JP6969136B2

JP6969136B2 - 貨物自動車及び貨物自動車に搭載される送電装置

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Publication number: JP6969136B2
Application number: JP2017074594A
Authority: JP
Inventors: 操後藤
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-04-04
Also published as: JP2018182803A

Description

本発明は、貨物自動車及び貨物自動車に搭載される送電装置に関する。

近年、自動車においては、二酸化炭素ＣＯ_２の排出の削減等の観点から、電気自動車が普及し始めている。

一方、物流業界では、上記の観点から、貨物自動車及び貨物列車を用いたモーダルシフトによる輸送が注目されている。これは、貨物の長距離輸送を行う場合に、目的地の最寄り貨物駅まで貨物列車で輸送した後、貨物自動車に乗せ替えて、目的地まで貨物自動車で輸送するという輸送方法である。

特開２００６−６９５１０号公報特開２０１２−２３５６５０号公報

しかしながら、貨物自動車を電気自動車とする場合には、乗用車と比べて非常に大容量のバッテリが必要になるため、バッテリの搭載空間や充電時間等の課題が生じる。そのため、電気自動車としての貨物自動車は、未だ実用化に至っていない。

また、仮に、電気自動車としての貨物自動車をモーダルシフトに利用する場合、貨物駅に大規模な充電設備を設置しなければならず、インフラ整備等の面でも課題が生じる。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、上記課題を解決して、モーダルシフトによる輸送に好適な電気自動車としての貨物自動車、及び、その貨物自動車に搭載される送電装置を提供することを目的とする。

本発明に係る貨物自動車は、トラクタと、前記トラクタを走行させる動力源としての電動機と、前記トラクタで輸送されるコンテナと、前記コンテナを積載する荷台と、
前記コンテナに設けられた第１バッテリと、前記第１バッテリから電力を受電する受電部及び受電した電力を前記電動機に送電する送電部を有する送電装置と、を備えた貨物自動車であって、前記コンテナは、貨物列車でも輸送可能なように構成され、前記第１バッテリは、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、集電装置で得られる電力の一部により充電されるように構成され、前記送電装置は、前記コンテナが前記トラクタの前記荷台に積載されているときに、前記第１バッテリに充電された電力を前記受電部で受電し、前記送電部から前記電動機に送電する電力を供給するように構成されていることを特徴とする。

また、前記貨物列車は、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、前記集電装置で得られる電力の一部を受電して、前記第１バッテリに送電する受電装置を備える。

また、前記トラクタは、前記電動機に電力を供給する第２バッテリを備え、前記送電装置の送電部は、前記コンテナが前記トラクタの前記荷台に積載されているときに、前記電動機及び前記第２バッテリの少なくとも一方に、電力を送電する。

また、前記第１バッテリから前記送電装置の受電部に電力を供給するためのケーブルと、
前記ケーブルの端部に設けられ、前記第１バッテリと接続可能なコネクタと、を更に備え、前記コネクタは、前記コンテナを前記荷台に積載すると同時に、前記第１バッテリに接続されるように構成される。

また、本発明に係る送電装置は、貨物自動車に搭載される送電装置であって、前記貨物自動車に積載されたコンテナに設けられた前記第１バッテリから電力を受電する受電部と、前記受電部で受電した電力を前記貨物自動車に搭載された電気機器に送電する送電部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記コンテナは、貨物列車でも輸送可能なように構成され、前記第１バッテリは、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、集電装置で得られる電力の一部により充電されるように構成され、前記送電装置は、前記コンテナが前記貨物自動車に積載されているときに、前記第１バッテリに充電された電力を受電部で受電して、受電した電力を前記送電部から前記電気機器に送電する。

また、前記電気機器は、前記貨物自動車を走行させる動力源としての電動機を含む。

本発明に係る貨物自動車及び送電装置によれば、モーダルシフトによる輸送に好適な電気自動車としての貨物自動車、及び、その貨物自動車に搭載される送電装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る貨物自動車を示す概略構成図である。本発明の一実施形態に係る貨物列車を示す概略構成図である。図１のＩＩＩ部を示す拡大断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。図２のＶ部を示す拡大断面図である。図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る貨物自動車及び貨物自動車に搭載される送電装置を説明する。なお、図中に示す各方向は、貨物自動車及び貨物列車における各方向に一致する。但し、これらの方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎない。

図１は、貨物自動車１００を示す概略構成図であり、図２は、貨物列車２００を示す概略構成図である。貨物自動車１００及び貨物列車２００は、後述するモーダルシフトによる輸送システムを構成する。

