JP2023086609A - Charging system and power conversion box - Google Patents

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關仁 盧
Guan-Ren Lu
宗勳 ▲呉▼
Zong-Xun Wu
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Abstract

To provide a charging system and a power conversion box for improving convenience in charging a power-assisted bicycle outdoors.SOLUTION: A charging system 1 for charging a lithium iron phosphate battery 40 having a port includes: a charging stand 10 including a power output device for outputting a first direct-current power having a first voltage; and a power conversion box 20 including a box body 22 and a conversion device. The box body has an output port to be electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery so as to be separable, and a battery slot 26 into which the lithium iron phosphate battery is inserted. The conversion device is arranged in the box body and electrically connected to the power output device and the output port, and outputs the first direct-current power to the output port while converting the same into a second direct-current power having a second voltage, to charge the lithium iron phosphate battery. The conversion device converts first direct-current power of the charging stand that outputs a comparatively high voltage into second direct-current power having a comparatively low voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、充電の設備に関し、特に、リン酸鉄リチウム電池（ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｒｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ）を充電する充電システム及び電力変換ボックスに関する。 The present invention relates to charging equipment, and more particularly to a charging system and a power conversion box for charging lithium-iron batteries.

自転車により活動を楽しみにすることは盛んに行われるのに伴い、自転車も、楽しみに運動するための道具の一つとなる。普通の自転車は、完全に、人力による踏みを前進用の動力とすることが必要となる。電動アシスト自転車は、科学技術の発展に伴い、自転車により楽しみに活動するための他の選択肢となっている。電動アシスト自転車は、アシストモーターを介して、人力による踏みをアシストし、換言すると、利用者にとってわずかな部分の踏み力だけでモーターによる駆動を適正にアシストすれば、走行用の動力を提供することができるものである。従って、電動アシスト自転車は、普通の自転車に比べて、相当的に力を掛けないでも、自転車に乗って行楽を楽しむことが可能となる。 With the increasing popularity of enjoying activities by bicycle, the bicycle also becomes one of the tools for enjoying exercise. Ordinary bicycles require an entirely human stepping power for forward motion. With the development of science and technology, power-assisted bicycles have become another option for more enjoyable activities on bicycles. An electrically assisted bicycle assists a user's stepping force through an assist motor, in other words, provides power for running by appropriately assisting the motor drive with only a slight stepping force for the user. is possible. Therefore, compared with ordinary bicycles, the electrically assisted bicycle allows the user to enjoy riding a bicycle without exerting much force.

電動アシスト自転車は、全体として重さ及び寸法に鑑み、一般的に、電池が相対的大きくないことから、電池容量が限られてしまう。また、電動アシスト自転車は、充電を行うことが常に部屋に実施されており、野外で実施されないため、利用者が出かけて電動アシスト自転車に乗る場合に、電力が無くなった窮地に立たされないように、いつでも電池の残量に注意しなければならない。 Power-assisted bicycles generally have a limited battery capacity in view of their weight and size as a whole, as the batteries are not relatively large. In addition, electric assist bicycles are always charged indoors and not outdoors. Always keep an eye on the battery level.

本発明は、このことに鑑み、電動アシスト自転車を野外で充電する利便性を高めることが可能である、充電システム及び電力変換ボックスを提供することを目的とする。 In view of this, it is an object of the present invention to provide a charging system and a power conversion box that can enhance the convenience of charging a power-assisted bicycle outdoors.

本発明は、上記目的を達成するために、ポートを有するリン酸鉄リチウム電池を充電するための充電システムであって、充電スタンドと電力変換ボックスを含み、ただし、当該充電スタンドは、第一電圧を有する第一直流電力を出力するための電力出力裝置を含み、当該電力変換ボックスは、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに分離可能に電気接続される出力ポートを有し当該リン酸鉄リチウム電池が挿入するための電池スロットを有するボックス本体と変換裝置を含み、当該変換裝置は、当該ボックス本体に設置されると共に、当該電力出力裝置と当該出力ポートに電気接続され、当該第一直流電力を第二電圧を有する第二直流電力に変換しながら当該出力ポートに出力して当該リン酸鉄リチウム電池を充電し、ただし、当該変換裝置は、当該第一電圧を当該第二電圧に降下させる、充電システムを提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a charging system for charging a lithium iron phosphate battery with a port, comprising a charging stand and a power conversion box, wherein the charging stand has a first voltage wherein the power conversion box has an output port detachably electrically connected to a port of the lithium iron phosphate battery; a box body having a battery slot for insertion and a conversion device, the conversion device being installed in the box body and electrically connected to the power output device and the output port to provide the first DC power outputting to the output port to charge the lithium iron phosphate battery while converting to a second DC power having a second voltage, provided that the conversion device reduces the first voltage to the second voltage; Provide charging system.

本発明は、第一直流電圧を有する第一直流電力を出力するための充電スタンドに接続されると共に、ポートを有するリン酸鉄リチウム電池を充電するための電力変換ボックスであって、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに分離可能に接続される出力ポートを有し当該リン酸鉄リチウム電池が挿入するための電池スロットを有するボックス本体と変換裝置を含み、当該変換裝置は、当該ボックス本体に設置されると共に当該充電スタンドと当該出力ポートに電気接続され、当該第一直流電力を第二電圧を有する第二直流電力に変換しながら当該出力ポートに出力して對当該リン酸鉄リチウム電池を充電し、ただし、当該変換裝置は、当該第一電圧を当該第二電圧に降下させる、電力変換ボックスを提供する。 The present invention provides a power conversion box for charging a lithium iron phosphate battery connected to a charging stand for outputting first DC power having a first DC voltage and having a port, the link a box body having an output port detachably connected to a port of a lithium iron phosphate battery and a battery slot for inserting the lithium iron phosphate battery; and a conversion device, wherein the conversion device is attached to the box body. installed and electrically connected to the charging station and the output port, converting the first DC power into a second DC power having a second voltage and outputting the lithium iron phosphate battery to the output port while converting the first DC power into a second DC power having a second voltage; Charging, where the conversion device provides a power conversion box that drops the first voltage to the second voltage.

