KR20180137560A - Storage systems, vehicles, and machinery - Google Patents

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KR20180137560A
KR20180137560A KR1020187034302A KR20187034302A KR20180137560A KR 20180137560 A KR20180137560 A KR 20180137560A KR 1020187034302 A KR1020187034302 A KR 1020187034302A KR 20187034302 A KR20187034302 A KR 20187034302A KR 20180137560 A KR20180137560 A KR 20180137560A
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아츠야 사사키
슈이치 사이토
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스를 구비하는 축전 시스템에 있어서, 이차 전지의 파워 밀도가 7000W/kg 미만, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상인 것을 특징으로 한다. 또한, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 9000W/kg 이상인 것이 바람직하다. 또한, 이차 전지의 에너지 밀도가 30Wh/kg 이상인 것이 바람직하다.A power storage system comprising a secondary battery and a rapid charge / discharge battery device, characterized in that the power density of the secondary battery is less than 7000 W / kg and the power density of the rapid charge / discharge battery device is 7000 W / kg or more. It is also preferable that the power density of the rapid charge / discharge battery device is 9000 W / kg or more. Further, the energy density of the secondary battery is preferably 30 Wh / kg or more.

Description

축전 시스템, 차량, 및 기계 설비Storage systems, vehicles, and machinery

본 발명의 실시 형태는, 축전 시스템 및 그것을 사용한 차량, 전자 기기 및 기계 설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power storage system and a vehicle, an electronic apparatus, and a mechanical equipment using the same.

CO2 삭감, 에너지 절약의 관점에서 엔진(가솔린 엔진, 디젤 엔진 등)과 모터를 조합한 하이브리드 시스템을 탑재한 자동차가 개발되고 있다. 또한, 모터만으로 움직이는 전기 자동차나 연료 자동차의 개발도 진행되고 있다.From the viewpoint of reducing CO 2 and saving energy, automobiles with a hybrid system that combines an engine (gasoline engine, diesel engine, etc.) and a motor are being developed. In addition, the development of electric vehicles and fuel vehicles that are driven by motors is also underway.

모터는 전기로 가동된다. 이들 모터 구동의 자동차는 전기를 유효하게 활용하는 방법이 요구되고 있다. 모터 구동의 자동차에는 전기를 모으는 축전 시스템이 탑재되어 있다. 자동차의 가속 시에는, 축전 시스템으로부터 공급되는 전기에 의해 모터를 구동시키고 있다. 또한, 자동차의 제동시(감속시)에 모터를 제네레이터로서 기능시켜서 발생시킨 회생 에너지를 축전 시스템에 충전하고 있다.The motor is powered by electricity. These motor-driven automobiles require a method of effectively utilizing electricity. Motor-driven vehicles are equipped with a power storage system that collects electricity. When the vehicle is accelerated, the motor is driven by electricity supplied from the power storage system. Further, regenerative energy generated by functioning the motor as a generator at the time of braking (deceleration) of the vehicle is charged in the power storage system.

국제 공개 번호 WO2008/007626호 공보(특허문헌 1)에는, 배터리(이차 전지)와 캐패시터를 조합한 축전 시스템을 사용하는 것이 나타나 있다. 캐패시터는 이차 전지와 비교하여 급속 방전·급속 충전이 가능하다. 캐패시터를 사용함으로써, 이차 전지의 열화를 방지하는 것이 행하여지고 있다. 한편, 캐패시터의 성능은 파워 밀도 4000W/kg 정도였다. 예를 들어, 국제 공개 번호 WO2001/093289호 공보(특허문헌 2)에는, 탄소재와 구리를 조합한 전극재가 사용되고 있다.International Publication No. WO2008 / 007626 (Patent Document 1) discloses the use of a power storage system in which a battery (secondary battery) and a capacitor are combined. The capacitor is capable of rapid discharging and rapid charging as compared with a secondary battery. By using a capacitor, deterioration of the secondary battery is prevented. On the other hand, the capacity of the capacitor was about 4000 W / kg. For example, in International Publication No. WO2001 / 093289 (Patent Document 2), an electrode material combining a carbon material and copper is used.

국제 공개 제2008/007626호 공보International Publication No. 2008/007626 국제 공개 제2001/093289호 공보International Publication No. 2001/093289 국제 공개 제2016/039157호 공보International Publication No. 2016/039157

회생 에너지란, 브레이킹 시의 에너지를 회수·축적하고, 재이용하는 것이다. 브레이킹 시, 요컨대 감속시의 에너지를 전기로 바꾸어서 축전하게 된다. 종래의 캐패시터는 파워 밀도가 4000W/kg 정도이다. 축전 시스템은, 자동차의 감속시의 순간적인 고출력으로 구비할 필요가 있다. 그러나, 종래의 캐패시터 성능에서는, 반드시 순간적인 고출력에 대응할 수 있는 것은 아니었다. 이와 같은 과제에 대응하기 위한 것이고, 감속시의 순간적인 고출력에 대응할 수 있는 축전 시스템을 제공하기 위한 것이다.Regenerative energy refers to recovery and accumulation of energy at the time of braking and reuse. At the time of braking, in other words, the energy at the time of deceleration is converted into electricity and stored. Conventional capacitors have a power density of about 4000 W / kg. The power storage system needs to be provided with a momentary high output when the vehicle decelerates. However, in the conventional capacitor performance, it is not always possible to cope with a momentary high output. The object of the present invention is to provide a power storage system capable of coping with such a problem and capable of coping with a momentary high output at the time of deceleration.

실시 형태에 따른 축전 시스템은, 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스를 구비한다. 축전 시스템에 있어서, 이차 전지의 파워 밀도가 7000W/kg 미만, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상이다. 파워 밀도가 높은 급속 충방전 축전 디바이스와 파워 밀도가 낮은 이차 전지를 조합함으로써, 순간적인 고출력에 대응 가능한 축전 시스템으로 할 수 있다.A power storage system according to an embodiment includes a secondary battery and a quick charge / discharge battery device. In the power storage system, the power density of the secondary battery is less than 7000 W / kg and the power density of the rapid charge / discharge battery device is 7000 W / kg or more. A power storage system capable of coping with a momentary high output power can be obtained by combining a rapid charge / discharge battery device with high power density and a secondary battery with low power density.

도 1은, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은, 급속 충방전 축전 디바이스의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례인 자동차에 있어서의 실시의 양태를 나타내는 개략도이다.
도 5는, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례인 전동차에 있어서의 실시의 양태를 나타내는 개략도이다.
도 6은, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례인 의료 기기에 있어서의 실시의 양태를 나타내는 회로도이다.
도 7은, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례인 엘리베이터에 있어서의 실시의 양태를 나타내는 개략도이다.
도 8은, 실시 형태에 따른 축전 시스템의 일례인 로봇에 있어서의 실시의 양태를 나타내는 개략도이다.
1 is a view showing an example of a power storage system according to the embodiment.
2 is a diagram showing another example of the power storage system according to the embodiment.
3 is a diagram showing an example of a rapid charge / discharge electric storage device.
4 is a schematic view showing an embodiment of an automobile which is an example of a power storage system according to the embodiment.
Fig. 5 is a schematic view showing an embodiment of an electric vehicle as an example of a power storage system according to the embodiment. Fig.
6 is a circuit diagram showing an embodiment of a medical device which is an example of a power storage system according to the embodiment.
7 is a schematic diagram showing an embodiment of an elevator which is an example of a power storage system according to the embodiment.
8 is a schematic diagram showing an embodiment of a robot which is an example of a power storage system according to the embodiment.

실시 형태에 따른 축전 시스템은, 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스를 구비하는 축전 시스템에 있어서, 이차 전지의 파워 밀도가 7000W/kg 미만, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상인 것을 특징으로 하는 것이다.The power storage system according to the embodiment is characterized in that the power density of the secondary battery is less than 7000 W / kg and the power density of the rapid charge / discharge battery device is not less than 7000 W / kg in the power storage system including the secondary battery and the rapid charge / .

도 1에 축전 시스템의 일례를 나타냈다. 도면 중, 1은 축전 시스템, 2는 이차 전지, 3은 급속 충방전 축전 디바이스이다.1 shows an example of a power storage system. In the figure, reference numeral 1 denotes a power storage system, 2 denotes a secondary battery, and 3 denotes a rapid charge / discharge storage device.

축전 시스템(1)에서는, 이차 전지(2)와 급속 충방전 축전 디바이스(3)가 병렬로 접속되어 있다. 이차 전지(2)로는, 충전 및 방전을 할 수 있는 전지를 들 수 있다. 이러한 전지로서는, Li 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지, 납 축전지, 연료 전지 등을 들 수 있다. 이차 전지(2)는 파워 밀도가 7000W/kg 미만이다. 또한, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상이다. 또한, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도는 9000W/kg 이상인 것이 바람직하다.In the power storage system 1, the secondary battery 2 and the rapid charge / discharge battery device 3 are connected in parallel. The secondary battery 2 may be a battery capable of charging and discharging. Examples of such a battery include a Li ion secondary battery, a nickel hydrogen battery, a lead acid battery, and a fuel cell. The secondary battery 2 has a power density of less than 7000 W / kg. Also, the power density of the rapid charge / discharge battery device is 7000 W / kg or more. The power density of the rapid charge / discharge battery device is preferably 9000 W / kg or more.

파워 밀도는, 1kg(킬로그램)당 어느 정도의 출력이 얻어지는지를 나타낸 것이다. 축전 디바이스의 순간적인 전력 공급량을 나타내는 값이다. 파워 밀도가 크면 클수록, 순간적인 전력 공급량이 큰 것을 나타낸다.The power density shows how much output is obtained per kg (kilogram). It is a value indicating the instantaneous power supply amount of the power storage device. The larger the power density, the larger the instantaneous power supply.

또한, 파워 밀도는, 중량당 출력뿐만 아니라, 체적당 출력으로서 표현할 수도 있다. 예를 들어, 파워 밀도를 상기 1kg당 출력 대신에 1L(리터)당 출력으로서 나타낼 수 있다. 체적의 단위를 1L로서 나타내는 체적당 파워 밀도는, 1L당 어느 정도의 출력이 얻어지는지를 나타낸 것이다.Also, the power density can be expressed not only as output per weight, but also as output per unit volume. For example, the power density can be expressed as an output per liter (l) instead of the output per kilogram. The power density per volume, in which the unit of volume is expressed as 1 L, indicates how much power per 1 L is obtained.

급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상이며, 또한 10000W/L 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 급속 충방전 축전 디바이스, 나아가서는 축전 시스템의 경량화 및 소형화 중 어느 것에도 대응할 수 있다.It is desirable that the power density of the rapid charge / discharge battery device is 7000 W / kg or more and 10000 W / L or more. In this case, it is possible to cope with both of the rapid charging / discharging storage device, and further, the weight saving and miniaturization of the power storage system.

급속 충방전 축전 디바이스에 대한 파워 밀도는, 예를 들어 다음과 같이 하여 구할 수 있다.The power density for the rapid charge / discharge battery device can be obtained, for example, as follows.

급속 충방전 축전 디바이스의 단셀에 대한 중량으로 나타내는 파워 밀도, 즉 중량 파워 밀도 P(W/kg)를 하기 식 (1)에 의해 구할 수 있다.The power density represented by the weight of the single cell of the rapid charge / discharge battery device, that is, the weight power density P (W / kg), can be obtained by the following equation (1).

P(W/kg)=(V1 2-V2 2)/4RM (1)P (W / kg) = (V 1 2 -V 2 2 ) / 4RM (1)

여기서, V1은 방전 개시 전압(V), V2는 방전 종료 전압(V), R은 내부 저항(Ω), M은 셀 중량(kg)이다.Here, V 1 is the discharge start voltage (V), V 2 is the discharge end voltage (V), R is the internal resistance (?), And M is the cell weight (kg).

급속 충방전 축전 디바이스의 단셀에 대한 체적으로 나타내는 파워 밀도, 즉 체적 파워 밀도 P(W/L)를 하기 식 (2)에 의해 구할 수 있다.The power density, that is, the volume power density P (W / L) represented by the volume of the single cell of the rapid charge / discharge battery device can be obtained by the following equation (2).

P(W/L)=(V1 2-V2 2)/4RV (2)P (W / L) = (V 1 2 -V 2 2 ) / 4RV (2)

여기서, V1은 방전 개시 전압(V), V2는 방전 종료 전압(V), R은 내부 저항(Ω), V는 셀 체적(L)이다.Here, V 1 is the discharge start voltage (V), V 2 is the discharge end voltage (V), R is the internal resistance (?), And V is the cell volume (L).

축전 디바이스가 예를 들어, 후술하는 바와 같은 산화 텅스텐을 전극층에 포함한 급속 충방전 축전 디바이스일 경우에는, 방전 개시 전압 V1 및 방전 종료 전압 V2는 다음 값으로 설정될 수 있다. 방전 개시 전압 V1은 2.5V로 설정된다. 방전 종료 전압 V2는 1.5V로 설정된다. 여기에서 말하는 방전 개시 전압 V1 및 방전 종료 전압 V2는, 예를 들어 축전 디바이스가 과충전이나 과방전되지 않고 안전하게 충방전될 수 있는 전압 범위의 상한값 및 하한값에 해당할 수 있는 것이며, 축전 디바이스의 라미네이트 셀의 충전 상태(SOC; State of Charge)가 100%일 때의 셀 전압 및 0%일 때의 셀 전압에 각각 대응할 수 있다.When the power storage device is a rapid charge / discharge storage device including, for example, tungsten oxide as described later in the electrode layer, the discharge start voltage V 1 and the discharge end voltage V 2 may be set to the following values. The discharge start voltage V 1 is set to 2.5V. And the discharge end voltage V 2 is set to 1.5V. Referred to here discharge start voltage V 1 and the end of discharge voltage V 2 is, for example, the power storage device will to correspond to excessive charging or excessive discharging upper and lower limits of the voltage range that can be safely charged and discharged is not, the power storage device The cell voltage when the state of charge (SOC) of the laminate cell is 100%, and the cell voltage when the state of charge is 0%, respectively.

내부 저항 R은, 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. 우선, 측정 대상으로서의 축전 디바이스, 예를 들어 라미네이트 셀의 SOC를 50%로 조정한다. 이 라미네이트 셀을 대상으로, 교류 임피던스법으로 1kHz(진폭 10mV)에서의 직렬 저항을 측정하고, 얻어진 값을 내부 저항 R이라 한다.The internal resistance R can be measured in the following manner. First, the SOC of a storage device, for example, a laminate cell, to be measured is adjusted to 50%. The laminate cell is subjected to series resistance measurement at 1 kHz (amplitude 10 mV) by an alternating current impedance method, and the obtained value is referred to as an internal resistance R. [

셀 중량 M은, 측정 대상인 라미네이트 셀의 중량(외장 용기 등을 포함함)을 측정하여 얻어진다. 셀 체적 V는, 라미네이트 셀에 있어서의 적층 전극 부분(외장 용기 등을 포함하지 않음)의 치수를 측정하고, 세로 방향의 길이, 가로 방향의 폭 및 두께로부터 산출한다(V=세로×가로×두께).The cell weight M is obtained by measuring the weight (including external containers) of the laminate cell to be measured. The cell volume V is calculated from the length in the longitudinal direction, the width in the lateral direction and the thickness (V = length × width × thickness (thickness)) by measuring the dimensions of the laminated electrode portion ).

성능이 충분하지 못한 축전 장치를 사용한 경우에 개개의 축전 장치의 성능을 보충하기 위해서, 예를 들어 복수의 축전 장치가 전기적으로 직렬 접속될 수 있다. 이 경우, 전체로서는 충분한 성능이 얻어졌다고 해도, 축전 장치의 개수가 많아져 버리기 때문에, 종합적인 중량이나 체적이 커져 버린다. 즉, 복수의 축전 장치를 병용함으로써 종합적인 출력(파워)을 높게 할 수 있어도, 중량이나 체적당 출력(파워 밀도)은 여전히 낮다.For example, a plurality of power storage devices may be electrically connected in series in order to supplement the performance of each power storage device when a power storage device with insufficient performance is used. In this case, even if sufficient performance as a whole is obtained, the number of power storage devices increases, and the overall weight or volume increases. That is, even if a plurality of power storage devices are used in combination to increase the overall output (power), the output per unit weight or volume (power density) is still low.

