JP2003023706A - 電気自動車 - Google Patents
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Abstract
量が増加しても電気自動車の自重を重くすることなく、
誤操作対策された電気自動車を提供すること。 【解決手段】 陽極および陰極に供給される燃料ガス流
量に応じた直流電圧を出力する燃料電池6を電気自動車
1に積載し、前記直流電圧をインバータ回路27に入力
して交流電力を発生させ、この交流電力により交流モー
タ3を回転させて電気自動車1を走行させ、交流モータ
3にかかる負荷の増減を補償するように燃料電池6への
燃料ガス量を制御するサーボドライバ4を有する電気自
動車1であって、電気自動車1の停止時に前記燃料電池
6を動作させて外部負荷回路7に供給するように切換え
て使用し、外部負荷回路7の負荷の増減を補償するよう
に前記サーボドライバ4により制御する。
Description
使用している電気機器用の交流電源も備えた電気自動車
に関する。
の早期実用化が要求されている。電気自動車はエンジン
の代わりに電動機を設け、この電動機を自動車に積載し
た電池により回転させて走行するようにしたものであ
る。電池としては、発電効率が改善され、燃料をコンパ
クトに貯蔵できる燃料電池の利用が注目されている。
タノール、水素ガスなどを燃料タンクに貯蔵する方法
と、水素吸蔵合金に貯蔵する方法又は圧縮した水素を貯
蔵する方法などがある。燃料電池は燃料ガスとして水素
ガスと酸素とを化学反応させて、直流電力を出力する電
池である。
回転させ、この回転軸に連結された車輪を回転させて、
自動車を走行させるタイプと、直流電力をインバータ回
路により交流電力に変換して交流電動機を回転させ、こ
の回転軸に連結された車輪を回転させて、自動車を走行
させるタイプがある。最近では発電エネルギの利用効率
の面や電動機用ブラシの性能などから交流電動機を利用
する方法が主流とされている。
は、水素ガス及び空気などの燃料ガスの燃料電池への供
給量を自動車のアクセルからの信号により制御すること
により行なわれる。すなわち、図6、7に示ように電気
自動車71は燃料電池72から出力される直流電圧をパ
ワーコントロールユニット73で交流電圧に変換して交
流サーボモータ74を回転させ、この交流サーボモータ
74の回転軸に連結された電気自動車71の車輪75を
回転駆動させて走行される構成である。
走行速度制御は、パワーコントロールユニット73にお
いて電気自動車71のアクセル信号から燃料ガスの供給
量を制御する信号を出力し、燃料電池72の出力応答特
性の遅延を補償するように二次電池76からの電力を供
給し、燃料電池72の出力電力が追従するように行って
いる。
らガソリン又はエタノールを燃料改質器79に供給して
生成された水素ガスである。水素ガスは燃料電池72の
陰極に供給される。燃料電池72の陽極には、空気80
をコンプレッサ81により圧縮した酸素ガスが供給され
る。
動、加速、減速などの走行速度制御には、次の理由によ
り二次電池76などの補助エネルギが有効である。即
ち、燃料電池72の特性として、水素ガスおよび空気な
どの燃料ガス供給量を増加制御したのち、燃料電池72
出力の直流電力が増加されるまでの応答期間は、ガソリ
ンエンジンの回転数上昇時間等と比較して長い時間が必
要である。この応答時間の遅れを改善するために補助電
力源として二次電池76を接続して、アクセル操作によ
る時間遅れを改善させている。さらに、アクセル操作に
よる応答特性を改善する効果は、水素ガスおよび空気の
燃料を加圧して燃料電池72に供給することも効果があ
る。
ル操作は燃料電池72の陰極および陽極への水素ガスと
空気の供給量を制御することである。水素ガスおよび空
気の供給量を増加制御することは、燃料電池72の出力
の直流電力を増し、パルス幅変調器(以下PWMと略
す)83と電力増幅器84からなるインバータ回路85
の出力に高周波数、高電圧を発生させる。この高周波
