JP2003158831A

JP2003158831A - 充放電可能な電源装置

Info

Publication number: JP2003158831A
Application number: JP2002142149A
Authority: JP
Inventors: Ken Takara; 憲高良; Naofumi Mushiaki; 直文虫明; Akira Matsubara; 朗松原; Toyota Ikeuchi; 豊太池内
Original assignee: SANBURIJJI KK
Current assignee: SANBURIJJI KK
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-05-30
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP3755043B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大電流や微弱電流でも充電可能であると共
に、高容量特性を有する充放電可能な電源装置を提供す
る。【解決手段】前段で外部電源１３に接続した少なくと
も一つの電気二重層コンデンサ１１と、後段で外部負荷
２２に接続し電気二重層コンデンサ１１に対して並列接
続した少なくとも一つの充放電可能な蓄電部としての二
次電池１２とを含む充放電可能な電源装置１０を構成す
る。外部電源１３と電気二重層コンデンサ１１との間に
は第一の電圧検出回路１４により切換え制御される切換
えスイッチ１５が設けられ、電気二重層コンデンサ１１
と二次電池１２との間には第二の電圧検出回路１７によ
り切換え制御されるスイッチ１８とが設けられ、二次電
池１２の＋極は電源スイッチ２１を介して外部負荷２２
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充放電可能な電源
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、充放電可能な電源装置としては、
例えば二次電池や電気二重層コンデンサがそれぞれ単独
で使用されている。二次電池は、例えば鉛蓄電池，ニッ
ケルカドミウム電池，ニッケル水素電池，リチウムイオ
ン電池等が知られており、充放電を繰返し行なうことが
できるものである。また、電気二重層コンデンサは、蓄
電機能を有するコンデンサとして知られており、二次電
池とは異なり、充放電による化学変化が発生しないこと
から、例えば１０万回以上の充放電を繰返し行なうこと
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た二次電池，電気化学キャパシタ及び電気二重層コンデ
ンサを単独使用する場合、以下のような問題が発生す
る。

【０００４】即ち、二次電池の場合には、二次電池に充
電を行なうとき、充電のための電圧や電流が大き過ぎる
と、すべての電力を充電しきれずに、溢れた状態になっ
てしまう。また、充電のための電圧や電流が小さ過ぎる
と、供給された電力を充電することができないことがあ
る。

【０００５】また、放電の際には、大電流放電には限界
があることから、外部負荷に対して大電流を供給するた
めには、二次電池を並列に配置することにより、電源の
体積が大幅に増大したり、二次電池の給電能力の上限付
近で使用しなければならなくなってしまう。このように
して、従来の二次電池の単独使用においては、充電及び
放電の双方にて、二次電池の寿命を短くしてしまうこと
があった。

【０００６】これに対して、電気二重層コンデンサの場
合には、二次電池と比較して体積エネルギー密度が低い
ことから、二次電池と同等の電力容量を充電する必要が
ある場合には、蓄電部分の体積や重量が増大したり、単
位容量あたりのコストが高くなってしまう。

【０００７】この発明は、以上の点にかんがみて、大電
流や微弱電流でも充電可能であると共に、高容量特性を
有する充放電可能な電源装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、少なくとも一つの電気二重層コンデンサと、この
電気二重層コンデンサに対して並列接続された少なくと
も一つの充放電可能な蓄電部と、を含んでいることを特
徴とする充放電可能な電源装置により、達成される。

【０００９】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記充放電可能な蓄電部が、二次電池である。

【００１０】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記電気二重層コンデンサが前段で外部電源に接続されて
おり、前記二次電池が後段で外部負荷に接続されてい
る。

【００１１】本発明による電源装置は、好ましくは、外
部電源からの給電を電気二重層コンデンサに充電すると
共に、電気二重層コンデンサからの放電を二次電池に充
電させる第一の経路と、外部電源からの給電を直接に二
次電池に充電させる第二の経路と含んでいる。

【００１２】本発明による電源装置は、好ましくは、電
気二重層コンデンサからの放電を二次電池に充電する際
に、二次電池に対して定電流またはパルス電流で充電が
行なわれる。

【００１３】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記二次電池に対して、少なくとも一つの第二の電気二重
層コンデンサが並列に接続されている。

【００１４】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記第二の電気二重層コンデンサが、前記二次電池が放電
状態になる直前にてフル充電状態に保持されている。

【００１５】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記二次電池の後段に、少なくとも一つの第三の電気二重
層コンデンサが直列に接続されている。

【００１６】本発明にかかる充放電可能な電源装置の他
の態様によれば、少なくとも一つの電気二重層コンデン
サと、この電気二重層コンデンサに対して並列接続され
た少なくとも一つの充放電可能な蓄電部と、を含み、上
記充放電可能な蓄電部が電気化学キャパシタであること
を特徴としている。

【００１７】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記電気二重層コンデンサが前段で外部電源に接続されて
おり、前記電気化学キャパシタが後段で外部負荷に接続
されている。

【００１８】本発明による電源装置は、好ましくは、外
部電源からの給電を電気二重層コンデンサに充電すると
共に、電気二重層コンデンサからの放電を電気化学キャ
パシタに充電させる第一の経路と、外部電源からの給電
を直接に電気化学キャパシタに充電させる第二の経路と
含んでいる。

【００１９】本発明による電源装置は、好ましくは、電
気二重層コンデンサからの放電を電気化学キャパシタに
充電する際に、電気化学キャパシタに対して定電流また
はパルス電流で充電が行なわれる。

【００２０】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記電気化学キャパシタに対して、少なくとも一つの第二
の電気二重層コンデンサが並列に接続されている。

【００２１】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記第二の電気二重層コンデンサが、前記電気化学キャパ
シタが放電状態になる直前にてフル充電状態に保持され
ている。

【００２２】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記電気化学キャパシタの後段に、少なくとも一つの第三
の電気二重層コンデンサが直列に接続されている。

【００２３】本発明による電源装置は、好ましくは、前
記電気二重層コンデンサに対して、充放電可能な蓄電部
と同じ電圧となる第四の電気二重層コンデンサが直列に
接続されている。

【００２４】上記構成によれば、充電の際には、外部電
源から供給される電力が、電気二重層コンデンサ及び充
放電可能な蓄電部の双方に充電されることにより、電圧
や電流が大き過ぎる場合や小さ過ぎる場合でも、電気二
重層コンデンサに確実に充電されると共に、充放電可能
な蓄電部に大電流が加えられて電力が溢れて、充放電可
能な蓄電部の寿命が短くなるようなことはない。また、
充電容量の大きい充放電可能な蓄電部に充電が行なわれ
ることにより、全体の体積及び重量が少なくて済むこと
になる。また、放電の際には、大電流放電であっても電
気二重層コンデンサから比較的大電流が供給されること
になるので、充放電可能な蓄電部に対する外部負荷が軽
減され、充放電可能な蓄電部の寿命が短くなるようなこ
とはない。

