(57)【要約】【課題】蓄電池へ蓄積される電力（Ｐｉｎ）と蓄電池から出力される電力（Ｐｏｕｔ）との比率（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）が高い発電システムを提供する。【解決手段】本実施形態による発電システムは、電力を供給する充電可能な第１のバッテリおよび第２のバッテリと、第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方の電力を出力する第１の切替部と、第１の切替部から出力される第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方の電力を受けて動作するモータと、モータの運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を生成する発電部と、発電部からの電力を第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方に供給する第２の切替部とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する充電可能な第１のバッテリおよび第２のバッテリと、
前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのいずれか一方の電力を出力する第１の切替部と、
前記第１の切替部から出力される前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのいずれか一方の電力を受けて動作するモータと、
前記モータの運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を生成する発電部と、
前記発電部からの電力を前記第１のバッテリまたは前記第２のバッテリのいずれか一方に供給する第２の切替部とを備えた発電システム。
【請求項２】
前記第１および前記第２のバッテリの出力電圧に基づいて前記第１および前記第２の切替部を制御するスイッチコントローラをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記第１または前記第２のバッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータをさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記第１の切替部から出力される電力の一部を外部へ出力し、その他の電力を前記モータへ出力する分電部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項５】
前記発電部は、前記モータの回転軸と共通の回転軸を有し、前記モータが回転軸を回転させることによって発電する第１の発電機および第２の発電機を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項６】
前記第１の切替部が前記第１のバッテリからの電力を出力している場合、前記第１の切替部は、前記第１のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ切替えて、前記第２のバッテリからの電力を出力し、
前記第１の切替部が前記第２のバッテリからの電力を出力している場合、前記第１の切替部は、前記第２のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへ切替えて、前記第１のバッテリからの電力を出力することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記第２の切替部が前記発電部からの電力を前記第１のバッテリに供給している場合、前記第２の切替部は、前記第２のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、前記第１のバッテリから前記第２のバッテリへ切替えて、前記発電部からの電力を前記第２のバッテリに供給し、
前記第２の切替部が前記発電部からの電力を前記第２のバッテリに供給している場合、前記第２の切替部は、前記第１のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、前記第２のバッテリから前記第１のバッテリへ切替えて、前記発電部からの電力を前記第１のバッテリに供給することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フライホイールを用いた発電装置では、フライホイールが余剰な（あるいは再生成された）電気エネルギーを回転体の運動エネルギーとして貯蔵し、発電機がこのフライホイールの運動エネルギーを電力エネルギーに変換して、蓄電池を充電する。蓄電池に蓄積された電力エネルギーは、負荷の消費電力として再利用され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９５８５６４号明細書
【特許文献２】米国特許第６８３７０８５号明細書
