JP2022133088A - Power storage device and method for supplying power source at affected areas - Google Patents

Power storage device and method for supplying power source at affected areas Download PDF

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Shinichi Inawashiro
信一郎 吉田
Shinichiro Yoshida
雄二 平松
Yuji Hiramatsu
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Abstract

To provide a power storage device that is adaptable to a variety of purposes of use.SOLUTION: A power storage device includes a power charging/power supplying station 4 equipped with a plurality of slots 6 to accept a plurality of power storage units 10 in a detachable/attachable manner. A slot interface (I/F) is established to allow power exchange when the power storage units 10 are attached to the corresponding slots 6. The power storage units 10 each include a secondary battery 94 that is managed by a BMS 90, a power source I/F 14, and a power supply I/F 16. The power charging/power supplying station 4 has slot-side terminals disposed on the corresponding slots. The slot-side terminals are connected in parallel with each other. The power charging/power supplying station 4 includes a power source I/F 60 and a power supply I/F 50.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、一般的には、蓄電装置及び被災地での電源供給方法に関し、より詳しくは、複数の蓄電ユニットと、これを受け入れる充電・給電ステーションとを含む蓄電装置に関し、各蓄電ユニットはポータブルである。複数の蓄電ユニットは共通の外形を有し、充電・給電ステーションの同じ形の複数のスロットの各々に脱着自在である。本発明に係る蓄電装置は、典型的には、一般家庭に好適に適用される。 TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to a power storage device and a power supply method in a disaster area, and more particularly to a power storage device including a plurality of power storage units and a charging/power supply station for receiving the power storage units, each power storage unit being portable. is. The plurality of power storage units have a common outer shape and are removably attachable to and removed from each of the plurality of similarly shaped slots of the charging/power supply station. The power storage device according to the present invention is typically suitably applied to general households.

東北大震災、度重なる激甚災害が発生する昨今、これに伴って発生する大規模停電の対策が喫緊の課題となっている。例えば、特許文献1は、交通信号灯のバックアップ電源として、停電発生時に迅速に、商用電源からハイブリッド蓄電池に切り替える制御装置を提案している。この特許文献1に開示のハイブリッド蓄電池は、互いに並列に接続されたリチウムイオン電池と鉛蓄電池とで構成されている。 Recently, the Great East Japan Earthquake and other catastrophic disasters have occurred repeatedly. For example, Patent Literature 1 proposes a control device that quickly switches from a commercial power supply to a hybrid storage battery as a backup power supply for a traffic light when a power failure occurs. The hybrid storage battery disclosed in Patent Document 1 is composed of a lithium-ion battery and a lead-acid battery that are connected in parallel with each other.

長時間に亘る停電は、一般家庭において、電化製品が使えない不便さにとどまらず、冷蔵庫が停止することで食糧が腐敗する、トイレの水が流せない等、日常生活に大きな実害や支障を及ぼす。このことに加えて、2020年に発生した世界的なコロナ禍の中で在宅勤務が推奨されている。在宅勤務中での停電事故はネット環境からの遮断に通じるため個人個人のビジネスに大きな影響を与える。 Long-term power outages not only cause the inconvenience of not being able to use electrical appliances in ordinary households, but also cause serious damage and hindrance in daily life, such as food spoilage due to refrigerators not working, toilets not flushing, etc. . In addition to this, working from home is recommended during the global pandemic that occurred in 2020. Power outages while working from home can lead to disconnection from the Internet environment, which can have a significant impact on individual businesses.

このような背景の下で、各家庭の非常用電源としてポータブル蓄電池が注目されている。ポータブル蓄電池は「ポータブル電源」とも呼ばれているが、この明細書では用語を統一して「ポータブル蓄電池」と呼ぶ。ポータブル蓄電池はハンドルを有し、ユーザはハンドルを把持して所望の場所に持ち運ぶことができる。 Against this background, portable storage batteries are attracting attention as emergency power sources for households. A portable storage battery is also called a "portable power source," but the term "portable storage battery" is unified in this specification. A portable storage battery has a handle, and a user can hold the handle to carry it to a desired place.

市販のポータブル蓄電池は、内蔵した二次電池、例えばリチウムイオン電池がバッテリマネジメントシステム(BMS)によって統合的に管理される。ポータブル蓄電池は、リチウムイオン電池を充電するための電源(入力)インターフェース(以下、「電源I/F」という。)と、電気機器やパソコン、照明、携帯端末などの外部機器に給電するための電力供給インターフェース(以下、「給電I/F」という。)と、を備えている。 In a commercially available portable storage battery, a built-in secondary battery such as a lithium ion battery is integrally managed by a battery management system (BMS). A portable storage battery consists of a power supply (input) interface (hereinafter referred to as "power supply I/F") for charging lithium-ion batteries, and power for supplying power to external devices such as electrical equipment, personal computers, lighting, and mobile terminals. and a supply interface (hereinafter referred to as “power supply I/F”).

ポータブル蓄電池の電源I/Fは、商用電源(交流:100V)を使った充電のためのアダプターのコネクタピンを受け入れるポートを含むだけでなく、USBポート、USB-PD(Power Delivery)ポート、ソーラ・パネルからのコネクタピンを受け入れるポートなどを含んでおり、ユーザは複数の充電方法を選択できる。 The power I/F of the portable storage battery not only includes a port that accepts the connector pin of the adapter for charging using commercial power (AC: 100V), but also includes a USB port, a USB-PD (Power Delivery) port, a solar power It includes ports that accept connector pins from the panel, etc., allowing users to choose from multiple charging methods.