실시 형태의 축전 시스템에 있어서의 급속 충방전 축전 디바이스는 파워 밀도가 높고, 예를 들어 단일 셀의 상태로도 충분한 출력을 나타낼 수 있다. 또한, 급속 충방전 축전 디바이스의 셀을 복수, 예를 들어 전기적으로 직렬 접속한 경우도, 종합적인 중량이나 체적의 증가를 비교적 낮게 억제하면서도, 높은 출력을 얻을 수 있다. 즉, 급속 충방전 축전 디바이스의 중량 파워 밀도는, 예를 들어 셀1개당 7000W/kg 이상이다. 또한, 복수의 셀을 직렬 접속시킨 경우도 종합적인 중량 파워 밀도가 7000W/kg 이상일 수 있다. 마찬가지로, 급속 충방전 축전 디바이스의 체적 파워 밀도는, 예를 들어 셀 1개당 10000W/L 이상이며, 복수의 셀을 직렬 접속시킨 경우도 종합적인 체적 파워 밀도가 10000W/L 이상일 수 있다.The rapid charge / discharge battery device in the power storage system according to the embodiment has a high power density and can exhibit sufficient output even in a single cell state, for example. Further, even when a plurality of cells of the rapid charge / discharge battery device are electrically connected in series, for example, a high output can be obtained while suppressing an overall increase in weight or volume to a relatively low level. That is, the weight power density of the rapid charge / discharge battery device is, for example, 7000 W / kg or more per cell. Further, even when a plurality of cells are connected in series, the overall weight power density may be 7000 W / kg or more. Similarly, the volume power density of the rapid charge / discharge battery device is, for example, 10000 W / L or more per cell, and the total volume power density may be 10000 W / L or more even when a plurality of cells are connected in series.

구체예로서, 예를 들어 1 셀의 파워 밀도가 13000W/kg, 1 셀의 중량이 0.09kg인 급속 충방전 축전 디바이스를 직렬로 12개 접속한 경우, 종합적인 파워(W)는 14040(W)으로 된다. 파워(W)=파워 밀도(W/kg)×중량(kg)×직렬수로 구해진다. 혹은, 파워(W)=파워 밀도(W/L)×체적(L)×직렬수로 구할 수도 있다.As a specific example, when twelve rapid charging / discharging electric devices having one cell with a power density of 13000 W / kg and one cell with a weight of 0.09 kg are connected in series, the total power (W) is 14040 W, . Power (W) = power density (W / kg) × weight (kg) × number of series. Alternatively, power (W) = power density (W / L) x volume (L) x number of series can also be obtained.

실시 형태의 축전 시스템은, 파워 밀도가 7000W/kg 미만인 이차 전지와, 7000W/kg 이상인 급속 충방전 축전 디바이스를 조합한 것이다. 파워 밀도가 높은 급속 충방전 축전 디바이스를 사용하고 있기 때문에, 이차 전지보다도 먼저 급속 충방전 축전 디바이스에 의해 충방전을 행할 수 있다. 그 때문에, 순간적인 전력 공급이 가능하게 된다.The power storage system of the embodiment is a combination of a secondary battery having a power density of less than 7000 W / kg and a rapid charge / discharge storage device of 7000 W / kg or more. Since the rapid charge / discharge battery device having high power density is used, charge / discharge can be performed by the rapid charge / discharge battery device before the secondary battery. Therefore, momentary power supply becomes possible.

또한, 이차 전지는 에너지 밀도가 30Wh/kg 이상인 것이 바람직하다. 에너지 밀도는 이차 전지의 용량을 나타내는 값이다. 용량이 큰 이차 전지와, 순발력이 높은 축전 디바이스를 조합한 축전 시스템이다. 이러한 축전 시스템은, 급속 충방전 축전 디바이스에 의해, 급속 충방전을 행할 수 있다. 그 때문에, 이차 전지의 충방전 횟수를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 이차 전지의 열화를 방지할 수 있다.The secondary battery preferably has an energy density of 30 Wh / kg or more. The energy density is a value indicating the capacity of the secondary battery. A secondary battery having a large capacity, and a power storage device having a high instantaneous power. Such a power storage system can perform rapid charge and discharge by the rapid charge / discharge storage device. Therefore, the number of charging and discharging of the secondary battery can be reduced. Thus, deterioration of the secondary battery can be prevented.

이차 전지의 종류에 따라 파워 밀도 및 에너지 밀도의 값이 상이하지만, 전형적인 예를 이하에 든다.Although the values of the power density and the energy density are different depending on the type of the secondary battery, a typical example is given below.

전형적인 리튬 이온 이차 전지의 파워 밀도는, 예를 들어 2400W/kg(약 3730W/L) 정도일 수 있다. 전형적인 리튬 이온 이차 전지의 에너지 밀도는, 예를 들어 120Wh/kg(약 190Wh/L) 정도일 수 있다.The power density of a typical lithium ion secondary battery may be, for example, about 2400 W / kg (about 3730 W / L). The energy density of a typical lithium ion secondary battery may be, for example, about 120 Wh / kg (about 190 Wh / L).

전형적인 납 전지의 파워 밀도는, 예를 들어 100W/kg 정도일 수 있다. 전형적인 납 전지의 에너지 밀도는, 예를 들어 30Wh/kg 정도일 수 있다.The power density of a typical lead battery may be, for example, about 100 W / kg. The energy density of a typical lead battery may be, for example, about 30 Wh / kg.

전형적인 니켈 수소 전지의 파워 밀도는, 예를 들어 300W/kg 정도일 수 있다. 전형적인 니켈 수소 전지의 에너지 밀도는, 예를 들어 40Wh/kg 정도일 수 있다.The power density of a typical nickel hydrogen battery may be, for example, about 300 W / kg. The energy density of a typical nickel hydrogen battery may be, for example, about 40 Wh / kg.

또한, 전기 이중층 캐패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor)와 같은 전형적인 캐패시터의 파워 밀도는, 예를 들어 6700W/kg 정도일 수 있다. 전형적인 캐패시터의 에너지 밀도는, 예를 들어 약 4Wh/kg 정도일 수 있다.Also, the power density of a typical capacitor such as an Electric Double Layer Capacitor (EDLC) may be, for example, about 6700 W / kg. The energy density of a typical capacitor may be, for example, about 4 Wh / kg.

또한, 이차 전지의 셀과 급속 충방전 축전 디바이스의 셀 중량의 합계 중량을 축전 시스템의 셀 중량으로 했을 때, 축전 시스템의 에너지 밀도(Wh/kg)/축전 시스템의 셀 중량(kg)의 비가 1 이상인 것이 바람직하다. 축전 시스템의 셀 중량에 비하여 에너지 밀도가 높다는 것은 용량에 비하여 경량화가 되어 있음을 나타내는 것이다.The ratio of the energy density (Wh / kg) of the storage system / the cell weight (kg) of the storage system to the cell weight of the storage system when the total weight of the cells of the secondary battery cell and the rapid charge- Or more. The fact that the energy density is higher than the cell weight of the storage system indicates that it is lighter than the capacity.

바꾸어 말하면, 축전 시스템의 에너지 밀도를 ES로 나타내고, 축전 시스템에 있어서의 이차 전지의 셀과 급속 충방전 축전 디바이스의 셀의 합계 중량을 WS로 나타냈을 때, 축전 시스템의 에너지 밀도 ES(Wh/kg)와 축전 시스템의 셀 중량 Ws(kg)의 비 ES/WS, 즉 축전 시스템에 있어서의 셀의 총중량에 대한 총에너지 밀도가 1 이상인 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 축전 시스템은, ES/WS≥1이라고 하는 관계를 만족시키고 있다.In other words, when the energy density of the power storage system is represented by E S , and the total weight of the cells of the secondary battery and the cells of the rapid charge-discharge device in the power storage system is represented by W S , the energy density E S it Wh / kg) and greater than the non-E S / W S, i.e., the total energy density on the total weight of the cell according to the power storage system of the cell weight W s (kg) of the power storage system 1 is preferred. Such a preferable power storage system satisfies the relationship E S / W S? 1.

또한, 파워 밀도가 높은 급속 충방전 축전 디바이스를 사용함으로써, 축전 시스템의 소형화, 경량화도 가능하다. 축전 시스템의 소형화, 경량화는 후술하는 차량 등에 탑재했을 때에 차량의 연비 개선에도 효과가 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 차량의 회생 에너지를 충전할 때에, 25km/h 이상의 속도에서도 축전 가능하게 된다.Also, by using a rapid charge / discharge battery device having high power density, it is possible to reduce the size and weight of the power storage system. The reduction in size and weight of the power storage system is also effective in improving the fuel economy of the vehicle when mounted on a vehicle to be described later. Further, as described later, when the regenerative energy of the vehicle is charged, it is possible to store even at a speed of 25 km / h or more.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 이차 전지 또는 급속 충방전 축전 디바이스 중 어느 한 종류 또는 두 종류를 복수개 접속해도 된다. 도 2에서는, 제1 이차 전지(2-1), 제2 이차 전지(2-2), 제1 급속 충방전 축전 디바이스(3-1), 제2 급속 충방전 축전 디바이스(3-2)이다. 제1 이차 전지(2-1)와 제2 이차 전지(2-2)를 직렬로 접속하고 있다. 또한, 제1 급속 충방전 축전 디바이스(3-1)와 제2 급속 충방전 축전 디바이스(3-2)를 직렬로 접속하고 있다. 이차 전지끼리를 직렬, 급속 충방전 축전 디바이스끼리를 직렬로 접속한다. 이차 전지 군과 급속 충방전 축전 디바이스 군을 병렬로 접속한다. 이에 의해 축전 시스템의 용량을 크게 할 수 있다.Further, as shown in Fig. 2, a plurality or a plurality of types of secondary batteries or quick charge / discharge devices may be connected. 2, the first secondary battery 2-1, the second secondary battery 2-2, the first rapid charge / discharge battery device 3-1, and the second rapid charge / discharge battery device 3-2 . The first secondary battery 2-1 and the second secondary battery 2-2 are connected in series. Further, the first rapid charge / discharge battery device 3-1 and the second quick charge / discharge battery device 3-2 are connected in series. The secondary batteries are connected in series and the rapid charging / discharging storage devices are connected in series. The secondary battery group and the fast charge / discharge storage device group are connected in parallel. Thus, the capacity of the power storage system can be increased.

도 2에서는, 이차 전지 군에 있어서 두 이차 전지(2-1 및 2-2)가 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 예를 나타냈다. 그러나, 이차 전지 군에서는, 셋 이상의 이차 전지가 직렬로 접속되어 있어도 된다. 혹는, 이차 전지 군에 있어서, 셋 이상의 이차 전지가 직렬 접속과 병렬 접속을 조합하여 전기적으로 접속되어 있어도 된다.2 shows an example in which two secondary batteries 2-1 and 2-2 are electrically connected in series in the secondary battery group. However, in the secondary battery group, three or more secondary batteries may be connected in series. Alternatively, in the secondary battery group, three or more secondary batteries may be electrically connected by a combination of series connection and parallel connection.

한편으로, 도 2에 있어서의 급속 충방전 축전 디바이스 군에서는, 두 급속 충방전 축전 디바이스(3-1 및 3-2)가 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 예를 나타냈다. 그러나, 급속 충방전 축전 디바이스 군에서는, 셋 이상의 급속 충방전 축전 디바이스가 직렬로 접속되어 있어도 된다. 혹은, 급속 충방전 축전 디바이스 군에 있어서, 셋 이상의 급속 충방전 축전 디바이스가 직렬 접속과 병렬 접속을 조합하여 전기적으로 접속되어 있어도 된다.On the other hand, in the fast charge / discharge storage device group in Fig. 2, the two rapid charge / discharge devices 3-1 and 3-2 are electrically connected in series. However, in the rapid charge / discharge storage device group, three or more rapid charge / discharge storage devices may be connected in series. Alternatively, in the rapid charge / discharge storage device group, three or more rapid chargeable / dischargeable devices may be electrically connected by a combination of series connection and parallel connection.

또한, 이차 전지(2)와 급속 충방전 축전 디바이스(3)의 전기적인 접속의 형태는, 병렬 접속에 한정되지 않는다. 예를 들어, 축전 시스템(1)이 자동차 등의 차량에 구비되어 있는 경우에는, 이차 전지(2)와 급속 충방전 축전 디바이스(3)(이차 전지 군과 급속 충방전 축전 디바이스 군)가 전기적으로 직렬 접속될 수 있다.Further, the form of electrical connection between the secondary battery 2 and the quick charge / discharge battery device 3 is not limited to the parallel connection. For example, when the power storage system 1 is provided in a vehicle such as an automobile, the secondary battery 2 and the rapid charge / discharge storage device 3 (the secondary battery group and the rapid charge / discharge storage device group) And can be connected in series.

자동차에는, 얼터네이터가 사용되고 있다. 상세는 후술하지만, 얼터네이터에서 발전된 전기(회생 에너지)는, 우선 급속 충방전 축전 디바이스에 축적된다. 그 후, 급속 충방전 축전 디바이스로부터의 전기는, DC-DC 컨버터 등의 제어 회로를 통하여 급속 충방전 축전 디바이스와 전기적으로 직렬 접속되어 있는 이차 전지에 충전된다. 이차 전지에 충전된 전기는, 예를 들어 자동차에 내장되어 있는 에어컨 등의 전자 기기를 포함하는 부하에 공급되어, 이용할 수 있다.In automobiles, alternators are used. Electricity (regenerative energy) generated by the alternator is first accumulated in the rapid charge / discharge battery device, as will be described later in detail. Thereafter, electricity from the rapid charge-discharge device is charged into the secondary battery electrically connected in series with the rapid charge-discharge device through a control circuit such as a DC-DC converter. The electricity charged in the secondary battery can be supplied to a load including an electronic device such as an air conditioner built in a vehicle, for example.

또한, 자동차의 얼터네이터에 접속되어 있는 축전 디바이스는, 이차 전지 군과 급속 충방전 축전 디바이스 군이 전기적으로 병렬 접속되어 있어도 된다.The battery device connected to the alternator of the vehicle may be electrically connected in parallel with the secondary battery group and the group of rapid charging and discharging storage devices.

또한, 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스는 일체화한 유닛 구조여도 되고, 떨어진 위치에 배치해도 된다.In addition, the secondary battery and the rapid charge / discharge battery device may be integrated unit structures or may be disposed at distant positions.

이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스는, 전기적으로 직접 접속되어 있어도 되고, 혹은, 상기 예와 마찬가지로, 예를 들어 DC-DC 컨버터 등의 제어 회로를 통하여 접속되어 있어도 된다.The secondary battery and the rapid charge / discharge battery device may be electrically connected directly, or may be connected through a control circuit such as a DC-DC converter, for example, as in the above example.

또한, 제어 회로로서는, DC-DC 컨버터 이외에, 스위칭 소자, 평균 셀 전압 제어, 전류 센서 등을 들 수 있다. 게다가, 필요에 따라, CPU, 온도 센서 등을 마련해도 된다.In addition to the DC-DC converter, the control circuit may include a switching element, an average cell voltage control, a current sensor, and the like. In addition, a CPU, a temperature sensor, and the like may be provided as necessary.

