DE112008000424B4 - Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung und Boosteraufladungs-Stromversorgungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung, die elektrische Energie zur Booster-Aufladung an einen mobilen Körper (50, 51, 52, 53) mit einer Boosteraufladungs-Steuerfunktion liefert, und aufweist: eine Energiezufuhreinrichtung (1,11) zur Zufuhr von Gleichstrom; eine erste Energiespeichereinrichtung (15) zum Speichern von Gleichstromenergie von der Energiezufuhreinrichtung (1, 11) und zum Ausgeben von reinem Gleichstrom; eine Ladeschaltung (20), die reinen Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) direkt zu dem mobilen Körper (50, 51, 52, 53) schickt, der eine zweite Energiespeichereinrichtung (85) zum Speichern von Gleichstromenergie von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) umfasst; und eine Stromzufuhr-Steuereinrichtung (12) zum Stoppen der Energiezufuhreinrichtung (1, 11) in der Zufuhr von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung (15), während die erste Energiespeichereinrichtung (15) elektrischen Strom zum Aufladen der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Körper (50, 51, 52, 53) eine Ladesteuereinrichtung (80) umfasst, die konfiguriert ist, um eine Booster-Aufladungsteuerung der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) auf der Grundlage der Batteriespannung und des Ladestroms der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) bereit zu stellen; wobei wenn der mit der Ladeschaltung (20) verbundene mobile Körper (50, 51, 52, 53) eine Booster-Aufladung erfährt, die Stromzufuhr-Steuereinrichtung (12) ein Energiezufuhr-Stoppsignal (S7) empfängt, welches bei Betätigung ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung und ein Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren, die in der Lage sind, elektrischen Strom zur Booster-Aufladung an einen mobilen Körper, beispielsweise ein Fahrzeug oder ein Schiff, zu liefern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er aus der JP H07-250 405 A bekannt ist.
  • Ein elektrisches Fahrzeug, das kein Abgas emittiert und umweltfreundlich ist, hat das Problem, dass es eine verhältnismäßig lange Zeit zum Aufladen benötigt. Um die Ladezeit zu verkürzen, muss dem elektrischen Fahrzeug eine große Menge an elektrischem Strom in einer kurzen Zeit abgegeben werden, wodurch eine Stromversorgungsausrüstung mit einer großen Stromkapazität an einer Stelle erforderlich ist, wo nur eine Niedervolt-Stromleitung gelegt ist. Folglich wird ein elektrisches Fahrzeug im Allgemeinen mit einer Booster-Aufladung ausgestattet, indem kommerzieller Wechselstrom gleichgerichtet wird, die Gleichstromenergie in einer Speicherbatterie gespeichert wird und die gespeicherte Gleichstromenergie genutzt wird (siehe JP H05-20 768 A und JP 3 334 118 B2 ). JP H05-20 768 A bietet eine Ladeeinrichtung mit nur einem Ladegerät, wobei das Ladegerät unter Verwendung eines Umschalters umgeschaltet wird, wobei sowohl eine Speicherbatterie der Ausrüstung als auch eine Speicherbatterie für ein elektrisches Fahrzeug geladen wird. JP 3 334 118 B2 bietet eine Ladeeinrichtung mit einer Tageszeit-Speicherbatterie, die elektrische Energie tagsüber speichert, und mit einer Nachtzeit-Speicherbatterie, die elektrische Energie nachts speichert, in der die elektrische Restenergie in der Nachtzeit-Speicherbatterie über ein Ladegerät an eine Speicherbatterie für ein elektrisches Fahrzeug tagsüber zugeführt werden kann.
  • Die Ladeeinrichtungen nach JP H05-20 768 A und JP 3 334 118 B2 haben jedoch Ladebedingungen, die auf der Spezifikation einer Speicherbatterie basieren, die auf einem elektrischen Fahrzeug montiert ist, und sie können ein Fahrzeug mit anderen Ladebedingungen nicht aufladen, so dass die Fahrzeugtypen, die geladen werden sollen, eingeschränkt werden und eine Vielzahl von Ladegeräten erforderlich ist, die eine Vielzahl von Fahrzeugen mit verschiedenen Ladebedingungen laden können. Wenn die Ladegeräte elektrische Energie geringer Qualität, die eine Welligkeit, ein Rauschen oder Stromspitzen aufweist, abgeben, kann dies im übrigen eine Speicherbatterie, die auf einem Fahrzeug montiert ist, nachteilig beeinflussen.
  • JP H07-250 405 A offenbart eine Ladeausrüstung für Elektrofahrzeuge, die umfasst: einen Konverter, der eine Booster-Aufladung einer Batterie eines Elektrofahrzeugs von einer Hauptbatterie aus durchführt, die durch Nachtstrom aufgeladen wird, eine Gleichrichterschaltung, die die Stromversorgung von einer Versorgungsleitung gleichrichtet, einen ersten Umschaltkreis zum Anlegen der gleichgerichteten Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung an die Ladeeinrichtung, einen zweiten Umschaltkreis zum Anlegen einer Ausgangsspannung an die Ladeeinrichtung an die Hauptbatterie und einen dritten Umschaltkreis zum Anlegen von Ladespannungen an die Hauptbatterie als Stromversorgungsspannung für die Ladeeinrichtung. Der erste Umschaltkreis und der zweite Umschaltkreis werden auf EIN geschaltet, und der dritte Umschaltkreis wird ausgeschaltet. Eine Steuerschaltung ist vorgesehen, um die Hauptbatterie zu laden und den ersten Umschaltkreis und den zweiten Umschaltkreis auf AUS zu schalten, und um die Booster-Aufladung der Fahrzeugbatterie durchzuführen, in dem der dritte Umschaltkreis auf EIN geschaltet wird. Die Anordnung dient dazu, den Nachtstrom zur Aufladung der Hauptbatterie auszunutzen.
  • JP H06-178 461 A zeigt eine Hauptstromversorgung, die mit der Wechselstromseite eines Wechselstrom-/Gleichstromkonverters über einen Schalter verbunden ist. Eine Solarbatterie ist über eine Diode in Reihe mit der Gleichstromseite des Konverters verbunden und über eine erste Speicherbatterie und eine zweite Speicherbatterie durch Schalter ebenfalls in Reihe mit der DC Seite des Konverters verbunden. Wenn der Ausgang der Solarbatterie unter Tag ausreichend ist, werden die erste und die zweite Speicherbatterie entsprechend dem Ausgang der Solarbatterie aufgeladen, und ein Wechselstrom wird zusätzlich an eine nicht unterbrechbare Last geliefert. Die Schalter dienen dazu, die Hauptbatterie während der Tagzeit durch die Solarzelle und während der Nachtzeit durch Nachtstrom aufzuladen.
  • JP 2006-020 438 A zeigt eine Ladestation, die eine Fahrzeugbatterie, die in einem Elektrofahrzeug montiert ist, aufzuladen. Dabei werden mehrere Kondensatoren durch eine externe Stromversorgung aufgeladen. Ein Kapazitätsdetektor erfasst die Ladekapazität der Kondensatoren. Eine Kondensator-Ladeeinrichtung lädt die Kondensatoren auf. Der Kondensator mit der kleinsten Ladekapazität wird bei der Aufladung ausgeschlossen, und der zu entladende Kondensator wird durch eine Ladesteuereinheit ausgewählt, bevor der Strom zu der fahrzeugseitigen Batterie, insbesondere der Fahrzeugbatterie, zum Aufladen abgegeben wird.
  • EP 1 770 845 A2 betrifft eine Batterieladeeinrichtung für Fahrzeuge, die ausgelegt sind, um bei unterschiedlichen Batterietypen automatisch mit der korrekten Batteriespannung aufzuladen. Zur Stromversorgung können Generatoren mit variabler Frequenz, deren Frequenz durch Controller gesteuert wird, verwendet werden.
  • JP 2005-117 727 A betrifft eine Batterieladeeinrichtung, deren Ladezeit verkürzt werden soll und die in der Lage ist, unmittelbar nach der Aufladung wieder entladen zu werden. Dazu umfasst die Batterieladeeinrichtung eine Batterie, eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Batterie und einen Ladecontroller. Der Ladecontroller steuert die Aufladung der Batterie auf der Basis der Kühlleistung der Kühleinrichtung. Der Controller steuert den Ladestrom und die Ladeperiode, sodass die Temperatur der Batterie auf einem idealen Wert bleibt, um die Batterie zu entladen, wenn die Aufladung der Batterie abgeschlossen ist.
  • US 6 737 762 B2 betrifft eine lokale Stromerzeugungseinrichtung, die im Wesentlichen einen Gleichstrom liefert, der moduliert wird, um eine Wechselspannung an eine Last zu liefern. Die Eingangsspannung für den Inverter kann von einem Brennstoffzellen-Generator geliefert werden, der eine Gleichspannung liefert.
  • Wenn ein Fahrzeug eine Booster-Aufladungs-Steuerfunktion hat, die für eine Speicherbatterie geeignet ist, dann kann eine einzige Stromversorgungseinrichtung eine Booster-Aufladung an eine Vielzahl verschiedener Kraftfahrzeuge abgeben, so dass die Verbreitung von elektrischen Fahrzeugen in weiterem Umfang erfolgt. Um die Verbreitung von elektrischen Fahrzeugen zu fördern ist es daher wichtig, eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung zu entwickeln, die in der Lage ist, elektrische Energie zur Booster-Aufladung an verschiedene Fahrzeuge zu liefern. Wenn ein Fahrzeug mit einer elektrischen Energie hoher Qualität versorgt wird, gibt es im übrigen keinen Bedarf, ein Rauschen oder Stromspitzen oder dergleichen in dem zugeführten Strom zu berücksichtigen, so dass das Design für die elektrischen Schaltungen des Fahrzeuges leichter gemacht wird. Gegenwärtig ist die Verbesserung der globalen Umwelt zu einer drückenden Aufgabe geworden, so dass man nach einer Verbesserung der Umwelttechnologie in den Sektoren von Fahrzeugen und auch bei anderen mobilen Körpern, die Auspuffgase emittieren, einschließlich Schiffe und Flugzeuge, sucht.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung und ein Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, elektrische Energie zur Booster-Aufladung an eine Vielzahl verschiedener mobiler Körper unter Verwendung einer einzigen Einrichtung zu liefern und elektrische Energie hoher Qualität an die mobilen Körper zuzuführen.
  • Um die Aufgabe zu erreichen, weist eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, die elektrische Energie zur Booster-Aufladung an einen mobilen Körper mit einer Booster-Aufladungs-Steuerfunktion liefert, auf: eine Energiezufuhreinrichtung zur Zufuhr von Gleichstrom; eine erste Energiespeichereinrichtung zum Speichern von Gleichstromenergie von der Energiezufuhreinrichtung und zum Ausgeben von reinem Gleichstrom; eine Ladeschaltung, die reinen Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung direkt zu dem mobilen Körper schickt, der eine zweite Energiespeichereinrichtung zum Speichern von Gleichstromenergie von der ersten Energiespeichereinrichtung umfasst; und eine Stromzufuhr-Steuereinrichtung zum Stoppen der Energiezufuhreinrichtung in der Zufuhr von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung, während die erste Energiespeichereinrichtung elektrischen Strom liefert, um die zweite Energiespeichereinrichtung zu laden.