【００２５】この場合、電気二重層コンデンサの電圧調
整は、種々の手段により可能であるが、好ましくは、電
気二重層コンデンサを二つ以上直列接続したり、ＤＣ／
ＤＣコンバータを使用することにより行なわれる。これ
に対して、充放電可能な蓄電部の電圧調整は同様に種々
の手段により可能であるが、好ましくは、充放電可能な
蓄電部を二つ以上直列接続したり、ＤＣ／ＤＣコンバー
タを使用することにより行なわれ得る。また、充放電可
能な蓄電部の電流調整は種々の手段により可能である
が、好ましくは、制御回路により電流制御を行なった
り、充放電可能な蓄電部を二つ以上並列接続することに
より行なわれ得る。

【００２６】上記充放電可能な蓄電部が二次電池である
場合には、容易に入手可能な二次電池を利用することに
より、容易に且つ低コストで電源装置を構成することが
できる。

【００２７】上記電気二重層コンデンサが前段で外部電
源に接続されており、上記二次電池が後段で外部負荷に
接続されている場合には、外部電源から二次電池で対応
し得ないような大電力が急激に供給されるとき、先ず、
電気二重層コンデンサがこの大電力を受けて充電され
る。その後、電気二重層コンデンサから二次電池に対し
て二次電池の負担とならないような電力が供給され、二
次電池の充電が行なわれる。また、外部電源から二次電
池に充電され得ないような小電力が供給されるときは、
先ず、電気二重層コンデンサがこの小電力を受けて充電
される。その後、電気二重層コンデンサから二次電池に
対して二次電池が充電され得るような電力が供給され、
二次電池の充電が行なわれる。

【００２８】この場合、二つ以上の電気二重層コンデン
サが互いに並列に且つ切換え可能に接続されていると、
少なくとも一つの電気二重層コンデンサが外部電源から
充電されると共に、同時に他の既にフル充電された電気
二重層コンデンサが二次電池の充電を行なうことによ
り、電気二重層コンデンサの充電と電気二重層コンデン
サによる二次電池の充電を切換える時間損失が低減さ
れ、二次電池の充電が効率的に行なわれ得ることにな
る。

【００２９】外部電源からの給電を電気二重層コンデン
サに充電すると共に、電気二重層コンデンサからの放電
を二次電池に充電させる第一の経路と、外部電源からの
給電を直接に二次電池に充電させる第二の経路と含んで
いる場合には、外部電源から供給される電力が二次電池
で十分に対応できる電力であるときには、第二の経路を
経由して外部電源から直接に二次電池に電力が供給さ
れ、二次電池が充電される。これに対して、外部電源か
ら供給される電力が大き過ぎたり小さ過ぎたりするとき
には、第一の経路を経由して、上述したように、電気二
重層コンデンサを介して二次電池に確実に充電が行なわ
れる。

【００３０】電気二重層コンデンサからの放電を二次電
池に充電する際に、二次電池に対して定電流またはパル
ス電流で充電が行なわれる場合には、二次電池の充電条
件に適合した電流値を与える定電流またはパルス電流に
より、二次電池の充電が行なわれる。ここで、二次電池
に対する充電電流は、電気二重層コンデンサの充電及び
放電の周期のパルス電流となり、また二つ以上の電気二
重層コンデンサの切換え使用の際には、各電気二重層コ
ンデンサが順次に切換えられ放電することにより、定電
流により二次電池の充電を行なうことになる。

【００３１】上記二次電池に対して、少なくとも一つの
第二の電気二重層コンデンサが並列に接続されている場
合には、二次電池の外部負荷が大き過ぎて、この二次電
池の放電電圧が所定電圧以下になったとき、第二の電気
二重層コンデンサを放電させることにより、二次電池の
放電による外部負荷の駆動を補助して、放電電圧の低下
を回避することができる。

【００３２】上記第二の電気二重層コンデンサが、上記
二次電池が放電状態になる直前にてフル充電状態に保持
されている場合には、二次電池の放電による放電電圧低
下時に、確実に二次電池の放電補助を行なうことができ
る。この場合、第二の電気二重層コンデンサは、外部電
源，第一の電気二重層コンデンサまたは二次電池の何れ
かから充電される。なお、第二の電気二重層コンデンサ
は、二次電池の放電補助として、大きな放電電流及び長
い放電時間を確保するために、大きな容量を有している
ことが好ましい。

【００３３】上記二次電池の後段に、少なくとも一つの
第三の電気二重層コンデンサが直列に接続されている場
合には、二次電池からの放電電力が第三の電気二重層コ
ンデンサに供給されることにより、第三の電気二重層コ
ンデンサが常にフル充電される。これにより、二次電池
に接続される外部負荷に対する給電は第三の電気入層コ
ンデンサから行なわれ、大電流放電に対応することがで
きる。なお、第三の電気二重層コンデンサは、大電流放
電に対応するためには大きな容量を有していることが好
ましい。

【００３４】上記充放電可能な蓄電部が電気化学キャパ
シタである場合には、電気二重層コンデンサと比較して
二倍以上の容量を有する電気化学キャパシタを利用する
ことにより、電気二重層コンデンサの充放電効率を向上
させることができる。

【００３５】上記電気二重層コンデンサが前段で外部電
源に接続されており、上記電気化学キャパシタが後段で
外部負荷に接続されている場合には、外部電源から電気
化学キャパシタで対応し得ないような大電力が急激に供
給されるとき、先ず、電気二重層コンデンサがこの大電
力を受けて充電される。その後、電気二重層コンデンサ
から電気化学キャパシタに対して電気化学キャパシタの
負担とならないような電力が供給され、電気化学キャパ
シタの充電が行なわれる。また、外部電源から電気化学
キャパシタに充電され得ないような小電力が供給される
ときは、先ず、電気二重層コンデンサがこの小電力を受
けて充電される。その後、電気二重層コンデンサから電
気化学キャパシタに対して電気化学キャパシタが充電さ
れ得るような電力が供給され、電気化学キャパシタの充
電が行なわれる。

【００３６】この場合、二つ以上の電気二重層コンデン
サが互いに並列に且つ切換え可能に接続されていると、
少なくとも一つの電気二重層コンデンサが外部電源から
充電されると共に、同時に他の既にフル充電された電気
二重層コンデンサが電気化学キャパシタの充電を行なう
ことにより、電気二重層コンデンサの充電と電気二重層
コンデンサによる電気化学キャパシタの充電を切換える
時間損失が低減され、電気化学キャパシタの充電が効率
的に行なわれ得ることになる。

【００３７】外部電源からの給電を電気二重層コンデン
サに充電すると共に、電気二重層コンデンサからの放電
を電気化学キャパシタに充電させる第一の経路と、外部
電源からの給電を直接に電気化学キャパシタに充電させ
る第二の経路とを含んでいる場合には、外部電源から供
給される電力が電気化学キャパシタで十分に対応できる
電力であるときには、第二の経路を経由して外部電源か
ら直接に電気化学キャパシタに電力が供給され、電気化
学キャパシタが充電される。これに対して、外部電源か
ら供給される電力が大き過ぎたり小さ過ぎたりするとき
には、第一の経路を経由して、上述したように、電気二
重層コンデンサを介して電気化学キャパシタに確実に充
電が行なわれる。

