(57)【要約】【課題】２次電池の蓄電容量を電源システムの主要電源として位置付けると共に、車両の使用可能時間の大半を占める停止時や駐車時などの非走行時を２次電池の充電期間として活用することにより、電源全体としての発電量を増加させ、それによって、発電式電源の小型化を図ることができる電気自動車の電源システムを提供する。【解決手段】２次電池（３）と発電式電源（２）とを備えた電気自動車の電源システムにおいて、前記発電式電源（２）の発電容量が車両の想定平均消費電力よりも小さくなるように設定すると共に、前記車両が付勢され、かつ車両の停止時や駐車時等の非走行時に前記発電式電源（２）により前記２次電池（３）を充電する充電制御装置（８）を具備する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池と発電式電源とを備えた電気自動車の電源システムにおいて、
前記発電式電源の発電容量が車両の想定平均消費電力よりも小さくなるように設定すると共に、前記車両が付勢され、かつ前記車両の停止時や駐車時などの非走行時に前記発電式電源により前記２次電池を充電する充電制御装置を具備することを特徴とする電気自動車の電源システム。
【請求項２】
請求項１記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記発電式電源が燃料電池であることを特徴とする電気自動車の電源システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記充電制御装置は前記２次電池の放電状態を検知する検知手段を備え、前記車両が付勢され、かつ前記車両の停止時や駐車時などの非走行時に前記２次電池の放電率が所定値以上である場合に、前記充電制御装置により前記２次電池が一定の充電状態になるまで前記発電式電源により前記２次電池を充電することを特徴とする電気自動車の電源システム。
【請求項４】
請求項３記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記２次電池の放電率が、前記発電式電源による前記２次電池の充電によっても回復せず、前記２次電池の放電率が所定値以上である場合には、前記車両の駆動用モータへの供給電流量を前記発電式電源の発電量より小さくなるように制限することを特徴とする電気自動車の電源システム。
【請求項５】
請求項１又は２記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記充電制御装置は充電制御スイッチを備え、前記車両のメインスイッチをオフにした後も、前記２次電池が一定の充電量になるか又は前記充電制御スイッチをオフにするまで、前記発電式電源により前記２次電池を充電するようにしたことを特徴とする電気自動車の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車の電源システムに係り、特に、２次電池と発電式電源（燃料電池）を備えた電気自動車の電源システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気自動車の電源システムとしては、走行距離をのばすため、２次電池とエンジン発電機あるいは燃料電池との組み合わせによるハイブリッド・システムが開発されている。
【０００３】
しかし、この従来のハイブリッド・システムは、自動車の走行中を基準にしており、発電式電源の発電能力を電気自動車の走行時平均消費電力より大きく設定し、２次電池を電力のダンパーとして機能させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、従来のシステムでは、発電式電源の発電能力を自動車の走行時平均消費電力以上に設定していたため、発電式電源が大型化し、容量を大きくする必要性から電気自動車が高価になっていた。また、車体重量に占める発電式電源の重量が大きくなり、結果として車体重量を増加させるという欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みて、２次電池の蓄電容量を電源システムの主要電源として位置付け、走行時における発電式電源による２次電池への充電の不足を補うものとして、車両使用可能時間の大半を占める停車時や駐車時などの非走行時間を２次電池の充電期間として積極的に活用することにより、電源全体としての発電量を増加させ、それによって、発電式電源の小型化を図ることができる電気自動車の電源システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するために、
