JP3383716B2 - ハイブリッド電源制御装置 - Google Patents
ハイブリッド電源制御装置Info
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド電源制御
装置に係わり、特に２種類の電源を組み合わせて使用す
るハイブリッド電源制御装置に関する。
装置に係わり、特に２種類の電源を組み合わせて使用す
るハイブリッド電源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の電源のように、負荷変動が
大きく、且つ長時間連続して放電する必要であるバッテ
リ電源として、長時間小出力形のエネルギー電源（以下
“Ｅ電源”と呼ぶ）と短時間大出力形のパワー電源（以
下“Ｐ電源”と呼ぶ）とを組み合わせて使用するハイブ
リッド電源が使用されている。これらのＥ電源及びＰ電
源の初期瞬間電流電圧特性は、一般に図１に示すように
なる。即ち、Ｅ電源は放電電流Ｉが増加すると端子電圧
Ｖが低下し、一方、Ｐ電源は放電電流が増加しても端子
電圧はほぼ一定に保たれ、電圧降下が小さく大電流を放
出可能である。上記のごとき特性を有する２種類の電源
を用いてハイブリッド電源を構成する場合に、従来は、
図２に示すように、Ｅ電源１とＰ電源２が負荷３に対し
て並列に接続し、さらに、Ｅ電源１の出力側には、Ｅ電
源からの電流量を制限するための電流制限回路４を設け
ていた。この電流制限回路４は、電流制限用のトランジ
スタＴＲ1 、制限値設定用のトランジスタＴＲ2 、及び
抵抗Ｒ1,Ｒ2 を備えている。
大きく、且つ長時間連続して放電する必要であるバッテ
リ電源として、長時間小出力形のエネルギー電源（以下
“Ｅ電源”と呼ぶ）と短時間大出力形のパワー電源（以
下“Ｐ電源”と呼ぶ）とを組み合わせて使用するハイブ
リッド電源が使用されている。これらのＥ電源及びＰ電
源の初期瞬間電流電圧特性は、一般に図１に示すように
なる。即ち、Ｅ電源は放電電流Ｉが増加すると端子電圧
Ｖが低下し、一方、Ｐ電源は放電電流が増加しても端子
電圧はほぼ一定に保たれ、電圧降下が小さく大電流を放
出可能である。上記のごとき特性を有する２種類の電源
を用いてハイブリッド電源を構成する場合に、従来は、
図２に示すように、Ｅ電源１とＰ電源２が負荷３に対し
て並列に接続し、さらに、Ｅ電源１の出力側には、Ｅ電
源からの電流量を制限するための電流制限回路４を設け
ていた。この電流制限回路４は、電流制限用のトランジ
スタＴＲ1 、制限値設定用のトランジスタＴＲ2 、及び
抵抗Ｒ1,Ｒ2 を備えている。
【０００３】図２に示す従来のハイブリッド電源におい
ては、軽負荷時には、Ｅ電源１の電流はＰ電源２の充電
電流と負荷電流となり、負荷３を駆動しながらＰ電源２
を充電する。次に、Ｅ電源１の端子電圧がＰ電源２の端
子電圧と等しくなる電流をＩ P とすると、負荷電流がＩ
P に等しいときは負荷電流の全てをＥ電源１が供給し、
Ｐ電源２は充電も放電もしない。そして更に負荷が大き
くなると、Ｅ電源１及びＰ電源２の両方が放電して負荷
電流をまかなう。さらに、電流制限回路４により、Ｅ電
源１の制限電流（Ｅ電源が負担すべき最大電流で上記Ｉ
P に当たる）を常に一定に保つようにしている。
ては、軽負荷時には、Ｅ電源１の電流はＰ電源２の充電
電流と負荷電流となり、負荷３を駆動しながらＰ電源２
を充電する。次に、Ｅ電源１の端子電圧がＰ電源２の端
子電圧と等しくなる電流をＩ P とすると、負荷電流がＩ
P に等しいときは負荷電流の全てをＥ電源１が供給し、
Ｐ電源２は充電も放電もしない。そして更に負荷が大き
くなると、Ｅ電源１及びＰ電源２の両方が放電して負荷
電流をまかなう。さらに、電流制限回路４により、Ｅ電
源１の制限電流（Ｅ電源が負担すべき最大電流で上記Ｉ
P に当たる）を常に一定に保つようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のハイブリッド電
源においては、Ｐ電源が複数のコンデンサにより構成さ
れている場合、個々のコンデンサの電圧は常に一定では
なく、放充電状態に応じてばらつき、特にコンデンサが
電気二重層コンデンサである場合にはこのばらつきが大
きく、そのままの状態で運転を続けると一部のコンデン
サのばらつきが序々に大きくなりその許容上限電圧を越
えてしまい、劣化を引き起こしてしまう。Ｐ電源を構成
するコンデンサの一部が劣化するとＰ電源全体が電源と
しての機能を満足する性質を維持することができないと
いう問題が生じる。
源においては、Ｐ電源が複数のコンデンサにより構成さ
れている場合、個々のコンデンサの電圧は常に一定では
