JP2005117812A - Hybrid energy electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリを駆動用の主電源とする電気車に係り、特に、電力の需給調整を行うことができる機能を備えたハイブリッド・エネルギ電気車に関するものである。 The present invention relates to an electric vehicle using a battery as a main power source for driving, and more particularly to a hybrid energy electric vehicle having a function capable of adjusting supply and demand of electric power.
工事用電気車の典型的なものに、バッテリを電源とするものがある。この種の電気車は、走行距離および運行時間についてバッテリの容量に基づく制約がつきまとう。これに対して、内燃機関を動力源とする発電機を搭載して、バッテリを充電しつつ走行する電気車がある。この種の電気車によれば、長時間運行を可能とすることができる。しかし、隧道等の換気が十分ではない空間を走行する電気車の場合、排ガスをできる限り抑える必要がある。そこで、排ガス抑制を目的として、マイクロタービン発電機を搭載した電気車が提案されている(特許文献1)。一方、電動機を駆動するため、エンジンにより駆動されて電力を出力する発電機と、駆動電力の過不足に対応するための電力蓄積手段を備えたハイブリッド・エネルギ機関車が提案されている(特許文献2) A typical electric vehicle for construction uses a battery as a power source. This type of electric vehicle is subject to restrictions based on battery capacity for travel distance and operation time. On the other hand, there is an electric vehicle that is equipped with a generator that uses an internal combustion engine as a power source and runs while charging a battery. This type of electric vehicle can be operated for a long time. However, in the case of an electric vehicle running in a space where ventilation is not sufficient, such as a tunnel, it is necessary to suppress exhaust gas as much as possible. Then, the electric vehicle carrying a micro turbine generator is proposed for the purpose of exhaust gas suppression (patent document 1). On the other hand, there has been proposed a hybrid energy locomotive equipped with a generator driven by an engine to output electric power for driving an electric motor, and an electric power accumulating means for coping with excessive or insufficient driving electric power (Patent Document) 2)
ところで、特許文献1及び2に開示される技術は、いずれもエンジンにより駆動される発電機によって供給される電力を主電源として、モータを駆動し、バッテリを、電力の過不足時のバッファとして機能させる構成となっている。すなわち、バッテリはあくまでも副電源としての位置づけとなっている。
By the way, the techniques disclosed in
ところで、エンジン駆動の発電機を主電源とする場合、駆動電力の需給の制御は、主として発電機の運転制御を行うことによってなされることとなる。しかし、エンジン駆動の発電機は、電力指令を受けて出力を増減するための時間遅れが無視できない場合がある。そのため、電気車の運転状況に応じて迅速に出力を制御することには対応し切れていない。 By the way, when an engine-driven generator is used as the main power source, the supply and demand of the drive power is controlled mainly by controlling the operation of the generator. However, an engine-driven generator may not be able to ignore the time delay for increasing or decreasing the output in response to a power command. For this reason, it is not possible to quickly control the output according to the driving situation of the electric vehicle.
本発明は、発電機による給電をしつつ、バッテリを主電源とし、さらに、力行、制動時の負荷の急激な変動に対しても迅速に対応することができて、制御性のよい電気車を提供することにある。 The present invention provides an electric vehicle with good controllability that can supply power by a generator while using a battery as a main power source, and can quickly respond to sudden fluctuations in load during power running and braking. It is to provide.
