JP2020191771A - Electric carrying object, power tool, mobile and portable device - Google Patents

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Takashi Hirokane
岳志 広兼
康樹 金澤
Yasuki Kanazawa
康樹 金澤
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Abstract

To provide an electric carrying object that can be used frequently.SOLUTION: An electric carrying object includes, as a drive power supply, a secondary battery that is at least one of a lithium ion battery, a semi-solid battery and an all-solid-state battery which include lithium titanate, the electric carrying object being driven by DC power supplied from the secondary battery. The secondary battery is charged by a charging system which includes: a home power outlet or an office power outlet for AC 100 V or more to 240 V or less; an AC/DC converter which steps down the AC voltage supplied from the power outlet and converts the AC voltage into a DC voltage and outputs the DC voltage; and a DC/DC converter which converts power supplied from the AC/DC converter into a predetermined charging voltage and charging current and charges the secondary battery, the DC/DC converter including a plurality of voltage conversion units connected in parallel, and each of the plurality of voltage conversion units including a switching element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動携行物、電動工具、移動体および携帯機器に関する。 The present invention relates to electric carrying objects, electric tools, moving objects and portable devices.

近年、電動携行物として、内部に空気を流通させることにより、人体から出た汗を蒸発させるファン付き服が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, clothes with a fan that evaporate sweat emitted from the human body by circulating air inside have been put into practical use as electric carrying objects (see, for example, Patent Document 1).

特開２００５−１６４１９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-16419 小杉伸一郎、ほか２名、「安全性に優れた新型二次電池 ＳＣｉＢ（登録商標）」、東芝レビュー、株式会社東芝、２００８年、第６３巻、第２号、ｐ．５４−５７Shinichiro Kosugi and 2 others, "New secondary battery SCiB (registered trademark) with excellent safety", Toshiba Review, Toshiba Corporation, 2008, Vol. 63, No. 2, p. 54-57

特許文献１に記載の電動携行物であるファン付き服は、バッテリ駆動であり、バッテリである二次電池を充電している間は使用することができない。そのため、ファン付き服を高頻度で使用する場合には、充電時間を考慮して、複数個の二次電池を準備する必要があった。 The clothes with a fan, which is an electric carrying object described in Patent Document 1, are battery-powered and cannot be used while the secondary battery, which is a battery, is being charged. Therefore, when clothes with a fan are used frequently, it is necessary to prepare a plurality of secondary batteries in consideration of the charging time.

本発明は、上記のような課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above problems, and can be realized, for example, in the following form.

本願の第１の形態によれば、電動携行物が提供される。この電動携行物は、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する。二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される。そのため、複数の電圧変換ユニットを選択使用することで、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、電動携行物を高頻度で使用することができる。 According to the first aspect of the present application, an electric carrying object is provided. This electric carrying object is equipped with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery, as a drive power source, and is driven by DC power supplied from the secondary battery. .. The secondary battery is a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs it by converting it into a DC voltage, and an AC / DC. A DC / DC converter that converts the power supplied from the converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel to a plurality of voltage conversions. It has units, and each of the plurality of voltage conversion units is charged in a charging system having a switching element. Therefore, by selectively using a plurality of voltage conversion units, the secondary battery can be quickly charged, so that the electric carry-on item can be used frequently without preparing a plurality of secondary batteries. ..

本発明の第２の形態によれば、電動携行物は、二次電池から供給される直流電力により駆動するファンを備えたファン付き服である。そのため、急速充電可能な二次電池を用いて、ファン付き服を高頻度で使用することができる。 According to the second aspect of the present invention, the electric carrying object is clothing with a fan provided with a fan driven by DC power supplied from a secondary battery. Therefore, clothes with a fan can be used frequently by using a secondary battery that can be charged quickly.

