JP2900309B2 - 電動車の回生システム - Google Patents
電動車の回生システムInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
ー源としてモーターにより駆動される電動車の回生シス
テムに関する。
を集めており、数は少ないものの蓄電池を用いた電気自
動車は既に実用化されており、蓄電池を併用するハイブ
リッドカーの研究も進んでいる。また、自走式の車椅子
は全て電動車である。競技の世界ではバッテリーカーレ
ース、ソーラカーレースが始まっている。
してモーターにより駆動される。電動車の性能は、蓄電
池の性能に支配されるが、蓄電池の性能を一定とした場
合は、その電気を如何に節約して使うかということが重
要となる。この観点から、モーターを発電機として利用
する回生が用いられる。
蓄電池に効率よく蓄えることが不可欠であるので、モー
ターで発生する電気を一時的に蓄えるコンデンサーを併
用することが対策として考えられる。
充電に近い状態のときに充電電流を流しても、その電流
が蓄電池の温度上昇や電解液の電気分解に消費されるの
で、充電され難い。また、蓄電池が放電状態の場合で
も、長い時間をかけて充電を行う方が、蓄電池の保護に
なる。これに対し、コンデンサーは電気を瞬時に蓄える
ことができるが、放電時間も短く、蓄えた電気を徐々に
放出させ難い。このようなことから、コンデンサーを併
用しても、蓄電池への充電には適さず、回生で発生した
電気を有効に利用することが困難な状況である。
に蓄電池に与える変換回路を使用すれば、回生で発生し
た電気を有効に使うことが可能になるが、このような変
換回路は複雑で高価である。
のであり、回生で発生した電気を有効に使い、しかも複
雑で高価な変換回路を必要としない電動車の回生システ
ムを提供することを目的とする。
回生システムは、車輪を駆動するモーターと、モーター
に電気を供給する蓄電池と、モーターにて発生する電気
を蓄えるコンデンサーと、モーターを蓄電池またはコン
デンサーのいずれかに切り換えるスイッチング部と、ス
イッチング部を制御する制御部とを備えており、当該制
御部は、モーターの端子電圧を検出すると共に、検出さ
れたモーターの端子電圧を、前記蓄電池の満充電時の電
圧よりも高い設定電圧Va′及び前記蓄電池の定格電圧
より十分に低い設定電圧Vb′とそれぞれ比較し、検出
されたモーターの端子電圧が設定電圧Va′より高くな
ることによりモーターの充電可能な発電状態を自動検出
し、検出されたモーターの端子電圧が設定電圧Vb′よ
り低くなることによりコンデンサー内の有効電気の消費
を自動検出し、モーターが充電可能な発電状態になって
からコンデンサー内の有効電気が消費されるまでモータ
ーをコンデンサーに接続し、それ以外のときにモーター
を蓄電池に接続することを特徴とする。
いては、モーターの発電状態が検出されてからコンデン
サー内の有効電気の消費が検出されるまで、モーターが
コンデンサーに接続される。これにより、回生時に発生
した電気の全てがコンデンサーに蓄えられ、且つ、その
電気は蓄電池に移されることなく、回生に続く駆動時に
消費される。つまり、回生時に発生する電気は、蓄電池
を経由せず、コンデンサーのみを経由して優先的に消費
される。これにより、回生で発生した電気が有効に活用
され、しかも複雑で高価な変換回路および制御回路が不
要となる。
出すると共に、検出されたモーターの端子電圧を、前記
蓄電池の満充電時の電圧よりも高い設定電圧Va′及び
前記蓄電池の定格電圧より十分に低い設定電圧Vb′と
それぞれ比較し、検出されたモーターの端子電圧が設定
電圧Va′より高くなることによりモーターの充電可能
な発電状態を自動検出し、検出されたモーターの端子電
圧が設定電圧Vb′より低くなることによりコンデンサ
ー内の有効電気の消費を自動検出する構成であるので、
その構成が簡単である。
に基づいて説明する。図1は本発明にかかる電動車の回
生システムの1例についてその構成を示す模式図、図2
はスイッチング部の構成を示す模式図、図3は制御部に
よる制御動作を機械的に示す模式図、図4は制御部によ
る制御動作を電圧の経時変化で示すグラフである。
を駆動する回生機能付きのモーター1と、モーター1に
駆動用の電気を供給する蓄電池2と、回生時にモーター
1で発生する電気を一時的に蓄えるコンデンサー3と、
これらの切り替えを行うスイッチング部4と、スイッチ
ング部4を制御する制御部5とを備える。
流モータであり、ここでは減速機やコントロール回路が
内蔵された多用途インホイルタイプモータを用いてい
る。即ち、このモーター1は、アクセルオンの信号を与
えると回転駆動する一方、アクセルオフの信号を与える
と減速機により減速すると同時に、直流モータによる発
電を行ってこのときの電気を出力できるような構成とな
っている。なお、必ずしも直流モータに限定されず、例
