JP2012034488A - Charger - Google Patents

Charger Download PDF

Info

Publication number
JP2012034488A
JP2012034488A JP2010171956A JP2010171956A JP2012034488A JP 2012034488 A JP2012034488 A JP 2012034488A JP 2010171956 A JP2010171956 A JP 2010171956A JP 2010171956 A JP2010171956 A JP 2010171956A JP 2012034488 A JP2012034488 A JP 2012034488A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
current
battery
charging device
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010171956A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Kubo
守 久保
Hiroyuki Uehashi
浩之 上橋
Tomoji Yamamoto
友二 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2010171956A priority Critical patent/JP2012034488A/en
Publication of JP2012034488A publication Critical patent/JP2012034488A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charger capable of quick charging.SOLUTION: In a charger 100, a rectification circuit 10 converts a commercial power supply to a DC power supply. A secondary cell 20, such as a lithium-ion battery, charges a DC voltage generated by the rectification circuit 10. The charger 100 can supply a composite current of a current supplied from the commercial power supply rectified by the rectification circuit 10 and a current discharged from the secondary cell 20, to an on-vehicle battery 320 installed on an electric vehicle to be charged.

Description

本発明は、車載電池に充電するための充電装置に関する。   The present invention relates to a charging device for charging an in-vehicle battery.

近年、電気自動車(以下、EVと表記する)が普及しはじめ、EVの車載電池に充電するための充電装置の設置が急務となっている。家庭に設置される充電装置は、ある程度時間をかけて充電することが許容されるが、業務用の充電装置や商業施設などロードサイドに設置される充電装置は、急速な充電が求められる。なお、本明細書ではプラグインハイブリッドカーもEVに含まれることとする。   In recent years, electric vehicles (hereinafter referred to as EV) have begun to spread, and it has become an urgent task to install a charging device for charging EV in-vehicle batteries. Charging devices installed at home are allowed to be charged over a certain amount of time, but charging devices installed on the roadside such as commercial charging devices and commercial facilities are required to be rapidly charged. In this specification, the plug-in hybrid car is also included in the EV.

特開2008−199780号公報JP 2008-199780 A

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、急速充電が可能な充電装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the charging device which can be charged rapidly.

本発明のある態様の充電装置は、商用電源を直流電源に変換する整流回路と、整流回路により生成された直流電圧を充電する二次電池と、を備える。当該充電装置が充電すべきEVに搭載された車載電池に、整流回路により整流された商用電源から供給される電流と、二次電池から放電される電流との合成電流を供給することができる。   A charging device according to an aspect of the present invention includes a rectifier circuit that converts a commercial power source into a DC power source, and a secondary battery that charges a DC voltage generated by the rectifier circuit. A combined current of the current supplied from the commercial power source rectified by the rectifier circuit and the current discharged from the secondary battery can be supplied to the in-vehicle battery mounted on the EV to be charged by the charging device.

本発明によれば、急速充電が可能な充電装置を提供することができる。   According to the present invention, a charging device capable of rapid charging can be provided.

本発明の実施の形態に係る充電装置の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the charging device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る充電装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the charging device which concerns on embodiment of this invention. 図3(a)、(b)は、内蔵蓄電池の急速充放電を説明するための図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining rapid charge / discharge of the internal storage battery. 車載電池への急速充電を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the quick charge to a vehicle-mounted battery. 本発明の実施の形態に係る充電装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the charging device which concerns on embodiment of this invention. 変形例1に係る充電装置の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the charging device which concerns on the modification 1. FIG. 変形例2に係る充電装置の設置例を示す図である。It is a figure which shows the example of installation of the charging device which concerns on the modification 2. FIG. 変形例2に係る充電装置の構成を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a charging device according to Modification 2.

図1は、本発明の実施の形態に係る充電装置100の設置例を示す図である。ここでは、充電装置100が、既存のガソリンスタンド、コンビニエンスストア、ショッピングセンター、専用の充電ステーションなどの施設に設置されることを想定する。   FIG. 1 is a diagram showing an installation example of the charging device 100 according to the embodiment of the present invention. Here, it is assumed that the charging device 100 is installed in a facility such as an existing gas station, convenience store, shopping center, or a dedicated charging station.

充電装置100には、商用電源(AC電源)から商用電力が供給される。以下、本明細書では200Vの三相交流電圧が供給される例を説明する。EV300には、ECU(Electronic Control Unit)および車載電池320が含まれる。車載電池320は二次電池であり、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などを用いることができる。以下、本明細書ではリチウムイオン電池が用いられる例を説明する。   The charging device 100 is supplied with commercial power from a commercial power supply (AC power supply). Hereinafter, an example in which a three-phase AC voltage of 200 V is supplied will be described in this specification. The EV 300 includes an ECU (Electronic Control Unit) and an in-vehicle battery 320. The in-vehicle battery 320 is a secondary battery, and a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, or the like can be used. Hereinafter, an example in which a lithium ion battery is used will be described in this specification.