또한, 급속 충방전 축전 디바이스는, 전극층에 산화 텅스텐 분말을 구비하는 것이 바람직하다. 도 3에 급속 충방전 축전 디바이스의 셀 구조의 일례를 나타냈다. 도면 중, 4는 부극측 전극, 5는 정극측 전극, 6은 부극층, 7은 정극층, 8은 세퍼레이터, 9는 전해액이다.It is also preferable that the rapid charge / discharge battery device is provided with tungsten oxide powder in the electrode layer. 3 shows an example of the cell structure of the rapid charge / discharge battery device. In the figure, reference numeral 4 denotes a negative electrode, 5 denotes a positive electrode, 6 denotes a negative electrode layer, 7 denotes a positive electrode layer, 8 denotes a separator, and 9 denotes an electrolyte solution.

부극측 전극(4) 상에는 부극층(6)이 마련되어 있다. 또한, 정극측 전극(5) 상에는 정극층(7)이 마련되어 있다. 부극층(6)과 정극층(7)은 세퍼레이터(8)를 사이에 두고 대향 배치되어 있다. 또한, 부극층(6)과 정극층(7) 사이에는 전해액(9)이 충전되어 있다.A negative electrode layer 6 is provided on the negative electrode side electrode 4. A positive electrode layer 7 is provided on the positive electrode 5. The negative electrode layer 6 and the positive electrode layer 7 are opposed to each other with the separator 8 interposed therebetween. An electrolyte 9 is filled between the negative electrode layer 6 and the positive electrode layer 7.

부극층(6) 또는 정극층(7) 중 어느 한쪽에 산화 텅스텐 분말을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 산화 텅스텐 분말은, 활성화 에너지 Eα가 0.05eV 이하인 것이 바람직하다. 또한, 해당 분말이 상온(25℃)에서 호핑 전도 특성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 해당 분말의 산소 결손량이 1×1018cm-3 이상인 것이 바람직하다. 또한, 해당 분말의 캐리어 밀도가 1×1018cm-3 이상인 것이 바람직하다. 또한, 해당 분말의 평균 입경은 50㎛ 이하, 나아가서 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 평균 입경 1㎛ 미만의 나노 입자로 하는 것이 바람직하다. 이러한 산화 텅스텐 분말은 국제 공개 번호 WO2016/039157호 공보(특허문헌 3)에 나타나 있다.It is preferable to provide tungsten oxide powder in either the negative electrode layer 6 or the positive electrode layer 7. [ The tungsten oxide powder preferably has an activation energy E alpha of 0.05 eV or less. Further, it is preferable that the powder has a hopping conduction characteristic at room temperature (25 캜). Further, it is preferable that the oxygen deficiency amount of the powder is 1 x 10 18 cm -3 or more. It is also preferable that the carrier density of the powder is not less than 1 x 10 18 cm -3 . The average particle diameter of the powder is preferably 50 占 퐉 or less, more preferably 10 占 퐉 or less. It is also preferable that the nanoparticles have an average particle diameter of less than 1 mu m. Such tungsten oxide powder is disclosed in International Publication No. WO2016 / 039157 (Patent Document 3).

해당 산화 텅스텐 분말은, 산소 결손을 마련함으로써 축전 용량을 높게 하고, 충방전 효율을 높일 수 있다. 또한, 산소 결손량을 증가시킴으로써, WO2.68~2.75의 범위로 되도록 하는 것이 바람직하다.The tungsten oxide powder of the present invention can increase the storage capacity and improve the charging / discharging efficiency by providing oxygen deficiency. Further, by increasing the amount of oxygen deficiency, it is preferable to set the range of WO 2.68 to 2.75 .

산화 텅스텐의 결정 구조에 산소 결손을 도입함으로써, 결정 구조 중 Li 이온의 확산 경로가 커진다. 예를 들어, WO2.72로 표현되는 조성을 갖는 산화 텅스텐의 결정 구조는, 헥사고날 터널을 갖고 있으며, 결정 중 Li 이온의 확산이 빠르다. 그 때문에 Li 이온 전도성이 높으므로, 충방전 효율이 높아진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 산소 결손을 도입함으로써 산화 텅스텐을 포함하는 전극층의 내부 저항을 저하시킬 수 있다. 나아가서는, 급속 충방전 축전 디바이스의 내부 저항을 저감할 수 있다.By introducing oxygen deficiency into the crystal structure of tungsten oxide, the diffusion path of Li ions in the crystal structure becomes large. For example, the crystal structure of tungsten oxide having a composition represented by WO 2.72 has a hexagonal tunnel and diffusion of Li ions in the crystal is fast. Because of this, Li ion conductivity is high, so that the charging and discharging efficiency is enhanced. Further, as will be described later, by introducing oxygen deficiency, the internal resistance of the electrode layer including tungsten oxide can be reduced. Further, the internal resistance of the rapid charge / discharge battery device can be reduced.

산화 텅스텐의 결정 구조로의 산소 결손의 도입은, 예를 들어 산화 텅스텐 분말에 대하여 수소 혼합 질소 분위기 속에서의 처리를 실시함으로써 행할 수 있다.The introduction of oxygen deficiency into the crystal structure of tungsten oxide can be performed, for example, by treating the tungsten oxide powder in a hydrogen-mixed nitrogen atmosphere.

또한, 정극측 전극(5)과 부극측 전극(4)은 도전 재료로 이루어지는 것이다. 도전 재료로서는 구리, 알루미늄, 티타늄, 카본 코팅 알루미늄, 카본 코팅 구리 및 이들의 합금을 들 수 있다.The positive electrode 5 and the negative electrode 4 are made of a conductive material. Examples of the conductive material include copper, aluminum, titanium, carbon-coated aluminum, carbon-coated copper, and alloys thereof.

또한, 산화 텅스텐 분말을 부극층(6)에 사용했을 때, 정극층(7)은 리튬 복합 산화물이 바람직하다. 리튬 복합 산화물로서는, 코발트산 리튬(LiCoO2), 니켈산 리튬(LiNiO2), 망간산 리튬(LiMn2O4), 삼원계 재료(예를 들어, LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2) 등이 바람직하다. 또한, 산화 텅스텐 분말을 정극층(7)에 사용했을 때, 부극층(6)은 Li를 프리 도핑한 흑연계 재료나 금속층인 것이 바람직하다. 흑연계 재료로서는 그래파이트, 하드 카본, 카본 나노 튜브, 그래핀, 풀러렌을 들 수 있다. 금속층으로서는 리튬, 실리콘, 실리콘 합금을 들 수 있다. 이렇게 산화 텅스텐 분말로 이루어지는 전극층에 대향 배치되는 전극층은 Li 단체 또는 Li 복합 산화물인 것이 바람직하다. 이들의 조합은 Li 이온의 수수를 효율적으로 행할 수 있다. 그 때문에, 파워 밀도 및 에너지 밀도를 크게 할 수 있다.When the tungsten oxide powder is used for the negative electrode layer 6, the positive electrode layer 7 is preferably a lithium composite oxide. Examples of the lithium composite oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), ternary materials (for example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1 / 3 O 2 ) and the like are preferable. When the tungsten oxide powder is used for the positive electrode layer 7, the negative electrode layer 6 is preferably a graphite-based material or a metal layer pre-doped with Li. Examples of the graphite-based material include graphite, hard carbon, carbon nanotubes, graphene, and fullerene. Examples of the metal layer include lithium, silicon, and a silicon alloy. It is preferable that the electrode layer disposed opposite to the electrode layer made of the tungsten oxide powder is a Li single layer or a Li composite oxide. The combination of these can efficiently transfer Li ions. Therefore, the power density and the energy density can be increased.

또한, 산화 텅스텐 분말을 포함한 전극층의 내부 저항을 낮추는 것이, 급속 충방전 축전 디바이스의 셀 경량화 및 소형화하는 데 바람직하다. 구체적으로는, 전극층의 내부 저항을 저하시킴으로써, 급속 충방전 축전 디바이스의 내부 저항을 10Ω·cm2 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the internal resistance of the electrode layer including tungsten oxide powder is lowered so that the cell of the rapid charge-discharge battery device is reduced in weight and in size. Specifically, by reducing the internal resistance of the electrode layer, it is preferable to set the internal resistance of the rapid charge-discharge battery device to 10 Ω · cm 2 or less.

또한, 내부 저항을 저감시킴으로써, 축전 시에 셀의 발열량을 저감할 수 있다. 이에 의해, 차량의 이동 속도가 25km/h 이상이어도, 회생 에너지 등의 전기 에너지를 안전하게 축전할 수 있다.In addition, by reducing the internal resistance, it is possible to reduce the heat generation amount of the cell during power storage. Thereby, even if the moving speed of the vehicle is 25 km / h or more, electric energy such as regenerative energy can be safely stored.

차량의 이동 속도가 빠르면 회생 에너지는 대전류로 된다. 대전류를 축전 하려고 하면 셀이 발열하고, 안전상의 문제가 발생하고 있었다. 이 때문에 종래는, 예를 들어 15km/h 이하의 저속 영역에서만 회생 에너지를 축전하고 있었다. 실시 형태에 따른 급속 충방전 축전 디바이스는 내부 저항을 저감시켰기 때문에, 셀의 발열량을 억제할 수 있다. 이에 의해, 차량의 이동 속도가 25km/h 이상이어도, 축전할 때의 안전성이 높다.When the moving speed of the vehicle is high, the regenerative energy becomes a large current. If a large current is to be stored, the cell generates heat and a safety problem arises. For this reason, conventionally, the regenerative energy is stored only in a low speed region of 15 km / h or less, for example. Since the rapid charge / discharge battery device according to the embodiment reduces the internal resistance, the amount of heat generated by the cell can be suppressed. Thus, even when the moving speed of the vehicle is 25 km / h or more, safety at the time of storage is high.

축전 디바이스에 있어서의 내부 저항은, 예를 들어 이하와 같이 하여 저하시킬 수 있다. 예를 들어, 산화 텅스텐의 결정 구조에 산소 결손을 도입함으로써, 전극층의 내부 저항을 낮출 수 있다.The internal resistance in the electrical storage device can be reduced, for example, as follows. For example, by introducing oxygen deficiency into the crystal structure of tungsten oxide, the internal resistance of the electrode layer can be lowered.

또한, 산화 텅스텐 분말에 도전 재료를 혼합하는 방법도 들 수 있다. 또한, 산화 텅스텐 분말로 이루어지는 전극층과 부극측 전극 또는 정극측 전극 사이에 도전 재료를 마련하는 것도 유효하다. 도전 재료로서는 카본 분말을 들 수 있다. 산화 텅스텐 분말과 도전 재료를 함께 사용함으로써 전극층의 내부 저항을 저감할 수 있다. 내부 저항의 저감은 파워 밀도의 향상으로 연결된다. 산화 텅스텐 분말의 중량을 A(g), 도전 재료(카본 분말)의 중량을 B(g)라 했을 때, 0.01≤B/A≤0.3의 범위인 것이 바람직하다. 0.01 미만이면 도전 재료의 첨가의 효과가 작다. 또한, 0.3을 초과하면 산화 텅스텐 분말의 비율이 줄어들기 때문에 용량이 저하된다. 또한, 산화 텅스텐 분말의 평균 입경을 C(㎛), 도전 재료의 평균 입경을 D(㎛)라 했을 때, C>D인 것이 바람직하다. 도전 재료의 입경을 작게 함으로써, 산화 텅스텐 분말끼리의 간극에 들어가므로 내부 저항을 저감시키기 쉽다.A method of mixing a conductive material with a tungsten oxide powder may also be mentioned. It is also effective to provide a conductive material between the electrode layer made of tungsten oxide powder and the negative electrode or the positive electrode. As the conductive material, carbon powder can be mentioned. The internal resistance of the electrode layer can be reduced by using the tungsten oxide powder and the conductive material together. The reduction of the internal resistance is connected to the improvement of the power density. B / A? 0.3 when the weight of the tungsten oxide powder is A (g) and the weight of the conductive material (carbon powder) is B (g). If it is less than 0.01, the effect of addition of the conductive material is small. On the other hand, if it is more than 0.3, the content of the tungsten oxide powder is reduced and the capacity is lowered. It is preferable that C> D when the average particle diameter of the tungsten oxide powder is C (mu m) and the average particle diameter of the conductive material is D (mu m). By reducing the particle diameter of the conductive material, the tungsten oxide powder enters the gap between the tungsten oxide powders, so that the internal resistance can be easily reduced.

산화 텅스텐과 혼합되는 도전 재료나, 전극층과 부극측 전극 또는 정극측 전극 사이에 마련되는 도전 재료로서, 보다 구체적으로는, 예를 들어 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 그래파이트 등의 도전 보조제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 입자형 도전 보조제와 산화 텅스텐 분말을 혼합함으로써, 전극층에 있어서의 입자간의 콘택트 저항을 저감하고, 그 결과 내부 저항을 억제할 수 있다.More specifically, for example, a conductive auxiliary agent such as acetylene black, ketjen black or graphite may be used as the conductive material to be mixed with tungsten oxide or the conductive material to be provided between the electrode layer and the negative electrode or the positive electrode. For example, by mixing the particulate conductive auxiliary agent and the tungsten oxide powder, the contact resistance between the particles in the electrode layer can be reduced, and as a result, the internal resistance can be suppressed.

또한, 전극층과 부극측 전극 또는 정극측 전극 사이에 도전 재료를 마련하는 경우, 예를 들어 부극측 전극 또는 정극측 전극으로서의 금속박이나 합금박 상에 카본층 등의 도전층을 형성함으로써, 도전성을 향상시킴과 함께, 전극층과 박의 밀착성을 향상시킬 수 있다.When a conductive material is provided between the electrode layer and the negative electrode or between the positive electrode and the negative electrode, a conductive layer such as a carbon layer is formed on the metal foil or the alloy foil as the negative electrode or the positive electrode, The adhesion between the electrode layer and the foil can be improved.

도전층의 형성 방법은 다음 것에 한정되지는 않지만, 예를 들어 다음과 같이 하여 도전층을 형성할 수 있다. 도전 재료가 포함되어 있는 코팅재를 박의 표면에 도포한다. 도포된 코팅재를 건조시킴으로써, 도전층이 얻어진다. 또한, 도전 재료로서 카본 재료를 포함한 코팅재를 사용하여 알루미늄박 상에 카본층을 형성한 경우에는, 카본 코팅 알루미늄이 제작될 수 있다.The method of forming the conductive layer is not limited to the following, but a conductive layer can be formed, for example, as follows. The coating material containing the conductive material is applied to the surface of the foil. By drying the applied coating material, a conductive layer is obtained. Further, in the case where a carbon layer is formed on the aluminum foil by using a coating material containing a carbon material as the conductive material, carbon coated aluminum can be produced.

내부 저항을 저하시키는 또 다른 방법으로서, 프레스 처리를 실시함으로써 전극 밀도를 증대시키는 방법을 들 수 있다. 일례로서, 부극층에 산화 텅스텐 분말이 포함되어 있는 경우를 이하에 설명한다.As another method for lowering the internal resistance, there is a method of increasing the electrode density by performing a pressing treatment. As an example, the case where tungsten oxide powder is contained in the negative electrode layer will be described below.

우선, 부극측 전극 상에 부극층(산화 텅스텐층)을 형성한다. 부극층은, 산화 텅스텐 분말 이외에 도전 재료(도전 보조제)를 포함하고 있어도 된다. 또한, 부극측 전극은, 도전층을 포함하는 것이어도 된다.First, a negative electrode layer (tungsten oxide layer) is formed on the negative electrode. The negative electrode layer may contain a conductive material (a conductive auxiliary agent) in addition to the tungsten oxide powder. In addition, the negative electrode may include a conductive layer.

형성된 부극층에 대하여 프레스 처리를 행한다. 이때, 프레스 전 전극 밀도, 예를 들어 1.8g/cm3이었던 부극층의 밀도가 프레스의 결과, 예를 들어 3.6g/cm3 정도로 증가될 수 있다. 프레스 후 전극 밀도가 2.2g/cm3 이상인 것이 바람직하고, 3.0g/cm3 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 대향 전극인 정극(산화 텅스텐을 포함하지 않음)에 대해서도 프레스 처리를 실시하는 것이 바람직하다.The formed negative electrode layer is subjected to a pressing treatment. At this time, the density of the negative electrode layer, which was 1.8 g / cm 3 , for example, could be increased to about 3.6 g / cm 3 as a result of the press. Preferably after pressing the electrode density not less than 2.2g / cm 3, more preferably not less than 3.0g / cm 3. It is also preferable that the positive electrode (not including tungsten oxide), which is a counter electrode, is also subjected to a pressing treatment.