本発明は、電力変換ボックスにより、比較的高い電圧を出力する充電スタンドの第一直流電力を比較的低い電圧の第二直流電力に変換することが可能であり、そして、比較的低い充電の電圧を必要とするリン酸鉄リチウム電池を充電することが可能になり、電動アシスト自転車を野外で充電する利便性が高まる、という効果を果たすことができる。 The present invention is capable of converting the first DC power of the charging station outputting a relatively high voltage into the second DC power of a relatively low voltage by the power conversion box, and the charging voltage is relatively low. It is possible to charge a lithium iron phosphate battery that requires , and it is possible to achieve the effect of increasing the convenience of charging a power-assisted bicycle outdoors.

本発明の好ましい第一実施例に係る充電システムの模式図である。1 is a schematic diagram of a charging system according to the first preferred embodiment of the present invention; FIG. 本発明の好ましい第一実施例に係る充電システムのブロック図である。1 is a block diagram of a charging system according to a first preferred embodiment of the present invention; FIG. 本発明の好ましい第一実施例に係る充電システムのブロック図である。1 is a block diagram of a charging system according to a first preferred embodiment of the present invention; FIG. 本発明の好ましい第一実施例に係る充電システムのブロック図である。1 is a block diagram of a charging system according to a first preferred embodiment of the present invention; FIG. 本発明の好ましい第二実施例に係る充電システムのブロック図である。Fig. 2 is a block diagram of a charging system according to a second preferred embodiment of the present invention;

本発明を明確に説明するために、好ましい実施例を挙げて、図面を参照しながら以下に詳しく説明する。図１～図４に示すものは、本発明の好ましい第一実施例に係る充電システム１である。充電システム１は、電動アシスト自転車の電池とされるリン酸鉄リチウム電池４０を充電するためのものである。リン酸鉄リチウム電池４０は、定格電圧が３６Ｖ、容量が６．６Ａｈ、標準的な充電電流が６．６Ａである。リン酸鉄リチウム電池４０は、二倍の急速充電（２Ｃ充電）でも良く、ただし、二倍の充電電流が１３．２Ａである。リン酸鉄リチウム電池４０は、ポート４２、通信モジュール４４、電池管理モジュール４６及び電池パック４８を含む。ポート４２は、通信モジュール４４に電気接続される通信ポート４２２、及び、通信ポート４２２と電池パック４８に電気接続される電池管理モジュール４６に電気接続される電力ポート４２４を有する。通信モジュール４４には、ＣＡＮ－ｂｕｓの通信規格が例に用いられる。電池管理モジュール４６は、電池パック４８から電力を電力ポート４２４に出力し、又は、電力ポート４２４により充電電力を受けて電池パック４８を充電するように切り替える。電池管理モジュール４６は、電圧、電流や温度などを含んでいる電池パック４８の電池状態を検測する。電池管理モジュール４６は、通信モジュール４４により、電池状態を通信ポート４２２から外部に送信してもよいし、也通信モジュール４４により、識別コード、必要な充電電圧や充電電流などを含んでいる電池の情報を外部に送信してもよい。 In order to explain the invention clearly, a preferred embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. Shown in FIGS. 1-4 is a charging system 1 according to a first preferred embodiment of the present invention. The charging system 1 is for charging a lithium iron phosphate battery 40 that is used as a battery for a power-assisted bicycle. The lithium iron phosphate battery 40 has a rated voltage of 36V, a capacity of 6.6Ah, and a standard charging current of 6.6A. The lithium iron phosphate battery 40 may be double fast charging (2C charging), provided that the double charging current is 13.2A. Lithium iron phosphate battery 40 includes port 42 , communication module 44 , battery management module 46 and battery pack 48 . Port 42 has a communication port 422 electrically connected to communication module 44 and a power port 424 electrically connected to battery management module 46 electrically connected to communication port 422 and battery pack 48 . For the communication module 44, the CAN-bus communication standard is used as an example. The battery management module 46 outputs power from the battery pack 48 to the power port 424 or switches to receive charging power through the power port 424 to charge the battery pack 48 . The battery management module 46 measures the battery status of the battery pack 48 including voltage, current and temperature. The battery management module 46 may transmit the battery status to the outside through the communication port 422 via the communication module 44, and the communication module 44 may send information about the battery including identification code, required charging voltage and charging current, etc. Information may be transmitted externally.

充電システム１は、充電スタンド１０と電力変換ボックス２０を含み、ただし、充電スタンド１０は、例えば、電動二輪車又は電気自動車に電力を供給することを主たる目的とする。充電スタンド１０は、スタンド本体１２、電力出力裝置１４及び充電ガン１６を含む。電力出力裝置１４は、スタンド本体に位置しており、第一電圧と第一電流を有する第一直流電力を出力するものである。電力出力裝置１４は、交流電力を第一直流電力に変換する。本実施例では、第一直流電力の電圧は、調整可能な電圧範囲を有し、第一電圧為は、調整可能な電圧範囲における最小電圧とされ、例えば、調整可能な電圧範囲における最大電圧が１００Ｖ、最小電圧（第一電圧）が５０Ｖである。異なる電動車両に必要な充電電圧によって、電力出力裝置１４が異なる電圧を出力してもよいし、異なる電流を出力してもよい。 The charging system 1 includes a charging stand 10 and a power conversion box 20, where the main purpose of the charging stand 10 is to supply power to, for example, an electric motorcycle or an electric vehicle. The charging stand 10 includes a stand body 12 , a power output device 14 and a charging gun 16 . The power output device 14 is located on the stand body and outputs a first DC power having a first voltage and a first current. Power output device 14 converts AC power to first DC power. In this embodiment, the voltage of the first DC power has an adjustable voltage range, the first voltage is the minimum voltage in the adjustable voltage range, for example, the maximum voltage in the adjustable voltage range is 100V and the minimum voltage (first voltage) is 50V. The power output device 14 may output different voltages or different currents depending on the charging voltages required for different electric vehicles.

