JPH09247856A - 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 - Google Patents
電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置Info
- Publication number
- JPH09247856A JPH09247856A JP8056427A JP5642796A JPH09247856A JP H09247856 A JPH09247856 A JP H09247856A JP 8056427 A JP8056427 A JP 8056427A JP 5642796 A JP5642796 A JP 5642796A JP H09247856 A JPH09247856 A JP H09247856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- double layer
- layer capacitor
- electric double
- electric
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for DC mains or DC distribution networks
- H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
- H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな負荷に対する十分な電流供給と供給電
圧の変動の抑制並びにノイズの影響を良好に解消した電
気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置を得るこ
と。 【解決手段】 車載発電機により充電される電気二重層
コンデンサ１０及び鉛蓄電池２０を有する車両用電源装
置において、鉛蓄電池２０と電気二重層コンデンサ１０
とで異なる性質の負荷に給電するように構成した。すな
わち、鉛蓄電池２０側からは、電気二重層コンデンサ側
よりも小さい負荷、ノイズ発生源となる負荷、電圧変動
による動作不良の生じ易い負荷などへの給電を行い、電
気二重層コンデンサ１０側からは、鉛蓄電池側より大き
い負荷、ノイズの発生源とならない負荷、電圧変動によ
る動作不良の生じ難い負荷などに給電を行うようにし
た。
圧の変動の抑制並びにノイズの影響を良好に解消した電
気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置を得るこ
と。 【解決手段】 車載発電機により充電される電気二重層
コンデンサ１０及び鉛蓄電池２０を有する車両用電源装
置において、鉛蓄電池２０と電気二重層コンデンサ１０
とで異なる性質の負荷に給電するように構成した。すな
わち、鉛蓄電池２０側からは、電気二重層コンデンサ側
よりも小さい負荷、ノイズ発生源となる負荷、電圧変動
による動作不良の生じ易い負荷などへの給電を行い、電
気二重層コンデンサ１０側からは、鉛蓄電池側より大き
い負荷、ノイズの発生源とならない負荷、電圧変動によ
る動作不良の生じ難い負荷などに給電を行うようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サを用いた車両用電源装置、特に電気二重層コンデンサ
及び鉛蓄電池の双方を有し、双方から車両搭載電気負荷
への電流供給を行う車両用電源装置に関するものであ
る。
サを用いた車両用電源装置、特に電気二重層コンデンサ
及び鉛蓄電池の双方を有し、双方から車両搭載電気負荷
への電流供給を行う車両用電源装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図５に示したように、電気二重層コンデ
ンサ１０はバッテリの代替装置として種々の電子回路に
おける電源系に用いられてきた。図示のように、電圧源
１２により充電可能に電気二重層コンデンサ１０が接続
され、この電気二重層コンデンサ１０の出力側が種々の
電気的負荷に接続されている。
ンサ１０はバッテリの代替装置として種々の電子回路に
おける電源系に用いられてきた。図示のように、電圧源
１２により充電可能に電気二重層コンデンサ１０が接続
され、この電気二重層コンデンサ１０の出力側が種々の
電気的負荷に接続されている。
【０００３】このような電気二重層コンデンサは、大き
いキャパシタンスを有し、かつ繰返し充放電を行っても
その劣化が生じ難く長寿命であるという優れた特性を持
っている。そこで、このような電気二重層コンデンサを
車両の電源装置において活用することが提案され種々の
回路構成が採用されている。但し、電気二重層コンデン
サの電気的特性として、以下に示すような周波数特性及
び自己放電特性があり、この両特性を考慮した上でその
活用を行う必要がある。
いキャパシタンスを有し、かつ繰返し充放電を行っても
その劣化が生じ難く長寿命であるという優れた特性を持
っている。そこで、このような電気二重層コンデンサを
車両の電源装置において活用することが提案され種々の
回路構成が採用されている。但し、電気二重層コンデン
サの電気的特性として、以下に示すような周波数特性及
び自己放電特性があり、この両特性を考慮した上でその
活用を行う必要がある。
【０００４】まず、周波数特性について説明する。電気
二重層コンデンサは、図９の構成説明図に示したよう
に、電極表面１４、１６に蓄積される正負の電荷による
化学変化を伴わない蓄電池であり、電荷は、活性液中に
イオン状態で保存され、イオンはセパレータ１８により
絶縁されている。そして、電荷の移動は近似的に表面付
近に限定されるため、高い周波数の電荷の移動に対して
は抵抗となるという周波数特性がある。図７はこの特性
をグラフで示したものであり、所定値以上の高周波数の
場合に抵抗として機能する特性が理解される。
二重層コンデンサは、図９の構成説明図に示したよう
に、電極表面１４、１６に蓄積される正負の電荷による
