JP2002340959A - キャパシタ蓄電装置 - Google Patents
キャパシタ蓄電装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の単位キャパシタセルを直並列接続した
使用状態で、各単位キャパシタセルの劣化または故障を
短時間で信頼性良く安定に検出する。 【解決手段】 複数の単位キャパシタセルを直並列接続
したキャパシタ蓄電池１と、各単位キャパシタセルの端
子電圧を測定する電圧検出回路３と、電圧検出回路によ
り測定した端子電圧から各単位キャパシタセルの単位時
間当たりの端子電圧変動を求め、該端子電圧変動が所定
の値を越える単位キャパシタセルを判定する制御演算回
路４と、さらに、各単位キャパシタセルの端子電圧を制
限する電圧制限回路２と、制御演算回路による判定結果
を表示する表示器５とを備え、単位時間当たりの端子電
圧変動として、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又
は電圧二乗の差、それらの平均値との差、それらの平均
値との割合を求め、劣化の表示や故障の警報を行う。
使用状態で、各単位キャパシタセルの劣化または故障を
短時間で信頼性良く安定に検出する。 【解決手段】 複数の単位キャパシタセルを直並列接続
したキャパシタ蓄電池１と、各単位キャパシタセルの端
子電圧を測定する電圧検出回路３と、電圧検出回路によ
り測定した端子電圧から各単位キャパシタセルの単位時
間当たりの端子電圧変動を求め、該端子電圧変動が所定
の値を越える単位キャパシタセルを判定する制御演算回
路４と、さらに、各単位キャパシタセルの端子電圧を制
限する電圧制限回路２と、制御演算回路による判定結果
を表示する表示器５とを備え、単位時間当たりの端子電
圧変動として、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又
は電圧二乗の差、それらの平均値との差、それらの平均
値との割合を求め、劣化の表示や故障の警報を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単位キャパ
シタセルを直並列接続したキャパシタ蓄電装置に関す
る。
シタセルを直並列接続したキャパシタ蓄電装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】太陽光
発電システムやハイブリッド電気自動車などの蓄電装置
として、二次電池の代わりに大容量で急速大電流の充放
電可能なキャパシタ（電気二重層キャパシタなど）が用
いられるようになった。この蓄電装置は、単位キャパシ
タセル端子電圧が２．５〜３Ｖ程度と低いため、実用的
には単位キャパシタセルを直列に或いは直並列に接続し
て用いられる。
発電システムやハイブリッド電気自動車などの蓄電装置
として、二次電池の代わりに大容量で急速大電流の充放
電可能なキャパシタ（電気二重層キャパシタなど）が用
いられるようになった。この蓄電装置は、単位キャパシ
タセル端子電圧が２．５〜３Ｖ程度と低いため、実用的
には単位キャパシタセルを直列に或いは直並列に接続し
て用いられる。
【０００３】図１２は従来の単位電池を直列接続した蓄
電装置の例を示す図、図１３は複数の直列接続した単位
キャパシタセルの各端子電圧の充放電に伴う推移を示す
図、図１４は図１３に示す単位キャパシタセルの各端子
電圧の平均端子電圧との差を示す図である。
電装置の例を示す図、図１３は複数の直列接続した単位
キャパシタセルの各端子電圧の充放電に伴う推移を示す
図、図１４は図１３に示す単位キャパシタセルの各端子
電圧の平均端子電圧との差を示す図である。
【０００４】直列接続した蓄電装置の各単位電池セル
（単位二次電池セル・単位キャパシタセル）の劣化や故
障を検出する従来の検出方法として、例えば特開２００
０−１２３８８３号公報が提案されている。この方法
は、図１２に示すように各単位電池セルＢ１〜Ｂｎの端
子電圧を測定し、各単位電池セル間の電圧差、当該単位
電池セルの端子電圧と設定電圧値との電圧差、或いは当
該単位電池セルの端子電圧と各単位電池セルの端子電圧
の平均電圧との電圧差、などが設定電圧範囲内にあるか
否かを判定することにより故障を判定し、故障の警報ま
たは故障の表示を行っている。
（単位二次電池セル・単位キャパシタセル）の劣化や故
障を検出する従来の検出方法として、例えば特開２００
０−１２３８８３号公報が提案されている。この方法
は、図１２に示すように各単位電池セルＢ１〜Ｂｎの端
子電圧を測定し、各単位電池セル間の電圧差、当該単位
電池セルの端子電圧と設定電圧値との電圧差、或いは当
該単位電池セルの端子電圧と各単位電池セルの端子電圧
の平均電圧との電圧差、などが設定電圧範囲内にあるか
否かを判定することにより故障を判定し、故障の警報ま
たは故障の表示を行っている。
【０００５】しかし、電気二重層キャパシタなどの大容
量キャパシタにおいて、図１３の充放電の例に示すよう
に、蓄電エネルギーにより端子電圧が大きく変動する。
なお、この例では、キャパシタ蓄電池の利用率を向上さ
せるため、各キャパシタセルの最大定格電圧で電圧制限
回路を動作させ、各単位キャパシタセルの端子電圧を均
一化している。このように定電圧源に近い二次電池とキ
ャパシタとには特性の差異があるため、下記のような問
題点がある。
量キャパシタにおいて、図１３の充放電の例に示すよう
に、蓄電エネルギーにより端子電圧が大きく変動する。
なお、この例では、キャパシタ蓄電池の利用率を向上さ
せるため、各キャパシタセルの最大定格電圧で電圧制限
回路を動作させ、各単位キャパシタセルの端子電圧を均
一化している。このように定電圧源に近い二次電池とキ
ャパシタとには特性の差異があるため、下記のような問
題点がある。
【０００６】電圧降下をそのまま比較する方法では、残
エネルギーによりキャパシタの端子電圧が図１３に示す
ように変動するため、劣化又は故障を判定する電圧をど
こに設定すれば良いか決められない。このため、特に通
常最も使用する電圧範囲（最大電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ）
で短時間に劣化又は故障を判定することは困難である。
同様に、平均端子電圧と各単位キャパシタセルの端子電
圧との差を比較する方法では、図１４の例に示すように
使用電圧が低い範囲であればその差が顕著になるが、通