  • Ein Booster-Aufladungs-Stromspeicherverfahren nach Anspruch 2, welches elektrischen Strom zum Booster-Aufladen an einen mobilen Körper mit einer Booster-Aufladungs-Steuerfunktion liefert, weist die folgenden Schritte auf: Speichern von Gleichstromenergie von einer Energiezufuhreinrichtung in einer ersten Energiespeichereinrichtung; Senden von reinem Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung ausgegeben wird, durch eine Ladeschaltung direkt an einen mobilen Körper, der eine zweite Energiespeichereinrichtung umfasst, um Gleichstromenergie von der ersten Energiespeichereinrichtung zu speichern; und Stoppen der Energiezufuhreinrichtung beim Zuführen von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung, während die erste Energiespeichereinrichtung elektrischen Strom liefert, um die zweite Energiespeichereinrichtung zu laden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 und dem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 2, wenn der mobile Körper aufgeladen wird, trennt die Stromversorgungs-Steuereinrichtung die Energiezufuhreinrichtung und die erste Energiespeichereinrichtung elektrisch, so dass nur die erste Energiespeichereinrichtung elektrischen Strom an den mobilen Körper liefern kann. Der mobile Körper, der die Booster-Aufladungs-Steuerfunktion hat, führt die Steuerung in einer solchen Weise durch, dass der reine Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung geliefert wird, zu einem elektrischen Strom wird, der für die Ladebedingungen der zweiten Energiespeichereinrichtung geeignet ist, so dass die gleiche Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung in die Lage versetzt wird, elektrischen Strom zu liefern und eine Booster-Aufladung an unterschiedliche Typen von mobilen Körpern zu geben. Die Booster-Aufladungs-Steuerfunktion ist außerordentlich wichtig, weil sie auch die Lebensdauer oder dergleichen der zweiten Energiespeichereinrichtung beeinflusst. Bei dem Design eines mobilen Körpers, der die Booster-Aufladungs-Steuerfunktion hat, kann die Booster-Aufladungs-Steuerfunktion dadurch bestimmt werden, dass die Charakteristiken der zweiten Energiespeichereinrichtung vollständig studiert werden. Herkömmlicherweise werden ein Booster-Ladegerät und ein mobiler Körper, beispielsweise ein Fahrzeug, jeweils von getrennten Herstellern hergestellt, ein mobiler Körper ist jedoch mit einer Booster-Aufladungs-Steuerfunktion ausgestattet, so dass der Hersteller des mobilen Körpers in die Lage versetzt wird, die zweite Energiespeichereinrichtung und die Booster-Aufladungs-Steuerfunktion zusammen zu entwerfen. Dies macht es möglich, die zweite Energiespeichereinrichtung in einer solchen Weise auszulegen, dass sie einen höheren Betriebswirkungsgrad hat, wodurch die Mobilität des mobilen Körpers verbessert wird. Außerdem kann der mobile Körper mit einem elektrischen Strom hoher Qualität beliefert werden, der einem reinen Gleichstrom entspricht, so dass die Berücksichtigung eines Rauschens, von Stromspitzen oder dergleichen bei der Auslegung der elektrischen Schaltungen des mobilen Körpers nahezu völlig eingespart werden, so dass das Design der elektrischen Schaltungen des mobilen Körpers leichter ausgeführt werden kann.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung oder dem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 3 hat die erste Energiespeichereinrichtung eine Vielzahl von Ladeschaltungen, die daran parallel angeschlossen sind, um dadurch eine Booster-Aufladung gleichzeitig an eine Vielzahl mobiler Körper abzugeben, die unterschiedliche Ladebedingungen haben.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 4 umfasst die Ladeschaltung den Schalter zum Umschalten der Ladeschaltung wenigstens auf der Grundlage von Ladeinformationen von dem mobilen Körper. Dies macht es beispielsweise möglich, die Aufladung des mobilen Körpers automatisch zu stoppen, wenn sie fertig ist, oder die Aufladung des mobilen Körpers gewaltsam zu stoppen, selbst während er aufgeladen wird.
  • In dem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 5 wird beim Aufladen des mobilen Körpers ein Wärmeerzeugungsteil in einem Ladesystem des mobilen Körpers unter Verwendung von Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung geliefert wird, gekühlt. Um das Ladesystem zu Kühlen ist es daher nicht erforderlich, den mobilen Körper mit einem Kühlmittel von außerhalb zu versorgen, wodurch die Kühlstruktur vereinfacht wird.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6 wird die Stromliefereinrichtung von einem Gleichrichter gebildet, der Wechselstrom in Gleichstrom umsetzt. Folglich kann die Booster-Aufladungsstation leicht an einer Stelle aufgebaut werden, wo eine Stromleitung gelegt ist.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7 hat die Stromversorgungs-Steuereinrichtung die Funktion, dass sie dem Gleichrichter gestattet, Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung nur während spezifizierter Stunden zu liefern. Daher kann die erste Energiespeichereinrichtung beispielsweise mit dem Überschuss von kommerziellem Strom nachts versorgt werden, wodurch die Energiebelastung nivelliert wird.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8 ist die Energiezufuhreinrichtung von einer Kraftstoffbatterie gebildet. Daher kann elektrische Energie selbst an Stellen erzeugt werden, wo kommerzielle elektrische Energie schwierig zuzuführen ist, so dass die Konstruktion der Ladestation vereinfacht wird.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 9 ist die erste Energiespeichereinrichtung durch wenigstens eine Speicherbatterie oder einen elektrischen Doppelschichtkondensator gebildet. Daher kann eine hohe Energiedichte erhalten werden, so dass eine größere Menge an elektrischer Energie selbst in einem verhältnismäßig kleinen Speicherraum gespeichert werden kann.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 10 wird der Wechselstrom, der in den Gleichrichter eingegeben wird, mit erneuerbarer Energie hergestellt, so dass er sich von der Stromerzeugung durch fossilen Kraftstoff unterscheidet, wodurch kein Kohlendioxid emittiert wird und folglich ein Beitrag zur Verbesserung der globalen Umwelt gegeben wird.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 11 verwendet die Kraftstoffbatterie als Kraftstoff Wasserstoff, der durch Umwandlung eines fossilen Kraftstoffes erhalten wird. Daher kann elektrische Energie beispielsweise unter Verwendung von fossilen Kraftstoffen erzeugt werden, die an einer Tankstelle gespeichert werden, um die Booster-Aufladung dort praktischer zu gestalten, so dass eine Elektrofahrzeuge verwendende Gemeinschaft realisiert wird, wo fossile Kraftstoffe nur moderat verbraucht werden.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 12 verwendet die Kraftstoffbatterie als Kraftstoff Wasserstoff, der unter Verwendung elektrischer Energie, die durch erneuerbare Energie erzeugt ist, erzeugt wird. Folglich gibt es keinen Bedarf für jeglichen fossilen Kraftstoff, um die elektrische Energie zu erzeugen, wodurch die Energieressourcen eingespart und die Umwelt verbessert wird.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 13 kann der Gleichstrom, der von der Kraftstoffbatterie abgegeben wird, in Wechselstrom umgesetzt und an ein kommerzielles Stromversorgungssystem abgegeben werden, so dass die elektrische Energie von der Kraftstoffbatterie nicht nur dadurch verwendet wird, dem mobilen Körper eine Booster-Aufladung zu geben, sondern auch für ein Stromversorgungssystem.
  • In der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung oder dem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 14 ist der mobile Körper wenigstens ein Fahrzeug, ein Schiff oder ein Flugzeug, so dass der Einsatz mobiler Körper, die Elektrizität als Energie in jeglichem Transportsektor verwenden, eingeleitet wird, um die Menge an Kohlendioxidemission in einem globalen Umfang zu reduzieren.
  • Als nächstes werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Frontansicht einer ersten Energiespeichereinrichtung und eines Ladestandes in der Einrichtung von 1.
  • 3 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das die Verbindung eines Schalters und eines Fahrzeuges in der Einrichtung von 1 zeigt.
  • 4 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm eines Schalters in der Einrichtung von 1.
  • 5 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm einer Lade-Steuereinrichtung für ein Fahrzeug in der Einrichtung von 1.
  • 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Kühleinheit eines Fahrzeugs in der Einrichtung von 1 zeigt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Stromzufuhr-Steuereinrichtung in der Einrichtung von 1 zeigt.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Ladeprozedur in einem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Ladeprozedur in dem Booster-Aufladungs-Stromversorgungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung im Anschluss an 8 zeigt.
  • 10 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerprozedur einer Stromversorgungs-Steuereinrichtung in der Einrichtung von 10 zeigt.
  • 12 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 13 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 14 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das ein Energieerzeugungssystem zeigt, das in einer Beziehung zu der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht.
  • 16 ist eine Draufsicht auf einen hauptsächlichen Teil des Energieerzeugungssystems von 15.
  • 17 ist eine Draufsicht auf das Energieerzeugungssystem von 15.
  • 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem das Energieerzeugungssystem von 15 angewendet wird, um eine Booster-Aufladung für einen mobilen Körper zu machen.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Die 1 bis 9 zeigen eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 2 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine kommerzielle Wechselstromquelle, beispielsweise eine Dreiphasen-Wechselstromquelle, die elektrische Energie durch eine Stromleitung 2 in eine Konstruktion 3 liefert. Die Konstruktion 3 beherbergt einen Gleichrichter 11 als Energiezufuhreinrichtung, die eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 darstellt; eine Stromversorgungs-Steuereinrichtung 12; eine erste Energiespeichereinrichtung 15 und weitere Ausrüstung. Der Gleichrichter 11 ist mit der Eingangsseite der Stromleitung 2 in der Konstruktion 3 verbunden und hat die Funktion, Dreiphasen-Wechselstrom von der Stromleitung 2 in Gleichstrom umzuwandeln, nachdem er auf eine vorgegebene Spannung geregelt worden ist. Auf der Ausgangsseite ist der Gleichrichter 11 über die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 mit der ersten Energiespeichereinrichtung 15 verbunden. Wie später beschrieben wird, hat die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 die Funktion, den Gleichrichter 11 in der Zufuhr von Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung 15 auf der Basis eines Signals S7 von der Schalteinrichtung 30 zu stoppen.
  • Die erste Energiespeichereinrichtung 15, die die Funktion hat, Gleichstrom von dem Gleichrichter 11 zu speichern, kann von einem beliebigen Typ sein, solange sie Gleichstromenergie speichern kann, und in diesem Ausführungsbeispiel ist sie durch entweder eine Speicherbatterie oder einen elektrischen Doppelschichtkondensator gebildet. Die erste Energiespeichereinrichtung 15 kann beispielsweise nur von einer ventilgeregelten Blei-Säure-Batterie, die viele in Reihe geschaltete Zellen hat, sowohl einer Speicherbatterie als auch einem Doppelschichtkondensator oder allein aus einem Doppelschichtkondensator mit großer Kapazität gebildet sein. Ferner kann die Speicherbatterie aus einer Lithiumionen-Batterie mit großer Kapazität gebildet sein, obwohl sie teuer ist. Der Gleichrichter 11 hat die Funktion, die erste Energiespeichereinrichtung 15 unter Berücksichtigung von deren Charakteristiken aufzuladen. In dieser Ausführung hat die erste Energiespeichereinrichtung 15 eine Leerlaufspannung, beispielsweise etwa 350 Volt Gleichspannung, sie ist jedoch variabel, in dem die Anzahl der Zellen geändert wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die erste Energiespeichereinrichtung 15 einen positiven Anschlussblock 17 und einen negativen Anschlussblock 18, die über die Stromversorgungs-Steuereinrichtung 12 des Gleichrichters 11 verbunden sind. Die Konstruktion 3 beherbergt einen positiven Sammelanschluss 13 und einen negativen Sammelanschluss 14, die Teil einer Ladeschaltung 20 bilden. Der positive Sammelanschlussblock 13 und er negative Sammelanschlussblock 14 werden verwendet, um Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 an eine Vielzahl von Ladeständen 21 außerhalb der Konstruktion 3 zu liefern, und sie sind durch die Ladeschaltung 20 mit der Schalteinrichtung 30 des Ladestandes 21 verbunden. Die Ladeschaltung 20 ist eine elektrische Schaltung zur Zufuhr von reinem Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 an ein Fahrzeug 50 (wird später beschrieben). Wie in 1 gezeigt ist, sind, da eine Vielzahl von Fahrzeugen gleichzeitig in diesem Ausführungsbeispiel aufgeladen werden, eine Vielzahl von Ladeschaltungen 20 parallel zu dem positiven Sammelanschlussblock 13 und dem negativen Sammelanschlussblock 14 geschaltet. In der Konstruktion 3 ist ein Luftklimagerät 16 installiert, das die Raumtemperatur während des ganzen Jahres im Wesentlichen konstant hält, wodurch die Lebensdauer der ersten Energiespeichereinrichtung 15 verlängert wird.