本発明は、
バッテリを駆動電源とする電気車において、
走行に用いられ、駆動および制動を行う走行駆動系と、
操作指示を受け付ける操作指示装置と、
マイクロタービンにより駆動される発電システムと、
充放電が可能なバッテリを含む主電源装置と、
電力の吸収/放出を行うことができる補助電源装置と、を備え、
前記主電源装置は、前記バッテリの充電状態を検知するためのセンサと、前記バッテリの充電状態をその容量の中間状態に維持するための制御を行うマネージメントシステムとを有し、
前記補助電源装置は、エネルギを蓄積するための手段と、エネルギを蓄積するための手段の駆動およびそれによる発電とを行う発電電動機と、発電および駆動を制御するコントローラとを有し、
前記マネージメントシステムは、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の下限に達することを検出すると、前記発電システムに対して電力の出力を増大させるための指令を出力し、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の上限に達することを検出すると、前記発電システムに対して電力の出力を減少させるための指令を出力し、
前記補助電源装置のコントローラは、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の下限に達することを検出すると、エネルギ蓄積手段によって発電して電力を前記バッテリに供給させ、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の上限に達することを検出すると、前記バッテリの電力によってエネルギ蓄積手段に電力を吸収させること、を特徴とするハイブリッド・エネルギ電気車が提供される。
The present invention
In an electric vehicle using a battery as a driving power source,
A traveling drive system that is used for traveling and that drives and brakes;
An operation instruction device for receiving operation instructions;
A power generation system driven by a microturbine;
A main power supply including a battery capable of charging and discharging;
An auxiliary power supply device capable of absorbing / releasing power,
The main power supply device has a sensor for detecting the state of charge of the battery, and a management system that performs control for maintaining the state of charge of the battery in an intermediate state of its capacity,
The auxiliary power supply device has means for storing energy, a generator motor for driving the means for storing energy and generating electric power thereby, and a controller for controlling power generation and driving,
When the management system detects that the state of charge of the battery reaches the lower limit of the intermediate state of its capacity based on a signal from the sensor, it outputs a command for increasing the power output to the power generation system When detecting that the state of charge of the battery reaches the upper limit of the intermediate state of its capacity based on the signal from the sensor, a command for reducing the output of power is output to the power generation system,
When the controller of the auxiliary power supply detects that the state of charge of the battery reaches the lower limit of the intermediate state of its capacity based on the signal from the sensor, it generates power by the energy storage means and supplies power to the battery. The hybrid battery is characterized in that when it is detected that the state of charge of the battery reaches an upper limit of an intermediate state of its capacity based on a signal from the sensor, the power is absorbed by the energy storage means by the power of the battery. An energy electric vehicle is provided.
ここで、前記補助電源装置のエネルギ蓄積手段は、フライホイールであることができる。 Here, the energy storage means of the auxiliary power device may be a flywheel.
以下、図面を参照して、本発明の電気車に関する実施形態について説明する。以下の実施形態では、工事用機関車に適用した例について説明する。もちろん、本発明は、適宜の形状、構造を有する電気車に適用することが可能である。また、用途についても、工事用に限定されない。貨物用、旅客用等の電気車に適宜適用可能である。さらに、機関車に限られない。例えば、自走台車、自走客車、自走作業機等にも適用することができる。 Hereinafter, embodiments of the electric vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an example applied to a construction locomotive will be described. Of course, the present invention can be applied to an electric vehicle having an appropriate shape and structure. Also, the use is not limited to construction. Applicable to electric vehicles for cargo and passenger use. Furthermore, it is not limited to a locomotive. For example, the present invention can be applied to a self-propelled carriage, a self-propelled passenger car, a self-propelled work machine, and the like.