充電ガン１６は、電力出力裝置１４に電気接続され、しかも、第一直流電力が充電ガン１６を介して出力されるものである。本実施例では、充電ガン１６は、通信ポート１６２ａと電力ポート１６２ｂを含むポート１６２を有し、ただし、電力ポート１６２ｂは、電力出力裝置１４に電気接続されて、第一直流電力を出力する。 The charging gun 16 is electrically connected to the power output device 14 and the first DC power is output through the charging gun 16 . In this embodiment, charging gun 16 has ports 162 including communication port 162a and power port 162b, wherein power port 162b is electrically connected to power output device 14 to output first DC power.

充電スタンド１０は、通信モジュール（以降、第一通信モジュール１８と呼ばれる）を含み、第一通信モジュール１８は、電力出力裝置１４と充電ガン１６の通信ポート１６２ａに電気接続され、ＣＡＮ－ｂｕｓの通信規格が例に用いられる。電力出力裝置１４は、第一通信モジュール１８を介して外部の通信モジュールに通信可能であり、例えば、充電ガン１６が電動車両と接続される場合に、充電スタンド１０の第一通信モジュール１８が電動車両の通信モジュールに通信して、電池に必要な充電電圧や充電電流などを含んでいる電動車両の電池情報を取得し、取得した電池情報に基づいて、出力する第一直流電力の電圧や電流を特定する。 The charging station 10 includes a communication module (hereinafter referred to as the first communication module 18), the first communication module 18 is electrically connected to the communication port 162a of the power output device 14 and the charging gun 16, and performs CAN-bus communication. Standards are used as examples. The power output device 14 can communicate with an external communication module via a first communication module 18. For example, when the charging gun 16 is connected to an electric vehicle, the first communication module 18 of the charging stand 10 is electrically operated. Communicate with the communication module of the vehicle to acquire the battery information of the electric vehicle including the charging voltage and charging current required for the battery, and based on the acquired battery information, the voltage and current of the first DC power to be output. identify.

電力変換ボックス２０は、第一直流電力を第二直流電力に降下させるように変換して、比較的低い充電電圧を必要とするリン酸鉄リチウム電池４０を充電するためのものである。電力変換ボックス２０は、充電ガンソケット２４と電池スロット２６を有するボックス本体２２と変換裝置２８を含む。充電ガンソケット２４は、充電ガン１６における内部のポート１６２に分離可能に電気接続される入力ポート２４２を有する。入力ポート２４２は、通信ポート２４２ａと電力ポート２４２ｂを有し、充電ガン１６がガンソケット２４に挿入して接続される場合に、充電ガン１６におけるポート１６２の通信ポート１６２ａ及電力ポート１６２ｂが、それぞれ、入力ポート２４２における通信ポート２４２ａ及び電力ポート２４２ｂに接続されることになる。 The power conversion box 20 is for converting the first DC power down to the second DC power to charge the lithium iron phosphate battery 40, which requires a relatively low charging voltage. The power conversion box 20 includes a box body 22 having a charging gun socket 24 and a battery slot 26 and a conversion device 28 . Charging gun socket 24 has an input port 242 that is separably electrically connected to internal port 162 on charging gun 16 . The input port 242 has a communication port 242a and a power port 242b, and when the charging gun 16 is inserted into and connected to the gun socket 24, the communication port 162a and the power port 162b of the port 162 in the charging gun 16 respectively , to the communication port 242a and the power port 242b at the input port 242.

電池スロット２６は、出力ポート２６２を有する。電池スロット２６は、リン酸鉄リチウム電池４０が挿入するものである。しかも、出力ポート２６２は、リン酸鉄リチウム電池４０のポート４２に分離可能に電気接続される。出力ポート２６２は、通信ポート２６２ａと電力ポート２６２ｂを有し、リン酸鉄リチウム電池４０が電池スロット２６に挿入して接続される場合に、リン酸鉄リチウム電池４０におけるポート４２の通信ポート４２２及び電力ポート４２４がそれぞれ、出力ポート２６２における通信ポート２６２ａ及び電力ポート２６２ｂに接続されることになる。 Battery slot 26 has an output port 262 . The battery slot 26 is for inserting a lithium iron phosphate battery 40 . Moreover, the output port 262 is electrically connected separably to the port 42 of the lithium iron phosphate battery 40 . The output port 262 has a communication port 262a and a power port 262b, and when the lithium iron phosphate battery 40 is inserted and connected to the battery slot 26, the communication port 422 of the port 42 in the lithium iron phosphate battery 40 and the power port 262b. Power port 424 will be connected to communication port 262a and power port 262b at output port 262, respectively.

変換裝置２８は、ボックス本体２２に設置されると共に電力出力裝置１４と出力ポート２６２に電気接続される。本実施例では、変換裝置２８は、入力ポート２４２と充電ガン１６を介して電力出力裝置１４に電気接続される。 The conversion device 28 is installed in the box body 22 and electrically connected to the power output device 14 and the output port 262 . In this embodiment, conversion device 28 is electrically connected to power output device 14 via input port 242 and charging gun 16 .

