JPH09308121A - 蓄電手段を有する車両用電源装置 - Google Patents
蓄電手段を有する車両用電源装置Info
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- JPH09308121A JPH09308121A JP9061316A JP6131697A JPH09308121A JP H09308121 A JPH09308121 A JP H09308121A JP 9061316 A JP9061316 A JP 9061316A JP 6131697 A JP6131697 A JP 6131697A JP H09308121 A JPH09308121 A JP H09308121A
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- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静電容量や内部抵抗のばらつきによる蓄電手
段の過充電を防止すると共に、長期間の安定した蓄電を
可能とすること。 【解決手段】 蓄電手段、例えば電気二重層コンデンサ
からなる各単セル10には、それぞれツェナーダイオー
ド16が並列接続されている。各ツェナーダイオード1
6には、それぞれ抵抗18が直列接続されている。これ
により、過充電の単セル10が生じた場合、該単セル1
0のバイアス電圧がツェナー電圧以上になると、この単
セル10に並列接続されたツェナーダイオード16を介
して放電電流が流れ、ツェナー電圧まで電圧が低下す
る。
段の過充電を防止すると共に、長期間の安定した蓄電を
可能とすること。 【解決手段】 蓄電手段、例えば電気二重層コンデンサ
からなる各単セル10には、それぞれツェナーダイオー
ド16が並列接続されている。各ツェナーダイオード1
6には、それぞれ抵抗18が直列接続されている。これ
により、過充電の単セル10が生じた場合、該単セル1
0のバイアス電圧がツェナー電圧以上になると、この単
セル10に並列接続されたツェナーダイオード16を介
して放電電流が流れ、ツェナー電圧まで電圧が低下す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスタータモ
ータ等の種々の電気的負荷に対して給電を行う蓄電手段
を有する車両用電源装置に関する。
ータ等の種々の電気的負荷に対して給電を行う蓄電手段
を有する車両用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電極と電解液との界面に生成され
る電子の電気二重層構造を利用して飛躍的に容量を増大
させた電気二重層コンデンサを利用することが種々提案
されている。この電気二重層コンデンサは、単一のセル
で例えば約2.5Vの電圧を発生するため、車両用の電
源装置として利用する場合には、図11に示す如く、複
数個の単セル100を直列に接続し、コンデンサパック
として使用している。
る電子の電気二重層構造を利用して飛躍的に容量を増大
させた電気二重層コンデンサを利用することが種々提案
されている。この電気二重層コンデンサは、単一のセル
で例えば約2.5Vの電圧を発生するため、車両用の電
源装置として利用する場合には、図11に示す如く、複
数個の単セル100を直列に接続し、コンデンサパック
として使用している。
【0003】すなわち、各単セル100は、活性炭電極
がそれぞれ設けられた一対の集電体と、該各集電体間に
充填された電解液と、各集電体の活性炭電極間を仕切る
セパレータ(いずれも図示せず)とからなる電気二重層
コンデンサとして構成されている。そして、これらの各
単セル100は、直列に接続されてコンデンサパック1
02を構成し、このコンデンサパック102は、車両に
搭載された車載発電機104に接続されている。この車
載発電機104は、例えば、エンジン回転力によって電
圧を発生し、発電電圧は整流器で直流電圧に変換されて
出力されるもので、具体的にはオールタネータが該当す
る。
がそれぞれ設けられた一対の集電体と、該各集電体間に
充填された電解液と、各集電体の活性炭電極間を仕切る
セパレータ(いずれも図示せず)とからなる電気二重層
コンデンサとして構成されている。そして、これらの各
単セル100は、直列に接続されてコンデンサパック1
02を構成し、このコンデンサパック102は、車両に
搭載された車載発電機104に接続されている。この車
載発電機104は、例えば、エンジン回転力によって電
圧を発生し、発電電圧は整流器で直流電圧に変換されて
出力されるもので、具体的にはオールタネータが該当す
る。
【0004】そして、エンジン運転中には、車載発電機
104からの直流電圧によって各単セル100は充電さ
れ、この蓄えられたエネルギは、エンジン再始動時のス
タータモータ駆動用等として放電使用される。
104からの直流電圧によって各単セル100は充電さ
れ、この蓄えられたエネルギは、エンジン再始動時のス
タータモータ駆動用等として放電使用される。
【0005】さて、ここで、各単セル100の起電力
は、電解液の活性電圧によって定まるが、バイアス電
圧、すなわち車載発電機104からの充電電圧がこの活
性電圧を上回ると、電気二重層コンデンサからなる単セ
ル100の寿命が急速に低下する性質がある。このた
め、各単セル100の定格電圧を、安全性の余裕を考慮
して電解液の活性電圧よりも低く設定し、定格電圧以下
で使用すれば電気二重層コンデンサの特質の一つである
長寿命を確保することができる。
は、電解液の活性電圧によって定まるが、バイアス電
圧、すなわち車載発電機104からの充電電圧がこの活
性電圧を上回ると、電気二重層コンデンサからなる単セ
ル100の寿命が急速に低下する性質がある。このた
め、各単セル100の定格電圧を、安全性の余裕を考慮
して電解液の活性電圧よりも低く設定し、定格電圧以下
で使用すれば電気二重層コンデンサの特質の一つである
長寿命を確保することができる。
【0006】しかし、各単セル100は、それぞれの静
電容量や内部抵抗にばらつきを生じることがある。この
ため、単セル100を直列接続した状態で車載発電機1
04から充電を行うと、静電容量や内部抵抗のばらつき
によって、バイアス電圧にも差異が生じる。つまり、各
単セル100を直列に接続して充電する場合、各静電容
量や内部抵抗の値が各単セル100間で等しければ、該
各単セル100の端子間電圧( バイアス電圧) も等しく
なるが、静電容量や内部抵抗の値にばらつきがあれば、
各単セル100のバイアス電圧に不均衡状態を生じる。
また、このバイアス電圧の差異は、充放電の繰り返しに
より積算され、拡大することがある。
電容量や内部抵抗にばらつきを生じることがある。この
ため、単セル100を直列接続した状態で車載発電機1
04から充電を行うと、静電容量や内部抵抗のばらつき
によって、バイアス電圧にも差異が生じる。つまり、各
単セル100を直列に接続して充電する場合、各静電容
量や内部抵抗の値が各単セル100間で等しければ、該
各単セル100の端子間電圧( バイアス電圧) も等しく
なるが、静電容量や内部抵抗の値にばらつきがあれば、
各単セル100のバイアス電圧に不均衡状態を生じる。
また、このバイアス電圧の差異は、充放電の繰り返しに
より積算され、拡大することがある。
【0007】従って、安全余裕を見込んで定格電圧を設
定しても、各単セル100の特性のばらつきに起因し
て、定格電圧以上のバイアス電圧が印加される単セル1
00が生じる可能性があり、寿命が低下する原因ともな
る。
定しても、各単セル100の特性のばらつきに起因し
て、定格電圧以上のバイアス電圧が印加される単セル1
00が生じる可能性があり、寿命が低下する原因ともな
る。
【0008】このため、図12に示す如く、それぞれ等
しい抵抗値を有するバランス抵抗106を、各単セル1
00毎に抵抗108を介して並列接続すると共に、各バ
ランス抵抗106を直列接続することにより、各単セル
100のバイアス電圧をバランスさせる「バランス回路
方式」が従来より採用されている。
しい抵抗値を有するバランス抵抗106を、各単セル1
00毎に抵抗108を介して並列接続すると共に、各バ
ランス抵抗106を直列接続することにより、各単セル
100のバイアス電圧をバランスさせる「バランス回路
方式」が従来より採用されている。
【0009】また、他の従来技術として、例えば実開平
5−23527号公報等に記載のものでは、非充電時に
はバランス抵抗を電気的に単セルから切り離し、単セル
の両端電圧が所定値以上になったときに、該単セルとバ
ランス抵抗とを並列接続するようにした技術も開示され
