JP2008305619A - 電気自動車用の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電気自動車の使用用途に応じた電源装置を提供できるようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る電気自動車の電源装置は、複数の蓄電機器１１を電気的に並列、及び直列に接続することにより構成される電気自動車用の電源装置であって、各々の蓄電機器１１を電気的に接続するための接続部材２７，２９を有しており、接続部材２７，２９には、所定の蓄電機器１１と他の蓄電機器１１との間にコネクタ２１，２２，２３，２４が設けられて、所定の蓄電機器１１と他の蓄電機器１１とを接続、あるいは接続解除可能に構成されており、コネクタ２１，２２，２３，２４の接続が解除された状態で、所定の蓄電機器１１、あるいは他の蓄電機器１１が取り外し可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気エネルギーを貯えることが可能な複数の蓄電機器を電気的に並列、及び直列に接続することにより構成される電気自動車用の電源装置に関する。

電気自動車用の電源装置は、図１０に示すように、複数の蓄電機器１０１（例えば、二次電池）を並列、及び直列に接続することにより構成される。特許文献１に記載された電源装置では、複数の蓄電機器１０１（電池モジュール）をまとめてケースに収納して組バッテリを構成し、これを電気自動車の電源としている。

特開２００２−１９０２８８号

上記した電源装置では、複数の蓄電機器１０１（電池モジュール）をまとめてケースに収納する構成のため、蓄電機器１０１を個々に取り外したり、取り付けたりすることは不可能である。
このため、電気自動車が長距離走行可能なように、電源装置の容量を大きく設定するのが一般的である。しかし、一日の使用距離が小さいユーザの場合（例えば、通勤等にしか使用しないユーザの場合）、電源装置が不必要に大きくなって不経済である。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、電気自動車の使用用途に応じた電源装置を提供できるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、電気エネルギーを貯えることが可能な複数の蓄電機器を電気的に並列、及び直列に接続することにより構成される電気自動車用の電源装置であって、各々の前記蓄電機器を電気的に接続するための接続部材を有しており、前記接続部材には、所定の蓄電機器と他の蓄電機器との間にコネクタが設けられて、前記所定の蓄電機器と他の蓄電機器とを接続、あるいは接続解除可能に構成されており、前記コネクタの接続が解除された状態で、前記所定の蓄電機器、あるいは他の蓄電機器が取り外し可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によると、各々の前記蓄電機器を接続するための接続部材には、所定の蓄電機器と他の蓄電機器との間にコネクタが設けられている。このため、前記コネクタにより所定の蓄電機器と他の蓄電機器とを接続したり、その接続を解除することが可能になる。即ち、所定の蓄電機器と他の蓄電機器とを接続して大容量の電源装置を構成したり、電源装置を構成している他の蓄電機器から所定の蓄電機器を取り外して、電源装置の容量を調整することも可能になる。さらに、所定の蓄電機器だけで電源装置を構成し、他の蓄電機器を取り外すことも可能である。
したがって、電気自動車の用途に合わせて電源装置の容量を調整することが可能になる。例えば、近距離用に所定の蓄電機器を使用し、中距離用に他の蓄電機器を使用し、長距離用に両方の蓄電機器を使用するようなことが可能になる。

請求項２の発明によると、所定の蓄電機器と他の蓄電機器とは同じ種類で、容量が異なっていることを特徴とする。
このため、電源装置から取り外し可能な蓄電機器を小容量とすることで、その蓄電機器が軽量化し、取り外し、取り付け作業が容易になる。
請求項３の発明によると、所定の蓄電機器と他の蓄電機器とのいずれか一方は、他方よりも充放電時間が短い特性を有していることを特徴とする。
このため、市街地等の加減速が頻繁に行われる地域では、充放電時間が短い特性の蓄電機器を使用し、逆に、長時間ほぼ一定速度で走行が可能な地域等では、充放電時間が比較的長い特性の蓄電機器を使用することが可能になる。

