JP2022063555A - 充電式電気自動車 - Google Patents
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Abstract
Description
当該自動車に搭載されたバッテリと、
前記バッテリの出力により駆動され車輪を駆動するモータと、
前記モータを走行用に制御するコントローラと、
複数の発電機と、
前記車輪の回転により前記複数の発電機の軸を各々回転駆動させる歯車対と、
前記複数の発電機の発電出力を入力とし、前記バッテリを充電するための直流出力を出力する充電器と、を備え、
前記歯車対は、前記車輪の車軸に固定され主歯車と、前記主歯車に噛み合う増速用であって前記発電機の各々の軸に固定された複数の従歯車とから成り、複数の従歯車は、互いに増速度を異ならせていることを特徴とするものである。
前記発電制御器は、前記車輪の回転数が所定値よりも少ない時は、前記複数の発電機の一部のみを負荷動作状態に、前記車輪の回転数が所定値よりも大きくなった時に、前記複数の発電機を負荷動作状態に制御するものとすることが望ましい。
前記主歯車は、前記第1の従歯車と噛み合う第1の主歯車と、前記第2の従歯車と噛み合う第2の主歯車とを備え、
前記第1の従歯車が固定される前記発電機を第1の発電機とし、前記第2の従歯車が固定される前記発電機を第2の発電機とし、
前記車輪の回転数が所定値よりも少ない時で、一部のみが負荷動作状態とされる前記発電機は前記第1の発電機であることが望ましい。
本実施形態の発電装置5は、2つのAC発電機を備え、そのうちの一方を第1の発電機7、他方を第2の発電機8と言う。これら第1の発電機7及び第2の発電機8の各軸に、前車輪4a、4bの車軸40の軸回転力を歯車対9により伝達する。歯車対9は、車軸40に固定された主歯車90と、主歯車90に噛み合う増速用の第1の従歯車91と第2の従歯車92とから成る。ここに、第2の従歯車92の方が、第1の従歯車91よりも小径とされ、増速度を高くしている。これら従歯車91,92は、それぞれ第1の発電機7及び第2の発電機8の各軸に固定される。なお、発電機の数は、本実施形態の例に限られず、3個以上、例えば4個を用いてもよい。
図2、図3は、発電装置5の駆動系の構成を示す。図3では、一方の発電機7のみが表れている。発電装置5の駆動系を成す歯車対9において、主歯車90は、その中心部が車軸40に固定され、前車輪4a、4b(例えば、直径70cm)の外形よりも僅かに小さい外形(例えば、直径50cm)を有し、外周面に軸方向で2つに分かれた第1の歯車90a、第2の歯車90bを有する。これら歯車90a、90bに、第1の従歯車91及び第2の従歯車92がそれぞれ噛み合う。これら従歯車91,92は、主歯車90に比べ、小さい外形を有し、いずれも増速を図っており、それぞれ、例えば、直径10cm、直径7cmとされている。
本実施形態の充電式電気自動車1における発電装置5の動作を説明する。バッテリ2は、外部AC電源から電源供給を受けた充電装置の充電コネクタを充電口15に差し込んで予め充電させておく。充電されたバッテリ2の出力によりモータ3を駆動して走行を開始する。車の走行に伴なう車軸40の回転とともに、歯車対9の比較的大径の主歯車90が回転し、これに噛み合う比較的小径の第1の従歯車91及び第2の従歯車92が増速して回転駆動される。これにより、第1の発電機7の軸71及び第2の発電機8の軸81が回転駆動され、発電機7,8は、負荷動作状態、すなわち発電状態となる。
本実施形態の充電式電気自動車1において、第1の発電機7及び第2の発電機8は、発電制御器79,89(その詳細例は後述)を備えている実施例とすることが望ましい。発電制御器79,89は、車輪又は車軸40の回転数信号(又は車速信号)を受けて、それに応じて各発電機7,8を、発電する負荷動作状態と、発電しない無負荷動作状態とに制御するものである。
図5は、実施例による充電式電気自動車1における車速と車輪回転数の関係を示す。車速の増加に伴い車輪回転数が上がり、実施例では、車速が0から、例えば10km/hまでの低速時には、発電装置5が発電しない無負荷状態とし、車速が10km/hを越えると、発電装置5の一方の第1の発電機7が発電する負荷状態とし、その後、車速が、例えば40km/hを越えると、発電装置5の第2の発電機8も発電する負荷状態、すなわち両方の発電機7,8を負荷状態とする。減速時には、車速が、例えば40km/hを下回ると、第2の発電機8を無負荷状態とし、第1の発電機7のみを負荷状態とする。さらに車速が10km/hを下回ると、第1の発電機7も無負荷状態とする。
