CN103166454B - 电容器装置 - Google Patents

电容器装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103166454B
CN103166454B CN201210535486.XA CN201210535486A CN103166454B CN 103166454 B CN103166454 B CN 103166454B CN 201210535486 A CN201210535486 A CN 201210535486A CN 103166454 B CN103166454 B CN 103166454B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
voltage
temperature
circuit
full charge
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.)
Active
Application number
CN201210535486.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103166454A (zh
Inventor
森田树
森田一树
滨井秀晃
小田岛义光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN103166454A publication Critical patent/CN103166454A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103166454B publication Critical patent/CN103166454B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • 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
    • 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
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • 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
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

本发明提供电容器装置，具备：电容器部；对电容器部进行充电的充电电路；检测电容器部或者其周围的温度的温度检测部；将对电容器部的电压进行分压而得到的分压电压输出的分压电路；输出基准电压的基准电压电路；和比较电路。比较电路使充电电路按照电容器部的电压处于满充电电压的方式工作。分压电路由多个电阻元件和半导体开关元件构成，并输出分压电压。控制电路按照在所检测的温度超过了基准温度时，通过断开半导体开关元件，将满充电电压设定为规定的高温时满充电电压的方式工作。控制电路按照在所检测的温度处于基准温度以下时，通过接通半导体开关元件，将满充电电压设定为比高温时满充电电压高的规定的低温时满充电电压的方式工作。

Description

电容器装置
技术领域
本发明涉及对电容器部的充电进行控制的电容器装置。
背景技术
近年来，为了保护环境以及提高燃料利用率因而市场上有电动汽车、混合动力汽车等车辆在出售。这种车辆，如果驱动在使用过程中断续地消耗大电流的起动器，则蓄电池的电压会暂时降低。采用车辆用的电容器装置作为辅助电源，该辅助电源用于在这种蓄电池的电压暂时降低时对负载提供充足的电力，或者在蓄电池异常时对车辆制动系统供给电力。
图7为现有的电容器装置70的模块电路图。在电容器装置70中，蓄积主电源的电池的电力的多个电容器元件构成电容器部71，电容器部71与进行电容器部71的充电的充电电路72连接。充电电路72由控制电路73被控制。
控制电路73对电容器部71进行充电直到满充电电压为止。如果根据主电源电压检测电路74的电压信号检测出主电源的电压降低，则控制电路73按照使切换开关75处于接通并将电容器部71的电力提供给负载的方式进行控制。
JP特开2006-340505号公报公开了与电容器装置70类似的现有的电容器装置。
在现有的电容器装置70中，如果处于低温，则电容器元件的静电电容降低，内部电阻变大，因此进行蓄电的电力降低，蓄电性能产生恶化。另一方面，如果处于高温，则电容器的蓄电性能提高，但由于电容器元件的过充电导致电容器元件易于恶化。
发明内容
本发明的电容器装置具备：电容器部；对电容器部进行充电的充电电路；检测电容器部或者电容器部的周围的温度的温度检测部；将对电容器部的电压进行分压而得到的分压电压输出的分压电路；输出基准电压的基准电压电路；和比较电路。比较电路通过对分压电压和基准电压进行比较来使充电电路按照电容器部的电压处于满充电电压的方式进行动作。分压电路具有：经连接点而被互相串联连接的第1和第2电阻元件；和与第1电阻元件并联连接的可变电阻部。可变电阻部由互相串联连接的第3电阻元件和半导体开关元件构成。分压电路在该连接点而输出分压电压。控制电路在所检测的温度超过了基准温度的情况下，按照通过断开半导体开关元件来将满充电电压设定为规定的高温时满充电电压的方式进行动作。此外，控制电路在所检测的温度处于基准温度以下的情况下，按照通过接通半导体开关元件来将满充电电压设定为比高温时满充电电压高的规定的低温时满充电电压的方式进行动作。分压电路也可设置在基准电压电路中而代替与电容器部连接。
该电容器装置能够提高电容器部的蓄电性能并且抑制电容器部的恶化。
附图说明
图1为本发明的实施方式1的电容器装置的模块电路图。
图2为比较例的电容器装置的电压控制电路的模块电路图。
图3表示实施方式1中的电容器装置的充电电压。
图4为本发明的实施方式2中的电容器装置的模块电路图。
图5为本发明的实施方式3中的电容器装置的模块电路图。
图6为本发明的实施方式4中的电容器装置的模块电路图。
