JP2001238308A - 自動車駆動装置および電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１に、徹底した排気ガス対策が実現され、
第２に、燃費も向上し、第３に、バッテリーが小型軽量
化されコストも低減され、第４に、全体的にも小型軽量
化されコスト面に優れ、性能安定性や耐久性も向上す
る、自動車駆動装置および電源装置を提案する。 【解決手段】 この自動車駆動装置１１では、タービン
発電機１２よりの電力をモーター１５に供給して、駆動
輪１６を回転駆動可能であると共に、タービン発電機１
２よりの余剰電力を、バッテリー１３と水電気分解装置
１４に供給する。そして、バッテリー１３よりの電力に
よっても、モーター１５そして駆動輪１６を回転駆動可
能であり、又、水電気分解装置１４から水素を、タービ
ン発電機１２に補助燃料として補給可能となっている。
なお電源装置２９は、これに準じた構成よりなるが、モ
ーター１５や駆動輪１６を備えず、外部に電力を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車駆動装置お
よび電源装置に関する。すなわち、モーターの駆動によ
り走行する自動車の駆動装置、および、例えば非常発電
用の電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車駆動装置，つまり自動車の原動機
としては、ガソリンやディーゼル等の内燃機関によるも
のが主流であるが、近年、その排気ガス中に含まれる一
酸化炭素ＣＯ，炭化水素ＨＣ，窒素酸化物ＮＯｘ等の有
害物質による大気汚染が、大きな公害問題となり、これ
らに代わる新たな自動車駆動装置の出現が待望されてい
る。そこで周知のごとく、各種の電気自動車やハイブリ
ットカーが開発され、太陽電池や燃料電池の利用も検討
されている。図５の（１）図，（２）図，（３）図等
は、このような従来の自動車駆動装置の１例を示す、系
統ブロック説明図である。

【０００３】例えば、図５の（１）図に示した自動車駆
動装置１では、車載されたバッテリー２にてモーター３
を駆動し、もって変速機４を介し駆動輪５を回転駆動さ
せる。この自動車駆動装置１は、電気自動車のオーソド
ックスタイプとも言える。図５の（２）図に示した自動
車駆動装置６では、車載されたエンジン７にて変速機４
を介し駆動輪５を回転駆動可能であると共に、ガソリン
やディーゼル等のエンジン７にて発電機８を介しバッテ
リー２に充電し、もってバッテリー２にてモーター３を
駆動することによっても、変速機４を介し駆動輪５を回
転駆動可能となっている。ハイブリットカーでは、この
併用タイプの自動車駆動装置６が用いられている。図５
の（３）図に示した自動車駆動装置９では、車載された
タービン発電機１０にてモーター３，変速機４を介し駆
動輪５を回転駆動可能であると共に、タービン発電機１
０にてバッテリー２を充電し、もってバッテリー２によ
っても、モーター３，変速機４を介し駆動輪５を回転駆
動可能となっている。この併用タイプの自動車駆動装置
９は、一種のハイブリットカーとして最近米国において
導入されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来例にあっては、次の問題が指摘されていた。まず第
１に、これらの電気自動車やハイブリットカー、つまり
この種従来例の自動車駆動装置１，６，９では、エンジ
ン７等の内燃機関の使用が抑制又は廃止されており、排
気ガスによる汚染問題はかなり解決される方向にある。
しかしながら、より徹底した排気ガス対策が望まれてい
た。特に、前述した図５の（２）図のハイブリットカー
の自動車駆動装置６は、依然として問題の内燃機関のエ
ンジン７を使用しており、図５の（３）図の自動車駆動
装置９も、燃料を燃焼させるタービン発電機１０を使用
しているので、その分、排気ガスの問題が残こり、汚染
された排気ガスのより一層の排出レベル低減化が、急務
とされていた。

【０００５】第２に、燃費の問題も大きなテーマとなっ
ていた。すなわち、リッター当たりの走行距離であらわ
される燃料消費率を、出来るだけ低減することは、電気
自動車やハイブリットカーに限らず、ガソリンやディー
ゼル車当時から、当然のテーマとなっている。特に、エ
ンジン７を使用した前述した図５の（２）図のハイブリ
ットカーの自動車駆動装置６や、図５の（３）図のター
ビン発電機１０を使用した自動車駆動装置９にあって
は、上述した第１の徹底した排気ガス対策と同時に、燃
費性能の改善，向上が大きなテーマとなっていた。

