(57)【要約】      （修正有）【課題】車両用急速充電制御装置を提供する。【解決手段】車両用急速充電制御装置は、発電機を有する電動車体１０と、電動車体に設けられるエネルギー蓄積組立体２０と、エネルギー蓄積組立体及び発電機１２に電気的に接続される電池管理システムと、エネルギー蓄積組立体、発電機及び電池管理システムに電気的に接続される車載制御器４０とを備える。エネルギー蓄積組立体は、発電機と電気接続され、並列に接続されて設置される複数の電池パックを有する。複数の電池パックは、それぞれ複数の電池パックユニットと、複数のノードスイッチとを有する。電池管理システムは、それぞれ複数の電池パック及び電池パックの各々のノードスイッチに電気的に接続される。車載制御器は、電池管理システムの情報の読み取り及びエネルギー蓄積組立体の監視制御のために用いられると共に、複数の電池パックの間の充電・放電を切り替えるように制御する。【選択図】図１
2016149931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用急速充電制御装置であって、
少なくとも１つの発電機を有する電動車体と、
前記電動車体に設けられるエネルギー蓄積組立体と、
前記エネルギー蓄積組立体及び前記少なくとも１つの発電機に電気的に接続される電池管理システムと、
前記エネルギー蓄積組立体、前記少なくとも１つの発電機及び前記電池管理システムに電気的に接続される車載制御器とを備え、
前記エネルギー蓄積組立体は、前記少なくとも１つの発電機と電気接続され、並列に接続されて設置される少なくとも第１電池パック及び第２電池パックを有し、前記第１電池パック及び前記第２電池パックは、それぞれ複数の電池パックユニットと、複数のノードスイッチとを有し、かつ各前記電池パックユニットは、複数の電池が直列に接続されてなり、
前記電池管理システムは、それぞれ前記第１電池パック及び前記第２電池パックの各々のノードスイッチに電気的に接続され、
前記車載制御器は、前記電池管理システムの情報の読み取り及び前記エネルギー蓄積組立体の監視制御のために用いられると共に、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの充電・放電を切り替えるように制御することを特徴とする、
車両用急速充電制御装置。
【請求項２】
隣り合う前記電池パックユニットの間に前記ノードスイッチが設けられ、かつ前記第１電池パック及び前記第２電池パックの両端は、それぞれ前記ノードスイッチに接続されて設けられることを特徴とする、請求項１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項３】
前記第１電池パック及び前記第２電池パックの並列に接続される相対応する前記電池パックユニットの間の前記ノードスイッチは、回路配線により電気接続されることを特徴とする、請求項２に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項４】
前記車載制御器は、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの前記各々のノードスイッチに電気的に接続されることを特徴とする、請求項３に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項５】
前記車載制御器は、外部の充電機に電気接続され、前記充電機は、前記エネルギー蓄積組立体に対応する複数の充電プラグを有し、前記複数の充電プラグは、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの両端の前記ノードスイッチに対応して接続されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項６】
前記第１電池パックは、各個４０Ａｈ、３．６Ｖの電池が計１６８個直列に接続されることで、前記第１電池パックを１時間充電させて２４ｋＷの電力を発生させ、前記第２電池パックは、同じ構成を有することで、前記エネルギー蓄積組立体を１時間充電させて４８ｋＷの電力を発生させることを特徴とする、請求項５に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項７】
前記ノードスイッチは、プログラム制御可能な電流スイッチであり、前記第１電池パック及び前記第２電池パックに対してそれらの前記電池パックユニットを１つずつ順次に充電することを特徴とする、請求項４に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項８】
さらに変圧変換器を有し、前記変圧変換器の一端が商用電源に電気接続され、前記変圧変換器の他端が前記車載制御器に電気接続され、かつ前記変圧変換器も、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの前記各々のノードスイッチに電気的に接続され、前記変圧変換器は、商用電源の交流電を直流電に変えると共に、複数の電流に変換し、前記車載制御器の制御を通じて各前記ノードスイッチをオンさせると共に、前記第１電池パックの各組の電池パックユニット及び前記第２電池パックの各組の電池パックユニットに同時に電流によりそれぞれ充電を行うことを特徴とする、請求項４に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項９】