【特許文献３】米国特許第６１１１３２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電池へ蓄積される電力（Ｐｉｎ）と蓄電池から出力される電力（Ｐｏｕｔ）との比率（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）（以下、蓄電効率ともいう）を向上させるためには、発電機が効率よく電気エネルギーを発電すること、あるいは、モータの消費電力を低下させること考えられる。しかし、従来の発電装置では、蓄電効率が依然として低いという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本実施形態による発電システムは、電力を供給する充電可能な第１のバッテリおよび第２のバッテリと、第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方の電力を出力する第１の切替部と、第１の切替部から出力される第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方の電力を受けて動作するモータと、モータの運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を生成する発電部と、発電部からの電力を第１のバッテリまたは第２のバッテリのいずれか一方に供給する第２の切替部とを備えている。
【０００６】
当該発電システムは、第１および第２のバッテリの出力電圧に基づいて第１および第２の切替部を制御するスイッチコントローラをさらに備えてもよい。
【０００７】
当該発電システムは、第１または第２のバッテリからの直流電力を交流電力に変換するインバータをさらに備えてもよい。
【０００８】
当該発電システムは、第１の切替部から出力される電力の一部を外部へ出力し、その他の電力をモータへ出力する分電部をさらに備えてもよい。
【０００９】
発電部は、モータの回転軸と共通の回転軸を有し、モータが回転軸を回転させることによって発電する第１の発電機および第２の発電機を含んでもよい。
【００１０】
第１の切替部が第１のバッテリからの電力を出力している場合、第１の切替部は、第１のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、第１のバッテリから第２のバッテリへ切替えて、第２のバッテリからの電力を出力し、
第１の切替部が第２のバッテリからの電力を出力している場合、第１の切替部は、第２のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、第２のバッテリから第１のバッテリへ切替えて、第１のバッテリからの電力を出力してもよい。
【００１１】
第２の切替部が発電部からの電力を第１のバッテリに供給している場合、第２の切替部は、第２のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、第１のバッテリから第２のバッテリへ切替えて、発電部からの電力を第２のバッテリに供給し、
第２の切替部が発電部からの電力を第２のバッテリに供給している場合、第２の切替部は、第１のバッテリの出力電圧が所定値を下回ったときに、第２のバッテリから第１のバッテリへ切替えて、発電部からの電力を第１のバッテリに供給してもよい。
【発明の目的】
【００１２】
本発明は、蓄電池へ蓄積される電力（Ｐｉｎ）と蓄電池から出力される電力（Ｐｏｕｔ）との比率（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）が高い発電システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る実施形態に従った発電システム１００の構成の一例を示すブロック図。
【図２】発電システム１００の動作を示すフロー図。
【図３】本実施形態によるモータＭＯＴおよび発電部ＧＥＮの構成の一例を示す図。
【図４】第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２のステータ１０およびロータ２０の構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る実施形態に従った発電システム１００の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態による発電システム１００は、第１のバッテリＢＡＴＴ１と、第２のバッテリＢＡＴＴ２と、第１のＤＣ−ＡＣインバータＩＮＶ１と、第２のＤＣ−ＡＣインバータＩＮＶ２と、第１のリレースイッチＲＬＹ１と、第２のリレースイッチＲＬＹ２と、分電盤ＤＳＴと、昇圧トランスＴＲＣと、三相変換器ＣＮＶと、モータＭＯＴと、発電部ＧＥＮと、電圧センサ・切替制御装置ＳＷＣＮＴとを備えている。
【００１６】
第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、モータＭＯＴおよび負荷に対して電力を供給することができ、かつ、発電部ＧＥＮからの電力を充電することができるように構成されている。第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、それぞれ、例えば、直流１２ボルトの充電可能なバッテリ、あるいは、このようなバッテリを複数個直列または並列に接続して構成されたバッテリ群であってもよい。第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２がそれぞれ複数のバッテリから成るバッテリ群である場合、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、それぞれ、２４ボルトや４８ボルトの直流電圧を生成することができる。例えば、本実施形態による第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、それぞれ、１２ボルトのバッテリを４個直列に接続した４８ボルトのバッテリ群でもよい。
