JP2004303756A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】キャパシタの性能の維持と、寿命の向上を図る。
【解決手段】セル本体１１を電解液とともにセル容器１２に収容してなるキャパシタセル１０を複数備える一方、電解液を蓄える電解液タンク２３を設け、各セル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８を設けると共に、電解液タンク２３の電解液をそれぞれのセル容器１２に導く連絡通路１５を形成し、各セル容器１２毎に連絡通路１５を開閉する弁手段１７を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】セル本体１１を電解液とともにセル容器１２に収容してなるキャパシタセル１０を複数備える一方、電解液を蓄える電解液タンク２３を設け、各セル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８を設けると共に、電解液タンク２３の電解液をそれぞれのセル容器１２に導く連絡通路１５を形成し、各セル容器１２毎に連絡通路１５を開閉する弁手段１７を設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気二重層キャパシタの蓄電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置（電動自動車の駆動電源等）として、急速充電が可能で充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）の適用技術が注目される。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、キャパシタセルとして、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在して交互に積層され、これらの積層体が電解液に浸され、電解液とともに容器に収容されると共に、実用には複数のキャパシタセルが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１７３３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような電気二重層キャパシタにおいては、長時間使用しているうちに電解液が劣化ならびに消耗して、性能が低下したり、寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層したセル本体を電解液とともにセル容器に収容してなるキャパシタセルを複数備える一方、電解液を蓄える電解液タンクを設け、各セル容器内の電解液のレベルを検出する液面センサを設けると共に、電解液タンクの電解液をそれぞれのセル容器に導く連絡通路を形成し、各セル容器毎に連絡通路を開閉する弁手段を設ける。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、電解液タンクの電解液を圧送するポンプを設けると共に、キャパシタセルの内部抵抗を計測してキャパシタセルの劣化状態を判定する判定手段と、キャパシタセルの劣化状態の判定結果と液面センサの検出値とに応じて、ポンプと弁手段とを制御する制御手段とを設ける。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、キャパシタセルの内部抵抗の計測値を温度に応じて補正する。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明では、キャパシタセルの電解液が劣化、消耗した場合、電解液タンクから該当するキャパシタセルに電解液を注入して、キャパシタセルの性能の維持と、寿命の向上を図ることができる。
【００１１】
第２の発明では、キャパシタセルの劣化状態と電解液量とに応じて、ポンプを介して電解液をキャパシタセルに適切に注入でき、キャパシタセルの性能の維持と、寿命の向上を図ることができる。
【００１２】
第３の発明では、キャパシタセルの劣化状態を的確に判定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態の蓄電装置の構成図、図２は電気二重層キャパシタセル１０の断面図である。
【００１５】
キャパシタセル１０は、セル本体（積層体）１１が、電解液とともに、所定構造のセル容器１２に収納される。
【００１６】
セル本体１１は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層され、正極体のリード部１２ａは端子１３ａに、負極体のリード部１２ｂは端子１３ｂに接合される。これらの端子１３ａ、１３ｂはセル容器１２の上壁部１４を貫通して配置される。
【００１７】
セル容器１２の上壁部１４の所定部位には、連絡通路１５につながる通路口１６が開設され、この通路口１６を開閉する電磁弁１７が配設される。この電磁弁１７には、セル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８が備えられる。
【００１８】
この場合、電磁弁１７は、駆動時（通電時）に弁体２０がスプリング２１に抗してセル容器１２側の着座部から後退して開弁され、非駆動時（非通電時）に弁体２０がスプリング２１の付勢力によってセル容器１２側の着座部に前進着座して閉弁されると共に、この弁体２０の前面にセル容器１２内の圧力を受ける構造に形成される。