ポータブル蓄電池の給電I/Fは、AC出力、USBポート、シガーソケット出力、DC出力等を含み、ポータブル蓄電池を使って、アウトドアでの電熱器や、車中泊での電気毛布、屋外での照明、パーソナルコンピュータやスマートフォンなどの携帯端末などに給電することができる。 The power supply I/F of the portable storage battery includes AC output, USB port, cigar socket output, DC output, etc. Using the portable storage battery, it can be used as an outdoor electric heater, an electric blanket for sleeping in the car, outdoor lighting, It can supply power to mobile terminals such as personal computers and smartphones.

ポータブル蓄電池は、容量の大小、リチウムイオンバッテリの種類の違いなどによって様々なタイプがあることから、非常時に限らず、上述したように、キャンプ、アウトドア、車中泊などのレジャーに利用されている。 There are various types of portable storage batteries depending on the size of the capacity and the type of lithium ion battery, so they are used not only for emergencies but also for leisure activities such as camping, outdoors, and sleeping in the car as described above.

ところで、温室効果ガスの排出をゼロにする「脱炭素社会」の実現が世界的な動きとなっている。そして、この脱炭素社会の実現のために、太陽光、風力などの再生エネルギを活用する動きが活発化している。脱炭素社会の実現のためには、蓄電装置の利便性を高めて各家庭に蓄電装置を普及するのが効果的である。 By the way, the realization of a "decarbonized society" that eliminates greenhouse gas emissions has become a global movement. In order to realize this decarbonized society, there is an increasing movement to utilize renewable energy such as sunlight and wind power. For the realization of a carbon-free society, it is effective to increase the convenience of power storage devices and spread the use of power storage devices to each household.

特開2016―25688号公報JP 2016-25688 A

ポータブル蓄電池を購入するに際し、ユーザは、自身の使用目的を慎重に考える必要がある。というのは、ポータブル蓄電池の容量は、ポータブル蓄電池の大きさを左右し、また、価格を左右する。大容量のポータブル蓄電池は小容量のポータブル蓄電池に比べて大型且つ重量物であり、また、相対的に高価である。容量の小さいポータブル蓄電池は小型且つ軽量であるが、使用できる電力の量が限られる。 When purchasing a portable storage battery, users should carefully consider their intended use. This is because the capacity of a portable battery determines the size of the portable battery and also determines the price. A large-capacity portable storage battery is larger, heavier, and relatively expensive than a small-capacity portable storage battery. Small capacity portable accumulators are small and lightweight, but have a limited amount of power that can be used.

本発明の目的は、典型的には一般家庭において、多様な使用目的に適合させることのできる蓄電装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、被災地での電源供給方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power storage device that can be adapted to various purposes of use, typically in general households. A further object of the present invention is to provide a power supply method in a disaster area.

本発明の蓄電装置は、複数の蓄電ユニットと、これを個別的に受け入れる複数のスロットを備えた充電・給電ステーションとを含む。各蓄電ユニットは二次電池を内蔵している。充電・給電ステーションの各スロットは端子(以下、「スロット端子」という。)を有し、蓄電ユニットが装着されると、スロット端子と蓄電ユニットとの間でインターフェースが確立される。これを「スロットI/F」と呼ぶ。スロットI/Fが確立されると、スロットI/Fを通じて充電・給電ステーションと蓄電ユニットとの間で電力の授受が可能になる。スロットから蓄電ユニットを取り外すと、スロットI/Fが解除される。 A power storage device of the present invention includes a plurality of power storage units and a charging/power supply station having a plurality of slots for individually receiving the power storage units. Each power storage unit contains a secondary battery. Each slot of the charging/power supply station has a terminal (hereinafter referred to as "slot terminal"), and when the power storage unit is attached, an interface is established between the slot terminal and the power storage unit. This is called a "slot I/F". Once the slot I/F is established, power can be transferred between the charging/power supply station and the power storage unit through the slot I/F. When the power storage unit is removed from the slot, the slot I/F is released.

蓄電ユニットは、従来のポータブル蓄電池と同様に、ハンドルを有しているのが良い。ユーザはハンドルを把持して蓄電ユニットをスロットに脱着操作できるし、蓄電ユニットを持ち運ぶことができる。蓄電ユニットの二次電池は、従来のポータブル蓄電池と同様に、BMSによって統合的に管理される。二次電池の典型例がリチウムイオン電池である。各蓄電ユニットは、従来のポータブル蓄電池と同様にユニット給電I/Fを備え、このユニット給電I/Fを通じて電気機器やパソコン、照明、携帯端末などの外部機器に給電することができる。 The storage unit may have a handle, similar to conventional portable storage batteries. A user can hold the handle to attach/detach the power storage unit to/from the slot, and can carry the power storage unit. The secondary battery of the power storage unit is managed in an integrated manner by the BMS, similar to conventional portable storage batteries. A typical example of a secondary battery is a lithium ion battery. Each power storage unit is equipped with a unit power supply I/F, just like a conventional portable storage battery. Through this unit power supply I/F, power can be supplied to external devices such as electrical equipment, personal computers, lighting, and mobile terminals.