数、高電圧は交流モータ86を高速、高トルク回転させ
る。
り付けられたレゾルバ又はエンコーダ87からの回転速
度信号と、アクセルからの速度指令信号との偏差をと
る。トルク信号合成部89は交流モ−タ86のロータの
ポール位置信号と速度信号合成部88の出力波形信号よ
りトルク指令を演算する。
部88出力波形信号に差がある場合は、交流モータ86
の電流値の増減を行うための出力電圧指令となる。PW
M83はトルク信号合成部89からの信号により直流電
圧をチョップして指令値に応じた交流電圧と周波数を取
り出すようパルス幅変調を行う。電力増幅器84は燃料
電池72が出力した直流電圧値に応じた周波数をPWM
83で発信し、この発信出力を増幅する。上記速度信号
合成部88、トルク信号合成部89、PWM83、電力
増幅器84はサーボドライバ90を構成する。このサー
ボドライバ90は特開平5−292781号公報に記載
されている。
度指令とそのときの交流モータ86にかかる負荷(トル
ク)によって周波数および出力電圧を変更する可変電圧
可変周波数制御を行う。
燃料の貯蔵手段として水素吸蔵合金91を使用した場合
の従来例である。
生成するエネルギーの利用度は、低くさらに利用度改善
の要求がある。この要求を解決する手段として、特開平
8−273680号公報には、電気自動車の停車中、燃
料電池を稼動させて家庭や野外での電気機器用電源とし
て利用するシステムが発表されている。しかしながら、
このシステムは、電気自動車の制御系とは別に外部回路
用制御系を設けて電気機器の負荷を調整するものである
ため電気自動車の自重を重くするものであった。さら
に、燃料電池の特徴の一つに静粛さがあるため、誤操作
で燃料電池を操作させた状態にしても気が付かず電気自
動車を離れると燃料を浪費させてしまうという課題があ
る。
提案されている電気自動車は、電気自動車の自重が重
く、誤操作に対する対策の無いシステムであった。電気
自動車の自重を軽くした、誤操作対策された電気自動車
の開発が求められていた。
なされたもので、外部負荷回路に接続される電気機器に
電力を供給する目的で電気自動車の自重を重くすること
なく、構成することが可能で、誤操作対策された電気自
動車を提供することを目的とする。
め、次の構成からなる電気自動車を提供するものであ
る。
および陰極に供給される燃料ガス流量に応じた直流電力
を出力する燃料電池と、前記直流電力の入力により交流
電力を出力するインバータ回路と、前記交流電力を自動
車走行用回路と外部負荷回路への電力供給用回路とに切
換えて供給する切換え手段と、前記電力供給用回路に接
続された商用電源として使用するためのコネクタを備え
た電気自動車において、前記切換え手段による自動車の
走行時には前記インバータ回路により周波数および電圧
を可変して制御し、外部負荷回路への電力供給時には前
記インバータ回路により商用の周波数および電圧にし電
流を可変して制御する制御手段と、前記自動車の走行又
は外部負荷回路の負荷の変化を検出して前記燃料ガス供
給量を制御する燃料ガス供給量制御手段とを具備してな
ることを特徴とする。
御系を外部負荷回路に切換えたときの交流電力安定供給
のための制御系として使用するので、電気自動車の自重
を増加させることなく、燃料電池の利用度を改善でき
る。
気自動車において、前記燃料電池の補助電源として前記
燃料電池に並列接続された二次電池をアクセルの急激な
変化時又は前記外部負荷回路の急激な変化時に前記二次
電池から直流電圧を供給するようにしたことを特徴とす
る。
制御は、燃料ガス流量により行うため応答特性が、かな
り遅延するが、二次電池により急激な速度制御を実行す
るためガソリンエンジンと同様な加速、減速制御が可能
である。
載の電気自動車において、前記インバータ回路出力電流
を監視して前記自動車の加速、減速時および前記外部負
荷回路の負荷の変化時に、出力電流が所定値になるよう
に前記インバータ回路を制御することを特徴とする。
3記載の電気自動車において、前記自動車の加速、減速
走行時および前記外部負荷回路の負荷の変化時の制御
