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JP5076918B2 - Power storage device - Google Patents

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JP5076918B2
JP5076918B2 JP2008010119A JP2008010119A JP5076918B2 JP 5076918 B2 JP5076918 B2 JP 5076918B2 JP 2008010119 A JP2008010119 A JP 2008010119A JP 2008010119 A JP2008010119 A JP 2008010119A JP 5076918 B2 JP5076918 B2 JP 5076918B2
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久純 渡邉
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Description

本発明は、蓄電部に電力を蓄え、必要な時に放電する蓄電装置に関するものである。   The present invention relates to a power storage device that stores power in a power storage unit and discharges it when necessary.

近年、環境への配慮や燃費向上のために、制動時に発電を行うことで制動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生システムを搭載した自動車(以下、車両という)が開発されている。この回生システムは車両減速時に発電機で発生する電力を充電することで、減速時以外の発電量を減らすことができるので、その分、エンジン負担が軽減され省燃費が可能となる。   In recent years, automobiles (hereinafter referred to as vehicles) equipped with a regenerative system that collects braking energy as electric energy by generating electric power during braking have been developed in order to consider the environment and improve fuel efficiency. This regenerative system can reduce the amount of power generation other than during deceleration by charging the power generated by the generator when the vehicle is decelerating, thereby reducing the load on the engine and saving fuel.

このような回生システムを従来の車両に適用すると、減速時の発電電力は鉛バッテリに充電されることになるが、急減速等の場合は大電力が短時間に発生し、急速充電が不十分な鉛バッテリに効率的に充電することができなかった。   When such a regenerative system is applied to a conventional vehicle, the generated power at the time of deceleration is charged to the lead battery, but in the case of sudden deceleration, a large amount of power is generated in a short time, and rapid charging is insufficient The lead battery could not be charged efficiently.

そこで、短時間の大電力を効率よく回収するために、急速充放電特性に優れるキャパシタを予備的な蓄電手段として用いた車両の回生システム用電力制御装置が、例えば下記特許文献1に提案されている。図3はこのような電力制御装置のブロック回路図である。   Therefore, in order to efficiently recover a large amount of power for a short time, a power control device for a vehicle regeneration system using a capacitor having excellent rapid charge / discharge characteristics as a preliminary power storage means has been proposed in, for example, Patent Document 1 below. Yes. FIG. 3 is a block circuit diagram of such a power control apparatus.

主電源101は鉛バッテリであり、その正極にはイグニションスイッチ103を介して負荷105が接続されている。また、主電源101の正極には車両用の発電機107が接続されている。発電機107はエンジン109と機械的に接続されているので、エンジン109の動作により発電機107が駆動される。さらに、エンジン109はタイヤ111が機械的に接続されており、エンジン109の駆動力によりタイヤ111が回転し、車両を走行させる。また、制動による減速時には、車両の慣性によりタイヤ111が回転し、これによりエンジン109も回転する。この回転エネルギーにより発電機107が駆動され、制動エネルギーによる発電が行われる。なお、発電機107は、一般的な機能である出力電圧の定電圧制御(フィードバック制御)を行っている。   The main power source 101 is a lead battery, and a load 105 is connected to the positive electrode via an ignition switch 103. A vehicle generator 107 is connected to the positive electrode of the main power supply 101. Since the generator 107 is mechanically connected to the engine 109, the generator 107 is driven by the operation of the engine 109. Further, the tire 109 is mechanically connected to the engine 109, and the tire 111 is rotated by the driving force of the engine 109 to drive the vehicle. Further, at the time of deceleration due to braking, the tire 111 rotates due to the inertia of the vehicle, whereby the engine 109 also rotates. The generator 107 is driven by this rotational energy, and power is generated by braking energy. The generator 107 performs constant voltage control (feedback control) of the output voltage, which is a general function.

このような車両に対し、制動エネルギーによる電力を効率よく回収するために、発電機107にはDC/DCコンバータ113を介して蓄電手段115が接続されている。蓄電手段115には大容量の電気二重層キャパシタが用いられるので、急減速時等に発生する短時間の大電力を効率よく回収できる。また、DC/DCコンバータ113には、その動作を制御するために演算装置117が接続されている。さらに、演算装置117には車両側から様々な信号を受信するための信号受信用端子119が設けられている。従って、演算装置117は車両の走行状態やエンジン109の動作状態、主電源101の電圧状態等を信号受信用端子119から受信することにより、それらの状態に応じた蓄電手段115への充放電制御をDC/DCコンバータ113に対して行う。   To such a vehicle, the power storage means 115 is connected to the generator 107 via the DC / DC converter 113 in order to efficiently recover the electric power generated by the braking energy. Since a large-capacity electric double layer capacitor is used for the power storage means 115, it is possible to efficiently recover a large amount of short-time power generated during sudden deceleration or the like. The DC / DC converter 113 is connected to an arithmetic device 117 for controlling its operation. Further, the arithmetic device 117 is provided with a signal receiving terminal 119 for receiving various signals from the vehicle side. Accordingly, the arithmetic unit 117 receives the vehicle running state, the engine 109 operating state, the voltage state of the main power supply 101, and the like from the signal receiving terminal 119, thereby controlling charging / discharging of the power storage means 115 according to those states. Is performed on the DC / DC converter 113.

