JPH03215101A - 電気運転システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技４分互 本発明は、複数の主（運転）電動機と運転電池の組合せ
よりなる、特に，走行車（一般的には自動車）または船
用の電気運転システムに関する。

より詳細には，この発明は追加内燃機関を用いないまた
はトロリー線を介して給電を受けない運転システムに関
する。

史米挟秀 何よりも蓄電池の重量と制限された容量のために、電気
自動車および電動船は、通常高価であるために普及がお
くれでいる．この蓄電池の制限容量のために再充電まで
の走行距離範囲が略６０キロメータに制限されている。

蓄電池の再充電には時間が掛かり、また、自動車のベー
スステーションは別として充電ステーションは僅かしか
ない。

■一一力 本発明の目的は、特に、自動車または船舶に蓄電池の再
充電までの間の走行距離をさらに延ばすと同時により効
率を高めることのできる電気運転システムを提供するこ
とである。

隻−一双 本発明は、上記目的を達成するために、主運転蓄電池と
，好ましくは電池である走行距離延長装置と、該走行距
離延長電池の充電手段と、主運転蓄電池を充電またはバ
ックアップするために主運転電池と並列に前記走行距離
延長電池を接続する電池開閉手段とよりなる、特に、自
動車または船用の電気運転システムであって、この電気
運転システムは，また，自動車または船を駆動するため
に蓄電池に単独または逐次に接続できる２式の運転モー
タを含む。

本発明による運転システムは、蓄電池を充電またはバッ
クアップする走行距離延長装置よりなる。

これらの走行距離延長装置は、給電源または該走行距離
延長装置充電用の太陽電池のような電気供給手段および
，主蓄電池の充電またはバックアップのためにこれらの
走行距離延長装置を主蓄電池と並列に傍続する電池スイ
ッチに接続できることが望ましい。走行距離延長電池の
容量は、主蓄電池の略２０パーセントである。

１台の走行距離延長電池の代わりに、１台の走行距離延
長用植物油電動発電機を主蓄電池の充電またはバノクア
ップに使用することができる。

また、この運転システムは、走行距離延長装置と主蓄電
池をセル当り１．５７から２．４１ボルトの間で並列で
切替える電池充電制御システムを含む。

本発明による運転システムは、前記の複数の主電動機の
第１セットとは別に独立して蓄電池に接続できる複数の
主電動機の第２セットを有することが望ましい。主電動
機の両セットは、自動車の同しギヤボックスを輛動する
ことができる。

１セットの各主電動機は、共通の主電動機スイッチ手段
を，１セット中の１台の主電動機の温度が予め設定した
値を越えるとこの主電動機セットを切りにし、他の主電
動機セットを入りにするように制御するサーモスタット
装置を含むことが望ましい。また、各主電動機セットは
，共通の主電動機スイッチ手段を、１セット中の１台の
主電動機の負荷が予め設定した値を越えるとこの主電動
機セットと並列に他の主電動機セットを入りにするよう
に制御する負荷検出手段を含む。

各セットの電動機は、直流電動機で、各セットは１台以
上の電動機よりなる。

本発明は、椋準の４輪自動車に動力を与える最新の電気
自動車構成部品を設計構成に最初から含むことを予定し
ている。故に、本発明は価格的に有効で商業的に実現可
能な頑丈で安全、静かで無公害な輸送手段を提供する。

このパワーバック（電源箱）は、給電線または太陽電池
で充電する電池充電手段、蓄電池、電子式速度制御手段
、電動機、ギヤボックス、前輪または後輪への差動装置
よりなり，全て自動車の内部に配設される。このパワー
バックは自動車に適合するように選択し、保守のために
容易に接近でき、安全で有効な性能と経済性が得られる
ように自動車内に装架する。

主運転用蓄電池は、好ましくは、２つのタイプ、即ち、
鉛またはニッケル鉄のいずれかのタイプである。前記バ
ッテリーシステムは、各々、種々の水準の価格、動力、
寿命、重量、複雑性および実装上の経済性を提供する。

