(57)【要約】【課題】自動車制動時又は高速走行時などに発生した余剰エネルギーを有効に回生することができるモータ駆動可能な自動車及びこれを備えるエネルギー回生システムを提供する。【解決手段】モータジェネレータ１３、バッテリー１１、駆動力伝達機構１６、キャパシタ１２、回生ブレーキ動作時に発電した回生電力をバッテリー１１とキャパシタ１２に選択的に送る第１の切替スイッチＳＷ２、キャパシタ１２に蓄えられた電力をバッテリー１１又は外部エネルギー回収装置２に送出する切替スイッチＳＷ１、バッテリー１１用の充電量センサＳ１、回生ブレーキ動作時に発電した回生電力を検出する検出センサＳ２、及び、充電量センサＳ１で検出した充電量と回生ブレーキ動作時に発電した電力の検出センサＳ２からの信号とに応じて回生ブレーキ動作時の発電電力をキャパシタ１２に送るように第２の切替スイッチＳＷ２を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機として使用可能なモータ、又は発電機及びモータと、前記モータに電力を供給するバッテリーと、キャパシタと、を少なくとも備え、
制動時、または減速時、前記発電機として使用可能なモータ又は発電機により得られる回生電力を、前記キャパシタまたはバッテリーに選択的に充放電させる切替手段を有したことを特徴とするモータ駆動可能な自動車。
【請求項２】
前記モータ駆動可能な自動車は、エンジンと発電機として使用可能なモータとを直結したハイブリッド車であり、前記制動時、または減速時に加え、高速走行時におけるエンジンの余剰駆動力により回生電力を得られることを特徴とする請求項１に記載したモータ駆動可能な自動車。
【請求項３】
前記モータ駆動可能な自動車は、目的地までの走行に必要な前記バッテリーの充電量まで放電を許可する前記バッテリーの充電量検出手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載したモータ駆動可能な自動車。
【請求項４】
前記バッテリーは、リチウムイオン電池であり、キャパシタは電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項３に記載したモータ駆動可能な自動車。
【請求項５】
前記発電機または発電機として使用可能なモータは交流発電機であり、前記自動車は、交流を直流に、直流を交流に変換するインバータを備えていることを特徴とする請求項４に記載したモータ駆動可能な自動車。
【請求項６】
前記モータ駆動可能な自動車は、前記キャパシタまたはバッテリーから電気を外部エネルギー回収装置に送受する自動車側端子を備えていることを特徴とする請求項５に記載したモータ駆動可能な自動車。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれかに記載したモータ駆動可能な自動車と、前記自動車に搭載されたキャパシタまたはバッテリーから受電または送電する端子と、前記キャパシタまたはバッテリーからの買電力量または売電力量を検出する売買電力量センサを備えた外部エネルギー回収装置と、からなることを特徴とするエネルギー回生システム。
【請求項８】
前記エネルギー回生システムを構成する外部エネルギー回収装置は、立体駐車場料金所、または高速道路料金所、もしくは高速道路サービスエリアに設置されていることを特徴とする請求項７に記載したエネルギー回生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーを回生して省エネルギー化を図るモータ駆動可能な自動車のエネルギー回生システムに関する。詳しくは、電気自動車やハイブリッド車の余剰エネルギーを回収するビジネスモデルを提案する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温室効果ガスであるＣＯ２の排出量の計算において、エネルギー換算による生成、消費、転化といった直接的な定量化評価手法が用いられている。定量化評価手法を行うソフトウェアでは、主に、実質的なエネルギー換算値によりＣＯ２  排出量を計算している。