化学変化を伴わない蓄電池であり、電荷は、活性液中に
イオン状態で保存され、イオンはセパレータ１８により
絶縁されている。そして、電荷の移動は近似的に表面付
近に限定されるため、高い周波数の電荷の移動に対して
は抵抗となるという周波数特性がある。図７はこの特性
をグラフで示したものであり、所定値以上の高周波数の
場合に抵抗として機能する特性が理解される。
【０００５】一方、上記自己放電特性は、電気二重層コ
ンデンサの電極の多孔性に起因するものである。すなわ
ち、電極表面の電荷分布の不均一性による影響から回路
遮断状態であっても僅かではあるが内部損失が発生して
いる。従って、長期間放置し充電しない状態におくと図
６に示したような自己放電による端子電圧低下が発生す
る。図示のように、破線で示した鉛蓄電池の電圧降下ラ
イン１００に比べ、実線２００で示した電気二重層コン
デンサの電圧降下度合が大きいことが理解される。
ンデンサの電極の多孔性に起因するものである。すなわ
ち、電極表面の電荷分布の不均一性による影響から回路
遮断状態であっても僅かではあるが内部損失が発生して
いる。従って、長期間放置し充電しない状態におくと図
６に示したような自己放電による端子電圧低下が発生す
る。図示のように、破線で示した鉛蓄電池の電圧降下ラ
イン１００に比べ、実線２００で示した電気二重層コン
デンサの電圧降下度合が大きいことが理解される。
【０００６】また、このような電気二重層コンデンサに
対し定格電圧以上の電圧をバイアスすると、その内部で
電気分解が発生し寿命低下の原因を引き起すという特性
も有している。従って、上記種々の特性を考慮した上で
電気二重層コンデンサを用いた車両用の電源装置を構成
する必要がある。
対し定格電圧以上の電圧をバイアスすると、その内部で
電気分解が発生し寿命低下の原因を引き起すという特性
も有している。従って、上記種々の特性を考慮した上で
電気二重層コンデンサを用いた車両用の電源装置を構成
する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記図５に示した電気
二重層コンデンサ１０を用いた電源装置を車載用に用い
る場合、電圧源１２はエンジン駆動に基づいて動作する
オルタネータに相当する。そして、オルタネータ内部に
構成された整流器により交流電圧が直流電圧に変換され
て出力される。しかしながら、発電機の特性としてこの
直流電圧にはリップル電圧やリップルを構成する高周波
成分が本来多く含まれている。また、電流供給を受ける
車両に搭載された各種電気的負荷の中には、ノイズ発生
源となるものが多く存在する。
二重層コンデンサ１０を用いた電源装置を車載用に用い
る場合、電圧源１２はエンジン駆動に基づいて動作する
オルタネータに相当する。そして、オルタネータ内部に
構成された整流器により交流電圧が直流電圧に変換され
て出力される。しかしながら、発電機の特性としてこの
直流電圧にはリップル電圧やリップルを構成する高周波
成分が本来多く含まれている。また、電流供給を受ける
車両に搭載された各種電気的負荷の中には、ノイズ発生
源となるものが多く存在する。
【０００８】一般的には、各電子機器にはノイズ除去用
のフィルタが内蔵されているもののそれは完璧ではな
く、発生したノイズが電源装置側に帰還することが起り
得る。このようなノイズは、従来の鉛蓄電池で構成され
た電源装置の場合には、その鉛蓄電池が絶対的なフィル
タの役割を果してきたので、それに対する対策を抗じる
必要はなかった。しかしながら、電気二重層コンデンサ
を用いた電源装置では、この電気二重層コンデンサが上
述のような周波数特性を有することから、広い範囲の周
波数に対しフィルタの機能を奏することができない。
のフィルタが内蔵されているもののそれは完璧ではな
く、発生したノイズが電源装置側に帰還することが起り
得る。このようなノイズは、従来の鉛蓄電池で構成され
た電源装置の場合には、その鉛蓄電池が絶対的なフィル
タの役割を果してきたので、それに対する対策を抗じる
必要はなかった。しかしながら、電気二重層コンデンサ
を用いた電源装置では、この電気二重層コンデンサが上
述のような周波数特性を有することから、広い範囲の周
波数に対しフィルタの機能を奏することができない。
【０００９】すなわち、図７に示したように所定値以上
の高い周波数の場合でなければ抵抗として機能しないの
で上記のような帰還したノイズによりエンジン制御用の
電子制御ユニット（ＥＣＵ）などに悪い影響を与え、ま
たラジオのノイズの原因にもなる。
の高い周波数の場合でなければ抵抗として機能しないの
で上記のような帰還したノイズによりエンジン制御用の
電子制御ユニット（ＥＣＵ）などに悪い影響を与え、ま
たラジオのノイズの原因にもなる。
【００１０】また、充電時にリップル電圧のピーク電圧
が基準活性電圧を超えると電気二重層コンデンサの寿命
に悪影響を与えることにもなる。そのためある程度余裕
をもった定格電圧の設定が必要となり、電気二重層コン
デンサにおいては不利な条件となる。更に、印加される
電圧変動により動作不良を起し易い電子機器も多数接続
されている。
が基準活性電圧を超えると電気二重層コンデンサの寿命
に悪影響を与えることにもなる。そのためある程度余裕
をもった定格電圧の設定が必要となり、電気二重層コン
デンサにおいては不利な条件となる。更に、印加される
電圧変動により動作不良を起し易い電子機器も多数接続
されている。
【００１１】電気二重層コンデンサは、鉛蓄電池のよう
に大容量のエネルギー蓄積を行うことができないので、
自己放電が進行した状態や電気的負荷での大容量の負荷
が掛けられた場合には端子電圧の低下が発生し易い。そ
のため電圧変動に弱い電子機器やコンピュータなどにお
いて誤動作が生じる原因にもなる。
に大容量のエネルギー蓄積を行うことができないので、
自己放電が進行した状態や電気的負荷での大容量の負荷
が掛けられた場合には端子電圧の低下が発生し易い。そ
のため電圧変動に弱い電子機器やコンピュータなどにお
いて誤動作が生じる原因にもなる。
