JP2013162567A

JP2013162567A - 運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法

Info

Publication number: JP2013162567A
Application number: JP2012020682A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mori; 淳森; Yoichi Sano; 洋一佐野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】運搬用電動車両の走行可能距離をコストを増加させることなく向上することができる運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法を提供する。
【解決手段】駆動輪１１の駆動力の少なくとも一部を、車載バッテリ１から電力が供給されるモータが負担する運搬用電動車両２に、荷台５に積載可能であってバッテリ３を搭載する少なくとも２台の荷物ラック４と、それら荷物ラック４のバッテリ３に電気接続する搭載コネクタ１０と、その搭載コネクタ１０に連結可能であってモータに電気接続する車載コネクタ６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法に関し、更に詳しくは、運搬用電動車両の走行可能距離を、コストを増加させることなく向上することができる運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法に関する。

エンジンからの動力だけでなくモータからの動力によっても走行可能なハイブリッド自動車や、モータからの動力のみで走行する電気自動車などの電動車両においては、モータに電力を供給するバッテリの容量に制限があるため、走行可能距離を大きく延ばすことが難しいという問題がある（例えば、特許文献１を参照）。しかし、ハイブリッドトラックや電気トラックなどの長距離を走行する運搬用電動車両にとっては、走行可能距離を向上することが不可欠である。

運搬用電動車両の走行可能距離を向上するためには、バッテリの容量を増加することが近道である。しかしながら、通常はバッテリは燃料タンクや補機などが配置されたフレームサイドに格納されているため、追加のバッテリのスペースを確保するのは困難である。また、その他には運搬用電動車両の配送先でバッテリを充電したり交換したりすることが考えられるが、新たな充電設備の設置やドライバーの作業負担の増大につながるため、運搬コストが増加するおそれがある。

特開２０１１−１３１７０５号公報

本発明の目的は、運搬用電動車両の走行可能距離をコストを増加させることなく向上することができる運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の運搬用電動車両の電力供給システムは、駆動軸に連結するモータと前記モータに電気接続する車載バッテリとを備えた運搬用電動車両における前記モータへ電力を供給する電力供給システムであって、前記運搬用電動車両に積載可能であってバッテリを搭載する少なくとも２台の荷物ラックと、前記荷物ラックのバッテリ及び前記モータにそれぞれ電気接続する互いに連結可能なコネクタとを有することを特徴とするものである。

上記の運搬用電動車両の電力供給システムにおいて、荷物ラックの底部に車輪を取り付ける。また、荷物ラックのバッテリの合計容量を車載バッテリの容量よりも小さくする。

また、上記の目的を達成する本発明の運搬用電動車両の電力供給方法は、駆動軸に連結するモータと前記モータに電気接続する車載バッテリとを備えた運搬用電動車両における前記モータへ電力を供給する電力供給方法であって、少なくとも２台の荷物ラックにそれぞれ搭載されたバッテリを外部電源で充電し、前記バッテリが充電された荷物ラックのうち少なくとも１台を除く他の荷物ラックを前記運搬用電動車両に積載するとともに、前記積載された荷物ラックのバッテリを互いに連結可能なコネクタを通じて前記モータに電気接続し、前記運搬用車両の走行時には少なくとも前記電気接続された荷物ラックのバッテリから前記モータに電力を供給し、前記運搬用車両の停止時には前記積載された荷物ラックのうちバッテリが消耗した荷物ラックを該バッテリと前記モータとの電気接続を切断した後に、前記積載されなかった荷物ラックと交換し、前記運搬用車両に積載されている荷物ラックのうち少なくとも１台のバッテリを前記コネクタを通じて前記モータに電気接続することを特徴とするものである。

上記の運搬用電動車両の電力供給方法において、外部電源として家庭用コンセントを用いる。

運搬用車両に積載された荷物ラックが複数台である場合には、それら積載された複数の荷物ラックのバッテリから所定の順序でモータに電力を供給する。

運搬用車両の走行時には、モータの回生エネルギーにより発電された電力で少なくとも車載バッテリを充電する。更に、運搬用車両に積載された荷物ラックが複数台であって、モータの回生エネルギーによる発電された電力で積載された荷物ラックのバッテリを充電する場合には、積載された複数の荷物ラックのバッテリを所定の順序で充電する。