【０００３】
そして現在、回生エネルギーをも考慮したエネルギーの定量化が行われている。ここで、回生エネルギーとは、機械が運動することによって変換されたエネルギーを再利用可能な形態に変換して得られたエネルギーをいう。
【０００４】
例えば、従来、自動車のエネルギー回生システムとして、高速走行時又は制動時にモータを発電機として利用するもの、及びディスクブレーキとブレーキパッドとの間での熱エネルギーを電気エネルギーに変換するものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。その他、航空機の昇降時の気圧差を利用する回生システムなどが知られている。
【０００５】
そして、このようなエネルギーを用いてＣＯ２の排出量に換算し、図８に示すような棒グラフで視覚化することなどが行われている。この図８は、ハイブリッド車と従来型車との比較で「従来型」は従来車のＣＯ２排出量、「削減型」はハイブリッド車のＣＯ２排出量、「回生分」はハイブリッド車における回生エネルギーによって削減された分に相当する排出量をＣＯ２排出量換算したもので、「総排出量」はこれらの回生エネルギーの再利用まで含め、ＣＯ２排出量換算した削減分を考慮した場合のＣＯ２総排出量を示したものである。また、「社会還元型」は回生エネルギーを自車のみで使わず、公共利用できる形でする車のＣＯ２排出量であり、「総排出量」はその車のＣＯ２総排出量である。
上記のようなＣＯ２排出量への換算などを通じて、産業界における省エネルギー化に対する検討が行われてきた。
【０００６】
一方、近年、地球温暖化の防止対策の一環として、自動車からのＣＯ２排出量の削減が要求され、電気モータを搭載した自動車の開発が急ピッチで進められている。しかし、現状では電気モータのみでは、１回の充電で走行することができる距離が短いため、充電式バッテリーと、該バッテリーに結合された電気モータと、燃料を電力に変換すると共にバッテリーに接続して電力を供給して再充電する燃料電池などを含む発電機と、を備えた自動車が開発された（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
特許文献３には、発電機により発生された電力を外部ステーションに伝達させたり、外部のシステムから電力を受け取らせたりする技術が開示されている。そして、この技術と、上記エネルギーの回生システムとを組み合わせて省エネルギー化、及びＣＯ２排出量の削減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２３６０２号公報
【特許文献２】特開平１１−２２０８０４号公報
【特許文献３】特表２００３−５１９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献３に記載のモータ駆動可能な自動車では、ブレーキの回生制動時及び高速走行時のエンジンの余剰トルクによる発電時、バッテリーが満充電であったり発電量が多すぎたりして発電量全てを充電に向けられない場合、従来は余剰エネルギーとして捨てられていた。すなわち、回生したエネルギーのうち、余剰分をエネルギーインフラに戻す、あるいは走行に必要な充電量以外の電力をエネルギーインフラに戻す、という概念が無く、そのため、せっかくの回生エネルギーの全てを有効利用したり、現在不要なエネルギーを有効利用する、といことが行われていなかった。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、自動車制動時又は高速走行時に余剰エネルギーを有効に回生することができるモータ駆動可能な自動車と、回生エネルギーのうちの余剰分、若しくは必要な充電量以外のエネルギーインフラに戻すことができるようにした、モータ駆動可能な自動車、及びこれを備えるエネルギー回生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はかかる課題を解決する手段としてなされたものである。