【００３８】電気二重層コンデンサからの放電を電気化
学キャパシタに充電する際に、電気化学キャパシタに対
して定電流またはパルス電流で充電が行なわれる場合に
は、電気化学キャパシタの充電条件に適合した電流値を
与える定電流またはパルス電流により、電気化学キャパ
シタの充電が行なわれる。ここで、電気化学キャパシタ
に対する充電電流は、電気二重層コンデンサの充電及び
放電の周期のパルス電流となり、また二つ以上の電気二
重層コンデンサの切換え使用の際には、各電気二重層コ
ンデンサが順次に切り換えられ放電することにより、定
電流により電気化学キャパシタの充電を行なうことにな
る。

【００３９】上記電気化学キャパシタに対して、少なく
とも一つの第二の電気二重層コンデンサが並列に接続さ
れている場合には、電気化学キャパシタの外部負荷が大
き過ぎて、この電気化学キャパシタの放電電圧が所定電
圧以下になったとき、第二の電気二重層コンデンサを放
電させることにより、電気化学キャパシタの放電による
外部負荷の駆動を補助して、放電電圧の低下を回避する
ことができる。

【００４０】上記第二の電気二重層コンデンサが、上記
電気化学キャパシタが放電状態になる直前にてフル充電
状態に保持されている場合には、電気化学キャパシタの
放電による放電電圧低下時に、確実に電気化学キャパシ
タの放電補助を行なうことができる。この場合、第二の
電気二重層コンデンサは、外部電源，第一の電気二重層
コンデンサまたは電気化学キャパシタの何れかから充電
される。なお、第二の電気二重層コンデンサは、電気化
学キャパシタの放電補助として、大きな放電電流及び長
い放電時間を確保するために、大きな容量を有している
ことが好ましい。

【００４１】上記電気化学キャパシタの後段に、少なく
とも一つの第三の電気二重層コンデンサが直列に接続さ
れている場合には、電気化学キャパシタからの放電電力
が第三の電気二重層コンデンサに供給されることによ
り、第三の電気二重層コンデンサが常にフル充電され
る。これにより、電気化学キャパシタに接続される外部
負荷に対する給電は第三の電気二重層コンデンサから行
なわれ、大電流放電に対応することができる。なお、第
三の電気二重層コンデンサは、大電流放電に対応するた
めには大きな容量を有していることが好ましい。

【００４２】前記第一の電気二重層コンデンサに対し
て、充放電可能な蓄電部と同じ電圧となる第四の電気二
重層コンデンサが直列に接続されている場合には、電気
二重層コンデンサの充電時に、第四の電気二重層コンデ
ンサも充電され、また電気二重層コンデンサの放電時に
は、第四の電気二重層コンデンサも放電されることにな
り、これら電気二重層コンデンサ及び第四の電気二重層
コンデンサの充放電の繰返しによって、充放電可能な蓄
電部が充電され、その際電気二重層コンデンサと充放電
可能な蓄電部との間には確実に電圧差が生ずるので、電
気二重層コンデンサの充放電効率が向上することにな
る。

【００４３】このようにして、本発明による充放電可能
な電源装置によれば、従来充放電可能な電源装置として
それぞれ単独使用される二次電池及び電気二重層コンデ
ンサにおける充電時及び放電時の問題が回避される。即
ち、電気二重層コンデンサの使用により、微弱電流から
大電流に亘って確実に充電が行なわれ得ると共に、放電
時には充放電可能な蓄電部、即ち二次電池や電気化学キ
ャパシタの寿命を短くすることなく大電流放電が可能に
なる。また、充放電可能な蓄電部、即ち二次電池や電気
化学キャパシタの使用により、充電容量の大きい電源装
置を得ることができると共に、小型で軽量の電源装置を
構成することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。図１は本発明による
充放電可能な電源装置の第一の実施形態を示している。
図１において、充放電可能な電源装置１０は、電気二重
層コンデンサ１１と、充放電可能な蓄電部としての二次
電池１２とを含んでいる。上記電気二重層コンデンサ１
１は、＋側の電極が充電のための外部電源１３に接続さ
れると共に、他側の電極がアース接続されている。ここ
で、上記電気二重層コンデンサ１１は、例えば活性炭と
有機溶剤の異種二相を接触させることにより構成されて
おり、化学反応に伴う電子の移動を伴うことなく、コン
デンサと同様に電荷を蓄積することにより充電され、大
電流によっても微小電流によっても充電可能である。

【００４５】なお、図示の場合、外部電源１３と電気二
重層コンデンサ１１との間には、外部電源１３から供給
される電圧を検出するための第一の電圧検出回路１４に
より切換え制御される切換えスイッチ１５が設けられて
いる。この切換えスイッチ１５は、外部電源１３から電
気二重層コンデンサ１１への充電電圧が、二次電池１２
が対応できない大電力または微小電力となるような所定
電圧範囲外である場合には電気二重層コンデンサ１１
に、所定電圧範囲内である場合には短絡線１６を介して
二次電池１２に、切換え接続されるようになっている。

【００４６】上記二次電池１２は、公知の構成の充放電
可能な二次電池、例えば鉛蓄電池，ニッケルカドミウム
電池，ニッケル水素電池，リチウムイオン電池などが使
用され、＋極が上記電気二重層コンデンサ１１の＋側の
電極に、−極がアース接続されている。

【００４７】ここで、充放電可能な蓄電部としては、上
記二次電池１２に限らず、例えばスードキャパシタ等の
電気化学キャパシタを使用してもよい。上記電気化学キ
ャパシタは、擬似容量キャパシタとも呼ばれており、例
えば、白金系元素であるＲｕ（ルテニウム）やＩｒ（イ
リジウム）の酸化物であるＲｕＯ₂やＩｒＯ₂を電極と
して酸化還元反応による擬似容量を利用したキャパシタ
である。このような電気化学キャパシタは、その単位体
積あたりの容量が電気二重層コンデンサの二倍以上のも
のが既に実用化されており、大電流の充放電能力は電気
二重層コンデンサに匹敵する。従って、充放電可能な蓄
電部として電気化学キャパシタを使用した場合には、電
気二重層コンデンサ１１から電気化学キャパシタへ急速
充電が可能となり、充電効率が非常に高くなる。

【００４８】なお、図示の場合、電気二重層コンデンサ
１１と二次電池１２との間には、電気二重層コンデンサ
１１から供給される電圧を検出するための第二の電圧検
出回路１７により切換え制御されるスイッチ１８が設け
られている。このスイッチ１８は、電気二重層コンデン
サ１１からの放電電圧が所定電圧以上になったとき、オ
ンされるようになっている。ここで、スイッチ１８を切
換え制御する第二の電圧検出回路１７は、絶対値を検出
し制御する回路構成として電流ロスの発生しない回路で
ある。このような第二の電圧検出回路１７とすることに
より、例えばコンパレータによる電圧検出回路で必要と
なる基準電圧を発生させる外部電源が不要になり、消費
電力を低減化することができる。