蓄電ユニットは、内蔵の二次電池(リチウムイオン電池)を充電するためのユニット電源I/Fを備えている。このユニット電源I/Fは従来のポータブル蓄電池と同様の構成である。したがって、蓄電ユニットは、充電・給電ステーションとは無関係に、自身のユニット電源I/Fを通じて例えば商用電源やソーラ・パネルを使って充電できる。商用電源に関するユニット電源I/Fは、従来のポータブル蓄電池と同様にアダプターのコネクタピンを受け入れるポートであってもよいが、家庭用コンセント(交流100V)に差し込むための端子つまり電源プラグであっても良い。 The power storage unit has a unit power supply I/F for charging the built-in secondary battery (lithium ion battery). This unit power supply I/F has the same configuration as a conventional portable storage battery. Therefore, the power storage unit can be charged using, for example, a commercial power supply or a solar panel through its own unit power supply I/F, regardless of the charging/power supply station. The unit power supply I/F for commercial power supply may be a port that accepts the connector pin of the adapter like a conventional portable storage battery, but it may be a terminal for plugging into a household outlet (AC 100V), that is, a power plug. good.

充電・給電ステーションは、各スロットに装着された蓄電ユニットを充電する機能を有し、好ましくは、各スロットと蓄電ユニットとの間でスロットI/Fを確立するために、各スロットには端子が配置される。そして、複数のスロットの各スロット端子は電気的に並列に接続される。充電・給電ステーションは、各スロット端子に対応した双方向DC/DCコンバータを有し、各双方向DC/DCコンバータの最大出力は、内蔵する二次電池に適合する値に制限するのが良い。各双方向DC/DCコンバータは各スロット端子に接続される。 The charging/power supply station has a function of charging the power storage unit attached to each slot, and preferably each slot has a terminal to establish a slot I/F between each slot and the power storage unit. placed. Each slot terminal of a plurality of slots is electrically connected in parallel. The charging/power supply station has a bidirectional DC/DC converter corresponding to each slot terminal, and the maximum output of each bidirectional DC/DC converter should be limited to a value suitable for the built-in secondary battery. Each bidirectional DC/DC converter is connected to each slot terminal.

充電・給電ステーションの全てのスロット端子が互いに電気的に並列であることから、一部のスロットに蓄電ユニットが装着されていなくても、残部のスロットに装着された蓄電ユニットを充電することができる。充電・給電ステーションの充電機能のために、充電・給電ステーションは、家庭用商用電源(交流100V)の他に、ソーラ・パネル、風力発電等の自然エネルギを選択的に使って蓄電ユニットを充電するステーション電源I/Fを有している。ステーション電源I/Fは、典型的には、家庭用コンセント(100V)に差し込む端子つまり電源プラグであり、また、ソーラ・パネル等からのコネクタピンを受け入れるポートである。 Since all the slot terminals of the charging/power supply station are electrically parallel to each other, even if no storage unit is installed in some of the slots, the storage units installed in the remaining slots can be charged. . For the charging function of the charging/power supply station, the charging/power supply station selectively uses natural energy sources such as solar panels, wind power, etc. in addition to domestic commercial power supply (AC 100V) to charge the storage unit. It has a station power I/F. The station power supply I/F is typically a terminal that plugs into a household outlet (100V), that is, a power plug, and a port that accepts connector pins from a solar panel or the like.

充電・給電ステーションは、複数のスロット中の各々の蓄電ユニットが蓄えた電力を外部機器に供給するためのステーション給電I/Fを備えている。ステーション給電I/Fは、従来のポータブル蓄電池が備えているAC出力、USBポート、シガーソケット出力、DC出力等で構成される。 The charging/power supply station includes a station power supply I/F for supplying power stored in each power storage unit in a plurality of slots to an external device. The station power supply I/F consists of AC output, USB port, cigar socket output, DC output, etc. that conventional portable storage batteries have.

本発明に従う蓄電装置に含まれる蓄電ユニットは、従来のポータブル蓄電池と同じに利用できる。アウトドアの携帯電源、電気機器や端末の非常用電源、携帯端末のバックアップ電源、夜間照明用の電源の利用のために、蓄電ユニットを充電・給電ステーションから取り外して所望の場所に持ち運んで利用することができる。また、蓄電ユニットそれ自体が備えているユニット電源I/Fを使って、充電・給電ステーション無しでも充電できる。 The power storage unit included in the power storage device according to the present invention can be used in the same way as a conventional portable storage battery. Detach the power storage unit from the charging/power supply station and carry it to a desired location for use as a portable power source for outdoor use, an emergency power source for electrical devices and terminals, a backup power source for mobile devices, and a power source for night lighting. can be done. In addition, it can be charged without a charging / power supply station using the unit power supply I / F provided in the storage unit itself.

充電・給電ステーションは、複数のスロット中の蓄電ユニットを充電する機能に加えて、蓄電ユニットの充電中や充電を完了した後は、充電・給電ステーションの給電I/Fを使って蓄電ユニットが蓄えている電力を使って給電することができる。 In addition to charging the power storage units in multiple slots, the charging/power supply station uses the power supply I/F of the charging/power supply station to charge the power storage unit during charging and after charging. It can be powered using the power that is available.