なく、放充電状態に応じてばらつき、特にコンデンサが
電気二重層コンデンサである場合にはこのばらつきが大
きく、そのままの状態で運転を続けると一部のコンデン
サのばらつきが序々に大きくなりその許容上限電圧を越
えてしまい、劣化を引き起こしてしまう。Ｐ電源を構成
するコンデンサの一部が劣化するとＰ電源全体が電源と
しての機能を満足する性質を維持することができないと
いう問題が生じる。
【０００５】そこで、本発明は、上述した従来の技術の
問題点を解決するためになされたものであり、パワー電
源（Ｐ電源）に劣化が生じることを防止して電源として
の機能を満足する性質を維持することができるハイブリ
ッド電源制御装置を提供することを目的としている。ま
た、本発明は、パワー電源（Ｐ電源）として電気二重層
コンデンサを用いた場合にこの電気二重層コンデンサの
劣化を防止することができるハイブリッド電源制御装置
を提供することを目的としている。
問題点を解決するためになされたものであり、パワー電
源（Ｐ電源）に劣化が生じることを防止して電源として
の機能を満足する性質を維持することができるハイブリ
ッド電源制御装置を提供することを目的としている。ま
た、本発明は、パワー電源（Ｐ電源）として電気二重層
コンデンサを用いた場合にこの電気二重層コンデンサの
劣化を防止することができるハイブリッド電源制御装置
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために本発明は、第１の電源とこの第１の電源よ
りも短い時間で出力可能な第２の電源とを組み合わせて
負荷に電力を供給すると共に第１の電源の出力電流を制
限する電流制限回路を有するハイブリッド電源制御装置
において、第２の電源は充放電を繰り返すことにより劣
化するものであり、第２の電源の電圧変化を検出するこ
とにより、この第２の電源の所定の劣化開始状態を検出
する劣化検出手段と、第２の電源の電圧が所定電圧より
大きくなる方向に変化した場合には、電流制限回路によ
る第１の電源の出力電流の制限を強める制御手段と、を
有することを特徴としている。
成するために本発明は、第１の電源とこの第１の電源よ
りも短い時間で出力可能な第２の電源とを組み合わせて
負荷に電力を供給すると共に第１の電源の出力電流を制
限する電流制限回路を有するハイブリッド電源制御装置
において、第２の電源は充放電を繰り返すことにより劣
化するものであり、第２の電源の電圧変化を検出するこ
とにより、この第２の電源の所定の劣化開始状態を検出
する劣化検出手段と、第２の電源の電圧が所定電圧より
大きくなる方向に変化した場合には、電流制限回路によ
る第１の電源の出力電流の制限を強める制御手段と、を
有することを特徴としている。
【０００７】このように構成された本発明においては、
ハイブリッド電源制御装置が、第１の電源とこの第１の
電源よりも短い時間で出力可能な第２の電源とを組み合
わせて負荷に電力を供給すると共に第１の電源の出力電
流を制限する電流制限回路を有している。このようなハ
イブリッド電源制御装置において、第２の電源は充放電
を繰り返すことにより劣化するものであり、劣化検出手
段により、第２の電源の電圧変化により第２の電源の所
定の劣化開始状態が検出される。この結果、第２の電源
が劣化するのを防止することができる。また、制御手段
により、第２の電源の電圧が所定電圧より大きくなる方
向に変化した場合には、電流制限回路による第１の電源
の出力電流の制限が強められる。この結果、第２の電源
の電圧が異常に増大したり、第２の電源が劣化するのを
防止することができる。
ハイブリッド電源制御装置が、第１の電源とこの第１の
電源よりも短い時間で出力可能な第２の電源とを組み合
わせて負荷に電力を供給すると共に第１の電源の出力電
流を制限する電流制限回路を有している。このようなハ
イブリッド電源制御装置において、第２の電源は充放電
を繰り返すことにより劣化するものであり、劣化検出手
段により、第２の電源の電圧変化により第２の電源の所
定の劣化開始状態が検出される。この結果、第２の電源
が劣化するのを防止することができる。また、制御手段
により、第２の電源の電圧が所定電圧より大きくなる方
向に変化した場合には、電流制限回路による第１の電源
の出力電流の制限が強められる。この結果、第２の電源
の電圧が異常に増大したり、第２の電源が劣化するのを
防止することができる。
【０００８】本発明は、第２の電源が、複数の電源から
構成されていることが好ましい。本発明は、第２の電源
が、電気二重層コンデンサであることが好ましい。これ
により、電圧変動を生じやすい電気二重層コンデンサの
劣化を防止することができる。
構成されていることが好ましい。本発明は、第２の電源