ている。
5−23527号公報等に記載のものでは、非充電時に
はバランス抵抗を電気的に単セルから切り離し、単セル
の両端電圧が所定値以上になったときに、該単セルとバ
ランス抵抗とを並列接続するようにした技術も開示され
ている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のような各単セル
100に対してバランス抵抗106をそれぞれ並列接続
するバランス回路方式の従来技術では、各バランス抵抗
106の値が等しければ、分圧抵抗が等しくなるため、
各単セル100に加わるバイアス電圧を等しくすること
ができる。
100に対してバランス抵抗106をそれぞれ並列接続
するバランス回路方式の従来技術では、各バランス抵抗
106の値が等しければ、分圧抵抗が等しくなるため、
各単セル100に加わるバイアス電圧を等しくすること
ができる。
【0011】しかし、バランス回路方式では、常時バラ
ンス抵抗106が各単セル100に接続されて、電気回
路全体が閉ループを構成するため、各単セル100に蓄
えられた電気エネルギは、次第に放電によって失われて
いく。従って、充電停止後、各単セル100の放電が開
始するため、「蓄電池」としての機能を果たすことがで
きず、例えばエンジン再始動時のスタータモータ等を駆
動するための車両用電源装置として用いるのは実用的で
はない。
ンス抵抗106が各単セル100に接続されて、電気回
路全体が閉ループを構成するため、各単セル100に蓄
えられた電気エネルギは、次第に放電によって失われて
いく。従って、充電停止後、各単セル100の放電が開
始するため、「蓄電池」としての機能を果たすことがで
きず、例えばエンジン再始動時のスタータモータ等を駆
動するための車両用電源装置として用いるのは実用的で
はない。
【0012】この問題を解決するため、上述した実開平
5−23527号公報等に記載の技術では、トランジス
タ等を用いて、バランス抵抗を単セルに並列接続した
り、切り離したりしている。この技術によれば、非充電
時には、単セルからバランス抵抗が切り離されるため、
放電を防止して長期間電気エネルギを蓄積しておくこと
ができる。しかし、この技術では、スイッチ回路を追加
する分回路構造が複雑化し、製造コストが増大するばか
りか、部品点数の増加に伴って信頼性が低下する等の新
たな問題が生じる。この様な問題は、上記の電気二重層
コンデンサの代わりに鉛バッテリを用いた場合にも同様
に生じる事項である。
5−23527号公報等に記載の技術では、トランジス
タ等を用いて、バランス抵抗を単セルに並列接続した
り、切り離したりしている。この技術によれば、非充電
時には、単セルからバランス抵抗が切り離されるため、
放電を防止して長期間電気エネルギを蓄積しておくこと
ができる。しかし、この技術では、スイッチ回路を追加
する分回路構造が複雑化し、製造コストが増大するばか
りか、部品点数の増加に伴って信頼性が低下する等の新
たな問題が生じる。この様な問題は、上記の電気二重層
コンデンサの代わりに鉛バッテリを用いた場合にも同様
に生じる事項である。
【0013】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、簡易な構造で蓄電手
段のバイアス電圧をバランスさせることができ、かつ無
充電状態にあっても放電を抑制するようにした蓄電手段
を有する車両用電源装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、簡易な構造で蓄電手
段のバイアス電圧をバランスさせることができ、かつ無
充電状態にあっても放電を抑制するようにした蓄電手段
を有する車両用電源装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る蓄電手段を有する車両用電源装置は、車載発
電機に接続された蓄電手段と、逆バイアス電圧が印加さ
れる向きで蓄電手段に並列接続されるツェナーダイオー
ドと、該ツェナーダイオードに直列接続された抵抗とか
ら構成されている。これにより、蓄電手段のバイアス電
圧がツェナー電圧以上の場合には、該コンデンサの放電
が許可されて、前記抵抗の値によって定まる電流がツェ
ナーダイオードを流れるため、蓄電手段のバイアス電圧
はツェナー電圧まで低下する。一方、蓄電手段のバイア
ス電圧がツェナー電圧よりも低い場合には、放電が許可
されないため、僅かな自己放電を除き、蓄電手段の電気
エネルギは保存される。従って、静電容量や内部抵抗に
ばらつきがある場合でも、蓄電手段のバイアス電圧を一
定に保持して寿命の低下を防止することができる。
発明に係る蓄電手段を有する車両用電源装置は、車載発
電機に接続された蓄電手段と、逆バイアス電圧が印加さ
れる向きで蓄電手段に並列接続されるツェナーダイオー
ドと、該ツェナーダイオードに直列接続された抵抗とか
ら構成されている。これにより、蓄電手段のバイアス電
圧がツェナー電圧以上の場合には、該コンデンサの放電
が許可されて、前記抵抗の値によって定まる電流がツェ
ナーダイオードを流れるため、蓄電手段のバイアス電圧
はツェナー電圧まで低下する。一方、蓄電手段のバイア
ス電圧がツェナー電圧よりも低い場合には、放電が許可
されないため、僅かな自己放電を除き、蓄電手段の電気
エネルギは保存される。従って、静電容量や内部抵抗に
ばらつきがある場合でも、蓄電手段のバイアス電圧を一
定に保持して寿命の低下を防止することができる。
【0015】更に、ツェナーダイオードに他のダイオー
ドを付加すれば、放電許可のしきい値を微調整すること
ができる。
ドを付加すれば、放電許可のしきい値を微調整すること
ができる。
【0016】また、ツェナーダイオードのツェナー電圧
の替わりに、ダイオードの順方向しきい値電圧を利用し
ても、順方向電圧以下では放電が許可されず、順方向し
きい値電圧以上になって放電が行われるので、無駄な放
電を防止しつつバイアス電圧をバランスさせることがで
きる。
の替わりに、ダイオードの順方向しきい値電圧を利用し
ても、順方向電圧以下では放電が許可されず、順方向し
きい値電圧以上になって放電が行われるので、無駄な放
電を防止しつつバイアス電圧をバランスさせることがで
きる。
【0017】また、上記ダイオードとして発光ダイオー
ドを用いれば、放電によるバイアス電圧の調整を行って
いる発光ダイオードが発光するため、蓄電手段の充電状
態を外部から視覚により容易に認識することができる。
ドを用いれば、放電によるバイアス電圧の調整を行って
いる発光ダイオードが発光するため、蓄電手段の充電状
態を外部から視覚により容易に認識することができる。
【0018】なお、上記蓄電手段としては、電気二重層
コンデンサ又は鉛バッテリが適用可能である。
コンデンサ又は鉛バッテリが適用可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。まず、図1には、本
発明の第1の実施の形態に係る蓄電手段として電気二重
層コンデンサを用いた車両用電源装置の回路構成が示さ
れている。
施の形態について詳細に説明する。まず、図1には、本
発明の第1の実施の形態に係る蓄電手段として電気二重
層コンデンサを用いた車両用電源装置の回路構成が示さ
れている。
【0020】電気二重層コンデンサからなる各単セル1
0は、例えば、表面に活性炭電極がそれぞれ設けられた
一対の集電体と、該各集電体間に充填された電解液と、
各活性炭電極間を分離して介装されたセパレータと、内
部の電解液が外部に漏れるのを防止するためのガスケッ
ト(いずれも図示せず)とから構成されている。そし
て、これら各単セル10は、例えば、直列接続された状
態で所望の起電圧を発生するコンデンサパック12とし
て組み立てられるようになっている。なお、鉛バッテリ
を用いる場合は、鉛バッテリパックとして組み立てられ
ることとなる。
0は、例えば、表面に活性炭電極がそれぞれ設けられた
一対の集電体と、該各集電体間に充填された電解液と、
各活性炭電極間を分離して介装されたセパレータと、内
部の電解液が外部に漏れるのを防止するためのガスケッ
ト(いずれも図示せず)とから構成されている。そし
て、これら各単セル10は、例えば、直列接続された状
態で所望の起電圧を発生するコンデンサパック12とし
て組み立てられるようになっている。なお、鉛バッテリ
を用いる場合は、鉛バッテリパックとして組み立てられ
ることとなる。
【0021】このように各単セル10を直列に接続して
なるコンデンサパック12は、そのプラス側が車載発電
機14に接続され、コンデンサパック12のマイナス側
はアースされている。この車載発電機14は、整流器に
て整流された直流電圧を出力するもので、エンジン回転
