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技術 移動体給電システム及び管理システム

出願人 すう啓宇サイバネットテクノロジ株式会社
発明者 すう啓宇王立端
出願日 2017年10月16日 (3年2ヶ月経過) 出願番号 2017-212249
公開日 2019年5月16日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 2019-075967
状態 未査定
技術分野 電池等の充放電回路 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード 電気供給量 燃料発電機 移動体部分 ソーラー発電装置 移動体駆動装置 グリーンエネルギー 通過ルート 取り外し交換
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年5月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

電気で駆動する車両、船舶飛行機無人飛行装置など移動体に、短時間で高効率な給電を安全に提供し、移動体の航続能力を高める装置を提供する。

解決手段

移動体に、外部からの給電と充電受電する装置4を設け、受電装置が受電可能な移動体の位置に、異なるサイズの取り外し交換可能な外部へ給電と充電する機能を有する蓄電装置5を複数に取り付け、移動体に給電する機能と、移動体に搭載されている蓄電装置3に充電する機能を備える。移動体に、交換可能な蓄電装置の蓄電残量を検知、監視する機能及び交換可能な蓄電装置から移動体への給電及び移動体に搭載されている蓄電装置への充電オンオフ切り替え、出力を制御する機能を設ける。交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を交換する際、取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに取り付ける蓄電装置の蓄電残量との差分を検出する機能を有する装置を設け、従量管理する機能を備える。

概要

背景

固定ルートで移動する電気駆動エネルギーにする移動体には、移動体の固定通過ルート接触式か、非接触式外部給電装置から直接継続的に電気を供給する方法が一般的である。

固定ルートで移動しない、または、外部から直接継続的に給電されることの困難な電気を駆動エネルギーにする移動体には、電気エネルギー蓄積する蓄電装置が取り付けられ、その蓄電装置から移動体の駆動装置に電気を供給するのが一般的である。

蓄電装置に蓄積される電気エネルギーは消耗されるので、蓄電装置を充電する必要がある。

固定ルートで移動しない、または、外部から直接継続的に給電されることの困難な電気を駆動エネルギーにする移動体に、電気を提供する方式は主に二種類がある。

利用者自宅駐車場、または、専用充電設備を設置した場所で、移動体が静止した状態で、有線接触式充電か、非接触式充電にて外部から充電する静止式充電方式と、移動体の移動中に、移動体に取り付けられたソーラー発電装置による発電される電気、また、移動体が通るルートに設置されている非接触送電設備に移動体が近距離で通過する際に、移動体に備えられている受電装置にて外部送電装置から受電し、移動体の蓄電装置に電気を供給し、蓄電装置に充電する移動式充電方式がある。

静止式充電方式は、移動体に電気エネルギーを補給するのに、移動体を静止させる必要があり、大量に電気エネルギーを補給するのにかなり時間を要するので、短い時間で大量な電気エネルギーを補給して連続移動する航続能力が低いという欠点がある。

現状では、ソーラー発電装置を移動体に備えた場合は、充電効率天候に左右されやすく、移動体の連続駆動に消耗されるエネルギーを補給できる充電はソーラーパネルによる発電だけで賄えないのは困難なため、航続能力が低いという欠点がある。

移動体と接近する外部非接触充電装置から移動体の蓄電装置に充電する移動式充電方式では、移動体の通行するルートに膨大な量の非接触式の給電装置を設置する必要がある。

また、効率よく給電装置から移動体へ給電するには、給電装置と受電装置を至近距離に接近させる必要があるうえ、お互いの位置を合わせてずれを抑える必要があるが、移動体の個体差や安全面から、移動体の移動中や一時的な静止状態で、お互いの位置関係及び距離を最適に維持するのは困難であるため、給電は安定せず、効率も悪いうえ、給電の電気供給量の計算管理が複雑であり、実用的ではない。

移動体に搭載される蓄電装置を取り換える方法もあるが、蓄電のエネルギー重量密度ガソリンなど燃料のエネルギー重量密度と比べて非常に低いので、移動体に搭載される蓄電装置は相当重いため、移動体に搭載される蓄電装置を安全に取り換えるのは困難である。

また、燃料発電機を移動体に搭載し、移動体の移動中に、燃料発電を行って得られた電気エネルギーを移動体の蓄電装置に給電、充電する方法があるが、移動体に搭載するエネルギー源は複数必要となり、燃料から電気エネグギーに変換する発電装置の設置が必要であり、移動体の構造が複雑になり、移動体の重量が増えるだけでなく、発電に伴う燃料の燃焼により、排気が生じるため、環境への悪影響は解消されない。

概要

電気で駆動する車両、船舶飛行機無人飛行装置など移動体に、短時間で高効率な給電を安全に提供し、移動体の航続能力を高める装置を提供する。移動体に、外部からの給電と充電を受電する装置4を設け、受電装置が受電可能な移動体の位置に、異なるサイズの取り外し交換可能な外部へ給電と充電する機能を有する蓄電装置5を複数に取り付け、移動体に給電する機能と、移動体に搭載されている蓄電装置3に充電する機能を備える。移動体に、交換可能な蓄電装置の蓄電残量を検知、監視する機能及び交換可能な蓄電装置から移動体への給電及び移動体に搭載されている蓄電装置への充電オンオフ切り替え、出力を制御する機能を設ける。交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を交換する際、取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに取り付ける蓄電装置の蓄電残量との差分を検出する機能を有する装置を設け、従量管理する機能を備える。

目的

固定ルートで移動しない、または、外部から直接継続的に給電されることの困難な電気を駆動エネルギーにする移動体に、電気を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電気駆動エネルギーにする移動体に、外部からの給電充電受電する装置を設け、受電装置が受電可能な移動体の位置に、取り外して交換可能な外部へ給電と充電する機能を有する蓄電装置を取り付け、移動体に給電する機能と、移動体に搭載されている蓄電装置に充電する機能を備えることを特徴とする移動体給電システム

請求項2

前記移動体に、移動体に取り付けられた前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置の蓄電残量を検知、監視する機能を備えることを特徴とする移動体給電システム。

請求項3

前記移動体に、移動体に取り付けられた前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置から移動体への給電及び移動体に搭載されている蓄電装置への充電オンオフ切り替え、出力を制御する機能を備えることを特徴とする移動体給電システム。

請求項4

前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を交換する際、前記移動体から取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに移動体に取り付ける蓄電装置の蓄電残量との差分を検出する機能を有する装置を設け、従量管理をすることを特徴とする移動体給電管理システム

請求項5

前記移動体に、前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置個体を複数、または、サイズの異なる複数個体を組み合わせて取り付ける可能な構造を採用することを特徴とする移動体給電システム。

技術分野

0001

本発明は、電気駆動エネルギーにする車両、船舶飛行機無人飛行装置など移動体に対する充電給電システムに関する。

背景技術

0002

固定ルートで移動する電気を駆動エネルギーにする移動体には、移動体の固定通過ルート接触式か、非接触式外部給電装置から直接継続的に電気を供給する方法が一般的である。

0003

固定ルートで移動しない、または、外部から直接継続的に給電されることの困難な電気を駆動エネルギーにする移動体には、電気エネルギー蓄積する蓄電装置が取り付けられ、その蓄電装置から移動体の駆動装置に電気を供給するのが一般的である。

0004

蓄電装置に蓄積される電気エネルギーは消耗されるので、蓄電装置を充電する必要がある。

0005

固定ルートで移動しない、または、外部から直接継続的に給電されることの困難な電気を駆動エネルギーにする移動体に、電気を提供する方式は主に二種類がある。

0006

利用者自宅駐車場、または、専用充電設備を設置した場所で、移動体が静止した状態で、有線接触式充電か、非接触式充電にて外部から充電する静止式充電方式と、移動体の移動中に、移動体に取り付けられたソーラー発電装置による発電される電気、また、移動体が通るルートに設置されている非接触送電設備に移動体が近距離で通過する際に、移動体に備えられている受電装置にて外部送電装置から受電し、移動体の蓄電装置に電気を供給し、蓄電装置に充電する移動式充電方式がある。

0007

静止式充電方式は、移動体に電気エネルギーを補給するのに、移動体を静止させる必要があり、大量に電気エネルギーを補給するのにかなり時間を要するので、短い時間で大量な電気エネルギーを補給して連続移動する航続能力が低いという欠点がある。

0008

現状では、ソーラー発電装置を移動体に備えた場合は、充電効率天候に左右されやすく、移動体の連続駆動に消耗されるエネルギーを補給できる充電はソーラーパネルによる発電だけで賄えないのは困難なため、航続能力が低いという欠点がある。

0009

移動体と接近する外部非接触充電装置から移動体の蓄電装置に充電する移動式充電方式では、移動体の通行するルートに膨大な量の非接触式の給電装置を設置する必要がある。

0010

また、効率よく給電装置から移動体へ給電するには、給電装置と受電装置を至近距離に接近させる必要があるうえ、お互いの位置を合わせてずれを抑える必要があるが、移動体の個体差や安全面から、移動体の移動中や一時的な静止状態で、お互いの位置関係及び距離を最適に維持するのは困難であるため、給電は安定せず、効率も悪いうえ、給電の電気供給量の計算管理が複雑であり、実用的ではない。

0011

移動体に搭載される蓄電装置を取り換える方法もあるが、蓄電のエネルギー重量密度ガソリンなど燃料のエネルギー重量密度と比べて非常に低いので、移動体に搭載される蓄電装置は相当重いため、移動体に搭載される蓄電装置を安全に取り換えるのは困難である。

0012

また、燃料発電機を移動体に搭載し、移動体の移動中に、燃料発電を行って得られた電気エネルギーを移動体の蓄電装置に給電、充電する方法があるが、移動体に搭載するエネルギー源は複数必要となり、燃料から電気エネグギーに変換する発電装置の設置が必要であり、移動体の構造が複雑になり、移動体の重量が増えるだけでなく、発電に伴う燃料の燃焼により、排気が生じるため、環境への悪影響は解消されない。

発明が解決しようとする課題

0013

本発明の目的は、簡単に従量管理できるグリーンエネルギーである電気を駆動エネルギーにする車両、船舶、飛行機、無人飛行装置など移動体に、移動体の個体特徴に制限されることなく、短時間で高効率な給電を安全に提供し、移動体の航続能力を高める装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0014

本発明では上記課題を解決するため、下記のような構成を採用する。

0015

移動体に、外部からの給電と充電を受電する装置を設ける。

0016

移動体に、取り外して交換可能な外部電気エネルギー提供装置を取り付ける装置を設ける。

0017

前記取り付ける装置は、交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置個体を複数、または、サイズの異なる複数個体を組み合わせて取り付ける可能な構造を採用する。

0018

移動体に、移動体に取り付けられた前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置の蓄電残量を検知、監視する機能を設ける。

0019

移動体に、移動体に取り付けられた前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置から移動体への給電及び移動体に搭載されている蓄電装置への充電オンオフ切り替え、出力を制御する機能を設ける。

0020

前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を交換する際、前記移動体から取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに移動体に取り付ける蓄電装置の蓄電残量を其々検出する装置を設ける。

0021

交換対象双方の蓄電残量を比較して差分を算出し、電気エネルギー提供を従量管理するシステムを採用する。

発明の効果

0022

本発明は上記のように、取り外して交換可能な外部への給電、充電機能を有する蓄電装置を、移動体の受電装置に対応する位置に取り付け、移動体に搭載した状態にて移動体へ給電、充電する方法を採用したことにより、移動体の移動中でも、取り付けられた交換可能な蓄電装置から移動体の駆動装置への給電、移動体本体の蓄電装置への充電が可能になり、電気エネルギー補給完了まで移動体を静止させる必要がなくなった。

0023

また、移動体に取り付けられた外部への給電、充電機能を有する蓄電装置を取り換える作業は、短い静止時間で実施できるので、給油など従来の燃料エネルギー補給と同等な短時間でできるようになった。

0024

移動体に前記外部への給電、充電機能を有する蓄電装置を取り付けた装置は位置が移動体の受電装置に対して一定するので、給電装置と受電装置との距離、相互位置を最適に維持することが可能なため、接触式直接給電方式でない非接触式給電方式でも、安定、且つ高効率な給電を実現できるようになった。

0025

また、前記外部への交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を複数のサイズ、数量に対応させたことにより、汎用性を高めただけでなく、各交換対象である外部への交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置の交換作業における単位作業重量を作業員及び設備の作業安全範囲内にすることができるようになった。

0026

移動体に、移動体に取り付けられた前記交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置から移動体への給電及び移動体に搭載されている蓄電装置への充電オン、オフの切り替え、出力を制御する機能を設けることにより、移動体の駆動装置のエネルギー消費状態や、移動体に搭載された蓄電装置の電気エネルギー残量などの情報に基づき、移動体駆動装置への給電、移動体本体の蓄電装置への充電を有効に制御し、移動体に最適な電気エネルギーを提供することが可能になった。

0027

移動体に取り付けられた交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置を交換する際、前記移動体から取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに移動体に取り付ける蓄電装置の蓄電残量を其々検出する装置を設け、交換対象両方の蓄電残量を比較して差分を算出し、電気エネルギー提供を従量管理することが可能になった。

0028

本発明は上記のようなシステムを採用したことにより、簡単に従量管理できるグリーンエネルギーである電気を駆動エネルギーにする車両、船舶、飛行機、無人飛行装置など移動体に、移動体の個体特徴に制限されることなく、短時間で高効率な給電を安全に提供し、移動体の航続能力を高める装置を提供することができるようになった。

実施例

0029

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

0030

図1に、移動体である車両で本発明の構成図を示す。

0031

図1の車両に、外部への給電、充電機能を有する蓄電装置5を取り付ける装置4を設け、装置4に外部からの給電と充電を受電する機能を備える。

0032

外部への給電、充電機能を有する蓄電装置5は移動体の取り付け装置4に対し、取り外して交換可能にする。

0033

図2が示す通り、外部への給電、充電機能を有する蓄電装置5は、取り外す時と取り付ける時に、手で持つ、または釣り上げる用取手6を上部に設け、上部は蓄電装置5の蓄電残量検出し、外部へ伝達する機能を含む情報管理装置7、中層に電気エネルギーを蓄える蓄電部分であるバッテリー8、底部に電磁コイルなど外部受電装置に給電する装置9を設ける。

0034

図3図4の示す通り、移動体に設けた取り付け装置4は、交換可能な外部へ給電と充電機能を有する蓄電装置個体をサイズの異なる複数個体12と13を組み合わせて其々取り付ける枠10と11を設ける。

0035

図1制御装置2にて、移動体本体の蓄電装置3及び取り付けられた外部給電装置5の蓄電残量、受電装置4の受電状態と駆動装置1の電気エネルギー使用状態などの情報に基づき、外部へ給電と充電機能を有する蓄電装置5から受電する電気エネルギーを移動体に搭載される蓄電装置3に充電するか、または、直接に駆動部2に送電するか、あるいは両方を組み合わせて実施するかなどの動作のオン、オフ、切り替えなどを制御する。

0036

移動体の移動ルート、または移動ルートからアクセスできるロケーションに、移動体への電気エネルギー補給基地を設け、車両に取り付ける外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を充電する設備を設け、予め外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を充電する。

0037

移動体から外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を取り外し、電気エネルギー補給基地で予めに充電した外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を移動体に取り付ける設備などを設け、交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置4を交換する際、車両から取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに移動体に取り付ける蓄電装置の蓄電残量を其々検出する装置を設ける。

0038

移動体が外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を交換する際、前記電気エネルギー補給基地にアクセスし、移動体である車両を静止させ、車両に搭載された外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を取り外し、事前に充電した外部への給電、充電機能を有する蓄電装置4を移動体の取り付け部分5に取り付ける。

0039

交換可能な給電と充電機能を有する蓄電装置4を交換する際、車両から取り外された蓄電装置の蓄電残量と新たに移動体に取り付ける蓄電装置の蓄電残量を其々検出し、交換前後蓄電量の差に基づき、電気エネルギー提供の対価徴収する管理システムを設ける。

図面の簡単な説明

0040

本発明の移動体が車両の場合の構成図本発明の交換可能な外部への給電、充電機能を有する蓄電装置の構成図本発明の交換可能な外部への給電、充電機能を有する蓄電装置を取り付ける移動体部分の構成図本発明の交換可能な外部への給電、充電機能を有する蓄電装置を移動体に取り付けた状態の上視図

0041

1 移動体である車両の駆動部
2制御装置
3蓄電装置
4 取り付け兼受電装置
5 外部への給電、充電機能を有する蓄電装置
6取手
7 外部への給電、充電機能を有する蓄電装置の情報管理装置
8 外部への給電、充電機能を有する蓄電装置の蓄電部分
9 外部への給電、充電機能を有する蓄電装置が外部へ給電する部分
10 小さいサイズの外部への給電、充電機能を有する蓄電装置の取り付け部
11 大きいサイズの外部への給電、充電機能を有する蓄電装置の取り付け部
12 小さいサイズの外部への給電、充電機能を有する蓄電装置
13 大きいサイズの外部への給電、充電機能を有する蓄電装置

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