このような構成の回生システム用電力制御装置とすることで、短時間に発生する大電力を含む減速時の電力を、一旦蓄電手段115に充電しておき、減速時以外に充電した電力を主電源101や負荷105に供給することができる。その結果、効率のよい制動エネルギーの回生が可能となる。
特許第3465293号公報
By using the power control apparatus for a regenerative system with such a configuration, the power during deceleration including large power generated in a short time is once charged in the power storage means 115, and the power charged during times other than during deceleration is the main power. It can be supplied to the power source 101 and the load 105. As a result, efficient regeneration of braking energy is possible.
Japanese Patent No. 3465293

上記の電力制御装置によると、確かに効率的な回生により車両の省燃費化が可能となるのであるが、回生後に発電機107から蓄電手段115への充電が終了し、DC/DCコンバータ113を停止する際に以下のような課題があった。   According to the power control device described above, it is possible to reduce the fuel consumption of the vehicle through efficient regeneration. However, after regeneration, charging from the generator 107 to the power storage means 115 is completed, and the DC / DC converter 113 is turned on. When stopping, there were the following problems.

図4は蓄電手段115を充電している状態から、充電を終了した際の電圧電流経時特性図であり、(a)は負荷105の印加電圧における経時特性図を、(b)は蓄電手段115への電流における経時特性図を、それぞれ示す。   FIGS. 4A and 4B are voltage-current characteristics over time when charging is completed from the state where the power storage unit 115 is charged, FIG. 4A is a time-dependent characteristic diagram with respect to the applied voltage of the load 105, and FIG. The time-dependent characteristic figure in the electric current to is shown, respectively.

時間t0からt1において、発電機107の回生電力がDC/DCコンバータ113により蓄電手段115に充電されている間、発電機107の出力電圧は図4(a)に示すように一定値Vb(例えば14V)である。これにより、負荷105には一定の電圧Vbが供給されているので、安定して動作することができる。   From time t0 to t1, while the regenerative power of the generator 107 is being charged into the power storage means 115 by the DC / DC converter 113, the output voltage of the generator 107 is a constant value Vb (for example, as shown in FIG. 4A). 14V). Thereby, since the constant voltage Vb is supplied to the load 105, it can operate | move stably.

一方、蓄電手段115には発電機107からの回生電力が充電されている。ここで、DC/DCコンバータ113は電気二重層キャパシタの充電の際に一般的な定電流充電を行っている。従って、蓄電手段115に流れる電流Icは図4(b)に示すように一定となる。   On the other hand, the power storage means 115 is charged with regenerative power from the generator 107. Here, the DC / DC converter 113 performs general constant current charging when charging the electric double layer capacitor. Therefore, the current Ic flowing through the power storage means 115 is constant as shown in FIG.

その後、時間t1で回生が終了すると、演算装置117はその情報を信号受信用端子119から受信する。これにより、演算装置117はDC/DCコンバータ113の動作を停止するよう制御する。その結果、図4(b)に示すように、蓄電手段115に流れる電流Icは直ちに0Aとなり、充電が終了する。この時、主電源101の電圧は図4(a)に示すように一端上昇してから元の電圧に戻る変動を起こす。この原因は、図3の電力制御装置の配線インダクタンスに蓄えられた電力や、図3には示していないがノイズ対策として一般的に用いられるフィルタ回路に内蔵されたフィルタ用コンデンサやフィルタ用インダクタに蓄えられた電力等による、蓄電手段115以外の配線系統が蓄電する配線系統電力が、DC/DCコンバータ113の停止とともに放電されるためである。すなわち、配線系統電力はDC/DCコンバータ113が停止しているため、主電源101側に放電され、一時的に電圧変動が発生する。その結果、負荷105には定格電圧より高い電圧が印加されることになり、その動作が不安定になる可能性があるという課題があった。   Thereafter, when regeneration ends at time t1, the arithmetic unit 117 receives the information from the signal reception terminal 119. As a result, the arithmetic unit 117 controls the operation of the DC / DC converter 113 to stop. As a result, as shown in FIG. 4B, the current Ic flowing through the power storage means 115 immediately becomes 0A, and the charging ends. At this time, as shown in FIG. 4A, the voltage of the main power supply 101 rises once and then fluctuates back to the original voltage. This is caused by the power stored in the wiring inductance of the power control device in FIG. 3 or the filter capacitor or filter inductor built in the filter circuit not shown in FIG. 3 but generally used as a noise countermeasure. This is because the wiring system power stored in the wiring system other than the power storage means 115 due to the stored power is discharged when the DC / DC converter 113 is stopped. That is, since the DC / DC converter 113 is stopped, the wiring system power is discharged to the main power supply 101 side, and voltage fluctuation occurs temporarily. As a result, a voltage higher than the rated voltage is applied to the load 105, and there is a problem that the operation may become unstable.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、蓄電部の充電停止時に負荷への電圧変動を低減することができる蓄電装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a power storage device that can reduce voltage fluctuation to a load when charging of a power storage unit is stopped.

