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JP4823328B2 - 温度制御方法及び温度制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行するように構成された架線レス交通システムに関し、詳しくは、車両に搭載された蓄電装置の温度を制御する温度制御方法及び温度制御装置に関する。
近年、車両が設定された軌道上を走行する交通システムにおいて、車両が架線からの電力の供給を受けずに走行するように構成された架線レス交通システムが実用化されている。一般に、このような架線レス交通システムの車両は、電力を蓄電する蓄電装置（例えば、バッテリ）を備えており、車両は、駅に停車した際に電力を蓄電装置に蓄電し、設定された軌道上を走行するようになっている。
このように、架線レス交通システムにおいては、蓄電装置からの電力により車両が運用されるので、車両の運用を支障なく行うためには、蓄電装置の残存容量を算出して管理する必要がある。
したがって、従来より、蓄電装置の電流データ、電圧データ、及び自己放電量等に基づいて蓄電装置の現在の残存容量を算出する蓄電装置用制御装置が提案されている。（例えば、特許文献１）
特開２００５−１３０５５９号公報
ところで、通常、蓄電装置には、最高電圧許容値と最低電圧許容値とが予め設定されている。蓄電装置においては、蓄電装置の電圧が最高電圧許容値と最低電圧許容値との間の範囲を外れるような状況になると、蓄電装置内のインターロック機能が作動し、その後、蓄電装置を使用することができなくなってしまう。したがって、車両の運用中においては、蓄電装置の電圧が最高電圧許容値と最低電圧許容値との間で維持される必要がある。
しかしながら、図７に示すように、蓄電装置を使い続けていると、経過月数とともに蓄電装置の内部抵抗が徐々に大きくなり、その結果、蓄電装置の電圧変動が大きくなる。蓄電装置の電圧変動が大きくなると、図８に示すように、蓄電装置の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬに徐々に近づいていき、その結果、最低電圧値Ｖｍｉｎと最低電圧許容値ＶＬとの間のマージンＶｍが小さくなる。
このように、最低電圧値Ｖｍｉｎと最低電圧許容値ＶＬとの間のマージンＶｍが小さくなると、使用状況や環境により蓄電装置の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬより小さくなり、これにより、インターロック機能が作動し、蓄電装置が使用できなくなる可能性が高くなる。したがって、蓄電装置を取り替えなければならず、蓄電装置を長期間にわたって使用することができなかった。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電装置の内部抵抗が大きくなった場合でも蓄電装置の寿命を延ばすことが可能な蓄電装置の温度制御方法及び温度制御装置を提供することである。
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明の実施態様によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップを含み、該第１ステップは、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値である方法が提供される。
また、本発明の別の実施態様によれば、前記車両が回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップを更に含み、該第２ステップは、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値である。
また、本発明の別の実施態様によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１ステップと、車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２ステップとを含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値である方法が提供される。
また、本発明の別の実施態様によれば、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３ステップと、前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４ステップとを更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値である。
また、本発明の実施態様によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記温度制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第１手段を含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値である。
また、本発明の別の実施態様によれば、前記温度制御装置は、前記車両が回生ブレーキを使用した場合において前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第２手段を更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値である。
また、本発明の別の実施態様によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記温度制御装置が、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１手段と、車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２手段とを含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値である。
また、本発明の別の実施態様によれば、前記温度制御装置が、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３手段と、前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４手段とを更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値である。
