JPH08126119A - 電気自動車 - Google Patents

電気自動車

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JPH08126119A
JPH08126119A JP6289261A JP28926194A JPH08126119A JP H08126119 A JPH08126119 A JP H08126119A JP 6289261 A JP6289261 A JP 6289261A JP 28926194 A JP28926194 A JP 28926194A JP H08126119 A JPH08126119 A JP H08126119A
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JP
Japan
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electric
layer capacitor
secondary battery
double layer
electric double
Prior art date
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Pending
Application number
JP6289261A
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English (en)
Inventor
Michio Okamura
廸夫 岡村
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.)
OKAMURA KENKYUSHO KK
Elna Co Ltd
Okamura Laboratory Inc
Original Assignee
OKAMURA KENKYUSHO KK
Elna Co Ltd
Okamura Laboratory Inc
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Publication date
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Publication of JPH08126119A publication Critical patent/JPH08126119A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力源に二次電池を使用して、エネルギー効
率が高く走行性能の優れた電気自動車を提供する。 【構成】 二次電池10と大容量の電気二重層コンデン
サ20との間に定電流出力型のスイッチングレギュレー
タ30を介在させて、二次電池10により電気二重層コ
ンデンサ20効率よく充電し、その電力で走行用電動機
50を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車に関し、さら
に詳しく言えば、二次電池と電気二重層コンデンサとを
動力源とした電気自動車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、特開平4−112631号公報
には、二次電池と電気二重層コンデンサとを並列に接続
し、瞬時の大電流放電時に二次電池の放電電流の立ち上
がりまでを電気二重層コンデンサの瞬時大電流放電で補
うようにした電源装置が提案されている。
【0003】また、特開平6−54553号公報には、
二次電池と電気二重層コンデンサとを直列に接続すると
ともに、電気二重層コンデンサに対して並列に二次電池
からの放電電流を流すことができる方向にダイオードを
接続してなる電源装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの電源装置は、
電気自動車などの動力源として用いられることを意図し
たものであるが、そのいずれにも次のような問題があ
る。すなわち、前者の電源装置において、二次電池は放
電しても電圧があまり下がらない定電圧デバイスである
のに対して、電気二重層コンデンサは、その静電容量を
有効に使おうとすると、同コンデンサの電圧は最大電圧
からゼロまでの広範囲に変化するため、両者に蓄積され
たエネルギを効率よく取り出すことは困難である。
【0005】また、二次電池から電気二重層コンデンサ
を充電し、同コンデンサから電力を取り出すようにして
も、その充電効率に問題がある。すなわち、コンデンサ
は放電するとその端子間電圧が極端に下がり、放電しき
ったコンデンサの電圧はゼロである。その放電途中での
電圧Vと貯蔵エネルギEcの関係は静電容量をCとする
と、 Ec=C×V/2 で表される。つまり、コンデンサは電池と異なり定電圧
デバイスではない。したがって、コンデンサを電池にて
充電すると、そこに流れる電流の積分値Qと電圧Vの積
は電力Epとなって、 Ep=Q×V=C×V となる。この結果、両者の比から充電効率Ec/Epを
求めると、たかだか50%程度の充電効率しか得られな
い。
【0006】他方、後者の電源装置では、回生制動時の
エネルギが電気二重層コンデンサと二次電池の直列回路
に充電され、同コンデンサの充電後の負荷への給電は、
まず同コンデンサと二次電池の直列回路からの放電によ
り行なわれ、同コンデンサの電荷が放電されつくすと、
ダイオードを介して二次電池からの放電によって行なわ
れるのであるが、ここで問題なのは、電気二重層コンデ
ンサへの大きな充電電流もしくは放電電流が同コンデン
サだけでなく、それに直列に接続されている二次電池に
も流れてしまい、二次電池の内部抵抗による損失が大き
くなってしまうことである。
【0007】本発明はこれら従来の欠点を解決するため
になされたもので、その目的は、動力源として二次電池
を使用してエネルギー効率が高く、走行性能の優れた、
さらには回生制動時のエネルギをも効率よく回収し得る
ようにした、全体としてエネルギーの利用効率が高い電
気自動車を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、二次電池と、大容量の電気二重層コンデ
ンサと、電流出力型のスイッチングレギュレータと、走
行車輪駆動用の電動機とを備え、上記二次電池により上
記スイッチングレギュレータを介して上記電気二重層コ
ンデンサを充電し、同電気二重層コンデンサから供給さ
れる電力で上記電動機を駆動することを特徴としてい
る。
【0009】電気二重層コンデンサには、二次電池など
に比べて充放電によって劣化することがなく、内部抵抗
が小さいという長所がある。
【0010】この場合、上記電気二重層コンデンサに
は、内部抵抗が小さく、出力密度の大きな電気二重層コ
ンデンサが用いられ、また、上記二次電池は、鉛電池な
どに比べて比較的充電時間が短く、エネルギー密度が大
きいリチウムイオン電池とするのが好ましい。
【0011】また、二次電池に電極活性物質を入れ替え
て満充電状態とする二次電池、例えばレドックスフロー
型電池やアルミニウム空気電池を採用すれば、充電する
のに要する時間停車しなくても良いことになる。
【0012】
【作用】上記構成によると、二次電池の出力電力が電流
出力型のスイッチングレギュレータを介して大容量の電
気二重層コンデンサに短時間で効率よく充電される。そ
して、同電気二重層コンデンサの充電電力により走行車
輪駆動用の電動機が駆動される。
【0013】なお、鉛電池に比較してエネルギ密度が6
倍あるリチウムイオン電池60kWh分を当該電気自動
車に搭載した場合、鉛電池約20kWh分と比較して重
量は1/2、体積については70%で済むことになる。
【0014】しかも、リチウムイオン電池はパルス充電
法などにより1時間程度で定格電圧一杯まで急速充電が
可能であり、また、実用時には小刻みに充電して、その
ときまでの消費分だけ、例えば定格電圧の1/3程度の
浅い充電を繰り返すことにより、充電時間が短く約20
分で済むばかりでなく、そのサイクル寿命を80%あた
りまでの深い充放電を繰り返す場合に比べて大幅に延ば
すことが可能となる。
【0015】また、内部抵抗の小さな電気二重層コンデ
ンサからの電力で電動機を駆動するので、一時的に高出
力を出して良好な加速性を得ることができる。
【0016】
【実施例】図1には、本発明による電気自動車の一実施
例にかかる駆動手段の概略的な模式図が示されている。
これによると、この電気自動車は、二次電池10と、大
容量の電気二重層コンデンサ20とを備えている。Rは
同電気二重層コンデンサ20の内部抵抗である。二次電
池10と電気二重層コンデンサ20との間には、電流出
力型のスイッチングレギュレータ30が接続されてお
り、また、電気二重層コンデンサ20の両端には、出力
コンバータ40を介して図示しない走行車輪を駆動する
電動機50が接続されている。なお、T1,T2は二次
電池10の充電端子である。
【0017】この場合、二次電池10は、リチウムイオ
ン電池とするのが好ましく、リチウムイオン電池とすれ
ば、60kWh分のリチウムイオン電池は、鉛電池の約
20kWh分に比較して重量では1/2、体積換算では
70%程度で済むことになる。
【0018】電気二重層コンデンサ20には、高出力密
度型ではあるが内部抵抗を極端に低下させず、その代わ
りにエネルギ密度を重視した、好ましくは中程度の出力
密度を備えたものが用いられる。
【0019】スイッチングレギュレータ30は、二次電
池10よりの出力電流を受けて、その定電流出力にて大
容量の電気二重層コンデンサ20を充電し、同電気二重
層コンデンサ20を設定電圧に保つように動作する。な
お、このスイッチングレギュレータ30は降圧型、昇圧
型などの公知のスイッチングレギュレータであってよ
い。
【0020】また、出力コンバータ40には、好ましく
は本発明者が先に特願平5−225207号に提案した
双方向型のものを用い、回生制動時に生ずる余剰電力を
電気二重層コンデンサ20で吸収し得るようにするのが
好ましい。
【0021】このように、本発明では二次電池10より
電力を得、その電力をスイッチングレギュレータ30を
介して大容量の電気二重層コンデンサ20に充電し、そ
の充電電力を負荷である走行車輪駆動用電動機50に供
給するのであるが、その電動機50の定格をこれまでに
製作された車両総重量1000kgの実例に照して例え
ば20kWとすると、電気二重層コンデンサ20の容量
は、仮にその出力を10分間維持できるように選べば
3.3kWhとなる。
【0022】二次電池10の容量は、巡航時の平均消費
電力をまかなえればよく、20kWの電動機を30%の
出力で3時間走行可能な電力量は約20kWh必要であ
るため、諸損失を考慮するとおよそ25kWhの実効容
量(実際に出力し得る容量)あればよい。本発明による
使用状態では、尖頭負荷をすべて電気二重層コンデンサ
が負担しているので、特にエネルギー密度は高いが出力
密度の低いナトリウム硫黄電池やリチウムイオン電池に
は有利で、リチウムイオン電池によれば鉛電池に比べて
重量で30%、体積で50%程度で済むことになる。
【0023】なお、参考までに欧米における車の走行パ
ターンの研究によると、そのほとんどが平均馬力以上の
加速時間は3分間程度を前提としている。これによれ
ば、上記の試算に比べて大容量の電気二重層コンデンサ
20の容量は約1/3の1kWhで足りることになる。
この場合、電気二重層コンデンサ20の体積と重量は例
えば約40リットル、約50kgとなり、現在のガソリ
ンタンク程度の容積に収まることになる。
【0024】また、欧米における車の走行パターンにし
たがえば、上記の場合電気二重層コンデンサ20から供
給する尖頭出力電力は電動機50の定格一杯の20k
W、3分間であるが、本発明によれば、電気二重層コン
デンサ20の尖頭出力電力をその3倍位に設計すること
が容易であるため、例えば1分間60kWの電力を電動
機50に供給して、急加速や低速での脱出トルク(重負
荷で停止した状態から動き出すに必要な力)を得ること
ができる。
【0025】なお、電気二重層コンデンサ20の静電容
量に余裕を持たせて、充電電圧をその定格電圧よりも若
干低く設定しておくことにより、回生制動時に発生する
電力を同電気二重層コンデンサ20に二次電池に比べて
効率よく回収することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が奏される。すなわち、二次電池により
スイッチングレギュレータを介して大容量の電気二重層
コンデンサに充電し、同電気二重層コンデンサから供給
される電力で電動機を駆動するようにした請求項1に記
載の発明によれば、定電圧デバイスとしての二次電池に
より電気二重層コンデンサを効率よく充電することが可
能となり、全体としてエネルギの有効利用を図ることが
できる。
【0027】電気二重層コンデンサの内部抵抗は二次電
池などに比べて顕著に小さいが、上記電気二重層コンデ
ンサを内部抵抗がさらに小さく、出力密度の大きな電気
二重層コンデンサとした請求項2に記載の発明によれ
ば、加速時などの尖頭負荷時に対応して瞬時に大電流を
供給することができる。
【0028】さらに、上記二次電池としてリチウムイオ
ン電池を用いるようにした請求項3に記載の発明によれ
ば、比較的短時間で充電が行なえるばかりでなく、鉛電
池に比べて重量では約70%の軽量化が図られ、また、
体積についても約50%程度に小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による電気自動車の一実施例にかかる
駆動手段の概略的な模式図。
【符号の説明】
10 二次電池 20 電気二重層コンデンサ 30 スイッチングレギュレータ 40 出力コンバータ 50 電動機 R 電気二重層コンデンサの内部抵抗

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池と、大容量の電気二重層コンデ
    ンサと、電流出力型のスイッチングレギュレータと、走
    行車輪駆動用の電動機とを備え、上記二次電池により上
    記スイッチングレギュレータを介して上記電気二重層コ
    ンデンサを充電し、同電気二重層コンデンサから供給さ
    れる電力で上記電動機を駆動することを特徴とする電気
    自動車。
  2. 【請求項2】 上記電気二重層コンデンサは、内部抵抗
    が小さく、出力密度の大きな電気二重層コンデンサであ
    る請求項1に記載の電気自動車。
  3. 【請求項3】 上記二次電池がリチウムイオン電池であ
    る請求項1または2に記載の電気自動車。
  4. 【請求項4】 上記二次電池が電極活性物質を入れ替え
    て満充電状態にする方式の二次電池である請求項1また
    は2に記載の電気自動車。
  5. 【請求項5】 上記電気二重層コンデンサと上記電動機
    との間に、双方向型の出力コンバータが接続されている
    請求項1〜4のいずれかに記載の電気自動車。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281609A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Masayuki Hattori 複合2次電池回路および回生制御システム
KR100500108B1 (ko) * 2001-09-18 2005-07-11 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 전원 회로, 상기 전원 회로를 장착한 전자 장치 및 전원회로의 제어 방법
JP2007089262A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp 車両用電源装置
JP2008168763A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Daido Signal Co Ltd モータ駆動の信号保安装置
US7439631B2 (en) 2002-01-17 2008-10-21 Komatsu Ltd. Hybrid power supply system
WO2014125737A1 (ja) * 2013-02-18 2014-08-21 日産自動車株式会社 電池制御装置および電力供給制御方法
CN104859464A (zh) * 2015-05-25 2015-08-26 海博瑞恩电子科技无锡有限公司 一种电动车功率补偿和能量回收方法及装置
CN106515467A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 中车株洲电力机车有限公司 车辆、铝空气电池与超级电容的能源装置及其控制方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002281609A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Masayuki Hattori 複合2次電池回路および回生制御システム
KR100500108B1 (ko) * 2001-09-18 2005-07-11 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 전원 회로, 상기 전원 회로를 장착한 전자 장치 및 전원회로의 제어 방법
US7439631B2 (en) 2002-01-17 2008-10-21 Komatsu Ltd. Hybrid power supply system
JP2007089262A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp 車両用電源装置
JP4682766B2 (ja) * 2005-09-20 2011-05-11 トヨタ自動車株式会社 車両用電源装置
JP2008168763A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Daido Signal Co Ltd モータ駆動の信号保安装置
WO2014125737A1 (ja) * 2013-02-18 2014-08-21 日産自動車株式会社 電池制御装置および電力供給制御方法
JP5928650B2 (ja) * 2013-02-18 2016-06-01 日産自動車株式会社 電池制御装置および電力供給制御方法
CN104859464A (zh) * 2015-05-25 2015-08-26 海博瑞恩电子科技无锡有限公司 一种电动车功率补偿和能量回收方法及装置
CN106515467A (zh) * 2016-11-22 2017-03-22 中车株洲电力机车有限公司 车辆、铝空气电池与超级电容的能源装置及其控制方法
CN106515467B (zh) * 2016-11-22 2019-05-03 中车株洲电力机车有限公司 用于车辆的铝空气电池与超级电容的能源装置的控制方法

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030319