JPH0767394A

JPH0767394A - ハイブリッドパワーユニット

Info

Publication number: JPH0767394A
Application number: JP5230937A
Authority: JP
Inventors: Harumi Takeda; 晴見竹田
Original assignee: TAKEDA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: TAKEDA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】瞬時に大電流の放電が可能で、短時間で充電
できるハイブリッドパワーユニットを提供する。【構成】ほぼ一定の回転数で駆動される小型エンジン
２により発電機３が駆動されて直流の電力が出力され、
その直流電力は電気二重層コンデンサ４に充電される。
電気二重層コンデンサ４に充電された電力は、出力制御
回路５で制御されて定電圧で出力される。電気二重層コ
ンデンサ４は、発電機３で発電された電力を蓄えてお
き、必要に応じて所望の電力を出力するためのタンクと
しての機能を果たすので、瞬時に大電力をハイブリッド
パワーユニット１から出力することができる。電気二重
層コンデンサ４の充電は短時間で行えるので、ハイブリ
ッドパワーユニット１を動作させるための準備時間を短
時間で行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電気自動車や
フォークリフト、クレーン、溶接機、あるいはポンプ等
のように電気エネルギーによって駆動される各種装置
に、電気エネルギーを供給するためのハイブリッドパワ
ーユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車やフォークリフト、クレー
ン、溶接機、あるいはポンプ等に備えられたモータ等を
駆動するための電気エネルギーは、従来、鉛蓄電池やＮ
ｉ−Ｃｄ（ニッケル−カドミウム）電池等から供給され
ている。

【０００３】例えば、電気自動車では、予め蓄電池を充
電しておき、充電された電気エネルギーで駆動輪を回転
させるモータを駆動して、自動車を走行させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、蓄電池は瞬時に大電流の放電が行えな
いので、瞬時に大きな電気エネルギーが必要な場合に柔
軟に対処できないという問題がある。例えば、電気自動
車の場合、始動時には、定速走行時に比べて大量のエネ
ルギーが必要であり、そのため、モータを駆動する電気
エネルギーが大量に必要になるが、蓄電池から供給され
る電気エネルギーでは不十分であるので、急速な発進が
できず、また、同様の理由により、走行時に急加速させ
ることができないので、自動車としての実用性に欠ける
という欠点がある。一方、急加速、急発進を実現するた
めには、定速走行時に要する何倍もの蓄電池容量をもつ
蓄電池を搭載する必要があり、重量が増加したり、コス
ト高を招くという問題がある。

【０００５】また、蓄電池への充電時間は数時間に及
び、各装置を動作させるための準備時間に長時間を要す
るという問題がある。特に、電気自動車の場合には、自
動車を数時間走行させ、蓄電池の蓄電量が減少するたび
に、数時間かけて蓄電池への蓄電を行なわなければなら
ず、自動車としての実用性に欠ける。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、瞬時に大電流の放電が可能で、短時間
で充電できるハイブリッドパワーユニットを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、出力電力の変動にかかわ
らずほぼ一定の回転数で駆動される小型エンジンと、前
記エンジンにより駆動され発電する発電機と、前記発電
機から発電された電力を充電する電気二重層コンデンサ
と、前記電気二重層コンデンサから放電される電力を定
電圧で出力するように制御する出力制御回路とを備えた
ものである。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、出力電力
の変動にかかわらずほぼ一定の回転数で駆動される小型
エンジンと、前記エンジンにより駆動され発電する発電
機と、前記発電機から発電された電力を充電する電気二
重層コンデンサと、前記電気二重層コンデンサの充電電
圧に応じて、前記発電機からの電力を分流し、前記発電
機からの電力の一部で前記電気二重層コンデンサに充電
するように制御する充電制御回路と、前記発電機から出
力される電力または／および前記電気二重層コンデンサ
から放電される電力を定電圧で出力するように制御する
出力制御回路とを備えたものである。