前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、入出力端子と蓄電部端子を備えたDC/DCコンバータと、前記蓄電部端子に接続された蓄電部とからなり、前記DC/DCコンバータの動作を停止する際に、前記DC/DCコンバータは、前記入出力端子の電圧(Vb)が一定になるようにしながら前記蓄電部への充電電流(Ic)を経時的に低減した後に停止するようにしたものである。   In order to solve the conventional problem, a power storage device according to the present invention includes a DC / DC converter including an input / output terminal and a power storage unit terminal, and a power storage unit connected to the power storage unit terminal. When stopping the operation of the DC converter, the DC / DC converter reduces the charging current (Ic) to the power storage unit over time while keeping the voltage (Vb) of the input / output terminal constant. It is intended to stop.

本発明の蓄電装置によれば、DC/DCコンバータは入出力端子が一定電圧になるようにしながら蓄電部への充電電流(Ic)を経時的に低減しているので、その間に配線系統電力を蓄電部に放電する動作を行う。その後DC/DCコンバータを停止するので、配線系統電力が入出力端子に接続された主電源側に放電されることがなくなり、負荷への電圧変動を低減することができる蓄電装置を実現できるという効果が得られる。   According to the power storage device of the present invention, the DC / DC converter reduces the charging current (Ic) to the power storage unit over time while keeping the input / output terminals at a constant voltage. The operation of discharging to the power storage unit is performed. After that, since the DC / DC converter is stopped, the wiring system power is not discharged to the main power source connected to the input / output terminals, and an effect of realizing a power storage device that can reduce voltage fluctuation to the load can be realized. Is obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図である。図2は、本発明の実施の形態における蓄電装置の電圧電流経時変化図であり、(a)は入出力端子の電圧における経時変化図を、(b)は蓄電部への電流における経時変化図を、(c)は第1スイッチのタイミングチャートを、(d)は第2スイッチのタイミングチャートを、それぞれ示す。なお、図1において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a time-dependent change diagram of the voltage and current of the power storage device according to the embodiment of the present invention. FIG. 2A is a time-dependent change diagram of the voltage at the input / output terminal, and FIG. (C) is a timing chart of the first switch, and (d) is a timing chart of the second switch. In FIG. 1, thick lines indicate power system wirings, and thin lines indicate signal system wirings.

図1において、蓄電装置11はノイズ低減用のフィルタ回路13を介して、主電源15、負荷17、および発電機19に接続されている。フィルタ回路13はグランドとの間に接続された2個のフィルタ用コンデンサ21と、それらの間に接続されたフィルタ用インダクタ23からなり、図1に示すようにπ型のフィルタ回路13を構成している。また、主電源15は定格電圧12Vの車両用のバッテリであり、負荷17は自動車に搭載されている種々の電装品である。発電機19は車両用のオルタネータであり、エンジンと機械的に接続され、エンジンの動力で駆動されるとともに、制動時には車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を発生する。この際の発電電圧が一定(例えば14V)になるように発電機19自身がフィードバック制御する構成としている。なお、蓄電装置11からフィルタ回路13、主電源15、負荷17、および発電機19に至る配線系統には配線インダクタンス25が形成される。図1においては、配線系統の中で代表してフィルタ回路13と主電源15の間に配線インダクタンス25を示している。   In FIG. 1, the power storage device 11 is connected to a main power supply 15, a load 17, and a generator 19 via a filter circuit 13 for noise reduction. The filter circuit 13 comprises two filter capacitors 21 connected between the ground and a filter inductor 23 connected between them, and constitutes a π-type filter circuit 13 as shown in FIG. ing. The main power source 15 is a vehicle battery having a rated voltage of 12 V, and the load 17 is various electrical components mounted on the automobile. The generator 19 is an alternator for a vehicle and is mechanically connected to the engine and driven by the power of the engine. At the time of braking, the generator 19 converts kinetic energy of the vehicle into electric energy to generate regenerative power. The generator 19 itself is configured to perform feedback control so that the generated voltage at this time is constant (for example, 14 V). A wiring inductance 25 is formed in the wiring system from the power storage device 11 to the filter circuit 13, the main power supply 15, the load 17, and the generator 19. In FIG. 1, a wiring inductance 25 is shown between the filter circuit 13 and the main power supply 15 as a representative in the wiring system.