【０００６】第３に、バッテリー２の大型化，重量，コ
スト等も、大きな問題となっていた。すなわち、バッテ
リー２の容量には限界があり、その電力消費対策として
は、まず、外部からの充電を煩雑に行う方式，太陽電池
方式，燃料電池方式等が検討されているが、実用化には
障害が多い。そこで、この種従来例の電気自動車やハイ
ブリットカー、つまりその自動車駆動装置１，６，９に
あっては、結局、高容量，高性能のリチウムマンガン電
池，リチウムイオン電池，ニッケル水素電池，その他の
電池等を用いたバッテリー２が、大型化し多量に使用さ
れていた。そして、このようなバッテリー２が、車輌上
でスペースを取るという問題、車載するには、重量が非
常に重いという問題、極めてコスト高であるという問
題、等が指摘されていた。特に、前述した図５の（１）
図の自動車駆動装置１にあっては、このようなバッテリ
ー２の問題が、商品化にとって致命的欠点となってい
た。

【０００７】第４に、更に装置全体についても、構造の
複雑さ等に起因して、まず大型化やコスト高が問題視さ
れると共に、故障等も多く性能面に不安が指摘され、長
期的使用に耐えられない等、耐久性にも問題が指摘され
ていた。例えば、図５の（２）図の自動車駆動装置６で
は、依然としてエンジン７を搭載すると共に、エンジン
７と発電機８との連けいや、エンジン７とモーター３間
での関連制御等が複雑であり、装置全体の大型化，故障
の多さ，性能安定性，耐久性等に問題が指摘されいた。
又、図５の（３）図の自動車駆動装置９にあっても、タ
ービン発電機１０の高性能化やバッテリー２の高容量化
が要求され、大型化，耐久性等に問題が指摘されてい
た。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑み、上記従
来例の課題を解決すべくなされたものであって、タービ
ン発電機やバッテリーに、初めて水電気分解装置を組み
合わせて採用し、走行時の余剰電力を利用して得られた
水素を、タービン発電機の補助燃料としてなる。もって
第１に、徹底した排気ガス対策が実現され、第２に、燃
費も向上し、第３に、バッテリーが小型軽量化されコス
トも低減され、第４に、全体的にも小型軽量化されコス
ト面に優れ、性能安定性や耐久性向上も実現される、自
動車駆動装置および電源装置を提案することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請
求項１については次のとおり。すなわち、この請求項１
の自動車駆動装置は、タービン発電機，バッテリー，水
電気分解装置，モーター，駆動輪等、を有してなる。そ
して、該タービン発電機よりの電力を該モーターに供給
して、該駆動輪を回転駆動可能であると共に、該タービ
ン発電機よりの余剰電力を、該バッテリーと該水電気分
解装置に供給する。そこで、該バッテリーから供給され
た電力によっても、該モーターにて該駆動輪を回転駆動
可能であり、又、該水電気分解装置から水素を該タービ
ン発電機に補助燃料として補給可能となっていること、
を特徴とする。

【００１０】請求項２については次のとおり。すなわ
ち、この請求項２の自動車駆動装置は、請求項１に記載
した自動車駆動装置であって、次のタービン発電機，バ
ッテリー，水電気分解装置，モーター，駆動輪、等を有
してなる。まず該タービン発電機は、供給された主燃料
および補助燃料を使用した爆発，燃焼に基づき、タービ
ンを利用して発電する。該バッテリーは、該タービン発
電機から供給された余剰電力を、蓄電可能である。該水
電気分解装置は、該タービン発電機から供給された余剰
電力を利用して水分解を行い、得られた水素を該タービ
ン発電機に補助燃料として補給可能である。該モーター
は、該タービン発電機や該バッテリーから供給された電
力により駆動され、変速機を介し該駆動輪を回転駆動可
能となっていること、を特徴とする。

【００１１】請求項３については次のとおり。すなわ
ち、この請求項３の自動車駆動装置は、請求項１又は請
求項２に記載した自動車駆動装置において、該水電気分
解装置から該タービン発電機への水素の補給は、所定量
ずつ一定間隔を置きつつパルス的に実施されること、を
特徴とする。請求項４については次のとおり。すなわ
ち、この請求項４の自動車駆動装置は、請求項１又は請
求項２に記載した自動車駆動装置において、該モーター
そして該駆動輪は、通常走行時は、該タービン発電機か
ら供給された電力のみに基づき駆動され、クリーン走行
時は、該バッテリーから供給された電力のみに基づき駆
動され、強いトルクが要求される時や高速走行時は、該
タービン発電機および該バッテリーの両方から供給され
た電力に基づき駆動されること、を特徴とする。

【００１２】次に、請求項５については次のとおり。す
なわち、この請求項５の電源装置は、タービン発電機，
バッテリー，水電気分解装置、等を有してなる。そし
て、該タービン発電機よりの電力を直接供給可能である
と共に、該タービン発電機よりの余剰電力を、該バッテ
リーと該水電気分解装置に供給する。そこで、該バッテ
リーによっても電力を供給可能であり、又、該水電気分
解装置から水素を該タービン発電機に補助燃料として補
給可能となっていること、を特徴とする。