常最も使用する電圧範囲（最大電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ）
になるとその差が小さくなり、劣化又は故障を判定する
設定電圧の設定に困難な面があった。
エネルギーによりキャパシタの端子電圧が図１３に示す
ように変動するため、劣化又は故障を判定する電圧をど
こに設定すれば良いか決められない。このため、特に通
常最も使用する電圧範囲（最大電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ）
で短時間に劣化又は故障を判定することは困難である。
同様に、平均端子電圧と各単位キャパシタセルの端子電
圧との差を比較する方法では、図１４の例に示すように
使用電圧が低い範囲であればその差が顕著になるが、通
常最も使用する電圧範囲（最大電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ）
になるとその差が小さくなり、劣化又は故障を判定する
設定電圧の設定に困難な面があった。
【０００７】また、絶縁抵抗の劣化した積層セラミック
コンデンサを判定するスクリーニング方法として、積層
セラミックコンデンサに直流電圧を印加した後極性を反
転させ一定時間後の漏洩電流または絶縁抵抗を測定する
方法として、例えば特開平０８−３０６５７４号公報、
特開平０８−２２７８２６号公報が提案されている。こ
の単位キャパシタセルで実施されている方法を、複数の
単位キャパシタセルを直並列接続した装置に適用する
と、測定値はキャパシタ全体の値であり各単位キャパシ
タセルの値を測定していないので、個々の単位キャパシ
タセルの劣化又は故障を判定できない。個々の単位キャ
パシタセルを測定するためには、測定に長時間を要した
り、直並列接続した状態では測定できないので測定のた
めの接続変更を要する。
コンデンサを判定するスクリーニング方法として、積層
セラミックコンデンサに直流電圧を印加した後極性を反
転させ一定時間後の漏洩電流または絶縁抵抗を測定する
方法として、例えば特開平０８−３０６５７４号公報、
特開平０８−２２７８２６号公報が提案されている。こ
の単位キャパシタセルで実施されている方法を、複数の
単位キャパシタセルを直並列接続した装置に適用する
と、測定値はキャパシタ全体の値であり各単位キャパシ
タセルの値を測定していないので、個々の単位キャパシ
タセルの劣化又は故障を判定できない。個々の単位キャ
パシタセルを測定するためには、測定に長時間を要した
り、直並列接続した状態では測定できないので測定のた
めの接続変更を要する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、複数の単位キャパシタセルを直並
列接続した使用状態で、各単位キャパシタセルの劣化ま
たは故障を短時間で信頼性良く安定に検出できるように
するものである。
決するものであって、複数の単位キャパシタセルを直並
列接続した使用状態で、各単位キャパシタセルの劣化ま
たは故障を短時間で信頼性良く安定に検出できるように
するものである。
【０００９】そのために本発明は、複数の単位キャパシ
タセルを直並列接続したキャパシタ蓄電池と、前記各単
位キャパシタセルの端子電圧を測定する電圧検出回路
と、前記電圧検出回路により測定した端子電圧から各単
位キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧変動を求
め、該端子電圧変動が所定の値を越える単位キャパシタ
セルを判定する制御演算回路とを備え、さらに、前記各
単位キャパシタセルの端子電圧を制限する電圧制限回路
と、前記制御演算回路による判定結果を表示する表示器
とを備えたことを特徴とするものである。
タセルを直並列接続したキャパシタ蓄電池と、前記各単
位キャパシタセルの端子電圧を測定する電圧検出回路
と、前記電圧検出回路により測定した端子電圧から各単
位キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧変動を求
め、該端子電圧変動が所定の値を越える単位キャパシタ
セルを判定する制御演算回路とを備え、さらに、前記各
単位キャパシタセルの端子電圧を制限する電圧制限回路
と、前記制御演算回路による判定結果を表示する表示器
とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】前記単位時間当たりの端子電圧変動とし
て、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗
の差を求め、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は
電圧二乗の差とそれらの平均値との差を求め、単位時間
当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗の差とそれら
の平均値との割合を求めることを特徴とし、前記制御演
算回路は、判定結果により充放電電流の制限もしくは停
止の制御を行い、前記端子電圧変動が所定の値を越える
単位キャパシタセルについて劣化又は故障の判定を行
い、前記表示器に劣化・故障表示を行い、前記表示器
は、前記端子電圧変動の波形表示を行うことを特徴とす
るものである。
て、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗
の差を求め、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は
電圧二乗の差とそれらの平均値との差を求め、単位時間
当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗の差とそれら
の平均値との割合を求めることを特徴とし、前記制御演
算回路は、判定結果により充放電電流の制限もしくは停
止の制御を行い、前記端子電圧変動が所定の値を越える
単位キャパシタセルについて劣化又は故障の判定を行
い、前記表示器に劣化・故障表示を行い、前記表示器
は、前記端子電圧変動の波形表示を行うことを特徴とす
るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るキャパシタ
蓄電装置の実施の形態を示す図であり、１はキャパシタ
蓄電池、２は電圧制限回路、３は電圧検出回路、４は制
御演算回路、５は警報故障表示器、６は電流検出器を示
す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係るキャパシタ