【００１９】
また、セル容器１２の上壁部１４の中央部位には、電解液の溶液や溶媒が分解して発生したガスを抜くためのガス抜きバルブ２２（安全弁）が設けられる。
【００２０】
一方、電解液を蓄える電解液タンク２３が設けられ、電解液タンク２３は連絡通路１５を介してそれぞれのキャパシタセル１０のセル容器１２の通路口１６に接続される。連絡通路１５は、通路１５を分岐した分岐通路２４がそれぞれの通路口１６に接続される。
【００２１】
電解液タンク２３には、連絡通路１５を介して電解液をそれぞれのセル容器１２に圧送するポンプ２５が設けられる。
【００２２】
そして、各キャパシタセル１０の劣化状態を判定すると共に、ポンプ２５の駆動および各キャパシタセル１０の電磁弁１７の開閉を制御する制御装置２６が設けられる。
【００２３】
制御装置２６は、各キャパシタセル１０の電圧値と電流値とから各キャパシタセル１０の内部抵抗値を算出して、内部抵抗値より各キャパシタセル１０の劣化状態を判定する。この場合、キャパシタセル１０の内部抵抗値は温度により変わるため、所定のキャパシタセル１０の温度状態を検出する温度センサ２７を設けて、その温度状態により内部抵抗値を補正する。この劣化状態の判定とセル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８の検出値とに応じて、ポンプ２５の駆動および各キャパシタセル１０の電磁弁１７の開閉を制御する
次に、制御装置２６の制御内容を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２４】
まず、ステップＳ１では、各キャパシタセル１０の電圧値Ｖと電流値Ｉとから各キャパシタセル１０の内部抵抗値αを算出する。各内部抵抗値αは、温度センサ２７の検出する温度に応じて補正する。
【００２５】
ステップＳ２では、各内部抵抗値αが基準値より大きいかどうかを判定する。
【００２６】
基準値より大きいものがあれば、劣化状態と判定して、ステップＳ３にて、該当するキャパシタセル１０の液面センサ１８の検出値（電解液量）が基準値より多いかどうかを判定する。
【００２７】
そして、液面センサ１８の検出値が基準値より少なければ、ステップＳ４以降に進む。
【００２８】
ステップＳ４では、該当するキャパシタセル１０の連絡通路１５につながる通路口１６の電磁弁１７を開く。
【００２９】
ステップＳ５、Ｓ６では、電解液タンク２３のポンプ２５を作動して、電解液を連絡通路１５を介して圧送して、該当するキャパシタセル１０のセル容器１２内に電解液を注入する。
【００３０】
ステップＳ７では、該当するキャパシタセル１０の液面センサ１８の検出値が基準値より多くなれば、ポンプ２５を停止して、開いていた電磁弁１７を閉じて終了する。
【００３１】
このように構成したので、長時間使用しているうちにキャパシタセル１０の電解液が劣化ならびに消耗すると、キャパシタセル１０の内部抵抗値と液面センサ１８の検出値とに応じて、該当するキャパシタセル１０に電解液タンク２３の電解液が注入される。
【００３２】
このため、キャパシタセル１０の性能の低下を防止して、性能を良好に維持することができると共に、キャパシタセル１０の寿命を向上することができ、蓄電装置の高い信頼性を確保することができる。
【００３３】
なお、実施の形態では、ポンプ２５を用いて電解液を注入するようにしたが、電解液タンク２３を高位置に設置して電解液を注入するようにしたり、電解液タンク２３内を加圧して電解液を注入するようにしても良い。また、電解液の溶液や溶媒が分解して発生したガスに対して、そのガス圧によってキャパシタセル１０の電磁弁１７が作動してガス抜きを行うように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】電気二重層キャパシタセルの断面図である。
【図３】制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ キャパシタセル
１１ セル本体
１２ セル容器
１３ａ、１３ｂ 端子
１５ 連絡通路
１６ 通路口
１７ 電磁弁
１８ 液面センサ
２３ 電解液タンク
２５ ポンプ
２６ 制御装置
２７ 温度センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気二重層キャパシタの蓄電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置（電動自動車の駆動電源等）として、急速充電が可能で充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）の適用技術が注目される。