【０００９】なお、本発明において、小型エンジンと
は、発電機の出力を電気二重層コンデンサを介さないで
出力した場合に、必要な瞬時電力を供給し得るエンジン
の能力（馬力）よりも小さい能力のエンジンを意味す
る。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。ほぼ一定の回転数で駆動される小型エンジンにより
発電機が駆動され、発電機から発電された電力は電気二
重層コンデンサに充電される。電気二重層コンデンサ
は、瞬時に大電流の充放電が行え、１０万回レベルの充
放電が可能であり、無公害、フリーメンテ等の特徴を備
えており、この電気二重層コンデンサの特徴の内、瞬時
大電流の充放電が可能であるという特徴によって、電気
二重層コンデンサへの充電は、短時間で行なわれる。ま
た、出力制御回路は、電気二重層コンデンサから放電さ
れる電力を定電圧で出力するように制御する。すなわ
ち、電気二重層コンデンサは、発電機で発電される電力
を溜めておくタンクとして機能するので、ハイブリッド
パワーユニットからは定電圧で大電流を出力することが
できる。なお、電気二重層コンデンサから放電され、減
少した電力は、随時発電機で充電することができる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明によれば、充
電制御回路は、電気二重層コンデンサの充電電圧に応じ
て、発電機からの電力を分流し、発電機からの電力の一
部で電気二重層コンデンサに充電するように制御する。
また、出力制御回路は、発電機から出力される電力また
は／および電気二重層コンデンサから放電される電力を
定電圧で出力するように制御する。すなわち、電気二重
層コンデンサの充電電圧に応じて、電気二重層コンデン
サに充電しながら、発電機からの一部の電力をハイブリ
ッドパワーユニットから出力することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド
パワーユニットを電気自動車に装着した場合の構成を示
すブロック図であり、図２は、ハイブリッドパワーユニ
ットの概略構成を示すブロック図である。本実施例で
は、ハイブリッドパワーユニットを電気自動車の動力部
として使用する場合を例に採り説明する。

【００１３】図中、符号１はハイブリッドパワーユニッ
トを示し、このハイブリッドパワーユニット１は、エン
ジン２と発電機３と電気二重層コンデンサ４と出力制御
回路５とによって構成されている。

【００１４】エンジン２は、灯油や軽油等によりほぼ一
定の回転数で駆動される小型のエンジンであり、発電機
３は直流発電機で構成されており、エンジン２により発
電機３が駆動され、直流の電力が出力されるように構成
されている。発電機３から出力された直流電力は電気二
重層コンデンサ４に充電される。そして、電気二重層コ
ンデンサ４に充電された電力は、出力制御回路５で制御
されて定電圧で出力される。すなわち、電気二重層コン
デンサ４は、発電機３で発電された電力を蓄えておき、
必要に応じて所望の電力を出力するためのタンクとして
の機能を果たすものである。なお、発電機３を交流発電
機で構成した場合は、その出力を整流回路や平滑用コン
デンサで直流電力に変換し、電気二重層コンデンサ４に
充電するように構成すればよい。

【００１５】出力制御回路５から出力された電力（以
下、出力電力ともいう）で、電気自動車ＥＶの駆動輪Ｒ
Ｗを回転させるモータ１０を駆動する。駆動輪ＲＷは、
図１に示すように、後論２輪（後輪駆動車）であって
も、あるいは、前輪２輪（前輪駆動車）であっても、４
輪全て（４輪駆動車）であってもよい。

【００１６】ところで、本実施例では、駆動輪ＲＷ以外
の車輪ＦＷの回転を利用して発電したり、回生ブレーキ
による発電等で得られた電力（以下、帰還電力という）
を、電気二重層コンデンサ４に充電するようにし、エネ
ルギーの有効利用を図るように構成されている。

【００１７】例えば、後輪駆動車の場合、図１に示すよ
うに、駆動輪である後輪ＲＷ２輪にモータ１０を取付
け、前輪ＦＷ２輪には発電機１１を取付ける。そして、
走行中は、前輪ＦＷの回転を利用して発電し、その発電
された電力を、発電機３で発電される電力とともに、電
気二重層コンデンサ４に供給する。また、ブレーキをか
けた場合には、車輪（４輪全て）ＲＷ、ＦＷは惰性で自
動車ＥＶが停止するまで回転している。この回転力を利
用して発電する。なお、ブレーキがかけられたときには
駆動輪である後輪ＲＷ２輪を回転駆動するモータ１０へ
の電力供給は停止され、モータ１０を発電機として利用
している。

【００１８】次に、上述の電気自動車の動作を説明す
る。ハイブリッドパワーユニット１内のエンジン２は、
自動車ＥＶが始動されると、常にほぼ一定の回転数で駆
動され、発電機３で所定量の電力を発電させ、電気二重
層コンデンサ４に充電を行なう。電気二重層コンデンサ
４がフル充電されると、電気二重層コンデンサ４へは充
電電流は流れない。また、電気二重層コンデンサ４に充
電された電力が消費されると、電気二重層コンデンサ４
に充電電流が流れることになる。なお、エンジン２と発
電機３との間にクラッチを設けておき、電気二重層コン
デンサ４がフル充電されたとき、クラッチを作動させて
エンジン２と発電機３との直結を解除するように構成し
てもよい。