が、電気二重層コンデンサであることが好ましい。これ
により、電圧変動を生じやすい電気二重層コンデンサの
劣化を防止することができる。
【０００９】本発明は、劣化検出手段が、複数の電源か
ら構成されている第２の電源をグループ若しくは個々に
分け、これらのグループ分けされた電源若しくは個々に
分けられた電源の電源電圧を検出することが好ましい。
これにより、第２の電源全体の電圧変化は小さくても、
個々の電源（特に電気二重層コンデンサ）の電圧変化が
大小ばらついて一部の電源の電圧が所定電圧以上となる
ような場合、その電源が劣化することが防止される。本
発明は、負荷が、電気自動車に搭載された駆動モータで
あることが好ましい。
ら構成されている第２の電源をグループ若しくは個々に
分け、これらのグループ分けされた電源若しくは個々に
分けられた電源の電源電圧を検出することが好ましい。
これにより、第２の電源全体の電圧変化は小さくても、
個々の電源（特に電気二重層コンデンサ）の電圧変化が
大小ばらついて一部の電源の電圧が所定電圧以上となる
ような場合、その電源が劣化することが防止される。本
発明は、負荷が、電気自動車に搭載された駆動モータで
あることが好ましい。
【００１０】
【実施例】以下、本発明のハイブリッド電源制御装置の
一実施例について図３乃至図５を参照して説明する。図
３は、本発明のハイブリッド電源の制御装置の一実施例
の全体回路図である。この図３において、エネルギー電
源（Ｅ電源）１とパワー電源（Ｐ電源）２とが電気負荷
である負荷３に対して並列に接続されて設けられてい
る。本実施例では、負荷３は電気自動車を駆動する駆動
モータである。また、Ｅ電源１は、燃料電池、エンジン
発電器、鉛蓄電池および電気化学反応を用いた他の電源
などのどれか一つまたはこれらを複合したものから構成
され、駆動モータである負荷３への負荷電力の供給およ
びＰ電源２への充電電力の供給を行う小出力大容量型の
電源装置である。
一実施例について図３乃至図５を参照して説明する。図
３は、本発明のハイブリッド電源の制御装置の一実施例
の全体回路図である。この図３において、エネルギー電
源（Ｅ電源）１とパワー電源（Ｐ電源）２とが電気負荷
である負荷３に対して並列に接続されて設けられてい
る。本実施例では、負荷３は電気自動車を駆動する駆動
モータである。また、Ｅ電源１は、燃料電池、エンジン
発電器、鉛蓄電池および電気化学反応を用いた他の電源
などのどれか一つまたはこれらを複合したものから構成
され、駆動モータである負荷３への負荷電力の供給およ
びＰ電源２への充電電力の供給を行う小出力大容量型の
電源装置である。
【００１１】一方、Ｐ電源２は、電気二重層コンデン
サ、大容量電解コンデンサ、フライホイールバッテリな
ど化学反応を用いないで電気を充電するもののどれか一
つもしくはこれらを複合したものから構成され、駆動モ
ータへの負荷電力の供給及び制動電力の吸収を行うもの
であり、Ｅ電源１より短い時間で出力可能で且つ電圧降
下が小さく大出力（大電流）の充放電が可能な電源装置
である。ここで、Ｐ電源として電気二重層コンデンサを
用いた場合には、出力電圧が小さいため、複数の電気二
重層コンデンサを直列に接続して使用する。さらに、Ｐ
電源２の電圧のばらつきによる変化が大きくなることを
防止するため、Ｐ電源２としては複数の電源を直列及び
／又は並列に接続することが好ましい。Ｅ電源１の出力
側で且つＰ電源２との間には、Ｅ電源１からの電流量を
制限するための電流制限回路６が設けられている。ま
た、この電流制限回路６は、負荷３である駆動モータが
回生中で、この駆動モータからＥ電源１へ供給される電
流量を制限する機能も併せて持っている。
サ、大容量電解コンデンサ、フライホイールバッテリな
ど化学反応を用いないで電気を充電するもののどれか一
つもしくはこれらを複合したものから構成され、駆動モ
ータへの負荷電力の供給及び制動電力の吸収を行うもの
であり、Ｅ電源１より短い時間で出力可能で且つ電圧降
下が小さく大出力（大電流）の充放電が可能な電源装置
である。ここで、Ｐ電源として電気二重層コンデンサを
用いた場合には、出力電圧が小さいため、複数の電気二
重層コンデンサを直列に接続して使用する。さらに、Ｐ
電源２の電圧のばらつきによる変化が大きくなることを
防止するため、Ｐ電源２としては複数の電源を直列及び
／又は並列に接続することが好ましい。Ｅ電源１の出力
側で且つＰ電源２との間には、Ｅ電源１からの電流量を
制限するための電流制限回路６が設けられている。ま
た、この電流制限回路６は、負荷３である駆動モータが
回生中で、この駆動モータからＥ電源１へ供給される電