이상의 예에서는, 산화 텅스텐을 포함하는 부극층을 사용한 경우에 대하여 설명했지만, 산화 텅스텐을 포함하는 정극층을 구비한 축전 시스템의 경우도 마찬가지로, 프레스에 의해 정극층의 밀도를 증가시킬 수 있다.In the above example, a negative electrode layer containing tungsten oxide is used. However, in the case of a power storage system having a positive electrode layer containing tungsten oxide, the density of the positive electrode layer can also be increased by pressing.

프레스 처리에 있어서의 프레스 압은, 부극측 및 정극측 중 어느 것에 대해서도, 300kg/cm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 부극층 및 정극층 중 어느 것의 전극 밀도를 2.2g/cm3 이상으로 할 수 있다.The press pressure in the press treatment is preferably 300 kg / cm or more for both the negative electrode side and the positive electrode side. Thereby, the electrode density of either the negative electrode layer or the positive electrode layer can be set to 2.2 g / cm 3 or more.

내부 저항을 저감시키는 이들 수단을 조합해도 된다. 예를 들어, 산소 결손이 있는 산화 텅스텐과 카본층을 코팅한 금속박을 조합할 수 있다.These means for reducing the internal resistance may be combined. For example, tungsten oxide with oxygen deficiency and metal foil coated with a carbon layer can be combined.

또한, 정극층(7) 및 부극층(6)의 두께는 1㎛ 이상 100㎛ 이하의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 산화 텅스텐 분말로 이루어지는 정극층(7) 또는 부극층(6)은 공극률이 20% 이상 80% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 막 두께가 1㎛ 미만에서는 산화 텅스텐 분말량이 작기 때문에 용량이 저하된다. 한편, 100㎛를 초과하여 두꺼우면, 전해액이 내부까지 들어가기 어려워질 우려가 있다. 또한, 공극률이 80%를 초과하여 높으면 산화 텅스텐 분말량이 줄어들기 때문에 용량이 저하된다. 또한, 공극률이 20% 미만이면 전해액이 내부까지 들어오기 어려워질 우려가 있다.The thickness of the positive electrode layer 7 and the negative electrode layer 6 is preferably in the range of 1 占 퐉 to 100 占 퐉. The positive electrode layer 7 or the negative electrode layer 6 made of tungsten oxide powder preferably has a porosity of 20% or more and 80% or less. If the film thickness is less than 1 mu m, the amount of tungsten oxide powder is small and the capacity is reduced. On the other hand, if it is thicker than 100 mu m, the electrolyte may be hardly penetrated into the inside. If the porosity is higher than 80%, the amount of tungsten oxide powder is reduced, and the capacity is lowered. If the porosity is less than 20%, the electrolytic solution may hardly enter the inside.

정극층(7) 및 부극층(6) 중 어느 전극층에 대해서도, 전해액이 내부까지 들어가지 않으면, 산화 텅스텐 분말이나 그 이외의 전극 재료와 전해액의 접촉 면적이 저하된다. 그 결과, 정극과 부극 사이의 Li 이온의 수수 효율이 저하되기 때문에, 축전 디바이스의 파워 밀도가 저하될 수 있다.The contact area between the tungsten oxide powder and the other electrode material and the electrolyte decreases if the electrolyte does not reach the inside of any of the positive electrode layer 7 and the negative electrode layer 6. [ As a result, the efficiency of the exchange of Li ions between the positive electrode and the negative electrode is lowered, so that the power density of the electrical storage device may be lowered.

상술한 바와 같이 프레스 처리에 의해 전극 밀도를 증가시킬 경우, 공극률이 20% 이상 80% 이하에 머무르는 범위에서 전극 밀도를 높이는 것이 바람직하다.As described above, when the electrode density is increased by the pressing treatment, it is preferable to increase the electrode density in a range where the porosity stays 20% or more and 80% or less.

또한, 세퍼레이터는, 다공질의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌으로 이루어지고, 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하이고, 부극 전극과 정극 전극에 의한 단락을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 전해액은, Li 염으로서 LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3을 전해질로서 함유하고, 비수 용매로서 에틸렌카르보네이트(EC), 프로필렌카르보네이트(PC), 부틸렌카르보네이트(BC), 디메틸카르보네이트(DMC), 디에틸카르보네이트(DEC), 에틸메틸카르보네이트(EMC), 감마부티로락톤(γ-BL), 발레로락톤(VL) 및 이들의 혼합 용매인 것이 바람직하다.It is preferable that the separator is made of porous polyethylene or polypropylene and has a thickness of 5 占 퐉 or more and 50 占 퐉 or less so as to prevent a short circuit by the negative electrode and the positive electrode. The electrolytic solution contains LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , and LiCF 3 SO 3 as a Li salt as an electrolyte, and contains ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), gamma butyrolactone (γ-BL), valerolactone (VL) It is preferably a mixed solvent.

정극과 부극이 마주 향하는 면적이 많은 쪽이, 이들 전극간에서 Li 이온을 효율적으로 수수할 수 있는 영역이 많아지기 때문에, 파워 밀도를 향상시키는 데 바람직하다. 정극과 부극의 대향 면적은, 예를 들어 각각의 전극의 면적을 확대하고, 또한 서로 중첩되는 부분이 많은 배치를 취함으로써 크게 할 수 있다. 또한, 복수의 정극과 복수의 부극을 사용해서, 예를 들어 다층 적층형 라미네이트 셀을 구축함으로써, 정극과 부극의 대향 면적을 종합적으로 크게 할 수 있다.It is preferable to increase the area where the positive electrode and the negative electrode face each other to improve the power density because the number of regions in which Li ions can be efficiently received between these electrodes increases. The opposed areas of the positive electrode and the negative electrode can be enlarged by, for example, enlarging the area of each electrode and arranging a lot of overlapping portions therebetween. Further, by using a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes, for example, by constructing a multi-layer laminate type laminated cell, the opposing areas of the positive electrode and the negative electrode can be collectively increased.

상기 설계를 적절하게 조합함으로써, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도를 7000W/kg 이상으로 할 수 있다. 구체적으로는, 산화 텅스텐 분말을 전극층에 사용하여, 상기 수단에 의해 내부 저항을 저감시키고, 전극층의 두께 및 공극률을 상술한 범위로 하고, 또한 정극과 부극이 대향하는 면적을 많게 함으로써 높은 파워 밀도를 나타내는 급속 충방전 축전 디바이스를 얻을 수 있다.By appropriately combining the above design, the power density of the rapid charge / discharge battery device can be made 7000 W / kg or more. Specifically, tungsten oxide powder is used for the electrode layer, the internal resistance is reduced by the above means, the thickness and the porosity of the electrode layer are set within the above-mentioned range, and the area where the positive electrode and the negative electrode face each other is increased, A rapid charge / discharge storage device can be obtained.

이상과 같은 축전 시스템은, 급속 충방전이 가능하게 된다. 또한, 파워 밀도가 높은 급속 충방전 축전 디바이스를 우선적으로 사용할 수 있으므로 이차 전지의 사용 횟수를 저감시킬 수 있다. 이 결과, 이차 전지의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 파워 밀도가 7000W/kg 이상인 급속 충방전 축전 디바이스를 사용함으로써, 축전 시스템으로서의 소형화, 경량화도 얻을 수 있다.In the above-described power storage system, rapid charging and discharging becomes possible. In addition, since the rapid charge / discharge battery device having high power density can be preferentially used, the number of times of use of the secondary battery can be reduced. As a result, the service life of the secondary battery can be extended. Further, by using a rapid charge / discharge battery device having a power density of 7000 W / kg or more, it is possible to achieve miniaturization and weight saving as a power storage system.

이러한 축전 시스템은, 차량, 전자 기기, 기계 설비에 사용하는 것이 바람직하다.Such a power storage system is preferably used in vehicles, electronic equipment, and mechanical equipment.

차량은, 자동차, 전동차 등을 들 수 있다. 자동차는, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터로 구동되는 자동차를 들 수 있다. 또한, 자동차는, 자가용차, 버스, 크레인 차, 트럭 등 특별히 한정되는 것은 아니다.The vehicle includes a car, a train, and the like. A car is a motor-driven automobile such as a hybrid car or an electric car. Further, the automobile is not particularly limited such as a private car, a bus, a crane car, and a truck.

모터로 구동되는 차량은 감속시 에너지를 회수·축적하여, 재이용하고 있다. 감속시 에너지를 회생 에너지라 칭하고 있다. 이 회생 에너지를 급속 충방전 축전 디바이스에 축전해 나간다. 회생 에너지는 감속시, 요컨대 브레이킹 시에 발생해 간다. 브레이크는 그 때마다 밟아지는 것이다. 파워 밀도 7000W/kg 이상의 급속 충방전 축전 디바이스를 사용하고 있기 때문에, 순간에 발생되는 회생 에너지를 효율적으로 회수할 수 있다. 또한, 모터의 가속시에 필요한 전기를 순간적으로 공급할 수 있다. 또한, 회생 에너지는 감속시에 발생된다. 지금까지는 15km/h 이하까지 감속했을 때밖에 축전되지 못하였다. 파워 밀도 7000W/kg 이상의 급속 충방전 축전 디바이스를 사용함으로써, 차량의 이동 속도가 25km/h 이상일 때에도 회생 에너지를 축전할 수 있다. 이 점으로부터도 축전 효율이 높아진다. 또한, 경량화도 할 수 있는 점에서 연비의 향상에도 연결된다.The motor-driven vehicle recovers and accumulates energy when decelerating. The energy at deceleration is called the regenerative energy. This regenerative energy is stored in the rapid charge / discharge storage device. The regenerative energy is generated when decelerating, in short, during braking. The brakes will be stepped on each time. Since the rapid charge-discharge device with a power density of 7000 W / kg or more is used, the instantaneous regenerative energy can be efficiently recovered. In addition, electricity necessary for acceleration of the motor can be instantaneously supplied. Also, the regenerative energy is generated at the time of deceleration. Until now, only a deceleration down to 15 km / h or less has been saved. By using a rapid charge / discharge battery device having a power density of 7000 W / kg or more, the regenerative energy can be stored even when the moving speed of the vehicle is 25 km / h or more. Also from this point, the efficiency of the storage increases. In addition, it is also possible to reduce the weight, which leads to an improvement in fuel economy.

또한, 전자 기기는, 전기로 구동되는 장치를 나타낸다. 예를 들어, CT 등의 의료 기기는 최대 전력에 맞춰서 계약 전력을 정하고 있다. 그에 비해, 통상의 사용 상황에서는 최대 전력의 50% 내지 80% 정도로 사용되고 있다. 실시 형태에 따른 축전 시스템을 사용함으로써, 최대 전력이 필요할 때만 모자란 전력을 축전 시스템으로부터 공급할 수 있다. 이 결과, 계약 전력을 낮출 수 있다. 파워 밀도가 높은 급속 충방전 축전 시스템을 사용하고 있는 점에서, 순간적으로 최대 전력이 필요하게 되었다고 해도 충분히 공급할 수 있다. 전자 기기는, 예를 들어 축전 시스템에 의해 최대 전력에 부족한 전력을 보충하는 방식을 이용하는 것을 포함한다.Further, the electronic apparatus represents an apparatus that is electrically driven. For example, medical devices such as CT set the contract power to the maximum power. On the other hand, it is used at about 50% to 80% of the maximum power under normal use conditions. By using the power storage system according to the embodiment, power can be supplied from the power storage system only when maximum power is required. As a result, the contracted power can be lowered. Since a rapid charge / discharge system with high power density is used, even if the maximum power is instantaneously required, it can be supplied sufficiently. The electronic device includes, for example, using a method of supplementing power that is insufficient for maximum power by a power storage system.

또한, 기계 설비는 가동되는 설비가 달린 것이다. 기계 설비로서는, 엘리베이터, 크레인, 로봇, 공작 기계로부터 선택되는 한 종류를 들 수 있다. 이들 기계 설비는 모터로 가동되는 설비를 갖는 것이다. 예를 들어, 엘리베이터는, 카를 상하로 승강시키는 모터(권상기)가 달려 있다. 모터가 달려있는 것은, 상승과 하강을 반복한다. 승강 시에 회생 에너지를 축전할 수 있다. 파워 밀도 7000W/kg 이상의 급속 충방전 축전 디바이스를 사용함으로써, 근소한 가속·감속이어도 축전할 수 있다.In addition, the machinery is equipped with running equipment. As the mechanical equipment, there is one kind selected from an elevator, a crane, a robot, and a machine tool. These machines are equipped with motors. For example, the elevator has a motor (a traction machine) for raising and lowering the car up and down. When the motor is attached, it repeats rising and falling. The regenerative energy can be stored at the time of ascending and descending. By using a rapid charge / discharge device with a power density of 7000 W / kg or more, even slight acceleration / deceleration can be stored.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 대해서, 차량 및 기계 설비에 있어서의 구체예나 실시의 양태를 도면을 참조하여 이하에 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power storage system according to an embodiment will be described below with reference to drawings, with reference to the drawings.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 관한 차량, 보다 구체적으로는 자동차에 있어서의 실시의 양태 일례로서, 도 4에 자동차의 회생 에너지의 회수를 나타내는 개략도를 나타냈다. 도면 중, 2는 이차 전지, 3은 급속 충방전 축전 디바이스, 10은얼터네이터, 11은 DC-DC 컨버터, 12는 부하, 41은 엔진, 42는 차륜이다.Fig. 4 is a schematic diagram showing the recovery of regenerative energy of a motor vehicle as an example of an embodiment of a vehicle related to the power storage system according to the embodiment, more specifically, an automobile. In the figure, reference numeral 2 denotes a secondary battery, 3 denotes a rapid charge / discharge battery device, 10 denotes an alternator, 11 denotes a DC-DC converter, 12 denotes a load, 41 denotes an engine and 42 denotes a wheel.

얼터네이터(10)는, 엔진(41)의 회전의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 교류 발전 장치이며, 에너지 회생을 담당한다. 예를 들어, 자동차의 감속시에 있어서도, 노면을 구르는 차륜(42)의 회전이 차축이나 차동 기어 등의 동력 전달 기구를 통하여 엔진(41)으로 전해지기 때문에, 엔진(41)은 회전한다. 얼터네이터(10)는, 이 회전의 에너지를 이용하여 발전을 행한다.The alternator 10 is an alternating current generator for converting kinetic energy of rotation of the engine 41 into electric energy and is responsible for energy recovery. For example, even when the vehicle is decelerated, the rotation of the wheel 42 that rolls the road surface is transmitted to the engine 41 via the power transmission mechanism such as an axle or a differential gear, so that the engine 41 rotates. The alternator 10 performs power generation using this rotation energy.

얼터네이터(10)에 의해 발전된 전기 에너지는, 일단, 급속 충방전 축전 디바이스(3)에 축전된다. 그 후, 급속 충방전 축전 디바이스(3)로부터 DC-DC 컨버터(11)을 통하여 이차 전지(2)에 전기를 모을 수 있다. 또한, 이차 전지(2)로부터 부하(12)에 전기를 공급하고, 이용할 수 있다. 부하(12)는, 예를 들어 카 내비게이션 시스템, 에어컨, 오디오 기기 등의, 자동차에 내장되어 있는 전자 기기 등을 포함한다.The electric energy generated by the alternator 10 is once stored in the rapid charge / discharge storage device 3. [ Thereafter, electricity can be collected from the rapid charge / discharge battery device 3 through the DC-DC converter 11 to the secondary battery 2. Further, electricity can be supplied from the secondary battery 2 to the load 12 and used. The load 12 includes, for example, an electronic device built in a vehicle, such as a car navigation system, an air conditioner, and an audio device.

