JP3907065B1

JP3907065B1 - Storage element charge / discharge system

Info

Publication number: JP3907065B1
Application number: JP2006161868A
Authority: JP
Inventors: 廸夫岡村; 仁中村; 泰治中川
Original assignee: 株式会社パワーシステム
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2026-06-12
Also published as: JP2007336610A

Abstract

【課題】蓄電素子の劣化促進、寿命低下を防ぐことができる蓄電素子充放電システムを提供する。
【解決手段】本発明の蓄電素子充放電システムは電源回路１によって蓄電素子３に蓄電を行い蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給するものであって、電源回路１及び蓄電素子３の充電路、放電路を制御する制御回路２と、蓄電素子３の電圧を検出する電圧検出回路５と、を有しおり、この制御回路２は電圧検出回路５によって蓄電素子３が満充電であることが検出されると蓄電素子３に対して所定時間緩和充電を行うよう電源回路１を制御し、所定時間緩和充電が行われた後、蓄電素子３を実質的に自己放電状態とするように制御し、電圧検出回路５により蓄電素子３が所定の電圧以下であることが検出されると蓄電素子３に対して充電の再開を行うように電源回路１を制御する。
【選択図】図１A storage element charging / discharging system capable of preventing deterioration of a storage element and preventing a decrease in lifetime is provided.
A power storage device charging / discharging system of the present invention stores power in a power storage device by a power supply circuit and supplies power stored in the power storage device to a main load. 3 has a control circuit 2 for controlling the charging path and the discharging path, and a voltage detection circuit 5 for detecting the voltage of the storage element 3. The control circuit 2 is configured so that the storage element 3 is fully charged by the voltage detection circuit 5. When it is detected, the power supply circuit 1 is controlled so as to perform relaxation charging for a predetermined time with respect to the storage element 3, and after the relaxation charging is performed for a predetermined time, the storage element 3 is substantially brought into a self-discharge state. When the voltage detection circuit 5 detects that the power storage element 3 is equal to or lower than a predetermined voltage, the power supply circuit 1 is controlled so that charging of the power storage element 3 is resumed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、主に無停電電源に用いられる電気二重層キャパシタ等の蓄電素子や、２つの極のいずれかの一方の極に電気二重層キャパシタを有する蓄電素子の充電を行う蓄電素子充放電システムに関する。 The present invention relates to a storage element charging / discharging system for charging a storage element such as an electric double layer capacitor mainly used for an uninterruptible power supply, or a storage element having an electric double layer capacitor on one of two poles. About.

従来の無停電電源には二次電池が用いられている。かかる無停電電源では、電池の寿命がなくなっていると、いざ停電のとき無停電電源として機能しなくなるので、電池の機能状態を時々測定するなどのチェックが必要である。信頼性を高めるため、例えば正常に
作動するかを試す自己点検機能や、電池の残量、稼働可能時間を予測する機能などに多くの工夫改良がなされている。因みに、寿命判定手段としては、下記の特許文献１乃至特許文献５などにおいて多くの提案がなされている。 Secondary batteries are used in conventional uninterruptible power supplies. In such an uninterruptible power supply, if the battery is dead, it will not function as an uninterruptible power supply in the event of a power outage. Therefore, it is necessary to check the function state of the battery from time to time. In order to increase reliability, for example, many improvements have been made to a self-inspection function that tests whether it operates normally, a function that predicts the remaining battery level, and the operating time. Incidentally, many proposals have been made in the following Patent Document 1 to Patent Document 5 as the life determination means.

しかし、無停電電源として信頼性を高めるための各種手法は、それらの根本が従来の二次電池の特性に依存するため、残量の測定にしてもそれを正確に行うことが困難で、動作の信頼性に関しても、ある時点で正常な電池に対してデンドライトの発生などによる突発的な故障は予想しにくく、システムの信頼性の向上が困難であるという問題を抱えている。また、バックアップ可能時間の予測については、二次電池の場合、残量予測を端子電圧から行おうとすると、端子電圧の残量による変化の大きさが温度や運転状態の影響を大きく受けて残量の情報がその他の成分に埋もれてしまうため、一般には困難なことが知られている。 However, various methods for improving reliability as an uninterruptible power supply depend on the characteristics of the conventional secondary battery, so it is difficult to accurately measure the remaining amount, As for the reliability of the battery, it is difficult to predict a sudden failure due to the occurrence of dendrites with respect to a normal battery at a certain point in time, and it is difficult to improve the reliability of the system. As for the prediction of the backupable time, in the case of a secondary battery, if the remaining amount is predicted from the terminal voltage, the amount of change due to the remaining amount of the terminal voltage is greatly affected by the temperature and operating conditions, and the remaining amount Since this information is buried in other components, it is generally known that it is difficult.

そこで、本件出願人らは、例えば複数の電気二重層キャパシタのセルを直列に接続し、各キャパシタセルを並列モニタで監視しつつ充放電を行う電子回路と組み合わせて無停電電源を構成することを提案している。（特許文献６）ここで、並列モニタは、複数の電気二重層キャパシタが直列に接続されたキャパシタバンクの各電気二重層キャパシタの端子間に接続され、キャパシタバンクの充電電圧が並列モニタの設定値を越えると充電電流をバイパスする装置である。このような電気二重層キャパシタのセルを用いた無停電電源によれば、残容量と所定時間の平均消費電力に基づきバックアップ可能時間を予測してバックアップ可能時間を表示することができ、無停電電源の信頼性を向上させることができる。
特開平６−２１７４７３号公報特開平７−８５８９１号公報特開平７−２９８５０３号公報特開平６−８８１５５号公報特開平８−３０８１２５号公報特開２００１−１９７６８６号公報 Therefore, the applicants, for example, connect a plurality of electric double layer capacitor cells in series, and configure an uninterruptible power supply in combination with an electronic circuit that charges and discharges while monitoring each capacitor cell with a parallel monitor. is suggesting. Here, the parallel monitor is connected between terminals of each electric double layer capacitor of a capacitor bank in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in series, and the charge voltage of the capacitor bank is a set value of the parallel monitor. It is a device that bypasses the charging current when exceeding. According to the uninterruptible power supply using such an electric double layer capacitor cell, the backup possible time can be predicted based on the remaining capacity and the average power consumption for a predetermined time, and the backup possible time can be displayed. Reliability can be improved.
JP-A-6-217473 Japanese Patent Laid-Open No. 7-85891 JP 7-298503 A JP-A-6-88155 JP-A-8-308125 JP 2001-197686 A