【００１７】
第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、互いに同じ出力電圧および容量を有するバッテリであってもよい。また、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、互いに異なる容量を有するバッテリであってもよい。
【００１８】
第１のＤＣ−ＡＣインバータＩＮＶ１は、第１のバッテリＢＡＴＴ１と第１のリレースイッチＲＬＹ１との間に接続されており、第１のバッテリＢＡＴＴ１からの直流電力を交流電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に変換する。第２のＤＣ−ＡＣインバータＩＮＶ２は、第２のバッテリＢＡＴＴ２と第１のリレースイッチＲＬＹ１との間に接続されており、第２のバッテリＢＡＴＴ２からの直流電力を交流電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に変換する。
【００１９】
第１のリレースイッチＲＬＹ１は、第１および第２のＤＣ−ＡＣインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２と分電盤ＤＳＴとの間に接続されており、第１のバッテリＢＡＴＴ１または第２のバッテリＢＡＴＴ２のいずれか一方の電力を負荷側またはモータＭＯＴ側へ出力する。即ち、第１のリレースイッチＲＬＹ１は、第１のバッテリＢＡＴＴ１または第２のバッテリＢＡＴＴ２のいずれか一方の電力を選択的に負荷またはモータＭＯＴへ供給することができるように構成されている。
【００２０】
分電盤ＤＳＴは、第１のリレースイッチＲＬＹ１と出力との間、第１のリレースイッチＲＬＹ１と昇圧トランスＴＲＣとの間に接続されており、第１のリレースイッチＲＬＹ１からの電力を負荷側とモータＭＯＴ側とに分配する。即ち、分電盤ＤＳＴは、第１の切替部から出力される電力の一部を負荷へ出力し、その他の電力をモータＭＯＴへ供給する。
【００２１】
負荷は、電力を消費する電気機器であればよく、特に限定しない。例えば、負荷は、屋内または屋外で使用される照明器具や空調装置等でよい。また、負荷は、車両用の照明器具や空調装置等であってもよい。本実施形態では、負荷に接続される出力は、商用電力と同じＡＣ１００ボルトの電力を出力するが、ＡＣ２００ボルトの電力を出力してもよい。
【００２２】
昇圧トランスＴＲＣは、分電盤ＤＳＴからの交流電力を昇圧する。例えば、昇圧トランスＴＲＣは、ＡＣ１００Ｖの電力をＡＣ２００Ｖの電力へ昇圧する。三相変換器ＣＮＶは、昇圧トランスＴＲＣで昇圧された交流電力を、モータＭＯＴで使用することができるように三相交流電力へ変換する。
【００２３】
モータＭＯＴは、三相変換器ＣＮＶと発電部ＧＥＮとの間に接続されており、第１のリレースイッチＲＬＹ１によって選択された第１または第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２のいずれか一方から電力供給を受けて回転軸ＲＯＴを回転させる。モータＭＯＴは、例えば、三相交流電力によって駆動される三相モータである。モータＭＯＴの内部構成は、特に限定しないが、例えば、上記特許文献１〜３に記載されたブラシレスモータと同様の構成でよい。回転軸ＲＯＴの軸受けは、転がり軸受け、すべり軸受け、磁気軸受け等、特に限定しないが、回転抵抗の低い軸受けが好ましい。回転軸ＲＯＴの軸受けは、例えば、超伝導技術を用いた浮遊軸受けであってもよい。これにより、回転軸ＲＯＴの回転抵抗を可及的に低下させることができる。
【００２４】
発電部ＧＥＮは、第１の発電機ＧＥＮ１と第２の発電機ＧＥＮ２とを含み、モータＭＯＴの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２は互いに共通の回転軸ＲＯＴを有し、かつ、第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２の回転軸ＲＯＴはモータＭＯＴの回転軸ＲＯＴと共通である。即ち、モータＭＯＴ、第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２の各回転軸ＲＯＴの中心軸はほぼ一致している。このようにモータＭＯＴの回転軸ＲＯＴが第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２の回転軸ＲＯＴと共通であることにより、回転軸ＲＯＴは、モータＭＯＴの運動エネルギーを高効率で第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２へ伝達することができる。
【００２５】
第１の発電機ＧＥＮ１および第２の発電機ＧＥＮ２は、モータＭＯＴによって回転する回転軸ＲＯＴの運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機である。第１の発電機ＧＥＮ１および第２の発電機ＧＥＮ２の構成については、後述する。