【００４９】上記電気二重層コンデンサ１１と二次電池
１２との間には、スイッチ１８より二次電池１２側にＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１９が接続されている。また、上記
短絡線１６には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が接続され
ている。これらのＤＣ−ＤＣコンバータ１９，２０は、
電気二重層コンデンサ１１または外部電源１３から供給
される電圧を適宜の電圧に調整するためのものである。

【００５０】さらに、上記二次電池１２の＋極は、電源
スイッチ２１を介して、外部負荷２２に接続されてい
る。

【００５１】なお、電気二重層コンデンサ１１からの放
電により二次電池１２が充電されるための条件として
は、以下の三点が挙げられる。即ち、第一に、電気二重
層コンデンサ１１の容量が二次電池１２の容量より格段
に大きい、第二に、電気二重層コンデンサ１１の電圧が
二次電池１２の電圧より大きい、第三に、電気二重層コ
ンデンサ１１のエネルギー量（１／２ＣＶ²）が二次電
池１２のエネルギー量より大きい、ことが条件になる。

【００５２】本発明による充放電可能な電源装置１０は
以上のように構成されており、以下のように動作する。
先ず、充電時には、外部電源１３から切換えスイッチ１
５を介して電力が供給される。その際、第一の電圧検出
回路１４により外部電源１３からの電圧が検出され、こ
の電圧が所定電圧範囲内にあるときには、切換えスイッ
チ１５が二次電池１２側に切り換えられ、外部電源１３
からの電力が短絡線１６を介して、そしてＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０により電圧調整された後、直接に二次電池
１２に供給される。このとき、外部電源１３からの電圧
が所定電圧範囲内にあるので、二次電池１２に大電力や
微小電力となるような大電流や微小電流が流れて、二次
電池１２の充電が行なわれなくなってしまうことはな
い。

【００５３】これに対して、外部電源１３からの電圧が
所定電圧範囲外にあるときには、切換えスイッチ１５が
電気二重層コンデンサ１１側に切り換えられ、外部電源
１３からの電力が電気二重層コンデンサ１１に供給され
る。これにより、外部電源１３からの大電力が急激に供
給されるような場合でも、電気二重層コンデンサ１１が
この大電力を受け取って充電される。また外部電源１３
からの微小電力が供給されるような場合も、電気二重層
コンデンサ１１がこの微小電力を受け取って充電され
る。そして、このように電気二重層コンデンサ１１が充
電された後、電気二重層コンデンサ１１が放電して、Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１９を介して電圧調整された後、二
次電池１２を充電する。その際、外部電源１３による電
気二重層コンデンサ１１の充電電圧、即ち放電電圧が所
定電圧以上になると、スイッチ１８がオンとなり、電気
二重層コンデンサ１１からの放電により二次電池１２が
充電されるようになっている。

【００５４】このようにして、本発明実施形態による充
放電可能な電源装置１０によれば、外部電源１３から供
給される電流が、微弱電流から大電流に広い範囲に亘っ
て、電気二重層コンデンサ１１を介してまたは直接に二
次電池１２が充電されることになる。そして、電気二重
層コンデンサ１１が外部電源１３から供給される電力を
すべて受け取って充電されると共に、電気二重層コンデ
ンサ１１から二次電池１２に対して、二次電池１２に最
適な充電条件、即ち最適な電流値で充電が行なわれるこ
とになるので、二次電池１２の寿命が短くなるようなこ
とはない。この場合、電気二重層コンデンサ１１の充電
中は、電気二重層コンデンサ１１から二次電池１１への
充電は行なわれないので、二次電池１１は、電気二重層
コンデンサ１１からの充電が休止状態となり、電気二重
層コンデンサ１１の充電及び放電により、二次電池１１
は電気二重層コンデンサ１１からのパルス電流により充
電されることになる。

【００５５】なお、電気二重層コンデンサ１１からの放
電により二次電池１２が充電される際に、電圧調整は上
述したＤＣ−ＤＣコンバータ１９で行なわれるようにな
っているが、これに限らず、他の手段、例えば電気二重
層コンデンサ１１を二つ以上直列に接続して行なわれる
ことができる。また、電気二重層コンデンサ１１からの
放電により二次電池１２が充電される際の電流調整は、
電気二重層コンデンサ１１と二次電池１２との間に電流
制御回路を接続したり、電気二重層コンデンサ１１や二
次電池１２を二つ以上直列に接続することにより行なわ
れ得る。

【００５６】図２は、本発明による充放電可能な電源装
置の第二の実施形態を示している。図２において、充放
電可能な電源装置３０は、図１に示した充放電可能な電
源装置１０とほぼ同様の構成を有しており、同じ構成要
素には同じ符号を付して、その説明を省略する。充放電
可能な電源装置３０は、図１に示した充放電可能な電源
装置１０と比較して、唯一つの電気二重層コンデンサ１
１の代わりに、互いに並列接続された複数個の電気二重
層コンデンサ３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｎを備えて
いる点でのみ異なる構成である。

【００５７】これらの電気二重層コンデンサ３１ａ，３
１ｂ，・・・，３１ｎは、それぞれ交互に切り換えられ
ることにより、一部の電気二重層コンデンサが外部電源
１３により充電され、既にフル充電されている他の電気
二重層コンデンサが二次電池１２の充電を行なうように
なっている。

【００５８】このような構成の充放電可能な電源装置３
０によれば、図１に示した充放電可能な電源装置１０と
同様に作用すると共に、二次電池１２は、電気二重層コ
ンデンサが外部電源１３から充電される間、その充電が
休止状態となるようなことがなく、フル充電されている
電気二重層コンデンサにより充電されるので、各電気二
重層コンデンサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，・・・，３１
ｎの交互切換えによって、二次電池１２は電気二重層コ
ンデンサ３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｎにより定電流
にて常時充電されることになる。

【００５９】図３は本発明による充放電可能な電源装置
の第三の実施形態を示している。図３において、充放電
可能な電源装置４０は、図１に示した充放電可能な電源
装置１０とほぼ同様の構成を有しており、同じ構成要素
には同じ符号を付して、その説明を省略する。充放電可
能な電源装置４０は、図１に示した充放電可能な電源装
置１０と比較して、二次電池１２に対して、第二の電気
二重層コンデンサ４１（図示の場合、複数個の第二の電
気二重層コンデンサ４１ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎ）
がスイッチ４２を介して並列接続されており、このスイ
ッチ４２が二次電池１２の放電電圧を検出するための第
三の電圧検出回路４３により制御される点でのみ異なる
構成である。

