(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続及び／又は並列接続された複数個の電気二重層コンデンサセルと、
該各電気二重層コンデンサセルが、その定格電圧を超えているか否かを検出して定格電圧検出信号を出力する定格電圧検出手段と、
外部信号を受信する外部信号受信手段と、
該外部信号受信手段で受信された信号及び前記各定格電圧検出手段より出力された定格電圧検出信号の論理和をとる信号処理手段と、
該信号処理手段で処理された信号を外部に出力する信号出力手段とを備える電気二重層コンデンサ装置であって、
前記外部信号は、該電気二重層コンデンサ装置と構成を同じく別途設置された他の電気二重層コンデンサ装置の前記信号出力手段から出力されることを特徴とする電気二重層コンデンサ装置。
【請求項２】
前記定格電圧検出手段から出力される定格電圧検出信号は、電気的に絶縁された信号である請求項１記載の電気二重層コンデンサ装置。
【請求項３】
前記外部信号受信手段及び／又は前記信号出力手段は、電気的に絶縁された信号である請求項１又は請求項２記載の電気二重層コンデンサ装置。
【請求項４】
前記定格電圧検出手段、前記信号出力手段、前記外部信号受信手段及び前記信号処理手段のいずれか少なくとも一つは前記電気二重層コンデンサセルを電源として電力が供給される請求項１、２又は３記載の電気二重層コンデンサ装置。
【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装置に関わり、特に複数個の電気二重層コンデンサ装置を直列もしくは並列接続する場合に効率よく電気二重層コンデンサセルの定格電圧検出ができる電気二重層コンデンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気二重層コンデンサ装置では、電気二重層コンデンサセルの充電状態を確認するため、また、過充電によるセルの劣化等を防止するために、電気二重層コンデンサ装置を構成する電気二重層コンデンサセルの個々に並列に定格電圧の検出回路を設けていた。そして、電気二重層コンデンサ装置の外部に設けられた制御装置や状態監視装置により、当該定格電圧の検出回路の出力を監視して電気二重層コンデンサセルの定格電圧を個々に監視していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多数の電気二重層コンデンサセルを用いて１個の電気二重層コンデンサ装置を構成する場合や、複数個の電気二重層コンデンサ装置を直列もしくは並列に接続して使用する場合などは、定格電圧検出回路からの出力信号数が多数となる。
【０００４】
このため、信号を受信する制御装置の信号受信部の点数が多くなり制御装置のサイズが大きくなってしまったり、設置面積が確保できない問題を生じていた。
また、多数の受信回路を必要とすることからコストの増加の問題などもあった。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、複数個の電気二重層コンデンサ装置を直列もしくは並列接続する場合に効率よく電気二重層コンデンサセルの定格電圧検出ができる電気二重層コンデンサ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）は、直列接続及び／又は並列接続された複数個の電気二重層コンデンサセルと、該各電気二重層コンデンサセルが、その定格電圧を超えているか否かを検出して定格電圧検出信号を出力する定格電圧検出手段と、外部信号を受信する外部信号受信手段と、該外部信号受信手段で受信された信号及び前記各定格電圧検出手段より出力された定格電圧検出信号の論理和をとる信号処理手段と、該信号処理手段で処理された信号を外部に出力する信号出力手段とを備える電気二重層コンデンサ装置であって、前記外部信号は、該電気二重層コンデンサ装置と構成を同じく別途設置された他の電気二重層コンデンサ装置の前記信号出力手段から出力されることを特徴とする。
【０００７】
定格電圧検出手段は、各電気二重層コンデンサセルがその定格電圧を超えているか否かを検出し、超えている場合は定格電圧検出信号を出力する。外部信号受信手段では、外部信号を受信する。信号処理手段では、外部信号受信手段で受信された信号及び各定格電圧検出手段より出力された定格電圧検出信号の論理和をとる。
【０００８】
論理和をとることは、即ち、電気二重層コンデンサセルの内の一つでも定格電圧に達した場合を検出することになる。従って、いずれの電気二重層コンデンサセルも耐電圧を超えることは無く、電気二重層コンデンサセルの劣化が進み、寿命が急速に低下する等の心配は無くなる。ここで、定格電圧は、電気二重層コンデンサセルの使用最大電圧をいう。
【０００９】
信号出力手段は、信号処理手段で処理された信号を外部に出力する。外部信号は、以上のように構成される電気二重層コンデンサ装置と構成を同じく別途設置された他の電気二重層コンデンサ装置の信号出力手段から出力される。ここで、構成を同じくとしたのは、他の電気二重層コンデンサ装置も、複数個の電気二重層コンデンサセル、定格電圧検出手段、外部信号受信手段、信号処理手段及び信号出力手段を備えていることを意味する。
【００１０】
