JPH09247856A - Power supply device for vehicles using electric double layer capacitor - Google Patents
Power supply device for vehicles using electric double layer capacitorInfo
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Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle power supply device using an electric double layer capacitor, and more particularly to a vehicle having both an electric double layer capacitor and a lead storage battery for supplying current from both of them to an electric load mounted on the vehicle. It relates to a power supply device.
【0002】[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。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, an electric double layer capacitor 10 has been used as a substitute device for a battery in a power supply system in various electronic circuits. As shown in the figure, an electric double layer capacitor 10 is connected to be charged by a voltage source 12, and the output side of the electric double layer capacitor 10 is connected to various electric loads.
【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。Such an electric double layer capacitor has excellent characteristics that it has a large capacitance and that it does not easily deteriorate even if it is repeatedly charged and discharged and has a long life. Therefore, it has been proposed to utilize such an electric double layer capacitor in a vehicle power supply device, and various circuit configurations have been adopted. However, the electric characteristics of the electric double layer capacitor include the following frequency characteristics and self-discharge characteristics, and it is necessary to utilize them after considering both characteristics.
【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。First, the frequency characteristic will be described. The electric double layer capacitor is a storage battery that does not undergo a chemical change due to positive and negative charges accumulated on the electrode surfaces 14 and 16 as shown in the configuration explanatory view of FIG. It is stored and the ions are insulated by the separator 18. Further, since the movement of the charges is approximately limited to the vicinity of the surface, there is a frequency characteristic that it becomes a resistance against the movement of the charges having a high frequency. FIG. 7 is a graph showing this characteristic, and it can be understood that the characteristic functions as a resistance when the frequency is higher than a predetermined value.
【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。On the other hand, the self-discharge characteristics are due to the porosity of the electrodes of the electric double layer capacitor. That is, due to the non-uniformity of the charge distribution on the electrode surface, a slight internal loss occurs even in the circuit cutoff state. Therefore, if left uncharged for a long period of time, the terminal voltage will drop due to self-discharge as shown in FIG. As shown in the figure, it is understood that the voltage drop degree of the electric double layer capacitor shown by the solid line 200 is larger than the voltage drop line 100 of the lead storage battery shown by the broken line.
【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。Further, when a voltage higher than the rated voltage is applied to such an electric double layer capacitor, electrolysis occurs inside the electric double layer capacitor, which causes a decrease in life. Therefore, it is necessary to construct a vehicle power supply device using an electric double layer capacitor in consideration of the above various characteristics.
【0007】[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。When the power supply device using the electric double layer capacitor 10 shown in FIG. 5 is used for a vehicle, the voltage source 12 corresponds to an alternator that operates based on engine driving. Then, the AC voltage is converted into a DC voltage and output by the rectifier configured inside the alternator. However, as a characteristic of the generator, this DC voltage inherently contains a large amount of ripple voltage and high-frequency components forming the ripple. Further, among various electric loads mounted on a vehicle that receives a current supply, many are sources of noise.
【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。Generally, each electronic device has a built-in filter for noise removal, but it is not perfect, and the generated noise may return to the power supply unit side. In the case of a conventional power supply device composed of a lead storage battery, such a lead storage battery has played an absolute role of a filter, and it is not necessary to take measures against it. However, in the power supply device using the electric double layer capacitor, since the electric double layer capacitor has the frequency characteristics as described above, the function of the filter cannot be achieved for a wide range of frequencies.
【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。That is, as shown in FIG. 7, unless the frequency is higher than a predetermined value, it does not function as a resistor. Therefore, the feedback noise as described above adversely affects the electronic control unit (ECU) for engine control. And also cause radio noise.
【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。Further, if the peak voltage of the ripple voltage exceeds the reference activation voltage during charging, the life of the electric double layer capacitor will be adversely affected. Therefore, it is necessary to set the rated voltage with some margin, which is a disadvantageous condition in the electric double layer capacitor. Further, a large number of electronic devices that are likely to cause malfunctions due to fluctuations in the applied voltage are also connected.