부하(12)를 위한 전력으로서 이차 전지(2)에 모은 전기를 사용함으로써 예를 들어 하이브리드카에 있어서의 연료를 소비하는 엔진에서의 발전을 적게 해도, 충분히 전력을 공급할 수 있다. 그 결과, 연료 소비를 저감시킬 수 있다.By using the electricity collected in the secondary battery 2 as the power for the load 12, for example, it is possible to supply power sufficiently even if the power generation in the engine consuming the fuel in the hybrid car is reduced. As a result, fuel consumption can be reduced.

얼터네이터(10)에 의해 발전하고, 축전 시스템에 충전하는 것을 에너지 회생이라 한다. 즉, 자동차의 감속시 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 회생 에너지로서 회수한다.Generating by the alternator 10 and charging the power storage system is referred to as energy recovery. That is, the kinetic energy at the time of deceleration of the automobile is converted into electric energy, and is recovered as regenerative energy.

감속 에너지 회수량은, 충전 수용성의 영향을 크게 받는다. 즉, 얼터네이터로부터 회생 에너지를 배터리나 축전 시스템에 충전(축전)할 때, 배터리나 축전 시스템의 충전(축전) 속도 및 용량이 충분하지 않으면, 회생 에너지의 회수율이 저하될 수 있다. 예를 들어, 납 배터리의 충전 수용성이 제한되고, 얼터네이터의 발전 전력을 효율적으로 회수할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 캐패시터의 활용 검토가 진행되고 있다. 그러나, 단자 전압이 거의 일정한 납 배터리에 대하여 캐패시터는 충전 상태에 따라 전압이 변화한다. 그 때문에, 얼터네이터는 폭넓은 전압에 대응할 필요가 있다. 이를 감안하여, 12V-25V의 전압에 대응한 가변 전압식 얼터네이터도 개발되고 있다. 이 얼터네이터의 채용에 의해, 감속 회생시에 캐패시터 전압을 최대 25V까지 상승시켜서 발전하는 것이 가능하고, 에너지 회생량을 향상할 수 있다.Deceleration energy recovery is greatly affected by the water solubility. That is, when the charging (charging) speed and capacity of the battery or the power storage system are not sufficient when the alternator is charged (regenerated) with the regenerative energy into the battery or the power storage system, the recovery rate of the regenerative energy may be lowered. For example, the charge acceptance of the lead battery is limited, and the generated power of the alternator can not be efficiently recovered. Therefore, the utilization of the capacitor is under review. However, for a lead battery whose terminal voltage is almost constant, the voltage of the capacitor varies depending on the charged state. Therefore, the alternator needs to cope with a wide voltage. In consideration of this, a variable voltage type alternator corresponding to a voltage of 12V-25V is also being developed. By employing this alternator, it is possible to increase the capacitor voltage up to 25 V at the time of deceleration regeneration, and it is possible to improve the energy regeneration amount.

얼터네이터의 출력 및 전압에 따라, 전류량이 변화한다. 예를 들어, 축전 시스템의 단자 전압이 24V라 가정한 경우, 얼터네이터로부터의 출력이 3kW라면 125A의 전류로 축전 시스템이 축전되어(3kW=24V×125A), 출력이 5kW라면 208A의 전류(5kW=24V×208A), 출력이 10kW라면 416A의 전류(10kW=24V×416A)로 축전 시스템이 축전된다.The amount of current varies depending on the output and voltage of the alternator. For example, assuming that the terminal voltage of the power storage system is 24V, if the output from the alternator is 3kW, then the power storage system is charged (3kW = 24V x 125A) with a current of 125A and if the output is 5kW, 24V × 208A), and if the output is 10kW, the power storage system is stored at a current of 416A (10kW = 24V × 416A).

얼터네이터로부터 축전 시스템으로의 전류량이 너무 많으면, 셀이 발열하여 온도 상승함으로써 안전성이 손상될 우려가 있다. 안전성을 확보하기 위해서, 예를 들어 온도가 상승해 버렸을 경우에 냉각 기구의 스위치를 넣는, 또는 그 이상의 전류가 흐르지 않도록 스톱을 거는 안전 기구를 구비한 제어 회로를 채용할 수 있다. 냉각 기구의 가동에 전력을 소비하는 것이기 때문에, 전류량이 너무 많아지지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 축전 시스템의 충전 수용성이 얼터네이터의 출력에 대응할 수 있는 설계로 하는 것이 바람직하다.If the amount of current from the alternator to the power storage system is too large, there is a fear that the cell is heated and the temperature rises and safety is impaired. In order to ensure safety, for example, a control circuit having a safety mechanism for putting a switch of the cooling mechanism in a case where the temperature has risen or a stop mechanism for stopping the current flow may be adopted. Since it consumes electric power to operate the cooling mechanism, it is preferable that the amount of current is not excessively increased. For example, it is desirable that the design is such that the charge water solubility of the power storage system can correspond to the output of the alternator.

이차 전지(2)는 급속 충방전 축전 디바이스(3)와 비교하여 큰 용량을 갖는다. 급속 충방전 축전 디바이스(3)로부터 DC-DC 컨버터(11)를 통하여 이차 전지(2)에 회생된 전기를 충전함으로써, 급속 충방전 축전 디바이스(3)의 용량에 여유를 마련할 수 있다. 이렇게 함으로써, 급속 충방전 축전 디바이스(3)는 자동차가 다음에 감속할 때 발생되는 회생 에너지를 남김없이 회수할 수 있다. 급속 충방전 축전 디바이스(3)의 용량에 충분한 여유가 없으면, 회생 에너지를 회수할 수 있는 양이 적어질 수 있다. 혹은, 급속 충방전 축전 디바이스(3)가 과충전 상태로 되고, 안전성이 손상될 우려가 있다.The secondary battery 2 has a large capacity as compared with the rapid charge / discharge battery device 3. It is possible to provide a margin for the capacity of the rapid charging and discharging device 3 by charging the regenerated secondary battery 2 with electricity from the rapid charging and discharging device 3 through the DC-DC converter 11. [ By doing so, the rapid charge / discharge electric storage device 3 can recover the regenerated energy generated when the vehicle decelerates next time, without leaving out. If there is not enough margin in the capacity of the rapid charge / discharge battery device 3, the amount of recovering the regenerative energy can be reduced. Otherwise, the rapid charge / discharge electric storage device 3 may be overcharged and the safety may be impaired.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 관한 차량, 보다 구체적으로는 전동차, 즉 철도용 차량에 있어서의 실시의 양태의 일례로서, 도 5에 전동차의 회생 에너지의 회수를 나타내는 개략도를 나타냈다. 도면 중, 50은 전동차, 51은 펜타그래프, 52는 차륜, 1은 축전 시스템, 21은 전압 변환기, 22는 인버터, 23은 가선, 31은 선로이다.Fig. 5 is a schematic diagram showing the recovery of the regenerative energy of the electric motor as one example of the embodiment relating to the power storage system according to the embodiment, more specifically, the electric vehicle, that is, the railway vehicle. In the drawings, reference numeral 50 denotes a train, 51 denotes a pentagonal, 52 denotes a wheel, 1 denotes a power storage system, 21 denotes a voltage converter, 22 denotes an inverter, 23 denotes a line, and 31 denotes a line.

전동차(50)에 있어서, 펜타그래프(51), 전압 변환기(21), 축전 시스템(1), 인버터(22), 및 차륜(52)을 구동시키는 구동 모터(도시 생략)가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 펜타그래프(51)는, 전동차(50)의 노선 상에 배치되어 있는 가선(23)과 접촉한다. 펜타그래프(51)와 가선(23)의 접촉을 확실하게 하기 위해서, 펜타그래프(51)는, 예를 들어 스프링형 구조에 의해 높이의 변화가 가능한 것일 수 있다.A drive motor (not shown) for driving the pentagraph 51, the voltage converter 21, the power storage system 1, the inverter 22, and the wheel 52 is electrically connected to the electric motor vehicle 50 . Further, the pentagraph 51 comes into contact with the cantilever 23 disposed on the route of the electric motor vehicle 50. In order to ensure contact between the pentagraph 51 and the guard 23, the pentagonal 51 may be of a height changeable by, for example, a spring-like structure.

가선(23)으로부터 펜타그래프(51)를 통하여 전동차(50) 내에 직류 전력이 공급된다. 전압 변환기(21)는 직류 전압을 적절히 변환, 예를 들어 1500V의 직류를 600V의 직류로 변환하여, 인버터(22) 및 축전 시스템(1)에 공급한다. 전압 변환기(21)는, 예를 들어 DC-DC 컨버터일 수 있다. 인버터(22)는 직류 전력을 교류로 변환하고, 구동 모터에 공급한다. 구동 모터의 작동에 의해 차륜(52)이 구동함으로써, 전동차(50)가 주행될 수 있다.DC power is supplied from the guard wire 23 to the electric motor vehicle 50 via the pentagonal line 51. The voltage converter 21 appropriately converts the DC voltage, for example, converts a direct current of 1500 V into a direct current of 600 V, and supplies the direct current to the inverter 22 and the power storage system 1. [ The voltage converter 21 may be, for example, a DC-DC converter. The inverter 22 converts the direct current power into alternating current and supplies it to the drive motor. As the wheel 52 is driven by the operation of the drive motor, the electric motor vehicle 50 can be driven.

축전 시스템(1)에 공급된 직류 전력은, 예를 들어 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 이차 전지 또는 이차 전지 군에 축전된다. 또한, 직류 전류는, 이차 전지 대신에 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 급속 충방전 축전 디바이스 또는 급속 충방전 축전 디바이스 군, 또는 급속 충방전 축전 디바이스(군) 및 이차 전지(군) 양쪽에 축전되어도 된다.The DC power supplied to the power storage system 1 is stored in, for example, a secondary battery or a secondary battery group included in the power storage system 1. In addition, the direct current can be supplied to both of the rapid charge / discharge storage device or the rapid charge / discharge storage device group or the rapid charge / discharge storage device (group) and the secondary battery (group) included in the power storage system 1 instead of the secondary battery .

전동차(50)를 감속시킬 때, 예를 들어 구동 모터에의 전력 공급이 차단되고, 브레이크가 걸린다다. 차륜(52)이 선로(31) 상을 구르는 것에 의해 구동 모터가 회전하고, 회생 전력이 발생된다. 인버터(22)는 구동 모터에서 발생된 회생 전력을 직류로 변환하고, 축전 시스템(1)에 공급한다. 직류 변환되어서 축전 시스템(1)에 공급된 회생 전력은, 급속 충방전 축전 디바이스에 축전된다. 축전 시스템(1)이 회생 전력을 축전함으로써, 감속시에 운동 에너지를 회생할 수 있다.When the electric motor vehicle 50 is decelerated, for example, power supply to the drive motor is interrupted and brake is applied. When the wheel 52 rolls on the line 31, the driving motor rotates, and regenerative electric power is generated. The inverter 22 converts the regenerative electric power generated in the drive motor into a direct current and supplies it to the power storage system 1. The regenerative power supplied to the power storage system 1 after being DC-converted is stored in the rapid charge / discharge battery device. The power storage system 1 can regenerate kinetic energy at the time of deceleration by storing the regenerative electric power.

급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 높기 때문에, 축전 시스템(1)의 충전 수용성이 높다. 예를 들어, 순간적인 회생 전력량이 많아도 급속 충방전 축전 시스템의 온도 상승이 적다. 그 때문에, 역간에서 높은 주행 속도까지의 가속과 그로부터의 감속을 반복하는 전동차(50)에서는 감속시의 회생 전력이 대전류로 될 수 있지만, 축전 시스템(1)은 대전류의 입력에 대응할 수 있다.Since the power density of the rapid charge / discharge battery device is high, the charge storage property of the power storage system 1 is high. For example, even if the instantaneous regenerative power is large, the temperature rise of the rapid charge / discharge accumulation system is small. Therefore, the regenerative electric power at the time of deceleration can be large current in the electric vehicle 50 that repeats the acceleration from the inter-station to the high traveling speed and the deceleration therefrom, but the power storage system 1 can cope with the input of the large current.

에너지 회생에 의해 급속 충방전 축전 디바이스에 축전된 회생 전력은, 그 후 이차 전지에 충전될 수 있다. 상술한 자동차의 경우와 마찬가지로, 보다 용량이 큰 이차 전지에 회생 에너지를 옮겨 급속 충방전 축전 디바이스에 용량의 여유를 마련함으로써, 전동차(50)가 다음에 감속했을 때의 회생 전력을 보다 많이 회수할 수 있다. 급속 충방전 축전 디바이스에 용량의 여유를 확보하기 위해서, 펜타그래프(51)를 통하여 공급되는 전력은, 축전 시스템(1)의 이차 전지에 충전되는 것이 바람직하다.The regenerative electric power stored in the rapid charge-discharge device by energy recovery can be subsequently charged into the secondary battery. As in the case of the automobile described above, the regenerative energy is transferred to the secondary battery having a larger capacity to provide a capacity margin to the rapid charging / discharging storage device, whereby the regenerative electric power when the electric vehicle 50 is decelerated next is recovered more . It is preferable that the power supplied through the pentagraph 51 is charged in the secondary battery of the power storage system 1 in order to secure a capacity margin in the rapid charge /

축전 시스템(1)(급속 충방전 축전 디바이스 및/또는 이차 전지)에 축적된 전력은, 예를 들어 가선(23)이 없는 구간에 있어서 전동차(50)를 주행시키기 위하여 사용할 수 있다. 또한, 기타의 부하, 예를 들어 조명이나 에어컨, 전자 표시 패널 등의 전동차(50)가 내장하는 전자 기기의 전력으로서, 축전 시스템(1)에 축적된 전력을 사용할 수 있다.The electric power stored in the power storage system 1 (the rapid charge / discharge accumulation device and / or the secondary battery) can be used, for example, to drive the electric vehicle 50 in the section without the cusp 23. Further, electric power stored in the power storage system 1 can be used as electric power of an electronic apparatus in which the electric vehicle 50 such as a light load, an air conditioner, an electronic display panel, etc., is incorporated.

기계 설비에 있어서의 축전 시스템의 실시 양태를, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 실시 형태에 따른 축전 시스템을 사용하는 기계 설비로서는, 구동을 위하여 전력원을 요하는 전자 기기나, 가동할 때에 전력원을 요하는 설비를 포함하는 기계 설비를 들 수 있다.Embodiments of a power storage system in a mechanical equipment will be described with reference to the drawings. The mechanical equipment using the power storage system according to the embodiment includes an electronic equipment requiring a power source for driving and a mechanical equipment including a facility requiring a power source when operating.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 관한 기계 설비, 보다 구체적으로는 의료 기기에 있어서의 실시의 양태 일례로서, 도 6에 X선 발생 장치를 나타내는 회로도를 나타냈다. 도면 중, 60은 X선 발생 장치, 61은 제네레이터(X선 발생기), 62는 중앙 연산 처리 장치(CPU; Central Processing Unit), 1은 축전 시스템, 24는 배전반, R1은 촬영실이다.Fig. 6 is a circuit diagram showing an X-ray generating apparatus as an example of an embodiment of a mechanical apparatus related to a power storage system according to an embodiment, more specifically, a medical instrument. In the figure, reference numeral 60 denotes an X-ray generator, 61 denotes a generator (X-ray generator), 62 denotes a central processing unit (CPU), 1 denotes a power storage system, 24 denotes an switchboard, and R1 denotes a photographing room.

X선 발생 장치(60)는, 예를 들어 X선 CT(Computed Tomography) 장치에 포함되어 있는 X선 조사 장치일 수 있다. X선 CT 장치는, 예를 들어 X선 발생 장치(60)와의 유선 또는 무선으로의 신호의 교환이 가능한 X선 검출기를 포함할 수 있다.The X-ray generator 60 may be, for example, an X-ray irradiator included in an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus. The X-ray CT apparatus may include, for example, an X-ray detector capable of exchanging a signal with a wire or wireless with the X-ray generator 60.