前記電動車体は、少なくとも１つのローラを有し、前記少なくとも１つのローラは床面に輪圧接触する回転回動体を呈し、前記少なくとも１つのローラが押し杆と連動して、前記押し杆がさらに連動杆と連動して、前記連動杆が継続的に往復変位作動を行うように前記少なくとも１つの発電機を作動させ、前記少なくとも１つの発電機により発電を行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのローラの周縁上には、さらに等間隔置きに１つ以上の凸体がそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項９に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１１】
前記電動車体は、前記電動車体の輪軸に枢接され、回動時に床面に接触し、少なくとも１つの凹溝が設けられる少なくとも１つのローラと、前記少なくとも１つの凹溝内に設けられ、少なくとも１つの押し杆が設けられ、床面に接触する一端に弧底部を有する少なくとも１つの押動摺動体と、前記少なくとも１つの押し杆の相対押勢位置上に設けられると共に、前記エネルギー蓄積組立体に電気的に接続される少なくとも１つの発電機構とを有し、前記少なくとも１つの押し杆は、ばねの押圧付勢を受けて前記少なくとも１つのローラの外側方向に向けて突出し、前記構成によって、車体進行時、前記少なくとも１つのローラが回動するように連動されて、前記少なくとも１つの押動摺動体が床面に圧接して内縮滑動すると、その運動エネルギーを前記少なくとも１つの発電機構に伝達し、前記少なくとも１つの発電機構により運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体に蓄積することを特徴とする、請求項１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１２】
前記ばねは、前記少なくとも１つの凹溝に位置決めされて当てられ、前記少なくとも１つの押し杆を押付け、前記少なくとも１つの押し杆が前記少なくとも１つの凹溝内に設けられるボール軸受けに貫設されることを特徴とする、請求項１１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの押し杆の前記弧底部に相対する他端に弧頂部を有し、前記弧頂部は、弧滑り面を有することを特徴とする、請求項１１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの凹溝の両側にさらにそれぞれ側凹溝が形成され、前記少なくとも１つの押動摺動体の両側にさらにそれぞれ側摺動体が連設され、前記側摺動体が前記弧底部の側辺に連結され、前記側摺動体が前記側凹溝に対応して滑動し、前記複数の側摺動体が前記側凹溝内に設けられる少なくとも１つのボール軸受けに貫設されることを特徴とする、請求項１１に記載の車両用急速充電制御装置。
【請求項１５】
前記第１電池パックが車内の電力消費装置に電力を供給する場合、消費可能な電力が１０％〜２０％残存している際に、前記車載制御器により前記第１電池パックからの電力供給を一旦中止して前記第２電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給するように命令し、この場合、全ての発電装置からいずれも前記第１電池パックに対して前記第１電池パックが満充電状態になるまで充電を行い、また、前記第２電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給する場合でも、消費可能な電力が１０％〜２０％残存している際に、前記車載制御器により前記第２電池パックからの電力供給を一旦中止して前記第１電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給するように命令する方法によって、前記発電装置から前記第１電池パック及び前記第２電池パックに対して交替に充電を行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両用急速充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置に係り、車体に設けられる蓄電装置に対して迅速に充電を行い、かつ電力装置に継続的に充電稼動を行うように効果的に制御することができ、高安定・高効率で運用することができる、電動車の充電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両は、現代人が日常生活に常用している交通手段であり、近年、石油資源の枯渇、省エネルギー、二酸化炭素排出削減、グリーンエネルギーの応用等の課題から、電動車の発展が当面の主要課題と今後の対応方向となっていた。電動車は、空気汚染や環境騒音等を生じることがないと同時に、環境保護に非常に有効な交通手段でもある。
【０００３】
現有の電動車の充電及び制御関連技術は、電動車産業を発展させる重要な要因である。電動車の稼動時に、動力を電力に変換する発電設備により充電を行うことができるが、電動車の起動及び初期走行段階では、依然として相当の電力を付与する必要があり、このようにしなければ、全体電力供給が不可能になる可能性が生じ、充電稼動が円滑に行える効果を奏することができない。
