JP2010104116A - Power storage device and charging method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage device for improving charging efficiency at the time of storing supply power fluctuating with time. <P>SOLUTION: The power storage device includes a main power storage part 11 comprising a secondary battery, an auxiliary power storage part 12 which can be connected in series to the main power storage part 11 and contains an electric double layer capacitor and a control part 13 switching a state where supply power is supplied to the main power storage part 11 or the auxiliary power storage part 12 and a state where supply power is supplied to the main power storage part 11 and the auxiliary power storage part 12, which are connected in series, in accordance with fluctuation of supply power. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気二重層キャパシタ及び二次電池を用いた蓄電装置及びその充電方法に関する。   The present invention relates to a power storage device using an electric double layer capacitor and a secondary battery, and a charging method thereof.

近年、省エネルギー対策の一環として、例えば風力や波力などの自然エネルギーを活用した発電システムが注目されている。また、自動車、鉄道、建設機械などの移動体の駆動により得られる回生電力の回収システムの開発も進められている。これらのシステムによって得られた電気エネルギーを利用するためには、電気エネルギーを貯蔵しておくための蓄電装置が必要となる。このような目的のために、二次電池や電気二重層キャパシタなどを用いた各種の蓄電装置が提案されている（例えば特許文献１，２，３，４参照）。
特開２００５−２０８０５号公報 特開２００７−１２４７１９号公報 特開２００１−６９６８８号公報 特開２００５−２４５０４６号公報 In recent years, as a part of energy saving measures, for example, a power generation system using natural energy such as wind power and wave power has attracted attention. In addition, a recovery system for regenerative power obtained by driving a moving body such as an automobile, a railway, or a construction machine is being developed. In order to use the electric energy obtained by these systems, a power storage device for storing the electric energy is required. For this purpose, various power storage devices using secondary batteries or electric double layer capacitors have been proposed (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-20805 JP 2007-124719 A JP 2001-69688 A JP 2005-245046 A

二次電池や、二次電池と電気二重層キャパシタとが並列に接続された組電池などを用いた蓄電装置を充電する場合、供給電力が大きすぎると、二次電池が過充電を起こしたり、供給される電力が二次電池内で熱エネルギーなどに転換されて損失となったりする可能性がある。また、供給電力が小さすぎる場合は、そもそも二次電池への充電ができなくなってしまう。そのため、このような蓄電装置に外部から供給される電力は、一定の範囲に制限されることが望ましい。ところが、前述したような自然エネルギーによる発電システムや回生電力の回収システムから供給される電力は、長時間にわたって安定して供給されるとは限らず、時間とともに変動する傾向がある。この変動の幅が大きいと、供給電力が大きすぎたり小さすぎたりするタイミングで蓄電装置の充電ができなくなり、蓄電装置の充電効率を悪化させるおそれがある。   When charging a power storage device using a secondary battery or a battery pack in which a secondary battery and an electric double layer capacitor are connected in parallel, if the supplied power is too large, the secondary battery may overcharge, There is a possibility that the supplied power is converted into heat energy in the secondary battery and lost. If the supplied power is too small, the secondary battery cannot be charged in the first place. Therefore, it is desirable that the power supplied from the outside to such a power storage device is limited to a certain range. However, the electric power supplied from the above-described power generation system using natural energy or the regenerative electric power recovery system is not always stably supplied over a long period of time, and tends to vary with time. If the width of the fluctuation is large, the power storage device cannot be charged at a timing when the supplied power is too large or too small, which may deteriorate the charging efficiency of the power storage device.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、時間とともに変動する供給電力を蓄積する場合に、充電効率を向上できる蓄電装置及び充電方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a power storage device and a charging method capable of improving charging efficiency when supplying power that varies with time is accumulated. .

上記課題を解決するための本発明に係る蓄電装置は、時間とともに変動する供給電力により充電される蓄電装置であって、二次電池を含んでなる主蓄電部と、前記主蓄電部と直列接続可能に構成され、電気二重層キャパシタを含んでなる補助蓄電部と、前記供給電力の変動に応じて、前記主蓄電部又は前記補助蓄電部のいずれか一方に前記供給電力を供給する状態と、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給する状態と、を切り替える制御部と、を備えることを特徴とする。   A power storage device according to the present invention for solving the above-described problem is a power storage device that is charged by supply power that varies with time, and includes a main power storage unit including a secondary battery, and a series connection with the main power storage unit An auxiliary power storage unit configured to include an electric double layer capacitor, and a state in which the supplied power is supplied to either the main power storage unit or the auxiliary power storage unit according to fluctuations in the supplied power; And a controller that switches between supplying the supplied power to both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series.

また、上記蓄電装置において、前記制御部は、前記供給電力の変動と、前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の充電状態と、に応じて、前記供給電力の供給先を切り替えることとしてもよい。   Further, in the power storage device, the control unit may switch the supply destination of the supplied power in accordance with fluctuations in the supplied power and charging states of the main power storage unit and the auxiliary power storage unit.

また、上記蓄電装置において、前記制御部は、前記供給電力に応じた入力電圧が所定の上限値を上回る場合に、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給することとしてもよい。   In the power storage device, the control unit supplies the power supply to both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series when an input voltage corresponding to the power supply exceeds a predetermined upper limit value. It is good also as supplying.

さらに、前記制御部は、前記供給電力に応じた入力電圧が所定の下限値を下回る場合に、前記補助蓄電部に前記供給電力を供給することとしてもよい。   Furthermore, the control unit may supply the supplied power to the auxiliary power storage unit when an input voltage corresponding to the supplied power is lower than a predetermined lower limit value.

また、上記蓄電装置は、前記補助蓄電部を複数備え、前記制御部は、前記補助蓄電部それぞれの充電状態に応じて、前記複数の補助蓄電部の中から前記供給電力の供給先を切り替えることとしてもよい。   The power storage device includes a plurality of the auxiliary power storage units, and the control unit switches a supply destination of the supplied power from the plurality of auxiliary power storage units according to a charge state of each of the auxiliary power storage units. It is good.