〔１〕２次電池と発電式電源とを備えた電気自動車の電源システムにおいて、前記発電式電源の発電容量が車両の想定平均消費電力よりも小さくなるように設定すると共に、前記車両が付勢され、かつ前記車両の停止時や駐車時などの非走行時に前記発電式電源により前記２次電池を充電する充電制御装置を具備することを特徴とする。
【０００７】
〔２〕上記〔１〕記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記発電式電源が燃料電池であることを特徴とする。
【０００８】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記充電制御装置は前記２次電池の放電状態を検知する検知手段を備え、前記車両が付勢され、かつ前記車両の停止時や駐車時などの非走行時に前記２次電池の放電率が所定値以上である場合に、前記充電制御装置により前記２次電池が一定の充電状態になるまで前記発電式電源により前記２次電池を充電することを特徴とする。
【０００９】
〔４〕上記〔３〕記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記２次電池の放電率が、前記発電式電源による前記２次電池の充電によっても回復せず、前記２次電池の放電率が所定値以上である場合には、前記車両の駆動用モータへの供給電流量を前記発電式電源の発電量より小さくなるように制限することを特徴とする。
【００１０】
〔５〕上記〔１〕又は〔２〕記載の電気自動車の電源システムにおいて、前記充電制御装置は充電制御スイッチを備え、前記車両のメインスイッチをオフにした後も、前記２次電池が一定の充電量になるか又は前記充電制御スイッチをオフにするまで、前記発電式電源により前記２次電池を充電するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施例を示す電気自動車の電源システムの構成図である。
【００１３】
この図において、１は燃料電池２に燃料を供給する水素タンクである。３は例えばリチュームイオンの２次電池であり、燃料電池２のプラス出力線２１は２次電池３のプラス端子３１に接続され、そのプラス端子３１は動力線４１によりインバータ５ａ，５ｂに接続されている。
【００１４】
また、燃料電池２のマイナス出力線２２は２次電池３のマイナス端子３２に接続され、そのマイナス端子３２は動力線４２によりインバータ５ａ，５ｂに接続されている。
【００１５】
なお、燃料電池２に代えて、例えば天然ガスエンジンにより駆動される発電機を用いてもよい。
【００１６】
６ａ，６ｂは三相の駆動用モータであり、その出力は直接、あるいは動力伝達機構を介して駆動輪７ａ，７ｂに伝達される。４３ａ，４３ｂはインバータ５ａ，５ｂから駆動用モータ６ａ，６ｂへの三相動力線である。
【００１７】
８は充電制御装置であり、２次電池３の放電率を検出する放電検知装置９の出力信号を信号線９１を介して受ける。放電検知装置９は、例えば放電率２０％および８０％の基準値を持ち、２次電池３の放電率が２０％以上および８０％以上になると、放電率２０％信号および放電率８０％信号を充電制御装置８に出力する。
【００１８】
充電制御装置８は放電検知装置９から放電率２０％信号を受けると、信号線８１に発電信号を出力し、燃料電池２を作動させる。その後、燃料電池２の作動により、２次電池３の放電率が２０％以下に回復すると、燃料電池２の発電を停止する。
【００１９】
また、１００は充電制御装置用の電源線であり、充電制御装置８は車両のメインスイッチ（キースイッチ）１１０及び並設された充電制御スイッチ（接点保持型スイッチ）１２０を介して電源線１００に接続されている。そして、充電制御スイッチ１２０は、キースイッチ１１０がＯＮされるとＯＮし、キースイッチ１１０がＯＦＦされた後もＯＮ状態を維持する構造となっており、運転者などにより充電制御スイッチ１２０がＯＦＦにされるまで、充電制御装置８は作動し続ける。
【００２０】
この場合、充電制御装置８は、自動車が走行しているか停止しているかを駆動用モータ６ａ，６ｂの回転を検知する回転センサ１０からの信号で判断し、自動車が停止し続けている場合には、車の停止から所定の時間後に燃料電池２の発電を停止するようにしても良い。なお、図１においては、回転センサ１０は駆動用モータ６ｂのみに接続されるように示されているが、駆動用モータ６ａにも接続するようにしてもよい。また、駆動用モータ６ａのみに接続するようにしでもよい。
【００２１】
なお、本実施例では水素を燃料とする燃料電池を示しているが、メタノールを燃料として用い、改質器によりメタノールから取り出された水素を燃料電池２に供給するようにしても良い。
【００２２】
図２は本発明の電気自動車の電源システムの特に非走行時の動作を示すフローチャートである。
【００２３】
（１）まず、本発明の電源システムを駆動（イニシアライズ）する（ステップＳ１）。
【００２４】