【００１３】請求項６については次のとおり。すなわ
ち、この請求項６の電源装置は、請求項５に記載した電
源装置であって、次のタービン発電機，バッテリー，水
電気分解装置等を有してなる。まず、該タービン発電機
は、供給された主燃料および補助燃料を使用した爆発，
燃焼に基づき、タービンを利用して発電する。該バッテ
リーは、該タービン発電機から供給された余剰電力を、
蓄電可能である。該水電気分解装置は、該タービン発電
機から供給された余剰電力を利用して水分解を行い、得
られた水素を該タービン発電機に補助燃料として補給可
能であること、を特徴とする。請求項７については次の
とおり。すなわち、この請求項７の電源装置は、請求項
５又は請求項６に記載した電源装置において、該水電気
分解装置から該タービン発電機への水素の補給は、所定
量ずつ一定間隔を置きつつパルス的に実施されること、
を特徴とする。

【００１４】本発明に係る請求項１，２，３，４の自動
車駆動装置、および請求項５，６，７の電源装置は、こ
のようになっているので、次のようになる。 タービン発電機は、ガソリン，軽油，灯油，天然ガ
ス，その他の主燃料、および水素よりなる補助燃料、等
に基づき発電する。 そして、請求項１，２，３，４の自動車駆動装置にあ
っては、通常走行時は、タービン発電機から供給された
電力のみにて、モーターが駆動され駆動輪が回転駆動さ
れる。請求項５，６，７の電源装置にあっては、通常
は、タービン発電機にて発電された電力が、外部に供給
される。

【００１５】これと共に、タービン発電機よりの余剰
電力が、バッテリーと水電気分解装置に供給される。 バッテリーに供給された余剰電力は、蓄電される。そ
して、請求項１，２，３，４の自動車駆動装置にあって
は、事後必要に応じ、バッテリーからモーターに電力が
供給される。すなわち、バッテリーからの電力が、ター
ビン発電機からの電力と共に又は単独でモーターに供給
され、もってモーターが駆動され駆動輪が回転駆動され
る。これに対し、請求項５，６，７の電源装置にあって
は、事後必要に応じ、バッテリーからの電力が、タービ
ン発電機よりの電力と共に又は単独で、外部に供給され
る。

【００１６】水電気分解装置では、タービン発電機か
ら供給された余剰電力にて電気分解が行われ、水が水素
と酸素に分解される。ガス状の水素は、タービン発電機
にパルス的に補給され、その補助燃料として利用され
る。

【００１７】請求項１，２，３，４の自動車駆動装
置、および請求項５，６，７の電源装置にあっては、こ
のように余剰電力を利用して得られた水素を、タービン
発電機の補助燃料として活用するので、その分、主燃料
の使用量が削減される。もって、排気ガスの排出レベル
が低減され、燃費が向上すると共に、余剰電力が無駄な
く活用され、バッテリーが小型軽量化される。更に、全
体的にも簡単な構造よりなり、小型軽量化されコスト面
に優れ、性能安定性や耐久性も向上する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下本発明を、図面に示す発明の
実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図２，
図３，図４等は、本発明の実施の形態の説明に供する。
そして図１，図２，図３は、電力供給状態等を示す系統
ブロック説明図であり、図１は通常走行時を示し、図２
はクリーン走行時を示し、図３は強いトルクが要求され
る時や高速走行時を示す。図４の（１）図は、タービン
発電機のブロック説明図、図４の（２）図は、水電気分
解装置のブロック説明図である。

【００１９】まず、本発明の自動車駆動装置１１につい
て説明する。この自動車駆動装置１１は、トラック，バ
ス，ごみ収集車等の特殊車輌、その他の車輌の原動機と
して車載され、タービン発電機１２，バッテリー１３，
水電気分解装置１４，モーター１５，駆動輪１６、等を
有してなる。そして、タービン発電機１２よりの電力を
モーター１５に供給して、駆動輪１６を回転駆動可能で
あると共に、タービン発電機１２よりの余剰電力を、バ
ッテリー１３と水電気分解装置１４に供給する。もっ
て、バッテリー１３から供給された電力によっても、モ
ーター１５にて駆動輪１６を回転駆動可能であり、又、
水電気分解装置１４から水素をタービン発電機１２に補
助燃料として補給可能となっている。

【００２０】このような自動車駆動装置１１について、
更に詳述する。まず、自動車駆動装置１１のタービン発
電機１２について述べる。このタービン発電機１２は、
供給された主燃料および補助燃料を使用した爆発，燃焼
に基づき、タービン１７を利用して発電する。すなわ
ち、図４の（１）図に示したように、ターボジェネレー
ターたるタービン発電機１２は周知のごとく、圧縮機１
８，燃焼器１９，タービン１７，発電機２０，軸２１、
等を備えてなる。そして、外部からエアーを吸い込み、
圧縮機１８で圧縮して燃焼器１９に送り、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料と混合して、爆発，燃焼させ、この燃
焼ガスの膨張力でタービン１７をまわし、軸２１を介し
その回転力を利用して、永久磁石式同期型の発電機２０
にて発電する。