  • In 2 liegt der Ladestand 21 in einer Ladestation nahe bei der Konstruktion 3, und eine Vielzahl von Ladeständen 21 werden durch jeweils eine Ladeschaltung 20 mit Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 versorgt. Der Ladestand 21 ist auf einer Seite davon ausgestattet mit: einem Betätigungsabschnitt 22, der einen Lade-Kartenleser 23, einen Lade-Startschalter 24 und einen Lade-Notstoppschalter 25 und einen Anzeigeabschnitt 26 mit einem Ladeenergiemengen-Anzeiger 27, einem Ladestromanzeiger 28 und einem Ladeenergie-Ratenanzeiger 29. Die Schalteinrichtung 30, die in dem Ladestand 21 untergebracht ist, ist mit einem Ladekabel 35 verbunden, das Bestandteil der Ladeschaltung 20 bildet. Das Ladekabel 35 wird auf einer Seite des Ladestands 21 gehalten, wenn es nicht zum Aufladen verwendet wird, während es sich zu dem Fahrzeug 50 als dem mobilen Körper erstreckt, wenn es zum Laden verwendet wird. Das Ladekabel 35 ist an dem vorderen Ende mit einem Ladestecker 36 versehen, der mit einem Ladeanschluss 65 des Fahrzeugs 50 zu verbinden ist.
  • 3 zeigt die Verbindung des Ladestandes 21 und des Fahrzeugs 50 zum Zeitpunkt der Aufladung. Der Ladestecker 36 des Ladekabels 35 ist mit dem Ladeanschluss 65 des Fahrzeugs 50 verbunden, und dadurch liefert die erste Energiespeichereinrichtung 15 reinen Gleichstrom an das Fahrzeug 50 über die Schalteinrichtung 30 in der Mitte der Ladeschaltung 20. Die Schalteinrichtung 30 hat die Funktion, eine Schaltbewegung auszuführen auf der Grundlage eines Signals von dem Betriebsabschnitt 22 des Ladestandes 21 oder eines Signals von dem Fahrzeug, und ermöglicht dadurch, dass die erste Energiespeichereinrichtung 15 reinen Gleichstrom an das Fahrzeug 50 liefert oder die Lieferung stoppt. Durch die Ladeschaltung 15 liefert dadurch die Schalteinrichtung 30 reinen Gleichstrom an das Fahrzeug 50.
  • 4 zeigt im Detail die Schalteinrichtung 30, die einen Schalter 31 und einen Umschalt-Steuerabschnitt 32 umfasst. Der Schalter 31 hat die Schaltfunktion den reinen Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 geliefert wird, zuzuführen oder zu stoppen, und er ist durch eine Halbleitereinrichtung und einen elektromagnetischen Kontaktteil gebildet. Der Schalter 31 führt eine Schaltbewegung auf der Grundlage eines Signals S21 von dem Umschalt-Steuerabschnitt 32 aus und ist auf der Ausgangsseite mit einem elektronischen Stromsensor 34 versehen, der eine Spannung und einen elektrischen Strom des Gleichstroms an der Ausgangsseite des Schalters 31 detektiert. In den Umschalt-Steuerabschnitt 32 wird ein Signal S6 von dem elektronischen Stromsensor 34 eingegeben; ein Signal S1 von dem Lade-Kartenleser 23, ein Signal S2 von dem Aufladungs-Startschalter 24 und ein Signal S3 von dem Ladenotabschalter 25 kann eingegeben werden; ferner können Signale S4, S5 und S20 von einer Lade-Steuereinrichtung 80 des Fahrzeugs 50 eingegeben werden. Der Umschalt-Steuerabschnitt 32 hat die Funktion, ein Stromzufuhr-Stoppsignal S7 an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 wenn erforderlich in Antwort auf jedes eingegebene Signal auszugeben. Wenn er auf der Grundlage eines eingegebenen Signals feststellt, dass das Fahrzeug 50 geladen wird, gibt der Umschalt-Steuerabschnitt 32 insbesondere das Stromzufuhr-Stoppsignal S7 an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 ab, um dadurch die erste Energiespeichereinrichtung 15 in der Zufuhr von Gleichstrom zu stoppen. Der Umschalt-Steuerabschnitt 32 gibt die Signale S8, S9 und S10 an den Anzeigeabschnitt 26 des Ladestandes 21 ab. Das Signal S8 dient zum Anzeigen einer Energiemenge (Stromzufuhr) von dem Start einer Aufladung in der Ladestrommengenanzeige 27 S9 zeigt an dem Ladestromanzeiger 28 an, dass ein Ladestrom von dem Schalter 31 zu dem Fahrzeug 50 fließt; S10 zeigt in dem Ladestromratenanzeiger 29 eine Stromrate an, die einer Strommenge entspricht, die von dem Start bis zu dem Ende der Aufladung an das Fahrzeug 50 geliefert wurde. Der Schalter 31 ist nur zweckmäßig vorgesehen, und daher könnte auch ohne den Schalter 31 das Fahrzeug 50 eine Booster-Aufladung unter Verwendung der Ladeschaltung 20 erhalten.
  • Wie in 3 gezeigt ist, beherbergt das Fahrzeug 50 eine Lade-Steuereinrichtung 80 sowie verschiedene Geräte. Das Fahrzeug 50 wird mit reinem Gleichstrom beliefert, und die Lade-Steuereinrichtung 80 steuert sie auf eine vorgegebene Spannung und einen Strom und liefert sie an die zweite Energiespeichereinrichtung 85. Als zweite Energiespeichereinrichtung 85 kann ein beliebiger Typ verwendet werden, solange sie Gleichstromenergie speichern kann, in diesem Ausführungsbeispiel ist sie jedoch durch wenigstens eine Speicherbatterie, einen elektrischen Doppelschichtkondensator oder einen Lithiumionen-Kondensator gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Energiespeichereinrichtung 85 beispielsweise durch nur eine Lithiumionen-Batterie gebildet, die viele in Reihe geschaltete Zellen hat. Sie könnte jedoch auch durch eine Speicherbatterie und einen Doppelschicht-Kondensator oder einen Lithiumionen-Kondensator gebildet werden. Die Gleichstromenergie, die in der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 gespeichert ist, wird über einen Controller 86 an einen Fahrmotor 87 geliefert, so dass das Fahrzeug 50 unter Verwendung des Fahrmotors 87 als Antriebsquelle Fahrt macht. Das Fahrzeug 50 ist mit einer Kühleinheit 60 versehen, die einen Wärmegeneratorteil in dem Ladesystem davon kühlt.
  • 5 zeigt im Detail die Lade-Steuereinrichtung 80, die einen Stromsteuerabschnitt 81 und einen Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 umfasst. Der Stromsteuerabschnitt 81 ist von einer Ladesteuereinheit 82 und einer Temperatursteuereinheit 83 gebildet. Die Ladesteuereinheit 82 hat eine Booster-Aufladungs-Steuerfunktion, um den reinen Gleichstrom von der Schalteinrichtung 30 auf eine Ladespannung und einen Ladestrom zu steuern, der für die zweite Energiespeichereinrichtung 85 geeignet ist. Die Ladesteuereinheit 82 umfasst eine Gleichstrom-Zerhackerschaltung (die sowohl eine Aufwärts-Zerhackerschaltung als auch eine Abwärts-Zerhackerschaltung hat) und eine Stromsteuerschaltung. Auf der Grundlage eines Steuersignals S22 von dem Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 gibt die Ladesteuereinheit 82 eine Zerhackersteuerung für den reinen Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 geliefert wird, um dadurch die zweite Energiespeichereinrichtung 85 bei einer optimalen Ladespannung aufzuladen. Der Ausgangssensor 76 misst eine Spannung und einen elektrischen Strom, der von der Ladesteuereinheit 82 an die zweite Energiespeichereinrichtung 85 abgegeben wird, und er gibt ein Signal S16 an den Ladeinformations-Verabeitungsabschnitt 84 ab. Die Aufladung einer Lithiumionen-Batterie erfordert eine genaue Steuerung insbesondere der Ladespannung, und im Hinblick darauf steuert die Lade-Steuereinrichtung 80 die Aufladung mit einer hohen Präzision. Die Ladesteuereinheit 82 umfasst eine Gleichstrom-Zerhackerschaltung, die sowohl eine Aufwärts-Zerhackerschaltung als auch eine Abwärts-Zerhackerschaltung hat, ermöglicht es der Gleichstrom-Zerhackerschaltung, die Spannung von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 selbst dann zu steuern, wenn die Spannung der ersten Energiespeichereinrichtung 15 beim Aufladen des Fahrzeugs 50 langsam abfällt, und dadurch lädt sie die zweite Energiespeichereinrichtung 85 mit einer optimalen Ladespannung. Daher können Schwankungen in der Ausgangsspannung der ersten Energiespeichereinrichtung 15 bei einer Booster-Aufladung die Aufladung der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 nicht beeinflussen. Folglich ist in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ein Ladeprogramm eingegeben, um eine optimale Ladekontrolle an die zweite Energiespeichereinrichtung 85 auf der Grundlage der detektierten Batteriespannung und des Ladestroms in der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 zu geben.
  • Wie in 5 gezeigt ist, werden viele Signale in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 8 der Lade-Steuereinrichtung 80 eingegeben und von dieser ausgegeben. Der Schalter 31 von 4 ist auf der Eingangsseite des Spannungsmesssensors 33 vorgesehen, der die Funktion hat, eine Ausgangsspannung der ersten Energiespeichereinrichtung 15 zu messen. Beim Starten der Aufladung gibt der Spannungsmesssensor 33 ein Signal S12 in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ein. Wenn die Ausgangsspannung (Leerlaufspannung) der ersten Energiespeichereinrichtung 15 in einem vorgegebenen Bereich ist, dann gibt der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 an den Umschalt-Steuerabschnitt 32 der Schalteinrichtung 30 ein Signal S5 ab, dass dem Fahrzeug 5 eine Booster-Aufladung erteilt werden kann.
  • Wie in 5 gezeigt ist, umfasst das Fahrzeug 50 einen Verriegelungssensor 71, einen Fahrstart-Prüfsensor 72, einen Parkbremsensensor 73, einen Ladeenergieanzeiger 74 und einen Ladeabschlussalarm 75. Der Verriegelungssensor 71 detektiert, dass der Ladestecker 36 mit dem Ladeanschluss 65 des Fahrzeugs 50 verbunden ist, und gibt vor dem Beginn der Auflandung ein Signal S11 an den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ab. Der Fahrstart-Prüfsensor detektiert, dass das Fahrzeug 50 startet und gibt vor dem Beginn der Aufladung ein Signal S13 in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ab. Der Parkbremsensensor 73 detektiert, dass die Parkbremse arbeitet, um dadurch eine Bewegung des Fahrzeugs 50 zu verhindern, und er gibt vor dem Start der Aufladung ein Signal S14 in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ein. Der Ladeenergiemengenanzeiger 74 zeigt eine restliche Energiemenge der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 an und erhält während der Aufladung ein Signal S18 von dem Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84.
