JP2017139827A - 電気自動車および装備品 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の課題は、電気自動車を走行させるための電源からの電気の供給ができない場合であっても、電気自動車を自走可能にする電気自動車、およびその装備品を提供することにある。【解決手段】本発明によれば、電源と、該電源から電気が供給される車両駆動用の電動モータと、シート状太陽電池を備えた電気自動車であって、該シート状太陽電池の非発電状態において該シート状太陽電池を収容する収容部と、該シート状太陽電池から該電動モータ、該電源の少なくともいずれかに電気を供給可能な接続手段と、を備え、該シート状太陽電池によって発電を行う際に、該収容部から該シート状太陽電池を搬出して広げ、太陽光発電が実施可能な状態となる電気自動車、および、シート状太陽電池と、該シート状太陽電池から電気自動車に備えられる蓄電池、又は車両駆動用の電動モータの少なくともいずれか一方に電気を供給するための連結手段と、を備えた装備品が提供される。【選択図】図３

Description

本発明は、車輪を駆動する駆動用電動モータと該駆動用電動モータに電気を供給する電源を備えた電気自動車、および該電気自動車に装備される装備品に関する。
近年、環境問題への意識の高まりから、ガソリン等の化石燃料を消費して二酸化炭素を排出する内燃機関を搭載せず、車両を駆動する駆動用電動モータに対して蓄電池から供給される電流を制御することにより走行可能な電気駆動システムを搭載した電気自動車（例えば、特許文献１を参照。）、あるいは、内燃機関と、該電気駆動システムの双方を搭載し、内燃機関によって駆動された発電機により発電した電気も合わせて駆動用電動モータに供給可能に構成された、いわゆるハイブリッド電気自動車が注目されている。
また、水素と酸素とを電気化学反応させて発電するいわゆる燃料電池を電源とし、該燃料電池から車両を駆動する駆動用電動モータに電気を供給する燃料電池自動車も開発が進められている。
さらに、近年においては、太陽電池モジュールとして、ガラスによらず可撓性のフィルムで発電素子が封入されたフレキシブルなシート状太陽電池の開発が進められており（例えば、特許文献２を参照。）、様々な技術分野への応用が期待されている。
なお、本願明細書における「電気自動車」とは、上記した電気駆動システムのみを搭載した電気自動車のみならず、該ハイブリッド電気自動車、該燃料電池自動車等、車両を駆動する駆動用電動モータと該駆動用電動モータに電気を供給するための何らかの電源を備えたあらゆる自動車を含む。
特許第２６８５６４４号公報 特開２０１３−２３５８７４号公報
電気自動車において駆動用電動モータに電流を供給する電源としての蓄電池等は、蓄電量が低下した場合は充電が必要となるが、内燃機関の燃料となるガソリン、軽油を充填するスタンドに比べると、車両に搭載された蓄電池を充電する充電スタンドの普及率は低く、蓄電池の蓄電容量が低下してから、蓄電容量が下限まで達するまでの間に充電することができないことが懸念される。特に、電気駆動システムのみを搭載した一般的な電気自動車では、該蓄電池の蓄電容量が下限値に達した場合に車両を走行させるためには、蓄電池に対して電気を商業用電源から充電するしか方法がなく、それができない場合は、レッカー車等に頼るしか方法がないという問題がある。
また、電源として燃料電池を採用した電気自動車においても、燃料電池用の水素燃料が空になった場合は、燃料として採用されている水素を充填する必要があるが、水素燃料を充填するための水素スタンドは蓄電池を充電する充電スタンドよりも更に普及率が低く、燃料が空になった場合に自走させる状態にすることが困難であるという問題がある。ハイブリッド電気自動車においても、内燃機関燃料、蓄電容量のいずれもが空になった場合は当然走行することができず、燃料を充填、あるいは充電できない場合は、自走して移動させる手段がなく対策が望まれている。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、電気自動車を走行させるための電源からの電気の供給ができない場合であっても、電気自動車を自走可能にする電気自動車、およびその装備品を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、電源と、該電源から電気が供給される車両駆動用の電動モータと、シート状太陽電池を備えた電気自動車であって、該シート状太陽電池の非発電状態において該シート状太陽電池を収容する収容部と、該シート状太陽電池から該電動モータ、該電源の少なくともいずれかに電気を供給可能な接続手段と、を備え、該シート状太陽電池によって発電を行う際に、該収容部から該シート状太陽電池を搬出して広げ、太陽光発電が実施可能な状態となる電気自動車が提供される。
該シート状太陽電池は、ロール状に巻かれて該収容部に収容されるように構成することが好ましい。また、該シート状太陽電池を広げた状態で自走可能に該収容部位置が設定され、さらには、該シート状太陽電池が、車両後方に向けて、且つ、走行路面に接するように広げられるように構成することが好ましい。該電源は蓄電池であり、該シート状太陽電池を広げた状態で該蓄電池に蓄電することができる。