流量を制限する機能も併せて持っている。
【００１２】図４は、この電流制限回路６を詳細に示し
たものである。図４に示されたものは、トランジスタ式
電流制限回路である。この図４に示すように、Ｅ電源１
の電流は、トランジスタＴＲ1 と抵抗Ｒ2 又は抵抗Ｒ3
とを介してＰ電源２及び負荷３に供給される。抵抗Ｒ2
及び抵抗Ｒ3 は電流検出用の抵抗であり、Ｒ2 ＜Ｒ3と
なるように設定されている。また、これらの抵抗Ｒ2 及
び抵抗Ｒ3 は、抵抗切換スイッチ８により切り換えられ
る。いま、例えば、抵抗Ｒ2 を用いた場合には、抵抗Ｒ
2 による電圧降下ＶR2がトランジスタＴＲ2 のベースエ
ミッタ動作電圧より小さい場合（抵抗Ｒ2 を流れる電流
が設定電流より小さい場合）にはトランジスタＴＲ2 は
オフになり、この時、トランジスタＴＲ1 はオンになっ
ている。次に、抵抗Ｒ2 を流れる電流が設定電流に達す
ると、電圧降下ＶR2がトランジスタＴＲ2 のベースエミ
ッタ動作電圧に等しくなり、トランジスタＴＲ2 がオン
となり、トランジスタＴＲ1 が電流制限領域に入り、コ
レクタエミッタ間の抵抗が増大して流れる電流を制限す
る。すなわち、この図４に示すトランジスタ式電流制限
回路においては、トランジスタＴＲ1 は電流制限用、ト
ランジスタＴＲ2 は制限値設定用として動作する。ま
た、抵抗Ｒ3 を用いた場合には、Ｒ2 ＜Ｒ3 であるか
ら、電流を制限する際の基準となる設定電流は、抵抗Ｒ
2 を用いた場合に比較して、小さな値となり、Ｅ電源１
からの出力電流が相対的に小さな電流となるように制限
される。
たものである。図４に示されたものは、トランジスタ式
電流制限回路である。この図４に示すように、Ｅ電源１
の電流は、トランジスタＴＲ1 と抵抗Ｒ2 又は抵抗Ｒ3
とを介してＰ電源２及び負荷３に供給される。抵抗Ｒ2
及び抵抗Ｒ3 は電流検出用の抵抗であり、Ｒ2 ＜Ｒ3と
なるように設定されている。また、これらの抵抗Ｒ2 及
び抵抗Ｒ3 は、抵抗切換スイッチ８により切り換えられ
る。いま、例えば、抵抗Ｒ2 を用いた場合には、抵抗Ｒ
2 による電圧降下ＶR2がトランジスタＴＲ2 のベースエ
ミッタ動作電圧より小さい場合（抵抗Ｒ2 を流れる電流
が設定電流より小さい場合）にはトランジスタＴＲ2 は
オフになり、この時、トランジスタＴＲ1 はオンになっ
ている。次に、抵抗Ｒ2 を流れる電流が設定電流に達す
ると、電圧降下ＶR2がトランジスタＴＲ2 のベースエミ
ッタ動作電圧に等しくなり、トランジスタＴＲ2 がオン
となり、トランジスタＴＲ1 が電流制限領域に入り、コ
レクタエミッタ間の抵抗が増大して流れる電流を制限す
る。すなわち、この図４に示すトランジスタ式電流制限
回路においては、トランジスタＴＲ1 は電流制限用、ト
ランジスタＴＲ2 は制限値設定用として動作する。ま
た、抵抗Ｒ3 を用いた場合には、Ｒ2 ＜Ｒ3 であるか
ら、電流を制限する際の基準となる設定電流は、抵抗Ｒ
2 を用いた場合に比較して、小さな値となり、Ｅ電源１
からの出力電流が相対的に小さな電流となるように制限
される。
【００１３】再び図３に示すように、Ｐ電源２には、電
圧ばらつき検出手段１０が設けられている。ここで、Ｐ
電源２が、電気二重層コンデンサにより構成された場合
には、電気二重層コンデンサ１個の電圧は、例えば２．
３Ｖであるため、Ｐ電源として、１００個〜２００個の
電気二重層コンデンサが直列に接続される。この場合、
電圧ばらつき検出手段１０により、各電気二重層コンデ
ンサの端子電圧が検出される。このとき、その端子電圧
の値が、検出された各端子電圧の平均値に対して所定値
（例えば、０．５Ｖ）以上ばらついている電気二重層コ
ンデンサが１個でも存在する場合には、電圧ばらつき有
りとして検出される。この電圧ばらつきにより、Ｐ電源
２の所定の劣化開始状態が検出される。この場合、全て
の電気二重層コンデンサの端子電圧を検出するが、例え
ば、５個置きに電気二重層コンデンサの端子電圧を検出
して、電圧ばらつきを検出するようにしてもよい。この
ようにＰ電源２を構成する多数の電気二重層コンデンサ
をグループ若しくは個々に分け、これらのグループ分け
された電源若しくは個々に分けられた電源の電源電圧を
検出することにより、Ｐ電源２の全体の電圧変化は小さ
くても、個々の電気二重層コンデンサの電圧変化が大小
ばらついて所定電圧以上となるような場合、Ｐ電源２の
劣化を防止できる。
圧ばらつき検出手段１０が設けられている。ここで、Ｐ
電源２が、電気二重層コンデンサにより構成された場合
には、電気二重層コンデンサ１個の電圧は、例えば２．
３Ｖであるため、Ｐ電源として、１００個〜２００個の
電気二重層コンデンサが直列に接続される。この場合、