車載電池320に充電する場合、EV300側のコネクタと充電装置100側のコネクタとを接続して行う。その際、CAN(Controller Area Network)通信などを用いてECU310と充電装置100(具体的には、後述する制御部40(図2参照))との間で、制御信号をやりとりする。   When charging the on-vehicle battery 320, the connector on the EV 300 side and the connector on the charging device 100 side are connected. At that time, control signals are exchanged between the ECU 310 and the charging device 100 (specifically, a control unit 40 (see FIG. 2 described later)) using CAN (Controller Area Network) communication or the like.

CAN通信では、まず充電装置100が充電可能な状態にある場合、その旨を示す動作ステイタス情報をECU310に送信する。ECU310は動作ステイタス情報を受信すると、充電許可信号を充電装置100に送信する。その際、ECU310は各車載電池320の規格に沿った充電電流値を示す電流指令値を充電装置100に送信する。その後、充電装置100は車載電池320を充電するための直流電流を、当該車載電池320に出力する。   In the CAN communication, first, when the charging apparatus 100 is in a chargeable state, operation status information indicating that fact is transmitted to the ECU 310. When ECU 310 receives the operation status information, ECU 310 transmits a charging permission signal to charging device 100. In that case, ECU310 transmits the electric current command value which shows the charging current value according to the specification of each vehicle-mounted battery 320 to the charging device 100. FIG. Thereafter, the charging apparatus 100 outputs a direct current for charging the in-vehicle battery 320 to the in-vehicle battery 320.

図2は、本発明の実施の形態に係る充電装置100の構成を示す回路図である。充電装置100は、主に、整流回路10、二次電池20、DC−DCコンバータを構成する各種回路素子および制御部40を備える。以下、本明細書では二次電池20が充電装置100内に設置されることに注目して、二次電池20を内蔵蓄電池20eという。以下、内蔵蓄電池20eとしてリチウムイオン電池を用いる例を説明する。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of charging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The charging device 100 mainly includes a rectifier circuit 10, a secondary battery 20, and various circuit elements that constitute a DC-DC converter and a control unit 40. Hereinafter, in the present specification, the secondary battery 20 is referred to as a built-in storage battery 20e, focusing on the fact that the secondary battery 20 is installed in the charging device 100. Hereinafter, an example in which a lithium ion battery is used as the internal storage battery 20e will be described.

整流回路10は、ダイオードブリッジ回路で構成され、商用電源200を直流電源に変換する。より具体的には、整流回路10は、第1ダイオードD1と第2ダイオードD2との第1直列回路、第3ダイオードD3と第4ダイオードD4との第2直列回路、および第5ダイオードD5と第6ダイオードD6との第3直列回路を含む。第1直列回路、第2直列回路および第3直列回路は、それぞれ高電位側の出力ラインと低電位側基準電圧ライン(以下、グラウンドを例に説明する)との間に並列に接続される。第1ダイオードD1、第2ダイオードD2、第3ダイオードD3、第4ダイオードD4、第5ダイオードD5および第6ダイオードD6は、すべてグラウンドから当該出力ラインに向かって順方向に接続される。第1ダイオードD1と第2ダイオードD2との間のノード、第3ダイオードD3と第4ダイオードD4との間のノード、および第5ダイオードD5と第6ダイオードD6との間のノードのそれぞれに、三相交流電圧のそれぞれが入力される。   The rectifier circuit 10 is composed of a diode bridge circuit, and converts the commercial power source 200 into a DC power source. More specifically, the rectifier circuit 10 includes a first series circuit including a first diode D1 and a second diode D2, a second series circuit including a third diode D3 and a fourth diode D4, and a fifth diode D5 and a second diode. A third series circuit with six diodes D6. The first series circuit, the second series circuit, and the third series circuit are respectively connected in parallel between a high-potential side output line and a low-potential side reference voltage line (hereinafter described as an example of ground). The first diode D1, the second diode D2, the third diode D3, the fourth diode D4, the fifth diode D5, and the sixth diode D6 are all connected in the forward direction from the ground toward the output line. Three nodes are respectively provided between the node between the first diode D1 and the second diode D2, the node between the third diode D3 and the fourth diode D4, and the node between the fifth diode D5 and the sixth diode D6. Each of the phase AC voltages is input.

整流回路10の出力端子とグラウンドとの間に容量C1が接続され、上記出力ラインの電圧を平滑化する。整流回路10の出力端子と二次電池20の高電位側端子との間に、第1スイッチング素子S1および第1インダクタL1が、この順に直列に接続される。第1スイッチング素子S1と第1インダクタL1との間のノードと、グラウンドとの間に第2スイッチング素子が接続される。   A capacitor C1 is connected between the output terminal of the rectifier circuit 10 and the ground, and the voltage of the output line is smoothed. Between the output terminal of the rectifier circuit 10 and the high-potential side terminal of the secondary battery 20, the first switching element S1 and the first inductor L1 are connected in series in this order. A second switching element is connected between a node between the first switching element S1 and the first inductor L1 and the ground.