図1は本発明の実施の形態に係る電気車10の側面図、図2は、一部の覆いを外した状態の平面図である。また、図3に、本実施形態の電気車の電力系統および制御系統を示す。
FIG. 1 is a side view of an
電気車10は、本体11と、本体11の中央に配置された運転室12と、本体11を支持する車輪13と、連結器14と、前記車輪13を駆動する走行駆動系30とを有する。この電気車10は、側面から見て凸形を呈する構造を持つ。その中央部に、運転室12が形成されている。運転室12には、操作指示受付装置として機能するオペレーション・コントローラ40が設置されている。また、電気車本体11には、バッテリ51を含む主電源システム50と、マイクロタービン発電機を含む発電機システム60と、補助電源装置として電力の吸収/放出を行うフライホイールシステム70とが搭載されている。
The
オペレーション・コントローラ40には、表示パネル41と、各種操作部材43が設けられている操作盤42と、図示していない制御装置とが設けられる。表示パネル41には、運転操作に必要な情報を表示する表示灯、ディスプレイ等が設置される。ディスプレイには、例えば、バッテリの端子電圧、発電システム60の出力電圧、発電システム60の出力電流と、フライホイールシステム70のフライホイール回転数等が表示される。図示していない制御装置は、操作盤42からの指示を受け付けて、後述する走行駆動系30の制御に対する指令を出力する。また、操作部材43として、操作する際に必要なスイッチ、レバー、スティック等が設置されている。
The
運転室12を挟んで電気車本体11の上部の一方側には、主電源システム50が有するバッテリ51が搭載されている。他方側には、発電機システム60と、電源制御装置10とが搭載されている。
A
走行駆動系30は、車輪13を駆動する駆動モータ32と、駆動モータ32の駆動を制御するドライバ31とを有する。駆動モータ32は、電動機と発電機として機能する回転機であって、具体的には、車輪13が取り付けられている車軸の駆動および制動を行う。本実施形態では、直流サーボモータを用いている。ドライバ31は、オペレーション・コントローラ40からの操作指令に応じて、駆動モータ32を駆動させる。具体的には、始動、停止、加速、減速等の指示に応じて、速度に対応する駆動パルスを生成して、駆動モータ32に供給する。また、制動時には、回生電流を主電源システム50に送る。
The
主電源システム50は、駆動用電流の出力および回生電流の吸収を行うバッテリ51と、このバッテリ51の充電状態を管理するためのバッテリ・マネージメントシステム52と、バッテリ51の端子電圧、および、バッテリ51の入出力電流を検出するセンサ53とを有する。バッテリ・マネージメントシステム52は、バッテリ51の充電状態を、その容量(満充電時の電荷量)の中間状態、例えば、上限80%から下限50%の幅に収まる状態に維持するよう管理する。具体的には、充電状態が中間状態の下限(例えば、容量の50%)に達すると、発電システム60に対して、出力電力を増加させる電力指令を出力する。一方、充電状態が中間状態の上限(例えば、容量の80%)に達すると、発電システム60に対して、出力電力を減少させる電力指令を出力する。これらの電力指令は、発電システム60のマイクロタービン・パワー・コントローラ62に送られる。
The main
バッテリ・マネージメントシステム52は、中央処理ユニット(CPU)521と、メモリ522と、インタフェース523とを含むコンピュータシステムにより構成される。メモリ522には、それ自身の動作プログラムと、管理のためのデータとが格納される。管理のためのデータとしては、バッテリの中間状態の上限および下限の設定に関するデータ、バッテリの充電状態を示すデータ等が挙げられる。バッテリの充電状態を示すデータは、例えば、センサ53からの情報、それに基づく演算結果等が挙げられる。センサ53からの情報としては、例えば、バッテリ51の端子電圧、入出力電流値が挙げられる。動作プログラムとしては、充電状態を判定するための演算プログラムと、充電状態に応じて中間状態を維持するための電力指令を生成するプログラム、その出力タイミングを判定するプログラム等を有する。
The
発電システム60は、マイクロタービン発電機61と、マイクロタービン・パワー・コントローラ62とを有する。マイクロタービン発電機61は、マイクロタービン611と、このマイクロタービン611により駆動されて発電を行う発電機612とを有する。マイクロタービンは、燃料タンク613に格納された燃料と、エアータンク614に格納された圧縮空気とを燃焼器に導いて燃焼させて、タービンを高速回転させることにより、回転力を得る。この回転力により発電機612を駆動して、発電を行う。マイクロタービン611からの排ガスは、エアフィルタ615を通して外部に排出される。
The
マイクロタービン611は、燃焼効率が高い。そのため、その排ガス中に含まれる酸化窒素NOxは14PPm程度であり、基準規定値の1/25と極めて少ない量である。また、運転時には、排ガス中に浮遊粒子物質はほとんど見られない。
The
発電機612は、本実施形態では、交流発電機が用いられる。もちろん、直流発電機としてもよい。この発電機612により発電された電力は、マイクロタービン・パワー・コントローラ62に送られる。
