JP3973031B2 - エンジン発電機搭載型作業用電気自動車 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン発電機を搭載し、蓄電池の電力により走行する電気自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気自動車は、搭載した蓄電池に商用交流電源を接続して、充電してから、この電力によりモーターを駆動させて走行するようになっている。また特開平６−２５７４５３に示されているように、エンジンの出力をタイヤに伝達して直接走行する場合と、エンジンからの出力を電気に変換して蓄電池に充電してモーターによりタイヤを回転させる場合とに切換えて走行するハイブリット自動車がある。
【０００３】
従来の蓄電池だけを搭載して走行する電気自動車は、電圧が蓄電池1 個につき８Ｖ程度に低下するとモーターが停止してしまうため、通常は５０〜６０Ｋｍしか走行できず、片道で３０Ｋｍの範囲内しか行くことができない。またハイブリット自動車は、充電源としてエンジンを使用しているので、走行距離の制限はないが、蓄電池からは直流しかとれないので、電動工具や照明装置等の商用交流電流で作動する作業機器の電源としては使用することができなかった。このため従来の電気自動車は、乗用車に限られ、作業用のトラックなどには応用されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を改善し、エンジン発電機を搭載し、作業現場では電動工具や照明装置等の作業機器用の商用交流電流電源として使用できると共に、走行中に蓄電池の電圧が低下してきた時には、充電して走行距離を大幅に伸ばすことができるエンジン発電機搭載型作業用電気自動車を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車は、予め商用電源から充電した蓄電池の電力によりモーターの駆動力だけで走行する電気自動車において、電気自動車に発電用のエンジンを搭載し、このエンジンで三相交流電気を発電する一次発電機と、この一次発電機に接続されて、出力電圧と周波数を商用交流電流に変換する制御装置と、この制御装置に接続され、電動工具や照明器具等の作業機器に商用交流電流を供給する第１の差し込みソケットと、前記一次発電機に第２の差し込みソケットを介して着脱自在に接続され、充電電圧にタップ調整された三相トランスと、この三相トランスに接続され、整流された直流電流を前記蓄電池に供給する三相全波整流器とからなり、走行中に蓄電池の電圧が低下してきた時に、発電用のエンジンで発電した電気を、第２の差し込みソケットを介して、三相トランスで変圧してから三相全波整流器で変換した直流電流を蓄電池に緊急に充電するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２記載のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車は、充電電圧にタップ調整された三相トランスのコイルに、高周波を通す鉄心を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１を参照して詳細に説明する。図において１は電気自動車の駆動源となるモーター、２はモーター１に電力を供給する蓄電池で、例えば１２個直列に接続されている。３は電気自動車に搭載され、図示しないエンジンで三相交流電気を発電する一次発電機、４はこれに接続された制御装置、５は電動工具や照明装置等の作業機器、６はこの一次発電機３に接続された三相トランス、７は三相全波整流器である。
【０００８】
前記一次発電機３は、電気自動車に搭載されたエンジンの動力により回転して発電するコイルをスター結線した三相交流発電機である。ここで発電された三相交流電流は制御装置４かまたは第２の差し込みソケット８を介して三相トランス６に流れるようになっている。制御装置４は、一次発電機３で発電された例えば４００ＨZ の三相交流電流を、単相交流の１００〜２００Ｖ、５０〜６０ＨZ の商用電源電圧周波数の商用交流電流に変換するものである。
【０００９】
この商用交流電流に変換された単相交流電流は、第１の差し込みソケット９を介して電動工具や照明装置等の作業機器５に接続されるようになっている。このエンジンと一次発電機３および制御装置４を組み合わせた発電機は、作業現場で使用されている汎用のエンジン発電機と同様のもので、負荷に応じてエンジンの出力が自動調整されるものである。
【００１０】
前記三相トランス６は、３本のコイル１０をデルタ結線して、各コイル１０に高周波を通す鉄心１１を設けると共に、各コイル１０に切換えタップ１２を設けた三相高周波トランスである。この三相トランス６のＡ、Ｂ、Ｃ相は前記一次発電機３のＡ、Ｂ、Ｃ相にそれぞれ接続され、更に各コイル１０の切換えタップ１２は、直列に接続した蓄電池２の充電電圧になるようにタップ調整されている。
【００１１】
この三相トランス６の各切換えタップ１２に、ダイオードで構成された三相全波整流器７が接続され、三相トランス６で降圧された三相交流電流を直流電流に変換して、蓄電池２に充電するようになっている。
【００１２】
上記構成のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車は、例えば作業用の電動トラックなどにエンジン発電機を搭載したもので、通常走行する時には、予め商用電源から蓄電池２に充電しておく。満充電の状態で通常は５０〜６０Ｋｍ走行できるとすると、例えば４５Ｋｍ走行した時点で、搭載したエンジン発電機を作動させる。
【００１３】