また、本発明に係る温度制御方法によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップを含み、該第１ステップは、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であるので、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最低電圧値が最低電圧許容値より小さくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用できるようになり、蓄電装置の寿命（耐用期間）を延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御方法によれば、前記車両が回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップを更に含み、該第２ステップは、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であるので、回生時の電圧値が蓄電装置における最高電圧値になるような運用環境において、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、蓄電装置の最高電圧値が蓄電装置の最高電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況が環境により蓄電装置の最高電圧値が最高電圧許容値より大きくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用できるようになり、蓄電装置の寿命（耐用期間）を延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御方法によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１ステップと、車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２ステップとを含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であるので、車両の運用開始時から常に蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最低電圧値が最低電圧許容値より小さくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用することができる。
特に、車両の運用開始時において蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値の近傍の所定電圧値になるように蓄電装置の温度が制御されるので、運用開始時から一定期間の間は蓄電装置の劣化が進みにくくなり、その結果、蓄電装置の寿命をより延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御方法によれば、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３ステップと、前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４ステップとを更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であるので、回生時の電圧値が蓄電装置における最高電圧値になるような運用環境において、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、車両の運用開始時から常に蓄電装置の最高電圧値が蓄電装置の最高電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最高電圧値が最高電圧許容値より大きくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用することができる。
また、本発明に係る温度制御装置によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記温度制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第１手段を含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であるので、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最低電圧値が最低電圧許容値より低くなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用できるようになり、蓄電装置の寿命を延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御装置によれば、前記温度制御装置は、前記車両が回生ブレーキを使用した場合において前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第２手段を更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であるので、回生時の電圧値が蓄電装置における最高電圧値になるような運用環境において、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、蓄電装置の最高電圧値が蓄電装置の最高電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況が環境により蓄電装置の最高電圧値が最高電圧許容値より大きくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用できるようになり、蓄電装置の寿命（耐用期間）を延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御装置によれば、蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、前記温度制御装置が、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１手段と、車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２手段とを含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であるので、車両の運用開始時から常に蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最低電圧値が最低電圧許容値より低くなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用することができる。
特に、車両の運用開始時において蓄電装置の最低電圧値が蓄電装置の最低電圧許容値の近傍の所定電圧値になるように蓄電装置の温度が制御されるので、車両の運用開始から一定期間の間は蓄電装置の劣化が進みにくくなり、その結果、蓄電装置の寿命をより延ばすことができる。