【００２１】このような周知のプロセスにて発電するタ
ービン発電機１２は、最近開発が進み、高発電効率で超
小型軽量のガスタービン発電機、いわゆるマイクロター
ビンが出現するに至っている。このマイクロタービン等
のタービン発電機１２は、稼動時における燃料の完全燃
焼がほぼ可能であり、汚染された排気ガスの排出レベル
が低いことが知られており、更に、構造が簡単であり、
性能安定性や耐久性に優れていることも知られている。
このタービン発電機１２は、従来のものと同様、無鉛ガ
ソリン，その他のガソリン，軽油，灯油，天然ガス，そ
の他の炭化水素源いわゆる化石燃料を、主燃料，主エネ
ルギー源とする。これと共に、本発明では水素を、補助
燃料，副エネルギー源とする。タービン発電機１２は、
このようになっている。

【００２２】次に、自動車駆動装置１１のバッテリー１
３等について述べる。このバッテリー１３は、タービン
発電機１２から出力され、インバーター２２を介して供
給された余剰電力を、蓄電可能である。すなわち、ター
ビン発電機１２から出力された直流の電力は、インバー
ター２２を介し余剰電力とされた分が、直流のままバッ
テリー１３に供給される。このバッテリー１３として
は、リチウムマンガン電池，リチウムイオン電池，ニッ
ケルガドミウム電池，ニッケル水素電池等の高容量，高
性能の蓄電池が用いられるが、勿論、鉛電池その他の電
池も使用可能である。なお図示のインバーター２２は、
走行モードに応じ電力の分配コントロール，振り分け制
御を行う機能と、ＡＣ／ＤＣ変換するコンバーターとし
ての機能とを併有している。そしてここでは、タービン
発電機１２から出力された電力について、まず、モータ
ー１５へ直接供給される分と、モーター１５へ供給され
ない余剰電力分とに分配，振り分け、更に、この余剰電
力分を、バッテリー１３と水電気分解装置１４とに分
配，振り分けるべく機能する。バッテリー１３等は、こ
のようになっている。

【００２３】次に、自動車駆動装置１１の水電気分解装
置１４について述べる。この水電気分解装置１４は、タ
ービン発電機１２からインバーター２２を介して供給さ
れた余剰電力を利用して水分解を行い、得られた水素を
タービン発電機１２に補助燃料として補給可能である。
すなわち、図４の（２）図に示したように、水電気分解
装置１４は、周知のごとく、水タンク２３と電解セル２
４とを備えてなる。そして、水タンク２３から供給され
た水を、例えばフィルタープレス型触媒の電解セル２４
に供給して、通電することにより、水素と酸素の混合ガ
スに電気分解する。この通電用の電力としては、タービ
ン発電機１２から出力された直流の電力のうち、インバ
ーター２２を介し余剰電力とされた分が、直流のまま供
給されて使用される。

【００２４】水電気分解装置１４は、アクアガスジェネ
レーター，酸水素ガス発生装置とも称され、最近の技術
開発により、高効率であると共に超小型軽量で構造も簡
単であり、性能安定性や耐久性にも優れたものが、出現
するに至っている。この水電気分解装置１４からタービ
ン発電機１２への水素の補給は、所定量ずつ一定間隔を
置きつつパルス的に実施される。すなわち、この水素の
補給は、もしも連続的に行われ過多となった場合は、タ
ービン発電機１２の燃焼器１９における爆発，燃焼も過
多となる。そこで、少量ずつパルス的・間欠的に供給す
る程度が適している。図４の（２）図中、２５は電解セ
ル２４への電力供給回路に設けられたヒューズであり、
２６は電力制御部である。水電気分解装置１４は、この
ようになっている。

【００２５】次に、自動車駆動装置１１のモーター１５
や駆動輪１６について述べる。このモーター１５は、タ
ービン発電機１２やバッテリー１３からインバーター２
２を介して供給された電力により駆動され、変速機２７
を介し駆動輪１６を回転駆動可能となっている。すなわ
ち、このモーター１５は永久磁石式同期型の交流モータ
ーよりなり、タービン発電機１２やバッテリー１３か
ら、インバーター２２を介することにより交流に変換さ
れた電力が供給される。そして、このような電力にて駆
動され、トランスミッションつまり変速機２７，ギア，
車軸２８等を介し、駆動軸１６を回転駆動する。このよ
うな駆動系については、従来よりの自動車と同様であ
る。