充電・給電ステーションのスロットに蓄電ユニットを装着したとき、蓄電ユニットの給電I/Fが露出した状態となるように設計することで、例えば、充電・給電ステーションの給電I/FのUSBポートの全てを使っている場合には、充電・給電ステーションに装着している蓄電ユニットの給電I/FのUSBポートを使って追加的に例えば携帯端末などを充電することができるようにしてもよい。 By designing the power storage unit so that the power supply I/F of the power storage unit is exposed when the power storage unit is attached to the slot of the charging/power supply station, for example, all USB ports of the power supply I/F of the charging/power supply station , the USB port of the power supply I/F of the power storage unit attached to the charging/power supply station may be used to additionally charge, for example, a mobile terminal.

本発明の蓄電装置は、複数の蓄電ユニットと、これを受け入れる複数のスロットを備えた充電・給電ステーションとの組み合わせによって、典型例として非常事態発生時(停電時)、蓄電ユニット単独での給電と、単数又は複数の蓄電ユニットを装着した充電・給電ステーションによる給電とのいずれでも使用可能であり、蓄電ユニットの持ち運びの自在性と、複数の蓄電ユニットを装着した充電・給電ステーションによる長時間の給電とを両立させることができる。具体的には、本発明の蓄電装置は、例えば次の多様な使い方ができる。 The power storage device of the present invention combines a plurality of power storage units with a charging/power supply station having a plurality of slots for receiving the power storage units. It can be used for both power supply from a charging/power supply station equipped with a single or multiple power storage units. can be compatible with Specifically, the power storage device of the present invention can be used in various ways, for example.

(1)充電・給電ステーションを使って、複数の蓄電ユニットを充電できる。
(2)少なくとも一つの蓄電ユニットを装着した充電・給電ステーションは、蓄電ユニットの電力を使って、充電・給電ステーションの給電I/Fを通じて給電できる。例えば、非常時に充電・給電ステーションを冷蔵庫の近くにおいて、冷蔵庫を運転させ続けることができる。
(1) A charging and power supply station can be used to charge multiple power storage units.
(2) A charging/power supply station equipped with at least one power storage unit can use the power of the power storage unit to supply power through the power supply I/F of the charging/power supply station. For example, in an emergency, the charging and power supply station can be placed near the refrigerator to keep the refrigerator running.

(3)充電・給電ステーションから取り外した蓄電ユニットは、ポータブル蓄電池と同じに所望の場所に持ち運んで、非常時あるいは平常時において、例えば家屋内の仕事場やキャンプ場で給電に使うことができる。
(4)蓄電ユニットは、それ自体が例えば商用電源を使って充電できるため、現在普及しているポータブル蓄電池と同じ使い方ができる。
(3) The power storage unit removed from the charging/power supply station can be carried to a desired location in the same way as a portable storage battery, and can be used for power supply in an emergency or normal situation, for example, at a workplace in a house or at a campsite.
(4) Since the power storage unit itself can be charged using, for example, a commercial power source, it can be used in the same way as portable storage batteries that are currently in widespread use.

本発明の蓄電装置は、例えば広域災害が発生した時に威力を発揮することができる。蓄電ユニットを装着した数多くの充電・給電ステーションを予め用意して蓄電ユニットを充電済み状態に保っておく。災害に備えた備蓄である。また、エンジン付き発電機や数多くのソーラ・パネルを備えたトラックを用意し、このトラックに、蓄電ユニットを装着した数多くの充電・給電ステーションを積載する。 The power storage device of the present invention can exert its power when, for example, a wide-area disaster occurs. A number of charging and powering stations with storage units are prepared in advance to keep the storage units in a charged state. It is a stockpile in preparation for disasters. It will also have a truck equipped with an engine-powered generator and a number of solar panels, and this truck will be loaded with a number of charging and power stations fitted with energy storage units.

災害が発生したら、上記トラックで被災地に駆けつけて、住民の要求、例えば蓄電ユニット3つとか、蓄電ユニットを含む充電・給電ステーションを2つという要請に応じて配布する。被災者が使用して空になったら、トラックまで蓄電ユニットを持参してもらって充電済みの蓄電ユニットと交換する。空の蓄電ユニットは、トラックに積載している充電・給電ステーションのスロットに装着して充電する。ソーラ・パネルが発電可能な天候であれば、ソーラ・パネルを展開してソーラ・パネルが発電した電力を使って充電・給電ステーションで蓄電ユニットを充電する。夜間などソーラ・パネルが発電できないときには、エンジン付き発電機で発電した電力を使って充電・給電ステーションで蓄電ユニットを充電する。これにより、蓄電ユニットを備えた充電・給電ステーションや蓄電ユニットを長期間に亘って住民の要求に答えて提供し続けることができる。 When a disaster occurs, the above-mentioned trucks rush to the affected area and distribute according to the requests of residents, for example, three power storage units or two charging/power supply stations including power storage units. Once the disaster victims have used and run out of energy storage units, have them bring the energy storage units to the truck and replace them with charged energy storage units. Empty power storage units are charged by inserting them into slots in charging and power stations on the truck. When the weather permits the solar panels to generate electricity, the solar panels are deployed and the electricity generated by the solar panels is used to charge the storage unit at the charging and power station. When the solar panels cannot generate power, such as at night, the power generated by the engine generator is used to charge the power storage unit at the charging and power supply station. As a result, it is possible to continue to provide charging/power supply stations equipped with power storage units and power storage units over a long period of time in response to requests from residents.