【００２６】
第２のリレースイッチＲＬＹ２は、発電部ＧＥＮと第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２との間に接続されている。第２のリレースイッチＲＬＹ２は、発電部ＧＥＮにおいて発電された電気エネルギーを第１のバッテリＢＡＴＴ１または第２のバッテリＢＡＴＴ２のいずれか一方に供給するように構成されている。
【００２７】
第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、それぞれ蓄電池と充電器とを備えている。充電器が第２のリレースイッチＲＬＹ２からの交流電力を直流電力へ変換して蓄電池へ供給し、蓄電池が充電器からの直流電力を蓄電する。また、蓄電池は、直流電力をインバータＮＶ１、ＩＮＶ２へ出力する。
【００２８】
電圧センサ・切替制御装置ＳＷＣＮＴ（以下、スイッチコントローラＳＷＣＮＴと呼ぶ）は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２と第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２との間に接続されている。スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、電圧センサ部と、切替制御部とを含む。電圧センサ部は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の出力電圧をそれぞれ検出する電圧計でよい。切替制御部は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の出力電圧に応じて第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２の切替えを制御する。スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）またはＣＰＵ(Central Processing Unit)等の半導体チップで構成することができる。また、スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２のいずれか一方またはそれらの両方の内部に組み込まれていてもよい。
【００２９】
図２は、発電システム１００の動作を示すフロー図である。以下、図２を参照して、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２の切替動作について具体的に説明する。
【００３０】
（初期状態）
例えば、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２がともにフル（満充電）である場合、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２は、ともに所定値（例えば、２４Ｖ）以上の電圧を持続的に出力することができる。従って、この場合、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２のいずれを選択していてもよい。尚、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の出力電圧の所定値は、予め設定し、スイッチコントローラＳＷＣＮＴ内部のメモリ（図示せず）に格納しておけばよい。出力電圧の所定値は、例えば、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の最大出力電圧の約５０％でよい。また、出力電圧の所定値は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２において同一値であってもよい。第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の出力電圧または容量が互いに相違する場合、出力電圧の所定値は、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２において互いに相違させてもよい。
【００３１】
第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２がともにフルである場合、例えば、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２はともに第１のバッテリＢＡＴＴ１を選択する（Ｓ１０）。第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２がともに第１のバッテリＢＡＴＴ１を選択している場合、第１のバッテリＢＡＴＴ１からの出力電力は、負荷およびモータＭＯＴにおいて消費される。一方、発電部ＧＥＮからの電力は、第１のバッテリＢＡＴＴ１へ供給される。第１のバッテリＢＡＴＴ１は、負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給しながら、発電部ＧＥＮからの電力を受ける（Ｓ１５）。
【００３２】
（第１のバッテリＢＡＴＴ１の出力電圧が低下した場合）