【００１２】本発明は、電気二重層コンデンサを車載用
の電源装置に用いる場合のその特性から生ずる問題点を
解消することを課題としており、大容量の負荷に対する
十分な電流供給と供給電圧の変動の抑制並びにノイズの
影響を良好に解消した電気二重層コンデンサを用いた車
両用電源装置を提供することを目的としている。
の電源装置に用いる場合のその特性から生ずる問題点を
解消することを課題としており、大容量の負荷に対する
十分な電流供給と供給電圧の変動の抑制並びにノイズの
影響を良好に解消した電気二重層コンデンサを用いた車
両用電源装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る電気二重層コンデンサを用いた車両
用電源装置によれば、電源装置として設けられた電気二
重層コンデンサ及び鉛蓄電池について、それぞれ異なる
電気的負荷に対する電流供給を行うように接続を行って
いる。
め、請求項１に係る電気二重層コンデンサを用いた車両
用電源装置によれば、電源装置として設けられた電気二
重層コンデンサ及び鉛蓄電池について、それぞれ異なる
電気的負荷に対する電流供給を行うように接続を行って
いる。
【００１４】すなわち、自己放電が比較的少なく、帰還
してきたノイズを確実に解消することができ、かつ小型
化の要請の高い鉛蓄電池側からは比較的小さい負荷、ノ
イズの発生源となる負荷、ノイズの影響を受け易い負荷
又は供給電圧の変動による動作不良の生じ易い負荷への
電流供給を行うこととしている。
してきたノイズを確実に解消することができ、かつ小型
化の要請の高い鉛蓄電池側からは比較的小さい負荷、ノ
イズの発生源となる負荷、ノイズの影響を受け易い負荷
又は供給電圧の変動による動作不良の生じ易い負荷への
電流供給を行うこととしている。
【００１５】そして一方、自己放電が大きく、フィルタ
ー機能に欠ける電気二重層コンデンサ側からは、比較的
大きい負荷でかつノイズの影響を受けない負荷、ノイズ
の発生源とならない負荷、供給電圧の変動による影響を
受けにくい負荷に電流供給するように構成している。
ー機能に欠ける電気二重層コンデンサ側からは、比較的
大きい負荷でかつノイズの影響を受けない負荷、ノイズ
の発生源とならない負荷、供給電圧の変動による影響を
受けにくい負荷に電流供給するように構成している。
【００１６】これにより、電気二重層コンデンサの端子
電圧低下による車載機器への悪影響を抑え、鉛蓄電池に
よる発生したノイズの解消を行い、かつノイズによる各
種機器の誤動作を有効に回避することができる。
電圧低下による車載機器への悪影響を抑え、鉛蓄電池に
よる発生したノイズの解消を行い、かつノイズによる各
種機器の誤動作を有効に回避することができる。
【００１７】このための回路構成としては、請求項２に
記載のように鉛蓄電池と車載発電機とを直接接続し、そ
の接続ラインと電気二重層コンデンサとをフィルタを直
列に介して接続している。
記載のように鉛蓄電池と車載発電機とを直接接続し、そ
の接続ラインと電気二重層コンデンサとをフィルタを直
列に介して接続している。
【００１８】これにより、車載発電機からの充電時にお
けるリップル電流をこのフィルタにより解消することが
でき、電気二重層コンデンサへの充電電圧の安定化と寿
命低下の防止が図られる。このフィルタとしては、例え
ば抵抗を設置することが行われる。これによりより安定
した直流電圧を電気二重層コンデンサにバイアスするこ
とが可能となり、電気二重層コンデンサの定格電圧まで
のバイアス電圧で充電が可能となる。
けるリップル電流をこのフィルタにより解消することが
でき、電気二重層コンデンサへの充電電圧の安定化と寿
命低下の防止が図られる。このフィルタとしては、例え
ば抵抗を設置することが行われる。これによりより安定
した直流電圧を電気二重層コンデンサにバイアスするこ
とが可能となり、電気二重層コンデンサの定格電圧まで
のバイアス電圧で充電が可能となる。
【００１９】請求項３に係る電気二重層コンデンサを用
いた車両用電源装置によれば、車載の電気的負荷の中で
も非常に大電流が必要とされるスタータへの電流供給を
電気二重層コンデンサのみから行うようにしている。ス
タータの動作初期においては大電流であるロックアップ
電流が所定時間必要である。従って、このロックアップ
電流を大電流の供給可能な電気二重層コンデンサにより
供給するようにしたものである。そして、一方で電圧変
動やノイズに弱い電気的負荷への電流供給がスタータ駆
動時に電圧変動を直接受けない鉛蓄電池にて安定供給さ
れるので、その動作の安定化が図られる。
いた車両用電源装置によれば、車載の電気的負荷の中で
も非常に大電流が必要とされるスタータへの電流供給を
電気二重層コンデンサのみから行うようにしている。ス
タータの動作初期においては大電流であるロックアップ
電流が所定時間必要である。従って、このロックアップ
電流を大電流の供給可能な電気二重層コンデンサにより
供給するようにしたものである。そして、一方で電圧変
動やノイズに弱い電気的負荷への電流供給がスタータ駆
動時に電圧変動を直接受けない鉛蓄電池にて安定供給さ
れるので、その動作の安定化が図られる。
【００２０】請求項４に係る電気二重層コンデンサを用
いた車両用電源装置によれば、鉛蓄電池と車載発電機と
の接続ラインと電気二重層コンデンサとの接続ラインに
おいて上記フィルタの他にダイオードが電気二重層コン
デンサに順方向に接続されている。これにより、発電機
が発電する最大電圧での電気二重層コンデンサの充電が
確保される。従って、エンジン始動時のスタータ作動時
においては鉛蓄電池の起電圧以上の電圧でスタータを駆
動することができる状況が確保される。また、スタータ
非作動時における電気二重層コンデンサからの放電がダ
イオードにより抑制され、電気二重層コンデンサの電圧
低下も防止される。
いた車両用電源装置によれば、鉛蓄電池と車載発電機と
の接続ラインと電気二重層コンデンサとの接続ラインに
おいて上記フィルタの他にダイオードが電気二重層コン
デンサに順方向に接続されている。これにより、発電機