本発明の運搬用電動車両の電力供給システム及び電力供給方法によれば、運搬用電動車両の車載バッテリの容量を追加のバッテリにより実質的に増加させるとともに、その追加されたバッテリが消耗した後の交換を通常の荷物の配送作業と同時に行うようにしたので、運搬用電動車両の走行可能距離をコストを増加させることなく向上することができる。

本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給システムにおける運搬用電動車両の構造図である。本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給システムにおける荷物ラックの構造図である。運搬用電動車両が電気トラックである場合の電力供給システムの構成図である。運搬用電動車両がハイブリッドトラックである場合の電力供給システムの構成図である。本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給方法における運搬用電動車両の集積所での停車時及び走行時の状態を示す構造図である。本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給方法における配送所での荷物ラックの充電状態を示す構造図である。運搬用電動車両が電気トラックである場合における運搬用電動車両の集積所での停車時及び走行時の状態、並びに配送所での荷物ラックの充電状態を示す構成図である。本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給方法における運搬用電動車両の配送所での荷物ラックの荷下ろしの状態を示す構造図である。運搬用電動車両が電気トラックである場合における運搬用電動車両の配送所での荷物ラックの荷下ろしの状態を示す構成図である。本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給方法における運搬用電動車両の配送所での荷物ラックの積載作業を示す構造図である。運搬用電動車両が電気トラックである場合における運搬用電動車両の集積所での停車時及び走行時の状態、並びに配送所での荷物ラックの充電状態の別の例を示す構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１、２は、本発明の実施形態からなる運搬用電動車両の電力供給システムを示す。

この運搬用電動車両の電力供給システム（以下、単に「電力供給システム」という。）は、車載バッテリ１を有する運搬用電動車両２と、その運搬用電動車両２に積載可能であって搭載バッテリ３を搭載する少なくとも２台の荷物ラック４とから主に構成されている。なお、本実施形態では、荷物ラック４の台数を４台としており、そのうち３台が運搬用電動車両２の荷台５に積載され、残りの１台が運搬用電動車両２の外部に置かれるものとしている。

運搬用電動車両２の車載バッテリ１は、荷台５に設置された１〜３個の車載コネクタ６に電気的に接続している。荷物ラック４は複数の荷物７を収納するものであり、その底面には可動式キャスターなどの車輪８が取り付けられている。また、底板９内に載置された搭載バッテリ３は、側面に設けられた搭載コネクタ１０と電気的に接続している。この搭載コネクタ１０は、運搬用電動車両２の車載コネクタ６と互いに連結可能になっている。
図３は、運搬用電動車両２が電気トラック２Ａである場合の電力供給システムの構成図を示す。この電気トラック２Ａは、駆動輪１１を回転させる駆動軸１２に連結するモータ１３と、車載バッテリ１及び車載コネクタ６に電気的に接続するＰＤＵ（Power Drive Unit）１４と、そのＰＤＵ１４を通じてモータ１３を制御する制御装置１５とを主に備えている。

図４は、運搬用電動車両２がハイブリッドトラック２Ｂである場合の電力供給システムの構成図を示す。このハイブリッドトラック２Ｂは、駆動輪１１を回転させる駆動軸１２に変速機１６を介して連結するエンジン１７と、そのエンジン１７を制御するＥＣＵ１８とを、図３の構成に加えて新たに備えている。また、モータ１３は変速機１６を通じて駆動軸１２に連結している。なお、図４では制御装置１５とＥＣＵ１８を別体にしているが、両者を一体として構成することも可能である。

図１〜４に示す電力供給システムにおける電力供給方法を以下に説明する。この電力供給方法の実施形態は、集積所で積載した荷物７を３箇所の配送所に配送する場合を例にしており、荷物ラック４の台数を６台としている。なお、以下に示す電力供給システムの構成図は、運搬用車両２が電気トラック２Ａである場合のみを例示するが、ハイブリッドトラック２Ｂの場合も同様である。