蓄電装置の実施の形態を示す図であり、１はキャパシタ
蓄電池、２は電圧制限回路、３は電圧検出回路、４は制
御演算回路、５は警報故障表示器、６は電流検出器を示
す。
【００１２】図１において、キャパシタ蓄電池１は、複
数の単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎを直列接続し
たものであり、電流検出器６は、キャパシタ蓄電池１の
充放電電流を検出するものである。電圧制限回路２は、
各単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎに並列に接続し
た並列モニタＶＬ１〜ＶＬｎからなり、各単位キャパシ
タセルＣ１、……、Ｃｎの端子電圧の制限及び均一化を
するものであり、電圧検出回路３は、各単位キャパシタ
セルＣ１、……、Ｃｎの端子電圧を測定するものであ
る。制御演算回路４は、記憶回路を備え、電圧検出回路
３で検出した各単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎの
端子電圧の単位時間当たりあるいは所定時間毎の電圧降
下・上昇、電圧二乗の差、それらの平均値との差の大き
さ、割合などを算出し、各単位キャパシタセルＣ１、…
…、Ｃｎの劣化又は故障を判定するものであり、警報故
障表示器５は、その劣化又は故障の判定にしたがって警
報故障表示を行うものである。
数の単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎを直列接続し
たものであり、電流検出器６は、キャパシタ蓄電池１の
充放電電流を検出するものである。電圧制限回路２は、
各単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎに並列に接続し
た並列モニタＶＬ１〜ＶＬｎからなり、各単位キャパシ
タセルＣ１、……、Ｃｎの端子電圧の制限及び均一化を
するものであり、電圧検出回路３は、各単位キャパシタ
セルＣ１、……、Ｃｎの端子電圧を測定するものであ
る。制御演算回路４は、記憶回路を備え、電圧検出回路
３で検出した各単位キャパシタセルＣ１、……、Ｃｎの
端子電圧の単位時間当たりあるいは所定時間毎の電圧降
下・上昇、電圧二乗の差、それらの平均値との差の大き
さ、割合などを算出し、各単位キャパシタセルＣ１、…
…、Ｃｎの劣化又は故障を判定するものであり、警報故
障表示器５は、その劣化又は故障の判定にしたがって警
報故障表示を行うものである。
【００１３】いま、ｔi 時における単位キャパシタセル
の端子電圧をＶｔi とすると、制御演算回路４では、例
えばｔ1 時の端子電圧Ｖｔ1 とｔ2 時の端子電圧Ｖｔ2
から、単位時間当たりの電圧降下・上昇（Ｖｔ1 −Ｖｔ
2 ）／（ｔ2 −ｔ1 ）、電圧二乗の差（Ｖｔ1 2 −Ｖｔ
2 2 ）／（ｔ2 −ｔ1 ）が所定の値を越えている場合
に、あるいは、それらの平均値を求めて平均値との差が
所定の値を越えている場合に、平均値との差の程度が所
定の値を越えている場合に劣化又は故障と判定する。充
放電後の短時間かつ通常時最も使用する電圧範囲、最大
電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ（例えばＶｍ：３Ｖ）の範囲で、
劣化した単位キャパシタセルにおいて、漏洩電流に比例
して単位時間当たりの電圧降下の差、電圧二乗の差が顕
著となるので、単純な電圧降下を判定の基準とするので
はなく、充放電後の短時間かつ通常時最も使用する電圧
範囲の測定値を判定の基準とする。例えば単位時間当た
りの端子電圧降下は主に漏洩電流に比例し、単位時間当
たり電圧二乗の差は主に蓄電エネルギーの差に比例す
る。
の端子電圧をＶｔi とすると、制御演算回路４では、例
えばｔ1 時の端子電圧Ｖｔ1 とｔ2 時の端子電圧Ｖｔ2
から、単位時間当たりの電圧降下・上昇（Ｖｔ1 −Ｖｔ
2 ）／（ｔ2 −ｔ1 ）、電圧二乗の差（Ｖｔ1 2 −Ｖｔ
2 2 ）／（ｔ2 −ｔ1 ）が所定の値を越えている場合
に、あるいは、それらの平均値を求めて平均値との差が
所定の値を越えている場合に、平均値との差の程度が所
定の値を越えている場合に劣化又は故障と判定する。充
放電後の短時間かつ通常時最も使用する電圧範囲、最大
電圧Ｖｍ〜１／２Ｖｍ（例えばＶｍ：３Ｖ）の範囲で、
劣化した単位キャパシタセルにおいて、漏洩電流に比例
して単位時間当たりの電圧降下の差、電圧二乗の差が顕
著となるので、単純な電圧降下を判定の基準とするので
はなく、充放電後の短時間かつ通常時最も使用する電圧
範囲の測定値を判定の基準とする。例えば単位時間当た
りの端子電圧降下は主に漏洩電流に比例し、単位時間当
たり電圧二乗の差は主に蓄電エネルギーの差に比例す
る。
【００１４】電気二重層キャパシタなどの大容量キャパ
シタにおいて、漏洩電流は、充放電停止時に蓄電エネル
ギーを減少させ、端子電圧を降下させる。同一規格の製
品で静電容量や等価直列抵抗などは、比較的にバラツキ
が小さいが、漏洩電流は、比較的にバラツキが大きく、
単位キャパシタセル間の端子電圧のバラツキを発生する
原因となっている。また、漏洩電流、等価直列抵抗、等
価内部抵抗の増加は、単位キャパシタセルの劣化や故障
の情報も併せ含んでいる。このため、キャパシタ蓄電装
置では、各単位キャパシタセルに対する漏洩電流や等価
内部抵抗を間接的に測定することにより、劣化の警報ま
たは故障の表示が可能となる。従来、複数の単位キャパ
シタセルを直並列接続したキャパシタ蓄電装置では、こ
れらを間接的に測定し劣化または故障を測定したものが
ない。
シタにおいて、漏洩電流は、充放電停止時に蓄電エネル
ギーを減少させ、端子電圧を降下させる。同一規格の製
品で静電容量や等価直列抵抗などは、比較的にバラツキ
が小さいが、漏洩電流は、比較的にバラツキが大きく、
単位キャパシタセル間の端子電圧のバラツキを発生する
原因となっている。また、漏洩電流、等価直列抵抗、等
価内部抵抗の増加は、単位キャパシタセルの劣化や故障
の情報も併せ含んでいる。このため、キャパシタ蓄電装
置では、各単位キャパシタセルに対する漏洩電流や等価
内部抵抗を間接的に測定することにより、劣化の警報ま
たは故障の表示が可能となる。従来、複数の単位キャパ
シタセルを直並列接続したキャパシタ蓄電装置では、こ
れらを間接的に測定し劣化または故障を測定したものが
ない。
【００１５】次に、単位時間当たりの端子電圧変動につ