数に応じた電圧を発生する。
なるコンデンサパック12は、そのプラス側が車載発電
機14に接続され、コンデンサパック12のマイナス側
はアースされている。この車載発電機14は、整流器に
て整流された直流電圧を出力するもので、エンジン回転
数に応じた電圧を発生する。
【0022】各単セル10には、バイアス電圧を制限す
るためのツェナーダイオード16がそれぞれ各単セル1
0毎に並列接続されており、これら各ツェナーダイオー
ド16には、抵抗18がそれぞれ各単セル10毎に直列
接続されている。そして、各単セル10とツェナーダイ
オード16と抵抗18とからなる各回路は全体として直
列に接続されている。
るためのツェナーダイオード16がそれぞれ各単セル1
0毎に並列接続されており、これら各ツェナーダイオー
ド16には、抵抗18がそれぞれ各単セル10毎に直列
接続されている。そして、各単セル10とツェナーダイ
オード16と抵抗18とからなる各回路は全体として直
列に接続されている。
【0023】ここで、各ツェナーダイオード16は、カ
ソード端子を各単セル10の正極端子側に接続し使用さ
れるもので、図2に示したように、所定のツェナー電圧
VZ以上の逆バイアス電圧−VBが印加されると、電流
がカソード側からアノード側に向けて流れるのを許可す
る能動素子である。従って、ツェナーダイオード16
は、ツェナー電圧VZ以上の逆方向のバイアス電圧VB
が印加された場合にだけ電流供給を許容する。
ソード端子を各単セル10の正極端子側に接続し使用さ
れるもので、図2に示したように、所定のツェナー電圧
VZ以上の逆バイアス電圧−VBが印加されると、電流
がカソード側からアノード側に向けて流れるのを許可す
る能動素子である。従って、ツェナーダイオード16
は、ツェナー電圧VZ以上の逆方向のバイアス電圧VB
が印加された場合にだけ電流供給を許容する。
【0024】また、各ツェナーダイオード16は、好ま
しくは、そのツェナー電圧VZが単セル10の定格電圧
に一致、あるいは定格電圧より若干小さい値を有するよ
うに設定される。単セル10の定格電圧よりツェナー電
圧VZの方を小さくした場合、その定格電圧とツェナー
電圧VZとの差分は、安全性に対するマージンとなる。
更に、ツェナーダイオード16は、その定格電力が例え
ば1W程度の小さいものが選択される。なお、図2中で
は、逆バイアス電圧VBにマイナス符号を付して順バイ
アス電圧VBと区別しているが、以下の説明では逆バイ
アス電圧を単に「VB」として表す。
しくは、そのツェナー電圧VZが単セル10の定格電圧
に一致、あるいは定格電圧より若干小さい値を有するよ
うに設定される。単セル10の定格電圧よりツェナー電
圧VZの方を小さくした場合、その定格電圧とツェナー
電圧VZとの差分は、安全性に対するマージンとなる。
更に、ツェナーダイオード16は、その定格電力が例え
ば1W程度の小さいものが選択される。なお、図2中で
は、逆バイアス電圧VBにマイナス符号を付して順バイ
アス電圧VBと区別しているが、以下の説明では逆バイ
アス電圧を単に「VB」として表す。
【0025】各抵抗18は、各単セル10のバイアス電
圧VBがツェナー電圧VZ以上になったときに各ツェナ
ーダイオード16を流れる放電電流Iの値を制限するた
めのものである。好ましくは、ツェナーダイオード16
の容量に応じてできるだけ小さい放電電流となるよう
に、その値が設定されている。
圧VBがツェナー電圧VZ以上になったときに各ツェナ
ーダイオード16を流れる放電電流Iの値を制限するた
めのものである。好ましくは、ツェナーダイオード16
の容量に応じてできるだけ小さい放電電流となるよう
に、その値が設定されている。
【0026】次に、上記構成の本実施の形態の具体的作
用を説明する。エンジン始動によって車載発電機14は
所定の充電電圧を出力するが、各単セル10間の静電容
量や内部抵抗のばらつきによって、各単セル10に印加
されるバイアス電圧VBは異なる。
用を説明する。エンジン始動によって車載発電機14は
所定の充電電圧を出力するが、各単セル10間の静電容
量や内部抵抗のばらつきによって、各単セル10に印加
されるバイアス電圧VBは異なる。
【0027】そして、例えば、ある特定の単セル10だ
けバイアス電圧VBが上昇し、ツェナー電圧VZ以上に
なると、該単セル10に並列接続されたツェナーダイオ
ード16が通電を許容し、これにより、抵抗18によっ
て制限された所定の放電電流Iが流れる。そして、この
放電電流Iの分だけバイアス電圧VBが低下するため、
結局、該単セル10の過大なバイアス電圧VBは、ツェ
ナー電圧VZに一致せしめられ放電が停止する。
けバイアス電圧VBが上昇し、ツェナー電圧VZ以上に
なると、該単セル10に並列接続されたツェナーダイオ
ード16が通電を許容し、これにより、抵抗18によっ
て制限された所定の放電電流Iが流れる。そして、この
放電電流Iの分だけバイアス電圧VBが低下するため、
結局、該単セル10の過大なバイアス電圧VBは、ツェ
ナー電圧VZに一致せしめられ放電が停止する。
【0028】一方、バイアス電圧VBがツェナー電圧V
Zに満たない単セル10では、該単セル10に並列接続
されたツェナーダイオード16が作動しないため、放電
電流Iが流れない。このように構成される本実施の形態
によれば、以下の効果を奏する。
Zに満たない単セル10では、該単セル10に並列接続
されたツェナーダイオード16が作動しないため、放電
電流Iが流れない。このように構成される本実施の形態
によれば、以下の効果を奏する。
【0029】第1に、電気二重層コンデンサからなる各
単セル10にツェナーダイオード16をそれぞれ並列接
続し、各ツェナーダイオード16に抵抗18を直列接続
する構成であることから、ツェナー電圧VZを各単セル
10の定格電圧付近に設定することにより、静電容量や
内部抵抗の相違に起因する過充電を未然に防止すること
ができる。従って、各単セル10に過大なバイアス電圧
VBが印加される過充電を防止し、寿命の短縮を防止す
ることができる。
単セル10にツェナーダイオード16をそれぞれ並列接
続し、各ツェナーダイオード16に抵抗18を直列接続
する構成であることから、ツェナー電圧VZを各単セル
10の定格電圧付近に設定することにより、静電容量や
内部抵抗の相違に起因する過充電を未然に防止すること
ができる。従って、各単セル10に過大なバイアス電圧
VBが印加される過充電を防止し、寿命の短縮を防止す
ることができる。
【0030】また、かかる放電によって各単セル10の
バイアス電圧VBがツェナー電圧VZまで低下した場合
或いは最初からバイアス電圧VBがツェナー電圧VZに
達していない場合には、ツェナーダイオード16の作動
が停止して放電は行われない。従って、無駄な放電を防
止して、各単セル10が蓄積した電荷を長期間維持する
ことができるため、スタータの駆動時などの大電流を確
実に安定して供給することができる。
バイアス電圧VBがツェナー電圧VZまで低下した場合
或いは最初からバイアス電圧VBがツェナー電圧VZに
達していない場合には、ツェナーダイオード16の作動
が停止して放電は行われない。従って、無駄な放電を防
止して、各単セル10が蓄積した電荷を長期間維持する
ことができるため、スタータの駆動時などの大電流を確
実に安定して供給することができる。
【0031】第2に、ツェナーダイオード16の定格電
力を、例えば1W程度のできるだけ小さい値に設定して
いるため、単セル10が放電してバイアス電圧VBの調
整がなされるときに、ツェナーダイオード16に生じる
発熱量を小さくすることができる。従って、冷却フィン
等の放熱機構をツェナーダイオード16に付加する必要
がないため、部品点数及び製造コストの増加を招くこと
なく、全体をコンパクトに形成することができる。
力を、例えば1W程度のできるだけ小さい値に設定して
いるため、単セル10が放電してバイアス電圧VBの調
整がなされるときに、ツェナーダイオード16に生じる
発熱量を小さくすることができる。従って、冷却フィン
等の放熱機構をツェナーダイオード16に付加する必要
がないため、部品点数及び製造コストの増加を招くこと
なく、全体をコンパクトに形成することができる。
【0032】第3に、各抵抗の抵抗値は、ツェナーダイ
オード16の定格容量を考慮して放電電流Iができるだ
け小さくなるように設定しているため、抵抗18のコス
トを低下させることができる。一方、放電電流Iを大き
く設定した場合は、速やかにバイアス電圧VBがツェナ
ー電圧VZまで降下するので、バイアス電圧調整時間を
短縮することができる。
オード16の定格容量を考慮して放電電流Iができるだ
け小さくなるように設定しているため、抵抗18のコス