【００１９】電気二重層コンデンサ４がフル充電されて
いる状態では、発電機３で発電される電力と帰還電力
（上述したモータ１０や発電機１１で発電された電力）
を通常そのままモータ１０の駆動用エネルギーとして利
用することができる。また、例えば、急加速したり、坂
道を登るときなどには、モータ１０を回転駆動するため
の大量の電力が必要となるが、発電機３で発電される電
力と帰還電力とで、所要の電力がまかなえない場合に
は、電気二重層コンデンサ４に充電されている電力を通
常時の出力電力に加算して出力することができる。な
お、出力制御回路５は、出力電力が変動しても、常に定
電圧で電力を出力するように制御する。換言すると、大
量の出力電力を出力するときには、定電圧、大電流を出
力するように、出力制御回路５は出力電力を制御してい
る。

【００２０】例えば、発電機３からの出力が１KW（６０
V −１７A ）であり、電気二重層コンデンサ４が６０V
、８３F の充電容量を持っており、帰還電力を０KWと
した場合について考えてみる。この場合、電気二重層コ
ンデンサ４に充電された電力を、６０V から４０V に降
下するまで使用するとすると、電気二重層コンデンサ４
から出力できる電力は、以下の式により算出することが
できる。１／２・Ｃ・Ｖ²＝１／２・８３・（６０²−４０²）＝８３KW・秒（≒２．８KW・３０秒）（≒１．４KW・分）すなわち、１秒間であれば８３KW、３０秒間であれば約
２．８KW、１分間であれば約１．４KWの電力を出力する
ことができる。

【００２１】また、電気二重層コンデンサ４のフル充電
状態における放電電流は、以下の式により算出すること
ができる。

【００２２】

【数１】

【００２３】すなわち、１秒間であれば４９８０A 、３
０秒間であれば１６６A 、１分間であれば８３A という
大電流を瞬時に放電することができる。

【００２４】上述のような電気二重層コンデンサ４の性
能をふまえて、自動車ＥＶの走行時におけるハイブリッ
ドパワーユニット１からの出力電力の推移を図３を参照
して説明する。なお、図３は、モータ１０の消費電力と
時間との関係を示す図である。

【００２５】通常の定速走行において、モータ１０を回
転駆動するのに１KWの電力が必要であるとすると、ハイ
ブリッドパワーユニット１から出力される１KWの電力
は、発電機３から出力される電力でまかなうことができ
る。すなわち、電気二重層コンデンサ４はフル充電のま
まである。そして、自動車ＥＶを定速走行から急加速す
ると、モータ１０では、１KW以上の電力（例えば、３．
８KW）が必要となる（図３のＡ部分）。このとき、ハイ
ブリッドパワーユニット１からは３．８KWの電力を出力
しなければならない。この３．８KWの出力電力の内、１
KWは発電機３からの出力電力で補い、不足する２．８KW
を、電気二重層コンデンサ４に充電されている電力でま
かなう。このとき、上述したように、２．８KWの電力は
３０秒間（６０V から４０V まで電圧降下する場合）保
持することができる。したがって、３０秒間は加速させ
ることができる。また、同様に、坂道を登るときに、例
えば、２．４KWの電力が必要となると（図３のＢ部
分）、不足分の１．４KW分を電気２重層コンデンサ４か
ら１分間補うことができる。

【００２６】すなわち、短時間に大量の電力が必要にな
っても、発電機３で出力される電力に加えて、タンクと
して機能する電気二重層コンデンサ４に充電された電力
を出力することができる。換言すれば、短時間に必要と
なる大量の電力を電気二重層コンデンサ４で補えるの
で、エンジン２と発電機３とは定常走行時の出力電力を
まかなえるものを備えていればよく、大型エンジンや大
電力を発電できる発電機を備える必要がないので、ハイ
ブリッドパワーニット１の重量や寸法を小さくすること
ができる。

【００２７】なお、上述したように、走行中、電気二重
層コンデンサ４には発電機３からの出力電力や帰還電力
で充電されているので、急加速等で電気二重層コンデン
サ４に充電された電力が消費しても、消費した電力は走
行中に充電されることになる。しかも、電気二重層コン
デンサは、充放電が瞬時に行えるという特徴を備えてい
るので、電気二重層コンデンサ４への充電時間は短時間
で行え、消費する電力の充電に長時間を要さない。ま
た、電気二重層コンデンサ４の充放電のサイクル数は１
０万回程度もあるので、このように充放電を繰り返して
使用するもできる。従って、走行中、電力を発電機３で
発電しながら、随時電気二重層コンデンサ４に充電して
いくので、長距離走行も可能となる。