迩転電動機は、現在の技術水準のタイプ、即ち、牽引用
に特に設計した、効率８０％の４極式の直流直巻電動機
であることが望ましい。

電子式速度制御手段は，＠在の生産技術水準の電界効果
形トランジスタを用い製作する。この電子式速度制御手
段は、１５ｋＨｚで機能し、実際に無雄音であるのが好
ましい。この電子式速度制御手段は密閉されメインテナ
ンスを要しない。一過電圧，過電流、逆電圧から保護さ
れており、また，高温遮断保護装置を具備している。ま
た，この電子式速度制御手段は、傾斜回路付きで設計さ
れている。スロットルを一杯にした場合でも、この傾斜
回路は電圧を時間に関し直線的に上昇させるので、自動
車が跳躍したり、または急激に発進することがない。

電子式速度制御手段は、負荷トルクの要求を感知するよ
うに設計されており，主蓄電池の８０％を放電後、電池
電圧の降下を設定安全条件の範囲に維持して低速運転で
きるように検知回路を内蔵している。

電子式速度制御器手段は下記機能を有する。

ａ）パルス幅変調、 ｂ）アクセレータを解放した時の運転システムの全自由
スピン、 また、自動車又は船には、８５−９９％の効率をもたら
す手動トランスミッションが装備されている。

電池充電器は自動的に作動し、下記の特徴を有している
。

ａ）絶縁破壊の発生に対する接地事故遮断器付き直流入
力回路、 ｂ）全入力電流を制御する電流制御手段、Ｃ）充電器は
、充電電圧の温度補償端で電圧と電流を制限する機能を
有する。

ｄ）バッテリーシステムが一杯に充電されると電流感知
論理回路によりデジタルタイマーを鄭動し充電を遮断す
る。

走行距離延長電池は、エネルギー密度が高く、重量が小
さいことが望ましい。これらの走行距離延長電池は、自
動車の暖房、照明等にも使用される。これらの距離延長
電池は、主運転電池と同一電圧であり、但し、容量は主
運転電池の容量の５分の１であり、高エネルギー密度の
鉛、ニソヶルカドミウム、臭化亜鉛、硫化ナトリウムま
たはアルミニウム（空気式）であることが望ましい。

主蓄電池と上記の走行距離延長電池の組合せは、バッテ
リー重量を２０％減少させ、エネルギー密度を４０％増
加させる。

これにより、鉛主運転電池を用い短時間に高いエネルギ
ー容量が得られ、ニッケル・カドミウム距離延長電池の
高エネルギー密度によるより長い運転時間が得られる。

かように、鉛主蓄電池とニッケルカドミウム距離延長電
池を組合せ、自動車のサージパヮーと定速運転の要求に
備える。

本発明の好ましいギア運転システムにおいては、２台の
電動機をギアボックスに並列に機械的に接続し、加速お
よび最大速度を得るためにより大きい動力を車輪に伝え
なければならない場合には、ギアボックス内で２台の電
動機を選択し同時に運転する。通常の市内での運転にお
いては、１台の電動機のみを使用し、特定の運転サイク
ルで２台の独立した電気運転制御装置を介し２台の電動
機を各々交代に切り換え、電動機と制御器の最適性能効
率を保証する温度平衡状態を維持する。

これにより、電動機をより軽量に、制御器の電流をより
小さくし、製造費を低減する。

１台の電動機または１台の速度制御手段が故障した場合
，運転手は自動車を停止させることなく運転電動機の速
度制御手段を用いて、修理ステーションまで走行させる
ことができる。

図面を参照し，本発明につき詳述する。この図面は、概
略図であり、本発明の電気運転システムを構成する構成
部品のみを例示したものである。

この図面において、自動車の２つの後＠１と２が示され
ており、これらの後輪はディファレンシャル（差動歯車
）３によりシャフト４と５を介して能動される。また、
このディファレンシャル３自体はギヤボックス６により
シャフト７を介して馳動される。直流電動機８と９は，
機械的にギヤボノクス６に接続されている。電動機は各
々独立して機能できる。各電動機は、く入り〉でギアボ
ックス６内の歯車と係合しく切り〉で係合解除になる。