トを低下させることができる。一方、放電電流Iを大き
く設定した場合は、速やかにバイアス電圧VBがツェナ
ー電圧VZまで降下するので、バイアス電圧調整時間を
短縮することができる。
【0033】しかし、放電電流Iの増大によって抵抗1
8の発熱量も増大するため、抵抗18に定格電力の大き
な高価な抵抗を用いる必要が生じる。また、過充電によ
って単セル10の劣化が生じない限り、バイアス電圧調
整に要する時間がかかっても何らの不具合も生じない。
8の発熱量も増大するため、抵抗18に定格電力の大き
な高価な抵抗を用いる必要が生じる。また、過充電によ
って単セル10の劣化が生じない限り、バイアス電圧調
整に要する時間がかかっても何らの不具合も生じない。
【0034】従って、単セル10に寿命低下の不具合が
生じない限りにおいて、バイアス電圧調整時間を長く設
定することにより、低コストで過充電を防止することが
できる。但し、抵抗18の値を大きくしてバイアス電圧
調整時間を短縮可能に構成したものも、本発明の範囲に
含まれる。
生じない限りにおいて、バイアス電圧調整時間を長く設
定することにより、低コストで過充電を防止することが
できる。但し、抵抗18の値を大きくしてバイアス電圧
調整時間を短縮可能に構成したものも、本発明の範囲に
含まれる。
【0035】次に、図3及び図4に基づき本発明の第2
の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の
形態では、蓄電手段として電気二重層コンデンサを用い
た例を示しており、上述した第1の実施の形態と同様の
構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の
形態では、蓄電手段として電気二重層コンデンサを用い
た例を示しており、上述した第1の実施の形態と同様の
構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0036】図3には、本実施の形態に係る電気二重層
コンデンサを用いた車両用電源装置の回路構成が示され
ている。本実施の形態でも、電気二重層コンデンサから
なる各単セル10は直列接続されてコンデンサパック1
2を構成し、このコンデンサパック12は車載発電機1
4に接続されている。
コンデンサを用いた車両用電源装置の回路構成が示され
ている。本実施の形態でも、電気二重層コンデンサから
なる各単セル10は直列接続されてコンデンサパック1
2を構成し、このコンデンサパック12は車載発電機1
4に接続されている。
【0037】ここで、本実施の形態の特徴的事項は、各
単セル10に、前記第1の実施の形態で述べたツェナー
ダイオード16に替えて、ダイオード20が使用されて
いる点である。そして、これら各ダイオード20には放
電電流Iを制限するための抵抗22が直列接続されてい
る。なお、これら各ダイオード20の定格電力は小さい
方が好適である。抵抗22も放電電流Iが小さくなるよ
うに設定されている。
単セル10に、前記第1の実施の形態で述べたツェナー
ダイオード16に替えて、ダイオード20が使用されて
いる点である。そして、これら各ダイオード20には放
電電流Iを制限するための抵抗22が直列接続されてい
る。なお、これら各ダイオード20の定格電力は小さい
方が好適である。抵抗22も放電電流Iが小さくなるよ
うに設定されている。
【0038】ここで、各ダイオード20は、アノード端
子を各単セル10の正極端子側に向けて接続されるもの
で、図4に示すように、順方向のバイアス電圧VBが所
定のしきい値電圧VF以上になると、順方向電流の通電
を許可するものである。
子を各単セル10の正極端子側に向けて接続されるもの
で、図4に示すように、順方向のバイアス電圧VBが所
定のしきい値電圧VF以上になると、順方向電流の通電
を許可するものである。
【0039】従って、各ダイオード20は、バイアス電
圧VBが順方向バイアスしきい値電圧VFに達しない限
り、放電電流Iの通電を許可しないため、単セル10の
放電は行われず、逆に単セル10が放電中にバイアス電
圧VBがしきい値電圧VFまで低下すると、放電も停止
する。なお、厳密に考察すると、各ダイオード20に
は、順バイアスしきい値電圧VF以下でも僅かに電流が
流れる。これは、前記各ツェナーダイオード16も同様
に、バイアス電圧VBがツェナー電圧VZより小さいと
きにも、僅かな電流が流れる。しかし、これらの電流値
は極めて小さいため、実用上は無視することができるも
のである。
圧VBが順方向バイアスしきい値電圧VFに達しない限
り、放電電流Iの通電を許可しないため、単セル10の
放電は行われず、逆に単セル10が放電中にバイアス電
圧VBがしきい値電圧VFまで低下すると、放電も停止
する。なお、厳密に考察すると、各ダイオード20に
は、順バイアスしきい値電圧VF以下でも僅かに電流が
流れる。これは、前記各ツェナーダイオード16も同様
に、バイアス電圧VBがツェナー電圧VZより小さいと
きにも、僅かな電流が流れる。しかし、これらの電流値
は極めて小さいため、実用上は無視することができるも
のである。
【0040】このように構成される本実施の形態では、
バイアス電圧VBがダイオード20の順方向バイアスし
きい値電圧VFにより調整されることとなり、上記実施
の形態と同様に静電容量や内部抵抗に起因する過充電を
未然に防止して寿命を向上することができる。また、か
かる放電によってバイアス電圧VBがしきい値電圧VF
まで低下したときには、直ちに放電を停止させるため、
不要な電荷放出を防止して長期間電圧を維持することが
でき、エンジン始動時などの必要時の有効な電流供給が
確保される。特に、ダイオード20の順方向バイアスし
きい値電圧VFは、一般的にツェナー電圧VZよりも小
さいため( 例えば、ゲルマニウムで0.3〜0.4V、
シリコンで0.7〜1.0V) 、各単セル10の定格電
圧が低く、ツェナーダイオード16のツェナー電圧VZ
を利用できない場合に好適に用いることができる。
バイアス電圧VBがダイオード20の順方向バイアスし
きい値電圧VFにより調整されることとなり、上記実施
の形態と同様に静電容量や内部抵抗に起因する過充電を
未然に防止して寿命を向上することができる。また、か
かる放電によってバイアス電圧VBがしきい値電圧VF
まで低下したときには、直ちに放電を停止させるため、
不要な電荷放出を防止して長期間電圧を維持することが
でき、エンジン始動時などの必要時の有効な電流供給が
確保される。特に、ダイオード20の順方向バイアスし
きい値電圧VFは、一般的にツェナー電圧VZよりも小
さいため( 例えば、ゲルマニウムで0.3〜0.4V、
シリコンで0.7〜1.0V) 、各単セル10の定格電
圧が低く、ツェナーダイオード16のツェナー電圧VZ
を利用できない場合に好適に用いることができる。
【0041】次に、図5を参照しつつ本発明の第3の実
施の形態を説明する。図5の概略回路構成図に示したよ
うに、本実施の形態に係る電気二重層コンデンサを用い
た車両用電源装置は、上述した第2の実施の形態と同様
に、各電気二重層コンデンサからなる各単セル10を直
列接続してなるコンデンサパック12を、車載発電機1
4に接続している。
施の形態を説明する。図5の概略回路構成図に示したよ
うに、本実施の形態に係る電気二重層コンデンサを用い
た車両用電源装置は、上述した第2の実施の形態と同様
に、各電気二重層コンデンサからなる各単セル10を直
列接続してなるコンデンサパック12を、車載発電機1
4に接続している。
【0042】ここで、各単セル10には、前記第2の実
施の形態で述べたダイオード20に替えて、発光ダイオ
ード30が並列接続されている。そして、前記実施の形
態と同様に、これら各発光ダイオード30には放電電流
Iを制限するための抵抗32が直列接続されている。な
お、これら各発光ダイオード30の定格電力はできるだ
け小さい方が好ましく、抵抗32も放電電流Iが小さく
なるように設定されている。
施の形態で述べたダイオード20に替えて、発光ダイオ
ード30が並列接続されている。そして、前記実施の形
態と同様に、これら各発光ダイオード30には放電電流
Iを制限するための抵抗32が直列接続されている。な
お、これら各発光ダイオード30の定格電力はできるだ
け小さい方が好ましく、抵抗32も放電電流Iが小さく
なるように設定されている。
【0043】前記各発光ダイオード30は、第2の実施
の形態で用いたダイオード20と同様に、アノード端子
を各単セル10の正極端子側に向けて接続されるもの
で、順方向のバイアス電圧VBが所定のしきい値電圧V
F以上になると、順方向電流の通電を許可し、この順方