第１のバッテリＢＡＴＴ１の選択状態を継続した場合、負荷の消費電力にも依存するが、第１のバッテリＢＡＴＴ１の電荷が次第に消費されていく。そして、第１のバッテリＢＡＴＴ１の出力電圧が所定値（例えば、２４Ｖ）を下回った場合（Ｓ２０のＹＥＳ）、スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、第２のリレースイッチＲＬＹ２の状態を維持したまま、第１のリレースイッチＲＬＹ１を切り替える。これにより、第１のリレースイッチＲＬＹ１は、第１のバッテリＢＡＴＴ１から第２のバッテリＢＡＴＴ２へ切り替える（Ｓ３０）。第１のリレースイッチＲＬＹ１が第２のバッテリＢＡＴＴ２を選択することによって、フル状態の第２のバッテリＢＡＴＴ２が負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給することができる。一方、第２のリレースイッチＲＬＹ２は第１のバッテリＢＡＴＴ１の選択を維持しているので、発電部ＧＥＮからの電力が第１のバッテリＢＡＴＴ１へ引き続き充電される。即ち、フル状態の第２のバッテリＢＡＴＴ２は負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給し、尚且つ、エンプティ状態の第１のバッテリＢＡＴＴ１は発電部ＧＥＮから電力を受けて充電される（Ｓ３５）。
【００３３】
（第２のバッテリＢＡＴＴ２の出力電圧が低下した場合（第１のシーケンス））
第１のリレースイッチＲＬＹ１が第２のバッテリＢＡＴＴ２を継続的に選択した場合、第２のバッテリＢＡＴＴ２の電荷が次第に消費されていく。そして、第２のバッテリＢＡＴＴ２の出力電圧が所定値を下回った場合（Ｓ４０のＹＥＳ）、スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２をともにほぼ同時に切り替える。これにより、第１のリレースイッチＲＬＹ１は、第２のバッテリＢＡＴＴ２から第１のバッテリＢＡＴＴ１へ切り替える。第２のリレースイッチＲＬＹ２は、第１のバッテリＢＡＴＴ１から第２のバッテリＢＡＴＴ２へ切り替える（Ｓ５０）。
【００３４】
このとき、第１のバッテリＢＡＴＴ１は、フル状態または或る程度まで充電されている。従って、第１のリレースイッチＲＬＹ１が第１のバッテリＢＡＴＴ１を選択することによって、それまで充電されてきた第１のバッテリＢＡＴＴ１が負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給することができる。一方、第２のリレースイッチＲＬＹ２が第２のバッテリＢＡＴＴ２を選択することによって、発電部ＧＥＮからの電力が第２のバッテリＢＡＴＴ２へ充電され得る。即ち、充電後の第１のバッテリＢＡＴＴ１が負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給し、尚且つ、エンプティ状態の第２のバッテリＢＡＴＴ２は発電部ＧＥＮからの電力を受け充電される（Ｓ５５）。
【００３５】
（第１のバッテリＢＡＴＴ１の出力電圧が低下した場合（第２のシーケンス））
第１のリレースイッチＲＬＹ１が第１のバッテリＢＡＴＴ１を継続的に選択した場合、第１のバッテリＢＡＴＴ１の電荷が次第に消費されていく。そして、第１のバッテリＢＡＴＴ２の出力電圧が所定値を下回った場合（Ｓ６０のＹＥＳ）、スイッチコントローラＳＷＣＮＴは、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２を同時に切り替える。これにより、第１のリレースイッチＲＬＹ１は、第１のバッテリＢＡＴＴ１から第２のバッテリＢＡＴＴ２へ切り替える。第２のリレースイッチＲＬＹ２は、第２のバッテリＢＡＴＴ２から第１のバッテリＢＡＴＴ１へ切り替える（Ｓ７０）。
【００３６】
このとき、第２のバッテリＢＡＴＴ２は、フル状態または或る程度まで充電されている。従って、第１のリレースイッチＲＬＹ１が第２のバッテリＢＡＴＴ２を選択することによって、それまで充電されてきた第２のバッテリＢＡＴＴ２が負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給することができる。一方、第２のリレースイッチＲＬＹ２が第１のバッテリＢＡＴＴ１を選択することによって、発電部ＧＥＮからの電力が第１のバッテリＢＡＴＴ１へ充電され得る。即ち、充電後の第２のバッテリＢＡＴＴ２が負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給し、尚且つ、エンプティ状態の第１のバッテリＢＡＴＴ１は発電部ＧＥＮからの電力を受け充電される（Ｓ７５）。
【００３７】
その後、ステップＳ４０へ戻る。即ち、発電システム１００は、第１のシーケンス（Ｓ４０〜Ｓ５５）および第２のシーケンス（Ｓ６０〜Ｓ７５）を繰り返し実行する。このように、第１および第２のシーケンスを繰り返すことによって、発電システム１００は、充電された一方のバッテリＢＡＴＴ１（またはＢＡＴＴ２）を用いて負荷およびモータＭＯＴへ電力を供給し、尚且つ、放電されたエンプティ状態の他方のバッテリＢＡＴＴ２（またはＢＡＴＴ１）に対して充電することができる。
【００３８】
このように、本実施形態による発電システム１００は、第１のリレースイッチＲＬＹ１と第２のリレースイッチＲＬＹ２との間に並列に接続された複数のバッテリ（またはバッテリ群）ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２を備える。そして、第１のリレースイッチＲＬＹ１が電力供給側のバッテリ（ＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２）を切り替え、第２のリレースイッチＲＬＹ２が充電側のバッテリ（ＢＡＴＴ２、ＢＡＴＴ１）を切り替える。これにより、発電部ＧＥＮからの電力は、ほとんど無駄なくバッテリＢＡＴＴ１またはＢＡＴＴ２に充電され、それにより、余剰な電力がほとんど発生しない。