従来の電動車と外部の発電機との組合せによる充電技術は、適用上、相当の時間を浪費することになり、燃料車使用の機動性に及ばないという欠点を有する。そのため、電動車の充電効率の向上を効果的に改善しなければ、電動車産業を急速に発展させることは不可能である。さらに、電動車の走行が始まった後、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機を設置することにより、蓄電装置に対して充電を行うことができる。しかし、現行の設備では、その全体充電についての電池の過充電、過放電、過電流と過温度を防止するための制御技術、充電順序と効率等は、未だに完璧とはいえず、それらを併せて改良する必要がある。
そのため、如何にして従来の電動車の充電効率及び稼動制御の不足といった問題を解決するかが業者の研究開発・突破すべき重要な課題とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、本発明者は、従来の電動車の充電効率及び稼動制御が理想的ではない事実に鑑み、その解決策の研究開発・構想に着目し、さらに充電効率性、稼動円滑性及び安定性を兼ね備えた電動車の充電制御装置を開発することを要望し、社会貢献及び産業発展の促進を図るために、長期間構想を経て、遂に本発明を完成するに至った。
【０００５】
本発明の目的は、電池パックの設計及び関連する制御システムの稼動により、外部の急速充電の効率性を有することから、電動車の運用の利便性及び積極的に普及させる有益性を有する、車両用急速充電制御装置を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、エネルギー蓄積組立体の設計（例えば蓄電池パック、エネルギー蓄積組立体等）及び関連する制御システムの稼動により、車体に結合されて設けられると共に、車体前進の運動エネルギーを安定的に電気エネルギーに変換することを十分に利用して、電動車の走行が始まった場合でも、継続して優れた充電効率性を有することから、充電稼動、管理上の円滑性及び高効率性の突破を積極的に達成することができる、車両用急速充電制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的及び作用効果を達成するために採用した本発明の方法技術は、少なくとも１つの発電機を有する電動車体と、前記電動車体に設けられるエネルギー蓄積組立体と、前記エネルギー蓄積組立体及び前記少なくとも１つの発電機に電気的に接続される電池管理システムと、前記エネルギー蓄積組立体、前記少なくとも１つの発電機及び前記電池管理システムに電気的に接続される車載制御器とを備え、前記エネルギー蓄積組立体は、前記少なくとも１つの発電機と電気接続され、並列に接続されて設置される少なくとも第１電池パック及び第２電池パックを有し、前記第１電池パック及び前記第２電池パックは、それぞれ複数の電池パックユニットと、複数のノードスイッチとを有し、かつ各前記電池パックユニットは、複数の電池が直列に接続されてなり、前記電池管理システムは、それぞれ前記第１電池パック及び前記第２電池パックの各々のノードスイッチに電気的に接続され、前記車載制御器は、前記電池管理システムの情報の読み取り及び前記エネルギー蓄積組立体の監視制御のために用いられると共に、前記第１電池パック及び第２電池パックの充電・放電を切り替えるように制御する。
【０００８】
前記構成において、隣り合う電池パックユニットの間にノードスイッチが設けられ、かつ前記第１電池パック及び前記第２電池パックの両端は、それぞれノードスイッチに接続されて設けられる。
【０００９】
前記構成において、第１電池パック及び第２電池パックの並列に接続される相対応する前記電池パックユニットの間の前記ノードスイッチは、回路配線により電気接続される。
【００１０】
前記構成において、前記車載制御器は、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの前記各々のノードスイッチに電気的に接続される。
【００１１】
前記構成において、前記車載制御器は、外部の充電機に電気接続され、前記充電機は、前記エネルギー蓄積組立体に対応する複数の充電プラグを有し、前記複数の充電プラグは、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの両端の前記ノードスイッチに対応して接続される。
【００１２】
前記構成において、前記第１電池パックは、各個４０Ａｈ、３．６Ｖの電池が計１６８個直列に接続されることで、前記第１電池パックを１時間充電させて２４ｋＷの電力を発生させ、前記第２電池パックは、同じ構成を有することで、前記エネルギー蓄積組立体を１時間充電させて４８ｋＷの電力を発生させる。
【００１３】
前記構成において、前記ノードスイッチは、プログラム制御可能な電流スイッチであり、前記第１電池パック及び前記第２電池パックに対してそれらの前記電池パックユニットを１つずつ順次に充電する。
【００１４】
前記構成において、さらに変圧変換器を有し、前記変圧変換器の一端が商用電源に電気接続され、前記変圧変換器の他端が前記車載制御器に電気接続され、かつ前記変圧変換器も、前記第１電池パック及び前記第２電池パックの前記各々のノードスイッチに電気的に接続され、前記変圧変換器は、商用電源の交流電を直流電に変えると共に、複数の電流に変換し、前記車載制御器の制御を通じて各ノードスイッチをオンさせると共に、前記第１電池パックの各組の電池パックユニット及び第２電池パックの各組の電池パックユニットに同時に電流によりそれぞれ充電を行う。