向電流すなわち放電電流Iの大きさに応じて発光する。
の形態で用いたダイオード20と同様に、アノード端子
を各単セル10の正極端子側に向けて接続されるもの
で、順方向のバイアス電圧VBが所定のしきい値電圧V
F以上になると、順方向電流の通電を許可し、この順方
向電流すなわち放電電流Iの大きさに応じて発光する。
【0044】従って、発光ダイオード30は、バイアス
電圧VBが順方向バイアスしきい値電圧VFに達するま
では放電電流Iの通電を許可しないため、単セル10の
放電は行われず、また、バイアス電圧VBがしきい値電
圧VFまで低下すると、放電を停止させる。また、発光
ダイオード30は、放電電流Iが小さければ輝度が低く
なり、放電電流Iが増せば輝度も上昇する。
電圧VBが順方向バイアスしきい値電圧VFに達するま
では放電電流Iの通電を許可しないため、単セル10の
放電は行われず、また、バイアス電圧VBがしきい値電
圧VFまで低下すると、放電を停止させる。また、発光
ダイオード30は、放電電流Iが小さければ輝度が低く
なり、放電電流Iが増せば輝度も上昇する。
【0045】このように構成される本実施の形態では、
各単セル10の放電の許可及び停止を良好に制御でき、
かつその制御状態を外部から認識可能としている。すな
わち、過充電のおそれがある単セル10に並列接続され
た発光ダイオード30は、放電によるバイアス電圧VB
の調整開始と同時に発光する。一方、バイアス電圧VB
が正常な値である場合、充電不足によってバイアス電圧
VBが低い場合には、放電電流Iが流れないため、これ
らの状態にあるコンデンサ10に並列接続された発光ダ
イオード30は発光しない。従って、計測器を用いるこ
となく、発光ダイオード30の発光の有無、輝度の程度
によって、単セル10の充電状態を外部から容易に確認
することができ、メンテナンス性が向上する。なお、静
電容量や内部抵抗に起因する過充電の未然防止と寿命短
縮防止作用は上記実施の形態と同様である。
各単セル10の放電の許可及び停止を良好に制御でき、
かつその制御状態を外部から認識可能としている。すな
わち、過充電のおそれがある単セル10に並列接続され
た発光ダイオード30は、放電によるバイアス電圧VB
の調整開始と同時に発光する。一方、バイアス電圧VB
が正常な値である場合、充電不足によってバイアス電圧
VBが低い場合には、放電電流Iが流れないため、これ
らの状態にあるコンデンサ10に並列接続された発光ダ
イオード30は発光しない。従って、計測器を用いるこ
となく、発光ダイオード30の発光の有無、輝度の程度
によって、単セル10の充電状態を外部から容易に確認
することができ、メンテナンス性が向上する。なお、静
電容量や内部抵抗に起因する過充電の未然防止と寿命短
縮防止作用は上記実施の形態と同様である。
【0046】次に、図6の回路構成図に基づいて本発明
の第4の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る車
両用電源装置では、より一層の高電圧を得るべく、複数
個の電気二重層コンデンサからなる単セル10を直列に
接続して組電池40を構成し、さらに、これら各組電池
40を複数個直列接続してコンデンサパック42を構成
している。そして、これら各組電池40毎に、ツェナー
ダイオード44と発光ダイオード46と抵抗48とを直
列に接続した回路が、全体として直列に接続されてい
る。
の第4の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る車
両用電源装置では、より一層の高電圧を得るべく、複数
個の電気二重層コンデンサからなる単セル10を直列に
接続して組電池40を構成し、さらに、これら各組電池
40を複数個直列接続してコンデンサパック42を構成
している。そして、これら各組電池40毎に、ツェナー
ダイオード44と発光ダイオード46と抵抗48とを直
列に接続した回路が、全体として直列に接続されてい
る。
【0047】本実施の形態では、ツェナーダイオード4
4と発光ダイオード46とが直列に接続されているた
め、バイアス電圧VBがツェナー電圧VZと順方向バイ
アスしきい値電圧VFとの合計値以上になると( VB≧
VZ+VF) 、放電電流Iが流れて電圧調整が開始す
る。なお、本実施の形態では、例えば3個の単セル10
を直列接続してなる組電池40毎にツェナーダイオード
44及び発光ダイオード46を各組電池40に対し並列
接続しているため、そのバイアス電圧VBは、単セル1
0毎に能動素子を並列接続する前記各実施の形態におけ
るバイアス電圧VBよりも大きくなる。
4と発光ダイオード46とが直列に接続されているた
め、バイアス電圧VBがツェナー電圧VZと順方向バイ
アスしきい値電圧VFとの合計値以上になると( VB≧
VZ+VF) 、放電電流Iが流れて電圧調整が開始す
る。なお、本実施の形態では、例えば3個の単セル10
を直列接続してなる組電池40毎にツェナーダイオード
44及び発光ダイオード46を各組電池40に対し並列
接続しているため、そのバイアス電圧VBは、単セル1
0毎に能動素子を並列接続する前記各実施の形態におけ
るバイアス電圧VBよりも大きくなる。
【0048】このように構成される本実施例では、バイ
アス電圧を調整する単位が単一の単セル10と異なり、
複数の単セル10を直列接続した組電池40になってい
るが、前記各実施の形態と同様に、ツェナーダイオード
44及び発光ダイオード46が許可する放電によって、
組電池40の過充電を未然に防止することができる。ま
た、無駄な放電を抑制して電気エネルギーを長期にわた
って保存することができ、一層実用性を高めることがで
きる。更に放電電流Iの大きさに応じて発光ダイオード
46の輝度が変化するため、外部から容易に充電状態を
視覚認識することができる。
アス電圧を調整する単位が単一の単セル10と異なり、
複数の単セル10を直列接続した組電池40になってい
るが、前記各実施の形態と同様に、ツェナーダイオード
44及び発光ダイオード46が許可する放電によって、
組電池40の過充電を未然に防止することができる。ま
た、無駄な放電を抑制して電気エネルギーを長期にわた
って保存することができ、一層実用性を高めることがで
きる。更に放電電流Iの大きさに応じて発光ダイオード
46の輝度が変化するため、外部から容易に充電状態を
視覚認識することができる。
【0049】これに加えて、本実施の形態では、上記の
ように放電開始電圧をツェナーダイオード44のツェナ
ー電圧VZと発光ダイオード46の順方向バイアスしき
い値電圧VFとの合計値として定めることができ、過充
電の電圧調整を精度よく行うことができる。従って、ツ
ェナーダイオード44に1個の発光ダイオード46を直
列接続するものとして述べたが、これに限らず、2個の
発光ダイオード46をツェナーダイオード44に接続し
てもよいし、あるいは発光ダイオード46と通常のダイ
オードとをツェナーダイオード44に接続して放電開始
電圧を設定してもよい。
ように放電開始電圧をツェナーダイオード44のツェナ
ー電圧VZと発光ダイオード46の順方向バイアスしき
い値電圧VFとの合計値として定めることができ、過充
電の電圧調整を精度よく行うことができる。従って、ツ
ェナーダイオード44に1個の発光ダイオード46を直
列接続するものとして述べたが、これに限らず、2個の
発光ダイオード46をツェナーダイオード44に接続し
てもよいし、あるいは発光ダイオード46と通常のダイ
オードとをツェナーダイオード44に接続して放電開始
電圧を設定してもよい。
【0050】また、本実施の形態では、ツェナーダイオ
ード44の温度特性と発光ダイオード46の温度特性と
を合致させるように、すなわち、一方の温度による特性
変化を他方の特性変化で打ち消すように設定しておけ
ば、温度変化の影響を排除して精度のよい過充電の電圧
調整を行うことができる。
ード44の温度特性と発光ダイオード46の温度特性と
を合致させるように、すなわち、一方の温度による特性
変化を他方の特性変化で打ち消すように設定しておけ
ば、温度変化の影響を排除して精度のよい過充電の電圧
調整を行うことができる。
【0051】次に、図7に基づいて本発明の第5の実施
の形態を説明する。図7は、本実施の形態に係る車両用
電源装置の電気回路の要部を拡大して示す回路構成図で
あって、各電気二重層コンデンサからなる単セル10は
直列に接続されてコンデンサパック12を構成し、この
コンデンサパック12は上記各実施の形態と同様に、図
示していない車載発電機14に接続されている。
の形態を説明する。図7は、本実施の形態に係る車両用
電源装置の電気回路の要部を拡大して示す回路構成図で