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、キャパシタセルとして、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在して交互に積層され、これらの積層体が電解液に浸され、電解液とともに容器に収容されると共に、実用には複数のキャパシタセルが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１７３３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような電気二重層キャパシタにおいては、長時間使用しているうちに電解液が劣化ならびに消耗して、性能が低下したり、寿命が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層したセル本体を電解液とともにセル容器に収容してなるキャパシタセルを複数備える一方、電解液を蓄える電解液タンクを設け、各セル容器内の電解液のレベルを検出する液面センサを設けると共に、電解液タンクの電解液をそれぞれのセル容器に導く連絡通路を形成し、各セル容器毎に連絡通路を開閉する弁手段を設ける。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、電解液タンクの電解液を圧送するポンプを設けると共に、キャパシタセルの内部抵抗を計測してキャパシタセルの劣化状態を判定する判定手段と、キャパシタセルの劣化状態の判定結果と液面センサの検出値とに応じて、ポンプと弁手段とを制御する制御手段とを設ける。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、キャパシタセルの内部抵抗の計測値を温度に応じて補正する。
【００１０】
【発明の効果】
第１の発明では、キャパシタセルの電解液が劣化、消耗した場合、電解液タンクから該当するキャパシタセルに電解液を注入して、キャパシタセルの性能の維持と、寿命の向上を図ることができる。
【００１１】
第２の発明では、キャパシタセルの劣化状態と電解液量とに応じて、ポンプを介して電解液をキャパシタセルに適切に注入でき、キャパシタセルの性能の維持と、寿命の向上を図ることができる。
【００１２】
第３の発明では、キャパシタセルの劣化状態を的確に判定できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態の蓄電装置の構成図、図２は電気二重層キャパシタセル１０の断面図である。
【００１５】
キャパシタセル１０は、セル本体（積層体）１１が、電解液とともに、所定構造のセル容器１２に収納される。
【００１６】
セル本体１１は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層され、正極体のリード部１２ａは端子１３ａに、負極体のリード部１２ｂは端子１３ｂに接合される。これらの端子１３ａ、１３ｂはセル容器１２の上壁部１４を貫通して配置される。
【００１７】
セル容器１２の上壁部１４の所定部位には、連絡通路１５につながる通路口１６が開設され、この通路口１６を開閉する電磁弁１７が配設される。この電磁弁１７には、セル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８が備えられる。
【００１８】
この場合、電磁弁１７は、駆動時（通電時）に弁体２０がスプリング２１に抗してセル容器１２側の着座部から後退して開弁され、非駆動時（非通電時）に弁体２０がスプリング２１の付勢力によってセル容器１２側の着座部に前進着座して閉弁されると共に、この弁体２０の前面にセル容器１２内の圧力を受ける構造に形成される。
【００１９】
また、セル容器１２の上壁部１４の中央部位には、電解液の溶液や溶媒が分解して発生したガスを抜くためのガス抜きバルブ２２（安全弁）が設けられる。
【００２０】
一方、電解液を蓄える電解液タンク２３が設けられ、電解液タンク２３は連絡通路１５を介してそれぞれのキャパシタセル１０のセル容器１２の通路口１６に接続される。連絡通路１５は、通路１５を分岐した分岐通路２４がそれぞれの通路口１６に接続される。
【００２１】
電解液タンク２３には、連絡通路１５を介して電解液をそれぞれのセル容器１２に圧送するポンプ２５が設けられる。
【００２２】
そして、各キャパシタセル１０の劣化状態を判定すると共に、ポンプ２５の駆動および各キャパシタセル１０の電磁弁１７の開閉を制御する制御装置２６が設けられる。
【００２３】
制御装置２６は、各キャパシタセル１０の電圧値と電流値とから各キャパシタセル１０の内部抵抗値を算出して、内部抵抗値より各キャパシタセル１０の劣化状態を判定する。この場合、キャパシタセル１０の内部抵抗値は温度により変わるため、所定のキャパシタセル１０の温度状態を検出する温度センサ２７を設けて、その温度状態により内部抵抗値を補正する。この劣化状態の判定とセル容器１２内の電解液のレベルを検出する液面センサ１８の検出値とに応じて、ポンプ２５の駆動および各キャパシタセル１０の電磁弁１７の開閉を制御する
次に、制御装置２６の制御内容を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２４】
まず、ステップＳ１では、各キャパシタセル１０の電圧値Ｖと電流値Ｉとから各キャパシタセル１０の内部抵抗値αを算出する。各内部抵抗値αは、温度センサ２７の検出する温度に応じて補正する。
【００２５】
ステップＳ２では、各内部抵抗値αが基準値より大きいかどうかを判定する。
【００２６】
基準値より大きいものがあれば、劣化状態と判定して、ステップＳ３にて、該当するキャパシタセル１０の液面センサ１８の検出値（電解液量）が基準値より多いかどうかを判定する。
【００２７】
そして、液面センサ１８の検出値が基準値より少なければ、ステップＳ４以降に進む。
