JP6282963B2 - 電源車 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン発電機の排気ガスを排出させる排気口開閉蓋を降雪時、極寒時でも確実に開閉させることができる電源車に関する。
奥深い山間地、災害の発生現場、イベントの開催地、放送の中継地など、商用電源の接続が容易でない場所においては、必要な機器に対し、気軽に電力を供給できる、下記特許文献1に記載されているような電源車を利用することが多い。
箱形の荷台にエンジン発電機を載置している電源車は、エンジン発電機の排気ガスを排出させる排気口開閉蓋が複数設けてある。排気口開閉蓋の内の1つは荷台の天井面に設けてあるため、その排気口開閉蓋は、エンジン発電機が発電している場合を除いて、雪、雨、異物の侵入を防止するために閉じてある。排気口開閉蓋は電動シリンダを用いて開閉し、その開閉の状態はリミットスイッチによって検出される。
特開2002−166777号公報
しかし、電源車は、排気口開閉蓋の開放を指示してから一定時間が経過しても、リミットスイッチが排気口開閉蓋の開放を検出できなければ、開閉異常が生じたと判断し、電動シリンダの動作を停止させる。
たとえば、30センチを超える積雪があると、雪の重みや排気口開閉蓋と排気口枠との間に入り込んだ水の凍結により、電動シリンダが規定時間内に排気口開閉蓋を開放させることができず、開閉異常が生じて、電動シリンダの動作が停止してしまう。
電動シリンダの動作が停止してしまったときには、使用者が、排気口開閉蓋上に積っている雪を取り除いたり、排気口開閉蓋と排気口枠との間で凍結している氷を除去したりして、排気口開閉蓋を人力で開放させる。
本発明は、以上のような従来の電源車の問題を解消するために成されたものであり、エンジン発電機の排気ガスを排出させる排気口開閉蓋を降雪時、極寒時でも確実に開閉させることができる電源車の提供を目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る電源車は、箱形の荷台にエンジン発電機を載置している。荷台にはエンジン発電機の排気ガスを排出させるため開閉自在の排気口開閉蓋を設け、排気口開閉蓋には融雪用のヒータを設けている。
以上のような構成を有する本発明に係る電源車によれば、排気口開閉蓋に融雪用のヒータを設けているので、排気口開閉蓋を降雪時、極寒時でも確実に開閉させることができる。このため、従来のように人力で除雪や氷の除去をする必要がなく、使用者の作業負担が軽減でき、給電までの時間が短縮できる。
排気口開閉蓋を閉じている状態の電源車の外観図である。 排気口開閉蓋を開いている状態の電源車の外観図である。 排気口開閉蓋を閉じている状態の詳細図である。 排気口開閉蓋を開いている状態の詳細図である。 融雪用のヒータの取り付け状態を示す図である。 シート状ヒータと遮熱板との排気口開閉蓋への取り付け状態を示す図である。 シート状ヒータと遮熱板との排気口開閉蓋への取り付け状態を示す図である。 排気口開閉蓋へのシート状ヒータの取り付け状態を示す図である。 4枚のシート状ヒータの取り付け状態を示す図である。 8枚のシート状ヒータの取り付け状態を示す図である。 本実施形態に係る制御系の全体構成図である。 本実施形態に係る他の制御系の全体構成図である。 制御系の動作フローチャートである。
以下、本実施形態に係る電源車を、図面を参照しながら説明する。
図1は、排気口開閉蓋を閉じている状態の電源車の外観図である。また、図2は、排気口開閉蓋を開いている状態の電源車の外観図である。
図1及び図2に示すように電源車100は箱形の荷台110を備える。荷台110内にはエンジン発電機(図示せず)が載置される。エンジン発電機は、たとえば化石燃料、バイオ燃料、ガスなどの気体燃料を燃焼させて動くエンジン及びそのエンジンによって駆動される発電機から構成される。発電機は外部の機器に電力を供給する。
エンジン発電機は、運転時に排気ガスを排出し、また、運転時に燃料を燃焼させる酸素を必要とする。このため、荷台110には、この排気ガスを外部に排出し燃焼に必要な酸素を取り込むための複数の排気口開閉蓋120A、120Bを設けてある。
