JP6599820B2 - Capacitor unit, power receiving system and automatic guided vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、キャパシタユニット、受電システムおよび無人搬送車に関する。 The present invention relates to a capacitor unit, a power receiving system, and an automatic guided vehicle.
機器の動力源として、鉛蓄電池に代表される二次電池や電気二重層キャパシタに代表される電気化学キャパシタなどの蓄電デバイスが利用されている。鉛蓄電池は、寿命が短く、保守管理や交換が不可欠であるとともに、充電に時間を要するのに対し、電気二重層キャパシタは、寿命が長く、保守管理や交換を不要にできるとともに、急速充電が可能であるという特徴を有する。このような特徴を鑑み、動力源を鉛蓄電池から電気二重層キャパシタに置き換える動きが進められている。 2. Description of the Related Art As power sources for devices, power storage devices such as secondary batteries typified by lead-acid batteries and electrochemical capacitors typified by electric double layer capacitors are used. Lead-acid batteries have a short lifespan, and maintenance and replacement are indispensable.Charging takes time, while electric double layer capacitors have a long life and can eliminate the need for maintenance and replacement. It has the feature of being possible. In view of such characteristics, a movement to replace the power source with the electric double layer capacitor from the lead storage battery is being advanced.
下記特許文献１−３には、電源として利用される電気二重層キャパシタに関する技術が開示されている。具体的に、特許文献１、２には、電源として用いられる電気二重層コンデンサのエネルギー密度を高めるために、複数の電気二重層キャパシタを直列および並列に組み合わせて配置する技術が開示されている。特許文献３には、電源として用いられる電気二重層コンデンサから負荷に供給される電力を安定させるために、ＤＣ−ＤＣコンバータを介して負荷に電力を供給する技術が開示されている。 Patent Documents 1 to 3 below disclose a technique related to an electric double layer capacitor used as a power source. Specifically, Patent Documents 1 and 2 disclose a technique of arranging a plurality of electric double layer capacitors in combination in series and in parallel in order to increase the energy density of an electric double layer capacitor used as a power source. Patent Document 3 discloses a technique for supplying power to a load via a DC-DC converter in order to stabilize the power supplied to the load from an electric double layer capacitor used as a power source.
ところで、電気二重層キャパシタを電源として用いる場合には、エネルギー密度が低く、供給電圧が不安定になりやすいという問題を解決するために、特許文献１−３のように、複数の電気二重層キャパシタを組み合わせて使用することや、電気二重層キャパシタとＤＣ−ＤＣコンバータとを組み合わせて使用することになる。したがって、エネルギー密度が高く、安定した電圧を供給可能な鉛蓄電池を電源として用いる場合に比べ、電気二重層キャパシタを電源として用いる場合には、電源の外形形状や寸法がばらばらになりやすい。それゆえ、例えば鉛蓄電池を電源とする機器において、電源を電気二重層キャパシタに交換しようとする場合、収納ケースの形状や寸法、配線の引き回し等を変更しなければならず、手間がかかってしまう。 By the way, when using an electric double layer capacitor as a power source, in order to solve the problem that the energy density is low and the supply voltage is likely to be unstable, a plurality of electric double layer capacitors are disclosed in Patent Document 1-3. Are used in combination, or an electric double layer capacitor and a DC-DC converter are used in combination. Therefore, when using an electric double layer capacitor as a power source, the external shape and dimensions of the power source tend to vary as compared with the case where a lead storage battery having a high energy density and capable of supplying a stable voltage is used as the power source. Therefore, for example, in a device using a lead-acid battery as a power source, when the power source is to be replaced with an electric double layer capacitor, it is necessary to change the shape and dimensions of the storage case, the routing of the wiring, etc., which is troublesome. .
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、動力源となる二次電池と電気化学キャパシタとを交換する際の手間を軽減させることができるキャパシタユニット、受電システムおよび無人搬送車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a capacitor unit, a power receiving system, and an automatic guided vehicle that can reduce time and labor when replacing a secondary battery serving as a power source and an electrochemical capacitor. The purpose is to provide.
本発明の一態様によるキャパシタユニットは、直流電圧を異なる直流電圧に変換する電圧変換部と、前記電圧変換部および蓄電デバイスを収納し、外部に電力を出力するための端子を有する収納部と、を備え、前記蓄電デバイスは、二次電池および電気化学キャパシタのいずれかであり、前記蓄電デバイスが二次電池である場合には、二次電池の出力端子を前記端子に接続し、前記蓄電デバイスが電気化学キャパシタである場合には、電気化学キャパシタの出力端子を前記電圧変換部の入力端子に接続し、前記電圧変換部の出力端子を前記端子に接続する。 A capacitor unit according to an aspect of the present invention includes a voltage conversion unit that converts a DC voltage into a different DC voltage, a storage unit that stores the voltage conversion unit and the power storage device, and has a terminal for outputting power to the outside. The power storage device is any one of a secondary battery and an electrochemical capacitor, and when the power storage device is a secondary battery, an output terminal of the secondary battery is connected to the terminal, and the power storage device When is an electrochemical capacitor, the output terminal of the electrochemical capacitor is connected to the input terminal of the voltage converter, and the output terminal of the voltage converter is connected to the terminal.