が発電する最大電圧での電気二重層コンデンサの充電が
確保される。従って、エンジン始動時のスタータ作動時
においては鉛蓄電池の起電圧以上の電圧でスタータを駆
動することができる状況が確保される。また、スタータ
非作動時における電気二重層コンデンサからの放電がダ
イオードにより抑制され、電気二重層コンデンサの電圧
低下も防止される。
【００２１】請求項５に係る電気二重層コンデンサを用
いた車両用電源装置によれば、電気二重層コンデンサか
ら鉛蓄電池への充電用ラインが順方向ダイオード及び開
閉スイッチを直列に接続することによって形成されてい
るので、鉛蓄電池が電圧不定の場合このスイッチ動作に
よって電気二重層コンデンサ側から鉛蓄電池側に電力補
充を行うことができ、鉛蓄電池に接続された電気的負荷
への電圧安定供給性を向上させることができる。
いた車両用電源装置によれば、電気二重層コンデンサか
ら鉛蓄電池への充電用ラインが順方向ダイオード及び開
閉スイッチを直列に接続することによって形成されてい
るので、鉛蓄電池が電圧不定の場合このスイッチ動作に
よって電気二重層コンデンサ側から鉛蓄電池側に電力補
充を行うことができ、鉛蓄電池に接続された電気的負荷
への電圧安定供給性を向上させることができる。
【００２２】
【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。図１は、本発明の第１の実
施の形態の概略回路構成を示している。
態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態の概略回路構成を示している。
【００２３】図示のように、オルタネータ１２の出力端
子に鉛蓄電池２０が接続され、この鉛蓄電池２０の正極
側端子には電気的負荷Ａが接続されている。そして、上
記オルタネータ１２と鉛蓄電池２０との接続ライン３０
０には電気二重層コンデンサ１０の正極側端子が接続さ
れ、さらに電気二重層コンデンサ１０の正極側端子は電
気的負荷Ｂに接続されている。また、接続ライン３００
と電気二重層コンデンサ１０の正極端子との接続ライン
にはフィルタ２２が直列に接続されている。
子に鉛蓄電池２０が接続され、この鉛蓄電池２０の正極
側端子には電気的負荷Ａが接続されている。そして、上
記オルタネータ１２と鉛蓄電池２０との接続ライン３０
０には電気二重層コンデンサ１０の正極側端子が接続さ
れ、さらに電気二重層コンデンサ１０の正極側端子は電
気的負荷Ｂに接続されている。また、接続ライン３００
と電気二重層コンデンサ１０の正極端子との接続ライン
にはフィルタ２２が直列に接続されている。
【００２４】本発明の特徴的要素は、上記電気的負荷Ａ
と電気的負荷Ｂとを電気二重層コンデンサ１０と鉛蓄電
池２０のそれぞれの特性に応じて振り分けたことにあ
る。すなわち、鉛蓄電池２０によって電流供給される電
気的負荷Ａには比較的小さい負荷の装置、ノイズ発生源
となる装置、ノイズの影響を受け易い装置、供給電圧変
動により動作不良を発生し易い装置などが接続されてい
る。一方、電気的負荷Ｂとしては比較的大きい負荷、ノ
イズの影響を受けない負荷さらにはノイズの発生源とな
らない負荷、供給電圧変動による動作不良の生じにくい
負荷などが接続される。
と電気的負荷Ｂとを電気二重層コンデンサ１０と鉛蓄電
池２０のそれぞれの特性に応じて振り分けたことにあ
る。すなわち、鉛蓄電池２０によって電流供給される電
気的負荷Ａには比較的小さい負荷の装置、ノイズ発生源
となる装置、ノイズの影響を受け易い装置、供給電圧変
動により動作不良を発生し易い装置などが接続されてい
る。一方、電気的負荷Ｂとしては比較的大きい負荷、ノ
イズの影響を受けない負荷さらにはノイズの発生源とな
らない負荷、供給電圧変動による動作不良の生じにくい
負荷などが接続される。
【００２５】まず、オルタネータ１２からはそれに内蔵
される整流回路により交流電圧が直流電圧に変換されて
出力される。ここで、各種電気的負荷が純抵抗に近い状
態にあるとリップルノイズが直流成分に重畳されて鉛蓄
電池２０並びに電気二重層コンデンサ１０に供給されて
くる。鉛蓄電池２０は、これに対しフィルタ機能を有効
に発揮し、ノイズレベルの小さい直流電圧を電気的負荷
Ａに供給することができる。
される整流回路により交流電圧が直流電圧に変換されて
出力される。ここで、各種電気的負荷が純抵抗に近い状
態にあるとリップルノイズが直流成分に重畳されて鉛蓄
電池２０並びに電気二重層コンデンサ１０に供給されて
くる。鉛蓄電池２０は、これに対しフィルタ機能を有効
に発揮し、ノイズレベルの小さい直流電圧を電気的負荷
Ａに供給することができる。
【００２６】また、その電気的負荷Ａに含まれるコンピ
ュータを内蔵したようなＥＣＵなどでは、電源から供給
される電圧の安定性が要求される一方で、逆にその作動
中においてノイズを発生させ、電源装置側に帰還させる
という状況が生じ易い。主に、リップルノイズを原因と
して生じた高周波ノイズは、周波数特性の良い鉛蓄電池
２０で充分に平滑化することはできる。一方、電源装置
側の電圧変動要因となる大電流電気負荷については電気
二重層コンデンサ１０に接続しておくことにより電圧変
動に弱い他の電気的負荷から分離しておくことができ
る。
ュータを内蔵したようなＥＣＵなどでは、電源から供給
される電圧の安定性が要求される一方で、逆にその作動
中においてノイズを発生させ、電源装置側に帰還させる
という状況が生じ易い。主に、リップルノイズを原因と
して生じた高周波ノイズは、周波数特性の良い鉛蓄電池
２０で充分に平滑化することはできる。一方、電源装置
側の電圧変動要因となる大電流電気負荷については電気
二重層コンデンサ１０に接続しておくことにより電圧変
動に弱い他の電気的負荷から分離しておくことができ
る。
【００２７】接続ライン３００と電気二重層コンデンサ
１０との間に設けられたフィルタ２２は、鉛蓄電池２０
で一旦平滑化されたリップルノイズをさらに平滑化す
る。従って、より平滑化された電圧が電気二重層コンデ
ンサ１０に供給され、これにより良好な充電状態が得ら