図8は、発電装置5に用いられる発電機7,8の一例を示す。ここには、第1の発電機7のみを示す。第2の発電機8も同等のものが用いられる。この例による発電機7は、ブラシレス交流発電機であり、発電機7の軸71は、駆動される主歯車90に噛み合う第1の従歯車91により矢印に示すように回転駆動される。発電機7は、環状の固定子7Sと、固定子7Sの内方にあり軸71に固定される円柱状の回転子7Rとを備える。固定子7Sは、発電出力用の電機子コイル72と、励磁コイル73とを備える。回転子7Rは、界磁コイル74と、励磁電機子コイル75と、整流器76とを備える。電機子コイル72及び励磁コイル73は固定子コアに分離して巻かれ、界磁コイル74及び励磁電機子コイル75は、回転子コアに分離して巻かれる。整流器76は、励磁電機子コイル75に生成された電流を整流して界磁コイル74に供給する。
10 充電器
10P インバータ/コンバータ回路
11 車台
12 発電出力受け端子(AC入力)
13 充電器出力端子(DC出力)
14 充電器出力ケーブル
15 充電口
16 外部充電配線
2 バッテリ
21 充電入力端子
22 バッテリ出力ケーブル
3 走行用のモータ
4a、4b 前車輪
4c、4d 後車輪
40 車軸
5 発電装置
51 発電出力ケーブル
6 コントローラ
7 第1の発電機
7S 固定子
7R 回転子
71 第1の発電機7の軸
72 発電出力用の電機子コイル
73 励磁コイル
74 界磁コイル
75 励磁電機子コイル
76 整流器
77,78 励磁用変流器
79 発電制御器
8 第2の発電機
81 第2の発電機8の軸
89 発電制御器
9 歯車対
90 主歯車
90a、90b 歯車
91 第1の従歯車
92 第2の従歯車
P 交流発電出力
当該自動車に搭載されたバッテリと、
前記バッテリの出力により駆動され車輪を駆動するモータと、
前記モータを走行用に制御するコントローラと、
複数の発電機と、
前記車輪の回転により前記複数の発電機の軸を各々回転駆動させる歯車対と、
前記複数の発電機の発電出力を入力とし、前記バッテリを充電するための直流出力を出力する充電器と、を備え、
前記歯車対は、前記車輪の車軸に固定された主歯車と、前記主歯車に噛み合う増速用であって前記発電機の各々の軸に固定された複数の従歯車とから成り、複数の従歯車は、互いに増速度を異ならせていることを特徴とするものである。
Claims (4)
- 充電式電気自動車において、
当該自動車に搭載されたバッテリと、
前記バッテリの出力により駆動され車輪を駆動するモータと、
前記モータを走行用に制御するコントローラと、
複数の発電機と、
前記車輪の回転により前記複数の発電機の軸を各々回転駆動させる歯車対と、
前記複数の発電機の発電出力を入力とし、前記バッテリを充電するための直流出力を出力する充電器と、を備え、
前記歯車対は、前記車輪の車軸に固定され主歯車と、前記主歯車に噛み合う増速用であって前記発電機の各々の軸に固定された複数の従歯車とから成り、複数の従歯車は、互いに増速度を異ならせていることを特徴とした充電式電気自動車。 - 前記発電機が発電する負荷動作状態と、発電しない無負荷動作状態とを制御する発電制御器をさらに備え、
前記発電制御器は、前記車輪の回転数が所定値よりも少ない時は、前記複数の発電機の一部のみを負荷動作状態に、前記車輪の回転数が所定値よりも大きくなった時に、前記複数の発電機を負荷動作状態に制御することを特徴とした請求項1に記載の充電式電気自動車。 - 前記従歯車は、大径で歯数の多い第1の従歯車と、前記第1の従歯車よりも小径で歯数の少ない第2の従歯車とを備え、
前記主歯車は、前記第1の従歯車と噛み合う第1の主歯車と、前記第2の従歯車と噛み合う第2の主歯車とを備え、
前記第1の従歯車が固定される前記発電機を第1の発電機とし、前記第2の従歯車が固定される前記発電機を第2の発電機とし、
前記車輪の回転数が所定値よりも少ない時で、一部のみが負荷動作状態とされる前記発電機は前記第1の発電機であることを特徴とした請求項2に記載の充電式電気自動車。 - 前記複数の従歯車は、前記主歯車に対して、5~10倍に増速するものとされていることを特徴とした請求項2又は3に記載の充電式電気自動車。
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KR102581251B1 (ko) * | 2022-11-08 | 2023-09-21 | 김대현 | 바퀴의 회전력을 전기로 전환하여 운행하는 전기 자동차 |
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US20200016990A1 (en) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | Benjamin Robert Esdel | On-board charging system for electric vehicles |
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- 2020-10-12 JP JP2020171878A patent/JP7153700B2/ja active Active
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