前記電気化学キャパシタは、電源スイッチを備えることとしてもよい。 The electrochemical capacitor may include a power switch.
前記電気化学キャパシタの電圧値を測定する電圧計と、表示ランプと、前記電圧計の測定値が規定の電圧値以下に低下した場合に前記表示ランプを点灯させる制御部と、をさらに備えることとしてもよい。 A voltmeter that measures the voltage value of the electrochemical capacitor, a display lamp, and a control unit that turns on the display lamp when the measured value of the voltmeter drops below a specified voltage value. Also good.
また、本発明の一態様による受電システムは、前記キャパシタユニットと、前記蓄電デバイスに電力を供給する非接触電力伝送システムの受電装置と、を備える。 A power reception system according to an aspect of the present invention includes the capacitor unit and a power reception device of a non-contact power transmission system that supplies power to the power storage device.
また、本発明の一態様による無人搬送車は、前記受電システムを搭載する。 An automatic guided vehicle according to an aspect of the present invention includes the power receiving system.
本発明によれば、動力源となる二次電池と電気化学キャパシタとを交換する際の手間を軽減させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effort at the time of replacing | exchanging the secondary battery and electrochemical capacitor used as a motive power source can be reduced.
本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。さらに、当業者であれば、以下に述べる各要素を均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であり、かかる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。さらにまた、図面における各種の寸法比率は、その図示の比率に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention only to the embodiments. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof. Furthermore, those skilled in the art can employ embodiments in which the elements described below are replaced with equivalent ones, and such embodiments are also included in the scope of the present invention. Furthermore, various dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
以下において、本発明に係るキャパシタユニットを、無人搬送車（Automatic Guided Vehicle、以下「ＡＧＶ」ともいう。）の動力源に用いる場合について例示的に説明する。ＡＧＶは、例えば工場の生産ラインなどにおいて、床面に敷設された磁気テープや磁気棒などによる電磁誘導を利用して自動走行する無人の搬送用車両である。図１は、本発明に係るキャパシタユニットを含む非接触（ワイヤレス）電力供給システムの構成の一例を概略的に示すブロック図である。 Hereinafter, a case where the capacitor unit according to the present invention is used as a power source of an automatic guided vehicle (hereinafter also referred to as “AGV”) will be described as an example. The AGV is an unmanned transport vehicle that automatically travels using electromagnetic induction by a magnetic tape or a magnetic bar laid on the floor surface in a production line of a factory, for example. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a contactless (wireless) power supply system including a capacitor unit according to the present invention.
非接触電力供給システム１は、磁界共鳴方式により送電装置（送電ユニット２および送電コイルユニット３）から受電装置（受電コイルユニット４および受電ユニット５）に数ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波電力を非接触で伝送し、高周波電力を受信した受電装置からキャパシタユニット６に直流電力を供給し、直流電力を受け取ったキャパシタユニット６の電気二重層キャパシタ６１でＡＧＶ７に供給するための電力を蓄電するシステムである。 The non-contact power supply system 1 non-contacts high frequency power of several kHz to several hundreds of MHz from a power transmission device (power transmission unit 2 and power transmission coil unit 3) to a power reception device (power reception coil unit 4 and power reception unit 5) by a magnetic field resonance method. In this system, direct current power is supplied to the capacitor unit 6 from the power receiving device that has received the high frequency power and stored in the electric double layer capacitor 61 of the capacitor unit 6 that has received the direct current power. .
例示的に、送電装置は、生産ラインに沿った荷物の積み下ろしスペース等に設置され、受電装置およびキャパシタユニット６は、ＡＧＶ７に搭載される。 For example, the power transmission device is installed in a space for loading and unloading luggage along the production line, and the power reception device and the capacitor unit 6 are mounted on the AGV 7.
図１の構成のうち、ＡＧＶ７を除いた部分が非接触電力供給システム１を構成する。また、図１の構成のうち、送電ユニット２、送電コイルユニット３、受電コイルユニット４および受電ユニット５が、非接触電力伝送システムを構成する。さらに、図１の構成のうち、非接触電力伝送システムの受電装置（受電コイルユニット４および受電ユニット５）およびキャパシタユニット６が受電システムを構成する。 In the configuration of FIG. 1, the portion excluding AGV 7 constitutes the non-contact power supply system 1. Further, in the configuration of FIG. 1, the power transmission unit 2, the power transmission coil unit 3, the power reception coil unit 4, and the power reception unit 5 constitute a non-contact power transmission system. Further, in the configuration of FIG. 1, the power receiving device (the power receiving coil unit 4 and the power receiving unit 5) and the capacitor unit 6 of the non-contact power transmission system constitute a power receiving system.
