JP2013212046A

JP2013212046A - 回生機能を有する車両のバッテリー充電方法

Info

Publication number: JP2013212046A
Application number: JP2013078257A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsuzaki; 健松崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2013-10-10

Abstract

【課題】車両の回生機能をより効率的に機能させるバッテリー充電方法を提供する。
【解決手段】回生機能を有する車両のバッテリー充電方法において、車両２は、燃料タンクとは別の車載タンクを備え、出発地B地点と、前記B地点よりも標高の低い目的地C地点に車両２を走行させる際に、前記B地点で前記車載タンクに流体を注入し、車両２の車重を増加させることを特徴とする車両２、とくにハイブリッドカーや電気自動車の回生機能をより効率的に機能させるバッテリー充電方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、回生機能を有する車両のバッテリー充電方法に関する。

回生ブレーキとは通常は駆動力として用いている電動機（モーター）を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで制動をかける電機ブレーキの一手法である。発電時の回転抵抗を制動力としてとして利用するもので、電動機を動力とするエレベータ、鉄道車両、自動車等に広く用いられている。再生可能エネルギーへの転換が求められている昨今、とりわけ自動車において電気自動車並びにハイブリッドカーの開発が進められ、これらの車両はいずれも回生機能を用いる事により燃費の向上を図っている。これにより減速時にアクセルペダルを離した際に、タイヤの回転によって電気を起こす機能が働く。ガソリン車の場合、減速時の運動エネルギー（タイヤの回転力）は、ブレーキングなど熱として失われるだけであったことと比べると回生機能により電気エネルギーとして回収出来る事は画期的である。

さらに、ブレーキペダルを踏んだとき、油圧ブレーキよりも回生の作動を優先させる事で最大限のエネルギーを回収する装置として回生協調ブレーキが考案された（例えば特許文献１参照）。車両、バッテリー、モーターの状態に応じて、回生による制動と油圧ブレーキによる制動の割合が最適に調整され、更なる燃費の向上が可能となった。

特開平７−２２３５３２号公報

本発明の目的は、車両、とくにハイブリッドカーや電気自動車の回生機能をより効率的に機能させるバッテリー充電方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、回生機能を有する車両のバッテリー充電方法において、
前記車両は、燃料タンクとは別の車載タンクを備え、
出発地B地点と、前記B地点よりも標高の低い目的地C地点に車両を走行させる際に、
前記B地点で前記車載タンクに流体を注入し、前記車両の車重を増加させることを特徴とする前記方法
である。

本発明の上記構成によれば、車両、とくにハイブリッドカーや電気自動車の回生機能をより効率的に機能させるバッテリー充電方法が提供される。

（ａ）は、本発明の車両において、車載タンクが非使用時に折り畳まれている状態を説明するための斜視図であり、（ｂ）は、本発明の車両において、車載タンクが使用時に流体注入により膨らんだ状態を説明するための斜視図である。本発明の車両の使用方法を説明するための図である。従来の車両の使用方法を説明するための図である。

本発明の車両は、非使用時には折畳まれていて、流体注入により膨らむ構造を有する車載タンクを備えている。該車載タンクは、流体の注入によって車重を増加させる機能を有する。車載タンクは、少なくとも一箇所の流体注入口を備えている。車載タンクは、車内の任意の場所に設置する事ができるが、例えば、トランクや運転席以外の座席の足元や座席の下などが挙げられる。車載タンクに十分な流体を注入すると、車量が増加し、回生ブレーキからより多くの電気エネルギーを回収する事が可能となる。理論上、車重以外が同じ条件の場合、車載タンクに流体を注入する事により車重が倍になった場合においては回生ブレーキから回収出来る電気エネルギーも倍になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明の車両において、車載タンクが非使用時に折り畳まれている状態を説明するための斜視図である。本発明における車載タンク１２は、車両の任意の場所に設置することが出来るが、図１（ａ）の形態では助手席足元付近に設置している。図１（ａ）は上記のように車載タンク１２の非使用時の状態を示している。非使用時の車載タンク１２は折り畳まれているため、車両内部の空間を車載タンクが占有することがなく、通常通りに助手席に乗車する事ができる。図１（ｂ）は、本発明の車両において、車載タンクが使用時に流体注入により膨らんだ状態を説明するための斜視図である。流体としては、注入により車重が増加するものであればとくに制限はないが、水が好ましい。以下、流体が水である場合について説明する。図１（ｂ）に示す車載タンク１２は、水の注入に十分耐えられる強度を有する材料、例えばゴム製品からなり、その側面は蛇腹構造を有している。水の注入量の増加に従い、非使用時に折りたたまれていた車載タンク１２が上方向に膨らんでいく。その後、注入された水を排水する事により、車載タンク１２は、上記の図１（ａ）に示す非使用時の状態に戻る。

次に本発明の車両の使用方法について説明する。まず、従来技術について説明する。図３は、車載タンクを備えていない従来の車両の使用方法を説明する図である。図３において、従来の車両１０１は、出発時に110Ahの電力量がバッテリーに充電されているものとする。車両１０１は出発地点の漁港A（A地点）から峠B（B地点）を経由して目的地の漁港C（C地点）に向かう。A地点とC地点の標高は同じものとする。A地点からB地点は上り坂が続くのでアクセルペダルを踏み続けるためバッテリーが電気の供給を続けモーターを回転させるため、バッテリーの電気は消費されるだけである。この際に消費された電力量を仮に100Ahとする。この時点でバッテリー電力量は10Ahになる（110−100＝10Ah）。Ｂ地点に到達した後、C地点に向かう。このルートはひたすら下りが続くためアクセルペダルを離すとともに必要に応じブレーキペダルを踏むのでモーターが発電しバッテリーに充電される。この際のエネルギー変換は運動エネルギーから電気エネルギーへの変換である。運動エネルギーの一部は摩擦などにより熱エネルギーへ変換されるため100%電気エネルギーに変換することは不可能である。従ってこの際に充電された電力量は100Ahに達する事は出来ない。仮に70Ahとする。この時点でバッテリー電力量は80Ahになる（10＋70＝80Ah）。従って、C地点において新たに充電しないことには再びB地点を経由してA地点に戻る事はできない（80−100＝−20Ah）。

