專利名稱：電動(dòng)式移動(dòng)體及電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的車輛或船舶等電動(dòng)式移動(dòng)體， 尤其涉及能夠通過(guò)從外部的電力供給裝置供給的電力進(jìn)行快速充電的電動(dòng) 式移動(dòng)體及電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車因不排放廢氣而在環(huán)境方面有優(yōu)勢(shì)，但是存在需要比較長(zhǎng)的 時(shí)間來(lái)充電的問題。為了縮短充電時(shí)間，需要在短時(shí)間內(nèi)向電動(dòng)汽車提供 大的電力，在僅鋪設(shè)了低壓電線的地域，需要增大電力設(shè)備的受電容量。 因此，已知對(duì)商用交流電進(jìn)行整流而向蓄電池中儲(chǔ)存直流電，利用所儲(chǔ)存
的直流電來(lái)進(jìn)行電動(dòng)汽車的快速充電的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1、 2)。專利 文獻(xiàn)1的充電裝置是利用切換開關(guān)通過(guò)一個(gè)充電器來(lái)對(duì)蓄電用的設(shè)備蓄電 池進(jìn)行充電以及對(duì)電動(dòng)汽車用的蓄電池進(jìn)行充電的裝置。專利文獻(xiàn)2的充 電裝置具有儲(chǔ)存白天電力的白天用蓄電池和儲(chǔ)存夜間電力的夜間用蓄電 池，在白天使用時(shí)，若在夜間用蓄電池中殘留有電力，則通過(guò)充電器將剩 余夜間電力提供給電動(dòng)汽車的蓄電池。
另外，在將大電流供給至電動(dòng)汽車的快速充電的情況下，由于充電 系統(tǒng)發(fā)熱，所以需要進(jìn)行充電系統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。因此，已知一種電動(dòng)式 移動(dòng)體，冷卻快速充電中的充電系統(tǒng)(參照專利文獻(xiàn)3)。在該電動(dòng)式
移動(dòng)體中，從外部供給用于冷卻蓄電池的冷風(fēng)，防止急速充電中的蓄電 池的過(guò)熱。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平5 — 207668號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特許3334115號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本特開平8-37705號(hào)公報(bào)
然而，在專利文獻(xiàn)l以及專利文獻(xiàn)2的充電裝置中，充電條件是根據(jù)搭載于電動(dòng)汽車的蓄電池的規(guī)格而設(shè)定的，不可能利用相同的充電裝置對(duì) 充電條件不同的多個(gè)車輛進(jìn)行充電。因此，能夠充電的車種受到了限制， 在對(duì)充電條件分別不同的多個(gè)車輛同時(shí)進(jìn)行充電的情況下，需要適合該車 輛的充電條件的多個(gè)充電裝置。在專利文獻(xiàn)3的電動(dòng)式移動(dòng)體中，在進(jìn)行 快速充電時(shí)需要從外部供給用于蓄電池冷卻的制冷劑，充電作業(yè)變得煩雜 并且裝置的構(gòu)成變得復(fù)雜。
然而，若使電動(dòng)汽車具有適合該電動(dòng)汽車所搭載的蓄電池的快速充電 控制功能，則在各電動(dòng)汽車的充電條件不同的情況下，也能夠通過(guò)從相同 的供電裝置的電力供給，實(shí)現(xiàn)各種電動(dòng)汽車的同時(shí)快速充電，這有利于電 動(dòng)汽車的普及。并且，如果能夠不從外部供給制冷劑地進(jìn)行伴隨快速充電 的充電系統(tǒng)的發(fā)熱部的冷卻，則快速充電操作變得容易，也能夠簡(jiǎn)化裝置 的構(gòu)成。在現(xiàn)代地球環(huán)境的改善是一項(xiàng)緊要的任務(wù)，不僅車輛如此，對(duì)于 排放廢氣的船舶、飛機(jī)等在內(nèi)的其他的移動(dòng)體而言，也要要求電動(dòng)化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)式移動(dòng)體及電動(dòng)式移動(dòng)體的快 速充電方法，在充電條件不同的情況下，也能夠通過(guò)從相同的供電裝置的 電力供給，同時(shí)進(jìn)行快速充電，并且能夠不從外部供給制冷劑地進(jìn)行充電 系統(tǒng)的冷卻。
為了達(dá)成上述目的，發(fā)明1所述的發(fā)明是一種電動(dòng)式移動(dòng)體，搭載有 對(duì)從外部的供電裝置供給的電力進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電機(jī)構(gòu)，利用該蓄電機(jī)構(gòu)所 儲(chǔ)存的電力進(jìn)行移動(dòng)，其特征在于，具備充電控制機(jī)構(gòu)，將從上述供電 裝置供給的電力控制為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的快速充電的電壓以及電流；
和冷卻機(jī)構(gòu)，利用從上述供電裝置供給的電力進(jìn)行上述蓄電機(jī)構(gòu)的充電系 統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。
發(fā)明2所述的發(fā)明是在發(fā)明1所述的電動(dòng)式移動(dòng)體中，其特征在于， 上述冷卻機(jī)構(gòu)具有以來(lái)自上述供電裝置的電力工作的電子冷卻元件。
發(fā)明3所述的發(fā)明是在發(fā)明1所述的電動(dòng)式移動(dòng)體中，其特征在于， 上述充電控制機(jī)構(gòu)具備具有直流斬波電路的充電控制單元，該直流斬波電 路將從上述供電裝置供給的電力調(diào)整為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的快速充電的
5電壓。
發(fā)明4所述的發(fā)明是在發(fā)明1所述的電動(dòng)式移動(dòng)體中，其特征在于， 上述蓄電機(jī)構(gòu)由蓄電池、電偶極子層電容器和鋰離子電容器的至少某一個(gè) 構(gòu)成。
發(fā)明5所述的發(fā)明是在發(fā)明1所述的電動(dòng)式移動(dòng)體中，其特征在于， 上述蓄電機(jī)構(gòu)由鋰離子電池構(gòu)成。
發(fā)明6所述的發(fā)明是在發(fā)明1所述的電動(dòng)式移動(dòng)體中，其特征在于， 上述充電控制機(jī)構(gòu)與將上述蓄電機(jī)構(gòu)的充電完成通知給駕駛員的便攜式接 收機(jī)的充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)相連接。
發(fā)明7所述的發(fā)明是一種電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，該電動(dòng)式移 動(dòng)體是將從外部的供電裝置供給的電力儲(chǔ)存到搭載的蓄電機(jī)構(gòu)中，利用該 蓄電機(jī)構(gòu)所儲(chǔ)存的電力進(jìn)行移動(dòng)，該電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法的特征 在于，將從上述外部的供電裝置供給的電力控制為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的 快速充電的電壓以及電流，利用從上述供電裝置供給的電力進(jìn)行上述蓄電 機(jī)構(gòu)的充電系統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。