電圧ばらつき検出手段１０により、各電気二重層コンデ
ンサの端子電圧が検出される。このとき、その端子電圧
の値が、検出された各端子電圧の平均値に対して所定値
（例えば、０．５Ｖ）以上ばらついている電気二重層コ
ンデンサが１個でも存在する場合には、電圧ばらつき有
りとして検出される。この電圧ばらつきにより、Ｐ電源
２の所定の劣化開始状態が検出される。この場合、全て
の電気二重層コンデンサの端子電圧を検出するが、例え
ば、５個置きに電気二重層コンデンサの端子電圧を検出
して、電圧ばらつきを検出するようにしてもよい。この
ようにＰ電源２を構成する多数の電気二重層コンデンサ
をグループ若しくは個々に分け、これらのグループ分け
された電源若しくは個々に分けられた電源の電源電圧を
検出することにより、Ｐ電源２の全体の電圧変化は小さ
くても、個々の電気二重層コンデンサの電圧変化が大小
ばらついて所定電圧以上となるような場合、Ｐ電源２の
劣化を防止できる。
【００１４】さらに、抵抗切換制御手段１２が設けられ
ている。電圧ばらつき検出手段１０が電圧ばらつきを検
出した場合には、この抵抗切換制御手段１２が抵抗切換
スイッチ８により、電流制限回路６の中の電流検出用抵
抗を抵抗Ｒ3 側に切り換えて、電流制限のための設定電
流の値を小さくする。次に上記のように構成された実施
例の動作を説明する。負荷３が軽負荷時には、Ｅ電源１
の電流はＰ電源２の充電電流と負荷電流となり、負荷３
を駆動しながらＰ電源２を充電する。次に、Ｅ電源１の
端子電圧がＰ電源２の端子電圧と等しくなる電流をＩP
とすると、負荷電流がＩP に等しいときは負荷電流の全
てをＥ電源１が供給し、Ｐ電源２は充電も放電もしな
い。そして更に負荷が大きくなると、Ｅ電源１及びＰ電
源２の両方が放電して負荷電流をまかなう。さらに、電
流制限回路４により、Ｅ電源１からの出力電流が所定値
（設定電流）以下に保たれる。
ている。電圧ばらつき検出手段１０が電圧ばらつきを検
出した場合には、この抵抗切換制御手段１２が抵抗切換
スイッチ８により、電流制限回路６の中の電流検出用抵
抗を抵抗Ｒ3 側に切り換えて、電流制限のための設定電
流の値を小さくする。次に上記のように構成された実施
例の動作を説明する。負荷３が軽負荷時には、Ｅ電源１
の電流はＰ電源２の充電電流と負荷電流となり、負荷３
を駆動しながらＰ電源２を充電する。次に、Ｅ電源１の
端子電圧がＰ電源２の端子電圧と等しくなる電流をＩP
とすると、負荷電流がＩP に等しいときは負荷電流の全
てをＥ電源１が供給し、Ｐ電源２は充電も放電もしな
い。そして更に負荷が大きくなると、Ｅ電源１及びＰ電
源２の両方が放電して負荷電流をまかなう。さらに、電
流制限回路４により、Ｅ電源１からの出力電流が所定値
（設定電流）以下に保たれる。
【００１５】次に抵抗切換制御手段１２により抵抗切換
スイッチ８を切り換えるが、この抵抗切換スイッチ８の
切換動作を図５に示すフローチャートにより説明する。
先ず、ステップＳ１において、Ｐ電源の各素子（電気二
重層コンデンサの素子）電圧を検出する。次に、ステッ
プＳ２において、電気自動車が加速状態か否かを判定す
る。加速状態であれば、ステップＳ３に進み、抵抗切換
スイッチにより抵抗Ｒ2 側に切り換られる。この場合に
は、電流制限回路６により本来の電流制限が行われる。
即ち、加速状態であれば、Ｅ電源から大電流が負荷３に
供給されるため、電流制限回路６により電流が設定電流
以下に制限される。このとき、設定電流は、抵抗Ｒ2 に
より、通常の値に設定されている。
スイッチ８を切り換えるが、この抵抗切換スイッチ８の
切換動作を図５に示すフローチャートにより説明する。
先ず、ステップＳ１において、Ｐ電源の各素子（電気二
重層コンデンサの素子）電圧を検出する。次に、ステッ
プＳ２において、電気自動車が加速状態か否かを判定す
る。加速状態であれば、ステップＳ３に進み、抵抗切換
スイッチにより抵抗Ｒ2 側に切り換られる。この場合に
は、電流制限回路６により本来の電流制限が行われる。
即ち、加速状態であれば、Ｅ電源から大電流が負荷３に
供給されるため、電流制限回路６により電流が設定電流
以下に制限される。このとき、設定電流は、抵抗Ｒ2 に
より、通常の値に設定されている。
【００１６】次に加速状態でない場合には、ステップＳ
４に進み、Ｐ電源の各素子電圧のばたつきがあるか否か
が判定される。電圧のばらつきがなければ、ステップＳ
５に進み、抵抗切換スイッチにより抵抗Ｒ2 側に切換ら
れる。このとき、Ｅ電源１からの出力電流は、通常の値
である設定電流以下に制限される。この制限された電流
が、負荷３に供給されるか、又はＰ電源２に供給されＰ
電源２が充電される。