えばインバーター付きの交流モーターであってもかまわ
ない。
が、ここでは説明の便宜上、12Vの蓄電池を4つ直列
に接続したものとする。従って、蓄電池2の電圧は定格
で48V、満充電では約52Vとなる。
2つのスイッチ4a,4bによりモーター1を蓄電池2
またはコンデンサー3の何れかに接続する構成である。
制御部5は、蓄電池2の電圧Vaとコンデンサー3の電
圧Vbを検出し、蓄電池2の電圧Vaをその設定電圧V
a′と比較し、コンデンサー3の電圧Vbをその設定電
圧Vb′と比較する。ここで、蓄電池2の電圧Vaは、
蓄電池2がモーター1に接続されている状態では、モー
ター1の端子電圧に対応し、コンデンサー3の電圧Vb
は、コンデンサー3がモーター1に接続されている状態
では、モーター1の端子電圧に対応する。説明の便宜
上、蓄電池2の電圧Vaとコンデンサー3の電圧Vbに
分けたが、モーター1の端子電圧を検出することと同義
である。
電圧(48V)より高く、満充電時の電圧(52V)よ
りも更に高い例えば54Vとされている。このため、蓄
電池2の電圧Vaは、通常はこの設定電圧Va′を超え
ない。モーター1が蓄電池2に接続された状態で回生状
態となったとき、より厳密には、電動車の速度がある程
度大きく、モーター1が充電可能な発電状態となったと
きに、この設定電圧Va′を超える。従って、蓄電池2
の電圧Vaがその設定電圧Va′を超えるのを検出する
ことにより、モーター1が充電可能な発電状態であるこ
とが検出される。
電圧(48V)より十分に低い例えば30Vとされてい
る。コンデンサー3に十分な電気が溜まっているとき
は、その電圧Vbは当然この設定電圧Vb′を超える。
コンデンサー3が放電し、十分な放電が行われたとき
に、この設定電圧Vb′を下回る。従って、コンデンサ
ー3の電圧Vbがこの設定電圧Vb′を下回るのを検出
することにより、コンデンサー3内の有効電気の消費が
検出される。
コンデンサー3が完全に空であることを意味しない。モ
ーター1の駆動に有効な電気が溜まっていない状態を言
うものである。
定電圧Va′(54V)と比較し、蓄電池2の電圧Va
がその設定電圧Va′(54V)より高くなったとき
に、スイッチ2aを開、スイッチ2bを閉として、モー
ター1をコンデンサー3に接続する。また、コンデンサ
ー3の電圧Vbをその設定電圧Vb′(30V)と比較
し、コンデンサー3の電圧Vbがその設定電圧Vb′
(30V)より低くなったときに、スイッチ2aを閉、
スイッチ2bを開として、モーター1を蓄電池2に接続
する。
図4により説明する。図4のグラフの縦軸はモーター1
の端子電圧を示し、モーター1に蓄電池2が接続される
X1−X2の区間では蓄電池2の電圧となり、モーター
1にコンデンサー3が接続されるY1−Y2の区間では
コンデンサー3の電圧となる。
状態では、蓄電池2の電圧Vaは、ほぼ定格電圧(48
V)であるので、設定電圧Va′(54V)より低い。
また、コンデンサー3の電圧Vbは、その設定電圧V
b′(30V)より低い。そのため、スイッチ2aは閉
状態、スイッチ2bは開状態を維持する。従って、モー
ター1は蓄電池2に接続された状態を維持する〔図3
(a),図4のX1区間〕。
クセルをオフにすると、モーター1は回生状態に入る。
そうなると、モーター1の端子電圧が上がり、蓄電池2
の電圧Vaが上がる。その電圧Vaが設定電圧Va′
(54V)より高くなると、スイッチ2aが開、スイッ
チ2bが閉に切り替わる。これにより、モーター1はコ
ンデンサー3に接続される。従って、モーター1で発生
する電気がコンデンサー3に蓄えられる。また、これに
伴って、コンデンサー3の電圧Vbが上がり始める〔図
3(b),図4のX2−Y1区間〕。
された直後は、コンデンサー3の電圧Vbが設定電圧V
b′(30V)以下に下がっている事態が考えられる
が、コンデンサー3の電圧Vbは直ぐに設定電圧Vb′
(30V)を超え、この事態は一時的なものなので、こ
こではスイッチの切り替えが行われないようにする。
終わり、通常の走行状態に移行するが、スイッチ2aは
開状態、スイッチ2bは閉状態を維持する。そのため、
モーター1はコンデンサー3に接続された状態を維持す
る。その結果、この通常の走行では、先の回生でコンデ
ンサー3に蓄えられた電気でモーター1が駆動される
〔図3(c),図4のY2区間〕。
内の電気が消費されることにより、コンデンサー3の電
圧Vbが下がり、モーター1の端子電圧が下がる。コン
デンサー3の電圧Vbが、蓄電池2の定格電圧(48
V)より十分に低い設定電圧Vb′(30V)より低く
なると、スイッチ2aが閉、スイッチ2bが開に切り替
わる。これにより、モーター1が蓄電池2に接続され、
蓄電池2による駆動が再び始まる〔図3(a),図4の
X1区間〕。
られた電気が、蓄電池2で発生する電気に優先して消費
される。これにより、複雑で高価な変換回路を用いるこ
となく、回生電気が有効に使い切られる。