發(fā)明8所述的發(fā)明是在發(fā)明7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法中， 其特征在于，供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體的電力，是來(lái)自上述供電裝置的電 力儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)的純直流電。
發(fā)明9所述的發(fā)明是在發(fā)明7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法中， 其特征在于，來(lái)自上述供電裝置的電力，通過(guò)傳導(dǎo)充電方式或感應(yīng)充電方 式的某一種，供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體。
發(fā)明10所述的發(fā)明是在發(fā)明7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法 中，其特征在于，供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體的電力是通過(guò)可再生能源發(fā)電 的電力。
根據(jù)發(fā)明1以及發(fā)明7所述的發(fā)明，從供電裝置供給的電力被控制為 適合于蓄電機(jī)構(gòu)的快速充電的電壓以及電流，因此即使是充電條件不同的 電動(dòng)式移動(dòng)體，也能夠利用從相同供電裝置供給的電力進(jìn)行快速充電。充 電控制對(duì)蓄電機(jī)構(gòu)的壽命等具有非常重要的影響，通過(guò)使移動(dòng)體側(cè)具有適 合于蓄電機(jī)構(gòu)的充電控制功能，從而在電動(dòng)式移動(dòng)體的設(shè)計(jì)中能夠進(jìn)行充 分考慮了蓄電機(jī)構(gòu)的特性的充電控制的設(shè)計(jì)。以往，快速充電裝置和車輛等電動(dòng)式移動(dòng)體，由不同的制造者分別制造，但是通過(guò)使移動(dòng)體側(cè)具有充 電控制功能，從而電動(dòng)式移動(dòng)體的制造者能夠進(jìn)行蓄電機(jī)構(gòu)和充電控制的 一體設(shè)計(jì)。因此，能夠進(jìn)行充分發(fā)揮蓄電機(jī)構(gòu)的性能的設(shè)計(jì)，能夠提高電 動(dòng)式移動(dòng)體的移動(dòng)性能(例如可行駛距離數(shù)等)。并且，通過(guò)利用從供電 裝置供給的電力的冷卻機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行充電系統(tǒng)的發(fā)熱部的冷卻，因此不需要 從外部供給制冷劑，充電操作變得容易，能夠簡(jiǎn)化裝置的構(gòu)成。
根據(jù)發(fā)明2所述的發(fā)明，由于使用通過(guò)來(lái)自供電裝置的電力工作的電 子冷卻元件來(lái)進(jìn)行充電系統(tǒng)的發(fā)熱部的冷卻，因此不需要氟利昂等制冷劑， 能夠有助于地球環(huán)境改善。
根據(jù)發(fā)明3所述的發(fā)明，充電控制機(jī)構(gòu)具備具有直流斬波電路的充電 控制單元，因此在蓄電機(jī)構(gòu)的充電電壓與從供電裝置供給的電力的輸出電 壓不同的情況下，也能夠調(diào)整為最適合于蓄電機(jī)構(gòu)的快速充電的充電電壓。
根據(jù)發(fā)明4以及5所述的發(fā)明，能夠提高蓄電機(jī)構(gòu)的能量密度，因此 能夠在蓄電機(jī)構(gòu)中儲(chǔ)存大的電力，能夠增長(zhǎng)通過(guò)一次快速充電的電動(dòng)式移 動(dòng)體的移動(dòng)距離。
根據(jù)發(fā)明6所述的發(fā)明，通過(guò)充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)將蓄電機(jī)構(gòu)的充電完 成通知給駕駛員的便攜式接收機(jī)，因此在充電中駕駛員能夠離開電動(dòng)式移 動(dòng)體來(lái)行動(dòng)，駕駛者能夠有效利用充電時(shí)間。
根據(jù)發(fā)明8所述的發(fā)明，電動(dòng)式移動(dòng)體被供給純直流電這種高品質(zhì)的 電力，因此在電動(dòng)式移動(dòng)體的電路設(shè)計(jì)中幾乎不需要考慮供電的噪聲或浪 涌等，電動(dòng)式移動(dòng)體的電路設(shè)計(jì)變得容易。
根據(jù)發(fā)明9所述的發(fā)明，從供電裝置向電動(dòng)式移動(dòng)體的供電不限于接 觸導(dǎo)體的傳導(dǎo)充電方式，也可以是利用電磁感應(yīng)的非接觸的感應(yīng)充電方式， 因此充電操作變得容易。
根據(jù)發(fā)明IO所述的發(fā)明，供給到電動(dòng)式移動(dòng)體的電力是通過(guò)可再生能 源發(fā)電的電力，因此充電時(shí)不會(huì)排出C02，有助于改善地球環(huán)境。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)式移動(dòng)體和供電裝置的連接關(guān)系 的電路圖。圖2是圖1的電動(dòng)式移動(dòng)體的充電控制機(jī)構(gòu)的電路圖。 圖3是圖1的電動(dòng)式移動(dòng)體的冷卻單元的概要圖。 圖4是用于對(duì)多臺(tái)圖1的電動(dòng)式移動(dòng)體同時(shí)進(jìn)行充電的供電裝置的概 要圖。
圖5是圖4的供電裝置的充電臺(tái)附近的主視圖。 圖6是圖4的供電裝置的開閉機(jī)構(gòu)的電路圖。 圖7是表示圖4的供電裝置的供電控制機(jī)構(gòu)的控制步驟的流程圖。 圖8是表示圖4的供電裝置的充電步驟的流程圖。 圖9是表示圖4的供電裝置的充電步驟的流程圖、是與圖8連續(xù)的流 程圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電狀態(tài)的概要圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電狀態(tài)的概要圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施方式4的進(jìn)行電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電的充電臺(tái)附 近的主視圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的電動(dòng)式移動(dòng)體的利用了基于可再生能 源的電力的快速充電的概要圖。 符號(hào)說(shuō)明
5風(fēng)力發(fā)電裝置
6太陽(yáng)光發(fā)電裝置
7電力調(diào)整器
10供電裝置
15第一蓄電機(jī)構(gòu)(電力儲(chǔ)存機(jī)構(gòu))
20充電電路
21充電站30開閉機(jī)構(gòu)
31開閉器
32開閉控制部
36充電插頭50車輛(電動(dòng)式移動(dòng)體)
60冷卻機(jī)構(gòu)
61電子冷卻元件
65充電連接器
75充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)
80充電控制機(jī)構(gòu)
81功率控制部
82充電控制單元
83溫度控制單元
84充電信息處理部
85第二蓄電機(jī)構(gòu)(蓄電機(jī)構(gòu))
89便攜式接收機(jī)
95一次側(cè)線圈
96二次側(cè)線圈
100船舶(電動(dòng)式移動(dòng)體)
110飛機(jī)(電動(dòng)式移動(dòng)體)
具體實(shí)施例方式
接著，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 (實(shí)施方式l)