電動機８と９には主蓄電池１０より電子式速度制御手段
１１と１２を通じて給電する。

この主蓄電池１０とは別に、本発明による走行距離延長
装置１３が使用される。これは、植物油による電動発電
機であっても、また電池であってもよい。この走行距離
延長装置１３は、電池充電システム１５の制御下にある
スイッチ１４を介して主蓄電池１０に接続できる。

距離延長電池１３を使用する場合は、この電池を１７に
おいて電源から充電でき、また自動車走行時には例えば
太陽電池から充電できる。

市中での通常の走行速度において、電動機８及び９のい
ずれか１台のみで、電子式速度制御手段１１．１２で制
御しながら自動車を走行させる。

自動車の速度が著しく低下した場合、例えば，丘を登る
とき，または交差点の交通信号燈が青になり発進し加速
する時には、２台の電動機８と９は電子式速度制御手段
１１と１２により自動的に並列〈入り〉になる。この並
列投入動作は、主として加速ペダルの位置と組合せた電
動機負荷に基づく。通常速度に到達次第、２台の電動機
の内の１台は再び自動的にく切り〉になる。どちらの電
動機が〈切り〉になるかは，ある程度，電動機の内部温
度に依存し、この温度は、例えば主巻線温度を検知する
温度検知手段１８および１９により常時測定されている
。この温度検知手段は、電子式速度制御手段１１と１２
を制御し、１台の電動機が与め設定された高温に達する
と、対応する電子式速度制御手段を介し自動的にく切り
〉にする。

この設定最高温度を越えると、電動機機の効率は、内部
抵抗の増加により著しく降下し始める。

従って，通常の走行時には、１台の電動機が〈入り〉に
なり自動車を駆動し、他の電動機は冷却できるように〈
切り〉になる。駈動電動機が前記の設定温度に達すると
逆に切り替えられる。即ち、２台の電子式速度制御手段
１１と１２により高温の電動機が〈切り〉になり冷めた
電動機かく入り〉になる。この交互切り替え運転を制御
するために、電子式速度制御手段の各々を、破線２０で
示す他の速度制御手段の制御下に入れる。

加速ペダル（図示せず）は、電子式速度制御手段に作用
するが、しかし、このペダルは、どちらの電動機を〈入
り〉にするか、または、全ての電動機を〈入り〉にする
かに関しては影響を及ぼさない。

電動機８と９は、通常、主運転電池１０からのみ作動電
流を受ける。この主運転電池１０は正常運転中、図示の
ように、スイッチ１４を開にしておけば電池充電制御シ
ステム１５を介して走行距離延長電池１３により細流充
電される。

自動車運転中に、主電池電圧が著しく、例えば釦電池を
使用の場合で、電池制御システム１５による測定でセル
当り１．５７ボルト以下に降下した際には、スイッチ１
４をく入り〉にして走行距離延長電池１３を主運転電池
に並列接続する。この走行距離延長電池により電動機８
および／または９に給電される。スイッチ１４は、いず
れ開になり、また電池充電制御システム１５よりの細流
充電も主運転電池１０のセル電圧が２．４１ボルトに達
すると停止される。

走行距離延長電池１３は色々な方法で充電できる。通常
、充電ステーションにおいては電ｇ１７により充電でき
、また、自動車に装架可能な太陽電池１６によっても充
電できる。船上では、風力発電機も同様に使用できる。