請求項４の発明によると、電源装置から取り外し可能な所定の蓄電機器、あるいは他の蓄電機器は、一個のハウジングに収納された複数台の蓄電機器から構成されていることを特徴とする。
このため、蓄電機器をまとめて取り外し、取り付けが可能になり、蓄電機器の取り外し、取り付け操作が容易になる。
請求項５の発明によると、蓄電機器と並列に発電装置が接続されていることを特徴とする。
このため、電気自動車を長距離走行に使用する場合でも電源装置の容量を比較的小さくできる。
請求項６の発明によると、電気自動車の床上で、前記蓄電機器を水平方向にスライド可能に支持するスライド機構と、前記スライド機構によるスライド可能範囲内の任意の位置で、前記蓄電機器の水平移動を規制するスライドロック機構とを有することを特徴とする。
このため、積荷の増加や乗員数の変化等により電気自動車の重心が理想重心位置からずれた場合でも、前記スライド機構により蓄電機器を水平移動させて、電気自動車の重心を理想重心位置に近づけることが可能になる。

請求項７の発明によると、電気自動車の重心位置を検出する重心検出手段と、前記電気自動車の実際の重心位置が理想重心位置から移動した場合に、前記実際の重心位置が理想重心位置に近づくように、前記スライド機構を動作させる駆動手段とを有することを特徴とする。
請求項８の発明によると、発電装置は、電気自動車の走行風により羽根を回転させ、前記羽根の回転により発電機を駆動させる構成であり、前記電気自動車のボディには、ボディ上面に走行風取り入れ口、ボディ背面に走行風流出口が形成されて、前記走行風取り入れ口と前記走行風流出口との間の通路に前記羽根が位置決めされていることを特徴とする。
このため、電気自動車の走行風を有効利用できるようになる。さらに、ボディ上面に走行風取り入れ口が形成されているため、車両走行時の空気抵抗がさほど増加しない。また、ボディ背面に走行風流出口が形成されているため、ボディ背面の負圧を減少させることができる。

本発明によると、電気自動車の使用用途に合った電源装置を提供できる。

（実施形態１）
以下、図１から図３に基づいて本発明の実施形態１に係る電気自動車用の電源装置の説明を行なう。ここで、図１は本実施形態に係る電源装置の全体構成を表す模式図、部分構成を表す模式図及びコネクタ図である。図２、図３は電源装置の変更例に係る模式図である。

＜電源装置１０の構成について＞
電源装置１０は、図１（Ａ）に示すように、四台の蓄電機器１１が並列に接続されることにより構成された蓄電機器ユニット１０ｙが四セット直列に接続されることにより構成されている。
各々の蓄電機器１１は、充電可能な二次電池であるリチウムイオン電池（図示省略）を10個直列に接続することにより構成されている。前記リチウムイオン電池は、電圧3.6Ｖで容量20Ａｈのものが使用されている。このため、蓄電機器１１の単体の電圧は、3.6Ｖ×10台＝36Ｖであり、容量20Ａｈとなる。また、前記リチウムイオン電池一個の重量は、約650ｇであるため、蓄電機器１１の単体重量は、650ｇ×10台＝6.5ｋｇとなる。
したがって、蓄電機器１１が四台並列接続された蓄電機器ユニット１０ｙの電圧は36Ｖ、容量は、20Ａｈ×4台＝80Ａｈとなり、その重量は、6.5ｋｇ×4台＝26ｋｇとなる。このため、蓄電機器ユニット１０ｙが四セット直列接続された電源装置１０では、電圧が36Ｖ×４セット＝144Ｖ、容量は80Ａｈ、重量が26ｋｇ×4セット＝104ｋｇとなる。

各々の蓄電機器１１は、図１（Ｂ）等に示すように、箱形のハウジング１２に収納されており、そのハウジング１２の図中右側の側面にプラス側の凸形コネクタ２１とマイナス側の凸形コネクタ２２とが固定されている。また、ハウジング１２の図中左側の側面には、プラス側の凹形コネクタ２３とマイナス側の凹形コネクタ２４とが固定されている。
前記ハウジング１２の内部には、左右のプラス側の凸形コネクタ２１と凹形コネクタ２３とを接続するとともに、蓄電機器１１のプラス端子に接続されるプラス側導体部２７が設けられている。また、前記ハウジング１２の内部には、左右のマイナス側の凸形コネクタ２２と凹形コネクタ２４とを接続するとともに、蓄電機器１１のマイナス端子に接続されるマイナス側導体部２９が設けられている。
ハウジング１２のプラス側の凸形コネクタ２１は、図１（Ｃ）に示すように、別のハウジング１２におけるプラス側の凹形コネクタ２３に接続可能なように構成されている。また、ハウジング１２のマイナス側の凸形コネクタ２２は、別のハウジング１２におけるマイナス側の凹形コネクタ２４に接続可能なように構成されている。ここで、プラス側の各コネクタ２１，２３とマイナス側の各コネクタ２２，２４とはサイズ及び形状が異なっており、プラス側の各コネクタ２１，２３とマイナス側の各コネクタ２２，２４とが誤って接続されることはない。
即ち、前記プラス側導体部２７及びマイナス側導体部２９が本発明の接続部材に相当する。