  • Der Ladeabschlussalarm 75 hat die Funktion, den Fahrer 88 darüber zu informieren, dass die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen ist. Der Stromsensor 76 misst den Ladestrom, der an die zweite Energiespeichereinrichtung 85 geschickt wird, während die Aufladung erfolgt, und der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 entscheidet auf der Grundlage des Signals S16 von dem Stromsensor 76, ob die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen ist. Wenn festgestellt wird, dass die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen worden ist, gibt der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ein Signal S19 an den Ladeabschlussalarm 75 aus. Der Ladeabschlussalarm 75 informiert ein zellulares Telefon 89, das der Fahrer 88 besitzt, durch Radioübertragung, dass voll aufgeladen worden ist. Wenn eine Anomalie in der Ladefunktion des Fahrzeugs 50 während der Aufladung detektiert wird, gibt der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 das Signal S20 an den Umschalt-Steuerabschnitt 32 der Schalteinrichtung 30 aus, um zu ermöglichen, das der Schalter 31 eine Ausschaltbewegung ausführt, so dass die Aufladung des Fahrzeugs 50 gestoppt wird. Statt einem zellularen Telefon 89 kann eine Fahrzeugeigene Kommunikationseinrichtung oder dergleichen benachrichtigt werden, dass die Aufladung abgeschlossen worden ist.
  • 6 zeigt eine Anordnung einer Kühleinheit 60, die ein Ladesystem des Fahrzeugs 50 kühlt. Die Kühleinheit 60 umfasst ein elektronisches Kühlelement 61, einen Motor 62 und einen Ventilator 63. Der Ventilator 63 wird von dem Motor 62 angedreht und bläst daher Luft auf die Kühlfläche des elektronischen Kühlelements 61. Das elektronische Kühlelement 61 arbeitet unter Ausnutzung des Peltier-Effekts und arbeitet mit Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung 15. Das Ladesystem des Fahrzeugs 50 ist an leicht Wärme erzeugenden Teilen mit einem ersten Temperatursensor 77 versehen, der die Temperatur der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 detektiert, und einem zweiten Temperatursensor 78 versehen, der die Temperatur des Stromsteuerabschnitts 81 detektiert. Ein Signal S15 von dem ersten Temperatursensor 77 und dem zweiten Temperatursensor 78 wird in den Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 eingegeben. Wenn die Temperatur an einer spezifizierten Stelle in dem Ladesystem des Fahrzeugs 50 einen vorgegebenen Wert übersteigt, gibt der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 ein Signal S17 an die Temperatursteuereinheit 83 ab, und die Temperatursteuereinheit 83 versorgt auf der Grundlage des Signals S17 die Kühleinheit 60 mit Gleichstrom von der Schalteinrichtung 30.
  • Zum Zeitpunkt einer Booster-Aufladung steuert der Stromsteuerabschnitt 81 eine große Menge an elektrischem Strom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 geliefert wird, und dadurch kann die Temperatur einer Halbleitereinrichtung davon ansteigen. Ferner beherbergt die zweite Energiespeichereinrichtung 85 eine Lithiumionen-Batterie dicht gepackt in einem Gehäuseraum, und dadurch kann die Temperatur der Lithiumionen-Batterie zur Zeit einer Booster-Aufladung ansteigen. In dem Stromsteuerabschnitt 81 und der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 wird daher, wenn die Temperatur über einen vorgegebenen Wert durch die Booster-Aufladung ansteigt, zwangsweise eine Kühlung mit Luft, die durch die Kühleinheit 60 angeblasen wird, durchgeführt. Um die Kapazität bei der Kühlung der Halbleitereinrichtung des Stromsteuerabschnitts 81 zu verbessern, wo die Temperatur schnell ansteigen kann, kann insbesondere das elektronische Kühlelement 61 direkt an dem Stromsteuerabschnitt 81 befestigt sein. Statt der Kühlanordnung, die das elektronische Kühlelement 61 in diesem Ausführungsbeispiel verwendet, kann eine Kühlanordnung verwendet werden, indem ein Radiator und ein Motorgebläse oder eine Kühlstruktur unter Verwendung von zwangsweise gekühlter Luft von einem Wärmetauscher kombiniert wird, solange die Gleichstromenergie, die von der ersten Energiespeichereinrichtung geliefert wird, verwendet wird.
  • Die Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, ein Fahrzeug aufzuladen, das einen Motor als hauptsächliches Antriebsaggregat hat, einschließlich dem Fahrzeug 50, beispielsweise im Passagierkraftfahrzeug von 1, einem Sportwagen 51, einem Bus 52 und einem Lastwagen 53. Ferner umfasst das Boosteraufgeladene Fahrzeug ein Transportfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, eine Straßenbahn, ein Einschienen-Fahrzeug, ein Konstruktionsfahrzeug, einen Gabelstapler und dergleichen. Je nach dem Fahrzeugtyp sind die Zellenanzahl, die Kapazität oder dergleichen der zweiten Energiespeichereinrichtung unterschiedlich, und daher umfassen der Sportwagen 51, der Bus 52 und der Lastwagen 53 zweite Energiespeichereinrichtungen 85a, 85b bzw. 85c, die sich von der des Fahrzeugs 50 unterscheiden. Der Sportwagen 51, der Bus 52 und der Lastwagen 53 haben jeweils eine Ladesteuerfunktion, die für die zweite Energiespeichereinrichtung 85a, 58b bzw. 85c geeignet ist.
  • Als nächste wird eine Beschreibung angegeben über das Booster-Aufladungsverfahren für einen mobilen Körper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 7 zeigt eine Steuerprozedur der Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12, in der eine Entscheidung getroffen wird, ob das Fahrzeug 50 als mobiler Körper in dem Schritt 151 eine Ladeanfrage gemacht hat und, wenn die Entscheidung getroffen wird, dass das Fahrzeug 50 in dem Schritt 151 eine Ladeanfrage gemacht hat, geht das Verfahren zu dem Schritt 152 weiter, wobei die Schalteinrichtung 30 das Signal S7 an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 abgibt und der Gleichrichter die Zufuhr von Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung stoppt. Andererseits, wenn die Entscheidung getroffen wird, dass das Fahrzeug 50 keine Ladeanfrage in dem Schritt 151 gemacht hat, geht das Verfahren zu dem Schritt 153 weiter, und der Gleichrichter 5 fährt damit fort, Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung 15 zuzuführen. Während der Gleichrichter 11 die Zufuhr von Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung 15 stoppt, wird das Fahrzeug 15 mit Gleichstrom allein von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 aufgeladen.
  • Die 8 und 9 zeigen eine Betriebsprozedur von dem Start bis zu dem Ende einer Aufladung in dem Booster-Aufladungsverfahren für einen mobilen Körper. Das Fahrzeug 50 kommt an einer Ladestation an und stoppt nahe bei einem freien Ladestand 21, bevor die Aufladung beginnt, wird ein Fahrschalter (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 50 ausgeschaltet, und eine Parkbremse (nicht gezeigt) wird in Betrieb genommen, um dadurch das Fahrzeug 50 an seinem Platz zu verankern. Danach wird, wie in dem Schritt 161 angegeben ist, eine Ladekarte (nicht gezeigt), die dem Bargeld für die Aufladung des Fahrzeugs 50 entspricht, in den Kartenleser 23 des Ladestandes 21 eingeführt. Als nächstes wird in einem Schritt 162 das Ladekabel 35, das an dem Ladestand 21 gehalten ist, abgenommen, und der Ladestecker 36 am vorderen Ende des Ladekabels 35 wird in den Ladeanschluss 65 des Fahrzeugs eingeschoben und befestigt. Der Ladestecker 36 ist vollständig daran befestigt, um die Ladeschaltung 20 mit dem Fahrzeug 50 zu verbinden. Auf der Seite des Fahrzeugs 50 überprüft der Verriegelungssensor 71, das der Ladestecker 36 befestigt ist.
  • Nach Befestigung des Ladesteckers 36 geht das Verfahren zu dem Schritt 163 weiter, bei dem der Ladestartschalter 24 des Ladestands 21 eingeschaltet wird. Danach stoppt der Gleichrichter 11 die Zufuhr an elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung 15 in einem Schritt 164, und in diesem Zustand sind der Gleichrichter 11 und die erste Energiespeichereinrichtung 15 elektrisch getrennt, so dass nur die erste Energiespeichereinrichtung 15 in der Lage ist, Strom an das Fahrzeug 50 zu liefern und es Aufzuladen. Nachdem die Stromzufuhr an die erste Energiespeichereinrichtung 15 zu einem Stopp gekommen ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 165 weiter, bei dem eine Entscheidung gefällt wird, ob die Ladestartbedingungen des Fahrzeugs 50 alle überprüft sind. Insbesondere wird in dem Schritt 165 eine Entscheidung gefällt, ob das Signal S11 von jedem Schlosssensor 71, das Signal S12 von dem Spannungsmesssensor 33, das Signal S13 von dem Fahrstart-Prüfsensor 72 und das Signal S14 von dem Parkbremsensensor 73 eingegeben worden sind. Wenn die Entscheidung an dem Schritt 165 getroffen wird, dass die Ladestartbedingungen überprüft worden sind, wird der Schalter 31 der Ladeschaltung 20 in dem Schritt 166 eingeschaltet, um dadurch die Aufladung des Fahrzeugs 50 in dem Schritt 167 zu starten.
  • Nach dem Start der Aufladung des Fahrzeugs 15 geht das Verfahren als nächstes zu dem Schritt 168 weiter, bei dem eine Entscheidung getroffen wird, ob die Temperatur des Ladesystems angestiegen ist. Wenn die Entscheidung in dem Schritt 168 getroffen wird, dass die Temperatur einen vorgegebenen Wert überschritten hat, dann kühlt in einem Schritt 169 die Kühleinheit 60 den Stromsteuerabschnitt 81 und die zweite Energiespeichereinrichtung 85. Andererseits wird, wenn die Entscheidung an dem Schritt 169 getroffen wird, dass die Temperatur des Ladesystems normal ist, eine Entscheidung in dem Schritt 170 getroffen, ob eine Anomalie in der Ladesteuerfunktion oder dergleichen des Ladesystems vorhanden ist. Wenn die Entscheidung an dem Schritt 170 getroffen wird, dass eine Anomalie in der Ladesteuerfunktion oder dergleichen vorhanden ist, wird in einem Schritt 174 der Schalter 31 ausgeschaltet, um dadurch die Aufladung zu stoppen. Andererseits geht, wenn die Entscheidung in dem Schritt 170 getroffen wird, dass keine Anomalie in der Ladesteuerfunktion oder dergleichen vorhanden ist, sodann das Verfahren zu dem Schritt 171 weiter. Um die Aufladung des Fahrzeugs in dem Schritt 171 gewaltsam zu beenden, geht das Verfahren zu dem Schritt 178 weiter, bei dem der Lade-Notstoppschalter 25 eingeschaltet wird. Wenn der Lade-Notstoppschalter 25 eingeschaltet wird, wird sodann in dem Schritt 174 der Schalter 31 ausgeschaltet, um dadurch die Aufladung zu stoppen. Die zwangsweise Beendigung der Aufladung ist wirksam, um die Ladung in einem eingeschränkten Zeitbereich auszuführen oder in anderen Ähnlichen fällen, und eine Zeitsteuerung beim stoppen der Aufladung kann unter Bezugnahme auf einen Ladestrom ausgewählt werden, der in dem Anzeigeabschnitt 26 des Ladestandes 21 angezeigt wird. In diesem Ausführungsbeispiel geht die Kühleinheit 60 nach der Erfassung eines Temperaturanstiegs in dem Ladesystem in Betrieb. Wenn jedoch das Ladesystem nur durch die spontane Wärmeableitung nicht ausreichend gekühlt werden kann, kann die Kühleinheit 60 entweder vor oder gleichzeitig mit dem Start der Aufladung in Betrieb genommen werden.