图7为现有的电容器装置的模块电路图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1为本发明的实施方式1中的电容器装置的模块电路图。电容器装置10为主电源12的辅助电源，具备连接在主电源12与负载13之间、并蓄积主电源12的电力的电容器部11。一旦通过控制电路14将供电开关33接通，则对负载13输出蓄积在电容器部11中的电力。
电容器部11由互相串联连接的多个电容器元件111构成。电容器部11的正侧的端子11A与充电电路15连接，负侧的端子11B接地。
能够使用双电层电容器(electric double layer capacitor)、电解电容器、电化学电容器等作为电容器元件111，在电容器部11中按照负载13所要求的电力适当选择电容器元件111的个数、串联或者并联连接。
充电电路15连接在主电源12与电容器部11之间，对电容器部11进行充电，并具有半导体控制元件17和驱动电路16。驱动电路16对半导体控制元件17的输出进行控制，半导体控制元件17能够采用电场效应晶体管、晶体管等的半导体开关元件。
电压控制电路22与电容器部11和充电电路15连接，对电容器部11的充电电压进行控制，并具有分压电路24、基准电压电路26和比较电路29。
分压电路24对电容器部11的端子11A、11B之间的电压进行分压，并输出与该电压成比例的分压电压。分压电路24具备通过连接点41A互相串联连接的电阻元件41、42。电阻元件41接地，电阻元件42与电容器部11的正侧的端子11A连接。分压电路24还具有由互相串联连接的电阻元件43和半导体开关元件44构成的可变电阻部43A。可变电阻部43A与电阻元件41并联连接。在连接电阻元件41、42的连接点41A输出分压电压。电阻元件41～43优选为固定电阻元件，优选采用例如碳膜电阻元件(carbon film resistor)、金属膜电阻元件等。电阻元件41～43也可分别由多个固定电阻元件构成。半导体开关元件44能够采用电场效应晶体管、晶体管等，并与控制电路14连接。通过控制电路14的开关信号Scont控制使半导体开关元件44接通/断开。
基准电压电路26为将规定的恒压的基准电压输出的恒压电源28，恒压电源28能够由采用了齐纳二极管(Zener diode)、并联稳压器(shuntregulator)等的稳压器(regulator)构成。
比较电路29为运算放大器，对所输入的分压电压和基准电压进行比较，将采用比较的结果所得到的恒压控制信号输出到充电电路15的驱动电路16。比较电路29在分压电压为基准电压以上时输出恒压控制信号，在分压电压小于基准电压时不输出恒压控制信号。充电电路15的驱动电路16由恒压控制信号控制。如果接收到恒压控制信号，则驱动电路16为了将电容器部11的充电电压保持为规定的恒压，而按照限制半导体控制元件17的输出的方式进行动作。如果没有接收到恒压控制信号，则驱动电路16按照不限制半导体控制元件17的输出的方式进行动作。
电流控制电路30与电容器部11和充电电路15连接，并控制对电容器部11的电容器元件111进行充电的充电电流。电流控制电路30在充电电流为规定的电流值以上时输出恒流控制信号，在充电电流小于规定的电流值时不输出恒流控制信号。充电电路15的驱动电路16由恒流控制信号控制。如果接收到恒流控制信号，则驱动电路16为了以恒流对电容器部11进行充电，而按照限制半导体控制元件17的输出方式进行动作。如果没有接收到恒流控制信号，则驱动电路16按照不限制半导体控制元件17的输出的方式进行动作。
在分压电压小于基准电压，并且充电电流小于规定的电流值的状态下，比较电路29和电流控制电路30不输出恒压控制信号以及恒流控制信号，驱动电路16在恒压控制以及恒流控制均不进行的状态下对电容器部11进行充电。
温度检测部34与控制电路14连接，对电容器部11或者电容器部11的周围的温度进行检测，将与所检测的温度相对应的温度信号输出到控制电路14。温度检测部34采用热敏电阻等温度传感器。为了检测电容器部11的周围的温度也可设置为将温度传感器与电容器部11抵接，或者也可安装在布线基板上并设置在电容器部11的附近。
控制电路14与温度检测部34和电压控制电路22连接，根据温度信号输出对半导体开关元件44进行接通/断开的开关信号Scont，并控制电容器部11的端子11A、11B间的上限电压即满充电电压。
控制电路14按照在温度低于基准温度的低温状态下接通半导体开关元件44，在超过基准温度的高温状态下断开半导体开关元件44的方式输出开关信号Scont。
基准温度能够按照电容器元件111的特性进行适当设定。在双电层电容器的情况下，为了提高高温下的电容器元件111的恶化抑制和低温下的蓄电性能而优选基准温度为0℃以下。
在电容器部11的端子11A与地即端子11B之间连接放电电路32。放电电路32具有互相串联连接的放电开关32A和放电电阻32B。控制电路14通过使放电开关32A处于接通而使电容器部11强制地放电。
在低温状态下，半导体开关元件44处于接通的短路状态，可变电阻部43A由互相串联连接的电阻元件43和半导体开关元件44的内部电阻构成，构成由可变电阻部43A和电阻元件41构成的并联电路。而且，由该并联电路和电阻元件42对电容器部11的端子11A、11B之间的电压进行分压而得到的分压电压从连接点41A被输出。
另一方面，在高温状态下，半导体开关元件44处于断开的绝缘状态，由电阻元件41、42对电容器部11的端子11A、11B间的电压进行分压而得到的分压电压从连接点41A被输出。在高温状态下半导体开关元件44断开的情况下的分压电压与在低温状态下半导体开关元件44接通的情况相比变高。
如果所检测的温度超过基准温度，则控制电路14通过断开半导体开关元件44，从而按照分压电压相对于基准电压相对地增大的方式控制分压电路24，其结果在高温下控制为降低电容器部11的满充电电压。
如上那样，在电容器装置10中，通过在高温下降低满充电电压，在低温下提高满充电电压，从而能够提高电容器部11的高温时的可靠性，能够确保低温下的电容器部11的蓄电能量。
接下来，对分压电压详细地进行描述。图2为比较例的电容器装置80的电压控制电路82的模块电路图。比较例的电容器装置80具备具有分压电路84的电压控制电路82，来代替实施方式1中的电容器装置10的具有分压电路24的电压控制电路22。在图2中，对与图1所示的电容器装置10相同的部分赋予相同的符号。