整流回路10の出力端子と、外部接続された車載電池320の高電位側端子との間に、第3スイッチング素子S3および第2インダクタL2が、この順で直列に接続される。二次電池20および車載電池320の低電位側端子は、グラウンドに接続される。第3スイッチング素子S3と第2インダクタL2との間のノードと、グラウンドとの間に第7ダイオードD7が接続される。より具体的には、当該ノードに第7ダイオードD7のカソード端子が接続され、グラウンドにアノード端子が接続される。   The third switching element S3 and the second inductor L2 are connected in series in this order between the output terminal of the rectifier circuit 10 and the high potential side terminal of the on-vehicle battery 320 connected externally. The low potential side terminals of the secondary battery 20 and the in-vehicle battery 320 are connected to the ground. A seventh diode D7 is connected between a node between the third switching element S3 and the second inductor L2 and the ground. More specifically, the cathode terminal of the seventh diode D7 is connected to the node, and the anode terminal is connected to the ground.

第1スイッチング素子S1、第2スイッチング素子S2および第3スイッチング素子S3は、パワートランジスタまたはパワーMOSFETなどで構成することができる。そのベースまたはゲートは、制御部40からの制御信号を受ける。   The first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 can be configured by a power transistor, a power MOSFET, or the like. The base or gate receives a control signal from the control unit 40.

制御部40は、充電装置100全体の制御およびECU310との通信を行う。制御部40は、第1スイッチング素子S1をPWM制御することにより、整流回路10により生成された直流電力を、内蔵蓄電池20eに充電させることができる。また、第1スイッチング素子S1をオフすることにより、この充電を停止させることができる。反対に、この状態から第1スイッチング素子S1をオフし、第2スイッチング素子S2をPWM制御することにより、内蔵蓄電池20eから直流電力を放電させることができる。   The control unit 40 controls the entire charging device 100 and communicates with the ECU 310. The control unit 40 can charge the built-in storage battery 20e with the DC power generated by the rectifier circuit 10 by PWM-controlling the first switching element S1. Moreover, this charge can be stopped by turning off the first switching element S1. On the other hand, the DC power can be discharged from the internal storage battery 20e by turning off the first switching element S1 and PWM controlling the second switching element S2 from this state.

このように構成される充電装置100は、充電すべき車載電池320に、整流回路10により整流された商用電源200から供給される電流と、内蔵蓄電池20eから放電される電流との合成電流を供給可能な構成である。   The charging device 100 configured in this way supplies a combined current of the current supplied from the commercial power source 200 rectified by the rectifier circuit 10 and the current discharged from the built-in storage battery 20e to the in-vehicle battery 320 to be charged. This is a possible configuration.

二次電池、とくにリチウムイオン電池は、充電量の推奨上限値および推奨下限値の範囲内での充放電が求められる。この範囲を超えて過充電や過放電を行うと、電池寿命を短縮する要因となる。当該充電量の推奨上限値および推奨下限値は、各電池の特性に応じて各電池メーカにより予め設定される。   Secondary batteries, particularly lithium ion batteries, are required to be charged / discharged within the recommended upper limit and recommended lower limit of the charge amount. If overcharge or overdischarge is performed beyond this range, the battery life is shortened. The recommended upper limit value and the recommended lower limit value of the charge amount are set in advance by each battery manufacturer according to the characteristics of each battery.

また、リチウムイオン電池を安全に急速充電するには、電池電圧が所定の設定電圧まで上昇する間、定電流充電(CC充電)で急速に充電し、その設定電圧に到達すると定電圧充電(CV充電)で低速に充電する手法が一般に用いられている。制御部40は、この急速充電を実行するために、ノードAの電圧および/または電流を検出して、第1スイッチング素子S1および第2スイッチング素子S2のオン/オフおよびそれらのデューティ比を適宜制御する。放電の場合も基本的に同様である。ただし、定電圧放電に遷移する設定電圧の値は異なっていてもよい。   In addition, in order to quickly charge a lithium ion battery safely, the battery voltage is rapidly charged by constant current charging (CC charging) while the battery voltage rises to a predetermined setting voltage, and when reaching the setting voltage, constant voltage charging (CV In general, a method of charging at a low speed is used. In order to execute the quick charging, the control unit 40 detects the voltage and / or current of the node A, and appropriately controls on / off of the first switching element S1 and the second switching element S2 and their duty ratios. To do. The same applies to the discharge. However, the value of the set voltage for transition to constant voltage discharge may be different.

図3(a)、(b)は、内蔵蓄電池20eの急速充放電を説明するための図である。図3(a)は、商用電源200から内蔵蓄電池20eへ充電されるときのノードAの電流の推移を示す。図3(a)では、時刻t1で上記設定電圧に到達し、定電流充電が終了する。その後、定電圧充電に切り替えられ、時刻t2で上記推奨上限値に到達し、充電が終了する。   FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining rapid charge / discharge of the internal storage battery 20e. FIG. 3A shows the transition of the current of node A when charging from the commercial power source 200 to the internal storage battery 20e. In FIG. 3A, the set voltage is reached at time t1, and constant current charging is terminated. Thereafter, switching to constant voltage charging is performed, and the recommended upper limit value is reached at time t2, and charging ends.

図3(b)は、内蔵蓄電池20eから放電されるときのノードAの電流の推移を示す。図3(b)では、時刻t3までは、商用電源からの電流を規定値以下に抑えるために、ある電流値で放電する。時刻t3からは、車載電池320がCV充電に切り替わり、充電電流が減少するため、内蔵蓄電池20eからの放電電流も減少する。   FIG. 3B shows a transition of the current of the node A when discharged from the internal storage battery 20e. In FIG.3 (b), it discharges with a certain electric current value in order to suppress the electric current from a commercial power source to below a regulation value until the time t3. From time t3, the in-vehicle battery 320 switches to CV charging and the charging current decreases, so the discharging current from the internal storage battery 20e also decreases.