また、本発明に係る温度制御装置によれば、前記温度制御装置が、前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３手段と、前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４手段とを更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であるので、回生時の電圧値が蓄電装置における最高電圧値になるような運用環境において、蓄電装置の内部抵抗が大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、車両の運用開始時から常に蓄電装置の最高電圧値が蓄電装置の最高電圧許容値に対して一定のマージンを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置の最高電圧値が最高電圧許容値より大きくなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用することができる。
本発明の実施形態に係る架線レス交通システムの車両を走行方向から見た図である。 架線レス交通システムの車両における蓄電装置の内部抵抗と温度との関係を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る温度制御方法を実施した際の内部抵抗と経過月数との関係を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る温度制御方法を実施した際の蓄電装置の電圧値と経過月数との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態に係る温度制御方法を実施した際の内部抵抗と経過月数との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態に係る温度制御方法を実施した際の蓄電装置の電圧値と経過月数との関係を示した図である。 架線レス交通システムの車両における蓄電装置の内部抵抗と経過月数との関係を示した図である。 従来の架線レス交通システムの車両における蓄電装置の電圧値と経過月数との関係を示した図である。
以下、本発明の実施形態に係る架線レス交通システムの車両を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る架線レス交通システムの車両を走行方向から見た図である。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る架線レス交通システムの車両１は、予め設定された軌道２上を走行するために台車３を備えており、この台車３の側面３ａには、電力を受電するための集電接触子４が設けられている。また、台車３は、集電接触子４で受電した電力を蓄電する蓄電装置５を備えており、車両１は、駅（図示せず）に停車した際に電力を蓄電装置５に蓄電し、設定された軌道２上を走行するようになっている。
図１に示すように、本実施形態では、蓄電装置５は、車両１の運用中に蓄電装置５の温度を制御する温度制御装置６を備えている。ここで、温度制御装置６としては、例えば、蓄電装置５の温度を下げるための冷却ファン等を用いることができる。
また、蓄電装置５は、許容電圧値として最高電圧許容値ＶＨと最低電圧許容値ＶＬとが予め設定されており（図４参照）、蓄電装置５の電圧値が継続して最高電圧許容値ＶＨと最低電圧許容値ＶＬとの間の範囲外になると、インターロック機能（図示せず）が作動し、電力を供給できないようになっている。
一方、地上側には、軌道２に隣接して立設された支持フレーム７が設けられている。支持フレーム７には、車両１が停車した際に集電接触子４と対向する位置に給電接触子８が設けられている。給電接触子８は、地中に埋設された電力線（図示せず）により地上側に設けられた充電装置（図示せず）に接続されている。
かかる構成により、車両１が駅に停車した際には、集電接触子４と給電接触子８とが接触することにより、地上側の充電装置から供給される電力が蓄電装置５に蓄電されることになる。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る蓄電装置の温度制御方法を、図面を参照しながら説明する。図２は、架線レス交通システムの車両の蓄電装置における内部抵抗と温度との関係を示した図である。また、図３は、第１実施形態に係る温度制御方法を実施した際の内部抵抗と経過月数との関係を示した図であり、図４は、本発明の第１実施形態に係る温度制御方法を実施した際の蓄電装置の電圧値と経過月数との関係を示した図である。
まず、蓄電装置５における内部抵抗Ｒと温度Ｔとの関係を図２を用いて説明する。
図２に示すように、蓄電装置５における内部抵抗Ｒと温度Ｔとの関係は、温度Ｔが高くなるに伴って内部抵抗Ｒが小さくなるような関係になっている。また、図２の劣化後の曲線が示すように、蓄電装置５の劣化が進むと、内部抵抗Ｒと温度Ｔとの関係を示す曲線は、劣化前の曲線よりも上側にシフトする。すなわち、蓄電装置５における劣化と内部抵抗Ｒとの関係は、蓄電装置５の劣化が進むに伴って内部抵抗Ｒが大きくなるという関係になっている。
そこで、本実施形態では、蓄電装置５における内部抵抗Ｒと温度Ｔとの関係に基づいて、温度制御装置６が蓄電装置５の温度を制御することにより蓄電装置５の内部抵抗Ｒを一定に維持する。
次に、蓄電装置５の温度を制御する具体的な方法について図３及び図４を用いて説明する。
本実施形態では、図３に示すように、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値（第１の所定電圧値）Ｖｐになった際に、温度制御装置６が、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値Ｖｐに維持されるように蓄電装置５の温度を制御する。詳細には、蓄電装置５は劣化に伴い内部抵抗Ｒが徐々に大きくなってくるので（図２参照）、温度制御装置６は、蓄電装置５の温度を徐々に高くすることにより、蓄電装置５の内部抵抗Ｒを所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに維持する（図４参照）。
このように、蓄電装置５の内部抵抗Ｒが所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに保たれることにより、図３に示すように、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬに対して一定のマージンＶmを確保しながら維持されることになる。
なお、本実施形態では、蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値Ｖｐは、例えば、最低電圧許容値ＶＬに対して１１０〜１２０％の値で設定している。
