既定温度（Ｔｒ）より低ければ、前記蓄電部を昇温するようにした請求項１に記載の蓄電装置。 The control circuit detects the temperature (T) of the power storage unit at a predetermined time by the temperature sensor when the power storage unit is not performing a charge / discharge operation,
The power storage device according to claim 1, wherein if the temperature (T) is lower than the predetermined temperature (Tr), the power storage unit is heated. 前記蓄電部はキャパシタで構成された請求項１に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the power storage unit includes a capacitor.
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