変換裝置２８は、第一直流電力を第二直流電力に変換しながら出力ポート２６２に出力する。ただし、第二直流電力は、第二電圧と第二電流を有しており、変換裝置２８は、第一電圧を第二電圧に降下させると、第二電圧を、リン酸鉄リチウム電池４０を充電するための電圧として用いる。本実施例では、変換裝置２８は、降圧モジュール３０と充電回路３６を含む。降圧モジュール３０は、入力ポート２４２の電力ポート２４２ｂに電気接続され、第一電圧を第二電圧に降下させるためのものである。降圧モジュール３０は、離隔型変圧器３２と降圧回路３４を含む。離隔型変圧器３２は、入力ポート２４２の電力ポート２４２ｂに電気接続され、充電スタンド１０の高い電圧を電気離隔して、電力変換ボックス２０の安全性を高めるものである。離隔型変圧器３２は、第一直流電力の電力を、第一所定の電圧を有する第一所定の直流電力に降下させてから降圧回路３４に出力する。降圧回路３４は、ｂｕｃｋ降圧回路とされ、第一所定の電圧を有した第一の所定の直流電力を、第二所定の電圧を有する安定的な第二所定の直流電力に降圧させて、第二所定の直流電力を充電回路３６に出力する。充電回路３６は、定格電流と定格電圧（ＣＣ－ＣＶ）を混ぜた充電回路であり、出力ポート２６２の電力ポート２６２ｂに電気接続され、第二所定の直流電力を第二直流電力に変換し、電力ポート２６２ｂに出力する。第二直流電力は、最高の第二電圧が４３．８Ｖであり、第二電流（つまり、出力電流）が１３．２Ａであり、第二電流は、リン酸鉄リチウム電池４０における標準的な充電電流の二倍である。そして、リン酸鉄リチウム電池４０を二倍急速で充電する能力を提供することが可能である。 The conversion device 28 outputs the first DC power to the output port 262 while converting the first DC power into the second DC power. However, the second DC power has a second voltage and a second current, and when the conversion device 28 drops the first voltage to the second voltage, the second voltage is changed to the lithium iron phosphate battery 40. Used as voltage for charging. In this embodiment, conversion device 28 includes step-down module 30 and charging circuit 36 . The step-down module 30 is electrically connected to the power port 242b of the input port 242 for stepping down the first voltage to the second voltage. Step-down module 30 includes an isolation transformer 32 and a step-down circuit 34 . The isolation transformer 32 is electrically connected to the power port 242 b of the input port 242 and electrically isolates the high voltage of the charging station 10 to increase the safety of the power conversion box 20 . The isolation transformer 32 steps down the power of the first DC power to a first predetermined DC power having a first predetermined voltage before outputting it to the step-down circuit 34 . The step-down circuit 34 is a buck step-down circuit, and steps down a first predetermined DC power having a first predetermined voltage to a stable second predetermined DC power having a second predetermined voltage. 2. A predetermined DC power is output to the charging circuit 36 . The charging circuit 36 is a charging circuit that mixes the rated current and rated voltage (CC-CV), is electrically connected to the power port 262b of the output port 262, converts the second predetermined DC power into the second DC power, Output to power port 262b. The second DC power has a maximum second voltage of 43.8V, a second current (that is, output current) of 13.2A, and a second current of the standard charge in the lithium iron phosphate battery 40 twice the current. It is then possible to provide the ability to charge the lithium iron phosphate battery 40 twice as fast.

なお、電力変換ボックス２０は、さらに、通信モジュール（以降、第二通信モジュール３８と呼ばれる）を含み、第二通信モジュール３８は、変換裝置２８に電気接続されると共に、それぞれ入力ポート２４２の通信ポート２４２ａと出力ポート２６２の通信ポート２６２ａに電気接続される。第二通信モジュール３８には、ＣＡＮ－ｂｕｓの通信規格が例に用いられる。第二通信モジュール３８は、充電スタンド１０の第一通信モジュール１８とリン酸鉄リチウム電池４０の通信モジュール４４に通信することが可能である。本実施例では、第二通信モジュール３８は、変換裝置２８に電気接続される充電回路３６とされる。 It should be noted that the power conversion box 20 further includes a communication module (hereinafter referred to as a second communication module 38), which is electrically connected to the conversion device 28 and communicates with the communication ports of the input ports 242 respectively. 242a and the communication port 262a of the output port 262 are electrically connected. For the second communication module 38, the CAN-bus communication standard is used as an example. The second communication module 38 can communicate with the first communication module 18 of the charging station 10 and the communication module 44 of the lithium iron phosphate battery 40 . In this embodiment, the second communication module 38 is a charging circuit 36 electrically connected to the conversion device 28 .

利用者は、使用の場合に、先に、充電ガン１６を充電ガンソケット２４に挿入したり（図２参照）、先に、リン酸鉄リチウム電池４０を電池スロット２６（図３参照）に置いたりするように選択してもよい。 When using, the user first inserts the charging gun 16 into the charging gun socket 24 (see FIG. 2), or first places the lithium iron phosphate battery 40 in the battery slot 26 (see FIG. 3). You may choose to