圖1 圖9示出了本發(fā)明的實(shí)施方式1。在圖5中，附圖標(biāo)記l表示商 用的交流電源，交流電源1使用例如三相交流電源。來(lái)自交流電源1的電 力經(jīng)由電線2供給至建筑物3內(nèi)。在建筑物3內(nèi)設(shè)置有作為構(gòu)成供電裝置 10的供電機(jī)構(gòu)的整流器U、供電控制機(jī)構(gòu)12、第一蓄電機(jī)構(gòu)15以及其他 的機(jī)器類。整流器11的輸入側(cè)與建筑物3內(nèi)的電線2連接。整流器11具 有在將來(lái)自電線2的三相交流電調(diào)整至規(guī)定的電壓值后，將其變換為直流 電的功能。整流器11的輸出側(cè)經(jīng)由供電控制機(jī)構(gòu)12與第一蓄電機(jī)構(gòu)15連 接。供電控制機(jī)構(gòu)12具有根據(jù)如后面所述來(lái)自開閉機(jī)構(gòu)30的信號(hào)S7,停 止從整流器11輸出的直流電向第一蓄電機(jī)構(gòu)15的供給的功能。
作為電力儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)的第一蓄電機(jī)構(gòu)15具有儲(chǔ)存來(lái)自整流器11的直流電的功能。第一蓄電機(jī)構(gòu)15是能夠儲(chǔ)存直流電的設(shè)備即可，可以是任何種 類的設(shè)備，在本實(shí)施方式中，由蓄電池、電偶極子層電容器和鋰離子電容 器中的至少某一個(gè)構(gòu)成。第一蓄電機(jī)構(gòu)15可以僅由例如多個(gè)單元串聯(lián)連接 而成的控制閥式鉛蓄電池構(gòu)成，也可以采用并用蓄電池和電偶極子層電容 器的構(gòu)成。此外，第一蓄電機(jī)構(gòu)15也可以僅由大容量的電偶極子層電容器 構(gòu)成。另外，蓄電池也可以由雖然高價(jià)但大容量的鋰離子電池構(gòu)成。此處， 鋰離子電容器是兼具有鋰離子電池和電偶極子層電容器雙方要素的蓄電機(jī) 構(gòu)。整流器11用于對(duì)第一蓄電機(jī)構(gòu)15進(jìn)行充電，具有考慮了第一蓄電機(jī) 構(gòu)15的充電特性的充電功能。第一蓄電機(jī)構(gòu)15的總電壓優(yōu)選設(shè)定為接近 后面所述的車輛50的第二蓄電機(jī)構(gòu)85的總電壓。本實(shí)施方式中，第一蓄 電機(jī)構(gòu)15的總電壓例如設(shè)定為DC350V左右，能夠通過(guò)單元的增減來(lái)改變。 如圖5所示，第一蓄電機(jī)構(gòu)15具有正端子板17和負(fù)端子板18。正端 子板17和負(fù)端子板18經(jīng)由供電控制機(jī)構(gòu)12與整流器11的輸出側(cè)連接。 建筑物3中設(shè)有構(gòu)成充電電路20的一部分的正公共端子板13以及負(fù)公共 端子板14。正公共端子板13以及負(fù)公共端子板14用于將來(lái)自第一蓄電機(jī) 構(gòu)15的直流電供給至配置在建筑物3外面的多個(gè)充電臺(tái)21。正公共端子板 13以及負(fù)公共端子板14通過(guò)充電電路20與充電臺(tái)21的開閉機(jī)構(gòu)30連接。 在此，充電電路20指的是將來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的純直流電供給至后述 的車輛50的電路。如圖4所示，在本實(shí)施方式中，由于同時(shí)進(jìn)行多個(gè)車輛 的充電，因此在正公共端子板13以及負(fù)公共端子板14上并列連接了多個(gè) 充電電路20。在建筑物3內(nèi)設(shè)有空調(diào)機(jī)16，該空調(diào)機(jī)16在整年間保證室 內(nèi)溫度大致一定，通過(guò)保證室內(nèi)溫度大致一定，能夠提高第一蓄電機(jī)構(gòu)15 的壽命。
在圖5中，充電臺(tái)21設(shè)置在建筑物3附近的充電站內(nèi)。充電站中設(shè)有 多個(gè)充電臺(tái)21，在各充電臺(tái)21中，經(jīng)由充電電路20從第一蓄電機(jī)構(gòu)15 供給直流電。充電臺(tái)21在側(cè)面部具有操作部22和顯示部26。操作部22 上設(shè)有充電卡讀取器23、充電幵始開關(guān)24和充電強(qiáng)制停止開關(guān)25。顯示 部26上設(shè)有充電量顯示計(jì)27、充電電流顯示計(jì)28和充電費(fèi)用顯示計(jì)29。 充電臺(tái)21中收容的開閉機(jī)構(gòu)30與構(gòu)成充電電路20的一部分的充電電纜35 連接。充電電纜35在充電以外的時(shí)間被保持在充電臺(tái)21的側(cè)面，充電時(shí)
10伸至作為電動(dòng)式移動(dòng)體的車輛50側(cè)。在充電電纜35的前端部設(shè)有能夠與 車輛50的充電連接器65連接的充電插頭36。
圖1示出了充電時(shí)的充電臺(tái)21和作為電動(dòng)式移動(dòng)體的車輛50的連接 關(guān)系。充電電纜35的充電插頭36與車輛50的充電連接器65連接。來(lái)自 第一蓄電機(jī)構(gòu)15的純直流電經(jīng)由設(shè)置在充電電路20的途中的開閉機(jī)構(gòu)30 供給至車輛50。開閉機(jī)構(gòu)30具有以下功能根據(jù)來(lái)自充電臺(tái)21的操作部 22的信號(hào)或者來(lái)自車輛50的信號(hào)進(jìn)行開閉動(dòng)作，進(jìn)行來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu) 15的純直流電向車輛50的供給或者停止。來(lái)自開閉機(jī)構(gòu)30的純直流電經(jīng) 由充電電路20供給至車輛50。
圖6表示了開閉機(jī)構(gòu)30的詳細(xì)情況。開閉機(jī)構(gòu)30具有開閉器31和開 閉控制部32。開閉器31具有進(jìn)行由第一蓄電機(jī)構(gòu)15供給的純直流電的供 給或者停止的開閉功能，由半導(dǎo)體元件或者電磁接觸器構(gòu)成。開閉器31根 據(jù)來(lái)自開閉控制部32的信號(hào)S21來(lái)進(jìn)行開閉動(dòng)作。在開閉器31的輸出側(cè) 設(shè)有電力傳感器34。電力傳感器34具有檢測(cè)開閉器31的輸出側(cè)的直流電 的電壓以及電流的功能。從電力傳感器34向開閉控制部32輸入信號(hào)S6。 此外，開閉控制部32中可以輸入來(lái)自充電卡讀取器23的信號(hào)S1、來(lái)自充 電開始開關(guān)24的信號(hào)S2和來(lái)自充電強(qiáng)制停止開關(guān)25的信號(hào)S3。另外， 開閉控制部32中還可以輸入來(lái)自車輛50的充電控制機(jī)構(gòu)80的信號(hào)S4、 S5、 S20。開閉控制部32具有基于所輸入的各信號(hào)，按照需要向供電控制 機(jī)構(gòu)12輸出供電停止信號(hào)S7的功能。g卩，開閉控制部32具有這樣的功能 當(dāng)基于輸入的信號(hào)判斷出車輛50正在充電時(shí)，向供電控制機(jī)構(gòu)12輸出供 電信號(hào)S7，使向第一蓄電機(jī)構(gòu)15的直流電的供給停止。從開閉控制部32 向充電臺(tái)21的顯示部26輸出信號(hào)S8、 S9、 SIO。信號(hào)S8是用于在充電量 顯示計(jì)27上顯示從充電開始的充電量(供電量)的信號(hào)，信號(hào)S9是用于 在充電電流顯示計(jì)28上顯示從開閉器31流向車輛50側(cè)的充電電流的信號(hào)。 信號(hào)S10是用于在充電費(fèi)用顯示計(jì)29上顯示與從充電開始到充電結(jié)束向車 輛50供給的電量所相當(dāng)?shù)碾娰M(fèi)的信號(hào)。另外，開閉器31是為了方便而設(shè) 置的部件，即使沒有開閉器31也可以，只要存在充電電路20就能夠進(jìn)行 車輛50的快速充電。