【００１５】
前記構成において、前記電動車体は、少なくとも１つのローラを有し、前記少なくとも１つのローラは床面に輪圧接触する回転回動体を呈し、前記少なくとも１つのローラが押し杆と連動して、前記押し杆がさらに連動杆と連動して、前記連動杆が継続的に往復変位作動を行うように前記少なくとも１つの発電機を作動させ、前記少なくとも１つの発電機により発電を行う。
【００１６】
前記構成において、前記少なくとも１つのローラの周縁上には、等間隔置きに１つ以上の凸体がそれぞれ設けられる。
【００１７】
前記構成において、前記電動車体は、前記電動車体の輪軸に枢接され、回動時に床面に接触し、少なくとも１つの凹溝が設けられる少なくとも１つのローラと、前記少なくとも１つの凹溝内に設けられ、少なくとも１つの押し杆が設けられ、床面に接触する一端に弧底部を有する少なくとも１つの押動摺動体と、前記少なくとも１つの押し杆の相対押勢位置上に設けられると共に、前記エネルギー蓄積組立体に電気的に接続される少なくとも１つの発電機構とを有し、前記少なくとも１つの押し杆は、ばねの押圧付勢を受けて前記少なくとも１つのローラの外側方向に向けて突出し、車体進行時、前記少なくとも１つのローラが回動するように連動されて、前記少なくとも１つの押動摺動体が床面に圧接して内縮滑動すると、その運動エネルギーを前記少なくとも１つの発電機構に伝達し、前記少なくとも１つの発電機構により運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体に蓄積する。
【００１８】
前記構成において、前記ばねは、前記少なくとも１つの凹溝に位置決めされて当てられ、前記少なくとも１つの押し杆を押付け、前記少なくとも１つの押し杆が前記少なくとも１つの凹溝内に設けられるボール軸受けに貫設される。
【００１９】
前記構成において、前記少なくとも１つの押し杆の前記弧底部に相対する他端に弧頂部を有し、前記弧頂部は、弧滑り面を有する。
【００２０】
前記構成において、前記少なくとも１つの凹溝の両側にさらにそれぞれ側凹溝が形成され、前記少なくとも１つの押動摺動体の両側にさらにそれぞれ側摺動体が連設され、前記側摺動体が前記弧底部の側辺に連結され、前記側摺動体が前記側凹溝に対応して滑動し、前記複数の側摺動体が前記側凹溝内に設けられる少なくとも１つのボール軸受けに貫設される。
【００２１】
前記構成において、第１電池パックが車内の電力消費装置に電力を供給する場合、消費可能な電力が１０％〜２０％残存している際に、前記車載制御器により第１電池パックからの電力供給を一旦中止して第２電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給するように命令し、この場合、全ての発電装置からいずれも第１電池パックに対して第１電池パックが満充電状態になるまで充電を行い、また、前記第２電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給する場合でも、消費可能な電力が１０％〜２０％残存している際に、前記車載制御器により第２電池パックからの電力供給を一旦中止して第１電池パックと入れ替えて継続的に電力を供給するように命令する方法によって、発電装置から第１電池パック及び第２電池パックに対して交替に充電を行う。
【００２２】
本発明をより明瞭に理解するために、その技術特徴及びそれが達成できる作用効果について、好ましい実施例の図面を添付して詳細な説明に合わせて後述する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の外部充電応用を示す模式図である。
【図２】本発明の充電プロセスを示す模式図である。
【図３】本発明の構造を示す模式図である。
【図４】本発明の発電装置の実施例を示す模式図一である。
【図５】本発明の発電装置の実施例を示す模式図二である。
【図６】本発明の発電装置の別の実施例の応用を示す模式図一である。
【図７】本発明の発電装置の別の実施例の押動摺動体を示す分解模式図である。
【図８】本発明の発電装置の別の実施例の稼動状態を示す模式図一である。
【図９】本発明の発電装置の別の実施例の稼動状態を示す模式図二である。
【図１０】本発明の発電装置の別の実施例の稼動状態を示す模式図三である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜図３を参照する。本発明に係る車両用急速充電制御装置は、回転軸または輪を有する車体に適用される。
本実施例において、本発明は前記車体から構成される電動車体１０上に設置され、前記電動車体１０は、発電装置１１を有する。前記発電装置１１は、少なくとも１つのローラ１１１を有し、前記ローラ１１１は床面に接触する回転回動体を呈し、前記ローラ１１１が押し杆１１２と連動して上下（またはその他の方向）に継続的に往復変位作動を行うようにし、前記押し杆１１２がさらに連動杆１１３と連動して、前記連動杆１１３が継続的に往復変位作動を行うようにさせ、前記連動杆１１３により発電機１２を作動させ、前記発電機１２により発電稼動を行う。
【００２５】
本実施例の車両用急速充電制御装置は、エネルギー蓄積組立体２０と、電池管理システム３０及び車載制御器４０を備え、その内、エネルギー蓄積組立体２０は、前記電動車体１０に設けられ、前記エネルギー蓄積組立体２０は、前記発電機１２と電気接続される。