ところで、無停電電源においては、電気二重層キャパシタはフロート充電などのように満充電付近の充電電圧に長く保つように用いられるが、電気二重層キャパシタのこのような利用方法は、充放電サイクルを反復するサイクルユースによる利用方法と比べると、キャパシタの劣化が促進される傾向が存在する。図８は、フロート充電を行った場合とフロート充電を行わなかった場合、すなわち自己放電にまかせた場合の、充放電サイクル数と電気二重層キャパシタの容量との関係を示す図である。図８に示されるように、フロート充電を行った場合に比べて、フロート充電を行わなかった場合には、充放電サイクルの回数によってキャパシタの容量の低下の度合いが少なく、キャパシタの劣化の進行が遅れることがわかる。ところが、従来の無停電電源においては、電気二重層キャパシタはフロート充電のように満充電付近の充電電圧に保たれるように設計されていたので、キャパシタの寿命低下がおきやすいという問題があった。 By the way, in an uninterruptible power supply, an electric double layer capacitor is used to keep a charging voltage near full charge for a long time, such as float charging, but such a method of using an electric double layer capacitor has a charge / discharge cycle. There is a tendency that the deterioration of the capacitor is promoted as compared with the usage method by repeated cycle use. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the capacity of the electric double layer capacitor when float charge is performed and when float charge is not performed, that is, when self-discharge is performed. As shown in FIG. 8, when the float charge is not performed compared to the case where the float charge is performed, the degree of decrease in the capacitance of the capacitor is small depending on the number of charge / discharge cycles, and the deterioration of the capacitor progresses. You can see that it is late. However, in the conventional uninterruptible power supply, the electric double layer capacitor was designed to be kept at a charging voltage near full charge like float charge, so there was a problem that the life of the capacitor was likely to be reduced. .

本発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、電源回路によって蓄電素子に蓄電を行い該蓄電素子に蓄電された電力を主負荷に供給する蓄電素子充放電システムにおいて、該電源回路及び該蓄電素子の充電路、放電路を制御し、該蓄電素子の充電を行う通常充電モードと、該蓄電素子に緩和充電を行う緩和充電モードと、該蓄電素子を実質的に自己放電状態とする自己放電モードと、からなる３つのモードの切り換えを行う制御回路と、該蓄電素子の電圧を検出する電圧検出回路と、を有し、該制御回路は、該電圧検出回路によって該蓄電素子が満充電であることが検出されると、緩和充電モードに切り換え、緩和充電モードによる充電が所定時間経過した後、緩和充電モードから自己放電モードへと切り換え、該電圧検出回路により該蓄電素子が所定の電圧以下であることが検出されると、自己放電モードから通常充電モードへと切り換えることを特徴とする。 The present invention solves the above-mentioned problem, and the invention according to claim 1 is a power storage element charging / discharging system in which a power storage circuit stores power in a power storage element and supplies power stored in the power storage element to a main load. A power supply circuit and a charging path and a discharging path of the power storage element, and a normal charging mode for charging the power storage element, a relaxed charging mode for performing relaxed charging on the power storage element, and the power storage element substantially A control circuit that switches between three modes, and a voltage detection circuit that detects a voltage of the storage element, the control circuit including the voltage detection circuit Detects that the power storage element is fully charged, and switches to the relaxed charge mode, switches from the relaxed charge mode to the self-discharge mode after the charging in the relaxed charge mode has elapsed for a predetermined time, and When the detection circuit the accumulating device is detected to be below a predetermined voltage, and wherein the switching from the self-discharge mode to the normal charge mode.

また、請求項２に係る発明は、電源回路によって蓄電素子に蓄電を行い該蓄電素子に蓄電された電力を主負荷に供給する蓄電素子充放電システムにおいて、該電源回路及び該蓄電素子の充電路、放電路を制御し、該蓄電素子の充電を行う通常充電モードと、該蓄電素子に緩和充電を行う緩和充電モードと、該蓄電素子を実質的に自己放電状態とする自己放電モードと、からなる３つのモードの切り換えを行う制御回路と、該蓄電素子の電圧を検出する電圧検出回路と、を有し、該制御回路は、該電圧検出回路によって該蓄電素子が満充電であることが検出されると、緩和充電モードに切り換え、緩和充電モードによる充電が所定時間経過した後、緩和充電モードから自己放電モードへと切り換え、自己放電モード状態で所定時間経過した後、自己放電モードから通常充電モードへと切り換えることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 2 is a power storage device charging / discharging system that stores power in a power storage element by a power supply circuit and supplies power stored in the power storage element to a main load. The power supply circuit and a charging path for the power storage element A normal charge mode for controlling the discharge path and charging the power storage element, a relaxed charge mode for performing relaxed charge on the power storage element, and a self-discharge mode for substantially setting the power storage element in a self-discharge state. A control circuit that switches between the three modes, and a voltage detection circuit that detects the voltage of the storage element. The control circuit detects that the storage element is fully charged by the voltage detection circuit. Is switched to the relaxed charge mode, after the charging in the relaxed charge mode has elapsed for a predetermined time, switched from the relaxed charge mode to the self-discharge mode, and after the predetermined time has elapsed in the self-discharge mode state, Characterized in that switching from himself discharge mode to the normal charge mode.

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子充放電システムにおいて、蓄電素子充放電システムを維持するために必要となる最低限の副負荷を有し、該制御回路は、該蓄電素子の自己放電状態を維持しつつ該副負荷に給電するよう該電源回路を制御することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 3 is the electricity storage device charge / discharge system according to claim 1 or claim 2, and has a minimum sub-load necessary for maintaining the electricity storage device charge / discharge system, The control circuit controls the power supply circuit to supply power to the sub load while maintaining the self-discharge state of the power storage element.

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電素子充放電システムにおいて、該蓄電素子は電気二重層キャパシタであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric storage element charge / discharge system according to any one of the first to third aspects, the electric storage element is an electric double layer capacitor.

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の蓄電素子充放電システムにおいて、該蓄電素子は両極のうちいずれか一方の極に電気二重層キャパシタが用いられたものであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the electric storage element charging / discharging system according to any one of the first to third aspects, the electric storage element uses an electric double layer capacitor at one of the two electrodes. It is characterized by that.

本発明によれば、蓄電素子３を自己放電状態とするモードが備えられているので、蓄電素子を満充電付近の充電電圧に保つようにされた従来の蓄電素子充放電システムに比べて、蓄電素子の劣化促進、寿命低下を防ぐことができる。 According to the present invention, since the mode in which the power storage element 3 is in a self-discharge state is provided, it is possible to store the power storage element in comparison with the conventional power storage element charging / discharging system in which the power storage element is maintained at a charging voltage near full charge. It is possible to prevent the deterioration of the element and the life reduction.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。図１において、１は電源回路、２は制御回路、３は蓄電素子、４は主負荷、５は並列モニタ、ＳＷ１は充電スイッチ、ＳＷ２は放電スイッチ、Ｓｖ１、Ｓｖ２は検出信号をそれぞれ示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a storage element charging / discharging system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a power supply circuit, 2 is a control circuit, 3 is a storage element, 4 is a main load, 5 is a parallel monitor, SW1 is a charge switch, SW2 is a discharge switch, and Sv1 and Sv2 are detection signals. .

