JP6375549B2 - 電力供給システム - Google Patents
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Description
蓄電パック13を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の正極を、正極活物質として、リチウムイオン蓄電池の充放電曲線が段差を有するようになる正極活物質を用いる方法。若しくは、リチウムイオン蓄電池の負極を、負極活物質として、リチウムイオン蓄電池の充放電曲線が段差を有するようになる負極活物質を用いる方法。
蓄電パック13を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の正極に、複数種類の正極活物質を含ませる方法。
2)LiFePO4及びLiMn2O4
3)LiFePO4及びLi(1+a)NixMnyCozO2(0≦a≦0.5、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)
4)LiFePO4及びLi[NixMn(2−x)]O4(0≦x≦0.5)
5)LiFePO4及びLiMnPO4
6)LiFePO4及びLiCoPO4
7)LiMn2O4及びLi[NixMn(2−x)]O4(0≦x≦0.5)
8)LiMn2O4及びLiCoPO4
蓄電パック13を、リチウムイオン蓄電池を有するリチウムイオン蓄電池パックとし、リチウムイオン蓄電池の負極に、複数種類の負極活物質を含ませる方法。
2)黒鉛及びSiO
3)黒鉛及びSnO2
4)黒鉛及びSi
5)黒鉛及びSn
6)難黒鉛化炭素及びLi4Ti5O12
7)難黒鉛化炭素及びSiO
8)難黒鉛化炭素及びSnO2
9)難黒鉛化炭素及びSi
10)難黒鉛化炭素及びSn
11)Li4Ti5O12及びSiO
12)Li4Ti5O12及びSnO2
13)Li4Ti5O12及びSi
14)Li4Ti5O12及びSn
蓄電パック13を、1種類の複数の蓄電デバイスにより構成し、かつ、並列に接続された接続段数の異なる蓄電モジュールにより構成する方法。
蓄電パック13を、異なる種類の蓄電デバイスを有する複数種類の蓄電モジュールにより構成する方法。
蓄電パック13を、並列に接続された、電圧が相互に異なる複数の蓄電モジュールと、少なくともひとつの蓄電モジュールに設けられたスイッチと、スイッチをオン/オフする制御部とにより構成する方法。方法6の場合、スイッチのオン/オフにより充放電曲線に段差が形成される。
(実施例1)
電力供給部10aとしての三相交流200Vの電源と、AC−DC変換機能を有する電力変換部10bとしての三相交流200Vの電力を直流48Vの電力に変換するAC−DCコンバーターとによる定格電圧が48Vの電力供給機構10を用い、蓄電パック13として以下の構成の蓄電モジュールを用いて、上記実施形態に係る電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.05Mn1.95]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.15Mn1.85]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.35Mn1.65]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.40Mn1.60]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiMn2O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を12個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.50Mn1.50]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を12個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてソフトカーボンを用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を12個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてSiを用い、A/C比=2.0で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を12個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiMn2O4とLi[Ni0.5Mn1.5]O4とを重量比(LiMn2O4:Li[Ni0.5Mn1.5]O4)が60:40となるように混合したものを用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiFePO4とLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を重量比(LiFePO4:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)が35:65となるように混合したものを用い、負極活物質としてSiを用い、A/C比=3.0で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を16個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiFePO4とLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2とを重量比(LiFePO4:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)が50:50となるように混合したものを用い、負極活物質としてLi4Ti5O12を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を24個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiMn2O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が6Ahのリチウムイオン蓄電池を作製し、このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続することで第1の蓄電モジュールを作製した。また、正極活物質としてLi[Ni0.5Mn1.5]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が4Ahのリチウムイオン蓄電池を作製し、このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続することで第2の蓄電モジュールを作製した。さらに、第1の蓄電モジュールと第2の蓄電モジュールとを並列接続することで蓄電パック13を作製した。この蓄電パック13を用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiFePO4を用い、負極活物質としてLi4Ti5O12を用い、A/C比=0.8で容量が5Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を、24個直列接続することで第1の蓄電モジュールを組み立てた。また、上記リチウムイオン蓄電池を28個直列接続することで第2の蓄電モジュールを組み立てた。さらに第1の蓄電モジュールと第2の蓄電モジュールとを並列接続することで蓄電パック13を組み立てた。この蓄電パック13を用いたこと以外は実施例1と同様の方法で電力供給システム1を作製した。
正極活物質としてLiFePO4とLi[Ni0.50Mn1。50]O4とを重量比(LiFePO4:Li[Ni0.50Mn1。50]O4)が50:50となるように混合したものを用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、A/C比=1.5で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を13個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiFePO4とLiMn2O4とを重量比(LiFePO4:LiMn2O4)が50:50となるように混合したものを用い、負極活物質としてLi4Ti5O12を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を21個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLiFePO4とLiMn2O4とを重量比(LiFePO4:LiMn2O4)が50:50となるように混合したものを用い、負極活物質としてLi4Ti5O12を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を23個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を9個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を13個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が1Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続して作製した蓄電モジュールを蓄電パック13として用いたこと以外は、実施例1と同様にして電力供給システム1を構築した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が50Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続することで蓄電モジュールを組み立て、その蓄電モジュールを2つ並列接続することで蓄電パック13を組み立てた。