(57)【要約】【課題】充電作業レスの電動車両を提供する。【解決手段】昼間の走行時間が短く、太陽光の受光時間の長い車両に於いて、走行時には車両に具備する電池より昇圧回路を経由して、電気二重層コンデンサーを充電し、この電気二重層コンデンサーのエネルギーで負荷モータ駆動回路を制御し、走行する。休止時には車両に設置した太陽電池により電気二重層コンデンサーを充電し、電気二重層コンデンサーの電圧が所定の電圧以上の時、降圧充電回路を経由して電池充電する構成で、商用電源充電作業レス化し、充電作業を無くしたした電動車両。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に具備した太陽電池モジュール（５）の出力を一旦、電気二重層コンデンサー（３）に蓄え、電気二重層コンデンサー（３）の電圧が所定の電圧以上の時、降圧回路（４）を経由して電池（１）を充電することを特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項１に使用する太陽電池モジュール（５）として球状シリコンマイクロソーラセルを適用したことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は昼間の走行時間が少なく、休止している時間が多い用途の福祉用電動車両や電動アシスト自転車などの電動モータで駆動力の全部または一部の補助力として得る電動車両に関するものである。
【００２】
【従来の技術】従来の電動車両の電池充電は商用電源から充電器を経由して行われている。
【００３】この場合、商用電源のある場所で、かつ、充電器を別途用意する必要がある。
【００４】電動式移動用車両の場合、駆動源である電池容量を小さくし、且つ軽量化を計る観点からはこのような制約は好ましいことではなく、商用電源のある場所まで電池を移動することから充電作業が苦痛になるといったことや、電池の残量を何時も気にして運転しなければならないなどの問題がある。
【００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点を解決せんとなされるもので、充電作業レスの電動車を提供することを課題とする。
【００６】
【課題を解決するための手段】本発明は電動車両に具備した太陽電池モジュール（５）の出力を電気二重層コンデンサ（３）に蓄え、電気二重層コンデンサ（３）の電圧が所定の電圧値以上にあるとき、降圧回路を経由して電池（１）を充電することを特徴とする電動車両。
【００７】球状シリコンマイクロソーラセルを多数個、直並列接続し、太陽電池モジュール（５）として適用したことを特徴とする電動車両。
【００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明する。
【００９】本発明の電源部の基本構成図を図１に示す。図１に於いて駆動モータが力行走行時には電池（１）のエネルギーは昇圧回路（２）を経由して電気二重層コンデンサーに蓄えられる。電気二重層コンデンサー（３）から負荷モータ駆動回路（６）へパワーの供給が行われ、モータが駆動される。
【０１０】ここで、昇圧回路（２）の昇圧比は１〜数倍でよいが、電流制限機能を有することが必要で、これにより電池容量を小さくでき、電池寿命も長くなる
【０１１】また、下り坂走行時にはブレーキ操作により走行速度が上昇することを抑制する必要がある。本発明の負荷モータ駆動回路（６）には回生制動制御機能を有しているため、制動エネルギーは制動動作制御時に電気二重層コンデンサー（３）に蓄えられる。
【０１２】ここで、制動エネルギーにより電気二重層コンデンサー（３）の電圧は上昇するが、電圧が設定された値以上になると降圧回路（４）が動作し駆動用電池（１）を充電し、電気二重層コンデンサー（３）に蓄えられたエネルギーを移動し電気二重層コンデンサー（３）の電圧上昇を抑制すると同時に吸収エネルギーを電池（１）に蓄えるよう動作する。
【０１３】車両の走行トルクは始動加速時と登坂走行時に、平地走行時の５〜数１０倍のトルクを必要とするが、この時に必要とする電流に耐えられる電源とするなら、高容量または過負荷耐量の大きな電池が必要となる。
【０１４】しかし図１に示したように電気二重層コンデンサー（３）を設けることによって負荷との大電流の授受が電気二重層コンデンサー（３）によってされる結果、電池（１）の電流容量は登坂走行時の平均電流が供給できればよいので汎用品が使用でき、コスト的に安価となる。