図2に戻り、第1インダクタL1および第2スイッチング素子S2は昇圧回路を構成し、二次電池20から放電される直流電圧を昇圧することができる。より具体的には、制御部40は、第2スイッチング素子S2のベースまたはゲートに所定のPWM信号を入力し、このベースまたはゲートをオン/オフすることにより、当該直流電圧を昇圧することができる。その際、当該PWM信号のオンのデューティ比を高く設定するほど、昇圧率を高くすることができる。   Returning to FIG. 2, the first inductor L <b> 1 and the second switching element S <b> 2 constitute a booster circuit, and can boost the DC voltage discharged from the secondary battery 20. More specifically, the control unit 40 can boost the DC voltage by inputting a predetermined PWM signal to the base or gate of the second switching element S2 and turning on / off the base or gate. . At this time, the higher the ON duty ratio of the PWM signal, the higher the step-up rate.

なお、当該昇圧回路の代わりに、または追加的に降圧回路を設けてもよい。すなわち、内蔵蓄電池20eの放電経路に、内蔵蓄電池20eから放電される直流電圧を、異なる直流電圧に変換するためのDC−DCコンバータを設ける。   Note that a step-down circuit may be provided instead of or in addition to the step-up circuit. That is, the DC-DC converter for converting the direct current voltage discharged from the internal storage battery 20e into a different direct current voltage is provided in the discharge path of the internal storage battery 20e.

第3スイッチング素子S3、第2インダクタL2および第7ダイオードD7は、降圧回路を構成し、車載電池320に印加する直流電圧を降圧することができる。より具体的には、制御部40は、第3スイッチング素子S3のベースまたはゲートに所定のPWM信号を入力し、このベースまたはゲートをオン/オフすることにより、当該直流電圧を降圧することができる。その際、当該PWM信号のオフのデューティ比を高く設定するほど、降圧率を高くすることができる。   The third switching element S3, the second inductor L2, and the seventh diode D7 constitute a step-down circuit, and can step down a DC voltage applied to the in-vehicle battery 320. More specifically, the control unit 40 can step down the DC voltage by inputting a predetermined PWM signal to the base or gate of the third switching element S3 and turning on / off the base or gate. . At this time, the step-down rate can be increased as the OFF duty ratio of the PWM signal is set higher.

本実施の形態に係る充電装置100は、車載電池320を上述した内蔵蓄電池20eと同様に、所定の設定電圧まで定電流充電し、その設定電圧到達後、定電圧充電することにより、安全に急速充電する。制御部40は、この急速充電を実行するために、ノードBの電圧および/または電流を検出して、第3スイッチング素子S3のオン/オフおよびそのデューティ比を適宜制御する。また、必要に応じて、第1スイッチング素子S1および/または第2スイッチング素子S2を制御する。   The charging device 100 according to the present embodiment, as in the case of the built-in storage battery 20e described above, charges the vehicle battery 320 at a constant current up to a predetermined set voltage, and after reaching the set voltage, charges quickly at a constant speed. Charge. In order to execute this quick charging, the control unit 40 detects the voltage and / or current of the node B, and appropriately controls on / off of the third switching element S3 and its duty ratio. Further, the first switching element S1 and / or the second switching element S2 are controlled as necessary.

図4は、車載電池320への急速充電を説明するための図である。図4は充電装置100から車載電池320に充電されるときのノードBの電流の推移を示す。制御部40は第1スイッチング素子S1をオンして、商用電源からの電流と内蔵蓄電池20eからの電流の合成電流の車載電池320への定電流充電を開始する。車載電池320の所定の設定電圧に到達する時刻t4で、定電圧充電に切り替え、時刻t5で車載電池320の推奨上限値に到達し、充電を終了する。   FIG. 4 is a diagram for explaining rapid charging of the in-vehicle battery 320. FIG. 4 shows the transition of the current of node B when charging the in-vehicle battery 320 from the charging device 100. The control unit 40 turns on the first switching element S1, and starts constant-current charging of the in-vehicle battery 320 with the combined current of the current from the commercial power source and the current from the built-in storage battery 20e. At time t4 when the vehicle battery 320 reaches a predetermined set voltage, switching to constant voltage charging is reached. At time t5, the recommended upper limit value of the vehicle battery 320 is reached, and charging ends.

図5は、本発明の実施の形態に係る充電装置100の動作例を示すフローチャートである。制御部40は、ECU310から車載電池320の規格に沿った充電電流値(以下、規定電流値という)を伴う充電開始指示を受け付けない間(S10のN)、商用電源から内蔵蓄電池20eに充電が可能である。その期間、制御部40は内蔵蓄電池20e内の充電量と、内蔵蓄電池20eの充電量の推奨上限値とを比較する(S11)。前者が後者を超えるとき(S11のN)、充電せずにステップS10に遷移する。前者が後者以下のとき(S11のY)、商用電源から内蔵蓄電池20eに充電する(S12)。   FIG. 5 is a flowchart showing an operation example of the charging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention. The control unit 40 charges the built-in storage battery 20e from the commercial power supply while not accepting a charge start instruction with a charging current value (hereinafter referred to as a specified current value) in accordance with the standard of the in-vehicle battery 320 from the ECU 310 (N in S10). Is possible. During that period, the control unit 40 compares the charge amount in the internal storage battery 20e with the recommended upper limit value of the charge amount of the internal storage battery 20e (S11). When the former exceeds the latter (N of S11), the process proceeds to step S10 without charging. When the former is equal to or less than the latter (Y in S11), the built-in storage battery 20e is charged from a commercial power source (S12).