あって、各電気二重層コンデンサからなる単セル10は
直列に接続されてコンデンサパック12を構成し、この
コンデンサパック12は上記各実施の形態と同様に、図
示していない車載発電機14に接続されている。
【0052】各単セル10には、発光ダイオード50が
それぞれ並列に接続され、これら発光ダイオード50に
対して放電電流Iを規定するための抵抗52が直列に接
続されている。そして、発光ダイオード50の近傍に
は、該発光ダイオード50から放射された光を受光して
電圧信号に変換する受光素子としてのフォトトランジス
タ54が設けられている。
それぞれ並列に接続され、これら発光ダイオード50に
対して放電電流Iを規定するための抵抗52が直列に接
続されている。そして、発光ダイオード50の近傍に
は、該発光ダイオード50から放射された光を受光して
電圧信号に変換する受光素子としてのフォトトランジス
タ54が設けられている。
【0053】つまり、発光ダイオード50とフォトトラ
ンジスタ54とは全体としてフォトカプラ56を構成し
ており、各フォトトランジスタ54のコレクタ端子は、
モニタ装置58にそれぞれ接続されている。このモニタ
装置56は、フォトトランジスタ54からの電圧信号に
基づいて、各単セル10の電圧調整状態を表示するため
のもので、例えばLEDディスプレイ、LEDランプ、
メータ等の表示部や入力インターフェース回路等から構
成される。
ンジスタ54とは全体としてフォトカプラ56を構成し
ており、各フォトトランジスタ54のコレクタ端子は、
モニタ装置58にそれぞれ接続されている。このモニタ
装置56は、フォトトランジスタ54からの電圧信号に
基づいて、各単セル10の電圧調整状態を表示するため
のもので、例えばLEDディスプレイ、LEDランプ、
メータ等の表示部や入力インターフェース回路等から構
成される。
【0054】そして、本実施の形態では、発光ダイオー
ド50の発光状態がフォトトランジスタ54を介して電
気的に絶縁された状態で検出され、この検出結果がモニ
タ装置58に出力されるため、モニタ装置58によって
単セル10の電圧調整状態を確認することができる。な
お、充電電圧検出部たる発光ダイオード50と発光状態
検出部たるモニタ装置58とが電気的に絶縁されてい
る。従って、絶縁ゴムを必要な箇所に設ける等の特別な
工夫を必要とせず、感電のおそれなく安全かつ容易に、
各単セル10の充電状態過充電の電圧調整をモニタする
ことができる。
ド50の発光状態がフォトトランジスタ54を介して電
気的に絶縁された状態で検出され、この検出結果がモニ
タ装置58に出力されるため、モニタ装置58によって
単セル10の電圧調整状態を確認することができる。な
お、充電電圧検出部たる発光ダイオード50と発光状態
検出部たるモニタ装置58とが電気的に絶縁されてい
る。従って、絶縁ゴムを必要な箇所に設ける等の特別な
工夫を必要とせず、感電のおそれなく安全かつ容易に、
各単セル10の充電状態過充電の電圧調整をモニタする
ことができる。
【0055】このように構成される本実施の形態でも、
バイアス電圧VBが発光ダイオード50の順方向バイア
スしきい値電圧VFまで低下すると放電が停止するた
め、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
バイアス電圧VBが発光ダイオード50の順方向バイア
スしきい値電圧VFまで低下すると放電が停止するた
め、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。
【0056】特に、図6と共に述べた第4の実施の形態
の如く、複数の単セル10を直列接続して組電池40を
形成し、組電池40毎に過充電か否かの判断を行う場合
には、上述した通り、単セル10を直列接続した分だけ
組電池40の両端電圧、つまりバイアス電圧VBが上昇
するため、フォトカプラ56による絶縁を利用してモニ
タする効果が大きい。
の如く、複数の単セル10を直列接続して組電池40を
形成し、組電池40毎に過充電か否かの判断を行う場合
には、上述した通り、単セル10を直列接続した分だけ
組電池40の両端電圧、つまりバイアス電圧VBが上昇
するため、フォトカプラ56による絶縁を利用してモニ
タする効果が大きい。
【0057】次に、図8を参照して本発明の第6の実施
の形態を説明する。本実施の形態の特徴は、各単セル1
0に充電を行う際の電圧値の設定にある。すなわち、図
8は、本実施の形態に係る車両用電源装置の回路構成図
であって、本電気回路は図1に示す第1の実施の形態と
基本的に同様の構成を有する。
の形態を説明する。本実施の形態の特徴は、各単セル1
0に充電を行う際の電圧値の設定にある。すなわち、図
8は、本実施の形態に係る車両用電源装置の回路構成図
であって、本電気回路は図1に示す第1の実施の形態と
基本的に同様の構成を有する。
【0058】しかし、本実施の形態では、車載発電機6
0が出力する充電電圧を、単セル10の定格電圧を越え
ない範囲で、かつツェナーダイオード16の合計ツェナ
ー電圧VZ以上の電圧に設定している。すなわち、ツェ
ナーダイオード16のツェナー電圧VZを、VZ1,V
Z2,…VZNとすると、車両に搭載された直流の定電
圧源たる車載発電機60は、この合計ツェナー電圧VZ
T( =VZ1+VZ2+…VZN) 以上の電圧を出力す
る。
0が出力する充電電圧を、単セル10の定格電圧を越え
ない範囲で、かつツェナーダイオード16の合計ツェナ
ー電圧VZ以上の電圧に設定している。すなわち、ツェ
ナーダイオード16のツェナー電圧VZを、VZ1,V
Z2,…VZNとすると、車両に搭載された直流の定電
圧源たる車載発電機60は、この合計ツェナー電圧VZ
T( =VZ1+VZ2+…VZN) 以上の電圧を出力す
る。
【0059】これにより、例えば、図8中の単セル(図
上CBと記している)10の内、CB2のバイアス電圧
VB2がツェナー電圧VZ2よりも高い場合、該単セル
CB2に並列接続されたツェナーダイオード16を介し
て放電電流Iが流れる。ここで、車載発電機60は定電
圧源なので、この放電電流Iに応じた電流を供給する。
この車載発電機60から供給された電流は、直列に接続
された全ての単セルCB1,CB2,…CBNに供給さ
れる。この結果、単セルCB2よりも低いバイアス電圧
を有する単セルは、車載発電機60からの電流によって
充電され、そのバイアス電圧が上昇する。
上CBと記している)10の内、CB2のバイアス電圧
VB2がツェナー電圧VZ2よりも高い場合、該単セル
CB2に並列接続されたツェナーダイオード16を介し
て放電電流Iが流れる。ここで、車載発電機60は定電
圧源なので、この放電電流Iに応じた電流を供給する。
この車載発電機60から供給された電流は、直列に接続
された全ての単セルCB1,CB2,…CBNに供給さ
れる。この結果、単セルCB2よりも低いバイアス電圧
を有する単セルは、車載発電機60からの電流によって
充電され、そのバイアス電圧が上昇する。
【0060】従って、定格電圧(ツェナー電圧VZ)以上
のバイアスがかかっている過充電の単セル10は放電に
よって電圧が低下し、定格電圧未満の充電不足の単セル
10は充電されて電圧が上昇する。これにより、エンジ
ン運転中でも、単セル10の充電電圧をバランスさせる
ことができる。
のバイアスがかかっている過充電の単セル10は放電に
よって電圧が低下し、定格電圧未満の充電不足の単セル
10は充電されて電圧が上昇する。これにより、エンジ
ン運転中でも、単セル10の充電電圧をバランスさせる
ことができる。
【0061】すなわち、前記各実施の形態では、エンジ
ン停止によって車載発電機14からの電圧出力が中止し
ている間に、過充電の単セル10から放電させることに
より、単セル10の電圧をバランスさせ、エンジン再始
動による新たな充電に備えることができる。
ン停止によって車載発電機14からの電圧出力が中止し
ている間に、過充電の単セル10から放電させることに
より、単セル10の電圧をバランスさせ、エンジン再始
動による新たな充電に備えることができる。
【0062】しかし、この場合、過充電状態の単セル1
0は放電によってツェナー電圧VZまで低下し、放電電
流Iが他の充電不足の単セル10に供給されるものの、
充電不足の単セル10が多かったり、あるいは不足量(
ツェナー電圧VZとの差異)が大きい場合等には、充電
不足状態の単セル10の電圧がツェナー電圧VZまで昇
圧しない可能性がある。
0は放電によってツェナー電圧VZまで低下し、放電電
流Iが他の充電不足の単セル10に供給されるものの、
充電不足の単セル10が多かったり、あるいは不足量(
ツェナー電圧VZとの差異)が大きい場合等には、充電