前記エネルギー蓄積組立体２０は、並列に接続されて設置される第１電池パック２１及び第２電池パック２２を有する。前記第１電池パック２１は、複数の電池パックユニット２１０及び複数のノードスイッチ２１２を有し、前記電池パックユニット２１０は、複数の電池２１１が直列に接続されてなり、前記ノードスイッチ２１２は、各々の電池パックユニット２１０の両端に設けられ、内部の前記発電機１２の充電ノードとする。即ち、隣り合う電池パックユニット２１０の間に前記ノードスイッチ２１２が設けられ、かつ前記第１電池パック２１の両端は、それぞれ１つのノードスイッチ２１２に接続されて設けられる。同様に、前記第２電池パック２２は、複数の電池パックユニット２２０及び複数のノードスイッチ２２２を有し、前記電池パックユニット２２０は、複数の電池２２１が直列に接続されてなり、前記ノードスイッチ２２２は、各々の電池パックユニット２２０の両端に設けられ、充電機６０（図１参照）の充電ノードとする。
隣り合う電池パックユニット２２０の間に前記ノードスイッチ２２２が設けられ、かつ前記第２電池パック２２の両端も、それぞれ１つのノードスイッチ２２２に接続されて設けられる。さらに、前記第１電池パック２１及び前記第２電池パック２２の並列に接続される相対応する電池パックユニット２１０、２２０の間のノードスイッチ２１２、２２２は、図２に示すような回路配線２３０により電気接続される。
前記電池管理システム３０（ＢＭＳ／Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、前記エネルギー蓄積組立体２０に電気的に接続され、好ましい実施方式において、前記電池管理システム３０は、それぞれ前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２の各々のノードスイッチ２１２、２２２に電気的に接続され、その間に前記回路配線２３０による電気接続を達成することができる。前記電池管理システム３０は、また前記車載制御器４０及び前記発電機１２または充電機６０に電気的に接続される。
前記電池管理システム３０（ＢＭＳ）は、随時エネルギー蓄積組立体２０の電圧、電流、温度に対して検知を行うと同時に、さらに漏電検知、熱管理、電池均等化管理、警報提示、残存容量計算、放電電力計算を行うと共に、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）とＳＯＨ（ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈ）状態を検視することができ、かつ電池の電圧、電流及び温度用演算法に基づいて最大出力電力を制御し、及び最適電流の充電を行うように制御する。前記電動車体１０にとっては、前記充電機６０または発電機１２は電力供給（充電）の電力機構である。
【００２６】
前記車載制御器４０は、前記エネルギー蓄積組立体２０に電気的に接続され、かつ例えば、前記回路配線２３０を介して前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２の各々のノードスイッチ２１２、２２２に電気的に接続される。
前記車載制御器４０は、前記充電機６０及び電池管理システム３０（ＢＭＳ）と電気接続され、内部の前記発電機１２の発電によって充電を行うために用いられてもよく、または外部の充電機６０（ＤＣ）と電気接続され、外部から内部への充電を行うために用いられてもよく、あるいは外部の商用電源７０と電気接続され、外部から内部への急速充電を行うために用いられてもよい。
前記車載制御器４０は、一般の車両走行情報を監視制御するほか、同時に前記電池管理システム３０（ＢＭＳ）の情報を読み取り、及び前記エネルギー蓄積組立体２０の状態を監視制御すると共に、それらを前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２の充電・放電を切り替えるための根拠とする。
【００２７】
従来の電動車と外部の発電機との組合せによる充電技術は、充電操作時に相当の時間を浪費し、往々にして、電池が満充電状態になるまで数時間を要するので、電動車の普及使用上の阻害・不便につながりかねない。そのため、本発明は、特定の充電技術の設計で急速充電の効果を達成できる。
【００２８】
以下、データに基づいて説明する。
前記第１電池パック２１（第２電池パック２２も同じ）は、各個４０Ａｈの電池２１１を１６８個直列に接続し、各個電池２１１の電圧が３．６Ｖであるため、３．６×１６８＝６００Ｖとなり、電力＝電流×電圧（Ｐ＝Ｉ×Ｖ）の式に代入することで、４０×６００＝２４，０００Ｗ＝２４ｋＷを算出する。即ち、前記第１電池パック２１は、１時間に２４ｋＷの電力を発生させることができ、電池パックを２組とすると、１時間に４８ｋＷの電力を発生させることができる。
【００２９】
外部の前記充電機６０の規格に特に制限はない。本実施例においては、大電力の独立型直流充電機を用いて実施される。前記充電機６０は、三相電流（２２０Ｖ）の直流（５０ｋＷ）充電機であってもよく、または７００Ｖの直流充電機であってもよい。
前記充電機６０は、ダブル充電プラグ（未図示）を有し、それぞれ前記第１電池パック２１（入口端のノードスイッチ２１２）と第２電池パック２２（入口端のノードスイッチ２２２）に電気接続されて充電を行うために用いられると共に、１時間内に前記２組の電池パック（第１電池パック２１と第２電池パック２２）を満充電状態にできる。言い換えれば、本発明は、１時間内に４８ｋＷの電力を提供して電動車の起動及び初期走行の電力稼動を行うことができるので、充電の効率性及び電動自動車の使用利便性を有する。
【００３０】
また、前記電動車体１０の走行が始まった後、前記発電装置１１（発電機１２）を起動して発電操作を行うと同時に、前記エネルギー蓄積組立体２０に対して充電稼動を行う。
前記発電機１２が前記エネルギー蓄積組立体２０に対して充電を行う時に、前記ノードスイッチ２１２、２２２はプログラム制御可能な電流スイッチであるため、前記発電機１２が前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２の各々のノードスイッチ２１２、２２２に電気的に接続される設計及び前記車載制御器４０の制御を通じて、前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２にそれぞれ充電を行ったり、充電を切り替えたりし、かつ前記第１電池パック２１（第２電池パック２２も同じ）の１組の電池パックユニット２１０の充電が完成した後（満充電状態）、次の組の電池パックユニット２１０の充電操作を行う。こうして、前記ノードスイッチ２１２、２２２の制御を順次に通じて、第１電池パック２１全体の充電を完成する。
次に、前記車載制御器４０の制御を通じて切り替えられ、第２電池パック２２全体の充電が完成になるまで前記第２電池パック２２の電池パックユニット２２０の充電操作を順次に行い、充電効率を高効率化する充電稼動効果を有する。
【００３１】
また、本発明の発電装置１１は商用電源７０であってもよく、第１電池パック２１と第２電池パック２２に対して急速充電を行う。図２を参照する。前記商用電源７０（例えば２２０Ｖの商用電源）は変圧変換器７４に電気接続され、前記変圧変換器７４は前記車載制御器４０に電気的に接続され、かつ前記変圧変換器７４も前記第１電池パック２１及び第２電池パック２２の各々のノードスイッチ２１２、２２２に電気的に接続する。
前記変圧変換器７４の機能は、商用電源の交流電を直流電に変えると共に、複数の電流に変換し、前記車載制御器４０の制御を通じて各ノードスイッチ２１２、２２２をオンさせ、前記第１電池パック２１の各組の電池パックユニット２１０及び第２電池パック２２の各組の電池パックユニット２１０に同時に電流によりそれぞれ充電を行う。そのため、充電プロセスを大々的に加速することができる。
測定結果によれば、このような急速充電制御装置は、１時間内に前記第１電池パック２１と第２電池パック２２を満充電状態にでき、充電効率を高効率化する充電稼動効果を有する。本実施例において、前記変圧変換器７４は前記電池管理システム３０内に設けられる。なお、別の実施例において、前記変圧変換器７４は前記電池管理システム３０内に設けられなくてもよい。
【００３２】
本発明の発電装置１１の別の電池で交替に充電する応用を説明するために用いられる図２を参照する。
その充電方法は、第１電池パック２１がモータまたは車内の冷房、車灯及びパソコン、制御器、警報器等の車内の電力消費装置に電力を供給する場合、消費可能な電力が１０％〜２０％残存している際に、前記車載制御器４０により第１電池パック２１からの電力供給を一旦中止して第２電池パック２２と入れ替えて継続的に電力を供給するように命令し、この場合、本願の全ての発電装置１１からいずれも第１電池パック２１に対して第１電池パック２１が満充電状態になるまで充電を行い、また、前記第２電池パック２２と入れ替えて継続的に電力を供給する場合でも、消費可能電力が１０％〜２０％残存している際に、車載制御器４０により第２電池パック２２からの電力供給を一旦中止して第１電池パック２１と入れ替えて継続的に電力を供給するように命令する。この方法によって、発電装置１１から第１電池パック２１と第２電池パック２２に対して交替に充電を行うことができる。
【００３３】
図４、図５を参照する。それらの図には、本発明の前記発電装置１１の異なる実施例態様を示しており、前記複数の連動杆１１３は、固定具を用いて前記複数の押し杆１１２に固定される。前記固定具は、螺結具であってもよく、締結具であってもよい。回動時に上下に起伏する前記ローラ１１１の周縁上に、等間隔置きに１つ以上の凸体１１０（図５参照）がそれぞれ設けられ、前記凸体１１０が前記ローラ１１１の周縁を完全被覆しないよう構成される。
本実施例において、前記複数の凸体１１０は、それぞれ前記ローラ１１１の１／２円周部位に設置され、かつ前記複数のローラ１１１は、車両進行時に、床面に丁度当接する。このため、車両進行時に、ローラ１１１が回動するように連動され、凸体１１０が床面に当接すると、連動杆１１３を上に跳ね上げる。逆に、ローラ１１１の凸体１１０を有しない部分が床面に当接すると、連動杆１１３が発電機１２上に圧着されて、連動杆１１３を上下に躍動させ、下に跳ね下げれば、その運動エネルギーを発電機１２に伝達し、発電機１２により運動エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギー蓄積組立体２０に蓄積する。
このように、動的位置エネルギーが絶えず再生され、動的位置エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、エネルギー蓄積組立体２０に蓄積する。また、前記発電機１２は、ペダル踏み発電機、リニア発電機４２、タッチ式押圧発電機や油圧発電機のいずれかであってもよく、かつこれらの発電機１２は、それぞれエネルギー蓄積組立体２０と互いに接続される。本実施例において、前記エネルギー蓄積組立体２０は、自動車のフロントカバーの下方（またはその他の適当な位置）に取り付けられてもよい。本実施例において、前記電池２１１、２２１は、鉄リチウム電池である。