いて、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二
乗の差を判定の基準とし、さらに、単位時間当たりの電
圧降下、電圧上昇又は電圧二乗の差とそれらの平均値と
の差、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二
乗の差とそれらの平均値との割合を判定の基準として、
所定の値と比較判定を行うそれぞれの場合について詳述
する。
いて、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二
乗の差を判定の基準とし、さらに、単位時間当たりの電
圧降下、電圧上昇又は電圧二乗の差とそれらの平均値と
の差、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二
乗の差とそれらの平均値との割合を判定の基準として、
所定の値と比較判定を行うそれぞれの場合について詳述
する。
【００１６】図２は各単位キャパシタの電圧降下の例を
示す図、図３は図２に示す電圧降下の平均値との差を説
明するための図、図４は図２に示す電圧降下の平均値と
の比較例（％）を説明するための図である。
示す図、図３は図２に示す電圧降下の平均値との差を説
明するための図、図４は図２に示す電圧降下の平均値と
の比較例（％）を説明するための図である。
【００１７】単位時間当たりの端子電圧変動について、
単位時間当たりの電圧降下で判定する場合には、電流検
出器６、または充放電指令により充電停止を判定して、
充電停止後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電
圧を電圧検出回路２で所定の単位時間毎に測定する。測
定した各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を制
御演算回路４の記憶回路に記憶する。
単位時間当たりの電圧降下で判定する場合には、電流検
出器６、または充放電指令により充電停止を判定して、
充電停止後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電
圧を電圧検出回路２で所定の単位時間毎に測定する。測
定した各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を制
御演算回路４の記憶回路に記憶する。
【００１８】次に、制御演算回路４で、記憶回路に記憶
した端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該
単位キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧降下を
算出する。図１３のＴ１〜Ｔ２間で充電停止後、単位時
間当たり各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧降
下を算出した例を示したのが図２である。
した端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該
単位キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧降下を
算出する。図１３のＴ１〜Ｔ２間で充電停止後、単位時
間当たり各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧降
下を算出した例を示したのが図２である。
【００１９】算出した単位時間当たり電圧降下が所定の
値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４
で判定し、所定の値を越えている場合は劣化の警報また
は故障の表示を警報故障表示器５で行う。
値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４
で判定し、所定の値を越えている場合は劣化の警報また
は故障の表示を警報故障表示器５で行う。
【００２０】さらに、単位時間当たりの端子電圧変動に
ついて、単位時間当たりの電圧降下を平均値との差で判
定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり電圧
降下の平均値を算出して、電圧降下の平均値と劣化また
は故障状態を判定する当該単位キャパシタセルの単位時
間当たり電圧降下との差を算出する。図２の電圧降下か
らそれらの平均値との差を算出した例を示したのが図３
である。
ついて、単位時間当たりの電圧降下を平均値との差で判
定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり電圧
降下の平均値を算出して、電圧降下の平均値と劣化また
は故障状態を判定する当該単位キャパシタセルの単位時
間当たり電圧降下との差を算出する。図２の電圧降下か
らそれらの平均値との差を算出した例を示したのが図３
である。
【００２１】この平均値との差が所定の値（劣化判定
線）を超えているか否かを制御演算回路４で判定し、所
定の値を超えている場合は劣化の警報または故障の表示
を警報故障表示器５で行う。
線）を超えているか否かを制御演算回路４で判定し、所
定の値を超えている場合は劣化の警報または故障の表示
を警報故障表示器５で行う。
【００２２】また、単位時間当たりの端子電圧変動につ
いて、単位時間当たりの電圧降下とそれらの平均値との
割合で判定する場合には、劣化または故障状態を判定す
る当該単位キャパシタセルの単位時間当たり電圧降下を
単位時間当たり電圧降下の平均値で除算する。図２の電
圧降下からそれらの平均値を算出して各電圧降下を百分
率で示した例が図４である。この除算した値が所定の値
（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４で
判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報または
故障の表示を警報故障表示器５で行う。
いて、単位時間当たりの電圧降下とそれらの平均値との
割合で判定する場合には、劣化または故障状態を判定す
る当該単位キャパシタセルの単位時間当たり電圧降下を
単位時間当たり電圧降下の平均値で除算する。図２の電
圧降下からそれらの平均値を算出して各電圧降下を百分
率で示した例が図４である。この除算した値が所定の値