送電ユニット２は、高周波電源２１および制御部２２を備える。高周波電源２１は、所定の周波数（数ｋＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波）の高周波電力を発生する。高周波電源２１は、高周波信号（電圧信号）を発生する高周波信号発生回路と、高周波信号発生回路で発生した高周波信号を増幅するパワーアンプと、このパワーアンプに直流の電源電圧を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、パワーアンプから出力される高周波信号の高周波成分を除去するローパスフィルタと、パワーアンプから出力される高周波電力の電力量を制御する電力制御部と、を含む。 The power transmission unit 2 includes a high-frequency power source 21 and a control unit 22. The high frequency power supply 21 generates high frequency power having a predetermined frequency (high frequency of several kHz to several hundred MHz). The high-frequency power source 21 includes a high-frequency signal generation circuit that generates a high-frequency signal (voltage signal), a power amplifier that amplifies the high-frequency signal generated by the high-frequency signal generation circuit, and a DC-DC that supplies a DC power supply voltage to the power amplifier. The converter includes a low-pass filter that removes a high-frequency component of a high-frequency signal output from the power amplifier, and a power control unit that controls the amount of high-frequency power output from the power amplifier.
パワーアンプは、例えば、Ｄ級アンプやＥ級アンプで構成することができ、高周波信号発生回路から入力される高周波信号によってスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、高周波信号と同一の周期を有し、ＤＣ−ＤＣコンバータから入力される直流電圧に依存した振幅の高周波信号を生成する。この高周波信号はローパスフィルタで高周波成分が除去されることにより正弦波の高周波信号に整形されて出力される。 The power amplifier can be composed of, for example, a class D amplifier or a class E amplifier, and has the same period as the high frequency signal by driving the switching element on and off with the high frequency signal input from the high frequency signal generation circuit. Then, a high-frequency signal having an amplitude depending on the DC voltage input from the DC-DC converter is generated. This high-frequency signal is shaped into a sinusoidal high-frequency signal by removing a high-frequency component with a low-pass filter, and then output.
電力制御部は、制御部２２から入力される出力制御信号に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータから出力される直流電圧の振幅を制御し、これによりパワーアンプから出力される高周波信号の増幅量（すなわち、高周波電力の電力量）を制御する。 The power control unit controls the amplitude of the DC voltage output from the DC-DC converter based on the output control signal input from the control unit 22, and thereby the amount of amplification of the high-frequency signal output from the power amplifier (that is, Control the amount of high-frequency power).
制御部２２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵなどを備えるマイクロコンピュータやＦＰＧＡ（field-programmable gate array）などで構成される。制御部２２は、高周波電源２１に対してＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を制御する出力制御信号を出力し、高周波電源２１から出力される高周波電力を制御する。 The control unit 22 includes a microcomputer having a ROM, a RAM, a CPU, and the like, a field-programmable gate array (FPGA), and the like. The control unit 22 outputs an output control signal for controlling the output voltage of the DC-DC converter to the high frequency power source 21 and controls the high frequency power output from the high frequency power source 21.
送電コイルユニット３は、送電部３１を備える。送電部３１は、送電ユニット２の高周波電源２１から出力される高周波電力を受電コイルユニット４の受電部４１に無線で伝送する。送電部３１は、例えば、複数ターンのソレノイドコイルからなるインダクタ（以下、「送電用コイル」ともいう。）とそのインダクタに直列に接続されたキャパシタとの直列共振回路で構成される。送電部３１における直列共振回路の直列共振周波数（＝１／［２π・√（Ｌ・Ｃ）］）（Ｌ：インダクタの自己インダクタンス、Ｃ：キャパシタのキャパシタンス）は、高周波電源２１から出力される高周波電力の周波数（以下、「電源周波数」ともいう。）［ＭＨｚ］に調整されている。 The power transmission coil unit 3 includes a power transmission unit 31. The power transmission unit 31 wirelessly transmits the high frequency power output from the high frequency power source 21 of the power transmission unit 2 to the power reception unit 41 of the power receiving coil unit 4. The power transmission unit 31 includes, for example, a series resonance circuit including an inductor (hereinafter, also referred to as “power transmission coil”) composed of a solenoid coil having a plurality of turns and a capacitor connected in series to the inductor. The series resonance frequency (= 1 / [2π · √ (L · C)]) (L: self-inductance of the inductor, C: capacitance of the capacitor) of the series resonance circuit in the power transmission unit 31 is a high frequency output from the high frequency power supply 21. The frequency of power (hereinafter also referred to as “power supply frequency”) is adjusted to [MHz].