制御部40は内蔵蓄電池20e内の充電量が上記推奨上限値に到達し、充電を終了すべきとき(S13のY)、充電を停止し(S14)、ステップS10に遷移する。充電を終了すべきでないとき(S13のN)、そのままステップS10に遷移する。   When the charge amount in the internal storage battery 20e reaches the recommended upper limit value and the charging is to be terminated (Y in S13), the control unit 40 stops the charging (S14), and proceeds to step S10. When charging should not be terminated (N in S13), the process directly proceeds to step S10.

制御部40は、上記規定電流値を伴う充電開始指示を受け付けたとき(S10のY)、内蔵蓄電池20e内の充電量と、内蔵蓄電池20eの充電量の推奨下限値とを比較する(S15)。前者が後者未満の場合(S15のN)、制御部40は、内蔵蓄電池20eから放電させず、整流回路10により整流された商用電源200から供給される電流のみを車載電池320に供給する(S19)。その際、商用電源200から供給される電流の限度値(上限電流値)を供給することが好ましい。   When the control unit 40 receives a charge start instruction with the specified current value (Y in S10), the control unit 40 compares the charge amount in the internal storage battery 20e with the recommended lower limit value of the charge amount of the internal storage battery 20e (S15). . When the former is less than the latter (N in S15), the control unit 40 supplies only the current supplied from the commercial power supply 200 rectified by the rectifier circuit 10 to the in-vehicle battery 320 without discharging from the internal storage battery 20e (S19). ). At that time, it is preferable to supply a limit value (upper limit current value) of the current supplied from the commercial power source 200.

内蔵蓄電池20e内の充電量が、上記推奨下限値以上の場合(S15のY)、制御部40は上記規定電流値から、整流回路10により整流された商用電源200から供給される電流(上限電流値であることが好ましい)を減算した値に相当する放電電流(a)を算出する(S16)。そして、制御部40は第2スイッチング素子S2のPWM信号を制御して、この放電電流(a)を内蔵蓄電池20eから放電させる(S17)。   When the charge amount in the internal storage battery 20e is equal to or more than the recommended lower limit value (Y in S15), the control unit 40 uses the specified current value to supply the current (upper limit current) supplied from the commercial power source 200 rectified by the rectifier circuit 10. A discharge current (a) corresponding to a value obtained by subtracting (preferably a value) is calculated (S16). And the control part 40 controls the PWM signal of 2nd switching element S2, and discharges this discharge current (a) from the internal storage battery 20e (S17).

制御部40は上記放電電流(a)と商用電源200から供給される電流の合成電流(上記規定電流に相当する)で、車載電池320を充電する(S18)。ステップS18またはステップS19の充電により、当該EV300に搭載された車載電池320の充電量が推奨上限値に到達し、充電を終了すべきとき(S20のY)、充電を停止する(S21)。充電を終了すべきでないとき(S20のN)、そのままステップS10に遷移する。充電装置100の電源がオフされると(S22のY)、以上の充電処理を終了する。充電装置100の電源がオフされない間(S22のN)、ステップS10に遷移し、以上の充電処理を継続する。   The control unit 40 charges the vehicle-mounted battery 320 with the combined current (corresponding to the specified current) of the discharge current (a) and the current supplied from the commercial power source 200 (S18). When the charge amount of the in-vehicle battery 320 mounted on the EV 300 reaches the recommended upper limit value due to charging in step S18 or step S19 and charging should be terminated (Y in S20), the charging is stopped (S21). When charging should not be terminated (N in S20), the process directly proceeds to step S10. When the power supply of the charging device 100 is turned off (Y in S22), the above charging process is terminated. While the power of the charging apparatus 100 is not turned off (N in S22), the process proceeds to step S10 and the above charging process is continued.

以上説明したように本実施の形態によれば、商用電源200からの電流と内蔵蓄電池20eからの電流の合成電流で、車載電池320に充電することができるため、より急速な充電が可能となる。また、ECU310から規定電流値を取得し、内蔵蓄電池20eからの放電量を調整することにより、規定電流値を遵守した最大の電流値で充電することができる。   As described above, according to the present embodiment, the vehicle-mounted battery 320 can be charged with the combined current of the current from the commercial power source 200 and the current from the built-in storage battery 20e, so that more rapid charging is possible. . Further, by acquiring a specified current value from the ECU 310 and adjusting the discharge amount from the built-in storage battery 20e, it is possible to charge with a maximum current value that complies with the specified current value.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

図6は、変形例1に係る充電装置100の設置例を示す図である。変形例1では、太陽電池500およびパワーコンディショナ550が追加的に設置される。太陽電池500は太陽光が射している期間、発電し、その発電電力をパワーコンディショナ550に出力する。パワーコンディショナ550は主に、太陽電池500により発電された直流電力を交流電力に変換し、商用電源系統に出力する。この交流電力は内蔵蓄電池20eに充電することができる。変形例1によれば、電気料金を安くすることができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an installation example of the charging device 100 according to the first modification. In the modification 1, the solar cell 500 and the power conditioner 550 are additionally installed. Solar cell 500 generates power during the period of sunlight and outputs the generated power to power conditioner 550. The power conditioner 550 mainly converts DC power generated by the solar cell 500 into AC power and outputs it to a commercial power supply system. This AC power can be charged into the internal storage battery 20e. According to the first modification, the electricity bill can be reduced.