図１に示す本実施形態に係る蓄電素子充放電システムは、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３を充電し蓄電し、かわってＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオンとすることによって、蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給するものであり、例えば無停電電源などへのアプリケーションが想定されるものである。蓄電素子３を構成するのは、例えば、電気二重層キャパシタであるが、これは一つの電気二重層キャパシタであっても、複数の電気二重層キャパシタであってもよい。図１では蓄電素子３として電気二重層キャパシタ一つからなるものを図示しているが、蓄電素子３として複数の電気二重層キャパシタからなるものを用いる場合には、それぞれに並列モニタが並列接続された複数の電気二重層キャパシタを直列接続した構成が採用される。なお、蓄電素子３としては、上記のような電気二重層キャパシタ以外にも、片極が電池で、片極が電気二重層キャパシタからなるハイブリッドキャパシタなどの、両極のうちいずれか一方の極に電気二重層キャパシタが用いられるものも含まれるものとする。 The power storage device charging / discharging system according to the present embodiment shown in FIG. 1 stores power by charging the power storage device 3 through the power supply circuit 1 with the charge switch SW1 turned on, and turning off SW1 and turning on SW2 instead. The power stored in the element 3 is supplied to the main load 4, and for example, an application to an uninterruptible power supply is assumed. The power storage element 3 is constituted by, for example, an electric double layer capacitor, but this may be a single electric double layer capacitor or a plurality of electric double layer capacitors. In FIG. 1, the electric storage element 3 is composed of one electric double layer capacitor. However, when the electric storage element 3 is composed of a plurality of electric double layer capacitors, parallel monitors are connected in parallel to each other. A configuration in which a plurality of electric double layer capacitors are connected in series is employed. In addition to the electric double layer capacitor as described above, the electricity storage element 3 is electrically connected to one of the two electrodes, such as a hybrid capacitor in which one electrode is a battery and one electrode is an electric double layer capacitor. The one using a double layer capacitor is also included.

蓄電素子３を構成する電気二重層キャパシタには、充電電圧が所定の基準電圧まで到達すると、例えば充電電流をバイパスしたり、検出信号を発生したりする所謂並列モニタ５が並列接続される。そして、充電時において、蓄電素子３が複数の電気二重層キャパシタからなるような場合には、充電電圧が不均等に充電されていっても、所定の基準電圧まで充電された電気二重層キャパシタの並列モニタ５から順次バイパス動作することにより、充電電流をバイパスして充電電圧を所定の基準電圧に制限する。したがって、最終的には蓄電素子３を構成する複数の電気二重層キャパシタのそれぞれを満充電電圧に均等に充電することができる。 When the charging voltage reaches a predetermined reference voltage, a so-called parallel monitor 5 that bypasses the charging current or generates a detection signal is connected in parallel to the electric double layer capacitor that constitutes the storage element 3. When the storage element 3 is composed of a plurality of electric double layer capacitors at the time of charging, even if the charging voltage is charged unevenly, the electric double layer capacitor charged to a predetermined reference voltage By sequentially performing a bypass operation from the parallel monitor 5, the charging current is bypassed and the charging voltage is limited to a predetermined reference voltage. Therefore, finally, each of the plurality of electric double layer capacitors constituting power storage element 3 can be uniformly charged to the full charge voltage.

電源回路１は、例えば不図示のＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）回路などを有しており、蓄電素子３の充電電流量Ｉｃをコントロールすることができるようになっている。制御回路２は、並列モニタ５によって検出された蓄電素子３の電圧に応じてＰＷＭ回路のパルス幅を制御する信号を電源回路１に対して発したり、ＳＷ１、ＳＷ２のオンオフを制御したりすることによって蓄電素子３の充放電を制御する構成となっている。ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御は、パルス幅を変化させて所望の充放電制御（例えば、定電流制御ＣＣ、停電力制御ＣＰ、定電圧制御ＣＶの切り換え）を実現し、安定した電源を確保することできるものである。 The power supply circuit 1 includes, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) circuit (not shown) and the like, and can control the charging current amount Ic of the power storage element 3. The control circuit 2 issues a signal for controlling the pulse width of the PWM circuit to the power supply circuit 1 according to the voltage of the power storage element 3 detected by the parallel monitor 5, and controls on / off of SW1 and SW2. Thus, the charging / discharging of the storage element 3 is controlled. PWM (Pulse Width Modulation) control realizes desired charge / discharge control (for example, switching between constant current control CC, stop power control CP, constant voltage control CV) by changing the pulse width, and is stable. A power supply can be secured.

並列モニタ５は、蓄電素子３を監視する電気回路である。このような電気回路は、蓄電素子３に対して並列に介挿されることから並列モニタと呼ばれており、並列モニタ５は、所定の基準電圧で充電電流をバイパスすることにより、充電電圧を所定値（耐電圧の範囲内）に制限したり、あるいは蓄電素子３の両端部の電圧が所定の電圧に達したときなどに、Ｓｖ１、Ｓｖ２は検出信号を発生したりする。 The parallel monitor 5 is an electric circuit that monitors the storage element 3. Such an electric circuit is called a parallel monitor because it is inserted in parallel with the electric storage element 3, and the parallel monitor 5 bypasses the charging current with a predetermined reference voltage to thereby set the charging voltage to a predetermined level. Sv1 and Sv2 generate detection signals when they are limited to a value (within a withstand voltage range) or when the voltage at both ends of the power storage element 3 reaches a predetermined voltage.

蓄電素子３として複数の電気二重層キャパシタのものを用いるときには、例えば、それぞれに並列モニタが並列接続された複数の電気二重層キャパシタを直列接続したものが用いられるが、この場合には、並列モニタ５は、各電気二重層キャパシタの充電電圧のバラツキを低減するものとして機能する。すなわち、充電電圧の上昇とともに各電気二重層キャパシタの並列モニタが順次バイパス動作していく構成となる。 When a plurality of electric double layer capacitors are used as the storage element 3, for example, a plurality of electric double layer capacitors connected in parallel to each other are used in series. In this case, the parallel monitor is used. 5 functions to reduce variation in charging voltage of each electric double layer capacitor. In other words, the parallel monitor of each electric double layer capacitor sequentially performs a bypass operation as the charging voltage increases.

次に、並列モニタ５の具体的な回路について説明する。図２は、蓄電素子３に並列に接続される並列モニタの回路構成を示す図である。図２において、点線で囲まれている部分が並列モニタ５の回路構成であり、図示するように並列モニタは蓄電素子３の端子間に接続される。並列モニタ５において、ＣＭＰ１、ＣＭＰ２はコンパレータ、Ｒは電流制限用の抵抗、Ｔｒはトランジスタであり、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２は基準電圧を示している。 Next, a specific circuit of the parallel monitor 5 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a parallel monitor connected in parallel to the storage element 3. In FIG. 2, a portion surrounded by a dotted line is a circuit configuration of the parallel monitor 5, and the parallel monitor is connected between terminals of the storage element 3 as illustrated. In the parallel monitor 5, CMP1 and CMP2 are comparators, R is a current limiting resistor, Tr is a transistor, and Vref1 and Vref2 indicate reference voltages.