（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４で
判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報または
故障の表示を警報故障表示器５で行う。
【００２３】図５は各単位キャパシタの単位時間当たり
電圧二乗の差の例を示す図、図６は図５に示す単位時間
当たり電圧二乗の差の平均値との差を説明するための
図、図７は図５に示す単位時間当たり電圧二乗の差の平
均値との比較例（％）を説明するための図である。
電圧二乗の差の例を示す図、図６は図５に示す単位時間
当たり電圧二乗の差の平均値との差を説明するための
図、図７は図５に示す単位時間当たり電圧二乗の差の平
均値との比較例（％）を説明するための図である。
【００２４】単位時間当たりの端子電圧変動について、
単位時間当たりの電圧二乗の差で判定する場合には、ま
ず、電流検出器６により充電停止を判定して、充電停止
後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を電圧
検出回路２で所定の単位時間毎に測定する。測定した各
単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を制御演算回
路４の記憶回路に記憶する。
単位時間当たりの電圧二乗の差で判定する場合には、ま
ず、電流検出器６により充電停止を判定して、充電停止
後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を電圧
検出回路２で所定の単位時間毎に測定する。測定した各
単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電圧を制御演算回
路４の記憶回路に記憶する。
【００２５】制御演算回路４では、記憶回路に記憶した
端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該単位
キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差を算出す
る。図１３のＴ１〜Ｔ２間で充電停止後、単位時間当た
り各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの電圧二乗の差を算
出した例を示したのが図５である。
端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該単位
キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差を算出す
る。図１３のＴ１〜Ｔ２間で充電停止後、単位時間当た
り各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの電圧二乗の差を算
出した例を示したのが図５である。
【００２６】この求めた単位時間当たり電圧二乗の差が
所定の値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算
回路４で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警
報または故障の表示を警報故障表示器５で行う。
所定の値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算
回路４で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警
報または故障の表示を警報故障表示器５で行う。
【００２７】さらに、単位時間当たりの端子電圧変動に
ついて、単位時間当たりの電圧二乗の差を平均値との差
で判定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり
電圧二乗の差の平均値を算出し、単位時間当たり電圧二
乗の差の平均値と劣化または故障状態を判定する当該単
位キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差とを比
較して、その差を算出する。その算出例を示したのが図
６である。この差が所定の値（劣化判定線）を超えてい
るか否かを制御演算回路４で判定し、所定の値を超えて
いる場合は劣化の警報または故障の表示を警報故障表示
器５で行う。
ついて、単位時間当たりの電圧二乗の差を平均値との差
で判定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり
電圧二乗の差の平均値を算出し、単位時間当たり電圧二
乗の差の平均値と劣化または故障状態を判定する当該単
位キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差とを比
較して、その差を算出する。その算出例を示したのが図
６である。この差が所定の値（劣化判定線）を超えてい
るか否かを制御演算回路４で判定し、所定の値を超えて
いる場合は劣化の警報または故障の表示を警報故障表示
器５で行う。
【００２８】また、単位時間当たりの端子電圧変動につ
いて、単位時間当たりの電圧二乗の差を平均値との割合
で判定する場合には、劣化または故障状態を判定する当
該単位キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差を
単位時間当たり電圧二乗の差の平均値で除算する。除算
した値を百分率で示した例が図７である。
いて、単位時間当たりの電圧二乗の差を平均値との割合
で判定する場合には、劣化または故障状態を判定する当
該単位キャパシタセルの単位時間当たり電圧二乗の差を
単位時間当たり電圧二乗の差の平均値で除算する。除算
した値を百分率で示した例が図７である。
【００２９】除算した値が所定の値を超えているか否か
を制御演算回路４で判定し、所定の値（劣化判定線）を
超えている場合は劣化の警報または故障の表示を警報故
障表示器５で行う。
を制御演算回路４で判定し、所定の値（劣化判定線）を
超えている場合は劣化の警報または故障の表示を警報故
障表示器５で行う。
【００３０】図８は各単位キャパシタの電圧上昇の例を
示す図、図９は図８に示す電圧上昇の平均値との差を説
明するための図、図１０は図８に示す電圧上昇の平均値
との比較例（％）を説明するための図である。
示す図、図９は図８に示す電圧上昇の平均値との差を説
明するための図、図１０は図８に示す電圧上昇の平均値
との比較例（％）を説明するための図である。