如圖1所示，車輛50中搭載了充電控制機(jī)構(gòu)80以外的其他各種設(shè)備。在供給至車輛50的純直流電通過(guò)充電控制機(jī)構(gòu)80而控制成規(guī)定的電壓以 及電流之后，被供給至第二蓄電機(jī)構(gòu)85。第二蓄電機(jī)構(gòu)85只要具有能夠儲(chǔ) 存直流電的功能即可，可以是任意種類的設(shè)備，但在本實(shí)施方式中，由蓄 電池、電偶極子層電容器和鋰離子電容器中的至少某一個(gè)構(gòu)成。第二蓄電 機(jī)構(gòu)85也可以僅由例如串聯(lián)連接多個(gè)單元的鋰離子電池構(gòu)成，也可以是并 用鋰離子電池和電偶極子層電容器或者鋰離子電容器的構(gòu)成。鋰離子電容 器如上所述是兼具有鋰離子電池和電偶極子層電容器雙方要素的蓄電機(jī) 構(gòu)。
第二蓄電機(jī)構(gòu)85的總電壓，在本實(shí)施方式中為接近第一蓄電機(jī)構(gòu)15 的總電壓的大致350V。此處，充電控制機(jī)構(gòu)80具有最適合于第二蓄電機(jī) 構(gòu)85的快速充電的充電控制功能，因此在第二蓄電機(jī)構(gòu)85的總電壓與第 一蓄電機(jī)構(gòu)15的總電壓顯著不同的情況下，也不會(huì)對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85的 快速充電產(chǎn)生障礙。即，第一蓄電機(jī)構(gòu)15，在快速充電時(shí)由于向車輛50 的第二蓄電機(jī)構(gòu)85的供電而剩余容量逐漸減少、總電壓也降低，但是在第 一蓄電機(jī)構(gòu)15的總電壓降低了的情況下，通過(guò)充電控制機(jī)構(gòu)80而以最適 合的充電電壓進(jìn)行第二蓄電機(jī)構(gòu)85的快速充電。第二蓄電機(jī)構(gòu)85所儲(chǔ)存 的直流電能夠經(jīng)由控制器86而供給到行駛馬達(dá)87，車輛50能夠?qū)⑿旭傫R 達(dá)87作為驅(qū)動(dòng)源而行駛。車輛50中搭載有用于對(duì)充電系統(tǒng)的發(fā)熱部進(jìn)行 冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)60。
圖2示出了充電控制機(jī)構(gòu)80的詳細(xì)內(nèi)容。充電控制機(jī)構(gòu)80具有功率 控制部81和充電信息處理部84。功率控制部81由充電控制單元82和溫度 控制單元83構(gòu)成。充電控制單元82具有將來(lái)自開閉機(jī)構(gòu)30的純直流電控 制成適合于第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電電壓以及充電電流的快速充電控制功 能。充電控制單元82具有直流斬波(chopper)電路(并用升壓斬波電路和 降壓斬波電路的直流斬波電路)以及電流控制電路。充電控制單元82具有 如下功能根據(jù)來(lái)自充電信息處理部84的控制信號(hào)S22，對(duì)由第一蓄電機(jī) 構(gòu)15供給的純直流電進(jìn)行斬波控制，以最佳充電電壓對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85 進(jìn)行充電。從充電控制單元82向第二蓄電機(jī)構(gòu)85輸出的電壓以及電流被 輸出傳感器76測(cè)定出來(lái)，并將來(lái)自輸出傳感器76的信號(hào)S16輸入充電信 息處理部84。對(duì)于鋰離子電池的充電而言，尤其需要對(duì)充電電壓進(jìn)行高精度控制，因此在充電控制機(jī)構(gòu)80中進(jìn)行了考慮這一點(diǎn)的高精度的充電控制。 充電控制單元82具有并用了升壓斬波電路和降壓斬波電路的直流斬波電 路，因此，即使在車輛50充電時(shí)第一蓄電機(jī)構(gòu)15的總電壓逐漸下降，由 于通過(guò)充電控制單元82的直流斬波電路來(lái)控制來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的電 壓，因此能夠以最佳電壓對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85進(jìn)行充電。因此，在快速充電 時(shí)的第一蓄電機(jī)構(gòu)15的輸出電壓變化不會(huì)影響第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電。 這樣，充電信息處理部84中預(yù)先輸入了充電程序，該充電程序用于根據(jù)檢 測(cè)出的第二蓄電機(jī)構(gòu)85的電池電壓、充電電流，對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85進(jìn)行 最佳的充電控制。
如圖2所示，車輛50中搭載有將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的轉(zhuǎn)換器91。在 轉(zhuǎn)換器91的輸入側(cè)連接有在前端具有充電插頭93的電纜92。轉(zhuǎn)換器91 的輸出側(cè)與充電控制單元82連接。充電插頭93例如能夠與家庭用的100V 用或者200V用的插座連接。充電插頭93用于使用家庭用的交流電源進(jìn)行 車輛50的充電，在夜間進(jìn)行經(jīng)由充電插頭93向車輛50的供電。來(lái)自家庭 用的IOOV插座的交流電，在通過(guò)轉(zhuǎn)換器91而轉(zhuǎn)換為直流電之后，通過(guò)充 電控制單元82調(diào)整為適合于第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電條件的電壓以及電流。 如此，車輛50成為能夠進(jìn)行充電站的快速充電與家庭中的夜間的長(zhǎng)時(shí)間充 電的雙方的構(gòu)造。
如圖2所示，對(duì)于充電控制機(jī)構(gòu)80的充電信息處理部84，有多個(gè)信號(hào) 輸入和輸出。設(shè)置在圖6的開閉器31的輸入側(cè)的電壓測(cè)定傳感器33具有 測(cè)定第一蓄電機(jī)構(gòu)15的輸出電壓的功能，在充電開始時(shí)來(lái)自電壓測(cè)定傳感 器33的信號(hào)S12被輸入充電信息控制處理部84。在第一蓄電機(jī)構(gòu)15的輸 出電壓(開路電壓)在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，從充電信息處理部84向開閉 機(jī)構(gòu)30的開閉控制部32輸出表示能夠進(jìn)行車輛50的快速充電這一情況的 信號(hào)S5。
如圖1所示，車輛50中設(shè)有鎖定傳感器71、運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)確認(rèn)傳感器72、 停車制動(dòng)器傳感器73、充電量顯示計(jì)74和充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)75。鎖定傳 感器71具有確認(rèn)充電插頭36與車輛50的充電連接器65相連接的功能。 在充電開始前，來(lái)自鎖定傳感器71的信號(hào)Sll輸入充電信息控制處理部 84。運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)確認(rèn)傳感器72具有確認(rèn)車輛50的起動(dòng)的功能。在充電開始前，來(lái)自運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)確認(rèn)傳感器72的信號(hào)S13輸入充電信息控制處理部84。 停車制動(dòng)器傳感器73具有確認(rèn)停車制動(dòng)器動(dòng)作以使車輛50不移動(dòng)的功能。 在充電開始前，來(lái)自停車制動(dòng)器傳感器73的信號(hào)S14輸入充電信息控制處 理部84。充電量顯示計(jì)74具有顯示第二蓄電機(jī)構(gòu)85的剩余電量的功能。 在充電過(guò)程中，從充電信息控制處理部84將信號(hào)S18輸出至充電量顯示計(jì) 74。