不足状態の単セル10の電圧がツェナー電圧VZまで昇
圧しない可能性がある。
【0063】これに対し、本実施の形態では、エンジン
運転中に、定電圧源たる車載発電機60が出力する充電
電圧の値を、各単セル10にそれぞれ並列接続されたツ
ェナーダイオード16の合計ツェナー電圧VZT以上に
設定したため、過充電の単セル10のバイアス電圧を降
圧させつつ充電不足の単セル10のバイアス電圧を昇圧
することができ、全体のバランスの回復、維持を有効に
行うことができる。
運転中に、定電圧源たる車載発電機60が出力する充電
電圧の値を、各単セル10にそれぞれ並列接続されたツ
ェナーダイオード16の合計ツェナー電圧VZT以上に
設定したため、過充電の単セル10のバイアス電圧を降
圧させつつ充電不足の単セル10のバイアス電圧を昇圧
することができ、全体のバランスの回復、維持を有効に
行うことができる。
【0064】次に、図9に基づいて本発明の第7の実施
の形態について説明する。図9の回路構成図に示す如
く、本実施の形態に係る車両用電源装置では、前記第1
の実施の形態で述べた抵抗18に替えて可変抵抗70を
用いている点に特徴がある。これら各可変抵抗70は、
例えば可変抵抗70に設けたトリマを回動させることに
より、抵抗値を可変に調整できるように構成している。
の形態について説明する。図9の回路構成図に示す如
く、本実施の形態に係る車両用電源装置では、前記第1
の実施の形態で述べた抵抗18に替えて可変抵抗70を
用いている点に特徴がある。これら各可変抵抗70は、
例えば可変抵抗70に設けたトリマを回動させることに
より、抵抗値を可変に調整できるように構成している。
【0065】このように構成される本実施の形態でも、
前記第1の実施の形態と同様の効果を奏することはもち
ろん、これに加えて、抵抗値を可変として放電電流Iを
規定する構成のため、各単セル10の静電容量のばらつ
きに応じて抵抗値を所望の値に設定することができる。
また、単セル10の特性が経時変化した場合でも、この
特性の変化に応じて放電電流Iを制限することができ、
使い勝手や信頼性が向上する。
前記第1の実施の形態と同様の効果を奏することはもち
ろん、これに加えて、抵抗値を可変として放電電流Iを
規定する構成のため、各単セル10の静電容量のばらつ
きに応じて抵抗値を所望の値に設定することができる。
また、単セル10の特性が経時変化した場合でも、この
特性の変化に応じて放電電流Iを制限することができ、
使い勝手や信頼性が向上する。
【0066】次に、図10を参照しつつ本発明の第8の
実施の形態について説明する。本実施の形態に係る車両
用電源装置では、図10の回路構成図に示す如く、複数
の単セル10を直列接続して組電池80を形成し、さら
に複数の組電池80を直列に接続してコンデンサパック
82を構成している。そして、各組電池80毎に、ツェ
ナーダイオード84がそれぞれ並列接続されており、こ
れら各ツェナーダイオード84に抵抗86が直列接続さ
れている。このように構成される本実施の形態によれ
ば、各組電池80毎に過充電紡糸の電圧を設定すること
ができる。
実施の形態について説明する。本実施の形態に係る車両
用電源装置では、図10の回路構成図に示す如く、複数
の単セル10を直列接続して組電池80を形成し、さら
に複数の組電池80を直列に接続してコンデンサパック
82を構成している。そして、各組電池80毎に、ツェ
ナーダイオード84がそれぞれ並列接続されており、こ
れら各ツェナーダイオード84に抵抗86が直列接続さ
れている。このように構成される本実施の形態によれ
ば、各組電池80毎に過充電紡糸の電圧を設定すること
ができる。
【0067】なお、本発明は上記各実施の形態の構成に
限定されるものではなく、記載された構成を適宜組み合
わせたり、単セルの数量を変えたりする等の如く、本発
明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。また、上
記各図面及び各実施の形態では、蓄電手段として電気二
重層コンデンサを用いたが、これに代えて鉛バッテリを
用いても同様の効果を得ることができる。なお、鉛バッ
テリについての図面、実施の形態については、その記載
を省略する。
限定されるものではなく、記載された構成を適宜組み合
わせたり、単セルの数量を変えたりする等の如く、本発
明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。また、上
記各図面及び各実施の形態では、蓄電手段として電気二
重層コンデンサを用いたが、これに代えて鉛バッテリを
用いても同様の効果を得ることができる。なお、鉛バッ
テリについての図面、実施の形態については、その記載
を省略する。
【0068】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る蓄電手
段を有する車両用電源装置によれば、蓄電手段のバイア
ス電圧がツェナー電圧以上になると、蓄電手段からの放
電を許容し、蓄電手段のバイアス電圧がツェナー電圧ま
で低下すると放電を停止させることができる。従って、
蓄電手段の過充電を効率的に防止しつつ、不要な放電を
防止して長期間蓄電機能を維持することができ実用性の
向上が達成される。
段を有する車両用電源装置によれば、蓄電手段のバイア
ス電圧がツェナー電圧以上になると、蓄電手段からの放
電を許容し、蓄電手段のバイアス電圧がツェナー電圧ま
で低下すると放電を停止させることができる。従って、
蓄電手段の過充電を効率的に防止しつつ、不要な放電を
防止して長期間蓄電機能を維持することができ実用性の
向上が達成される。
【0069】また、発光ダイオードを利用することによ
り、バイアス電圧の調整が行われている蓄電手段を計測
器を用いずにその充電状態を確認することができ、メン
テナンス性が向上する。更に、蓄電手段の定格電圧を越
えない範囲で、ツェナー電圧以上の充電電圧により蓄電
手段を充電する構成により、エンジン運転中における蓄
電手段の電圧をより一層バランス調整することができ
る。
り、バイアス電圧の調整が行われている蓄電手段を計測
器を用いずにその充電状態を確認することができ、メン
テナンス性が向上する。更に、蓄電手段の定格電圧を越
えない範囲で、ツェナー電圧以上の充電電圧により蓄電
手段を充電する構成により、エンジン運転中における蓄
電手段の電圧をより一層バランス調整することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図2】ツェナーダイオードの電気的特性を示す特性説
明図である。
明図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図4】ダイオードの電気的特性を示す特性説明図であ
る。
る。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図8】本発明の第6の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図9】本発明の第7の実施の形態に係る蓄電手段とし
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
て電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要部
を示す概略回路構成図である。
【図10】本発明の第8の実施の形態に係る蓄電手段と
して電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要
部を示す概略回路構成図である。
して電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の要
部を示す概略回路構成図である。
【図11】従来技術による電気二重層コンデンサを用い
た車両用電源装置の要部を示す概略回路構成図である。
た車両用電源装置の要部を示す概略回路構成図である。
【図12】他の従来技術による電気二重層コンデンサを
用いた車両用電源装置の要部を示す概略回路構成図であ
る。
用いた車両用電源装置の要部を示す概略回路構成図であ
る。
10 蓄電手段としての電気二重層コンデンサの単セル 12、42、82 コンデンサパック 14、60 車載発電機 16、44、84 ツェナーダイオード 18、22、32、48、52、86 抵抗 20 ダイオード 30、46、50 発光ダイオード 40、80 組電池 54 フォトトランジスタ 56 フォトカプラ 58 モニタ装置 70 可変抵抗
Claims (11)
- 【請求項1】 車両に搭載された種々の電気的負荷に電