れる。すなわち、これによって、電気二重層コンデンサ
１０の定格電圧までバイアスすることが可能となり、よ
り大きい電力が電気二重層コンデンサ１０に蓄電される
こととなる。
１０との間に設けられたフィルタ２２は、鉛蓄電池２０
で一旦平滑化されたリップルノイズをさらに平滑化す
る。従って、より平滑化された電圧が電気二重層コンデ
ンサ１０に供給され、これにより良好な充電状態が得ら
れる。すなわち、これによって、電気二重層コンデンサ
１０の定格電圧までバイアスすることが可能となり、よ
り大きい電力が電気二重層コンデンサ１０に蓄電される
こととなる。
【００２８】次に、図２は第２の実施の形態を示してお
り、大電流負荷であるスタータ２６を電気二重層コンデ
ンサ１０の出力端子側に接続した例が示されている。す
なわち、電気二重層コンデンサ１０の正極側端子にスタ
ータスイッチ２４を介してスタータ装置２６が接続され
ている。エンジン始動時においてこのスタータ装置２６
には大電流のロックアップ電流が所定時間供給される。
従って、電気二重層コンデンサ１０の電圧は大きく変動
するが鉛蓄電池２０とは抵抗２８を介して接続されてい
るので、鉛蓄電池２０側の電圧変動は小さく抑えられて
いる。従って、安定電圧供給が要求されるＥＣＵなどの
電子機器にはスタータ駆動時における電圧変動の影響が
極力抑えられた形で鉛蓄電池から安定電圧が供給され
る。従って、ＥＣＵなどの電子機器の動作不良による始
動不良の発生が抑制される。
り、大電流負荷であるスタータ２６を電気二重層コンデ
ンサ１０の出力端子側に接続した例が示されている。す
なわち、電気二重層コンデンサ１０の正極側端子にスタ
ータスイッチ２４を介してスタータ装置２６が接続され
ている。エンジン始動時においてこのスタータ装置２６
には大電流のロックアップ電流が所定時間供給される。
従って、電気二重層コンデンサ１０の電圧は大きく変動
するが鉛蓄電池２０とは抵抗２８を介して接続されてい
るので、鉛蓄電池２０側の電圧変動は小さく抑えられて
いる。従って、安定電圧供給が要求されるＥＣＵなどの
電子機器にはスタータ駆動時における電圧変動の影響が
極力抑えられた形で鉛蓄電池から安定電圧が供給され
る。従って、ＥＣＵなどの電子機器の動作不良による始
動不良の発生が抑制される。
【００２９】ここで、電気二重層コンデンサ１０が放電
した状態にある場合、次の大電流消費に供えて可能な限
り迅速に電気二重層コンデンサ１０を再充電しなければ
ならない。そのためには抵抗２８の抵抗値は小さい方が
望ましい。しかしながら、上述のようにスタータ駆動時
などにおける大電流消費時における鉛蓄電池への電圧変
動の影響を小さくするためにはその抵抗値を小さくでき
ないという状況がある。
した状態にある場合、次の大電流消費に供えて可能な限
り迅速に電気二重層コンデンサ１０を再充電しなければ
ならない。そのためには抵抗２８の抵抗値は小さい方が
望ましい。しかしながら、上述のようにスタータ駆動時
などにおける大電流消費時における鉛蓄電池への電圧変
動の影響を小さくするためにはその抵抗値を小さくでき
ないという状況がある。
【００３０】そこで、図３に示した第３の実施の形態で
は、抵抗２８に直列にダイオード３０を接続している。
すなわち、抵抗２８の一方の端子がダイオード３０のア
ノード側に接続され、ダイオード３０のカソード側が電
気二重層コンデンサ１０の正極側端子に接続されてい
る。
は、抵抗２８に直列にダイオード３０を接続している。
すなわち、抵抗２８の一方の端子がダイオード３０のア
ノード側に接続され、ダイオード３０のカソード側が電
気二重層コンデンサ１０の正極側端子に接続されてい
る。
【００３１】これにより、オルタネータ１２の発電する
最大電圧での電気二重層コンデンサ１０の充電が確保さ
れ、これによりオルタネータ１２による充電時間の短縮
が図られる。
最大電圧での電気二重層コンデンサ１０の充電が確保さ
れ、これによりオルタネータ１２による充電時間の短縮
が図られる。
【００３２】また、オルタネータ１２の出力電圧は、鉛
蓄電池２０を最適充電状態に維持しておくため、図８に
示したような周囲温度に対する出力電圧特性が与えられ
ている。そして、エンジンが停止すると、鉛蓄電池２０
は本来の起電圧相当の電圧に戻る。しかし、この時ダイ
オード３０が設けられていることにより、その鉛蓄電池
２０の電圧に左右されることなく電気二重層コンデンサ
１０はオルタネータ１２による充電中の最高電圧を保持
することができる。従って、再始動時にはスタータ２６
へ電気二重層コンデンサ１０から高い電圧がバイアスさ
れ、極めて良好なエンジン始動性が確保される。
蓄電池２０を最適充電状態に維持しておくため、図８に
示したような周囲温度に対する出力電圧特性が与えられ
ている。そして、エンジンが停止すると、鉛蓄電池２０
は本来の起電圧相当の電圧に戻る。しかし、この時ダイ
オード３０が設けられていることにより、その鉛蓄電池
２０の電圧に左右されることなく電気二重層コンデンサ
１０はオルタネータ１２による充電中の最高電圧を保持
することができる。従って、再始動時にはスタータ２６
へ電気二重層コンデンサ１０から高い電圧がバイアスさ
れ、極めて良好なエンジン始動性が確保される。
【００３３】なお、電気二重層コンデンサ１０と鉛蓄電
池２０とを接続する抵抗２８の抵抗値の設定は、単にフ
ィルタ機能を考慮するだけでなくオルタネータ１２から
電気二重層コンデンサ１０に対する充電が充分行われな
かったような場合に、鉛蓄電池２０から電気二重層コン
デンサ１０に対して補充充電を行うことをも考慮して設
定される。
池２０とを接続する抵抗２８の抵抗値の設定は、単にフ
ィルタ機能を考慮するだけでなくオルタネータ１２から
電気二重層コンデンサ１０に対する充電が充分行われな
かったような場合に、鉛蓄電池２０から電気二重層コン
デンサ１０に対して補充充電を行うことをも考慮して設
定される。
【００３４】電気二重層コンデンサ１０を長期間充電を
行わず自然放置したような場合、自己放電により電圧が
低下する。特に、電気二重層コンデンサ１０は、鉛蓄電