In this embodiment, an AC generator is used as the
マイクロタービン・パワー・コントローラ62は、交流電力を直流電力に変換する電力変換器621と、マイクロタービン611の運転を制御するタービンコントローラ622とを有する。なお、電力変換器621は、直流電力を交流に変換する機能を持たせてもよい。これにより、バッテリ51の電力により、発電機612をモータとして用いて、マイクロタービン611の始動を行うようにしてもよい。タービンコントローラ622は、マイクロタービンの回転数、発電機出力等を、図示してないセンサを介してモニタする。タービンコントローラ622は、前述したバッテリ・マネージメントシステム52からの電力指令に応じてマイクロタービンの回転を制御する。この際、前述したように、マイクロタービンの動作をモニタして、発電機612が目的の出力となるように、フィードバック制御を行う。
The micro
フライホイールシステム70は、フライホイール71と、このフライホイール71を駆動し、または、フライホイール71によって駆動される発電電動機72と、フライホールへのエネルギの蓄積および放出を制御するフライホイールコントローラ73とを有する。
The
フライホイール71は、例えば、カーボン組成物等で構成されたものが用いられる。本実施形態では、フライホイール71と発電電動機72とが回転軸を共通する構造となっている。
As the
フライホールコントローラ73は、発電電動機72とバッテリ51との間で電力変換を行う電力変換器を備え、センサ53の出力信号に応じて、発電電動機72を、発電機として駆動させ、または、電動機として駆動させて、バッテリ51に対して、電力の需要または供給を行う。このフライホイールコントローラ73の制御部分は、例えば、コンピュータにより構成することができる。また、プログラマブル・ロジック・アレー等によって構成することもできる。
The flyhole controller 73 includes a power converter that performs power conversion between the generator motor 72 and the
フライホイールコントローラ73は、例えば、バッテリ51の充電状態が前述した中間状態の下限に達したか、または、上限に達したかの判定をそれぞれ行う。このフライホイールコントローラ73は、バッテリ51の充電状態が中間状態の下限に達したと判定した場合、発電電動機72を発電機として機能させ、フライホイール71の回転トルクにより発電電動機72により発電を行わせる。一方、このフライホイールコントローラ73は、バッテリ51の充電状態が中間状態の上限に達したと判定した場合、発電電動機72を電動機として機能させ、フライホイール71の回転数を増加させて、電力を吸収させる。
For example, the flywheel controller 73 determines whether the state of charge of the
このフライホイールシステム70は、目的に応じて種々の仕様のものを用いることができる。ここで、仕様の一例を示す。
The
最大持続電力…120kW
最大電力供給継続期間…20秒
使用可能エネルギ蓄積…0.67kWh(2400kWs)
最大再充電レート…120W
典型的アイドル消費電力…120W
フライホイールシステム70は、前掲の仕様に示すように、大きな電力の放出または吸収が、短時間の間、可能であり、かつ、放出と吸収の際の立ち上がりと立ち下がりとが急峻である。本実施形態では、この性質を利用して、電力の放出または吸収を迅速に行うこととしている。発電システム60に応答遅れが生じても、これを補完することができる。そのために、フライホイールコントローラ73が、バッテリ51の中間状態の上限に達すると電力の吸収を行い、下限に達すると電力の放出を行うよう、発電電動機72の動作の制御を行う。また、バッテリ51が中間状態に維持されている間は、アイドリング状態にあり、少ない消費電力で、発電電動機72を駆動させて、フライホイール71の回転を維持する。バッテリ51の中間状態の上限および下限は、フライホイールコントローラ73に予め設定しておく。なお、この上限および加減は、バッテリ・マネージメントシステムにおいて設定されている上限および下限と同じでなくてもよい。本実施形態では、同じ値に設定してある。
Maximum sustained power ... 120kW
Maximum power supply duration ... 20 seconds Available energy storage ... 0.67 kWh (2400 kWs)
Maximum recharge rate ... 120W
Typical idle power consumption: 120W
As shown in the above-mentioned specification, the
次に、本実施形態の電気車の動作について説明する。ここでは、先ず、発電システム60の動作特性について、図4および図5を参照して説明する。なお、図4および図5の縦軸は任意尺度である。