また、本発明に係る充電方法は、二次電池を含んでなる主蓄電部と、前記主蓄電部と直列接続可能に構成され、電気二重層キャパシタを含んでなる補助蓄電部と、を備える蓄電装置を、時間とともに変動する供給電力により充電する充電方法であって、前記供給電力の変動に応じて、前記主蓄電部又は前記補助蓄電部のいずれか一方に前記供給電力を供給する状態と、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給する状態と、を切り替えることを特徴とする。   A charging method according to the present invention includes a main power storage unit including a secondary battery, and an auxiliary power storage unit configured to be connected in series with the main power storage unit and including an electric double layer capacitor. A charging method for charging a device with supply power that varies with time, and supplying the supply power to either the main power storage unit or the auxiliary power storage unit according to the change in the supply power; Switching between a state in which the supplied power is supplied to both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series is characterized.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置１の回路構成の一例を示す回路図である。蓄電装置１は、外部から供給される電力を蓄積する装置であって、特に本実施形態では、時間とともに変動する供給電力Ｐによって充電される。このような時間とともに変動する電力の例としては、風力発電や太陽光発電、水力（揚水）発電等によって得られる電力や、自動車等の駆動によって得られる回生電力などが挙げられる。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of a power storage device 1 according to an embodiment of the present invention. The power storage device 1 is a device for accumulating power supplied from the outside, and in particular in the present embodiment, is charged by the supplied power P that varies with time. Examples of such power that fluctuates with time include power obtained by wind power generation, solar power generation, hydropower (pumped water) power generation, regenerative power obtained by driving an automobile or the like.

図２は、蓄電装置１の使用例を示す説明図である。この図の例では、蓄電装置１は風力発電装置２によって発電された電力を蓄積して、蓄積した電力を外部に放電する。具体的に、風力発電装置２に内蔵された発電機が風力を電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを蓄電装置１に対して供給する。このとき風力発電装置２から蓄電装置１に対して供給される供給電力Ｐは、風の状況によって時間とともに変動することになる。蓄電装置１は、風力発電装置２から供給される電力を蓄積して、蓄積された電力を所定のタイミングで外部に放電する。すなわち、蓄電装置１は、比較的短時間の充電によって蓄積された電力を、外部の電力系統へと放電したり、電力系統による電力供給の補助として家庭内で負荷に対して放電したりする。あるいは、例えば昼間に蓄積された電力を夜間に負荷に対して供給するなど、比較的長時間の充電によって蓄積された電力を、一定時間にわたって外部に供給することとしてもよい。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a usage example of the power storage device 1. In the example of this figure, the power storage device 1 accumulates the electric power generated by the wind power generator 2 and discharges the accumulated electric power to the outside. Specifically, a generator built in the wind power generator 2 converts wind power into electric energy, and supplies this electric energy to the power storage device 1. At this time, the supplied power P supplied from the wind power generator 2 to the power storage device 1 varies with time depending on the wind conditions. The power storage device 1 accumulates the power supplied from the wind power generator 2 and discharges the accumulated power to the outside at a predetermined timing. In other words, the power storage device 1 discharges the electric power stored by charging for a relatively short time to an external electric power system or discharges the electric power to the load in the home as an auxiliary power supply by the electric power system. Or it is good also as supplying the electric power accumulate | stored by charge for comparatively long time outside for a fixed time, for example, supplying the electric power accumulate | stored in the daytime with respect to a load at night.

以下、蓄電装置１を構成する各部について、説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る蓄電装置１は、主蓄電部１１と、複数の補助蓄電部１２と、制御部１３と、スイッチＳ１〜Ｓ５と、を含んで構成されている。   Hereinafter, each part which comprises the electrical storage apparatus 1 is demonstrated. As shown in FIG. 1, the power storage device 1 according to the present embodiment includes a main power storage unit 11, a plurality of auxiliary power storage units 12, a control unit 13, and switches S1 to S5. .

主蓄電部１１は、少なくとも二次電池を含んで構成される。具体的に、本実施形態では、主蓄電部１１は、二次電池１１ａと、当該二次電池１１ａに対して並列に接続された電気二重層キャパシタ１１ｂと、を含んで構成されている。   The main power storage unit 11 includes at least a secondary battery. Specifically, in the present embodiment, the main power storage unit 11 includes a secondary battery 11a and an electric double layer capacitor 11b connected in parallel to the secondary battery 11a.

ここで、二次電池１１ａは、ニッケル−水素電池やリチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、また制御弁式鉛−酸電池（シール鉛蓄電池）など、充放電が可能な各種の化学電池であってよい。また、このような二次電池が複数接続されてなる組電池であってもよい。   Here, the secondary battery 11a is a variety of chemical batteries capable of charging and discharging, such as a nickel-hydrogen battery, a lithium ion battery, a nickel-cadmium battery, and a control valve type lead-acid battery (sealed lead-acid battery). Good. Moreover, the assembled battery formed by connecting a plurality of such secondary batteries may be used.

二次電池１１ａを充電する際に供給される電力は、また過充電を避けつつ充電を行うために、その電圧値が予め定められた範囲内に含まれることが要求される。この電圧値の範囲は、二次電池１１ａの特性などによって決定される。以下では、二次電池１１ａに対して許容される入力電圧の範囲は、所定の下限値Ｖｍｉｎ以上で、かつ所定の上限値Ｖｍａｘ以下の範囲であることとする。なお、この下限値Ｖｍｉｎ及び上限値Ｖｍａｘは、二次電池１１ａの製造者によって設定された定格電圧や、満充電時及び完全放電時の二次電池１１ａの電圧に応じて定められてもよい。   The electric power supplied when charging the secondary battery 11a is required to have a voltage value within a predetermined range in order to perform charging while avoiding overcharging. The range of the voltage value is determined by the characteristics of the secondary battery 11a. In the following, it is assumed that the range of input voltage allowed for the secondary battery 11a is a range not less than a predetermined lower limit value Vmin and not more than a predetermined upper limit value Vmax. The lower limit value Vmin and the upper limit value Vmax may be determined according to the rated voltage set by the manufacturer of the secondary battery 11a, or the voltage of the secondary battery 11a during full charge and full discharge.

本実施形態では、この二次電池１１ａに対して、電気二重層キャパシタ１１ｂが並列に接続されている。なお、電気二重層キャパシタ１１ｂは、複数の電気二重層キャパシタセルが複数個並列又は直列に接続された電気二重層キャパシタモジュールであってもよい。このように、二次電池１１ａに対して電気二重層キャパシタ１１ｂを並列に接続し、両者を相補的に利用して充放電を行うことによって、二次電池１１ａに流れる電流を抑えることができ、主蓄電部１１全体の充電効率を向上するとともに、二次電池１１ａの寿命を延ばすことができる。   In the present embodiment, an electric double layer capacitor 11b is connected in parallel to the secondary battery 11a. The electric double layer capacitor 11b may be an electric double layer capacitor module in which a plurality of electric double layer capacitor cells are connected in parallel or in series. In this way, by connecting the electric double layer capacitor 11b in parallel to the secondary battery 11a and performing charge and discharge using both complementarily, the current flowing through the secondary battery 11a can be suppressed, The charging efficiency of the main power storage unit 11 as a whole can be improved and the life of the secondary battery 11a can be extended.