避難所生活を強要されている被災者は、限られた数の商用電源コンセントからしか電気を入手できない。本発明の蓄電装置によれば、各々の被災者の要望に応じて被災者毎の実情に合致した数の蓄電ユニットや充電・給電ステーションを提供でき、避難所全体の被災者に電源を提供することができる。また、使用により空になったら、被災者は空の蓄電ユニットをトラックの中で充電した蓄電ユニットと交換することで長期間に亘って避難所全体に電源を提供し続けることができる。トラックの中での充電にソーラ・パネルを使うことで、燃料切れなどの時間的な制約の問題を緩和することができる。 Disaster victims forced to live in shelters have access to electricity only from a limited number of commercial power outlets. According to the power storage device of the present invention, it is possible to provide the number of power storage units and charging/power supply stations that match the actual situation of each disaster victim according to the needs of each disaster victim, and provide power to the disaster victims in the entire evacuation center. be able to. Also, when emptied from use, disaster victims can replace the empty storage unit with a charged storage unit in the truck to continue providing power to the entire shelter for an extended period of time. Using solar panels for in-truck charging can alleviate time-sensitive problems such as running out of fuel.

実施例の蓄電装置の斜視図である。1 is a perspective view of a power storage device of an example; FIG. 実施例の蓄電装置の一部を構成する蓄電ユニットを斜め前方から見た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an electricity storage unit that constitutes a part of the electricity storage device of the example, viewed obliquely from the front. 図2に図示の蓄電ユニットの背面図である。FIG. 3 is a rear view of the power storage unit shown in FIG. 2; 図2に図示の蓄電ユニットの底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the power storage unit illustrated in FIG. 2; 実施例の蓄電装置の一部を構成する充電・給電ステーションの回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of a charging/power supply station forming part of the power storage device of the embodiment; 実施例の蓄電装置の一部を構成する蓄電ユニットの回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of a power storage unit forming part of the power storage device of the embodiment;

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。図1は、実施例の蓄電装置2を示す。蓄電装置2は充電・給電ステーション4を含み、充電・給電ステーション4は5つの横並びに配列されたスロット6を有し、各スロット6に、夫々、一つの蓄電ユニット10が受け入れられる。5つのスロット6は共通した形状を有し、各スロット6は、蓄電ユニット10の外形輪郭と相補的な形状を有している。複数の蓄電ユニット10の外形は共通である。なお、図1に図示の充電・給電ステーション4は、5つのスロット6のうち、左端のスロット6が空の状態であり、残る4つのスロット6には蓄電ユニット10が装着された状態にある。 Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a power storage device 2 of an embodiment. The storage device 2 includes a charging and powering station 4 having five side-by-side slots 6 , each slot 6 receiving one power storage unit 10 . The five slots 6 have a common shape, and each slot 6 has a shape complementary to the contour of the power storage unit 10 . The plurality of power storage units 10 have a common external shape. In the charging/power supply station 4 shown in FIG. 1, the leftmost slot 6 out of the five slots 6 is empty, and the remaining four slots 6 are in a state where the power storage units 10 are installed.

図2乃至図4は蓄電ユニット10を示し、図2は斜め前方から見た斜視図であり、図3は背面図であり、図4は底面図である。蓄電ユニット10は、頂面10aにハンドル12を有し、ユーザがハンドル12を把持してスロット6の中に蓄電ユニット10を抜き差しすることができ、また、蓄電ユニット10を持ち運ぶことができる。 2 to 4 show the power storage unit 10, FIG. 2 is a perspective view seen obliquely from the front, FIG. 3 is a rear view, and FIG. 4 is a bottom view. The power storage unit 10 has a handle 12 on the top surface 10a, and the user can grasp the handle 12 to insert/remove the power storage unit 10 into/from the slot 6, and the power storage unit 10 can be carried.

蓄電ユニット10は、市販のポータブル蓄電池と同様に、ユニット電源I/F14(図3)とユニット給電I/F16(図2)とを有している。ユニット給電I/F16は蓄電ユニット10の前面に配置されている。ユニット給電I/F16は、シガーソケット出力20、3つのUSBポート22(5V・2A)、2つのAC出力(コンセント)24の他に、ユニット給電ON/OFFスイッチ26を含んでいる。蓄電ユニット10の前面には、上記ユニット給電I/F16の他に、例えば液晶からなる表示器28が配設されている(図2)。 The power storage unit 10 has a unit power supply I/F 14 (FIG. 3) and a unit power supply I/F 16 (FIG. 2), like a commercially available portable storage battery. A unit power supply I/F 16 is arranged in front of the power storage unit 10 . The unit power supply I/F 16 includes a cigar socket output 20, three USB ports 22 (5V/2A), two AC outputs (outlets) 24, and a unit power supply ON/OFF switch 26. In addition to the unit power supply I/F 16, a display 28 made of, for example, a liquid crystal is arranged on the front surface of the storage unit 10 (FIG. 2).