受電コイルユニット４は、受電部４１を備える。受電部４１は、送電コイルユニット３の送電部３１との間で磁界結合をして送電部３１から高周波電力を受電する。受電部４１は、送電部３１と同一の構成を有し、複数ターンのソレノイドコイルからなるインダクタ（以下、「受電用コイル」ともいう。）とそのインダクタに直列に接続されたキャパシタとの直列共振回路で構成される。受電部４１における直列共振回路の直列共振周波数（＝１／［２π・√（Ｌ・Ｃ）］）（Ｌ：インダクタの自己インダクタンス、Ｃ：キャパシタのキャパシタンス）は、電源周波数［ＭＨｚ］に調整されている。 The power receiving coil unit 4 includes a power receiving unit 41. The power receiving unit 41 receives the high frequency power from the power transmitting unit 31 by magnetic field coupling with the power transmitting unit 31 of the power transmitting coil unit 3. The power receiving unit 41 has the same configuration as that of the power transmitting unit 31, and series resonance of an inductor (hereinafter, also referred to as “power receiving coil”) including a multi-turn solenoid coil and a capacitor connected in series to the inductor. Consists of a circuit. The series resonance frequency (= 1 / [2π · √ (L · C)]) (L: self-inductance of the inductor, C: capacitance of the capacitor) of the series resonance circuit in the power receiving unit 41 is adjusted to the power supply frequency [MHz]. ing.
受電ユニット５は、整流回路５１を備える。整流回路５１は、受電コイルユニット４の受電部４１から出力される高周波信号を整流し、キャパシタユニット６に直流電力を供給する。整流回路５１は、例えば、４個の整流素子をブリッジ接続したブリッジ回路で構成される。４個の整流素子として、ショットキーバリアーダイオードを用いる。 The power receiving unit 5 includes a rectifier circuit 51. The rectifier circuit 51 rectifies the high-frequency signal output from the power receiving unit 41 of the power receiving coil unit 4 and supplies DC power to the capacitor unit 6. The rectifier circuit 51 is configured by, for example, a bridge circuit in which four rectifier elements are bridge-connected. Schottky barrier diodes are used as the four rectifying elements.
キャパシタユニット６は、電気二重層キャパシタ６１およびＤＣ−ＤＣコンバータ６２を備える。電気二重層キャパシタ６１は、複数の電気二重層キャパシタを直列および並列に組み合わせて構成されていてもよいし、単一の電気二重層キャパシタであってもよく、ＡＧＶ７に供給する電力に応じて適宜構成することができる。 The capacitor unit 6 includes an electric double layer capacitor 61 and a DC-DC converter 62. The electric double layer capacitor 61 may be configured by combining a plurality of electric double layer capacitors in series and in parallel, or may be a single electric double layer capacitor, which is appropriately selected according to the power supplied to the AGV 7. Can be configured.
電気二重層キャパシタ６１は、受電ユニット５から印加される直流電圧により充電され、電荷を蓄える。電気二重層キャパシタ６１は、蓄えた電荷に基づいて直流電力を放電し、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２を介してＡＧＶ７に電力を供給する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、電気二重層キャパシタ６１から入力された直流電圧を調整（昇降圧）し、ＡＧＶ７に調整後の直流電圧を供給する。 The electric double layer capacitor 61 is charged by a DC voltage applied from the power receiving unit 5 and stores electric charge. The electric double layer capacitor 61 discharges DC power based on the stored electric charge, and supplies power to the AGV 7 via the DC-DC converter 62. The DC-DC converter 62 adjusts (steps up / down) the DC voltage input from the electric double layer capacitor 61 and supplies the adjusted DC voltage to the AGV 7.
図１では、キャパシタユニット６に電気二重層キャパシタ６１を収納しているが、この電気二重層キャパシタ６１に換えて鉛蓄電池を収納することもできる。図２および図３を参照し、本実施形態におけるキャパシタユニット６について詳細に説明する。 In FIG. 1, the electric double layer capacitor 61 is housed in the capacitor unit 6, but a lead storage battery can be housed in place of the electric double layer capacitor 61. With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the capacitor unit 6 in the present embodiment will be described in detail.
図２は、キャパシタユニット６に収納する蓄電デバイスとして、電気二重層キャパシタ６１を収納した場合のキャパシタユニット６の構成を模式的に例示したブロック図である。図３は、キャパシタユニット６に収納する蓄電デバイスとして、鉛蓄電池６３を収納した場合のキャパシタユニット６の構成を模式的に例示したブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the capacitor unit 6 when the electric double layer capacitor 61 is housed as an electricity storage device housed in the capacitor unit 6. FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the capacitor unit 6 when the lead storage battery 63 is stored as the power storage device stored in the capacitor unit 6.
キャパシタユニット６は、その外形が略直方体形状の収納ケース６Ｃにより形成されており、収納ケース６Ｃの内部に、蓄電デバイスである電気二重層キャパシタ６１および鉛蓄電池６３のいずれかと、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２とを備える。収納ケース６Ｃの形状および大きさは、内部に収納する電気二重層キャパシタ６１および鉛蓄電池６３のいずれにも適用できるように共通化されている。なお、図２および図３における各部の寸法比率は、図面を見やすくする比率に便宜上変更しており、図示の比率に限定するものではない。 The capacitor unit 6 is formed by a storage case 6C whose outer shape is a substantially rectangular parallelepiped shape. In the storage case 6C, one of an electric double layer capacitor 61 and a lead storage battery 63, which are power storage devices, and a DC-DC converter 62 are provided. With. The shape and size of the storage case 6C are made common so that they can be applied to both the electric double layer capacitor 61 and the lead storage battery 63 stored inside. 2 and 3 are changed for convenience to make the drawings easy to see, and are not limited to the illustrated ratios.
