JP3156251U - 間歇給電型車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両が減速のときは回生電力を、停車の時はソーラなどによる無炭素電力を蓄電器に取り込み、加速・走行に優先的に使用し、使い切った後は搭載の別電源を利用して走行する車両システムを提供する。【解決手段】等価的にクリ−ン電力を供給する給電装置と 電気車両１３に搭載の短時間蓄電体１０とからなり、回生、停車、加速時に充放電を優先的に行うことにより、寿命を長くし、長時間電源１２の燃料およＣＯ２等排出ガスを少なくすることを特徴とする。【選択図】図−１

Description

考案の詳細な説明

産業上の利用分野

電気バス、ハイブリッド車、ＬＲＴまたは電車、物流車、ゴミ収集車

頻繁に停車・発進を繰り返す車両システムにおいて、従来停留所に給電施設を設け、停車中の車両に充電補助をしようとする試みがなされている。
従来の給電施設は、しかしながら、車道（またはベイ）の上空にせりだした短架線状のものがほとんどで、他の交通の障害になりがちであった。
また、ここから供給する電力は商用電力を整流したもので、ＣＯ２、ＮＯｘを排出して作られた電力がほとんどであった。
さらに、高価ではあるが繰り返し充放電回数がほぼ無限に許される蓄電器を停車前後の、回生充電・停車充電・加速放電に優先的に使用し、ほかの走行放電には他の電源を使用する棲み分けが、従来不充分であった。
また、２０秒停車で蓄電器を走行電流とほぼ同じ大きさの電流で充電し、５００ｍほど走行できる技術もあるが、この場合、長い加速区間にも給電設備を設けるため、景観上の問題があった。

考案が解決しようとする課題

車両が減速のとき回生電力を、停車の時ソーラなどによる無炭素電力を蓄電器に取り込み、加速・走行に優先的に使用する。使い切った後は搭載の別電源を利用して走行する。
このようなシステムにより、従来より排ガス（ＣＯ２，ＮＯｘ）（しいては燃料の）５０％削減と、架線レス、ローコスト、充電装置不要を可能にする。

課題を解決するための手段

「図−１」は本考案によるシステムの全体構成概要図である。１、３、４、５はそれぞれ、地中の共同溝に設置されている場合の、ＡＣ商用線、ＤＣ架線、インダクタンス、売買電装置（ＡＣ−ＤＣインバータ込み）である。
また、６はＤＣ延長線（地中）、８は給電棒、１１は先端に給電棒８を回転またはスライド移動させるモータがついたポールである。７は通常位置（給電棒が給電動作をしない位置）を示している。９は車両１３の上部に取り付けた集電板である。

「図−１」に添って、まず、車両１３が停留所に停車する時、電力（エネルギー）がどのように車両１３に渡されるか記述する。
まず、回生区間であるが、このときは車両内部で回生電力が１０秒間に短時間蓄電体１０に充電される。つぎにほぼ２０秒間の停車区間であるが、このときは「図−１」の７の状態から給電棒８は回転し集電板９の前部に接触する。これにより、給電棒８が集電板９を離れるまで、ＤＣ架線３よりの電力が短時間蓄電体１０に充電される。しかしながら、この電力は従来、ＣＯ２約５０％のＡＣ商用線１から売買電装置５を経由して取得するのがほとんどであった。

本考案の第一はこの電力を、等価的にＣＯ２＝０の無炭素にすることである。
まず、ソーラ電源２を設けＤＣ架線３に接続する。このソーラ電力量の合計が車輌側で利用する電力量の合計に等しくなるようソーラ板を設置する。
しかし、これでは晴天の時はＤＣ架線の電圧が上がりすぎ、雨天や夜間の時は電圧が下がりすぎる。安価にこの問題を解決するにはソーラ電力を売買電装置５を通して電力会社に送電し、車両１３が必要とするときのみ電力を受電すればよい。また、いわゆるスマート電力を利用してもよい。
等価的に車両１３は無炭素の電力を安定的に利用していることになる。ソーラ電源２の設置場所は停留所近傍の歩道上空でもよいし、別の空地でも良い。