【００３９】
また、発電システム１００は、充電されたバッテリＢＡＴＴ１（またはＢＡＴＴ２）の出力電圧が所定値に低下するまで、バッテリＢＡＴＴ１（またはＢＡＴＴ２）からの出力電力を継続して使用する。これにより、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２は、無駄な切替えを行う必要が無く、切替えを最小限に抑えることができる。これは、スイッチコントローラＳＷＣＮＴ、第１および第２のリレースイッチＲＬＹ１、ＲＬＹ２における消費電力を抑制し、かつ、第１および第２のバッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２の寿命を延ばすという効果を有する。
【００４０】
ここで、蓄電池へ蓄積される電力をＰｉｎとし、蓄電池から出力される電力Ｐｏｕｔとし、これらの比率を蓄電効率（Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔ）とする。本実施形態による発電システム１００では、発電部ＧＥＮで発電される電力のほとんどが蓄電池へ蓄積される。このため、本実施形態による発電システム１００の電力Ｐｉｎは非常に高くなる。従って、発電システム１００は、従来の発電装置よりも高い蓄電効率Ｐｉｎ／Ｐｏｕｔを得ることができる。
【００４１】
図３は、本実施形態によるモータＭＯＴおよび発電部ＧＥＮの構成の一例を示す図である。第１の発電機ＧＥＮ１、第２の発電機ＧＥＮ２およびモータＭＯＴの各回転軸ＲＯＴは共通（同軸）である。従って、モータＭＯＴが回転軸ＲＯＴを回転させることによって第１の発電機ＧＥＮ１および第２の発電機ＧＥＮ２は効率良く発電することができる。さらに、第１の発電機ＧＥＮ１および第２の発電機ＧＥＮ２は回転軸ＲＯＴによって連結されており、互いに同一の構成を有している。従って、モータＭＯＴが回転軸ＲＯＴを回転させることによって、第１の発電機ＧＥＮ１および第２の発電機ＧＥＮ２はそれぞれ同一の電力を効率良く出力することができる。
【００４２】
尚、回転軸ＲＯＴは、一体形成された軸であってもよい。しかし、第１の発電機ＧＥＮ１、第２の発電機ＧＥＮ２およびモータＭＯＴのそれぞれの回転軸は、カップリングＣで結合されることによって共通の回転軸ＲＯＴとして機能してもよい。
【００４３】
図４は、第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２のステータ１０およびロータ２０の構成の一例を示す図である。第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２は、モータＭＯＴと同様に、上記特許文献１〜３に記載されたブラシレスモータの構成と同様でもよい。
【００４４】
代替的に、図４に示す第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２は、ロータ２０として２４個の永久磁石ＭＡＧを配置したフライホイールを用いてもよい。永久磁石ＭＡＧは、フライホイールの内側の周囲に均等に配置されている。
【００４５】
ステータ１０は、ロータ２０の内側にロータ２０と対向するように設けられている。ステータ１０は、上記特許文献１〜３に記載されるストリップを有する金属プレートを巻き付けた円筒体（コアレスコイル）と同様の構成である。この場合、コアレスコイルから起電力が得られる。このようなステータ１０に対して２４個の永久磁石ＭＡＧを配置したロータ２０を対向させることによって、本実施形態による第１および第２の発電機ＧＥＮ１、ＧＥＮ２は効率的に発電することができる。
【００４６】
以上の実施形態による発電システムは、バッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２のみで駆動することができる。従って、本実施形態による発電システムは、商用電源の無い屋外において利用価値が高い。また、石油やガソリンなどの化石燃料を用いないので、環境に良い。さらに、本実施形態は、バッテリＢＡＴＴ１、ＢＡＴＴ２のみで駆動しているので、乗用車に適用することもできる。
【００４７】
上記実施形態に係る発電システムは、超伝導フライホイールと組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１００…発電システム
ＢＡＴＴ１…第１のバッテリ
ＢＡＴＴ２…第２のバッテリ
ＩＮＶ１…第１のＤＣ−ＡＣインバータ
ＩＮＶ２…第２のＤＣ−ＡＣインバータ
ＲＬＹ１…第１のリレースイッチ
ＲＬＹ２…第２のリレースイッチ
ＤＳＴ…分電盤
ＴＲＣ…昇圧トランス
ＣＮＶ…三相変換器
ＭＯＴ…モータ
ＧＥＮ…発電部
ＳＷＣＮＴ…スイッチコントローラ
【図１】
2014212622.tif 000003
【図２】
2014212622.tif 000004
【図３】
2014212622.tif 000005
【図４】
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