＜蓄電機器１１の接続について＞
例えば、第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙを組み立てる場合には、先ず、図１（Ｂ）に示すように、No.11蓄電機器１１のハウジング１２（以下、No.11ハウジングという）の凸形コネクタ２１，２２をNo.12ハウジングの凹形コネクタ２３，２４に接続する。次に、図１（Ａ）に示すように、No.12ハウジングの凸形コネクタ２１，２２をNo.13ハウジングの凹形コネクタ２３，２４に接続し、No.13ハウジングの凸形コネクタ２１，２２をNo.14ハウジングの凹形コネクタ２３，２４に接続する。これにより、第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙの組み立てが完了する。なお、上記とは逆に、No.14ハウジングにNo.13ハウジングを接続し、No.13ハウジングにNo.12ハウジングを接続し、No.12ハウジングにNo.11ハウジングを接続する手順でも可能である。
また、第２段目から第４段目までの蓄電機器ユニット１０ｙを組み立てる場合も、上記と同様の手順で行う。

第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙと第２段目の蓄電機器ユニット１０ｙとを直列に接続するには、中間接続部材３１のマイナス側の凹形コネクタ２４をNo.14ハウジングのマイナス側の凸形コネクタ２２に接続し、中間接続部材３１のプラス側の凹形コネクタ２３をNo.24ハウジングのプラス側の凸形コネクタ２２に接続する。第２段目の蓄電機器ユニット１０ｙと第３段目の蓄電機器ユニット１０ｙとを直列に接続するには、同じく中間接続部材３１を使用して、No.24ハウジングのマイナス側の凸形コネクタ２２と、No.34ハウジングのプラス側の凸形コネクタ２１とを接続する。第３段目の蓄電機器ユニット１０ｙと第４段目の蓄電機器ユニット１０ｙとを直列に接続するには、同じく中間接続部材３１を使用して、No.34ハウジングのマイナス側の凸形コネクタ２２と、No.44ハウジングのプラス側の凸形コネクタ２１とを接続する。
また、第１列目のハウジング１２（No.11、No.21、No.31、No.41ハウジング）のプラス側、マイナス側の凹形コネクタ２３，２４には、カバー３０が被せられる。この状態で、長距離走行が可能な電気自動車の電源装置１０が完成する。

このように、四台の蓄電機器１１を並列に接続して蓄電機器ユニット１０ｙを構成し、その蓄電機器ユニット１０ｙを四セット直列に接続することにより電源装置１０を構成する例を示したが、電気自動車の使用状態に応じて蓄電機器ユニット１０ｙを構成する蓄電機器１１の数を調整することも可能である。
例えば、一日の使用距離が短いユーザの場合には、一台、あるいは二台の蓄電機器１１で蓄電機器ユニット１０ｙを構成することが可能ある。また、一日の使用距離が中距離程度のユーザの場合には、二台、あるいは三台の蓄電機器１１から蓄電機器ユニット１０ｙを構成することが可能ある。
この場合、電源装置１０（蓄電機器ユニット１０ｙ）を構成している蓄電機器１１を本発明に係る所定の蓄電機器とすれば、取り外された蓄電機器１１が本発明に係る他の蓄電機器となる。また、電源装置１０を構成している蓄電機器１１を本発明に係る他の蓄電機器とすれば、取り外された蓄電機器１１が本発明に係る所定の蓄電機器となる。

＜本実施形態に係る電源装置１０の長所について＞
本実施形態に係る電源装置１０によると、上記したように、所定の蓄電機器１１と他の蓄電機器１１とを接続して大容量の電源装置１０を構成したり、電源装置１０を構成している他の蓄電機器１１から所定の蓄電機器１１を取り外して、電源装置１０の容量を調整することが可能になる。
さらに、所定の蓄電機器１１だけで電源装置１０を構成し、他の蓄電機器１１を取り外すことも可能である。
即ち、電気自動車の用途に合わせて電源装置１０の容量を調整することが可能になるため、電気自動車の使用用途に合った電源装置１０を提供できるようになる。