それ以外は実施例1と同様の方法で電力供給システム1を作製した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が50Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を11個直列接続することで蓄電モジュールを組み立て、その蓄電モジュールを20個並列接続することで蓄電パック13を組み立てた。それ以外は実施例1と同様の方法で電力供給システム1を作製した。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を3個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック13として用いた。
正極活物質としてLiFePO4とLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2とを重量比(LiFePO4:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)が50:50となるように混合したものを用い、負極活物質としてLi4Ti5O12を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を7個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック13として用いた。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を6個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック13として用いた。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質として黒鉛を用い、A/C比=1.2で容量が10Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を86個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック13として用いた。
正極活物質としてLi[Ni0.25Mn1.75]O4を用い、負極活物質としてハードカーボンを用い、A/C比=1.2で容量が50Ahのリチウムイオン蓄電池を作製した。このリチウムイオン蓄電池を345個直列接続した蓄電モジュールを作製し、蓄電パック13として用いた。
図56に示すように、容量が5Ahのニッケル水素蓄電池を蓄電デバイス13aとして用い、このニッケル水素蓄電池を8個直列接続することで第1の蓄電モジュール13b1を作製した。また、このニッケル水素蓄電池を10個直列接続することで第2の蓄電モジュール13b2を作製した。さらに、第1の蓄電モジュール13b1と第2の蓄電モジュール13b2とを並列接続し、第1の蓄電モジュール13b1側にスイッチ14を設けることで蓄電パック13を作製した。スイッチ14は、第1の蓄電モジュール13b1の電圧が12.0V以下でONとなり、12.0Vよりも大きくなるとOFFとなるスイッチである。
10 電力供給機構
10a 電力供給部
10b 電力変換部
11 電気負荷
12 送電線
13 蓄電パック
13a 蓄電デバイス
13b 蓄電モジュール
13b1 第1の蓄電モジュール
13b2 第2の蓄電モジュール
14 スイッチ
Claims (11)
- 直流電力を供給する電力供給機構と、
前記電力供給機構に接続された電気負荷と、
前記電力供給機構と前記電気負荷とを接続している送電線と、
前記送電線に接続された蓄電パックと、
を備え、
前記蓄電パックの充放電曲線は、前記電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有しており、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低SOC側における平均放電電圧が前記定格電圧の−20%以上であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高SOC側における平均充電電圧が前記定格電圧の+20%以下である、電力供給システム。 - 前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低SOC側における平均放電電圧が前記定格電圧の−2%以下であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高SOC側における平均充電電圧が前記定格電圧の+2%以上である、請求項1に記載の電力供給システム。 - 直流電力を供給する電力供給機構と、
前記電力供給機構に接続された電気負荷と、
前記電力供給機構と前記電気負荷とを接続している送電線と、
前記送電線に接続された蓄電パックと、
を備え、
前記蓄電パックの充放電曲線は、前記電力供給機構の定格電圧を通過する段差を有しており、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低SOC側において、前記蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線(dQ/dV曲線)において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の−20%以上であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高SOC側において、前記蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線(dQ/dV曲線)において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の+20%以下である、電力供給システム。 - 前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低SOC側において、前記蓄電パックの放電曲線を電圧で微分した曲線(dQ/dV曲線)において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の−2%以下であり、
前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高SOC側において、前記蓄電パックの充電曲線を電圧で微分した曲線(dQ/dV曲線)において得られるピークトップの電圧が前記定格電圧の+2%以上である、請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の正極が、正極活物質として、Li[NixMn(2−x)]O4(0.05≦x≦0.45)、Li[CoxMn(2−x)]O4(0.1≦x≦1)、Li[FexMn(2−x)]O4(0.05≦x≦0.45)、LiFeaMnbCocNidPO4(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d≦1、a+b+c+d=1)及びLi3V2(PO4)3からなる群から選択された少なくとも一種を含む、請求項5に記載の電力供給システム。 - 前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の正極が、複数種類の正極活物質を含む、請求項5又は6に記載の電力供給システム。 - 前記蓄電パックが、リチウムイオン蓄電池を含み、
前記リチウムイオン蓄電池の負極が、複数種類の負極活物質を含む、請求項5〜7のいずれか一項に記載の電力供給システム。 - 前記蓄電パックは、直列に接続された複数の蓄電デバイスからなる複数の蓄電モジュールが並列に接続されてなり、
前記複数の蓄電モジュールは、接続段数が相互に異なる蓄電モジュールを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電力供給システム。 - 前記蓄電パックは、異なる種類の蓄電デバイスを有する複数種類の蓄電モジュールを備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電力供給システム。
- 前記蓄電パックにおいて、前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の開始点よりも低SOC側での容量と、前記蓄電パックの充放電曲線が有する段差の終了点よりも高SOC側での容量との比が10:90〜90:10の範囲にある、請求項1〜10のいずれか一項に記載の電力供給システム。
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