池２０に比べパワー密度が高くスタータ２６のようなパ
ワー電源を必要とする負荷には最適であるが、エネルギ
ー密度は鉛蓄電池２０より遥かに劣るため、鉛蓄電池２
０より見掛けの電圧低下が速い。従って、そのような自
己放電が生じている場合に鉛蓄電池２０による補充充電
が行われることにより、電気二重層コンデンサ１０の良
好な電圧が確保される。
行わず自然放置したような場合、自己放電により電圧が
低下する。特に、電気二重層コンデンサ１０は、鉛蓄電
池２０に比べパワー密度が高くスタータ２６のようなパ
ワー電源を必要とする負荷には最適であるが、エネルギ
ー密度は鉛蓄電池２０より遥かに劣るため、鉛蓄電池２
０より見掛けの電圧低下が速い。従って、そのような自
己放電が生じている場合に鉛蓄電池２０による補充充電
が行われることにより、電気二重層コンデンサ１０の良
好な電圧が確保される。
【００３５】次に、車両にフィルタ用として比較的小さ
い鉛蓄電池を搭載した場合、電気的負荷の消費が大き
く、始動時や始動直後のようにオルタネータ１２からの
発電量が不足している状態では、鉛蓄電池の電圧の安定
性が図られていない場合がある。そこで、図４に示した
第４の実施の形態では、電気二重層コンデンサ１０側か
らの鉛蓄電池１２への補充充電がなされるように構成さ
れている。
い鉛蓄電池を搭載した場合、電気的負荷の消費が大き
く、始動時や始動直後のようにオルタネータ１２からの
発電量が不足している状態では、鉛蓄電池の電圧の安定
性が図られていない場合がある。そこで、図４に示した
第４の実施の形態では、電気二重層コンデンサ１０側か
らの鉛蓄電池１２への補充充電がなされるように構成さ
れている。
【００３６】すなわち、スタータスイッチ２４によって
開閉されるラインにスタータ２６側から鉛蓄電池２０側
に順方向にダイオード３２を直列に接続し電気二重層コ
ンデンサ１０からスタータスイッチ２４を介して鉛蓄電
池２０への充電ライン４００を形成している。すなわ
ち、ダイーオード３２のカソード側が鉛蓄電池２０の正
極端子に接続され、アノード側がスタータスイッチ２４
に接続されている。
開閉されるラインにスタータ２６側から鉛蓄電池２０側
に順方向にダイオード３２を直列に接続し電気二重層コ
ンデンサ１０からスタータスイッチ２４を介して鉛蓄電
池２０への充電ライン４００を形成している。すなわ
ち、ダイーオード３２のカソード側が鉛蓄電池２０の正
極端子に接続され、アノード側がスタータスイッチ２４
に接続されている。
【００３７】このような回路構成とすることにより、フ
ィルタ機能を奏せしめるために設置された小さい容量の
鉛蓄電池２０に対する充電状態が低いと考えられる始動
時において、すなわちスタータスイッチ２４のオン動作
時において鉛蓄電池２０に電気二重層コンデンサ１０か
ら電流を供給することができる。これにより、スタータ
負荷など大電流を電気二重層コンデンサ１０によって賄
うことによって小型軽量化が図られた鉛蓄電池２０の充
電状態の安定化が図られ、電気的負荷の電圧安定性が確
保される。これにより、鉛蓄電池の小型化並びそれに対
する充電系の軽量小型化も可能となり、電源装置スペー
スの有効活用も図られる。
ィルタ機能を奏せしめるために設置された小さい容量の
鉛蓄電池２０に対する充電状態が低いと考えられる始動
時において、すなわちスタータスイッチ２４のオン動作
時において鉛蓄電池２０に電気二重層コンデンサ１０か
ら電流を供給することができる。これにより、スタータ
負荷など大電流を電気二重層コンデンサ１０によって賄
うことによって小型軽量化が図られた鉛蓄電池２０の充
電状態の安定化が図られ、電気的負荷の電圧安定性が確
保される。これにより、鉛蓄電池の小型化並びそれに対
する充電系の軽量小型化も可能となり、電源装置スペー
スの有効活用も図られる。
【００３８】なお、上記図１に示したような実施の形態
においても、鉛蓄電池２０側から電流供給を行う電気的
負荷Ａは比較的小さい負荷のものが選択されているの
で、その小容量化を図ることができ、同様に電源装置全
体の小型化も達成される。
においても、鉛蓄電池２０側から電流供給を行う電気的
負荷Ａは比較的小さい負荷のものが選択されているの
で、その小容量化を図ることができ、同様に電源装置全
体の小型化も達成される。
【００３９】また、図２〜図４に示した各実施の形態に
おいて、電気二重層コンデンサ１０の負荷としては、ス
タータ装置のみが示されているが、この様な構成に限ら
れず、図１で述べたその他の電気的負荷Ｂの条件を満た
すような負荷にも併せて電流供給するものでも良い。
おいて、電気二重層コンデンサ１０の負荷としては、ス
タータ装置のみが示されているが、この様な構成に限ら
れず、図１で述べたその他の電気的負荷Ｂの条件を満た
すような負荷にも併せて電流供給するものでも良い。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
二重層コンデンサを用いた車両用電源装置によれば、電
気二重層コンデンサにより大電流を要する負荷に対する
大電流供給を確保すると共に鉛蓄電池により電圧変動に
弱い負荷に対する電圧の安定供給を確保することができ
る。さらに、負荷にて発生したノイズの除去を確実に行
うと共に、またノイズによる影響を極力解消することが
でき、電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の
バランスの良い機能向上が図られ、その結果として電源
装置全体の軽量化による燃費の改善、省資源化、さらに
小型化によるバッテリスペースの有効活用が図られる。
二重層コンデンサを用いた車両用電源装置によれば、電
気二重層コンデンサにより大電流を要する負荷に対する
大電流供給を確保すると共に鉛蓄電池により電圧変動に
弱い負荷に対する電圧の安定供給を確保することができ
る。さらに、負荷にて発生したノイズの除去を確実に行
うと共に、またノイズによる影響を極力解消することが
でき、電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置の