このように本実施形態に係る温度制御方法によれば、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値Ｖｐになった際に、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値Ｖｐに維持されるような温度に蓄電装置５を制御するので、蓄電装置５の内部抵抗Ｒが大きくなることに伴い蓄電装置の電圧変動が大きくなった場合でも、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬに対して一定のマージンＶmを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬより低くなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置５を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用できるようになり、蓄電装置５の寿命を延ばすことができる。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る蓄電装置の温度制御方法を、図面を参照しながら説明する。図５は、第２実施形態に係る温度制御方法を実施した際の内部抵抗と経過月数との関係を示した図であり、図６は、本発明の第２実施形態に係る温度制御方法を実施した際の蓄電装置の電圧値と経過月数との関係を示した図である。
本実施形態では、図５に示すように、車両１の運用開始時に、温度制御装置６が、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値Ｖｐになるように蓄電装置５の温度を制御する。詳細には、運用開始時においては、蓄電装置５は劣化していないので、温度制御装置６は、蓄電装置５の温度を低くすることにより、蓄電装置５の内部抵抗Ｒを所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに設定する（図６参照）。
このように、蓄電装置５の内部抵抗Ｒを所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに設定することにより、図５に示すように、車両１の運用開始時に、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬに対して一定のマージンＶmを確保した状態で設定される。
そして、その後、温度制御装置６が、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値Ｖｐに維持されるように蓄電装置５の温度を制御する。詳細には、蓄電装置５は劣化に伴い内部抵抗Ｒが徐々に大きくなってくるので（図２参照）、温度制御装置６は、蓄電装置５の温度を徐々に高くすることにより、蓄電装置５の内部抵抗Ｒを所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに維持する（図６参照）。
このように、図５に示すように、車両１の運転開始時から蓄電装置５の内部抵抗Ｒが所定電圧値Ｖｐに対応する値Ｒｐに保たれることにより、車両１の運転開始時から常に蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬに対して一定のマージンＶmを確保しながら維持されることになる。
なお、本実施形態では、蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値Ｖｐは、例えば、最低電圧許容値ＶＬに対して１１０〜１２０％の値で設定している。
このように本実施形態に係る温度制御方法によれば、車両１の運用開始時に、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬ近傍の所定電圧値Ｖｐになるような温度に蓄電装置５を制御し、車両１の運用中、蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが所定電圧値Ｖｐに維持されるような温度に蓄電装置５を制御するので、車両１の運用開始時から常に蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬに対して一定のマージンＶmを確保しながら維持されることになり、使用状況や環境により蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが最低電圧許容値ＶＬより低くなるおそれがない。これにより、従来に比べて蓄電装置５を許容電圧値の範囲内でより長い期間にわたって使用することができる。
また、蓄電装置５における劣化と温度との関係を更に詳細に言えば、蓄電装置５は温度が低く設定されるほど劣化が進みにくいことが知られている。
本実施形態では、車両１の運用開始時において蓄電装置５の最低電圧値Ｖｍｉｎが蓄電装置５の最低電圧許容値ＶＬの近傍の所定電圧値Ｖｐになるように蓄電装置５の温度が低く設定されるので、運用開始時から一定期間（温度を高くするまでの期間）の間は蓄電装置５の劣化が進みにくくなり、その結果、蓄電装置の寿命をより延ばすことができる。
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
通常、蓄電装置５の最高電圧値Ｖｍａｘは充電する際の設定電圧となる場合が多いが、車両の運用環境（例えば、急な斜面がある場合等）によっては、回生ブレーキ時が最高電圧値Ｖｍａｘとなる場合がある。
このような運用環境では、蓄電装置５の内部抵抗が大きくなることに伴って蓄電装置５の電圧変動が大きくなると、最高電圧値Ｖｍａｘが最高電圧許容値ＶＨに徐々に近づいていき、その結果、最高電圧値Ｖｍａｘと最高電圧許容値ＶＨとの間のマージンが小さくなってしまう。したがって、このような運用環境において、温度制御装置６は、最低電圧値Ｖｍｉｎ及び最高電圧値Ｖｍａｘの両方について制御を行ってもよい。
ここで、温度制御装置６は、最低電圧値Ｖｍｉｎと同様の方法で最高電圧値Ｖｍａｘついても制御を行うことができる。すなわち、温度制御装置６は、上述した蓄電装置５における内部抵抗Ｒと温度Ｔとの関係に基づいて蓄電装置５の温度を制御する。
実施形態としては、例えば、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最高電圧値Ｖｍａｘが蓄電装置５の最高電圧許容値ＶＨ近傍の所定電圧値（第２の所定電圧値）になった際に、温度制御装置６が、蓄電装置５の最高電圧値Ｖｍａｘが所定電圧値に維持されるように蓄電装置５の温度を制御してもよい。
また、別の実施形態としては、車両１の運用開始時に、温度制御装置６が、蓄電装置５の内部抵抗Ｒに対応する最高電圧値Ｖｍａｘが蓄電装置５の最高電圧許容値ＶＨ近傍の所定電圧値になるように蓄電装置５の温度を制御し、そして、車両１の運用中、温度制御装置６が、蓄電装置５の最高電圧値Ｖｍａｘが所定電圧値に維持されるように蓄電装置５の温度を制御してもよい。