収納ケース６Ｃには、プラス／マイナスの一対の端子からなる入力側端子６Ａおよび出力側端子６Ｂが設けられている。入力側端子６Ａは、受電ユニット５の出力端子と接続し、出力側端子６Ｂは、ＡＧＶ５の入力端子と接続する。なお、図２および図３における入力側端子６Ａおよび出力側端子６Ｂの位置は、図面を見やすくする位置に便宜上配置しており、図示の位置に限定するものではない。 The storage case 6 </ b> C is provided with an input side terminal 6 </ b> A and an output side terminal 6 </ b> B composed of a pair of plus / minus terminals. The input side terminal 6A is connected to the output terminal of the power receiving unit 5, and the output side terminal 6B is connected to the input terminal of the AGV 5. Note that the positions of the input-side terminal 6A and the output-side terminal 6B in FIGS. 2 and 3 are arranged for convenience in viewing the drawings, and are not limited to the illustrated positions.
図２に示すキャパシタユニット６は、図１と同様に、電気二重層キャパシタ６１およびＤＣ−ＤＣコンバータ６２を備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、電気二重層キャパシタ６１から出力された電圧を、鉛蓄電池６３からＡＧＶ７に供給する電圧（例えば、１２[Ｖ]または２４[Ｖ]）と同等になるように調整する。 The capacitor unit 6 shown in FIG. 2 includes an electric double layer capacitor 61 and a DC-DC converter 62 as in FIG. The DC-DC converter 62 adjusts the voltage output from the electric double layer capacitor 61 to be equivalent to the voltage (for example, 12 [V] or 24 [V]) supplied from the lead storage battery 63 to the AGV 7.
電気二重層キャパシタ６１には、プラス／マイナスの一対の端子からなる入力端子６１Ａおよび出力端子６１Ｂが設けられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２には、プラス／マイナスの一対の端子からなる入力端子６２Ａおよび出力端子６２Ｂが設けられている。 The electric double layer capacitor 61 is provided with an input terminal 61A and an output terminal 61B consisting of a pair of plus / minus terminals, and the DC-DC converter 62 is provided with an input terminal 62A and an output consisting of a pair of plus / minus terminals. A terminal 62B is provided.
電気二重層キャパシタ６１の入力端子６１Ａは、収納ケース６Ｃの入力側端子６Ａと接続し、電気二重層キャパシタ６１の出力端子６１Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２の入力端子６２Ａと接続する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６２の出力端子６２Ｂは、収納ケース６Ｃの出力側端子６Ｂと接続する。 The input terminal 61A of the electric double layer capacitor 61 is connected to the input side terminal 6A of the storage case 6C, and the output terminal 61B of the electric double layer capacitor 61 is connected to the input terminal 62A of the DC-DC converter 62. The output terminal 62B of the DC-DC converter 62 is connected to the output side terminal 6B of the storage case 6C.
なお、図２における電気二重層キャパシタ６１の入力端子６１Ａおよび出力端子６１Ｂ、ならびにＤＣ−ＤＣコンバータ６２の入力端子６２Ａおよび出力端子６２Ｂの位置は、図面を見やすくする位置に便宜上配置しており、図示の位置に限定するものではない。 Note that the positions of the input terminal 61A and the output terminal 61B of the electric double layer capacitor 61 and the input terminal 62A and the output terminal 62B of the DC-DC converter 62 in FIG. It is not limited to the position of.
図３に示すキャパシタユニット６は、鉛蓄電池６３およびＤＣ−ＤＣコンバータ６２を備える。鉛蓄電池６３には、プラス／マイナスの一対の端子からなる入力端子６３Ａおよび出力端子６３Ｂが設けられ、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２には、プラス／マイナスの一対の端子からなる入力端子６２Ａおよび出力端子６２Ｂが設けられている。 The capacitor unit 6 shown in FIG. 3 includes a lead storage battery 63 and a DC-DC converter 62. The lead storage battery 63 is provided with an input terminal 63A and an output terminal 63B consisting of a pair of plus / minus terminals, and the DC-DC converter 62 is provided with an input terminal 62A and an output terminal 62B consisting of a pair of plus / minus terminals. Is provided.
鉛蓄電池６３の入力端子６３Ａは、収納ケース６Ｃの入力側端子６Ａと接続し、鉛蓄電池６３の出力端子６３Ｂは、収納ケース６Ｃの出力側端子６Ｂと接続する。 The input terminal 63A of the lead storage battery 63 is connected to the input side terminal 6A of the storage case 6C, and the output terminal 63B of the lead storage battery 63 is connected to the output side terminal 6B of the storage case 6C.