＜変更例＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図１（Ｂ）に示すように、個々の蓄電機器１１をそれぞれハウジング１２に収納し、前記蓄電機器１１を単体で取り外し、取り付け可能に構成する例を示した。しかし、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１段目から第４段目までの蓄電機器ユニット１０ｙにおける第１列目の蓄電機器１１、即ち、No.11、No.21、 No.31、No.41蓄電機器１１を一つのハウジング１２に収納し、同じく第２列目、第３列目、第４列目の蓄電機器１１をそれぞれ一つのハウジング１２に収納することも可能である。なお、一つのハウジング１２に収納される四台の蓄電機器１１の重量は26ｋｇになるが、人が二人で交換することは可能である。
また、第１列目のハウジング１２（No.11、No.21、No.31、No.41ハウジング）の凹形コネクタ２３，２４を覆うそれぞれのカバー３０は、図２（Ｂ）に示すように、蓋状部材１２ｂに取り付けられて、一体で凹形コネクタ２３，２４に装着できるように構成されている。しかし、カバー３０を個別に凹形コネクタ２３，２４に装着する方式であっても良い。

また、本実施形態では、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、個々のハウジング１２の側面に凸形コネクタ２１，２２及び凹形コネクタ２３，２４を設け、各々のハウジングを横方向から接続する例を示した。しかし、図３（Ａ）に示すように、各々の蓄電機器１１を接続するための導体２０ｄを電気自動車の床面にプリント基板状に形成し、この導体２０ｄを使用して個々のハウジング１２内の蓄電機器１１を相互に接続する構成も可能である。この場合、図３（Ｂ）に示すように、前記導体２０ｄの所定位置に各々の蓄電機器１１に対応する凸形コネクタ２１，２２を設け、これらの凸形コネクタ２１，２２に接続可能な凹形コネクタ２３，２４を各々のハウジング１２に下面に設けるようにするのが好ましい。したがって、導体２０ｄが本発明の接続部材に相当する。
また、本実施形態では、各々の蓄電機器１１の容量を全て等しくする例を示したが、取り付け、取り外しする蓄電機器１１を決めておき、その蓄電機器１１の容量を小さく設定しておくことも可能である。これにより、取り付け、取り外しする蓄電機器１１が軽量化され、蓄電機器１１の取り付け、取り外し作業が容易になる。

（実施形態２）
以下、図４から図９に基づいて、本発明の実施形態２に係る電源装置５０の説明を行う。本実施形態に係る電源装置５０は、実施形態１に係る電源装置１０の蓄電機器１１の種類を一部変更するとともに、前記蓄電機器１１と並列に発電装置を接続できるようにしたものである。なお、実施形態１に係る電源装置１０で使用された部材と同一の部材については同一番号を付して説明を省略する。
電源装置５０は、図４（Ａ）に示すように、第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙから第４段目までの蓄電機器ユニット１０ｙが直列に接続されることにより構成される。
第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙは、リチウムイオン電池からなる三台の蓄電機器１１（以下、リチウムイオン電池１１という）と、キャパシタからなる一台の蓄電機器５１（以下、キャパシタ５１という）と、小型エンジン５４を搭載した発電機５３（エンジン付発電機５３）とが並列接続されることにより構成されている。第２段目の蓄電機器ユニット１０ｙは、第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙのエンジン付発電機５３を風力式の発電装置６０に置き換えたものである。第３段目、第４段目の蓄電機器ユニット１０ｙは、第１段目の蓄電機器ユニット１０ｙのエンジン付発電機５３を太陽電池７０に置き換えたものである。