流供給を行う蓄電手段を有する車両用電源装置におい
て、 車載発電機から充電可能に接続された蓄電手段と、 逆バイアス電圧が印加される向きで前記蓄電手段に並列
接続されたツェナーダイオードと、 該ツェナーダイオードに直列接続された抵抗とから構成
されたことを特徴とする蓄電手段を有する車両用電源装
置。 - 【請求項2】 前記蓄電手段の定格電圧を越えない範囲
内で前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を上回る充
電電圧により、前記蓄電手段を充電することを特徴とす
る請求項1に記載の蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項3】 順バイアス電圧が印加される向きで前記
ツェナーダイオードに直列接続されるダイオードを設け
たことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の
蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項4】 車両に搭載された種々の電気的負荷に電
流供給を行う蓄電手段を有する車両用電源装置におい
て、 車載発電機から充電可能に接続された蓄電手段と、 順バイアス電圧が印加される向きで前記蓄電手段に並列
接続されたダイオードと、 該ダイオードに直列接続された抵抗とから構成したこと
を特徴とする蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項5】 前記蓄電手段の定格電圧を越えない範囲
内で前記ダイオードの順方向しきい値を上回る充電電圧
により、前記蓄電手段を充電することを特徴とする請求
項4に記載の蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項6】 前記ダイオードは発光ダイオードである
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の蓄
電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項7】 前記発光ダイオードからの光を受光素子
で検出して前記発光ダイオードの作動状態を検出するよ
うにしたことを特徴とする請求項6に記載の蓄電手段を
有する車両用電源装置。 - 【請求項8】 前記発光ダイオードと前記受光素子とを
フォトカプラにて構成したことを特徴とする請求項7に
記載の蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項9】 前記抵抗として可変抵抗を用いたことを
特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の蓄電手段を
有する車両用電源装置。 - 【請求項10】 前記蓄電手段が電気二重層コンデンサ
であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記
載の蓄電手段を有する車両用電源装置。 - 【請求項11】 前記蓄電手段が鉛バッテリであること
を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の蓄電手
段を有する車両用電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9061316A JPH09308121A (ja) | 1996-03-14 | 1997-03-14 | 蓄電手段を有する車両用電源装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-58065 | 1996-03-14 | ||
JP5806596 | 1996-03-14 | ||
JP9061316A JPH09308121A (ja) | 1996-03-14 | 1997-03-14 | 蓄電手段を有する車両用電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09308121A true JPH09308121A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=26399146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9061316A Pending JPH09308121A (ja) | 1996-03-14 | 1997-03-14 | 蓄電手段を有する車両用電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09308121A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005025029A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 蓄電装置及び配線パターン |
US7075768B2 (en) | 2000-11-14 | 2006-07-11 | Toto Ltd. | Faucet controller |
JP2006517733A (ja) * | 2003-02-13 | 2006-07-27 | エナジィ・ストーリッジ・システムズ・プロプライエタリー・リミテッド | エネルギ貯蔵装置の抵抗バランス |
JP2007305451A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nec Tokin Corp | 過充電保護機能付き二次電池パック |
CN109995115A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-09 | 惠州拓邦电气技术有限公司 | 一种双电池包充电电路、供电装置及电子设备 |
JP2020018127A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 富士フイルム株式会社 | 防爆機器の電源回路及び防爆機器システム |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP9061316A patent/JPH09308121A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7075768B2 (en) | 2000-11-14 | 2006-07-11 | Toto Ltd. | Faucet controller |
JP2006517733A (ja) * | 2003-02-13 | 2006-07-27 | エナジィ・ストーリッジ・システムズ・プロプライエタリー・リミテッド | エネルギ貯蔵装置の抵抗バランス |
WO2005025029A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 蓄電装置及び配線パターン |
JPWO2005025029A1 (ja) * | 2003-09-03 | 2006-11-16 | 松下電器産業株式会社 | 蓄電装置及び配線パターン |
US7457100B2 (en) | 2003-09-03 | 2008-11-25 | Panasonic Corporation | Capacitor device and wiring pattern |
JP4732897B2 (ja) * | 2003-09-03 | 2011-07-27 | パナソニック株式会社 | 蓄電装置及び配線パターン |
JP2007305451A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nec Tokin Corp | 過充電保護機能付き二次電池パック |
JP2020018127A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 富士フイルム株式会社 | 防爆機器の電源回路及び防爆機器システム |
CN109995115A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-09 | 惠州拓邦电气技术有限公司 | 一种双电池包充电电路、供电装置及电子设备 |
CN109995115B (zh) * | 2019-04-17 | 2024-02-02 | 惠州拓邦电气技术有限公司 | 一种双电池包充电电路、供电装置及电子设备 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060112 |