【００２６】そして、モーター１５そして駆動輪１６
は、まず通常走行時は、多くの場合、タービン発電機１
２から直接的に供給された電力のみに基づき、駆動され
る（図１を参照）。これに対しクリーン走行時、例え
ば、クリーン走行が要求される市街地を１時間程度で短
距離走行する時は、バッテリー１３から放電，供給され
た電力のみに基づき、駆動することが考えられる（図２
を参照）。更に、例えば坂道等で強いトルクが要求され
る時や高速走行時は、タービン発電機１２およびバッテ
リー１３の両方から供給された電力に基づき、駆動する
ことが考えられる（図３を参照）。なお、モーター１５
としては、図示例によらず直流モーターも使用可能であ
り、この場合、インバーター２２の機能は電力分配コン
トロールのみとなる。モーター１５や駆動輪１６は、こ
のようになっている。

【００２７】この自動車駆動装置１１は、このようなタ
ービン発電機１２，バッテリー１３，水電気分解装置１
４，モーター１５，駆動輪１６、等を有してなる。とこ
ろで本発明は、このような自動車駆動装置１１に限ら
ず、電源装置２９として把握，展開することも可能であ
る。すなわち、上述した自動車駆動装置１１におけると
同様なタービン発電機１２，バッテリー１３，水電気分
解装置１４、等を備えた電源装置２９が考えられる。こ
の電源装置２９は、例えば非常用電源その他各種の電源
として使用され、外部に電力を供給するものであり、上
述した図示の自動車駆動装置１１からモーター１５，変
速機２７，車軸２８，駆動輪１６等を除いた構成よりな
る。そして、自動車用や車載用以外の用途にも、広く使
用される。

【００２８】このような電源装置２９の構成について、
前述した自動車駆動装置１１の構成と重複するが、その
ポイントについて述べておく。この電源装置２９は、次
のタービン発電機１２，バッテリー１３，水電気分解装
置１４、等を有してなる。タービン発電機１２は、供給
された主燃料および補助燃料を使用した爆発，燃焼に基
づき、タービン１７を利用して発電し、出力された電力
を、直接外部に供給可能であると共に、その際生じた余
剰電力を、バッテリー１３と水電気分解装置１４に供給
可能である。バッテリー１３は、タービン発電機１２か
らインバーター２２を介して供給された余剰電力を、蓄
電可能であると共に、蓄電された電力を、適宜必要に応
じ外部に供給可能である。水電気分解装置１４は、ター
ビン発電機１２からインバーター２２を介して供給され
た余剰電力を利用して水分解を行い、得られた水素をタ
ービン発電機１２に補助燃料として補給可能である。水
電気分解装置１４からタービン発電機１２への水素の補
給は、所定量ずつ一定間隔を置きつつパルス的に実施さ
れる。なお、外部への電力の供給は、直流のまま又は交
流に変換して行われる。この電源装置２９において、そ
の他の構成や機能は、自動車駆動装置１１について前述
したところに準じるので、その説明は省略する。

【００２９】本発明に係る自動車駆動装置１１および電
源装置２９は、以上説明したように構成されている。そ
こで以下のようになる。 この自動車駆動装置１１および電源装置２９におい
て、タービン発電機１２は、供給されたガソリン，軽
油，灯油，天然ガス，その他の主燃料、および補給され
た水素よりなる補助燃料に基づき、タービン１７を利用
して発電する。なお、タービン発電機１２のスタータ電
力は、バッテリー１３から供給される。 そして自動車駆動装置１１にあっては、通常走行時は
多くの場合、このようにタービン発電機１２にて発電さ
れ供給された電力のみにて、インバーター２２を介し直
接、モーター１５が駆動され、変速機２７を介し駆動輪
１６が回転駆動される（図１を参照）。これに対し電源
装置２９にあっては、通常は、このようにタービン発電
機１２にて発電された電力が、外部に供給される。

【００３０】これと共に、この自動車駆動装置１１や
電源装置２９にあっては、タービン発電機１２よりの走
行時の余剰電力が、インバーター２２を介し、バッテリ
ー１３と水電気分解装置１４とに供給される。例えば、
自動車駆動装置１１にあっては、走行モードが一定では
なく常時可変であり、モーター１５に供給されない余剰
電力が常に発生しやすい。 まず、タービン発電機１２からバッテリー１３に供給
された余剰電力は、走行中にバッテリー１３に蓄電され
る。そして自動車駆動装置１１にあっては、事後必要に
応じ、バッテリー１３からモーター１５に電力が供給さ
れる。すなわち、例えば強いトルクが要求される時や高
速走行時は、多くの場合、タービン発電機１２とバッテ
リー１３の両方から、インバーター２２を介しモーター
１５に電力が供給されて、モーター１５が駆動され、変
速機２７を介し駆動輪１６が回転駆動される（図３を参
照）。又、クリーン走行が要求される時は、バッテリー
１３のみからインバーター２２を介しモーター１５に電
力が供給され、モーター１５が駆動されて、変速機２７
を介し駆動輪１６が回転駆動される（図２を参照）。こ
れに対し電源装置２９にあっては、事後必要に応じ、バ
ッテリー１３から外部に電力が供給される。勿論、ター
ビン発電機１２よりの電力と共に供給されたり、バッテ
リー１３のみから単独に供給されたりする。