複数の補助蓄電部１２は、それぞれ電気二重層キャパシタを含み、いずれもスイッチＳ１を介して主蓄電部１１と直列接続可能に構成されている。本実施形態では、蓄電装置１は、補助蓄電部１２ａ，１２ｂ及び１２ｃの３個の補助蓄電部１２を備えることとする。   Each of the plurality of auxiliary power storage units 12 includes an electric double layer capacitor, and all of the auxiliary power storage units 12 are configured to be connected in series with the main power storage unit 11 via the switch S1. In the present embodiment, the power storage device 1 includes three auxiliary power storage units 12, that is, auxiliary power storage units 12 a, 12 b, and 12 c.

制御部１３は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、所定の条件に従って、外部から供給される供給電力Ｐの供給先となる蓄電部を切り替える制御を行う。また、制御部１３は、蓄電装置１が蓄積する電力を放電する場合に、放電を行う蓄電部を切り替える制御も行う。具体的に、制御部１３は、スイッチＳ１〜Ｓ５の接続を切り替える制御信号を出力することによって、供給電力Ｐの供給先となる蓄電部や、放電を行う蓄電部を切り替える。制御部１３による切り替え制御の具体例については、後述する。   The control unit 13 is configured by, for example, a microcomputer and performs control to switch the power storage unit that is the supply destination of the supplied power P supplied from the outside according to a predetermined condition. In addition, the control unit 13 also performs control to switch the power storage unit that performs discharging when the power stored in the power storage device 1 is discharged. Specifically, the control part 13 switches the electrical storage part used as the supply destination of the supply electric power P, and the electrical storage part which discharges by outputting the control signal which switches connection of switch S1-S5. A specific example of the switching control by the control unit 13 will be described later.

複数の補助蓄電部１２と主蓄電部１１との間には、スイッチＳ１が設けられている。このスイッチＳ１は、制御部１３の制御によって、主蓄電部１１の一方の端子を、複数の補助蓄電部１２それぞれの一方の端子、並びに図１に示される端子Ｔｘ及びＴｙのうちのいずれか一つと接続するよう切り替えられる。スイッチＳ１が切り替えられることによって、複数の補助蓄電部１２は、それぞれ主蓄電部１１と直列に接続されることが可能になっている。   A switch S1 is provided between the plurality of auxiliary power storage units 12 and the main power storage unit 11. The switch S1 is controlled by the control unit 13 so that one terminal of the main power storage unit 11 is connected to one terminal of each of the plurality of auxiliary power storage units 12 and one of the terminals Tx and Ty illustrated in FIG. Can be switched to connect. By switching the switch S1, the plurality of auxiliary power storage units 12 can be connected in series with the main power storage unit 11, respectively.

スイッチＳ２は、風力発電装置２からの供給電力Ｐが入力される外部入力端子の一方（以下、入力端子Ｔ１という）と接続されている。そして、スイッチＳ２は、制御部１３の制御によって、この入力端子Ｔ１を、図１に示される端子Ｔｘ、及び各補助蓄電部１２のスイッチＳ１と反対側の端子のうちのいずれか一つと接続するよう切り替えられる。なお、入力端子Ｔ１が端子Ｔｘと接続されるとともに、スイッチＳ１も端子Ｔｘに接続されることによって、入力端子Ｔ１はスイッチＳ２及びＳ１を介して主蓄電部１１と接続される。   The switch S2 is connected to one of the external input terminals (hereinafter referred to as the input terminal T1) to which the supplied power P from the wind turbine generator 2 is input. And switch S2 connects this input terminal T1 with either one of terminal Tx shown by FIG. 1, and the terminal on the opposite side to switch S1 of each auxiliary | assistant electrical storage part 12 by control of the control part 13. FIG. Can be switched. Note that the input terminal T1 is connected to the terminal Tx, and the switch S1 is also connected to the terminal Tx, whereby the input terminal T1 is connected to the main power storage unit 11 via the switches S2 and S1.

スイッチＳ３は、風力発電装置２からの供給電力Ｐが入力される外部入力端子のうち、スイッチＳ２と接続されない側の端子（以下、入力端子Ｔ２という）と接続されている。そして、スイッチＳ３は、制御部１３の制御によって、この入力端子Ｔ２を、主蓄電部１１の両端の端子のいずれかと接続するよう切り替えられる。   The switch S3 is connected to a terminal (hereinafter referred to as an input terminal T2) that is not connected to the switch S2 among the external input terminals to which the supplied power P from the wind turbine generator 2 is input. And switch S3 is switched so that this input terminal T2 may be connected with either of the terminals of the both ends of the main electrical storage part 11 by control of the control part 13. FIG.

制御部１３の制御によってこれらスイッチＳ１，Ｓ２及びＳ３が連動して切り替わることによって、供給電力Ｐの供給先が切り替えられる。すなわち、スイッチＳ１及びＳ２が端子Ｔｘと接続され、スイッチＳ３が主蓄電部１１のスイッチＳ１と反対側の端子と接続されることによって、供給電力Ｐは主蓄電部１１に対して供給される。また、スイッチＳ１及びＳ２がいずれも同じ補助蓄電部１２に接続され、かつスイッチＳ３が主蓄電部１１のスイッチＳ１側の端子と接続されることによって、供給電力Ｐは当該補助蓄電部１２に対して供給される。さらに、スイッチＳ１が主蓄電部１１と補助蓄電部１２のいずれか一つとを接続するとともに、スイッチＳ２がこの主蓄電部１１と接続された補助蓄電部１２に接続され、スイッチＳ３が主蓄電部１１のスイッチＳ１とは反対側の端子と接続されることによって、供給電力Ｐは直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の両方に対して供給される。なお、図１の例に示すスイッチの接続状態においては、直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２ｂに対して電力供給が行われる。   When these switches S1, S2, and S3 are switched in conjunction with each other under the control of the control unit 13, the supply destination of the supply power P is switched. That is, the switches S1 and S2 are connected to the terminal Tx, and the switch S3 is connected to the terminal on the opposite side to the switch S1 of the main power storage unit 11, whereby the supplied power P is supplied to the main power storage unit 11. Further, the switches S1 and S2 are both connected to the same auxiliary power storage unit 12, and the switch S3 is connected to the terminal on the switch S1 side of the main power storage unit 11, so that the supplied power P is supplied to the auxiliary power storage unit 12. Supplied. Further, switch S1 connects either main power storage unit 11 or auxiliary power storage unit 12, switch S2 is connected to auxiliary power storage unit 12 connected to main power storage unit 11, and switch S3 is main power storage unit. 11 is connected to the terminal on the opposite side of the switch S1, supply power P is supplied to both the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series. In the switch connection state shown in the example of FIG. 1, power is supplied to the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12b connected in series.