先ず、図１に示すように、貨物自動車１００は、トラクタ１１０と、トラクタ１１０に搭載され、トラクタ１１０を走行させる動力源としての電動機１２０と、を備える。また、貨物自動車１００は、トラクタ１１０で輸送されるコンテナ１３０と、コンテナ１３０を積載する荷台としてのトレーラ１４０と、コンテナ１３０に設けられた第１バッテリＢ１と、送電装置としての第１送電装置１５０と、を備える。

コンテナ１３０は、図１及び図２に示すように、貨物列車２００でも輸送可能なように構成される。第１バッテリＢ１は、コンテナ１３０が貨物列車２００に積載されているときに、集電装置としてのパンタグラフＰで得られる電力の一部により充電されるように構成されている。

また、図１に示すように、第１送電装置１５０は、第１バッテリＢ１から電力を受電する受電部１５０ａ、及び、受電した電力を電気機器としての電動機１２０に送電する送電部１５０ｂを有する。また、第１送電装置１５０は、コンテナ１３０がトラクタ１１０のトレーラ１４０に積載されているときに、前記第１バッテリＢ１に充電された電力を受電部１５０ａで受電し、送電部１５０ｂから電動機１２０に送電する。

更に、貨物自動車１００は、第１バッテリＢ１から第１送電装置１５０の受電部１５０ａに電力を供給するためのケーブルとしての第１送電ケーブル１６０を更に備える。本実施形態の第１送電ケーブル１６０は、第１バッテリＢ１と受電部１５０ａとを電気的に接続するためのケーブルである。また、貨物自動車１００は、第１送電ケーブル１６０の端部に設けられ、第１バッテリＢ１と接続可能なコネクタとしての送電コネクタＣ１を備える。他方、第１送電装置１５０の送電部１５０ｂと電動機１２０とは、第２送電ケーブル１６１により電気的に接続される。

より詳しくは、貨物自動車１００は、セミトレーラ式の大型牽引自動車からなり、牽引車としてのトラクタ１１０と、被牽引車としてのトレーラ１４０とを備える。

トラクタ１１０は、セミトラクタからなり、後端部の上面には、トレーラ１４０を連結するためのカプラ１１１が設けられる。また、トラクタ１１０は、電気自動車であり、走行用の電動機１２０を搭載する。但し、トラクタ１１０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関（不図示）を更に搭載した、ハイブリッド車であっても良い。

また、トラクタ１１０は、電動機１２０に電力を供給する第２バッテリＢ２を備える。第２バッテリＢ２は、トラクタ１１０の後部に配置される。但し、トラクタ１１０において、第２バッテリＢ２の位置は任意とする。

また、トラクタ１１０には、第１送電装置１５０が搭載される。但し、第１送電装置１５０は、トレーラ１４０に搭載されても良い。第２バッテリＢ２と第１送電装置１５０とは、第３送電ケーブル１６２により電気的に接続される。

また、トラクタ１１０には、第２バッテリＢ２から電力を受電して、電動機１２０に送電する第２送電装置１７０が設けられる。第２送電装置１７０は、第４送電ケーブル１６３により第２バッテリＢ２と電気的に接続され、第５送電ケーブル１６４により電動機１２０と電気的に接続される。

更に、トラクタ１１０は、制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）１８０を備える。ＥＣＵ１８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置及び入出力ポート等を含み、電動機１２０、第１送電装置１５０、及び第２送電装置１７０等に電気的に接続される。

電動機１２０は、交流電動機（例えば、永久磁石同期電動機）からなり、インバータ（不図示）を備える。第１送電装置１５０を通じて第１バッテリＢ１から送電される直流電力、及び、第２送電装置１７０を通じて第２バッテリＢ２から送電される直流電力は、インバータにより交流電力に変換された後で、電動機１２０に供給される。なお、電動機１２０は、任意の種類であって良く、例えば、誘導電動機であっても良い。

また、電動機１２０は、トラクタ１１０の下部に配置され、駆動輪（例えば、後輪Ｗ１）を駆動させる。なお、電動機１２０は、ＥＣＵ１８０により制御される。

コンテナ１３０は、貨物Ｆを収容する大型のコンテナからなる。具体的には、コンテナ１３０は、大型のドライコンテナからなり、外底部１３１と、天井部１３２と、側壁部１３３と、扉部１３４と、隅金具（不図示）と、を備える。

また、コンテナ１３０は、二重底構造となっており、外底部１３１の上面から一定の間隔を空けて設けられた内底部１３５を備える。貨物Ｆは、内底部１３５の上面に載置される。一方、第１バッテリＢ１は、外底部１３１の上面のほぼ全体に敷設される。