比较例的分压电路84具备经连接点58A而被互相串联连接的电阻元件57、58。电阻元件57被接地，电阻元件58被连接在电容器部11的正侧的端子11A。分压电路84还具有由被互相串联连接的电阻元件59和半导体开关元件60构成的可变电阻部59A。可变电阻部59A与电阻元件58并联连接。分压电压从连接点58A输出。
比较例的电容器装置80的分压电路84中，为了按照如果超过基准温度，则降低电容器部11的满充电电压的方式进行控制，控制电路14按照如果由温度检测部34所检测的温度超过基准温度，则接通半导体开关元件60，分压电压相对于基准电压相对地增大的方式控制分压电路84。
电容器装置10、80中，在分压电路24、84中的电阻元件41、42、43、57、58、59的电阻值的偏差相对于电阻值为1％～5％，与此相对，在接通状态下的半导体开关元件44、60的电阻值的偏差为20％～30％。
在实施方式1中的电容器装置10中，在高温下分压电路24的半导体开关元件44处于断开而半导体开关元件44的电阻值的偏差的影响消失，分压电压处于稳定。另一方面，比较例的电容器装置80中，在高温下分压电路84的半导体开关元件60处于接通而分压电压的偏差变大。其结果、如果采用实施方式1中的电容器装置10的分压电路24，则能够稳定地控制高温下的满充电电压而减小满充电电压的偏差，能够减小由于充电电压的变动而处于过电压所引起的电容器部11的恶化，能够提高可靠性。
实施方式1中的电容器装置10，与在低温下比较例的电容器装置80相比分压电压的偏差变大。由满充电电压的偏差所产生的对电容器部11的恶化的影响在低温下比在高温下小。因此，与在高温下满充电电压的偏差更大的比较例的电容器装置80相比，在低温下满充电电压的偏差更大的实施方式1中的电容器装置10能够使满充电电压对电容器部11的恶化的影响更小。
如以上那样，实施方式1中的电容器装置10通过将分压电路24的半导体开关元件44接通/断开，与低温相比减小在高温下满充电电压的电压偏差，能够抑制过充电所引起的电容器元件111的恶化，并且能够在低温下提高电容器部11的满充电电压并提高蓄电性能。
接下来，对电容器部11的充电放电控制进行说明。在此，电容器装置10被使用于车辆。图3表示实施方式1中的电容器装置10的电容器部11的端子11A、11B间的电压即充电电压。主电源12为搭载于车辆的电池。
首先，在时间点T0，如在寒冷地区的车辆的使用开始时那样在充电开始时环境温度较低，由温度检测部34所检测的电容器部11的周围的温度比基准温度低。进而在时间点T0，电容器部11中没有蓄积电力。由温度检测部34所检测的温度比基准温度低，因此在时间点T0控制电路14使半导体开关元件44处于接通。在时间点T0，电容器部11没有蓄积电力，因此充电电路15按照电流控制电路30的恒流控制信号以恒流对电容器部11进行充电。此时分压电压比基准电压低，电压控制电路22不输出恒压控制信号。进而，按照电容器装置10在低温下蓄积必要的电力的方式，控制电路14将增大主电源12的电池的输出电压的输出电压指示信号Vup输出到外部的电子控制装置。如果由温度检测部34所检测的温度处于比基准温度低的温度即低温，则控制电路14将输出电压指示信号Vup输出。
接下来，如果端子11A、11B间的充电电压上升，则以恒流对电容器部11进行充电的恒流控制在时间点T1结束，但由于电容器部11、充电电路的内部电阻、布线的电阻使得充电继续进行。进而如果充电电压上升而在时间点T2在连接点41A出现的分压电压变得与基准电压相同，则输出恒压控制信号，电容器部11按照电容器部11的端子11A、11B间的电压变得恒定的方式在时间点T2～T3的期间被恒压控制。
在时间点T2～T3的期间，由温度检测部34所检测的温度仍处于比基准温度低的低温状态，因此控制电路14保持接通半导体开关元件44的状态不变，电容器部11的端子11A、11B间的电压被保持为在低温下应被控制的既定的低温时满充电电压(VHigh)。
接下来，在该满充电状态时，如果由于车辆内部的温度上升而电容器部11的周围温度在时间点T3达到基准温度，则控制电路14使半导体开关元件44处于断开状态。同时，控制电路14接通放电电路32的放电开关而使电容器部11强制地放电，基于电压检测电路31的充电电压信号降低电容器部11的端子11A、11B之间的电压直到温度处于基准温度以上即高温状态下应被维持的既定的高温时满充电电压(VLow)为止(时间点T4)。
在此，放电电路32被连接在电容器部11的端子11A与接地之间，并对电容器部11进行放电。电压检测电路31与电容器部11和控制电路14连接，对电容器部11的端子11A、11B间的电压即充电电压进行检测，对控制电路14输出与充电电压相对应的充电电压信号。
如上那样从低温起超过基准温度时进行强制放电直到高温时满充电电压(VLow)为止，从而能够防止电容器部11超过高温时满充电电压(VLow)长时间处于过充电而产生恶化的情况，能够提高电容器装置10的可靠性。
而且，控制电路14在使半导体开关元件44断开的状态下，将电容器部11的端子11A、11B之间的电压保持为满充电电压(VLow)(时间点T4～T5)。
如果再次通过怠速熄火装置(idling stop)等而由温度检测部34所检测的温度在时间点T5处于低温，则控制电路14在将半导体开关元件44接通的同时将输出电压指示信号Vup输出到外部。与此同时，控制电路14通过恒流控制、恒压控制对电容器部11进行充电，将电容器部11的端子11A、11B直接的电压保持为低温时满充电电压(VHigh)。
接下来，对构成电容器部11的多个电容器元件111的过电压异常的检测进行说明。
电压监控器电路35与各电容器元件111和控制电路14连接，对各电容器元件111的端子间的电压即端子电压进行分压，将分压电压作为电容器元件111的端子电压信号输出到控制电路14。
控制电路14根据电容器元件111的两端子间的端子电压计算电容器元件111的电容器元件电压，并且如果任一个电容器元件111的电容器元件电压处于在既定的基准过电压以上的过电压异常，则将过电压异常信号Vover输出到外部。此时过电压异常信号Vover不被复位直到复位信号被输入到控制电路14为止。