【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。Since the electric double layer capacitor cannot store a large amount of energy like a lead acid battery,
When self-discharge progresses or a large-capacity electrical load is applied, the terminal voltage is likely to drop. Therefore, it may cause a malfunction in an electronic device, a computer, or the like which is weak against voltage fluctuation.
【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。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems caused by the characteristics of an electric double layer capacitor used in a vehicle-mounted power supply device. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply device using an electric double layer capacitor that suppresses the above-mentioned problem and excellently eliminates the influence of noise.
【0013】[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。To achieve the above object, according to a vehicle power supply device using an electric double layer capacitor according to claim 1, an electric double layer capacitor and a lead storage battery provided as a power supply device are provided. , Are connected so as to supply currents to different electric loads.
【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。That is, the self-discharge is relatively small, the returned noise can be surely eliminated, and a relatively small load from the lead-acid battery side, which is highly demanded for downsizing, a load that is a source of noise, Current is supplied to a load that is easily affected by noise or a load that is liable to malfunction due to fluctuations in the supply voltage.
【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。On the other hand, from the electric double layer capacitor side, which has a large self-discharge and lacks a filter function, a load that is relatively large and is not affected by noise, a load that does not become a source of noise, and a fluctuation in supply voltage. It is configured to supply current to a load that is not easily affected.
【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。As a result, it is possible to suppress the adverse effect on the in-vehicle equipment due to the terminal voltage drop of the electric double layer capacitor, eliminate the noise generated by the lead storage battery, and effectively avoid the malfunction of various equipment due to the noise.
【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。As a circuit configuration for this purpose, as described in claim 2, the lead storage battery and the vehicle-mounted generator are directly connected, and the connection line and the electric double layer capacitor are connected through a filter in series. There is.
【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。As a result, the ripple current at the time of charging from the on-vehicle generator can be eliminated by this filter, so that the charging voltage to the electric double layer capacitor is stabilized and the life is prevented from being shortened. As this filter, for example, a resistor is installed. As a result, a more stable DC voltage can be biased to the electric double layer capacitor, and charging can be performed with a bias voltage up to the rated voltage of the electric double layer capacitor.
【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。According to the vehicle power supply device using the electric double layer capacitor according to the third aspect, only the electric double layer capacitor is used for supplying current to the starter which requires a very large current even in the on-vehicle electric load. I'm trying to do it from A large amount of lock-up current is required for a predetermined time in the initial operation of the starter. Therefore, this lockup current is supplied by an electric double layer capacitor capable of supplying a large current. On the other hand, on the other hand, the current supply to the electric load, which is vulnerable to voltage fluctuation and noise, is stably supplied by the lead storage battery which is not directly affected by the voltage fluctuation when the starter is driven, so that the operation is stabilized.
【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。According to the vehicle power supply device using the electric double layer capacitor of the fourth aspect, in addition to the filter, a diode is provided in the connection line between the lead storage battery and the on-vehicle generator and the connection line between the electric double layer capacitor. It is connected in the forward direction to the electric double layer capacitor. This ensures charging of the electric double layer capacitor at the maximum voltage generated by the generator. Therefore, it is ensured that the starter can be driven with a voltage equal to or higher than the electromotive voltage of the lead storage battery when the starter is operating at the engine start. Further, the discharge from the electric double layer capacitor when the starter is not operated is suppressed by the diode, and the voltage drop of the electric double layer capacitor is also prevented.
【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。According to the vehicle power supply device using the electric double layer capacitor of the fifth aspect, the charging line from the electric double layer capacitor to the lead storage battery is formed by connecting the forward diode and the open / close switch in series. Therefore, when the voltage of the lead storage battery is indefinite, this switch operation can replenish the electric power from the electric double layer capacitor side to the lead storage battery side, and ensure stable voltage supply to the electrical load connected to the lead storage battery. Can be improved.
【0022】[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。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic circuit configuration of a first embodiment of the present invention.
【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。As shown in the figure, the lead storage battery 20 is connected to the output terminal of the alternator 12, and the electric load A is connected to the positive terminal of the lead storage battery 20. Then, a connecting line 30 between the alternator 12 and the lead storage battery 20.