トレーラ１４０は、所謂コンテナ用セミトレーラからなり、コンテナ１３０を積載するための載置部１４１を有する。載置部１４１の前端部の下面には、トラクタ１１０のカプラ１１１に嵌合して固定されるキングピン（不図示）が設けられる。また、載置部１４１の四隅の位置には、緊締装置としてのツイストロック（不図示）が設けられる。ツイストロックは、コンテナ１３０の隅金具に挿入されて、互いに固定される。

第１バッテリＢ１及び第２バッテリＢ２は、高電圧の直流電力を蓄電可能なリチウムイオンバッテリからなり、走行用バッテリとして用いられる。また、各バッテリＢ１，Ｂ２には、過充電、過放電、及び過電流を防止するための保護回路（不図示）が設けられる。

第１送電装置１５０は、第１バッテリＢ１から電力を受電して、電動機１２０及び第２バッテリＢ２に送電するための制御回路（不図示）を備える。一方、第２送電装置１７０は、第２バッテリＢ２から電力を受電して、電動機１２０に送電するための制御回路（不図示）を備える。

ＥＣＵ１８０は、第１バッテリＢ１から電動機１２０への電力供給と、第２バッテリＢ２から電動機１２０への電力供給を切り替える制御を行う。

具体的には、ＥＣＵ１８０は、送電コネクタＣ１が第１バッテリＢ１に接続されているとき、第１送電装置１５０を制御して、第１バッテリＢ１からの電力を電動機１２０及び第２バッテリＢ２の両方に送電させる。但し、ＥＣＵ１８０は、第２バッテリＢ２の充電残量がフル（１００％）であるときは、電動機１２０にのみ電力を送電させる。

一方、ＥＣＵ１８０は、送電コネクタＣ１が第１バッテリＢ１に接続されていないときは、第２送電装置１７０を制御して、第２バッテリＢ２からの電力を電動機１２０に送電させる。また、ＥＣＵ１８０は、第１バッテリＢ１の充電残量が不足したとき（例えば、０％のとき）も、第２送電装置１７０を制御して、第２バッテリＢ２からの電力を電動機１２０に送電させる。

ここで、図３及び図４に基づいて、送電コネクタＣ１と第１バッテリＢ１との接続について説明する。図３は、図１のＩＩＩ部を示す拡大断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

本実施形態において、送電コネクタＣ１は、コンテナ１３０をトレーラ１４０に積載すると同時に、第１バッテリＢ１に接続されるように構成される。なお、本実施形態における「積載」とは、コンテナ１３０が定位置に積載された状態（ここでは、トレーラ１４０のツイストロックがコンテナ１３０の隅金具に挿入された状態）を意味する。

具体的には、送電コネクタＣ１は、トレーラ１４０の載置部１４１の前端部に設けられた、送電コネクタ取付部１４２に取り付けられる。送電コネクタ取付部１４２は、載置部１４１の上面１４１ｆに形成された凹部空間からなる。また、送電コネクタ取付部１４２の底部には、挿通孔１４３が形成され、挿通孔１４３には、第１送電ケーブル１６０の端部が挿通される。

送電コネクタＣ１は、第１送電ケーブル１６０に接続されるコネクタ端子Ｃｔと、コネクタ端子Ｃｔを支持する台座部Ｃｂと、送電コネクタ取付部１４２内で台座部Ｃｂを上側に付勢するスプリングＣｓと、を有する。

コネクタ端子Ｃｔは、台座部Ｃｂの上面から上側に突出するように設けられる。また、コネクタ端子Ｃｔは、一対の陽極端子Ｃｔ^＋及び陰極端子Ｃｔ⁻からなり、各端子Ｃｔ^＋，Ｃｔ⁻の外周面には、絶縁膜Ｃｉが形成される。台座部Ｃｂは、スプリングＣｓの付勢力により押し上げられ、送電コネクタ取付部１４２内から上側に突出可能なように設けられる。

一方、第１バッテリＢ１の前端部には、その下面Ｂｆから下側に突出するようにバッテリ端子Ｂｔが設けられる。バッテリ端子Ｂｔは、一対の陽極端子Ｂｔ^＋及び陰極端子Ｂｔ⁻からなり、各端子Ｂｔ^＋，Ｂｔ⁻の外周面には、絶縁膜Ｂｉが形成される。

更に、コンテナ１３０の外底部１３１の前端部には、上下方向に貫通して形成された一対の貫通孔１３１ａが形成される。貫通孔１３１ａは、対応するコネクタ端子Ｃｔとバッテリ端子Ｂｔを挿通させて、突き合わせ接触可能な位置に配置される。

