(57)【要約】      （修正有）【課題】電動車の蓄電池が車輌制動時の回生電力とガスタービンによる発電電力の両方により充電されるようになっている場合に、ガスタービンが最適定負荷にて運転されていると、回生電力が大きいとき、充電電力が蓄電池の受入れ可能な電力を越えて大きくなることがあることに対し、ガスタービンの定負荷運転を維持しつつ過剰充電電力を有効に処理する対策を提供する。【解決手段】回生電力とガスタービン１４による発電電力の和が蓄電池１０の受入れ可能電力を越えるとき該過剰電力によりガスタービン１４の圧縮機２４を出た吸気を加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、前記蓄電池からの電力により車輪を駆動しまた該車輪より駆動されて生じた回生電力により前記蓄電池を充電する電動発電機と、ガスタービンと、前記ガスタービンにより駆動されて前記蓄電池を充電する発電機とを備えた車輌にして、前記電動発電機が発生する電力と前記発電機が発生する電力の和が前記蓄電池の受入れ可能電力を越えるとき該過剰電力により前記ガスタービンの圧縮機を出た吸気を加熱することができるようになっていることを特徴とする車輌。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行距離を伸ばすレンジエクステンダーとしてガスタービンによる充電手段を備えた電動車の改良に係り、より詳細には、蓄電池と、前記蓄電池からの電力により車輪を駆動しまた該車輪より駆動されて生じた回生電力により前記蓄電池を充電する電動発電機と、ガスタービンと、前記ガスタービンにより駆動されて前記蓄電池を充電する発電機とを備えた車輌に於いて、前記蓄電池の装備に要するコストを抑制しつつ前記ガスタービンの熱効率を高めることに係る。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池からの電力により走行する電動車に於いては、通常、車輌の制動時に回生ブレーキより得られる回生電力によって蓄電池を充電することが行われるが、更に電動車の走行距離を伸ばすため、発電用内燃機関と発電機による充電手段によって蓄電池に随時充電を行うようにすることが知られている。かかる目的の発電用内燃機関としては、小型で低コストであることが要求されることから、ガスタービンが好ましいとされている。
【０００３】
ところで、蓄電池による電動車に於いては、車輌の重量およびコストに占める蓄電池の割合が大きいので、蓄電池の大きさには自ずと厳しい制限が課せられ、従って蓄電池が充電に於いて受入れ可能な電力の大きさにもそれ相当の制限が課せられる。これに関連して、車輌制動時の回生電力は車輌の運転状態によって大きく変動するが、ガスタービンは最適熱効率の運転域が狭く、できるだけ一定負荷にて運転されるのが好ましいという事情があるので、蓄電池が車輌制動時の回生電力とガスタービンによる発電電力の両方により充電されるようになっている場合、ガスタービンが一定負荷にて運転されていると、回生電力が大きいときには、充電電力が蓄電池の受入れ可能な電力を越えて大きくなるという問題が生ずる。
【０００４】
蓄電池からの電力により走行する電動車に於いて、回生電力が蓄電池の充電受入れ電力を上回ったときについては、その過剰電力により車輌空調装置の圧縮機を駆動することが、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４-１２１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電動車の蓄電池が車輌制動時の回生電力とガスタービンによる発電電力の両方により充電されるようになっている場合に、ガスタービンが最適定負荷にて運転されていると、回生電力が大きいとき、充電電力が蓄電池の受入れ可能な電力を越えて大きくなることがあるという上記の問題に対処し、ガスタービンの最適定負荷運転を維持しつつ過剰充電電力を有効に処理する対策を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決すべく、本発明は、蓄電池と、前記蓄電池からの電力により車輪を駆動しまた該車輪より駆動されて生じた回生電力により前記蓄電池を充電する電動発電機と、ガスタービンと、前記ガスタービンにより駆動されて前記蓄電池を充電する発電機とを備えた車輌にして、前記電動発電機が発生する電力と前記発電機が発生する電力の和が前記蓄電池の受入れ可能電力を越えるとき該過剰電力により前記ガスタービンの圧縮機を出た吸気を加熱することができるようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記の如く、蓄電池と、前記蓄電池からの電力により車輪を駆動しまた該車輪より駆動されて生じた回生電力により前記蓄電池を充電する電動発電機と、ガスタービンと、前記ガスタービンにより駆動されて前記蓄電池を充電する発電機とを備えた車輌に於いて、前記電動発電機が発生する電力と前記発電機が発生する電力の和が前記蓄電池の受入れ可能電力を越えるとき該過剰電力により前記ガスタービンの圧縮機を出た吸気を加熱することができるようになっていれば、前記電動発電機が発生する電力と前記発電機が発生する電力の和が前記蓄電池の受入れ可能電力を越えるとき、該過剰電力により前記ガスタービンの圧縮機を出た吸気を加熱し、その分ガスタービンの吸気を加熱する燃料の供給を減らせば、前記ガスタービンの最適定負荷運転を維持して、過剰充電電力を有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による車輌の本発明に関与する駆動電源回路の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す駆動電源回路の作動態様を示すフローチャートである。
【図３】本発明により制動による回生電力とガスタービンによる電力の和が処理される態様を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明による車輌は、図１に示す如く、蓄電池１０と、該蓄電池からの電力により車輪を駆動しまた該車輪により駆動されて生じた回生電力により前記蓄電池を充電する電動発電機１２と、ガスタービン１４と、該ガスタービンにより駆動されて前記蓄電池を充電する発電機１６とを備えている。電動発電機１２は直流と交流の間の双方向変換ができる直交流変換器（インバータ／コンバータ）１８を介して蓄電池１０に接続されており、発電機１６は交流より直流への変換ができる直交流変換器（コンバータ）２０を介して蓄電池１０に接続されている。２２は蓄電池１０と電動発電機１２および発電機１６の間の接続を制御するメインリレーである。図示の通り、蓄電池１０は電動発電機１２が車輌駆動系の側から駆動されることにより生ずる回生電力とガスタービンが発電機１６を駆動することにより生ずる電力の和により充電されるようになっている。
【００１１】
ガスタービン１４は、互に同軸に回転するよう連結された圧縮機２４とタービン２６を有し、圧縮機２４にて圧縮された吸気が電熱ヒータ２８と燃料制御弁３０を経て供給される燃料により加熱される燃焼器３２を経てタービン２６へ導入されるように構成されている。電熱ヒータ２８へは、電動発電機１２により発電された電力が電流制御器３４を経て選択的に供給されるようになっている。尚、回路上は、発電機１６により発電された電力も電流制御器３４を経て電熱ヒータ２８に供給され得るようになっている。
【００１２】
直交流変換器１８、２０、メインリレー２２、燃料制御弁３０、電流制御器３４は、図には示されていない車輌の電子制御装置（ＥＣＵ）による車輌のコンピュータ制御の一環として図２に示す如き制御を達成するよう作動される。
【００１３】
制御が開始されると、ステップ（Ｓ）１０にて、ガスタービン（ＧＴ）１４
が運転中であるか否かが判断される。ガスタービンが運転されておらず、答がNoであれば、制御はステップ２０へ進み、通常回生制御が行われる。これは、車輌の制動により電動発電機１２が回生電力を発生すれば、その全てを蓄電池１０の充電に当てる制御である。
【００１４】
これに対し、ガスタービン１４が運転されており、ステップ１０の答がYesであると、制御はステップ３０へ進み、回生制動により電動発電機１２が発生しつつある電力Ｗreと発電機１６がガスタービン１４により駆動されて発生しつつある電力Ｗgtの和が蓄電池１０の充電受入れ電力Ｗinより大きいか否かが判断される。蓄電池１０は、上記の通り車輌の重量およびコストに占める割合が大きいことから、その大きさには厳しい制限が課せられており、充電受入れ電力Ｗinの大きさも制限されている。その値Ｗinは、往々にして、図３に一例にて示す如く、電動発電機１２による回生電力Ｗreが最適負荷にて定負荷運転されているガスタービン１４の発電電力Ｗgtに重なると、Ｗre＋Ｗgt以下になるような値に選定される。
【００１５】
そこで、ステップ３０の答がNoであれば、特に問題はないので、このときには制御はステップ２０へ進み、上記の通常回生制御が行われ、電動発電機１２による回生電力Ｗreの全てが蓄電池の充電に充てられるが、ステップ３０の答がYesであれば、制御はステップ４０へ進み、電流制御器３４により蓄電池充電受入れ電力Ｗinを越える過剰電力Ｗextに相当する電力を電熱ヒータ２８へ流し、これによってガスタービンの吸気を加熱する抵抗電流制御が行われる。このとき、ガスタービンを最適負荷のまま定負荷運転させるのであれば、当然のことながら、燃焼器３２へ供給される燃料の流量は、電熱ヒータ２８による吸気加熱に相当する分だけ、燃料制御弁３０により絞られる。
【００１６】
かくして、制動時の回生電力とレンジエクステンダーガスタービンによる発電電力により充電される蓄電池による電動車に於いて、蓄電池の大きさが、回生電力とガスタービン発電電力の重なりを常に受入れに十分な大きさにはならない場合にも、回生電力とガスタービン発電電力が重なって過剰電力が生じたときそれを有効に使用し、車輌全体として良好な燃費を達成することができる。
【００１７】
以上に説明した実施例について、本発明の範囲内に於いて種々の変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００１８】
１０…蓄電池、１２…電動発電機、１４…ガスタービン、１６…発電機、１８…直交流変換器（インバータ／コンバータ）、２０…直交流変換器（コンバータ）、２２…メインリレー、２４…圧縮機、２６…タービン、２８…電熱ヒータ、３０…燃料制御弁、３２…燃焼器、３４…電流制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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