並列モニタ５は、図２に示すようにコンパレータＣＭＰ１、ＣＭＰ２によって蓄電素子３の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２と比較して監視し、蓄電素子３の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ１（ここでは、このＶｒｅｆ１を蓄電素子３の満充電電圧に相当するものとする）による設定値を越えるとトランジスタＴｒをオンにして充電電流をバイパスすると同時に、制御回路２に対して、蓄電素子３が基準電圧Ｖｒｅｆ１に到達したことを報知する検出信号Ｓｖ１を発生する。上記のようなバイパス動作によって蓄電素子３の充電電圧は、基準電圧による設定値に保たれ、過電圧が印加されないようになっている。また、蓄電素子３の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ２による設定値となると、制御回路２に対して蓄電素子３が基準電圧Ｖｒｅｆ２に到達したことを報知する検出信号Ｓｖ２を発生する。この基準電圧Ｖｒｅｆ２を、満充電電圧以外の重要で閾値的な電圧に相当する電圧として設定しておくことによって、制御回路２に対してそのような電圧に蓄電素子３が達したことを報知することができる。 As shown in FIG. 2, the parallel monitor 5 monitors the voltage of the power storage element 3 by comparing with the reference voltages Vref1 and Vref2 by the comparators CMP1 and CMP2. When a set value exceeding (a full charge voltage of the storage element 3) is exceeded, the transistor Tr is turned on to bypass the charging current, and at the same time, the storage element 3 reaches the reference voltage Vref1 with respect to the control circuit 2 A detection signal Sv1 for informing this is generated. By the bypass operation as described above, the charging voltage of the power storage element 3 is maintained at a set value based on the reference voltage, and no overvoltage is applied. In addition, when the voltage of the storage element 3 becomes a set value based on the reference voltage Vref2, a detection signal Sv2 that notifies the control circuit 2 that the storage element 3 has reached the reference voltage Vref2 is generated. By setting the reference voltage Vref2 as a voltage corresponding to an important threshold voltage other than the full charge voltage, the control circuit 2 is notified that the storage element 3 has reached such a voltage. be able to.

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの動作につき説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの制御回路２の充電処理に係る動作フローを示す図である。本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムは、無停電電源等での使用が想定されており、制御回路２の基本動作としては、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３を充電し蓄電し、主負荷４への電力が必要となるときに、ＳＷ２をオンとすることによって、蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給する。図３に示す動作フローは、蓄電素子３を充電するときのみのフローであって、上記のような蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給する際のことについては想定されていない。 The operation of the storage element charging / discharging system according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described. FIG. 3 is a diagram showing an operation flow relating to the charging process of the control circuit 2 of the storage element charging / discharging system according to the embodiment of the present invention. The storage element charging / discharging system according to the embodiment of the present invention is assumed to be used in an uninterruptible power supply or the like, and the basic operation of the control circuit 2 is to turn on the charging switch SW1 and pass through the power supply circuit 1 to the storage element 3 Is charged and stored, and when power to the main load 4 is required, the power stored in the power storage element 3 is supplied to the main load 4 by turning on SW2. The operation flow shown in FIG. 3 is a flow only when the power storage element 3 is charged, and it is not assumed that the power stored in the power storage element 3 as described above is supplied to the main load 4. .

図３に示す動作フローについて説明すると、ステップＳ０で充電処理が開始されると、ステップＳ１にて、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３の通常の充電を行う（通常充電モード）。次に、ステップＳ２へ進み、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ１）を参照しながら、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達しているかどうかを判定する。この判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ１へと戻る。そして、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達するまでループする。ステップＳ２において、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達したと判定されると、次にステップＳ３に進み、制御回路２は、緩和充電モードとなるように電源回路１を制御する。この緩和充電モードは、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようになす充電モードである。次に、ステップＳ４へ進み、予め設定された所定の時間Ｔ２が経過しているかどうかを判定する。ここで、判定結果がＮｏであれば、再びステップＳ３へと戻り、そして、所定の時間Ｔ２が経過するまでループする。ステップＳ４において、所定の時間Ｔ２が経過したと判定されると、次にステップＳ５へと進み、制御回路２は、自己放電モードとなるように電源回路１を制御する。この自己放電モードとは、蓄電素子３の両端子間を開放とする（すなわち、ＳＷ１はオフ状態とする）ことによって、蓄電素子３を自己放電させるモードである。なお、この自己放電モードにおいても、並列モニタ５が蓄電素子３の両端子間に接続されているが、並列モニタ５はほぼ無限大のインピーダンスを有するとみなすことのできるので、自己放電モードでは、蓄電素子３は実質的に自己放電状態であるとみなすことができる。ステップＳ６では、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ２）を参照しながら、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達しているかどうかを判定する。この判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ５へと戻り、蓄電素子３は自己放電モードとされる。そして、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達するまでループする。蓄電素子３が無停電電源として利用される上で、蓄電素子３の充電電圧が必要となる最低限の電圧を下回らないようにする必要がある。そこで、本実施形態においては、この充電再開電圧Ｖ２をもって、このような電圧として、蓄電素子３の電圧がＶ２に到達した場合には、蓄電素子３を再充電するものである。ステップＳ６において、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達したと判定されると、次にステップＳ１に戻り、再び制御回路２は、通常充電モードとなるように電源回路１を制御する。 The operation flow shown in FIG. 3 will be described. When the charging process is started in step S0, the charging switch SW1 is turned on to perform normal charging of the storage element 3 through the power supply circuit 1 in step S1 (normal charging mode). . Next, it progresses to step S2 and it is determined whether the voltage V of the electrical storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), referring the detection signal (Sv1) from the parallel monitor 5. FIG. If the result of this determination is No, the process returns to step S1 again. And it loops until the voltage V of the electrical storage element 3 reaches V1 (full charge voltage). If it is determined in step S2 that the voltage V of the storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), the process proceeds to step S3, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the relaxed charge mode. To do. This relaxed charging mode is a charging mode in which the storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Next, it progresses to step S4 and it is determined whether the preset predetermined time T2 has passed. If the determination result is No, the process returns to step S3 again, and loops until a predetermined time T2 elapses. If it is determined in step S4 that the predetermined time T2 has elapsed, the process proceeds to step S5, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the self-discharge mode. The self-discharge mode is a mode in which the power storage element 3 is self-discharged by opening both terminals of the power storage element 3 (that is, SW1 is turned off). Even in this self-discharge mode, the parallel monitor 5 is connected between both terminals of the storage element 3, but since the parallel monitor 5 can be regarded as having an almost infinite impedance, in the self-discharge mode, It can be considered that the electrical storage element 3 is a self-discharge state substantially. In step S6, it is determined whether the voltage V of the electrical storage element 3 has reached V2 (charging resumption voltage) while referring to the detection signal (Sv2) from the parallel monitor 5. If the result of this determination is No, the process returns to step S5 again, and the storage element 3 is set to the self-discharge mode. And it loops until the voltage V of the electrical storage element 3 reaches V2 (charge resumption voltage). In order to use the storage element 3 as an uninterruptible power supply, it is necessary to prevent the charging voltage of the storage element 3 from being lower than the minimum voltage required. Therefore, in the present embodiment, when the voltage of the storage element 3 reaches V2 as such a voltage with the resumption voltage V2, the storage element 3 is recharged. If it is determined in step S6 that the voltage V of the power storage element 3 has reached V2 (charging resumption voltage), the process returns to step S1, and the control circuit 2 turns on the power supply circuit 1 again so as to enter the normal charging mode. Control.