バランスの良い機能向上が図られ、その結果として電源
装置全体の軽量化による燃費の改善、省資源化、さらに
小型化によるバッテリスペースの有効活用が図られる。
【図１】第１の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。
る。
【図２】第２の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。
る。
【図３】第３の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。
る。
【図４】第４の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。
る。
【図５】従来の電気二重層コンデンサを用いた電源装置
の説明図である。
の説明図である。
【図６】電気二重層コンデンサの自己放電特性を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図７】電気二重層コンデンサの周波数特性を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図８】オルタネータの発電特性を示すグラフ図であ
る。
る。
【図９】電気二重層コンデンサの一般的構成を示す説明
図である。
図である。
１０ 電気二重層コンデンサ ２０ 鉛蓄電池 ２２ フィルタ ２８ 抵抗 ３０ ダイオード ４００ 鉛蓄電池用充電ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 7/14 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｚ
Claims (5)
- 【請求項１】 車載発電機により充電される電気二重層
コンデンサ及び鉛蓄電池を有し車両に搭載された種々の
電気的負荷に対し電流供給を行う車両用電源装置におい
て、 前記鉛蓄電池側からは、前記電気二重層コンデンサ側か
ら給電される電気的負荷よりも小さい電気的負荷、ノイ
ズ発生源となる電気的負荷、ノイズの影響を受け易い電
気的負荷又は供給される電圧変動による動作不良の生じ
易い電気的負荷への電流供給を行い、 前記電気二重層コンデンサ側からは、前記鉛蓄電池側か
ら給電される電気的負荷よりも大きい電気的負荷、ノイ
ズの発生源とならない電気的負荷、ノイズの影響を受け
にくい電気的負荷又は供給される電圧変動による動作不
良の生じ難い電気的負荷へ電流供給を行うように前記鉛
蓄電池と電気二重層コンデンサの前記各負荷に対する接
続が行われたことを特徴とする電気二重層コンデンサを
用いた車両用電源装置。 - 【請求項２】 前記鉛蓄電池は、前記発電機の出力端子
に直接接続され、 前記電気二重層コンデンサは、前記鉛蓄電池と発電機と
の接続ラインにフィルタを介して接続されたことを特徴
とする請求項１に記載の電気二重層コンデンサを用いた
車両用電源装置。 - 【請求項３】 前記電気二重層コンデンサからのみエン
ジンのスタータへの電流供給を行うように接続されたこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の電気二重層コン
デンサを用いた車両用電源装置。 - 【請求項４】 前記鉛蓄電池と発電機との接続ラインに
前記フィルタに加えて前記電気二重層コンデンサへの順
方向ダイオードを接続したことを特徴とする請求項２又
は３の何れかに記載の電気二重層コンデンサを用いた車
両用電源装置。 - 【請求項５】 前記電気二重層コンデンサから前記鉛蓄
電池へ順方向ダイオード及び開閉スイッチを直列に接続
して形成した充電用ラインを設けたことを特徴とする請
求項１乃至４の何れかに記載の電気二重層コンデンサを
用いた車両用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056427A JPH09247856A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056427A JPH09247856A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247856A true JPH09247856A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13026803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056427A Pending JPH09247856A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247856A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1297602A1 (en) * | 2000-05-15 | 2003-04-02 | Energy Storage Systems Pty, Ltd | A power supply |
| WO2004071814A1 (ja) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Denso Corporation | 車両用電源システム |
| WO2004082098A1 (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 直流電源システム及び開閉器 |
| WO2005090101A1 (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | タイヤ側装着電子装置 |
| JP2008162342A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用電源装置 |
| JP2008167652A (ja) * | 2003-02-17 | 2008-07-17 | Denso Corp | 自動車用電源装置 |