【００２８】ところで、電気二重層コンデンサ４に電力
が全く充電されていない状態からフル充電されるまでの
時間について考えてみる。例えば、出力が１KW（６０V
−１７A ）の発電機３で、６０V 、８３F の充電容量を
持つ電気二重層コンデンサ４を、０V から６０V まで充
電する場合、充電時間ＴはＣ・Ｖ＝Ｉ・Ｔの関係式に基
づいて以下のように算出することができる。Ｔ＝（Ｃ・Ｖ）／Ｉ＝（８３・６０）／１７ ≒２９３秒 ≒４．９分

【００２９】例えば、自動車ＥＶを始動させるときに、
電気二重層コンデンサ４に電力が全く充電されていなか
った場合、発電機３から供給される電力は、電気二重層
コンデンサ４がフル充電されるまで、全て電気二重層コ
ンデンサ４に供給されるので、自動車ＥＶを始動させる
ために、約４．９分待たなければならない。これは、従
来の電気自動車のように蓄電池に数時間をかけて蓄電し
て自動車を始動させるのに比べると大幅に改善されたこ
とになる。しかし、自動車の始動に４．９分待つこと
は、自動車の性能としては充分とはいえない。そこで、
以下のようなハイブリッドパワーユニットを備えること
により、スロースタートして低速で数分間走行している
間に電気二重層コンデンサ４に充電させることができ
る。

【００３０】このようなハイブリッドパワーユニットを
図４を参照して説明する。図４に示すハイブリッドパワ
ーユニット２０は、上述したハイブリッドパワーユニッ
ト１に充電制御回路２１を付加し、出力制御回路５で
は、発電機３から供給される電力または／および電気二
重層コンデンサ４から放電される電力を定電圧で出力す
るように制御するように構成されている。

【００３１】充電制御回路２１は、電圧検出器２２と第
１の可変電流制限器２３と第２の可変電流制限器２４と
ダイオード２５とで構成されている。電圧検出器２２
は、電気二重層コンデンサ４の充電電圧を検出し、検出
した充電電圧に応じて、第１、第２の可変電流制限器２
３、２４を制御して、電流路２６、２７に流れる電流値
を調整する。具体的には、検出した充電電圧と基準電圧
（例えば、電気二重層コンデンサ４の最大電圧である６
０V ）と比較し、検出した充電電圧が基準電圧よりも低
いとき、電流路２６、２７に電流が分流されるように、
第１、第２の可変電流制限器２３、２４を制御する。こ
の分流比は、例えば、図５に示すように、電気二重層コ
ンデンサ４の充電電圧が０V のとき、すなわち、電気二
重層コンデンサ４の充電電圧（電圧検出器２２で検出さ
れた電圧値）と基準電圧との差が最大（６０V ）のと
き、〔電流路２６に流れる電流値：電流路２７に流れる
電流値＝１：１〕とし、電気二重層コンデンサ４への充
電電圧が増加するに従って、すなわち、電気二重層コン
デンサ４の充電電圧と基準電圧との差が減少するに従っ
て、電流路２６に流れる電流値を徐々に増加し、一方、
電流路２７に流れる電流値を徐々に減少する。そして、
電気二重層コンデンサ４がフル充電されると、すなわ
ち、電気二重層コンデンサ４の充電電圧と基準電圧との
差が最小（０V ）となると、電流路２６に流れる電流値
を最大とし、一方、電流路２７に流れる電流値を０A 、
すなわち、電気二重層コンデンサ４へ流れる充電電流を
無くすようにする。

【００３２】このように制御することにより、電気二重
層コンデンサ４へ充電を行ないながらでも、ハイブリッ
ドパワーユニット２０から電力を出力することができ
る。

【００３３】第１、第２の可変電流制限器２３、２４
は、例えば、各部の内部抵抗値を変化させることによ
り、電流路２６、２７に流れる電流値を制限するように
構成されている。また、ダイオード２５は、電流路２６
に流れる電流が電気二重層コンデンサ４に逆流しないよ
うに設けられている。なお、このハイブリッドパワーユ
ニット２０においても帰還電力を電気二重層コンデンサ
４に充電できるように、帰還電力が可変電流制限器２４
に入力されている。