図２に示す状態を例に挙げると、充電ガン１６が充電ガンソケット２４に挿入ているが、出力ポート２６２がリン酸鉄リチウム電池４０のポート４２に電気接続されていない場合には、電力出力裝置がまだ第一直流電力を出力しない。本実施例では、第二通信モジュール３８は、リン酸鉄リチウム電池４０における通信モジュール４４との通信を確立できず、しかも、充電回路３６により、電力ポート２６２ｂがまだリン酸鉄リチウム電池４０の電力ポート４２４と接続されていないと検測すると、充電スタンド１０の電力出力裝置１４が第一直流電力を出力するように要求しない。次に、図４に示すように、リン酸鉄リチウム電池４０が電池スロット２６に挿入されると共に出力ポート２６２がリン酸鉄リチウム電池４０のポートに電気接続されている場合には、第二通信モジュール３８が電力出力命令を第一通信モジュール１８に送信して、電力出力裝置１４が第一直流電力を出力する。本実施例では、第二通信モジュール３８は、リン酸鉄リチウム電池４０における通信モジュール４４との通信を確立することができる場合に、リン酸鉄リチウム電池４０からの電池情報及び電池状態を受信する。また、充電回路３６は、電力ポート２６２ｂが既にリン酸鉄リチウム電池４０の電力ポート４２４に接続されていると検測すると、用意完了命令を第二通信モジュール３８に送信する。次に、第二通信モジュール３８は、電力出力命令を第一通信モジュール１８に送信し、電力出力裝置１４は、第一直流電力を出力し、変換裝置２８は、第一直流電力を第二直流電力に変換しながら出力ポート２６２に出力することから、リン酸鉄リチウム電池４０を二倍急速で充電することができる。 Taking the situation shown in FIG. 2 as an example, when the charging gun 16 is inserted into the charging gun socket 24 but the output port 262 is not electrically connected to the port 42 of the lithium iron phosphate battery 40, the power output is The device still does not output the first DC power. In this embodiment, the second communication module 38 cannot establish communication with the communication module 44 in the lithium iron phosphate battery 40, and the charging circuit 36 ensures that the power port 262b is still powered by the lithium iron phosphate battery 40. If it is detected that the port 424 is not connected, it will not request the power output device 14 of the charging station 10 to output the first DC power. Next, as shown in FIG. 4, when the lithium iron phosphate battery 40 is inserted into the battery slot 26 and the output port 262 is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery 40, the second communication The module 38 sends a power output command to the first communication module 18 so that the power output device 14 outputs the first DC power. In this embodiment, the second communication module 38 receives battery information and battery status from the lithium iron phosphate battery 40 when communication can be established with the communication module 44 in the lithium iron phosphate battery 40. . In addition, when the charging circuit 36 detects that the power port 262b is already connected to the power port 424 of the lithium iron phosphate battery 40, the charging circuit 36 sends a ready command to the second communication module 38; The second communication module 38 then sends a power output command to the first communication module 18, the power output device 14 outputs the first DC power, and the conversion device 28 converts the first DC power into the second DC power. Since the power is output to the output port 262 while being converted into power, the lithium iron phosphate battery 40 can be charged twice as fast.

図３に示す状態を例に挙げると、リン酸鉄リチウム電池４０が電池スロット２６に挿入されると共に出力ポート２６２がリン酸鉄リチウム電池４０のポート４２に電気接続される場合には、第二通信モジュール３８がリン酸鉄リチウム電池４０における通信モジュール４４との通信を確立することができ、第二通信モジュール３８は、リン酸鉄リチウム電池４０からの電池情報及び電池状態を受信する。また、充電回路３６は、電力ポート２６２ｂが既にリン酸鉄リチウム電池４０の電力ポート４２４に接続されると検測すると、用意完了命令を第二通信モジュール３８に送信する。次に、図４に示すように、充電ガン１６が充電ガンソケット２４に挿入される場合に、電力出力裝置１４がまだ第一直流電力を出力しない。第二通信モジュール３８は、第一通信モジュールとの通信を確立することができる。また、変換裝置２８は、充電ガン１６の電力ポート１６２ｂと入力ポート２４２の電力ポート２４２ｂとが接続されていると検測すると、第二通信モジュール３８が電力出力命令を第一通信モジュール１８に送信し、電力出力裝置１４が第一直流電力を出力し、変換裝置２８が第一直流電力を第二直流電力に変換しながら出力ポート２６２に出力することにより、リン酸鉄リチウム電池を二倍急速で充電することができる。 Taking the situation shown in FIG. 3 as an example, when the lithium iron phosphate battery 40 is inserted into the battery slot 26 and the output port 262 is electrically connected to the port 42 of the lithium iron phosphate battery 40, the second A communication module 38 can establish communication with a communication module 44 in the lithium iron phosphate battery 40 , and the second communication module 38 receives battery information and battery status from the lithium iron phosphate battery 40 . In addition, when the charging circuit 36 detects that the power port 262b is already connected to the power port 424 of the lithium iron phosphate battery 40, the charging circuit 36 sends a ready command to the second communication module 38; Next, as shown in FIG. 4, when the charging gun 16 is inserted into the charging gun socket 24, the power output device 14 still does not output the first DC power. A second communication module 38 can establish communication with the first communication module. Further, when the conversion device 28 detects that the power port 162b of the charging gun 16 and the power port 242b of the input port 242 are connected, the second communication module 38 transmits a power output command to the first communication module 18. Then, the power output device 14 outputs the first DC power, and the conversion device 28 converts the first DC power to the second DC power and outputs it to the output port 262, so that the lithium iron phosphate battery can be doubled. can be charged with