図3を参照して、蓄電ユニット10の背面にはユニット電源I/F14が配置されている。ユニット電源I/F14は、充電アダプターのコネクタピンを受け入れる電源ポート30で構成されている。蓄電ユニット10の背面には、電源ポート30に隣接して、ユニット電源入力ON/OFFスイッチ32、ユニット電源入力ランプ34が配設されている。なお、図2、図3に図示の参照符号40は通気孔を示す。 Referring to FIG. 3 , unit power supply I/F 14 is arranged on the back surface of power storage unit 10 . The unit power supply I/F 14 is composed of a power supply port 30 that accepts the connector pins of the charging adapter. A unit power input ON/OFF switch 32 and a unit power input lamp 34 are arranged adjacent to the power port 30 on the rear surface of the power storage unit 10 . Reference numeral 40 shown in FIGS. 2 and 3 indicates a vent hole.

図1を参照して、5つのスロット6は横並びに配置されている。そして、左端のスロット6の左方には、ステーション給電I/F50が配設されている。ステーション給電I/F50は、シガーソケット出力52、3つのUSBポート54(5V・2A)、2つのAC出力56の他に、ステーション給電ON/OFFスイッチ58を含んでいる。 Referring to FIG. 1, five slots 6 are arranged side by side. A station feeding I/F 50 is arranged to the left of the leftmost slot 6 . The station power supply I/F 50 includes a cigar socket output 52, three USB ports 54 (5V and 2A), two AC outputs 56, and a station power supply ON/OFF switch 58.

引き続き図1を参照して、ステーション電源I/F60は、家庭用商用コンセント(交流100V)に差し込むための端子つまり電源プラグ62を含んでいる。図5は、充電・給電ステーション4の回路ブロック図である。ステーション電源I/F60は、図1、図5に図示のように、ソーラ・パネル等からのコネクタピンを受け入れるポート64を含んでおり、充電・給電ステーション4のスロット6に装着した蓄電ユニット10は、商用電源又はソーラ・パネルを使って充電することができる。 Still referring to FIG. 1, the station power I/F 60 includes a terminal, ie, a power plug 62 for plugging into a domestic commercial outlet (AC 100V). FIG. 5 is a circuit block diagram of the charging/power supply station 4. As shown in FIG. The station power supply I/F 60, as shown in FIGS. 1 and 5, includes a port 64 for receiving connector pins from a solar panel or the like. , can be charged using mains power or a solar panel.

図5を参照して、充電・給電ステーション4は、商用電源の交流を直流に変換する双方向DC/ACコンバータ66を有し、DC/ACコンバータ66の最大出力は3000Wである。図5に図示の参照符号68はブレーカを示す。ステーション給電I/F50のシガーソケット出力52や3つのUSBポート54(5V・2A)には低電圧基板70が接続されている。また、双方向DC/ACコンバータ66に2つのAC出力コンセント56が接続されている。 Referring to FIG. 5, the charging/power supply station 4 has a bidirectional DC/AC converter 66 that converts alternating current of commercial power supply to direct current, and the maximum output of the DC/AC converter 66 is 3000W. Reference numeral 68 shown in FIG. 5 designates a breaker. A low-voltage board 70 is connected to the cigar socket output 52 of the station power supply I/F 50 and three USB ports 54 (5V/2A). Two AC output outlets 56 are also connected to the bi-directional DC/AC converter 66 .

充電・給電ステーション4の5つのスロット6の各々には、蓄電ユニット10との間のインターフェース80(以下、「スロットI/F」という。)が配設されている。具体的に説明すると、各スロット6の底面には、矩形突起で構成されるスロット側凸状端子(作図上の理由から図面に現れていない)が設けられている。他方、蓄電ユニット10には、ハンドル12を備えた頂面10aとは反対側の底面10bにユニット側凹状端子82が設けられている(図4)。ユニット側凹状端子82は、上記スロット側凸状端子と対応した位置に配置されており、蓄電ユニット10をスロット6に装着すると、ユニット側凹状端子82とスロット側凸状端子とが凹凸嵌合してスロットI/F80が確立される。スロットI/F80が確立されると、充電・給電ステーション4と蓄電ユニット10との間で電力の授受が可能になる。他方、蓄電ユニット10をスロット6から取り外すと、スロットI/F80が解除される。 Each of the five slots 6 of the charging/power supply station 4 is provided with an interface 80 (hereinafter referred to as “slot I/F”) with the power storage unit 10 . More specifically, the bottom surface of each slot 6 is provided with a slot-side convex terminal (not shown in the drawing for reasons of drawing) formed by a rectangular projection. On the other hand, the power storage unit 10 is provided with a unit-side concave terminal 82 on the bottom surface 10b opposite to the top surface 10a provided with the handle 12 (FIG. 4). The unit-side concave terminal 82 is arranged at a position corresponding to the slot-side convex terminal, and when the power storage unit 10 is mounted in the slot 6, the unit-side concave terminal 82 and the slot-side convex terminal are engaged with each other. slot I/F 80 is established. Once the slot I/F 80 is established, power can be transferred between the charging/power supply station 4 and the power storage unit 10 . On the other hand, when the power storage unit 10 is removed from the slot 6, the slot I/F 80 is released.