CPU(62)는, X선 발생 장치(60)의 동작을 제어한다. 예를 들어, CPU(62)는, X선 발생 장치(60)의 각 부에의 전력의 공급을 제어 및 관리할 수 있다. 또한, CPU(62)는, X선 발생 장치(60)와 X선 검출기의 신호의 교환을 포함하는 X선 CT 장치 전체의 동작을 제어 및 관리할 수 있다.The CPU 62 controls the operation of the X-ray generator 60. For example, the CPU 62 can control and manage the supply of electric power to the respective parts of the X-ray generator 60. [ Further, the CPU 62 can control and manage the operation of the entire X-ray CT apparatus including the exchange of signals between the X-ray generator 60 and the X-ray detector.

배전반(24)으로부터 상용 전력이 축전 시스템(1)에 공급된다. 상용 전력은 축전 시스템(1)의 급속 충방전 축전 디바이스, 이차 전지, 또는 급속 충방전 축전 디바이스와 이차 전지 양쪽에 축전된다. 또한, 상용 전력의 일부는, CPU(62)에 공급되어, CPU(62)를 작동시키기 위하여 사용된다. 배전반(24)은, 예를 들어 X선 발생 장치(60)를 구비한 의료 시설 등에 마련되어 있는 배전반일 수 있다.The commercial power is supplied from the distribution board 24 to the power storage system 1. [ The commercial power is stored in both the rapid charge / discharge storage device of the power storage system 1, the secondary battery, or the rapid charge / discharge storage device and the secondary battery. A part of the commercial power is also supplied to the CPU 62 and used to operate the CPU 62. [ The switchboard 24 may be, for example, a switchboard provided in a medical facility provided with the X-ray generator 60. [

축전 시스템(1)에 축적된 전력은, 제네레이터(61)에 공급된다. 사용 상황에 따라서 제네레이터(61)가 필요로 하는 전력량이 상이하기 때문에, 제네레이터(61)에의 전력의 공급량은 CPU(62)에 의해 제어된다. 예를 들어, X선 화상의 촬영을 위하여 X선을 발생시킬 때 제네레이터(61)가 소비하는 전력은, 5.5kWs일 수 있다(출력이 80kW인 X선 제네레이터를 사용하고, 110kVA를 50msec 동안 소비한다고 했을 경우). 한편, 예를 들어 X선 화상의 촬영 후, 다음 촬영까지 기다리는 동안의 대기 시간 중에는, 제네레이터(61)가 소비하는 전력이 낮다.The electric power stored in the power storage system 1 is supplied to the generator 61. The supply amount of electric power to the generator 61 is controlled by the CPU 62 because the amount of electric power required by the generator 61 differs depending on the use situation. For example, the power consumed by the generator 61 when generating an X-ray for capturing an X-ray image may be 5.5 kWs (using an X-ray generator with an output of 80 kW and consuming 110 kVA for 50 msec . On the other hand, for example, the power consumed by the generator 61 is low during the waiting time after waiting for the next photographing after the photographing of the X-ray image.

단기간에 많은 전력이 필요할 때, 예를 들어 순간적으로 높은 출력이 필요해지는 X선 발생시는, 급속 충방전 축전 디바이스로부터 제네레이터(61)에 전력이 공급될 수 있다. 급속 충방전 축전 디바이스의 에너지 밀도가 높기 때문에, 순간적인 고출력에 대응할 수 있다. 전력 소비량이 적은 대기 시간 중 등은, 예를 들어 이차 전지로부터 제네레이터(61)에 전력이 공급될 수 있다. X선 화상의 촬영시 등의 고출력에 대비하여 전력의 여축을 확보하기 위해서, 고출력이 필요할 때만 급속 충방전 축전 디바이스에 축적된 전력을 이용하는 것이 바람직하다.Power can be supplied from the rapid charge / discharge battery device to the generator 61 when a large amount of electric power is required in a short period of time, for example, when an X-ray requiring a high output is instantaneously required. Since the energy density of the rapid charge-discharge device is high, it is possible to cope with a momentary high output. Power can be supplied to the generator 61 from the secondary battery, for example, during the waiting time when the power consumption is small. It is preferable to use the electric power stored in the rapid charge / discharge electric storage device only when a high output is required in order to secure a power margin against high output such as at the time of photographing of an X-ray image.

X선 발생 장치(60)는, 예를 들어 제네레이터(61)에서 X선을 발생시킬 때는 많은 전력(예를 들어, 5.5kWs)을 필요로 하지만, 예를 들어 대기 중에는 많은 전력을 요하지 않는다. 즉, 제네레이터(61)를 작동시킬 때만 높은 전력 공급량이 필요하게 될 수 있다. 예를 들어, 대기 중에 배전반으로부터 공급되는 상용 전력을 축전 시스템(1)의 급속 충방전 축전 디바이스에 축전하고, 제네레이터(61)를 작동시킬 때 급속 충방전 축전 디바이스에 축적된 전력을 순간적으로 취출하여 이용할 수 있다. 구체적인 예로서, 제네레이터(61)를 작동시키는 전력량이 5.5kWs이며, 5초마다 1회 작동시켜서 촬영을 행하는 것으로 한다. 급속 충방전 축전 디바이스에1.1kW의 전력을 5초간의 대기 시간 중에 공급하여 축적하면, 촬영 순간에 있어서의 제네레이터(61)의 작동을 조달할 수 있다.The X-ray generator 60 requires a lot of power (for example, 5.5 kWs) when generating X-rays in the generator 61, for example, but does not require much power in the air, for example. That is, a high power supply amount may be required only when the generator 61 is operated. For example, when the commercial power supplied from the switchboard in the air is stored in the rapid charge / discharge storage device of the power storage system 1 and the generator 61 is operated, the power stored in the rapid charge / discharge storage device is momentarily taken Can be used. As a concrete example, it is assumed that the amount of power for operating the generator 61 is 5.5 kWs, and the operation is performed once every 5 seconds. When the 1.1 kW of power is supplied to the rapid charge / discharge battery device during the waiting time of 5 seconds and accumulated, the operation of the generator 61 can be procured at the moment of shooting.

이와 같이, 축전 시스템(1)을 이용함으로써, 배전반(24)으로부터 상시 공급하는 전력을 낮게 억제해도, 제네레이터(61)에 충분한 전력을 공급할 수 있다. 그 때문에, 계약 전력이 X선 발생 장치(60)의 작동에 필요한 최대 전력을 채우지 못하는 경우에도, X선 발생 장치(60)의 작동에 지장을 초래하지 않는다.Thus, by using the power storage system 1, sufficient power can be supplied to the generator 61 even when the power supplied from the power distribution board 24 is always suppressed to a low level. Therefore, even when the contracted power does not satisfy the maximum power required for operation of the X-ray generator 60, the operation of the X-ray generator 60 is not hindered.

X선 발생 장치(60)의 제네레이터(61)와 CPU(62)와 축전 시스템(1)은, 도시한 바와 같이 의료 시설에 있어서의 촬영실(R1) 속에 설치될 수 있다. 혹은, CPU(62) 및 축전 시스템(1) 중 적어도 한쪽은 촬영실(R1) 밖에 설치될 수 있다. 예를 들어, CPU(62) 및/또는 축전 시스템(1)은 촬영실(R1)에 인접하는 전실(도시 생략)에 설치될 수 있다. 또한, 배전반(24)은 도 6에 도시하는 바와 같이 촬영실(R1)의 밖에 설치해도 되고, 혹은 촬영실(R1) 내에 설치해도 된다.The generator 61 of the X-ray generator 60, the CPU 62 and the power storage system 1 can be installed in the photographing room R1 in the medical facility as shown in the figure. Alternatively, at least one of the CPU 62 and the power storage system 1 may be installed outside the photographing room R1. For example, the CPU 62 and / or the power storage system 1 may be installed in a front chamber (not shown) adjacent to the photographing room R1. The distribution board 24 may be provided outside the photographing room R1 as shown in Fig. 6, or may be installed in the photographing room R1.

의료 시설은, 제네레이터(61)가 각각에 설치되어 있는 복수의 촬영실(R1)을 구비할 수 있다. 복수의 촬영실(R1)은, 각각에 CPU(62)가 설치되어 있어도 되고, 혹은, 예를 들어 하나의 CPU가 모든 촬영실에 있어서의 동작을 통괄하여 관리하고 있어도 된다. 또한, 복수의 촬영실(R1)은, 각각에 축전 시스템(1)이 마련되어 있어도 되고, 혹은, 예를 들어 하나의 축전 시스템(1)이 복수의 촬영실(R1)에 있어서의 각각의 제네레이터(61)에의 전력 공급을 조달할 수 있는 설계로 해도 된다.The medical facility may have a plurality of photographing rooms R1 in which the generators 61 are installed. The CPU 62 may be provided in each of the plurality of photographing rooms R1, or a single CPU may manage the operations in all the photographing rooms collectively. Alternatively, for example, one power storage system 1 may be provided in each of the generators 61 in the plurality of photographing rooms Rl. Alternatively, the power storage system 1 may be provided in each of the plurality of photographing rooms R1, The power supply to the power source can be provided.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 관한 엘리베이터에 있어서의 실시의 양태 일례로서, 도 7에 엘리베이터의 가동을 나타내는 개략도를 나타냈다. 도면 중, 70은 엘리베이터, 71은 카, 72는 균형추, 73은 권상기, 1은 축전 시스템, 25는 상용 전원, 26은 제어반이다.As an embodiment of an elevator relating to a power storage system according to an embodiment, Fig. 7 shows a schematic diagram showing the operation of the elevator. In the drawings, reference numeral 70 denotes an elevator, 71 denotes a car, 72 denotes a balance weight, 73 denotes a traction machine, 1 denotes a power storage system, 25 denotes a commercial power supply, and 26 denotes a control panel.

카(71)와 균형추(72)는, 권상기(73) 및 도르래를 통하여 케이블 등에 의해 접속되어 있다. 예를 들어, 권상기(73)가 케이블을 일방향으로 잡아 당김으로써, 카(71)가 상승함과 함께 균형추(72)가 하강한다. 권상기(73)가 케이블을 반대 방향으로 잡아 당김으로써, 카(71)가 하강함과 함께 균형추(72)가 상승한다.The car 71 and the balance weight 72 are connected to each other by a cable or the like through a hoisting machine 73 and a pulley. For example, when the traction machine 73 pulls the cable in one direction, the counterweight 72 descends with the car 71 rising. When the hoisting machine 73 pulls the cable in the opposite direction, the counterbalance 72 rises with the car 71 descending.

제어반(26)은 상황에 따라서 상용 전원(25)으로부터 전력을 권상기(73)에 공급한다. 권상기(73)는 공급된 전력을 사용하여 가동되어, 카(71)를 승강시킬 수 있다. 또한, 축전 시스템(1)의 이차 전지 또는 급속 충방전 축전 디바이스에 전기가 고여 있는, 즉 충전이 남아 있을 경우에는, 제어반(26)은 상용 전원(25) 대신 이차 전지 또는 급속 충방전 축전 디바이스로부터 전력을 권상기(73)에 공급할 수 있다. 제어반(26)은 상용 전원(25)과 축전 시스템(1) 양쪽으로부터 동시에 전력을 권상기(73)에 공급할 수도 있다.The control panel 26 supplies electric power from the commercial power supply 25 to the traction machine 73 in accordance with the situation. The hoisting machine 73 is operated using the supplied electric power, so that the car 71 can be raised and lowered. When the electric power is accumulated in the secondary battery or the rapid charging / discharging storage device of the power storage system 1, that is, when the charging is left, the control panel 26 receives the power from the secondary battery or the rapid charging / discharging storage device The electric power can be supplied to the traction machine 73. The control panel 26 may simultaneously supply electric power to the traction machine 73 from both the commercial power supply 25 and the power storage system 1. [

균형추(72)는, 예를 들어 카(71)의 탑승원의 인원수가 정원의 절반 정도일 경우에 카(71)와 균형이 잡히도록 설계되어 있다. 탑승원을 포함하는 카(71)의 무게로 균형추(72)의 무게가 거의 동등한 상태에서는, 상용 전원(25) 또는 축전 시스템(1)으로부터 공급된 전력에 의해 권상기(73)가 가동되어, 카(71)를 승강시킬 수 있다.The balance weight 72 is designed such that the balance weight 72 is balanced with the car 71 when the number of passengers of the car 71 is about half of the capacity. The hoisting machine 73 is operated by the electric power supplied from the commercial power supply 25 or the power storage system 1 in the state in which the weight of the counterbalance 72 is substantially equal to the weight of the car 71 including the occupant, 71).

카(71)에 타는 인원수가 많은 경우에는, 탑승원을 포함하는 카(71)의 무게가 균형추(72)의 무게보다 높아질 수 있다. 이 경우에는, 카(71)를 하강시킬 때 중력을 이용할 수 있고, 카(71)의 하강에 수반하여 케이블이 카(71)측으로 끌린다. 권상기(73)를 케이블이 통과함으로써 권상기(73)가 회전하여 발전한다. 즉, 중력에 의해 카(71)가 하강함으로써 회생 전력이 발생된다.When the number of people riding on the car 71 is large, the weight of the car 71 including the occupant may be higher than the weight of the weight 72. In this case, gravity can be used when lowering the crawler 71, and the cable is pulled toward the crawler 71 as the crawler 71 descends. As the cable passes through the hoisting machine 73, the hoisting machine 73 rotates and generates electricity. That is, when the car 71 descends due to gravity, regenerative electric power is generated.

한편으로, 카(71)에 타는 인원수가 적은 경우에는, 탑승원을 포함하는 카(71)의 무게가 균형추(72)의 무게보다 낮아질 수 있다. 이 경우에는, 카(71)를 상승시킬 때에 균형추(72)에 대한 중력의 작용을 이용할 수 있고, 카(71)의 상승에 수반해 케이블이 균형추(72)측으로 끌린다. 권상기(73)를 케이블이 통과함으로써 권상기(73)가 회전하여 발전한다. 즉, 중력에 의해 균형추(72)가 하강함으로써 회생 전력이 발생된다.On the other hand, when the number of people riding on the car 71 is small, the weight of the car 71 including the occupant can be lower than the weight of the weight 72. [ In this case, the action of gravity on the balance weight 72 can be utilized when raising the car 71, and the cable is attracted toward the balance weight 72 as the car 71 rises. As the cable passes through the hoisting machine 73, the hoisting machine 73 rotates and generates electricity. That is, when the balance weight 72 is lowered by gravity, regenerative electric power is generated.

어떠한 경우도, 권상기(73)가 발전한 회생 전력은, 제어반(26)을 통하여 축전 시스템(1)의 급속 충방전 축전 디바이스에 공급된다. 회생 전력은, 급속 충방전 축전 디바이스에 일단 축전된 후, 이차 전지에 공급될 수 있다. 혹은, 급속 충방전 축전 디바이스에 축전된 회생 전력은, 카(71)를 승강시키기 위한 전력으로서 권상기(73)에 공급될 수 있다. 상술한 차량의 예와 마찬가지로, 회수될 수 있는 회생 전력의 양을 많이 유지하기 위해서, 급속 충방전 축전 디바이스의 용량의 여유를 확보하는 것이 바람직하다. 급속 충방전 축전 디바이스에 축전된 회생 전력을 이차 전지 또는 권상기(73)로 이동시킴으로써, 급속 충방전 축전 디바이스의 여유 용량을 확보할 수 있다.In any case, the regenerative electric power generated by the traction machine 73 is supplied to the rapid charge / discharge electric storage device of the power storage system 1 through the control panel 26. The regenerative power can be supplied to the secondary battery once it is stored in the rapid charge / discharge battery device. Alternatively, the regenerative electric power accumulated in the rapid charge-discharge battery device can be supplied to the traction machine 73 as electric power for raising and lowering the car 71. It is preferable to secure a margin of the capacity of the rapid charge-discharge battery device in order to maintain a large amount of regenerative power that can be recovered, as in the case of the vehicle described above. By moving the regenerative electric power stored in the rapid charge / discharge electric storage device to the secondary battery or the traction device 73, the spare capacity of the rapid charge / discharge electric storage device can be ensured.