充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)75具有將第二蓄電機(jī)構(gòu)85達(dá)到充滿電的情況通知 駕駛員88的功能。充電時(shí)，通過(guò)電流傳感器76來(lái)測(cè)定流向第二蓄電機(jī)構(gòu) 85的充電電流，根據(jù)來(lái)自電流傳感器76的信號(hào)S16，由充電信息處理部 84判斷第二蓄電機(jī)構(gòu)85是否達(dá)到充滿電。在判斷為第二蓄電機(jī)構(gòu)85已達(dá) 到充滿電的情況下，從充電信息控制處理部84向充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)75輸 出信號(hào)S19。具有直流斬波電路的充電控制單元，具有通過(guò)無(wú)線向駕駛員 88所持有的便攜式接收機(jī)(包括便攜式電話機(jī))89通知充電結(jié)束這一情況 的功能。在充電過(guò)程中，在確認(rèn)出車輛50上充電功能有異常的情況下，信 號(hào)S20從充電信息控制處理部84輸出至開閉機(jī)構(gòu)30的開閉控制部20，通 過(guò)開閉器31的斷開動(dòng)作來(lái)中止車輛50的充電。
圖3示出了用于冷卻車輛50的充電系統(tǒng)的冷卻構(gòu)件60的構(gòu)成。冷卻 構(gòu)件60具有電子冷卻元件61、馬達(dá)62和風(fēng)扇63。風(fēng)扇63被馬達(dá)62旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)，朝著電子冷卻元件61的冷卻面吹風(fēng)。電子冷卻元件61是利用珀耳 帖效應(yīng)(Peltiereffect)的元件，通過(guò)來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的直流電來(lái)進(jìn)行 動(dòng)作。在車輛50的充電系統(tǒng)中易發(fā)熱的部位設(shè)有第一溫度傳感器77以及 第二溫度傳感器78。第一溫度傳感器77具有檢測(cè)第二蓄電機(jī)構(gòu)85的溫度 的功能。第二溫度傳感器78具有檢測(cè)功率控制部81的溫度的功能。來(lái)自 第一溫度傳感器77以及第二溫度傳感器78的信號(hào)S15輸入充電信息處理 部84中。在車輛50的充電系統(tǒng)的特定位置的溫度上升超過(guò)規(guī)定值的情況 下，充電信息處理部84將信號(hào)S17輸出至溫度控制單元83。溫度控制單 元83根據(jù)來(lái)自充電信息處理部84的信號(hào)S17，向冷卻構(gòu)件60供給來(lái)自開 閉機(jī)構(gòu)30的直流電。圖3表示通過(guò)冷卻機(jī)構(gòu)60僅冷卻功率控制部81以及 第二蓄電機(jī)構(gòu)85的狀態(tài)，但是冷卻機(jī)構(gòu)60不僅進(jìn)行這些冷卻，還具有冷 卻因?yàn)橛糜诳焖俪潆姷拇箅娏鞫l(fā)熱的部位的功能。由于功率控制部81在快速充電時(shí)控制由第一蓄電機(jī)構(gòu)15供給的大的 電力，因此半導(dǎo)體元件的溫度有上升的可能性。此外，構(gòu)成第二蓄電機(jī)構(gòu) 85的鋰離子電池因與收容空間的關(guān)系而以密集的狀態(tài)被收容，在快速充電 時(shí)存在溫度上升的可能性。因此，在功率控制部81以及第二蓄電機(jī)構(gòu)85 因快速充電而導(dǎo)致溫度上升超過(guò)規(guī)定值時(shí)，通過(guò)來(lái)自冷卻構(gòu)件60的冷風(fēng)進(jìn) 行強(qiáng)制冷卻。特別是為了提高易變?yōu)楦邷氐墓β士刂撇?1的半導(dǎo)體元件的 冷卻能力，也可以采用直接將電子冷卻元件61安裝在功率控制部81上的 構(gòu)造。并且，也可以構(gòu)成為通過(guò)電子冷卻元件61來(lái)冷卻在充電系統(tǒng)中循環(huán) 的水，利用該被冷卻的水進(jìn)行發(fā)熱部的冷卻的構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，采 用了使用電子冷卻元件61的冷卻構(gòu)造，但只要是冷卻機(jī)構(gòu)60利用由第一 蓄電機(jī)構(gòu)15供給的電力的機(jī)構(gòu)，并不僅限于電子冷卻元件61，例如也可以 是內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)制冷卻那樣通過(guò)電動(dòng)風(fēng)扇來(lái)冷卻通過(guò)散熱器的冷卻水的構(gòu) 造。并且，也可以構(gòu)成為，在充電系統(tǒng)的發(fā)熱部上安裝熱發(fā)電元件(省略 圖示)，并通過(guò)車輛50有效利用該熱發(fā)電元件所發(fā)電的電力。
能夠利用本發(fā)明的供電裝置10來(lái)進(jìn)行充電的車輛使用馬達(dá)作為原動(dòng) 機(jī)，除了圖4的客車型的車輛50之外，車輛的概念還包括跑車(sports car) 51、大客車52和貨車53。另外，快速充電對(duì)象的車輛此外也包括搬運(yùn)車、 鐵道車輛、有軌電車、單軌電車(monorail)、建設(shè)用車輛等。對(duì)于不同的 車輛種類，第二蓄電機(jī)構(gòu)的單元個(gè)數(shù)、容量等也不同，因此跑車51中搭載 有與車輛50不同的第二蓄電機(jī)構(gòu)85a。大客車52中搭載了第二蓄電機(jī)構(gòu) 85b，貨車53中搭載了第二蓄電機(jī)構(gòu)85c。跑車51具有適合于第二蓄電機(jī) 構(gòu)85a的充電控制功能，大客車52具有適合于第二蓄電機(jī)構(gòu)85b的充電控 制功能。同樣地，貨車53具有適合于第二蓄電機(jī)構(gòu)85c的充電控制功能。
接著，對(duì)實(shí)施方式1中的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法進(jìn)行說(shuō)明。圖7 示出了供電控制機(jī)構(gòu)12的控制的動(dòng)作步驟。在圖7中，在步驟151中，判 斷是否存在來(lái)自作為電動(dòng)式移動(dòng)體的車輛50的充電請(qǐng)求。在步驟151中判 斷出存在來(lái)自車輛50的充電請(qǐng)求的情況下，前進(jìn)至步驟152，信號(hào)S7從 開閉機(jī)構(gòu)30輸出至供電控制機(jī)構(gòu)12，停止來(lái)自整流器ll的直流電向第一 蓄電機(jī)構(gòu)15的供給。在步驟151中判斷出不存在來(lái)自車輛50的充電請(qǐng)求 的情況下，前進(jìn)至步驟153，繼續(xù)進(jìn)行來(lái)自整流器ll的直流電向第一蓄電機(jī)構(gòu)15的供給。在來(lái)自整流器11的直流電向第一蓄電機(jī)構(gòu)15的供給被停 止的狀態(tài)下，可以由僅來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的直流電進(jìn)行車輛50的充電。
圖8以及圖9示出了從電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法中的充電開始到 充電結(jié)束為止的動(dòng)作步驟。若車輛50達(dá)到充電站，則車輛50在空的充電 臺(tái)21的附近停車。在開始充電前，車輛50的運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)(省略圖示)關(guān)閉， 通過(guò)停車制動(dòng)器(省略圖示)的動(dòng)作來(lái)使車輛50固定在停車位置。然后， 如步驟161所示，向充電臺(tái)21的卡讀取器23中插入充電卡(省略圖示)。 充電卡具有與現(xiàn)金相同的功能，通過(guò)向卡讀取器23中插入充電卡，使得車 輛50的充電開始變?yōu)榭赡?。接著，前進(jìn)至步驟162，取下被保持在充電臺(tái) 21上的充電電纜35，將充電電纜35的前端部的充電插頭36安裝在車輛50 的充電連接器65上。充電插頭36的安裝是通過(guò)將充電插頭36推入充電連 接器65中來(lái)進(jìn)行的。充電插頭36的完全安裝即代表充電電路20與車輛50 已連接。充電插頭36的安裝通過(guò)車輛50側(cè)的鎖定傳感器71進(jìn)行確認(rèn)。