  • Wenn in dem Schritt 171 keine Notwendigkeit besteht, die Aufladung des Fahrzeuges 50 zu beenden, geht die Aufladung zu einem Schritt 172 weiter. In einem Schritt 173 wird eine Entscheidung auf der Grundlage des Ladestrom-Messwertes in der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 getroffen, um die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen worden ist. Mit anderen Worten entscheidet der Ladeinformations-Verarbeitungsabschnitt 84 auf der Grundlage des Signals S16 von dem Stromsensor 76, ob die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen worden ist. An dem Schritt 173 wird, wenn entschieden wird, dass die zweite Energiespeichereinrichtung 85 voll aufgeladen worden ist, sodann in dem Schritt 174 der Schalter 31 ausgeschaltet, um dadurch die Aufladung zu beenden. Danach wird der Ladestecker 36 von dem Ladeanschluss 65 des Fahrzeugs 50 abgenommen, und nach der Aufladung werden eine Ladestrommenge und eine Ladestromrate in dem Anzeigeabschnitt 36 des Ladestands 21 angezeigt. Danach werden in dem Schritt 177 die Ladestromrate und dergleichen elektronisch in die Ladekarte (nicht gezeigt) eingelesen, die in den Ladekarten-Leser 23 der Ladestation 21 eingeführt ist und eine Online-Zahlung an eine Bank oder dergleichen wird ausgeführt, und sodann wird die Ladekarte von dem Ladekartenleser ausgegeben.
  • Wie bisher beschrieben wurde, kann eine große Menge an elektrischer Energie, die in der ersten Energiespeichereinrichtung 15 gespeichert ist, direkt zur Aufladung der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 verwendet werden, so dass die Aufladung des Fahrzeugs 50 in einer kurzen Zeit erfolgt. Insbesondere ist die erste Energiespeichereinrichtung 15 in der Lage, elektrische Energie, die beispielsweise 100-fach größer als die der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 des Fahrzeugs 50 ist, zu Speichern, eine große Menge an elektrischer Energie, die darin gespeichert ist, direkt an das Fahrzeug 50 zu senden, weil eine Ladesteuerfunktion oder dergleichen nicht zwischen der ersten Energiespeichereinrichtung 15 und dem Fahrzeug 50 liegt, und dadurch, wie in 1 gezeigt ist, eine Booster-Aufladung gleichzeitig an eine Vielzahl von Fahrzeugen ohne eine groß angelegte Teilstation abzugeben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beherbergt das Fahrzeug 50 die Lade-Steuereinrichtung 80 und steuert dadurch den reinen Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 in einer solchen Weise, dass der reine Gleichstrom eine Ladespannung und einen Ladestrom ergibt, die für die Aufladung der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 am meisten geeignet ist. Da die Ladesteuerfunktion die Lebensdauer oder dergleichen der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 beeinflusst, ist mit anderen Worten die Lade-Steuereinrichtung 80 auf dem Fahrzeug 50 montiert, so das eine Auslegung in dieser Weise ausgearbeitet ist, dass die Ladecharakteristiken der zweiten Energiespeichereinrichtung 85 auf die Ladesteuerfunktion angepasst sind. Dadurch wird ermöglicht, dass die zweite Energiespeichereinrichtung 85 eine Performance hat, die so hoch ist wie erwartet, so dass die Performance des Fahrzeugs 50 verbessert wird. Außerdem wird das Fahrzeug 50 mit elektrischem Strom hoher Qualität, beispielsweise reinem Gleichstrom, versorgt, indem man dies berücksichtigt, dann die elektrische Steuerschaltung des Fahrzeugs 50 entsprechend ausgelegt werden. Entsprechend gibt es eine geringe Notwendigkeit, eine Welligkeit, ein Rauschen oder ein Überschwingen in dem Gleichstrom zu berücksichtigen, der an das Fahrzeug 50 zur Booster-Aufladung geliefert wird, so dass die Auslegung der elektrischen Steuerschaltung 50 vereinfacht wird und die elektrische Steuerfunktion des Fahrzeugs 50 zuverlässiger gemacht wird.
  • Obwohl oben nur die Ladeprozedur für das Fahrzeug 50 beschrieben worden ist, wie in 1 gezeigt ist, wenn eine Vielzahl von Fahrzeugen gleichzeitig aufgeladen werden, wird jedes Fahrzeug in einer wechselseitig unterschiedlichen Zeitdauer voll aufgeladen, weil die zweiten Energiespeichereinrichtungen 85, 85a, 85b und 85c davon jeweils eine Kapazität und eine Ladeenergiemenge haben, die zueinander unterschiedlich sind. Beim Starten der Aufladung wird der Ladestrom des Fahrzeugs 50, des Sportwagens 51, des Busses 52 und des Lastwagens 53 zu I1, I2, I3 bzw. I4. Sodann wird jedes Fahrzeug kontinuierlich aufgeladen, und dadurch wird der Ladestrom viel weniger als in dem Fall, wenn die Aufladung beginnt und kaum etwas für die volle Aufladung fehlt. Wenn die zweiten Energiespeichereinrichtungen 85a, 8b und 85c voll aufgeladen worden sind, gibt jede Schalteinrichtung 30 das Stromzufuhr-Stoppsignal S7 an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 ab, um dadurch die Aufladung für jedes Fahrzeug automatisch zu stoppen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kühleinheit 60 zum Kühlen des Ladesystems verwendet, das elektronische Kühlelement hat jedoch eine Kühloberfläche sowie eine Wärmeerzeugungsoberfläche und hat damit die Funktion, die Temperatur des Fahrzeugs 50 zu regeln, so dass die Kühleinheit 60 nicht nur das Kühlsystem kühlen kann, sondern auch als Klimaeinrichtung für das Fahrzeug verwendet werden kann. Folglich wird die Kühleinheit 60, die mit dem elektronischen Kühlelement 61 ausgestattet ist, als Klimaeinrichtung verwendet, so dass CFC oder dergleichen als Kühlmittel für eine herkömmliche Klimaanlage eingespart wird, um dadurch zur Verbesserung der globalen Umwelt beizutragen.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Die 10 und 11 zeigen eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass die Funktion hat, eine Restkapazität (Restenergiemenge) der ersten Energiespeichereinrichtung 15 festzustellen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in wie vorstehend und in den Ladestunden für die erste Energiespeichereinrichtung 15. Im Übrigen ist es das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel, und daher werden Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen und Zahlen versehen wie die des ersten Ausführungsbeispiels solang diese identisch zu den letzteren sind, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die gleiche Regel gilt für die anderen Ausführungsbeispiele, die später beschrieben werden.
  • In 10 ist die erste Energiespeichereinrichtung 15 an der Ausgangsseite mit einem ersten Energiebetragsensor 91, der eine Energiemenge, die von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 ausgegeben wurde, misst und auf der Eingangsseite mit einem zweiten Energiemengensensor 92 versehen, der die Energiemenge misst, die in die erste Energiespeichereinrichtung 15 eingegeben wird. Ein Signal S31 von dem ersten Energiemengensensor 91 und ein Signal S32 von dem zweiten Energiemengensensor 92 werden in eine Kapazitätsentscheidungseinrichtung 93 eingegeben, und die Kapazitätsentscheidungseinrichtung 93 berechnet eine Restkapazität der ersten Energiespeichereinrichtung 15 unter Verwendung der Information auf der Grundlage des Signals S31 und des Signals S32 und sie gibt die Entscheidungsinformation in die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 ein.
  • 11 zeigt eine Steuerprozedur der Stromversorgungs-Steuereinrichtung 12 entsprechend diesem Ausführungsbeispiel. In einem Schritt 181 entscheidet die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 unter Verwendung einer Zeitgeberfunktion, ob sie sich in der Nachtzeit befindet, wobei sie beispielsweise 9 Uhr abends bis 6 Uhr morgens anzeigt. Wenn an dem Schritt 181 entschieden wird, dass es nicht Nachtzeit ist, dann stoppt an dem Schritt 185 die Stromversorgungs-Steuereinrichtung 12 die Zufuhr von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung 15, während, wenn entschieden wird, dass Nachtzeit ist, sodann in einem Schritt 182 entschieden wird, ob das Fahrzeug 50 eine Ladeanfrage gemacht hat. Wenn in dem Schritt 182 entschieden wird, dass das Fahrzeug 50 keine Ladeaufforderung gemacht hat, geht das Verfahren zu dem Schritt 183 weiter, in dem der Gleichrichter 11 Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung 15 zuführt und damit fortfährt, die erste Energiespeichereinrichtung 15 aufzuladen. An dem Schritt 182 geht, wenn entschieden wird, dass das Fahrzeug 50 eine Ladeanfrage gemacht hat, die Verarbeitung zu dem Schritt 184 weiter, indem unter Verwendung der Kapazitätsentscheidungseinrichtung 93 entschieden wird, ob die erste Energiespeichereinrichtung 15 eine ausreichende Energiemenge gespeichert hat. Wenn an dem Schritt 184 festgestellt wird, dass die erste Energiespeichereinrichtung 15 eine ausreichende Energiemenge hat, dann stoppt in dem Schritt 185 der Gleichrichter 11 die Zufuhr von Strom an die erste Energiespeichereinrichtung 15, um dadurch eine Booster-Aufladung an das Fahrzeug 50 abzugeben. Andererseits, wenn an dem Schritt 184 festgestellt wird, dass die erste Energiespeichereinrichtung 15 keine ausreichende Energiemenge hat, fährt sodann in dem Schritt 183 der Gleichrichter 11 mit der Zufuhr von Strom fort und lädt die erste Energiespeichereinrichtung 15.