【００２８】
ステップＳ４では、該当するキャパシタセル１０の連絡通路１５につながる通路口１６の電磁弁１７を開く。
【００２９】
ステップＳ５、Ｓ６では、電解液タンク２３のポンプ２５を作動して、電解液を連絡通路１５を介して圧送して、該当するキャパシタセル１０のセル容器１２内に電解液を注入する。
【００３０】
ステップＳ７では、該当するキャパシタセル１０の液面センサ１８の検出値が基準値より多くなれば、ポンプ２５を停止して、開いていた電磁弁１７を閉じて終了する。
【００３１】
このように構成したので、長時間使用しているうちにキャパシタセル１０の電解液が劣化ならびに消耗すると、キャパシタセル１０の内部抵抗値と液面センサ１８の検出値とに応じて、該当するキャパシタセル１０に電解液タンク２３の電解液が注入される。
【００３２】
このため、キャパシタセル１０の性能の低下を防止して、性能を良好に維持することができると共に、キャパシタセル１０の寿命を向上することができ、蓄電装置の高い信頼性を確保することができる。
【００３３】
なお、実施の形態では、ポンプ２５を用いて電解液を注入するようにしたが、電解液タンク２３を高位置に設置して電解液を注入するようにしたり、電解液タンク２３内を加圧して電解液を注入するようにしても良い。また、電解液の溶液や溶媒が分解して発生したガスに対して、そのガス圧によってキャパシタセル１０の電磁弁１７が作動してガス抜きを行うように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】電気二重層キャパシタセルの断面図である。
【図３】制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ キャパシタセル
１１ セル本体
１２ セル容器
１３ａ、１３ｂ 端子
１５ 連絡通路
１６ 通路口
１７ 電磁弁
１８ 液面センサ
２３ 電解液タンク
２５ ポンプ
２６ 制御装置
２７ 温度センサ
Claims (3)
- 一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層したセル本体を電解液とともにセル容器に収容してなるキャパシタセルを複数備える一方、
電解液を蓄える電解液タンクを設け、
各セル容器内の電解液のレベルを検出する液面センサを設けると共に、
電解液タンクの電解液をそれぞれのセル容器に導く連絡通路を形成し、
各セル容器毎に連絡通路を開閉する弁手段を設けたことを特徴とする蓄電装置。 - 電解液タンクの電解液を圧送するポンプを設けると共に、
キャパシタセルの内部抵抗を計測してキャパシタセルの劣化状態を判定する判定手段と、
キャパシタセルの劣化状態の判定結果と液面センサの検出値とに応じて、ポンプと弁手段とを制御する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。 - キャパシタセルの内部抵抗の計測値を温度に応じて補正することを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091346A JP2004303756A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091346A JP2004303756A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 蓄電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004303756A true JP2004303756A (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=33404733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003091346A Pending JP2004303756A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 蓄電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004303756A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7680612B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-03-16 | Panasonic Corporation | Vehicle power supply device |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003091346A patent/JP2004303756A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7680612B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-03-16 | Panasonic Corporation | Vehicle power supply device |
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