は、前記インバータ回路に出力電流を検知する電流セン
サを接続して、前記電流センサによる検出値が所定値に
なるように制御することを特徴とする。
の速度とトルク調整を可変周波数、可変交流電圧による
制御を可能にし、外部負荷回路の制御は一定周波数、一
定交流電圧、可変交流電流の連続的で滑らかに調整する
ことができる。
に供給される燃料ガス流量に応じた直流電力を出力する
燃料電池と、前記直流電力を交流電力に変換する変換手
段と、前記交流電力により自動車の車輪を回転させる自
動車駆動系と、前記交流電力の自動車駆動系への供給を
停止し外部負荷回路に供給するように制御する切換え手
段とを具備してなる電気自動車において、前記自動車駆
動系および外部負荷回路電力供給系の始動、停止制御ス
イッチとしてそれぞれ専用のスイッチ回路を設け、これ
ら専用のスイッチ回路を同一の操作キーにより操作する
ようにしたことを特徴とする。
部負荷回路用電源の始動スイッチを夫々独立して設置し
たので、誤操作による燃料ガスの浪費を回避することが
できる。
4、又は5記載の電気自動車において、前記外部負荷回
路電力供給系の始動制御スイッチをオン状態に制御した
とき、視覚表示、音表示の少なくとも一方で前記オン状
態の表示をすることを特徴とする。
始動させたとき、表示するようにしたので、誤操作によ
り外部負荷回路を始動させても視覚表示例えば発光表示
や、音表示により確認することができ、燃料ガスの浪費
を回避することができる。
又は5記載の電気自動車において、前記自動車駆動系お
よび外部負荷回路電力供給系の始動は、互いに自動車駆
動系および外部負荷回路電力供給系の一方が動作停止状
態で行われることを特徴とする。
よび外部負荷回路の一方のみが動作するようにしたの
で、自動車駆動系は可変周波数、可変交流電圧による制
御をすることができ、外部負荷回路の駆動制御は一定周
波数、一定交流電圧による制御をすることができる。
載の電気自動車において、前記外部負荷回路電力供給系
から家庭の屋内配線への接続は系統とは独立に接続する
ことを特徴とする。
に違反することなく、電気自動車の交流電力を利用する
ことができる。
形態を図1を参照して説明する。この実施形態は電気自
動車の加速、減速制御を周波数および交流電圧を変化さ
せて行い、外部負荷回路への安定な電力供給制御を一定
の周波数および交流電圧にし、電流を変化させて負荷容
量の変動に対応させるように制御したもので、電気自動
車の加速、減速制御と外部負荷回路への安定な電力供給
制御は、同一制御回路を使用して行うものである。同一
制御回路の使用は電気自動車の自重を軽量にし、配線数
を少なくして信頼性を向上させるものである。以下具体
的に説明する。
せる交流モータ3と、交流電動機例えば交流モータ3を
制御するサーボドライバ4と、サーボドライバ4の入力
設定回路5と、燃料電池6と、外部負荷回路7などが自
動車に積載されたものである。
加速、減速制御信号を出力する速度指令回路10と、外
部負荷回路7に交流電力を供給するとき周波数信号を出
力する発振器11が設けられ、速度指令回路10の出力
端子は2回路を切換える第1のスイッチ回路12の一方
の被選択端子(電気自動車1駆動時の端子)に接続さ
れ、発振器11の出力端子は第5のスイッチ回路35の
選択端子に接続されている。
セルに相当するもので足踏みペダルにより形成される。
足踏みペダルの踏み込み量は、アクセル量に相当する出
力信号を出力する。発信器11は予め定められた周波数
例えば50Hz、60Hz、中間値55Hzの3相交流
電圧波形を出力する回路である。
るための水素ガス供給管14が接続され、水素ガス供給
管14の水素ガス流路には絞り弁15が接続され、陽極
には空気を供給するための空気供給管16が接続され、
空気供給管16の空気流路には絞り弁17が接続されて
いる。絞り弁15、17は電気的制御により開度が調整
される機構になっている。燃料電池6は陽極および陰極
に供給される燃料ガス流量に比例して直流電力を出力す