本発明のモータ駆動可能な自動車は、発電機として使用可能なモータ、又は発電機及びモータと、前記モータに電力を供給するバッテリーと、キャパシタと、を少なくとも備え、制動時、または減速時、前記発電機として使用可能なモータ又は発電機により得られる回生電力を、前記キャパシタまたはバッテリーに選択的に充放電させる切替手段を有したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記モータ駆動可能な自動車は、エンジンと発電機として使用可能なモータとを直結したハイブリッド車であり、前記制動時、または減速時に加え、高速走行時におけるエンジンの余剰駆動力により回生電力を得られるようにしても良い。
【００１３】
このように本発明では、自動車の制動時、または減速時、もしくは高速走行時におけるエンジンの余剰エネルギーを電気エネルギーに変換してキャパシタに回収する。ここで、キャパシタが用いられるのは、バッテリーと比べて蓄電容量は小さいものの電気エネルギーの受渡しを短時間で行うことができるという特徴を有しているからである。すなわち、キャパシタを用いると、急速充放電が可能となる。このようにすることにより、自動車制動時又は高速走行時に、バッテリーがフル充電状態で又は発電電力がバッテリーへの充電許容量を超えた状態にあり、自動車の制動エネルギーをバッテリーに回収できなくなった残りのエネルギーを有効に回生することができる。
【００１４】
また、前記モータ駆動可能な自動車は、目的地までの走行に必要な前記バッテリーの充電量まで放電を許可する前記バッテリーの充電量検出手段を備えていることで、走行に必要な充電量以外の電力をエネルギーインフラに戻す、ということもできる。
【００１５】
そして、前記バッテリーは、リチウムイオン電池であり、キャパシタは電気二重層キャパシタとすることで、リチウムイオン電池は鉛電池に比較し、充電時間が短く、充電量が多いという特徴を有し、また、電気二重層キャパシタは、充電容量を大きくすることができると共に、内部抵抗が低く短時間で充放電を行うことができる。また、充放電による劣化が少ないのでキャパシタの製品寿命が長い。
【００１６】
そして、立体駐車場、売電スタンド、高速道路のパーキングエリア、高速道路の料金所などにおける自動車の駐車時間は、立体駐車場、高速道路のパーキングエリアでは比較的長く、売電スタンドは立ち寄る車が多ければ短時間になり、高速道路の料金所では短時間になる。そのため、それぞれに外部エネルギー回収装置が設置された場合、売買電のための時間は、それぞれに対応した時間以内に完了する必要がある。しかし、バッテリーとキャパシタとを使用することで、例えば駐車時間の比較的長い立体駐車場、高速道路のパーキングエリアなどではバッテリーによる売買電が可能であるが、売電スタンドや高速道路の料金所などは短時間の停車になる可能性が大きいから、キャパシタとを使用することでこういった場所でも売買電が可能となる。
【００１７】
さらに、前記発電機または発電機として使用可能なモータは交流発電機であり、前記自動車は、交流を直流に、直流を交流に変換するインバータを備え、交流発電機または交流発電機として使用可能なモータはインバータにより効率が良く駆動、発電することができ、また、前記モータ駆動可能な自動車は、前記キャパシタまたはバッテリーから電気を外部エネルギー回収装置に送受する自動車側端子を備えていることで、余剰エネルギーで得られた電力を外部エネルギー回収装置に容易に送受することができる。
【００１８】
そして本発明になるエネルギー回生システムは、
前記請求項１乃至６のいずれかに記載したモータ駆動可能な自動車と、前記自動車に搭載されたキャパシタまたはバッテリーから受電または送電する端子と、前記キャパシタまたはバッテリーからの買電力量または売電力量を検出する売買電力量センサを備えた外部エネルギー回収装置と、からなることを特徴とする。
【００１９】
このように本発明では、自動車から外部エネルギー回収装置にエネルギーを回収することで、広く社会一般でエネルギーの回生を図ることができ、また外部エネルギー回収装置に、キャパシタまたはバッテリーからの買電力量または売電力量を検出する売買電力量センサを備えていることで、電力の売買を適切に行うことができる。