本発明の第３の形態によれば、電動工具が提供される。この電動工具は、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する。二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡ
Ｃ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される。そのため、複数の電圧変換ユニットを選択使用することで、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、電動工具を高頻度で使用することができる。 According to the third aspect of the present invention, a power tool is provided. This electric tool is provided with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery, as a drive power source, and is driven by DC power supplied from the secondary battery. The secondary battery is a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, and A that steps down the AC voltage supplied from the power outlet and converts it to DC voltage for output.
The DC / DC converter includes a C / DC converter and a DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery. , It has a plurality of voltage conversion units connected in parallel, and each of the plurality of voltage conversion units is charged in a charging system having a switching element. Therefore, since the secondary battery can be quickly charged by selectively using a plurality of voltage conversion units, the power tool can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries.

本発明の第４の形態によれば、移動体が提供される。この移動体は、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する。二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される。そのため、複数の電圧変換ユニットを選択使用することで、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、移動体を高頻度で使用することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, a moving body is provided. This moving body includes a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery, as a driving power source, and is driven by DC power supplied from the secondary battery. The secondary battery is a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs it by converting it into a DC voltage, and an AC / DC. A DC / DC converter that converts the power supplied from the converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel to a plurality of voltage conversions. It has units, and each of the plurality of voltage conversion units is charged in a charging system having a switching element. Therefore, since the secondary battery can be quickly charged by selectively using a plurality of voltage conversion units, the moving body can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries.

本発明の第５の形態によれば、携帯機器が提供される。この携帯機器は、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する。二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される。そのため、複数の電圧変換ユニットを選択使用することで、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、携帯機器を高頻度で使用することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a portable device is provided. This portable device includes a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and a secondary battery which is at least one of all-solid-state batteries as a drive power source, and is driven by DC power supplied from the secondary battery. The secondary battery is a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs it by converting it into a DC voltage, and an AC / DC. A DC / DC converter that converts the power supplied from the converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel to a plurality of voltage conversions. It has units, and each of the plurality of voltage conversion units is charged in a charging system having a switching element. Therefore, by selectively using a plurality of voltage conversion units, the secondary battery can be quickly charged, so that the portable device can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries.

本発明の一実施形態による電動携行物が備える二次電池を充電する充電システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the charging system which charges the secondary battery provided in the electric carrying thing by one Embodiment of this invention. 図１に示したＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。It is a circuit diagram of the DC / DC converter shown in FIG.

以下、本発明による電動携行物の好適な実施形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the electric carrying object according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the same or corresponding parts in the drawings will be described with the same reference numerals.

本発明の一実施形態による電動携行物としては、ファン付き服、ライト付きヘルメット、ファン付きヘルメット等が挙げられる。また、これらの電動携行物は、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）を用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備えている。この二次電池は、以下に示す充電システムによって急速充電される。 Examples of the electric carrying object according to the embodiment of the present invention include clothes with a fan, a helmet with a light, a helmet with a fan, and the like. Further, these electric portable objects include a lithium ion battery using lithium titanate (LTO), a semi-solid battery, and a secondary battery which is at least one of the all-solid-state batteries as a driving power source. The secondary battery is quickly charged by the charging system shown below.

図１は、本発明の一実施形態による電動携行物が備える二次電池５０を充電する充電シ
ステムを示すブロック図である。図１において、充電システム１００は、電源コンセント１０、ＡＣアダプタ２０、コンデンサ３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備えている。 FIG. 1 is a block diagram showing a charging system for charging a secondary battery 50 included in an electric portable object according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the charging system 100 includes a power outlet 10, an AC adapter 20, a capacitor 30, and a DC / DC converter 40.

電源コンセント１０は、家庭用または事業所に設けられたコンセントであり、例えば１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の単相交流電圧を供給する電源である。ＡＣアダプタ２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータの一種であって、例えばノートブック型コンピュータに使用される市販のＡＣアダプタである。ＡＣアダプタ２０は、電源コンセント１０から供給される１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の単相交流電圧を降圧するとともに、所定の直流電圧に変換して出力する。なお、ＡＣアダプタ２０のキャリア周波数は、１０ｋＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下であってもよい。 The power outlet 10 is an outlet provided for home use or business establishment, and is a power source for supplying, for example, a single-phase AC voltage of 100 V or more and 240 V or less. The AC adapter 20 is a kind of AC / DC converter, and is a commercially available AC adapter used for, for example, a notebook computer. The AC adapter 20 steps down the single-phase AC voltage of 100 V or more and 240 V or less supplied from the power outlet 10 and converts it into a predetermined DC voltage for output. The carrier frequency of the AC adapter 20 may be 10 kHz or more and 13.56 MHz or less.