若充電插頭36的安裝完成，則前進(jìn)至步驟163，充電臺(tái)21的充電開始 開關(guān)24接通。接著，前進(jìn)至步驟164，停止從整流器11向第一蓄電機(jī)構(gòu) 15的供電。在該狀態(tài)下，整流器11和第一蓄電機(jī)構(gòu)15變?yōu)殡姺蛛x狀態(tài)， 僅由第一蓄電機(jī)構(gòu)15的供電進(jìn)行車輛50的充電變?yōu)榭赡?。若向第一蓄?機(jī)構(gòu)15的供電停止，則前進(jìn)至步驟165，判斷車輛50的充電開始條件是否 全部確認(rèn)。即，在步驟165，判斷各來(lái)自鎖定傳感器71的信號(hào)Sll、來(lái)自 電壓測(cè)定傳感器33的信號(hào)S12、來(lái)自運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)確認(rèn)傳感器72的信號(hào)S13 和來(lái)自停車制動(dòng)器傳感器73的信號(hào)S14是否已輸入。在步驟165中，在判 斷出充電開始條件確認(rèn)已完成的情況下，前進(jìn)至步驟166，充電電路20的 開閉器31打開，在步驟167中車輛50充電開始。
接著，若車輛50的充電開始，則前進(jìn)至圖9的步驟168，判斷充電系 統(tǒng)的溫度是否在上升。在步驟168中判斷出充電系統(tǒng)的溫度上升超過(guò)規(guī)定 值的情況下，前進(jìn)至步驟169，通過(guò)冷卻機(jī)構(gòu)60對(duì)功率控制部81以及第二 蓄電機(jī)構(gòu)85進(jìn)行冷卻。在步驟168中，在判斷出充電系統(tǒng)的溫度是正常的 情況下，前進(jìn)至步驟170，判斷充電系統(tǒng)的充電控制功能等是否為異常。在 步驟170中判斷出充電控制功能等為異常的情況下，前進(jìn)至步驟174，將開 閉器31關(guān)閉，充電中止。在步驟170中，在判斷出充電控制功能等沒有異常的情況下，前進(jìn)至步驟171。在步驟171中，在希望使車輛50的充電強(qiáng) 制結(jié)束的情況下，前進(jìn)至步驟178，充電強(qiáng)制停止開關(guān)25接通。若充電強(qiáng) 制停止開關(guān)25接通，則前進(jìn)至步驟174，將開閉器31關(guān)閉，充電中止。充 電的強(qiáng)制結(jié)束僅在用于充電的時(shí)間等有限的情況下有效，能夠參考在充電 臺(tái)21的顯示部26上顯示的充電電流值來(lái)選擇充電停止的定時(shí)。另外，在 本實(shí)施方式中，構(gòu)成為在檢測(cè)到充電系統(tǒng)的溫度上升后使冷卻構(gòu)件60動(dòng)作， 但在充電系統(tǒng)的冷卻僅通過(guò)自然散熱并不足夠的情況下，也可以構(gòu)成為在 充電開始的同時(shí)，使冷卻構(gòu)件60動(dòng)作。
在步驟171中，在不需要使車輛50的充電結(jié)束的情況下，前進(jìn)至步驟 172，繼續(xù)進(jìn)行充電。在步驟173中，判斷第二蓄電機(jī)構(gòu)85是否達(dá)到充滿 電。該判斷是根據(jù)第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電電流的測(cè)定值來(lái)判斷的。S卩，第 二蓄電機(jī)構(gòu)85是否達(dá)到充滿電是根據(jù)來(lái)自電流傳感器76的信號(hào)S16，通 過(guò)充電信息處理部84來(lái)進(jìn)行判斷的。在步驟173中，在判斷出第二蓄電機(jī) 構(gòu)85達(dá)到充滿電的情況下，前進(jìn)至步驟174，將開閉器31關(guān)閉，充電結(jié)束 (步驟175)。接著，從車輛50的充電連接器65卸下充電插頭36 (步驟 176)。在充電結(jié)束的狀態(tài)下，在充電臺(tái)21的顯示部26上顯示充電電量以 及充電費(fèi)用。然后，前進(jìn)至步驟177，向插入充電臺(tái)21的卡讀取器23中的 充電卡(省略圖示)電寫入充電費(fèi)用等，在線進(jìn)行向銀行等的電費(fèi)支付手 續(xù)。然后，從卡讀取器23取出充電卡。
這樣，由于能夠?qū)⒌谝恍铍姍C(jī)構(gòu)15中所儲(chǔ)存的大的電力直接利用于第 二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)車輛50的充電。g卩，第 一蓄電機(jī)構(gòu)15能夠儲(chǔ)存相當(dāng)于車輛50的第二蓄電機(jī)構(gòu)85的電力儲(chǔ)存能力 為例如數(shù)百倍的大的電力，并且在第一蓄電機(jī)構(gòu)15和車輛50之間不存在 充電控制功能等，因此能夠?qū)⒌谝恍铍姍C(jī)構(gòu)15中儲(chǔ)存的大的電力直接送至 車輛5(H則，如圖4所示，即使是多個(gè)車輛也能夠同時(shí)進(jìn)行快速充電。
在本發(fā)明中，由于車輛50具有充電控制機(jī)構(gòu)80，因此車輛50能夠?qū)?由第一蓄電機(jī)構(gòu)15供給的純直流電控制成最適合第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電 的電壓及電流。即，充電控制機(jī)構(gòu)80的功能對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85的壽命等 有非常大的影響，通過(guò)將充電控制機(jī)構(gòu)80搭載在車輛50中，能夠進(jìn)行實(shí) 現(xiàn)第二蓄電機(jī)構(gòu)85的充電特性和充電控制功能的匹配(matching)的設(shè)計(jì)。由此，第二蓄電機(jī)構(gòu)85能夠發(fā)揮符合期待的性能，能夠提高車輛50的性 能。此外，向車輛50供給純直流電這種高品質(zhì)的電力，能夠以高品質(zhì)的電 力為前提來(lái)設(shè)計(jì)車輛50的電控制電路。從而，對(duì)于快速充電中向車輛50 供給的直流電幾乎不需要考慮波動(dòng)、噪聲、浪涌，能夠使車輛50的電控制 電路的設(shè)計(jì)變得容易，并且能夠提高車輛50的電控制功能的可靠性。
上述內(nèi)容是僅對(duì)車輛50的充電步驟進(jìn)行了說(shuō)明，但如圖4所示，在同 時(shí)充電多個(gè)車輛的情況下，由于第二蓄電機(jī)構(gòu)85、 85a、 85b、 85c的容量 不同，各車輛達(dá)到充滿電的時(shí)間分別不同。在充電開始之初，車輛50的充 電電流是Il，跑車51的充電電流是I2。同樣地，大客車52的充電電流是 13，貨車53的充電電流是I4。若各車輛的充電繼續(xù)進(jìn)行，則充電電流與充 電開始之初相比顯著下降，在接近于充滿電時(shí)幾乎不流動(dòng)充電電流。然后， 在第二蓄電機(jī)構(gòu)85a、 85b、 85c達(dá)到充滿電時(shí)，來(lái)自各開閉機(jī)構(gòu)30的信號(hào) S7分別輸出至供電控制機(jī)構(gòu)12，各車輛的充電自動(dòng)停止。
另夕卜，冷卻機(jī)構(gòu)60在本實(shí)施方式中用于充電系統(tǒng)的冷卻，但由于電子 冷卻元件61不僅具有冷卻面還具有發(fā)熱面，因此也具有調(diào)整車輛50內(nèi)的 溫度的功能。因此，冷卻構(gòu)件60不僅能夠進(jìn)行充電系統(tǒng)的冷卻，還能夠用 作車輛50內(nèi)的空調(diào)裝置。若將使用了電子冷卻元件61的冷卻構(gòu)件60也作 為空調(diào)裝置來(lái)使用，則不需要像以往的空調(diào)裝置那樣使用作為制冷劑的哈 龍氣體等，從地球環(huán)境改善的觀點(diǎn)來(lái)看也是優(yōu)選的。