【００２０】
さらに、前記エネルギー回生システムを構成する外部エネルギー回収装置は、立体駐車場料金所、または高速道路料金所、もしくは高速道路サービスエリアに設置されていることを特徴とする。
【００２１】
先ず、立体駐車場に外部エネルギー回収装置を設置することで、上方の階に移動するとき位置エネルギーが大きくなるが、立体駐車場を出るときは、自動車が勢い付いて下降するのを防止するため、運転手はブレーキペダルを必ず踏むことになるから、このブレーキペダルを踏んだ際、モータの機能を発電機能に切り替えると、発電機が負荷となり自動車が勢い付くのを抑止することができるとともに、電力を回生することができる。
【００２２】
この電力をキャパシタに回収すれば、キャパシタは急速充放電を行えるので、立体駐車場に外部エネルギー回収装置を設けることで外部エネルギー回収装置に給電することができる。さらに、立体駐車場以外の場所に設置された充電スタンドのバッテリー装置に給電するようにしてもよい。このようにすると、余剰エネルギーを有効に回生することができる。
【００２３】
また、外部エネルギー回収装置は高速道路料金所又は高速道路サービスエリアなどにも設置してもよく、ビジネスモデルへの適用範囲を広げることができる。高速道路では、高速走行中にブレーキを踏むことで、前記したようにモータの機能を発電機能に切り替えれば制動力を得ることができると共に、電力として回生することが可能となるから、その電力を直接キャパシタに蓄え、外部エネルギー回収装置に回収することができる。
【００２４】
そしてこのように充電スタンドを含む外部エネルギー回収装置に給電を行う場合に、売買電力量センサを備えて売買電力を金額に換算し、駐車料金又は高速料金に充当したり、ポイントカードに貯金したりしてもよい。そうすることで、立体駐車場などでは高いところに駐車するほど充電量が多くなり、駐車料金を安価にできるから、高い所への駐車率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のモータ駆動可能な自動車及びこれを備えるエネルギー回生システムでは、自動車制動時又は高速走行時に発生した余剰エネルギー、若しくは必要な充電量以外のエネルギーを有効に回生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明のエネルギー回生システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明のモータ駆動可能な自動車の一実施形態を示す説明図である。
【図３】図３は、図２の自動車のキャパシタに蓄えられた電力を回収するための外部エネルギー回収装置を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明のエネルギー回生システムを立体駐車場に適用した場合の説明図である。
【図５】図５は、本発明のエネルギー回生システムを高速道路料金所に適用した場合の説明図である。
【図６】図６は、本発明のエネルギー回生システムを高速道路サービスエリアに適用した場合の説明図である。
【図７】図７は、自動車を外部エネルギー回収装置に接続する形態を示す説明図である。
【図８】図８は、環境負荷削減効果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特に記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
図１は、本発明のエネルギー回生システムの概略を示している。図に示すように、バッテリー１１とキャパシタ１２を搭載した自動車１と、外部エネルギー回収装置２との間で、電力の給電・受電が行われる。外部エネルギー回収装置２には、一対のインバータ２１が設けられ、これらの間から外部との電力の供受給が行われる。より具体的には、一対のインバータ２１間は、商用電源に接続され、外部から外部エネルギー回収装置２のバッテリー装置２２に給電を行うことができるし、バッテリー装置２２から外部の商用電源に電力を供給することもできる。この一対のインバータ２１間にはセンサ２３が取り付けられ、電圧値や電流値が表示装置であるディスプレイ２４に表示される。