이차 전지에 축적된 회생 전력도, 필요에 따라 권상기(73)에 공급된다. 권상기(73)를 가동시키는 전력의 일부를 급속 충방전 축전 디바이스나 이차 전지에 축적된 회생 전력으로 제공함으로써, 상용 전원(25)로부터의 상용 전력의 사용량을 삭감할 수 있다. 또한, 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 이차 전지로서 대용량의 이차 전지를 사용함으로써, 정전 등에 의해 상용 전원(25)으로부터의 전력 공급을 받을 수 없는 사태에 있어서도, 엘리베이터(70)를 가동시킬 수 있다.The regenerative electric power accumulated in the secondary battery is also supplied to the traction machine 73 as necessary. The amount of the commercial power from the commercial power supply 25 can be reduced by providing a part of the electric power for operating the traction machine 73 as the regenerative electric power accumulated in the rapid charge / discharge electric storage device or the secondary battery. Also, by using a secondary battery of a large capacity as a secondary battery included in the power storage system 1, it is possible to operate the elevator 70 even in a situation where power supply from the commercial power supply 25 can not be received due to a power failure or the like have.

실시 형태에 따른 축전 시스템에 관한 로봇에 있어서의 실시의 양태의 일례로서, 도 8에 무인 반송차의 개략도를 나타냈다. 도면 중, 80은 무인 반송차, 81은 충방전 모니터 장치, 82는 충전기, 1은 축전 시스템, 25는 상용 전원이다.As an embodiment of the robot relating to the power storage system according to the embodiment, Fig. 8 shows a schematic diagram of the automatic guided vehicle. In the figure, reference numeral 80 denotes an unmanned conveyance vehicle, 81 a charge / discharge monitor device, 82 a charger, 1 a power storage system, and 25 a commercial power supply.

무인 반송차(80)가 충전될 때, 상용 전원(25)으로부터 충전기(82)를 통하여 축전 시스템(1)에 상용 전력이 공급된다. 충전할 때, 충전기(82)와 축전 시스템(1)은, 예를 들어 무인 반송차(80)에 마련되어 있는 외부 단자(도시하지 않음)를 통하여 전기적으로 접속될 수 있다.When the automatic guided vehicle 80 is charged, commercial power is supplied from the commercial power supply 25 to the power storage system 1 via the charger 82. [ The charger 82 and the power storage system 1 can be electrically connected through an external terminal (not shown) provided in the automatic guided vehicle 80, for example.

충방전 모니터 장치(81)는 축전 시스템(1)의 충전 상태(SOC)를 감시한다. 충방전 모니터 장치(81)는 축전 시스템(1) 전체로서의 충전 상태를 감시할 수 있다. 혹은, 충방전 모니터 장치(81)는 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 급속 충방전 축전 디바이스의 각 셀의 충전 상태, 및 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 이차 전지의 각 셀의 충전 상태를 감시할 수 있다. 또한, 전기적으로 접속된 복수의 급속 충방전 축전 디바이스 전체의 충전 상태, 즉 급속 충방전 축전 디바이스 군의 충전 상태, 그리고 전기적으로 접속된 복수의 이차 전지 전체의 충전 상태, 즉 이차 전지 군의 충전 상태를 감시할 수 있다.Charge / discharge monitor device 81 monitors the state of charge (SOC) of power storage system 1. The charge / discharge monitor device 81 can monitor the state of charge of the entire power storage system 1 as a whole. Alternatively, the charging / discharging monitoring device 81 may determine the charging state of each cell of the rapid charge / discharge battery device included in the power storage system 1 and the charging state of each cell of the secondary battery included in the power storage system 1 You can monitor. Further, the charging state of all of the plurality of electrically charged rapid charging / discharging electric storage devices, that is, the charging state of the rapid charging / discharging storage device group, and the charging state of the entire electrically connected plurality of secondary batteries, Can be monitored.

또한, 충방전 모니터 장치(81)는 축전 시스템(1)에 있어서의 이상 상태의 유무를 감시한다. 이상 상태는, 예를 들어 급속 충방전 축전 디바이스나 이차 전지의 과충전, 과방전, 과도한 온도 상승 등을 포함할 수 있다.The charge / discharge monitoring device 81 monitors the presence or absence of an abnormal state in the power storage system 1. [ The abnormal state may include, for example, overcharge, overdischarge, excessive temperature rise, etc. of the rapid charge / discharge battery device or the secondary battery.

충방전 모니터 장치(81)는, 예를 들어 축전 시스템(1)에 있어서의 이차 전지의 충전 상태가 소정값을 하회한 것을 검지하면, 도시하지 않은 제어 시스템에 신호를 송신한다. 제어 시스템은, 무인 반송차(80)에 구비되어 있어도 되고, 혹은, 무인 반송차(80)의 외부에 구비되어 있어도 된다. 신호는, 유선 또는 무선에 의해 제어 시스템에 송신될 수 있다.The charge / discharge monitoring device 81, for example, detects that the charging state of the secondary battery in the power storage system 1 is lower than the predetermined value, and transmits a signal to a control system not shown. The control system may be provided on the automatic guided vehicle 80 or on the outside of the automatic guided vehicle 80. [ The signal may be transmitted to the control system by wire or wireless.

이차 전지의 충전 상태가 소정값을 하회하였음을 연락하는 신호를 수신한 제어 시스템은, 충전의 지시를 무인 반송차에 전달할 수 있다. 지시는, 유선 또는 무선에 의해 전달될 수 있다. 지시를 수령한 무인 반송차는, 예를 들어 필요에 따라 충전기(82)와 축전 시스템(1)을 전기적으로 접속시킬 수 있는 소정 위치까지 이동하여 충전을 개시한다.The control system, which receives the signal indicating that the state of charge of the secondary battery is lower than the predetermined value, can transmit the charging instruction to the automatic guided vehicle. The indication may be transmitted by wire or wireless. The unmanned return vehicle that has received the instruction moves to a predetermined position, for example, to electrically connect the charger 82 and the power storage system 1, if necessary, and starts charging.

충전시, 축전 시스템(1)에 포함되어 있는 이차 전지, 급속 충방전 축전 디바이스, 또는 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스 양쪽에 동시에 상용 전력이 입력될 수 있다. 다음 이유로, 이차 전지를 충전하고 나서 급속 충방전 축전 디바이스를 충전하는 것이 바람직하다.At the time of charging, commercial power can be simultaneously input to both the secondary battery, the rapid charge / discharge battery device included in the power storage system 1, or both the secondary battery and the rapid charge / discharge battery device. For the following reason, it is preferable to charge the secondary battery to charge the rapid charge / discharge battery device.

상용 전원(25)으로부터 공급되는 전류량이 불안정하여 서지 전류가 발생되고, 축전 시스템(1)에 대전류가 공급되는 경우가 있다. 서지 전류가 발생된 것을, 예를 들어 충방전 모니터 장치(81) 또는 충전기(82)가 포함하는 제어 회로(도시하지 않음)가 검지한 경우에, 전류가 급속 충방전 축전 디바이스에 입력되도록 제어를 행한다. 급속 충방전 축전 디바이스는, 에너지 밀도가 높고 전력의 수용성이 높기 때문에, 서지 전류에 안전하게 대응할 수 있다. 예를 들어, 큰 서지 전류를 입력해도, 급속 충방전 축전 디바이스의 온도 상승이 억제되기 때문에, 가열에 의한 무인 반송차(80)의 부재의 손상 등이 발생되기 어렵다. 전류가 안정된 후, 급속 충방전 축전 디바이스에 일단 축적된 전력을 이차 전지에 충전하고, 급속 충방전 축전 디바이스의 용량을 열어 둠으로써, 다시 서지 전류의 발생에 대처할 수 있다.The amount of current supplied from the commercial power supply 25 is unstable, a surge current is generated, and a large current is supplied to the power storage system 1 in some cases. When the control circuit (not shown) including the charge / discharge monitor device 81 or the charger 82 detects the occurrence of the surge current, the control is performed so that the current is input to the rapid charge / discharge battery device I do. The rapid charge / discharge device has high energy density and high water-solubility, so it can safely cope with the surge current. For example, even when a large surge current is input, the temperature rise of the rapid charge / discharge storage device is suppressed, so that damage to the member of the automatic guided vehicle 80 due to heating is less likely to occur. After the current is stabilized, by charging the secondary battery with the power once accumulated in the rapid charge-discharge device, and by opening the capacity of the rapid charge-discharge device, it is possible to cope with the generation of the surge current again.

충방전 모니터 장치(81)는, 예를 들어 축전 시스템(1)이 만충전 상태로 된 것을 검지하면, 제어 시스템에 신호를 송신한다. 축전 시스템(1)의 만충전 상태는, 예를 들어 이차 전지가 만충전된 상태, 또는, 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스 양쪽이 만충전된 상태일 수 있다. 제어 시스템은, 상황에 따라, 무인 반송차에 운전 개시의 명령을 발할 수 있다.The charge / discharge monitoring device 81, for example, detects that the power storage system 1 is in the full charge state, and transmits a signal to the control system. The full charge state of the electrical storage system 1 may be a state in which the secondary battery is fully charged, or both the secondary battery and the rapid charge / discharge storage device are fully charged. The control system can issue an instruction to start the operation to the unmanned return vehicle, depending on the situation.

축전 시스템(1)에 있어서 대용량의 이차 전지를 사용함으로써 충전을 필요로 하는 횟수를 적게 할 수 있다. 충전의 횟수를 적게 함으로써 충전기(82)와 축전 시스템(1)을 전기적으로 접속시키는 것이 가능한 위치에 무인 반송차(80)가 오고 가는 횟수를 삭감할 수 있고, 작업 효율을 개선할 수 있다.By using a large-capacity secondary battery in the power storage system 1, it is possible to reduce the number of times that charging is required. By reducing the number of times of charging, it is possible to reduce the number of times that the automatic guided vehicle 80 comes and goes to a position where electrical connection between the charger 82 and the power storage system 1 can be made, and work efficiency can be improved.

이상과 같이, 실시 형태에 따른 축전 시스템을 탑재한 차량, 전자 기기, 기계 설비는 회생 에너지를 효율적으로 축전할 수 있다. 또한, 순간적인 방전에 대응할 수 있기 때문에, 최대 전력보다도 계약 전력을 낮출 수 있다.As described above, vehicles, electronic equipment, and machinery equipped with the power storage system according to the embodiments can efficiently store the regenerative energy. In addition, since the instantaneous discharge can be coped with, the contract power can be lower than the maximum power.

(실시예)(Example)

(실시예 1 내지 5, 비교예 1)(Examples 1 to 5 and Comparative Example 1)

급속 충방전 축전 디바이스를 이하와 같이 제작하였다.A rapid charge / discharge battery device was manufactured as follows.

·부극층 재료: 산화 텅스텐 분말 WO2.72(입경 2㎛), 도전 보조제(입경 0.03㎛의 아세틸렌 블랙), PVDF 바인더Negative electrode layer material: tungsten oxide powder WO 2.72 (particle diameter 2 μm), a conductive auxiliary agent (acetylene black having a particle diameter of 0.03 μm), a PVDF binder

·정극층 재료: LiCoO2 분말(입경 5㎛) 도전 보조제(입경 0.03㎛의 아세틸렌 블랙), PVDF 바인더Positive electrode layer material: LiCoO 2 powder (particle diameter: 5 μm) Conductive additive (acetylene black having a particle diameter of 0.03 μm), PVDF binder

·정극측 전극 기재, 부극측 전극 기재: 알루미늄박(두께 15㎛), 또는 카본 코팅 알루미늄박(두께 15㎛)Aluminum foil (thickness: 15 占 퐉) or carbon-coated aluminum foil (thickness: 15 占 퐉)

·세퍼레이터: 폴리프로필렌(두께 25㎛)Separator: Polypropylene (thickness: 25 占 퐉)

·전해액: EC/DEC(1/1vol%) 1M LiPF6 Electrolyte: EC / DEC (1 / 1vol%) 1M LiPF 6

이들을 사용하여, 표 1 및 표 2에 나타낸 시료 1 내지 3, 5 내지 6에 관한 급속 충방전 축전 디바이스를 제작하였다.Using these, rapid charge-discharge electric storage devices relating to Samples 1 to 3 and 5 to 6 shown in Table 1 and Table 2 were produced.

또한, 시료 4는 기존의 Li 이온 캐패시터로 하였다.Sample 4 was a conventional Li-ion capacitor.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

급속 충방전 축전 디바이스로서의 라미네이트 셀을 제작할 때, 복수의 부극과 복수의 정극을 사이에 세퍼레이터를 배치하여 교대로 적층시켰다. 표 1에 나타내는 대향 전극 총 면적은, 부극과 정극이 대향하고 있는 부분의 면적의 합계이다. 표 1에 나타내는 기타의 전극 설계, 즉 전극층의 두께, 밀도 및 공극률, 전극 기재, 및 산화 텅스텐 분말의 중량 A와 도전 보조제의 중량 B의 중량비 B/A는, 시료마다 부극과 정극에서 일치시켰다. 예를 들어, 시료(1)에 대해서는, 부극층의 두께와 정극층의 두께 모두 16㎛로 하였다.When fabricating a laminate cell as a rapid charge / discharge battery device, a separator was disposed between a plurality of negative electrodes and a plurality of positive electrodes to alternately laminate. The total area of the counter electrode shown in Table 1 is the sum of the areas of the portions where the negative electrode and the positive electrode face each other. The other electrode designs shown in Table 1, namely, the thicknesses, the density and the porosity of the electrode layers, the weight ratio B / A between the weight A of the electrode base material and the tungsten oxide powder and the weight B of the conductive auxiliary agent were matched at the positive electrode and the negative electrode for each sample. For example, with respect to the sample 1, both the thickness of the negative electrode layer and the thickness of the positive electrode layer were set to 16 mu m.

시료 1, 2, 4의 전극(부극 및 정극)을 제작할 때, 프레스를 실시하지 않았다. 시료 3, 5, 6의 전극(부극 및 정극)을 제작할 때는, 프레스를 실시하고, 전극 밀도를 높였다.When the electrodes (negative electrode and positive electrode) of Samples 1, 2 and 4 were produced, no pressing was performed. When the electrodes (negative electrode and positive electrode) of Samples 3, 5, and 6 were fabricated, they were pressed to increase the electrode density.

또한, 전극 밀도는, 다음과 같이 하여 측정하였다. 우선, 적층시킨 복수의 전극 중, 임의의 3층을 발출하여 측정 대상의 전극을 얻었다. 기재(알루미늄박 등)을 포함한 전극의 중량을 측정하였다. 또한, 기재를 포함한 전극의 치수(면적 및 두께)를 측정하고, 체적을 구하였다. 얻어진 값으로부터, 기재의 중량과 체적을 각각 빼서, 전극층만의 중량 및 체적을 산출하였다. 전극층의 중량을 체적으로 제산함으로써, 전극 밀도(기재 포함하지 않음)를 구하였다.The electrode density was measured in the following manner. First, arbitrary three layers out of a plurality of stacked electrodes were taken out to obtain an electrode to be measured. The weight of the electrode including the substrate (aluminum foil and the like) was measured. Further, the dimensions (area and thickness) of the electrode including the substrate were measured, and the volume was determined. From the obtained values, the weight and volume of the substrate were subtracted, respectively, and the weight and volume of the electrode layer alone were calculated. The weight of the electrode layer was divided by volume to obtain the electrode density (not including the substrate).