在本實(shí)施方式中，第一蓄電機(jī)構(gòu)15固定在固定位置上，但如果將第一 蓄電機(jī)構(gòu)15載放在卡車等上，也可以將該卡車用作為補(bǔ)充電用車輛。艮口， 搭載在車輛50上的充電控制機(jī)構(gòu)80具有對(duì)第二蓄電機(jī)構(gòu)85進(jìn)行最適合的 充電的功能，因此在卡車上不需要搭載用于車輛50的充電的控制裝置，在 沒有快速充電站的地區(qū)，在由于長(zhǎng)距離行駛而車輛50的第二蓄電機(jī)構(gòu)85 的剩余容量顯著降低的情況下，能夠利用載放在卡車上的第一蓄電機(jī)構(gòu)15 容易地進(jìn)行第二蓄電機(jī)構(gòu)85的快速充電。如此，利用來(lái)自卡車所載放的一 個(gè)第一蓄電機(jī)構(gòu)15的直流電，能夠進(jìn)行圖4所示的各種車輛50、 51、 52、 53的快速充電。
(實(shí)施方式2)
圖10示出了本發(fā)明的實(shí)施方式2，示出了適用于作為電動(dòng)式移動(dòng)體的船舶的快速充電的情況。如圖IO所示，能夠從并聯(lián)連接至第一蓄電機(jī)構(gòu)15 的各充電電路20向旅客船100的第二蓄電機(jī)構(gòu)85d、電動(dòng)船101的第二蓄 電機(jī)構(gòu)85e、汽車渡輪102的第二蓄電機(jī)構(gòu)85f以及深海用潛水艇103的第 二蓄電機(jī)構(gòu)85g供給充電用的電力。從地球環(huán)境改善的觀點(diǎn)來(lái)看也希望促 進(jìn)以電動(dòng)力推進(jìn)的船舶的利用。作為船舶的原動(dòng)機(jī)，優(yōu)選采用例如高性能 的高溫超導(dǎo)馬達(dá)。在本實(shí)施方式中，按每個(gè)船舶對(duì)由第一蓄電機(jī)構(gòu)15供給 的純直流電進(jìn)行充電控制，由此控制成最適合各第二蓄電機(jī)構(gòu)85d、 85e、 85f、 85g的充電電壓以及充電電流，使得各種船舶的同時(shí)快速充電成為可 能。
(實(shí)施方式3)
圖11示出了本發(fā)明的實(shí)施方式3，示出了適用于作為電動(dòng)式移動(dòng)體的 飛機(jī)的快速充電的情況。如圖11所示，能夠從并聯(lián)連接至第一蓄電機(jī)構(gòu)15 的各充電電路20向雙引擎飛機(jī)(包括垂直起降機(jī)和VTOL機(jī))110的第二 蓄電機(jī)構(gòu)85h、單引擎機(jī)lll的第二蓄電機(jī)構(gòu)85i、直升機(jī)112的第二蓄電 機(jī)構(gòu)85j以及飛艇113的第二蓄電機(jī)構(gòu)85k供給充電用的電力。從地球環(huán)境 改善的觀點(diǎn)來(lái)看也希望促進(jìn)由電動(dòng)力推進(jìn)的飛機(jī)的利用。作為飛機(jī)的原動(dòng) 機(jī)例如優(yōu)選釆用輕量的無(wú)芯馬達(dá)等。各飛機(jī)通過(guò)來(lái)自第二蓄電機(jī)構(gòu)的電力 使螺旋槳或者旋翼葉片旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)從而進(jìn)行飛行。在本實(shí)施方式中，按每架 飛機(jī)對(duì)由第一蓄電機(jī)構(gòu)15供給的純直流電進(jìn)行充電控制，由此控制成最適 合各第二蓄電機(jī)構(gòu)85h、 85i、 85j、 85k的充電電壓以及充電電流，使得各 種飛機(jī)的同時(shí)快速充電成為可能。另外，在飛機(jī)的情況下，由于與機(jī)體重 量的關(guān)系，在難以大量搭載大容量的第二蓄電機(jī)構(gòu)85h、 85i、 85j、 85k的 情況下，也可以構(gòu)成為并用第二蓄電機(jī)構(gòu)85h、 85i、 85j、 85k和燃料電池。 (實(shí)施方式4)
圖12表示本發(fā)明的實(shí)施方式4，表示實(shí)施方式l的變形例。此處，對(duì) 于與實(shí)施方式1相同的構(gòu)成賦予相同符號(hào)并省略其說(shuō)明。后面所述的其他 實(shí)施方式也相同。
實(shí)施方式1表示與導(dǎo)體接觸而進(jìn)行供電的傳導(dǎo)充電方式，但是在實(shí)施 方式4中為了使充電操作容易，采用能夠進(jìn)行以利用了電磁感應(yīng)的非接觸 的供電的感應(yīng)充電方式。如圖12所示，開閉機(jī)構(gòu)30與將直流轉(zhuǎn)換為交流
19的轉(zhuǎn)換器40連接。轉(zhuǎn)換器40具有將來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的直流電轉(zhuǎn)換為 高頻的交流的功能。轉(zhuǎn)換器40的輸出側(cè)與埋設(shè)在地下的一次側(cè)線圈95連 接。 一次側(cè)線圈95以僅上面露出于地表面的狀態(tài)埋設(shè)在地下。在車輛50 的底板部搭載有二次側(cè)線圈96。在快速充電時(shí)，車輛50停車在一次側(cè)線圈 95的正上方，以使二次側(cè)線圈96與一次側(cè)線圈95相對(duì)。在快速充電時(shí)， 從轉(zhuǎn)換器40向第一線圈95供給高頻電力，并通過(guò)電磁感應(yīng)而在二次側(cè)線 圈96中感應(yīng)交流電。在二次側(cè)線圈96中產(chǎn)生的交流電通過(guò)轉(zhuǎn)換器(感應(yīng) 器)97轉(zhuǎn)換為直流電，所轉(zhuǎn)換的直流電被供給到充電控制機(jī)構(gòu)80。
在如此構(gòu)成的實(shí)施方式4中，來(lái)自第一蓄電機(jī)構(gòu)15的電力以非接觸狀 態(tài)供給到車輛50的充電控制機(jī)構(gòu)80，能夠在不使用圖5那樣的充電插頭 36的條件下進(jìn)行快速充電。因此，在快速充電時(shí)不需要機(jī)械的連接，快速 充電操作顯著地變得容易。 (實(shí)施方式5)
圖13示出了本發(fā)明的實(shí)施方式5，表示實(shí)施方式1的變形例。風(fēng)力發(fā) 電裝置5或太陽(yáng)光發(fā)電裝置6是不使用化石燃料的發(fā)電裝置，在發(fā)電時(shí)不 排出C02，因此對(duì)環(huán)境較好。但是，風(fēng)力發(fā)電裝置5或太陽(yáng)光發(fā)電裝置6 容易受到天氣的影響，輸出變動(dòng)較大，因此具有難以與電力系統(tǒng)配合的問 題。在實(shí)施方式5中，將來(lái)自輸出變動(dòng)較大的風(fēng)力發(fā)電裝置5或太陽(yáng)光發(fā) 電裝置6的電力儲(chǔ)存到第一蓄電機(jī)構(gòu)15中，利用所儲(chǔ)存的電力進(jìn)行車輛50 的快速充電。
如圖13所示，在供電控制機(jī)構(gòu)12的輸入側(cè)連接有電力調(diào)整器7。來(lái)自 風(fēng)力發(fā)電裝置5的電力或來(lái)自太陽(yáng)光發(fā)電裝置6的電力，通過(guò)電力調(diào)整器7 調(diào)整為能夠輸入到第一蓄電機(jī)構(gòu)15中的直流電之后，經(jīng)由供電控制機(jī)構(gòu)12 供給到第一蓄電機(jī)構(gòu)15。對(duì)于第一蓄電機(jī)構(gòu)15，考慮到所供給的電力變動(dòng) 較大的情況，優(yōu)選選定最適合的種類。供給到第一蓄電機(jī)構(gòu)15的電力可以 僅是來(lái)自風(fēng)力發(fā)電裝置5的電力，也可以僅是來(lái)自太陽(yáng)光發(fā)電裝置6的電 力。并且，也可以構(gòu)成為來(lái)自風(fēng)力發(fā)電裝置5的電力和來(lái)自太陽(yáng)光發(fā)電裝 置6的電力的任一方都供給到第一蓄電機(jī)構(gòu)15。