４に進み、Ｐ電源の各素子電圧のばたつきがあるか否か
が判定される。電圧のばらつきがなければ、ステップＳ
５に進み、抵抗切換スイッチにより抵抗Ｒ2 側に切換ら
れる。このとき、Ｅ電源１からの出力電流は、通常の値
である設定電流以下に制限される。この制限された電流
が、負荷３に供給されるか、又はＰ電源２に供給されＰ
電源２が充電される。
【００１７】一方、電圧のばらつきがあれば、ステップ
Ｓ６に進み、抵抗切換スイッチにより抵抗Ｒ3 側に切り
換えられる。この場合、電圧のばらつきがあるため、Ｐ
電源の電気二重層コンデンサは劣化が開始されている状
態である。そこで、電流制限回路６中の抵抗Ｒ3 側に切
り換えることにより、設定電流の値が、通常の値（抵抗
抵抗Ｒ2 側に切り換えられた場合の設定電流）より小さ
い値に設定される。この結果、Ｅ電源１からの出力電流
が、Ｐ電源に供給され、Ｐ電源が充電される。この場
合、電流値が小さくなるため、徐々にＰ電源が充電さ
れ、電圧のばらつきが解消される。この結果、Ｐ電源２
における電圧の異常増大やＰ電源２を構成する電気二重
層コンデンサの劣化を防止することができる。
Ｓ６に進み、抵抗切換スイッチにより抵抗Ｒ3 側に切り
換えられる。この場合、電圧のばらつきがあるため、Ｐ
電源の電気二重層コンデンサは劣化が開始されている状
態である。そこで、電流制限回路６中の抵抗Ｒ3 側に切
り換えることにより、設定電流の値が、通常の値（抵抗
抵抗Ｒ2 側に切り換えられた場合の設定電流）より小さ
い値に設定される。この結果、Ｅ電源１からの出力電流
が、Ｐ電源に供給され、Ｐ電源が充電される。この場
合、電流値が小さくなるため、徐々にＰ電源が充電さ
れ、電圧のばらつきが解消される。この結果、Ｐ電源２
における電圧の異常増大やＰ電源２を構成する電気二重
層コンデンサの劣化を防止することができる。
【００１８】次に図６と図７により本発明のハイブリッ
ド電源制御装置の他の実施例を説明する。図６におい
て、図３と図４に示す本発明の実施例と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。この実施例におい
ては、電圧ばらつき検出手段１０の代わりに劣化判定手
段１４が設けられている。即ち、この劣化判定手段１４
は、Ｐ電源を構成する電気二重層コンデンサの内部抵抗
の増加、静電容量の減少、又は内部圧力を検出すること
により、Ｐ電源を構成する電気二重層コンデンサの劣化
の促進状態を検出するようにしたものである。
ド電源制御装置の他の実施例を説明する。図６におい
て、図３と図４に示す本発明の実施例と同一部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。この実施例におい
ては、電圧ばらつき検出手段１０の代わりに劣化判定手
段１４が設けられている。即ち、この劣化判定手段１４
は、Ｐ電源を構成する電気二重層コンデンサの内部抵抗
の増加、静電容量の減少、又は内部圧力を検出すること
により、Ｐ電源を構成する電気二重層コンデンサの劣化
の促進状態を検出するようにしたものである。
【００１９】また、図７は、Ｐ電源を構成する電気二重
層コンデンサの特性図である。ここで、Ｖ0 は充電電
圧、Ｖ1 は測定開始電圧、Ｖ2 は測定終了電圧、Ｔは測
定時間である。この図７に示すように、内部抵抗Ｒは、
電気二重層コンデンサの端子電圧の変化分ΔＶからＲ＝
ΔＶ／Ｉとして検出することができる。ここで、Ｉは測
定電流である。この内部抵抗が所定値以上増加した場合
には、Ｐ電源２を構成する電気二重層コンデンサが劣化
促進状態でありと、判定され、これにより、抵抗切換ス
イッチ８により、電流制限回路６中の抵抗Ｒ3 側に切り
換えられる。また、静電容量Ｃは、電気二重層コンデン
サの充放電の際の端子電圧の傾きから、Ｃ＝−Ｉ・Ｔ／
（Ｖ1 −Ｖ2 ）として検出される。この静電容量が所定
値以下に減少した場合には、Ｐ電源２を構成する電気二
重層コンデンサが劣化促進状態でありと、判定され、こ
れにより、抵抗切換スイッチ８により、電流制限回路６
中の抵抗Ｒ3 側に切り換えられる。さらに、電気二重層
コンデンサが過電圧となった場合には、その内部の電解
液中に電気分解の気胞が生じる。このため、その内部圧
力が所定値以上増加した場合には、Ｐ電源２を構成する
電気二重層コンデンサが劣化促進状態でありと、判定さ
れ、これにより、抵抗切換スイッチ８により、電流制限
回路６中の抵抗Ｒ3側に切り換えられる。
層コンデンサの特性図である。ここで、Ｖ0 は充電電
圧、Ｖ1 は測定開始電圧、Ｖ2 は測定終了電圧、Ｔは測
定時間である。この図７に示すように、内部抵抗Ｒは、
電気二重層コンデンサの端子電圧の変化分ΔＶからＲ＝