【００３４】次に、この充電制御回路２１を備えたハイ
ブリッドパワーユニット２０の動作を説明する。まず、
電気二重層コンデンサ４の充電電圧が０V から６０V ま
で充電されるまでの動作を説明する。このとき、電圧検
出器２２は電気二重層コンデンサ４の充電電圧が基準電
圧（６０V ）になるまで、すなわち、電気二重層コンデ
ンサ４がフル充電されるまで、発電機３で発電される電
力を、図５に示すように分流し、電気二重層コンデンサ
４を充電しながら、発電機３で発電された電力の一部を
出力制御回路５を介してハイブリッドパワーユニット２
０から出力する。

【００３５】次に、電圧検出器２２は電気二重層コンデ
ンサ４の充電電圧が基準電圧以上になると、すなわち、
電気二重層コンデンサ４がフル充電されると、第２の可
変電流制限器２４の制限を最大にして電気二重層コンデ
ンサ４に充電する充電電流を流さないようにするととも
に、第１の可変電流制限器２３の制限を解除して、発電
機３で発電された電力を全て出力制御回路５を介してハ
イブリッドパワーユニット２０から出力するようにす
る。

【００３６】このとき、ハイブリッドパワーユニット２
０から出力できる電力は、発電機３で発電される電力量
に、電気二重層コンデンサ４に充電されている電力量を
加えた電力量となる。また、ハイブリッドパワーユニッ
ト２０から大電力が出力され、電気二重層コンデンサ４
に充電された電力が消費されると、電圧検出器２２は、
上述したように、発電機３で発電される電力を分流し
て、発電機３で発電された電力の一部で電気二重層コン
デンサ４を充電するように、第１、第２の可変電流制限
器２３、２４を制御する。そして、電気二重層コンデン
サ４がフル充電されると、上述したように電気二重層コ
ンデンサ４に充電する充電電流が流れないように、第
１、第２の可変電流制限器２３、２４を制御する。

【００３７】なお、電圧検出器２２による第１、第２の
可変電流制限器２３、２４の制御は、上述したように電
気二重層コンデンサ４への充電電圧に応じて、電流路２
６、２７に流れる電流の分流比を変化させる方法以外に
も、例えば、電気二重層コンデンサ４の充電電圧が基準
電圧に満たないときには、発電機３で発電される電力を
常に二分して、一方の電力（発電機３で発電される電力
／２）で電気二重層コンデンサ４を充電し、他方の電力
を出力制御回路５を介してハイブリッドパワーユニット
２０から出力し、また、電気二重層コンデンサ４の充電
電圧が基準電圧以上となったとき、電気二重層コンデン
サ４を充電する充電電流を流さず、発電機３で発電され
た電力を全て出力制御回路５を介してハイブリッドパワ
ーユニット２０から出力するように第１、第２の可変電
流制限器２３、２４を制御するように構成してもよい。

【００３８】上述のようなハイブリッドパワーユニット
２０を電気自動車ＥＶの動力部とした場合の電気自動車
の動作を図６を参照して説明する。図６は、ハイブリッ
ドパワーユニット２０からの出力電力と時間との関係を
示す図である。例えば、発電機３は１KW（６０V −１７
A ）を発電し、自動車ＥＶの駆動輪を回転するモータ１
０は通常の定速走行時に１KWが必要である場合について
説明する。電気二重層コンデンサ４に電力が全く充電さ
れていない状態で自動車ＥＶを始動させると、ハイブリ
ッドパワーユニット２０からは５００W （発電機３で発
電される電力１KW／２）が出力される。すなわち、自動
車ＥＶはスロースタートし低速で走行する。この低速走
行中（図のＣ部分）、電気二重層コンデンサ４が充電さ
れている。そして、数分〜１０数分低速走行すると、電
気二重層コンデンサ４がフル充電され、ハイブリッドパ
ワーユニット２０からの出力電力は１KWとなり、通常の
走行が可能となる。以後は、急加速等を行いハイブリッ
ドパワーユニット２０から大電力が出力される（図のＤ
部分）と、電気二重層コンデンサ４に充電されている電
力が消費され、消費された電力を充電するように充電制
御回路２１が動作する。