夏一一末 以上の説明から明らかなように、本発明によると、走行
車または船舶に蓄電池の再充電までの間の走行距離をさ
らに延ばすと同時により効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電気運転システムを示す概略図であ
る。 １，２・・・後輪、３・・・差動ギア、４，５・・・シ
ャフト、６・・・ギヤボックス、７・・・シャフト、　
８，９・・・直流電動機、１０・・主蓄電池、１１．　
　１２・・・電子式速度制御手段，１３・・・走行距離
延長装置、１４・・・スイソチ、１５・・電池充電制御
システム、１６・・太陽′エ池、１７・・電源、１８．
１９・・温度検知手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の運転電動機と複数の主運転蓄電池の組合せよ
   りなり、該蓄電池を充電またはバックアップするための
   走行距離延長装置を電源または走行距離延長電池充電用
   の太陽電池のような電気充電手段に接続でき、前記運転
   電池を充電またはバックアップするためにスイッチ手段
   によりこれらの走行距離延長電池を並列に前記運転電池
   に接続することを特徴とする特に自動車または船用の電
   気運転システム。 ２、前記走行距離延長装置が植物油電動発電機であるこ
   とを特徴とする請求項の第１項に記載の電気運転システ
   ム。 ３、前記走行距離延長装置が、電源または走行距離延長
   電池充電用の太陽電池のような電気充電手段に接続でき
   る走行距離延長電池と、これらの走行距離延長電池を前
   記運転電池を充電またはバックアップするために前記運
   転電池に並列に接続するスイッチよりなることを特徴と
   する請求項第１項に記載の電気運転システム。 ４、前記走行距離延長電池の容量が前記運転電池容量の
   略２０％であることを特徴とする請求項第３項に記載の
   電気運転システム。 ５、電池充電システムを含み、該電池充電システムが前
   記走行距離延長装置と前記運転電池をセル当り１．５７
   ボルトと２．４１ボルトの運転電池電圧間でのみ各々充
   電および放電させるために切り替えることを特徴とする
   請求項第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の電気運
   転システム。 ６、運転電池が鉛、臭化亜鉛または硫化ナトリウム型で
   あることを特徴とする請求項第１項乃至第５項のいずれ
   か１項に記載の電気運転システム。 ７、前記走行距離延長電池が鉛、ニッケルカドミウム、
   臭化亜鉛または硫化ナトリウム型であることを特徴とす
   る請求項第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の電気
   運転システム。 ８、自動車または船を駆動するために運転電動機の第２
   セットが独立および逐次に前記運転電池に接続されてい
   ることを特徴とする請求項第１項乃至第７項のいずれか
   １項に記載の電気運転システム。 ９、運転電動機の両セットが同じ容量であることを特徴
   とする請求項第８項に記載の電気運転システム。 １０、運転電動機の各セットが付属の電子式速度制御手
   段により制御されることを特徴とする請求項第８項又は
   第９項に記載の電気運転システム。 １１、両方の電子式速度制御手段が１本の速度制御レバ
   ーまたは１個の加速ペダルによって運転されることを特
   徴とする請求項第１０項に記載の電気運転システム。 １２、前記運転電動機の両セットが同じギヤボックスを
   駆動することを特徴とする請求項第８項乃至第１１項の
   いずれか１項に記載の電気運転システム。 １３、１セット中の各運転電動機が、１セット中の１台
   の運転電動機の内部温度が設定温度を越えると、この運
   転電動機セットをＯＦＦにし、もう１つの運転電動機セ
   ットをＯＮにするように共通の運転電動機スイッチ手段
   を制御する温度検知装置を含んでいることを特徴とする
   請求項第８項乃至第１２項のいずれか１項に記載の電気
   運転システム。 １４、各運転電動機セットが、自動車の負荷が設定値を
   越えると２セットの運転電動機をＯＮにするように共通
   の運転電動機スイッチ手段を制御する負荷検出装置を含
   んでいることを特徴とする請求項第８項乃至第１３項の
   いずれか１項に記載の電気運転システム。 １５、前記運転電動機が直流電動機であることを特徴と
   する請求項第８項乃至第１４項のいずれか１項に記載の
   電気運転システム。 １６、前記運転電動機の各セットが１台の電動機よりな
   ることを特徴とする請求項第８項乃至第１４項のいずれ
   か１項に記載の電気運転システム。