ΔＶ／Ｉとして検出することができる。ここで、Ｉは測
定電流である。この内部抵抗が所定値以上増加した場合
には、Ｐ電源２を構成する電気二重層コンデンサが劣化
促進状態でありと、判定され、これにより、抵抗切換ス
イッチ８により、電流制限回路６中の抵抗Ｒ3 側に切り
換えられる。また、静電容量Ｃは、電気二重層コンデン
サの充放電の際の端子電圧の傾きから、Ｃ＝−Ｉ・Ｔ／
（Ｖ1 −Ｖ2 ）として検出される。この静電容量が所定
値以下に減少した場合には、Ｐ電源２を構成する電気二
重層コンデンサが劣化促進状態でありと、判定され、こ
れにより、抵抗切換スイッチ８により、電流制限回路６
中の抵抗Ｒ3 側に切り換えられる。さらに、電気二重層
コンデンサが過電圧となった場合には、その内部の電解
液中に電気分解の気胞が生じる。このため、その内部圧
力が所定値以上増加した場合には、Ｐ電源２を構成する
電気二重層コンデンサが劣化促進状態でありと、判定さ
れ、これにより、抵抗切換スイッチ８により、電流制限
回路６中の抵抗Ｒ3側に切り換えられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の電源と第２の電源との組み合わせて負荷に電力を供
給すると共に第１の電源の出力電流を制限する電流制限
回路を有するハイブリッド電源制御装置において、第２
の電源に劣化が生じることを防止して電源としての機能
を満足する性質を維持することができる。また、第２の
電源として電気二重層コンデンサを用いた場合にこの電
気二重層コンデンサの劣化を防止することができる。
１の電源と第２の電源との組み合わせて負荷に電力を供
給すると共に第１の電源の出力電流を制限する電流制限
回路を有するハイブリッド電源制御装置において、第２
の電源に劣化が生じることを防止して電源としての機能
を満足する性質を維持することができる。また、第２の
電源として電気二重層コンデンサを用いた場合にこの電
気二重層コンデンサの劣化を防止することができる。
【図１】 エネルギー電源とパワー電源の電流電圧特性
を示す線図
を示す線図
【図２】 従来のハイブリッド電源を示す回路図
【図３】 本発明のハイブリッド電源制御装置の一実施
例を示す全体回路図
例を示す全体回路図
【図４】 トランジスタ式電流制限回路を示す回路図
【図５】 本発明のハイブリッド電源制御装置の他の実
施例を示す全体回路図
施例を示す全体回路図
【図６】 本発明のハイブリッド電源制御装置の他の実
施例を示す全体回路図
施例を示す全体回路図
【図７】 Ｐ電源を構成する電気二重層コンデンサの特
性図
性図
１ エネルギー電源（Ｅ電源）
２ パワー電源（Ｐ電源）
３ 負荷
６ 電流制限回路
８ 抵抗切換スイッチ
１０ 電圧ばらつき検出手段
１２ 抵抗切換制御手段
１４ 劣化判定手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−292305（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−311601（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−340323（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−351159（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−29528（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−78465（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−223441（ＪＰ，Ａ)
特公 昭63−4318（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 1/00,7/00,7/34
B60L 11/18
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の電源とこの第１の電源よりも短い
時間で出力可能な第２の電源とを組み合わせて負荷に電
力を供給すると共に上記第１の電源の出力電流を制限す
る電流制限回路を有するハイブリッド電源制御装置にお
いて、 上記第２の電源は充放電を繰り返すことにより劣化する
ものであり、上記第２の電源の電圧変化を検出すること
により、この第２の電源の所定の劣化開始状態を検出す
る劣化検出手段と、上記第２の電源の電圧が所定電圧より大きくなる方向に
変化した場合には、上記電流制限回路による第１の電源