このエネルギー回生システムを用いれば、自動車１から外部エネルギー回収装置２にエネルギーを回収することで、広く社会一般でエネルギーの回生を図ることができ、また、この外部エネルギー回収装置２から買電してバッテリーを充電することもできるから、各種ビジネスモデルへの展開を図ることができる。
【００２９】
図２は、本発明のモータ駆動可能な自動車の一実施形態を示している。図２は一例として、ハイブリッド車１を示している。このハイブリッド車１は、発電機として使用可能なモータであるモータジェネレータ１３と、このモータジェネレータ１３に電力を供給するバッテリー１１とを備えている。ここで、バッテリー１１としては、各種のバッテリーを用いることができるが、例えば、リチウムイオン電池を用いることが好ましい。鉛電池と比べて回生効率が高くなるからである。
本実施形態ではモータジェネレータ１３は、効率の良い交流の電動発電機であり、交流を直流に、直流を交流に変換するインバータ１４を備えている。モータジェネレータ１３に直流の電動発電機を用いる場合は、インバータ１４は不要である。
【００３０】
また、ハイブリッド車１は、モータジェネレータ１３の駆動力を駆動輪１５に伝えると共に制動時に駆動輪１５からの回転力を、モータジェネレータ１３に伝えて回生ブレーキとして動作させる駆動力伝達機構１６を備えている。この駆動力伝達機構１６は、モータジェネレータ１３とエンジン１９との連結を切り替える連結切替部１６１と、連結切替部１６１から車体長手方向に沿った駆動軸と車体幅方向に沿った車軸との連結部であるディファレンシャルギア１６２とを備えている。なお、モータジェネレータ１３とエンジン１９とは、同一の駆動軸で結合してディファレンシャルギア１６２に駆動力を伝達すると共に、エンジン１９の駆動力に余剰が生じた場合はモータジェネレータ１３を発電機として使用し、回生電力を得るようにしても良い。
【００３１】
さらに、ハイブリッド車１は、キャパシタ１２と、回生ブレーキ動作時に発電した回生電力をバッテリー１１とキャパシタ１２に選択的に送ると共に、キャパシタ１２に蓄えられた電力をバッテリー１１、又は外部エネルギー回収装置２（図１記載）に送電するための第１の切替スイッチＳＷ１を備えている。また、ハイブリッド車１は、ハイブリッド車１を外部エネルギー回収装置２に接続するためのコネクタとしてプラグ１７とを備えている。
【００３２】
さらに、ハイブリッド車１は、バッテリー１１の充電量を測定する充電量センサＳ１と、回生ブレーキ動作時に発電した電力を検出する検出センサＳ２とを備えている。そして、このハイブリッド車１は、充電量センサＳ１の検出したバッテリー１１の充電量と、回生ブレーキ動作時に発電された電力の検出センサＳ２からの信号に応じ、バッテリー１１がフル充電状態で又は発電電力がバッテリーへの充電許容量を超えた状態で、回生ブレーキ動作時の発電電力をキャパシタ１２に送るように第２の切替スイッチＳＷ２を切り替える制御回路としてのＥＣＵ１８とを備えている。勿論、ハイブリッド車であるので、エンジン１９によっても駆動輪１５を駆動可能である。
【００３３】
またＥＣＵ１８は、例えばナビゲーションシステムから取得した今後の走行距離、または図示していない入力装置から入力した今後の走行距離と、充電量センサＳ１の検出したバッテリー１１の充電量から算出される走行可能距離とを比較し、今後の走行距離より走行可能距離が多い場合はバッテリー１１を外部エネルギー回収装置２（図１記載）に売電したり、逆に少ない場合は買電する制御も行う。
【００３４】
なお、キャパシタ１２としては電気二重層キャパシタを、バッテリー１１としてリチウムイオン電池を適用することができる。電気二重層キャパシタを用いることで、キャパシタに比して充電容量が大きく、内部抵抗が低く短時間で充放電を行うことができる。また、充放電による劣化が少ないのでキャパシタの製品寿命が長い。また、リチウムイオン電池は鉛電池に比較し、充電時間が短く、充電量が多いという特徴を有する。
【００３５】