또한, 전극층(부극층 및 정극층)의 공극률은, 다음과 같이 하여 측정하였다. 전극층에 있어서의 가로 방향 20㎛×두께의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM; Scanning Electron Microscope)을 사용하여 관찰(20000배)하여, 포어(공극)의 면적을 측정하였다. 또한, 포어는 콘트라스트의 차로 판별할 수 있다. 또한, 일시야로 측정할 수 없을 때는 복수회로 나누어서 측정하였다.The porosity of the electrode layers (negative electrode layer and positive electrode layer) was measured as follows. The area of the pore (void) was measured by observing (20,000 times) a cross section of 20 mu m in thickness in the electrode layer in a transverse direction using a scanning electron microscope (SEM). In addition, the pores can be discriminated by the contrast difference. In addition, when it is not possible to measure in a visual field, it is measured by dividing into a plurality of circuits.

표 2에 나타낸 파워 밀도(중량 및 체적의 양단위), 에너지 밀도, 셀 중량, 셀 체적 및 내부 저항은, 먼저 설명한 방법으로 측정하였다. 1 셀 평균 전압은, 소정 전압 범위에 있어서 1C로 방전시켰을 때의 평균 전압을 측정한 것이다. 예를 들어, 급속 충방전 축전 디바이스 시료(1)의 경우에는, 셀을 1.5V 이상 2.5V 이하의 전압 범위에 있어서 1C로 방전시켰을 때에 측정된 평균 전압을 나타낸다.The power density (unit of weight and volume), energy density, cell weight, cell volume, and internal resistance shown in Table 2 were measured by the method described previously. The one-cell average voltage is an average voltage measured when discharging at 1 C in a predetermined voltage range. For example, in the case of the rapid charge / discharge battery device sample 1, it represents an average voltage measured when the cell is discharged at 1 C in a voltage range of 1.5 V or more and 2.5 V or less.

이어서, 이차 전지로서 납 전지를 준비하였다. 이차 전지는, 평균 전압 12V, 파워 밀도 100W/kg, 에너지 밀도 30Wh/kg, 중량 10kg, 용적 5.7L인 것이다.Subsequently, a lead battery was prepared as a secondary battery. The secondary battery had an average voltage of 12 V, a power density of 100 W / kg, an energy density of 30 Wh / kg, a weight of 10 kg, and a capacity of 5.7 L.

상기 급속 충방전 축전 디바이스 시료 1 내지 6과 이차 전지를 병렬로 조합하여 실시예 1 내지 5, 비교예 1에 따른 축전 시스템을 제작하였다. 조합 조건은 표 3에 나타낸 바와 같다. 또한, 축전 시스템의 셀 중량은, 급속 충방전 축전 디바이스의 셀 중량과 이차 전지의 셀 중량을 합계한 값이다.The power storage systems according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were fabricated by combining the rapid charge / discharge battery device samples 1 to 6 and the secondary battery in parallel. The combination conditions are as shown in Table 3. The cell weight of the power storage system is a sum of the cell weight of the rapid charge / discharge battery device and the cell weight of the secondary battery.

또한, 축전 시스템의 용적은, 급속 충방전 축전 디바이스의 셀 용적과 이차 전지의 셀 용적을 합계한 값이다.The capacity of the power storage system is a sum of the cell capacity of the rapid charge / discharge battery device and the cell capacity of the secondary battery.

축전 시스템 전체로서의 중량 파워 밀도와 에너지 밀도를, 다음과 같이 산출하였다. 축전 시스템의 중량 파워 밀도 PS=(급속 충방전 축전 디바이스의 중량 파워 밀도×직렬수에 따른 셀 총중량+이차 전지의 중량 파워 밀도×직렬수에 따른 셀 총중량)/(급속 충방전 축전 디바이스의 셀 총중량+이차 전지의 셀 총중량). 또한, 축전 시스템의 중량 에너지 밀도 ES=(급속 충방전 축전 디바이스의 중량 에너지 밀도×직렬수에 따른 셀 총중량+이차 전지의 중량 에너지 밀도×직렬수에 따른 셀 총중량)/(급속 충방전 축전 디바이스의 셀 총중량+이차 전지의 셀 총중량).The weight power density and the energy density as the whole power storage system were calculated as follows. Weight power density of power storage system P S = (weight power density of rapid charging / discharging device × total cell weight according to number of series + weight power density of secondary cell × total cell weight according to number of series) / Gross weight + cell gross weight of secondary cell). The weight energy density E S of the power storage system (weight energy density of the rapid charge / discharge device × total cell weight according to the number of series + weight energy density of the secondary battery × total cell weight according to the number of series) / (rapid charge / Gross cell weight of the cell + total cell weight of the secondary cell).

구체예로서, 실시예 1에 대하여 설명한다. 실시예 1에서는, 시료 1(파워 밀도 7000W/kg, 에너지 밀도 22.6Wh/kg)을 6개 직렬로 접속하였다. 그 때의 셀 중량은 0.54kg으로 된다. 납 전지(파워 밀도 100W/kg, 에너지 밀도 30Wh/kg)의 중량은 10kg이다. 이 때문에, 축전 시스템의 중량 WS는 0.54+10=10.54kg으로 된다. 축전 시스템의 파워 밀도는 (7000W/kg×0.54kg+100W/kg×10kg)/10.54kg=454W/kg으로 된다.As a specific example, the first embodiment will be described. In Example 1, six test pieces 1 (power density 7000 W / kg, energy density 22.6 Wh / kg) were connected in series. The weight of the cell at that time is 0.54 kg. Lead batteries (power density 100W / kg, energy density 30Wh / kg) weigh 10kg. For this reason, the weight W S of the power storage system is 0.54 + 10 = 10.54 kg. The power density of the power storage system is (7000 W / kg x 0.54 kg + 100 W / kg x 10 kg) /10.54 kg = 454 W / kg.

또한, 축전 시스템의 셀 중량에 대한 축전 시스템의 에너지 밀도 비 ES/WS를 산출하였다.In addition, the energy density ratio E S / W S of the storage system with respect to the cell weight of the storage system was calculated.

Figure pct00003
Figure pct00003

표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예에 따른 축전 시스템은, 파워 밀도, 에너지 밀도가 높았다. 또한, 비교예 1과 비교하여 셀의 중량도 경량화할 수 있다.As can be seen from Table 3, the power storage system according to the embodiment had high power density and high energy density. In addition, compared to Comparative Example 1, the weight of the cell can also be reduced.

게다가, 실시예에 따른 축전 시스템은, 비교예 1과 비교하여 소형화도 되어 있다.In addition, the power storage system according to the embodiment is also downsized as compared with the comparative example 1.

이어서, 3kW(=24V×125A), 5kW(=24V×208A), 10kW(=24V×416A)의 전력을 10초간 인가했을 때의 온도 상승을 측정하였다. 측정은 도 4에 도시한 바와 같이, 얼터네이터→급속 충방전 축전 디바이스→DC-DC 컨버터→이차 전지로 접속하여 행하였다.Subsequently, the temperature rise was measured when a power of 3 kW (= 24 V × 125 A), 5 kW (= 24 V × 208 A) and 10 kW (= 24 V × 416 A) was applied for 10 seconds. As shown in Fig. 4, the measurement was performed by connecting the battery from the alternator to the rapid charge / discharge battery device, the DC-DC converter, and the secondary battery.

인가된 전력 3kW, 5kW, 10kW는, 얼터네이터의 출력에 준한 것이다. 또한, 10초의 인가 시간은, 전기 자동차의 감속 시간을 상정한 것이다.The applied power of 3 kW, 5 kW, and 10 kW is based on the output of the alternator. The application time of 10 seconds assumes the deceleration time of the electric vehicle.

온도 상승의 측정 결과를 표 4에 나타냈다. 구체적으로는, 축전 시스템의 상온으로부터 상승된 온도를 나타냈다.The measurement results of the temperature rise are shown in Table 4. Specifically, the temperature was raised from the normal temperature of the power storage system.

Figure pct00004
Figure pct00004

표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예에 따른 축전 시스템은 온도 상승이 억제되어 있다. 얼터네이터의 출력이 5kW 이상 시에, 실시예와 비교예의 온도 상승의 차가 현저하였다. 얼터네이터의 출력은, 차량의 속도가 25km/h 이상일 때에 5kW 이상으로 될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 축전 시스템에서는, 25km/h 이상의 속도에서도 회생 에너지의 축전을 할 수 있었다. 이에 의해 축전 효율이 향상되는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 4, in the power storage system according to the embodiment, temperature rise is suppressed. When the output of the alternator was 5 kW or more, the difference in temperature rise between the examples and the comparative example was remarkable. The output of the alternator can be 5 kW or more when the vehicle speed is 25 km / h or more. That is, in the power storage system according to the embodiment, the regenerative energy can be stored even at a speed of 25 km / h or more. As a result, it can be seen that the storage efficiency is improved.

또한, 실시예에 따른 축전 시스템에서는, 얼터네이터의 출력이 5kW 이상일 때의 온도 상승이 억제되어 있기 때문에, 비교예와 비교하면 냉각 기구를 가동시키는 빈도를 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 차량에 있어서의 전력 효율을 높일 수 있다.Further, in the power storage system according to the embodiment, since the temperature rise when the output of the alternator is 5 kW or more is suppressed, the frequency of operating the cooling mechanism can be reduced as compared with the comparative example. Therefore, the power efficiency in the vehicle can be increased.

(실시예 1A 내지 5A, 비교예 1A)(Examples 1A to 5A, Comparative Example 1A)

또한, 이차 전지로서 Li 이온 이차 전지를 준비하였다. Li 이온 이차 전지는 평균 전압 3.6V, 파워 밀도 3400W/kg(약 6500W/L), 에너지 밀도 75Wh/kg(약 140Wh/L), 중량 0.25kg, 체적 0.13L인 것을 3 직렬로 하였다. (0.75kg, 0.39L)In addition, a Li ion secondary battery was prepared as a secondary battery. Li-ion secondary batteries were three-tiered with an average voltage of 3.6 V, a power density of 3400 W / kg (about 6500 W / L), an energy density of 75 Wh / kg (about 140 Wh / L), a weight of 0.25 kg and a volume of 0.13 L. (0.75 kg, 0.39 L)

납 전지 대신 Li 이온 이차 전지를 사용하여, 표 5에 나타낸 조합 조건에서 실시예 1A 내지 5A, 비교예 1A에 따른 축전 시스템을 제작하였다.A power storage system according to Examples 1A to 5A and Comparative Example 1A was produced under the combination conditions shown in Table 5 using a Li ion secondary battery instead of a lead battery.

Figure pct00005
Figure pct00005

이차 전지를 납 전지로부터 Li 이온 이차 전지로 바꿈으로써, 축전 시스템의 파워 밀도 PS, 에너지 밀도 ES가 커졌다. 이것은 이차 전지를 경량인 것으로 바꾸었기 때문이다.By changing to a Li ion secondary battery, the secondary battery from the lead battery, the increased power density P S, the energy density E S of the power storage system. This is because the secondary battery is replaced with a lightweight one.

실시예 1과 동일 조건의 측정을 행하고, 실시예 1A 내지 5A, 비교예 1A에 있어서의 급속 충방전 축전 디바이스의 온도 상승을 측정하였다. 결과를 표 6에 나타내었다.Measurement was carried out under the same conditions as in Example 1, and the temperature rise of the rapid charge-discharge battery devices in Examples 1A to 5A and Comparative Example 1A was measured. The results are shown in Table 6.

Figure pct00006
Figure pct00006

축전 시스템의 이차 전지의 종류를 변경해도, 마찬가지의 결과가 얻어졌다. 이렇게, 축전 시스템에 있어서, 다양한 이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스를 유닛화할 수 있음을 알았다.Similar results were obtained even when the type of the secondary battery of the power storage system was changed. Thus, it has been found that various secondary batteries and rapid charge / discharge storage devices can be unitized in the power storage system.

이상에서 설명한 적어도 하나의 실시 형태 및 실시예에 의하면, 파워 밀도가 7000W/kg 미만인 이차 전지와, 파워 밀도가 7000W/kg 이상인 급속 충방전 축전 디바이스를 포함하는 축전 시스템이 제공된다. 이 축전 시스템은, 순간적인 고출력에 대응하는 것이 가능하다.According to at least one embodiment and the embodiments described above, a power storage system including a secondary battery having a power density of less than 7000 W / kg and a rapid charge / discharge battery device having a power density of 7000 W / kg or more is provided. This power storage system can cope with a momentary high output.

이상, 본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 예시했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 기타의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경 등을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형예는, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다. 또한, 상술한 각 실시 형태는, 서로 조합하여 실시할 수 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, alterations, and the like can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications are included in the scope and spirit of the invention and are included in the scope of equivalents to the invention described in the claims. The above-described embodiments can be combined with each other.

Claims (13)

이차 전지와 급속 충방전 축전 디바이스를 구비하는 축전 시스템에 있어서, 이차 전지의 파워 밀도가 7000W/kg 미만, 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 7000W/kg 이상인 축전 시스템.A power storage system comprising a secondary battery and a rapid charge / discharge battery device, wherein a power density of the secondary battery is less than 7000 W / kg and a power density of the rapid charge / discharge battery device is 7000 W / kg or more. 파워 밀도가 7000W/kg 미만인 이차 전지와,
파워 밀도가 7000W/kg 이상인 급속 충방전 축전 디바이스
를 구비하는 축전 시스템.
A secondary battery having a power density of less than 7000 W / kg,
A rapid charge-discharge battery device having a power density of 7000 W / kg or more
.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 9000W/kg 이상인 축전 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the power density of the rapid charge / discharge battery device is 9000 W / kg or more.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급속 충방전 축전 디바이스의 파워 밀도가 10000W/L 이상인 축전 시스템.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the power density of the rapid charge / discharge battery device is 10000 W / L or more.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이차 전지의 에너지 밀도가 30Wh/kg 이상인 축전 시스템.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the secondary battery has an energy density of 30 Wh / kg or more.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이차 전지의 셀과 상기 급속 충방전 축전 디바이스의 셀의 중량의 합계 중량을 상기 축전 시스템의 셀 중량 WS라 했을 때, 상기 축전 시스템의 에너지 밀도ES와 상기 축전 시스템의 셀 중량 WS의 비 ES/WS가 1 이상인 축전 시스템.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
When the total weight of the cells of the secondary battery and the rapid charge and discharge storage device is the cell weight W S of the storage system, the energy density E S of the storage system and the cell weight W S of the storage system A power storage system having a ratio E S / W S of 1 or greater.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급속 충방전 축전 디바이스는, 산화 텅스텐 분말을 함유하는 전극층을 구비하는 축전 시스템.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the rapid charge / discharge battery device comprises an electrode layer containing tungsten oxide powder.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급속 충방전 축전 디바이스의 내부 저항이 10Ω·cm2 이하인 축전 시스템.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the internal resistance of said rapid charge-discharge battery device is 10? Cm 2 or less.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 축전 시스템을 구비하는 차량.A vehicle comprising the power storage system according to any one of claims 1 to 8. 제9항에 있어서,
상기 축전 시스템에 회생 에너지를 축전하는 차량.
10. The method of claim 9,
And the regenerative energy is stored in the power storage system.
제10항에 있어서,
상기 차량의 이동 속도가 25km/h 이상일 때에도, 상기 축전 시스템에 회생 에너지를 축전할 수 있는 차량.
11. The method of claim 10,
Wherein the regenerative energy can be stored in the power storage system even when the moving speed of the vehicle is 25 km / h or more.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 축전 시스템을 구비하는 기계 설비.A mechanical equipment comprising the power storage system according to any one of claims 1 to 8. 제12항에 있어서,
상기 기계 설비가 엘리베이터, 크레인, 로봇, 의료 기기 및 공작 기계로부터 선택되는 어느 한 종류인 기계 설비.
13. The method of claim 12,
Wherein the machine is any one selected from an elevator, a crane, a robot, a medical device, and a machine tool.
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