在如此構(gòu)成的實(shí)施方式5中，能夠?qū)?lái)自輸出變動(dòng)較大的風(fēng)力發(fā)電裝 置5或太陽(yáng)光發(fā)電裝置6的電力儲(chǔ)存到第一蓄電機(jī)構(gòu)15中，因此能夠利用所儲(chǔ)存的電力進(jìn)行各種車輛50、 51、 52、 53的快速充電。 一直以來(lái)，為了 提高風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)光發(fā)電的利用價(jià)值，計(jì)劃將輸出變動(dòng)較大的風(fēng)力發(fā)電 或太陽(yáng)光發(fā)電的電力儲(chǔ)存到電力儲(chǔ)存用蓄電池中，并為了與電力系統(tǒng)的配 合而進(jìn)行輸出電力的均衡，但是僅為了均衡而使用電力儲(chǔ)存用蓄電池，導(dǎo) 致發(fā)電成本升高，成為妨礙促進(jìn)可再生能源的利用的一個(gè)原因。因此，如 實(shí)施方式5那樣，通過(guò)將來(lái)自風(fēng)力發(fā)電裝置5或太陽(yáng)光發(fā)電裝置6的電力 儲(chǔ)存到第一蓄電機(jī)構(gòu)15中，并使用于各種車輛50、 51、 52、 53的快速充 電，由此能夠彌補(bǔ)輸出變動(dòng)較大的可再生能源發(fā)電的缺點(diǎn)，能夠謀求促進(jìn) 太陽(yáng)光和風(fēng)力等可再生能源的利用。
以上，詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式1到5，但是具體的構(gòu)成不限于這 些實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更也包含于本發(fā)明。 例如，作為快速充電對(duì)象的電動(dòng)式移動(dòng)體是包括車輛、船舶、飛機(jī)的所謂 交通設(shè)備，不限于長(zhǎng)距離移動(dòng)的設(shè)備，還包括移動(dòng)范圍較小的建筑設(shè)備以 及工業(yè)設(shè)備等。并且，如實(shí)施方式l所說(shuō)明的那樣，從供電裝置10向作為 電動(dòng)式移動(dòng)體的車輛50供給的直流電優(yōu)選為純直流電，但是供給車輛50 的直流電當(dāng)然也可以是從整流器輸出的包含波紋的直流電。
權(quán)利要求
1、一種電動(dòng)式移動(dòng)體，搭載有對(duì)從外部的供電裝置供給的電力進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電機(jī)構(gòu)，利用該蓄電機(jī)構(gòu)所儲(chǔ)存的電力進(jìn)行移動(dòng)，其特征在于，具備充電控制機(jī)構(gòu)，將從上述供電裝置供給的電力控制為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的快速充電的電壓及電流；以及冷卻機(jī)構(gòu)，利用從上述供電裝置供給的電力，進(jìn)行上述蓄電機(jī)構(gòu)的充電系統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。
2、 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)式移動(dòng)體，其特征在于， 上述冷卻機(jī)構(gòu)具有電子冷卻元件，通過(guò)來(lái)自上述供電裝置的電力工作。
3、 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)式移動(dòng)體，其特征在于， 上述充電控制機(jī)構(gòu)具備充電控制單元，具有直流斬波電路，該直流斬波電路將從上述供電裝置供給的電力調(diào)整為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的快速 充電的電壓。
4、 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)式移動(dòng)體，其特征在于，上述蓄電機(jī)構(gòu)由蓄電池、電偶極子層電容器和鋰離子電容器的至少某 一個(gè)構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)式移動(dòng)體，其特征在于， 上述蓄電機(jī)構(gòu)由鋰離子電池構(gòu)成。
6、 如權(quán)利要求l所述的電動(dòng)式移動(dòng)體，其特征在于， 在上述充電控制機(jī)構(gòu)上，連接有充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)，該充電結(jié)束警報(bào)機(jī)構(gòu)向駕駛員的便攜式接收機(jī)通知上述蓄電機(jī)構(gòu)的充電完成。
7、 一種電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，該電動(dòng)式移動(dòng)體將從外部的供 電裝置供給的電力儲(chǔ)存到搭載的蓄電機(jī)構(gòu)中，利用該蓄電機(jī)構(gòu)所儲(chǔ)存的電 力進(jìn)行移動(dòng)，該電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法的特征在于，將從上述外部的供電裝置供給的電力控制為適合于上述蓄電機(jī)構(gòu)的快 速充電的電壓及電流，利用從上述供電裝置供給的電力進(jìn)行上述蓄電機(jī)構(gòu) 的充電系統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。
8、 如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，其特征在于， 供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體的電力是來(lái)自上述供電裝置的電力儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)的純直流電力。
9、 如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，其特征在于， 來(lái)自上述供電裝置的電力，通過(guò)傳導(dǎo)充電方式或感應(yīng)充電方式的某一種，供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體。
10、 如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，其特征在于， 供給到上述電動(dòng)式移動(dòng)體的電力是通過(guò)可再生能源發(fā)電的電力。
全文摘要
提供一種電動(dòng)式移動(dòng)體及電動(dòng)式移動(dòng)體的快速充電方法，在充電條件不同的情況下，也能夠通過(guò)來(lái)自相同的供電裝置的電力供給來(lái)進(jìn)行快速充電，并且能夠不從外部供給制冷劑地進(jìn)行充電系統(tǒng)的冷卻。該電動(dòng)式移動(dòng)體(50)搭載有對(duì)從外部的供電裝置(10)供給的直流電進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電機(jī)構(gòu)(85)，利用蓄電機(jī)構(gòu)(85)所儲(chǔ)存的直流電進(jìn)行移動(dòng)，其特征在于，具備充電控制機(jī)構(gòu)(80)，將從供電裝置(10)供給的直流電控制為適合于蓄電機(jī)構(gòu)(85)的快速充電的電壓以及電流；和冷卻機(jī)構(gòu)(60)，利用從供電裝置(10)供給的直流電進(jìn)行蓄電機(jī)構(gòu)的充電系統(tǒng)的強(qiáng)制冷卻。
文檔編號(hào)B60L11/18GK101657336SQ20088001209
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者菅野富男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社能量應(yīng)用技術(shù)研究所