双电荷层电容器的诊断方法与利用该方法的劣化检测设备及紧急断路阀技术

【课题】能够在短时间之内，并且容易地检测出双电荷层电容器的劣化。【解决方法】在被完全充电的双电荷层电容器１１上接通放电电阻Ｒｄ，测定按照规定时间接通该放电电阻Ｒｄ之后的电压。然后，根据该测定的电压与双电荷层电容器１１的放电特性判定寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及判断双电荷层电容器寿命的双电荷层电容器的诊断方法与利用该方法的劣化检测设备及紧急断路阀。双电荷层电容器是在电解液与电极之间形成的双电荷层中储存电荷的结构，它并非像蓄电池一样利用化学反应。因此，由于它采用物理的蓄电方法，因此，不仅充电时间短，而且，几乎不需要进行检修而能够长期反复使用。因此，与蓄电池相比，双电荷层电容器引起故障的可能性非常小。虽然它引起故障的可能性小，但是不能说没有故障，例如，有时由于电解液、电极的劣化或外壳破损等原因，导致功能下降从而引起异常。尤其是在层叠双电荷层电容器单元的情况下，即使一个单元发生故障也会产生问题，因此就增大了故障发生的风险。作为解决上述问题的一个方法，在〔专利文献1〕中记载了一种利用双电荷层电容器的“恢复(跳れ返り)电压”检测出异常状况的劣化检测设备。由于该检测设备是为了检测用于混合车辆的电动助力的双电荷层电容器的劣化，因此，在助力过程中，当双电荷层电容器的端子间电压达到下限探测标准电压时，停止双电荷层电容器的放电，根据此时产生的“恢复电压”的电平变化，对双电荷层电容器的劣化状态进行判断。换言之，虽然双电荷层电容器的端子间电压在放电过程中徐徐下降，但是，如图12(a)所示，如果停止放电，则在相反上升的方向产生“恢复电压”。该“恢复电压”具有随着时间的经过而大体稳定在一定电压的特性。因此，如果该恢复电压达到预先设定的劣化检测电压Vx，则视为劣化。此外，如图12(b)所示，在充电过程中，如果在时刻t11停止充电，则在相反下降的方向产生这种“恢复电压”，并随着时间的经过而大体稳定在一定的电压。因此，在减速移动过程中(充电中)，当双电荷层电容器的端子间电压达到上限检测标准电压VUL时，停止双电荷层电容器的充电，根据此时产生的“恢复电压”的电平变化，就能够判断双电荷层电容器的劣化状态。专利文献1特开2001-297954专利技术公开专利技术所要解决的课题但是，上述方法存在的问题在于，例如，不方便检测出作为停电时的后备电源而使用的双电荷层电容器的劣化。换言之，如上述方法所述，例如作为后备电源，使已被充电的双电荷层电容器放电，在达到下限探测标准电压之时停止放电，此时产生的“恢复电压”稳定在一定电压之后进行测定，于是，在进行判断之前，用于“放电”的时间+用于“恢复电压稳定在一定的电压”的时间是必要的。此外，充电过程中，在检测出双电荷层电容器的端子间电压达到上限检测标准电压，并检测出“恢复电压”的情况下，由于后备电源的双电荷层电容器恒定充电，因此，为了进行检查必须放电一次(因上述内容是为了检测出反复进行充电放电移动过程中(工作中)的双电荷层电容器的异常)，为了进行检测，用于“充电”的时间+用于“放电”的时间+用于“恢复电压稳定在一定电压”的时间是必要的。于是，为了利用“恢复电压”，用于“放电”的时间+用于“恢复电压稳定在一定电压”的时间，或者用于“充电”的时间+用于“放电”的时间+用于“恢复电压稳定在一定电压”的时间是必要的。但是，也存在这样的课题，想尽量缩短后备用的电源判断之前的空白时间，即不能使用后备电源的时间。因此，本专利技术的课题在于，能够在短时间内并且容易地检测出双电荷层电容器的劣化。解决课题的方法为了解决上述课题，在本专利技术中采用以下方法。在已被完全充电的双电荷层电容器上接通放电电阻，在按照规定时间接通该放电电阻之后，测定双电荷层电容器的端子电压，比较该测定的端子电压与已被完全充电的双电荷层电容器的、作为与该放电电阻相关的寿命判断标准的放电特性中该规定时间过后的残压，从而对它的寿命进行判定。在已被完全充电的双电荷层电容器的新品或者正常品与劣化品中，因劣化品放电时电压的下降率较大，所以在规定放电时间过后的残压中出现差异。因此，通过把能够严格区别正常品与劣化品的规定放电时间过后的残压设定作为寿命判断的标准电压，于是就能够判断寿命。如果比较以此方式设定的标准电压与按照规定时间进行放电之后的双电荷层电容器的端子电压，那么，就能够判断是否达到寿命。这种判断例如可在不需要将“恢复电压”稳定在一定电压所需时间的情况下，只检测出放电时的电压即可，因此可以在短时间内进行该诊断。此外，上述所需时间，例如因双电荷层电容器的种类、形状、容量等而不同，因此，根据实验等要求而适当设定。此时，可以采用以下方法。已被完全充电的双电荷层电容器按照规定时间与负载接通工作时，测定该规定时间之后的双电荷层电容器的端子电压，比较该测定的端子电压与作为已被完全充电的双电荷层电容器的就该负载而言的寿命判断标准的放电特性中该规定时间过后的残压，从而对它的寿命进行判定。通过采用这种方法，例如，即使已被完全充电的双电荷层电容器按照规定时间不与放电电阻而与负载接通的情况下，在正常品与劣化品中，劣化品的电压下降率较大。因此，把用于严格区别正常品与劣化品的残压设定作为寿命判断的标准电压，如果比较该标准电压和按照规定时间与负载接通并放电之后的双电荷层电容器的端子电压，则能够进行寿命的判断。此时，负载最好一定，例如，如果双电荷层电容器是后备电源，那么，由于后备的负载也一定，因此诊断精度也会很高。此外，由于只要检测出工作后的电压即可，因此该诊断可以在短时间内进行。此外，规定时间可根据负载，并按照实验等要求适当确定。此时，可以采用以下构造。对已被完全充电的双电荷层电容器的就规定负载而言的放电特性、与作为已被完全充电的双电荷层电容器的就该规定负载而言的寿命判断标准的放电特性进行比较，从而判断寿命。通过采用这种构造，例如，预先把规定的负载(放电电阻或者负载)与完全充电之后的双电荷层电容器接通，从而获得作为寿命判断标准(能够严格区别正常品与劣化品)的放电特性(放电特性曲线)，如果比较获得的特性与接通规定负载之后的双电荷层电容器的放电特性，那么，就能够诊断双电荷层电容器是否已经达到寿命。此外还可以采用以下构造。具备把双电荷层电容器与充电电路或者放电电阻接通的开关装置、在通过前述开关装置已被完全充电的双电荷层电容器从充电电路切换至接通放电电阻之后，对规定时间过后的双电荷层电容器的端子电压与作为已被完全充电的双电荷层电容器的就该放电电阻而言的寿命判断标准的放电特性中该规定时间经过时的残压进行比较的电压检测装置，通过该比较结果来判定双电荷层电容器的寿命。通过采用这种结构，如果在充电电路中被完全充电的双电荷层电容器使开关装置工作并与放电电阻接通，那么，由于与放电电阻接通的双电荷层电容器开始放电，因此，如果在规定时间过后，电压检测装置测定电压，并与作为寿命判断标准的放电特性中的残压进行比较，则能够判断寿命。此时还可以采用以下构造。具备按照规定的期间切换双电荷层电容器与充电电路和放电电阻接通的区间计时器装置、对通过该区间计时器装置切换与充电电路接通并完全充电之后的双电荷层电容器的就该放电电阻而言的寿命判断标准的放电特性中的该规定时间经过时的残压进行比较的电压检测装置，通过该比较结果来判断双电荷层电容器的寿命。通过采用这种构造，区间计时器装置按照规定期间，并且定期地断开与充电电路接通并被完全充电的双电荷层电容器，并使之与放电电阻接通。于是，由于与放电电阻接通的双电荷层电容器每次都开始放电，因此，规定时间过后，电压检测装置测定电压并与寿命判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电荷层电容器的诊断方法，在已被完全充电的双电荷层电容器上接通放电电阻，在接通该放电电阻规定时间之后，测定双电荷层电容器的端子电压，比较该测定的端子电压与已被完全充电的双电荷层电容器的、作为与该放电电阻相关的寿命判断标准的放电特性中该规定时间过后的残压，从而对它的寿命进行判断。

【技术特征摘要】
JP 2004-12-16 2004-3644831.一种双电荷层电容器的诊断方法，在已被完全充电的双电荷层电容器上接通放电电阻，在接通该放电电阻规定时间之后，测定双电荷层电容器的端子电压，比较该测定的端子电压与已被完全充电的双电荷层电容器的、作为与该放电电阻相关的寿命判断标准的放电特性中该规定时间过后的残压，从而对它的寿命进行判断。2.一种双电荷层电容器的诊断方法，已被完全充电的双电荷层电容器按照规定时间与负载接通工作时，测定该规定时间之后的双电荷层电容器的端子电压，比较该测定的端子电压与作为已被完全充电的双电荷层电容器的就该负载而言的寿命判断标准的放电特性中该规定时间过后的残压，从而对它的寿命进行判断。3.一种双电荷层电容器的诊断方法，对已被完全充电的双电荷层电容器的就规定负载而言的放电特性、与作为已被完全充电的双电荷层电容器的就该规定负载而言的寿命判断标准的放电特性进行比较，从而判断寿命。4.一种劣化检测设备，它具备把双电荷层电容器与充电电路或者放电电阻接通的开关装置、通过前述开关装置，已被完全充电的双电荷层电容器从充电电路切换至接通...

【专利技术属性】
技术研发人员：金高浩春，田中丈二，项元奇，
申请(专利权)人：株式会社佳和电，
类型：发明
国别省市：JP[日本]