充電の際に、換言すると、変換裝置２８が第二直流電力を出力している場合に、出力ポート２６２は、リン酸鉄リチウム電池４０のポートに電気接続されることが、リン酸鉄リチウム電池４０のポートに電気接続されないことに変えると、変換裝置２８が第二直流電力を出力ポート２６２に出力しないように停止する。本実施例では、第二通信モジュール３８は、リン酸鉄リチウム電池４０における通信モジュール４４との通信を確立できない場合に、又は、充電回路３６により、電力ポート２６２ｂがリン酸鉄リチウム電池４０の電力ポート４２４に接続されていないと検測する場合に、充電回路３６が第二直流電力を出力しないように停止する。従って、リン酸鉄リチウム電池４０を充電している際に電池スロット２６から取り外すと、人が感電されてしまうリスクを避けることができる。次に、第二通信モジュール３８は、直ぐに、電力停止命令を第一通信モジュール１８に送信し、電力出力裝置１４が第一直流電力を出力しないように停止する。従って、充電スタンドの高電圧を継続的に電力変換ボックス２０に入力するのをも避けることが可能である。 During charging, in other words, when the conversion device 28 is outputting the second DC power, the output port 262 is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery 40. Changing the electrical disconnection to port 40 stops converter 28 from outputting the second DC power to output port 262 . In this embodiment, the second communication module 38 is configured to enable the power port 262b to connect to the lithium iron phosphate battery 40 when communication cannot be established with the communication module 44 in the lithium iron phosphate battery 40 or by the charging circuit 36. When it is detected that the port 424 is not connected, the charging circuit 36 is stopped so as not to output the second DC power. Therefore, if the lithium iron phosphate battery 40 is removed from the battery slot 26 during charging, the risk of electric shock to a person can be avoided. The second communication module 38 then immediately sends a power stop command to the first communication module 18 to stop the power output device 14 from outputting the first DC power. Therefore, it is possible to avoid continuously inputting the high voltage of the charging station to the power conversion box 20 as well.

リン酸鉄リチウム電池４０に電圧を所定の電圧まで充電した場合には、変換裝置２８が第二直流電力を出力ポート２６２に出力しないように停止すると共に、第二通信モジュール３８が電力停止命令を第一通信モジュール１８に送信して電力出力裝置１４が第一直流電力を出力しないように停止する。本実施例では、充電回路３６は、リン酸鉄リチウム電池４０の電圧が所定の電圧になると検測すると、第二直流電力を出力しないように停止すると共に充電完了命令を第二通信モジュール３８に送信し、第二通信モジュール３８が電力停止命令を第一通信モジュール１８に送信して電力出力裝置１４が第一直流電力を出力しないように停止する。従って、リン酸鉄リチウム電池４０への充電が済む。 When the lithium iron phosphate battery 40 is charged to a predetermined voltage, the conversion device 28 stops so as not to output the second DC power to the output port 262, and the second communication module 38 issues a power stop command. Send to the first communication module 18 to stop the power output device 14 from outputting the first DC power. In this embodiment, when the charging circuit 36 detects that the voltage of the lithium iron phosphate battery 40 reaches a predetermined voltage, the charging circuit 36 stops outputting the second DC power and sends a charging completion command to the second communication module 38. and the second communication module 38 sends a power stop command to the first communication module 18 to stop the power output device 14 from outputting the first DC power. Accordingly, charging of the lithium iron phosphate battery 40 is completed.

図５に示すのは、本発明の好ましい第二実施例に係る充電システム２であり、第一実施例に係る構成と大体的に同様なものであるが、電力出力裝置５０は、それぞれ、変換裝置２８と充電ガン１６に電気接続される第一出力ポート５０２と第二出力ポート５０４を有するということが相違点である。本実施例では、第一出力ポート５０２は、アダプタ５２を介して、電力変換ボックス２０の入力ポート２４２に接続されている。電力出力裝置５０は、第一出力ポート５０２を介して、第一直流電力を電力変換ボックス２０に出力し、リン酸鉄リチウム電池４０を充電する。一実施例では、第一出力ポート５０２は、ケーブルを介して、変換裝置２８に直接電気接続されてもよい。 Shown in FIG. 5 is a charging system 2 according to the second preferred embodiment of the present invention, which is generally similar in construction to the first embodiment, except that power output devices 50 each include a converter. The difference is that it has a first output port 502 and a second output port 504 electrically connected to the device 28 and the charging gun 16 . In this embodiment, first output port 502 is connected to input port 242 of power conversion box 20 via adapter 52 . The power output device 50 outputs the first DC power to the power conversion box 20 through the first output port 502 to charge the lithium iron phosphate battery 40 . In one embodiment, first output port 502 may be electrically connected directly to conversion device 28 via a cable.

充電ガン１６を電動車両に接続する場合には、電力出力裝置５０が第二出力ポート５０４を介して第三直流電力を出力すると共に充電ガン１６を介して電動車両に出力して充電を行う。 When the charging gun 16 is connected to the electric vehicle, the power output device 50 outputs the third DC power through the second output port 504 and outputs the third DC power through the charging gun 16 to the electric vehicle for charging.

以上より、本発明に係る充電システムは、電力変換ボックスを介して、比較的高い電圧を出力する充電スタンドの第一直流電力を比較的低い電圧の第二直流電力に変換することができることから、比較的低い充電電圧を必要とするリン酸鉄リチウム電池に充電することができ、電動アシスト自転車を野外で充電する利便性が高まる。 As described above, the charging system according to the present invention can convert the first DC power of the charging station, which outputs a relatively high voltage, into the second DC power of a relatively low voltage via the power conversion box. It can charge a lithium iron phosphate battery that requires a relatively low charging voltage, increasing the convenience of charging a power-assisted bicycle outdoors.

以上の説明は、本発明における好ましい実施可能な実施例に過ぎず、本発明に係る明細書及び特許請求の範囲に基づいてなされる均等変化は、いずれも、本発明の特許範囲に含まれる。 The above description is merely a preferred and practicable embodiment of the present invention, and equivalent changes made based on the specification and claims of the present invention are all included in the patent scope of the present invention.

１ 充電システム
１０ 充電スタンド
１２ スタンド本体
１４ 電力出力裝置
１６ 充電ガン
１６２ ポート
１６２ａ 通信ポート
１６２ｂ 電力ポート
１８ 第一通信モジュール
２０ 電力変換ボックス
２２ ボックス本体
２４ 充電ガンソケット
２４２ 入力ポート
２４２ａ 通信ポート
２４２ｂ 電力ポート
２６ 電池スロット
２６２ 出力ポート
２６２ａ 通信ポート
２６２ｂ 電力ポート
２８ 変換裝置
３０ 降圧モジュール
３２ 離隔型変圧器
３４ 降圧回路
３６ 充電回路
３８ 第二通信モジュール
４０ リン酸鉄リチウム電池
４２ ポート
４２２ 通信ポート
４２４ 電力ポート
４４ 通信モジュール
４６ 電池管理モジュール
４８ 電池パック
２ 充電システム
５０ 電力出力裝置
５０２ 第一出力ポート
５０４ 第二出力ポート
５２ アダプタ
1 charging system 10 charging stand 12 stand body 14 power output device 16 charging gun 162 port 162a communication port 162b power port 18 first communication module 20 power conversion box 22 box body 24 charging gun socket 242 input port 242a communication port 242b power port 26 Battery slot 262 Output port 262a Communication port 262b Power port 28 Conversion device 30 Step-down module 32 Isolated transformer 34 Step-down circuit 36 Charging circuit 38 Second communication module 40 Lithium iron phosphate battery 42 Port 422 Communication port 424 Power port 44 Communication module 46 battery management module 48 battery pack 2 charging system 50 power output device 502 first output port 504 second output port 52 adapter

Claims (15)