なお、図３における鉛蓄電池６３の入力端子６３Ａおよび出力端子６３Ｂ、ならびにＤＣ−ＤＣコンバータ６２の入力端子６２Ａおよび出力端子６２Ｂの位置は、図面を見やすくする位置に便宜上配置しており、図示の位置に限定するものではない。 The positions of the input terminal 63A and the output terminal 63B of the lead storage battery 63 and the input terminal 62A and the output terminal 62B of the DC-DC converter 62 in FIG. It is not limited to.
ここで、鉛蓄電池６３は、充放電による劣化が大きく寿命が短いうえ、出力密度（充電効率）が低く充電に時間を要するのに対し、電気二重層キャパシタ６１は、充放電による劣化が少なく寿命が長いうえ、出力密度が高く急速充電が可能であるという特性がある。 Here, the lead storage battery 63 has a large deterioration due to charging / discharging and a short life, and has a low output density (charging efficiency) and requires time for charging, whereas the electric double layer capacitor 61 has a little deterioration due to charging / discharging and has a long life. In addition, it has the characteristics that the output density is high and quick charging is possible.
したがって、鉛蓄電池６３をＡＧＶ７の動力源とする場合には、鉛蓄電池６３が劣化するたびに、鉛蓄電池６３を交換する必要があるうえ、充電に時間がかかり、作業効率が低下する傾向にあるのに対し、電気二重層キャパシタ６１をＡＧＶ７の動力源とする場合には、劣化による交換がほぼ不要となるうえ、急速充電が可能となり、作業効率が向上することになる。 Therefore, when the lead storage battery 63 is used as the power source of the AGV 7, it is necessary to replace the lead storage battery 63 every time the lead storage battery 63 deteriorates, and it takes time to charge, and the working efficiency tends to decrease. On the other hand, when the electric double layer capacitor 61 is used as the power source of the AGV 7, replacement due to deterioration is almost unnecessary, rapid charging is possible, and work efficiency is improved.
このような事情に鑑み、鉛蓄電池６３から電気二重層キャパシタ６１への置き換えが促進することが想定される。そこで、本実施形態におけるキャパシタユニット６は、収納ケース６Ｃの形状および大きさを、内部に収納する電気二重層キャパシタ６１および鉛蓄電池６３のいずれにも適用できるように共通化し、鉛蓄電池６３と電気二重層キャパシタ６１との交換を容易にしている。 In view of such circumstances, it is assumed that the replacement of the lead storage battery 63 with the electric double layer capacitor 61 is promoted. Therefore, the capacitor unit 6 according to the present embodiment shares the shape and size of the storage case 6C so that the storage case 6C can be applied to both the electric double layer capacitor 61 and the lead storage battery 63 stored therein. The replacement with the double layer capacitor 61 is facilitated.
一方、鉛蓄電池６３は、安定した電圧（定電圧）を供給することができるのに対し、電気二重層キャパシタ６１は、充電量に応じて電圧が変動するという特性がある。したがって、電気二重層キャパシタ６１をＡＧＶ７の動力源とする場合には、電気二重層キャパシタ６１の後段にＤＣ−ＤＣコンバータ６２を配置し、電気二重層キャパシタ６１からＡＧＶ７に供給する電力を、鉛蓄電池６３からＡＧＶ７に供給する電力と同等になるように調整し、ＡＧＶ７に供給する電力を安定させる必要がある。 On the other hand, the lead storage battery 63 can supply a stable voltage (constant voltage), while the electric double layer capacitor 61 has a characteristic that the voltage varies according to the amount of charge. Therefore, when the electric double layer capacitor 61 is used as the power source of the AGV 7, the DC-DC converter 62 is disposed after the electric double layer capacitor 61, and the electric power supplied from the electric double layer capacitor 61 to the AGV 7 is used as a lead storage battery. It is necessary to adjust the power to be equivalent to the power supplied from 63 to the AGV 7 to stabilize the power supplied to the AGV 7.
そこで、本実施形態におけるキャパシタユニット６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２を収納し、動力源となる蓄電デバイスとして電気二重層キャパシタ６１を収納したときには、電気二重層キャパシタ６１の後段にＤＣ−ＤＣコンバータ６２を接続することで、ＡＧＶ７に供給する電力を安定させることとした。一方、蓄電デバイスとして鉛蓄電池６３を収納したときには、鉛蓄電池６３とＤＣ−ＤＣコンバータ６２とを接続せずに、鉛蓄電池６３からＡＧＶ７に電力を供給させることとした。 Therefore, the capacitor unit 6 in the present embodiment houses the DC-DC converter 62, and when the electric double layer capacitor 61 is housed as a power storage device serving as a power source, the DC-DC converter 62 is disposed at the subsequent stage of the electric double layer capacitor 61. By connecting, the power supplied to the AGV 7 is stabilized. On the other hand, when the lead storage battery 63 is housed as an electricity storage device, power is supplied from the lead storage battery 63 to the AGV 7 without connecting the lead storage battery 63 and the DC-DC converter 62.