【００３４】
図６〜図１０を参照する。これらの図には、本発明の発電装置１１の別の実施例を示している。
本実施例において、発電装置１１は、自動車の車体の底部の輪軸１００上に設置される。前記発電装置１１は、少なくとも１つのローラ１１５と、押動摺動体１３と、発電機構３００とを備える。前記ローラ１１５は、位置決め孔１１４を介して前記輪軸１００上に枢接され、前記ローラ１１５は、自動車の輪体（車輪）外の回動体であってもよく、前記ローラ１１５を床面に接触して回動旋回させる。
前記ローラ１１５は、少なくとも１つの凹溝１２０が設けられ、前記凹溝１２０は、約３〜１０ｃｍ下向きに凹陥した溝体を呈し、前記凹溝１２０は、前記押動摺動体１３をその内に設置するために用いられ、前記押動摺動体１３は、杆体、板体またはそれらの組合せを呈し、前記押動摺動体１３は、少なくとも１つの押し杆１４が設けられ、前記押動摺動体１３の下方（床面に接触する一端）が両側に向けて凸伸する弧底部１５になり、前記押し杆１４にばね１６が介装され、前記ばね１６の頂部は、前記凹溝１２０に位置決めされて当てられ、前記ばね１６の底部は、前記押し杆１４に当てられる。例えば、前記押し杆１４は、前記ばね１６の底部箇所に係止環１９が設けられ、前記押し杆１４は、外側方向に向けて押圧付勢される弾性力作用を有する。即ち、前記押し杆１４は、前記ばね１６の押圧付勢を受けて前記ローラ１１５の外側方向に向けて突出し、前記押し杆１４がボール軸受け１７に貫設され、即ち、前記凹溝１２０内の適当な位置に前記ボール軸受け１７が位置決め設置され、前記押し杆１４が前記凹溝１２０内に滑動する時により円滑に行える。前記凹溝１２０は、前記押動摺動体１３の形状に相対応して前記押動摺動体１３よりも略大きいことにより、前記押動摺動体１３を前記凹溝１２０内に滑動させる。
前記押動摺動体１３が外側方向に向けて滑動する時に、前記弧底部１５を前記ローラ１１５から外部に露出させ、前記押動摺動体１３が床面の圧擦を受けて内側方向に向けて滑動する時に、前記弧底部１５を前記ローラ１１５に向けて滑らせる。前記弧底部１５の使用材質、サイズに制限はない。
本実施例において、前記弧底部１５は、鋼材を使用し、かつ幅が約３〜５ｃｍである。なお、前記発電機構３００は、前記押し杆１４が床面に接触する時の相対上方に設置され、前記発電機構３００は、前記エネルギー蓄積組立体２０に電気的に接続される。
【００３５】
本発明の発電装置１１の稼動時、車両進行により、前記ローラ１１５が回動するように連動されて、前記ローラ１１５が回動する時に前記ローラ１１５から外部に露出する弧底部１５が床面に圧接し、床面の圧力で前記弧底部１５を前記ローラ１１５内に滑入させる。この場合、前記押動摺動体１３が凹溝１２０内に上向きに滑動し、それにつれて前記押動摺動体１３の押し杆１４も上向きに滑動すると、押し杆１４の運動エネルギーを前記発電機構３００に伝達すると共に、前記発電機構３００により運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体２０に蓄積する。
押動摺動体１３の押し杆１４が上向きに滑動する時に、前記ばね１６は、前記係止環１９の圧接を受けて復元弾性力（図９参照）を生じ、そのため、車両が継続的に進行する時に、前記ローラ１１５の前向き回動により、前記弧底部１５が床面の圧接から脱離すると共に、前記弧底部１５を前記ばね１６の弾性力作用を受けて前記ローラ１１５から外部に露出させる。そして次（一周旋回）に前記弧底部１５が再び床面に圧接する時を待ち、続いて前記押し杆１４（押動摺動体１３）の押圧付勢による前記発電機構３００の発電稼動を行う。
こうして、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体２０に蓄積することを絶えず循環的に繰り返すことができる。
【００３６】
適当な実施方式において、前記押動摺動体１３の押し杆１４の上方（前記弧底部１５に相対する他端）端部が弧頂部１８になり、前記弧頂部１８は、半月形端部のように弧滑り面を有する。こうして、前記弧頂部１８の弧滑り面により、前記押し杆１４から前記発電機構３００に運動エネルギーを伝達する作動をさらに円滑に行うことができる。
【００３７】
さらに、前記凹溝１２０の両側にさらにそれぞれ側凹溝１２１が形成され、反対に、前記押動摺動体１３の両側にさらにそれぞれ側摺動体１３１が連設され、前記側摺動体１３１は、杆体または板体を呈し、前記側摺動体１３１は、前記弧底部１５の側辺と一体的に連結され、即ち、前記側摺動体１３１は、前記弧底部１５の側辺から前記ローラ１１５の内部に向かう方向に延出すると共に、前記側凹溝１２１に対応して滑動する。こうして、前記押動摺動体１３の滑動をさらに安定させることができる。
さらに、前記側摺動体１３１は、前記弧頂部１８と一体的に連結され、前記押動摺動体１３の両側の側摺動体１３１は、前記弧頂部１８と一体的に連結され、即ち、前記側摺動体１３１が前記弧底部１５と弧頂部１８との間に一体的に連結され、前記押動摺動体１３、弧底部１５及び弧頂部１８が一体的に連結される環体に形成されている。また、前記押し杆１４（押動摺動体１３）の位置決め構成と同様に、前記側摺動体１３１は、同様に少なくとも１つのボール軸受け１３２に貫設され、及び係止環１３４によりばね１３３が当接し、前記側凹溝１２１内に前記ボール軸受け１３２が位置決め設置される。こうして、前記複数の側摺動体１３１の滑動をさらに円滑に行うことができる。
【００３８】
適当な実施方式において、前記弧頂部１８は、前記弧底部１５の外形に近づくように構成されるので、前記弧頂部１８は、前記弧底部１５の機能と交替し得る。即ち、前記弧頂部１８が前記弧底部１５のように床面に圧接し、前記押動摺動体１３が凹溝１２０内に上向きに滑動すると、押し杆１４の運動エネルギーを前記発電機構３００に伝達し、前記発電機構３００により運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体２０に蓄積する機能を実行してもよい。
本発明の発電装置１１の稼動時、前記ローラ１１５を一周ごとに回動させる場合、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回数を倍にすれば、発電の電量も倍になる。
【００３９】
図８〜図１０を参照する。前記発電機構３００は、さらに前記車体上の適当な位置に設置されて固定される固定枠３１と、ボール軸受け３３に貫設される連動杆３２と、前記連動杆３２の対応する作動方向（例えば上方）に設置される運動エネルギー変換機構５０（図中の運動エネルギー変換機構５０はリニア発電機４２である）とを有し、前記ボール軸受け３３が前記固定枠３１に位置決めされ、前記連動杆３２の下方端点に弾性プーリ３４が枢設される。
また、図８〜図１０には、本発明の発電装置１１が一回り運転する時の、前記ローラ１１５、押動摺動体１３の押し杆１４及び発電機構３００の相互関係を示している。前記押動摺動体１３の押し杆１４が上向きに滑動する時に、運動エネルギーを前記発電機構３００の連動杆３２の弾性プーリ３４に伝達し、前記連動杆３２を上向きに滑動させると、その運動エネルギーを前記運動エネルギー変換機構５０・リニア発電機４２（図９参照）に伝達し、前記運動エネルギー変換機構５０により運動エネルギーを電気エネルギーに変換して前記エネルギー蓄積組立体２０に蓄積する。こうして、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して続いて前記エネルギー蓄積組立体２０に蓄積することを絶えず循環的に繰り返すことができる。
本発電機構３００の弾性プーリ３４の設置により、前記連動杆３２を上向きに滑動させ、その運動エネルギーを前記運動エネルギー変換機構５０に伝達する時に、左右揺動するエネルギーを吸収することができ、前記連動杆３２が上向きに滑動する時の作動をさらに円滑に行うことができる。
【００４０】
本発明の車両用急速充電制御装置は上記構成によれば、電池パックの設計及び関連する制御システムの稼動により、初期に外部の急速充電の効率性を有することから、電動車の運用の利便性及び積極的に普及させる有益性を有する。同時に、本発明は、車体に結合されて設けられることにより、車体前進の運動エネルギーを安定的に電気エネルギーに変換することを十分に利用して、電動車の走行が始まった場合でも、継続して優れた充電効率性を有することから、電動車の充電稼動、管理上の円滑性及び高効率性の突破を積極的に達成することができる。
【００４１】
以上の説明をまとめると、本発明は確実に非常に優れた独創的な着想であるため、法に従って特許請求を出願する。しかし、上記説明の内容は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の技術手段に基づいて拡張された変化は、本発明の特許請求の範囲に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１０    電動車体
１００  輪軸
１１    発電装置
１１０  凸体
１１１  ローラ
１１２  押し杆
１１３  連動杆
１１４  位置決め孔
１１５  ローラ
１２    発電機
１２０  凹溝
１２１  側凹溝
１３    押動摺動体
１３１  側摺動体
１３２  ボール軸受け
１３３  ばね
１３４  係止環
１４    押し杆
１５    弧底部
１６    ばね
１７    ボール軸受け
１８    弧頂部
１９    係止環
２０    エネルギー蓄積組立体
２１    第１電池パック
２１０  電池パックユニット
２１１  電池
２１２  ノードスイッチ
２２    第２電池パック
２２０  電池パックユニット
２２１  電池
２２２  ノードスイッチ
２３０  回路配線
３０    電池管理システム
３００  発電機構
３１    固定枠
３２    連動杆
３３    ボール軸受け
３４    弾性プーリ
４０    車載制御器
４２    リニア発電機
５０    運動エネルギー変換機構
６０    充電機
７０    商用電源
７４    変圧変換器
【図１】
2016149931.tif 000003
【図２】
2016149931.tif 000004
【図３】
2016149931.tif 000005
【図４】
2016149931.tif 000006
【図５】
2016149931.tif 000007
【図６】
2016149931.tif 000008
【図７】
2016149931.tif 000009
【図８】
2016149931.tif 000010
【図９】
2016149931.tif 000011
【図１０】
2016149931.tif 000012