エンジンが３０００回転／分程度で回転すると、一次発電機３の回転子が回転して２００〜３００Ｖで４００ＨZ 程度の三相交流電流が発電される。発電された三相交流電流は第２の差し込みソケット８を介して三相トランス６に供給される。三相トランス６で、各コイル１０に取付けた切換えタップ１２により、充電電圧に降圧される。この時各コイル１０には高周波を通す鉄心１１が設けられ、４００ＨZ 程度の三相高周波電流が流れても効率よく充電電圧に降圧することができる。
【００１４】
この充電電圧は、蓄電池２の出力電圧が１個１２Ｖであるとすると充電電圧は約１４Ｖであるので、これが１２個直列に接続されているので、三相トランス６では約１６８Ｖに降圧される。この充電電圧に合わせて約１６８Ｖになるように予め切換えタップ１２のタップ位置を設定してある。三相トランス６で約１６８Ｖに降圧された三相交流電流は、ダイオードで構成された三相全波整流器７で直流に整流され、直流１６８Ｖの電流により蓄電池２が充電される。
【００１５】
この結果、電気自動車が走行中に、蓄電池２の電圧が低下してきても、エンジン発電機を作動させることにより、充電が行なわれて連続的に走行することができる。またエンジンを停止させても、三相全波整流器７により電流は一方向にしか流れないので蓄電池２から逆流することはない。従って、従来は１回の充電で５０〜６０Ｋｍしか走行できず、片道で３０Ｋｍの範囲内しか行くことができなかったが、電力を消費して蓄電池２の電圧が低下してきた時に、走行中でも緊急に充電することができるので、走行距離を大幅に伸ばすことができる。
【００１６】
また作業現場に到着して電動工具や照明装置等の作業機器５を使用する場合には、第２の差し込みソケット８を外して、エンジン発電機を作動させ、作業機器５の出力端子となる第１の差し込みソケット９に接続して使用する。制御装置４では、一次発電機３で発電された４００ＨZ の三相交流電流を、単相交流の１００〜２００Ｖ、５０〜６０ＨZ の商用電圧周波数の商用交流電流に変換する。通常の電動工具は１００Ｖまたは２００Ｖの単相交流で駆動するようになっているので、電圧を選択してそのまま使用することができる。
【００１７】
なお第２の差し込みソケット８を入れたまま充電しながら作業機器５を使用すると、作業機器５の負荷変動により、エンジンの出力が変動して電圧が一定とならないので、第２の差し込みソケット８を外した状態で使用したほうが良い。
【００１８】
なお上記説明では電気自動車の走行中に、エンジン発電機を運転して充電する場合について示したが、停車中に充電しても良い。また上記説明では、デルタ結線した三相トランス６を用いた場合について示したが、スター結線した構造の三相トランス６を用いても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る請求項１記載のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車によれば、蓄電池の電力によりモーターの駆動力だけで走行する電気自動車にエンジン発電機を搭載し、作業現場では単相交流の１００〜２００Ｖ、５０〜６０ＨZ の商用電圧周波数に変換して電動工具や照明装置等の商用交流電流電源として使用することができる。
【００２０】
更に走行中に蓄電池の電圧が低下してきた時には、エンジン発電機の一次発電機で発電した三相交流電流を三相トランスで、充電電圧に降圧し、更に三相全波整流器で直流電圧に変換して蓄電池に充電できるので、電気自動車の走行距離を大幅に伸ばすことができ、特に作業用のトッラクに利用することにより、電源のない遠距離の作業現場での作業も可能になった。なお作業機器を使用する場合には、一次発電機と三相トランスとの間に設けた第２の差し込みソケットを外して、エンジンの出力の変動を防止するのが良い。
【００２１】
また請求項２記載のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車によれば、充電電圧にタップ調整された三相トランスのコイルに、高周波を通す鉄心を設けたので、小型のトランスで、一次発電機で発電した高周波の三相交流電流を効率よく充電電圧に降圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるエンジン発電機搭載型作業用電気自動車の結線図である。
【符号の説明】
１ モーター
２ 蓄電池
３ 一次発電機
４ 制御装置
５ 作業機器
６ 三相トランス
７ 三相全波整流器
８ 第２の差し込みソケット
９ 第１の差し込みソケット
１０ コイル
１１ 鉄心
１２ 切換えタップ

Claims (2)

  1. 予め商用電源から充電した蓄電池の電力によりモーターの駆動力だけで走行する電気自動車において、電気自動車に発電用のエンジンを搭載し、このエンジンで三相交流電気を発電する一次発電機と、この一次発電機に接続されて、出力電圧と周波数を商用交流電流に変換する制御装置と、この制御装置に接続され、電動工具や照明器具等の作業機器に商用交流電流を供給する第１の差し込みソケットと、前記一次発電機に第２の差し込みソケットを介して着脱自在に接続され、充電電圧にタップ調整された三相トランスと、この三相トランスに接続され、整流された直流電流を前記蓄電池に供給する三相全波整流器とからなり、走行中に蓄電池の電圧が低下してきた時に、発電用のエンジンで発電した電気を、第２の差し込みソケットを介して、三相トランスで変圧してから三相全波整流器で変換した直流電流を蓄電池に緊急に充電するようにしたことを特徴とするエンジン発電機搭載型作業用電気自動車。
  2. 充電電圧にタップ調整された三相トランスのコイルに、高周波を通す鉄心を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジン発電機搭載型作業用電気自動車。
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