（２）次いで、発電式電源（例えば、燃料電池）の発電容量を当該電気自動車（以下、車両という）の想定平均消費電力より小さくなるように設定する（ステップＳ２）。
【００２５】
（３）次に、車両のメインスイッチ（キースイッチ）がＯＮか否かをチェックする。（ステップＳ３）。
【００２６】
（４）キースイッチがＯＦＦの場合、充電制御スイッチがＯＮか否かをチェックする（ステップＳ４）
（５）次に、車両は一時停止時や駐車時などの非走行時であるか否かをチェックする（ステップＳ５）。
【００２７】
（６）次に、２次電池の放電率が所定値以上か否かをチェックする（ステップＳ６）。
【００２８】
（７）次に、ステップＳ６で２次電池の放電率が所定値以上である場合には、発電式電源より２次電池へ充電を行う（ステップＳ７）。
【００２９】
（８）次に、ステップＳ７の充電により２次電池の放電率が所定値以下となったか否かをチェックする。（ステップＳ８）。
【００３０】
（９）ステップＳ７の充電により２次電池の放電率が所定値以下になった場合には、充電を停止する（ステップＳ９）。
【００３１】
上記のように、本発明によれば、発電式電源の発電能力を電気自動車の想定平均消費電力より小さく設定したため、発電式電源を小型化・軽量化することができ、電力不足分は、車両の駆動中のみならず、車両の停車時や駐車時などの非走行時に発電式電源より２次電池へ充電を行うことにより、充足することができる。
【００３２】
図３は本発明の電気自動車の電源システムの２次電池の重負荷時の動作フローチャートである。
【００３３】
（１）発電式電源による２次電池への充電によっても２次電池の放電率が８０％以上であるか否かをチェックする（ステップＳ１１）。
【００３４】
（２）ステップＳ１１でＹＥＳの場合には、充電制御装置によりインバータに最大電力制御信号を出力する（ステップＳ１２）。
【００３５】
（３）次に、車両の駆動用モータへの供給電力量が発電式電源の発電量より小さくなるように制限する。つまり、２次電池の負荷をゼロにする（ステップＳ１３）。
【００３６】
（４）次に、２次電池の放電率が８０％以下になった場合には、上記制限を解除する（ステップＳ１４）。
【００３７】
このように、車両の連続走行により２次電池３の放電が進み、その放電率が８０％以上に達すると、２次電池３の損耗の恐れがあるので、これを回避するために、充電制御装置８は信号線８２ａ，８２ｂを介してインバータ５ａ，５ｂに、駆動用モータ６ａ，６ｂへの供給最大電力量が燃料電池２の出力を下回るようにする最大電力制御信号を出力し、駆動用モータ６ａ，６ｂの最大駆動電力の制限を行う。当然、２次電池の負荷をゼロにして放電率の回復を図ることができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００４０】
（Ａ）車両の停止時や駐車時等の非走行時の時間を、発電式電源による２次電池への充電にあてて有効に利用することにより、発電式電源を小出力化、小型化することができる。したがって、車両の軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００４１】
（Ｂ）通常の走行距離の場合には、発電式電源と２次電池の両方の電力により高加速性能、高速走行性能を十分発揮することができる。
【００４２】
（Ｃ）また、２次電池の放電が一定以上に進んだ場合には、照明、制御装置等に必要な電源を確保した上で駆動用モータの最大駆動電力を制限する。当然、２次電池の負荷を制限し、２次電池の放電率の回復を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す電気自動車の電源システムの構成図である。
【図２】本発明の電気自動車の電源システムの特に非走行時の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の電気自動車の電源システムの２次電池の重負荷時の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１　　水素タンク
２　　燃料電池
３　　２次電池
５ａ，５ｂ　　インバータ
６ａ，６ｂ　　三相の駆動用モータ
７ａ，７ｂ　　駆動輪
８　　充電制御装置
９　　放電検知装置
１０　　回転センサ
２１　　燃料電池のプラス出力線
２２　　燃料電池のマイナス出力線
３１　　２次電池のプラス端子
３２　　２次電池のマイナス端子
４１，４２　　動力線
４３ａ，４３ｂ　　三相動力線
８１，８２ａ，８２ｂ，９１　　信号線
１００　　充電制御装置用の電源線
１１０　　車両のメインスイッチ（キースイッチ）
１２０　　充電制御スイッチ
【図１】
2004040868.tif 000003
【図２】
2004040868.tif 000004
【図３】
2004040868.tif 000005