充電・給電ステーション4の5つのスロットI/F80の各々に接続されたDC/DCコンバータ84を5つ有し、各DC/DCコンバータ84は双方向コンバータであり、最大出力は500Wである。 It has five DC/DC converters 84 connected to each of the five slot I/Fs 80 of the charging/power supply station 4, and each DC/DC converter 84 is a bi-directional converter with a maximum output of 500W.

図6は、蓄電ユニット10の回路ブロック図である。蓄電ユニット10は、上述したスロットI/F80に接続されたBMS90と充電基板92とを有し、BMS90によって、内蔵リチウムイオン電池(二次電池)94が統合的に管理される。蓄電ユニット10は低電圧基板96を有し、低電圧基板96に前述したユニット給電I/F16(図2)が接続されている。蓄電ユニット10は、また、DC/ACコンバータ98を有し、このDC/ACコンバータ98はAC出力に用いられる。ユニット給電I/F16は、シガーソケット出力20、複数のUSBポート22(5V・2A)、複数のAC出力(コンセント)24を含む。 FIG. 6 is a circuit block diagram of the power storage unit 10. As shown in FIG. The power storage unit 10 has a BMS 90 and a charging board 92 connected to the slot I/F 80 described above, and the BMS 90 integrally manages a built-in lithium ion battery (secondary battery) 94 . The power storage unit 10 has a low voltage substrate 96 to which the unit power supply I/F 16 (FIG. 2) is connected. The storage unit 10 also has a DC/AC converter 98, which is used for AC output. The unit power supply I/F 16 includes a cigar socket output 20, a plurality of USB ports 22 (5V/2A), and a plurality of AC outputs (outlets) 24.

実施例の蓄電装置2は、非常時ないし平常時において、様々な態様で家屋内又は屋外で電源として利用することができる。すなわち、蓄電ユニット10を従来のポータブル蓄電池と同様に利用することができる。また、蓄電ユニットそれ自体のユニット電源I/F14(図3)を使って、充電・給電ステーション4無しでも充電できる。 The power storage device 2 of the embodiment can be used as a power source inside or outside a house in various ways in emergency or normal times. That is, the power storage unit 10 can be used like a conventional portable storage battery. Also, the unit power supply I/F 14 (FIG. 3) of the power storage unit itself can be used to charge the battery without the charging/power supply station 4 .

充電・給電ステーション4は、この充電・給電ステーション4が備える充電機能によって、5つのスロット6のいずれか又は全てに装着された蓄電ユニット10を充電することができる。また、充電・給電ステーション4は、ステーション給電I/F50(図5)を使って例えば冷蔵庫に給電することができる。 The charging/power supply station 4 can charge the power storage units 10 attached to any or all of the five slots 6 by the charging function of the charging/power supply station 4 . Also, the charging/power supply station 4 can use the station power supply I/F 50 (FIG. 5) to supply power to, for example, a refrigerator.

蓄電ユニット10は、それ自体で例えば商用電源を使って充電できるため、現在普及しているポータブル蓄電池と同じ使い方ができる。図1から分かるように、充電・給電ステーション4のスロット6に装着した時、蓄電ユニット10は、ハンドル12が設置された頂面10aだけが露出している。したがって、蓄電ユニット10の給電I/F16はスロット6の中に入ってしまっているため、ユニット給電I/F16(図2)を使用できない。変形例として、例えばハンドル12が設置された頂面10aにユニット給電I/F16を設置してもよい。これにより、充電・給電ステーション4のスロット6に装着した時、ステーション給電I/F50(図5)だけでなく、ユニット給電I/F16も使って給電することができる。 Since the power storage unit 10 itself can be charged using, for example, a commercial power supply, it can be used in the same way as portable storage batteries that are currently in widespread use. As can be seen from FIG. 1, when the power storage unit 10 is installed in the slot 6 of the charging/power supply station 4, only the top surface 10a on which the handle 12 is installed is exposed. Therefore, since the power supply I/F 16 of the storage unit 10 is inside the slot 6, the unit power supply I/F 16 (FIG. 2) cannot be used. As a modification, for example, the unit power supply I/F 16 may be installed on the top surface 10a where the handle 12 is installed. As a result, when attached to the slot 6 of the charging/power supply station 4 , power can be supplied using not only the station power supply I/F 50 (FIG. 5) but also the unit power supply I/F 16 .

2 実施例の蓄電装置
4 充電・給電ステーション
6 充電・給電ステーションのスロット
10 蓄電ユニット
12 蓄電ユニットのハンドル
14 ユニット電源インターフェース(「ユニット電源I/F」)
16 ユニット給電インターフェース(「ユニット給電I/F」)
50 ステーション給電インターフェース(「ステーション給電I/F」)
60 ステーション電源インターフェース(「ステーション電源I/F」)
62 充電・給電ステーションの商用電源プラグ
64 ソーラ・パネル等からのコネクタピンを受け入れるポート
66 双方向DC/ACコンバータ(最大出力3000W)
80 スロットインターフェース(「スロットI/F」)
84 双方向DC/DCコンバータ(最大出力500W)
94 二次電池(リチウムイオン電池)
2 power storage device 4 charging/power supply station 6 charging/power supply station slot 10 power storage unit 12 power storage unit handle 14 unit power supply interface ("unit power supply I/F")
16 Unit power supply interface ("Unit power supply I/F")
50 station power supply interface ("station power supply I/F")
60 station power supply interface ("station power supply I/F")
62 Commercial power supply plug for charging/power supply station 64 Port for accepting connector pins from solar panels, etc. 66 Bi-directional DC/AC converter (maximum output 3000W)
80 slot interface ("slot I/F")
84 bidirectional DC/DC converter (maximum output 500W)
94 secondary battery (lithium ion battery)