このように、電気二重層コンデンサ装置間で定格電圧検出信号を橋渡しして、最終的に外部の充電器もしくは電気二重層コンデンサ装置の状態を監視する制御装置に対して定格電圧検出信号を出力する。従って、１点にまとめられた定格電圧検出信号の監視で、多数の電気二重層コンデンサ装置および電気二重層コンデンサセルの定格電圧を監視することができる。
以上により、信号の送受信点数は少なくなり、効率よく電気二重層コンデンサセルの定格電圧を検出することが可能となる。
【００１１】
また、本発明（請求項２）は、前記定格電圧検出手段から出力される定格電圧検出信号は、電気的に絶縁された信号である。
【００１２】
電気的な絶縁は、例えば、フォトカップラーや継電器等で実現可能である。このように、定格電圧検出信号を電気的に絶縁したことで、定格電圧検出手段で故障が生じたとしても、他の電気二重層コンデンサ装置が影響を受けることはない。
【００１３】
更に、本発明（請求項３）は、前記外部信号受信手段及び／又は前記信号出力手段は、電気的に絶縁された信号である。
【００１４】
このように、外部信号受信手段や信号出力手段を電気的に絶縁したことで、電気二重層コンデンサ装置間を絶縁して信号の送受信が可能となり、一つの電気二重層コンデンサ装置が故障したとしても、他の電気二重層コンデンサ装置が影響を受けることはない。
【００１５】
更に、本発明（請求項４）は、前記定格電圧検出手段、前記信号出力手段、前記外部信号受信手段及び前記信号処理手段のいずれか少なくとも一つは前記電気二重層コンデンサセルを電源として電力が供給される。
【００１６】
このことにより、特別に外部からの電源の供給線を設けなくても簡便に信号の送受信が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の第１実施形態の構成図を図１に示す。図１において、電気二重層コンデンサ装置１０内部には複数個の電気二重層コンデンサセル１が直列に接続されている。この電気二重層コンデンサセル１の端子Ｃ１５およびＣ１６に並列に、定格電圧検出手段に相当する定格電圧検出回路３が接続されている。
【００１８】
端子Ｃ１５には抵抗５の一端及びＰＮＰ型トランジスタ７のコレクタ端子が接続されている。そして、抵抗５の他端、ＰＮＰ型トランジスタ７のベース端子及び定電圧ダイオード９のカソード端子が連結されている。
【００１９】
ＰＮＰ型トランジスタ７のエミッタ端子にはフォトカップラー１１のアノード端子が接続され、定電圧ダイオード９のアノード端子とフォトカップラー１１のカソード端子とは、端子Ｃ１６に接続されている。フォトカップラー１１の出力信号が定格電圧検出回路３より出力されている。
【００２０】
外部信号受信手段に相当する外部信号受信回路１３は入力用端子Ｃ３，Ｃ４及び出力用端子Ｃ５，Ｃ６のみで構成されている。端子Ｃ３およびＣ４は、外部からの定格電圧検出信号を受信するための端子である。
【００２１】
信号出力手段に相当する信号出力回路１５は、フォトカップラー１７で構成されている。フォトカップラー１７のカソード端子Ｃ１０は電気二重層コンデンサセル１の負極Ｃ１４に結ばれている。一方、フォトカップラー１７のアノード端子Ｃ９には、各定格電圧検出回路３の出力及び外部信号受信回路１３の出力が信号的に論理和となるよう結線されている。
【００２２】
即ち、外部信号受信回路１３の端子Ｃ６、定格電圧検出回路３のフォトカップラー１１の端子Ｃ１２は、端子Ｃ１１で電気二重層コンデンサセル１の端子Ｃ１５と接続されている。一方、外部信号受信回路１３の端子Ｃ５は、フォトカップラー１１の端子Ｃ１３及びフォトカップラー１７のアノード端子Ｃ９と接続されている。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態の動作を説明する。
定格電圧検出回路３は、電気二重層コンデンサセル１の端子電圧が定電圧ダイオード９の降伏電圧以上になったときに、ＰＮＰ型トランジスタ７が導通状態になり、フォトカップラー１１が動作する。このとき検出された定格電圧検出信号は、フォトカップラー１１の出力端子Ｃ１２，Ｃ１３を通して信号出力回路１５へと送られ、外部にその信号を出力する。
【００２４】
また、外部信号受信回路１３に外部信号が受信されたときも、外部信号受信回路１３の出力端子Ｃ５，Ｃ６を通して信号出力回路１５へと送られ、外部にその信号を出力する。
外部信号は、電気二重層コンデンサ装置１０とは別に設置された電気二重層コンデンサ装置の信号出力回路１５から送出された信号である。
【００２５】
各定格電圧検出回路３の出力及び外部信号受信回路１３の出力が論理和となるよう構成されているので、各電気二重層コンデンサセル１、各電気二重層コンデンサ装置の内で一つでも定格電圧検出信号が送出された場合には、この信号が外部へと警報等のため送出される。
【００２６】
このため、すべての電気二重層コンデンサセル１の端子電圧が電気二重層コンデンサセル１の耐電圧を超えることは無くなる。  外部へ送出される定格電圧検出信号は一つにまとめられているので、各電気二重層コンデンサ装置間を渡る信号線は１本ですむ。
【００２７】
信号出力回路１５の出力信号は、フォトカップラー１７により回路的に絶縁されている。このため、端子Ｃ７，Ｃ８には他の電気二重層コンデンサ装置の外部信号受信回路１３の端子Ｃ３，Ｃ４から電源が供給される。これにより、電気二重層コンデンサ装置１０の回路に外部から特別に電源線を設けなくても、定格電圧検出信号の送受信が可能となる。
【００２８】
なお、定電圧ダイオード９に代えて、基準電圧として３端子レギュレーターなどを設けることも可能である。また、スイッチ回路として、ＦＥＴやリレーなどを用いてもよい。信号出力回路１５もトランジスターやリレー等を用いることも可能である。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本発明の第２実施形態である電気二重層コンデンサ装置２０の構成図を図２に示す。なお、図１と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００３０】
図２において、外部信号受信回路２３は、フォトカップラー２７で構成されている。一方、信号出力回路２５は入力用端子Ｃ９，Ｃ１０及び出力用端子Ｃ７，Ｃ８のみで構成されている。
本発明の第２実施形態の動作については、本発明の第１実施形態と同様である。
【００３１】
次に、本発明である電気二重層コンデンサ装置を用いた運用方法について説明する。
図３において、電気二重層コンデンサ装置３０、４０、５０は簡易的に説明するため３つの直列形態で示している。しかしながら、電気二重層コンデンサ装置の個数および接続方法に依存せず運用は可能である。
【００３２】
電気二重層コンデンサ装置３０の信号出力回路１５と電気二重層コンデンサ装置４０の外部信号受信回路１３間はケーブル接続されている。また、同様に電気二重層コンデンサ装置４０の信号出力回路１５と電気二重層コンデンサ装置５０の外部信号受信回路１３間もケーブル接続されている。
【００３３】
電気二重層コンデンサ装置３０に含まれる電気二重層コンデンサセル１のいずれかもしくはすべてが定格電圧に達すると、定格電圧に達した電気二重層コンデンサセル１に並列に設けられている定格電圧検出回路３が動作し、電気二重層コンデンサ装置３０の信号出力回路１５に信号が送信される。
【００３４】
このとき送信された信号は電気二重層コンデンサ装置４０の外部信号受信回路１３に送信される。以下、同様にして、電気二重層コンデンサ装置３０の電気二重層コンデンサセル１で検出された定格電圧検出信号は、順次電気二重層コンデンサ装置間を送られ、電気二重層コンデンサ装置５０の信号出力回路１５に送られる。
【００３５】
そして、定格電圧検出信号は、最終的にはこの信号出力回路１５より、図示しない電気二重層コンデンサセル１の状態を監視する外部の充電装置、表示装置、制御装置等に送られる。
【００３６】
このように、電気二重層コンデンサ装置３０，４０，５０のいずれの電気二重層コンデンサセル１が定格電圧に達しても、上記の仕組みにより、１点の出力にまとめられて図示しない電気二重層コンデンサセル１の状態を監視する制御装置、表示装置、充電装置等に信号を送出される。
【００３７】
また、上記の仕組みは、接続される電気二重層コンデンサ装置や、電気二重層コンデンサ装置を構成する電気二重層コンデンサセルの数が増えても同様に動作する。更に、電気二重層コンデンサ装置間の接続が直列または並列接続であっても、定格電圧検出信号は正常に伝達される。
【００３８】
並列接続の場合にも、直列接続の場合と同様に、一方の電気二重層コンデンサ装置の信号出力回路１５を他方の外部信号受信回路１３と接続する。直並列接続の場合にも、電気二重層コンデンサ装置の信号出力回路１５を他方の外部信号受信回路１３と重複させることなく順次接続すればよい。
【００３９】
従って、例えば、電気二重層コンデンサ装置を増やす場合には、追加した電気二重層コンデンサ装置の信号出力回路１５と電気二重層コンデンサ装置３０の外部信号受信回路１３間を信号線で接続するだけで、上記の仕組みで新たに追加した電気二重層コンデンサ装置の定格電圧検出信号は、図示しない電気二重層コンデンサセルの状態を監視する制御装置もしくは表示装置、充電装置に信号送出される。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電気二重層コンデンサ装置を構成する電気二重層コンデンサセルの数が多数でも、また、接続される電気二重層コンデンサ装置の数が多数でも、簡便な構造で、定格電圧検出信号を１点の信号にまとめて出力することが出来る。
【００４１】
このため、電気二重層コンデンサセルの状態を監視する制御装置もしくは表示装置、充電装置に定格電圧検出信号を送出でき、効率よく電気二重層コンデンサセルの定格電圧検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態の構成図
【図２】  本発明の第２実施形態の構成図
【図３】  本発明である電気二重層コンデンサ装置の運用を説明する図
【符号の説明】
１  電気二重層コンデンサセル
３  定格電圧検出回路
５  抵抗
７  トランジスタ
９  定電圧ダイオード
１０、２０、３０、４０、５０  電気二重層コンデンサ装置
１３、２３  外部信号受信回路
１５、２５  信号出力回路
Ｃ１〜Ｃ１６  端子
【図１】
0004198852.tif 000002
【図２】
0004198852.tif 000003
【図３】
0004198852.tif 000004