次に、以上のような動作フローに基づいて制御回路２が電源回路１を制御した場合の蓄電素子３の充電プロフィールにつき説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムにおける蓄電素子３の充電の経時変化の様子を示す図である。蓄電素子３の電圧が０の状態から、充電処理が開始されるとまず通常充電モードが行われる（図４における（Ｉ）の区間）。そして、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ１）によって、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達していると判定されると、Ｔ２時間にわたって緩和充電モードとなる（図４における（ＩＩ）の区間）。次に、Ｔ２時間が経過すると、次に蓄電素子３は自己放電のモードとなる（図４における（ＩＩＩ）の区間）。並列モニタ５によって蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達したことが検出されると、再び通常充電モードとなり（図４における（ＩＶ）の区間）、蓄電素子３が満充電電圧Ｖ１に達すると、Ｔ２（＝Ｔ５）時間にわたって緩和充電モードとなる（図４における（Ｖ）の区間）。そして、再び、蓄電素子３を自己放電のモードとする（図４における（ＶＩ）の区間）。以上のように蓄電素子３の充電状態を常に保っておき、主負荷４に電力を供給する必要が生じた場合には、制御回路２はＳＷ２をオンとして蓄電素子３から電力を供給する。本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムにおいては、このように蓄電素子３を自己放電するモードが備えられているので、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようにされた従来の蓄電素子充放電システムに比べて、蓄電素子３の劣化促進、寿命低下を防ぐことができる。 Next, a charging profile of the storage element 3 when the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 based on the operation flow as described above will be described. FIG. 4 is a diagram showing a change with time of charging of the electricity storage element 3 in the electricity storage element charging / discharging system according to the embodiment of the present invention. When the charging process is started from the state where the voltage of the power storage element 3 is 0, the normal charging mode is first performed (section (I) in FIG. 4). When it is determined by the detection signal (Sv1) from the parallel monitor 5 that the voltage V of the power storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), the relaxation charge mode is set for T2 time (in FIG. 4). (Section (II)). Next, when the time T2 elapses, the power storage element 3 then enters a self-discharge mode (section (III) in FIG. 4). When the parallel monitor 5 detects that the voltage V of the power storage element 3 has reached V2 (charging resumption voltage), the normal charging mode is entered again (section (IV) in FIG. 4), and the power storage element 3 is fully charged. When V1 is reached, the mode is the relaxed charging mode for T2 (= T5) time (section (V) in FIG. 4). Then, the power storage element 3 is again set to the self-discharge mode (section (VI) in FIG. 4). As described above, when the charge state of the power storage element 3 is always maintained and power needs to be supplied to the main load 4, the control circuit 2 turns on SW2 and supplies power from the power storage element 3. In the storage element charging / discharging system according to the embodiment of the present invention, since the storage element 3 is self-discharged as described above, the storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Compared to a conventional power storage element charging / discharging system, it is possible to prevent deterioration of the power storage element 3 and a decrease in life.

本実施形態においては、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達した後に、所定の時間にわたって制御回路２は、緩和充電モードとなるように電源回路１を制御するが、緩和充電モードとする所定の時間については、０以上の適当な時間であればよい。しかし、この時間をあまり長い時間に設定すると、従来の蓄電素子充放電システムのように蓄電素子３は満充電付近の充電電圧に長く保たれるようになるために、蓄電素子３の劣化が促進されやすくなる。逆に、この所定の時間が短すぎると、充電→自己放電→充電→自己放電・・・のサイクルが頻繁となり、これも蓄電素子３の寿命低下の引き金になる可能性は否めない。従って、緩和充電モードとする所定の時間については、適宜設定変更可能に構成し、蓄電素子３が最も劣化しにくい値を見いだすことも望ましい本発明の態様の一つとなる。 In the present embodiment, the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 to be in the relaxed charge mode for a predetermined time after the voltage V of the power storage element 3 reaches V1 (full charge voltage). The predetermined time for the mode may be an appropriate time of 0 or more. However, if this time is set to a very long time, the storage element 3 is kept at a charging voltage near full charge for a long time as in the conventional storage element charging / discharging system, so that the deterioration of the storage element 3 is promoted. It becomes easy to be done. On the other hand, if the predetermined time is too short, the cycle of charging → self-discharge → charging → self-discharging becomes frequent, and this may inevitably cause a decrease in the life of the power storage element 3. Therefore, it is also one aspect of the present invention that it is desirable that the predetermined time for setting the relaxed charging mode can be appropriately changed and the power storage element 3 finds a value that is most difficult to deteriorate.

次に本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムにつき説明する。図５は、本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。図５において、１は電源回路、２は制御回路、３は蓄電素子、４は主負荷、５は並列モニタ、ＳＷ１は充電スイッチ、ＳＷ２は放電スイッチ、Ｓｖ１は検出信号をそれぞれ示している。先の実施の形態においては、充電再開のタイミングは、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達しているかどうかを判定することによって決定していたが、本実施形態においては、充電再開のタイミングを時間で計る。そのために、本実施形態は、並列モニタ５から制御回路２に対して、検出信号Ｓｖ２は出力されない構成となっている。これ以外の構成については、先の実施形態と同様である。 Next, a power storage device charge / discharge system according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a storage element charging / discharging system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, 1 is a power supply circuit, 2 is a control circuit, 3 is a storage element, 4 is a main load, 5 is a parallel monitor, SW1 is a charge switch, SW2 is a discharge switch, and Sv1 is a detection signal. In the previous embodiment, the timing of resuming charging was determined by determining whether or not the voltage V of the power storage element 3 has reached V2 (charge resuming voltage), but in this embodiment, Timing charging resumption in time. Therefore, in the present embodiment, the detection signal Sv2 is not output from the parallel monitor 5 to the control circuit 2. Other configurations are the same as in the previous embodiment.

以上のように構成された本実施形態に係る蓄電素子充放電システムの動作につき説明する。図６は、本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの制御回路２の充電処理に係る動作フローを示す図である。本実施形態に係る蓄電素子充放電システムは、先の実施形態同様、無停電電源等での使用が想定されており、制御回路２の基本動作としては、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３を充電し蓄電し、主負荷４への電力が必要となるときに、ＳＷ２をオンとすることによって、蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給する。図５に示す動作フローは、蓄電素子３を充電するときのみのフローである。 The operation of the storage element charging / discharging system according to this embodiment configured as described above will be described. FIG. 6 is a diagram showing an operation flow related to the charging process of the control circuit 2 of the storage element charging / discharging system according to another embodiment of the present invention. The storage element charging / discharging system according to the present embodiment is assumed to be used in an uninterruptible power supply or the like as in the previous embodiment, and the basic operation of the control circuit 2 is through the power supply circuit 1 with the charging switch SW1 turned on. When the power storage element 3 is charged and stored, and power to the main load 4 is required, the power stored in the power storage element 3 is supplied to the main load 4 by turning on SW2. The operation flow shown in FIG. 5 is a flow only when the power storage element 3 is charged.