如果多个电容器元件111中的至少一个电容器元件111的电容器元件电压处于既定的基准过电压，则过电压异常信号Vover被输出。与既定的高温时满充电电压(VLow)和既定的低温时满充电电压(VHigh)相对应地设置基准过电压，在由温度检测部34所检测出的温度比基准温度低的低温状态下被设定为低温时基准过电压(V1High)，在所检测的温度比基准温度高的高温状态下设定为比低温时基准过电压(V1High)低的高温时基准过电压(V1Low)。
但是，在所检测的温度从比基准温度低的低温起超过了基准温度时，基准过电压被继续设定为低温时基准过电压(V1High)直到电容器部11的端子11A、11B间的电压降低到高温时满充电电压(VLow)为止，如果电容器部11的端子11A、11B间的电压处于高温时满充电电压(VLow)，则被设定为高温时基准过电压(V1Low)。通过如上那样设定基准过电压，从而在切换为高温时满充电电压(VLow)时所有的多个电容器元件111的端子电压不超过高温时基准过电压(V1Low)，因此不输出过电压异常信号Vover。
采用图3说明基准过电压的设定。由于在时间点T0～T3的期间所检测的温度比基准温度低，因此基准过电压被设定为低温时基准过电压(V1High)。在时间点T3～T4的期间，虽然所检测的温度超过基准温度，但基准过电压被维持为低温时基准过电压(V1High)。进而在时间点T4基准过电压被设定为高温时基准过电压(V1Low)，在时间点T4～T5的期间被维持为高温时基准过电压(V1Low)。如果所检测的温度在时间点T5降低到基准温度，则使基准过电压被设定为返回到低温时基准过电压(V1High)。
如以上所述的那样，电容器装置10具备电容器部11、与主电源12连接并对电容器部11进行充电的充电电路15、检测电容器部11或者电容器部11的周围的温度的温度检测部34、输出对电容器部11的电压进行分压而得到的分压电压的分压电路24、将作为恒定电压的基准电压输出的基准电压电路26、对分压电压和基准电压进行比较的比较电路29和控制电路14。比较电路29通过对分压电压和基准电压进行比较，使充电电路15按照电容器部11的电压达到满充电电压的方式动作。控制电路14设定满充电电压。分压电路24具有经连接点41A互相被串联连接的电阻元件41、42和与电阻元件41并联连接的可变电阻部43A。可变电阻部43A由互相串联连接的电阻元件43和半导体开关元件44构成。分压电路24在连接点41A输出分压电压。控制电路14，在所检测的温度超过了基准温度的情况下，按照通过断开半导体开关元件44从而将满充电电压设定为规定的高温时满充电电压(VLow)的方式进行动作。此外，控制电路14在所检测的温度为基准温度以下的情况下，按照通过接通半导体开关元件44从而将满充电电压设定为比高温时满充电电压(VLow)高的规定的低温时满充电电压(VHigh)的方式时进行动作。
放电电路32使电容器部11放电。控制电路14在所检测的温度从比基准温度低的温度起超过基准温度时，控制放电电路32以按照电容器部11的电压处于规定的高温时满充电电压(VLow)的方式使电容器部放电。
电压监控电路35与电容器部11连接。电容器部11具有互相连接的多个电容器元件111。电压监控电路35对多个电容器元件111的电压进行检测。如果多个电容器元件111的被检测的电压中的至少一个超过基准过电压，则控制电路14按照输出过电压异常信号的方式进行动作。进而，在所检测的温度从比基准温度低的温度起超过了基准温度时电容器部11的电压比规定的高温时满充电电压(VLow)高的情况下，控制电路14按照将基准过电压设定为规定的低温时基准过电压V1High)的方式进行动作。此外，在所检测的温度从比基准温度低的温度起超过了基准温度时电容器部的电压处于规定的高温时满充电电压(VLow)以下的情况下，控制电路14按照将基准过电压设定为比规定的低温时基准过电压(V1High)低的规定的高温时基准过电压(V1Low)的方式进行动作。
在所检测的温度比基准温度低的情况下，控制电路14按照输出将主电源12所输出的电压提高的输出电压指示信号的方式进行动作。
(实施方式2)
图4为本发明的实施方式2中的电容器装置510的模块电路图。图4中，对与图1所示的实施方式1中的电容器装置10相同的部分赋予相同的参照符号。实施方式2中的电容器装置510具备电压控制电路522来代替实施方式1中的电容器装置10的电压控制电路22。
电压控制电路522与电容器部11和充电电路15连接，具有对电容器部11的电压进行分压并输出与该电压成比例的分压电压的分压电路25、基准电压电路27和比较电路29。
分压电路25由以连接点55A互相串联连接的电阻元件55、56构成。电阻元件55被接地，电阻元件56与电容器部11的正侧的端子11A连接。与电容器部11的端子11A、11B间的电压成比例的分压电压在连接点55A被输出。电阻元件55、56由固定电阻元件构成。
分压电路25也可作为对电容器部11的电压进行检测的电压检测电路发挥功能，此时分压电压作为表示电容器部11的端子11A、11B间的充电电压的充电电压信号被输出到控制电路14。
基准电压电路27具有将规定的恒定电压输出的恒压电源62和对恒压电源62所输出的恒定电压进行分压的分压电路61，并输出基准电压。
分压电路61具有：在连接点51A互相串联连接的电阻元件51、52；和由互相串联连接的电阻元件53和半导体开关元件54构成的可变电阻部53A。电阻元件51与恒压电源62的正侧的输出端连接，电阻元件52被接地。可变电阻部53A与电阻元件51并联连接。基准电压在连接点51A被输出。
控制电路14按照在由温度检测部34所检测的温度低于基准温度的低温状态下接通半导体开关元件54，在所检测的温度超过基准温度的高温状态下断开半导体开关元件54的方式输出开关信号Scont。
在低温状态下半导体开关元件54处于接通的短路状态，可变电阻部53A由电阻元件53和半导体开关元件54的内部电阻构成。此时，构成由互相并联连接的可变电阻部53A和电阻元件51构成的并联电路。而且，由该并联电路和电阻元件52所分压的基准电压在连接点51A被输出。
在高温状态下，半导体开关元件54处于断开的绝缘状态，由电阻元件51、52所分压得到的基准电压在连接点51A被输出。半导体开关元件54断开的情况下的基准电压与半导体开关元件54接通的情况相比变小。
控制电路14，通过在所检测的温度处于基准温度以下的情况下接通半导体开关元件54，如果所检测的温度超过基准温度则断开半导体开关元件54，按照分压电压相对于基准电压相对地上升的方式控制基准电压电路27。其结果、电压控制电路522按照在高温状态下降低电容器部11的满充电电压的方式进行动作。