上述したように、実施形態におけるキャパシタユニット６によれば、直流電圧を異なる直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ６２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２および蓄電デバイスを収納し、外部のＡＧＶ７に電力を出力するための出力側端子６Ｂを有する収納ケース６Ｃと、を備え、蓄電デバイスは、鉛蓄電池６３および電気二重層キャパシタ６１のいずれも対応可能であり、蓄電デバイスが鉛蓄電池６３である場合には、鉛蓄電池６３の出力端子６３Ｂを収納ケース６Ｃの出力側端子６Ｂに接続し、蓄電デバイスが電気二重層キャパシタ６１である場合には、電気二重層キャパシタ６１の出力端子６１ＢをＤＣ−ＤＣコンバータ６２の入力端子６２Ａに接続し、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２の出力端子６２Ｂを収納ケース６Ｃの出力側端子６Ｂに接続することができる。 As described above, according to the capacitor unit 6 in the embodiment, the DC-DC converter 62 that converts the DC voltage into a different DC voltage, the DC-DC converter 62, and the power storage device are housed, and power is output to the external AGV 7 Storage case 6C having an output-side terminal 6B for the storage device, the storage device can accommodate both the lead storage battery 63 and the electric double layer capacitor 61, and when the storage device is the lead storage battery 63, When the output terminal 63B of the lead storage battery 63 is connected to the output side terminal 6B of the storage case 6C and the electric storage device is the electric double layer capacitor 61, the output terminal 61B of the electric double layer capacitor 61 is connected to the DC-DC converter 62. Connected to the input terminal 62A, the output terminal 62B of the DC-DC converter 62 is connected to the output side of the storage case 6C. It can be connected to the child 6B.
すなわち、実施形態におけるキャパシタユニット６によれば、ＡＧＶ７の動力源となる鉛蓄電池６３と電気二重層キャパシタ６１とを交換する場合に、収納ケース６Ｃの形状や寸法を変更する必要がなく、配線も鉛蓄電池６３や電気二重層キャパシタ６１の接続先を変更するだけでよいため、交換する際の労力や時間を削減することができる。 That is, according to the capacitor unit 6 in the embodiment, when the lead storage battery 63 serving as the power source of the AGV 7 and the electric double layer capacitor 61 are replaced, it is not necessary to change the shape or size of the storage case 6C, and the wiring Since it is only necessary to change the connection destination of the lead storage battery 63 and the electric double layer capacitor 61, labor and time for replacement can be reduced.
それゆえ、実施形態におけるキャパシタユニット６によれば、ＡＧＶ７の動力源となる鉛蓄電池６３と電気二重層キャパシタ６１とを交換する際の手間を軽減させることができる。 Therefore, according to the capacitor unit 6 in the embodiment, it is possible to reduce time and labor when exchanging the lead storage battery 63 and the electric double layer capacitor 61 which are the power source of the AGV 7.
また、実施形態におけるキャパシタユニット６によれば、キャパシタユニット６に収納する蓄電デバイスとして、鉛蓄電池６３および電気二重層キャパシタ６１のいずれかを任意に選択して収納することができ、鉛蓄電池６３を収納した場合には、鉛蓄電池６３の安定した電圧をＡＧＶ７に供給することができ、電気二重層キャパシタ６１を収納した場合には、電気二重層キャパシタ６１の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ６２で鉛蓄電池６３の電圧と同等の電圧に調整し、その調整後の安定した電圧をＡＧＶ７に供給することができる。 Moreover, according to the capacitor unit 6 in the embodiment, any one of the lead storage battery 63 and the electric double layer capacitor 61 can be arbitrarily selected and stored as the storage device stored in the capacitor unit 6. When stored, the stable voltage of the lead-acid battery 63 can be supplied to the AGV 7. When the electric double layer capacitor 61 is stored, the output voltage of the electric double layer capacitor 61 is lead by the DC-DC converter 62. It is possible to adjust the voltage to be equal to the voltage of the storage battery 63 and supply the stable voltage after the adjustment to the AGV 7.
なお、上述したとおり、上記の実施形態は、本発明を説明するための一例であり、本発明をその実施形態に限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な変形が可能である。 In addition, as above-mentioned, said embodiment is an example for demonstrating this invention, and is not the meaning which limits this invention to the embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、上記実施形態では、キャパシタユニット６に収納する蓄電デバイスとして、電気二重層キャパシタ６１と鉛蓄電池６３とを用いて説明したが、これに限定されない。電気二重層キャパシタは、電気化学キャパシタであればよく、具体的には、電気二重層キャパシタの他に、リチウムイオンキャパシタに代表されるハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタであってもよい。また、鉛蓄電池は、二次電池であればよく、具体的には、鉛蓄電池の他に、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ナトリウム硫黄電池であってもよい。 For example, in the above embodiment, the electric double layer capacitor 61 and the lead storage battery 63 have been described as the electric storage device housed in the capacitor unit 6, but the present invention is not limited to this. The electric double layer capacitor may be an electrochemical capacitor. Specifically, in addition to the electric double layer capacitor, a hybrid capacitor represented by a lithium ion capacitor or a redox capacitor may be used. The lead storage battery may be a secondary battery. Specifically, in addition to the lead storage battery, a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, or a sodium sulfur battery may be used.