【００３１】そして、自動車駆動装置１１および電源
装置２９共に、水電気分解装置１４に供給された走行中
の余剰電力は、水分解に利用される。すなわち水電気分
解装置１４では、タービン発電機１２から供給された余
剰電力にて、走行中に水の電気分解が行われ、水が水素
と酸素に分解される。なお、水電気分解装置１４のスタ
ータ電力はバッテリー１３から供給される。そして、得
られたガス状の水素は、走行中、水電気分解装置１４か
らタービン発電機１２にパルス的に補給され、その補助
燃料として利用される。つまりタービン発電機１２は、
主燃料と共にこのように補給された水素を、その爆発，
燃焼エネルギーとして活用する。

【００３２】さてそこで、本発明に係る自動車駆動装置
１１および電源装置２９にあっては、次の第１，第２，
第３，第４のようになる。第１に、この自動車駆動装置
１１および電源装置２９にあっては、まず、タービン発
電機１２を用いてなる。最近のタービン発電機１２は、
ガソリン，軽油，灯油，天然ガス等の主燃料のほぼ完全
燃焼が可能で、排気ガスの排出レベルが低いことが知ら
れている。そしてこれに加え、このようなタービン発電
機１２の補助燃料として、水素を用いてなり、その分、
上述した主燃料の使用量が削減され、排気ガスの排出レ
ベルが一段と低減される。そこで、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ
等の有害物質を含む排気ガスの排出レベルが、極めて低
くなり、この種従来例でも使用されていた排気ガス触媒
浄化装置を併用すれば、汚染された排気ガスそして有害
物質の排出を、ほぼ０レベルとすることができる。

【００３３】第２に、この自動車駆動装置１１および電
源装置２９にあっては、タービン発電機１２から出力さ
れた電力中、モーター１５の駆動に使用されない余剰電
力を水電気分解装置１４に供給し、得られた水素を、タ
ービン発電機１２の補助燃料とする。つまり、タービン
発電機１２の発電用の爆発，燃焼エネルギー源の一部と
して活用する。そこで、このように燃焼エネルギーが水
素を補助燃料として賄われる分だけ、ガソリン，軽油，
灯油，天然ガス等の主燃料の使用量が低減され、主燃料
の燃費性能が向上する。

【００３４】例えば、自動車駆動装置１１にあっては、
タービン発電機１２からの出力の程度（例えば低出力や
高出力）と、モーター１５の駆動程度（例えば低回転や
高回転）つまり走行モードとが、マッチしない場合が多
い。つまり、タービン発電機１２の出力とモーター１５
の駆動程度間には、ギャップがあり比例関係とならない
ことが多く、一応は出力＞駆動程度を前提としつつ、常
に過剰分としての余剰電力が発生するといっても過言で
はない。例えばアイドリング時には、多大な余剰電力が
発生する。そして、このように発生する余剰電力を、す
べてバッテリー１３に蓄電することは、極めて困難であ
る。つまり、バッテリー１３の単位時間当たりの充電能
力には限界があり、発生した余剰電力を、すべてバッテ
リー１３に回収，蓄電することは、実際上は困難であ
り、そのままでは余剰電力が無駄になりやすい。つま
り、バッテリー１３に蓄電しきれない余剰電力が、無駄
に浪費されてしまうことになる。本発明ではこの点に着
目し、発生した余剰電力を、このようなバッテリー１３
のみならず、水電気分解装置１４にも供給し、もって、
無駄に浪費される余剰電力が発生しにくくなる。つま
り、余剰電力が有効活用され、水電気分解装置１４にて
余剰電力を利用して水素を得、この水素が補助燃料，副
エネルギーとなる。このようにして、タービン発電機１
２からの電力が有効活用されるようになり、エネルギー
ロスが少なく、その分だけ主燃料の燃費、つまりトータ
ルの燃費性能が向上することになる。

【００３５】第３に、この自動車駆動装置１１および電
源装置２９にあっては、このように余剰電力が、バッテ
リー１３のみに頼らず水電気分解装置１４にて、無駄な
く有効活用される。バッテリー１３を大型化し多量に使
用し、もって少しでも多くの余剰電力をバッテリー１３
にて回収、蓄電しようとすること、を要しなくなる。つ
まり、バッテリー１３と水電気分解装置１４とで、バラ
ンス良く余剰電力が回収，利用されるので、その分、バ
ッテリー１３のウェートを低くし、バッテリー１３の使
用量を減らし、バッテリー１３を小型軽量化することが
できる。