因此，通过使基准电压电路27的分压电路61的半导体开关元件54接通/断开，从而在高温状态下能够减小满充电电压的电压偏差并抑制过充电所引起的电容器元件111的恶化，并且在低温状态下能够提高电容器部11的满充电电压并提高蓄电性能。
如以上所述那样，电容器装置510具备基准电压电路27。基准电压电路27具有恒压电源62和对恒压电源62的电压进行分压并输出基准电压的分压电路61。比较电路29通过对与电容器部11的电压成比例的电压和基准电压进行比较，从而使充电电路15按照电容器部11的电压处于满充电电压的方式进行动作。分压电路61具有经连接点51A而互相串联连接的电阻元件51、52、与电阻元件51并联连接的可变电阻部53A。可变电阻部53A由互相串联连接的电阻元件53和半导体开关元件54构成。分压电路61在连接点51A输出基准电压。控制电路14在所检测的温度超过了基准温度的情况下，按照通过断开半导体开关元件54从而将满充电电压设定为规定的高温时满充电电压(VLow)的方式进行动作。此外，控制电路14在所检测的温度处于基准温度以下的情况下，按照通过接通半导体开关元件54从而将满充电电压设定为比规定的高温时满充电电压(VLow)高的规定的低温时满充电电压(VHigh)的方式进行动作。
(实施方式3)
图5为本发明的实施方式3中的电容器装置610的模块电路图。图5中，对与图1所示的实施方式1中的电容器装置10相同的部分赋予相同的参照符号。实施方式3中的电容器装置610具备具有分压电路624的电压控制电路622来代替实施方式1中的电容器装置10的具有分压电路25的电压控制电路22。
分压电路624具备多个可变电阻部43A、200。多个可变电阻部43A、200与电阻元件41并联连接。
可变电阻部43A具有互相串联连接的电阻元件43和半导体开关元件44，可变电阻部200具有互相串联连接的电阻元件243和半导体开关元件244。半导体开关元件44、244与控制电路14连接。
电压控制电路622能够设定与半导体开关元件44、244一一对应的互相不同的两个基准温度TrHigh、TrLow。基准温度TrLow比基准温度TrHigh低。控制电路14在由温度检测部34所检测的温度比基准温度TrLow低的情况下使半导体开关元件44、244均接通。如果所检测的温度上升并且从基准温度TrLow以下的温度起变成比基准温度TrLow高且在基准温度TrHigh以下的温度，则控制电路14在维持半导体开关元件244接通不变的状态下断开半导体开关元件44。由此，控制电路14使满充电电压低于低温时满充电电压(VHigh)。此后，如果所检测的温度进一步上升而处于比基准温度TrHigh高的温度，则控制电路14使半导体开关元件44、244均断开。由此，控制电路14进一步降低满充电电压。如上那样，通过随着由温度检测部34所检测的温度的上升而从可变电阻部43A、200的半导体开关元件44、244开始依次断开，从而控制电路14按照逐步地降低满充电电压的方式进行动作。
如以上所述的那样，分压电路624还具有可变电阻部200，该可变电阻部200由互相串联连接的电阻元件243和半导体开关元件244构成并且与电阻元件41串联连接。控制电路14通过按照所检测的温度的上升来依次断开半导体开关元件44、244，从而按照使满充电电压从规定的低温时满充电电压(VHigh)逐步地下降来设定满充电电压的方式进行动作。
(实施方式4)
图6为本发明的实施方式4的电容器装置710的模块电路图。图6中，对与图4所示的实施方式2中的电容器装置510相同的部分赋予相同的参照符号。实施方式4中的电容器装置710具备具有分压电路761的基准电压电路727，来代替图4所示的实施方式2中的电容器装置510的具有分压电路61的基准电压电路27。
分压电路761具备多个可变电阻部53A、300。多个可变电阻部53A、300与电阻元件51并联连接。
可变电阻部53A具有互相串联连接的电阻元件53和半导体开关元件54，可变电阻部300具有互相串联连接的电阻元件353和半导体开关元件354。半导体开关元件54、354与控制电路14连接。
电压控制电路722能够设定与半导体开关元件54、354一一对应的互不相同的两个基准温度TrHigh、TrLow。基准温度TrLow比基准温度TrHigh低。控制电路14在由温度检测部34所检测的温度比基准温度TrLow低的情况下使半导体开关元件54、354均接通。如果所检测的温度上升并且从基准温度TrLow以下的温度起变成比基准温度TrLow高且在基准温度TrHigh以下的温度，则控制电路14在维持半导体开关元件354接通不变的状态下断开半导体开关元件54。由此，控制电路14使满充电电压低于低温时满充电电压(VHigh)。此后，如果所检测的温度进一步上升而处于比基准温度TrHigh高的温度，则控制电路14使半导体开关元件54、354均断开。由此，控制电路14进一步降低满充电电压。如上那样，通过随着温度检测部34所检测的温度的上升而使可变电阻部53A、300的半导体开关元件54、354依次断开，从而控制电路14按照逐步地降低满充电电压的方式进行动作。

Claims (8)

1.一种电容器装置，具备：
电容器部；
与主电源连接并对上述电容器部进行充电的充电电路；
对上述电容器部或者上述电容器部的周围的温度进行检测的温度检测部；
将对上述电容器部的电压进行分压而得到的分压电压输出的分压电路；
将作为恒定电压的基准电压输出的基准电压电路；
通过对上述分压电压和上述基准电压进行比较，从而按照上述电容器部的上述电压处于满充电电压的方式使上述充电电路进行动作的比较电路；和
设定上述满充电电压的控制电路，
上述分压电路具有：
经连接点而被互相串联连接的第1固定电阻元件和第2固定电阻元件；和
由互相串联连接的第3固定电阻元件和第1半导体开关元件构成，并与上述第1固定电阻元件并联连接的第1可变电阻部，
上述分压电路在上述连接点输出上述分压电压，
上述控制电路按照以下方式进行动作，即：
在所检测的上述温度超过了基准温度的情况下，通过断开上述第1半导体开关元件，从而将上述满充电电压设定为规定的高温时满充电电压，
在所检测的上述温度处于上述基准温度以下的情况下，通过接通上述第1半导体开关元件，从而将上述满充电电压设定为比上述高温时满充电电压高的规定的低温时满充电电压，