また、スイッチＳ４は、蓄電装置１に蓄積された電力を外部に供給する外部出力端子の一方（以下、出力端子Ｔ３という）と接続されている。そして、スイッチＳ４は、制御部１３の制御によって、この出力端子Ｔ３を、図１に示される端子Ｔｙ、及び各補助蓄電部１２のスイッチＳ１と反対側の端子のうちのいずれか一つと接続するよう切り替えられる。なお、出力端子Ｔ３が端子Ｔｙと接続されるとともに、スイッチＳ１も端子Ｔｙに接続されることによって、出力端子Ｔ３はスイッチＳ４及びＳ１を介して主蓄電部１１と接続される。   The switch S4 is connected to one of the external output terminals (hereinafter referred to as the output terminal T3) that supplies the power stored in the power storage device 1 to the outside. And switch S4 connects this output terminal T3 with either one of the terminal Ty shown by FIG. 1, and the terminal on the opposite side to switch S1 of each auxiliary | assistant electrical storage part 12 by control of the control part 13. FIG. Can be switched. Note that the output terminal T3 is connected to the terminal Ty, and the switch S1 is also connected to the terminal Ty, whereby the output terminal T3 is connected to the main power storage unit 11 via the switches S4 and S1.

スイッチＳ５は、蓄電装置１に蓄積された電力を外部に供給する外部出力端子のうち、スイッチＳ４と接続されない側の端子（以下、出力端子Ｔ４という）と接続されている。そして、スイッチＳ５は、制御部１３の制御によって、この出力端子Ｔ４を、主蓄電部１１の両端の端子のいずれかと接続するよう切り替えられる。   The switch S5 is connected to a terminal (hereinafter referred to as an output terminal T4) that is not connected to the switch S4 among the external output terminals that supply the electric power stored in the power storage device 1 to the outside. The switch S5 is switched so as to connect the output terminal T4 to one of the terminals at both ends of the main power storage unit 11 under the control of the control unit 13.

制御部１３の制御によってこれらスイッチＳ４及びＳ５とスイッチＳ１とが連動して切り替わることによって、外部に電力を放電する蓄電部が切り替えられる。すなわち、スイッチＳ１及びＳ４が端子Ｔｙと接続され、スイッチＳ３が主蓄電部１１のスイッチＳ１と反対側の端子と接続されることによって、主蓄電部１１単体から外部への放電が行われる。また、スイッチＳ１及びＳ４がいずれも同じ補助蓄電部１２に接続され、かつスイッチＳ５が主蓄電部１１のスイッチＳ１側の端子と接続されることによって、当該補助蓄電部１２から外部への放電が行われる。さらに、スイッチＳ１が主蓄電部１１と補助蓄電部１２のいずれか一つとを接続するとともに、スイッチＳ４がこの主蓄電部１１と接続された補助蓄電部１２に接続され、スイッチＳ５が主蓄電部１１のスイッチＳ１とは反対側の端子と接続されることによって、直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の両方から外部に電力が放電される。   The switches S4 and S5 and the switch S1 are switched in conjunction with each other under the control of the control unit 13, thereby switching the power storage unit that discharges power to the outside. That is, the switches S1 and S4 are connected to the terminal Ty, and the switch S3 is connected to the terminal on the side opposite to the switch S1 of the main power storage unit 11, whereby the main power storage unit 11 alone is discharged to the outside. Further, the switches S1 and S4 are both connected to the same auxiliary power storage unit 12, and the switch S5 is connected to the terminal on the switch S1 side of the main power storage unit 11, so that discharge from the auxiliary power storage unit 12 to the outside is performed. Done. Further, the switch S1 connects either the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12, the switch S4 is connected to the auxiliary power storage unit 12 connected to the main power storage unit 11, and the switch S5 is connected to the main power storage unit. 11 is connected to the terminal opposite to the switch S1, so that power is discharged to the outside from both the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series.

ここで、本実施形態において蓄電装置１によって実現される充放電の態様のいくつかのパターンについて、説明する。蓄電装置１の充放電の態様としては、例えば下記のようなパターンが考えられる。
パターン１：蓄電装置１全体の電力容量に対して１％未満程度の電力量を１秒未満程度の短時間で蓄積し、電力系統に対して放電する
パターン２：蓄電装置１全体の電力容量に対して１０％程度の電力量を数分間程度の時間で蓄積し、電力系統に対して放電したり、負荷に対して放電したりする
パターン３：数時間程度の時間をかけて蓄電装置１全体が満充電になるまで電力を蓄積し、その後、電力系統に対して放電したり、負荷に対して放電したりする（例えば昼間に充電して夜間に放電するなど、比較的長周期で充放電を行う場合） Here, some patterns of the charge / discharge modes realized by the power storage device 1 in the present embodiment will be described. As a charge / discharge mode of the power storage device 1, for example, the following patterns are conceivable.
Pattern 1: A power amount of less than 1% is accumulated in a short time of less than 1 second with respect to the power capacity of the entire power storage device 1 and discharged to the power system Pattern 2: The power capacity of the power storage device 1 as a whole On the other hand, a power amount of about 10% is accumulated in a time of about several minutes, and is discharged to the power system or discharged to the load. Pattern 3: The power storage device 1 as a whole over a time of about several hours The power is stored until the battery is fully charged, and then discharged to the power system or discharged to the load (for example, charging in the daytime and discharging at night, etc.) If you do)

特にパターン１の場合、供給電力Ｐに応じて蓄電装置１に印加される入力電圧が高くなりにくいため、二次電池１１ａの特性により、主蓄電部１１だけでこのような充放電を実現することは難しい。また、パターン２やパターン３の場合にも、供給電力Ｐに応じた入力電圧が時間とともに変動するので、特に電圧値が下限値Ｖｍｉｎを下回るタイミングや、上限値Ｖｍａｘを上回るタイミングがあると、主蓄電部１１だけでは十分効率よく充電を行うことは困難になる。   In particular, in the case of pattern 1, since the input voltage applied to the power storage device 1 according to the supplied power P is unlikely to be high, such charging / discharging is realized only by the main power storage unit 11 due to the characteristics of the secondary battery 11a. Is difficult. In the case of pattern 2 and pattern 3 as well, the input voltage corresponding to the supplied power P fluctuates with time. Therefore, when there is a timing at which the voltage value falls below the lower limit value Vmin or above the upper limit value Vmax, It becomes difficult to charge the battery sufficiently efficiently with the power storage unit 11 alone.