【００６０】これらの第二の電気二重層コンデンサ４１
ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎは、二次電池１２の放電時
に、二次電池１２の負荷により放電電圧が所定電圧より
低下したとき、第三の電圧検出回路４３によりスイッチ
４２がオンされて、第二の電気二重層コンデンサ４１
ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎからの電流供給により放電
補助が行なわれるようになっている。そして、第二の電
気二重層コンデンサ４１ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎ
は、いつでも二次電池の放電補助を行なうことができる
ように、常時フル充電されている。この第二の電気二重
層コンデンサ４１ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎの充電
は、外部電源１３，電気二重層コンデンサ１１または二
次電池１２の何れかから行なわれ得る。ここで、第二の
電気二重層コンデンサ４１ａ，４１ｂ，・・・，４１ｎ
は、放電時の大電流を取り出すことができ、長い放電時
間を確保するために、容量が大きいほうが好ましい。

【００６１】このような構成の充放電可能な電源装置４
０によれば、図１に示した充放電可能な電源装置１０と
同様に作用すると共に、二次電池１２の放電の際に、二
次電池１２の放電電圧が第三の電圧検出回路４３により
検出されている。そして、二次電池１２の放電電圧が所
定電圧より高い場合には、スイッチ４２はオフされてお
り、二次電池１２からの放電電圧が外部負荷２２に供給
されることになる。ここで、二次電池１２に負荷がかか
り過ぎると、大電流放電となることから、二次電池１２
の放電電圧が低下する。そして、二次電池１２の放電電
圧が所定電圧以下になると、スイッチ４２がオンされる
ことにより、第二の電気二重層コンデンサ４１ａ，４１
ｂ，・・・，４１ｎから放電が行なわれ、二次電池１２
の放電補助が行なわれ、大電流放電に対応することがで
きる。

【００６２】図４は本発明による充放電可能な電源装置
の第四の実施形態を示している。図４において、充放電
可能な電源装置５０は、図１に示した充放電可能な電源
装置１０とほぼ同様の構成を有しており、同じ構成要素
には同じ符号を付して、その説明を省略する。充放電可
能な電源装置５０は、図１に示した充放電可能な電源装
置１０と比較して、二次電池１２の後段に、第三の電気
二重層コンデンサ５１（図示の場合、複数個の第三の電
気二重層コンデンサ５１ａ，５１ｂ，・・・，５１ｎ）
が直接に並列接続されている点でのみ異なる構成であ
る。これらの第三の電気二重層コンデンサ５１ａ，５１
ｂ，・・・，５１ｎは、二次電池１２により常時フル充
電されており、外部負荷２２に対する放電は、第三の電
気二重層コンデンサ５１ａ，５１ｂ，・・・，５１ｎに
より行なわれるようになっている。ここで、第三の電気
二重層コンデンサ５１ａ，５１ｂ，・・・，５１ｎは、
大電流放電のためには容量が大きいほうが好ましい。

【００６３】このような構成の充放電可能な電源装置５
０によれば、図１に示した充放電可能な電源装置１０と
同様に作用すると共に、二次電池１２の放電により、第
三の電気二重層コンデンサ５１ａ，５１ｂ，・・・，５
１ｎが常時フル充電されており、外部負荷２２に対して
は、第三の電気二重層コンデンサ５１ａ，５１ｂ，・・
・，５１ｎからの放電により給電が行なわれる。従っ
て、微弱電流から大電流に至るまでの幅広い放電に対応
することができる。

【００６４】次に、本発明による各実施形態による充放
電可能な電源装置１０，３０，４０，５０において、外
部電源として太陽電池２３を使用した場合の具体的な実
験例について説明する。先ず、図１に示した充放電可能
な電源装置１０において、図５に示すように、外部電源
として３Ｖ−３０ｍＡの太陽電池２３、電気二重層コン
デンサ１１として２．３Ｖ−３Ｆの電気二重層コンデン
サを１個、二次電池１２として１．２Ｖ−２７０ｍＡｈ
のＮｉ−ＭＨ電池を二個直列接続したものを使用する。

【００６５】このような電源装置１０によれば、二次電
池１２への充電効率が悪い電流値領域では、切換えスイ
ッチ１５により、電気二重層コンデンサ１１を介して二
次電池１２への充電を行なう。即ち、太陽電池２３によ
り電気二重層コンデンサ１１を充電する。これにより電
気二重層コンデンサ１１の電圧が所定電圧を超えるとス
イッチ１８がオンとなり、電気二重層コンデンサ１１の
放電により二次電池１２が充電される。ここで、電気二
重層コンデンサ１１の電圧が所定電圧以下になると、ス
イッチ１８がオフとなり、再び電気二重層コンデンサ１
１の充電が行なわれる。以上の動作を繰返し行なうこと
により、二次電池１２に対する充電は、電気二重層コン
デンサ１１の充電時には休止状態となり、図６に示すよ
うに、二次電池１２はパルス電流により充電されること
になる。

【００６６】これに対して、二次電池１２への充電効率
が十分である電流値領域では、切換えスイッチ１５が二
次電池１２側に切り換えられ、太陽電池２３から短絡線
１６を介して直接に二次電池１２への充電が行なわれ
る。

【００６７】図７は、図２に示した充放電可能な電源装
置３０を使用した実験例を示している。この場合、図５
の実験例と同様にして、外部電源として３Ｖ−３０ｍＡ
の太陽電池２３、電気二重層コンデンサ１１として２．
３Ｖ−３Ｆの電気二重層コンデンサを２個、二次電池１
２として１．２Ｖ−２７０ｍＡｈのＮｉ−ＭＨ電池を二
個直列接続したものを使用する。

【００６８】このような電源回路３０によれば、二次電
池１２への充電効率が悪い電流値領域では、切換えスイ
ッチ１５により、電気二重層コンデンサ３１を介して二
次電池１２への充電を行なう。即ち、太陽電池２３によ
り一つ目の電気二重層コンデンサ３１ａを充電する。こ
れにより電気二重層コンデンサ１１の電圧が所定電圧を
超えると、電気二重層コンデンサ３１ａ，３１ｂが切り
換えられ、二つ目の電気二重層コンデンサ３１ｂの充電
を開始すると共に、スイッチ１８がオンとなり、電気二
重層コンデンサ３１ａの放電により二次電池１２が充電
される。

【００６９】ここで、電気二重層コンデンサ３１ａの電
圧が所定電圧以下になると、電気二重層コンデンサ３１
ａ，３１ｂが切り換えられ、再び電気二重層コンデンサ
３１ａの充電が行なわれると共に、二つ目の電気二重層
コンデンサ３１ｂの放電により二次電池１２が充電され
る。以上の動作を繰返し行なうことにより、二次電池１
２に対する充電は、電気二重層コンデンサ３１ａ，３１
ｂにより図８（Ａ），（Ｂ）に示すように交互に行なわ
れることになり、二次電池１２は、図８（Ｃ）に示すよ
うに定電流により充電されることになる。

【００７０】これに対して、二次電池１２への充電効率
が十分である電流値領域では、切換えスイッチ１５が二
次電池１２側に切り換えられ、太陽電池２３から短絡線
１６を介して直接に二次電池１２への充電が行なわれ
る。

【００７１】図９は、図３に示した充放電可能な電源装
置４０を使用した実験例を示している。この場合、外部
電源として３Ｖ−３０ｍＡの太陽電池２３、電気二重層
コンデンサ１１として２．３Ｖ−３Ｆの電気二重層コン
デンサを１個、二次電池１２として１．２Ｖ−２７０ｍ
ＡｈのＮｉ−ＭＨ電池を二個直列接続したもの、第二の
電気二重層コンデンサ４１として２．３Ｖ−１２０Ｆの
電気二重層コンデンサを１個を使用し、さらに第二の電
気二重層コンデンサ４１とスイッチ４２との間に電圧調
整のためのＤＣ−ＤＣコンバータ４４を接続する。

【００７２】このような電源回路４０によれば、二次電
池１２の放電の際に、二次電池１２の放電電圧が所定電
圧より高い場合には、スイッチ４２はオフされており、
二次電池１２からの放電電圧が外部負荷２２へ供給され
る。ここで、二次電池１２に負荷がかかり過ぎると、二
次電池１２の放電電圧が低下し、二次電池１２の放電電
圧が所定電圧以下になると、スイッチ４２がオンされる
ことにより、第二の電気二重層コンデンサ４１から放電
がＤＣ−ＤＣコンバータ４４を介して行なわれ、二次電
池１２の放電補助が行なわれ大電流放電に対応すること
ができる。これにより、第二の電気二重層コンデンサ４
１がない場合には、図１０（Ａ）に示すように、二次電
池１２に対する過負荷によって大きく放電電圧が低下す
るが、第二の電気二重層コンデンサ４１が設けられてい
ることから、第二の電気二重層コンデンサ４１による二
次電池１２の放電補助によって、図１０（Ｂ）に示すよ
うに、外部負荷２２に対する放電電圧の急激な低下を回
避することができる。

【００７３】図１１は図４に示した充放電可能な電源装
置５０を使用した実験例を示している。この場合、外部
電源として３Ｖ−３０ｍＡの太陽電池２３、電気二重層
コンデンサ１１として２．３Ｖ−３Ｆの電気二重層コン
デンサを１個、二次電池１２として１．２Ｖ−２７０ｍ
ＡｈのＮｉ−ＭＨ電池を二個直列接続したもの、第三の
電気二重層コンデンサ５１として２．３Ｖ−１２０Ｆの
電気二重層コンデンサを１個を使用し、さらに第三の電
気二重層コンデンサ５１と二次電池１２及びスイッチ４
２との間に電圧調整のためのＤＣ−ＤＣコンバータ５２
を接続する。

【００７４】このような電源回路５０によれば、外部負
荷２２への放電は、二次電池１２により常にフル充電さ
れた第三の電気二重層コンデンサ５１によってＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ５２を介して行なわれることになる。従っ
て、電気二重層コンデンサの特性に基づいて、外部負荷
２２に対する放電は微弱電流から大電流に至るまで行な
うことができる。

【００７５】図１２は本発明による充放電可能な電源装
置の第五の実施形態を示している。図１２において、充
放電可能な電源装置６０は、互いに直列に接続された第
一の電気二重層コンデンサ６１，第二の電気二重層コン
デンサ６２と、充放電可能な蓄電部としての電気化学キ
ャパシタ６３と、を含んでいる。上記第一の電気二重層
コンデンサ６１は、＋側の電極が充電のための外部電源
６４の＋極に接続されると共に、他側の電極が外部電源
６４の−極に接続されている。また、上記第二の電気二
重層コンデンサ６２は、＋側の電極が外部電源６４の−
極に接続されると共に、他側の電極がアース接続されて
いる。ここで、第二の電気二重層コンデンサ６２は、後
述する電気化学キャパシタ６３と同じ電圧になる。

【００７６】上記電気化学キャパシタ６３は、上記第一
の電気二重層コンデンサ６１，６２に対して並列に接続
されている。

【００７７】なお図示の場合、第一の電気二重層コンデ
ンサ６１と電気化学キャパシタ６３との間には、外部電
源６４から供給される電圧を検出するための第一の電圧
検出回路６５によりオンオフ制御されるスイッチ６６が
設けられている。また、第二の電気二重層コンデンサ６
２と電気化学キャパシタ６３との間には、同様に第一の
電圧検出回路６５によりオンオフ制御されるスイッチ６
７が設けられている。さらに、上記電気化学キャパシタ
６３には、その電圧を検出するための第二の電圧検出回
路６８が設けられており、その検出出力が上記第一の電
圧検出回路６５に入力されている。

【００７８】これらのスイッチ６６，６７は、第一の電
圧検出回路６５によって、以下のようにオンオフ制御さ
れるようになっている。即ち、第一の電圧検出回路６５
が、スイッチ６６をオフ，スイッチ６７をオンにする
と、外部電源６４から電気二重層コンデンサ６１への充
電が行なわれる。このとき、第一の電気二重層コンデン
サ６１と電気化学キャパシタ６３の電圧が、それぞれ電
圧検出回路６５及び６８により監視される。電気二重層
コンデンサ６１の電圧Ｖ１が電気化学キャパシタ６３の
電圧Ｖ３より大きくなった後、第一の電圧検出回路６５
は、スイッチ６６をオン，スイッチ６７をオフにする。
これにより、電気二重層コンデンサ６１，６２に充電さ
れた電荷が電気化学キャパシタ６３に移動して、電気化
学キャパシタ６３の充電が行なわれる。そして、電気化
学キャパシタ６３の電圧Ｖ３が電気二重層コンデンサ６
１，６２の電圧（Ｖ１＋Ｖ２）と同じになると、電気化
学キャパシタ６３の充電が停止するが、（Ｖ１＋Ｖ２）
≧Ｖ３の時点で、第一の電圧検出回路６５は、スイッチ
６６をオフ，スイッチ６７をオンにする。これにより、
再び電気二重層コンデンサ６１，６２の充電が行なわれ
る。以上の動作を繰返し行なうことにより、電気化学キ
ャパシタ６３が満充電されることになる。

【００７９】なお、第一の電圧検出回路６５が再びスイ
ッチ６６をオフ，スイッチ６７をオンにしたとき、電気
化学キャパシタ６３の電圧は電気二重層コンデンサ６
１，６２の電圧と同じかそれより低いので、電気化学キ
ャパシタ６３から電気二重層コンデンサ６１，６２に対
して電流が逆流することはない。従って、電気化学キャ
パシタ６３から電気二重層コンデンサ６１，６２への逆
流防止のための制御を行なう必要はないが、確実を期す
ために逆流防止手段を備えてもよい。

【００８０】このような構成の充放電可能な電源装置６
０によれば、電気二重層コンデンサ６１を介して電気化
学キャパシタ６３が充電されることにより、図１に示し
た充放電可能な電源装置１０と同様に作用すると共に、
電気二重層コンデンサ６２が電気化学キャパシタ６３と
同じ電圧であることから、電気二重層コンデンサ６１と
電気化学キャパシタ６３には確実に電圧差が発生するこ
とになるので、電気二重層コンデンサ６１から電気化学
キャパシタ６３への急速な電荷移動が発生することにな
り、電気二重層コンデンサによる充放電効率が向上す
る。

【００８１】次に、上記充放電可能な電源装置６０にお
いて、外部電源として太陽電池２３を使用した場合の具
体的な実験例について説明する。先ず、図１２に示した
充放電可能な電源装置６０において、図１３に示すよう
に、外部電源として３．５Ｖ−４０ｍＡの太陽電池２
３，電気二重層コンデンサ６１，６２として２．３Ｖ−
１Ｆの電気二重層コンデンサ、電気化学キャパシタ６３
として２．３Ｖ−５０Ｆのスードキャパシタを使用す
る。

【００８２】このような電源装置６０によれば、電気二
重層コンデンサ６１から電気化学キャパシタ６３に電荷
移動する直前には、電気二重層コンデンサ６１は充電設
定電圧２．３Ｖまで充電される。また、電気二重層コン
デンサ６２は電気化学キャパシタ６３と同じ電圧にな
る。従って、電気二重層コンデンサ６１から電気化学キ
ャパシタ６３への充電は、これらの間に確実に電圧差が
発生することになるので、急速な電荷移動が行なわれ
る。これにより、電気二重層コンデンサ６１の充放電効
率が向上する。

【００８３】これに対して、第二の二重層コンデンサ６
２がない場合には、図１４に示すように電気二重層コン
デンサ６１と電気化学キャパシタ６３との間にＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ６９が必要になる。この場合、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ６９によって、例えば２．３Ｖの電気二重層
コンデンサ６１による充電電圧を、例えば二倍の４．６
Ｖに昇圧することになるが、電流値に関しては特に制御
せず、充電電流は例えば半分になってしまう。さらに、
入力エネルギーが１００％出力されず、ＤＣ−ＤＣコン
バータ６９内で熱等に変換されるロスが約３０％にな
る。このため、充電効率が低下することになる。

【００８４】また、上述したＤＣ−ＤＣコンバータを使
用しない場合には、電気二重層コンデンサ６１が電気化
学キャパシタ６３の充電電圧よりも高い電圧に設定され
なければならないので、図１５に示すように、電気二重
コンデンサ６１を二本直列に接続すると共に、太陽電池
２３についても、互いに直列接続された二倍の太陽電池
が必要となることから、太陽電池２３のコストが倍増し
てしまう。

【００８５】従って、上述した充放電可能な電源装置６
０によれば、第二の電気二重層コンデンサ６２を設け
て、この第二の電気二重層コンデンサ６２を充放電可能
な蓄電部としての電気化学キャパシタ６３と同じ電圧に
しておくことにより、簡単な構成により低コストで、充
放電効率の高い電源装置を構成することが可能になる。

【００８６】このようにして、本発明による充放電可能
な電源装置１０，３０，４０，５０，６０によれば、電
気二重層コンデンサ１１，６１の使用により、微弱電流
から大電流に亘って確実に充電が行なわれると共に、放
電時には充放電可能な蓄電部としての二次電池１２また
は電気化学キャパシタ６３の寿命を短くすることなく大
電流放電が可能になる。また、充放電可能な蓄電部とし
ての二次電池１２または電気化学キャパシタ６３の使用
により、充電容量の大きい電源装置を得ることができる
と共に、小型で軽量の電源装置を構成することができ
る。

【００８７】従って、外部電源に関して、常時低電流の
場合、即ち回転式発電，振動発電またはダイナモ発電等
のように発電流が小さく、外部電源からの電流供給が不
足するため二次電池１２等のみでは充電効率が低くある
いはまったく充電できないような場合であっても、また
常時大電流の場合、即ちガスタービン等のように、始動
時や停止時の供給電圧平準化により外部電源から常時大
電流が供給されるような場合でも、供給される電力を充
電可能な蓄電部分部としての二次電池１２または電気化
学キャパシタ６３の使用により高効率で確実に充電する
ことができる。

【００８８】さらに、不安定電流の場合、即ち太陽光発
電，風力発電，地熱発電，波力発電等のように、例えば
天候，風量，発熱量や波の大きさにより、供給される電
流が微弱電流から大電流まで不規則に変化するような場
合であっても、確実に二次電池１２等の充放電可能な蓄
電部に対して充電することができる。

【００８９】また、外部負荷に関して、一時的に大電流
が必要な場合、即ち一般モータにおいては、始動時に定
格の３乃至４倍程度の大電流が必要となり、例えば燃料
電池車，蓄電池車及びハイブリッド車等のパワーアシス
トにおいては、電気自動車等の急加速・登り坂走行時に
大電流が必要となり、またエネルギー回生においては、
電気自動車等のブレーキング時に大電流が必要となる
が、このような場合であっても、充電可能な蓄電部とし
て二次電池１２等に対して、第二の電気二重層コンデン
サ４１または第三の電気二重層コンデンサ５１を接続す
ることにより、外部負荷に対して一時的に大電流を供給
することができる。

【００９０】さらに、本発明による充放電可能な電源装
置は、当然のことながら、従来一般的に使用されている
電源装置の代わりに使用することも可能であり、携帯電
話機やＰＤＡ，ノートパソコン等の各種携帯機器、ラジ
オ，ＣＤプレーヤ，ＭＤプレーヤ等の各種音響機器、さ
らには自動車，工作機械等のためのモータ回転用大型電
源装置として対応することができる。また、本発明によ
る充放電可能な電源装置は、従来の電源装置に対して性
能が向上していることから、従来対象とはならなかった
新規市場をも開拓できることになり、特に使用・規格に
関して、自由度が非常に大きく、従来の各種規格化され
た電源装置に対応することが可能であり、例えば自動車
に搭載されている鉛バッテリに関しても、規格対応が十
分に可能である。

【００９１】上述した実施形態においては、何れの充放
電可能な電源装置１０，３０，４０，５０においても、
二次電池１２の充電効率が十分である電力の場合には、
切換えスイッチ１５を切り換えて、電気二重層コンデン
サ１１を介さずに、直接に二次電池１２を充電するよう
になっているが、これに限らず、切換えスイッチ１５及
び第一の電圧検出回路１４を省略して、外部電源１３か
ら常時電気二重層コンデンサ１１を充電するようにして
もよいことは明らかである。また、上述した実施形態に
おいては、電圧調整のためにＤＣ−ＤＣコンバータ１
９，２０，４４，５２，６９を使用しているが、これに
限らず、電気二重層コンデンサを複数個直列接続する
等、他の手段を採用することもできる。

【００９２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、充
電の際には、外部電源から供給される電力が、電気二重
層コンデンサ及び充放電可能な蓄電部の双方に充電され
ることにより、電圧や電流が大き過ぎる場合や小さ過ぎ
る場合でも、電気二重層コンデンサに確実に充電される
と共に、充放電可能な蓄電部に大電流が加えられ電力が
溢れて充放電可能な蓄電部の寿命が短くなるようなこと
はない。また、充電容量の大きい充放電可能な蓄電部に
充電が行なわれることにより、全体の体積及び重量が少
なくて済むことになる。また、放電の際には、大電流放
電であっても、電気二重層コンデンサから比較的大電流
が供給されることになるので、充放電可能な蓄電部に対
する外部負荷が軽減され、充放電可能な蓄電部の寿命が
短くなるようなことはない。このようにして、本発明に
よれば、大電流や微弱電流でも充電可能であると共に、
高容量特性を有する極めて優れた充放電可能な電源装置
が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による充放電可能な電源装置の第一の実
施形態の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明による充放電可能な電源装置の第二の実
施形態の要部を示すブロック図である。

【図３】本発明による充放電可能な電源装置の第三の実
施形態の要部を示すブロック図である。

【図４】本発明による充放電可能な電源装置の第四の実
施形態の要部を示すブロック図である。

【図５】図１の充放電可能な電源装置の具体的な実験例
を示すブロック図である。

【図６】図５の実験例における二次電池への充電電流値
を示すグラフである。

【図７】図２の充放電可能な電源装置の具体的な実験例
を示すブロック図である。

【図８】図７の実験例におけるグラフであり、（Ａ）は
一つ目の電気二重層コンデンサの放電電流値，（Ｂ）は
二つ目の電気二重層コンデンサの放電電流値、（Ｃ）は
二次電池へ充電電流値を示している。

【図９】図３の充放電可能な電源装置の具体的な実験例
を示すブロック図である。

【図１０】図９の実験例における二次電池の放電電圧値
を示すグラフである。

【図１１】図４の充放電可能な電源装置の具体的な実験
例を示すブロック図である。

【図１２】本発明による充放電可能な電源装置の第五の
実施形態の要部を示すブロック図である。

【図１３】図１２の充放電可能な電源装置の具体的な実
験例を示すブロック図である。

【図１４】図１３の電源装置に対して第二の電気二重層
コンデンサがなく、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた場合
の比較例を示すブロック図である。

【図１５】図１３の電源装置に対して第二の電気二重層
コンデンサがなく、二倍の太陽電池及び電気二重層コン
デンサを備えた場合の比較例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０充放電可能な電源装置１１電気二重層コンデンサ１２二次電池（充放電可能な蓄電部）１３外部電源１４，１７，４３電圧検出回路１５切換えスイッチ１６短絡線１８，４２スイッチ１９，２０ＤＣ−ＤＣコンバータ２１電源スイッチ２２外部負荷２３太陽電池３０充放電可能な電源装置３１，３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｎ電気二重層
コンデンサ４０充放電可能な電源装置４１第二の電気二重層コンデンサ５０充放電可能な電源装置５１第三の電気二重層コンデンサ６０充放電可能な電源装置６１第一の電気二重層コンデンサ６２第二の電気二重層コンデンサ（第四の電気二重
層コンデンサ）６３電気化学キャパシタ（充放電可能な蓄電部）６４外部電源６５第一の電圧検出回路６６，６７スイッチ６８第二の電圧検出回路６９ＤＣ−ＤＣコンバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松原朗沖縄県中頭郡北谷町北前１丁目16番７号有限会社サンブリッジ内 (72)発明者池内豊太沖縄県中頭郡北谷町北前１丁目16番７号有限会社サンブリッジ内Ｆターム(参考） 5G003 AA03 BA02 CA11 CC02 DA05 GB03 5G015 GB06 HA16 JA34 JA52 JA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの電気二重層コンデンサ
と、この電気二重層コンデンサに対して並列接続された
少なくとも一つの充放電可能な蓄電部と、を含んでいる
ことを特徴とする、充放電可能な電源装置。
【請求項２】前記充放電可能な蓄電部が、二次電池で
あることを特徴とする、請求項１に記載の充放電可能な
電源装置。
【請求項３】前記電気二重層コンデンサが、前段で外
部電源に接続されており、前記二次電池が、後段で外部負荷に接続されていること
を特徴とする、請求項２に記載の充放電可能な電源装
置。
【請求項４】外部電源からの給電を電気二重層コンデ
ンサに充電すると共に、電気二重層コンデンサからの放
電を二次電池に充電させる第一の経路と、外部電源からの給電を直接に二次電池に充電させる第二
の経路と、を含んでいることを特徴とする、請求項２ま
たは３に記載の充放電可能な電源装置。
【請求項５】電気二重層コンデンサからの放電を二次
電池に充電する際に、二次電池に対して定電流またはパ
ルス電流で充電が行なわれることを特徴とする、請求項
２から４の何れかに記載の充放電可能な電源装置。
【請求項６】前記二次電池に対して、少なくとも一つ
の第二の電気二重層コンデンサが並列に接続されている
ことを特徴とする、請求項２から５の何れかに記載の充
放電可能な電源装置。
【請求項７】前記第二の電気二重層コンデンサが、前
記二次電池が放電状態になる直前にて、フル充電状態に
保持されていることを特徴とする、請求項２から６の何
れかに記載の充放電可能な電源装置。
【請求項８】前記二次電池の後段に、少なくとも一つ
の第三の電気二重層コンデンサが直列に接続されている
ことを特徴とする、請求項２から７の何れかに記載の充
放電可能な電源装置。
【請求項９】少なくとも一つの電気二重層コンデンサ
と、この電気二重層コンデンサに対して並列接続された
少なくとも一つの充放電可能な蓄電部と、を含み、上記充放電可能な蓄電部が、電気化学キャパシタである
ことを特徴とする、充放電可能な電源装置。
【請求項１０】前記電気二重層コンデンサが、前段で
外部電源に接続されており、前記電気化学キャパシタが、後段で外部負荷に接続され
ていることを特徴とする、請求項９に記載の充放電可能
な電源装置。
【請求項１１】外部電源からの給電を電気二重層コン
デンサに充電すると共に、電気二重層コンデンサからの
放電を電気化学キャパシタに充電させる第一の経路と、外部電源からの給電を直接に電気化学キャパシタに充電
させる第二の経路と、を含んでいることを特徴とする、
請求項９または１０に記載の充放電可能な電源装置。
【請求項１２】電気二重層コンデンサからの放電を電
気化学キャパシタに充電する際に、電気化学キャパシタ
に対して定電流またはパルス電流で充電が行なわれるこ
とを特徴とする、請求項９から１１の何れかに記載の充
放電可能な電源装置。
【請求項１３】前記電気化学キャパシタに対して、少
なくとも一つの第二の電気二重層コンデンサが並列に接
続されていることを特徴とする、請求項９から１２の何
れかに記載の充放電可能な電源装置。
【請求項１４】前記第二の電気二重層コンデンサが、
前記電気化学キャパシタが放電状態になる直前にて、フ
ル充電状態に保持されていることを特徴とする、請求項
９から１３の何れかに記載の充放電可能な電源装置。
【請求項１５】前記電気化学キャパシタの後段に、少
なくとも一つの第三の電気二重層コンデンサが直列に接
続されていることを特徴とする、請求項９から１４の何
れかに記載の充放電可能な電源装置。
【請求項１６】前記電気二重層コンデンサに対して、
充放電可能な蓄電部と同じ電圧となる第四の電気二重層
コンデンサが直列に接続されていることを特徴とする、
請求項１から１５の何れかに記載の充放電可能な電源装
置。