The positive terminal of the electric double layer capacitor 10 is connected to 0, and the positive terminal of the electric double layer capacitor 10 is connected to the electrical load B. In addition, the connection line 300
A filter 22 is connected in series to a connection line between the positive electrode terminal of the electric double layer capacitor 10 and the electric double layer capacitor 10.
【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。The characteristic element of the present invention is that the electric load A is
The electric load B and the electric load B are distributed according to the respective characteristics of the electric double layer capacitor 10 and the lead storage battery 20. That is, the electrical load A supplied with current by the lead storage battery 20 is a device with a relatively small load, a device that is a noise source, a device that is easily affected by noise, a device that is prone to malfunction due to supply voltage fluctuations, Are connected. On the other hand, as the electrical load B, a relatively large load, a load that is not affected by noise, a load that is not a source of noise, a load that is less likely to malfunction due to fluctuations in the supply voltage, etc. are connected.
【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。First, from the alternator 12, an AC voltage is converted into a DC voltage by a rectifying circuit incorporated therein, and the DC voltage is output. Here, when various electric loads are close to pure resistance, ripple noise is superimposed on the DC component and supplied to the lead storage battery 20 and the electric double layer capacitor 10. The lead storage battery 20 effectively exhibits a filter function for this, and can supply a DC voltage with a low noise level to the electrical load A.
【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。Further, in an ECU or the like having a built-in computer included in the electric load A, stability of the voltage supplied from the power source is required, while noise is generated during its operation. A situation in which the power is returned to the power supply side tends to occur. Mainly, high frequency noise generated due to ripple noise can be sufficiently smoothed by the lead storage battery 20 having good frequency characteristics. On the other hand, a large-current electric load that causes a voltage fluctuation on the power supply device side can be connected to the electric double layer capacitor 10 to be separated from other electric loads that are weak against voltage fluctuation.
【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。The filter 22 provided between the connection line 300 and the electric double layer capacitor 10 is a lead storage battery 20.
The ripple noise once smoothed by is further smoothed by. Therefore, a more smoothed voltage is supplied to the electric double layer capacitor 10, whereby a good state of charge is obtained. That is, this allows the electric double layer capacitor 10 to be biased to the rated voltage, and more electric power is stored in the electric double layer capacitor 10.
【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。Next, FIG. 2 shows a second embodiment, and shows an example in which a starter 26 which is a large current load is connected to the output terminal side of the electric double layer capacitor 10. That is, the starter device 26 is connected to the positive terminal of the electric double layer capacitor 10 via the starter switch 24. When the engine is started, this starter device 26
Is supplied with a large lock-up current for a predetermined time.
Therefore, although the voltage of the electric double layer capacitor 10 varies greatly, the voltage variation on the lead storage battery 20 side is suppressed to a small level because the lead storage battery 20 is connected via the resistor 28. Therefore, a stable voltage is supplied from the lead storage battery to an electronic device such as an ECU that requires a stable voltage supply in a form in which the influence of voltage fluctuation during starter driving is suppressed as much as possible. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a start failure due to a malfunction of an electronic device such as an ECU.
【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。Here, when the electric double layer capacitor 10 is in a discharged state, the electric double layer capacitor 10 must be recharged as quickly as possible for the next large current consumption. For that purpose, it is desirable that the resistance value of the resistor 28 is small. However, as described above, there is a situation in which the resistance value cannot be reduced in order to reduce the influence of voltage fluctuations on the lead storage battery during high current consumption during starter driving.
【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。Therefore, in the third embodiment shown in FIG. 3, the diode 30 is connected in series with the resistor 28.
That is, one terminal of the resistor 28 is connected to the anode side of the diode 30, and the cathode side of the diode 30 is connected to the positive terminal of the electric double layer capacitor 10.
【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。As a result, charging of the electric double layer capacitor 10 with the maximum voltage generated by the alternator 12 is ensured, whereby the charging time by the alternator 12 can be shortened.