ここで、ＡＣアダプタ２０から出力される直流電圧は、例えば直流電圧１６Ｖ、直流電流４Ａの６４Ｗである。なお、ＡＣアダプタ２０から出力される直流電圧は、例えば５Ｖ以上６０Ｖ以下の範囲内であってもよい。コンデンサ３０は、ＡＣアダプタ２０から出力された直流電圧を平滑化する。 Here, the DC voltage output from the AC adapter 20 is, for example, 64 W with a DC voltage of 16 V and a DC current of 4 A. The DC voltage output from the AC adapter 20 may be in the range of, for example, 5 V or more and 60 V or less. The capacitor 30 smoothes the DC voltage output from the AC adapter 20.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、非絶縁型のコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣアダプタ２０から供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池５０を充電する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０のキャリア周波数は、１０ｋＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下であってもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、絶縁型であってもよい。 The DC / DC converter 40 is a non-isolated converter. The DC / DC converter 40 converts the electric power supplied from the AC adapter 20 into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery 50. The carrier frequency of the DC / DC converter 40 may be 10 kHz or more and 13.56 MHz or less. Further, the DC / DC converter may be an isolated type.

このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、ＡＣアダプタ２０から供給される電力の範囲内において、二次電池５０の単セルあたり例えば１．０Ｖ以上５．０Ｖ以下の充電電圧、および例えば５Ａ以上１６００Ａ以下の充電電流で二次電池５０を充電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の詳細な構成および機能については、後述する。 At this time, the DC / DC converter 40 has a charging voltage of, for example, 1.0 V or more and 5.0 V or less per single cell of the secondary battery 50, and for example, 5 A or more and 1600 A or less, within the range of the power supplied from the AC adapter 20. The secondary battery 50 is charged with the charging current of. The detailed configuration and function of the DC / DC converter 40 will be described later.

二次電池５０は、負極の活物質としてチタン酸リチウム（ＬＴＯ）を含むリチウムイオン電池であり、容量は、１０００ｍＡｈ以上５０００００ｍＡｈ以下であって、搭載される機器の主電源として用いることができ、長時間駆動を実現することができる。負極の活物質としてチタン酸リチウムを含む二次電池５０は、大電流による急速充電が可能である。具体的には、負極にＬＴＯを用いた容量４．２Ａｈのリチウムイオン電池を、５０Ａの大電流により、５分間で急速充電できることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。なお、二次電池５０は、負極の活物質としてチタン酸リチウムを含むリチウムイオン電池に限定されず、半固体電池または全固体電池であってもよい。 The secondary battery 50 is a lithium ion battery containing lithium titanate (LTO) as an active material for the negative electrode, has a capacity of 1000 mAh or more and 500,000 mAh or less, and can be used as a main power source for the mounted equipment. Time drive can be realized. The secondary battery 50 containing lithium titanate as the active material of the negative electrode can be quickly charged with a large current. Specifically, it has been reported that a lithium-ion battery having a capacity of 4.2 Ah using LTO as a negative electrode can be rapidly charged in 5 minutes with a large current of 50 A (see, for example, Non-Patent Document 1). The secondary battery 50 is not limited to a lithium ion battery containing lithium titanate as an active material for the negative electrode, and may be a semi-solid battery or an all-solid-state battery.