本考案の第２は給電棒８を給電中以外は車道面にはみ出さず、かつ歩道上の給電機構を小さくしたことにある。「図−１」の７に示したように、給電棒８は通常は歩道面にあり、車両１３が停車したときのみモータにより車道面に回転または移動し、「図−２」に示した例のように車輌１３の集電板９に接触給電する。（モータの部分をバネに変え、給電棒８を常に車道面に出すことでも良い）
逆に、給電棒８を車輌１３側に取り付け、集電板９を「図−１」の７の位置に設けてもよいし、従来の電車のように給電棒８をパンタグラフに変え、集電板９を車道またはベイ上の短架線に変えてもよい。
または、給電棒８の先端部と集電板９はＶ溝と球状の形状の導体で２点接触にするとか非接触の給電コイルと集電コイルにして高周波給電にしてもよい。

考案の第３は、回生・（充電）・加速が間歇的にかつ頻繁に起こる車両１３においては、繰り返し充放電に対し寿命が長い短時間蓄電体１０に優先的に充放電させる、ことにある。
こうすることにより、車両の寿命も延びるだけでなく、無炭素エネルギーで相当の仕事量を担うために、車両１３に搭載の長時間電源１２はその分小さくて済み、かつＣＯ２排出量も比例して小さくなる。
例えば、延べにして３００駅走行するのに、駅間距離にもよるが、長時間電源１２は１５０駅走行分の燃料で済む場合があり、燃費、排出ガスともに１／２になる。

いわゆるハイブリッド車のエンジンを長時間電源１２として利用し、エンジン用燃料、ＣＯ２を減少させてもよい。また、ガソリン発電機、ディーゼル発電機、バイオ発電機、液化ガス発電機を長時間電源１２としても良いが、この場合には通常より発電機は小さく、また石油、植物油、ガスなどの消費量がすくなくてよい。
さらに、これがバッテリ（発電機）だと、搭載量、充電時間が１／２でよいのは勿論、本システムを利用して、短時間蓄電体１０の充電終了後も停車したまま給電することにより、バッテリを満充電にすることができ、全体が無炭素の電気車輌として運行することができる。

考案の効果

停留所ごと、クリ−ン電力を車輌に供給することにより、ハイブリッド車や電気車両の燃料及びＣＯ２等排出ガスを大幅に減少させることができる。

：システム構成概要図 ：給電装置 断面概要図

１：ＡＣ商用線
２：ソーラ電源
３：ＤＣ架線
４：インダクタンス
５：売買電装置（ＤＣ−ＡＣインバータ込）
６：ＤＣ延長線（地中）
７：通常位置（８の給電棒の戻る位置）
８：給電棒
９：集電板
１０：短時間蓄電体（キャパシター、特殊バッテリ）
１１：駆動モータ付きポール
１２：長時間電源（バッテリまたはエンジン発電機）
１３：車両

Claims (2)

1. 短時間蓄電体１０および長時間電源１２と集電板９および車輪駆動モータ搭載の車両１３と、車両１３に給電する給電装置と、ソーラ電源２など自然エネルギー装置とＡＣ商用線１と売買でするための売買電装置５とを接続したＤＣ架線３とからなり、前記給電装置は前記ＤＣ架線３からの電力を前記車両１３に搭載の短時間蓄電体１０または長時間電源１２または前記車輪駆動モータに給電し、走行時には、まず短時間蓄電体１０ついで長時間電源１２の電力を使うことを特徴とした間歇給電型車両システム。
2. 前記給電装置として停留所近くの歩道又は前記車両１３に、駆動モータ付きポール１１と給電棒８または集電板９を設けたことを特徴とする［請求項１］に記載の間歇給電型車輌システム

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