また、上記実施形態において、電気二重層キャパシタ６１に電源スイッチを設けることとしてもよい。例えば、ＡＧＶ７が待機しているときには、電源スイッチがＯＦＦになるように制御することで、電気二重層キャパシタ６１の待機電力や放電を減少させることが可能となる。 In the above embodiment, the electric double layer capacitor 61 may be provided with a power switch. For example, when the AGV 7 is on standby, it is possible to reduce standby power and discharge of the electric double layer capacitor 61 by controlling the power switch to be OFF.
また、上記実施形態において、電気二重層キャパシタ６１の電圧が規定の電圧値以下に低下した場合に、警告灯を表示させることとしてもよい。この場合には、例えば、キャパシタユニット６に、電気二重層キャパシタ６１の電圧値を測定する電圧計と、表示ランプである警告灯と、電圧計の測定値が規定の電圧値以下に低下した場合に警告灯を点灯させる制御部と、をさらに備えることとすればよい。 In the above embodiment, a warning lamp may be displayed when the voltage of the electric double layer capacitor 61 drops below a specified voltage value. In this case, for example, when the capacitor unit 6 includes a voltmeter for measuring the voltage value of the electric double layer capacitor 61, a warning lamp as a display lamp, and the measured value of the voltmeter drops below a specified voltage value. And a controller that turns on a warning light.
１ 非接触電力供給システム
２ 送電ユニット
３ 送電コイルユニット
４ 受電コイルユニット
５ 受電ユニット
６ キャパシタユニット
７ 無人搬送車（ＡＧＶ）
６Ａ 入力側端子
６Ｂ 出力側端子
６Ｃ 収納ケース
２１ 高周波電源
２２ 制御部
３１ 送電部
４１ 受電部
５１ 整流回路
６１ 電気二重層キャパシタ
６１Ａ 入力端子
６１Ｂ 出力端子
６２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
６２Ａ 入力端子
６２Ｂ 出力端子
６３ 鉛蓄電池
６３Ａ 入力端子
６３Ｂ 出力端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-contact electric power supply system 2 Power transmission unit 3 Power transmission coil unit 4 Power receiving coil unit 5 Power receiving unit 6 Capacitor unit 7 Automated guided vehicle (AGV)
6A Input side terminal 6B Output side terminal 6C Storage case 21 High frequency power supply 22 Control unit 31 Power transmission unit 41 Power reception unit 51 Rectifier circuit 61 Electric double layer capacitor 61A Input terminal 61B Output terminal 62 DC-DC converter 62A Input terminal 62B Output terminal 63 Lead Storage battery 63A input terminal 63B output terminal
Claims (5)
前記電圧変換部および蓄電デバイスを収納し、外部に電力を出力するための端子を有する収納部と、を備え、
前記蓄電デバイスは、二次電池および電気化学キャパシタのいずれかであり、
前記蓄電デバイスが二次電池である場合には、二次電池の出力端子を前記端子に接続し、
前記蓄電デバイスが電気化学キャパシタである場合には、電気化学キャパシタの出力端子を前記電圧変換部の入力端子に接続し、前記電圧変換部の出力端子を前記端子に接続する、
ことを特徴とするキャパシタユニット。 A voltage converter for converting a DC voltage into a different DC voltage;
A storage unit that stores the voltage conversion unit and the electricity storage device and has a terminal for outputting electric power to the outside; and
The electricity storage device is either a secondary battery or an electrochemical capacitor,
If the power storage device is a secondary battery, connect the output terminal of the secondary battery to the terminal,
When the electricity storage device is an electrochemical capacitor, an output terminal of the electrochemical capacitor is connected to an input terminal of the voltage converter, and an output terminal of the voltage converter is connected to the terminal.
Capacitor unit characterized by that.
表示ランプと、
前記電圧計の測定値が規定の電圧値以下に低下した場合に前記表示ランプを点灯させる制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載のキャパシタユニット。 A voltmeter for measuring a voltage value of the electrochemical capacitor;
An indicator lamp;
A controller that turns on the display lamp when the measured value of the voltmeter drops below a specified voltage value;
The capacitor unit according to claim 1, further comprising:
前記蓄電デバイスに電力を供給する非接触電力伝送システムの受電装置と、
を備えることを特徴とする受電システム。 The capacitor unit according to any one of claims 1 to 3,
A power receiving device of a non-contact power transmission system for supplying power to the power storage device;
A power receiving system comprising:
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