本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの動作フローについて、図５に基づいて説明する。まず、ステップＳ０で充電処理が開始されると、ステップＳ１にて、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３の通常の充電を行う（通常充電モード）。次に、ステップＳ２へ進み、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ１）を参照しながら、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達しているかどうかを判定する。この判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ１へと戻る。そして、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達するまでループする。ステップＳ２において、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達したと判定されると、次にステップＳ３に進み、制御回路２は、緩和充電モードとなるように電源回路１を制御する。この緩和充電モードは、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようになす充電モードである。次に、ステップＳ４へ進み、予め設定された所定の時間Ｔ２が経過しているかどうかを判定する。ここで、判定結果がＮｏであれば、再びステップＳ３へと戻り、そして、所定の時間Ｔ２が経過するまでループする。ステップＳ４において、所定の時間Ｔ２が経過したと判定されると、次にステップＳ５へと進み、制御回路２は、自己放電モードとなるように電源回路１を制御する。この自己放電モードとは、蓄電素子３の両端子間を開放とする（すなわち、ＳＷ１はオフ状態とする）ことによって、蓄電素子３を自己放電させるモードである。なお、この自己放電モードにおいても、並列モニタ５が蓄電素子３の両端子間に接続されているが、並列モニタ５はほぼ無限大のインピーダンスを有するとみなすことのできるので、自己放電モードでは、蓄電素子３は実質的に自己放電状態であるとみなすことができる。 An operation flow of a storage element charge / discharge system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, when the charging process is started in step S0, in step S1, the charging switch SW1 is turned on to perform normal charging of the storage element 3 through the power supply circuit 1 (normal charging mode). Next, it progresses to step S2 and it is determined whether the voltage V of the electrical storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), referring the detection signal (Sv1) from the parallel monitor 5. FIG. If the result of this determination is No, the process returns to step S1 again. And it loops until the voltage V of the electrical storage element 3 reaches V1 (full charge voltage). If it is determined in step S2 that the voltage V of the storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), the process proceeds to step S3, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the relaxed charge mode. To do. This relaxed charging mode is a charging mode in which the storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Next, it progresses to step S4 and it is determined whether the preset predetermined time T2 has passed. If the determination result is No, the process returns to step S3 again, and loops until a predetermined time T2 elapses. If it is determined in step S4 that the predetermined time T2 has elapsed, the process proceeds to step S5, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the self-discharge mode. The self-discharge mode is a mode in which the power storage element 3 is self-discharged by opening both terminals of the power storage element 3 (that is, SW1 is turned off). Even in this self-discharge mode, the parallel monitor 5 is connected between both terminals of the storage element 3, but since the parallel monitor 5 can be regarded as having an almost infinite impedance, in the self-discharge mode, It can be considered that the electrical storage element 3 is a self-discharge state substantially.

ステップＳ６では、不図示の制御回路２における計時回路に基づいて、予め設定されている設定時間が経過したかどうか判定する。蓄電素子３が無停電電源として利用される上で、蓄電素子３の充電電圧が必要となる最低限の電圧を下回らないようにする必要がある。この設定時間は、自己放電によって、蓄電素子３の電圧が充電を再開しなければならない程度までに降下する程度の時間が設定してある。ステップＳ６の判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ５へと戻り、蓄電素子３は自己放電モードとされる。そして、設定時間に到達するまでループする。ステップＳ６において、蓄電素子３の設定時間に到達したと判定されると、次にステップＳ１に戻り、再び制御回路２は、通常充電モードとなるように電源回路１を制御する。なお、ステップＳ６における設定時間については、蓄電素子３の経年劣化等に応じて、制御回路２において設定変更し得るような構成が望ましい。 In step S6, it is determined whether or not a preset set time has elapsed based on a timing circuit in the control circuit 2 (not shown). In order to use the storage element 3 as an uninterruptible power supply, it is necessary to prevent the charging voltage of the storage element 3 from being lower than the minimum voltage required. This set time is set so that the voltage of the power storage element 3 drops to the extent that charging must be restarted due to self-discharge. If the determination result in step S6 is No, the process returns to step S5 again, and the storage element 3 is set in the self-discharge mode. Then, it loops until the set time is reached. If it is determined in step S6 that the set time of the storage element 3 has been reached, then the process returns to step S1 and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 again so as to enter the normal charge mode. In addition, about the setting time in step S6, the structure which can be set and changed in the control circuit 2 according to aged deterioration of the electrical storage element 3, etc. is desirable.

本実施形態に係る蓄電素子充放電システムにおいては、上記のように蓄電素子３を自己放電するモードが備えられているので、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようにされた従来の蓄電素子充放電システムに比べて、蓄電素子３の劣化促進、寿命低下を防ぐことができる。 In the storage element charging / discharging system according to the present embodiment, since the mode for self-discharging the storage element 3 is provided as described above, the conventional storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Compared to the storage element charging / discharging system, it is possible to prevent deterioration of the storage element 3 and a decrease in life.

なお、本実施形態においては、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達した後に、所定の時間にわたって制御回路２は、緩和充電モードとなるように電源回路１を制御するが、緩和充電モードとする「所定の時間」については、適宜設定変更可能に構成することができることは先の実施形態と同様である。 In the present embodiment, the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 to be in the relaxed charging mode for a predetermined time after the voltage V of the power storage element 3 reaches V1 (full charge voltage). The “predetermined time” set in the relaxed charging mode can be configured so that the setting can be changed as appropriate, as in the previous embodiment.

次に本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムにつき説明する。図７は、本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。
図７において、１は電源回路、２は制御回路、３は蓄電素子、４は主負荷、５は並列モニタ、６は副負荷である。ＳＷ１は充電スイッチ、ＳＷ２は放電スイッチ、Ｓｖ１、Ｓｖ２は検出信号、Ｒ１、Ｒ２は電流検出用抵抗をそれぞれ示している。 Next, a power storage device charge / discharge system according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a storage element charging / discharging system according to another embodiment of the present invention.
In FIG. 7, 1 is a power supply circuit, 2 is a control circuit, 3 is a storage element, 4 is a main load, 5 is a parallel monitor, and 6 is a sub load. SW1 is a charge switch, SW2 is a discharge switch, Sv1 and Sv2 are detection signals, and R1 and R2 are current detection resistors.