本実施形態では、荷台110に排気口開閉蓋120A、120Bを2か所設けているが、排気口開閉蓋は3か所以上に設けても良い。複数の排気口開閉蓋120A、120Bの内少なくとも1つの排気口開閉蓋120Aは、図1及び図2に示すように、荷台110の天井面130に設けることが好ましい。
排気口開閉蓋120A、120Bは、エンジン発電機の運転時、アクチュエータ(図示せず)によって、図2に示すように、外側に開かれ、エンジン発電機の停止時、アクチュエータによって、図1に示すように、荷台110に一体化するように収納される。
図1に示すように、排気口開閉蓋120Aは、荷台110の天井面130に対して一段高い位置に設けている。また、排気口開閉蓋120Aは、水はけを良くするために、荷台110の天井面130に対して電源車100の前方向に傾斜して取り付けてある(図3及び図4の説明で詳述する)。
エンジン発電機の運転時、排気口開閉蓋120A、120Bが図2に示すように開かれると、エンジン発電機の排気ガスが排気口140Aから排出(温度が高いため)され、エンジン発電機の運転に必要な酸素が排気口140Bから取り込まれる。したがって、荷台110内では排気口140Bから排気口140Aに向かう空気の流通が生じ、エンジン発電機の排気ガスが円滑に排気され、エンジン発電機の運転に必要な空気が円滑に供給される。
荷台110の天井面130に設けられている排気口開閉蓋120Aの内側には融雪用のヒータ150が取り付けてある。ヒータ150はシート状のヒータであって複数に分割して取り付けてある(図3から図5の説明で詳述する)。シート状のヒータは、200℃程度の耐熱を有するシリコン製のラバーヒータである。
排気口開閉蓋120Aには、ヒータ150をエンジン発電機の排気ガスの熱から保護する遮熱板160(図3及び図4の説明で詳述する)が取り付けられる。遮熱版160を設けることで、ヒータ150に排気ガスが直接当たらなくなる。
排気口開閉蓋120Aによって塞がれる排気口140Aの排気口枠142には凍結防止用のヒータ155が配置される。ヒータ155はシート状のヒータであってヒータ155は排気口枠142の内側に沿って配置される(図3及び図4の説明で詳述する)。
電源車100は、外部から融雪用のヒータ150及び凍結防止用のヒータ155に電力を供給するための外部電源入力端子170を備えている。また、電源車100は、電源車100の走行と融雪用のヒータ150及び凍結防止用のヒータ155に電力を供給するためのバッテリ180を備えている。電源車100のエンジンが停止状態であるときには外部電源入力端子170からヒータ150及び155に電力を供給し、そのエンジンが運転状態であるときにはバッテリ180からヒータ150及び155に電力を供給する。
図3は、排気口開閉蓋を閉じている状態の詳細図である。また、図4は、排気口開閉蓋を開いている状態の詳細図である。さらに、図5は、融雪用のヒータの取り付け状態を示す図である。
図3及び図4に示すように、荷台110の天井面130には排気口開閉蓋120Aが開閉自在に取り付けられる。排気口開閉蓋120Aは、図3に示すように、天井面130の位置に対して一段高い位置で取り付けてある。
排気口開閉蓋120Aの内側には、図5に示すように、シート状の融雪用のヒータ150A−150Fが6枚に分割して取り付けてある。融雪用のヒータを1枚ではなく6枚に分割して冗長化を図っているのは、万が一、1枚のヒータが故障しても、他のヒータで排気口開閉蓋120Aを温めることができるからである。
これらのヒータ150A−150Fは、その周囲を両面テープや接着剤を用いてヒータ固定具(図6から図8の説明で詳述する)に貼り付け、そのヒータ固定具を排気口開閉蓋120Aの内側にリベットにより固定するようにしてある。したがって、ヒータ150A−150Fはヒータ固定具によって排気口開閉蓋120Aの内側に取り付けられる。このようにヒータ150A−150Fを取り付ければ、個々のヒータの交換が容易になる。
ヒータ150A−150Fは電気的に並列に接続される。排気口開閉蓋120Aは、荷台110天井面130に対して一段高い位置に設けているので、シート状の融雪用のヒータ150A−150Fも、天井面130の位置よりも高い位置になる。