【００３１】単位時間当たりの端子電圧変動について、
単位時間当たりの各単位キャパシタの電圧上昇で判定す
る場合には、まず、電流検出器６により放電停止を判定
して、放電停止後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの
端子電圧を電圧検出回路２で所定の単位時間毎に測定す
る。測定した各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電
圧を制御演算回路４の記憶回路に記憶する。
単位時間当たりの各単位キャパシタの電圧上昇で判定す
る場合には、まず、電流検出器６により放電停止を判定
して、放電停止後に各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの
端子電圧を電圧検出回路２で所定の単位時間毎に測定す
る。測定した各単位キャパシタセルＣ１〜Ｃｎの端子電
圧を制御演算回路４の記憶回路に記憶する。
【００３２】制御演算回路４では、記憶回路に記憶した
端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該単位
キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧上昇を算出
する。図１３のＴ２〜Ｔ３期間で単位時間当たりの端子
電圧上昇を算出した例が図８である。
端子電圧から、劣化または故障状態を判定する当該単位
キャパシタセルの単位時間当たりの端子電圧上昇を算出
する。図１３のＴ２〜Ｔ３期間で単位時間当たりの端子
電圧上昇を算出した例が図８である。
【００３３】算出した単位時間当たり電圧上昇が所定の
値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４
で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報また
は故障の表示を警報故障表示器５で行う。
値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路４
で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報また
は故障の表示を警報故障表示器５で行う。
【００３４】さらに、単位時間当たりの端子電圧変動に
ついて、単位時間当たりの電圧上昇の平均値との差で判
定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり電圧
上昇の平均値を算出して、さらに、その平均値と劣化ま
たは故障を判定する当該単位キャパシタセルの単位時間
当たり電圧上昇との差を算出する。その算出した差を示
した例が図９である。
ついて、単位時間当たりの電圧上昇の平均値との差で判
定する場合には、制御演算回路４で単位時間当たり電圧
上昇の平均値を算出して、さらに、その平均値と劣化ま
たは故障を判定する当該単位キャパシタセルの単位時間
当たり電圧上昇との差を算出する。その算出した差を示
した例が図９である。
【００３５】電圧上昇の平均値と電圧上昇との差が所定
の値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路
４で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報ま
たは故障の表示を警報故障表示器５で行う。
の値（劣化判定線）を超えているか否かを制御演算回路
４で判定し、所定の値を超えている場合は劣化の警報ま
たは故障の表示を警報故障表示器５で行う。
【００３６】また、単位時間当たりの端子電圧変動につ
いて、単位時間当たりの電圧上昇をその平均値との割合
で判定する場合には、制御演算回路４で劣化または故障
状態を判定する当該単位キャパシタセルの単位時間当た
り電圧上昇を単位時間当たり電圧上昇の平均値で除算す
る。その除算した値を百分率で示した例が図１０であ
る。
いて、単位時間当たりの電圧上昇をその平均値との割合
で判定する場合には、制御演算回路４で劣化または故障
状態を判定する当該単位キャパシタセルの単位時間当た
り電圧上昇を単位時間当たり電圧上昇の平均値で除算す
る。その除算した値を百分率で示した例が図１０であ
る。
【００３７】除算した値が所定の値（劣化判定線）を超
えているか否かを制御演算回路４で判定し、所定の値を
超えている場合は劣化の警報または故障の表示を警報故
障表示器５で行う。
えているか否かを制御演算回路４で判定し、所定の値を
超えている場合は劣化の警報または故障の表示を警報故
障表示器５で行う。
【００３８】図１１は本発明に係るキャパシタ蓄電装置
の他の実施の形態を示す図であり、７は充放電電流制限
回路を示す。
の他の実施の形態を示す図であり、７は充放電電流制限
回路を示す。
【００３９】図１１において、充放電電流制限回路７
は、キャパシタ蓄電池１を構成する単位キャパシタセル
Ｃ１〜Ｃｎの劣化の警報または故障の表示をしたとき、
同時に制御演算回路４の指令により、充放電電流を制限
もしくは停止とするものである。
は、キャパシタ蓄電池１を構成する単位キャパシタセル
Ｃ１〜Ｃｎの劣化の警報または故障の表示をしたとき、
同時に制御演算回路４の指令により、充放電電流を制限
もしくは停止とするものである。
【００４０】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、単位時間当たりの端子電圧変動を算
出して記憶回路に記憶し、判定を行って劣化の警報また
は故障の表示を行うようにしたが、制御演算回路４で算
出し記憶回路に記憶した値を、警報故障表示器５に波形
で表示してもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、単位時間当たりの端子電圧変動を算
出して記憶回路に記憶し、判定を行って劣化の警報また
は故障の表示を行うようにしたが、制御演算回路４で算
出し記憶回路に記憶した値を、警報故障表示器５に波形
で表示してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、充電停止後、単位キャパシタセルの単位時間
当たりの端子電圧降下を算出し、算出した単位時間当た
りの電圧降下が所定の値を超えているか否かを判定する
ので、単位キャパシタセルの漏洩電流などによる劣化の
警報または故障の表示をすることができる。
によれば、充電停止後、単位キャパシタセルの単位時間