蓄電装置11は次の構成を有する。蓄電装置11は、入出力端子27と蓄電部端子29を備えたDC/DCコンバータ31と、蓄電部端子29に接続された蓄電部33とから構成されている。なお、入出力端子27は蓄電部33に対し電力を充放電するための端子であり、フィルタ回路13を介して主電源15、負荷17、および発電機19が接続されている。   The power storage device 11 has the following configuration. The power storage device 11 includes a DC / DC converter 31 including an input / output terminal 27 and a power storage unit terminal 29, and a power storage unit 33 connected to the power storage unit terminal 29. The input / output terminal 27 is a terminal for charging / discharging power to / from the power storage unit 33, and the main power supply 15, the load 17, and the generator 19 are connected via the filter circuit 13.

ここで、蓄電部33は急速充放電特性に優れる電気二重層キャパシタを複数個直列に接続した構成とした。なお、蓄電部33は1回の回生により発生する回生電力と、蓄電部33を除く配線系統(フィルタ回路13や配線インダクタンス25等)が蓄電する配線系統電力の和よりも大きな電力を蓄電できる容量とした。これにより、回生電力をできるだけ多く蓄電部33に充電できるとともに、後述するDC/DCコンバータ31の停止制御時に、それまでに蓄えられていた配線系統電力も蓄電部33で十分に吸収することが可能となる。その結果、主電源15の電圧安定化に寄与することができる。なお、蓄電部33は、蓄電装置11に要求される電力仕様等に応じて、電気二重層キャパシタの数量を増減したり、直並列に接続する構成としてもよい。   Here, the power storage unit 33 has a configuration in which a plurality of electric double layer capacitors excellent in rapid charge / discharge characteristics are connected in series. The power storage unit 33 has a capacity capable of storing power larger than the sum of the regenerative power generated by one regeneration and the wiring system power stored in the wiring system (such as the filter circuit 13 and the wiring inductance 25) excluding the power storage unit 33. It was. As a result, the power storage unit 33 can be charged with as much regenerative power as possible, and the power storage unit 33 can sufficiently absorb the wiring system power that has been stored so far when the DC / DC converter 31 is controlled to be described later. It becomes. As a result, it is possible to contribute to voltage stabilization of the main power supply 15. The power storage unit 33 may be configured to increase or decrease the number of electric double layer capacitors or connect in series and parallel according to the power specifications required for the power storage device 11 and the like.

次に、DC/DCコンバータ31の詳細構成について説明する。DC/DCコンバータ31の入出力端子27には入出力端子電圧検出回路35が接続されている。これは、入出力端子27の電圧(主電源15の電圧Vbに相当)を検出して出力する機能を有しており、具体的には入出力端子27とグランドの間に2個の直列接続した抵抗器を設けた構成としている。従って、その中点電圧が主電源15の電圧Vbに比例した電圧として検出できる。   Next, the detailed configuration of the DC / DC converter 31 will be described. An input / output terminal voltage detection circuit 35 is connected to the input / output terminal 27 of the DC / DC converter 31. This has a function of detecting and outputting the voltage of the input / output terminal 27 (corresponding to the voltage Vb of the main power supply 15). Specifically, two serial connections are made between the input / output terminal 27 and the ground. The resistor is provided. Therefore, the midpoint voltage can be detected as a voltage proportional to the voltage Vb of the main power supply 15.

さらに、入出力端子27にはインダクタ37の一端が接続されている。インダクタ37の他端には第1スイッチ39の一端、および第2スイッチ41の一端がそれぞれ接続されている。第1スイッチ39の他端はグランドに、第2スイッチ41の他端は蓄電部端子29を介して蓄電部33に接続されているので、第1スイッチ39と第2スイッチ41を交互にオンオフ制御することで蓄電部33の充放電が可能となる。従って、第1スイッチ39と第2スイッチ41は外部からオンオフ制御が可能な構成のものとする必要がある。本実施の形態ではFETを用いた。   Further, one end of an inductor 37 is connected to the input / output terminal 27. One end of the first switch 39 and one end of the second switch 41 are connected to the other end of the inductor 37, respectively. Since the other end of the first switch 39 is connected to the ground, and the other end of the second switch 41 is connected to the power storage unit 33 via the power storage unit terminal 29, the first switch 39 and the second switch 41 are alternately controlled on and off. By doing so, the power storage unit 33 can be charged and discharged. Therefore, the first switch 39 and the second switch 41 need to be configured so as to be capable of on / off control from the outside. In this embodiment, an FET is used.

なお、蓄電部端子29には蓄電部電圧検出回路43が接続されている。これは、入出力端子電圧検出回路35と同じ構成を有し、蓄電部33の電圧Vcに比例した電圧を検出し出力する。さらに、蓄電部端子29には平滑コンデンサ45も接続されている。   A power storage unit voltage detection circuit 43 is connected to the power storage unit terminal 29. This has the same configuration as the input / output terminal voltage detection circuit 35, and detects and outputs a voltage proportional to the voltage Vc of the power storage unit 33. Further, a smoothing capacitor 45 is also connected to the power storage unit terminal 29.

入出力端子電圧検出回路35、第1スイッチ39、第2スイッチ41、および蓄電部電圧検出回路43は信号系配線で制御回路47に接続されている。制御回路47はマイクロコンピュータと周辺回路から構成されており、DC/DCコンバータ47の全体の動作を制御している。すなわち、制御回路47は入出力端子電圧検出回路35の出力から入出力端子27の電圧Vbを読み込むとともに、蓄電部電圧検出回路43の出力から蓄電部33の電圧Vcを読み込む。また、制御回路47は第1スイッチ39、および第2スイッチ41をオンオフ制御するための第1スイッチ制御信号SW1、および第2スイッチ制御信号SW2をそれぞれ送信する。さらに、制御回路47は車両側制御回路(図示せず)とデータ信号dataの送受信を行うことで互いに交信する機能を有している。   The input / output terminal voltage detection circuit 35, the first switch 39, the second switch 41, and the power storage unit voltage detection circuit 43 are connected to the control circuit 47 by signal system wiring. The control circuit 47 includes a microcomputer and peripheral circuits, and controls the overall operation of the DC / DC converter 47. That is, the control circuit 47 reads the voltage Vb of the input / output terminal 27 from the output of the input / output terminal voltage detection circuit 35 and reads the voltage Vc of the power storage unit 33 from the output of the power storage unit voltage detection circuit 43. Further, the control circuit 47 transmits a first switch control signal SW1 and a second switch control signal SW2 for ON / OFF control of the first switch 39 and the second switch 41, respectively. Furthermore, the control circuit 47 has a function of communicating with each other by performing transmission / reception of a data signal data with a vehicle-side control circuit (not shown).

次に、このような蓄電装置11の停止時における具体的な動作について、図2を用いて説明する。   Next, a specific operation when the power storage device 11 is stopped will be described with reference to FIG.

まず、時間t0からt1の間は、車両の制動により発生している発電機19からの回生電力を蓄電部33に定電流で充電するようにDC/DCコンバータ31が動作している。この時の発電機19の出力電圧は図2(a)に示すように一定値Vb(14V)である。これにより、負荷17には一定の電圧Vbが供給されているので、安定して動作することができる。   First, during time t0 to t1, the DC / DC converter 31 operates so that the regenerative power from the generator 19 generated by braking the vehicle is charged to the power storage unit 33 with a constant current. The output voltage of the generator 19 at this time is a constant value Vb (14 V) as shown in FIG. Thereby, since the constant voltage Vb is supplied to the load 17, it can operate | move stably.

一方、蓄電部33には前記したように発電機19からの回生電力が定電流で充電されているので、蓄電部33に流れる電流Icは図2(b)に示すように一定となる。   On the other hand, as described above, since the regenerative power from the generator 19 is charged to the power storage unit 33 with a constant current, the current Ic flowing through the power storage unit 33 is constant as shown in FIG.

このように通常の蓄電部33への定電流充電を行っている時は、図2(c)、(d)のタイミングチャートに示すように、第1スイッチ39と第2スイッチ41が交互にオンオフを繰り返すように制御回路47が制御している。なお、図2(c)、(d)の時間t0からt1においてはオン時間とオフ時間が等しい状態の例を示している。   As shown in the timing charts of FIGS. 2 (c) and 2 (d), the first switch 39 and the second switch 41 are alternately turned on and off during normal current charging of the power storage unit 33 as described above. The control circuit 47 controls to repeat the above. In addition, in the time t0 to t1 of FIG. 2C and FIG.

その後、時間t1で回生が終了すると、制御回路47は外部(ここでは車両側制御回路)から発せられる回生停止信号をデータ信号dataとして受信する。これにより、制御回路47は以下のようにしてDC/DCコンバータ31の動作を停止する。   Thereafter, when regeneration ends at time t1, the control circuit 47 receives a regeneration stop signal issued from outside (here, the vehicle-side control circuit) as the data signal data. Thereby, the control circuit 47 stops the operation of the DC / DC converter 31 as follows.

まず、制御回路47は、定電流制御から、入出力端子27の電圧Vbが一定になるよう定電圧制御を行う。この際の目標とする定電圧値は、回生停止信号を受信する直前の入出力端子27の電圧値としている。なお、制御回路47は一定時間毎に入出力端子電圧検出回路35により、入出力端子27の電圧Vbを検出し記憶している。従って、回生停止信号を受信する直前の入出力端子27の電圧値は既知である。制御回路47は、入出力端子27の電圧Vbが上記のようにして得た一定の目標定電圧値になるように、入出力端子電圧検出回路35の出力を電圧Vbとして読み込み、フィードバック制御を行う。同時に、制御回路47は蓄電部33への充電電流Icを経時的に低減するように制御する。具体的には、図2(c)、(d)に示すように、時間t1から時間t2までに第1スイッチ39のオン時間が徐々に短く、かつ第2スイッチ41のオン時間が徐々に長くなるように制御する。その結果、図2(a)に示すように、入出力端子27の電圧Vbは時間t1以降も一定電圧を保ち、図2(b)に示すように、蓄電部33への充電電流Icは経時的に低減していく。これにより、フィルタ回路13や配線インダクタンス25等に蓄えられていた配線系統電力がDC/DCコンバータ31により蓄電部33に充電されていく。   First, the control circuit 47 performs constant voltage control from constant current control so that the voltage Vb of the input / output terminal 27 becomes constant. The target constant voltage value at this time is the voltage value of the input / output terminal 27 immediately before receiving the regeneration stop signal. The control circuit 47 detects and stores the voltage Vb of the input / output terminal 27 by the input / output terminal voltage detection circuit 35 at regular intervals. Therefore, the voltage value of the input / output terminal 27 immediately before receiving the regeneration stop signal is known. The control circuit 47 reads the output of the input / output terminal voltage detection circuit 35 as the voltage Vb so that the voltage Vb of the input / output terminal 27 becomes the constant target constant voltage value obtained as described above, and performs feedback control. . At the same time, the control circuit 47 performs control so as to reduce the charging current Ic to the power storage unit 33 over time. Specifically, as shown in FIGS. 2C and 2D, the on-time of the first switch 39 is gradually shortened and the on-time of the second switch 41 is gradually lengthened from the time t1 to the time t2. Control to be. As a result, as shown in FIG. 2 (a), the voltage Vb at the input / output terminal 27 remains constant after time t1, and as shown in FIG. 2 (b), the charging current Ic to the power storage unit 33 changes with time. Will be reduced. As a result, the wiring system power stored in the filter circuit 13, the wiring inductance 25, and the like is charged into the power storage unit 33 by the DC / DC converter 31.

やがて、時間t2に至ると、配線系統電力の蓄電部33への充電が終了する。この時、制御回路47は図2(c)、(d)に示すように、第1スイッチ39と第2スイッチ41の動作を停止し両方オフにする。その結果、図2(b)に示すように蓄電部33への電流Icは0Aになり、DC/DCコンバータ31の動作が停止する。この時、回生は終了しているので、発電機19はエンジンにより駆動され、定電圧Vbで発電を継続する。   Eventually, when the time t2 is reached, the charging of the power storage unit 33 with the wiring system power is completed. At this time, as shown in FIGS. 2C and 2D, the control circuit 47 stops the operation of the first switch 39 and the second switch 41 and turns off both. As a result, as shown in FIG. 2B, the current Ic to the power storage unit 33 becomes 0 A, and the operation of the DC / DC converter 31 is stopped. At this time, since regeneration has been completed, the generator 19 is driven by the engine and continues to generate power at the constant voltage Vb.

これらのことから、図2(a)に示すように入出力端子27の電圧Vbは時間t0からt2以降に渡って常に一定となり、電圧変動が発生しないことがわかる。その結果、負荷17には回生時(時間t0からt1)、配線系統電力の蓄電部33への充電時(時間t1からt2)、およびDC/DCコンバータ31の停止時(時間t2以降)のいずれにおいても一定電圧が供給されるので、負荷17が不安定な動作を行う可能性が低減される。   From these facts, as shown in FIG. 2A, it can be seen that the voltage Vb at the input / output terminal 27 is always constant from the time t0 to the time t2 and thereafter, and no voltage fluctuation occurs. As a result, the load 17 is either regenerated (from time t0 to t1), charged to the power storage unit 33 of wiring system power (from time t1 to t2), or when the DC / DC converter 31 is stopped (after time t2). Since a constant voltage is also supplied at, the possibility that the load 17 performs an unstable operation is reduced.

なお、蓄電部33が蓄えた回生電力を回生時以外に放電して主電源15や負荷17に供給している間に、再び回生電力が発生すると、蓄電部33に電力が残っている状態で回生電力を充電することになるので、そのまま充電を継続すると蓄電部33の耐電圧を超えて、蓄電部33の劣化が促進されてしまう。   When regenerative power is generated again while the regenerative power stored in the power storage unit 33 is discharged and supplied to the main power supply 15 or the load 17 except during regeneration, the power remains in the power storage unit 33. Since regenerative power is charged, if the charging is continued as it is, the withstand voltage of the power storage unit 33 is exceeded, and the deterioration of the power storage unit 33 is promoted.

これを避けるため、本実施の形態では、DC/DCコンバータ31が外部から発せられる回生停止信号を受信することにより、その動作を停止するだけでなく、蓄電部電圧検出回路43で検出した蓄電部端子29の電圧(蓄電部33の電圧Vcに相当)が既定電圧に至れば、動作を停止するようにしている。この時のDC/DCコンバータ31の停止動作は、前記した回生停止信号受信による停止動作と同じである。従って、本実施の形態の蓄電装置11は、回生停止信号の受信、または蓄電部端子29の電圧Vcの既定電圧への到達のいずれかが起こると、DC/DCコンバータ31を停止するように制御している。   In order to avoid this, in the present embodiment, the DC / DC converter 31 not only stops its operation by receiving a regeneration stop signal emitted from the outside, but also the power storage unit detected by the power storage unit voltage detection circuit 43. If the voltage at the terminal 29 (corresponding to the voltage Vc of the power storage unit 33) reaches a predetermined voltage, the operation is stopped. The stop operation of the DC / DC converter 31 at this time is the same as the stop operation by receiving the regeneration stop signal. Therefore, the power storage device 11 of the present embodiment is controlled to stop the DC / DC converter 31 when either the reception of the regeneration stop signal or the arrival of the voltage Vc of the power storage unit terminal 29 at the predetermined voltage occurs. doing.

ここで、既定電圧は、蓄電部33の満充電電圧から、蓄電部33を除く配線系統が蓄電する配線系統電力を蓄電部33が充電した際の電圧上昇分を差し引いた値より小さくなるように決定している。これにより、蓄電部33の電圧Vcが既定電圧に至ってDC/DCコンバータ31を停止する際に、蓄電部33が配線系統電力を充電して、蓄電部33の電圧Vcが上昇しても、既定電圧は満充電電圧よりも前記電圧上昇分を差し引いているので、DC/DCコンバータ31の停止完了時に電圧Vcが満充電電圧を超えることはない。ゆえに、蓄電部33の劣化を低減することができ、高信頼性が得られる。   Here, the predetermined voltage is set to be smaller than a value obtained by subtracting the voltage increase when the power storage unit 33 charges the wiring system power stored in the wiring system excluding the power storage unit 33 from the full charge voltage of the power storage unit 33. Has been decided. Thereby, when the voltage Vc of the power storage unit 33 reaches a predetermined voltage and the DC / DC converter 31 is stopped, even if the power storage unit 33 charges the wiring system power and the voltage Vc of the power storage unit 33 increases, the predetermined value is maintained. Since the voltage subtracts the voltage increase from the full charge voltage, the voltage Vc does not exceed the full charge voltage when the DC / DC converter 31 is stopped. Therefore, deterioration of the power storage unit 33 can be reduced, and high reliability can be obtained.

以上の構成、動作により、DC/DCコンバータ31は入出力端子27が一定電圧になるようにしながら蓄電部33への充電電流Icを経時的に低減している間に、配線系統電力を蓄電部33に放電する動作を行い、その後DC/DCコンバータ31を停止するので、配線系統電力が入出力端子27に接続された主電源15側に放電されることがなくなり、負荷17への電圧変動を低減することができる蓄電装置11を実現できる。   With the above configuration and operation, the DC / DC converter 31 reduces the charging current Ic to the power storage unit 33 over time while keeping the input / output terminal 27 at a constant voltage. 33 is discharged, and then the DC / DC converter 31 is stopped. Therefore, the wiring system power is not discharged to the main power supply 15 connected to the input / output terminal 27, and voltage fluctuation to the load 17 is prevented. The power storage device 11 that can be reduced can be realized.

なお、本実施の形態において、蓄電部33には蓄電素子として電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタでもよい。   In the present embodiment, the electric storage unit 33 uses an electric double layer capacitor as an electric storage element, but may be another capacitor such as an electrochemical capacitor.

また、本実施の形態において、蓄電装置11を車両の回生電力回収に用いた場合について説明したが、それに限らず、大電力を必要とする補機(例えばハイブリッド車、電動パワーステアリングシステム、アイドリングストップシステム用スタータモータ、電動ターボ用モータ等)を駆動する際の補助電源として、あるいは電子制御ブレーキシステム等のバックアップ電源として用いてもよい。   Further, in the present embodiment, the case where the power storage device 11 is used for recovering the regenerative electric power of the vehicle has been described. It may be used as an auxiliary power source for driving a system starter motor, an electric turbo motor, etc.) or as a backup power source for an electronically controlled brake system or the like.