る性能を有する。即ち、燃料電池6は燃料ガス流量を変
化させると、出力の直流電力が変化する。
ンク18が接続され、空気供給管16の端部には空気供
給源19が接続されている。水素ガスは水素吸蔵合金、
圧縮水素、液体水素の形で貯蔵することもできる。水素
ガスおよび空気などの燃料ガスは、加圧して供給する
と、電気自動車1および外部負荷回路7の負荷の増減変
化に対して応答特性を改善できる。
せたとき、予め定められた差圧比で水素ガス量と空気量
が予め定められた差圧に調整されるように制御される。
各絞り弁15、17の流量調整端子20、21は2回路
を切換える第2のスイッチ回路22の選択端子に接続さ
れている。第2のスイッチ回路22の、一方の被選択端
子(電気自動車駆動時の端子)は入力設定回路5の第1
のスイッチ回路12選択端子に接続され、他方の被選択
端子(外部負荷回路7駆動時の端子)はサーボドライバ
4に接続されている。
交流モータ3の回転が停止した状態で、選択される回路
で、電気自動車1の室外例えば家庭のエアコン、ヒー
タ、TVなど多数の電気機器の接続された屋内配線や野
外仮設用電気機器電源などとして利用される。
減速制御と外部負荷回路7への安定な電力供給制御を行
う回路で、第1のスイッチ回路12の選択端子に接続さ
れた速度信号合成部25と、速度信号合成部25の出力
回路に接続されたトルク信号合成部26と、トルク信号
合成部26の出力回路に接続されたインバータ回路27
とからなる。サーボドライバ4は、アクセルからの速度
指令とそのときの交流モータ3にかかる負荷(トルク)
に対応するように周波数および出力交流電圧を増減制御
する可変交流電圧可変周波数制御を行う。
回路35の被選択端子に3相交流を発信する発振器11
を接続する。
流電圧値に応じた周波数の交流電力を発信するPWM2
8と、PWM28出力回路に接続された電力増幅器29
とからなる。電気自動車1として駆動するときは、例え
ば3相の交流電力を出力する。外部負荷回路7用として
駆動するときは、周波数と電圧は一定の例えば商用周波
数50Hzで3相の交流電圧200vを出力する。
出回路31が接続され、電流検出回路31の出力回路に
は2回路切換えの第3のスイッチ回路32の選択端子が
接続されている。第3のスイッチ回路32の一方の被選
択端子(電気自動車1駆動時の端子)には交流モータ3
が接続され、他方の被選択端子(外部負荷回路7駆動時
の端子)には外部負荷回路7が接続されている。
ータである。この3相交流モータ3の回転は、回転軸に
連係して設けられた電気自動車1の車輪2を回転させ
る。交流モータ3の回転情報はレゾルバ又はエンコーダ
33例えばエンコーダにより回転速度を電気信号に変換
して出力された情報で、交流モータ3の速度信号とロー
タのポール信号が含まれている。
は、2回路切換え第4のスイッチ回路34の一方の被選
択端子(電気自動車駆動時の端子)に接続され、第4の
スイッチ回路34の他方の被選択端子(外部負荷回路7
駆動時の端子)は零電位回路に接続されている。第4の
スイッチ回路34の選択端子は速度信号合成部25およ
びトルク信号合成部26の入力回路に接続されている。
即ち、レゾルバ又はエンコーダ33が検出した回転情報
の速度信号は、速度信号合成部25にフィードバック
し、角度信号はトルク信号合成部26にフィードバック
するフィードバック回路である。この燃料電池6の発電
出力の電圧制御は、可変電圧、可変周波数による制御と
なる。
として制御するとき、トルク信号合成部26のみにフィ
ードバックし、外部負荷回路7用として制御するとき、
トルク信号合成部26および第2のスイッチ回路22の
被選択端子(電気自動車駆動時の端子)を介して燃料ガ
ス供給量を制御する絞り弁15、17に接続されてい
る。第1、2、3、4のスイッチ回路12、22、3
2、34は4回路を連動して同時に切換える4連のスイ
ッチにより形成する。外部負荷回路7は移動用電源とし
て利用され、災害時の非常用、郊外でのレジャー用電源
として利用される。
法、外部負荷回路7への電力供給方法について説明す