副負荷６は、不図示の残量計、パイロットランプ、冷却用のファン等の、蓄電素子充放電システムを維持するために必要となる最低限の負荷であり、従来の技術ではこれらの副負荷６に対する電力供給は蓄電素子３が担っていた。ところが、本実施形態においても、これまでの実施形態でみてきたのと同じように、劣化防止のため蓄電素子３に自己放電を行わせるように構成するので、これらの副負荷６に対する電力供給のために蓄電素子３に蓄電された電力を積極的には利用しないようなシステムとする必要がある。そのために、本実施形態では、副負荷６に対しては電源回路１から供給するような工夫が成されている。ところで、副負荷６の中には、例えば蓄電素子３の残量計などのように蓄電素子３の電圧値に依存するものもあるので、副負荷６と蓄電素子３とを切り離して構成することはできない。そこで、副負荷６に対しては電源回路１から供給する上では、副負荷６と蓄電素子３とを切り離さないような構成として、かつ蓄電素子３が実質的に自己放電できるような構成とする。 The sub load 6 is a minimum load necessary for maintaining the storage element charging / discharging system, such as a fuel gauge (not shown), a pilot lamp, a cooling fan, and the like. The power storage element 3 was responsible for supplying power to 6. However, in the present embodiment as well, as in the previous embodiments, the power storage element 3 is configured to perform self-discharge to prevent deterioration. Therefore, it is necessary to make the system that does not actively use the power stored in the storage element 3. For this reason, in the present embodiment, a device is provided such that the sub load 6 is supplied from the power supply circuit 1. By the way, some of the sub-loads 6 depend on the voltage value of the power storage element 3 such as a fuel gauge of the power storage element 3, so that the sub-load 6 and the power storage element 3 are separated from each other. I can't. Therefore, in order to supply the sub load 6 from the power supply circuit 1, the sub load 6 and the power storage element 3 are not separated from each other, and the power storage element 3 can be substantially self-discharged. .

電流検出用抵抗Ｒ１は、電源回路１から図７中のＮ点までの電流Ｉａを検出するものであり、電流検出用抵抗Ｒ２は、副負荷６からＮ点までの電流Ｉｂを検出するものである。本実施形態における自己放電モードにおいては、制御回路２が電流検出用抵抗Ｒ１、Ｒ２で検出されたＩａとＩｂとが等しくなるような電流を電源回路１から供給するように制御する。このようにＮ点に入る電流と、Ｎ点から出て行く電流とを同じとすることによって、蓄電素子３を実質的に自己放電状態とすることができる。 The current detection resistor R1 detects a current Ia from the power supply circuit 1 to the point N in FIG. 7, and the current detection resistor R2 detects a current Ib from the sub load 6 to the point N. is there. In the self-discharge mode in the present embodiment, the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 to supply a current such that Ia and Ib detected by the current detection resistors R1 and R2 are equal. Thus, by making the current that enters the N point the same as the current that exits from the N point, the power storage element 3 can be substantially in a self-discharge state.

以上のように構成された本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの動作につき説明する。本実施形態の蓄電素子充放電システムの制御回路２の充電処理に係る動作フローも図３に示されるものと同じとなるので、これを参照する。本実施形態に係る蓄電素子充放電システムは、無停電電源等での使用が想定されており、制御回路２の基本動作としては、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３を充電し蓄電し、主負荷４への電力が必要となるときに、ＳＷ２をオンとすることによって、蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給する。図３に示す動作フローは、蓄電素子３を充電するときのみのフローであって、上記のような蓄電素子３に蓄電された電力を主負荷４に供給する際のことについては想定されていない。 The operation of the storage element charging / discharging system according to another embodiment of the present invention configured as described above will be described. The operation flow related to the charging process of the control circuit 2 of the storage element charging / discharging system of the present embodiment is also the same as that shown in FIG. The storage element charging / discharging system according to the present embodiment is assumed to be used in an uninterruptible power supply or the like, and the basic operation of the control circuit 2 is to charge the storage element 3 through the power supply circuit 1 with the charging switch SW1 turned on. When power is stored and power to the main load 4 is required, the power stored in the power storage element 3 is supplied to the main load 4 by turning on SW2. The operation flow shown in FIG. 3 is a flow only when the power storage element 3 is charged, and it is not assumed that the power stored in the power storage element 3 as described above is supplied to the main load 4. .

図３に示す動作フローについて説明すると、ステップＳ０で充電処理が開始されると、ステップＳ１にて、充電スイッチＳＷ１をオンとして電源回路１を通して蓄電素子３の通常の充電を行う（通常充電モード）。このような通常充電モードにおいては、副負荷６にも適宜電力が供給される。 The operation flow shown in FIG. 3 will be described. When the charging process is started in step S0, the charging switch SW1 is turned on to perform normal charging of the storage element 3 through the power supply circuit 1 in step S1 (normal charging mode). . In such a normal charging mode, power is appropriately supplied to the sub load 6 as well.

次に、ステップＳ２へ進み、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ１）を参照しながら、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達しているかどうかを判定する。この判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ１へと戻る。そして、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達するまでループする。ステップＳ２において、蓄電素子３の電圧ＶがＶ１（満充電電圧）に到達したと判定されると、次にステップＳ３に進み、制御回路２は、緩和充電モードとなるように電源回路１を制御する。この緩和充電モードは、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようになす充電モードである。この緩和充電モードにおいても副負荷６にも電力が供給される状態となっている。 Next, it progresses to step S2 and it is determined whether the voltage V of the electrical storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), referring the detection signal (Sv1) from the parallel monitor 5. FIG. If the result of this determination is No, the process returns to step S1 again. And it loops until the voltage V of the electrical storage element 3 reaches V1 (full charge voltage). If it is determined in step S2 that the voltage V of the storage element 3 has reached V1 (full charge voltage), the process proceeds to step S3, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the relaxed charge mode. To do. This relaxed charging mode is a charging mode in which the storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Even in this relaxed charging mode, power is also supplied to the auxiliary load 6.

次に、ステップＳ４へ進み、予め設定された所定の時間Ｔ２が経過しているかどうかを判定する。ここで、判定結果がＮｏであれば、再びステップＳ３へと戻り、そして、所定の時間Ｔ２が経過するまでループする。ステップＳ４において、所定の時間Ｔ２が経過したと判定されると、次にステップＳ５へと進み、制御回路２は、自己放電モードとなるように電源回路１を制御する。この自己放電モードとは、蓄電素子３の両端子間を開放とすることによって、蓄電素子３を自己放電させるモードである。この自己放電モードにおいては、ＳＷ１はオフとされるので、副負荷６に対しては、通常充電モード、緩和充電モードにおいて用いられたラインからの給電が不可能となる。そこで、別のラインから電流Ｉａをもって副負荷６に対する給電が行われる。副負荷６に対しては電源回路１から供給する上では、副負荷６と蓄電素子３とが切り離されず、かつ蓄電素子３が実質的に自己放電できるような構成とする。すなわち、制御回路２が電流検出用抵抗Ｒ１、Ｒ２で検出されたＩａとＩｂとが等しくなるような電流を電源回路１から供給するように制御することによって、蓄電素子３が実質的に自己放電状態となるようにする。 Next, it progresses to step S4 and it is determined whether the preset predetermined time T2 has passed. If the determination result is No, the process returns to step S3 again, and loops until a predetermined time T2 elapses. If it is determined in step S4 that the predetermined time T2 has elapsed, the process proceeds to step S5, and the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 so as to enter the self-discharge mode. The self-discharge mode is a mode in which the power storage element 3 is self-discharged by opening between both terminals of the power storage element 3. In this self-discharge mode, SW1 is turned off, so that power cannot be supplied to the sub load 6 from the lines used in the normal charge mode and the relaxed charge mode. Therefore, power is supplied to the sub load 6 from another line with the current Ia. When the power is supplied from the power supply circuit 1 to the sub load 6, the sub load 6 and the power storage element 3 are not separated from each other, and the power storage element 3 can be substantially self-discharged. That is, the control circuit 2 controls the power supply circuit 1 to supply a current so that the currents Ia and Ib detected by the current detection resistors R1 and R2 are equal. To be in a state.