また、本実施の形態において、蓄電装置11を車両に適用した場合について述べたが、それらに限らず、例えば系統電源(交流電源等)の停電時に電力を負荷に供給する非常用電源装置等にも適用可能である。この場合、系統電源が正常時に、系統電源から蓄電部33へ充電を行った後、DC/DCコンバータ31を停止する際に、系統電源の電圧変動を低減することができ、系統電源に接続されている多数の負荷の動作が不安定になる可能性を低減できる。   Moreover, in this Embodiment, although the case where the electrical storage apparatus 11 was applied to the vehicle was described, it is not restricted to them, For example, to the emergency power supply apparatus etc. which supply electric power to a load at the time of a power failure of system power supply (AC power supply etc.) Is also applicable. In this case, when the system power supply is normal, the voltage fluctuation of the system power supply can be reduced when the DC / DC converter 31 is stopped after charging the power storage unit 33 from the system power supply, and is connected to the system power supply. The possibility that the operation of a large number of loads becomes unstable can be reduced.

本発明にかかる蓄電装置は、蓄電部の充電停止時に負荷への電圧変動を低減することができるので、特に車両の制動時における回生電力の回収用の蓄電装置等として有用である。   The power storage device according to the present invention can reduce voltage fluctuations to the load when charging of the power storage unit is stopped, and thus is particularly useful as a power storage device for recovering regenerative power during vehicle braking.

本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図1 is a block circuit diagram of a power storage device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における蓄電装置の電圧電流経時変化図であり、(a)は入出力端子の電圧における経時変化図、(b)は蓄電部への電流における経時変化図、(c)は第1スイッチのタイミングチャート、(d)は第2スイッチのタイミングチャートFIG. 4 is a time-dependent change diagram of voltage and current of the power storage device according to the embodiment of the present invention, in which (a) is a time-dependent change diagram in the voltage at the input / output terminal, (b) is a time-dependent change diagram in current to the power storage unit, and (c) is Timing chart of the first switch, (d) is the timing chart of the second switch 従来の電力制御装置のブロック回路図Block diagram of a conventional power control device 従来の電力制御装置の電圧電流経時特性図であり、(a)は負荷の印加電圧における経時特性図、(b)は蓄電手段への電流における経時特性図It is a voltage current aging characteristic figure of the conventional power control device, (a) is a aging characteristic figure in the applied voltage of a load, (b) is a chronological characteristic figure in the current to an electrical storage means.

符号の説明Explanation of symbols

11 蓄電装置
27 入出力端子
29 蓄電部端子
31 DC/DCコンバータ
33 蓄電部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power storage device 27 Input / output terminal 29 Power storage unit terminal 31 DC / DC converter 33 Power storage unit

Claims (6)

入出力端子と蓄電部端子を備えたDC/DCコンバータと、
前記蓄電部端子に接続された蓄電部とからなり、
前記DC/DCコンバータの動作を停止する際に、前記DC/DCコンバータは、前記入出力端子の電圧(Vb)が一定になるようにしながら前記蓄電部への充電電流(Ic)を経時的に低減した後に停止するようにした蓄電装置。
A DC / DC converter having an input / output terminal and a power storage unit terminal;
The power storage unit connected to the power storage unit terminal,
When stopping the operation of the DC / DC converter, the DC / DC converter changes the charging current (Ic) to the power storage unit over time while keeping the voltage (Vb) of the input / output terminal constant. A power storage device that stops after being reduced.
前記蓄電部はキャパシタにより構成される請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the power storage unit includes a capacitor. 前記DC/DCコンバータは、外部から発せられる回生停止信号を受信することにより、動作を停止するようにした請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the DC / DC converter stops operation by receiving a regeneration stop signal emitted from the outside. 前記蓄電部は1回の回生により発生する回生電力と、前記蓄電部を除く配線系統が蓄電する配線系統電力の和よりも大きな電力を蓄電できる容量とした請求項3に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 3, wherein the power storage unit has a capacity capable of storing power larger than a sum of regenerative power generated by one regeneration and wiring system power stored in a wiring system excluding the power storage unit. 前記DC/DCコンバータは、前記蓄電部端子の電圧(Vc)が既定電圧に至れば、動作を停止するようにした請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the DC / DC converter stops operating when a voltage (Vc) of the power storage unit terminal reaches a predetermined voltage. 前記既定電圧は、前記蓄電部の満充電電圧から、前記蓄電部を除く配線系統が蓄電する配線系統電力を前記蓄電部が充電した際の電圧上昇分を差し引いた値より小さくした請求項5に記載の蓄電装置。 The predetermined voltage is less than a value obtained by subtracting a voltage increase when the power storage unit is charged from a full charge voltage of the power storage unit, and a wiring system power stored in a wiring system excluding the power storage unit. The power storage device described.
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