上述电容器装置还具备与上述电容器部连接的电压监控电路，
上述电容器部具有互相连接的多个电容器元件，
上述电压监控电路检测上述多个电容器元件的电压，
上述控制电路按照以下方式进行动作，即：
若上述多个电容器元件的被检测的上述电压中的至少一个超过基准过电压，则输出过电压异常信号，
在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过了上述基准温度时，在上述电容器部的上述电压比上述规定的高温时满充电电压高的情况下，将上述基准过电压设定为规定的低温时基准过电压，
在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过了上述基准温度时，在上述电容器部的上述电压处于上述规定的高温时满充电电压以下的情况下，将上述基准过电压设定为比上述规定的低温时基准过电压低的规定的高温时基准过电压。
2.根据权利要求1所述的电容器装置，其特征在于，
上述电容器装置还具备使上述电容器部放电的放电电路，
在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过上述基准温度时，上述控制电路控制上述放电电路以使上述电容器部按照上述电容器部的上述电压处于上述规定的高温时满充电电压的方式进行放电。
3.根据权利要求1所述的电容器装置，其特征在于，
上述分压电路还具有由互相串联连接的第4固定电阻元件和第2半导体开关元件构成且与上述第1固定电阻元件并联连接的第2可变电阻部，
上述控制电路按照以下方式进行动作：即，通过按照所检测的上述温度的上升依次断开上述第1半导体开关元件和上述第2半导体开关元件，从而将上述满充电电压设定为从上述规定的低温时满充电电压起逐步地降低。
4.根据权利要求1所述的电容器装置，其特征在于，
上述控制电路按照以下方式进行动作：即，在所检测的上述温度比上述基准温度低的情况下，输出将上述主电源所输出的电压提高的输出电压指示信号。
5.一种电容器装置，具备：
电容器部；
与主电源连接并对上述电容器部进行充电的充电电路；
对上述电容器部或者上述电容器部的周围的温度进行检测的温度检测部；
具有恒压电源和分压电路的基准电压电路，该分压电路对上述恒压电源的电压进行分压并输出基准电压；
通过对与上述电容器部的电压成比例的电压和上述基准电压进行比较，从而使上述充电电路按照上述电容器部的上述电压处于满充电电压的方式进行动作的比较电路；和
设定上述满充电电压的控制电路，
上述分压电路具有：
经连接点而被互相串联连接的第1固定电阻元件和第2固定电阻元件；和
由互相串联连接的第3固定电阻元件和第1半导体开关元件构成，并与上述第1固定电阻元件并联连接的第1可变电阻部，
上述分压电路在上述连接点输出上述基准电压，
上述控制电路按照以下方式进行动作，即：
在所检测的上述温度超过了基准温度的情况下，通过断开上述第1半导体开关元件，从而将上述满充电电压设定为规定的高温时满充电电压，
在所检测的上述温度处于上述基准温度以下的情况下，通过接通上述第1半导体开关元件，从而将上述满充电电压设定为比上述规定的高温时满充电电压高的规定的低温时满充电电压，
上述电容器装置还具备与上述电容器部连接的电压监控电路，
上述电容器部具有被互相连接的多个电容器元件，
上述电压监控电路检测上述多个电容器元件的电压，
上述控制电路按照如下方式进行动作，即：
如果上述多个电容器元件的被检测的上述电压中的至少一个超过基准过电压，则输出过电压异常信号，
在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过了上述基准温度时，在上述电容器部的上述电压比上述规定的高温时满充电电压高的情况下，将上述基准过电压设定为规定的低温时基准过电压，
在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过了上述基准温度时，在上述电容器部的上述电压处于上述规定的高温时满充电电压以下的情况下，将上述基准过电压设定为比上述规定的低温时基准过电压低的规定的高温时基准过电压。
6.根据权利要求5所述的电容器装置，其特征在于，
上述电容器装置还具备使上述电容器部放电的放电电路，
上述控制电路，在所检测的上述温度从比上述基准温度低的温度起超过上述基准温度时，控制上述放电电路以使上述电容器部按照上述电容器部的上述电压处于上述规定的高温时满充电电压的方式进行放电。
7.根据权利要求5所述的电容器装置，其特征在于，
上述分压电路还具有由互相串联连接的第4固定电阻元件和第2半导体开关元件构成并且与上述第1固定电阻元件并联连接的第2可变电阻部，
上述控制电路按照以下方式进行动作：即，通过按照所检测的上述温度的上升使上述第1半导体开关元件和上述第2半导体开关元件依次断开，从而将上述满充电电压设定为从上述规定的低温时满充电电压起逐步地降低。
8.根据权利要求5所述的电容器装置，其特征在于，
上述控制电路按照下述方式进行动作：即，在所检测的上述温度比上述基准温度低的情况下，输出将上述主电源所输出的电压提高的输出电压指示信号。
CN201210535486.XA 2011-12-15 2012-12-12 电容器装置 Active CN103166454B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-274170 2011-12-15
JP2011274170A JP5942083B2 (ja) 2011-12-15 2011-12-15 キャパシタ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103166454A CN103166454A (zh) 2013-06-19
CN103166454B true CN103166454B (zh) 2017-08-22

Family

ID=48589252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210535486.XA Active CN103166454B (zh) 2011-12-15 2012-12-12 电容器装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9018922B2 (zh)