キャパシタ５１は、電気自動車の補助電源として使用される機器であり、二枚の電極を僅かな隙間を隔てて平行に向かい合わせたものである。キャパシタ５１は、リチウムイオン電池１１等の二次電池と異なり充放電に化学変化を伴わないため、瞬時に充放電を行うことが可能であり、制動時の回生や加速時等、短時間に大電流を出し入れする際に性能を発揮する。また、充放電に伴う劣化もほとんどなく、リチウムイオン電池１１等と比べて寿命が長いという特徴がある。
エンジン付発電機５３は、エンジンと発電機とが一体化された装置であり、電源装置５０の電圧が所定値よりも低下したときに、補助的に駆動される。エンジン付発電機５３は、リチウムイオン電池１１から離れた位置で、換気が十分に行われる位置に設置されている。
風力式の発電装置６０は、電気自動車の走行風を利用して発電を行う装置であり、詳細については後記する。
太陽電池７０は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する電池であり、電気自動車の屋根等に取り付けられて、昼間は常に電源装置５０の充電を行えるように構成されている。
各々の蓄電機器ユニット１０ｙでは、三台のリチウムイオン電池１１と、キャパシタ５１及び発電装置５３，６０，７０との間に、図４（Ａ）に示すように、凸形コネクタ２１，２２と凹形コネクタ２３，２４とが設けられている。これにより、凸形コネクタ２１，２２と凹形コネクタ２３，２４との接続を解除することで、リチウムイオン電池１１、あるいはキャパシタ５１及び発電装置５３，６０，７０を電源装置５０から取り外すことが可能になる。例えば、寿命の長いキャパシタ５１を固定式にして、リチウムイオン電池１１のみを交換することも可能になる。

＜水平スライド機構８０について＞
上記した電源装置５０の蓄電機器（リチウムイオン電池１１、キャパシタ５１）は、図５（Ａ）（Ｂ）、及び図６に示すように、電気自動車ＭのフロアＦ上に設けられた水平スライド機構８０上に設置されている。水平スライド機構８０は、電源装置５０を水平移動させて電気自動車Ｍの重心位置を調整するための機構であり、フロアＦ上で電気自動車Ｍの前後方向に延びる一対の前後レール８１を備えている。各々の前後レール８１には、図６に示すように、前後一対の摺動子８２を介して前後テーブル８３が載置されており、その前後テーブル８３が前後レール８１に沿って前後スライド可能に構成されている。前記フロアＦ上には、前後テーブル８３を前後レール８１に沿って移動させるための前後駆動装置８８が設置されている。前後駆動装置８８は、ボールネジ・ナットの螺合作用を利用してモータの回転力を前後方向のスライド力に変換する構成である。
前後テーブル８３上には、電気自動車Ｍの左右方向に延びる一対の左右レール８４が設けられており、前記左右レール８４上に摺動子８５（図６参照）を介して左右テーブル８６が載置されている。そして、前記左右テーブル８６上に電源装置５０が設置されている。また、前後テーブル８３上には、左右テーブル８６を左右レール８４に沿って移動させるための左右駆動装置８７が設置されている。左右駆動装置８７は、前後駆動装置８８と同様にボールネジ・ナットの螺合作用を利用してモータの回転力を前後方向のスライド力に変換する構成である。
さらに、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７には、前後テーブル８３及び左右テーブル８６を希望位置に固定するスライドロック機能（図示省略）が設けられている。
このため、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７が本発明の駆動手段に相当するとともに、スライドロック機構としても機能するようになる。

電気自動車ＭのフロアＦ上には、図５（Ｂ）に示すように、車室内の四隅の位置に電気自動車Ｍの重心を検出するための重量検出センサー８９ｓが設置されている。重量検出センサー８９ｓは、電気自動車Ｍの前後左右の緩衝装置バネ変位を検出するセンサーであり、図７（Ａ）の信号ブロック図に示すように、各々の重量検出センサー８９ｓの信号が水平スライド機構８０の制御部８９ｃに入力される。制御部８９ｃでは、四隅の重量検出センサー８９ｓの検出信号を演算することにより、電気自動車Ｍの重心位置を決定する。そして、以下に説明するように、電気自動車Ｍの重心が理想重心位置から外れている場合に、前記重心が理想重心位置に近づくように、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させて電源装置５０を水平移動させる。
即ち、重量検出センサー８９ｓ及び制御部８９ｃが本発明の重心検出手段に相当する。