そして、第１バッテリＢ１は、貫通孔１３１ａの上部にバッテリ端子Ｂｔを上方から挿入させつつ、コンテナ１３０の外底部１３１に敷設される。また、送電コネクタＣ１のコネクタ端子Ｃｔは、コンテナ１３０をトレーラ１４０の載置部１４１に積載することにより、貫通孔１３１ａの下部に下方から挿入される。これにより、端子Ｂｔ，Ｃｔ同士が突き合わせ接触して、送電コネクタＣ１と第１バッテリＢ１とが接続される。なお、端子Ｂｔ，Ｃｔ同士が接触する際の衝撃は、スプリングＣｓにより緩衝される。

次に、図２、図５及び図６に基づいて、本実施形態の貨物列車２００について説明する。

図２に示すように、貨物列車２００は、集電装置としてのパンタグラフＰと、コンテナ１３０を積載する貨車としてのコンテナ車２４０を備える。図示例では、第１コンテナ車２４０ａ及び第２コンテナ車２４０ｂが示される。但し、コンテナ車２４０の数は任意である。

また、貨物列車２００は、コンテナ１３０が貨物列車２００に積載されているときに、パンタグラフＰで得られる電力の一部を受電して、第１バッテリＢ１に送電する受電装置２５０を備える。

また、貨物列車２００は、第１バッテリＢ１と受電装置２５０とを電気的に接続する受電ケーブル２６０を備える。更に、貨物列車２００は、受電ケーブル２６０の端部に設けられ、第１バッテリＢ１と接続可能な受電コネクタＣ２を備える。

電気機関車２１０は、複数のコンテナ車２４０ａ，２４０ｂを牽引して、鉄道の線路Ｒ上を走行する。但し、電気機関車２１０は、コンテナ車２４０ａ，２４０ｂを後から推進して、線路Ｒ上を走行しても良い。また、電気機関車２１０は、動力集中方式、動力分散方式の何れの方式であっても良い。

より詳しくは、電気機関車２１０は、鉄道の架線Ｔから電力を得るためのパンタグラフＰと、パンタグラフＰで得られる電力を動力に変換して、動輪Ｗ２を駆動する主電動機２２０と、を備える。また、電気機関車２１０は、パンタグラフＰから主電動機２２０に電力を供給するための駆動用ケーブル２６１を備える。

また、本実施形態の電気機関車２１０は、交流電気機関車からなり、駆動用ケーブル２６１の途中には、コンバータ（不図示）と、インバータ等の制御器（不図示）とが設けられる。パンタグラフＰで得られる交流電力は、コンバータにより直流電力に変換された後、制御器を介して主電動機２２０に供給される。但し、電気機関車２１０は、直流電気機関車または交流直流両用電気機関車であっても良い。

また、電気機関車２１０は、受電装置２５０と、受電装置２５０を制御する制御装置２８０と、を備える。

受電装置２５０は、駆動用ケーブル２６１の途中（図示、分岐点Ｘ）から分岐して設けられた、充電用ケーブル２６２に接続される。なお、この分岐点Ｘの位置は、駆動用ケーブル２６１の直流電流が流れる位置、例えば、コンバータの直下流の位置とする。

また、受電装置２５０は、充電用ケーブル２６２を通じて直流電力を受電して、第１バッテリＢ１に送電するための制御回路（不図示）を備える。

制御装置２８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置及び入出力ポート等を含み、受電装置２５０等に電気的に接続される。

制御装置２８０は、第１バッテリＢ１の充電残量がフル（１００％）でないときは、受電装置２５０を制御して、第１バッテリＢ１に電力を送電させる。また、制御装置２８０は、第１バッテリＢ１の充電残量がフルであるときは、この送電を停止させる。

第１コンテナ車２４０ａは、第１連結装置２１１ａを介して、電気機関車２１０の後端に連結される。また、第２コンテナ車２４０ｂは、第２連結装置２１１ｂを介して、第１コンテナ車２４０ａの後端に連結される。但し、これらの各車両の間に、別の車両（例えば、タンク車）が連結されていても良い。

各コンテナ車２４０ａ，２４０ｂは、コンテナ１３０を積載するための台枠２４１を其々有する。なお、本実施形態のコンテナ１３０は、第１コンテナ車２４０ａに積載されるが、第２コンテナ車２４０ｂに積載されることも可能である。