そこで、本実施形態では、制御部１３が、供給電力Ｐの変動に応じて、供給電力Ｐを供給する蓄電部を切り替えることとする。具体的に、例えば制御部１３は、供給電力Ｐの大きさに関する情報を取得し、当該取得した情報に応じてスイッチＳ１〜Ｓ３を切り替えることにより、主蓄電部１１又は補助蓄電部１２のいずれか一方に供給電力Ｐを供給する状態と、直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の両方に供給電力Ｐを供給する状態と、を切り替える制御を充電中継続して実行する。   Therefore, in the present embodiment, the control unit 13 switches the power storage unit that supplies the supplied power P in accordance with the fluctuation of the supplied power P. Specifically, for example, the control unit 13 acquires information on the magnitude of the supplied power P, and switches the switches S1 to S3 according to the acquired information, so that either the main power storage unit 11 or the auxiliary power storage unit 12 is selected. Control for switching between a state in which the supply power P is supplied to one side and a state in which the supply power P is supplied to both the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series is continuously performed during charging.

以下、制御部１３による供給電力Ｐの供給先の切り替え制御の具体例について、説明する。ここでは制御部１３は、供給電力Ｐによって蓄電装置１に印加される入力電圧が所定の上限値Ｖｍａｘを上回る場合には、供給電力Ｐを直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の両方に供給する。また、入力電圧が所定の下限値Ｖｍｉｎを下回る場合には、供給電力Ｐを補助蓄電部１２に供給する。なお、これらの場合において、複数の補助蓄電部１２のうちのいずれを供給先とするかは、各補助蓄電部１２の充電状態に応じて決定される。また、供給電力Ｐによって蓄電装置１に印加される入力電圧が下限値Ｖｍｉｎ以上で上限値Ｖｍａｘ以下の場合には、制御部１３は、供給電力Ｐを主蓄電部１１に供給する。   Hereinafter, a specific example of switching control of the supply destination of the supplied power P by the control unit 13 will be described. Here, when the input voltage applied to power storage device 1 by supply power P exceeds a predetermined upper limit value Vmax, control unit 13 includes main power storage unit 11 and auxiliary power storage unit 12 connected in series with supply power P. Supply to both. Further, when the input voltage falls below a predetermined lower limit value Vmin, the supplied power P is supplied to the auxiliary power storage unit 12. In these cases, which of the plurality of auxiliary power storage units 12 is to be supplied is determined according to the state of charge of each auxiliary power storage unit 12. Further, when the input voltage applied to power storage device 1 by supply power P is not less than lower limit value Vmin and not more than upper limit value Vmax, control unit 13 supplies supply power P to main power storage unit 11.

このような制御によって、供給電力Ｐによって印加される入力電圧が下限値Ｖｍｉｎに満たない場合であっても、二次電池１１ａより低い電圧で充電可能な電気二重層キャパシタから構成される補助蓄電部１２に対して供給電力Ｐを供給することによって、充電を行うことができる。また、電圧が上限値Ｖｍａｘを超える場合であっても、直列に接続された主蓄電部１１と補助蓄電部１２の全体に対して供給電力Ｐを供給することによって、二次電池１１ａが過充電にならないようにしながら、充電を行うことができる。   By such control, even when the input voltage applied by the supplied power P is less than the lower limit value Vmin, the auxiliary power storage unit configured by the electric double layer capacitor that can be charged with a voltage lower than that of the secondary battery 11a. Charging can be performed by supplying supply power P to 12. Even if the voltage exceeds the upper limit value Vmax, the secondary battery 11a is overcharged by supplying the supply power P to the entire main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series. It is possible to charge the battery while avoiding this.

図３は、このような入力電圧の時間変動に応じた充電対象の切り替え制御を説明するための図である。この図は、蓄電装置１に印加される入力電圧の時間変動の一例を示している。ここで、入力電圧が下限値Ｖｍｉｎを下回る時点（図中破線で囲まれた部分）においては、補助蓄電部１２の一つが充電対象として選択される。また、入力電圧が上限値Ｖｍａｘを上回る時点（図中一点鎖線で囲まれた部分）においては、直列に接続された主蓄電部１１及び一つの補助蓄電部１２の両方が、充電対象として選択される。なお、この図の例においては、Ｖｍａｘより高い電圧値Ｖｍａｘ２が蓄電装置１全体の上限電圧として設定されている。電圧がこのＶｍａｘ２を超える時点においては、どの蓄電部にも供給電力Ｐを供給しないこととしてもよい。   FIG. 3 is a diagram for explaining the switching control of the charging object in accordance with the time variation of the input voltage. This figure shows an example of the time variation of the input voltage applied to the power storage device 1. Here, at the time when the input voltage falls below the lower limit value Vmin (the portion surrounded by the broken line in the figure), one of the auxiliary power storage units 12 is selected as the charging target. Further, at the time when the input voltage exceeds the upper limit value Vmax (the part surrounded by the one-dot chain line in the figure), both the main power storage unit 11 and one auxiliary power storage unit 12 connected in series are selected as charging targets. The In the example of this figure, voltage value Vmax2 higher than Vmax is set as the upper limit voltage of power storage device 1 as a whole. When the voltage exceeds Vmax2, supply power P may not be supplied to any power storage unit.

また、制御部１３は、供給電力Ｐだけでなく、主蓄電部１１及び各補助蓄電部１２の充電状態に応じて、供給電力Ｐの供給先を切り替えることとしてもよい。特に制御部１３は、各補助蓄電部１２の充電状態に応じて、複数の補助蓄電部１２の中から、供給電力Ｐの供給先を切り替えることとしてもよい。具体的に、例えば制御部１３は、補助蓄電部１２のうちのいずれか一つを単体で充電対象とする場合や、補助蓄電部１２のうちのいずれか一つを主蓄電部１１とともに充電対象とする場合、複数の補助蓄電部１２のうち、満充電の状態にない補助蓄電部１２を充電対象として選択する。そして、充電対象としている補助蓄電部１２が満充電の状態になった場合には、いまだ満充電の状態になっていない他の補助蓄電部１２を新たな充電対象に切り替える。また、全ての補助蓄電部１２が満充電の状態になった場合には、供給電力Ｐによって印加される入力電圧に関わらず、補助蓄電部１２に蓄積された電力の放電が行われるまで補助蓄電部１２を充電対象としないこととする。同様に、主蓄電部１１が既に満充電の状態になっていれば、供給電力Ｐによって印加される入力電圧に関わらず、主蓄電部１１を充電対象としないこととしてもよい。   Further, the control unit 13 may switch the supply destination of the supply power P according to not only the supply power P but also the charge states of the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage units 12. In particular, the control unit 13 may switch the supply destination of the supplied power P from among the plurality of auxiliary power storage units 12 according to the state of charge of each auxiliary power storage unit 12. Specifically, for example, the control unit 13 charges any one of the auxiliary power storage units 12 as a single charging target, or charges any one of the auxiliary power storage units 12 together with the main power storage unit 11. In this case, among the plurality of auxiliary power storage units 12, the auxiliary power storage unit 12 that is not fully charged is selected as a charging target. When the auxiliary power storage unit 12 to be charged becomes fully charged, the other auxiliary power storage unit 12 that is not yet fully charged is switched to a new charge target. Further, when all the auxiliary power storage units 12 are fully charged, the auxiliary power storage until the power stored in the auxiliary power storage unit 12 is discharged regardless of the input voltage applied by the supplied power P. The unit 12 is not charged. Similarly, if the main power storage unit 11 is already fully charged, the main power storage unit 11 may not be charged regardless of the input voltage applied by the supplied power P.