【０１５】以上のような基本動作で車両走行できるが、福祉用車両や電動アシスト自転車などの車両は走行距離にして数キロ〜１０キロ以内／日での使用で、使用時間にして１Ｈ／日以内が一般的であり、基本的に晴天時での使用が主となる。
【０１６】このことは太陽の出ている時間の大部分を使用していないことになる。従って、この使用していない時間を利用して電池を長時間でゆっくり充電すれば充電電源用量も小さくて済み、電池の負担も小さくなり長寿命化が計られる。
【０１７】第１表は電動アシスト自転車で標準走行パターン（５ｋｍ）を走行した場合の電池の消費電力である。この表から、電動アシスト自転車の場合１０Ｗ・Ｈ程度の消費電力であることから、数時間かけて充電するとすれば数Ｗの充電電源が有ればよいことになる。
【０１８】この充電電源を車両に設置した太陽電池とすることで太陽の出ている時ならいつでも充電できる。しかも、電池を取り外し移動することなく、太陽光を受光出来る状態に車両を放置するだけで充電できるので、電気の取り扱いに不慣れな者でも抵抗感無く取り扱える利点が生まれる。
【０１９】図２は自転車に太陽電池を設置した一例である。本例では自転車のタイヤカバー（１１）、フレーム（１２）電池ユニットケース（１３）や後部荷台下部（１４）および荷かご（１９）に太陽電池セルを自転車転倒時にも破損しにくいようにカバーやフレームの中心部に図３に示すように設置する。
【０２０】フイルム状の薄膜太陽電池を使用することが一般的であるが、本発明では球状シリコンマイクロソーラセルを２、３５０  のスペースに直並列接続し、２５Ｖ、７〜１３Ｗの出力を得ることが出来る。従って、本例では１時間程度で充電が完了することになる。
【０２１】球状マイクロソーラセルは直径１〜２ｍｍのシリコン単結晶で受光面がほぼ球面全体に及ぶことから周囲の光を３次元で捉えることができ、同じ直径の片面受光型の従来型太陽電池と比べると、理論上では４倍の光入力が取り込める結果、それだけ大きな出力が得られることになり、また、セル形状が小さな球状で、機械強度的にも強く、従来考えられなかった微少なスペース部分への設置が可能で車両設置に適している。
【０２２】球状マイクロソーラセルを適用した太陽電池モジュール（５）は太陽光を受光することによって得られた出力は電気二重層コンデンサー（３）を充電する。電動車両の走行中は太陽電池モジュール（５）からの充電によって電気二重層コンデンサー（３）の電圧が上昇することはないが、走行停止状態では充電によって電気二重層コンデンサーの電圧が上昇する。電気二重層コンデンサーの電圧があらかじめ設定された第１の電圧値以上になると、昇圧回路は動作を停止し、さらに電圧が上昇し第２の設定電圧になると降圧回路（４）が動作し、電気二重層コンデンサー（３）に蓄えられたエネルギーで電池（１）を充電する。
【０２３】以上の説明は電動アシスト自転車を主体に進めてきたが、福祉用電動車両などのように昼間の走行時間が短く充電時間が長くとれる用途の電動車両に適用できる。
【０２４】
【発明の効果】本発明は電動車両に太陽電池を具備することで、太陽が出ている時は何処ででも充電が出来る。このことは、従来機種では、充電可能な場所が限定されていたため使用されなかった、充電設備のない場所での使用が可能となる。たとえば、駅から職場や学校までといった、パークアンドライドのような使用が可能となる。
また、万一電池容量が空になったとしても太陽光を受光できれば電池充電が可能なことから、買い物用途の車輌のように、間歇走行する車両では停止期間中の放置充電が可能となり電池容量も小容量化でき、小型軽量化と充電作業レス化から、その使用方法は大幅に変革する。この結果、使用台数の大幅な増加をもたらし環境改善にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の太陽電池を実装した電動アシスト自転車の一例である。
【図３】本発明の太陽電池をタイヤカバーに設置した一例である。
【表１】電動アシスト自転車で標準パターン走行路を走行したときの消費電力を示す。
【符号の説明】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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