  • In dem derart konfigurierten zweiten Ausführungsbeispiel wird die erste Energiespeichereinrichtung 15 mit elektrischer Energie nur nachts versorgt, und dadurch mit preiswertem Nachtstrom geladen. Der elektrische Nachtstrom, der in der ersten Energiespeichereinrichtung 15 gespeichert wird, kann tagsüber verwendet werden, um eine Booster-Aufladung an das Fahrzeug 50 abzugeben, wodurch die Energiebelastung ausgeglichen wird. Wenn die erste Energiespeichereinrichtung 14, die nur eine kleine Menge an elektrischer Energie speichern kann, bereitgestellt wird, kann in der Nachtzeit elektrische Energie nur zu der ersten Energiespeichereinrichtung 15 ohne Booster-Aufladung an dem Fahrzeug geliefert werden. Im Gegensatz dazu kann die erste Energiespeichereinrichtung 15 die eine ausreichend große Energiemenge speichern kann, vorgesehen werden, so dass eine Booster-Aufladung konstant möglich ist, und so dass ein Teil der Nachtstromenergie, der in der ersten Energiespeichereinrichtung 15 gespeichert ist, tagsüber über einen Inverter oder dergleichen an ein herkömmliches Stromversorgungssystem geliefert werden kann.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 12 zeigt eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches auf eine Booster-Aufladung für ein Schiff als mobiler Körper angewendet wird. Wie in 12 gezeigt ist, können eine zweite Energiespeichereinrichtung 85d für ein Passagierschiff 100, eine zweite Energiespeichereinrichtung 85e eines Motorboots 101, eine zweite Energiespeichereinrichtung 85f einer Autofähre 102 und eine zweite Energiespeichereinrichtung 85g eines Tauchbootes 103 können mit elektrischen Energie zur Aufladung durch eine jeweilige Ladeschaltung 20 versorgt werden, die parallel mit der ersten Energiespeichereinrichtung 15 verbunden sind. Im Hinblick auf Verbesserungen der globalen Umwelt sollten mehr Schiffe, die durch elektrischen Strom angetrieben werden, wunschgemäß verwendet werden. Als erster Schritt für die Schiffart sollte beispielsweise ein Hochtemperatur-Superleitender Motor mit einer hohen Betriebseffizienz wunschgemäß verwendet werden. In diesem Anwendungsfall wird der reine Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 geliefert wird, gesteuert, um jedes Schiff zu laden, und dadurch werden die Ladespannung und der Ladestrom für jede der zweiten Energiespeichereinrichtungen 85d, 85e, 85f und 85g auf höchst geeignete Weise gesteuert. Dadurch wird ermöglicht, eine Booster-Aufladung gleichzeitig an verschiedene Schiffe abzugeben.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • 13 zeigt eine Booster-Aufladungs-Stromzufuhreinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die auf eine Booster-Aufladung von einem Flugzeug als mobiler Körper angewendet wird. Wie in 13 gezeigt ist, können eine zweite Energiespeichereinrichtung 85h eines zweimotorigen Flugzeuges (einschließlich eines vertikal startenden und landenden Flugzeuges (VTOL)) 110, eine zweite Energiespeichereinrichtung 85i eines einmotorigen Flugzeuges 111, eine zweite Energiespeichereinrichtung 85j eines Helikopters 112 und eine zweite Energiespeichereinrichtung 85k eines Luftschiffes 113 mit elektrischer Energie zur Aufladung durch jeweils eine Ladeschaltung 50 versorgt werden, die parallel an die erste Energiespeichereinrichtung 15 angeschlossen sind. Im Hinblick auf Verbesserungen in der globalen Umwelt sollten mehr Flugzeuge, die mit elektrischer Energie angetrieben werden, wunschgemäß verwendet werden. Jedes Flugzeug führt einen Flug aus, in dem ein Propeller oder ein Rotorflügel mit elektrischer Energie von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 angetrieben wird. In dieser Ausführung wird die reine Gleichstromenergie, die von der ersten Energiespeichereinrichtung 15 geliefert wird, so gesteuert, dass jedes Flugzeug aufgeladen wird, und dadurch werden die Ladespannung und der Ladestrom für jede zweite Energiespeichereinrichtung 85h, 85i, 85j und 85k in einer höchst geeigneten Weise gesteuert. Dies macht es möglich, eine Booster-Aufladung gleichzeitig an verschiedene Flugzeuge abzugeben.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • 14 zeigt eine Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches ein Booster-Aufladungssystem für einen mobilen Körper unter Verwendung elektrischer Energie von einer Kraftstoffbatterie ist. In 14 bezeichnet die Bezugszahl 4 einen fossilen Kraftstoff, der in einem unterirdischen Tank einer Tankstelle gespeichert ist. Der fossile Kraftstoff 4 in dem unterirdischen Tank wird an eine oberirdische Umformungsstation 5 geliefert, und dann formt die Umformungseinrichtung 5 den fossilen Kraftstoff 4 in Wasserstoff 6 um, und der Wasserstoff 6 wird an eine Kraftstoffbatterie 120 geliefert. Die Kraftstoffbatterie 120 hat die Funktion, Gleichstromenergie mit dem zugeführten Wasserstoff 6 und dem Sauerstoff in der Luft zu erzeugen, und als Kraftstoffbatterie 120 wird beispielsweise eine Feststoff-Oxid-Kraftstoffbatterie verwendet, die einen hohen Wirkungsgrad der Energieerzeugung hat. Um den Wirkungsgrad der Energieerzeugung der Kraftstoffbatterie 120 zu erhöhen, wird ein Teil der von der Kraftstoffbatterie 120 erzeugten Wärme in Gleichstromenergie umgesetzt, beispielsweise über ein thermoelektrisches Austauschelement (Seebeck-Element), eine Stirling-Maschine oder dergleichen. Als unterirdischer Tank, der den fossilen Kraftstoff 4 speichert, kann ein existierender, unterirdischer Tank einer Tankstelle verwendet werden, so dass die Investitionskosten für die Installation reduziert werden.
  • Der Gleichstrom, der von der Kraftstoffbatterie 120 abgegeben wird, kann an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 oder einen Inverter 121 zugeführt werden. Die Kraftstoffbatterie 120 ist auf der Ausgangsseite mit einem Umschalter 122 versehen, der eine Umschaltbewegung macht, um dadurch den Gleichstrom von der Kraftstoffbatterie 120 entweder an die Stromzufuhr-Steuereinrichtung 12 oder an den Inverter 121 zuzuführen. Der Inverter 121 setzt den Gleichstrom von der Kraftstoffbatterie 120 in Wechselstrom um und liefert den Wechselstrom an ein kommerzielles Stromversorgungssystem. Der Umschalter 122 ist so eingestellt, dass der Gleichstrom von der Kraftstoffbatterie 120 an den Inverter 121 nur während der Tagzeit geliefert wird, und dadurch versorgt die Kraftstoffbatterie 120 die erste Energiespeichereinrichtung 15 nur während der Tagzeit mit elektrischer Energie. Die erste Energiespeichereinrichtung 15 speichert die Gleichstromenergie von der Kraftstoffbatterie 120 während der Nacht und lädt das Fahrzeug 50 oder dergleichen nur tagsüber.
  • Obwohl die Umformungseinrichtung 5 den Wasserstoff 6 an die Kraftstoffbatterie 120 liefert, kann auch eine Wasserstoff-Zufuhreinrichtung 7, beispielsweise ein Tankwagen, ihn liefern. In einer Tankstelle, die mit der Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 ausgestattet ist, kann die Umformungseinrichtung 5 den Wasserstoff 6 an ein Kraftstoffbatterie-betriebenes Fahrzeug 45 zuführen, das eine Kraftstoffbatterie 54a enthält. Ferner kann der fossile Kraftstoff 4 an ein Fahrzeug 55 zugeführt werden, das einen Motor 55a enthält. Daher werden die Umformungseinrichtung 5 und die Kraftstoffbatterie 120 eingesetzt, um nicht nur das Fahrzeug 50 einer Booster-Aufladung zu unterwerfen, sondern um auch ein Kraftstoffbatterie-betriebenes Fahrzeug 54 und ein allgemeines Fahrzeug 55 mit Treibstoff zu versorgen, so dass verschiedene Formen von Energie an einer einzigen Tankstelle geliefert werden können.
  • Wie oben beschrieben wurde, ist in dem fünften Ausführungsbeispiel die Energiezufuhreinrichtung durch eine Kraftstoffbatterie 120 gebildet, und daher kann die elektrische Energie selbst an Stellen erzeugt werden, wo keine kommerzielle elektrische Energie geliefert wird, so dass die Konstruktion einer Ladestation vereinfacht werden kann. Außerdem kann die Kraftstoffbatterie 120 Gleichstrom an ein kommerzielles Stromversorgungssystem liefern, wobei saubere elektrische Energie an einen spezifizierten Bereich geliefert wird, um eine dezentralisierte Stromerzeugung zu realisieren. Ferner kann die elektrische Energie, die während der Nacht in der ersten Energiespeichereinrichtung 15 gespeichert wird, verwendet werden, um eine Booster-Aufladung tagsüber an ein Fahrzeug 50 abzugeben, so dass die Energiebelastung nivelliert wird. Darüber hinaus benutzt die Kraftstoffbatterie 120 als Kraftstoff Wasserstoff, der durch Umformung eines fossilen Kraftstoffs erhalten wird, so dass eine Elektrofahrzeuggesellschaft realisiert wird, wo fossile Kraftstoffe nur moderat verbraucht werden.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • Die 15 bis 18 zeigen ein Stromerzeugungssystem nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches an einen mobilen Körper eine Booster-Aufladung unter Verwendung elektrischer Energie abgibt, die durch erneuerbare Energie (natürliche Energie) erzeugt wird. Die natürliche Energie, die durch diese Ausführungsform ins Auge gefasst wird, ist ein Wasserstrom in einem Fluss oder ein Meeresstrom in einem Meer. Dieses Ausführungsbeispiel kann sowohl für einen Wasserstrom als auch für einen Meeresstrom angewendet werden, hier wird jedoch ein Beispiel für ein Stromerzeugungssystem gegeben, bei dem ein Wasserstrom in einem Fluss ausgenutzt wird.
  • In 17 sind drei erste Wasserturbinen 202 in einem Wasser W1 nahe bei einem Flussufer 201b in einem Fluss 201 vorgesehen. Obwohl eine Propellerturbine in diesem Ausführungsbeispiel als erste Wasserturbine 202 verwendet wird, können verschiedene Typen, beispielsweise Savonius und Darrieus verwendet werden, solange sie ein Antriebsdrehmoment unter Verwendung eines Wasserstroms erhalten kann. Die erste Wasserturbine 202 ist an der Drehwelle einer Pumpe 203 befestigt, und die Pumpe wird durch die erste Wasserturbine 202 gedreht. Um sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an Wasser W1 von der Pumpe 203 abgegeben wird, kann wunschgemäß ein Drehzahlerhöhungssystem (nicht gezeigt) zwischen der ersten Wasserturbine 202 und der Pumpe 203 vorgesehen sein. Für die Pumpe 203 wird auf der Grundlage des Drucks und der Strömungsrate des Wassers, das an die zweite Wasserturbine 204 geliefert wird, der am meisten geeignete Typ und die Größe ausgewählt. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei solche erste Wasserturbinen 202 und drei solche Pumpen 203 vorgesehen. Jede Pumpe 203 ist an einem Fundament befestigt, das an dem Boden des Flusses 201 angelegt ist. Die ersten Wasserturbinen 202 sind unter Wasser angeordnet. Um jedoch die Installationsarbeit davon leichter zu machen, können die ersten Wasserturbinen 202 und die Pumpen 203 so ausgestaltet sein, dass die auf der Seite des Bodens gelagert sind. Es ist über dem Gesichtspunkt der Wartung und der Inspektion erwünscht, das jede Pumpe 203 als einzelne Einheit an einem Metallrahmen (nicht gezeigt) befestigt ist, der sich in einer solchen Weise auf und ab bewegt, das jede erste Wasserturbine 202 und jede Pumpe 203 zur Wasseroberfläche angehoben werden kann. Mit jeder Pumpe 203 ist eine Rohrleitung 206 verbunden, die zu einem Stromerzeugungshaus 220 führt, das auf dem Boden gebaut ist.
  • Die Rohrleitung 206 umfasst eine Ansaugleitung 206a und eine Abflussleitung 206b. In der Ansaugleitung 206a für jede Pumpe 203 ist ein Filter 212 an einem Ende davon befestigt. Wenn ein Wasserstrom von dem Fluss 201 die erste Wasserturbine 202 dreht und ihre Drehung jede Pumpe 203 antreibt, wird ein Teil des Wassers W1 des Flusses 201 über den Filter 212 zu der Pumpe 203 nach oben gezogen. Das Wasser W1, das von der Pumpe 203 angesaugt wird, wird durch die Abflussleitung 206b zu der Seite der zweiten Wasserturbine 204 zugeführt. In der Abflussleitung 206b ist auf der stromab liegenden Seite der Pumpe 203 ein Drucksteuerventil 207 als Druckerhöhungseinrichtung vorgesehen. Dieses Drucksteuerventil 207 hat die Funktion, den Druck des Wassers W1, das von jeder Pumpe 203 abgegeben wird, auf einen vorgegebenen Druck zu erhöhen. Der Druck des Wassers W1, der von dem Drucksteuerventil 207 gesteuert wird, wird auf einen optimalen Wert entsprechend dem Typ der zweiten Wasserturbine 204 eingestellt. Die Druckerhöhungseinrichtung ist nicht auf ein Drucksteuerventil 207 eingeschränkt, und es kann somit auch ein Regelventil oder dergleichen sein, welche einen Strömungsdurchgangsquerschnitt drosselt, um dadurch den Druck in dem Wasser W1 zu erhöhen. Die Druckerhöhungseinrichtung kann vorzugsweise in einem Wassertank oder dergleichen angeordnet sein, der die Funktion hat, ein Pulsieren des Wassers W1 zu absorbieren, das von der Pumpe 203 abgegeben wird.