JP (1) JP5942083B2 (zh)
CN (1) CN103166454B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140327426A1 (en) * 2012-01-05 2014-11-06 Lightsquare Ltd. Pulse forming network (pfn) having multiple capacitor units for forming a pulse having a multi-level voltage and a method of forming such a pulse
CN103187776B (zh) * 2013-04-15 2015-10-21 南车株洲电力机车有限公司 超级电容模组电压均衡电路
JP6286899B2 (ja) * 2013-07-03 2018-03-07 富士電機株式会社 絶縁ゲート型半導体素子の駆動装置および電力変換装置
CN104753034B (zh) * 2013-12-27 2018-10-12 富泰华工业（深圳）有限公司 电子装置及其充电保护电路
JP2015171254A (ja) * 2014-03-07 2015-09-28 株式会社オートネットワーク技術研究所 補助蓄電器充電制御装置
EP3126922B1 (en) * 2014-04-02 2021-06-02 Bookleaf Pty Ltd Battery management system and method and battery powered appliance incorporating the same
DE102014211206B3 (de) * 2014-06-12 2015-09-10 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung mit einer Leiterplatte und einer darauf angeordneten elektronischen Schaltung, die einen Elektrolytkondensator aufweist, dessen Betriebstemperatur mittels der elektronischen Schaltung regelbar ist
JP2016073044A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 株式会社オートネットワーク技術研究所 充放電制御回路
CN105717827A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 财团法人资讯工业策进会 车辆引擎状态侦测装置及方法与车载电子装置
CN104599850B (zh) * 2014-12-30 2017-10-10 华为技术有限公司 一种充电方法及装置
JP2016137505A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 株式会社デンソー 抵抗溶接電源装置
GB2551465B (en) * 2016-03-21 2022-04-06 Haldex Brake Prod Ab A regulator control circuit
KR20190000388A (ko) 2016-05-20 2019-01-02 에이브이엑스 코포레이션 커패시터 충전 시스템 및 방법
JP2018026937A (ja) * 2016-08-09 2018-02-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
CN107768742A (zh) * 2016-08-15 2018-03-06 光宝电子(广州)有限公司 电池的功率输出的管理装置及管理方法
CN106532808A (zh) * 2016-10-27 2017-03-22 深圳市健网科技有限公司 一种电源控制电路和充电桩控制系统
CN107070190B (zh) * 2017-04-26 2020-06-09 华为技术有限公司 一种电源装置及其电容加热控制方法
KR102295533B1 (ko) 2017-06-30 2021-08-30 에이브이엑스 코포레이션 울트라커패시터 모듈을 위한 밸런싱 회로
EP3616298A4 (en) 2017-07-21 2020-11-25 AVX Corporation BALANCING CIRCUIT FOR ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICE
KR102046889B1 (ko) * 2017-12-21 2019-12-02 엘지전자 주식회사 전력 스위칭 소자의 동작 차단 회로
CN115769094A (zh) 2020-06-02 2023-03-07 京瓷Avx元器件公司 用于监测超级电容器的一种或多种特性的系统和方法
US20210408807A1 (en) * 2020-06-30 2021-12-30 Avx Corporation System and Method for Balancing Ultracapacitors
US11668738B2 (en) * 2021-06-22 2023-06-06 Cirrus Logic, Inc. Method and apparatus for detecting a load
CN118040809A (zh) * 2022-11-08 2024-05-14 台达电子工业股份有限公司 用于超级电容的充电电路、充电方法与电力系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1933232A (zh) * 2005-09-12 2007-03-21 株式会社东芝 蓄电系统和蓄电方法