排気口開閉蓋120Aの内側には、ヒータ150と接触しないように間隔を空けて遮熱板160が設けてある。エンジン発電機から排出される排気ガスは400℃程度の高温である。このため、エンジン発電機の運転中は、排気口140Aから、400℃程度の排気ガスと80℃程度の排風とが混合された140℃程度の温風が排出される。遮熱板160は、この温風の温度からヒータ150が耐熱温度を超えないように保護する。
排気口開閉蓋120Aは、図3に示すように、フランジ部122の存在により、電源車100の前方に向けて傾斜した状態で閉じられる。本実施形態では、排気口開閉蓋120Aは、図3に示すように、排水を考慮して3°程度の傾斜を設けて閉じられるようにしてある。この傾斜により、融雪用のヒータ150A−150Fによって融けた水が電源車100の後方側から前方側に流れ落ちる。
また、図4に示すように、排気口140Aの周囲には、天井面130よりも高い位置に排気口枠142が設けてあり、排気口枠142の周囲には外部からの水の進入を防止するフランジ部122が外側に突き出すように設けてある。フランジ部122には図示しないパッキンが設けられ、排気口開閉蓋120Aが閉じられたときに、排気口140を外部から密閉する。排気口枠142には水勾配が設けてあり、融雪用のヒータ150A−150Fによって融かされた水が電源車100の後方側から前方側に流れ落ちるようにしてある。
排気口枠142を構成するフランジ部122の内側には、フランジ部122を1周するように、幅の狭いシート状のヒータ155が取り付けてある。シート状のヒータ155は、排気口枠142と排気口開閉蓋120Aとの間に侵入した水の凍結を防止し、また、凍結している氷を解氷させる。
排気口開閉蓋120Aの開閉はリミットスイッチ190によって検出される。リミットスイッチ190によって検出される排気口開閉蓋120Aの開閉状態を用いてヒータ150及び155の通電が制御される。なお、本実施形態では、排気口開閉蓋120Aの開閉を検出するセンサとしてリミットスイッチ190という接触センサを例示するが、そのセンサとしては、光電センサ、近接センサなどの非接触センサを用いても良い。
図6及び図7は、シート状ヒータと遮熱板との排気口開閉蓋への取り付け状態を示す図である。また、図8は、シート状ヒータの排気口開閉蓋への取り付け状態を示す図である。
図6に示すように、排気口開閉蓋120Aの端部では、遮蔽板固定金具125を用いて、遮熱板160が排気口開閉蓋120Aに取り付けられる。遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとはリベット127によって固定され、遮熱板固定金具125と遮熱板160とはボルトナット128によって固定される。排気口開閉蓋120Aと遮熱板160とは遮熱板固定金具125の長さ分だけ空間を空けて固定される。
融雪用のヒータ150Aは、アルミ製のヒータ固定具126に両面テープや接着剤で貼り付けられる。ヒータ150Aが貼り付けられたヒータ固定具126は、遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとの間に挟まれた状態で、遮熱板固定金具125とともに、遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとを固定するリベット127によって排気口開閉蓋120Aに固定される。
図7に示すように、排気口開閉蓋120Aの中央部では、遮蔽板固定金具125を用いて、遮熱板160が排気口開閉蓋120Aに取り付けられる。端部と同様に、遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとはリベット127によって固定され、遮熱板固定金具125と遮熱板160とはボルトナット128によって固定される。排気口開閉蓋120Aと遮熱板160とは、端部と同様、遮熱板固定金具125の長さ分だけ空間を空けて固定される。