  • Das Stromerzeugungshaus 220 ist mit der zweiten Wasserturbine 204, einem Dynamo 205 und dergleichen ausgerüstet. Die zweite Wasserturbine 204 und der Dynamo 205 sind an einem Fundament befestigt, das auf dem Boden gelegt ist. Mit der Abtriebswelle der zweiten Wasserturbine 204 ist die Drehwelle des Dynamos 205 verbunden. Der Dynamo 205 wird durch das Antriebsdrehmoment der zweiten Wasserturbine 204 gedreht, so dass er Wechselstrom liefert. Die zweite Wasserturbine 204 ist mit einem Drehzahlregler 208 versehen. Der Drehzahlregler 208 hat die Funktion, die Wassermenge, die an die zweite Wasserturbine 24 geliefert wird, automatisch entsprechend einer Schwankung in der Last des Dynamos 205 einzustellen. Dies trägt dazu bei, zu verhindern, dass eine Variation in der Last des Dynamos 205 Schwankungen in der Drehzahl der zweiten Wasserturbine 204 und des Dynamos 205 verursacht. Folglich kann die Frequenz des Wechselstroms konstant gehalten werden. Das Wasser W1, das von der zweiten Wasserturbine 204 abgegeben wird, geht durch eine Strom abführende Leitung 206c hindurch und kehrt von einem Auslass 206d zu der Stromauf liegenden Seite der ersten Wasserturbine 202 zurück. Die zweite Wasserturbine 204 ist durch eine Francis-Wasserturbine oder eine Pelton-Wasserturbine eines Standardtyps oder dergleichen verwirklicht, die in einem Dammtyp- oder einem Leitungstypkraftwerk oder dergleichen verwendet werden. Der Dynamo 205 ist als Synchrondynamo ähnlich zu dem ausgebildet, der in einem Wasserkraftwerk, beispielsweise einem Dammtyp oder einem Leitungstypkraftwerk verwendet wird. Der Grund dafür, das die Vielzahl der ersten Wasserturbinen 202 und Pumpen 203 vorgesehen sind, besteht darin, das die zweite Wasserturbine 204, die eine große Baugröße hat, mit einem großen Volumen von einem solchen Wasser W1 angetrieben werden muss, das von dem Fluss 201 geliefert wird. Mit anderen Worten, wenn die Anzahl der ersten Wasserturbinen 202 und der Pumpen 203 erhöht wird, kann die zweite Wasserturbine 204, die so groß wie eine solche von einem Dammtyp- oder Leitungstyp-Kraftwerk ist, mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht werden. Dadurch kann bei einer Stromerzeugung unter Verwendung von einem Wasserstrom eines Flusses 201 elektrische Energie auf einem verhältnismäßig massiven Maßstab erzeugt werden. Gleichzeitig wird im Vergleich zu einer Struktur, wo ein Dynamo unter Wasser angeordnet ist, die Wartung leichter. Außerdem werden für die zweite Wasserturbine 204 und den Dynamo 205 Standardtypen, wie sie bei herkömmlichen Wasserkraftwerken verwendet werden, eingesetzt, so dass die Kosten, die für die Investition des Stromgenerators benötigt werden, verringert werden können.
  • Bei der herkömmlichen hydroelektrischen Stromerzeugung wird die Differenz in der Höhe, um die das Wasser fällt, verwendet, um dadurch eine Wasserturbine anzutreiben, und folglich kann elektrische Energie nicht ohne eine Höhendifferenz erzeugt werden. Im Gegensatz dazu erhöht das Stromerzeugungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Druckenergie des Wassers W1, das angesaugt worden ist, in dem ermöglicht wird, das die Pumpen 203, die von den ersten Wasserturbinen 202 angetrieben werden, mit einer Druckerhöhungseinrichtung, beispielsweise einem Drucksteuerventil 207, zusammenwirken, und daher unterscheidet es sich in den Mitteln zur Erhöhung der Energiedichte von der herkömmlichen hydroelektrischen Stromerzeugung. Daher ist das Stromerzeugungssystem entsprechend diesem Ausführungsbeispiel in der Lage, elektrische Energie selbst dann zu erzeugen, wenn die zweite Wasserturbine 204, die den Dynamo 205 antreibt, oberhalb der Position liegt, wo die Pumpen 203 das Wasser W1 ansaugen, ohne jegliche Höhendifferenz, über die das Wasser fällt.
  • Wie in 17 gezeigt ist, ist auf der Stromauf liegenden Seite der ersten Wasserturbinen 202 ein die Geschwindigkeit erhöhendes Wehr 235 an dem Flussbett befestigt. Als Geschwindigkeit erhöhendes Wehr 205 können verschiedene Typen verwendet werden einschließlich einem solchen, welches aus Beton hergestellt ist, ein durch das Verlegen von Steinen geformt ist, durch einen Wasserdichten Film geformt ist oder aus Eisen hergestellt ist, solange es die Strömung des Wassers W1 zu einer spezifischen Stelle konzentrieren kann. Beispielsweise kann das Geschwindigkeit erhöhende Wehr 235 leicht dadurch erhalten werden, dass eine Reihe von Stahlblechpfählen in das Flussbett hineingetrieben werden. Ein Endabschnitt 235c des Geschwindigkeit erhöhenden Wehrs 235 auf der Stromauf liegenden Seite ist weit entfernt von dem Flussufer 201b. Ein schräg verlaufender Teil 235a des Geschwindigkeit erhöhenden Wehrs 235 erstreckt sich schräg von einer Stelle nahe an dem Flussufer 201b bis in die Nachbarschaft der ersten Wasserturbinen 202. Ein gerader Teil 235b des Geschwindigkeit erhöhenden Wehrs 235 erstreckt sich in der gleichen Richtung wie die Flussströmung von nahe den ersten Wasserturbinen 202 auf der stromauf liegenden Seite bis zu der Nachbarschaft der Pumpen 203 auf der stromab liegenden Seite. Auf der stromauf liegenden Seite von dem Geschwindigkeit erhöhenden Wehr 235 ist die Wasserströmung auf eine Geschwindigkeit V1 eingestellt. An der Stelle, wo die ersten Wasserturbinen 202 liegen, fließt das Wasser W1 mit einer Geschwindigkeit V2, die viel höher als die Geschwindigkeit V1 ist, entlang dem Geschwindigkeit erhöhenden Wehr 235.
  • In dieser Ausführungsform liegt der obere Teil des Geschwindigkeit erhöhenden Wehrs 235 frei oberhalb der Wasseroberfläche, er kann jedoch auch etwas unterhalb der Wasseroberfläche liegen. Die Höhe des Geschwindigkeit erhöhenden Wehrs 235 ist auf eine Höhe eingestellt, bis zu der das Wasser W1 am Überfließen gehindert wird, wenn das Volumen des Wassers in einer Flut oder dergleichen größer wird. Wenn das Wasservolumen ansteigt, fließt das Wasser W1 über das Geschwindigkeit erhöhende Wehr 235 stromabwärts. In einer Berggegend oder einem solchen Ort, wo Wasser schnell fließt, gibt es keine Notwendigkeit für das Geschwindigkeit erhöhende Wehr 235, während in einer Ebene das Wasser ruhiger als in einer Berggegend fließt. Wenn jedoch das Geschwindigkeit erhöhende Wehr 235 zur Konzentration der Strömung des Wassers W1 verwendet wird, können die ersten Wasserturbinen 202 mit einer Strömung des Wassers W1 mit höherer Energiedichte angetrieben werden.
  • Der Wechselstrom, der von dem Dynamo 205 erzeugt wird, wird über einen Schalter 211 von einer Person, die ihn anfordert, oder einen Umsetzer 221 zugeführt. Der Gleichstrom, der nach der Umsetzung durch den Umsetzer 221 erhalten wird, wird an eine Batterie 22 als Energiespeichereinrichtung zugeführt. Der Bestimmungsort, an den die elektrische Energie geliefert wird, durch den Schalter 211 automatisch entsprechend den Schwankungen in der Last geändert. Die Batterie 222 ist durch eine ventilgeregelte Blei-Säure-Batterie zur Speicherung elektrischer Energie ausgeführt. Es ist erwünscht, das die Batterie 222 eine Energiespeicherkapazität hat, um die volle Energiemenge zu speichern, die während der Nacht durch den Dynamo 205 erzeugt wird. Die Gleichstromenergie, die in der Batterie 222 gespeichert ist, wird durch einen Umsetzer 223 in Wechselstrom umgesetzt. Entsprechend von Schwankungen in der Last hat ein Controller 225 die Funktion, die in der Batterie 222 gespeicherte Gleichstromenergie über den Umsetzer 223 an eine Person zu liefern, die ihn anfordert. Eine Solarbatterie 224 liefert elektrische Energie an den Kontroller 225. Beispielsweise wird in einer unterentwickelten Übersehregion, die als erstes elektrische Energie von der Solarbatterie 224 einsetzt, der Controller 225 betätigt, um die Stromerzeugung zu starten. In einem Betrieb danach wird der elektrische Strom über den Umsetzer 221 an den Kontroller 225 zugeführt. Wie in 18 gezeigt ist, ist ein Teil des elektrischen Stroms von dem Dynamo 205 dafür bestimmt, beispielsweise an eine Wasserstoff erzeugende Einrichtung 226 zu schicken. Wasser 227 wird an die Wasserstoff erzeugende Einrichtung 226 zugeführt. Wenn die Wasserstoff erzeugende Einrichtung 226 nahe an dem Fluss 210 installiert ist, kann das Wasser 227 von dem Fluss 210 leicht an die Wasserstoff erzeugende Einrichtung 226 geliefert werden. In der Wasserstoff erzeugenden Einrichtung 226 wird das Wasser einer Elektrolyse unterworfen unter Verwendung des elektrischen Stroms von dem Dynamo 205, so dass Wasserstoff 228 erzeugt werden kann. Wenn das System von 18 beispielsweise nahe an einem Fluss in einer Überseeregion aufgebaut ist, die schwere Regenfälle hat, kann eine große Menge an Strom erhalten werden. Wenn die große Menge an Strom durch eine Übertragungsleitung an die Wasserstoff erzeugende Einrichtung 226 zugeführt wird, die nahe einem Hafen aufgebaut ist, kann eine große Menge an Wasserstoff nahe an dem Hafen erzeugt werden. Der Wasserstoff 228, der von der Wasserstoff erzeugenden Einrichtung 226 erzeugt wird, wird verflüssigt und an einen Ort auf Übersee transportiert, wo ein Bedarf dafür besteht, durch eine Wasserstoff transportierende Einrichtung 229, beispielsweise ein Schiff. Der Grund, dass die elektrische Energie, die von dem Dynamo 205 erzeugt wird, per Schiff transportiert wird, nachdem sie in flüssigen Stickstoff umgewandelt worden ist, besteht darin, dass eine Stromübertragung an Überseeregionen mithilfe von Übertragungsleitung einen großen Energieverlust verursacht, so dass die Einheitskosten für die Stromerzeugung angehoben werden.