Next, the operation of the electric vehicle according to this embodiment will be described. Here, first, the operating characteristics of the
図4(b)に示すように、バッテリ・マネージメントシステム52からパルス状の電力指令p1およびp2がタービンコントローラ622に送られると、タービンコントローラ622はマイクロタービン611に供給される燃料量を増加するよう指示する。これに伴って、図4(a)に示すように、マイクロタービン611の回転数がr1およびr2のように変化する。また、それに対応してマイクロタービン出口排ガス温度tが変化する。マイクロタービン611の回転数の増減に伴って、図4(b)に示すように、発電機612の出力がg1およびg2のように変化する。
As shown in FIG. 4B, when pulsed power commands p 1 and
ここで、図4(b)に示すように、電力指令のパルスp1,p2に比べて発電機出力g1およびg2は応答遅れを持っている。これは、マイクロタービン611が燃料の燃焼によってトルクを得ていることに伴って生じるものである。これに対して、フライホイールシステム70では、フライホイール71の回転運動と電力との変換を発電電動機72により迅速に行いうる。そこで、前述した電力指令を送らなければならない事情、すなわち、バッテリ51がその中間状態の上限または下限に至ったことに伴って、フライホイールコントローラ73が発電電動機72の動作を、発電および電動のいずれかのモードとすることにより、迅速に対応することができる。
Here, as shown in FIG. 4B, the generator outputs g1 and g2 have a response delay compared to the power command pulses p1 and p2. This occurs as the
また、電気車停止時には、図5(a)に示すように、タービンコントローラ622によりマイクロタービン611への燃料の供給量を減少させて、低出力に保持するように制御が行われる。これに伴って、タービン出口排ガス温度tが低下し、その後ほぼ一定の温度が保持される。一方、温度タービン回転数rは発電機612の負荷が減少するため、その回転数rを若干増加した状態で維持される。ここで、図5(b)に示すように、発電機出力が低下して、一定の値に保持される。このとき、バッテリ51に対する充電が行われる。その後、マイクロタービン611を冷気運転に切り替えて、運転を終了する。
Further, when the electric vehicle is stopped, as shown in FIG. 5A, the
次に、電気車の動作について説明する。先ず、オペレーション・コントローラ40から電気車の始動指示を受け付けると、タービンコントローラ622は、マイクロタービン611の始動操作を実行する。その後、運行可能状態に至った時、オペレーション・コントローラの表示パネル41にその旨を示す表示を行う。
Next, the operation of the electric vehicle will be described. First, when an electric vehicle start instruction is received from the
この状態で、オペレーション・コントローラ40から走行指示が入力されると、これを受けてドライバ31は、バッテリ51の電力を用いて、駆動パルスを生成して、駆動モータ32に供給する。駆動モータ32は、駆動パルスに基づいてトルクを発生し、車輪13を駆動する。このとき、センサ53はバッテリ51の端子電圧を検出している。バッテリ・マネージメントシステム52は、センサ53の出力信号に基づいて、バッテリの充電状態が中間状態にあるか、すなわち、中間状態の上限および下限内にあるかを判定する。中間状態にある間は、そのまま運行を継続する。このとき、フライホイールシステム70には、バッテリ51からフライホール71の回転を維持するアイドリングのための電力が供給されている。
In this state, when a travel instruction is input from the
バッテリ・マネージメントシステム52は、センサ53からの信号に基づいて、バッテリ51の充電状態が中間状態にあるかを監視する。この監視は、前述したように、バッテリ51の端子電圧、入出力電流の積算等により行い得る。ここでは、簡単のため、端子電圧によって監視することとする。センサ53が検出したバッテリ51の端子電圧が中間状態の下限に相当する値に達したと判定すると、バッテリ・マネージメントシステム52は、電力指令を生成して、発電システム60のタービンコントローラ622に送る。タービンコントローラ622は、マイクロタービン発電機61に回転数を上昇させるための指令を出力する。例えば、マイクロタービン611に供給される燃料量を増加させる等の制御を行う。ただし、前述したように、マイクロタービン611による発電は、立ち上がりに若干の遅れを生じる。
Based on the signal from the
一方、フライホイールコントローラ73においても、センサ53からの信号に基づいて、バッテリの端子電圧が中間状態の下限に相当する値に達したと判定すると、フライホイール71により発電電動機72を駆動させて発電を行う。発電電動機72の出力は、フライホイールコントローラ73を介して直流としてバッテリ51に給電される。これにより、前述した発電システム60の立ち上がりの遅れを補うことができる。なお、このフライホイールシステム70は、前述したように、出力できる時間が短時間に限られる。しかし、短時間持ちこたえれば、その後は、前述した発電システムから電力が供給されることになるため、十分対応できる。
On the other hand, when the flywheel controller 73 determines that the terminal voltage of the battery has reached a value corresponding to the lower limit of the intermediate state based on the signal from the
ここで、フライホイールシステム70は、その出力電圧がバッテリ51の端子電圧に達した時点で、出力を止めて、アイドリング状態に戻る。
Here, when the output voltage reaches the terminal voltage of the
一方、バッテリ・マネージメントシステム52は、センサ53が検出したバッテリの端子電圧が中間状態の上限に相当する値に達したと判定すると、タービンコントローラ622に対して、発電システム60の出力電力を減少するよう指令する電力指令を出力する。その結果、マイクロタービン発電機61からの出力が減少して、バッテリ51に給電される電力が減少し、当該バッテリ51の端子電圧の上昇が抑えられる。この時点では、フライホイールシステムは、アイドリング状態にあり、わずかな電力を消費して、発電電動機72がフライホイールの回転を維持している。
On the other hand, when the
次に、オペレーション・コントローラ40から制動指示がなされた場合、ドライバ21は、駆動モータ32を発電機として機能させて、車輪の運動により駆動モータ32を駆動させて発電を行う。ここで発電された電力は、ドライバ31を介してバッテリ51に給電される。このとき、バッテリ・マネージメントシステム52は、センサ53からの信号に基づいて、バッテリ51の端子電圧が、中間状態の上限に相当する電圧に達したと判定すると、タービンコントローラ622に対して、発電システム60の出力電力をさらに減少するよう指令する電力指令を出力する。また、フライホイールシステム70において、フライホイールコントローラ73は、発電電動機72を電動機として機能させ、バッテリ51の電力によってフライホイールをさらに回転させる。これにより、バッテリ51に流入している駆動モータ32の回生制動による電力をフライホイール71の回転エネルギとして吸収する。その結果、駆動モータ32の回生電流を吸収することができるため、制動効果を確保することができる。
Next, when a braking instruction is issued from the
以上に述べたように、本実施形態によれば、バッテリを主電源として駆動モータの駆動および制動を制御することにより、マイクロタービン発電機による給電を行いつつ、バッテリを主電源として電気車の制御を行うことができる。さらに、力行、制動時の負荷の急激な変動に対しても迅速に対応することができて、制御性のよい電気車を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, by controlling the drive and braking of the drive motor using the battery as the main power supply, the electric vehicle is controlled using the battery as the main power supply while supplying power by the microturbine generator. It can be performed. Furthermore, it is possible to respond quickly to sudden fluctuations in load during power running and braking, and to realize an electric vehicle with good controllability.
以上において述べた実施形態は、軌道を走行する電気車の例であるが、本発明はこれに限られない。例えば、バス、トラック等の軌道を有しない電気車にも適用可能である。 The embodiment described above is an example of an electric vehicle traveling on a track, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to an electric vehicle having no track such as a bus and a truck.
10…電気車、30…走行駆動系、31…ドライバ、32…駆動モータ、40…オペレーション・コントローラ、50…主電源システム、51…バッテリ、52…バッテリ・マネージメントシステム、60…発電システム、61…マイクロタービン発電機、62…マイクロタービン・パワー・コントロールシステム、70…フライホイールシステム、71…フライホイール、72…発電電動機、73…フライホイールコントローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
走行に用いられ、駆動および制動を行う走行駆動系と、
操作指示を受け付ける操作指示装置と、
マイクロタービンにより駆動される発電システムと、
充放電が可能なバッテリを含む主電源装置と、
電力の吸収/放出を行うことができる補助電源装置と、を備え、
前記主電源装置は、前記バッテリの充電状態を検知するためのセンサと、前記バッテリの充電状態をその容量の中間状態に維持するための制御を行うマネージメントシステムとを有し、
前記補助電源装置は、エネルギを蓄積するための手段と、エネルギを蓄積するための手段の駆動およびそれによる発電とを行う発電電動機と、発電および駆動を制御するコントローラとを有し、
前記マネージメントシステムは、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の下限に達することを検出すると、前記発電システムに対して電力の出力を増大させるための指令を出力し、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の上限に達することを検出すると、前記発電システムに対して電力の出力を減少させるための指令を出力し、
前記補助電源装置のコントローラは、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の下限に達することを検出すると、エネルギ蓄積手段によって発電して電力を前記バッテリに供給させ、前記センサからの信号に基づいて前記バッテリの充電状態がその容量の中間状態の上限に達することを検出すると、前記バッテリの電力によってエネルギ蓄積手段に電力を吸収させること、
を特徴とするハイブリッド・エネルギ電気車。 In an electric vehicle using a battery as a driving power source,
A traveling drive system that is used for traveling and that drives and brakes;
An operation instruction device for receiving operation instructions;
A power generation system driven by a microturbine;
A main power supply including a battery capable of charging and discharging;
An auxiliary power supply device capable of absorbing / releasing power,
The main power supply device has a sensor for detecting the state of charge of the battery, and a management system that performs control for maintaining the state of charge of the battery in an intermediate state of its capacity,
The auxiliary power supply device has means for storing energy, a generator motor for driving the means for storing energy and generating electric power thereby, and a controller for controlling power generation and driving,
When the management system detects that the state of charge of the battery reaches the lower limit of the intermediate state of its capacity based on a signal from the sensor, it outputs a command for increasing the power output to the power generation system When detecting that the state of charge of the battery reaches the upper limit of the intermediate state of its capacity based on the signal from the sensor, a command for reducing the output of power is output to the power generation system,
When the controller of the auxiliary power supply detects that the state of charge of the battery reaches the lower limit of the intermediate state of its capacity based on the signal from the sensor, it generates power by the energy storage means and supplies power to the battery. , When it is detected that the state of charge of the battery reaches an upper limit of an intermediate state of its capacity based on a signal from the sensor, energy is stored in the energy storage means by the power of the battery,
A hybrid energy electric vehicle characterized by
前記補助電源装置のエネルギ蓄積手段が、フライホイールであることを特徴とするハイブリッド・エネルギ電気車。
The electric vehicle according to claim 1,
A hybrid energy electric vehicle characterized in that the energy storage means of the auxiliary power supply is a flywheel.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JP2008137443A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Nippon Yusoki Co Ltd | Working vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0837702A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Toyota Motor Corp | Method for controlling power generation of series hybrid vehicle |
JPH09163508A (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Meidensha Corp | Electric car driver |
JPH10500557A (en) * | 1994-05-18 | 1998-01-13 | ローゼン・モータース・エル・ピー | Electric transmission mechanism control device |
WO2001081145A2 (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Railpower Technologies Corp. | Hybrid battery/gas turbine locomotive |
JP2002262407A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Tomoe Electric Manufacturing Co Ltd | Electric vehicle for construction |
-
2003
- 2003-10-09 JP JP2003350425A patent/JP2005117812A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10500557A (en) * | 1994-05-18 | 1998-01-13 | ローゼン・モータース・エル・ピー | Electric transmission mechanism control device |
JPH0837702A (en) * | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Toyota Motor Corp | Method for controlling power generation of series hybrid vehicle |
JPH09163508A (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Meidensha Corp | Electric car driver |
WO2001081145A2 (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-01 | Railpower Technologies Corp. | Hybrid battery/gas turbine locomotive |
JP2003531563A (en) * | 2000-04-26 | 2003-10-21 | レールパワー テクノロジーズ コーポレイション | Hybrid battery / gas turbine locomotive |
JP2002262407A (en) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Tomoe Electric Manufacturing Co Ltd | Electric vehicle for construction |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008137443A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Nippon Yusoki Co Ltd | Working vehicle |
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