なお、最高電圧値Ｖｍａｘを制御する場合、蓄電装置５の最高電圧許容値ＶＨ近傍の所定電圧値は、例えば、最高電圧許容値ＶＨに対して８０〜９０％の値で設定してもよい。
１ 車両
２ 軌道
３ 台車
３ａ 台車の側面
４ 集電接触子
５ 蓄電装置
６ 温度制御装置
７ 支持フレーム
８ 給電接触子
ＶＬ 最低電圧許容値
ＶＨ 最高電圧許容値
Ｖｍｉｎ 蓄電装置の最低電圧値
Ｖｍａｘ 蓄電装置の最高電圧値
Ｖｍ 蓄電装置の最低電圧値と最低電圧許容値との間のマージン
Ｖｐ 所定電圧値
Ｒ 蓄電装置の内部抵抗
Ｒｐ Ｖｐに対応する内部抵抗値

Claims (8)

  1. 蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、
    前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、
    前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップを含み、
    該第１ステップは、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であることを特徴とする温度制御方法。
  2. 前記車両が回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップを更に含み、
    該第２ステップは、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるステップであり、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であることを特徴とする請求項１の温度制御方法。
  3. 蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御方法であって、
    前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、
    前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１ステップと、
    車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２ステップであって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２ステップと
    を含み、
    前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であることを特徴とする温度制御方法。
  4. 前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３ステップと、
    前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４ステップであって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４ステップと
    を更に含み、
    前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であることを特徴とする請求項３に記載の温度制御方法。
  5. 蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、
    前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、
    前記温度制御装置は、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第１手段を含み、前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であることを特徴とする温度制御装置。
  6. 前記温度制御装置は、前記車両が回生ブレーキを使用した場合において前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になった際に、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げるように前記蓄電装置を制御する第２手段を更に含み、前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であることを特徴とする請求項５に記載の温度制御装置。
  7. 蓄電装置を搭載した車両が軌道上を走行する際の前記蓄電装置の温度を制御する温度制御装置において、
    前記蓄電装置は、温度を上げるほど内部抵抗が小さくなり、且つ同じ温度の場合には劣化が進行するほど内部抵抗が大きくなる特性を有し、
    前記温度制御装置が、
    前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最低電圧値が前記蓄電装置の最低電圧許容値近傍の第１の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第１手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第１手段と、
    車両の運用中、前記蓄電装置の前記最低電圧値が前記第１の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第２手段であって、前記蓄電装置の前記最低電圧値を前記第１の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第２手段と
    を含み、
    前記第１の所定電圧値が、前記最低電圧許容値に対して１１０から１２０％の値であることを特徴とする温度制御装置。
  8. 前記温度制御装置が、
    前記車両の運用開始時に、前記蓄電装置の内部抵抗に対応する最高電圧値が前記蓄電装置の最高電圧許容値近傍の第２の所定電圧値になるような温度に前記蓄電装置を制御する第３手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値にするために前記蓄電装置の温度を下げる第３手段と、
    前記車両の運用中に回生ブレーキを使用した場合において、前記蓄電装置の前記最高電圧値が前記第２の所定電圧値に維持されるような温度に前記蓄電装置を制御する第４手段であって、前記蓄電装置の前記最高電圧値を前記第２の所定電圧値に維持するために前記蓄電装置の劣化の進行に合わせて温度を上げる第４手段と
    を更に含み、
    前記第２の所定電圧値が、前記最高電圧許容値に対して８０から９０％の値であることを特徴とする請求項７に記載の温度制御装置。
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