| JP2011074828A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの始動方法 |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056427A patent/JPH09247856A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1297602A1 (en) * | 2000-05-15 | 2003-04-02 | Energy Storage Systems Pty, Ltd | A power supply |
| EP1297602A4 (en) * | 2000-05-15 | 2007-06-27 | Cap Xx Ltd | POWER SUPPLY |
| WO2004071814A1 (ja) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Denso Corporation | 車両用電源システム |
| US7336002B2 (en) | 2003-02-17 | 2008-02-26 | Denso Corporation | Vehicle power supply system |
| JP2008167652A (ja) * | 2003-02-17 | 2008-07-17 | Denso Corp | 自動車用電源装置 |
| JP4553019B2 (ja) * | 2003-02-17 | 2010-09-29 | 株式会社デンソー | 自動車用電源装置 |
| WO2004082098A1 (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 直流電源システム及び開閉器 |
| WO2005090101A1 (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | タイヤ側装着電子装置 |
| JP2008162342A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両用電源装置 |
| JP2011074828A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | エンジンの始動方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9150170B2 (en) | Circuit system for redistribution of electrical energy in a vehicle | |
| KR100994593B1 (ko) | 차량용 보조 전원과 그것을 이용한 차량용 충방전 장치 | |
| JP4258731B2 (ja) | ２電源方式の車両用電源装置 | |
| US9190861B2 (en) | Battery pack and method of controlling the same | |
| US8258650B2 (en) | Electric circuit for automobile | |
| US9350189B2 (en) | Battery pack and method of controlling the same | |
| JPWO2006137316A1 (ja) | 電源安定化装置およびそれを用いた車両 | |
| JP3465293B2 (ja) | 車両用電力制御装置 | |
| CN103326411A (zh) | 电池组 | |
| JP3624333B2 (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 | |
| JPH09247856A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 | |
| JPH10184506A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 | |
| US6320278B1 (en) | Power supply circuit | |
| JPH10201091A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 | |
| WO2006061894A1 (ja) | 電源装置 | |
| JP2006515707A (ja) | 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法 | |
| JPH10191576A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた車両用電源装置 | |
| JP3182284U (ja) | キャパシタ鉛組み電池とその結合装置 | |
| CN207955553U (zh) | 一种新型汽车电源系统 | |
| JP4495138B2 (ja) | 電源システム、電源システムの制御方法および電源システムの制御プログラム | |
| JPH05106539A (ja) | 自動車用始動装置 | |
| CN108583477A (zh) | 一种新型汽车电源系统 | |
| US20210376639A1 (en) | System for output ratio configuration of start-up battery and rapid energy storage module in parallel | |
| WO2022085356A1 (ja) | 車両用電源システム | |
| JPWO2018042765A1 (ja) | 管理装置、及び電源システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |