JPH0951632A - 急速充電方法及びその装置 - Google Patents

急速充電方法及びその装置

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JPH0951632A
JPH0951632A JP8130401A JP13040196A JPH0951632A JP H0951632 A JPH0951632 A JP H0951632A JP 8130401 A JP8130401 A JP 8130401A JP 13040196 A JP13040196 A JP 13040196A JP H0951632 A JPH0951632 A JP H0951632A
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JP
Japan
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voltage
charging
storage element
capacity storage
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Application number
JP8130401A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Adachi
康弘 安達
Satoru Inakagata
悟 田舎片
Yoichi Ise
陽一 伊勢
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】充電電流停止後の充電電圧の低下を小さくする
ことができ且つ充電時間を短くすることができる急速充
電方法及びその装置を提供するにある。 【解決手段】タイマ３により充電開始から予め設定され
た時間経過をカウントし、予め定めた時間経過毎に電流
制御部２に信号を出力し、電流制御部２はこの信号を受
けると、予め設定してある充電電流値となるように電流
源１に制御信号を出力する。電流源１はこの制御信号に
基づいて大容量蓄電素子Ｃ0 を充電する充電電流の大き
さを制御して出力する充電電流を段階的或いは連続的に
降下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ、ポリアセン二次電池等の化学的な反応を伴わずに
電荷を蓄電でき、且つその電荷を放電することができる
大容量蓄電素子を急速充電するための急速充電方法及び
その装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電源として用いられているＮｉ−Ｃｄ電
池等の二次電池は、電気二重層コンデンサやポリアセン
二次電池のような化学的な反応を伴わずに電荷を蓄電で
き、且つその電荷を放電することができる大容量蓄電素
子と比較して小さな充電電流しか流すことができないこ
とに加え、内部抵抗が小さいため充電時の電圧降下が小
さく、そのため充電電流を停止した後の端子電圧の低下
は特に問題にならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た大容量蓄電素子を用い、大電流で充電をすると、「内
部抵抗×充電電流」の電圧降下分が充電電圧に加わるた
め、実質的に「充電可能な最大電圧−電圧降下」の充電
電圧までしか得られない。そのため充電電流を停止した
後、上記大容量蓄電素子の場合両端電圧が大きく低下し
てしまい、充電が不充分となる問題があった。また予め
電圧降下分を考慮して過充電することは、物理的特性上
Ｎｉ−Ｃｄ電池等の二次電池に比べて破壊等の危険性が
大きい。そのためこれらの影響が小さくなるように充電
電流を小さく抑える必要があるが、充電時間が長くなる
という問題があった。
【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みて為された
もので、その目的とするところは、上記の大容量蓄電素
子を用い、充電電流停止後の充電電圧の低下を小さくす
ることができ且つ充電時間を短くすることができる急速
充電方法及びその装置に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、化学的な反応を伴わずに電荷を
蓄電し、且つ該電荷を放電する大容量蓄電素子を、充電
電流を段階的若しくは連続的に降下させて充電すること
を特徴とし、上記大容量蓄電素子の内部抵抗による電圧
降下の影響を小さくすることができるとともに、上記大
容量蓄電素子の充電時間を短くする、つまり急速充電す
ることができる。
【０００６】請求項２の発明では、接触若しくは非接触
で充電電流を上記大容量蓄電素子に供給する充電手段を
備えるとともに、充電電流を段階的若しくは連続的に降
下させるように上記充電手段を制御する上記制御手段を
備えたことを特徴とし、上記大容量蓄電素子の内部抵抗
による電圧降下の影響を受けることなく、上記大容量蓄
電素子を短時間で充電できる急速充電装置が実現可能と
なる。
【０００７】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記大容量蓄電素子の両端電圧を検知する検知手
段を備え、上記制御手段は上記検知手段で検知した電圧
に基づいて上記充電手段を制御することを特徴とし、上
記大容量蓄電素子の充電状態に応じた適切な充電が可能
となる。請求項４の発明では、請求項２の発明におい
て、上記制御手段は、上記検知手段の検知電圧に基づい
て上記大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧まで充電し
た後、充電電流を段階的に所定時間経過毎に或いは充電
電流を段階的に検知電圧に基づいて降下させるように上
記充電手段を制御することを特徴とし、上記大容量蓄電
素子を破壊することなく、且つ上記大容量蓄電素子の内
部抵抗による電圧降下の影響を受けることなく急速充電
が行える。
【０００８】請求項５の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記制御手段は、上記検知手段の検知電圧に基づ
いて大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧まで可能な限
り大きな電流で充電し、最大電圧に達した後にその最大
電圧を保持しながら充電電流を連続的に降下させるよう
に上記充電手段を制御することを特徴とし、上記大容量
蓄電素子を破壊することなく、且つ上記大容量蓄電素子
の内部抵抗による電圧降下の影響を受けることなく急速
充電が行える。
【０００９】請求項６の発明では、請求項２の発明にお
いて、上記制御手段は、時間経過に基づいて充電電流を
降下させるように上記充電手段を制御することを特徴と
し、上記大容量蓄電素子の両端電圧を検知する手段を設
けることなく充電電流の制御ができる。請求項７の発明
では、請求項３の発明において、上記検知手段で検知し
た上記大容量蓄電素子の両端電圧の検知情報を持つ信号
を上記充電手段の二次出力波形に重畳して上記充電手段
の一次側の上記制御手段へ伝達する手段を備えたことを
特徴とし、検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の検
知情報を上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達す
る信号経路を特別に設ける必要がなく、充電電流を非接
触で上記充電手段の一次側から二次側へ供給する場合に
特に有効となる。
【００１０】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、上記検知情報は検知した上記大容量蓄電素子の両
端電圧が充電可能な最大電圧に達したか、それより低い
かを示す情報であるから、充電可能な最大電圧まで可能
な限り大きな電流で充電した後、充電電流を降下させる
充電ができ、上記制御手段側では充電可能な最大電圧に
達したか否かで充電電流の出力制御を行えばよいため、
制御が容易となる。
【００１１】請求項９の発明では、請求項７の発明にお
いて、上記検知情報を上記大容量蓄電素子の両端電圧と
し、該両端電圧情報をパルス信号列のパターンや、パル
ス信号数、或いは周波数信号の組み合わせにより符号化
して該符号信号を上記充電手段の二次出力波形に重畳す
ることを特徴とし、容易に上記大容量蓄電素子の両端電
圧情報を上記充電手段の一次側へ伝達することができ
る。
【００１２】請求項１０の発明では、請求項３の発明に
おいて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の
両端電圧の検知情報を持つ信号を、光を信号媒体として
上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達することを
特徴とし、検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の検
知情報を上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達す
る信号経路を特別に設ける必要がなく、充電電流を非接
触で上記充電手段の一次側から二次側へ供給する場合に
特に有効となる。
【００１３】請求項１１の発明では、請求項３の発明に
おいて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の
両端電圧の検知情報を持つ信号を、磁力を信号媒体とし
て上記充電手段の一次側に伝達し、上記充電手段の一次
側にはこの磁力で動作するリードスイッチを備え、リー
ドスイッチのオンオフにより情報伝達を行うことを特徴
とし、検知した二重層コンデンサの両端電圧の検知情報
を一次側の上記制御手段へ伝達する信号経路を特別に設
ける必要がなく、充電電流を非接触で上記充電手段の一
次側から二次側へ供給する場合に特に有効となる。
【００１４】請求項１２の発明では、請求項３の発明に
おいて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の
両端電圧の検知情報を持つ信号を、電波を信号媒体とし
て上記充電手段の一次側の上記制御手段に伝達すること
を特徴とし、検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の
検知情報を上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達
する信号経路を特別に設ける必要がなく、充電電流を非
接触で上記充電手段の一次側から二次側へ供給する場合
に特に有効となる。
【００１５】請求項１３の発明では、請求項３の発明に
おいて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の
両端電圧の検知情報を持つ信号を上記充電手段の一次側
に設けた機械的スイッチの駆動手段の駆動信号に変換
し、上記機械的スイッチのオン、オフにより情報伝達を
行うことを特徴とし、上記駆動手段と上記機械的スイッ
チが分離結合される構成を用いるだけで、検知した二重
層コンデンサの両端電圧の検知情報を上記充電手段の一
次側の上記制御手段へ伝達する信号経路を特別に設ける
必要がなく、充電電流を非接触で上記充電手段の一次側
から二次側へ供給する場合に特に有効となる。
【００１６】請求項１４の発明では、請求項１の発明に
おいて、また請求項１５の発明では請求項２乃至請求項
１３の発明において、大容量蓄電池素子として電気二重
層コンデンサを用いたことを特徴とし、装置本体の小型
化、軽量化が図れる。請求項１６の発明では、請求項１
の発明において、また請求項１７の発明では、請求項２
乃至請求項１３の発明において、大容量蓄電池素子とし
てポリアセン二次電池を用いたことを特徴とし、装置本
体の小型化、軽量化が図れ、特に同じ大きさであれば電
気二重層コンデンサに比べて容量が大きいポリアセン二
次電池を用いるので、一層の装置の小型化が可能であ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 （実施形態１）図１は請求項１の発明の方法による充電
装置の基本的な本実施形態を示ており、この図示装置で
は、電流源１と、この電流源１の出力電流、つまり充電
電流を制御する電流制御部２と、充電電流の制御タイミ
ングを設定するタイマ３とで構成され、電流源１には化
学的な反応を伴わずに電荷を蓄電し、且つ該電荷を放電
する大容量蓄電素子Ｃ0 を接続してある。ここで大容量
蓄電素子Ｃ0 として電気二重コンデンサ若しくはポリア
セン二次電池が用いられ、また電気二重コンデンサとポ
リアセン二次電池は略同等であるため使用回路は構成的
には同じものが使用でき、そのため本実施形態と以下に
述べる実施形態２乃至８においても大容量蓄電素子Ｃ0
と称するが、実際的には電気二重コンデンサ又はポリア
セン二次電池の何れかを用いる。また図面では大容量蓄
電素子Ｃ0 のシンボルとしてコンデンサのシンボルを使
用しているが、ポリアセン二次電池の場合も含むものと
する。勿論大容量蓄電素子Ｃ0 として電気二重コンデン
サ若しくはポリアセン二次電池と同様に化学的な反応を
伴わずに電荷を蓄電し、且つ該電荷を放電することがで
きる大容量の蓄電池素子を用いても良い。
【００１８】尚図１は等価回路的に表現しており、電流
源１と大容量蓄電素子Ｃ0 との間には回路抵抗Ｒと大容
量蓄電素子Ｃ0 の内部抵抗ｒとの直列回路が挿入される
形となる。ここで大容量蓄電素子Ｃ0 を比較的大きな一
定電流Ｉで両端電圧Ｖまで充電したとき、内部抵抗ｒに
よりＶｒ＝Ｉ・ｒの電圧降下を生じるため、実質的な充
電電圧はＶｃ＝Ｖ−Ｖｒとなり、充電量が不十分となっ
てしまうという問題がある。つまり大容量蓄電素子Ｃ0
はＮｉ−Ｃｄ電池等の化学的変化を伴う二次電池と比較
して大きな充電電流を流すことができるが、内部抵抗ｒ
が高いため、大きな充電電流で充電後、電流を停止させ
ると、充電電圧が内部抵抗ｒで発生する電圧降下分だけ
Ｎｉ−Ｃｄ電池等の二次電池と比較して大きく低下す
る。
【００１９】また比較的小さな一定電流Ｉで充電する
と、内部抵抗ｒによる電圧降下Ｖｒを小さくすることが
でき、充電時間が長くなってしまうという問題がある。
更にまた大容量蓄電素子Ｃ0 では充電可能な電圧が厳守
されている場合が多く、Ｎｉ−Ｃｄ電池等の二次電池と
比較してその上限を越えて充電すると、寿命が短くな
り、破壊に至る危険性が大きい。そのため予め電圧降下
分を考慮して充電電圧の設定を高くすることができない
という問題もあった。
【００２０】本実施形態では図２に示すように充電開始
から所定時間ｔ1 、ｔ2 …経過毎に充電電流Ｉの大きさ
を切り換えて段階的にＩ1 ，Ｉ2 …というように充電電
流Ｉを小さくするようにしたものである。つまり、図１
に示す実施形態装置では、タイマ３により充電開始から
予め設定された時間経過をカウントし、予め定めた時間
経過毎に電流制御部２に信号を出力し、電流制御部２は
この信号を受けると、予め設定してある充電電流値とな
るように電流源１に制御信号を出力する。電流源１はこ
の制御信号に基づいて出力する充電電流Ｉの大きさを制
御するのである。
【００２１】このようにして電流源１は出力する充電電
流を段階的に降下させて、最終的には例えばＩ4 の大き
さの充電電流Ｉを継続して出力する。このようにして本
実施形態では最終的な内部抵抗による電圧降下Ｖｒ＝Ｉ
4 ・ｒを小さくすることができ、またＩ4 の一定電流で
充電する場合に比べて充電時間を短くすることができる
のである。
【００２２】つまり本実施形態では電流Ｉk による充電
を、両端電圧Ｖが大容量蓄電素子Ｃ 0 の耐圧の上限電圧
に達するまでの時間ｔk まで行い、その後Ｉk+1 に充電
電流Ｉを降下させるように制御することにより、充電時
間を短くすることができるものである。勿論、電流の降
下量Ｉk −Ｉk+1 が小さい程、全体の充電時間が短くな
るのが当然である。また電流Ｉ1 として可能な限り最大
の電流値を設定することにより、充電時間は当然短縮さ
れる。
【００２３】（実施形態２）上記実施形態１では充電電
流Ｉを段階的に降下させているが、本実施形態の方法で
は図３に示すように連続的に充電電流Ｉを低下させるも
のである。つまり、上記実施形態１におけるＩk −Ｉ
k+1 を限りなく０に近づけた場合に相当する。従って断
続的に降下させる方法の中で、充電時間を最短となるよ
うに設定した方法と言える。本実施形態の場合もＩ0 と
して可能な限り最大の電流値を設定し、大容量蓄電素子
Ｃ0 の両端電圧Ｖが大容量蓄電素子Ｃ0 の耐圧可能な電
圧に達した後、その電圧値を保持するように連続的に充
電電流Ｉを降下させるとき、充電時間を最短にすること
ができる。
【００２４】本実施形態における装置として、図１に示
すタイマ３を用いて時間の経過に基づいて充電電流Ｉを
降下させる回路構成が用いることができる。つまりＩ0
で充電する時間ｔ0 をタイマ３で設定し、その後Ｉk −
Ｉk+1 を限りなく０に近づける形でタイマ３の出力に基
づいて充電電流Ｉを順次切り換えることにより連続的に
充電電流Ｉを降下させることができる。
【００２５】（実施形態３）上記の実施形態１又は実施
形態２のようにタイマ３を用いる場合には、予め設定さ
れた充電電流Ｉ、充電時間に従って充電制御を行うこと
ができるため、大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧Ｖの検知
は不要であるが、電源変動により大容量蓄電素子Ｃ0 の
両端電圧Ｖが変動してしまうという問題がある。そこで
充電電流Ｉを段階的或いは連続的に降下させる制御を行
うために図４に示すように大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電
圧Ｖを電圧検知部４で検知し、その検知信号を電流制御
部２へ送り、電流制御部２はその検知された電圧レベル
に応じて電流源１から出力される充電電流Ｉを図２又は
図３のように段階的又は連続的に制御する。
【００２６】このように電圧検知によれば、電源変動に
より大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧Ｖが変動する場合に
も充電電流制御が確実に行える。 （実施形態４）本実施形態は、大容量蓄電素子Ｃ0 の電
圧検知を行って充電電流Ｉを段階的又は連続的に制御す
るもので、図５に示すように大容量蓄電素子Ｃ0 を充電
する充電器に直流を高周波に変換するインバータ部１１
と、その変換された高周波を大容量蓄電素子Ｃ0 を充電
するための直流に変換する充電回路１０とで構成され、
インバータ部１１の出力トランスＴの一次巻線Ｌ1 と、
二次巻線Ｌ2 とを構造的に分離し、充電時に両巻線
Ｌ1 ，Ｌ2 を近接配置することにより磁気的に結合して
出力トランスとして機能させることができるようになっ
ている。
【００２７】インバータ部１１は図６に示すように一次
側に商用交流電源ＡＣを全波整流する全波整流器１２
と、この全波整流器１２の出力を高周波変換するための
インバータ回路１３と、二次側充電電圧検知回路１４と
で構成され、インバータ部１１は全波整流器１２の出力
端子間に上記出力トランスＴの一次巻線Ｌ1 とスイッチ
ング素子１６と抵抗Ｒ1 の直列回路を接続し、一次巻線
Ｌ1 には帰還巻線Ｌ3 が磁気的に結合され、その帰還巻
線Ｌ3 の出力を帰還制御回路１５に入力している。帰還
制御回路１５は帰還巻線Ｌ3 の出力と二次側充電電圧検
知回路１４を通じて取り込む大容量蓄電素子Ｃ0 の両端
電圧に基づいてスイッチング素子１６のオンオフのタイ
ミングを決めて駆動信号をスイッチング素子１６に与
え、出力電流を制御するようになっている。
【００２８】二次側は上記一次巻線Ｌ1 に磁気的に結合
されることにより、二次出力を発生する二次巻線Ｌ
2 と、この二次巻線Ｌ2 の高周波出力を整流して大容量
蓄電素子Ｃ0 を充電する充電回路２０と、大容量蓄電素
子Ｃ0 の両端電圧Ｖを検知する電圧検知回路２１と、こ
の電圧検知回路２１の検知情報を一次側に設けた二次側
充電電圧検知回路１４へ送る検知電圧送出回路２２とで
構成される。
【００２９】本実施形態では、検知電圧送出回路２２
は、二次巻線Ｌ2 に発生する電圧波形に、検知電圧情報
を持たせた信号を重畳させて一次側へ送り、一次側では
この検知電圧情報を持たせた信号を二次側充電電圧検知
回路１４で識別して大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧を検知
し、この検知信号を帰還制御回路１５へ出力するように
なっている。
【００３０】ここで検知電圧送出回路２２は電圧検知回
路２１の検出する電圧が大容量蓄電素子Ｃ0 の充電可能
な最大電圧（耐圧）に達したことを示す信号と、大容量
蓄電素子Ｃ0 の電圧が充電可能な最大電圧より低いこと
を示す信号とを夫々異なる信号波形ａ，ｂで形成し、図
７（ａ）に示す二次巻線Ｌ2 に発生する電圧波形に図７
（ｂ）、図７（ｃ）に示すように夫々重畳させるのであ
る。
【００３１】二次側充電電圧検知回路１４は、この信号
波形を識別することにより大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧が
充電可能な最大電圧に達しているか否かが検知でき、こ
の検知結果を示す検知情報信号を帰還制御回路１５へ送
る。帰還制御回路１５はこの検知情報信号に基づいて、
充電可能な最大電圧に達するまでの間は可能な限り大き
な充電電流Ｉが得られるようにインバータ部１１のスイ
ッチング素子１６のオンオフのタイミングを制御し、最
大電圧に達したことを示す信号を受けると充電電流値を
図３に示すように連続的に降下させるようにスイッチン
グ素子１６のオンオフのタイミングを制御する。このよ
うに本実施形態ではインバータ部１１のスイッチング素
子１６のオンオフのタイミングを大容量蓄電素子Ｃ0 の
両端電圧に対応して決定することにより大容量蓄電素子
Ｃ0 を充電する充電電流Ｉを制御し、大容量蓄電素子Ｃ
0 を破壊することなく、急速に充電することができるの
である。
【００３２】尚上記実施形態では大容量蓄電素子Ｃ0 の
両端電圧が充電可能な充電電圧に達しているか、充電可
能な電圧より低いかを電圧検知回路２１の検知信号から
検知電圧送出回路２２が検知してその検知結果に対応し
た波形の信号を二次巻線Ｌ2に発生する電圧波形に重畳
させるようにしたが、電圧検知回路２１で検知した電圧
情報をそのまま図８（ａ）或いは（ｂ）に示すようにパ
ルス信号列のパターンに符号化して或いは周波数信号の
組み合わせパターンよりなる符号化信号に変換して、こ
の変換した信号を上記と同様に二次巻線Ｌ2 より発生す
る電圧波形に重畳して一次側へ送るようにしてもよい。
【００３３】この場合重畳する検知情報信号は二次側充
電電圧検知回路１４で復号され、復号された電圧情報は
帰還制御回路１５へ伝えられる。帰還制御回路１５は電
圧情報たる大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧Ｖに応じてス
イッチング素子１６のオンオフのタイミングを決定し
て、図３（或いは図２）に示すように充電電流Ｉを制御
するのである。
【００３４】（実施形態５）上記実施形態４では一次側
で検知された大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧情報の信号を、
二次巻線Ｌ2 に発生する電圧波形に重畳させることによ
り一次側へ伝えるようになっているが、本実施形態で
は、図９に示すように光信号送信回路で検知電圧送出回
路２２を構成し、電圧検知回路２１で検知された大容量
蓄電素子Ｃ0 の両端電圧の情報を光信号に変換して、光
信号により一次側へ伝えるようにしてある。勿論一次側
に設けられる二次側充電電圧検知回路１４はこの光信号
を受光して復調する光信号受信回路より構成され、二次
側充電電圧検知回路１４で復調された電圧情報を受け取
った帰還制御回路１５は電圧情報たる大容量蓄電素子Ｃ
0の両端電圧に応じてスイッチング素子１６のオンオフ
のタイミングを決定して実施形態４と同様に充電電流Ｉ
を制御する。
【００３５】尚大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧情報の伝達手
段が実施形態４と異なるが、その他の構成は実施形態４
と同様であるため、該構成の説明はここでは省略する。
また実施形態４と同様に大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧が充
電可能な電圧（耐圧）に達したか、それよりも低いかを
示す信号を光信号で伝送するようにしても良い。 （実施形態６）本実施形態では、図１０に示すように磁
心にコイルを巻回した磁力発生手段２２Ａと励磁回路２
２Ｂとで検知電圧送出回路２２を構成し、電圧検知回路
２１で検知された大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧の情報
を磁力の変化による信号にて一次側へ伝えるようにして
ある。勿論一次側に設けられる二次側充電電圧検知回路
１４はこの磁力信号を受信して復調する磁力信号受信回
路より構成され、二次側充電電圧検知回路１４で復調さ
れた電圧情報を受け取った帰還制御回路１５は電圧情報
たる大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧に応じてスイッチン
グ素子１６のオンオフのタイミングを決定して実施形態
４と同様に充電電流Ｉを制御する。
【００３６】ここで二次側充電電圧検知回路１４は１個
乃至複数のリードスイッチ１４ａと、このリードスイッ
チ１４ａの動作情報より大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧情報
を識別する識別回路１４ｂとで構成される。尚電圧情報
の送受信の手段が実施形態４と異なるが、実施形態４と
同様に大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧が充電可能な電圧（耐
圧）に達したか、それよりも低いかを示す信号を磁力信
号で伝送する。
【００３７】（実施形態７）本実施形態では、図１１に
示すように電波送信回路で検知電圧送出回路２２を構成
し、電圧検知回路２１で検知された大容量蓄電素子Ｃ0
の両端電圧の情報を電波信号にて一次側へ伝えるように
してある。勿論一次側に設けられる二次側充電電圧検知
回路１４はこの電波信号を受信して復調する電波信号受
信回路より構成され、二次側充電電圧検知回路１４で復
調された電圧情報を受け取った帰還制御回路１５は電圧
情報たる大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧に応じてスイッ
チング素子１６のオンオフのタイミングを決定して実施
形態４と同様に充電電流Ｉを制御する。
【００３８】尚電圧情報の送受信の手段が実施形態４、
５、６と異なるが、その他の構成は実施形態４、５、６
と同様であるため、該構成の説明はここでは省略する。
また実施形態４と同様に大容量蓄電素子Ｃ0 の電圧が充
電可能な電圧（耐圧）に達したか、それよりも低いかを
示す信号を電波信号で伝送するようにしても良い。 （実施形態８）本実施形態は、メカニカルに大容量蓄電
素子Ｃ0 の両端電圧の情報を二次側から一次側へ伝達す
るようにしたもので、図１２に示すように電圧検知回路
２１で検知された大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧が充電
可能な最大電圧（耐圧）に達すると電磁ソレノイド３０
を励磁駆動する駆動回路３１を検知電圧送出回路２２と
して設けるとともに一次側構成に二次側構成を結合した
時に、電磁ソレノイド３０のプランジャ３１の先端と対
向するように駆動釦或いはアクチュエータが配置される
スイッチを二次側充電電圧検知回路１４として設け、上
記のように電磁ソレノイド３０が駆動されてそのプラン
ジャ３２が突出したときにスイッチからなる二次側充電
電圧検知回路１４がオン動作し、このオン動作信号が帰
還制御回路１５へ送られる。帰還制御回路１５は二次側
充電電圧検知回路１４のスイッチのオン、オフ動作信号
が、大容量蓄電素子Ｃ0 の両端電圧の検知信号となり、
オフ動作信号が入力している間、つまり充電可能な最大
電圧に達するまでの間は可能な限り大きな充電電流Ｉが
得られるようにインバータ部１１のスイッチング素子１
６のオンオフのタイミングを制御し、最大電圧に達した
ことを示すオン動作信号を受けると充電電流値を図３に
示すように連続的に降下させるようにスイッチング素子
１６のオンオフのタイミングを制御する。
【００３９】
【発明の効果】請求項１の発明は、化学的な反応を伴わ
ずに電荷を蓄電し、且つ該電荷を放電する大容量蓄電素
子を、充電電流を段階的若しくは連続的に降下させて充
電することを特徴とし、上記大容量蓄電素子の内部抵抗
による電圧降下の影響を小さくすることができるととも
に、上記大容量蓄電素子の充電時間を短くする、つまり
急速充電することができるという効果がある。
【００４０】請求項２の発明は、接触若しくは非接触で
充電電流を上記大容量蓄電素子に供給する充電手段を備
えるとともに、充電電流を段階的若しくは連続的に降下
させるように充電手段を制御する上記制御手段を備えた
ことを特徴とし、上記大容量蓄電素子の内部抵抗による
電圧降下の影響を受けることなく、上記大容量蓄電素子
を短時間で充電できる急速充電装置が実現可能となると
いう効果がある。
【００４１】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記大容量蓄電素子の両端電圧を検知する検知手段
を備え、上記制御手段は上記検知手段で検知した電圧に
基づいて上記充電手段を制御することを特徴とし、上記
大容量蓄電素子の充電状態に応じた適切な充電が可能と
なるという効果がある。請求項４の発明は、請求項２の
発明において、上記制御手段は、上記検知手段の検知電
圧に基づいて上記大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧
まで充電した後、充電電流を段階的に所定時間経過毎に
或いは充電電流を段階的に検知電圧に基づいて降下させ
るように上記充電手段を制御することを特徴とし、上記
大容量蓄電素子を破壊することなく、且つ上記大容量蓄
電素子の内部抵抗による電圧降下の影響を受けることな
く急速充電が行えるという効果がある。
【００４２】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、上記制御手段は、上記検知手段の検知電圧に基づい
て大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧まで可能な限り
大きな電流で充電し、最大電圧に達した後にその最大電
圧を保持しながら充電電流を連続的に降下させるように
上記充電手段を制御することを特徴とし、上記大容量蓄
電素子を破壊することなく、且つ上記大容量蓄電素子の
内部抵抗による電圧降下の影響を受けることなく急速充
電が行えるという効果がある。
【００４３】請求項６の発明は、請求項２の発明におい
て、上記制御手段は、時間経過に基づいて充電電流を降
下させるように上記充電手段を制御することを特徴と
し、上記大容量蓄電素子の両端電圧を検知する手段を設
けることなく充電電流の制御ができるという効果があ
る。請求項７の発明は、請求項３の発明において、上記
検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の検
知情報を持つ信号を上記充電手段の二次出力波形に重畳
して上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達する手
段を備えたことを特徴とし、検知した上記大容量蓄電素
子の両端電圧の検知情報を上記充電手段の一次側の上記
制御手段へ伝達する信号経路を特別に設ける必要がな
く、充電電流を非接触で上記充電手段の一次側から二次
側へ供給する場合に特に有効となるという効果がある。
【００４４】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、上記検知情報は検知した上記大容量蓄電素子の両端
電圧が充電可能な最大電圧に達したか、それより低いか
を示す情報であるから、充電可能な最大電圧まで可能な
限り大きな電流で充電した後、充電電流を降下させる充
電ができ、上記制御手段側では充電可能な最大電圧に達
したか否かで充電電流の出力制御を行えばよいため、制
御が容易となるという効果がある。
【００４５】請求項９の発明は、請求項７の発明におい
て、上記検知情報を上記大容量蓄電素子の両端電圧と
し、該両端電圧情報をパルス信号列のパターンや、パル
ス信号数、或いは周波数信号の組み合わせにより符号化
して該符号信号を上記充電手段の二次出力波形に重畳す
ることを特徴とし、容易に上記大容量蓄電素子の両端電
圧情報を上記充電手段の一次側へ伝達することができる
という効果がある。
【００４６】請求項１０の発明は、請求項３の発明にお
いて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の両
端電圧の検知情報を持つ信号を、光を信号媒体として上
記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達することを特
徴とし、検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の検知
情報を上記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達する
信号経路を特別に設ける必要がなく、充電電流を非接触
で上記充電手段の一次側から二次側へ供給する場合に特
に有効となるという効果がある。
【００４７】請求項１１の発明は、請求項３の発明にお
いて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の両
端電圧の検知情報を持つ信号を、磁力を信号媒体として
上記充電手段の一次側に伝達し、上記充電手段の一次側
にはこの磁力で動作するリードスイッチを備え、リード
スイッチのオンオフにより情報伝達を行うので、検知し
た二重層コンデンサの両端電圧の検知情報を一次側の上
記制御手段へ伝達する信号経路を特別に設ける必要がな
く、充電電流を非接触で上記充電手段の一次側から二次
側へ供給する場合に特に有効となるという効果がある。
【００４８】請求項１２の発明は、請求項３の発明にお
いて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の両
端電圧の検知情報を持つ信号を、電波を信号媒体として
上記充電手段の一次側の上記制御手段に伝達するので、
検知した上記大容量蓄電素子の両端電圧の検知情報を上
記充電手段の一次側の上記制御手段へ伝達する信号経路
を特別に設ける必要がなく、充電電流を非接触で上記充
電手段の一次側から二次側へ供給する場合に特に有効と
なるという効果がある。
【００４９】請求項１３の発明は、請求項３の発明にお
いて、上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素子の両
端電圧の検知情報を持つ信号を上記充電手段の一次側に
設けた機械的スイッチの駆動手段の駆動信号に変換し、
上記機械的スイッチのオン、オフにより情報伝達を行う
ので、上記駆動手段と上記機械的スイッチが分離結合さ
れる構成を用いるだけで、検知した二重層コンデンサの
両端電圧の検知情報を上記充電手段の一次側の上記制御
手段へ伝達する信号経路を特別に設ける必要がなく、充
電電流を非接触で上記充電手段の一次側から二次側へ供
給する場合に特に有効となるという効果がある。
【００５０】請求項１４の発明又は請求項１５の発明
は、請求項１又は請求項２乃至請求項１３の発明におい
て、大容量蓄電池素子として電気二重層コンデンサを用
いたので、装置本体の小型化、軽量化が図れるという効
果がある。請求項１６の発明又は請求項１７の発明は、
請求項１又は請求項２乃至請求項１３の発明において、
大容量蓄電池素子としてポリアセン二次電池を用いたこ
とを特徴とし、装置本体の小型化、軽量化が図れ、特に
同じ大きさであれば電気二重層コンデンサに比べて容量
が大きいポリアセン二次電池を用いるので、一層の装置
の小型化が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の回路構成図である。
【図２】同上の説明用タイミングチャートである。
【図３】実施形態２の説明用タイミングチャートであ
る。
【図４】実施形態３の回路構成図である。
【図５】実施形態４の全体構成図である。
【図６】同上の一次側の回路構成図である。
【図７】同上の検知情報信号の送出の説明図である。
【図８】同上の検知情報信号の他例の送出の説明図であ
る。
【図９】実施形態５の全体構成図である。
【図１０】実施形態６の全体構成図である。
【図１１】実施形態７の全体構成図である。
【図１２】実施形態８の全体構成図である。
【符号の説明】
１ 電流源 ２ 電流制御部 ３ タイマ Ｃ0 大容量蓄電素子

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化学的な反応を伴わずに電荷を蓄電し、且
    つ該電荷を放電する大容量蓄電素子を、充電電流を段階
    的若しくは連続的に降下させて充電することを特徴とす
    る急速充電方法。
  2. 【請求項２】接触若しくは非接触で充電電流を上記大容
    量蓄電素子に供給する充電手段を備えるとともに、充電
    電流を段階的若しくは連続的に降下させるように上記充
    電手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする急
    速充電装置。
  3. 【請求項３】上記大容量蓄電素子の両端電圧を検知する
    検知手段を備え、上記制御手段は上記検知手段で検知し
    た電圧に基づいて上記充電手段を制御することを特徴と
    する請求項２記載の急速充電装置。
  4. 【請求項４】上記制御手段は、上記検知手段の検知電圧
    に基づいて上記大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧ま
    で充電した後、充電電流を段階的に所定時間経過毎に或
    いは充電電流を段階的に検知電圧に基づいて降下させる
    ように上記充電手段を制御することを特徴とする請求項
    ３記載の急速充電装置。
  5. 【請求項５】上記制御手段は、上記検知手段の検知電圧
    に基づいて上記大容量蓄電素子の充電可能な最大電圧ま
    で可能な限り大きな電流で充電し、最大電圧に達した後
    にその最大電圧を保持しながら充電電流を連続的に降下
    させるように上記充電手段を制御することを特徴とする
    請求項３記載の急速充電装置。
  6. 【請求項６】上記制御手段は、時間経過に基づいて充電
    電流を降下させるように上記充電手段を制御することを
    特徴とする請求項２記載の急速充電装置。
  7. 【請求項７】上記検知手段で検知した上記大容量蓄電素
    子の両端電圧の検知情報を持つ信号を上記充電手段の二
    次出力波形に重畳して上記充電手段の一次側へ伝達する
    手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の急速充電
    装置。
  8. 【請求項８】上記検知情報は検知した上記大容量蓄電素
    子の両端電圧が充電可能な最大電圧に達したか、それよ
    り低いかを示す情報であることを特徴とする請求項７記
    載の急速充電装置。
  9. 【請求項９】上記検知情報を上記大容量蓄電素子の両端
    電圧とし、該両端電圧情報をパルス信号列のパターン
    や、パルス信号数、或いは周波数信号の組み合わせによ
    り符号化して該符号信号を上記充電手段の二次出力波形
    に重畳することを特徴とする請求項７記載の急速充電装
    置。
  10. 【請求項１０】上記検知手段で検知した上記大容量蓄電
    素子の両端電圧の検知情報を持つ信号を、光を信号媒体
    として上記充電手段の一次側に伝達することを特徴とす
    る請求項３記載の急速充電装置。
  11. 【請求項１１】上記検知手段で検知した上記大容量蓄電
    素子の両端電圧の検知情報を持つ信号を、磁力を信号媒
    体として上記充電手段の一次側に伝達し、上記充電手段
    の一次側にはこの磁力で動作するリードスイッチを備
    え、上記リードスイッチのオンオフにより情報伝達を行
    うことを特徴とする請求項３記載の急速充電装置。
  12. 【請求項１２】上記検知手段で検知した上記大容量蓄電
    素子の両端電圧の検知情報を持つ信号を、電波を信号媒
    体として上記充電手段の一次側に伝達することを特徴と
    する請求項３記載の急速充電装置。
  13. 【請求項１３】上記検知手段で検知した上記大容量蓄電
    素子の両端電圧の検知情報を持つ信号を上記充電手段の
    一次側に設けた機械的スイッチの駆動手段の駆動信号に
    変換し、上記機械的スイッチのオン、オフにより情報伝
    達を行うことを特徴とする請求項３記載の急速充電装
    置。
  14. 【請求項１４】上記大容量蓄電素子として電気二重層コ
    ンデンサを用いたことを特徴とする請求項１記載の急速
    充電方法。
  15. 【請求項１５】上記大容量蓄電素子として電気二重層コ
    ンデンサを用いたことを特徴とする請求項２乃至１３記
    載の急速充電装置。
  16. 【請求項１６】上記大容量蓄電素子としてポリアセン二
    次電池を用いたことを特徴とする請求項１記載の急速充
    電方法。
  17. 【請求項１７】上記大容量蓄電素子としてポリアセン二
    次電池を用いたことを特徴とする請求項２乃至１３記載
    の急速充電装置。
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