当たりの端子電圧降下を算出し、算出した単位時間当た
りの電圧降下が所定の値を超えているか否かを判定する
ので、単位キャパシタセルの漏洩電流などによる劣化の
警報または故障の表示をすることができる。
【００４２】また、充電停止後、単位キャパシタセルの
単位時間当たり電圧降下の平均値を算出し、電圧降下の
平均値と劣化または故障を判定する当該単位キャパシタ
セルの単位時間当たりの電圧降下を比較し、さらには、
劣化または故障を判定する当該単位キャパシタセルの単
位時間当たりの電圧降下を単位時間当たりの電圧降下の
平均値で除算するので、充電停止後の比較的短時間から
長時間に至るまで、安定的に単位キャパシタセルの劣化
または故障を判定できる。しかも、端子電圧が比較的高
い電圧でも劣化および故障を予測して判定することがで
きる。
単位時間当たり電圧降下の平均値を算出し、電圧降下の
平均値と劣化または故障を判定する当該単位キャパシタ
セルの単位時間当たりの電圧降下を比較し、さらには、
劣化または故障を判定する当該単位キャパシタセルの単
位時間当たりの電圧降下を単位時間当たりの電圧降下の
平均値で除算するので、充電停止後の比較的短時間から
長時間に至るまで、安定的に単位キャパシタセルの劣化
または故障を判定できる。しかも、端子電圧が比較的高
い電圧でも劣化および故障を予測して判定することがで
きる。
【００４３】同様に、充電停止後、単位キャパシタセル
の単位時間当たり電圧二乗の差を算出し、算出した電圧
二乗の差が所定の値を超えているか否かを判定するの
で、単位キャパシタセルの漏洩電流による劣化の警報ま
たは故障の表示をすることができ、単位キャパシタセル
の単位時間当たり電圧二乗の差の平均値を算出し、平均
値と劣化または故障状態を判定する当該単位キャパシタ
セルの単位時間当たりの電圧二乗の差を比較することに
より、劣化または故障状態を判定する当該単位キャパシ
タセルの単位時間当たりの電圧二乗の差を単位時間当た
りの電圧二乗の差の平均値で除算することにより、充電
停止後の比較的短時間から長時間に至るまで、安定的に
単位キャパシタセルの劣化または故障を判定できる。
の単位時間当たり電圧二乗の差を算出し、算出した電圧
二乗の差が所定の値を超えているか否かを判定するの
で、単位キャパシタセルの漏洩電流による劣化の警報ま
たは故障の表示をすることができ、単位キャパシタセル
の単位時間当たり電圧二乗の差の平均値を算出し、平均
値と劣化または故障状態を判定する当該単位キャパシタ
セルの単位時間当たりの電圧二乗の差を比較することに
より、劣化または故障状態を判定する当該単位キャパシ
タセルの単位時間当たりの電圧二乗の差を単位時間当た
りの電圧二乗の差の平均値で除算することにより、充電
停止後の比較的短時間から長時間に至るまで、安定的に
単位キャパシタセルの劣化または故障を判定できる。
【００４４】放電停止後、単位キャパシタセル端子電圧
を測定し、劣化または故障状態を判定する当該単位キャ
パシタセルの単位時間当たりの端子電圧上昇を算出し、
算出した単位時間当たり電圧上昇が所定の値を超えてい
るか否かを判定するので、単位キャパシタセルの内部抵
抗増加などによる劣化の警報または故障の表示をするこ
とができ、単位時間当たり電圧上昇の平均値を算出し、
平均値と劣化または故障状態を判定する当該単位キャパ
シタセルの単位時間当たり電圧上昇を比較することによ
り、さらに、劣化または故障を判定する当該単位キャパ
シタセルの単位時間当たり電圧上昇を単位時間当たり電
圧上昇の平均値で除算することにより、放電停止後の比
較的短時間から長時間に至るまで、安定的に単位キャパ
シタセルの劣化または故障を判定できる。
を測定し、劣化または故障状態を判定する当該単位キャ
パシタセルの単位時間当たりの端子電圧上昇を算出し、
算出した単位時間当たり電圧上昇が所定の値を超えてい
るか否かを判定するので、単位キャパシタセルの内部抵
抗増加などによる劣化の警報または故障の表示をするこ
とができ、単位時間当たり電圧上昇の平均値を算出し、
平均値と劣化または故障状態を判定する当該単位キャパ
シタセルの単位時間当たり電圧上昇を比較することによ
り、さらに、劣化または故障を判定する当該単位キャパ
シタセルの単位時間当たり電圧上昇を単位時間当たり電
圧上昇の平均値で除算することにより、放電停止後の比
較的短時間から長時間に至るまで、安定的に単位キャパ
シタセルの劣化または故障を判定できる。
【図１】 本発明に係るキャパシタ蓄電装置の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図２】 各単位キャパシタの電圧降下の例を示す図で
ある。
ある。
【図３】 図２に示す電圧降下の平均値との差を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】 図２に示す電圧降下の平均値との比較例
（％）を説明するための図である。
（％）を説明するための図である。
【図５】 各単位キャパシタの単位時間当たり電圧二乗
の差の例を示す図である。
の差の例を示す図である。
【図６】 図５に示す単位時間当たり電圧二乗の差の平
均値との差を説明するための図である。
均値との差を説明するための図である。
【図７】 図５に示す単位時間当たり電圧二乗の差の平
均値との比較例（％）を説明するための図である。
均値との比較例（％）を説明するための図である。
【図８】 各単位キャパシタの電圧降下の例を示す図で
ある。
ある。
【図９】 図８に示す電圧上昇の平均値との差を説明す
るための図である。
るための図である。
【図１０】 図８に示す電圧上昇の平均値との比較例
（％）を説明するための図である。
（％）を説明するための図である。
【図１１】 本発明に係るキャパシタ蓄電装置の他の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図１２】 従来の単位電池を直列接続した蓄電装置の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１３】 複数の直列接続した単位キャパシタセルの
各端子電圧の充放電に伴う推移を示す図である。
各端子電圧の充放電に伴う推移を示す図である。
【図１４】 図１３に示す単位キャパシタセルの端子電
圧の平均端子電圧との差を示す図である。
圧の平均端子電圧との差を示す図である。
１…キャパシタ蓄電池、２…電圧制限回路、３…電圧検
出回路、４…制御演算回路、５…警報故障表示器、６…