【００３９】上述の図２に示したハイブリッドパワーユ
ニット１は、電気二重層コンデンサ４に電力が全く充電
されていない状態から所定量充電するまでの間、ハイブ
リッドパワーユニット２０から電力を出力できないのに
対して、図４に示したハイブリッドパワーユニット２０
では、電気二重層コンデンサ４に電力が全く充電されて
いない状態から所定量充電するまでの間でも、発電機３
で発電された電力の一部をハイブリッドパワーユニット
２０から出力することができる。すなわち、電気自動車
にように、すぐに走行させたいような装置のハイブリッ
ドパワーユニットとしては、図４に示したハイブリッド
パワーユニット２０が好適である。

【００４０】なお、上述の実施例では、電気自動車を例
に採り説明したが、本発明に係るハイブリッドパワーユ
ニットは、その他、瞬時に大電力を出力する必要がある
装置、例えば、フォークリフトやクレーン、溶接機、あ
るいはポンプ等に電気エネルギーを供給するためのハイ
ブリッドパワーユニットとしても同様に適用することが
できる。このとき、装置の使用形態に応じて、図２に示
したハイブリッドパワーユニット１、図４に示したハイ
ブリッドパワーユニット２０の内、最適なハイブリッド
パワーユニットを用いるようにすればよい。例えば、溶
接機の場合、溶接作業の準備のために通常、数分間を要
するので、この間に電気二樹層コンデンサをフル充電さ
せることができ、充電後は溶接に必要な瞬時大電力を取
り出すことができ、また、溶接作業は連続して行われる
ことはなく、次の溶接作業までの間に電気二重層コンデ
ンサを充電する時間的余裕があるので、図２に示したハ
イブリッドパワーユニット１を用いるのが好適である。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、小型エンジンと発電機で発電
された電力を蓄えておく、タンクとして機能する電気二
重層コンデンサを備えているので、発電機で発電される
電力に電気二重層コンデンサに充電された電力を加算し
た大電力を瞬時に出力できるハイブリッドパワーユニッ
トを実現できる。しかも、電気二重層コンデンサへの充
電は短時間で行えるので、ハイブリッドパワーユニット
を動作させるための準備時間を短時間で行うことができ
る。さらに、電気二重層コンデンサは大電力の瞬時放電
が可能であるので、負荷（消費電力）変動にかかわら
ず、小型エンジンの回転数はほぼ一定の回転数でよく、
エンジンの制御系を簡単な構成にすることもできる。ま
た、電気二重層コンデンサが瞬時大電力放電をできるこ
とから、発電機を駆動するエンジンは小型のものでよ
く、その結果、ハイブリッドパワーユニットを軽量化す
ることができる。

【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、上
述の請求項１に係るハイブリッドパワーユニットに充電
制御回路を設けており、電気二重層コンデンサに充電し
ながら、同時に、発電機で発電された電力の一部をハイ
ブリッドパワーユニットから出力することができるの
で、ハイブリッドパワーユニットを動作させるための準
備中にも、ハイブリッドパワーユニットに接続されたモ
ータ等を駆動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るハイブリッドパワーユ
ニットを電気自動車に装着した場合の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】ハイブリッドパワーユニットの概略構成を示す
ブロック図である。

【図３】モータの消費電力と時間との関係を示す図であ
る。

【図４】別実施例に係るハイブリッドパワーユニットの
概略構成を示すブロック図である。

【図５】充電制御回路における分流制御を説明するため
の図である。

【図６】ハイブリッドパワーユニットからの出力電力と
時間との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ … ハイブリッドパワーユニット２ … 小型エンジン３ … 発電機４ … 電気二重層コンデンサ５ … 出力制御回路１０ … モータ２１ … 充電制御回路ＥＶ … 電気自動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｊ 9178−5Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力電力の変動にかかわらずほぼ一定の
回転数で駆動される小型エンジンと、前記エンジンによ
り駆動され発電する発電機と、前記発電機から発電され
た電力を充電する電気二重層コンデンサと、前記電気二
重層コンデンサから放電される電力を定電圧で出力する
ように制御する出力制御回路とを備えたことを特徴とす
るハイブリッドパワーユニット。
【請求項２】出力電力の変動にかかわらずほぼ一定の
回転数で駆動される小型エンジンと、前記エンジンによ
り駆動され発電する発電機と、前記発電機から発電され
た電力を充電する電気二重層コンデンサと、前記電気二
重層コンデンサの充電電圧に応じて、前記発電機からの
電力を分流し、前記発電機からの電力の一部で前記電気
二重層コンデンサに充電するように制御する充電制御回
路と、前記発電機から出力される電力または／および前
記電気二重層コンデンサから放電される電力を定電圧で
出力するように制御する出力制御回路とを備えたことを
特徴とするハイブリッドパワーユニット。