次に、図７（Ｂ）のフローチャートに基づいて、電気自動車Ｍの重心を調整する方法を説明する。なお、前記フローチャートに示す処理は、制御部８９ｃのメモリに格納されているプログラムに従って実行される。
先ず、電気自動車Ｍの後部トランクに荷物が搭載されると、各々の重量検出センサー８９ｓの検出信号が制御部８９ｃで読み取られる。後部トランクに荷物が搭載されることで、各々の重量検出センサー８９ｓの検出信号が変動すると（ステップＳ１０１ ＹＥＳ）、電気自動車Ｍの理想重心位置に対する実際の重心の移動量が算出される（ステップＳ１０２）。次に、ステップＳ１０３で、電気自動車Ｍの実際の重心位置が理想重心位置から許容値以上移動しているか否が判定される。そして、実際の重心位置が理想重心位置から許容値以上移動している場合には（ステップＳ１０３ ＹＥＳ）、前記重心の移動量に基づいて電気自動車Ｍの重心位置を理想重心位置に近づけるための電源装置５０の移動量が算出される。
次に、算出された電源装置５０の移動量に基づいて、制御部８９ｃが前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させ、電源装置５０を水平移動させる（ステップＳ１０５）。そして、水平スライド機構８０により、電源装置５０が所定位置まで水平移動した状態で（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、電気自動車Ｍの重心の調整が完了する。
このように、電源装置５０を水平移動させることが可能なため、積荷の増加や乗員数の変化等により電気自動車Ｍの重心が理想重心位置からずれた場合でも、電源装置５０を水平移動させて電気自動車Ｍの重心を理想重心位置に近づけることが可能になる。
なお、本実施形態では、電気自動車Ｍの重心が理想重心位置に近づくように、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させる例を示したが、各々の重量検出センサー８９ｓの検出値差が荷物搭載前と同じになるように、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させることも可能である。また、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７としてボールネジ・ナットを使用する例を示したが、ラック&ピニオン等を使用することも可能である。また、制御部８９ｃにより前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させて電源装置５０を水平移動させる例を示したが、水平スライド機構８０を手動により動かす方式でも可能である。
また、重量検出センサー８９ｓとして電気自動車Ｍの前後左右の緩衝装置バネ変位を検出するセンサーを使用する例を示したが、例えば、前後左右のタイヤの空気圧変動に基づいて重心位置を検出する方式も可能である。

＜風力式の発電装置６０について＞
次に、上記した風力式の発電装置６０について説明する。
風力式の発電装置６０は、図８（Ａ）に示すように、電気自動車Ｍのボディ内に設けられた空気通路６１と、その空気通路６１の途中に設けられ、通路内を流れる空気により回転させられる羽根車６４と、その羽根車６４に連結された発電機（図示省略）とから構成されている。
空気通路６１は、先端が走行風取り入れ口６１ｅとなっており、その走行風取り入れ口６１ｅが電気自動車Ｍの屋根で開放している。また、空気通路６１の基端部には走行風流出口６１ｎが形成されており、その走行風流出口６１ｎが電気自動車Ｍの背面で開放している。このため、電気自動車Ｍの走行風を発電に有効利用できるようになる。また、電気自動車Ｍの屋根に走行風取り入れ口６１ｅが形成されているため、電気自動車Ｍの走行時の空気抵抗がさほど増加しない。また、電気自動車Ｍの背面に走行風流出口６１ｎが形成されているため、電気自動車Ｍの背面の負圧を減少させることができる。

図８（Ｂ）は、空気通路６１の走行風取り入れ口６１ｅを電気自動車Ｍの屋根から突出させて前向きに構成したものである。これにより、空気通路６１内に電気自動車Ｍの走行風を効果的に取り込めるようになり、発電効率が向上する。しかし、走行風取り入れ口６１ｅが突出する分だけ空気抵抗が増加するという欠点がある。
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、上記欠点を解決するための技術であり、電気自動車Ｍの制動時に空気通路６１の走行風取り入れ口６１ｅを屋根から突出させるようにしたものである。即ち、空気通路６１は、走行風取り入れ口６１ｅを備える可動通路１６１と、羽根車６４と走行風流出口６１ｎとを備える固定通路１６５とから構成されている。

可動通路１６１は略筒状に形成されて、ボディの縦筒部６２に上下摺動可能な状態で収納されている。可動通路１６１の外周面には、半径方向外側（後側）に突出し、さらにその可動通路１６１の軸心に平行に延びる鉤部１６１ｋが形成されている。そして、可動通路１６１の鉤部１６１ｋが縦筒部６２の後側に形成された縦スリット６２ｓを介してその縦筒部６２の後方に突出している。ボディの縦筒部６２の後側には昇降モータ６３が設置されており、その昇降モータ６３のピニオン６３ｐが可動通路１６１の鉤部１６１ｋに形成された縦ラック１６１ｒと噛合している。これにより、昇降モータ６３が電気自動車Ｍの制動時に正転（図９中右回転）すると、縦ラック１６１ｒとピニオン６３ｐとの噛合作用により可動通路１６１が上動し、図９（Ｃ）に示すように、可動通路１６１の走行風取り入れ口６１ｅが電気自動車Ｍの屋根から突出するようになる。