電圧を48Vとし、設定電圧Va′,Vb′を52V,
30Vとしたが、これらに限定されないことは言うまで
もない。
ブリッドカーや、太陽電池を併用したソーラカーでもよ
い。
ーターの発電状態が検出されてから、コンデンサー内の
有効電気が消費されるまで、モーターがコンデンサーに
接続される。これにより、モーターで発生する電気の全
てが蓄電池を経由せず、コンデンサーのみを経由して優
先的に消費される。その結果、複雑で高価な変換回路及
び制御回路を用いることなく、回生で発生した電気が有
効に活用される。従って、高効率で安価な電動車が提供
される。
ついてその構成を示す模式図である。
る。
ある。
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 車輪を駆動するモーターと、モーターに
電気を供給する蓄電池と、モーターにて発生する電気を
蓄えるコンデンサーと、モーターを蓄電池またはコンデ
ンサーのいずれかに切り換えるスイッチング部と、スイ
ッチング部を制御する制御部とを備えており、当該制御
部は、モーターの端子電圧を検出すると共に、検出され
たモーターの端子電圧を、前記蓄電池の満充電時の電圧
よりも高い設定電圧Va′及び前記蓄電池の定格電圧よ
り低い設定電圧Vb′とそれぞれ比較し、検出されたモ
ーターの端子電圧が設定電圧Va′より高くなることに
よりモーターの充電可能な発電状態を自動検出し、検出
されたモーターの端子電圧が設定電圧Vb′より低くな
ることによりコンデンサー内の有効電気の消費を自動検
出し、モーターが充電可能な発電状態になってからコン
デンサー内の有効電気が消費されるまでモーターをコン
デンサーに接続し、それ以外のときにモーターを蓄電池
に接続することを特徴とする電動車の回生システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8248604A JP2900309B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 電動車の回生システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8248604A JP2900309B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 電動車の回生システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1080007A JPH1080007A (ja) | 1998-03-24 |
JP2900309B2 true JP2900309B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=17180593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8248604A Expired - Lifetime JP2900309B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 電動車の回生システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2900309B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP4961907B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2012-06-27 | 株式会社エクォス・リサーチ | 電動車両駆動制御装置 |
CN101995881A (zh) * | 2009-08-05 | 2011-03-30 | 中西金属工业株式会社 | 以双电荷层电容器及二次电池为电源的自行式搬送系统 |
JP5605135B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-10-15 | 中西金属工業株式会社 | キャパシタ及び二次電池を電源とした自走式搬送システム |
JP6110235B2 (ja) * | 2013-07-01 | 2017-04-05 | 星和電機株式会社 | 蓄電装置 |
JP6496496B2 (ja) | 2014-06-11 | 2019-04-03 | 川崎重工業株式会社 | 電力貯蔵システムおよびその制御方法 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP8248604A patent/JP2900309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1080007A (ja) | 1998-03-24 |
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