なお、このような自己放電モードにおいても、並列モニタ５が蓄電素子３の両端子間に接続されているが、並列モニタ５はほぼ無限大のインピーダンスを有するとみなすことができるので、自己放電モードでは、蓄電素子３は実質的に自己放電状態であるとみなすことができる。 Even in such a self-discharge mode, the parallel monitor 5 is connected between both terminals of the power storage element 3. However, since the parallel monitor 5 can be regarded as having an almost infinite impedance, the self-discharge mode Then, it can be considered that the electrical storage element 3 is a self-discharge state substantially.

ステップＳ６では、並列モニタ５からの検出信号（Ｓｖ２）を参照しながら、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達しているかどうかを判定する。この判定の結果がＮｏであれば、再びステップＳ５へと戻り、蓄電素子３は自己放電モードとされる。そして、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達するまでループする。蓄電素子３が無停電電源として利用される上で、蓄電素子３の充電電圧が必要となる最低限の電圧を下回らないようにする必要がある。そこで、本実施形態においては、この充電再開電圧Ｖ２をもって、このような電圧として、蓄電素子３の電圧がＶ２に到達した場合には、蓄電素子３を再充電するものである。ステップＳ６において、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達したと判定されると、次にステップＳ１に戻り、再び制御回路２は、通常充電モードとなるように電源回路１を制御する。 In step S6, it is determined whether the voltage V of the electrical storage element 3 has reached V2 (charging resumption voltage) while referring to the detection signal (Sv2) from the parallel monitor 5. If the result of this determination is No, the process returns to step S5 again, and the storage element 3 is set to the self-discharge mode. And it loops until the voltage V of the electrical storage element 3 reaches V2 (charge resumption voltage). In order to use the storage element 3 as an uninterruptible power supply, it is necessary to prevent the charging voltage of the storage element 3 from being lower than the minimum voltage required. Therefore, in the present embodiment, when the voltage of the storage element 3 reaches V2 as such a voltage with the resumption voltage V2, the storage element 3 is recharged. If it is determined in step S6 that the voltage V of the power storage element 3 has reached V2 (charging resumption voltage), the process returns to step S1, and the control circuit 2 turns on the power supply circuit 1 again so as to enter the normal charging mode. Control.

本実施形態に係る蓄電素子充放電システムにおいても、上記のように蓄電素子３を自己放電するモードが備えられているので、蓄電素子３を満充電付近の充電電圧に保つようにされた従来の蓄電素子充放電システムに比べて、蓄電素子３の劣化促進、寿命低下を防ぐことができる。 Since the storage element charging / discharging system according to the present embodiment also includes a mode for self-discharge of the storage element 3 as described above, the conventional storage element 3 is maintained at a charging voltage near full charge. Compared to the storage element charging / discharging system, it is possible to prevent deterioration of the storage element 3 and a decrease in life.

また、本実施形態においては、充電再開のタイミングは、蓄電素子３の電圧ＶがＶ２（充電再開電圧）に到達しているかどうかを判定することによって決定していたが、充電再開のタイミングを設定時間に基づいて決定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the timing for resuming charging is determined by determining whether or not the voltage V of the power storage element 3 has reached V2 (charging resuming voltage), but the timing for resuming charging is set. You may make it determine based on time.

本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the electrical storage element charging / discharging system which concerns on embodiment of this invention. 蓄電素子３に並列に接続される並列モニタの回路構成を示す図である。3 is a diagram showing a circuit configuration of a parallel monitor connected in parallel to a storage element 3. FIG. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの制御回路２の充電処理に係る動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow which concerns on the charge process of the control circuit 2 of the electrical storage element charging / discharging system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムにおける蓄電素子３の充電の経時変化の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the time-dependent change of the electrical storage element 3 in the electrical storage element charging / discharging system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the electrical storage element charging / discharging system which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの制御回路２の充電処理に係る動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow which concerns on the charge process of the control circuit 2 of the electrical storage element charging / discharging system which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る蓄電素子充放電システムの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the electrical storage element charging / discharging system which concerns on other embodiment of this invention. フロート充電を行った場合とフロート充電を行わなかった場合の、充放電サイクル数と電気二重層キャパシタの容量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of charging / discharging cycles and the capacity | capacitance of an electric double layer capacitor when the float charge is performed and when the float charge is not performed.

Explanation of symbols

１・・・電源回路、２・・・制御回路、３・・・蓄電素子、４・・・主負荷、５・・・並列モニタ、６・・・副負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply circuit, 2 ... Control circuit, 3 ... Power storage element, 4 ... Main load, 5 ... Parallel monitor, 6 ... Sub load

Claims

In a storage element charging / discharging system that stores power in a power storage element by a power supply circuit and supplies power stored in the power storage element to a main load, the power storage circuit controls a charging path and a discharge path of the power storage element, and the power storage element A control circuit for switching between three modes consisting of a normal charge mode for charging the battery, a relaxed charge mode for performing relaxed charge on the power storage element, and a self-discharge mode for substantially bringing the power storage element into a self-discharge state And a voltage detection circuit that detects the voltage of the storage element , and the control circuit switches to the relaxed charge mode when the voltage detection circuit detects that the storage element is fully charged, After charging in the relaxed charging mode, after a predetermined time has elapsed, the mode is switched from the relaxed charging mode to the self-discharge mode, and the voltage detection circuit detects that the storage element is below the predetermined voltage. , Storage element charge and discharge system, characterized in that switching from the self-discharge mode to the normal charge mode.

In a storage element charging / discharging system that stores power in a power storage element by a power supply circuit and supplies power stored in the power storage element to a main load, the power storage circuit controls a charging path and a discharge path of the power storage element, and the power storage element A control circuit for switching between three modes consisting of a normal charge mode for charging the battery, a relaxed charge mode for performing relaxed charge on the power storage element, and a self-discharge mode for substantially bringing the power storage element into a self-discharge state And a voltage detection circuit that detects the voltage of the storage element , and the control circuit switches to the relaxed charge mode when the voltage detection circuit detects that the storage element is fully charged, After the charging in the relaxed charging mode has elapsed for a predetermined time, the mode is switched from the relaxed charging mode to the self-discharge mode, and after the predetermined time has elapsed in the self-discharge mode, the normal charge mode is changed from the self-discharge mode. Storage element charge and discharge system, characterized in that switching to the mode.

The power supply circuit has a minimum auxiliary load necessary to maintain the storage element charge / discharge system, and the control circuit controls the power supply circuit to supply power to the auxiliary load while maintaining the self-discharge state of the storage element. The electrical storage element charging / discharging system according to claim 1 or 2, wherein:

The electric storage element charging / discharging system according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric storage element is an electric double layer capacitor.

The electric storage element charging / discharging system according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric storage element is one in which an electric double layer capacitor is used in either one of the two electrodes.