る。この実施例は、電気自動車1の制御系を外部負荷回
路7への電力供給時にも使用することである。電気自動
車1の制御は可変周波数、可変電圧による制御であり、
外部負荷回路7への電力供給方法は一定周波数、一定電
圧の制御である。
である。第1、2、3、4、5のスイッチ回路12、2
2、32、34、35は電気自動車駆動時の端子を選択
する。
た状態を示している。始動スイッチを投入して、アクセ
ルを踏むことにより加速制御する。アクセルを踏む量に
応じて速度指令回路10は燃料電池6の絞り弁15、1
7を開けて、燃料ガス流量を増加させる。
出力の直流電力が増となり、この電圧をインバータ回路
27に印加する。インバータ回路27はトルク信号合成
部で電圧および周波数演算された出力により3相交流電
力を出力して交流モータ3を回転させる。高周波数、高
電圧への制御は交流モータ3を高速度、高トルク回転さ
せる。交流モータ3のこのような回転は電気自動車1の
車輪2を回転させ、電気自動車1を走行させる。
力されている。速度信号合成部25は交流モータ3に取
り付けられたレゾルバ又はエンコーダ33からの回転速
度信号と、アクセルからの速度指令信号との偏差を出力
する。この速度信号合成部25での偏差出力波形はトル
ク信号合成部26に供給される。トルク信号合成部26
は交流モ−タ3ロータのポール位置信号と、上記速度信
号合成部25出力からトルク信号波形を合成演算する。
トルク信号合成部26は速度信号合成部25出力波形に
偏差が無ければ、速度指令回路10出力の速度指令を周
波数指令としてインバータ回路27のPWM28に出力
し、燃料ガス供給量をこの状態に設定する。
合は、まずサーボドライバが速度フィードバック制御に
より偏差を0にするよう制御を行う。同時に絞り弁1
5、17の開度を制御して燃料電池出力を適正値とす
る。PWM28はトルク信号合成部26からの信号によ
り燃料電池6出力の直流電圧をチョップして上記出力電
圧指令値に応じた交流電圧と周波数を取り出すようパル
ス幅変調を行う。
池6が発生した直流電力を交流電力に変換した3相の交
流電力を出力する。この交流電力は交流モータ3に供給
して回転速度を制御し、交流モータ3の回転速度をアク
セル信号に応じた回転速度にする。この回転速度は電気
自動車1の走行速度に相当する。
ついて説明する。第1、2、3、4、5のスイッチ回路
12、22、32、34、35は、外部負荷回路7駆動
時の端子に切換える。この結果、交流モータ3および交
流モータ3の回転情報は切り離され,ノイズ等の外乱が
入力されないように速度信号合成部25への回路は零電
位回路例えば接地回路に設定する。発振器11は例えば
50Hz、3相で200vの予め定められた信号を出力
する。
路27に供給され、インバータ回路27の出力電圧が予
め設定された3相で交流電圧200vを出力する。この
交流電圧は電流検出回路31、第3のスイッチ回路32
を介して外部負荷回路7に出力される。
増幅器29の出力電圧は低電圧になる。この変化は電流
検出回路31が検出し、トルク信号合成部26および絞
り弁15、17を制御する。絞り弁15、17は電圧の
低下を補償するように開度が制御され、燃料電池6出力
の直流電圧は所定の電圧に制御される。この電圧は電力
増幅器29の出力回路に発生し、規定電圧になったと
き、トルク信号合成部26の差出力が零となり、補償制
御が終了する。
路31により実施され、外部負荷回路7に安定した交流
電力を供給する。
する。この実施形態は電気自動車の加速、減速の応答特
性を改善した実施例である。図1と同一部分について
は、同一符号を付与してその詳細な説明を省略する。
量の変化により行うため応答特性が、かなり遅延する
が、二次電池36を燃料電池6と並列接続することによ
り急激な速度制御を実行したときの初期期間二次電池3
6からの直流電力により応答させて、電気自動車1の加
速、減速制御を高速化させることができる。
きい場合は、瞬時、インバータ回路27出力電圧が低下
し、円滑な自動車の走行に支障をきたすときがある。こ
のような場合は、瞬時二次電池36により直流電力を供
給することにより、円滑な走行が可能となる。
二次電池36の接続効果がある。即ち、ヒータやエアコ
ンをスイッチオンして外部負荷に急激な変動量が発生し
たとき、燃料電池6への燃料ガスを増量して燃料電池6
の出力電圧が高電圧に達するのに、時間遅れが発生す
る。その間、二次電池36出力の直流電圧が瞬時に応答
して、電力の安定な供給を行う。二次電池36は突然、
瞬時の電圧降下に対して電力を供給し、追って燃料電池
6の出力電圧が所望する電圧になったとき、二次電池3
6に充電する。
合、例えばパーソナルコンピュータの動作中であれば、
動作不良や機器を破損させる場合があるが、二次電池3
6の併設は、バックアップ機能が作用してパーソナルコ
ンピュータを保護することができる。
説明する。この実施形態は外部負荷回路7として停電が
発生して家庭の屋内配線に一時的に利用する場合の配線
方法に関する実施例である。図1と同一部分について
は、同一符号を付与してその詳細な説明を省略する。
車する。第1〜5のスイッチ12、22、32、34、
35は、外部負荷回路7駆動時の端子を選択する。
用するように切換えた設定において、インバータ回路2
7が50Hzで3相の交流電圧200vを出力する実施
例は図3の通りである。即ち、電気自動車1の出力外部
負荷回路7は、電力会社40から各家庭41に配線され
ている系統42とは独立して接続する。系統42と独立
した配線は、たとえば各家庭に設けられているブレーカ
43を通した屋内配線44間に電力会社40からの電力
と電気自動車1からの交流電力とを切換えて利用できる
ように切換え回路45を接続した配線である。即ち、第
3のスイッチ回路32の被選択端子(外部負荷回路7駆
動時の端子)は、切換え回路45の被選択端子に接続す
る配線である。
力が系統に逆潮流する事を完全に防止する。
用するように切換えた設定において、家庭用電気機器を
使用するためには、3相の200vを単相の100vに
変換する必要がある。この変換回路の実施例は図4のア
ダプタ49である。第3のスイッチ回路32の被選択端
子(外部負荷回路7駆動時の端子)には、3相の交流電
圧200vが出力される。この3相の交流電圧200v
は、各相毎にコネクタ50、ヒューズ51、3回路同時
切換えのスイッチ52を介して変圧器53に接続されて
いる。変圧器53は50Hzで3相の交流電圧200v
の入力電力を、50hz、単相で交流電圧100vの交
流電力に変換して出力する。
hz、単相で100vの回路が設けられ、各回路毎に両
切りのスイッチ54を介してコンセント55が接続され
ている。各コンセント55は家庭用電気機器を接続して
使用することができる。このようにして電気自動車1を
移動出来るところであればどこでも50hz、100v
の交流電源として使用することができる。
する。図1と同一部分については、同一符号を付与して
説明する。
停止などの操作系を、電気自動車1の運転系と外部負荷
回路7への電力供給系とで燃料ガスの浪費の無いように
した実施例である。燃料電池6の発電音は、静かである
ことが特徴である。この静かであることが、燃料ガスの
浪費を招く場合がある。たとえば操作キーの操作ミスで
外部負荷回路7への電力供給系に設定してしまい降車し
た場合、電気自動車1は外部負荷回路7への発電動作状
態となる。燃料電池6の発電状態では、静かであるため
電気自動車1の運転者は、燃料電池6が発電動作状態で
あるにも拘わらず気づかないまま電気自動車1から離れ
ることになる。この結果、燃料電池6用燃料ガスは、消
耗することになる。このような誤操作に対する対策がこ
の実施形態である。
示すように電気自動車1運転用操作スイッチ60と外部
負荷回路用操作スイッチ61とをそれぞれ独立に設け、
同一の操作キーにより操作するようにしたものである。
操作パネル62には電気自動車1運転用操作スイッチ6
0と外部負荷回路用操作スイッチ61とがそれぞれ独立
に設けられている。電気自動車1運転用操作スイッチ6
0には、操作キー挿入孔63が設けられている。操作ス
イッチ60は操作キー挿入孔63に操作キーを挿入し
て、右回転操作することにより順次「ハンドルロック、
抜き差し位置」の接点a、「電気自動車用発電切りの位
置」の接点b、「補助電源入りの位置」の接点c、「主
電源入りの位置」の接点dの4接点を選択切換えする。
には操作キー挿入孔64が設けられている。操作スイッ
チ61は操作キー挿入孔64に操作キーを挿入して、右
回転操作することにより順次「発電停止、抜き差し位
置」の接点e、「発電開始、抜き差し位置」の接点fの
2接点を選択する。
無い場合、誤って操作キーが挿入されないように表面部
に蓋状カバー65が設けられた例である。このカバー6
5は上辺部66を回転中心として上下方向に回転して開
閉する構造になっている。
操作キーの抜き差しが可能な接点で、且つ電気自動車1
のハンドルが回転移動出来ないように固定された状態で
ある。
気自動車1を走行させ停車後、降車する際の行為で、電
気自動車1の燃料電池6の発電動作を停止させる状態で
ある。
自動車用発電切りの位置の接点a、bは兼用して一個の
接点にしてもよい。補助電源入りの位置の選択は、自動
車内のラジオ、室内灯、カーナビなどが動作する状態
で、二次電池36のみが動作する状態である。
発電を開始させる状態である。キーの抜き差しできる位
置は、自動車の運転系がハンドルロック、抜き差し位置
であり、外部負荷回路7への電力供給系が発電停止、抜
き差し位置および発電開始、抜き差し位置である。
る。電気自動車1を運転するときは、操作キーを操作キ
ー挿入孔63に挿入して、右に1目盛り回転操作するこ
とにより「電気自動車用発電切りの位置」を選択する。
さらに、1目盛り右に回転することにより「補助電源入
りの位置」を選択すると二次電池36の回路を導通制御
して、ラジオやカーナビなどを動作させることができ
る。さらに、1目盛り右に回転することにより「主電源
入りの位置」を選択し、電気自動車1を走行させるため
の燃料電池6による発電が開始する。この状態でアクセ
ルを踏み込むことにより電気自動車1は走行開始する。
る際は、操作キーを左方向に回転させて「補助電源入り
の位置」を経て「電気自動車用発電切りの位置」で電気
自動車1の発電動作が停止し、さらに、左回転させると
「ハンドルロック、抜き差し位置」で電気自動車1のハ
ンドルが固定されたのち、操作キーを抜き取ることがで
きる。
庭用電源として利用したい場合には、屋内のブレーカを
「切り」にし、カバー65を上下方向に回転させて操作
スイッチ61を露出状態にする。その後、操作キーを操
作スイッチ61の操作キー挿入孔64に挿入して右に1
目盛り回転させると「発電開始、抜き差し位置」にな
る。即ち、商用周波数例えば単相の交流電圧100v数
十kwの電力を出力をする。これを、電源として家屋内
の照明やエアコンなどを動作させることができる。
し、電気自動車1からの電力を電力会社からの電力に切
換えしたい場合には、照明やエアコンなどの電源スイッ
チを切ったのち、操作スイッチ61を左回転させて「発
電停止、抜き差し位置」を選択する。この結果、燃料電
池6への燃料ガスの供給が停止され、発電動作が停止す
る。その後、操作キーを抜き取って終了する。発電の停
止を確認後、ブレーカ43を投入して復帰する。
作キーを電気自動車1の運転用と外部負荷回路7への電
力供給用とで同一にすることにより、次のような効果が
ある。
たり、電力供給用動作から突然自動車が動き出すなどの
事故は、防止される。
と外部負荷回路7への電力供給用操作スイッチ61を夫
々独立に設けたので、自動車運転後キーの回転操作にお
いて、誤って電力供給用動作に回転操作することがな
い。
気機器に電力を供給しても他の回路装置を接続する必要
がないため電気自動車の自重を重くすることなく、誤操
作対策された電気自動車を得ることができる。
の回路構成図。
図。
図。
路部の回路配線図。
平面図。
路構成図。
明するための回路構成図。
図。
ボドライバ、5…入力設定回路、6…燃料電池、7…外
部負荷回路、10…速度指令回路、11…発振器、12
…第1のスイッチ回路、14…水素ガス供給管、15、
17…絞り弁、16…空気供給管、18…水素ガスタン
ク、19…空気供給源、20、21…流量調整端子、2
2…第2のスイッチ回路、25…速度信号合成部、26
…トルク信号合成部、27…インバータ回路、28…P
WM,29…電力増幅器、31…電流検出回路、32…
第3のスイッチ回路、33…レゾルバ又はエンコーダ、
34…第4のスイッチ回路、35…第5のスイッチ回
路、36…二次電池、40…電力会社、41…家庭、4
2…系統、43…ブレーカ、44…屋内配線、45…切
換え回路、49…アダプタ、50…コネクタ、51…ヒ
ューズ、52、54…スイッチ、53…変圧器、55…
コンセント、60、61…操作スイッチ、62…操作パ
ネル、63、64…操作キー挿入孔、65…カバー。
Claims (8)
- 【請求項1】 陽極および陰極に供給される燃料ガス流
量に応じた直流電力を出力する燃料電池と、 前記直流電力の入力により交流電力を出力するインバー
タ回路と、 前記交流電力を自動車走行用回路と外部負荷回路への電
力供給用回路とに切換えて供給する切換え手段と、 前記電力供給用回路に接続された商用電源として使用す
るためのコネクタを備えた電気自動車において、 前記切換え手段による自動車の走行時には前記インバー
タ回路により周波数および電圧を可変して制御し、外部
負荷回路への電力供給時には前記インバータ回路により
商用の周波数および電圧にし電流を可変して制御する制
御手段と、 前記自動車の走行又は外部負荷回路の負荷の変化を検出
して前記燃料ガス供給量を制御する燃料ガス供給量制御
手段とを具備してなることを特徴とする電気自動車。 - 【請求項2】 前記燃料電池の補助電源として前記燃料
電池に並列接続された二次電池をアクセルの急激な変化
時又は前記外部負荷回路の急激な変化時に前記二次電池
から直流電圧を供給するようにしたことを特徴とする請
求項1記載の電気自動車。 - 【請求項3】 前記インバータ回路出力電流を監視して
前記自動車の加速、減速時および前記外部負荷回路の負
荷の変化時に、出力電流が所定値になるように前記イン
バータ回路を制御することを特徴とする請求項1又は2
記載の電気自動車。 - 【請求項4】 前記自動車の加速、減速走行時および前
記外部負荷回路の負荷の変化時の制御は、前記インバー
タ回路に出力電流を検知する電流センサを接続して、前
記電流センサによる検出値が所定値になるように制御す
ることを特徴とする請求項1、2又は3記載の電気自動
車。 - 【請求項5】 陽極および陰極に供給される燃料ガス流
量に応じた直流電力を出力する燃料電池と、 前記直流電力を交流電力に変換する変換手段と、 前記交流電力により自動車の車輪を回転させる自動車駆
動系と、 前記交流電力の自動車駆動系への供給を停止し外部負荷
回路に供給するように制御する切換え手段とを具備して
なる電気自動車において、 前記自動車駆動系および外部負荷回路電力供給系の始
動、停止制御スイッチとしてそれぞれ専用のスイッチ回
路を設け、これら専用のスイッチ回路を同一の操作キー
により操作するようにしたことを特徴とする電気自動
車。 - 【請求項6】 前記外部負荷回路電力供給系の始動制御
スイッチをオン状態に制御したとき、視覚表示、音表示
の少なくとも一方で前記オン状態の表示をすることを特
徴とする請求項1、3、4又は5記載の電気自動車。 - 【請求項7】 前記自動車駆動系および外部負荷回路電
力供給系の始動は、互いに自動車駆動系および外部負荷
回路電力供給系の一方が動作停止状態で行われることを
特徴とする請求項1、3、4又は5記載の電気自動車。 - 【請求項8】 前記外部負荷回路電力供給系から家庭の
屋内配線への接続は系統とは独立に接続することを特徴
とする請求項1又は5記載の電気自動車。
Priority Applications (1)
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