図２は、図１に示したＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。図２において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、６個のスイッチング素子４１〜４６、インダクタ４７およびコンデンサ４８を有している。スイッチング素子４１、４２、スイッチング素子４３、４４、およびスイッチング素子４５、４６は、それぞれ互いに直列に接続され、３つの電圧変換ユニット６１〜６３を構成している。また、電圧変換ユニット６１〜６３は、それぞれ互いに並列に接続されている。なお、電圧変換ユニットは、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。 FIG. 2 is a circuit diagram of the DC / DC converter shown in FIG. In FIG. 2, the DC / DC converter 40 has six switching elements 41 to 46, an inductor 47, and a capacitor 48. The switching elements 41 and 42, the switching elements 43 and 44, and the switching elements 45 and 46 are connected in series with each other to form three voltage conversion units 61 to 63, respectively. Further, the voltage conversion units 61 to 63 are connected to each other in parallel. The number of voltage conversion units may be two or four or more.

スイッチング素子４１〜４６は、それぞれＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を有している。ここで、ＭＯＳＦＥＴに代えて、トランジスタおよびトランジスタに並列接続されたダイオード等が用いられてもよい。 Each of the switching elements 41 to 46 has a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), respectively. Here, instead of the MOSFET, a transistor and a diode connected in parallel to the transistor may be used.

スイッチング素子４１〜４６は、図示しない制御部から出力される、所定のデューティ比を有するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に従ってそれぞれオンまたはオフし、ＡＣアダプタ２０から出力された直流電圧を時分割する。インダクタ４７およびコンデンサ４８は、時分割された直流電圧を平滑化し、予め定められた充電電圧および充電電流を出力する。 The switching elements 41 to 46 are turned on or off according to a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a predetermined duty ratio output from a control unit (not shown), and the DC voltage output from the AC adapter 20 is time-divisioned. The inductor 47 and the capacitor 48 smooth the time-division DC voltage and output a predetermined charging voltage and charging current.

このとき、制御部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０にかかる負荷を電圧変換ユニット６１〜６３のそれぞれに分散して、電圧変換ユニット６１〜６３を同時に駆動してもよい。また、制御部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０にかかる負荷に応じて、電圧変換ユニット６１〜６３を切り替えながら駆動してもよい。 At this time, the control unit may distribute the load applied to the DC / DC converter 40 to each of the voltage conversion units 61 to 63 and drive the voltage conversion units 61 to 63 at the same time. Further, the control unit may be driven while switching the voltage conversion units 61 to 63 according to the load applied to the DC / DC converter 40.

ここで、制御部は、予め定められた充電電圧および充電電流が、例えば１．０Ｖ以上５．０Ｖ以下の充電電圧、および例えば５Ａ以上１６００Ａ以下、好ましくは、２０Ａ以上１６００Ａ以下、より好ましくは５０Ａ以上１６００Ａ以下、さらに好ましくは２００Ａ以上１６００Ａ以下の充電電流となるように、ＰＷＭ信号を出力するように構成されている。これにより、搭載される機器の主電源として用いることができる二次電池５０が、５Ａ以上の大電流で急速充電される。 Here, the control unit has a predetermined charging voltage and charging current of, for example, 1.0 V or more and 5.0 V or less, and for example, 5 A or more and 1600 A or less, preferably 20 A or more and 1600 A or less, more preferably 50 A. It is configured to output a PWM signal so that the charging current is 1600 A or less, more preferably 200 A or more and 1600 A or less. As a result, the secondary battery 50 that can be used as the main power source of the mounted device is rapidly charged with a large current of 5 A or more.

また、上記実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、ワイヤレス充電により二次電池５０を充電してもよい。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０には、給電コイルが設けられた図示しないワイヤレス充電部が接続され、二次電池５０には、受電コイルが設けられて、ワイヤレス充電部に二次電池５０を近接させること、例えば載せることにより、二次電池５０が充電される。なお、ワイヤレス充電部の伝送周波数は、５０Ｈｚ以上２７．１２ＭＨｚ以下であってもよい。 Further, in the above embodiment, the DC / DC converter 40 may charge the secondary battery 50 by wireless charging. At this time, the DC / DC converter 40 is connected to a wireless charging unit (not shown) provided with a power feeding coil, the secondary battery 50 is provided with a power receiving coil, and the secondary battery 50 is brought close to the wireless charging unit. The secondary battery 50 is charged by causing, for example, placing it. The transmission frequency of the wireless charging unit may be 50 Hz or more and 27.12 MHz or less.

以上のように、電動携行物は、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池５０を駆動電源として備え、二次電池５０から供給される直流電力により駆動する。二次電池５０は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセント１０と、電源コンセント１０から供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣアダプタ２０と、ＡＣアダプタ２０から供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池５０を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が、並列接続された複数の電圧変換ユニット６１〜６３を有し、複数の電圧変換ユニット６１〜６３のそれぞれが、スイッチング素子４１〜４６を有する充電システム１００において充電される。そのため、複数の電圧変換ユニット６１〜６３を選択使用することで、二次電池５０を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、電動携行物を高頻度で使用することができる。 As described above, the electric carrying object is provided with a secondary battery 50 as a drive power source, which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery, and is supplied from the secondary battery 50. It is driven by DC power. The secondary battery 50 includes a power outlet 10 having an AC of 100 V or more and 240 V or less for home or business use, an AC adapter 20 for stepping down the AC voltage supplied from the power outlet 10 and converting the AC voltage into a DC voltage for output. A DC / DC converter 40 that converts the power supplied from the adapter 20 into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery 50, and the DC / DC converter 40 are connected in parallel. A charging system 100 having a plurality of voltage conversion units 61 to 63 and each of the plurality of voltage conversion units 61 to 63 having switching elements 41 to 46 is charged. Therefore, by selectively using a plurality of voltage conversion units 61 to 63, the secondary battery 50 can be quickly charged, so that the electric carrying object can be used frequently without preparing a plurality of secondary batteries. can do.

また、充電電流は、二次電池５０の単セルあたり５Ａ以上１６００Ａ以下であり、好ましくは５０Ａ以上１６００Ａ以下であり、より好ましくは２００Ａ以上１６００Ａ以下である。そのため、二次電池５０を単セルあたり５Ａ以上１６００Ａ以下の大電流で充電することができる。 The charging current is 5 A or more and 1600 A or less, preferably 50 A or more and 1600 A or less, and more preferably 200 A or more and 1600 A or less per single cell of the secondary battery 50. Therefore, the secondary battery 50 can be charged with a large current of 5 A or more and 1600 A or less per single cell.

また、ＡＣアダプタ２０の出力電圧は、５Ｖ以上６０Ｖ以下である。そのため、ＡＣアダプタ２０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４０の定格電圧を低く設定することができる。 The output voltage of the AC adapter 20 is 5 V or more and 60 V or less. Therefore, the rated voltage of the DC / DC converter 40 connected to the AC adapter 20 can be set low.

また、ＡＣアダプタ２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の少なくとも一方のキャリア周波数は、１０ｋＨｚ以上１３．５６ＭＨｚ以下である。そのため、キャリア周波数を高くすることにより、コンバータを小型化することができる。 The carrier frequency of at least one of the AC adapter 20 and the DC / DC converter 40 is 10 kHz or more and 13.56 MHz or less. Therefore, the converter can be miniaturized by increasing the carrier frequency.

また、二次電池５０は、ワイヤレス充電可能であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に接続され、二次電池５０をワイヤレス充電するワイヤレス充電部をさらに備えてもよい。そのため、充電のたびに二次電池５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０に接続する必要がなくなるので、効率的に二次電池５０を充電することができる。 Further, the secondary battery 50 can be wirelessly charged, and may be further provided with a wireless charging unit that is connected to the DC / DC converter 40 and wirelessly charges the secondary battery 50. Therefore, it is not necessary to connect the secondary battery 50 to the DC / DC converter 40 each time the battery is charged, so that the secondary battery 50 can be charged efficiently.

また、ワイヤレス充電部の伝送周波数は、５０Ｈｚ以上２７．１２ＭＨｚ以下である。そのため、使用者が使用に当たり免許不要な出力と周波数帯域の範囲内で二次電池５０をワイヤレス充電することができる。 The transmission frequency of the wireless charging unit is 50 Hz or more and 27.12 MHz or less. Therefore, the user can wirelessly charge the secondary battery 50 within the range of the output and frequency band that do not require a license for use.

また、充電電圧は、１．０Ｖ以上５．０Ｖ以下である。これによれば、低電圧大電流で二次電池５０を充電することができる。 The charging voltage is 1.0 V or more and 5.0 V or less. According to this, the secondary battery 50 can be charged with a low voltage and a large current.

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment of the present invention is for facilitating the understanding of the present invention and does not limit the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes equivalents thereof. Further, in the range where at least a part of the above-mentioned problems can be solved, or in the range where at least a part of the effect is exhibited, the scope of claims and the combination of each component described in the specification can be combined or omitted. ..

例えば、上記電動携行物に代えて、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する電動工具について、二次電池が、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電されてもよい。この場合も、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、電動工具を高頻度で使用することができる。電動工具としては、電動ドライバー、電動丸鋸、電動サンダー等が挙げられる。 For example, instead of the electric carrying object, a secondary battery which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery, and an all-solid battery is provided as a drive power source, and a direct current supplied from the secondary battery is provided. For electric tools driven by electric power, the secondary battery lowers the AC voltage supplied from the power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use and the AC voltage supplied from the power outlet, and converts it to DC voltage for output. The DC / DC converter includes a / DC converter and a DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery. A charging system having a plurality of voltage conversion units connected in parallel and each of the plurality of voltage conversion units may be charged in a charging system having a switching element. In this case as well, since the secondary battery can be charged quickly, the power tool can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries. Examples of the electric tool include an electric screwdriver, an electric circular saw, an electric sander, and the like.

また、上記電動携行物に代えて、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する移動体について、二次電池が、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電されてもよい。この場合も、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、移動体を高頻度で使用することができる。移動体としては、ドローンや、無線操作されるヘリコプター、飛行機、車、二輪車、船等の玩具が挙げられる。 Further, instead of the electric carrying object, a secondary battery which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery and an all-solid battery is provided as a drive power source, and a direct current supplied from the secondary battery is provided. For mobile bodies driven by electric power, the secondary battery lowers the AC voltage supplied from the power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use and the AC voltage supplied from the power outlet, and converts it to DC voltage for output. The DC / DC converter includes a / DC converter and a DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery. A charging system having a plurality of voltage conversion units connected in parallel and each of the plurality of voltage conversion units may be charged in a charging system having a switching element. In this case as well, since the secondary battery can be quickly charged, the mobile body can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries. Examples of mobile objects include toys such as drones, wirelessly operated helicopters, airplanes, cars, motorcycles, and ships.

また、上記電動携行物に代えて、チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、二次電池から供給される直流電力により駆動する携帯機器について、二次電池が、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと
、ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電されてもよい。この場合も、二次電池を急速充電することができるので、複数個の二次電池を準備することなく、携帯機器を高頻度で使用することができる。携帯機器としては、スマートフォン、携帯電話、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ等が挙げられる。 Further, instead of the electric carrying object, a secondary battery which is at least one of a lithium ion battery using lithium titanate, a semi-solid battery and an all-solid battery is provided as a drive power source, and a direct current supplied from the secondary battery is provided. For portable devices driven by electric power, the secondary battery lowers the AC voltage supplied from the power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use and the AC voltage supplied from the power outlet, and converts it to DC voltage for output. The DC / DC converter includes a / DC converter and a DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery. A charging system having a plurality of voltage conversion units connected in parallel and each of the plurality of voltage conversion units may be charged in a charging system having a switching element. In this case as well, since the secondary battery can be quickly charged, the portable device can be used with high frequency without preparing a plurality of secondary batteries. Examples of mobile devices include smartphones, mobile phones, tablet computers, notebook computers and the like.

１０…電源コンセント
２０…ＡＣアダプタ
３０…コンデンサ
４０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４１〜４６…スイッチング素子
４７…インダクタ
４８…コンデンサ
５０…二次電池
６１〜６３…電圧変換ユニット
１００…充電システム
10 ... Power outlet 20 ... AC adapter 30 ... Capacitor 40 ... DC / DC converter 41-46 ... Switching element 47 ... Inductor 48 ... Capacitor 50 ... Secondary battery 61-63 ... Voltage conversion unit 100 ... Charging system

Claims (7)

チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、前記二次電池から供給される直流電力により駆動する電動携行物であって、
前記二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、前記電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して前記二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、前記複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される
電動携行物。 It is an electric portable object that is equipped with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery using lithium titanate, as a drive power source and is driven by DC power supplied from the secondary battery. hand,
The secondary battery includes a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs the AC / DC converter by converting it into a DC voltage. A DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel. An electric carrying object having a plurality of voltage conversion units, each of which is charged in a charging system having a switching element. 請求項１に記載の電動携行物であって、
前記二次電池から供給される直流電力により駆動するファンを備えたファン付き服である
電動携行物。 The electric carrying object according to claim 1.
An electric carry-on item that is a fan-equipped clothing with a fan that is driven by DC power supplied from the secondary battery. 請求項１または請求項２に記載の電動携行物であって、
前記充電電流は、前記二次電池の単セルあたり２０Ａ以上１６００Ａ以下である
電動携行物。 The electric carrying object according to claim 1 or 2.
The charging current is 20 A or more and 1600 A or less per single cell of the secondary battery. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電動携行物であって、
前記二次電池の容量は、１０００ｍＡｈ以上５０００００ｍＡｈ以下である
電動携行物。 The electric carrying object according to any one of claims 1 to 3.
The capacity of the secondary battery is 1000 mAh or more and 500,000 mAh or less. チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、前記二次電池から供給される直流電力により駆動する電動工具であって、
前記二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、前記電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して前記二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、前記複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される
電動工具。 An electric tool that is equipped with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery using lithium titanate, as a drive power source and is driven by DC power supplied from the secondary battery. ,
The secondary battery includes a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs the AC / DC converter by converting it into a DC voltage. A DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel. An electric tool having a plurality of voltage conversion units, each of which is charged in a charging system having a switching element. チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、前記二次電池から供給される直流電力により駆動する移動体であって、
前記二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、前記電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して前記二次電池を充電するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、前記複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される
移動体。 A mobile body provided with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery using lithium titanate, as a driving power source and driven by DC power supplied from the secondary battery. ,
The secondary battery includes a power outlet of AC100V or more and 240V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs the AC / DC converter by converting it into a DC voltage. A DC / DC converter that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery, and the DC / DC converters are connected in parallel. A moving body having a plurality of voltage conversion units, each of which is charged in a charging system having a switching element. チタン酸リチウムを用いたリチウムイオン電池、半固体電池および全固体電池の少なくとも１つである二次電池を駆動電源として備え、前記二次電池から供給される直流電力により駆動する携帯機器であって、
前記二次電池は、家庭用または事業所のＡＣ１００Ｖ以上２４０Ｖ以下の電源コンセントと、前記電源コンセントから供給される交流電圧を降圧するとともに、直流電圧に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータと、前記ＡＣ／ＤＣコンバータから供給される電力を、予め定められた充電電圧および充電電流に変換して前記二次電池を充電するＤＣ／ＤＣ
コンバータと、を備え、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、並列接続された複数の電圧変換ユニットを有し、前記複数の電圧変換ユニットのそれぞれが、スイッチング素子を有する充電システムにおいて充電される
携帯機器。
A portable device provided with a secondary battery, which is at least one of a lithium ion battery, a semi-solid battery, and an all-solid-state battery using lithium titanate, as a driving power source and driven by DC power supplied from the secondary battery. ,
The secondary battery includes a power outlet of AC 100 V or more and 240 V or less for home or business use, an AC / DC converter that lowers the AC voltage supplied from the power outlet and outputs the DC voltage, and the above. DC / DC that converts the power supplied from the AC / DC converter into a predetermined charging voltage and charging current to charge the secondary battery.
A portable device comprising a converter, wherein the DC / DC converter has a plurality of voltage conversion units connected in parallel, and each of the plurality of voltage conversion units is charged in a charging system having a switching element.
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