また、本発明によれば、電気自動車に装備される装備品であって、シート状太陽電池と、該シート状太陽電池から該電気自動車に備えられる蓄電池、又は、車両駆動用の電動モータの少なくともいずれか一方に電気を供給するための連結手段とを備えた装備品が提供される。該シート状太陽電池は、ロール状に巻かれて車両に対して収容可能な状態とされることが好ましい。
本発明は、上記したように、電源と、該電源から電気が供給される車両駆動用の電動モータと、シート状太陽電池を備えた電気自動車であって、該シート状太陽電池の非発電状態において該シート状太陽電池を収容する収容部と、該シート状太陽電池から該電動モータ、該電源の少なくともいずれかに電気を供給可能な接続手段と、を備え、該シート状太陽電池によって発電を行う際に、該収容部から該シート状太陽電池を搬出して広げ、太陽光発電が実施可能な状態となるように構成されていることにより、電源からの電気の供給が不可能であっても、車両外部の環境が、太陽光発電が可能な状態であれば、収容部に収容されたシート状太陽電池を広げることで簡単に電気を得ることができ、自走可能な状態とすることができる。特に、本発明に基づき形成されるシート状太陽電池が、可撓性を有し収容部にロール状に巻かれて収容される場合は、例えば、太陽電池としての面積を、車両の平面視で示される車両の面積よりも広く設定することが可能であり、太陽電池パネルを屋根やボンネット等に設置する場合に比べ、大きな電力を得ることも可能になる。
本発明に基づき構成される電気自動車の右方側面図。 図１に示す電気自動車に搭載される駆動システムのブロック図。 図１に示す電気自動車のシート状太陽電池を広げた状態を説明する説明図。
以下、本発明に従って構成された電気自動車および該電気自動車に装備される装備品の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には、本発明に基づき構成される電気自動車１の右側面が示されており、該電気自動車１には、車両後部側の荷台スペースの一部にシート状太陽電池２を収容する収容部３が備えられている。シート状太陽電池２は、例えば、可撓性のシート基材上に光電変換層を配置したシートの上下面を、樹脂製の透明なシートで封止したものを使用し、収容部３に収容される場合は、図１に示すように、ロール状に巻かれてコンパクトな状態で収容される。該シート状太陽電池２により発電された電流は、ロール状に巻かれる際の芯となる該シート状太陽電池２の端部の左右いずれか側から取り出され、図２に示すコネクタ６に導かれる。
該電気自動車１には、図２に示す電気駆動システム５が備えられており、電気駆動システム５は、電源としての蓄電池５１と、車両の駆動輪を駆動する駆動用電動モータ５３に供給される電流を制御する制御手段５２が備えられ、該シート状太陽電池２と、蓄電池５１、駆動用電動モータ５３との接続状態を切り替える接続手段５４を構成するスイッチＳＷ１、ＳＷ２を備えている。なお、シート状太陽電池２と該接続手段４を接続する回路上には逆流を防止するダイオードが配設される。
該収容部３に収容されるシート状太陽電池２と、電気駆動システム５とは、連結手段としてのオス端子６ａ、メス端子６ｂからなるコネクタ６により連結され、該シート状太陽電池２は該コネクタ６を備えることにより、電気自動車１に対し必要に応じて着脱可能な装備品として用意される。なお、本実施形態の電気自動車１は、通常使用時においては、車両ボディーに備えられた図示しない充電口を介して商業用電源から充電可能に構成されている。
本発明に基づく電気自動車１は、概略以上のように構成されており、以下にその作用について説明する。なお、上記したように、本発明に基づき構成される電気自動車１は、シート状太陽電池２が車両に対してコネクタ６を介して適宜着脱可能に構成されるが、本実施形態では、シート状太陽電池２が収容部３に収容され、コネクタ６を介して電気駆動システム５に対して電気的に連結されている状態であることを前提として説明する。
本実施形態における電気自動車１は、通常の使用状況では、シート状太陽電池２がロール状に巻かれた状態で発電は行わず、該車両の収容部３に収容され、図２に示す切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン(接続）することで、専ら蓄電池５１から制御手段５２を介して駆動用電動モータ５３に電力を供給する。運転者は、運転席における蓄電容量を示すメータを確認する等して、蓄電容量が低下したことを認識した場合に充電設備を備えた自宅、あるいは外部の充電スタンドにて図示しない車両ボディーに設けられた充電口を介して蓄電池５１に対する充電を行う。なお、一般的に電気自動車に備えられた蓄電器においては、急速充電システムを用いても満充電になるまで数時間以上有することから、該電気自動車を用いた移動中に、気軽に充電できないことが想定され、充電スタンドが近くにない場合はなおさら充電を実行するタイミングが難しいという問題がある。
ここで、日中、太陽光が照射された状況で、比較的充電システムが多く設置された市街地を離れ、充電スタンド等の設備がない郊外地や人気のない原野等を走行し、充電すべき時期に充電を実行するタイミングを失い、蓄電池の蓄電容量が下限まで低下した場合を想定する。運転者は、電気自動車１を停車させた上で、車両後部の荷台スペースの一部に設けられた収容部３にロール状に巻かれてコンパクトに収容されたシート状太陽電池２を、図３に示すように、車両後部下面に設けられた開口部４を介して引き出し、車両後方に広げる。
当該シート状太陽電池２は、可撓性を有するフレキシブルな樹脂のシートにより形成されているため、薄く軽量であり、車両ボディーの屋根やボンネット等に太陽電池パネルを設置する場合に比べ、遥かに広い面積を確保することができ、十分な日照を受けることができれば、大きな発電量を得ることができる。
上記したように、シート状太陽電池２を広げたならば、状況に応じて切り替えスイッチＳＷ１、２を設定し、シート状太陽電池２、蓄電池５１、駆動用電動モータ５３の接続状態を切り替えることができる。例えば、太陽光による強い日照が得られて十分な発電量が確保される場合であって、その場を離れること、車両を現在停車している位置から移動させることが優先されるのであれば、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンとすることで、該シート状太陽電池２を広げたまま、シート状太陽電池２から得られる電力を、制御手段５２を介して、すべて駆動用電動モータに供給し、該電気自動車１を自走させることができる。
また、例えば、シート状太陽電池２の電力だけでは、そのまま車両を自走させるには不十分な日照の場合は、該電気自動車の停車状態を維持し、専ら蓄電池５１に対して充電を行うべく、ＳＷ１をオン（接続）とし、ＳＷ２はオフ（切断）とする。そのようにすることで、シート状太陽電池２により発電された電流はすべて蓄電池５１に充電される。シート状太陽電池２により供給される電力がそのまま駆動用モータ５３に供給されても自走させるに至らない場合であっても、ある程度長い時間充電することで自走可能な蓄電容量まで充電することが可能となるため、切り替えスイッチをこのように切り替えて充電を行うことが好ましい。
また、例えば、シート状太陽電池２による発電量がより十分に確保される場合は、切り替えスイッチＳＷ１、ＳＷ２の双方をオンとして、シート状太陽電池２により発電した電力を、駆動用電動モータ５３と、蓄電池５１との双方に供給し、シート状太陽電池２により発電された電力で自走しながら、且つ蓄電池５１を充電させることとしてもよい。
本発明は、以上のように構成されていることにより、充電設備のない地域を走行している最中に蓄電容量が減少し、あるいは下限に達した場合であっても、太陽電池により発電できる状況であれば、通常状態ではコンパクトに収容されたシート状太陽電池を大きく広げて発電させることにより、電気自動車として自走可能な距離を伸ばすことができる。
本発明によるシート状太陽電池２は、連結手段としてのコネクタを介して車両に装備される装備品として用意されていることにより、必要に応じて車両から取り外し、該収容部３を荷物の積載スペースとして使用することができる。
本実施形態では、シート状太陽電池、蓄電池、駆動用電動モータとの接続状態を切り替える接続手段５４がスイッチＳＷ１、ＳＷ２を備えるように簡略化して説明したが、該接続手段５４を制御手段５２内に内蔵させ、シート状太陽電池２と蓄電池５１との接続を一般的に知られている過充電防止回路を介して接続するようにすれば、例えば、満充電に近い状態で充電開始し、蓄電池５１の蓄電容量が１００％に達した場合は、充電が自動的に停止され蓄電池５１を保護することができる。
なお、本実施形態の電気自動車では、車両用駆動手段として内燃機関等を備えない電気駆動システムのみを搭載した電気自動車に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、発電に供される内燃機関を搭載したハイブリッド電気自動車、燃料電池を搭載した燃料電池自動車にも適用することが可能である。
１：電気自動車
２：シート状太陽電池
３：収容部
４：開口部
５：電気駆動システム
６：コネクタ（連結手段）
５１：蓄電池
５２：制御手段
５３：駆動用電動モータ
５４：接続手段
ＳＷ１、ＳＷ２：切り替えスイッチ

Claims (7)

  1. 電源と、該電源から電気が供給される車両駆動用の電動モータと、シート状太陽電池を備えた電気自動車であって、
    該シート状太陽電池の非発電状態において該シート状太陽電池を収容する収容部と、
    該シート状太陽電池から該電動モータ、該電源の少なくともいずれかに電気を供給可能な接続手段と、を備え、
    該シート状太陽電池によって発電を行う際に、該収容部から該シート状太陽電池を搬出して広げ、太陽光発電が実施可能な状態となる電気自動車。
  2. 該シート状太陽電池は、ロール状に巻かれて該収容部に収容される請求項１に記載の電気自動車。
  3. 該シート状太陽電池を広げた状態で自走可能に該収容部位置が設定される請求項１、又は２に記載の電気自動車。
  4. 該シート状太陽電池は、車両後方に向けて、且つ、走行路面に接するように広げられる請求項１ないし３のいずれかに記載の電気自動車。
  5. 該電源は蓄電池であり、該シート状太陽電池を広げた状態で該蓄電池に蓄電する請求項１ないし４のいずれかに記載された電気自動車。
  6. 電気自動車に装備される装備品であって、
    シート状太陽電池と、該シート状太陽電池から該電気自動車に備えられる蓄電池、又は車両駆動用の電動モータの少なくともいずれか一方に電気を供給するための連結手段とを備えた装備品。
  7. 該シート状太陽電池は、ロール状に巻かれて車両に対して収容可能な状態とされる請求項６に記載の装備品。
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