の出力電流の制限を強める制御手段 と、 を有することを特徴とするハイブリッド電源制御装置。 - 【請求項２】 上記第２の電源は、複数の電源から構成
されている請求項１記載のハイブリッド電源制御装置。 - 【請求項３】 上記第２の電源は、電気二重層コンデン
サである請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド電
源制御装置。 - 【請求項４】 上記劣化検出手段は、上記複数の電源か
ら構成されている第２の電源をグループ若しくは個々に
分け、これらのグループ分けされた電源若しくは個々に
分けられた電源の電源電圧を検出する請求項２又は請求
項３に記載のハイブリッド電源制御装置。 - 【請求項５】 上記負荷が、電気自動車に搭載された駆
動モータである請求項１記載のハイブリッド電源制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01534695A JP3383716B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | ハイブリッド電源制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01534695A JP3383716B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | ハイブリッド電源制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214452A JPH08214452A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3383716B2 true JP3383716B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=11886242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01534695A Expired - Fee Related JP3383716B2 (ja) | 1995-02-01 | 1995-02-01 | ハイブリッド電源制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383716B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4545285B2 (ja) | 2000-06-12 | 2010-09-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池車両の起動制御装置 |
| JP3662872B2 (ja) | 2000-11-17 | 2005-06-22 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池電源装置 |
| JP3850284B2 (ja) * | 2001-12-20 | 2006-11-29 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池システム |
| JP4649856B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2011-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | 電気システムの制御装置 |
| JP4502985B2 (ja) * | 2006-08-01 | 2010-07-14 | 株式会社エクォス・リサーチ | 燃料電池システム |
| JP2008043174A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| DE112007002040T5 (de) | 2006-09-01 | 2009-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Brennstoffzellensystem und mobile Karosserie |
-
1995
- 1995-02-01 JP JP01534695A patent/JP3383716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08214452A (ja) | 1996-08-20 |
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