【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。The output voltage of the alternator 12 is given the output voltage characteristic with respect to the ambient temperature as shown in FIG. 8 in order to keep the lead storage battery 20 in the optimum charged state. Then, when the engine stops, the lead storage battery 20
Returns to the voltage equivalent to the original electromotive voltage. However, since the diode 30 is provided at this time, the electric double layer capacitor 10 can hold the maximum voltage during charging by the alternator 12 without being influenced by the voltage of the lead storage battery 20. Therefore, when restarting, the starter 26
A high voltage is biased from the electric double layer capacitor 10 to ensure extremely good engine startability.
【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。The resistance value of the resistor 28 connecting the electric double layer capacitor 10 and the lead storage battery 20 is set not only by considering the filter function but also by charging the electric double layer capacitor 10 from the alternator 12 sufficiently. In such a case, it is set in consideration of performing supplementary charging from the lead storage battery 20 to the electric double layer capacitor 10.
【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。When the electric double layer capacitor 10 is left unattended without being charged for a long period of time, the voltage drops due to self-discharge. In particular, the electric double layer capacitor 10 has a higher power density than the lead storage battery 20 and is most suitable for a load that requires a power source such as the starter 26, but since the energy density is much lower than that of the lead storage battery 20, Storage battery 2
Apparent voltage drop is faster than 0. Therefore, when such a self-discharge occurs, the supplemental charging by the lead storage battery 20 is performed, so that a good voltage of the electric double layer capacitor 10 is secured.
【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。Next, when a relatively small lead-acid battery is installed in a vehicle as a filter, it consumes a large amount of electric load and is in a state where the amount of power generated from the alternator 12 is insufficient, such as when starting or immediately after starting. , In some cases, the voltage stability of lead acid batteries is not achieved. Therefore, in the fourth embodiment shown in FIG. 4, the lead storage battery 12 is replenished and charged from the electric double layer capacitor 10 side.
【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。That is, the diode 32 is connected in series in the forward direction from the starter 26 side to the lead storage battery 20 side in the line opened and closed by the starter switch 24 to connect the electric double layer capacitor 10 to the lead storage battery 20 via the starter switch 24. The charging line 400 is formed. That is, the cathode side of the diode 32 is connected to the positive terminal of the lead storage battery 20, and the anode side of the diode 32 is the starter switch 24.
It is connected to the.
【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。With such a circuit configuration, at the time of start-up when the state of charge for the small capacity lead-acid battery 20 installed for exhibiting the filter function is considered low, that is, when the starter switch 24 is turned on. Electric current can be supplied to the lead storage battery 20 from the electric double layer capacitor 10. As a result, the electric double layer capacitor 10 supplies a large current such as a starter load to stabilize the state of charge of the lead storage battery 20 that has been reduced in size and weight, thereby ensuring the voltage stability of the electric load. As a result, the lead storage battery can be made smaller and the charging system can be made lighter and smaller, and the space for the power supply device can be effectively utilized.
【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。In the embodiment shown in FIG. 1 as well, since the electrical load A for supplying current from the lead storage battery 20 side is selected to be a relatively small load, its capacity is reduced. The size of the entire power supply device can be reduced.
【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。Further, in each of the embodiments shown in FIGS. 2 to 4, only the starter device is shown as the load of the electric double layer capacitor 10, but the present invention is not limited to such a configuration, and in FIG. It is also possible to supply current to a load that satisfies the conditions of the other electrical load B described above.
【0040】[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。As described above, according to the vehicle power supply device using the electric double layer capacitor according to the present invention, the electric double layer capacitor ensures a large current supply to a load requiring a large current and a lead storage battery. As a result, it is possible to ensure a stable supply of voltage to a load that is weak against voltage fluctuation. Furthermore, the noise generated in the load can be reliably removed, and the influence of noise can be eliminated as much as possible, and a well-balanced function improvement of the vehicle power supply device using the electric double layer capacitor can be achieved. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency by reducing the weight of the entire power supply device, save resources, and effectively use the battery space by reducing the size.
【図1】第1の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram showing a first embodiment.
【図2】第2の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。FIG. 2 is a schematic circuit configuration diagram showing a second embodiment.