融雪用のヒータ150A、150Bは、ヒータ固定具126に両面テープや接着剤で貼り付けられる。ヒータ150A、150Bが貼り付けられたヒータ固定具126は、遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとの間に挟まれた状態で、遮熱板固定金具125とともに、遮熱板固定金具125と排気口開閉蓋120Aとを固定するリベット127によって排気口開閉蓋120Aに固定される。
図8に示すように、ヒータ150Cのみを取り付ける場合には、融雪用のヒータ150Cは、ヒータ固定具126に両面テープや接着剤で貼り付けられる。ヒータ150Cが貼り付けられたヒータ固定具126は、リベット127によって排気口開閉蓋120Aに取り付けられる。
ヒータ150A−150Fのいずれかを交換する場合には、交換しようとするヒータを貼り付けているヒータ固定具126を排気口開閉蓋120Aから取り外すことで簡単に交換できる。
図9は、4枚のシート状ヒータの取り付け状態を示す図である。また、図10は、8枚のシート状ヒータの取り付け状態を示す図である。
上記の実施形態では、図5に示したように、排気口開閉蓋120Aの内側に6枚の融雪用ヒータ150A−150Fを取り付けた場合について述べた。しかし、図9に示すように、4枚の融雪用ヒータ150A−150Dを排気口開閉蓋120Aの内側に取り付けても良い。また、図10に示すように、8枚の融雪用ヒータ150A−150Hを排気口開閉蓋120Aの内側に取り付けても良い。これらのヒータの取り付け方法は図6から図8に示したものと同一である。これらのヒータは電気的に並列に接続される。
図11は、本実施形態に係る制御系の全体構成図である。
電源車100は、ヒータ150、155、外部電源入力端子170、バッテリ180、リミットスイッチ190、切替器200、DC/ACインバータ220、オルタネータ240、制御部250を有する。ヒータ150、155と切替器200との間にはヒューズ210が、DC/ACインバータ220とバッテリ180及びオルタネータ240との間にはヒューズ230がそれぞれ設けてある。外部電源入力端子170には外部電源260が接続される。
ヒータ150、155は、図1から図10に示したように、融雪用のヒータ150及び凍結防止用のヒータ155である。これらのヒータは別々ではなく一緒に通電される。
リミットスイッチ190は、図3及び図4に示したように、排気口開閉蓋120Aの開閉を検出するためのセンサとしてのスイッチである。
切替器200は、外部電源入力端子170に接続されている外部電源260とDC/ACインバータ220に接続されているバッテリ180及びオルタネータ240とを切り替える。切替器200としては、サイリスタなどの半導体スイッチ又は機械的なリレースイッチを用いる。
DC/ACインバータ220は、バッテリ180及びオルタネータ240から出力されるDC24Vの電圧をAC100Vの電圧に変換し、その電圧をヒータ150、155に印加する。
制御部250は、リミットスイッチ190が検出する排気口開閉蓋120Aの開閉状態、
外部電源入力端子170への外部電源260の接続状態、電源車100のエンジンの運転状態を用いて、切替器200の切り替えを制御する。
図12は、本実施形態に係る他の制御系の全体構成図である。
図11に示した制御系と異なるのは、図12に示す制御系は、DC/ACインバータ220に代えて、変圧器225を設けている点であり、その他の構成は図11に示した制御系と同一である。
変圧器225は、外部電源入力端子170に接続されている外部電源260からの電圧をAC100Vの電圧に変換するものである。なお、変圧器225に代えて、AC/DCコンバータを設けても良い。
図13は図11及び図12に示した制御系の動作フローチャートである。
電源車100の車内に配置されているヒータスイッチが使用者によりONされると(ステップS100)、制御部250は、外部電源の通電確認を行う。通電確認は、外部電源入力端子170に電圧がかかっているか否かによって行う(ステップS110)。
外部電源入力端子170に外部電源260が接続されていれば、外部電源入力端子170に電圧がかかっているので(ステップS110:通電)、制御部250は、排気口開閉蓋120Aの開閉状態を確認する(ステップS120)。排気口開閉蓋120Aの開閉状態はリミットスイッチ190によって検出する。
制御部250は、排気口開閉蓋120Aが閉じていれば(ステップS120:閉)、切替器200を外部電源側に接続し、外部電源260を用いてヒータ150、155に通電する(ステップS130)。
一方、制御部250は、排気口開閉蓋120Aが閉じていなければ(ステップS120:開)、排気口開閉蓋120Aは既に開いており、融雪や凍結を防止する必要がないので、ヒータ150、155へは通電しない(ステップS140)。
また、外部電源入力端子170に外部電源260が接続されていなければ(ステップS110:未通電)、制御部250は、電源車100のエンジンの運転状態を確認する(ステップS150)。電源車100のエンジンの運転状態の確認は、オルタネータ240が電圧を出力しているか否かによって行う。オルタネータ240の電圧の検出は、電源車100に設けられている、たとえば、運転時間積算に用いられている回路を用いて検出する。
制御部250は、電源車100のエンジンが運転状態であれば(ステップS150:運転中)、切替器200を車両側に接続し、バッテリ180及びオルタネータ240を用いてヒータ150、155に通電する(ステップS160)。
一方、制御部250は、電源車100のエンジンが停止状態であれば(ステップS150:停止)、バッテリ上がりを防止するために、切替器200を車両側及び外部電源側のいずれにも接続せず(中立)ヒータ150、155へは通電しない(ステップS140)。
以上のように、本実施形態に係る電源車100は、ヒータ150、155の電源となる外部電源260とバッテリ180とを自動的に切り替えてヒータ150、155に通電できるようにしている。ヒータ150、155の電源は外部電源260を優先し、外部電源260が接続されかつ電源車100のエンジンが運転中の場合には、両方の電源が使用可能であるが、外部電源260の方を優先する。また、エンジン発電機の運転中はヒータ150、155に通電しない。手動でヒータ150、155の電源を切り替える場合と比較すると、切り替えミスによるバッテリ上がりが防止できる。
本実施形態に係る電源車100は、電源車100の待機時は外部電源260を用いてヒータ150、155に通電でき、電源車100の走行時や外部電源260のない場所ではオルタネータ240が発電した電力を用いてヒータ150、155に通電できる。このため、除雪や融雪に係る使用者の負担軽減と除雪や融雪に掛かる時間を短縮できる。
100 電源車、
110 荷台、
120A、120B 排気口開閉蓋、
122 フランジ部、
125 遮熱板固定金具、
126 ヒータ固定具、
127 リベット、
128 ボルトナット、
130 天井面、
140A、140B 排気口、
142 排気口枠、
150、150A−150H 融雪用のヒータ、
155 凍結防止用のヒータ、
160 遮熱板、
170 外部電源入力端子、
180 バッテリ、
190 リミットスイッチ、
200 切替器、
210、230 ヒューズ、
220 DC/ACインバータ、
225 変圧器、
240 オルタネータ、
250 制御部、
260 外部電源。

Claims (16)

  1. 箱形の荷台にエンジン発電機が載置された電源車であって、
    前記荷台に前記エンジン発電機の排気ガスを排出させる開閉自在の排気口開閉蓋が設けられ、前記排気口開閉蓋に融雪用のヒータ取り付けられており、
    前記排気口開閉蓋は前記荷台の天井面に対して高い位置に設けられ前記電源車の前方向に傾斜して取り付けられている
    ことを特徴とする電源車。
  2. 箱形の荷台にエンジン発電機が載置された電源車であって、
    前記荷台に前記エンジン発電機の排気ガスを排出させる開閉自在の排気口開閉蓋が設けられ、前記排気口開閉蓋に融雪用のヒータが取り付けられており、
    前記排気口開閉蓋には前記ヒータを前記エンジン発電機の排気ガスの熱から保護する遮熱板が取り付けられている
    ことを特徴とする電源車。
  3. 箱形の荷台にエンジン発電機が載置された電源車であって、
    前記荷台に前記エンジン発電機の排気ガスを排出させる開閉自在の排気口開閉蓋が設けられ、前記排気口開閉蓋に融雪用のヒータが取り付けられており、
    前記排気口開閉蓋を収容する排気口の排気口枠に凍結防止用のヒータ配置されており、
    前記排気口枠には水勾配が設けてあり、融けた水が前記電源車の前方向に流れ落ちるようになっている
    ことを特徴とする電源車。
  4. 箱形の荷台にエンジン発電機が載置された電源車であって、
    前記荷台に前記エンジン発電機の排気ガスを排出させる開閉自在の排気口開閉蓋が設けられ、前記排気口開閉蓋に融雪用のヒータが取り付けられており、
    前記排気口開閉蓋を収容する排気口の排気口枠に凍結防止用のヒータが配置されており、
    前記荷台には前記排気口開閉蓋の開閉を検出するセンサが設けられ、
    前記電源車には前記ヒータに電力を供給するための外部電源入力端子とバッテリとが備えられ、
    前記排気口開閉蓋が閉じていることが前記センサによって検出され、前記外部電源入力端子に外部電源が接続されているときには、前記外部電源から優先的に前記融雪用のヒータ及び前記凍結防止用のヒータに電力を供給させる制御部を有する
    ことを特徴とする電源車。
  5. 前記排気口開閉蓋は前記荷台に複数配置されそのうちの少なくとも1つの排気口開閉蓋は前記荷台の天井面に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電源車。
  6. 前記天井面に設けられている排気口開閉蓋はアクチュエータを用いて外側に向けて開かれることを特徴とする請求項に記載の電源車。
  7. 前記ヒータはシート状ヒータであって、前記シート状ヒータは前記排気口開閉蓋の内側に取り付けられることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の電源車。
  8. 前記シート状ヒータは前記排気口開閉蓋の内側に複数に分割して取り付けられることを特徴とする請求項に記載の電源車。
  9. 前記シート状ヒータは、当該シート状ヒータの周囲に貼り付けられたヒータ固定具を前記排気口開閉蓋の内側に取り付けることによって、前記排気口開閉蓋の内側に取り付けられることを特徴とする請求項7または8に記載の電源車。
  10. 前記遮熱板は前記排気口開閉蓋に配置されているヒータと間隔を空けて前記排気口開閉蓋の内側に配置されていることを特徴とする請求項に記載の電源車。
  11. 前記凍結防止用のヒータはシート状ヒータであって、前記シート状ヒータは前記排気口枠に沿って配置されることを特徴とする請求項3または4に記載の電源車。
  12. 前記シート状ヒータは前記排気口枠の内側に耐熱性の接着剤を用いて取り付けられることを特徴とする請求項11に記載の電源車。
  13. 前記制御部は、さらに、
    前記電源車のエンジンの運転状態をオルタネータが出力する電圧を用いて検出し、
    前記排気口開閉蓋が閉じていることが前記センサによって検出され、前記外部電源入力端子に外部電源が接続されてなく、かつ、前記エンジンが運転状態であるときには、前記バッテリから前記融雪用のヒータ及び前記凍結防止用のヒータに電力を供給させることを特徴とする請求項に記載の電源車。
  14. 前記制御部は、さらに、
    前記排気口開閉蓋が開いていることが前記センサによって検出されたときには、前記融雪用のヒータ及び前記凍結防止用のヒータへの電力の供給を停止することを特徴とする請求項4または13に記載の電源車。
  15. 前記制御部は、さらに、
    前記外部電源入力端子に外部電源が接続されてなく、かつ、前記エンジンが停止状態であるときには、前記融雪用のヒータ及び前記凍結防止用のヒータへの電力の供給を停止することを特徴とする請求項13に記載の電源車。
  16. 前記制御部は、
    前記融雪用のヒータ及び前記凍結防止用のヒータを、前記外部電源入力端子に接続するか前記バッテリに接続するかを選択する切替器をさらに備えることを特徴とする請求項4、13、14、または15に記載の電源車。
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