このように、電気自動車Ｍの制動時に可動通路１６１の走行風取り入れ口６１ｅが電気自動車Ｍの屋根から突出する構成のため、空気抵抗が増加して制動上好ましくなる。さらに、電気自動車Ｍの走行風を効率的に空気通路６１に取り込めるため、発電効率が向上する。
また、電気自動車Ｍの制動解除時に昇降モータ６３が逆転（図９中左回転）すると、ラック１６１ｒとピニオン６３ｐとの噛合作用により可動通路１６１が下動し、図９（Ｂ）に示すように、可動通路１６１の走行風取り入れ口６１ｅが電気自動車Ｍの縦筒部６２に収納される。このため、電気自動車Ｍの走行時には、空気抵抗がさほど大きくならず、電気自動車Ｍの走行性能が低下することがない。

＜本実施形態に係る電源装置５０の長所について＞
本発明に係る電源装置５０によると、リチウムイオン電池１１と並列にキャパシタ５１を接続したり、接続を解除できるように構成されている。このため、市街地等の加減速が頻繁に行われる地域ではキャパシタ５１を接続し、逆に、長時間ほぼ一定速度で走行が可能な地域等では、キャパシタ５１を省略してリチウムイオン電池１１のみをを使用することが可能になる。
また、蓄電機器（リチウムイオン電池１１、キャパシタ５１）と並列に発電装置５３，６０，７０を接続できるため、電気自動車Ｍを長距離走行に使用する場合でも電源装置５０の容量を比較的小さくできる。
また、積荷の増加や乗員数の変化等により電気自動車Ｍの重心が理想重心位置からずれた場合でも、スライド機構８０により蓄電機器１１を水平移動させて、電気自動車Ｍの重心を理想重心位置に近づけることが可能になる。このため、電気自動車Ｍの走行性能を向上できるようになる。
また、風力式の発電装置６０を使用することにより、車両走行時の空気抵抗を有効利用できる。さらに、電気自動車Ｍの屋根に走行風取り入れ口６１ｅが形成されているため、走行時の空気抵抗がさほど増加しない。また、電気自動車Ｍの背面に走行風流出口６１ｎが形成されているため、電気自動車Ｍの背面の負圧を減少させることができる。

＜変更例＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、実施形態２では、リチウムイオン電池１１にキャパシタ５１と発電装置５３，６０，７０とを並列に接続する例を示したが、図４（Ｂ）に示すように、キャパシタ５１のみを並列に接続する構成でも可能である。この場合、第１段目から第４段目までの蓄電機器ユニット１０ｙのキャパシタ５１を一つのハウジング１２に収納し、一体で取り外し、取り付け可能に構成するようにしても良い。例えば、長時間ほぼ一定速度で走行が可能な地域等で使用される電気自動車Ｍの場合には、ハウジング１２に収納されたキャパシタ５１を一体で取り外し、リチウムイオン電池１１に交換することが可能である。
また、図４（Ａ）に示すエンジン付発電機５３に代えて風力式の発電装置６０を使用することも可能であるし、エンジン付発電機５３、風力式の発電装置６０に代えて太陽電池７０を使用することも可能である。
また、実施形態２では、電気自動車Ｍの重心が理想重心位置から外れている場合に、前記重心が理想重心位置に近づくように、前後駆動装置８８及び左右駆動装置８７を駆動させて電源装置５０を水平移動させる例を示した。しかし、例えば、電気自動車Ｍの登坂時に電源装置５０が駆動輪側に所定距離移動するように水平スライド機構８０を動作させることも可能である。また、左右の駆動輪において路面摩擦の高い側に電源装置５０が所定距離移動するように水平スライド機構８０を動作させることも可能である。さらに、後部トランクに荷物を搭載したときに、電源装置５０が所定距離だけ前方に移動するように水平スライド機構８０を動作させることも可能である。