このような供給電力Ｐによって蓄電装置１に印加される入力電圧の大きさと、各蓄電部が満充電か否かと、に応じた供給電力Ｐの供給先の切り替え制御の一例について、下記の表に示す。

Figure 2010104116
The following table shows an example of the switching control of the supply destination of the supply power P according to the magnitude of the input voltage applied to the power storage device 1 by such supply power P and whether each power storage unit is fully charged. Show.
Figure 2010104116

この表において、「Ｈ」、「Ｎ」、及び「Ｌ」はそれぞれ主蓄電部１１又は補助蓄電部１２全体の充電状態を示しており、「Ｈ」は満充電の状態、「Ｌ」は空の状態（すなわち、完全に放電がされた状態）、「Ｎ」はその中間の状態をそれぞれ示している。なお、補助蓄電部１２については、全ての補助蓄電部１２が満充電の状態を「Ｈ」、全ての補助蓄電部１２が空の状態を「Ｌ」としている。また、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」及び「Ｄ」は、充電時及び放電時の充電対象又は放電対象を示している。具体的に、「Ａ」は主蓄電部１１単体が充電又は放電の対象となっている状態、「Ｂ」は直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の一つが充放電の対象となっている状態、「Ｃ」は補助蓄電部１２の一つが単体で充放電の対象となっている状態、「Ｄ」はいずれの蓄電部も充放電の対象とならない状態を示している。   In this table, “H”, “N”, and “L” indicate the charging state of the main power storage unit 11 or the auxiliary power storage unit 12 as a whole, “H” indicates a fully charged state, and “L” indicates an empty state. In other words, “N” indicates an intermediate state (ie, a state in which the battery is completely discharged). For the auxiliary power storage units 12, all the auxiliary power storage units 12 are set to “H” when fully charged, and all the auxiliary power storage units 12 are set to “L”. “A”, “B”, “C”, and “D” indicate charging targets or discharging targets at the time of charging and discharging. Specifically, “A” is a state in which the main power storage unit 11 alone is a target for charging or discharging, and “B” is a target for charging or discharging one of the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series. “C” indicates a state where one of the auxiliary power storage units 12 is a single charge / discharge target, and “D” indicates a state where none of the power storage units is a charge / discharge target.

例えば表の最上段は、主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の全てが満充電の状態を示しており、この場合にはこれ以上の充電はできないので、制御部１３は充電時の接続状態が「Ｄ」（すなわちどの蓄電部も充電対象としない状態）となるよう接続を切り替える。具体的には、スイッチＳ２及びＳ３を開放状態として入力端子Ｔ１及びＴ２を各蓄電部と切り離す。逆に全ての蓄電部が満充電の状態で放電を行う際には、制御部１３は直列に接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の一つを放電対象とするよう各スイッチを切り替える。   For example, the uppermost part of the table shows that all of the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 are fully charged. In this case, no further charging is possible, so the control unit 13 has a connection state at the time of charging. The connection is switched so as to be “D” (that is, a state where no power storage unit is charged). Specifically, the switches S2 and S3 are opened, and the input terminals T1 and T2 are disconnected from each power storage unit. Conversely, when discharging all of the power storage units in a fully charged state, the control unit 13 switches each switch so that one of the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series is to be discharged. .

ここで、制御部１３が供給電力Ｐの変動や、各蓄電部の充電状態を検出する方法の具体例について、説明する。   Here, a specific example of a method in which the control unit 13 detects the fluctuation of the supplied power P and the charging state of each power storage unit will be described.

例えば制御部１３は、各蓄電部の充電状態を、各蓄電部に並列に接続された電圧測定部（不図示）によって測定される電圧によって判別する。すなわち、各蓄電部の電圧が予め定められた値まで上昇すると、当該蓄電部が満充電になったと判定する。また、各蓄電部の電圧が予め定められた値まで下降すると、当該蓄電部が空の状態になったと判定する。あるいは、制御部１３は、二次電池１１ａの種類になどによっては、二次電池１１ａの出力インピーダンスなどを測定することによって、主蓄電部１１の充電状態を判定することとしてもよい。   For example, the control unit 13 determines the charge state of each power storage unit based on the voltage measured by a voltage measurement unit (not shown) connected in parallel to each power storage unit. That is, when the voltage of each power storage unit rises to a predetermined value, it is determined that the power storage unit is fully charged. Further, when the voltage of each power storage unit decreases to a predetermined value, it is determined that the power storage unit is in an empty state. Alternatively, the control unit 13 may determine the state of charge of the main power storage unit 11 by measuring the output impedance of the secondary battery 11a depending on the type of the secondary battery 11a.

また、供給電力Ｐが風力発電装置２によって供給される場合、制御部１３は、供給電力Ｐの大きさを、以下のようにして算出する。すなわち、制御部１３は、風力発電装置２に内蔵された発電機のモーターの回転数を示す情報を取得することによって、風力発電装置２から出力される電力の大きさを算出する。具体例として、発電機の回転速度ｄΩ／ｄｔは、回転部品の慣性をＪ、発電機の電気トルクをＴＧ、空気力学的トルクをＴＴとすると、以下の式によって表される。

Figure 2010104116
ここで、風速をω、風車ブレードの長さをｒとすると、その先端速度λは
Figure 2010104116
 となる。また、空気密度ρ、トルク係数ＣＴとすると、ＴＴは、
Figure 2010104116
 と表される。さらに、電力効率ＣＰ＝λＣＴより、風力発電によって得られる電力ＰＴは、
Figure 2010104116
 と表される。以上より、予め当該発電機におけるλとＣＰとの関係を求めておくことによって、発電機の回転数から風力発電によって得られる電力が算出される。さらに、この電力がＡＣ−ＤＣコンバータによって変換された後の電流及び電圧の関係から、供給電力Ｐに応じた蓄電装置１に対する入力電圧が算出される。なお、このような入力電圧の算出は、例えば
H. D. Battista, R. J. Mantz, and F. Garelli, “Power conditioning for a wind-hydrogen energy system”, Journal of Power Sources, 2006, p.478-486 に記載された方法で実行されてよい。 Further, when the supplied power P is supplied by the wind power generator 2, the control unit 13 calculates the magnitude of the supplied power P as follows. In other words, the control unit 13 calculates the magnitude of the electric power output from the wind power generator 2 by acquiring information indicating the rotation speed of the motor of the generator built in the wind power generator 2. As a specific example, the rotation speed d [Omega] / dt of the generator, the inertia of the rotating parts J, the electric torque T G of the generator and the aerodynamic torque and T T, represented by the following equation.
Figure 2010104116
 Here, if the wind speed is ω and the length of the windmill blade is r, the tip speed λ is
Figure 2010104116
 It becomes. The air density [rho, when the torque coefficient C T, T T is
Figure 2010104116
 It is expressed. Furthermore, from the power efficiency C P = λC T , the power P T obtained by wind power generation is
Figure 2010104116
 It is expressed. Thus, by previously obtained the relation between λ and C P in the generator, power obtained by wind power from the rotational speed of the generator is calculated. Further, the input voltage to power storage device 1 corresponding to supply power P is calculated from the relationship between current and voltage after this power is converted by the AC-DC converter. In addition, calculation of such an input voltage is, for example,
HD Battista, RJ Mantz, and F. Garelli, “Power conditioning for a wind-hydrogen energy system”, Journal of Power Sources, 2006, p. 478-486.

あるいは、制御部１３は、主蓄電部１１に供給電力Ｐを供給したときの電流の向きを検出することによって、供給電力Ｐの供給先を切り替えてもよい。具体的に、例えば制御部１３は、まず入力端子Ｔ１及びＴ２を直列接続された主蓄電部１１及び補助蓄電部１２の両端に接続する。そして、蓄電装置１と風力発電装置２との間の電流の向きを検出する。電流の向きが逆向き（蓄電装置１側から風力発電装置２側へ流れる向き）になったことが検出された場合には、供給電力Ｐに応じた入力電圧が供給先の蓄電部に対して小さくなっているので、制御部１３は、供給電力Ｐを主蓄電部１１に供給するよう切り替えを行う。さらにこの状態において、再び電流の向きが蓄電装置１側から風力発電装置２側になったことが検出された場合には、供給電力Ｐの供給先を補助蓄電部１２単体に切り替えることとする。こうすれば、供給電力Ｐによって生じる入力電圧を直接測定せずとも、供給電力Ｐの変動に応じてその供給先を切り替えることができる。   Alternatively, the control unit 13 may switch the supply destination of the supply power P by detecting the direction of the current when the supply power P is supplied to the main power storage unit 11. Specifically, for example, the control unit 13 first connects the input terminals T1 and T2 to both ends of the main power storage unit 11 and the auxiliary power storage unit 12 connected in series. Then, the direction of current between the power storage device 1 and the wind power generator 2 is detected. When it is detected that the direction of the current is the reverse direction (the direction in which the current flows from the power storage device 1 side to the wind power generation device 2 side), the input voltage corresponding to the supplied power P is supplied to the power storage unit of the supply destination. Since it is smaller, the control unit 13 performs switching so as to supply the supplied power P to the main power storage unit 11. Further, in this state, when it is detected again that the direction of the current is changed from the power storage device 1 side to the wind power generation device 2 side, the supply destination of the supplied power P is switched to the auxiliary power storage unit 12 alone. In this way, the supply destination can be switched according to the fluctuation of the supply power P without directly measuring the input voltage generated by the supply power P.

以上説明した本実施の形態によれば、供給電力Ｐの変動に応じて、この供給電力Ｐを供給する蓄電部を切り替えることによって、二次電池１１ａの特性から許容される範囲を超えて供給電力Ｐの大きさが変化しても、補助蓄電部１２を利用して供給電力Ｐによる充電を実行することができ、充電効率を損なわないようにすることができる。   According to the present embodiment described above, the supplied power exceeds the allowable range from the characteristics of the secondary battery 11a by switching the power storage unit that supplies the supplied power P according to the fluctuation of the supplied power P. Even if the magnitude of P changes, charging with the supplied power P can be performed using the auxiliary power storage unit 12, and charging efficiency can be prevented from being impaired.

さらに、本実施形態では、主蓄電部１１は主として二次電池１１ａによって構成され、補助蓄電部１２は電気二重層キャパシタによって構成されている。この両者は応答特性が異なるので、これを利用して供給電力Ｐを効率よく蓄積することができる。すなわち、供給電力Ｐの時間変動のサイクルに応じて予め主蓄電部１１の蓄電容量と補助蓄電部１２の蓄電容量とを決定することによって、主蓄電部１１に一定以上の容量の電力を蓄積するまでの間に、二次電池１１ａより高速に充放電可能な補助蓄電部１２が、供給電力Ｐの一部の充放電を繰り返し実行することができる。これによって、蓄電装置１は、主蓄電部１１が１回の充放電を行うサイクルの間に、蓄電装置１全体の蓄電容量を超える電力の蓄積、及び放電を行うことができ、供給電力Ｐの変動サイクルに併せて効率のよい充放電を実現できる。   Further, in the present embodiment, the main power storage unit 11 is mainly configured by a secondary battery 11a, and the auxiliary power storage unit 12 is configured by an electric double layer capacitor. Since both have different response characteristics, the supply power P can be efficiently accumulated using this. That is, the power storage capacity of the main power storage unit 11 and the power storage capacity of the auxiliary power storage unit 12 are determined in advance according to the time fluctuation cycle of the supplied power P, thereby storing a certain amount of power in the main power storage unit 11. In the meantime, the auxiliary power storage unit 12 that can be charged / discharged at a higher speed than the secondary battery 11a can repeatedly perform charge / discharge of a part of the supplied power P. As a result, the power storage device 1 can store and discharge power exceeding the power storage capacity of the entire power storage device 1 during the cycle in which the main power storage unit 11 performs one charge / discharge. Efficient charging / discharging can be realized along with the fluctuation cycle.

なお、以上の説明においては、補助蓄電部１２に充電された電力は、直接蓄電装置１の外部に供給されることとしたが、これに限らず、補助蓄電部１２に一定容量以上の電力が蓄積された時点で、この電力が主蓄電部１１へ供給されることとしてもよい。この場合には、蓄電装置１の外部への電力供給は、主蓄電部１１から実行される。   In the above description, the power charged in the auxiliary power storage unit 12 is directly supplied to the outside of the power storage device 1. However, the present invention is not limited to this. This electric power may be supplied to the main power storage unit 11 at the time of accumulation. In this case, power supply to the outside of the power storage device 1 is executed from the main power storage unit 11.

また、以上の説明においては、一例として風力発電装置２から供給電力Ｐが供給される場合について説明したが、これに限らず、供給電力Ｐは各種の電力供給源によって供給されてよい。   Moreover, in the above description, although the case where the supply electric power P was supplied from the wind power generator 2 as an example was demonstrated, not only this but the supply electric power P may be supplied by various electric power supply sources.

本発明の蓄電装置および充電方法は、自然エネルギーによる発生電力の変動が大きな発電、すなわち位置エネルギー、運動エネルギーなどの力学的エネルギーや光エネルギーによる風力発電、流水・揚水発電、波力発電、太陽光発電など、によって得られる電力の蓄電装置および充電方法として利用できる。   The power storage device and the charging method of the present invention can generate power with large fluctuations in the generated power due to natural energy, that is, wind power generation, running water / pumping power generation, wave power generation, solar power using mechanical energy such as positional energy and kinetic energy, and light energy. It can be used as a power storage device and a charging method for power obtained by power generation.

また、力学的エネルギーや熱エネルギーを減衰させるために余剰エネルギーとして排出され、回生されたエネルギーを貯蔵する蓄電装置および充電方法としても応用可能である。具体的には、自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車、各種空港作業車、電動式自動二輪車、電車、ＬＲＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｒａｉｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：次世代型低床路面電車）、電動カート、電動式車椅子、気動車、モノレール、船舶、航空機などの移動体の加速・減速運動；エレベータ、エスカレータ、スライド式移動棚などの搬送装置・設備の昇降運動や移動・停止運動；保冷・冷蔵・冷凍車における冷却機、エアコン、冷蔵庫などの媒体圧縮運動；回転電動工具、ディスク状記録媒体駆動装置を装着したプレーヤーまたはパソコン、洗濯機、ドラム式乾燥機、扇風機、送風機、掃除機などにおける回転体の回転・停止運動；アイロン、ポット、温水器、乾燥機、炊飯器、事務機器、などの発熱体を内装する各種民生用電気機器の蓄熱；玩具、遊具などのばね振動や振り子運動などからの回生エネルギーの蓄電装置および充電方法としても利用できる。   Further, it can be applied as a power storage device and a charging method for storing the energy that is discharged and regenerated as surplus energy to attenuate mechanical energy and thermal energy. Specifically, automobiles, electric cars, hybrid cars, various airport work vehicles, electric motorcycles, electric trains, LRV (Light Rail Vehicle), electric carts, electric wheelchairs, trains, monorails Acceleration / deceleration movement of moving bodies such as ships, aircraft, etc .; Elevating / moving / stopping movements of conveyors / equipment such as elevators, escalators, slide-type moving shelves; Compressive motion of media such as: Rotating electric tools, players equipped with disc-shaped recording media drive devices, personal computers, washing machines, drum dryers, electric fans, blowers, vacuum cleaners, etc .; Heat storage for various consumer electrical devices with heating elements such as water heaters, dryers, rice cookers, and office equipment; It can also be used as a power storage device and a charging method for regenerative energy from spring vibration or pendulum movement of toys and play equipment.

本発明の実施の形態に係る蓄電装置の回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the circuit structure of the electrical storage apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る蓄電装置の使用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the usage example of the electrical storage apparatus which concerns on embodiment of this invention. 蓄電装置に印加される入力電圧の時間変動の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time fluctuation | variation of the input voltage applied to an electrical storage apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 蓄電装置、２ 風力発電装置、１１ 主蓄電部、１２ 補助蓄電部、１３ 制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage device, 2 Wind power generator, 11 Main power storage part, 12 Auxiliary power storage part, 13 Control part.

Claims (6)

時間とともに変動する供給電力により充電される蓄電装置であって、
二次電池を含んでなる主蓄電部と、
前記主蓄電部と直列接続可能に構成され、電気二重層キャパシタを含んでなる補助蓄電部と、
前記供給電力の変動に応じて、前記主蓄電部又は前記補助蓄電部のいずれか一方に前記供給電力を供給する状態と、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給する状態と、を切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする蓄電装置。 A power storage device that is charged by supply power that varies with time,
A main power storage unit comprising a secondary battery;
An auxiliary power storage unit configured to be connected in series with the main power storage unit and including an electric double layer capacitor;
A state of supplying the supply power to either the main power storage unit or the auxiliary power storage unit according to a change in the power supply, and both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series A state of supplying power supply, and a controller that switches between,
A power storage device comprising: 請求項１記載の蓄電装置において、
前記制御部は、前記供給電力の変動と、前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の充電状態と、に応じて、前記供給電力の供給先を切り替える
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to claim 1,
The said control part switches the supply destination of the said supplied power according to the fluctuation | variation of the said supplied electric power, and the charge condition of the said main electrical storage part and the said auxiliary | assistant electrical storage part. The electrical storage apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１又は２記載の蓄電装置において、
前記制御部は、前記供給電力に応じた入力電圧が所定の上限値を上回る場合に、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給する
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to claim 1 or 2,
The control unit supplies the supply power to both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series when an input voltage corresponding to the supply power exceeds a predetermined upper limit value. Power storage device. 請求項１から３のいずれか一項記載の蓄電装置において、
前記制御部は、前記供給電力に応じた入力電圧が所定の下限値を下回る場合に、前記補助蓄電部に前記供給電力を供給する
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to any one of claims 1 to 3,
The said control part supplies the said supply electric power to the said auxiliary | assistant electrical storage part, when the input voltage according to the said supply electric power is less than a predetermined | prescribed lower limit. The electrical storage apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１から４のいずれか一項記載の蓄電装置において、
前記補助蓄電部を複数備え、
前記制御部は、前記補助蓄電部それぞれの充電状態に応じて、前記複数の補助蓄電部の中から前記供給電力の供給先を切り替える
ことを特徴とする蓄電装置。 The power storage device according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of auxiliary power storage units,
The control unit switches a supply destination of the supply power from the plurality of auxiliary power storage units according to a charge state of each of the auxiliary power storage units. 二次電池を含んでなる主蓄電部と、
前記主蓄電部と直列接続可能に構成され、電気二重層キャパシタを含んでなる補助蓄電部と、
を備える蓄電装置を、時間とともに変動する供給電力により充電する充電方法であって、
前記供給電力の変動に応じて、前記主蓄電部又は前記補助蓄電部のいずれか一方に前記供給電力を供給する状態と、直列に接続された前記主蓄電部及び前記補助蓄電部の両方に前記供給電力を供給する状態と、を切り替える
ことを特徴とする充電方法。 A main power storage unit comprising a secondary battery;
An auxiliary power storage unit configured to be connected in series with the main power storage unit and including an electric double layer capacitor;
A charging method for charging a power storage device comprising:
A state of supplying the supply power to either the main power storage unit or the auxiliary power storage unit according to a change in the power supply, and both the main power storage unit and the auxiliary power storage unit connected in series A charging method characterized by switching between a state in which supplied power is supplied.
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