図7は、変形例2に係る充電装置100の設置例を示す図である。変形例2では、商用電源系統に負荷600が接続されている。上述した実施の形態では、充電装置100は業務用の施設に設置される例を説明した。業務用に使用される場合であっても、コンビニエンスストアやショッピングセンターなどの店舗に設置される場合、業務用の負荷600(たとえば、空調機、冷凍機など)と充電装置100とが同じ商用電源系統から電源供給を受けることになる。充電装置100が家庭用に設置される場合も、家庭用の負荷600(白物家電機器、AV機器など)と充電装置100とが同じ商用電源系統から電源供給を受けることになる。もちろん、充電装置100用に専用の商用電源系統を設置してもよい。   FIG. 7 is a diagram illustrating an installation example of the charging apparatus 100 according to the second modification. In Modification 2, a load 600 is connected to the commercial power supply system. In the above-described embodiment, the example in which the charging apparatus 100 is installed in a business facility has been described. Even when used for business, when installed in a store such as a convenience store or a shopping center, the commercial load 600 (for example, an air conditioner, a refrigerator, etc.) and the charging device 100 have the same commercial power supply. Power is supplied from the grid. Even when the charging apparatus 100 is installed for home use, the household load 600 (white appliances, AV equipment, etc.) and the charging apparatus 100 are supplied with power from the same commercial power supply system. Of course, a dedicated commercial power supply system may be installed for the charging device 100.

図8は、変形例2に係る充電装置100の構成を示す回路図である。図8に示す充電装置100の構成は、図2に示す充電装置100の構成に第4スイッチング素子S4が追加された構成である。第4スイッチング素子S4は整流回路10の出力端子に直列に接続され、制御部40は第4スイッチング素子S4をオフすることにより、整流回路10の出力端子を後段素子と遮断することができる。すなわち、制御部40は内蔵蓄電池20eから放電される電流のみで、車載電池320を充電することができる。   FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration of the charging device 100 according to the second modification. The configuration of the charging device 100 illustrated in FIG. 8 is a configuration in which a fourth switching element S4 is added to the configuration of the charging device 100 illustrated in FIG. The fourth switching element S4 is connected in series to the output terminal of the rectifier circuit 10, and the control unit 40 can turn off the fourth switching element S4 to cut off the output terminal of the rectifier circuit 10 from the subsequent stage element. That is, the control unit 40 can charge the in-vehicle battery 320 only with the current discharged from the internal storage battery 20e.

電気料金は、最大ピーク電力値により決定される契約形態が一般的である。その契約形態の場合、そのピーク電力値を超えてしまうと電気料金が高くなる。そこで、制御部40は負荷600の消費電力を検出し、そのピーク電力値を超えると予測されるとき、第4スイッチング素子S4をオフすることにより、少なくとも車載電池320への充電による消費電力をカットすることができる。   The electricity bill is generally in a contract form determined by the maximum peak power value. In the case of the contract form, if the peak power value is exceeded, the electricity charge becomes high. Therefore, the control unit 40 detects the power consumption of the load 600, and when it is predicted that the peak power value will be exceeded, by turning off the fourth switching element S4, at least the power consumption due to charging the in-vehicle battery 320 is cut. can do.

また、深夜時間帯(東京電力株式会社では23:00〜7:00)の電気料金は、それ以外の時間帯(7:00〜23:00)と比較して、割引されていることが多い。制御部40は電気料金が割引されている深夜時間帯を優先して、商用電源200から内蔵蓄電池20eに充電するよう制御してもよい。また、深夜時間帯以外の時間帯では、第4スイッチング素子S4をオフすることにより、可及的に内蔵蓄電池20eから放電される電流で車載電池320に充電するよう制御してもよい。これらの場合、電気料金を安価にすることができる。とくに、家庭に設置される場合、ある程度の長時間充電が許容される場合があり、ユーザは、コストと充電時間のいずれを優先するか選択することができる。   In addition, electricity charges in the midnight hours (23:00 to 7:00 in TEPCO) are often discounted compared to other times (7:00 to 23:00). . The control unit 40 may control to charge the built-in storage battery 20e from the commercial power supply 200 with priority on the midnight time zone when the electricity rate is discounted. Further, in a time zone other than the midnight time zone, the vehicle battery 320 may be controlled to be charged with the current discharged from the internal storage battery 20e as much as possible by turning off the fourth switching element S4. In these cases, electricity charges can be reduced. In particular, when installed in a home, charging for a certain amount of time may be permitted, and the user can select whether to give priority to cost or charging time.