ポートを有するリン酸鉄リチウム電池を充電するための充電システムであって、
第一電圧を有する第一直流電力を出力するための電力出力裝置を含む充電スタンドと、
ボックス本体と変換裝置を含む電力変換ボックスを含み、
当該ボックス本体は、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに分離可能に電気接続される出力ポートを有し、当該リン酸鉄リチウム電池が挿入するための電池スロットを有し、
当該変換裝置は、当該ボックス本体に設置されると共に、当該電力出力裝置と当該出力ポートに電気接続されており、当該第一直流電力を第二電圧を有する第二直流電力に変換しながら当該出力ポートに出力して当該リン酸鉄リチウム電池を充電し、ただし、当該変換裝置は、当該第一電圧を当該第二電圧に降下させる、ことを特徴とする充電システム。 A charging system for charging a lithium iron phosphate battery having a port, comprising:
a charging stand including a power output device for outputting first DC power having a first voltage;
including a power conversion box including a box body and a conversion device;
The box body has an output port that is separably electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery, and has a battery slot for inserting the lithium iron phosphate battery,
The conversion device is installed in the box body and electrically connected to the power output device and the output port, and converts the first DC power into a second DC power having a second voltage while converting the output A charging system outputting to a port to charge the lithium iron phosphate battery, wherein the conversion device reduces the first voltage to the second voltage. 当該充電スタンドは、当該電力出力裝置に電気接続される充電ガンを含み、
当該第一直流電力は、当該充電ガンを介して出力され、
当該ボックス本体は、入力ポートを有し、当該充電ガンが挿入するための充電ガンソケットを有し、
当該変換裝置は、当該入力ポートと当該充電ガンを介して、当該電力出力裝置に電気接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 the charging station includes a charging gun electrically connected to the power output device;
The first DC power is output through the charging gun,
The box body has an input port and a charging gun socket for inserting the charging gun,
2. The charging system of claim 1, wherein said conversion device is electrically connected to said power output device through said input port and said charging gun. 当該充電スタンドは、充電ガンを含み、当該電力出力裝置は、それぞれ、当該変換裝置と当該充電ガンに電気接続される第一出力ポートと第二出力ポートを有し、当該第一出力ポートを介して当該第一直流電力を出力すると共に、当該第二出力ポートを介して第三直流電力を出力すると共に当該充電ガンを介して出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 The charging station includes a charging gun, and the power output device has a first output port and a second output port electrically connected to the conversion device and the charging gun, respectively, through the first output port. 2. The charging system according to claim 1, wherein the first DC power is output through the second output port and the third DC power is output through the charging gun. 当該充電スタンドは、当該電力出力裝置に電気接続される第一通信モジュールを含み、当該電力変換ボックスは、第二通信モジュールを含み、ただし、当該第一通信モジュールが当該第二通信モジュールに通信しており、
当該出力ポートが当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されていない場合には、当該電力出力裝置が当該第一直流電力を出力せず、当該リン酸鉄リチウム電池が当該電池スロットに挿入すると共に当該出力ポートが当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されている場合には、当該第二通信モジュールが電力出力命令を当該第一通信モジュールに送信して当該電力出力裝置が当該第一直流電力を出力するようにする、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 The charging station includes a first communication module electrically connected to the power output device, and the power conversion box includes a second communication module, provided that the first communication module communicates with the second communication module. and
When the output port is not electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery, the power output device does not output the first DC power and the lithium iron phosphate battery is inserted into the battery slot. and the output port is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery, the second communication module sends a power output command to the first communication module so that the power output device 2. The charging system according to claim 1, wherein the charging system outputs DC power. 当該変換裝置が当該第二直流電力を出力している状態において、当該出力ポートは、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されていることが、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されないことに変わる場合には、当該変換裝置が当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項４に記載の充電システム。 It is confirmed that the output port is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery while the conversion device is outputting the second DC power. 5. The charging system as claimed in claim 4, wherein, if changed, the conversion device is stopped from outputting the second DC power to the output port. 当該変換裝置が当該第二通信モジュールに電気接続されていると共に当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止した場合には、当該第二通信モジュールは、電力停止命令を当該第一通信モジュールに送信して、当該電力出力裝置が当該第一直流電力を出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項５に記載の充電システム。 When the conversion device is electrically connected to the second communication module and stopped so as not to output the second DC power to the output port, the second communication module issues a power stop command to the first communication module. 6. The charging system as claimed in claim 5, further comprising transmitting to the communication module to stop the power output device from outputting the first DC power. 当該変換裝置は、当該第二通信モジュールに電気接続されており、当該リン酸鉄リチウム電池に電圧が所定の電圧まで充電されると、当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止すると共に、当該第二通信モジュールは、電力停止命令を当該第一通信モジュールに送信して、当該電力出力裝置が当該第一直流電力を出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項４に記載の充電システム。 The conversion device is electrically connected to the second communication module, and stops so as not to output the second DC power to the output port when the lithium iron phosphate battery is charged to a predetermined voltage. At the same time, the second communication module transmits a power stop command to the first communication module to stop the power output device so as not to output the first DC power. The charging system described in . 当該充電スタンドの電力出力裝置が出力する第一直流電力は、その電圧が調整可能な電圧範囲を有し、当該第一電圧が当該調整可能な電圧範囲における最小電圧とされる、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 The first DC power output by the power output device of the charging station has an adjustable voltage range, and the first voltage is the minimum voltage in the adjustable voltage range. The charging system according to claim 1. 当該変換裝置の出力する第二直流電力は、当該リン酸鉄リチウム電池における充電電流の二倍である出力電流を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。 The charging system according to claim 1, wherein the second DC power output by the conversion device has an output current that is twice the charging current in the lithium iron phosphate battery. 第一直流電圧を有する第一直流電力を出力するための充電スタンドに接続されると共に、ポートを有するリン酸鉄リチウム電池を充電するための電力変換ボックスであって、
当該リン酸鉄リチウム電池のポートに分離可能に電気接続される出力ポートを有し、当該リン酸鉄リチウム電池が挿入するための電池スロットを有するボックス本体と、
当該ボックス本体に設置されると共に、当該充電スタンドと当該出力ポートに電気接続されており、当該第一直流電力を第二電圧を有する第二直流電力に変換しながら当該出力ポートに出力して、当該リン酸鉄リチウム電池を充電し、ただし、当該第一電圧が当該第二電圧に降下される、変換裝置を含む、ことを特徴とする電力変換ボックス。 A power conversion box for charging a lithium iron phosphate battery connected to a charging stand for outputting first DC power having a first DC voltage and having a port,
a box body having an output port detachably electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery and a battery slot for inserting the lithium iron phosphate battery;
installed in the box body and electrically connected to the charging stand and the output port, converting the first DC power into a second DC power having a second voltage and outputting it to the output port, A power conversion box comprising a conversion device for charging the lithium iron phosphate battery, but wherein the first voltage is stepped down to the second voltage. 当該充電スタンドは、充電ガンを含み、当該第一直流電力が当該充電ガンを介して出力されており、
当該ボックス本体は、入力ポートを有し当該充電ガンが挿入するための充電ガンソケットを有し、当該変換裝置は、当該入力ポートを介して当該充電ガンに電気接続される、ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換ボックス。 the charging station includes a charging gun, and the first DC power is output through the charging gun;
The box body has an input port and a charging gun socket for inserting the charging gun, and the conversion device is electrically connected to the charging gun through the input port. The power conversion box according to claim 10. 当該電力変換ボックスは、通信モジュールを含み、ただし、当該出力ポートが当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されていない場合には、当該充電スタンドが当該第一直流電力を出力せず、当該リン酸鉄リチウム電池が当該電池スロットに挿入されていると共に当該出力ポートが当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されている場合には、当該通信モジュールが電力出力命令を当該充電スタンドに送信して当該充電スタンドが当該第一直流電力を出力する、ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換ボックス。 The power conversion box includes a communication module, provided that the charging station does not output the first DC power when the output port is not electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery, and the When a lithium iron phosphate battery is inserted into the battery slot and the output port is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery, the communication module sends a power output command to the charging station. 11. The power conversion box according to claim 10, wherein said charging station outputs said first DC power. 当該変換裝置が当該第二直流電力を出力している状態において、当該出力ポートは、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されていることが、当該リン酸鉄リチウム電池のポートに電気接続されないことに変わると、当該変換裝置が当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項１２に記載の電力変換ボックス。 It is confirmed that the output port is electrically connected to the port of the lithium iron phosphate battery while the conversion device is outputting the second DC power. 13. The power conversion box of claim 12, wherein when changed to not, the conversion device stops outputting the second DC power to the output port. 当該変換裝置が当該通信モジュールに電気接続されていると共に、当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止した場合には、当該通信モジュールは、電力停止命令を当該充電スタンドに送信して、当該充電スタンドが当該第一直流電力を出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項１３に記載の電力変換ボックス。 When the conversion device is electrically connected to the communication module and stopped so as not to output the second DC power to the output port, the communication module transmits a power stop command to the charging station. 14. The power conversion box according to claim 13, wherein the charging station is stopped so as not to output the first DC power. 当該変換裝置は、当該通信モジュールに電気接続されており、リン酸鉄リチウム電池に電圧が所定の電圧まで充電されると、当該第二直流電力を当該出力ポートに出力しないように停止すると共に、当該通信モジュールは、電力停止命令を当該充電スタンドに送信して当該充電スタンドが当該第一直流電力を出力しないように停止する、ことを特徴とする請求項１２に記載の電力変換ボックス。
The conversion device is electrically connected to the communication module, and stops outputting the second DC power to the output port when the lithium iron phosphate battery is charged to a predetermined voltage, and 13. The power conversion box of claim 12, wherein the communication module sends a power stop command to the charging station to stop the charging station from outputting the first DC power.
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