次に、本発明の車両の使用方法について説明する。図２は本発明の車両の使用方法を説明するための図である。本発明によれば、前述の図３と同じルートを辿りC地点に達した場合でも、C地点において新たに充電することなく再びB地点を経由してA地点に戻る事が可能となる。図２（ａ）は漁港A（A地点）から峠B（B地点）を経由して目的地の漁港C（C地点）に向かう往路を、図２（ｂ）は漁港C（C地点）から峠B（B地点）を経由して目的地の漁港A（A地点）に帰る復路の走行を説明している。図２（ａ）の往路において、出発時に110Ahの電力量がバッテリーに充電されている車両2は出発地点の漁港A（A地点）から峠B（B地点）を経由して目的地の漁港C（C地点）に向かう。A地点とC地点の標高は同じものとする。A地点からB地点は上り坂が続くのでアクセルペダルを踏み続けるためバッテリーが電気の供給を続けモーターを回転させるため、バッテリーの電気は消費されるだけである。この際に消費された電力量を仮に100Ahとする。この時点でバッテリー電力量は10Ahになる（110−100＝10Ah）。ここまでは前述の図３と同じである。Ｂ地点では車載タンクに水を注入し、車重を概ね2倍としたうえで（実際には車重を２倍にするのは困難であるが、説明を簡易にするためこの２倍を例にして説明する。本発明において、水の注入により通常、車重は１．０５〜１．５倍に増加されるのがよい。）、B地点からC地点に向かう。このルートはひたすら下りが続くためアクセルペダルを離すとともに必要に応じブレーキペダルを踏むのでモーターが発電しバッテリーに充電される。この際に充電された電力量は、車重が概ね2倍になったため発電量も前述の図３の場合の倍の140Ahとなる（70×2＝140Ah）。この時点でバッテリー電力量は150Ahになる（10＋140＝150Ah）。従って、C地点においてB地点で注入した水を全て廃棄して車重を元に戻す事により、図２（ｂ）に示すとおり、新たに充電せずに再びB地点を経由してA地点に戻る事が可能となる（150−100＝50Ah）。

なお、図１に示す形態では、本発明の車載タンクとして、蛇腹構造を側面に有したものを車両の助手席足元付近に設置しているが、本発明はこれに限定されない。設置場所に関しては車両の任意に場所に設置する事ができる。但し、車両の安全運行に差し支える場所への設置は控えなければならないほか、車両の安定性の観点からはなるべく低い位置に設置する事が好ましい。複数個の車載タンクを設置した上で、車両内部の使用されていない空間、例えば空の状態のトランクや空席のシートに設置されている車載タンクのみに選択的に水を注入することにより状況に応じた運用も可能となる。さらに車載タンクの構造に関しても、図１に示した構造に限定されない。本発明による車載タンクは水の注入により膨らむとともに、非使用時即ち排水時において車載タンクが縮小する構造であればよい。例えば、単なる防水性を有する袋でも同様の機能を果たすことが可能であるばかりでなく、袋に伸縮性を持たせることで、より空間の隅々まで隙間無く水を満たす事が可能となる。

車載タンクに水を注入並びに排水する方法については、図示していないが、注入方法に関しては例えば、ガソリンを燃料とする自動車の給油法と同様に、車載タンクに注水口を設け、車体の外側に連通させるようにすればよい。なお、給油口に水を注入することを避けるため、該注水口は、給油口とは明らかに違う外見を有するように形成するのが好ましい。一方、排水方法に関しては、これも図示していないが、車載タンクの中の水が少なくとも概ね全て排出されればよく、例えば車載タンク底部から一本チューブを伸ばし、その先端を車載タンクより十分に高い位置に固定した場合注水口としての機能を果たすとともに、先端を車載タンクより低い位置に移動させる事により、排水口としての機能を果たすようにしてもよい。その他、車載タンクより注水口及び排水口へ向かう管が夫々伸びている場合、排水口を車載タンクより低い位置に固定したうえで排水口の開閉を運転席から操作出来るようにすることで利便性は上昇する。

なお、本発明の実施にあたっては、車両を通行させる道路にもある程度の条件が求められる。通行する道路に高低差があることが必要条件となるほか、該高低差がある道路の高い位置において水が得られるのが好ましい。即ち、峠の最高地点付近において大量の水が存在するとともに自由に得られることが好条件となる。具体的にこの条件を満たす場所としては、例えば、日本国内で言えば、国道１号線の箱根峠越えに際しての芦ノ湖、国道１２０号線の金精峠越えに際しての菅沼若しくは湯の湖ならびに赤城白樺ラインの赤城山山頂付近の大沼の水を利用する事が挙げられる。

２，１０１車両１２車載タンク

Claims

回生機能を有する車両のバッテリー充電方法において、
前記車両は、燃料タンクとは別の車載タンクを備え、
出発地B地点と、前記B地点よりも標高の低い目的地C地点に車両を走行させる際に、
前記B地点で前記車載タンクに流体を注入し、前記車両の車重を増加させることを特徴とする前記方法。