JPH09168206A - 電気車 - Google Patents

電気車

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JPH09168206A
JPH09168206A JP32537495A JP32537495A JPH09168206A JP H09168206 A JPH09168206 A JP H09168206A JP 32537495 A JP32537495 A JP 32537495A JP 32537495 A JP32537495 A JP 32537495A JP H09168206 A JPH09168206 A JP H09168206A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】いかなる走行状態にあっても必要な回生エネル
ギを回収できる電気車用バッテリによって、走行安全,
省エネ運転が望まれていた。 【解決手段】バッテリの容量を検知する手段と、該検知
手段からの信号と、ナビゲーションシステムからの予想
走行状態信号と、実際の車両走行状態を示す信号とを入
力信号とし回生時の充電エネルギ(100−α)を確保
しながら常にバッテリ容量を目標充電量αに近い状態に
制御するバッテリ容量制御手段とを備えてなる電気車に
より達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリより電力変
換器を経てモータを駆動する電気車に、発電機駆動用エ
ンジンを搭載し、その発電機の出力にてバッテリに充電
する電気車に関する。
【0002】
【従来の技術】環境汚染が地球規模での大きな問題とな
ってきており、エンジン自動車の排気ガスにも厳しい対
応が迫られている。かかる状況にあって、排気ガスのな
いクリーンな自動車として電気自動車が一部特定の用途
として実用化されているが、より広範にエンジン自動車
に代わって実用に供し得る電気自動車の早期実現が望ま
れている。
【0003】電気自動車の現状は、エンジン自動車と比
較すると、連続走行距離や加速性能等の面から見てまだ
かなり劣っている。エンジン自動車と同等の走行性を保
証するには、その動力源であるバッテリの小型,大容量
化が最も大きな課題の1つである。また現状のバッテリ
を搭載した電気自動車では、エンジン自動車に近い走行
性を実現するためにまだ解決しなければならない様々な
問題が残されている。一般に実用化されている従来の電
気自動車の駆動回路は、電気車の駆動時あるいは走行時
にバッテリの直流電力を電力変換器を通してモータに供
給し、かつ逆負荷時のブレーキ時あるいは下り坂時には
回生機能を働かせてモータが発生する電力をバッテリに
回生充電するように構成していた。
【0004】しかしながらこの場合、充電量は限られて
しまい一充電走行距離は期待するほどあまり延びないの
が現状である。このため、例えば特開平3−270603 号公
報で知られているように小型エンジンで発電機を回して
バッテリに充電する、いわゆるハイブリッド電源を搭載
した電気車が一般に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら車両の走
行状態等でバッテリの容量は急激に変化をするためにバ
ッテリに常に充電をする必要があるが、あまり充電しす
ぎると回生のための充電ができなくなりエネルギの節約
にならなくなる。また登坂時にバッテリのエネルギをか
なり消費してしまうため、小型エンジンで充電しておく
と山の頂上付近で満充電に近い状態になってしまった場
合、下り坂を降りる時あるいはブレーキ時に回生制動が
出きなくなってしまう。
【0006】また山並みの高地の一般道路を長く走りた
い場合には山の頂上付近でも満充電に近い状態(100
−目標充電量α)にバッテリ容量を保持しておきたい等
の要求がでてくる。
【0007】しかしながらバッテリの容量を小型エンジ
ンで駆動される発電機等で充電するシステムにおいて
は、常にバッテリを満充電にしておいたのではブレーキ
時や下り坂時の回生エネルギをバッテリに戻すことがで
きない。
【0008】従って(100−α)の回生分の容量を常
にバッテリに保持させておくことが省エネ的にも必要な
ことである。(100−α)の回生分は車両走行状態や
道路の状態(登坂,下り坂)等により大きく異なるた
め、これらの信号を集中的にバッテリ容量制御器にとり
込み必要に応じて目標充電量α値を設定し、そのα値ま
でバッテリ容量が達するよう発電機を駆動してバッテリ
に充電する必要がある。本発明の目的は、いかなる走行
状態にあっても必要な回生エネルギをバッテリに回収で
きるバッテリ容量制御システムを搭載した電気車を提供
するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はエンジンで駆動
される発電機の出力をバッテリに充電し、その電力を電
源として車両駆動用モータを運転してなる電気車であっ
て、前記バッテリの容量を検知する手段と、該検知手段
からの信号と、ナビゲーションシステムからの予想走行
状態信号と、車両走行状態を示す信号とを入力信号とし
回生時の充電エネルギ(100−α)を確保しながら常
にバッテリ容量を目標充電量αに近い状態に制御するバ
ッテリ容量制御手段とを備えることにより達成される。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の電気自動車用バッテリ容
量制御システムの一実施例を図面に沿って説明する。
【0011】図1のブロック図に示すように、車両の駆
動源となるバッテリ1は電力変換器2と、モータ3と直
列接続され、該バッテリはガソリンあるいは軽油,ガス
等を燃料として駆動される小型エンジン4によって回転
駆動される発電機5の出力端に接続され電力を供給され
るように構成されている。バッテリ容量制御器6は図2
に示すようにバッテリ1の電圧変化(好ましくは電流,
ケース内温度等の補正係数を加えている)の信号を取り
込み演算してバッテリの容量を把握している。また、該
バッテリ容量制御器は車両に搭載されているナビゲーシ
ョンシステム7から目的地までの情報として渋滞情報,
地形情報等の予想走行状態信号を、車両走行状態検出装
置8から車両の実際の走行状態信号を入力し、前記バッ
テリ1と比較してその結果に応じて小型エンジンを駆動
するように構成されている。
【0012】一方、バッテリ容量表示器9は図3に示す
ようにバッテリの状態を表示するとともバッテリ容量Q
及び目標充電量αを表示していて、α値は運転手10か
らも任意に容易にマニアル設定できるような設定スイッ
チ11が設けられている。
【0013】上記構成において、バッテリ1よりの直流
電力を電力変換器2を経て交流モータ3に電力を供給
し、該モータ3を駆動させる(図中実線矢印)。一方、
ブレーキをかけた時や、坂道を下る時に回生制動により
回生エネルギをモータ3から電力変換器2を経てバッテ
リ1に回収し充電する(図中破線矢印)。これだけでは
長時間の走行はできないために小型エンジン4で発電機
5を回転させてバッテリ1に充電させるいわゆるハイブ
リッド電源システムを構成している。
【0014】バッテリ1の充放電状態を把握するための
バッテリ容量制御器6はバッテリの容量を検出するとと
もにナビゲーションシステム7よりの予想走行状態信号
と、車両走行状態検出装置8からの実際の走行状態信号
により必要回生量Xを算出し、その値から目標充電量α
値(α=100−X)を算出する。次にこのα値とバッ
テリ容量を比較して小型エンジン4の始動をON−OF
F制御させてバッテリ容量を制御している。又バッテリ
容量Qはバッテリ容量表示器9に表示され、この表示器
には運転手10により任意に設定値をかえることができ
るα設定値やマニアルスイッチが設けられている。
【0015】具体的には図3に示すように、満充電バッ
テリ容量(100)−必要回生量X=αより目標充電量
α値を算出し、Q−α<0の時小型エンジン4を始動さ
せる信号をバッテリ容量制御器6より出力させ小型エン
ジン4を始動させバッテリ1を充電させる。またQ−α
≧0になった時、小型エンジン4を停止させる信号をバ
ッテリ容量制御器6より出力させ小型エンジン4を停止
させる。
【0016】これら動作は常に繰り返され、常にバッテ
リ容量Qをできるだけ満充電に近い状態(目標充電量α
を100に近づける)に保持するとともに回生エネルギ
をバッテリ1に戻すことができるようプログラムされて
いる。
【0017】なお、ナビゲーションシステム7からの情
報はあまり長い間隔で見ていると、刻々と変化する情報
についていけず信頼性の低いものとなるため、例えば5
分〜10分単位程度で取り込むと良い。またバッテリ容
量Qはバッテリ容量表示器9に表示されるとともに目標
充電量α値も表示されるので現在のバッテリ容量及び充
電状態であるかどうかも表示されることになる(α>Q
の時発電機により充電状態)。
【0018】また、バッテリ容量表示器9のマニアルス
イッチはα設定値を手動で任意に切り換えられ、マニア
ルでα設定値を設定した時はバッテリ容量制御器6で自
動的に設定されるα値よりも優先し、マニアルスッチを
OFFにすればまた自動的にα値を自動で設定するシス
テムに切り換わる。
【0019】以上の実施例によれば、バッテリ容量を正
確に把握するとともに、ナビゲーションシステムよりこ
れから走行しようとする土地の状況(標高及び高低差,
目的地までの距離)信号や車両の実際の走行状態信号か
ら必要回生量Qを算出し、バッテリ容量(100%充
電)からこの必要回生量Qを引いた値である目標充電量
αを算出する。また現在のバッテリ容量がこのα値より
も小さい場合にはバッテリ容量制御器から小型エンジン
を始動させる信号を出して発電機を作動させ、バッテリ
を充電し、バッテリ容量がα値に達したらバッテリ容量
制御器から信号で小型エンジンの起動を停止させるシス
テムとなっている。
【0020】従って、図4にあるように必要回生量(1
00−α)を常に維持しながらバッテリ容量Qを常に目
標充電量αに近づけるようにバッテリ充電が必要に応じ
てなされているため、車両の走行距離を限りなく長くす
る(エンジン用の燃料が無くなるまで)ことができ、ガ
ソリン車並の長距離運転が可能な電動車となる。また必
要回生量を常に確保しているため、ブレーキをかける時
や、下り坂走行時の回生エネルギを最大に回収すること
ができ、省エネ運転が可能となる。
【0021】バッテリの容量はバッテリ容量表示器に表
示するようにしているので運転手が任意にα値を指定で
き、またマニアルで運転手の希望によりこの指定を変化
させることもできるので常に必要なバッテリ容量を任意
に維持できる。
【0022】
【発明の効果】本発明はバッテリ容量制御器でバッテリ
の容量を検出するとともにナビゲーションシステムより
の予想走行状態信号と、車両走行状態検出器からの実際
の走行状態信号により必要回生量Xを算出し、その値か
ら目標充電量α値(α=100−X)を算出し、このα
値とバッテリ容量を比較してエンジンの始動をON−O
FF制御させてバッテリ容量を制御しているのでいかな
る走行状態にあっても必要な回生エネルギをバッテリに
回収でき、省エネで安全性の高い電気車が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるバッテリ容量制御シス
テムブロック図。
【図2】同バッテリ容量制御システム入出力図。
【図3】同容量表示図。
【図4】同バッテリ容量制御状態図。
【符号の説明】
1…バッテリ(2次電池)、2…電力変換器、3…モー
タ、4…小型エンジン、5…発電機、6…バッテリ容量
制御器、7…ナビゲーションシステム、8…車両走行状
態検出装置、9…バッテリ容量表示器、10…運転手。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンで駆動される発電機の出力をバッ
    テリに充電し、その電力を電源として車両駆動用モータ
    を運転してなる電気車において、 前記バッテリの容量を検知する手段と、該検知手段から
    の信号と、ナビゲーションシステムからの予想走行状態
    信号と、実際の車両走行状態を示す信号とを入力信号と
    し回生時の充電エネルギ(100−α)を確保しながら
    常にバッテリ容量を目標充電量αに近い状態に制御する
    バッテリ容量制御手段とを備えてなることを特徴とした
    電気車。
  2. 【請求項2】請求項1記載において、バッテリの目標充
    電量α値をバッテリ容量表示器に表示することを特徴と
    した電気車。
  3. 【請求項3】請求項2記載において、バッテリ容量表示
    器に示されているα値は任意に設定できることを特徴と
    した電気車。
  4. 【請求項4】請求項3記載において、α値をマニアルで
    切り換えるマニアルスイッチをバッテリ容量表示器に設
    けたことを特徴とした電気車。
  5. 【請求項5】請求項4記載において、マニアルで設定さ
    れるα値はバッテリ容量制御器で自動的に求められるα
    値よりも優先することを特徴とする電気車。
JP32537495A 1995-12-14 1995-12-14 電気車 Pending JPH09168206A (ja)

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