  • Der Wasserstoff 228, der an einem Hafen an einem Ort angekommen ist, wo ein Bedarf dafür besteht, wird beispielsweise an ein Kraftwerk 230 geliefert, das nahe dem Hafen aufgebaut ist. Das Kraftwerk 230 ist mit einer Kraftstoffbatterie 231, einer Batterie 232 für die Energiespeicherung und einem Umsetzer 233 versehen. Die große Kraftstoffbatterie 231 erzeugt Gleichstrom unter Verwendung des zugeführten Wasserstoffs 228. Ein Teil des Gleichstroms, der von der Kraftstoffbatterie 231 abgegeben wird, wird in der Energiespeicherbatterie 232 gespeichert. Der Gleichstrom von der Kraftstoffbatterie 231 wird durch den Umsetzer 233 in Wechselstrom umgesetzt und an eine Person geschickt, die ihn anfordert. Wenn ein Schiff, das als Energie elektrische Energie benutzt, die in der Energiespeichereinrichtung, beispielsweise einer Batterie großer Kapazität oder Wasserstoff, gespeichert ist, als Wasserstofftransporteinrichtung 229 verwendet wird, dann wird in dem Prozess von der Stromerzeugung in dem Fluss 201 bis zur Stromerzeugung im Kraftwerk 230 überhaupt kein Kohlendioxid emittiert. Dies macht es möglich, die globale Erwärmung aufgrund von Kohlendioxidemission einzuschränken.
  • Um die globale Erwärmung aufgrund von Kohlendioxidemission einzuschränken, ist es erwünscht, dass die elektrische Energie, die von dem Dynamo 205 erzeugt wird, an ein Fahrzeug geliefert wird, das unter Verwendung eines Motors fährt. Beispielsweise wird, wie in 15 gezeigt ist, die elektrische Energie, die mit natürlicher Energie erzeugt wurde, an die Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung geliefert, und, wie in 18 gezeigt ist, wird die elektrische Energie, die unter Verwendung des Wasserstoffs 228, der unter Verwendung von durch natürliche Energie erzeugter, elektrischer Energie erzeugt wurde, an die Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung geliefert. Auf diese Weise kann die Booster-Aufladungs-Stromversorgungseinrichtung 10 die elektrische Energie zum Aufladen des Fahrzeugs 50 nutzen, die von natürlicher Energie kommt, so dass die Menge an Kohlendioxidemission erheblich reduziert wird.
  • Vorstehend wurden die ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. Die konkreten Ausgestaltungen davon sind jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Außer das Änderungen und Modifikationen in der Auslegung von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen, sollten diese daher als mit inbegriffen aufgefasst werden. Beispielsweise ist der mobile Körper, der einer Booster-Aufladung unterworfen wird, eine so genannte Transportmaschine einschließlich einem Fahrzeug, einem Schiff oder einem Flugzeug. Sie ist nicht auf einen mobilen Körper für lange Distanzen eingeschränkt und umfasst auch eine industrielle Maschine, die sich nur innerhalb eines begrenzten Bereichs bewegt, beispielsweise eine Baumaschine, ein Roboter oder ein Gabelstapler. Ferner kann der fossile Kraftstoff, der für eine Kraftstoffbatterie als Energiezufuhrmittel verwendet wird, entweder flüssig oder gasförmig sein. Des Weiteren ist die Stromerzeugung unter Verwendung von erneuerbarer Energie (natürliche Energie) nicht auf die hydroelektrische oder auf Meerströmungen beruhende Stromerzeugung eingeschränkt und sie umfasst selbstverständlich auch Windenergie, solarfotovoltaische Energie oder Biomassenenergie oder dergleichen.

Claims (14)

  1. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung, die elektrische Energie zur Booster-Aufladung an einen mobilen Körper (50, 51, 52, 53) mit einer Boosteraufladungs-Steuerfunktion liefert, und aufweist: eine Energiezufuhreinrichtung (1,11) zur Zufuhr von Gleichstrom; eine erste Energiespeichereinrichtung (15) zum Speichern von Gleichstromenergie von der Energiezufuhreinrichtung (1, 11) und zum Ausgeben von reinem Gleichstrom; eine Ladeschaltung (20), die reinen Gleichstrom von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) direkt zu dem mobilen Körper (50, 51, 52, 53) schickt, der eine zweite Energiespeichereinrichtung (85) zum Speichern von Gleichstromenergie von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) umfasst; und eine Stromzufuhr-Steuereinrichtung (12) zum Stoppen der Energiezufuhreinrichtung (1, 11) in der Zufuhr von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung (15), während die erste Energiespeichereinrichtung (15) elektrischen Strom zum Aufladen der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Körper (50, 51, 52, 53) eine Ladesteuereinrichtung (80) umfasst, die konfiguriert ist, um eine Booster-Aufladungsteuerung der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) auf der Grundlage der Batteriespannung und des Ladestroms der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) bereit zu stellen; wobei wenn der mit der Ladeschaltung (20) verbundene mobile Körper (50, 51, 52, 53) eine Booster-Aufladung erfährt, die Stromzufuhr-Steuereinrichtung (12) ein Energiezufuhr-Stoppsignal (S7) empfängt, welches bei Betätigung eines Ladestartschalters (24), der in der Ladeschaltung (20) angeordnet ist, ausgegeben wird, wobei die Stromzufuhreinrichtung (1, 11) in der Zufuhr des elektrischen Stroms an die erste Energiespeichereinrichtung (15) gestoppt wird, und wobei, nachdem die Stromzufuhreinrichtung (1, 11) bei der Zufuhr von Strom an die erste Stromspeichereinrichtung (15) durch das Stromzufuhr-Stoppsignal (24) gestoppt ist, die Ladeschaltung (20) die erste Energiespeichereinrichtung (15) zur Zufuhr von elektrischem Strom an die zweite Stromspeichereinrichtung (85) des mobilen Körpers (50, 51, 52, 53) aufschaltet, um die zweite Energiespeichereinrichtung (85) durch Betätigung des Ladestartschalters (24) aufzuladen, und wobei, selbst wenn die abgegebene Gleichspannungs-Ausgangsleistung von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) allmählich abfällt, während die erste Energiespeichereinrichtung (15) die zweite Energiespeichereinrichtung (85) lädt, die erste Energiespeichereinrichtung (15) dennoch den Gleichstrom direkt an den mobilen Körper (50, 51, 52, 53) unter optimaler Aufladung abgibt,
  2. Boosteraufladungs-Stromspeicherverfahren, welches elektrischen Strom zum Boosteraufladen an einen mobilen Körper (50, 51, 52, 53) mit einer Boosteraufladungs-Steuerfunktion liefert, weist die folgenden Schritte auf: Speichern von Gleichstromenergie von einer Energiezufuhreinrichtung (1, 11) in einer ersten Energiespeichereinrichtung (15); Senden von reinem Gleichstrom, der von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) ausgegeben wird, durch eine Ladeschaltung (20) direkt an einen mobilen Körper (50, 51, 52, 53), der eine zweite Energiespeichereinrichtung (85) umfasst, um Gleichstromenergie von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) zu speichern; und Stoppen der Energiezufuhreinrichtung (1, 11) beim Zuführen von elektrischem Strom an die erste Energiespeichereinrichtung (15), während die erste Energiespeichereinrichtung (15) elektrischen Strom liefert, um die zweite Energiespeichereinrichtung (85) zu laden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Booster-Aufladungsteuerung der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) auf der Grundlage der Batteriespannung und des Ladestroms der zweiten Energiespeichereinrichtung (85) durch eine Ladesteuereinrichtung (80) der mobile Körper (50, 51, 52, 53) bereitgestellt wird; wobei wenn der mit der Ladeschaltung (20) verbundene mobile Körper (50, 51, 52, 53) eine Booster-Aufladung erfährt, die Stromzufuhr-Steuereinrichtung (12) ein Energiezufuhr-Stoppsignal (S7) empfängt, welches bei Betätigung eines Ladestartschalters (24), der in der Ladeschaltung (20) angeordnet ist, ausgegeben wird, wobei die Stromzufuhreinrichtung (1, 11) in der Zufuhr des elektrischen Stroms an die erste Energiespeichereinrichtung (15) gestoppt wird, und wobei, nachdem die Stromzufuhreinrichtung (1, 11) bei der Zufuhr von Strom an die erste Stromspeichereinrichtung (15) durch das Stromzufuhr-Stoppsignal (24) gestoppt ist, die Ladeschaltung (20) die erste Energiespeichereinrichtung (15) zur Zufuhr von elektrischem Strom an die zweite Stromspeichereinrichtung (85) des mobilen Körpers (50, 51, 52, 53) aufschaltet, um die zweite Energiespeichereinrichtung (85) durch Betätigung des Ladestartschalters (24) aufzuladen, und wobei, selbst wenn die abgegebene Gleichspannungs-Ausgangsleistung von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) allmählich abfällt, während die erste Energiespeichereinrichtung (15) die zweite Energiespeichereinrichtung (85) lädt, die erste Energiespeichereinrichtung (15) dennoch den Gleichstrom direkt an den mobilen Körper (50, 51, 52, 53) unter optimaler Aufladung abgibt.
  3. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder Boosteraufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiespeichereinrichtung (15) eine Vielzahl von Ladeschaltungen (20) hat, die parallel daran angeschlossen sind, um dadurch eine Booster-Aufladung gleichzeitig an eine Vielzahl von mobilen Körpern (50, 51, 52, 53) zu geben.
  4. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeschaltung (20) eine Schalteinrichtung (31) umfasst, um die Ladeschaltung (20) wenigstens auf der Grundlage einer Ladeinformation von dem mobilen Körper (50, 51, 52, 53) umzuschalten.
  5. Booosteraufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Gleichstroms, der von der ersten Energiespeichereinrichtung (15) geliefert wird, zum Kühlen eines Wärmeerzeugungsteils in einem Ladesystem des mobilen Körpers (50, 51, 52, 53) verwendet wird.
  6. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezufuhreinrichtung (1, 11) durch einen Gleichrichter (11) gebildet ist, der eingegebenen Wechselstrom in Gleichstrom umsetzt.
  7. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungs-Steuereinrichtung (12) die Funktion hat, es dem Gleichrichter (11) zu gestatten, den Gleichstrom an die erste Energiespeichereinrichtung (15) nur während spezifizierter Stunden zuzuführen.
  8. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezufuhreinrichtung (1, 11) durch eine Kraftstoffbatterie gebildet ist.
  9. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Energiespeichereinrichtung (15) wenigstens von entweder einer Speicherbatterie oder einem elektrischen Doppelschicht-Kondensator gebildet ist.
  10. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselstrom, der in den Gleichrichter (11) eingegeben wird, durch erneuerbare Energie erzeugt ist.
  11. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffbatterie als Kraftstoff Wasserstoff verwendet, der durch Umsetzen eines fossilen Kraftstoffs erhalten wird.
  12. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffbatterie als Kraftstoff Sauerstoff verwendet, der unter Verwendung von elektrischer Energie, die durch erneuerbare Energie erzeugt ist, erzeugt ist.
  13. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffbatterie einen Inverter hat, der damit verbunden ist und der von der Kraftstoffbatterie abgegebenen Gleichstrom in Wechselstrom umsetzt und der den Wechselstrom an ein kommerzielles Stromversorgungssystem zuführt.
  14. Boosteraufladungs-Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder ein Boosteraufladungs-Stromversorgungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Körper (50, 51, 52, 53) wenigstens ein Fahrzeug, ein Schiff oder ein Flugzeug ist.
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