また、二次電池20は、充電装置100に内蔵される形態に限るものではなく、外付けであってもよい。   Further, the secondary battery 20 is not limited to the form built in the charging device 100, and may be externally attached.

100 充電装置、 10 整流回路、 20 二次電池、 20e 内蔵蓄電池、 40 制御部、 D1 第1ダイオード、 D2 第2ダイオード、 D3 第3ダイオード、 D4 第4ダイオード、 D5 第5ダイオード、 D6 第6ダイオード、 D7 第7ダイオード、 C1 容量、 S1 第1スイッチング素子、 S2 第2スイッチング素子、 S3 第3スイッチング素子、 S4 第4スイッチング素子、 L1 第1インダクタ、 L2 第2インダクタ、 200 商用電源、 300 EV、 310 ECU、 320 車載電池、 500 太陽電池、 550 パワーコンディショナ、 600 負荷。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Charger, 10 Rectifier circuit, 20 Secondary battery, 20e Built-in storage battery, 40 Control part, D1 1st diode, D2 2nd diode, D3 3rd diode, D4 4th diode, D5 5th diode, D6 6th diode D7 7th diode, C1 capacity, S1 1st switching element, S2 2nd switching element, S3 3rd switching element, S4 4th switching element, L1 1st inductor, L2 2nd inductor, 200 commercial power supply, 300 EV, 310 ECU, 320 vehicle-mounted battery, 500 solar cell, 550 power conditioner, 600 load.

Claims (5)

商用電源を直流電源に変換する整流回路と、
前記整流回路により生成された直流電圧を充電する二次電池と、を備え、
当該充電装置が充電すべき電気自動車に搭載された車載電池に、前記整流回路により整流された商用電源から供給される電流と、前記二次電池から放電される電流との合成電流を供給可能なことを特徴とする充電装置。
A rectifier circuit that converts commercial power into DC power;
A secondary battery for charging a DC voltage generated by the rectifier circuit,
A combined current of a current supplied from a commercial power source rectified by the rectifier circuit and a current discharged from the secondary battery can be supplied to an in-vehicle battery mounted on an electric vehicle to be charged by the charging device. A charging device characterized by that.
前記二次電池から放電される直流電圧を異なる直流電圧に変換するDC−DCコンバータをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の充電装置。   The charging device according to claim 1, further comprising a DC-DC converter that converts a DC voltage discharged from the secondary battery into a different DC voltage. 前記電気自動車の制御装置から充電指示を受け付け、当該充電装置から前記車載電池への充電を制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記制御装置から前記車載電池の規格に沿った充電電流値を伴う充電指示を受け付けた場合であって、前記二次電池の充電量が、設定された下限値以上の場合であるとき、前記充電電流値から、前記整流回路により整流された商用電源から供給される電流を減算した値に相当する電流を、前記二次電池から放電させることを特徴とする請求項2に記載の充電装置。
A control unit that receives a charging instruction from the control device of the electric vehicle and controls charging of the in-vehicle battery from the charging device; and
The control unit is a case where a charging instruction with a charging current value in accordance with a standard of the in-vehicle battery is received from the control device, and a charge amount of the secondary battery is equal to or more than a set lower limit value. The current corresponding to a value obtained by subtracting a current supplied from a commercial power source rectified by the rectifier circuit from the charging current value is discharged from the secondary battery. Charging device.
前記制御部は、前記二次電池の充電量が前記下限値未満の場合、前記二次電池から放電させず、前記整流回路により整流された商用電源から供給される電流を前記車載電池に供給することを特徴とする請求項3に記載の充電装置。   When the charge amount of the secondary battery is less than the lower limit value, the control unit does not discharge the secondary battery, and supplies current supplied from the commercial power source rectified by the rectifier circuit to the in-vehicle battery. The charging device according to claim 3. 前記車載電池はリチウムイオン電池であり、
当該電源装置は、前記リチウムイオン電池に所定の設定電圧まで定電流充電し、その設定電圧到達後、定電圧充電することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の充電装置。
The in-vehicle battery is a lithium ion battery,
5. The charging device according to claim 1, wherein the power supply device charges the lithium ion battery with a constant current up to a predetermined set voltage, and charges the constant voltage after reaching the set voltage. 6.
JP2010171956A 2010-07-30 2010-07-30 Charger Pending JP2012034488A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010171956A JP2012034488A (en) 2010-07-30 2010-07-30 Charger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010171956A JP2012034488A (en) 2010-07-30 2010-07-30 Charger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012034488A true JP2012034488A (en) 2012-02-16