Claims (6)

複数の蓄電ユニットと、
該複数の蓄電ユニットの各々を脱着可能に受け入れる複数のスロットを備えた充電・給電ステーションと、を有し、
前記蓄電ユニットと前記スロットとはインターフェースを備え、各蓄電ユニットを各スロットに装着すると、各蓄電ユニットと前記充電・給電ステーションとの間で電力の授受が可能になるスロットインターフェースが確立され、各蓄電ユニットを各スロットから取り外すと前記スロットインターフェースが解除され、
前記各蓄電ユニットは、
バッテリマネジメントシステム(BMS)で管理される二次電池と、
該二次電池を充電するためのユニット電源インターフェースと、
前記二次電池の電力を外部機器に給電するためのユニット給電インターフェースと、を有し、
前記充電・給電ステーションは、前記スロットに装着された前記蓄電ユニットとの間で前記スロットインターフェースを確立するために各スロットに配置されたスロット側端子であって、これらスロット側端子が互いに並列に接続され、
前記スロットに装着された前記蓄電ユニットを充電するためのステーション電源インターフェースと、
前記スロットに装着された前記蓄電ユニットの電力を外部機器に給電するためのステーション給電インターフェースと、を有することを特徴とする蓄電装置。
a plurality of power storage units;
a charging/power supply station comprising a plurality of slots detachably receiving each of the plurality of power storage units;
An interface is provided between the power storage unit and the slot, and when each power storage unit is attached to each slot, a slot interface is established that enables power transfer between each power storage unit and the charging/power supply station, and each power storage unit is provided with an interface. The slot interface is released when the unit is removed from each slot,
Each power storage unit is
a secondary battery managed by a battery management system (BMS);
a unit power supply interface for charging the secondary battery;
a unit power supply interface for supplying power of the secondary battery to an external device;
The charging/power supply station is a slot-side terminal arranged in each slot for establishing the slot interface with the power storage unit mounted in the slot, and these slot-side terminals are connected in parallel with each other. is,
a station power supply interface for charging the power storage unit attached to the slot;
and a station power supply interface for supplying power of the power storage unit attached to the slot to an external device.
前記充電・給電ステーションは、前記各スロット側端子に接続された双方向DC/DCコンバータを有する、請求項1に記載の蓄電装置。 2. The power storage device according to claim 1, wherein said charging/power supply station has a bidirectional DC/DC converter connected to each of said slot-side terminals. 前記充電・給電ステーションは、前記ステーション電源インターフェースとして、交流の商用電源コンセントに差し込む電源プラグを有し、また、商用電源を直流に変換する双方向DC/ACコンバータを有し、
該DC/ACコンバータの最大出力が、前記双方向DC/DCコンバータの最大出力よりも大きい、請求項2に記載の蓄電装置。
The charging/power supply station has, as the station power supply interface, a power plug that plugs into an alternating current commercial power outlet, and a bidirectional DC/AC converter that converts commercial power to direct current,
3. The power storage device according to claim 2, wherein the maximum output of said DC/AC converter is greater than the maximum output of said bidirectional DC/DC converter.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蓄電装置の一部を構成する蓄電ユニットであって、
該蓄電ユニットを前記スロットに装着することで、前記スロット側端子との間に前記スロットインターフェースを確立するユニット側端子を有し、
該ユニット側端子と前記スロット側端子が凹凸嵌合することを特徴する蓄電ユニット。
A power storage unit forming part of the power storage device according to any one of claims 1 to 3,
a unit-side terminal that establishes the slot interface with the slot-side terminal by mounting the power storage unit in the slot;
An electricity storage unit, wherein the unit-side terminal and the slot-side terminal are fitted to each other.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蓄電装置の一部を構成する充電・給電ステーション。 A charging/power supply station forming part of the power storage device according to any one of claims 1 to 3. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蓄電装置を複数搭載したトラックで被災地に複数の充電済みの前記蓄電装置を運ぶ搬送工程と、
被災地の住民の要請に応じて、充電済みの前記蓄電装置を提供する蓄電装置提供工程と、
住民から返却された前記蓄電ユニットを前記トラックの中で充電する蓄電ユニット充電工程とを有し、
該蓄電ユニット充電工程において、前記トラックに搭載されたエンジン付き発電機や数多くのソーラ・パネルを用いて、前記蓄電ユニットを充電することを特徴とする被災地での電源供給方法。
A transportation step of transporting a plurality of charged power storage devices to a disaster area by a truck equipped with a plurality of power storage devices according to any one of claims 1 to 3;
a power storage device provision step of providing the charged power storage device in response to a request from residents of the disaster area;
a power storage unit charging step of charging the power storage unit returned by the resident in the truck;
A power supply method in a disaster area, characterized in that, in the electric storage unit charging step, the electric storage unit is charged using a generator with an engine mounted on the truck or a large number of solar panels.
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