【００３６】第４に、この自動車駆動装置１１および電
源装置２９では、簡単で単純な構造よりなることが知ら
れているタービン発電機１２や水電気分解装置１４を用
いてなり、更に最近これらは改良が進み、小型軽量化の
進展が著しい。もって、これらを組み合わせて用いてな
るこの自動車駆動装置１１および電源装置２９も、全体
的に小型化可能であり、性能安定性や耐久性に優れてい
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係る自動車駆動装置や電源装置
は、以上説明したように、タービン発電機やバッテリー
に、初めて水電気分解装置を組み合わせて採用し、走行
時の余剰電力を利用して得られた水素を、タービン発電
機の補助燃料としたことにより、次の効果を発揮する。

【００３８】第１に、徹底した排気ガス対策が実現され
る。すなわち、この自動車駆動装置や電源装置にあって
は、ほぼ完全燃焼が可能で汚染された排気ガスの排出レ
ベルが低いタービン発電機を用いてなると共に、水素を
タービン発電機の補助燃料としてなるので、その分、ガ
ソリン，軽油，灯油，天然ガス等の主燃料の使用量が削
減され、汚染された排気ガスの排出レベルが更に大きく
低減される。もって、この自動車駆動装置によると、ガ
ソリンやディーゼル等の内燃機関エンジンによるものと
比較した場合は勿論のこと、前述したエンジンやタービ
ン発電機を使用したこの種従来例のハイブリットカーの
自動車駆動装置に比べ、徹底した排気ガス対策が実現さ
れ、超低公害車が得られるようになる。又、この電源装
置は、徹底した排気ガス対策が実現された、例えば非常
用電源として使用に供される。

【００３９】第２に、燃費も向上する。すなわち、この
自動車駆動装置や電源装置にあっては、余剰電力を利用
して水電気分解装置にて得られた水素を、タービン発電
機の補助燃料とし、その爆発，燃焼エネルギーとして活
用するので、その分、エネルギーロスが少なく、ガソリ
ン，軽油，灯油，天然ガス等の主燃料の使用量が低減さ
れる。もって、この自動車駆動装置によると、ガソリン
やディーゼル等の内燃機関エンジンによるものと比較し
た場合は勿論のこと、前述したエンジンやタービン発電
機を使用したこの種従来例のハイブリットカーの自動車
駆動装置に比べ、燃料消費率が大きく低減され、燃費性
能が更に一段と改善，向上された超低燃費車が得られ
る。又、この電源装置は、燃費に優れた例えば非常用電
源として、使用に供される。

【００４０】第３に、バッテリーが小型軽量化され、コ
ストも低減される。すなわち、この自動車駆動装置や電
源装置にあっては、タービン発電機よりの余剰電力を、
バッテリーと水電気分解装置とに供給し、もって余剰電
力を、バッテリーのみに頼らず無駄なく活用する。もっ
て、この自動車駆動装置によると、前述したバッテリー
を併用したこの種従来例のハイブリットカーの自動車駆
動装置に比べ、バッテリーが小型軽量化される。すなわ
ち、高容量，高性能の蓄電池が、この種従来例では外形
寸法が大型化し多量に使用されていたのに対し、小型軽
量化され、コンパクトでスペースを取らず車載に適する
と共に、その重量が大きく軽減されこの面からも車載に
適しており、更にコストも大きく軽減されるに至る。
又、この電源装置は、バッテリーが小型軽量化されると
共にコストも軽減された、例えば非常用電源として使用
に供される。

【００４１】第４に、全体的にも小型軽量化されコスト
面に優れ、性能安定性や耐久性も向上する。すなわち、
この自動車駆動装置や電源装置にあっては、簡単な構造
よりなるタービン発電機と水電気分解装置を使用してな
り、もって、装置全体が小型化，コンパクト化されると
共に、コスト面にも優れており、故障等も少なく長期的
使用にも十分耐えることができる。つまり、この自動車
駆動装置は、前述したこの種従来例のハイブリットカー
の自動車駆動装置に比べ、小型軽量化され車載に適する
と共に、コスト面にも優れ、更に性能安定性や耐久性に
も優れている。又、この電源装置は、小型化されコスト
面に優れると共に性能安定性や耐久性に優れた、例えば
非常用電源として使用に供される。このように、この種
従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発
揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車駆動装置について、発明の
実施の形態の説明に供し、通常走行時の電力供給状態等
を示す、系統ブロック説明図である。

