JP2005073481A

JP2005073481A - 電気自動車の蓄電池運用方法

Info

Publication number: JP2005073481A
Application number: JP2003338768A
Authority: JP
Inventors: Yoji Makishima; 洋二巻島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】充電時間に制約されなく、ガソリン自動車と同等の遠距離走行が可能で、安価な電気自動車を提供すること。
【解決手段】電気自動車の主電池を、小型の複数の蓄電池で構成し、それらを並列同時に動作させるため、それら蓄電池内部に放電電流制御回路及び過放電防止回路等を内蔵させ、また、遠距離走行が可能とするため、それらの蓄電池の交換、追加が容易に行えるように、製造時からの充電回数又は容量がある一定以下に減少する回数を記憶する回路を内蔵させ、それらの蓄電池の商品価値の数値化を行う。また、前記数値化を確立させるため、前記蓄電池には、自動車搭載時には充電を一切行わず放電のみとし、回生ブレーキ動作によって発生する電気エネルギーは、別の蓄電池に充電するようにする。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、電力によって走行する電気自動車に関する。

燃料の補給を行うには、自動車本体に搭載された蓄電池に充電することにより行っており、この充電に６〜８時間かかっているため、一日の走行距離は、一回の充電にて走行できる距離に限定されている。そして、蓄電池のエネルギー密度も十分でないため、一日の走行距離も短く、価格も高いので、その使用は、ごく一部に限定されている。

発明が解決しようとする課題

一回の充電で走行できる距離を大きくするには、容量の大きい蓄電池を搭載すればよいが、現行の技術では形状が非常に大きくなるとともに価格も非常に高くなる。また、満充電を行うのに必要な時間を短くすることも考えられるが、通常、充電は、化学反応によって行っているため、より短時間の充電は、蓄電池の劣化を招くとともに、十分な充電は出来ない。

そこで、本案においては、充電時間の短時間化は、空になった蓄電池を標準充電時間をかけて満充電した別の蓄電池に交換することにより、そして、一充電走行距離の長距離化は、蓄電池を複数個搭載し、順次切り替えて使用することにより、この課題を解決する。しかし、この場合、交換、追加が容易であるように小型にする必要がある。小型にすると、蓄電器から取り出せる最大電力が小さくなるので、それらを複数並列に使用する必要がある。従って、少なくとも２個以上搭載しておく必要がある。並列に使用する場合、そのうちの一つに過電流が流れたり、過放電になり、性能劣化が生じる場合がある。また、蓄電池が空になって満充電された蓄電池と交換する場合、満充電された蓄電池を提供する側（通常はガソリンスタンド等）と、両蓄電池の商品価値の査定が明確でないため、その交換がスムーズに行かない場合が考えられる。

課題を解決するための手段

請求項１において、駆動用電動機に電力を供給する蓄電池に充電回数を記憶する回路を内蔵させ、場合によっては製造時からの経過時間を記憶する回路及び性能を表す係数を記憶する回路を内蔵して、その時点の消費価値を数値で明示するようにすることによって、蓄電池の交換を容易にしている。この方式は、既に提案している（特願２００３−１９４６３６）。

また、放電電流制御回路及び過放電防止回路を内蔵することによって、それぞれの蓄電池の放電電流が、ある一定電流以上の電流が流れないようにして、各蓄電池の放電電流のバラツキを少なくするとともに、並列使用しても過放電にならないようにしている。

請求項２において、搭載している複数の蓄電池のうちの一つを専用として、その蓄電池に回生ブレーキ動作から発生する電気エネルギーにより充電を行うことにより、エネルギー効率を下げることなく、他の蓄電池の充電を、標準充電に限定することが出来る。これにより、他の蓄電池の劣化を少なくするともに、請求項１の蓄電池（以降蓄電池１とする）においては、その蓄電池の商品価値を、充電の回数によって表すことが出来るようになる。また、この蓄電池も他の蓄電池と並列使用するので放電電流制御回路及び過放電防止回路を内蔵して、過電流が流れたり、過放電にならないようにしている。

本案において、電気自動車の駆動用電動機に電力を供給する蓄電器は、その蓄電量が空になった場合、満充電された蓄電池と交換することが基本となっている。
従って、それぞれの蓄電池の所有者は一定とならない。この場合、レンタル形式が適当と考えられる。蓄電池をレンタルとすれば、電気自動車の価格は大幅に安くなり、実用化に近づく。そして電気自動車購入時に、必要な個数の蓄電池のレンタル契約をする。そのレンタル契約の際、それらの蓄電池の製造日からの充電回数及び経過日数を記録したレンタルカード（ＩＣカード等）を作成する。

本案で使用する蓄電池は、交換が容易なように小型になっているので、一個の蓄電池での一充電走行距離は、中型乗用車で約５０ｋｍ程度である。従って、中型乗用車では、２〜３個の蓄電池を搭載する必要がある。大型車では、３〜４個となるが、蓄電池の出力密度が十分でなく、３〜４個並列に使用しなくてはならない場合は、さらに１〜２個多く搭載する必要がある。別の言葉で言い換えれば小型から大型乗用車まで全車種の共通化が可能と言える。これにより蓄電池のコストダウン及びインフラの整備が容易となる。

通常、一日の走行距離が１００ｋｍ以下の場合は、蓄電池の追加及び交換は必要がない。１００ｋｍ以上走行する場合は、蓄電池の追加搭載するか、それでも不足する場合は、途中で蓄電池の交換を行えば良い。これにより、充電時間に関係なく、現行のガソリン自動車同様の長距離走行が可能となる。加速度性能を考慮すると、現在の蓄電池の出力密度では、２個以上の並列運転が適当と考えられるので、予備２個を含めて通常４個以上搭載することになる。実際は、回生ブレーキ動作から発生する電気エネルギーによって充電される蓄電池（以降蓄電池３とする。）もさらに並列に動作している。ここでは、４個搭載（蓄電池３を含めると５個）の場合について説明する。通常の走行（１００ｋｍ以下の走行）において、並列使用の蓄電池、２個のうち１個の容量が一定値以下になったら、３個目の蓄電池に切り替わり、常時２個（蓄電池３含めると３個）並列に動作している。蓄電池の性能にはバラつきがあるので、２個同時に空になる（ある一定値になる）ことはないと考えられるが、また、電流制御回路が内蔵されているので、一方のみ大電流が流れて、一方のみ極端に早く空になる（一定値になる）こともない。車庫に帰って、その空になった蓄電池を充電する。通常の走行では、ユーザー側で充電できる。追加及び交換する場所は、自動車販売会社等のサービス工場、高速道路のサービスエリア、パーキングエリア及びガソリンスタンド等となる。その追加及び交換の費用の項目の一例は次のとおり。

追加する（借用する）場合は、１個当たり
充電に要する費用（電気代及び充電手数料等）＋貸出手続料＋利益
返却する場合は、
商品価値の減少分＋貸出期間の利子＋返却手続料
交換の場合は、返却と追加を同時に行えば良い。具体的な数値の概略値を次に示す。

一ヶ月の走行距離を８００ｋｍとし、この内、一日の走行距離３００ｋｍを一回、その他を１００ｋｍ以内とする。蓄電池の搭載個数は４個、蓄電池の価格を８０万円、利率を年１％、電気代（７．２×６＝４３．２円）、充電手数料２００円、貸出、返却手続料２００円、利益を５００円及び商品価値ゼロになる充電回数を４０００回とすると
３００ｋｍ走行する場合は、蓄電池１個で約５０ｋｍ走行するので、蓄電池は７個必要となり、３個追加借用することになり、その費用は、
（４３．２＋２００＋２００＋５００）×３≒２，８３０（円）
返却の場合は、即日返却であるので利子はゼロ、また充電は行わないが、元の状態に戻すためには一回充電を行うので、商品価値の減少分は１回とする。その費用は
２００×３＋２００×３＝１，２００（円）
となる。追加借用した蓄電池以外の費用は
（８００−５０×３）÷２００^＊１×２００＋（８００，０００×４×０．０１÷１２）＝８００＋２，６６７＝３，４６７（円）
＊１：充電の回数であるから整数となり、切り上げて４となる。４×２００＝８００（円）となる。
総費用は
２，８３０＋１，２００＋３，４６７＝７，４９７（円）
ガソリン自動車の場合は、１ｌで８ｋｍ走行するとすれば、
８００÷８×１００＝１０，０００（円）
これより、ガソリン自動車より、１０，０００−７，４９７＝２，５０３円安くなる。

発明の効果

以上説明したように、この発明によれば、自動車本体への充電なしで、一充電走行距離に関係なく、いかなる遠距離でも、蓄電池の交換、追加によって走行可能である。

燃料費もガソリン車より安価である。

高価な蓄電池を購入する必要がないので、自動車の価格が安くなる。

燃料消費において何も排出しないので、大きな環境改善になる。発電に現在石油を使っているので、石油燃焼の増加が考えられるが、電力の使用が主に夜間であるので、大きな石油の大きな増加はないと考える。また、今後、太陽光発電、風力発電が促進されると考えられるので、環境改善に大きな効果があると考える。

本発明の実施の形態にかかる蓄電池１の全体構成及び前記蓄電池１と自動車本体との接続を示す図。

符号の説明

１コネクタ（自動車側）
２コネクタ（蓄電池１側）
３接続検知回路
４充放電回数計測・制御回路
５充電電流制御回路
６平滑回路
７平滑回路
８放電電流制御回路
９蓄電池

Claims

電気自動車において、電気自動車の駆動用電動機に電力を供給する蓄電池への充電を検知し、製造時又はそれに類する時点からの充電回数を記憶する回路又は容量がある一定値以下に減少する回数を記憶する回路及び放電電流制御回路又は過放電防止回路等を内蔵している蓄電池を複数搭載し、それらを切り替え、又は交換、追加して走行することを特徴とする電気自動車。
電気自動車において、回生ブレーキ動作から発生する電気エネルギーによる充電を、請求項１の蓄電池とは別の専用の蓄電池に充電を行うことを特徴とする電気自動車。