【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的のため、本発明の対象は、最初は電気車両であり、電気車両は電動機と、該電
動機に電気的エネルギを供給するために電動機に電気的に接続される車両に搭載されるエ
ネルギ貯蔵手段と、を備える。エネルギ貯蔵手段は、
‐一方に、少なくとも1つのスーパーキャパシタを備える第1のエネルギ貯蔵モジュール
と、
‐他方に、少なくとも1つのバッテリを備える第2のエネルギ貯蔵モジュールと、
を備え、
第1のエネルギ貯蔵モジュール及び前記第2のエネルギ貯蔵モジュールは並行する電気
的ブランチ上に配置されており、電気車両はエネルギ貯蔵手段と電動機に両方の電気的ブ
ランチを電気的に接続可能とする電動機との間に配置される相互接続手段を備え、且つ、
2つの電気的ブランチのうちの1つのみが一度に電動機に接続されるように構成される。
【0007】
バッテリとスーパーキャパシタとは、両電極間のイオン及び電子の循環を可能とする2
つの電極と電解質とからなるエネルギ貯蔵手段であることを思い出されたい。しかし、こ
れらの構成、操作及び適用は、かなり異なってくる。
【0008】
スーパーキャパシタの電極は、活性炭をベースにして作成され、一般的に同一である(
しかし、必然的ではない)。これらの電極は、容量性のある方法で電極の各々及びエネル
ギ蓄電体に、イオン又は電子それぞれの貯蔵を許す。バッテリは、特にリチウムのような
負の金属電極(陰極)の基盤と、特に金属イオンを挿入する可能性を与えるプラスチック
複合材で形成されるような正の電極と、で設計される。酸化反応は陰極で、他方の還元反
応は陽極で起きる。バッテリが許す蓄電体のタイプは、ファラデーの蓄電体である。本発
明において優先的に使用されるバッテリは、リチウム金属‐ポリマタイプのバッテリであ
る。
【0009】
スーパーキャパシタは、強力な電流で、急速チャージが可能とされることと、スーパー
キャパシタが有するエネルギが急速に戻されることと、を意味する大きな電力密度を有す
る。一方でバッテリは、スーパーキャパシタよりも長い時間でエネルギを保持し続け、且
つ、より多くのエネルギを蓄電するより良いエネルギ密度を有している。それゆえに、バ
ッテリのチャージはスーパーキャパシタのチャージよりも非常に時間がかかるとしても、
一般的にバッテリはより長距離の走行性を提供する。
【0010】
このように、本発明によって、車両は、車両が有するスーパーキャパシタのため、先行
文献で示すような“ステーションでの急速再チャージ”の状況下で動作され、ならびに車
両に搭載されるバッテリによってステーションと独立して動作される。実際にバッテリは
、車両に対してスーパーキャパシタのみによって許容される経路の長さよりも非常に長い
、特に数十キロメートルで、2つのチャージ操作する場所間の経路を走行することを可能
とする。バッテリに貯蔵されたエネルギはまた、数十時間利用可能である。
【0011】
それゆえに、この関連によって、状況に対して、エネルギが電動機に供給されるエネル
ギ貯蔵手段を適合可能とする。ステーションの設置のために必要とされるスペースが利用
可能であるエリアにある時、及び/または、ステーションが構造全体を歪めないとみなさ
れた時、例えば都市周縁部に、ステーションは設置され、電気車両はステーションで定期
的に再チャージされたスーパーキャパシタによって電動機を動作する。一方で、車両が動
き回るために選択されたエリアはステーションの設置が許されない時に、例えば歴史的市
街地の中心部のような、都市景観の混雑性又は保全のために、チャージステーションは設
置されず、車両は運行中のバッテリによって動き回る。
【0012】
このような電気的貯蔵手段の多様性は、2つのステーション間の車両の運行時間を増や