【図２】同発明の実施の形態の説明に供し、クリーン走
行時の電力供給状態等を示す、系統ブロック説明図であ
る。

【図３】同発明の実施の形態の説明に供し、強いトルク
が要求される時や高速走行時の電力供給状態等を示す、
系統ブロック説明図である。

【図４】同発明の実施の形態の説明に供し、（１）図
は、タービン発電機のブロック説明図、（２）図は水電
気分解装置のブロック説明図である。

【図５】この種従来例の自動車駆動装置の説明に供する
系統ブロック説明図であり、（１）図は従来例１を、
（２）図は従来例２を、（３）図は従来例３を示す。

【符号の説明】

１ 自動車駆動装置（従来例のもの） ２ バッテリー（従来例のもの） ３ モーター（従来例のもの） ４ 変速機（従来例のもの） ５ 駆動輪（従来例のもの） ６ 自動車駆動装置（従来例のもの） ７ エンジン（従来例のもの） ８ 発電機（従来例のもの） ９ 自動車駆動装置（従来例のもの） １０ タービン発電機（従来例のもの） １１ 自動車駆動装置（本発明のもの） １２ タービン発電機（本発明のもの） １３ バッテリー（本発明のもの） １４ 水電気分解装置 １５ モーター（本発明のもの） １６ 駆動輪（本発明のもの） １７ タービン １８ 圧縮機 １９ 燃焼器 ２０ 発電機 ２１ 軸 ２２ インバーター ２３ 水タンク ２４ 電解セル ２５ ヒューズ ２６ 制御回路 ２７ 変速機 ２８ 車軸 ２９ 電源装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城 祐治 東京都千代田区大手町一丁目２番１号 三 井物産株式会社内 (72)発明者 菅原 孝一 東京都千代田区大手町一丁目２番１号 三 井物産株式会社内 (72)発明者 池田 裕行 東京都千代田区大手町一丁目２番１号 三 井物産株式会社内 (72)発明者 前野 拓道 東京都千代田区大手町一丁目２番１号 三 井物産株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA12 PA13 PA15 PC06 PG04 PI13 PI22 PI29 PO02 PO10 PO17 PU02 PU10 PU26 PV02 PV09 QE02 QE04 QI04 RB08 RB21 SE04 SE06 SE10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン発電機，バッテリー，水電気分
   解装置，モーター，駆動輪等を有してなる自動車駆動装
   置であって、 該タービン発電機よりの電力を該モーターに供給して、
   該駆動輪を回転駆動可能であると共に、該タービン発電
   機よりの余剰電力を、該バッテリーと該水電気分解装置
   に供給し、 該バッテリーから供給された電力によっても、該モータ
   ーにて該駆動輪を回転駆動可能であり、又、該水電気分
   解装置から水素を該タービン発電機に補助燃料として補
   給可能となっていること、を特徴とする自動車駆動装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した自動車駆動装置にお
   いて、 該タービン発電機は、供給された主燃料および補助燃料
   を使用した爆発，燃焼に基づき、タービンを利用して発
   電し、 該バッテリーは、該タービン発電機から供給された余剰
   電力を、蓄電可能であり、 該水電気分解装置は、該タービン発電機から供給された
   余剰電力を利用して水分解を行い、得られた水素を該タ
   ービン発電機に補助燃料として補給可能であり、 該モーターは、該タービン発電機や該バッテリーから供
   給された電力により駆動され、変速機を介し該駆動輪を
   回転駆動可能となっていること、を特徴とする自動車駆
   動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載した自動車
   駆動装置において、 該水電気分解装置から該タービン発電機への水素の補給
   は、所定量ずつ一定間隔を置きつつパルス的に実施され
   ること、を特徴とする自動車駆動装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載した自動車
   駆動装置において、 該モーターそして該駆動輪は、通常走行時は、該タービ
   ン発電機から供給された電力のみに基づき駆動され、ク
   リーン走行時は、該バッテリーから供給された電力のみ
   に基づき駆動され、強いトルクが要求される時や高速走
   行時は、該タービン発電機および該バッテリーの両方か
   ら供給された電力に基づき駆動されること、を特徴とす
   る自動車駆動装置。
5. 【請求項５】 タービン発電機，バッテリー，水電気分
   解装置等を有してなる電源装置であって、 該タービン発電機よりの電力を直接供給可能であると共
   に、該タービン発電機よりの余剰電力を、該バッテリー
   と該水電気分解装置に供給し、 該バッテリーによっても電力を供給可能であり、又、該
   水電気分解装置から水素を該タービン発電機に補助燃料
   として補給可能となっていること、を特徴とする電源装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載した電源装置において、 該タービン発電機は、供給された主燃料および補助燃料
   を使用した爆発，燃焼に基づき、タービンを利用して発
   電し、 該バッテリーは、該タービン発電機から供給された余剰
   電力を、蓄電可能であり、 該水電気分解装置は、該タービン発電機から供給された
   余剰電力を利用して水分解を行い、得られた水素を該タ
   ービン発電機に補助燃料として補給可能であること、を
   特徴とする電源装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６に記載した電源装
   置において、 該水電気分解装置から該タービン発電機への水素の補給
   は、所定量ずつ一定間隔を置きつつパルス的に実施され
   ること、を特徴とする電源装置。