図３は、図２のハイブリッド車１のキャパシタ１２に蓄えられた電力を回収するための外部エネルギー回収装置２を示している。この外部エネルギー回収装置２にはバッテリー装置２２が設けられている。自動車１とバッテリー装置２２とはスイッチＳＷ３，ＳＷ４を介して接続されている。スイッチＳＷ３はＤＣ／ＡＣ変換器２５を介して外部電源２６に給電又は受電するルートと、バッテリー装置２２に直接接続されるルートとを有している。ＤＣ／ＡＣ変換器２５は商用電源（ＡＣ電源）２６に接続されており、この商用電源２６に自動車のキャパシタに蓄えられた電力を売電したり逆に商用電源２６から自動車のバッテリーに給電することもできる。
【００３６】
外部エネルギー回収装置２には、バッテリー装置２２の充電量を測定する第３のセンサＳ３と、自動車１からの電流値又は自動車１への電流値を測定する第４のセンサＳ４とを備えている。
そして、ＣＰＵ２７は自動車からの供電・受電の指示や、センサＳ３，Ｓ４からの信号でＤＣ／ＡＣ変換器２５やスイッチＳＷ３，ＳＷ４を制御したり、ディスプレイ２４に充電量（売電量）及び受電量（買電量）を表示したり、記録媒体２８に記録したりすることができる。
【００３７】
図４は、本発明のエネルギー回生システムを立体駐車場に適用した例を示している。立体駐車場での回生技術は、自動車の余剰エネルギーを回収し、この回収した余剰エネルギーを電気エネルギーに変換して再利用するものである。図に示すように、立体駐車場には、地上に形成された立体駐車場５Ａと、地下に形成された立体駐車場５Ｂとがある。立体駐車場５Ａは、図では５階建てになっており、フロア間の自動車１の移動は傾斜面状の坂道を通行して行われる。例えば、５階に駐車した自動車は、相当程度の位置エネルギーを有する。
【００３８】
この自動車の位置エネルギーは、駐車場内の坂道をブレーキを利かせながら自動車を下降させることで回収される。具体的には、運転手がブレーキを踏むとブレーキセンサがそれを認識し、ＥＣＵ１８を介してモータジェネレータ１３（図２記載）を発電機として機能させる。そして、駐車場の出口に設置された外部エネルギー回収装置２Ａに回生エネルギーを送る場合、及びバッテリー１１（図２記載）がフル充電状態である場合、又はモータジェネレータ１３の発電電力がバッテリー１１への充電許容量を超えている場合にＥＣＵ１８は、急速充放電ができるキャパシタ１２（図２記載）に充電させる。そしてキャパシタ１２に蓄えた電力、及び充電量センサＳ１が検出したバッテリー１１の充電量から算出される走行可能距離が今後の走行距離より多い場合、バッテリー１１からも、外部エネルギー回収装置２Ａのバッテリー装置２２に電力を回収させる。そうでない場合には、キャパシタ１２からバッテリー１１に電力が送電される。
【００３９】
一方、立体駐車場５Ｂは、例えば地下５階まで形成されている。フロア間の自動車１の移動は傾斜面状の坂道を通行して行われる。このエネルギーは、例えば、地下５階に設けられた外部エネルギー回収装置２Ｂを用いてバッテリー装置２２に回収することができる。しかし、地下５階に設けると、地下１階〜地下４階に駐車する自動車１は外部エネルギー回収装置２Ｂの設置場所に行かないことになるため、外部エネルギー回収装置２Ｂを各階に設置してもよい。なお、図４では、立体駐車場を地上に形成した例と、地下に形成した例とに付いて説明したが、勿論、立体駐車場を地下と地上とに跨って形成してもよい。
【００４０】
図５は、本発明のエネルギー回生システムを高速道路料金所に適用した例を示している。高速道路料金所手前では、自動車は必ず減速し、その際にバッテリー１１、キャパシタ１２（図２記載）に電力を蓄えることができるから、図に示すように、高速道路の出口に外部エネルギー回収装置２を設置し、その外部エネルギー回収装置２の近くにハイブリッド車１が停車した際、ハイブリッド車１から外部エネルギー回収装置２に接続されたバッテリー装置２２へ、キャパシタ１２に蓄えた電力を供給したりバッテリー１１の容量が少ない場合は充電する。
【００４１】
図６は、本発明のエネルギー回生システムを高速道路サービスエリアに適用した例を示している。図に示すように、ハイブリッド車１は、高速道路のパーキングや充電スタンドに設置された外部エネルギー回収装置２の近くに停車している。この具体例では、通常は、外部エネルギー回収装置２が充電スタンドであり、バッテリー装置２２（図３記載）からの電力がハイブリッド車１に供給されるが、高速道路走行時の余剰エネルギーを高速道路内に設置された外部エネルギー回収装置２を介してバッテリー装置２２に供給することも可能である。
【００４２】
バッテリー装置２２に給電を行った場合、図３に示す第３のセンサＳ３でそれを測定し、記録媒体１１に記録してもよい。この記録媒体１１のデータを例えば、無線でハイブリッド車１に送信し、料金化してメモリに記録すれば、高速道路料金所をＥＴＣ車で通過する際に、料金所の読み取りセンサでそれを読み取り、高速料金を廉価にすることができる。
【００４３】
また、給電を行って得た料金ポイントをカードに記録し、外部エネルギー回収装置２のカードリーダ２０に読み取らせるようにしてもよい。
大型のバッテリーを搭載したトラック４から、また、普通の乗用車のバッテリー１１から商用電源２６を介して外部エネルギー回収装置２に電力を供給することもできる。
【００４４】
図７は、自動車１から外部エネルギー回収装置２に、蓄えた電力を給電するため装置の概念図である。自動車１のプラグ１７は外部エネルギー回収装置２のリセプタクル２９に挿入される。プラグ１７はピン状であるが、自動車１の幅方向の位置決めを考慮してリセプタクル２９は幅広にされている。
また、自動車１の前後方向の位置決めを正確に行うために、ハの字状に配置された一対の車輪ガイド３が設けられている。
【００４５】
また、後方へ移動中に自動車１の後輪が車輪ガイド３に接触した場合、車種によって後輪からプラグ１７までの自動車１の前後方向の距離が異なるため、プラグ１７の長さと、リセプタクル２９の奥行きは十分に長い寸法にすることが好ましい。プラグ１７がリセプタクル２９に届かない場合は、外部エネルギー回収装置２を前後移動可能なように構成させるとよい。
なお、リセプタクル２９が雨風に晒されないように、リセプタクル２９の開口部に回動扉を設け、プラグ１７が押し込まれると回動扉が開きプラグ１７がリセプタクル２９に嵌合するようにしてもよい。
【００４６】
なお、この図７に示した自動車１から外部エネルギー回収装置２に給電するため装置は接触式の場合を示したが、例えば高周波発信回路で高周波電流を発生させ、送電コイルで高周波電磁界を発生させて受電コイルで受け、整流回路で直流に変換することで、非接触で電力を伝送する技術が実用化されており、そのような技術を用いてもよい。
【００４７】
このように上述した実施形態では、バッテリー１１がフル充電状態又は発電電力がバッテリー１１への充電許容量を超えた状態で、自動車１の制動時の余剰エネルギーを電気エネルギーに変換してキャパシタに回収している。ここで、キャパシタ１２はバッテリー１１と比べて蓄電容量は小さいものの電気エネルギーの受渡しを短時間で行うことができるという特徴を有しているからである。すなわち、キャパシタ１２を用いると、急速充放電が可能となる。なお、キャパシタ１２のエネルギーの回収は、自動車のバッテリー１１に充電余裕が生じた場合にはキャパシタからバッテリーに、外部エネルギー回収装置２への回収が可能な状態では外部エネルギー回収装置２へ給電することで行われる。
【００４８】
なお、以上説明してきた立体駐車場、売電スタンド、高速道路のパーキングエリア、高速道路の料金所などにおける自動車の駐車時間は、立体駐車場、高速道路のパーキングエリアでは比較的長く、売電スタンドは立ち寄る車が多ければ短時間になり、高速道路の料金所では短時間になる。そのため、それぞれに設置される外部エネルギー回収装置２への売買電のための時間は、それぞれに対応した時間以内に完了する必要がある。
【００４９】
前記したように本発明の自動車は、バッテリー１１とキャパシタ１２とを使用するが、例えば駐車時間の比較的長い立体駐車場、高速道路のパーキングエリアなどではバッテリー１１による売買電が可能であるが、売電スタンドや高速道路の料金所などは短時間の停車になる可能性が大きいから、キャパシタ１２とを使用することでこういった場所でも売買電が可能となる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、外部エネルギー回収装置２の設置場所として、立体駐車場料金所、高速道路料金所又は高速道路サービスエリアを挙げているため、以下の作用効果を奏する。
すなわち、立体駐車場では、上方の階に移動するとき位置エネルギーが大きくなるが、立体駐車場を出るときは、その位置エネルギーが運動エネルギーに変換される。そして、この運動エネルギーにより自動車は坂道を下降することができる。この際、自動車１が勢い付いて下降するのを防止するために、運転手はブレーキペダルを踏むなどする。このブレーキペダルを踏んだ際、モータの機能を発電機能に切り替えると、モータジェネレータ１３が負荷となり自動車が勢い付くのを抑止することができるとともに、電力を回生することができる。
【００５１】
この電力をキャパシタ１２に回収すれば、キャパシタ１２は急速充放電を行えるので、立体駐車場に外部エネルギー回収装置２を設けることで外部エネルギー回収装置２に給電することができる。さらに、立体駐車場以外の場所に設置された充電スタンドのバッテリー装置に給電するようにしてもよい。このようにすると、余剰エネルギーを有効に回生することができる。
【００５２】
充電スタンドなどは高速道路料金所又は高速道路サービスエリアなどにも設置してよく、ビジネスモデルへの適用範囲が広げることができる。高速道路では、高速走行中にブレーキを踏むと、自動車１には大きな制動力が働くため、このエネルギーを余剰エネルギーとして蓄えることができる。また、高速走行中に、モータジェネレータ１３のモータ機能を発電機能に切り替えて、キャパシタに余剰エネルギーを蓄えることができる。
充電スタンドに給電を行う場合は、充電電力を金額に換算し、駐車料金又は高速料金に充当したり、ポイントカードに貯金したりしてもよい。そうすることで、立体駐車場などでは高いところに駐車するほど充電量が多くなり、駐車料金を安価にできるから、高い所への駐車率を高めることができる。
【００５３】
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、他の種々の変形が可能であることはいうまでもない。
上述した実施形態では、発電機能とモータ機能とを有するモータジェネレータ１３を用いた例について説明したが、発電機とモータとを別に設けてもよい。
また、自動車としてハイブリッド車を例に説明したが、電気自動車でもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のモータ駆動可能な自動車及びこれを備えるエネルギー回生システムでは、電気自動車又はハイブリッド車で発生した余剰エネルギーを有効に回生することができる。本発明のモータ駆動可能な自動車は、立体駐車場、充電スタンド及び高速道路などを含んだシステムに適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  自動車（ハイブリッド車）
１１  バッテリー
１２  キャパシタ
１３  モータジェネレータ
１４  インバータ
１５  駆動輪
１６  駆動力伝達機構
１６１  連結切替部
１６２  ディファレンシャルギア
１７  コネクタ（プラグ）
１８  ＥＣＵ
２，２Ａ，２Ｂ  外部エネルギー回収装置
２０  カードリーダ
２１  インバータ
２２  バッテリー装置
２３  センサ
２４  ディスプレイ
２５  ＤＣ／ＡＣ変換器
２６  商用電源
２７  ＣＰＵ
２８  記録媒体
２９  リセプタクル
３  車輪ガイド
４  トラック
５Ａ，５Ｂ  立体駐車場
ＳＷ１  第１の切替スイッチ
ＳＷ２  第２の切替スイッチ
ＳＷ３，ＳＷ４  スイッチ
Ｓ１  充電量センサ
Ｓ２  検出センサ
Ｓ３  第３のセンサ
Ｓ４  第４のセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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