す交通渋滞、又は、あるステーションの車両の経路を特定期間逸脱させる車両の経路上で
の工事のような、異なる偶発性の出来事に直面する可能性を与える。摂動が起きるような
幾つかのケースを考慮するために先行文献において実施されたスーパーキャパシタの寸法
オーバーは回避される。
【0013】
バッテリ及びスーパーキャパシタ各々を電動機に直接的に接続することで、よりよい車
両の生産高を有することが可能である。実際に、チャージ/ディスチャージ工程は回避さ
れ、例えば、もしバッテリがスーパーキャパシタに一連に接続されたら必要とされ、もっ
ぱらスーパーキャパシタにエネルギを供給可能及び/又は需要するだけであり、そのよう
な工程はエネルギロスを生じるかもしれない。
【0014】
スーパーキャパシタ及びバッテリの両方を伴う電動機に動力を供給不可であるという事
実によって、車両の適切な動作のために実際に必要とされない重要な利用可能動力を供給
しないで、より適切にエネルギ支出を制御可能である。
【0015】
貯蔵手段と電動機との間に配置される相互接続手段は、エネルギ貯蔵手段を備えるモジ
ュール内に当然設けられてもよいし、モジュールは車両に搭載されるエレクトロニクスに
含められる、ということに留意されたい。これは本開示における他の構成要素にも当ては
まる。
【0016】
車両はまた、下記で述べられる他の任意の特徴を備えていてもよい。
‐補助的接続手段に第1のエネルギ貯蔵モジュールを接続可能とする第1の接続手段を備
え、第1の接続手段は車両の外部に配置される。
‐第1の接続手段とは異なる第2の接続手段を備え、車両の外部に配置される補助的接続
手段に第2のエネルギ貯蔵モジュールを接続可能である。
【0017】
スーパーキャパシタ(それぞれのバッテリ)は、このようにして、各々独立してチャー
ジされており、異なるエネルギ貯蔵手段に適合されるチャージタイプの配設を保証し、車
両へのエネルギ供給の最適使用となる。これにより、両方のエネルギ貯蔵モジュールの同
時チャージを任意に可能とする。
【0018】
第1の接続手段は、特に伸縮アームのような接続アームを備えており、車両から突出し
て延在可能であり、特に一端でチャージステーションの補助的コネクタに接続されるよう
に意図されるコネクタを備える。該アームは、好ましくは、使用者へのアクセスを不可と
するために車両の上部に配置されるとよい。実際にこのような接続は、自動化した方法に
おいて達成されるように意図される。しかしながら、例えばパンタグラフタイプのような
他のタイプの接続手段が使用されてもよい。
【0019】
第2の接続手段は、オス型又は優先的にはメス型のコネクタを備え、車両をロック可能
なアクセスを伴う跳ね上げ扉に配置される。該跳ね上げ扉は、一般的にユーザに利用可能
な高さに配置されており、ユーザがチャージステーションに任意に配置される補助的コネ
クタにコネクタを接続する。
【0020】
車両はまた、第1の接続手段及び/又は第2の接続手段と対応する貯蔵モジュールとの
間に配置される、少なくとも1つのDC/DC電流コンバータ及び/又はAC/DCコン
バータを備えてもよい。
【0021】
バッテリと該バッテリをチャージするための接続手段との間に、車両は、好ましくは、
DC電流コンバータとAC−DCコンバータとの両方からなるチャージャを備える。これ
により、都市電力ネットワークから、又は、統合されたエネルギ貯蔵手段を有するチャー
ジングターミナルを経由して、バッテリを再チャージ可能であり、該車両にチャージング
ターミナルを特別に適合する必要性はない。このように、車両は、多数のチャージ施設と
互換性を持つことができる。
【0022】
好ましくは、相互接続手段は、複数のポジションを有するスイッチを備え、特にポジシ
ョンのうちの1つは第1の貯蔵モジュールと電動機との間の電気的接続を可能とし、別の
1つのポジションは第2の貯蔵モジュールと電動機との間の電気的接続を可能とする。ス
イッチはまた、任意に少なくとも1つの第3のポジションを備えてもよく、エネルギ貯蔵
モジュールが電動機に接続されていない、いわゆるストップポジションを備えてもよいこ
とに留意されたい。
【0023】
‐第1のエネルギ貯蔵モジュール及び/又は第2のエネルギ貯蔵モジュールの動作に関し
、特にチャージ状態であるパラメータと、
‐車両の動作に関し、特に車両の速度又は電動機の状態であるパラメータと、
‐ユーザインターフェイスからの信号と、
のうち1つ又は幾つかのパラメータに応じて相互接続手段を制御可能であり、相互接続手
段を制御するための制御手段を、車両は備える。
【0024】
相互接続手段を制御するための制御手段は、
‐第1のエネルギ貯蔵モジュールをモニタリングするための第1のモニタリング手段と、
‐第2のエネルギ貯蔵モジュールをモニタリングするための第2のモニタリング手段と、
‐電気車両の他の部品をモニタリングするための第3のモニタリング手段であり、特に車
両のCANバスと、
のうち1つ又は幾つかの要素と協働可能である。
【0025】
モニタリング手段は、貯蔵モジュール(チャージ状態、動作不良)に関するパラメータ
の取得可能性を与え、CANバスは車両の部品からあらゆる情報を集める(特に、センサ
によって該部品で検知することで)。特に電動機の状態、車両の速度、ユーザインターフ
ェイスによって制御された内容に関する情報を取得する可能性を与える。
【0026】
それゆえに、相互接続手段は、スーパーキャパシタのチャージレベルに応じて制御され
てもよい。もしチャージレベルが第1の予定値よりも低ければ、相互接続手段は、相互接
続手段のポジションがバッテリを電動機に接続されることを許容するように、制御される
。それどころか、スーパーキャパシタのチャージレベルが第2の予定値よりも高い時に、
相互接続手段のポジションは、電動機にスーパーキャパシタを電気的に接続するために、
制御されると定められてもよい。このような制御モードは、特に、スーパーキャパシタが
貯蔵したエネルギを長時間保持しなくなってから、適合される。それゆえ、スーパーキャ
パシタを介して取得したエネルギは、可能な限り速やかに消費され、相互接続手段のポジ
ションは、もはや、適切に電動機へ動力を供給することを許容しない時に、電動機に動力
を供給するため取得するエネルギは、バッテリを介して求められる。
【0027】
相互接続手段は、ユーザインターフェイス及び/又は車両の動作及び/又はバッテリの
動作に関する他のパラメータ(特に、スピード又は電動機のオン/オフ状態)によって、
当然制御されてもよい。例えば、もし、状況によって必要とされるのであれば(特に、も
し貯蔵モジュールの1つに動作欠陥が見つかったら)、従来にない動作モードへの切換可
能である。電動機が停止するストップポジションで、相互接続手段の配置を構想すること
も必要であれば可能である。
【0028】
車両は、電動機と少なくとも1つのエネルギ貯蔵モジュールとの間、特に相互接続手段
と電動機との間に配置されるDC/DCコンバータを備える。車両内の要素数を制限する
ため、コンバータは、電気的エネルギが両方の電気的ブランチ(それゆえに、2つの非類
似のフォームでは)から同時に到達しないので、相互接続手段の出力側に特に配置されて
もよい。しかしながら、少なくとも1つ、とりわけ各電気的ブランチは、貯蔵手段と相互
接続手段との間に配置されるコンバータを備えると企図されてもよい。
【0029】
少なくとも1つのDCコンバータ(あるいはチョッパー)は、スピードアジャスタのよ
うに動作してもよく、車両はまた、スピードアジャスタを制御するスピードアジャスタ制
御方法を備え、
‐第1のエネルギ貯蔵モジュール及び/又は前記第2のエネルギ貯蔵モジュールの動作に
関し、特にチャージ状態であるパラメータと、
‐車両の動作に関し、特に車両のスピード又は電動機の状態であるパラメータと、
‐ユーザインターフェイスからの信号と、
のうち少なくとも1つのパラメータに応じてスピードアジャスタを制御する。
【0030】
スピードアジャスタを制御するスピードアジャスタ制御方法は、
‐第1のエネルギ貯蔵モジュールをモニタリングするための第1のモニタリング手段と、
‐第2のエネルギ貯蔵モジュールをモニタリングするための第2のモニタリング手段と、
‐車両の他の部品をモニタリングするための第3のモニタリング手段である車両のCAN
バスと、
のうちの1つ又は幾つかの要素と特に協働可能である。
【0031】
電動機に基づく電圧は、アクセルペダルに関する信号に応じてもよく、任意にスーパー
キャパシタやバッテリの状態、クロックなどを測定する測定手段のような他の要素に応じ
る。スピードアジャスタ制御手段は、電動機に接続されるバッテリである時、及び/又は
電動機に接続される貯蔵手段のチャージレベルが閾値レベルより低い時、及び/又は速度
を必要以上にあげることでエネルギを使用しないための貯蔵手段の1つに関して異常が見
つかった時に、特に電動機に接続されている要素である時に、スピードアジャスタの出力
電圧を制限するために設けられることを企図してもよい。
【0032】
好ましくは、エネルギ貯蔵手段は電気車両のルーフに配置される。ステーションとスー
パーキャパシタとの間でカバーされる間隔を減らし、それによりエネルギ貯蔵量を増加す
るために第1の接続手段が車両の上部に配置される時に、特に関心がもたれる。好ましく
は、車両のルーフボックス内に配置されており、特に車両に付されているルーフボックス
である。このように、より効率的な車両のエネルギ貯蔵部のメンテナンスを実行可能であ
る。
【0033】
当然ながら、車両は、ブレーキすることでエネルギを回生してもよい。電動機はブレー
キ使用中に発電機のように動作し、回復の瞬間に接続されるエネルギ貯蔵手段への再チャ
ージを可能とする。これは既に公知であり、車両は、当然ながら補助的摩擦ブレーキシス
テムを備えてもよく、該補助的ブレーキシステムからもまたエネルギが回生可能である。
【0034】
好ましくは、第1のエネルギ貯蔵モジュールは、一連の複数のスーパーキャパシタを備
える少なくとも1つのパックを、特に並行する2つの同一パックを備える。
【0035】
バッテリは、一連に接続されたセル(特に6)を備え、各セルは並列する複数の陰極お
よび陽極からなる。
【0036】
スーパーキャパシタ及びバッテリの構成は、当然ながら、異なる要素の関連性が車両の
使用状態を、特に電圧や貯蔵容量の観点からの状態を満たす可能性を与えることを実現さ
れる先述の構成とは異なってもよい。
【0037】
特に車両は集団的な輸送車両であり、大きな輸送能力を有する。それは、バスのような
タイヤ上に、又は路面電車のようなレール上に取付けられてもよい。
【0038】
本発明の対象である交通設備はまた、
‐先述のような少なくとも1つの車両を備え、車両の外部の供給源に第1のエネルギ貯蔵
モジュールを接続するためにいわゆる第1の接続手段である接続手段を備え、
‐車両の経路上で車両が停止することを意図される周辺に配置される車両を再チャージす
るための少なくとも1つのステーションを備え、
ステーションは、少なくとも1つのエネルギ源に接続され、且つ、車両の第1の接続手
段を適合する第3の接続手段を含んでおり、少なくとも1つのエネルギ源を第1のエネル
ギ貯蔵モジュールに接続可能である。
【0039】
エネルギ源は、第1に都市電力配電ネットワークである。代わりに又は加えて、少なく
とも1つのステーションが、自発エネルギ源に、特にクリーンな再生可能エネルギ(例え
ばソーラーエネルギや風力エネルギ)から取得されるエネルギ源に接続されてもよい。特
に太陽光パネルが適している。太陽光パネルは、日射による光子から電気的エネルギを取
得する可能性を与え、従って、非常に日当たりのよいエリア、又は、都市電力配電ネット
ワークへのアクセスを確立することが困難であるエリアに特に適している。太陽光パネル
はステーションのルーフに配置されてもよく、ステーションから離れた場所に配置されて
もよい。
【0040】
実施形態において、車両は、アームを備える車両を接続するための第1の接続手段を備
える。アームは特に、伸縮式であり、車両から突出しながら延在可能であり、一端に車両
コネクタを備える。第3の接続手段は、アームの一端に配置され、且つ、車両がステーシ
ョンに停車している時に、車両の車両コネクタとステーションのコネクタとの両方が接触
するように、ステーションに配置されるアームを適合するコネクタを備える。
【0041】
少なくとも1つのステーションは、一方で少なくとも1つのエネルギ源に電気的に、他
方で第3の接続手段に、電気的に接続される1つ又は幾つかのスーパーキャパシタを備え
る少なくとも1つの第3の貯蔵モジュールを備えるエネルギ貯蔵手段を備えてもよい。該
キャパシタは、都市電力配電ネットワークからの電力をより適切に規制する可能性を与え
る。このように、ステーション内に車両が停車している時間に対応する制限時間内に都市
電力配電ネットワークにかなりの量のエネルギ要求をするかわりに、ステーションのスー
パーキャパシタが、2台の車両が通過する間に、比較的低速でチャージされ、都市電電力
配電ネットワークへより小さな負荷を与える。この種の貯蔵手段は急速にディスチャージ
されるので、ステーションのスーパーキャパシタは、急速に車両にエネルギを戻す。
【0042】
少なくとも1つのステーションは、第3のエネルギ貯蔵モジュールと第3の接続手段と
の間に配置される少なくとも1つのDC/DCコンバータを備える。
【0043】
少なくとも1つのステーションは、少なくとも1つのエネルギ源からなる都市電力配電
ネットワークに電気的に接続され、且つ、都市電力配電ネットワークと第3の接続手段と
の間、特に、都市電力配電ネットワークと第3のエネルギ貯蔵モジュールとの間に配置さ
れるAC/DCコンバータを備える。エネルギは、交流で都市電力配電ネットワークを循
環する一方で、貯蔵手段(車両に搭載される、又はステーションに配置される)によって
、直流で実際には貯蔵される。直流コンバータは、各エネルギ源の間に、特に都市電力配
電ネットワークと第3のエネルギ貯蔵モジュールとの間に、配置されてもよい。
【0044】
少なくともの1つのステーションは、第4の接続手段を備えており、第4の接続手段は
、車両の第2の接続手段を適合し、少なくとも1つのエネルギ源を第2のエネルギ貯蔵モ
ジュールに接続可能である。第4の接続手段は、第3の接続手段とは異なる。
【0045】
もしステーションが自発エネルギ源に接続されたら、ステーションはまた、好ましくは
、自発エネルギ源からエネルギを貯蔵するために自発エネルギ源に電気的に接続される少
なくとも1つのバッテリを含む第4のエネルギ貯蔵モジュールを備える。第4のエネルギ
貯蔵モジュールは、第3のエネルギ貯蔵モジュール及び/又は、直接的に第3の接続手段
及び/又は第4の接続手段に動力を供給する。1つ又は幾つかのコンバータはまた、エネ
ルギ源と第4のエネルギ貯蔵モジュールとの間に、あるいは第4のエネルギ貯蔵モジュー
ルと電気的に接続される接続手段との間に、配置されてもよい。第4のエネルギ貯蔵モジ
ュールをロードする時間は比較的に長く、それ故に、ステーションに停車中に第1のエネ
ルギ貯蔵モジュールに、非常に多くのエネルギを供給しないかもしれないので、第4のエ
ネルギ貯蔵モジュールは、第4の接続手段の動力を供給するのに特に適しているというこ
とに留意されたい。