最初に、図５に示すように、配送作業の出発点である集積所において、あらかじめ外部電源１９により搭載バッテリ３Ａ〜３Ｃがそれぞれ充電されている３台の荷物ラック４Ａ〜４Ｃを運搬用電動車両２に積載する。運搬用電動車両２が電気トラック２Ａの場合には、車載バッテリ１もあらかじめ外部電源１９で充電しておくのがよい。各荷物ラック４Ａ〜４Ｃには配送先毎の荷物７がそれぞれ収納されているが、この例では荷物ラック４Ａ〜４Ｃの順で配送先で降ろされる予定になっている。また、１番目から３番目の配送所には、図６に示すように、空の荷物ラック４Ｄ〜４Ｆがそれぞれ置かれており、搭載コネクタ１０Ｄ〜１０Ｆを外部電源１９につなぐことで搭載バッテリ３Ｄ〜３Ｆを充電している。外部電源１９としては、集積所や配送所に設置されている家庭用コンセント（１００〜２００Ｖ）を通じた夜間電力の利用が好ましい。

次に、図５、７に示すように、最初の配送所で降ろす荷物ラック４Ａの搭載コネクタ１０Ａと車載コネクタ６とを連結してから、運搬用電動車両２を出発させる。この例では、連結を容易にするため、荷物ラック４Ａ〜４Ｃのそれぞれ近傍に車載コネクタ６を３個設けているが、１個又は２個であっても良い。

そして、運搬用電動車両２の走行時には、車載コネクタ６と連結された搭載バッテリ３Ａを優先的に放電させ、その搭載バッテリ３Ａが消耗した後は車載バッテリ１を放電させることで、モータ１３へ電力を供給するように制御装置１５で制御する。

また、運搬用電動車両２の減速時又は一時停止（アイドリング）時には、モータ１３の回生エネルギーにより発電された電力（ハイブリッドトラック２Ｂの場合には、エンジン１７の出力により発電された電力も含む）により車載バッテリ１を優先的に充電し、その車載バッテリ１が満充電になった後は搭載バッテリ３Ａを充電するように制御する。

１番目の配送所に到着したときは、図８、９に示すように、車載コネクタ６と搭載コネクタ１０Ａとの連結を切り離して荷物ラック４Ａを車外へ降ろすとともに、２番目の配送所で降ろす予定の荷物ラック４Ｂの搭載コネクタ１０Ｂと車載コネクタ６とを新たに連結する。そして、図１０に示すように、搭載バッテリ３Ｄが充電された空の荷物ラック４Ｄを積載する。なお、１番目の配送所で降ろした荷物ラック４Ａについては、荷物５を取り下ろして空にした後に外部電源１９で搭載バッテリ３Ａを充電して次回の利用に備えるようにしてもよい。

以上のような荷物ラック３の積み降ろし（交換）作業を２番目及び３番目の配送所においても同様に行う。なお、最後の３番目の配送所から集積所までの走行時には、３台の空の荷物ラック４Ｄ〜４Ｅのうちの任意の１台、例えば１番目の配送所で積載した空の荷物ラック４Ｄの搭載コネクタ１０Ｄと車載コネクタ６とを連結する。

このように、運搬用電動車両２の車載バッテリ１の容量を、積載する荷物ラック４に搭載された搭載バッテリ３により実質的に増加させるとともに、その搭載バッテリ３が消耗した後の交換を、荷物ラック４の交換による荷物７の配送作業と同時に行うようにしたので、ドライバーの作業負担を増大させることなく、運搬用電動車両２の走行可能距離を向上することができるのである。また、通常の外部電源１９を家庭用コンセントとすることで、新たな充電設備を設ける必要がなくなるため、更にコストを低下させることができる。

上記の電力供給方法の実施形態においては、図１１に示すように、運搬用電動車両に積載した全ての荷物ラック４Ａ〜４Ｃの搭載コネクタ１０Ａ〜１０Ｃを車載コネクタ６に連結するようにしてもよい。その場合、運搬用電動車両２の走行時には、各荷物ラック４Ａ〜４Ｃの搭載バッテリ３Ａ〜３Ｃを所定の順序で放電させ、全ての搭載バッテリ３Ａ〜３Ｃが消耗した後は車載バッテリ１を放電させることで、モータ１３へ電力を供給するように制御装置１５で制御する。この放電に係る所定の順序としては、荷物ラック４の配送順（交換順）が好ましく例示される。このようにすることで、運搬用電動車両２が積載している全ての荷物ラック４Ａ〜４Ｃの搭載バッテリ３Ａ〜３Ｃを有効に使用することができるため、走行可能距離を更に向上することができる。