Family

ID=45847252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010171956A Pending JP2012034488A (en) 2010-07-30 2010-07-30 Charger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012034488A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012099217A1 (en) * 2011-01-19 2012-07-26 シャープ株式会社 Electric-vehicle charging device, electric-vehicle charging method, program, and recording medium
WO2013024645A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 日本電気株式会社 Charging management system, charger, and program
JP2014045536A (en) * 2012-08-24 2014-03-13 Toyota Industries Corp Charging system
WO2014068735A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 Jfeエンジニアリング株式会社 Quick charger
JP2014099958A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Toyota Industries Corp Charging system
JP2015516531A (en) * 2012-02-29 2015-06-11 アイエヌアイ パワー システムズ インコーポレイテッド Efficient fuel consumption method and apparatus
USD733052S1 (en) 2012-12-20 2015-06-30 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
US9175601B2 (en) 2012-01-04 2015-11-03 Ini Power Systems, Inc. Flex fuel field generator
US9188033B2 (en) 2012-01-04 2015-11-17 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator and methods of use thereof
CN107117040A (en) * 2017-04-13 2017-09-01 江苏大学 A kind of control device and control method driven for electric automobile with brakes
US9909534B2 (en) 2014-09-22 2018-03-06 Ini Power Systems, Inc. Carbureted engine having an adjustable fuel to air ratio
US10030609B2 (en) 2015-11-05 2018-07-24 Ini Power Systems, Inc. Thermal choke, autostart generator system, and method of use thereof
USD827572S1 (en) 2015-03-31 2018-09-04 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
FR3131123A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-23 Valeo Systemes De Controle Moteur BATTERY CHARGER

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012152035A (en) * 2011-01-19 2012-08-09 Sharp Corp Electric automobile charging device, electric automobile charging method, program, and recording medium
WO2012099217A1 (en) * 2011-01-19 2012-07-26 シャープ株式会社 Electric-vehicle charging device, electric-vehicle charging method, program, and recording medium
US9751418B2 (en) 2011-08-12 2017-09-05 Nec Corporation Charge managing system, charger, and program
WO2013024645A1 (en) * 2011-08-12 2013-02-21 日本電気株式会社 Charging management system, charger, and program
JPWO2013024645A1 (en) * 2011-08-12 2015-03-05 日本電気株式会社 Charge management system, charger, and program
US9995248B2 (en) 2012-01-04 2018-06-12 Ini Power Systems, Inc. Flex fuel field generator
US9175601B2 (en) 2012-01-04 2015-11-03 Ini Power Systems, Inc. Flex fuel field generator
US9188033B2 (en) 2012-01-04 2015-11-17 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator and methods of use thereof
JP2015516531A (en) * 2012-02-29 2015-06-11 アイエヌアイ パワー システムズ インコーポレイテッド Efficient fuel consumption method and apparatus
US9450450B2 (en) 2012-02-29 2016-09-20 Ini Power Systems, Inc. Method and apparatus for efficient fuel consumption
JP2014045536A (en) * 2012-08-24 2014-03-13 Toyota Industries Corp Charging system
WO2014068735A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 Jfeエンジニアリング株式会社 Quick charger
JP2014099958A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Toyota Industries Corp Charging system
USD794562S1 (en) 2012-12-20 2017-08-15 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
USD733052S1 (en) 2012-12-20 2015-06-30 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
US9909534B2 (en) 2014-09-22 2018-03-06 Ini Power Systems, Inc. Carbureted engine having an adjustable fuel to air ratio
USD827572S1 (en) 2015-03-31 2018-09-04 Ini Power Systems, Inc. Flexible fuel generator
US10030609B2 (en) 2015-11-05 2018-07-24 Ini Power Systems, Inc. Thermal choke, autostart generator system, and method of use thereof
US11274634B2 (en) 2015-11-05 2022-03-15 Ini Power Systems, Inc. Thermal choke, autostart generator system, and method of use thereof
US11655779B2 (en) 2015-11-05 2023-05-23 The Dewey Electronics Corporation Thermal choke, autostart generator system, and method of use thereof
CN107117040A (en) * 2017-04-13 2017-09-01 江苏大学 A kind of control device and control method driven for electric automobile with brakes
FR3131123A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-23 Valeo Systemes De Controle Moteur BATTERY CHARGER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012034488A (en) Charger
Tashakor et al. A bidirectional battery charger with modular integrated charge equalization circuit
JP3219852U (en) Bidirectional in-vehicle charge / discharge system
KR101284331B1 (en) Recharge systen for green car and method thereof
KR101466442B1 (en) Battery charging apparatus and method thereof
US10889190B2 (en) Apparatus for controlling electric vehicle charging system
CN110546852A (en) Power supply device, power storage system, and charging method
US9190915B2 (en) Electric-power conversion device
JP5290349B2 (en) DC power supply system and control method thereof
US9997931B2 (en) Device for balancing the charge of the elements of a power battery
EP3123604B1 (en) Dc/dc converter and electrical storage system
US8324863B2 (en) Trickle charger for high-energy storage systems
KR101558794B1 (en) Battery charger for an electric vehicle
KR20200048913A (en) Stand-alone household energy storage system based on waste battery
KR20210156107A (en) Apparatus and method for charging battery of vehicle
US20110156620A1 (en) Battery protection system and method thereof
JP2018170930A (en) Power conversion device and power conversion system
JP2014036528A (en) Insulated charging device
WO2019244606A1 (en) Vehicle power supply device
Chaurasiya et al. A G2V/V2G off-board fast charger for charging of lithium-ion based electric vehicles
JP5582173B2 (en) Charger
JP2013027236A (en) Battery charging system and vehicle charging system
Salari et al. A new multiple input bidirectional HEV battery charger
KR20190092994A (en) Battery charger for vehicle
JP7257311B2 (en) vehicle charger