【図3】第3の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic circuit configuration diagram showing a third embodiment.
【図4】第4の実施の形態を示す概略回路構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic circuit configuration diagram showing a fourth embodiment.
【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。FIG. 5 is an explanatory diagram of a power supply device using a conventional electric double layer capacitor.
【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。FIG. 6 is a graph showing a self-discharge characteristic of an electric double layer capacitor.
【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。FIG. 7 is a graph showing frequency characteristics of the electric double layer capacitor.
【図8】オルタネータの発電特性を示すグラフ図であ
る。FIG. 8 is a graph showing the power generation characteristics of the alternator.
【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。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a general configuration of an electric double layer capacitor.
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 10 Electric Double Layer Capacitor 20 Lead Acid Battery 22 Filter 28 Resistance 30 Diode 400 Lead Acid Battery Charging Line
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H02J 7/14 H01G 9/00 301Z
Claims (5)
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。1. A vehicle power supply device having an electric double layer capacitor charged by an on-vehicle generator and a lead storage battery for supplying current to various electric loads mounted on a vehicle, wherein: , An electric load smaller than the electric load fed from the electric double layer capacitor side, an electric load that is a noise generation source, an electric load that is easily affected by noise, or a malfunction due to fluctuations in the supplied voltage The electric current is easily supplied to the electric load, and from the electric double layer capacitor side, an electric load larger than the electric load fed from the lead storage battery side, an electric load that does not become a noise generation source, and a noise The lead storage battery and the electric double layer capacitor so as to supply a current to an electric load that is not easily affected or an electric load that is unlikely to cause a malfunction due to fluctuations in the supplied voltage. Vehicle power supply device using an electric double layer capacitor, characterized in that connection to the respective load is performed.
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。2. The lead storage battery is directly connected to an output terminal of the generator, and the electric double layer capacitor is connected to a connection line between the lead storage battery and the generator via a filter. A power supply device for a vehicle using the electric double layer capacitor according to claim 1.
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。3. The power supply device for a vehicle using an electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the electric double layer capacitor is connected so as to supply current to the starter of the engine only. .
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。4. The forward diode to the electric double layer capacitor is connected to the connection line between the lead storage battery and the generator in addition to the filter. A vehicle power supply device using an electric double layer capacitor.
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。5. A charging line formed by connecting a forward diode and an open / close switch in series from the electric double layer capacitor to the lead storage battery is provided. Power supply device for vehicles using the electric double layer capacitor of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056427A JPH09247856A (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Power supply device for vehicles using electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056427A JPH09247856A (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Power supply device for vehicles using electric double layer capacitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247856A true JPH09247856A (en) | 1997-09-19 |
Family
ID=13026803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056427A Pending JPH09247856A (en) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | Power supply device for vehicles using electric double layer capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247856A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004071814A1 (en) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Denso Corporation | Vehicle-use supply system |
| WO2004082098A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dc power supply system and switch |
| WO2005090101A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Tire-mounted electronic device |
| EP1297602A4 (en) * | 2000-05-15 | 2007-06-27 | Cap Xx Ltd | POWER SUPPLY |
| JP2008162342A (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vehicle power supply |
| JP2008167652A (en) * | 2003-02-17 | 2008-07-17 | Denso Corp | Automotive power supply |
| JP2011074828A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Engine starting method |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP8056427A patent/JPH09247856A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1297602A4 (en) * | 2000-05-15 | 2007-06-27 | Cap Xx Ltd | POWER SUPPLY |
| WO2004071814A1 (en) * | 2003-02-17 | 2004-08-26 | Denso Corporation | Vehicle-use supply system |
| US7336002B2 (en) | 2003-02-17 | 2008-02-26 | Denso Corporation | Vehicle power supply system |
| JP2008167652A (en) * | 2003-02-17 | 2008-07-17 | Denso Corp | Automotive power supply |
| WO2004082098A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dc power supply system and switch |
| WO2005090101A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Tire-mounted electronic device |
| JP2008162342A (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vehicle power supply |
| JP2011074828A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Electric Corp | Engine starting method |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
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