CN101546204A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 联咏科技股份有限公司 具有动态电阻反馈控制的电压产生器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03253224A (ja) 1990-02-28 1991-11-12 Mitsubishi Electric Corp コンデンサ充電電源装置
DE69330799T2 (de) * 1992-04-03 2002-05-29 Jeol Ltd., Akishima Stromversorgung mit Speicherkondensator
JP3764175B2 (ja) 1993-03-04 2006-04-05 アドバンスト・キャパシタ・テクノロジーズ株式会社 蓄電電源装置
JPH06197466A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Sanyo Electric Co Ltd 充電装置
JP3345318B2 (ja) * 1997-10-17 2002-11-18 株式会社岡村研究所 コンデンサ蓄電装置
JP3963342B2 (ja) 2000-11-01 2007-08-22 株式会社パワーシステム 低温特性を補償したキャパシタ蓄電装置
JP2006340505A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 充電装置
JP2008029064A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Meidensha Corp 電気二重層キャパシタの充電装置および充電方法
JP2008187790A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置
JP5165405B2 (ja) * 2008-02-05 2013-03-21 パナソニック株式会社 充電制御回路、電池パック、及び充電システム
JP2011078246A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Hitachi Koki Co Ltd 充電装置及び充電システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1933232A (zh) * 2005-09-12 2007-03-21 株式会社东芝 蓄电系统和蓄电方法
CN101546204A (zh) * 2008-03-25 2009-09-30 联咏科技股份有限公司 具有动态电阻反馈控制的电压产生器

Also Published As

Publication number Publication date
US9018922B2 (en) 2015-04-28
US20130154579A1 (en) 2013-06-20
JP2013126313A (ja) 2013-06-24
CN103166454A (zh) 2013-06-19
JP5942083B2 (ja) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103166454B (zh) 电容器装置
US8210145B2 (en) Engine start device
US9941712B2 (en) Electrical storage system
CN105899406B (zh) 用于控制车辆电网中多个电网之间电功率切换的控制单元及具有该控制单元的车用电网
JP5663631B2 (ja) 電池システム
US10164442B2 (en) Battery monitoring device
US10222423B2 (en) Electrical storage system
JP5724959B2 (ja) 蓄電システム
CN105656122B (zh) 一种用于新能源汽车的dc-dc变换器
US20150229154A1 (en) Electrical storage system
US6809502B2 (en) Storage battery control apparatus and control method thereof
US9184621B2 (en) Apparatus and method for compensating power of power supply device in vehicle using high-capacitance capacitor
JPH06504832A (ja) 自動車における電圧給電用装置
CN102104261A (zh) 电源装置及具备该电源装置的车辆
CN106255622A (zh) 用于将基础车载电网与尤其与安全相关的分网连接的装置
JP5808678B2 (ja) 電動車両
CN104823347A (zh) 蓄电系统
JP2010051082A (ja) 車両の電源装置およびその制御方法
JP3982142B2 (ja) 電気二重層コンデンサ装置とその電圧制御方法
US20150231979A1 (en) Electric vehicle with an on-board charger
JP4054776B2 (ja) ハイブリッドシステム
JP5794205B2 (ja) 蓄電システムおよび断線判別方法
JP2016134962A (ja) 蓄電システム
JP2008172908A (ja) 車両用電源装置
JP5699930B2 (ja) 電源システムおよびそれを搭載する車両、ならびに電源システムの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150921

Address after: Japan Osaka

Applicant after: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd.

Address before: Osaka Japan

Applicant before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant