JP2003023706A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭や日常生活に
使用している電気機器用の交流電源も備えた電気自動車
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle equipped with an AC power supply for electric appliances used at home and daily life.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地球環境汚染防止の観点から電気自動車
の早期実用化が要求されている。電気自動車はエンジン
の代わりに電動機を設け、この電動機を自動車に積載し
た電池により回転させて走行するようにしたものであ
る。電池としては、発電効率が改善され、燃料をコンパ
クトに貯蔵できる燃料電池の利用が注目されている。2. Description of the Related Art There is a demand for early commercialization of electric vehicles from the viewpoint of preventing global environmental pollution. An electric vehicle is provided with an electric motor instead of an engine, and this electric motor is rotated by a battery mounted on the vehicle to run. As a battery, use of a fuel cell, which has improved power generation efficiency and can store fuel compactly, has been attracting attention.
【０００３】燃料電池用燃料の貯蔵には、ガソリン、メ
タノール、水素ガスなどを燃料タンクに貯蔵する方法
と、水素吸蔵合金に貯蔵する方法又は圧縮した水素を貯
蔵する方法などがある。燃料電池は燃料ガスとして水素
ガスと酸素とを化学反応させて、直流電力を出力する電
池である。The fuel for fuel cells can be stored by a method of storing gasoline, methanol, hydrogen gas or the like in a fuel tank, a method of storing in a hydrogen storage alloy or a method of storing compressed hydrogen. A fuel cell is a cell that outputs a DC power by chemically reacting hydrogen gas and oxygen as a fuel gas.
【０００４】電気自動車は直流電力により直流電動機を
回転させ、この回転軸に連結された車輪を回転させて、
自動車を走行させるタイプと、直流電力をインバータ回
路により交流電力に変換して交流電動機を回転させ、こ
の回転軸に連結された車輪を回転させて、自動車を走行
させるタイプがある。最近では発電エネルギの利用効率
の面や電動機用ブラシの性能などから交流電動機を利用
する方法が主流とされている。In an electric vehicle, a DC motor is rotated by DC power, and wheels connected to the rotating shaft are rotated,
There are a type of driving a vehicle and a type of driving a vehicle by converting DC power into AC power by an inverter circuit to rotate an AC motor and rotating wheels connected to the rotating shaft. Recently, a method of using an AC electric motor is predominantly used in terms of utilization efficiency of generated energy and performance of electric motor brushes.
【０００５】電気自動車の速度やトルクの出力の制御
は、水素ガス及び空気などの燃料ガスの燃料電池への供
給量を自動車のアクセルからの信号により制御すること
により行なわれる。すなわち、図６、７に示ように電気
自動車７１は燃料電池７２から出力される直流電圧をパ
ワーコントロールユニット７３で交流電圧に変換して交
流サーボモータ７４を回転させ、この交流サーボモータ
７４の回転軸に連結された電気自動車７１の車輪７５を
回転駆動させて走行される構成である。The output of speed and torque of an electric vehicle is controlled by controlling the amount of fuel gas such as hydrogen gas and air supplied to the fuel cell by a signal from the accelerator of the vehicle. That is, as shown in FIGS. 6 and 7, in the electric vehicle 71, the DC voltage output from the fuel cell 72 is converted into an AC voltage by the power control unit 73 to rotate the AC servo motor 74, and the AC servo motor 74 rotates. The wheels 75 of the electric vehicle 71 connected to the shaft are rotationally driven to travel.
【０００６】電気自動車７１の始動、加速、減速などの
走行速度制御は、パワーコントロールユニット７３にお
いて電気自動車７１のアクセル信号から燃料ガスの供給
量を制御する信号を出力し、燃料電池７２の出力応答特
性の遅延を補償するように二次電池７６からの電力を供
給し、燃料電池７２の出力電力が追従するように行って
いる。In order to control the traveling speed of the electric vehicle 71 such as starting, accelerating and decelerating, the power control unit 73 outputs a signal for controlling the supply amount of fuel gas from the accelerator signal of the electric vehicle 71, and the output response of the fuel cell 72. The power from the secondary battery 76 is supplied so as to compensate for the delay of the characteristic, and the output power of the fuel cell 72 follows.
【０００７】燃料電池７２の燃料は、燃料タンク７８か
らガソリン又はエタノールを燃料改質器７９に供給して
生成された水素ガスである。水素ガスは燃料電池７２の
陰極に供給される。燃料電池７２の陽極には、空気８０
をコンプレッサ８１により圧縮した酸素ガスが供給され
る。The fuel of the fuel cell 72 is hydrogen gas produced by supplying gasoline or ethanol from the fuel tank 78 to the fuel reformer 79. Hydrogen gas is supplied to the cathode of the fuel cell 72. The anode of the fuel cell 72 has air 80
The oxygen gas compressed by the compressor 81 is supplied.
【０００８】パワーコントロールユニット７３による始
動、加速、減速などの走行速度制御には、次の理由によ
り二次電池７６などの補助エネルギが有効である。即
ち、燃料電池７２の特性として、水素ガスおよび空気な
どの燃料ガス供給量を増加制御したのち、燃料電池７２
出力の直流電力が増加されるまでの応答期間は、ガソリ
ンエンジンの回転数上昇時間等と比較して長い時間が必
要である。この応答時間の遅れを改善するために補助電
力源として二次電池７６を接続して、アクセル操作によ
る時間遅れを改善させている。さらに、アクセル操作に
よる応答特性を改善する効果は、水素ガスおよび空気の
燃料を加圧して燃料電池７２に供給することも効果があ
る。The auxiliary energy of the secondary battery 76 or the like is effective for the traveling speed control such as starting, acceleration and deceleration by the power control unit 73 for the following reasons. That is, as a characteristic of the fuel cell 72, after the supply amount of the fuel gas such as hydrogen gas and air is controlled to be increased,
The response period until the output DC power is increased requires a longer time than the time required for the engine speed of the gasoline engine to rise. To improve the response time delay, a secondary battery 76 is connected as an auxiliary power source to improve the time delay due to the accelerator operation. Further, as the effect of improving the response characteristic by the accelerator operation, it is also effective to pressurize the fuel of hydrogen gas and air and supply the fuel to the fuel cell 72.
【０００９】他の操作系の従来例を図７に示す。アクセ
ル操作は燃料電池７２の陰極および陽極への水素ガスと
空気の供給量を制御することである。水素ガスおよび空
気の供給量を増加制御することは、燃料電池７２の出力
の直流電力を増し、パルス幅変調器（以下ＰＷＭと略
す）８３と電力増幅器８４からなるインバータ回路８５
の出力に高周波数、高電圧を発生させる。この高周波
数、高電圧は交流モータ８６を高速、高トルク回転させ
る。FIG. 7 shows another conventional example of another operation system. The accelerator operation is to control the supply amounts of hydrogen gas and air to the cathode and anode of the fuel cell 72. The increase control of the supply amounts of hydrogen gas and air increases the DC power output from the fuel cell 72, and an inverter circuit 85 including a pulse width modulator (hereinafter abbreviated as PWM) 83 and a power amplifier 84.
Generates high frequency and high voltage at the output of. The high frequency and high voltage cause the AC motor 86 to rotate at high speed and with high torque.
【００１０】速度信号合成部８８は交流モータ８６に取
り付けられたレゾルバ又はエンコーダ８７からの回転速
度信号と、アクセルからの速度指令信号との偏差をと
る。トルク信号合成部８９は交流モ−タ８６のロータの
ポール位置信号と速度信号合成部８８の出力波形信号よ
りトルク指令を演算する。The speed signal synthesizing unit 88 takes the deviation between the rotation speed signal from the resolver or encoder 87 attached to the AC motor 86 and the speed command signal from the accelerator. The torque signal synthesizer 89 calculates a torque command from the rotor pole position signal of the AC motor 86 and the output waveform signal of the speed signal synthesizer 88.
【００１１】また、上記ポール位置信号と速度信号合成
部８８出力波形信号に差がある場合は、交流モータ８６
の電流値の増減を行うための出力電圧指令となる。ＰＷ
Ｍ８３はトルク信号合成部８９からの信号により直流電
圧をチョップして指令値に応じた交流電圧と周波数を取
り出すようパルス幅変調を行う。電力増幅器８４は燃料
電池７２が出力した直流電圧値に応じた周波数をＰＷＭ
８３で発信し、この発信出力を増幅する。上記速度信号
合成部８８、トルク信号合成部８９、ＰＷＭ８３、電力
増幅器８４はサーボドライバ９０を構成する。このサー
ボドライバ９０は特開平５−２９２７８１号公報に記載
されている。If there is a difference between the pole position signal and the output waveform signal of the speed signal synthesizing unit 88, the AC motor 86 is used.
The output voltage command is for increasing or decreasing the current value of. PW
M83 performs pulse width modulation so that the DC voltage is chopped by the signal from the torque signal synthesizing unit 89 and the AC voltage and frequency corresponding to the command value are extracted. The power amplifier 84 PWMs the frequency according to the DC voltage value output by the fuel cell 72.
At 83, the transmission output is amplified. The speed signal synthesizer 88, the torque signal synthesizer 89, the PWM 83, and the power amplifier 84 constitute a servo driver 90. This servo driver 90 is described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-292781.
【００１２】サーボドライバ９０は、アクセルからの速
度指令とそのときの交流モータ８６にかかる負荷（トル
ク）によって周波数および出力電圧を変更する可変電圧
可変周波数制御を行う。The servo driver 90 performs variable voltage variable frequency control for changing the frequency and the output voltage according to the speed command from the accelerator and the load (torque) applied to the AC motor 86 at that time.
【００１３】図８は図６の他の従来例で燃料電池７２用
燃料の貯蔵手段として水素吸蔵合金９１を使用した場合
の従来例である。FIG. 8 shows another conventional example of FIG. 6 in which a hydrogen storage alloy 91 is used as a fuel storage means for the fuel cell 72.
【００１４】従来の電気自動車に積載された燃料電池が
生成するエネルギーの利用度は、低くさらに利用度改善
の要求がある。この要求を解決する手段として、特開平
８−２７３６８０号公報には、電気自動車の停車中、燃
料電池を稼動させて家庭や野外での電気機器用電源とし
て利用するシステムが発表されている。しかしながら、
このシステムは、電気自動車の制御系とは別に外部回路
用制御系を設けて電気機器の負荷を調整するものである
ため電気自動車の自重を重くするものであった。さら
に、燃料電池の特徴の一つに静粛さがあるため、誤操作
で燃料電池を操作させた状態にしても気が付かず電気自
動車を離れると燃料を浪費させてしまうという課題があ
る。The utilization of energy generated by a fuel cell mounted on a conventional electric vehicle is low, and there is a demand for improvement in utilization. As a means for solving this requirement, Japanese Patent Laid-Open No. 8-273680 discloses a system in which a fuel cell is operated and used as a power source for electric equipment at home or outdoors while the electric vehicle is stopped. However,
In this system, a control system for an external circuit is provided separately from the control system of the electric vehicle to adjust the load of the electric device, so that the weight of the electric vehicle is heavy. Further, since one of the characteristics of the fuel cell is quietness, there is a problem that fuel is wasted when leaving the electric vehicle without noticing even if the fuel cell is operated by mistake.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
提案されている電気自動車は、電気自動車の自重が重
く、誤操作に対する対策の無いシステムであった。電気
自動車の自重を軽くした、誤操作対策された電気自動車
の開発が求められていた。As described above, the conventionally proposed electric vehicle is a system in which the weight of the electric vehicle is heavy and there is no countermeasure against erroneous operation. There has been a demand for the development of an electric vehicle that reduces the self-weight of the electric vehicle and is a countermeasure against misoperation.
【００１６】本発明は、かかる従来の問題を解決すべく
なされたもので、外部負荷回路に接続される電気機器に
電力を供給する目的で電気自動車の自重を重くすること
なく、構成することが可能で、誤操作対策された電気自
動車を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and can be constructed without increasing the own weight of an electric vehicle for the purpose of supplying electric power to electric equipment connected to an external load circuit. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle that is capable of preventing erroneous operation.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、次の構成からなる電気自動車を提供するものであ
る。In order to achieve the above object, an electric vehicle having the following structure is provided.
【００１８】すなわち、請求項１の電気自動車は、陽極
および陰極に供給される燃料ガス流量に応じた直流電力
を出力する燃料電池と、前記直流電力の入力により交流
電力を出力するインバータ回路と、前記交流電力を自動
車走行用回路と外部負荷回路への電力供給用回路とに切
換えて供給する切換え手段と、前記電力供給用回路に接
続された商用電源として使用するためのコネクタを備え
た電気自動車において、前記切換え手段による自動車の
走行時には前記インバータ回路により周波数および電圧
を可変して制御し、外部負荷回路への電力供給時には前
記インバータ回路により商用の周波数および電圧にし電
流を可変して制御する制御手段と、前記自動車の走行又
は外部負荷回路の負荷の変化を検出して前記燃料ガス供
給量を制御する燃料ガス供給量制御手段とを具備してな
ることを特徴とする。That is, an electric vehicle according to a first aspect of the present invention includes a fuel cell that outputs DC power according to the flow rate of fuel gas supplied to the anode and the cathode, and an inverter circuit that outputs AC power when the DC power is input. An electric vehicle including switching means for switching and supplying the AC power to a circuit for driving a vehicle and a circuit for supplying power to an external load circuit, and a connector for use as a commercial power source connected to the circuit for supplying power. In the above, when the vehicle is driven by the switching means, the inverter circuit varies and controls the frequency and voltage, and when the power is supplied to the external load circuit, the inverter circuit varies the commercial frequency and voltage to control the current. And means for controlling the fuel gas supply amount by detecting a change in the running of the vehicle or the load of the external load circuit. And characterized by being provided with a gas supply amount control means.
【００１９】請求項１の発明によれば、電気自動車の制
御系を外部負荷回路に切換えたときの交流電力安定供給
のための制御系として使用するので、電気自動車の自重
を増加させることなく、燃料電池の利用度を改善でき
る。According to the first aspect of the present invention, since the control system of the electric vehicle is used as a control system for stable supply of AC power when the external load circuit is switched, the self-weight of the electric vehicle is not increased. The utilization of fuel cells can be improved.
【００２０】請求項２の電気自動車は請求項１記載の電
気自動車において、前記燃料電池の補助電源として前記
燃料電池に並列接続された二次電池をアクセルの急激な
変化時又は前記外部負荷回路の急激な変化時に前記二次
電池から直流電圧を供給するようにしたことを特徴とす
る。An electric vehicle according to a second aspect is the electric vehicle according to the first aspect, wherein a secondary battery connected in parallel to the fuel cell as an auxiliary power source of the fuel cell is used when the accelerator changes suddenly or when the external load circuit operates. It is characterized in that a DC voltage is supplied from the secondary battery at the time of a sudden change.
【００２１】請求項２の発明によれば、燃料電池の出力
制御は、燃料ガス流量により行うため応答特性が、かな
り遅延するが、二次電池により急激な速度制御を実行す
るためガソリンエンジンと同様な加速、減速制御が可能
である。According to the second aspect of the present invention, the output characteristic of the fuel cell is controlled by the flow rate of the fuel gas, so that the response characteristic is considerably delayed. However, since the secondary cell executes the rapid speed control, it is similar to the gasoline engine. Acceleration and deceleration control is possible.
【００２２】請求項３の電気自動車は請求項１又は２記
載の電気自動車において、前記インバータ回路出力電流
を監視して前記自動車の加速、減速時および前記外部負
荷回路の負荷の変化時に、出力電流が所定値になるよう
に前記インバータ回路を制御することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the electric vehicle according to the first or second aspect, the output current is monitored when the inverter circuit output current is monitored and when the vehicle is accelerated or decelerated and the load of the external load circuit is changed. The inverter circuit is controlled so that is a predetermined value.
【００２３】請求項４の電気自動車は請求項１、２又は
３記載の電気自動車において、前記自動車の加速、減速
走行時および前記外部負荷回路の負荷の変化時の制御
は、前記インバータ回路に出力電流を検知する電流セン
サを接続して、前記電流センサによる検出値が所定値に
なるように制御することを特徴とする。An electric vehicle according to a fourth aspect is the electric vehicle according to the first, second or third aspect, wherein control is performed to the inverter circuit when the vehicle accelerates or decelerates and when the load of the external load circuit changes. It is characterized in that a current sensor for detecting a current is connected so that the value detected by the current sensor is controlled to a predetermined value.
【００２４】請求項３、４の発明によれば、電気自動車
の速度とトルク調整を可変周波数、可変交流電圧による
制御を可能にし、外部負荷回路の制御は一定周波数、一
定交流電圧、可変交流電流の連続的で滑らかに調整する
ことができる。According to the inventions of claims 3 and 4, the speed and torque of the electric vehicle can be controlled by a variable frequency and a variable AC voltage, and the external load circuit can be controlled by a constant frequency, a constant AC voltage and a variable AC current. Can be adjusted continuously and smoothly.
【００２５】請求項５の電気自動車は、陽極および陰極
に供給される燃料ガス流量に応じた直流電力を出力する
燃料電池と、前記直流電力を交流電力に変換する変換手
段と、前記交流電力により自動車の車輪を回転させる自
動車駆動系と、前記交流電力の自動車駆動系への供給を
停止し外部負荷回路に供給するように制御する切換え手
段とを具備してなる電気自動車において、前記自動車駆
動系および外部負荷回路電力供給系の始動、停止制御ス
イッチとしてそれぞれ専用のスイッチ回路を設け、これ
ら専用のスイッチ回路を同一の操作キーにより操作する
ようにしたことを特徴とする。An electric vehicle according to a fifth aspect of the present invention uses a fuel cell that outputs DC power according to the flow rate of fuel gas supplied to the anode and the cathode, a conversion unit that converts the DC power into AC power, and the AC power by the AC power. An electric vehicle comprising: a vehicle drive system for rotating a vehicle wheel; and switching means for controlling the supply of the AC power to the vehicle drive system to stop and supply to an external load circuit. Also, dedicated switch circuits are provided as start and stop control switches of the external load circuit power supply system, and these dedicated switch circuits are operated by the same operation key.
【００２６】請求項５の発明によれば、電気自動車と外
部負荷回路用電源の始動スイッチを夫々独立して設置し
たので、誤操作による燃料ガスの浪費を回避することが
できる。According to the fifth aspect of the invention, the electric vehicle and the starting switch for the power source for the external load circuit are independently installed, so that waste of fuel gas due to erroneous operation can be avoided.
【００２７】請求項６の電気自動車は請求項１、３、
４、又は５記載の電気自動車において、前記外部負荷回
路電力供給系の始動制御スイッチをオン状態に制御した
とき、視覚表示、音表示の少なくとも一方で前記オン状
態の表示をすることを特徴とする。The electric vehicle of claim 6 is the same as claim 1, 3 or
In the electric vehicle according to 4 or 5, when the start control switch of the external load circuit power supply system is controlled to be in an on state, the on state is displayed in at least one of visual display and sound display. .
【００２８】請求項６の発明によれば、外部負荷回路を
始動させたとき、表示するようにしたので、誤操作によ
り外部負荷回路を始動させても視覚表示例えば発光表示
や、音表示により確認することができ、燃料ガスの浪費
を回避することができる。According to the sixth aspect of the present invention, since the display is made when the external load circuit is started, even if the external load circuit is started by an erroneous operation, it is confirmed by a visual display such as a light emission display or a sound display. Therefore, waste of fuel gas can be avoided.
【００２９】請求項７の電気自動車は請求項１、３、４
又は５記載の電気自動車において、前記自動車駆動系お
よび外部負荷回路電力供給系の始動は、互いに自動車駆
動系および外部負荷回路電力供給系の一方が動作停止状
態で行われることを特徴とする。An electric vehicle according to claim 7 is characterized by claim 1, 3, 4
Alternatively, in the electric vehicle according to the fifth aspect, the vehicle drive system and the external load circuit power supply system are started in such a manner that one of the vehicle drive system and the external load circuit power supply system is in an inoperative state.
【００３０】請求項７の発明によれば、自動車駆動系お
よび外部負荷回路の一方のみが動作するようにしたの
で、自動車駆動系は可変周波数、可変交流電圧による制
御をすることができ、外部負荷回路の駆動制御は一定周
波数、一定交流電圧による制御をすることができる。According to the invention of claim 7, since only one of the vehicle drive system and the external load circuit operates, the vehicle drive system can be controlled by a variable frequency and a variable AC voltage. The drive control of the circuit can be controlled by a constant frequency and a constant AC voltage.
【００３１】請求項８の電気自動車は請求項１又は５記
載の電気自動車において、前記外部負荷回路電力供給系
から家庭の屋内配線への接続は系統とは独立に接続する
ことを特徴とする。An electric vehicle according to claim 8 is the electric vehicle according to claim 1 or 5, characterized in that the connection from the external load circuit power supply system to the indoor wiring of the home is independent of the system.
【００３２】請求項８の発明によれば、電力会社の規定
に違反することなく、電気自動車の交流電力を利用する
ことができる。[0032] According to the invention of claim 8, the AC power of the electric vehicle can be used without violating the regulations of the electric power company.
【００３３】[0033]
【発明の実施の形態】次に、本発明の電気自動車の実施
形態を図１を参照して説明する。この実施形態は電気自
動車の加速、減速制御を周波数および交流電圧を変化さ
せて行い、外部負荷回路への安定な電力供給制御を一定
の周波数および交流電圧にし、電流を変化させて負荷容
量の変動に対応させるように制御したもので、電気自動
車の加速、減速制御と外部負荷回路への安定な電力供給
制御は、同一制御回路を使用して行うものである。同一
制御回路の使用は電気自動車の自重を軽量にし、配線数
を少なくして信頼性を向上させるものである。以下具体
的に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of an electric vehicle of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, acceleration and deceleration control of an electric vehicle is performed by changing frequency and AC voltage, and stable power supply control to an external load circuit is set to constant frequency and AC voltage, and current is changed to change load capacity. The same control circuit is used for acceleration and deceleration control of the electric vehicle and stable power supply control to the external load circuit. The use of the same control circuit reduces the weight of the electric vehicle, reduces the number of wires, and improves reliability. This will be specifically described below.
【００３４】電気自動車１は車輪２と、車輪２を回転さ
せる交流モータ３と、交流電動機例えば交流モータ３を
制御するサーボドライバ４と、サーボドライバ４の入力
設定回路５と、燃料電池６と、外部負荷回路７などが自
動車に積載されたものである。The electric vehicle 1 has wheels 2, an AC motor 3 for rotating the wheels 2, a servo driver 4 for controlling an AC electric motor, for example, an AC motor 3, an input setting circuit 5 for the servo driver 4, and a fuel cell 6. The external load circuit 7 and the like are loaded on the automobile.
【００３５】入力設定回路５には電気自動車１を始動、
加速、減速制御信号を出力する速度指令回路１０と、外
部負荷回路７に交流電力を供給するとき周波数信号を出
力する発振器１１が設けられ、速度指令回路１０の出力
端子は２回路を切換える第１のスイッチ回路１２の一方
の被選択端子（電気自動車１駆動時の端子）に接続さ
れ、発振器１１の出力端子は第５のスイッチ回路３５の
選択端子に接続されている。The input setting circuit 5 starts the electric vehicle 1.
A speed command circuit 10 that outputs an acceleration / deceleration control signal and an oscillator 11 that outputs a frequency signal when AC power is supplied to the external load circuit 7 are provided, and the output terminal of the speed command circuit 10 switches between two circuits. Of the switch circuit 12 is connected to one selected terminal (terminal when the electric vehicle 1 is driven), and the output terminal of the oscillator 11 is connected to the select terminal of the fifth switch circuit 35.
【００３６】速度指令回路１０はたとえば自動車のアク
セルに相当するもので足踏みペダルにより形成される。
足踏みペダルの踏み込み量は、アクセル量に相当する出
力信号を出力する。発信器１１は予め定められた周波数
例えば５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、中間値５５Ｈｚの３相交流
電圧波形を出力する回路である。The speed command circuit 10 corresponds to, for example, an accelerator of an automobile and is formed by a foot pedal.
As for the depression amount of the foot pedal, an output signal corresponding to the accelerator amount is output. The oscillator 11 is a circuit that outputs a three-phase AC voltage waveform having a predetermined frequency, for example, 50 Hz, 60 Hz, and an intermediate value of 55 Hz.
【００３７】燃料電池６の陰極には、水素ガスを供給す
るための水素ガス供給管１４が接続され、水素ガス供給
管１４の水素ガス流路には絞り弁１５が接続され、陽極
には空気を供給するための空気供給管１６が接続され、
空気供給管１６の空気流路には絞り弁１７が接続されて
いる。絞り弁１５、１７は電気的制御により開度が調整
される機構になっている。燃料電池６は陽極および陰極
に供給される燃料ガス流量に比例して直流電力を出力す
る性能を有する。即ち、燃料電池６は燃料ガス流量を変
化させると、出力の直流電力が変化する。A hydrogen gas supply pipe 14 for supplying hydrogen gas is connected to the cathode of the fuel cell 6, a throttle valve 15 is connected to the hydrogen gas flow path of the hydrogen gas supply pipe 14, and an air is connected to the anode. Is connected to an air supply pipe 16 for supplying
A throttle valve 17 is connected to the air flow path of the air supply pipe 16. The throttle valves 15 and 17 have a mechanism whose opening is adjusted by electrical control. The fuel cell 6 has the capability of outputting DC power in proportion to the flow rate of the fuel gas supplied to the anode and the cathode. That is, in the fuel cell 6, when the fuel gas flow rate is changed, the output DC power changes.
【００３８】水素ガス供給管１４の端部には水素ガスタ
ンク１８が接続され、空気供給管１６の端部には空気供
給源１９が接続されている。水素ガスは水素吸蔵合金、
圧縮水素、液体水素の形で貯蔵することもできる。水素
ガスおよび空気などの燃料ガスは、加圧して供給する
と、電気自動車１および外部負荷回路７の負荷の増減変
化に対して応答特性を改善できる。A hydrogen gas tank 18 is connected to the end of the hydrogen gas supply pipe 14, and an air supply source 19 is connected to the end of the air supply pipe 16. Hydrogen gas is a hydrogen storage alloy,
It can also be stored in the form of compressed hydrogen or liquid hydrogen. When fuel gas such as hydrogen gas and air is supplied under pressure, the response characteristics can be improved with respect to changes in the loads of the electric vehicle 1 and the external load circuit 7.
【００３９】絞り弁１５、１７は燃料ガス流量を変化さ
せたとき、予め定められた差圧比で水素ガス量と空気量
が予め定められた差圧に調整されるように制御される。
各絞り弁１５、１７の流量調整端子２０、２１は２回路
を切換える第２のスイッチ回路２２の選択端子に接続さ
れている。第２のスイッチ回路２２の、一方の被選択端
子（電気自動車駆動時の端子）は入力設定回路５の第１
のスイッチ回路１２選択端子に接続され、他方の被選択
端子（外部負荷回路７駆動時の端子）はサーボドライバ
４に接続されている。The throttle valves 15 and 17 are controlled so that when the fuel gas flow rate is changed, the hydrogen gas amount and the air amount are adjusted to a predetermined differential pressure with a predetermined differential pressure ratio.
The flow rate adjusting terminals 20 and 21 of the throttle valves 15 and 17 are connected to the selection terminal of the second switch circuit 22 that switches between the two circuits. One of the selected terminals (the terminal when the electric vehicle is driven) of the second switch circuit 22 is the first of the input setting circuits 5.
Of the switch circuit 12 and the other selected terminal (the terminal when the external load circuit 7 is driven) are connected to the servo driver 4.
【００４０】外部負荷回路７は電気自動車１を駆動する
交流モータ３の回転が停止した状態で、選択される回路
で、電気自動車１の室外例えば家庭のエアコン、ヒー
タ、ＴＶなど多数の電気機器の接続された屋内配線や野
外仮設用電気機器電源などとして利用される。The external load circuit 7 is a circuit selected when the rotation of the AC motor 3 for driving the electric vehicle 1 is stopped. The external load circuit 7 is located outside the electric vehicle 1 such as at home air conditioners, heaters and TVs. It is used as a power source for connected indoor wiring and outdoor temporary electrical equipment.
【００４１】サーボドライバ４は電気自動車１の加速、
減速制御と外部負荷回路７への安定な電力供給制御を行
う回路で、第１のスイッチ回路１２の選択端子に接続さ
れた速度信号合成部２５と、速度信号合成部２５の出力
回路に接続されたトルク信号合成部２６と、トルク信号
合成部２６の出力回路に接続されたインバータ回路２７
とからなる。サーボドライバ４は、アクセルからの速度
指令とそのときの交流モータ３にかかる負荷（トルク）
に対応するように周波数および出力交流電圧を増減制御
する可変交流電圧可変周波数制御を行う。The servo driver 4 accelerates the electric vehicle 1,
A circuit that performs deceleration control and stable power supply control to the external load circuit 7, and is connected to the speed signal synthesis unit 25 connected to the selection terminal of the first switch circuit 12 and the output circuit of the speed signal synthesis unit 25. Torque signal combining section 26, and an inverter circuit 27 connected to the output circuit of the torque signal combining section 26.
Consists of. The servo driver 4 determines the speed command from the accelerator and the load (torque) applied to the AC motor 3 at that time.
The variable AC voltage variable frequency control for increasing / decreasing the frequency and the output AC voltage is performed so as to correspond to.
【００４２】トルク信号合成部２５には第５のスイッチ
回路３５の被選択端子に３相交流を発信する発振器１１
を接続する。The torque signal synthesizer 25 includes an oscillator 11 for transmitting a three-phase alternating current to a selected terminal of the fifth switch circuit 35.
Connect.
【００４３】インバータ回路２７は燃料電池６出力の直
流電圧値に応じた周波数の交流電力を発信するＰＷＭ２
８と、ＰＷＭ２８出力回路に接続された電力増幅器２９
とからなる。電気自動車１として駆動するときは、例え
ば３相の交流電力を出力する。外部負荷回路７用として
駆動するときは、周波数と電圧は一定の例えば商用周波
数５０Ｈｚで３相の交流電圧２００ｖを出力する。The inverter circuit 27 is a PWM 2 for transmitting AC power having a frequency corresponding to the DC voltage value of the fuel cell 6 output.
8 and a power amplifier 29 connected to the PWM 28 output circuit
Consists of. When driven as the electric vehicle 1, for example, three-phase AC power is output. When driving for the external load circuit 7, the three-phase AC voltage 200 v is output at a constant frequency and voltage, for example, a commercial frequency of 50 Hz.
【００４４】インバータ回路２７の出力回路には電流検
出回路３１が接続され、電流検出回路３１の出力回路に
は２回路切換えの第３のスイッチ回路３２の選択端子が
接続されている。第３のスイッチ回路３２の一方の被選
択端子（電気自動車１駆動時の端子）には交流モータ３
が接続され、他方の被選択端子（外部負荷回路７駆動時
の端子）には外部負荷回路７が接続されている。The output circuit of the inverter circuit 27 is connected to the current detection circuit 31, and the output circuit of the current detection circuit 31 is connected to the selection terminal of the third switch circuit 32 for switching between the two circuits. The AC motor 3 is connected to one of the selected terminals of the third switch circuit 32 (terminals when the electric vehicle 1 is driven).
And the external load circuit 7 is connected to the other selected terminal (terminal when the external load circuit 7 is driven).
【００４５】交流モータ３は例えばブラシレスサーボモ
ータである。この３相交流モータ３の回転は、回転軸に
連係して設けられた電気自動車１の車輪２を回転させ
る。交流モータ３の回転情報はレゾルバ又はエンコーダ
３３例えばエンコーダにより回転速度を電気信号に変換
して出力された情報で、交流モータ３の速度信号とロー
タのポール信号が含まれている。The AC motor 3 is, for example, a brushless servomotor. The rotation of the three-phase AC motor 3 rotates the wheels 2 of the electric vehicle 1 provided in association with the rotation shaft. The rotation information of the AC motor 3 is information output by converting the rotation speed into an electric signal by the resolver or the encoder 33, for example, an encoder, and includes the speed signal of the AC motor 3 and the pole signal of the rotor.
【００４６】レゾルバ又はエンコーダ３３の出力回路
は、２回路切換え第４のスイッチ回路３４の一方の被選
択端子（電気自動車駆動時の端子）に接続され、第４の
スイッチ回路３４の他方の被選択端子（外部負荷回路７
駆動時の端子）は零電位回路に接続されている。第４の
スイッチ回路３４の選択端子は速度信号合成部２５およ
びトルク信号合成部２６の入力回路に接続されている。
即ち、レゾルバ又はエンコーダ３３が検出した回転情報
の速度信号は、速度信号合成部２５にフィードバック
し、角度信号はトルク信号合成部２６にフィードバック
するフィードバック回路である。この燃料電池６の発電
出力の電圧制御は、可変電圧、可変周波数による制御と
なる。The output circuit of the resolver or encoder 33 is connected to one selected terminal (a terminal when the electric vehicle is driven) of the second circuit switching fourth switch circuit 34, and the other of the fourth switch circuit 34 is selected. Terminal (external load circuit 7
The driving terminal) is connected to the zero potential circuit. The selection terminal of the fourth switch circuit 34 is connected to the input circuits of the speed signal synthesizer 25 and the torque signal synthesizer 26.
That is, the speed signal of the rotation information detected by the resolver or the encoder 33 is fed back to the speed signal synthesizing unit 25, and the angle signal is fed back to the torque signal synthesizing unit 26. The voltage control of the power generation output of the fuel cell 6 is controlled by a variable voltage and a variable frequency.
【００４７】電流検出回路３１の出力は、電気自動車１
として制御するとき、トルク信号合成部２６のみにフィ
ードバックし、外部負荷回路７用として制御するとき、
トルク信号合成部２６および第２のスイッチ回路２２の
被選択端子（電気自動車駆動時の端子）を介して燃料ガ
ス供給量を制御する絞り弁１５、１７に接続されてい
る。第１、２、３、４のスイッチ回路１２、２２、３
２、３４は４回路を連動して同時に切換える４連のスイ
ッチにより形成する。外部負荷回路７は移動用電源とし
て利用され、災害時の非常用、郊外でのレジャー用電源
として利用される。The output of the current detection circuit 31 is the electric vehicle 1
When it is controlled as, the feedback is provided only to the torque signal synthesis unit 26, and when the control is performed for the external load circuit 7,
It is connected to the throttle signals 15 and 17 for controlling the fuel gas supply amount through the torque signal synthesizing unit 26 and the selected terminal (terminal when the electric vehicle is driven) of the second switch circuit 22. First, second, third, fourth switch circuit 12, 22, 3
2, 34 are formed by four switches which simultaneously switch four circuits in tandem. The external load circuit 7 is used as a mobile power source, and is used as an emergency power source for disasters and as a leisure power source in the suburbs.
【００４８】次に、このような電気自動車１の駆動方
法、外部負荷回路７への電力供給方法について説明す
る。この実施例は、電気自動車１の制御系を外部負荷回
路７への電力供給時にも使用することである。電気自動
車１の制御は可変周波数、可変電圧による制御であり、
外部負荷回路７への電力供給方法は一定周波数、一定電
圧の制御である。Next, a method for driving the electric vehicle 1 and a method for supplying power to the external load circuit 7 will be described. In this embodiment, the control system of the electric vehicle 1 is also used when power is supplied to the external load circuit 7. The electric vehicle 1 is controlled by a variable frequency and a variable voltage,
The power supply method to the external load circuit 7 is control of a constant frequency and a constant voltage.
【００４９】先ず、電気自動車１の駆動方法は次の通り
である。第１、２、３、４、５のスイッチ回路１２、２
２、３２、３４、３５は電気自動車駆動時の端子を選択
する。First, the driving method of the electric vehicle 1 is as follows. First, second, third, fourth, fifth switch circuits 12, 2
2, 32, 34 and 35 select terminals for driving an electric vehicle.
【００５０】図１は電気自動車１駆動時の端子を選択し
た状態を示している。始動スイッチを投入して、アクセ
ルを踏むことにより加速制御する。アクセルを踏む量に
応じて速度指令回路１０は燃料電池６の絞り弁１５、１
７を開けて、燃料ガス流量を増加させる。FIG. 1 shows a state in which terminals are selected when the electric vehicle 1 is driven. Accelerate control by turning on the start switch and stepping on the accelerator. The speed command circuit 10 operates the throttle valves 15 and 1 of the fuel cell 6 according to the amount of depression of the accelerator.
Open 7 to increase the fuel gas flow rate.
【００５１】燃料電池６は燃料ガス流量の増加に応じて
出力の直流電力が増となり、この電圧をインバータ回路
２７に印加する。インバータ回路２７はトルク信号合成
部で電圧および周波数演算された出力により３相交流電
力を出力して交流モータ３を回転させる。高周波数、高
電圧への制御は交流モータ３を高速度、高トルク回転さ
せる。交流モータ３のこのような回転は電気自動車１の
車輪２を回転させ、電気自動車１を走行させる。The output DC power of the fuel cell 6 increases as the fuel gas flow rate increases, and this voltage is applied to the inverter circuit 27. The inverter circuit 27 outputs three-phase AC power based on the output of which the voltage and frequency have been calculated by the torque signal synthesizer to rotate the AC motor 3. Control to high frequency and high voltage rotates the AC motor 3 at high speed and high torque. Such rotation of the AC motor 3 causes the wheels 2 of the electric vehicle 1 to rotate, causing the electric vehicle 1 to travel.
【００５２】アクセル信号は速度信号合成部２５にも入
力されている。速度信号合成部２５は交流モータ３に取
り付けられたレゾルバ又はエンコーダ３３からの回転速
度信号と、アクセルからの速度指令信号との偏差を出力
する。この速度信号合成部２５での偏差出力波形はトル
ク信号合成部２６に供給される。トルク信号合成部２６
は交流モ−タ３ロータのポール位置信号と、上記速度信
号合成部２５出力からトルク信号波形を合成演算する。
トルク信号合成部２６は速度信号合成部２５出力波形に
偏差が無ければ、速度指令回路１０出力の速度指令を周
波数指令としてインバータ回路２７のＰＷＭ２８に出力
し、燃料ガス供給量をこの状態に設定する。The accelerator signal is also input to the speed signal synthesizer 25. The speed signal synthesizing unit 25 outputs a deviation between the rotation speed signal from the resolver or encoder 33 attached to the AC motor 3 and the speed command signal from the accelerator. The deviation output waveform from the speed signal synthesizer 25 is supplied to the torque signal synthesizer 26. Torque signal synthesizer 26
Synthesizes a torque signal waveform from the pole position signal of the AC motor 3 rotor and the output of the speed signal synthesizer 25.
If there is no deviation in the output waveform of the speed signal synthesis unit 25, the torque signal synthesis unit 26 outputs the speed command output from the speed command circuit 10 to the PWM 28 of the inverter circuit 27 as a frequency command to set the fuel gas supply amount to this state. .
【００５３】速度信号合成部２５出力波形に差がある場
合は、まずサーボドライバが速度フィードバック制御に
より偏差を０にするよう制御を行う。同時に絞り弁１
５、１７の開度を制御して燃料電池出力を適正値とす
る。ＰＷＭ２８はトルク信号合成部２６からの信号によ
り燃料電池６出力の直流電圧をチョップして上記出力電
圧指令値に応じた交流電圧と周波数を取り出すようパル
ス幅変調を行う。When there is a difference in the output waveforms of the speed signal synthesizing unit 25, the servo driver first controls the speed feedback control so that the deviation becomes zero. At the same time throttle valve 1
The fuel cell output is set to an appropriate value by controlling the opening degrees of 5 and 17. The PWM 28 chops the DC voltage of the output of the fuel cell 6 by the signal from the torque signal synthesizing unit 26 and performs pulse width modulation so as to extract the AC voltage and the frequency according to the output voltage command value.
【００５４】電力増幅器２９はＰＷＭ信号により燃料電
池６が発生した直流電力を交流電力に変換した３相の交
流電力を出力する。この交流電力は交流モータ３に供給
して回転速度を制御し、交流モータ３の回転速度をアク
セル信号に応じた回転速度にする。この回転速度は電気
自動車１の走行速度に相当する。The power amplifier 29 outputs three-phase AC power by converting the DC power generated by the fuel cell 6 into AC power by the PWM signal. This AC power is supplied to the AC motor 3 to control the rotation speed, and the rotation speed of the AC motor 3 is set to the rotation speed according to the accelerator signal. This rotation speed corresponds to the traveling speed of the electric vehicle 1.
【００５５】次に、外部負荷回路７への電力供給方法に
ついて説明する。第１、２、３、４、５のスイッチ回路
１２、２２、３２、３４、３５は、外部負荷回路７駆動
時の端子に切換える。この結果、交流モータ３および交
流モータ３の回転情報は切り離され，ノイズ等の外乱が
入力されないように速度信号合成部２５への回路は零電
位回路例えば接地回路に設定する。発振器１１は例えば
５０Ｈｚ、３相で２００ｖの予め定められた信号を出力
する。Next, a method of supplying electric power to the external load circuit 7 will be described. The first, second, third, fourth, fifth switch circuits 12, 22, 32, 34, 35 are switched to terminals for driving the external load circuit 7. As a result, the AC motor 3 and the rotation information of the AC motor 3 are separated, and the circuit to the speed signal synthesizing unit 25 is set to a zero potential circuit, for example, a ground circuit so that disturbance such as noise is not input. The oscillator 11 outputs a predetermined signal of, for example, 50 Hz, three phases and 200 V.
【００５６】燃料電池６出力の直流電圧はインバータ回
路２７に供給され、インバータ回路２７の出力電圧が予
め設定された３相で交流電圧２００ｖを出力する。この
交流電圧は電流検出回路３１、第３のスイッチ回路３２
を介して外部負荷回路７に出力される。The direct current voltage of the output of the fuel cell 6 is supplied to the inverter circuit 27, and the output voltage of the inverter circuit 27 outputs the alternating current voltage 200v in the preset three phases. This AC voltage is applied to the current detection circuit 31 and the third switch circuit 32.
Is output to the external load circuit 7 via.
【００５７】外部負荷回路７の負荷が大きい場合、電力
増幅器２９の出力電圧は低電圧になる。この変化は電流
検出回路３１が検出し、トルク信号合成部２６および絞
り弁１５、１７を制御する。絞り弁１５、１７は電圧の
低下を補償するように開度が制御され、燃料電池６出力
の直流電圧は所定の電圧に制御される。この電圧は電力
増幅器２９の出力回路に発生し、規定電圧になったと
き、トルク信号合成部２６の差出力が零となり、補償制
御が終了する。When the load of the external load circuit 7 is large, the output voltage of the power amplifier 29 becomes a low voltage. This change is detected by the current detection circuit 31 and controls the torque signal combining unit 26 and the throttle valves 15 and 17. The apertures of the throttle valves 15 and 17 are controlled so as to compensate for the voltage drop, and the DC voltage of the output of the fuel cell 6 is controlled to a predetermined voltage. This voltage is generated in the output circuit of the power amplifier 29, and when it reaches the specified voltage, the differential output of the torque signal synthesizing unit 26 becomes zero, and the compensation control ends.
【００５８】このような補償制御は、常時、電流検出回
路３１により実施され、外部負荷回路７に安定した交流
電力を供給する。Such compensation control is always carried out by the current detection circuit 31 and supplies stable AC power to the external load circuit 7.
【００５９】次に、他の実施形態を図２を参照して説明
する。この実施形態は電気自動車の加速、減速の応答特
性を改善した実施例である。図１と同一部分について
は、同一符号を付与してその詳細な説明を省略する。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is an example in which the response characteristics of acceleration and deceleration of an electric vehicle are improved. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００６０】燃料電池６の出力電圧制御は、燃料ガス流
量の変化により行うため応答特性が、かなり遅延する
が、二次電池３６を燃料電池６と並列接続することによ
り急激な速度制御を実行したときの初期期間二次電池３
６からの直流電力により応答させて、電気自動車１の加
速、減速制御を高速化させることができる。Since the output voltage control of the fuel cell 6 is performed by the change of the fuel gas flow rate, the response characteristic is considerably delayed, but the speed control is executed rapidly by connecting the secondary battery 36 in parallel with the fuel cell 6. Rechargeable battery 3 for the initial period
It is possible to speed up the acceleration and deceleration control of the electric vehicle 1 by making the DC power from 6 respond.
【００６１】さらに、急激な坂道など負荷の変動量が大
きい場合は、瞬時、インバータ回路２７出力電圧が低下
し、円滑な自動車の走行に支障をきたすときがある。こ
のような場合は、瞬時二次電池３６により直流電力を供
給することにより、円滑な走行が可能となる。Further, when the amount of change in load is large, such as on a steep slope, the output voltage of the inverter circuit 27 may momentarily drop, which may hinder smooth vehicle running. In such a case, smooth running is possible by supplying DC power from the instantaneous secondary battery 36.
【００６２】また、外部負荷回路７の運転においても、
二次電池３６の接続効果がある。即ち、ヒータやエアコ
ンをスイッチオンして外部負荷に急激な変動量が発生し
たとき、燃料電池６への燃料ガスを増量して燃料電池６
の出力電圧が高電圧に達するのに、時間遅れが発生す
る。その間、二次電池３６出力の直流電圧が瞬時に応答
して、電力の安定な供給を行う。二次電池３６は突然、
瞬時の電圧降下に対して電力を供給し、追って燃料電池
６の出力電圧が所望する電圧になったとき、二次電池３
６に充電する。Also, in the operation of the external load circuit 7,
There is a connection effect of the secondary battery 36. That is, when a heater or an air conditioner is switched on to cause a sudden change in the external load, the fuel gas to the fuel cell 6 is increased to increase the fuel cell 6
There is a time delay before the output voltage of the high voltage reaches the high voltage. During that time, the DC voltage output from the secondary battery 36 instantly responds, and stable power supply is performed. Suddenly the secondary battery 36
Electric power is supplied in response to an instantaneous voltage drop, and when the output voltage of the fuel cell 6 reaches a desired voltage later, the secondary battery 3
Charge to 6.
【００６３】二次電池３６による電力補償効果の無い場
合、例えばパーソナルコンピュータの動作中であれば、
動作不良や機器を破損させる場合があるが、二次電池３
６の併設は、バックアップ機能が作用してパーソナルコ
ンピュータを保護することができる。When there is no power compensation effect by the secondary battery 36, for example, when the personal computer is operating,
The secondary battery 3 may malfunction or damage the equipment.
A backup function acts on the side of 6 to protect the personal computer.
【００６４】次に、他の実施形態を図３、４を参照して
説明する。この実施形態は外部負荷回路７として停電が
発生して家庭の屋内配線に一時的に利用する場合の配線
方法に関する実施例である。図１と同一部分について
は、同一符号を付与してその詳細な説明を省略する。Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example relating to a wiring method in the case where a power failure occurs in the external load circuit 7 and is temporarily used for indoor wiring at home. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００６５】電気自動車１は家屋の近傍に移動させて停
車する。第１〜５のスイッチ１２、２２、３２、３４、
３５は、外部負荷回路７駆動時の端子を選択する。The electric vehicle 1 is moved to the vicinity of the house and stopped. The first to fifth switches 12, 22, 32, 34,
Reference numeral 35 selects a terminal when the external load circuit 7 is driven.
【００６６】電気自動車１を外部負荷回路７用として使
用するように切換えた設定において、インバータ回路２
７が５０Ｈｚで３相の交流電圧２００ｖを出力する実施
例は図３の通りである。即ち、電気自動車１の出力外部
負荷回路７は、電力会社４０から各家庭４１に配線され
ている系統４２とは独立して接続する。系統４２と独立
した配線は、たとえば各家庭に設けられているブレーカ
４３を通した屋内配線４４間に電力会社４０からの電力
と電気自動車１からの交流電力とを切換えて利用できる
ように切換え回路４５を接続した配線である。即ち、第
３のスイッチ回路３２の被選択端子（外部負荷回路７駆
動時の端子）は、切換え回路４５の被選択端子に接続す
る配線である。In the setting in which the electric vehicle 1 is switched to be used for the external load circuit 7, the inverter circuit 2 is used.
An embodiment in which 7 outputs a three-phase AC voltage 200v at 50 Hz is as shown in FIG. That is, the output external load circuit 7 of the electric vehicle 1 is connected independently of the system 42 wired from the electric power company 40 to each home 41. The wiring independent of the system 42 is, for example, a switching circuit so that the electric power from the electric power company 40 and the AC electric power from the electric vehicle 1 can be switched between the indoor wirings 44 passing through the breakers 43 provided in each home. It is the wiring to which 45 is connected. That is, the selected terminal (the terminal when the external load circuit 7 is driven) of the third switch circuit 32 is a wire connected to the selected terminal of the switching circuit 45.
【００６７】このようにして電気自動車１による発生電
力が系統に逆潮流する事を完全に防止する。In this way, the power generated by the electric vehicle 1 is completely prevented from flowing backward to the grid.
【００６８】電気自動車１を外部負荷回路７用として使
用するように切換えた設定において、家庭用電気機器を
使用するためには、３相の２００ｖを単相の１００ｖに
変換する必要がある。この変換回路の実施例は図４のア
ダプタ４９である。第３のスイッチ回路３２の被選択端
子（外部負荷回路７駆動時の端子）には、３相の交流電
圧２００ｖが出力される。この３相の交流電圧２００ｖ
は、各相毎にコネクタ５０、ヒューズ５１、３回路同時
切換えのスイッチ５２を介して変圧器５３に接続されて
いる。変圧器５３は５０Ｈｚで３相の交流電圧２００ｖ
の入力電力を、５０ｈｚ、単相で交流電圧１００ｖの交
流電力に変換して出力する。In a setting in which the electric vehicle 1 is switched to be used for the external load circuit 7, in order to use household electric appliances, it is necessary to convert three-phase 200v into single-phase 100v. An example of this conversion circuit is the adapter 49 of FIG. The three-phase AC voltage 200v is output to the selected terminal (terminal when the external load circuit 7 is driven) of the third switch circuit 32. This three-phase AC voltage 200v
Is connected to a transformer 53 via a connector 50, a fuse 51, and a switch 52 for simultaneously switching three circuits for each phase. The transformer 53 has a three-phase AC voltage of 200 V at 50 Hz.
Input power is converted into AC power of 50 hz, single-phase AC voltage of 100 V and output.
【００６９】変圧器５３の出力回路には、複数個の５０
ｈｚ、単相で１００ｖの回路が設けられ、各回路毎に両
切りのスイッチ５４を介してコンセント５５が接続され
ている。各コンセント５５は家庭用電気機器を接続して
使用することができる。このようにして電気自動車１を
移動出来るところであればどこでも５０ｈｚ、１００ｖ
の交流電源として使用することができる。The output circuit of the transformer 53 includes a plurality of 50
An hz, single-phase 100v circuit is provided, and an outlet 55 is connected to each circuit via a double-cut switch 54. Each outlet 55 can be used by connecting a household electric device. 50hz, 100v wherever the electric vehicle 1 can be moved in this way
Can be used as an AC power source.
【００７０】次に、他の実施形態を図５を参照して説明
する。図１と同一部分については、同一符号を付与して
説明する。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.
【００７１】この実施形態は上記電気自動車１の始動、
停止などの操作系を、電気自動車１の運転系と外部負荷
回路７への電力供給系とで燃料ガスの浪費の無いように
した実施例である。燃料電池６の発電音は、静かである
ことが特徴である。この静かであることが、燃料ガスの
浪費を招く場合がある。たとえば操作キーの操作ミスで
外部負荷回路７への電力供給系に設定してしまい降車し
た場合、電気自動車１は外部負荷回路７への発電動作状
態となる。燃料電池６の発電状態では、静かであるため
電気自動車１の運転者は、燃料電池６が発電動作状態で
あるにも拘わらず気づかないまま電気自動車１から離れ
ることになる。この結果、燃料電池６用燃料ガスは、消
耗することになる。このような誤操作に対する対策がこ
の実施形態である。In this embodiment, the electric vehicle 1 is started,
In this embodiment, the operation system for stopping and the like is configured so that the driving system of the electric vehicle 1 and the power supply system to the external load circuit 7 do not waste fuel gas. The generated sound of the fuel cell 6 is characterized by being quiet. This quietness can result in wasted fuel gas. For example, if the electric vehicle 1 is set off in the power supply system to the external load circuit 7 due to an operation error in the operation key and the vehicle is alighted, the electric vehicle 1 enters the power generation operation state to the external load circuit 7. Since the fuel cell 6 is quiet in the power generation state, the driver of the electric vehicle 1 leaves the electric vehicle 1 unaware that the fuel cell 6 is in the power generation operation state. As a result, the fuel gas for the fuel cell 6 will be consumed. This embodiment is a countermeasure against such an erroneous operation.
【００７２】このような操作ミスの対策手段は、図５に
示すように電気自動車１運転用操作スイッチ６０と外部
負荷回路用操作スイッチ６１とをそれぞれ独立に設け、
同一の操作キーにより操作するようにしたものである。
操作パネル６２には電気自動車１運転用操作スイッチ６
０と外部負荷回路用操作スイッチ６１とがそれぞれ独立
に設けられている。電気自動車１運転用操作スイッチ６
０には、操作キー挿入孔６３が設けられている。操作ス
イッチ６０は操作キー挿入孔６３に操作キーを挿入し
て、右回転操作することにより順次「ハンドルロック、
抜き差し位置」の接点ａ、「電気自動車用発電切りの位
置」の接点ｂ、「補助電源入りの位置」の接点ｃ、「主
電源入りの位置」の接点ｄの４接点を選択切換えする。As a countermeasure against such an operation error, as shown in FIG. 5, an operating switch 60 for driving the electric vehicle 1 and an operating switch 61 for an external load circuit are provided independently of each other.
The operation keys are the same.
The operation panel 62 has an operation switch 6 for driving the electric vehicle 1
0 and the external load circuit operation switch 61 are provided independently of each other. Electric vehicle 1 Operation switch 6 for driving
0 has an operation key insertion hole 63. The operation switch 60 inserts an operation key into the operation key insertion hole 63 and performs a clockwise rotation to sequentially perform a "handle lock,
Four contacts are selected and switched: a contact a at “insertion / removal position”, a contact b at “power off position for electric vehicle”, a contact c at “position with auxiliary power supply”, and a contact d at “position with main power supply”.
【００７３】同様に、外部負荷回路用操作スイッチ６１
には操作キー挿入孔６４が設けられている。操作スイッ
チ６１は操作キー挿入孔６４に操作キーを挿入して、右
回転操作することにより順次「発電停止、抜き差し位
置」の接点ｅ、「発電開始、抜き差し位置」の接点ｆの
２接点を選択する。Similarly, the external load circuit operation switch 61
An operation key insertion hole 64 is provided in the. The operation switch 61 inserts an operation key into the operation key insertion hole 64, and performs a right rotation operation to sequentially select two contacts, a contact e of “power generation stop / insertion / removal position” and a contact f of “power generation start / removal / insertion position”. To do.
【００７４】この操作スイッチ６１には、夜など照明が
無い場合、誤って操作キーが挿入されないように表面部
に蓋状カバー６５が設けられた例である。このカバー６
５は上辺部６６を回転中心として上下方向に回転して開
閉する構造になっている。This operation switch 61 is an example in which a lid-like cover 65 is provided on the surface so that the operation keys are not inserted by mistake when there is no illumination such as at night. This cover 6
5 has a structure that opens and closes by rotating in the vertical direction with the upper side portion 66 as the center of rotation.
【００７５】ハンドルロック、抜き差し位置の選択は、
操作キーの抜き差しが可能な接点で、且つ電気自動車１
のハンドルが回転移動出来ないように固定された状態で
ある。The handle lock and the insertion / removal position selection are
Electric vehicle with contacts that allow operation keys to be inserted and removed
The handle is fixed so that it cannot rotate.
【００７６】電気自動車用発電切りの位置の選択は、電
気自動車１を走行させ停車後、降車する際の行為で、電
気自動車１の燃料電池６の発電動作を停止させる状態で
ある。The selection of the position of the power generation cut-off for the electric vehicle is a state in which the power generation operation of the fuel cell 6 of the electric vehicle 1 is stopped by the action of running the electric vehicle 1 and then stopping the vehicle.
【００７７】ハンドルロック、抜き差し位置および電気
自動車用発電切りの位置の接点ａ、ｂは兼用して一個の
接点にしてもよい。補助電源入りの位置の選択は、自動
車内のラジオ、室内灯、カーナビなどが動作する状態
で、二次電池３６のみが動作する状態である。The contacts a, b at the handle lock, the insertion / removal position, and the power generation disconnection position for the electric vehicle may be combined to form one contact. The selection of the position where the auxiliary power is turned on is a state in which only the secondary battery 36 is in operation while a radio, an interior light, a car navigation system and the like in the vehicle are in operation.
【００７８】主電源入りの位置の選択は、燃料電池６の
発電を開始させる状態である。キーの抜き差しできる位
置は、自動車の運転系がハンドルロック、抜き差し位置
であり、外部負荷回路７への電力供給系が発電停止、抜
き差し位置および発電開始、抜き差し位置である。The selection of the position where the main power source is turned on is a state where the fuel cell 6 starts power generation. The positions where the key can be inserted / removed are the steering wheel lock and the insertion / removal position of the automobile, and the power supply system to the external load circuit 7 is the power generation stop / removal position and the power generation start / removal position.
【００７９】この操作パネル６２の利用方法を説明す
る。電気自動車１を運転するときは、操作キーを操作キ
ー挿入孔６３に挿入して、右に１目盛り回転操作するこ
とにより「電気自動車用発電切りの位置」を選択する。
さらに、１目盛り右に回転することにより「補助電源入
りの位置」を選択すると二次電池３６の回路を導通制御
して、ラジオやカーナビなどを動作させることができ
る。さらに、１目盛り右に回転することにより「主電源
入りの位置」を選択し、電気自動車１を走行させるため
の燃料電池６による発電が開始する。この状態でアクセ
ルを踏み込むことにより電気自動車１は走行開始する。A method of using the operation panel 62 will be described. When driving the electric vehicle 1, the operation key is inserted into the operation key insertion hole 63, and the "position of the power generation cut-off for the electric vehicle" is selected by rotating the electric key one scale.
Further, when the "auxiliary power-on position" is selected by rotating right by one scale, conduction of the circuit of the secondary battery 36 is controlled and a radio or car navigation system can be operated. Further, by rotating one scale to the right, the "main power-on position" is selected, and power generation by the fuel cell 6 for driving the electric vehicle 1 is started. By depressing the accelerator in this state, the electric vehicle 1 starts running.
【００８０】電気自動車１が目的地に到着して、降車す
る際は、操作キーを左方向に回転させて「補助電源入り
の位置」を経て「電気自動車用発電切りの位置」で電気
自動車１の発電動作が停止し、さらに、左回転させると
「ハンドルロック、抜き差し位置」で電気自動車１のハ
ンドルが固定されたのち、操作キーを抜き取ることがで
きる。When the electric vehicle 1 arrives at the destination and gets off, the operation key is rotated counterclockwise to the "position where the auxiliary power is turned on", and then the "position for turning off the power generation for the electric vehicle". When the electric power generation operation is stopped and further rotated to the left, the operation key can be removed after the handle of the electric vehicle 1 is fixed at the "handle lock, insertion / removal position".
【００８１】停電などで電気自動車１の燃料電池６を家
庭用電源として利用したい場合には、屋内のブレーカを
「切り」にし、カバー６５を上下方向に回転させて操作
スイッチ６１を露出状態にする。その後、操作キーを操
作スイッチ６１の操作キー挿入孔６４に挿入して右に１
目盛り回転させると「発電開始、抜き差し位置」にな
る。即ち、商用周波数例えば単相の交流電圧１００ｖ数
十ｋｗの電力を出力をする。これを、電源として家屋内
の照明やエアコンなどを動作させることができる。When it is desired to use the fuel cell 6 of the electric vehicle 1 as a household power source due to a power failure or the like, the indoor breaker is turned off and the cover 65 is rotated in the vertical direction to expose the operation switch 61 to the exposed state. . After that, insert the operation key into the operation key insertion hole 64 of the operation switch 61 and move it to the right 1
When the scale is rotated, it will be at the "power generation start / removal position". That is, a commercial frequency, for example, a single-phase AC voltage of 100 V and several tens of kW of power are output. This can be used as a power source to operate lighting and air conditioners in the house.
【００８２】停電が終了して電力会社からの電力が復帰
し、電気自動車１からの電力を電力会社からの電力に切
換えしたい場合には、照明やエアコンなどの電源スイッ
チを切ったのち、操作スイッチ６１を左回転させて「発
電停止、抜き差し位置」を選択する。この結果、燃料電
池６への燃料ガスの供給が停止され、発電動作が停止す
る。その後、操作キーを抜き取って終了する。発電の停
止を確認後、ブレーカ４３を投入して復帰する。When the power from the electric power company is restored after the power outage is completed and the electric power from the electric vehicle 1 is desired to be switched to the electric power from the electric power company, after turning off the power switch of the lighting and the air conditioner, the operation switch is turned on. 61 is rotated counterclockwise to select "power generation stop / insertion / removal position". As a result, the supply of fuel gas to the fuel cell 6 is stopped and the power generation operation is stopped. After that, the operation key is removed and the process ends. After confirming that the power generation has been stopped, the breaker 43 is turned on to recover.
【００８３】このように構成した操作パネル６２は、操
作キーを電気自動車１の運転用と外部負荷回路７への電
力供給用とで同一にすることにより、次のような効果が
ある。The operation panel 62 thus configured has the following effects by making the operation keys the same for driving the electric vehicle 1 and supplying power to the external load circuit 7.
【００８４】自動車運転中に誤って電力供給用に切換え
たり、電力供給用動作から突然自動車が動き出すなどの
事故は、防止される。Accidents such as erroneous switching to power supply while the vehicle is driving or sudden movement of the vehicle from the power supply operation are prevented.
【００８５】さらに、自動車の運転用操作スイッチ６０
と外部負荷回路７への電力供給用操作スイッチ６１を夫
々独立に設けたので、自動車運転後キーの回転操作にお
いて、誤って電力供給用動作に回転操作することがな
い。Furthermore, the operation switch 60 for driving the automobile
Since the operation switch 61 for supplying power to the external load circuit 7 and the external load circuit 7 are independently provided, it is possible to prevent accidental rotation operation for supplying power when the key is rotated after driving the vehicle.
【００８６】[0086]
【発明の効果】この発明によれば、外部に接続される電
気機器に電力を供給しても他の回路装置を接続する必要
がないため電気自動車の自重を重くすることなく、誤操
作対策された電気自動車を得ることができる。According to the present invention, even if power is supplied to an electric device connected to the outside, it is not necessary to connect another circuit device, so that an erroneous operation can be prevented without increasing the weight of the electric vehicle. You can get an electric car.
【図１】本発明の電気自動車の実施形態を説明するため
の回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining an embodiment of an electric vehicle of the present invention.
【図２】図１の他の実施例を説明するための回路構成
図。FIG. 2 is a circuit configuration diagram for explaining another embodiment of FIG.
【図３】図１の他の実施例を説明するための回路構成
図。FIG. 3 is a circuit configuration diagram for explaining another embodiment of FIG.
【図４】図３の他の実施例を説明するための電力供給回
路部の回路配線図。FIG. 4 is a circuit wiring diagram of a power supply circuit section for explaining another embodiment of FIG.
【図５】図１乃至３の電源スイッチ系を説明するための
平面図。5 is a plan view for explaining the power switch system of FIGS. 1 to 3. FIG.
【図６】従来の電気自動車の電力系を説明するための回
路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram for explaining a power system of a conventional electric vehicle.
【図７】図６のパワーコントロールユニット具体的に説
明するための回路構成図。FIG. 7 is a circuit configuration diagram for specifically explaining the power control unit of FIG.
【図８】図６の他の従来例を説明するための回路構成
図。FIG. 8 is a circuit configuration diagram for explaining another conventional example of FIG.
１…電気自動車、２…車輪、３…交流モータ、４…サー
ボドライバ、５…入力設定回路、６…燃料電池、７…外
部負荷回路、１０…速度指令回路、１１…発振器、１２
…第１のスイッチ回路、１４…水素ガス供給管、１５、
１７…絞り弁、１６…空気供給管、１８…水素ガスタン
ク、１９…空気供給源、２０、２１…流量調整端子、２
２…第２のスイッチ回路、２５…速度信号合成部、２６
…トルク信号合成部、２７…インバータ回路、２８…Ｐ
ＷＭ，２９…電力増幅器、３１…電流検出回路、３２…
第３のスイッチ回路、３３…レゾルバ又はエンコーダ、
３４…第４のスイッチ回路、３５…第５のスイッチ回
路、３６…二次電池、４０…電力会社、４１…家庭、４
２…系統、４３…ブレーカ、４４…屋内配線、４５…切
換え回路、４９…アダプタ、５０…コネクタ、５１…ヒ
ューズ、５２、５４…スイッチ、５３…変圧器、５５…
コンセント、６０、６１…操作スイッチ、６２…操作パ
ネル、６３、６４…操作キー挿入孔、６５…カバー。1 ... Electric vehicle, 2 ... Wheel, 3 ... AC motor, 4 ... Servo driver, 5 ... Input setting circuit, 6 ... Fuel cell, 7 ... External load circuit, 10 ... Speed command circuit, 11 ... Oscillator, 12
... first switch circuit, 14 ... hydrogen gas supply pipe, 15,
17 ... Throttle valve, 16 ... Air supply pipe, 18 ... Hydrogen gas tank, 19 ... Air supply source, 20, 21 ... Flow rate adjusting terminal, 2
2 ... 2nd switch circuit, 25 ... Speed signal synthetic | combination part, 26
... torque signal synthesizer, 27 ... inverter circuit, 28 ... P
WM, 29 ... Power amplifier, 31 ... Current detection circuit, 32 ...
Third switch circuit, 33 ... Resolver or encoder,
34 ... 4th switch circuit, 35 ... 5th switch circuit, 36 ... Secondary battery, 40 ... Electric power company, 41 ... Home, 4
2 ... System, 43 ... Breaker, 44 ... Indoor wiring, 45 ... Switching circuit, 49 ... Adapter, 50 ... Connector, 51 ... Fuse, 52, 54 ... Switch, 53 ... Transformer, 55 ...
Outlet, 60, 61 ... Operation switch, 62 ... Operation panel, 63, 64 ... Operation key insertion hole, 65 ... Cover.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｐ 7/34 7/34 Ｊ (72)発明者 新開 敏樹 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 AA05 BA01 5G003 AA05 BA01 CA01 FA06 GB06 5H027 AA02 BA13 BA14 DD03 KK52 KK56 MM02 MM27 5H115 PA12 PG04 PI16 PI17 PU08 PV09 QA10 QE20 RB22 SE03 SE06 TB03 TI02 TI05 TU20 UB07 UB08 UB20 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H02J 7/00 H02J 7/00 P 7/34 7/34 J (72) Inventor Toshiki Shinkai Horikawa, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 66-2 Machi Toshiba Engineering Co., Ltd. F term (reference) 3D035 AA05 BA01 5G003 AA05 BA01 CA01 FA06 GB06 5H027 AA02 BA13 BA14 DD03 KK52 KK56 MM02 MM27 5H115 PA12 PG04 PI16 PI17 PU08 PV09 QA10 QE20 RB20 SE02 SE03 TI06 SE02 TI06 UB07 UB08 UB20
Claims (8)
量に応じた直流電力を出力する燃料電池と、 前記直流電力の入力により交流電力を出力するインバー
タ回路と、 前記交流電力を自動車走行用回路と外部負荷回路への電
力供給用回路とに切換えて供給する切換え手段と、 前記電力供給用回路に接続された商用電源として使用す
るためのコネクタを備えた電気自動車において、 前記切換え手段による自動車の走行時には前記インバー
タ回路により周波数および電圧を可変して制御し、外部
負荷回路への電力供給時には前記インバータ回路により
商用の周波数および電圧にし電流を可変して制御する制
御手段と、 前記自動車の走行又は外部負荷回路の負荷の変化を検出
して前記燃料ガス供給量を制御する燃料ガス供給量制御
手段とを具備してなることを特徴とする電気自動車。1. A fuel cell that outputs DC power according to the flow rate of fuel gas supplied to the anode and the cathode, an inverter circuit that outputs AC power when the DC power is input, and a circuit for driving the AC power for automobiles. And a circuit for supplying power to the external load circuit and supplying the circuit, and an electric vehicle equipped with a connector for use as a commercial power source connected to the circuit for supplying power. Control means for varying and controlling the frequency and voltage by the inverter circuit during traveling, and for varying and controlling the commercial frequency and voltage by the inverter circuit for supplying power to the external load circuit; Fuel gas supply amount control means for detecting a change in load of the external load circuit and controlling the fuel gas supply amount. Electric vehicle characterized by comprising.
電池に並列接続された二次電池をアクセルの急激な変化
時又は前記外部負荷回路の急激な変化時に前記二次電池
から直流電圧を供給するようにしたことを特徴とする請
求項１記載の電気自動車。2. A secondary battery connected in parallel to the fuel cell as an auxiliary power source for the fuel cell is supplied with a DC voltage from the secondary battery when the accelerator changes suddenly or when the external load circuit changes suddenly. The electric vehicle according to claim 1, characterized in that.
前記自動車の加速、減速時および前記外部負荷回路の負
荷の変化時に、出力電流が所定値になるように前記イン
バータ回路を制御することを特徴とする請求項１又は２
記載の電気自動車。3. The inverter circuit output current is monitored, and the inverter circuit is controlled so that the output current becomes a predetermined value when the vehicle is accelerated or decelerated and when the load of the external load circuit is changed. Claim 1 or 2
The electric vehicle described.
記外部負荷回路の負荷の変化時の制御は、前記インバー
タ回路に出力電流を検知する電流センサを接続して、前
記電流センサによる検出値が所定値になるように制御す
ることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電気自動
車。4. When controlling the acceleration and deceleration of the vehicle and the change of the load of the external load circuit, a current sensor for detecting an output current is connected to the inverter circuit, and a value detected by the current sensor is The electric vehicle according to claim 1, 2 or 3, wherein the electric vehicle is controlled to have a predetermined value.
量に応じた直流電力を出力する燃料電池と、 前記直流電力を交流電力に変換する変換手段と、 前記交流電力により自動車の車輪を回転させる自動車駆
動系と、 前記交流電力の自動車駆動系への供給を停止し外部負荷
回路に供給するように制御する切換え手段とを具備して
なる電気自動車において、 前記自動車駆動系および外部負荷回路電力供給系の始
動、停止制御スイッチとしてそれぞれ専用のスイッチ回
路を設け、これら専用のスイッチ回路を同一の操作キー
により操作するようにしたことを特徴とする電気自動
車。5. A fuel cell that outputs DC power according to the flow rate of fuel gas supplied to the anode and the cathode, a conversion unit that converts the DC power into AC power, and a wheel of an automobile is rotated by the AC power. An electric vehicle comprising a vehicle drive system and switching means for controlling the supply of the AC power to the vehicle drive system to stop and supply to the external load circuit, the vehicle drive system and external load circuit power supply An electric vehicle characterized in that a dedicated switch circuit is provided as a system start / stop control switch, and these dedicated switch circuits are operated by the same operation key.
スイッチをオン状態に制御したとき、視覚表示、音表示
の少なくとも一方で前記オン状態の表示をすることを特
徴とする請求項１、３、４又は５記載の電気自動車。6. The display of the on-state is displayed in at least one of visual display and sound display when the start control switch of the external load circuit power supply system is controlled to the on-state. The electric vehicle according to item 4 or 5.
力供給系の始動は、互いに自動車駆動系および外部負荷
回路電力供給系の一方が動作停止状態で行われることを
特徴とする請求項１、３、４又は５記載の電気自動車。7. The vehicle drive system and the external load circuit power supply system are started in such a manner that one of the vehicle drive system and the external load circuit power supply system is deactivated. The electric vehicle according to item 4 or 5.
屋内配線への接続は系統とは独立に接続することを特徴
とする請求項１又は５記載の電気自動車。8. The electric vehicle according to claim 1, wherein the connection from the external load circuit power supply system to the indoor wiring of the home is independent of the system.
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