具体的には、第１コンテナ車２４０ａの台枠２４１ａの前端部に、第１受電コネクタＣ２ａが設けられる。また、第２コンテナ車２４０ｂの台枠２４１ｂの前端部に、第１受電コネクタＣ２ａが設けられる。また、各台枠２４１ａ，２４１ｂには、ツイストロック等の緊締装置（不図示）が設けられる。

受電ケーブル２６０は、電気機関車２１０の下部後端から第１コンテナ車２４０ａの台枠２４１ａを通過して、第２コンテナ車２４０ｂの台枠２４１ｂに延びるように配置される。また、受電ケーブル２６０は、第１コンテナ車２４０ａの台枠２４１ａの前端部の位置（図示、分岐点Ｙ）から分岐されて、各コンテナ車２４０ａ，２４０ｂの受電コネクタＣ２に接続される。なお、図示しないが、受電ケーブル２６０の途中には、連結装置２１１ａ，２１１ｂの連結解除時に、受電ケーブル２６０を分割可能とするための複数の連結コネクタが設けられる。

ここで、図５及び図６に基づいて、第１受電コネクタＣ２ａと第１バッテリＢ１との接続について説明する。図５は、図２のＶ部を示す拡大断面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。なお、図示しないが、コンテナ１３０を第２コンテナ車２４０ｂに積載して、第２受電コネクタＣ２ｂと第１バッテリＢ１とを接続する場合にも、同様の接続がなされる。また、当該接続部は、上述した送電コネクタＣ１の接続部と同様に構成される。

具体的には、第１コンテナ車２４０ａの台枠２４１ａの前端部には、台枠２４１ａの上面２４１ｆに形成された凹部空間からなる第１受電コネクタ取付部２４２ａが設けられる。また、台枠２４１ａの底部には、受電ケーブル２６０が挿通される挿通孔２４３が形成される。

第１受電コネクタＣ２ａは、送電コネクタＣ１と同じ構成からなり、第１受電コネクタ取付部２４２ａに取り付けられる。そして、第１受電コネクタＣ２ａは、コンテナ１３０を第１コンテナ車２４０ａに積載すると同時に、第１バッテリＢ１に接続される。

次に、図１及び図２に基づいて、本実施形態における貨物自動車１００及び貨物列車２００を用いた輸送方法（以下、単に「輸送方法」と称す）を説明する。

輸送方法は、コンテナ１３０をコンテナ車２４０に積載するステップ（以下、第１輸送ステップ）と、コンテナ１３０を貨物列車２００で輸送すると共に、パンタグラフＰで得られる電力の一部を第１バッテリＢ１に充電させるステップ（以下、第２輸送ステップ）と、を備える。また、輸送方法は、コンテナ１３０をコンテナ車２４０からトレーラ１４０に載せ替えるステップ（以下、第３輸送ステップ）と、第１送電装置１５０を通じて第１バッテリＢ１から電動機１２０に電力を供給し、コンテナ１３０をトラクタ１１０で輸送するステップ（以下、第４輸送ステップ）と、を備える。

より詳しくは、輸送方法は、トラクタ輸送と鉄道輸送を組み合わせたモーダルシフトにより、貨物Ｆを目的地まで長距離輸送する方法である。以下、上記の輸送ステップに沿って、輸送方法を詳細に説明する。

第１輸送ステップでは、出発地の最寄り貨物駅において、荷役装置（不図示）を用いて、貨物Ｆを収容したコンテナ１３０を第１コンテナ車２４０ａに積載する。なお、この積載前においては、貨物Ｆを収容したコンテナ１３０は、出発地からその最寄りの貨物駅までトラクタ輸送される。このトラクタ輸送には、本実施形態の貨物自動車１００を用いることができる。

コンテナ１３０が第１コンテナ車２４０ａに積載されると、これと同時に、第１受電コネクタＣ２ａが第１バッテリＢ１に接続される（図５及び図６を参照）。これにより、パンタグラフＰから受電装置２５０を経て、第１バッテリＢ１に至る電流流路が形成される。

続いて、第２輸送ステップでは、電気機関車２１０が、第１コンテナ車２４０ａ及び第２コンテナ車２４０ｂを牽引して、目的地の最寄り貨物駅までコンテナ１３０を輸送する。

また、このとき、制御装置２８０では、受電装置２５０の制御が行われ、鉄道の架線ＴからパンタグラフＰで得られる電力の一部が、第１バッテリＢ１に供給される。そして、第１バッテリＢ１は、貨物列車２００が目的地の最寄り貨物駅に到着するまで、この供給された電力により充電される。