また、運搬用電動車両２の減速時又は一時停止時における充電についても、車載バッテリ１を優先的に充電した後は、各荷物ラック４Ａ〜４Ｃの搭載バッテリ３Ａ〜３Ｃを所定の順序で充電するように制御する。この充電に係る所定の順序としても、荷物ラック４の配送順が好ましく例示される。

荷物ラック４の搭載バッテリ３の合計容量は、車載バッテリ１の容量よりも小さくすることが望ましい。荷物ラック４の台数が増えて搭載バッテリ３の合計容量が車載バッテリ１の容量以上になると走行距離が搭載バッテリ３の合計容量に律速されてしまうため、運搬用電動車両２の運行に悪影響を及ぼすおそれがある。

また、上記の電力供給システム及び電力供給方法の実施形態においては、各荷物ラック４Ａ〜４Ｆの搭載バッテリ３Ａ〜３Ｆの容量は全て同一であるとしているが、走行距離に対応させるなどして互いに異なるようにしても良い。

１車載バッテリ
２運搬用電動車両
２Ａ電気トラック
２Ｂハイブリッドトラック
３搭載バッテリ
４荷物ラック
５荷台
６車載コネクタ
７荷物
８車輪
９底板
１０搭載コネクタ
１１駆動輪
１２駆動軸
１３モータ
１４ＰＤＵ
１５制御装置
１６変速機
１７エンジン
１８ＥＣＵ
１９外部電源

Claims

駆動軸に連結するモータと前記モータに電気接続する車載バッテリとを備えた運搬用電動車両における前記モータへ電力を供給する電力供給システムであって、
前記運搬用電動車両に積載可能であってバッテリを搭載する少なくとも２台の荷物ラックと、前記荷物ラックのバッテリ及び前記モータにそれぞれ電気接続する互いに連結可能なコネクタとを有することを特徴とする運搬用電動車両の電力供給システム。
前記荷物ラックの底部に車輪を取り付けた請求項１に記載の運搬用電動車両の電力供給システム。
前記荷物ラックのバッテリの合計容量を前記車載バッテリの容量よりも小さくした請求項１又は２に記載の運搬用電動車両の電力供給システム。
駆動軸に連結するモータと前記モータに電気接続する車載バッテリとを備えた運搬用電動車両における前記モータへ電力を供給する電力供給方法であって、
少なくとも２台の荷物ラックにそれぞれ搭載されたバッテリを外部電源で充電し、
前記バッテリが充電された荷物ラックのうち少なくとも１台を除く他の荷物ラックを前記運搬用電動車両に積載するとともに、前記積載された荷物ラックのバッテリを互いに連結可能なコネクタを通じて前記モータに電気接続し、
前記運搬用車両の走行時には少なくとも前記電気接続された荷物ラックのバッテリから前記モータに電力を供給し、
前記運搬用車両の停止時には前記積載された荷物ラックのうちバッテリが消耗した荷物ラックを該バッテリと前記モータとの電気接続を切断した後に、前記運搬用電動車両に積載されなかった荷物ラックと交換し、
前記運搬用車両に積載されている荷物ラックのうち少なくとも１台のバッテリを前記コネクタを通じて前記モータに電気接続することを特徴とする運搬用電動車両の電力供給方法。
前記外部電源が家庭用コンセントである請求項４に記載の運搬用電動車両の電力供給方法。
前記運搬用車両に積載された荷物ラックが複数台である場合に、該積載された複数の荷物ラックのバッテリから所定の順序で前記モータに電力を供給するようにした請求項４又は５に記載の運搬用電動車両の電力供給方法。
前記運搬用車両の走行時に、前記モータの回生エネルギーにより発電された電力で少なくとも前記車載バッテリを充電する請求項４〜６のいずれかに記載の運搬用電動車両の電力供給方法。
前記運搬用車両に積載された荷物ラックが複数台であって、前記モータの回生エネルギーにより発電された電力で前記積載された荷物ラックのバッテリを充電する場合に、該積載された複数の荷物ラックのバッテリを所定の順序で充電するようにした請求項７に記載の運搬用電動車両の電力供給方法。