本発明の実施形態１に係る電源装置の全体構成を表す模式図（Ａ図）、部分構成を表す模式図（Ｂ図）及びコネクタ図（Ｃ図）である。 実施形態１の変更例に係る電源装置の全体構成を表す模式図（Ａ図）、電源装置の分離した状態を表す模式図（Ｂ図）である。 実施形態１の変更例に係る電源装置の全体構成を表す模式図（Ａ図）、ハウジング及びコネクタ図（Ｂ図）である。 本発明の実施形態２に係る電源装置の全体構成を表す模式図（Ａ図）、変更例に係る電源装置の全体構成を表す模式図（Ｂ図）である。 電源装置の設置状態を表す側面図（Ａ図）、及びスライド機構を表す平面図（Ｂ図）である。 前記スライド機構を表す側面図である。 前記スライド機構の信号ブロック図（Ａ図）、及びスライド機構の動作を表すフローチャートである（Ｂ図）。 風力式の発電装置を表す模式側面図（Ａ図）、風力式の発電装置の変更例を表す模式側面図（Ｂ図）である。 風力式の発電装置の変更例を表す模式側面図（Ａ図）、その発電装置の動作を表す側面図（Ｂ図、Ｃ図）である。 従来の電源装置の全体構成を表す模式図である。

符号の説明

１１・・・・蓄電機器（リチウムイオン電池）
１２・・・・ハウジング
２１・・・・プラス側の凸形コネクタ
２２・・・・マイナス側の凸形コネクタ
２３・・・・プラス側の凹形コネクタ
２４・・・・マイナス側の凹形コネクタ
２７・・・・プラス側導体部（接続部材）
２９・・・・マイナス側導体部（接続部材）
５１・・・・蓄電機器（キャパシタ）
５３・・・・エンジン付発電装置
６０・・・・風力式の発電機
７０・・・・太陽電池
８０・・・・水平スライド機構
８７・・・・左右駆動装置（駆動手段）
８８・・・・前後駆動装置（駆動手段）
８９ｃ・・・制御部（重心検出手段）
８９ｓ・・・重量検出センサー（重心検出手段）

Claims (8)

1. 電気エネルギーを貯えることが可能な複数の蓄電機器を電気的に並列、及び直列に接続することにより構成される電気自動車用の電源装置であって、
   各々の前記蓄電機器を電気的に接続するための接続部材を有しており、
   前記接続部材には、所定の蓄電機器と他の蓄電機器との間にコネクタが設けられて、前記所定の蓄電機器と他の蓄電機器とを接続、あるいは接続解除可能に構成されており、
   前記コネクタの接続が解除された状態で、前記所定の蓄電機器、あるいは他の蓄電機器が取り外し可能に構成されていることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
2. 請求項１に記載された電気自動車用の電源装置であって、
   前記所定の蓄電機器と他の蓄電機器とは同じ種類で、容量が異なっていることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
3. 請求項１に記載された電気自動車用の電源装置であって、
   前記所定の蓄電機器と他の蓄電機器とのいずれか一方は、他方よりも充放電時間が短い特性を有していることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載された電気自動車用の電源装置であって、
   前記電源装置から取り外し可能な所定の蓄電機器、あるいは他の蓄電機器は、一個のハウジングに収納された複数台の蓄電機器から構成されていることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載された電気自動車用の電源装置であって、
   前記蓄電機器と並列に発電装置が接続されていることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載された電気自動車用の電源装置であって、
   電気自動車の床上で、前記蓄電機器を水平方向にスライド可能に支持するスライド機構と、前記スライド機構によるスライド可能範囲内の任意の位置で、前記蓄電機器の水平移動を規制するスライドロック機構とを有することを特徴とする電気自動車用の電源装置。
7. 請求項６に記載された電気自動車用の電源装置であって、
   電気自動車の重心位置を検出する重心検出手段と、
   前記電気自動車の実際の重心位置が理想重心位置から移動した場合に、前記実際の重心位置が理想重心位置に近づくように、前記スライド機構を動作させる駆動手段と、
   を有することを特徴とする電気自動車用の電源装置。
8. 請求項５から請求項７のいずれかに記載された電気自動車用の電源装置であって、
   前記発電装置は、電気自動車の走行風により羽根を回転させ、前記羽根の回転により発電機を駆動させる構成であり、
   前記電気自動車のボディには、ボディ上面に走行風取り入れ口、ボディ背面に走行風流出口が形成されて、前記走行風取り入れ口と前記走行風流出口との間の通路に前記羽根が位置決めされていることを特徴とする電気自動車用の電源装置。
   
   

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