次に、第３輸送ステップでは、目的地の最寄り貨物駅において、荷役装置（不図示）を用いて、コンテナ１３０を第１コンテナ車２４０ａからトレーラ１４０に載せ替える。

その際、コンテナ１３０がトレーラ１４０に積載されると同時に、送電コネクタＣ１が第１バッテリＢ１に接続される（図３及び図４を参照）。これにより、第１バッテリＢ１から第１送電装置１５０を経て、電動機１２０に至る電流流路が形成される。また同時に、第１バッテリＢ１から第１送電装置１５０を経て、第２バッテリＢ２に至る電流流路が形成される。

第４輸送ステップでは、トラクタ１１０が、電動機１２０の駆動により、トレーラ１４０を牽引して走行する。そして、貨物駅から目的地までコンテナ１３０を輸送して、貨物Ｆを届けることができる。

このとき、ＥＣＵ１８０では、第１送電装置１５０の制御が行われ、第１バッテリＢ１から電動機１２０に電力が供給される。また、第１バッテリＢ１から第２バッテリＢ２にも電力が供給されることで、第２バッテリＢ２が充電される。

また、貨物Ｆを輸送した後、この目的地にて新たに別の貨物をコンテナ１３０に収容して、その別の貨物を新たに輸送すべく、この目的地の最寄り貨物駅に戻ることもできる。

以上、本実施形態によれば、トラクタ輸送と鉄道輸送を組み合わせたモーダルシフトによる輸送システムを利用することで、二酸化炭素ＣＯ_２排出の削減及び交通渋滞の緩和に寄与することが可能となる。また、貨物自動車１００を電気自動車とすることで、更なる二酸化炭素ＣＯ_２排出の削減と、輸送コストの削減を実現することができる。

ここで、比較例として、仮に、本実施形態のモーダルシフトによる輸送システムにおいて、コンテナ１３０に第１バッテリＢ１を設けない場合を想定する。

図示しないが、この比較例では、電気自動車としての貨物自動車において、走行用バッテリがトラクタにのみ設けられる。

しかしながら、トラクタのみでは、バッテリを搭載できる空間が限られるため、貨物輸送に必要な大容量のバッテリを搭載できないという問題がある。例えば、大型の貨物自動車の場合、仮に、モーダルシフトの貨物輸送で必要な走行距離が１００［ｋｍ］程度と仮定しても、必要なバッテリ容量は１５０［ｋｍ／ｋＷｈ］近くになり、バッテリ重量は３［ｔ］を超えるものと考えられる。そのため、貨物輸送に必要な大容量のバッテリをトラクタに搭載することは難しい。

また、この比較例のバッテリでは、鉄道輸送中に架線等から得られる電力により充電することができないため、他の外部電源から充電する必要がある。

しかしながら、貨物輸送に必要な大容量のバッテリを充電するとなると、充電時間が非常に長くなってしまうという問題も生じる。例えば、仮に、上記の１５０［ｋｍ／ｋＷｈ］の容量のバッテリを、電圧１００［Ｖ］、電流６０［Ａ］で充電する場合、バッテリの充電に２０時間以上を要するものと考えられる。これでは、貨物自動車を走行できる時間が限られてしまい、輸送効率が著しく低下する。更に、目的地の貨物駅に大規模な充電設備を設置しなければならないため、インフラ整備や人員確保の面でも問題も生じる。

これに対して、本実施形態の貨物自動車１００では、第１バッテリＢ１をコンテナ１３０に設けることで、貨物輸送に必要な大容量のバッテリを搭載することができる。

また、鉄道輸送中に、パンタグラフＰで得られる電力の一部により第１バッテリＢ１を充電することで、トラクタ１１０でバッテリを充電する時間を省くことができるため、高い輸送効率を実現することが可能になる。また、目的地の貨物駅に大規模な充電設備を設置する必要がなくなるため、インフラ整備等の面でも有利である。

以上、本実施形態の貨物自動車１００及び送電装置１５０によれば、上記の比較例で述べたような問題点を全て解消して、モーダルシフトによる輸送に好適な電気自動車としての貨物自動車１００及び貨物自動車１００に搭載される送電装置１００を提供できる。

更に、本実施形態のモーダルシフトによる輸送システムは、次のような作用効果も有する。

先ず、貨物自動車１００では、送電コネクタＣ１が第１バッテリＢ１に接続されていないとき、トラクタ１１０に設けられた第２バッテリＢ２から、電動機１２０に電力を供給する。そのため、トラクタ１１０は、トレーラ１４０と連結されていないとき、或いは、トレーラ１４０がコンテナ１３０を積載していないときでも、自ら走行することができる。

また、第２バッテリＢ２は、第１バッテリＢ１の充電残量が不足したときにも、電動機１２０に電力を供給するため、第１バッテリＢ１の補助バッテリとして機能することができる。

更に、第２バッテリＢ２は、コンテナ１３０がトラクタ１１０のトレーラ１４０に積載されているときに、第１送電装置１５０を通じて第１バッテリＢ１から電力が供給される。これにより、第２バッテリＢ２は、トラクタ輸送時に充電することができるため、充電設備を貨物駅に設けなる必要がなくなる。

次に、送電コネクタＣ１は、コンテナ１３０をトレーラ１４０に積載すると同時に、第１バッテリＢ１に接続される（図３及び図４を参照）。また、受電コネクタＣ２は、コンテナ１３０をコンテナ車２４０に積載すると同時に、第１バッテリＢ１に接続される（図５及び図６を参照）。そのため、コンテナ１３０の積載、載せ替え、積下しの作業において、コネクタＣ１，Ｃ２を第１バッテリＢ１に、手作業で脱着するという手間を省くことができる。その結果、作業時間を短縮して、作業効率を向上させることができる。

更に、本実施形態では、制御装置２８０により受電装置２５０が制御され、また、ＥＣＵ１８０により送電装置１５０，１７０が制御される。そのため、第１バッテリＢ１の充電や、第１バッテリＢ１から電動機１２０への電力供給を、簡単且つ効率的に行うことができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、図示しないが、貨物自動車１００は、フルトレーラ式の大型牽引自動車であっても良い。具体的には、トラクタ１１０は、荷台を備えたフルトラクタであっても良い。また、トレーラ１４０は、フルトレーラであっても良い。

コンテナ１３０は、ドライコンテナに限られず、任意の種類であって良い。例えば、コンテナ１３０は、冷凍コンテナ、フラットベッドコンテナ、タンクコンテナ等であっても良い。

バッテリＢ１，Ｂ２は、パンタグラフＰ以外の外部電源から充電するための外部端子を、別途備えていても良い。

貨物列車２００は、電気機関車２１０以外の車両（例えば、動力装置を有しない付随車）にパンタグラフＰを設けても良い。

集電装置は、パンタグラフＰに限られず、任意の種類であって良い。例えば、図示しないが、電気機関車２１０は、集電装置としての集電靴を備え、給電用レールから電力を得るように構成されても良い。

第１送電装置１５０の送電部１５０ｂは、電動機１２０に加えまたは電動機１２０に代わり、貨物自動車１００の別の電気機器である電装品（例えば、エアコン、ヘッドライト）に送電するように構成されても良い。

その他にも、上述の基本実施形態は、以下のように変形することができる。

（第１変形例）
図示しないが、第１送電装置１５０は、第１バッテリＢ１から受電した電力を電動機１２０に送電することなく、第２バッテリＢ２にのみ送電するように構成されても良い。そして、第２送電装置１７０は、送電コネクタＣ１と第１バッテリＢ１の接続の有無、または、第１バッテリＢ１の充電残量に拘わらず、第２バッテリＢ２から電力を受電して、電動機１２０に送電するように構成されても良い。

この第１変形例によれば、第２バッテリＢ２は、第１バッテリＢ１から供給された電力により充電されつつ、電動機１２０に電力を供給するようになる。そのため、第２送電ケーブル１６１を省略して、構成を簡略化することができる。

また、ＥＣＵ１８０では、第１バッテリＢ１から電動機１２０への電力供給と、第２バッテリＢ２から電動機１２０への電力供給と、を切り替える制御が不要になるため、更なる構成の簡略化が可能となる。

（第２変形例）
上記の基本実施形態では、第１バッテリＢ１は、コンテナ１３０の外底部１３１の全体に敷設されるが、第１バッテリＢ１の位置は、任意であって良い。例えば、図示しないが、コンテナ１３０を二重底構造にしないで、第１バッテリＢ１を、コンテナ１３０内の前側壁部１３３の後面全体に沿うように、前端部に纏めて配置しても良い。これにより、コンテナ１３０に内底部１３５を設ける必要がなくなるので、部品点数及び生産コストを抑制することができる。

また、第１バッテリＢ１は、コンテナ１３０の内部に限らず、コンテナ１３０の外部（例えば、天井部１３２、側壁部１３３）に設けられていても良い。

（第３変形例）
図示しないが、トレーラ１４０及びコンテナ車２４０には、複数のコンテナ１３０を積載しても良い。例えば、トレーラ１４０及びコンテナ車２４０には、小型のドライコンテナが其々２つ積載されても良い。また、第１バッテリＢ１は、各コンテナ毎に設けられても良い。更に、送電コネクタＣ１または受電コネクタＣ２と、第１バッテリＢ１との接続も、各コンテナ毎になされて良い。

この第３変形例によれば、小型コンテナを一度に多数輸送することが可能となる。

（第４変形例）
図示しないが、送電コネクタＣ１及び受電コネクタＣ２は、第１バッテリＢ１の側面に接続されるように構成されても良い。具体的には、バッテリ端子は、第１バッテリＢ１の側面から突出するように設けられ、コンテナ１３０の側壁部１３３に貫通孔が設けられる。そして、この貫通孔を通じて、送電コネクタＣ１または受電コネクタＣ２のコネクタ端子が、バッテリ端子と手作業で接続される。

この第４変形例によれば、トレーラ１４０の送電コネクタ取付部１４２や、コンテナ車２４０の受電コネクタ取付部２４２を設ける必要がなくなるので、構成を簡略化することができる。

１００貨物自動車
１１０トラクタ
１２０電動機
１３０コンテナ
１４０荷台（トレーラ）
１５０送電装置（第１送電装置）
１５０ａ受電部
１５０ｂ送電部
１６０ケーブル（第１送電ケーブル）
１７０第２送電装置
２００貨物列車
Ｂ１第１バッテリ
Ｂ２第２バッテリ
Ｃ１コネクタ（第１送電コネクタ）
Ｐ集電装置（パンタグラフ）

Claims

トラクタと、
前記トラクタを走行させる動力源としての電動機と、
前記トラクタで輸送されるコンテナと、
前記コンテナを積載する荷台と、
前記コンテナに設けられた第１バッテリと、
前記第１バッテリから電力を受電する受電部及び受電した電力を前記電動機に送電する送電部を有する送電装置と、を備えた貨物自動車であって、
前記コンテナは、貨物列車でも輸送可能なように構成され、
前記第１バッテリは、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、集電装置で得られる電力の一部により充電されるように構成され、
前記送電装置は、前記コンテナが前記トラクタの前記荷台に積載されているときに、前記第１バッテリに充電された電力を前記受電部で受電し、前記送電部から前記電動機に送電し、
前記コンテナは、外底部と、前記外底部の上面から一定の間隔を空けて設けられた内底部とを備えた二重底構造であり、
前記内底部は、その上面に貨物が載置されるよう構成され、
前記第１バッテリは、前記外底部の上面に敷設されると共に、前記外底部と前記内底部の間にのみ設けられる
ことを特徴とする貨物自動車。
前記第１バッテリは、前記外底部の上面のほぼ全体に敷設される
ことを特徴とする請求項１記載の貨物自動車。
前記貨物列車は、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、前記集電装置で得られる電力の一部を受電して、前記第１バッテリに送電する受電装置を備える
ことを特徴とする請求項１または２記載の貨物自動車。
前記トラクタは、前記電動機に電力を供給する第２バッテリを備え、
前記送電装置の送電部は、前記コンテナが前記トラクタの前記荷台に積載されているときに、前記電動機及び前記第２バッテリの少なくとも一方に、電力を送電する
ことを特徴とする請求項３記載の貨物自動車。
前記第１バッテリから前記送電装置の受電部に電力を供給するためのケーブルと、
前記ケーブルの端部に設けられ、前記第１バッテリと接続可能なコネクタと、を更に備え、
前記コネクタは、前記コンテナを前記荷台に積載すると同時に、前記第１バッテリに接続されるように構成される
ことを特徴とする請求項１〜４何れか一項に記載の貨物自動車。
トラクタと、
前記トラクタを走行させる動力源としての電動機と、
前記トラクタで輸送されるコンテナと、
前記コンテナを積載する荷台と、
前記コンテナに設けられた第１バッテリと、
前記第１バッテリから電力を受電する受電部及び受電した電力を前記電動機に送電する送電部を有する送電装置と、を備えた貨物自動車であって、
前記コンテナは、貨物列車でも輸送可能なように構成され、
前記第１バッテリは、前記コンテナが前記貨物列車に積載されているときに、集電装置で得られる電力の一部により充電されるように構成され、
前記送電装置は、前記コンテナが前記トラクタの前記荷台に積載されているときに、前記第１バッテリに充電された電力を前記受電部で受電し、前記送電部から前記電動機に送電し、
前記コンテナは、前側壁部を備え、
前記第１バッテリは、前記前側壁部の後面のみに沿うように配置されている
ことを特徴とする貨物自動車。