電流検出器、７…充放電電流制限回路
出回路、４…制御演算回路、５…警報故障表示器、６…
電流検出器、７…充放電電流制限回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G036 AA24 AA27 BA12 BB02 BB08 CA08 5H410 BB00 CC02 DD02 EB01 EB27 EB37 EB39 FF03 FF09 FF18 FF25 FF29 GG07 HH05 LL12 LL13 LL18 LL19 LL20
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の単位キャパシタセルを直並列接続
したキャパシタ蓄電池と、前記各単位キャパシタセルの
端子電圧を測定する電圧検出回路と、前記電圧検出回路
により測定した端子電圧から各単位キャパシタセルの単
位時間当たりの端子電圧変動を求め、該端子電圧変動が
所定の値を越える単位キャパシタセルを判定する制御演
算回路とを備えたことを特徴とするキャパシタ蓄電装
置。 - 【請求項２】 複数の単位キャパシタセルを直並列接続
したキャパシタ蓄電池と、前記各単位キャパシタセルの
端子電圧を制限する電圧制限回路と、前記各単位キャパ
シタセルの端子電圧を測定する電圧検出回路と、前記電
圧検出回路により測定した端子電圧から各単位キャパシ
タセルの単位時間当たりの端子電圧変動を求め、該端子
電圧変動が所定の値を越える単位キャパシタセルを判定
する制御演算回路と、前記制御演算回路による判定結果
を表示する表示器とを備えたことを特徴とするキャパシ
タ蓄電装置。 - 【請求項３】 前記単位時間当たりの端子電圧変動とし
て、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗
の差を求めることを特徴とする請求項１又は２記載のキ
ャパシタ蓄電装置。 - 【請求項４】 前記単位時間当たりの端子電圧変動とし
て、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗
の差とそれらの平均値との差を求めることを特徴とする
請求項１又は２記載のキャパシタ蓄電装置。 - 【請求項５】 前記単位時間当たりの端子電圧変動とし
て、単位時間当たりの電圧降下、電圧上昇又は電圧二乗
の差とそれらの平均値との割合を求めることを特徴とす
る請求項１又は２記載のキャパシタ蓄電装置。 - 【請求項６】 前記制御演算回路は、判定結果により充
放電電流の制限もしくは停止の制御を行うことを特徴と
する請求項１又は２記載のキャパシタ蓄電装置。 - 【請求項７】 前記制御演算回路は、前記端子電圧変動
が所定の値を越える単位キャパシタセルについて劣化又
は故障の判定を行い、前記表示器に劣化・故障表示を行
うことを特徴とする請求項２記載のキャパシタ蓄電装
置。 - 【請求項８】 前記表示器は、前記端子電圧変動の波形
表示を行うことを特徴とする請求項２記載のキャパシタ
蓄電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141553A JP2002340959A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | キャパシタ蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141553A JP2002340959A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | キャパシタ蓄電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340959A true JP2002340959A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=18987995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001141553A Withdrawn JP2002340959A (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | キャパシタ蓄電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002340959A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008024464A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | エレベーターの制御装置 |
| KR101234059B1 (ko) | 2010-02-22 | 2013-02-15 | 주식회사 엘지화학 | 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치 및 방법 |
| WO2017045973A1 (de) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur detektion eines internen kurzschlusses in einer batterie |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001141553A patent/JP2002340959A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008024464A (ja) * | 2006-07-24 | 2008-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | エレベーターの制御装置 |
| KR101234059B1 (ko) | 2010-02-22 | 2013-02-15 | 주식회사 엘지화학 | 셀 밸런싱부의 고장 진단 장치 및 방법 |
| WO2017045973A1 (de) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur detektion eines internen kurzschlusses in einer batterie |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |