CN105915176B - 太阳光发电的开始判定装置及其使用方法和车辆 - Google Patents
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Abstract
提供能够以较简单的构成高精度地判定太阳能电池所能输出的功率的太阳光发电的开始判定装置。在设置于电压变换电路与蓄电池以及车辆电气负载之间的计量电路中对太阳能电池的发电量PM进行计量,当计量出的发电量PM为判定阈值PMTH以上时,进行许可太阳能电池的发电电力向负载的供给的判定。通过在设置于电压变换电路与电气负载之间的计量电路中计量发电量PM,能够得到精度更高的发电量。当在计量电路中计量的发电量PM小于判定阈值PMTH时,进行禁止太阳能电池的发电电力向电气负载的供给的判定,在从该时间点起经过了再判定禁止期间TINT的时间点,再次进行电力供给可否判定。
Description
技术领域
本发明涉及判定能否将太阳能电池的发电电力向电气负载供给的太 阳光发电的开始判定装置。
背景技术
在专利文献1示出了一种经由电力变换装置将太阳能电池的发电电 力供给至负载的太阳光发电系统。在该系统中,在太阳能电池与电力变换 装置之间,设置电流检测电阻和经由该电流检测电阻将太阳能电池的输出 端子短路的短路器,在使短路器工作时由电流检测电阻检测出的短路电流 超过了给定阈值时,开始太阳能电池的输出电力向负载的供给。
在专利文献2示出了一种具备太阳能电池和将太阳能电池的输出电 力变换为交流电力的功率调节器的太阳光发电装置。根据该装置,通过设 置在太阳能电池的近旁的太阳热量计以及检测太阳能电池的温度的温度 传感器来检测日射量以及温度,基于检测出的日射量以及温度来算出期待 发电量,并进行显示。
专利文献1:JP特开平2-156313号公报
专利文献2:JP特开2006-101591号公报
在专利文献1所示的系统中,短路电流的检测在太阳能电池与电力变 换装置之间进行,基于该检测短路电流来判定电力供给的可否。因此,输 出电压未被考虑,并且在调整至最大功率点之前进行判定,所以在判定精 度方面有改善的余地。此外,虽然能够基于专利文献2所示的期待发电量, 来判定能否将太阳能电池的发电电力供给至电气负载,但是需要太阳热量 计。在成本、封装方面,希望尽可能不使用这样的高价且有重量的追加要素,此外在将太阳能电池搭载于车辆这样的情况下,有时重量的增加会成 为问题。
发明内容
本发明考虑上述方面而作,其目的在于,提供一种太阳光发电的开始 判定装置,其能够以较简单的构成高精度地判定太阳能电池所能输出的功 率。
为了达成上述目的,第1方式记载的发明是一种太阳光发电的开始判 定装置,具有:发电量计量部(13),其能计量太阳能电池(2)发电的发 电量(PM);电压变换部(11),其对所述太阳能电池的输出电压进行变 换来向电气负载(15,20)供给;以及判定部(10,12),其进行所述太 阳能电池发电的电力可否向所述电气负载供给的判定即电力供给可否判定,该太阳光发电的开始判定装置的特征在于,所述发电量计量部(13) 设置在所述电压变换部(11)与所述电气负载(15,20)之间,所述判定 部在所述发电量计量部中计量的发电量(PM)为判定阈值(PMTH)以 上时,进行许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判 定。
根据该构成,当在设置于电压变换部与电气负载之间的发电量计量部 中计量出的发电量为判定阈值以上时,进行许可太阳能电池的发电电力向 电气负载的供给的判定(发电开始的判定)。通过在设置于电压变换部与 电气负载之间的发电量计量部中对发电量进行计量,从而能够一面将电压 变换部的输出电压调整为能得到最大功率的电压一面进行计量,能够得到 精度更高的发电量。其结果是,能够以较简单的构成高精度地判定太阳能 电池所能输出的功率,能够更适当地进行太阳能电池的发电电力向电气负 载的供给可否判定。
第2方式记载的发明的特征在于,在第1方式记载的太阳光发电的开 始判定装置中,所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量(PM) 小于所述判定阈值(PMTH)时,进行禁止所述太阳能电池的发电电力向 所述电气负载的供给的判定,在从进行该禁止判定的时间点起经过了再判 定禁止期间(TINT)的时间点,再次进行所述电力供给可否判定。
根据该构成,当在发电量计量部中计量的发电量小于判定阈值时,进 行禁止太阳能电池的发电电力向电气负载的供给的判定,在从进行该禁止 判定的时间点起经过了再判定禁止期间的时间点,再次进行电力供给可否 判定。通过在经过了再判定禁止期间后进行再判定,从而能够对应因对太 阳能电池照射的日射量的增加等造成的发电量的变化。
第3方式记载的发明的特征在于,在第2方式记载的太阳光发电的开 始判定装置中,所述判定部基于所述发电量计量部中计量的发电量(PM), 进行所述再判定禁止期间(TINT)的修正。
根据该构成,由于基于在发电量计量部中计量的发电量,进行再判定 禁止期间的修正,所以再判定禁止期间的设定变得适当,能够在预期为发 电量成为判定阈值以上的时期执行下一次的电力供给可否判定。
第4方式记载的发明的特征在于,在第2方式或第3方式记载的太阳 光发电的开始判定装置中,还具有参数取得部,该参数取得部取得与所述 太阳能电池的发电量有相关关系的发电量相关参数(TA),所述判定部基 于通过所述参数取得部取得的发电量相关参数,进行所述再判定禁止期间 (TINT)的修正。
根据该构成,基于发电量相关参数(例如外部气温、日射量等)进行 再判定禁止期间的修正。通过在发电量相关参数的值向发电量增加的可能 性变高的方向进行了变化时向缩短再判定禁止期间的方向进行修正,从而 能够在更适当的时期执行下一次的电力供给可否判定。其结果是,能够将 电力供给许可判定的时期提前或者抑制电力供给可否判定的执行次数。
第5方式记载的发明的特征在于,在第4方式记载的太阳光发电的开 始判定装置中,所述参数取得部包含能检测外部气温(TA)的外部气温 检测部(32),所述发电量相关参数包含通过所述外部气温检测部检测的 外部气温(TA)。
根据该构成,基于所检测的外部气温来对再判定禁止期间进行修正。 由于太阳能电池的发电量具有外部气温越高则越增加的倾向,所以例如通 过在高于基准温度时,向缩短再判定禁止期间的方向进行修正,在低于基 准温度时,向延长再判定禁止期间的方向进行修正,从而能够在更适当的 时期执行下一次的电力供给可否判定。
第6方式记载的发明提供一种具有第1方式~第5方式中任一项所述 的太阳光发电的开始判定装置的车辆(1)。在该车辆中,例如在通过外部 的太阳能电池的发电电力对车辆的蓄电池进行充电的情况下,能够进行适 当的充电可否的判定。
第7方式记载的发明是一种太阳光发电的开始判定装置,具有:发电 量计量部(13),其能计量搭载于车辆(1)的太阳能电池(2)发电的发 电量(PM);电压变换部(11),其对所述太阳能电池的输出电压进行变 换来向电气负载(15,20)供给;以及判定部(10,12),其进行所述太 阳能电池发电的电力可否向所述电气负载供给的判定即电力供给可否判定,该太阳光发电的开始判定装置的特征在于,所述发电量计量部(13) 设置在所述电压变换部(11)与所述电气负载(15,20)之间,所述判定 部在所述发电量计量部中计量的发电量(PM)为判定阈值(PMTH)以 上时,进行许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判 定。
根据该构成,当在设置于电压变换部与电气负载之间的发电量计量部 中计量的发电量为判定阈值以上时,进行许可搭载于车辆的太阳能电池的 发电电力向电气负载的供给的判定。通过在设置于电压变换部与电气负载 之间的发电量计量部中对发电量进行计量,从而能够一面将电压变换部的 输出电压调整为能得到最大功率的电压一面进行计量,能够得到精度更高 的发电量。其结果是,能够以较简单的构成高精度地判定太阳能电池所能 输出的功率,能够更适当地进行太阳能电池的发电电力向电气负载的供给 可否判定。
第8方式记载的发明的特征在于,在第7方式记载的太阳光发电的开 始判定装置中,所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量(PM) 小于所述判定阈值(PMTH)时,进行禁止所述太阳能电池的发电电力向 所述电气负载的供给的判定,在从进行该禁止判定的时间点起经过了再判 定禁止期间(TINT)的时间点,再次进行所述电力供给可否判定。
根据该构成,能够得到与第2方式记载的发明相同的效果。
第9方式记载的发明的特征在于,在第8方式记载的太阳光发电的开 始判定装置中,所述判定部基于所述发电量计量部中计量的发电量(PM), 进行所述再判定禁止期间(TINT)的修正。
根据该构成,能够得到与第3方式记载的发明相同的效果,并且在以 太阳能电池的发电电力来驱动车辆的情况下,当能够提前进行再判定时就 能够延长能行驶的距离。
第10方式记载的发明的特征在于,在第8方式或第9方式记载的太 阳光发电的开始判定装置中,还具有参数取得部,该参数取得部取得与所 述太阳能电池的发电量有相关关系的发电量相关参数,所述判定部基于通 过所述参数取得部取得的发电量相关参数,进行所述再判定禁止期间 (TINT)的修正。
根据该构成,能够得到与第4方式记载的发明相同的效果,并且在以 太阳能电池的发电电力来驱动车辆的情况下,当能够提前进行再判定时就 能够延长能行驶的距离。
第11方式记载的发明的特征在于,在第10方式记载的太阳光发电的 开始判定装置中,所述参数取得部包含能检测外部气温(TA)的外部气 温检测部(32),所述发电量相关参数包含通过所述外部气温检测部检测 的外部气温(TA)。
根据该构成,能够得到与第5方式记载的发明相同的效果,并且在以 太阳能电池的发电电力来驱动车辆的情况下,当能够提前进行再判定时就 能够延长能行驶的距离。
第12方式记载的发明的特征在于,在第10方式或第11方式记载的 太阳光发电的开始判定装置中,所述参数取得部包含运转状态参数取得 部,该运转状态参数取得部取得表示该车辆的运转状态的运转状态参数 (VP,车辆位置,前照灯点亮状态、风挡雨刷工作状态),所述发电量相 关参数包含通过所述运转状态参数取得部取得的运转状态参数。
根据该构成,基于所取得的运转状态参数,来进行再判定禁止期间的 修正。由于搭载于车辆的太阳能电池的发电量依赖于车辆的运转状态例如 车速、行驶位置等进行变化,所以通过基于所取得的运转状态参数来进行 再判定禁止期间的修正,从而能够恰当地对应发电量的变化。
第13方式记载的发明的特征在于,在第12方式记载的太阳光发电的 开始判定装置中,所述运转状态参数包含表示所述车辆的车速、所述车辆 的位置、所述车辆的前照灯的点亮状态、以及所述车辆的风挡雨刷的工作 状态的参数中的至少一者。
根据该构成,取得表示车速、车辆的位置、前照灯的点亮状态、以及 风挡雨刷的工作状态的参数中的至少一者,进行基于该所取得的状态的再 判定禁止期间的修正。例如在车速高的情况下,由于提前向日射量多的位 置移动的可能性变高,所以向缩短再判定禁止期间的方向进行修正。此外, 当车辆在隧道内行驶时,向延长再判定禁止期间的方向进行修正,在前照 灯点亮时、风挡雨刷工作时,向相当大程度地延长再判定禁止期间的方向 进行修正,或者将再判定禁止期间修正为例如24小时而实质上禁止再判 定,直至隧道行驶、前照灯的点亮状态、或风挡雨刷工作状态结束为止。 通过这样的修正,能够在更适当的时期进行搭载于车辆的太阳能电池的发 电电力的供给可否判定。
第14方式记载的发明的特征在于,提供一种具有第7方式~第13方 式中任一项所述的太阳光发电的开始判定装置的车辆(1)。在该车辆中, 例如在通过车载太阳能电池的发电电力来对车载蓄电池进行充电的情况 下,能够进行适当的充电可否的判定。
第15方式记载的发明是一种太阳光发电的开始判定装置的使用方 法,该太阳光发电的开始判定装置具有:发电量计量部(13),其能计量 太阳能电池(2)发电的发电量(PM);电压变换部(11),其对所述太阳 能电池的输出电压进行变换来向电气负载供给;以及判定部(10,12), 其进行所述太阳能电池发电的电力可否向所述电气负载(15,20)供给的 判定即电力供给可否判定,该太阳光发电的开始判定装置的使用方法的特 征在于,所述发电量计量部(13)设置在所述电压变换部(11)与所述电 气负载(15,20)之间,该太阳光发电的开始判定装置的使用方法具有: 在所述发电量计量部中,计量所述发电量(PM)的步骤;以及在计量出 的所述发电量(PM)为判定阈值(PMTH)以上时,由所述判定部进行 许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定。
根据该构成,能够得到与第1方式记载的发明相同的效果。
附图说明
图1是表示搭载了本发明的一实施方式涉及的太阳光发电装置的车 辆的主要部分的构成的方框图。
图2是表示搭载于车辆的电力供给系统的构成的电路图。
图3是用于说明电力供给可否判定处理的概要(电力供给可能的情 况)的时间图。
图4是用于说明电力供给可否判定处理的概要(电力供给不可的情 况)的时间图。
图5是电力供给可否判定处理的流程图(第1实施方式)。
图6是电力供给可否判定处理的流程图(第2实施方式)。
图7是表示在图6的处理中参照的表的图。
图8是用于说明对再判定禁止期间(TINT)进行修正所带来的效果 的图。
图9是表示本发明的第3实施方式的图。
符号说明
1车辆 2太阳能电池 10车辆控制器(判定部) 11电压变 换电路(电压变换部)12MPPT控制器(判定部) 13计量电路(发 电量计量部) 14继电器 15蓄电池(电气负载) 20车辆电气负 载(电气负载)
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
图1是表示具备本发明的一实施方式涉及的太阳光发电装置(包含太 阳光发电的开始判定装置)的车辆的主要部分的构成的方框图。车辆1 是小型电动汽车,其具备:太阳能电池2;车辆控制器10;对太阳能电池 2的输出电压VSO进行升压或降压的电压变换电路11;MPPT(Maximum Power Point Trace,最大功率点跟踪)控制器12;计量电路13;继电器14;蓄电池15;由逆变器16、车辆驱动用的电动机17、以及前灯21、风 挡雨刷22等辅助设备18构成的车辆电气负载20;包含GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的导航装置30;检测车辆1的车速 VP的车速传感器31;和检测外部气温TA的外部气温传感器32。另外, 虽然考虑到理解容易度,而将导航装置30、车速传感器31、以及外部气 温传感器32与辅助设备18分开示出,但是这些构成要素30~32也包含 在辅助设备18中。
MPPT控制器12通过一面在计量电路13中计量电压变换电路11的 输出功率以及输出电压VCO一面调整输出电压VCO,从而执行最大功率 点跟踪控制。在本实施方式中,输出电压VCO的标准值是48V左右。 MPPT控制器12与车辆控制器10连接,按照来自车辆控制器10的指令, 进行太阳能电池2的发电量PM的计量,并且将计量结果传递至车辆控制 器10。
继电器14通过车辆控制器10来进行接通断开的控制。即,在通过后 述的电力供给可否判定处理判定为能够将太阳能电池2的发电电力供给 至蓄电池15以及车辆电气负载20时,接通继电器14,在判定为供给不 可时,维持断开状态。
蓄电池15是标准的输出电压为48V的高压蓄电池,针对辅助设备18 所包含的电气负载之中电源电压低的电气负载,供给由直流电压变换电路 (DC-DC转换器)降压后的电压。虽然省略了图示,但车辆1还具备 用于进行蓄电池15的基于外部充电装置的充电的输入端子以及必要的电 路。
车辆控制器10执行车辆1的通常动作控制(与驾驶者的操作对应的 基于电动机17的车辆驱动控制、前灯的点亮/熄灭、风挡雨刷的工作/ 停止等),并且执行与在计量电路13中计量的发电量PM相应的电力供给 可否判定处理。
图2是表示搭载于车辆1的电力供给系统的构成的电路图。太阳能电 池2的输出线与低压侧端子T1以及高压侧端子T2连接,经由高压侧端 子T2将发电电力输入至电压变换电路11。电压变换电路11具备作为开 关元件的场效应晶体管(以下仅称为“晶体管”)Q1~Q4、线圈L1、电 容器C1、C2、和电阻R1,电阻R1的一端与高压侧端子T2连接,电阻 R1的另一端与电容器C1的一端以及晶体管Q1的漏极连接。电容器C1 的另一端与低压侧端子T1连接。
晶体管Q1的源极与晶体管Q2的漏极连接,晶体管Q2的源极与低 压侧端子T1连接。电压变换电路11的输出端子T3与晶体管Q3的漏极 以及电容器C2的一端连接,晶体管Q3的源极与晶体管Q4的漏极连接。 晶体管Q4的源极以及电容器C2的另一端与低压侧端子T1连接。在晶体 管Q1与Q2的连接点P1和晶体管Q3与Q4的连接点P2之间,连接有线 圈L1。
虽然省略图示,但是晶体管Q1~Q4的栅极与MPPT控制器12连接, MPPT控制器12进行晶体管Q1~Q4的接通断开控制。在接通晶体管Q1, 断开晶体管Q2的状态下,通过对晶体管Q3以及Q4进行接通断开转换, 从而进行升压动作,另一方面,在接通晶体管Q3,断开晶体管Q4的状 态下,通过对晶体管Q1以及Q2进行接通断开转换,从而进行降压动作。 电压变换电路11的输出电压VCO的调整通过变更进行接通断开转换的 晶体管的接通断开占空比来进行。
计量电路13具备电阻R2、R3和晶体管Q5,电阻R2的一端与电压 变换电路11的输出端子T3连接,另一端与晶体管Q5的漏极以及继电器 14的一端连接。晶体管Q5的源极经由电阻R3与低压侧端子T1连接。 晶体管Q5的栅极与MPPT控制器12连接(省略图示),通过MPPT控制 器12进行接通断开控制。
当在继电器14被断开的状态下计量发电量PM时,晶体管Q5被接 通。在该状态下,通过MPPT控制器12来计量电压变换电路11的输出 电压VCO以及流过电阻R2的输出电流ICO。输出电流ICO通过测量电 阻R2的两端电压而得到。发电量PM由下记式(1)算出。
PM=VCO×ICO (1)
继电器14的另一端与蓄电池15、逆变器16、以及辅助设备18连接。 继电器14的接通断开控制由车辆控制器10进行。即,在电力供给可否判 定处理中,当判定为供给可能时,接通继电器14,另一方面,当判定为 供给不可时,维持断开状态。
图3以及图4是用于说明电力供给可否判定处理的概要的时间图。图 3表示判定为电力供给可能的例子,图4表示判定为电力供给不可的例子。 另外,图3以及图4是为了说明而示出的,为了易于理解而使晶体管Q3、 Q4的转换周期比实际情况更长地示出。
在电力供给可否判定处理的开始时刻t0,在接通晶体管Q5并且接通 晶体管Q1,断开晶体管Q2的状态下,通过对晶体管Q3以及Q4进行接 通断开的升压动作来开始最大功率点跟踪控制(MPPT控制)。将同时测 量的输出电压VCO以及输出电流ICO应用于式(1)而算出发电量PM。
在图3所示的例子中,发电量PM继续增加并在时刻t1达到判定阈 值PMTH(例如15W)。因此,判定为电力供给可能,接通继电器14,并 且断开晶体管Q5。之后,通过MPPT控制器12继续通常的MPPT控制, 将输出电压VCO控制为发电量PM最大的电压值。
在图4所示的例子中,发电量PM虽然在最初增加,但是未达到判定 阈值PMTH就饱和了。在该情况下,若从判定处理的开始时间点经过限 制时间TPM,则判定为电力供给不可,在时刻t2,断开晶体管Q5,结束 晶体管Q3、Q4的接通断开转换,结束电力供给可否判定。即使之后立即 再次进行电力供给可否判定,再次进行不可判定的可能性也很高,所以在经过了固定的再判定禁止期间TINT的时刻t3开始再判定。直到判定为 电力供给可能为止,都重复执行再判定。
如以上这样,在本实施方式中,一面进行最大功率点的探索一面进行 发电量PM是否达到判定阈值PMTH的电力供给可否的判定。
图5是上述的电力供给可否判定处理的流程图,该处理由车辆控制器 10来执行。另外,在初始状态下,继电器14是被断开的。
在步骤S11中,指示MPPT控制器12进行基于上述的电压变换电路 11的升压动作的MPPT控制以及计量电路13中的发电量PM的计量,取 得发电量PM。在步骤S12中,判别发电量PM是否是判定阈值PMTH以 上。最初该回答为否定(NO),进入步骤S13判别是否从处理的开始时间 点起经过了限制时间TPM。由于最初该回答也为否定(NO),所以返回 到步骤S11。
当在步骤S13的回答成为肯定(YES)之前步骤S12的回答成为了肯 定(YES)时,判定为电力供给可能,进入步骤S17接通继电器14,指 示MPPT控制器12继续通常的MPPT控制。
另一方面,当在步骤S12的回答成为肯定(YES)之前步骤S13的回 答成为了肯定(YES)时,判定为电力供给不可,进入步骤S14指示MPPT 控制器12结束MPPT控制,并且将再判定时间计时器T的值设定为“0”。 在步骤S15中判别再判定时间计时器T的值是否超过了再判定禁止期间 TINT。最初其回答为否定(NO),使再判定时间计时器T的值增加与运 算周期相当的时间AT(例如10msec)(步骤S16),返回到步骤S15。步 骤S15以及S16的循环运算以及步骤S11~S13的循环运算以运算周期AT 来重复执行。
因此,当判定为电力供给不可时,在再判定禁止期间TINT经过后执 行再判定,之后重复步骤S11~S16的处理,直到判定为电力供给可能为 止。
在本实施方式中,限制时间TPM被设定为因发电量计量导致的电阻 R3的温度不会达到上限温度这样的固定时间(例如10秒),再判定禁止 期间TINT被设定为发电量有可能发生变化的时间,例如10分钟左右。
如以上这样,在本实施方式中,当在设置于电压变换电路11与电气 负载(蓄电池15以及车辆电气负载20)之间的计量电路13中计量的发 电量PM为判定阈值PMTH以上时,进行许可太阳能电池2的发电电力 向电气负载的供给的判定。通过在设置于电压变换电路11与电气负载之 间的计量电路13中对发电量PM进行计量,从而能够一面将电压变换电 路11的输出电压VCO调整为能得到最大功率的电压一面进行计量,能 够得到精度更高的发电量。其结果是,能够以较简单的构成高精度地判定 太阳能电池2所能输出的功率,能够更适当地进行太阳能电池2的发电电 力向电气负载的供给可否判定。
此外,当在计量电路13中计量的发电量PM比判定阈值PMTH小时, 进行禁止太阳能电池2的发电电力向电气负载的供给的电力供给不可判 定,在从进行该电力供给不可判定的时间点起经过了再判定禁止期间 TINT的时间点,再次进行电力供给可否判定。通过在经过了再判定禁止 期间TINT后进行再判定,从而能够对应因向太阳能电池2照射的日射量的增加等导致的发电量PM的变化。
在本实施方式中,计量电路13相当于发电量计量部,电压变换电路 11相当于电压变换部,MPPT控制器12以及车辆控制器10构成判定部。
[第2实施方式]
本实施方式不将第1实施方式中的再判定禁止期间TINT设定为固定 时间,而是根据所计量出的发电量PM、外部气温TA等来进行修正。是 为了考虑发电量的增加或减少的状态依赖于进行电力供给不可判定的时 间点的发电量PM、之后的环境条件而发生变化这一情况,更适当地设定 再判定禁止期间TINT。以下说明的方面以外与第1实施方式相同。
图6是本实施方式的电力供给可否判定处理的流程图。该处理在图5 所示的处理中追加了步骤S21以及S22。
在步骤S21中,通过下记式(2)来修正再判定禁止期间TINT(修 正A)。另外,再判定禁止期间TINT的初始值被设定为标准的值,例如 被设定为10分钟左右。
TINT=TINT+DTPM (2)
这里,右边的TINT是上次值,DTPM是根据本次计量出的发电量 PM而设定的发电量修正项。关于发电量修正项DTPM,例如如图7(a) 中实线所示被设定为发电量PM越增加则发电量修正项DTPM越减少。 即,发电量修正项DTPM被设定为,在发电量PM为基准值PMREF时取“0”,在PM>PMREF的范围内取负的值,在PM<PMREF的范围内取 正的值。另外,也可以如图7(a)中虚线所示设定为以阶梯状进行变化。 基准值PMREF是与标准的再判定禁止期间TINTREF(例如10分钟)对 应的发电量。
在步骤S22中,通过下记式(3)来进行与直至再判定执行为止的待 机期间中的环境条件的变化相对应的修正(修正B)。
TINT=TINT+DTTA+DTVP+DTTNL+DTLT+DTWP (3)
这里,右边的TINT是上次值,DTTA是根据外部气温TA而设定的 外部气温修正项,DTVP是根据车速VP而设定的车速修正项,DTTNL 是根据车辆1是否处于在隧道内行驶中而设定的隧道修正项,DTLT是根 据前灯21是否处于点亮中而设定的前灯修正项,DTWP是根据风挡雨刷 22是否处于工作中而设定的风挡雨刷修正项。
关于外部气温修正项DTTA,例如如图7(b)中实线所示被设定为 外部气温TA越增加则外部气温修正项DTTA越减少。即,外部气温修正 项DTTA被设定为,在外部气温TA为基准温度TAREF(例如20℃)时 取“0”,在TA>TAREF的范围内取负的值,在TA<TAREF的范围内取 正的值。另外,也可以如图7(b)中虚线所示设定为以阶梯状进行变化。 这是因为,被认为是外部气温TA越高则发电量增加的可能性越高。
关于车速修正项DTVP,例如如图7(c)中实线所示被设定为车速 VP越增加则车速修正项DTVP越减少。即,车速修正项DTVP被设定为, 当车速VP为基准速度VPREF(例如40km/h)时取“0”,在VP>VPREF 的范围内取负的值,在VP<VPREF的范围内取正的值。另外,也可以如 图7(c)中虚线所示设定为以阶梯状进行变化。这是因为,被认为是车 速VP越高则车辆位置的每固定时间的变化量越大,发电量增加的可能性 越高。
隧道修正项DTTNL基于由导航装置30得到的车辆位置信息来设定, 具体来说,被设定为,当车辆1在隧道内行驶时,取正的给定修正值 DTTNLP,当车辆1不在隧道内行驶时,取负的给定修正值DTTNLM或 “0”。关于隧道修正项DTTNL,是考虑当车辆1在隧道内行驶时无法进 行太阳光发电这一情况而设置的。
前灯修正项DTLT根据前灯21是否点亮来设定,具体来说,被设定 为,当前灯21点亮时,取正的给定修正值DTLTP,当前灯21未点亮时, 取负的给定修正值DTLTM或“0”。关于前灯修正项DTLT,是考虑在前 灯点亮中由于周围较暗且日射量少所以不能期待太阳光发电这一情况而 设置的。
风挡雨刷修正项DTWP根据风挡雨刷22是否工作而设定,具体来说, 被设定为,当风挡雨刷22工作时,取正的给定修正值DTWPP,当风挡 雨刷22不工作时,取负的给定修正值DTWPM或“0”。关于风挡雨刷修 正项DTWP,是考虑在风挡雨刷工作中由于在降雨所以不能期待太阳光 发电这一情况而设置的。
图8是用于说明对再判定禁止期间TINT进行修正而带来的效果的 图,示出发电量PM的推移。最左侧由实线示出的发电量是实际计量出的 发电量,其右侧由虚线示出的发电量表示所预测的发电量的推移。如图8(a)所示,在本次的发电量PM虽然未达到判定阈值PMTH但也是较大 的值且环境条件是较适于太阳光发电的条件的情况下,再判定禁止期间TINT通过修正而成为较短的时间TINT1,能够提前进行再判定,能够将 电力供给开始提前。
此外,如图8(b)所示,在本次的发电量PM较小的情况下,或在 不适于太阳光发电的环境条件继续的情况下,再判定禁止期间TINT通过 修正而成为较长的时间TINT2,能够避免无用的发电量计量。
如以上这样,在本实施方式中,由于根据计量出的发电量PM或者表 示环境条件的变化的各种参数来修正再判定禁止期间TINT,所以再判定 禁止期间TINT的设定变得适当,能够在预期为发电量PM达到判定阈值 PMTH的时期执行下一次的电力供给可否判定。
在本实施方式中,外部气温TA、车速VP、车辆1是否在隧道内行 驶(例如由隧道内行驶标记“1”“0”来表示)、前灯是否点亮(例如由前 灯点亮标记“1”“0”来表示)、以及风挡雨刷是否工作(例如由风挡雨刷 工作标记“1”“0”来表示)相当于发电量相关参数,外部气温传感器32 相当于外部气温取得部,车速传感器31、导航装置30、以及车辆控制器 10构成运转状态参数取得部,由外部气温取得部以及运转状态参数取得 部构成参数取得部。
[第3实施方式]
图9是表示本发明的第3实施方式涉及的家用太阳光发电装置的构成 的方框图。该太阳光发电装置具备太阳能电池101、电压变换电路102、 MPPT控制器103、计量电路104、继电器105、逆变器106、配电盘107、 外部气温传感器108,经由配电盘107向家用电气设备109供给交流电力, 将剩余的电力输出到电力系统110。电压变换电路102以及计量电路104具有与第1实施方式中的电压变换电路11以及计量电路13相同的构成。
在本实施方式中,太阳能电池101的输出电压通过电压变换电路102 被变换成适于家用电气设备109的电压,在断开了继电器105的状态下, 在计量电路104中进行发电量PM的计量。由MPPT控制器103来执行 与发电量PM的计量结果相应的电力供给可否判定处理(图5或图6所示 的处理),在判定为电力供给可能时,接通继电器105。逆变器106将直 流电力变换为家用的交流电力。再判定禁止期间TINT与第1实施方式同 样地设定为固定时间,或者与第2实施方式同样地进行修正。
其中,在该太阳光发电装置中,在对再判定禁止期间TINT进行修正 的情况下,取代第2实施方式所示的对再判定禁止期间TINT进行修正的 式(3)而应用下记式(3a)。在式(3a)中,车速修正项DTVP等仅能适 用于将太阳能电池搭载于车辆的情况的修正项被除外。外部气温修正项 DTTA根据由外部气温传感器108检测的外部气温TA与第2实施方式同 样地被设定。
TINT=TINT+DTTA (3a)
在本实施方式中,电压变换电路102相当于电压变换部,计量电路 104相当于发电量计量部,MPPT控制器103构成判定部。
另外,本发明不限于上述的实施方式,能够进行各种变形。例如,在 上述实施方式中,在隧道内行驶中、前灯点亮中、以及风挡雨刷工作中, 将隧道修正项DTTNL、前灯修正项DTLT、以及风挡雨刷修正项DTWP 设定为正的给定修正值DTTNLP、DTLTP、DTWPP,进行将再判定禁止 期间TINT延长的修正,但是也可以取代上述做法而暂时将正的修正值设 定为例如24小时,换言之,在隧道内行驶中、前灯点亮中、以及风挡雨 刷工作中,实质上禁止电力供给可否判定的执行。此外,发电量相关参数 不限于上述的参数,也可以选择与太阳能电池的发电量有相关关系的其他 物理量。
此外,可以将图9所示的家用太阳光发电装置作为搭载于车辆1的蓄 电池15的外部充电装置来使用。此外,在成本或重量的增加能够容许的 情况下,也可以采用由太阳热量计检测的日射量来作为发电量相关参数。 此外,车辆1不限于小型电动汽车,也可以是通常大小的电动汽车、由电 动机以及内燃机驱动的混合动力汽车、或者仅由内燃机驱动的汽车。
Claims (12)
1.一种太阳光发电的开始判定装置,具有:
发电量计量部,其能计量太阳能电池发电的发电量;
电压变换部,其对所述太阳能电池的输出电压进行变换来向电气负载供给;以及
判定部,其进行所述太阳能电池发电的电力可否向所述电气负载供给的判定即电力供给可否判定,
该太阳光发电的开始判定装置的特征在于,
所述发电量计量部设置在所述电压变换部与所述电气负载之间,
所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量为判定阈值以上时,进行许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量小于所述判定阈值时,进行禁止所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
在从进行该禁止判定的时间点起经过了再判定禁止期间的时间点,再次进行所述电力供给可否判定,
所述判定部基于所述发电量计量部中计量的发电量,进行所述再判定禁止期间的修正。
2.根据权利要求1所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
还具有参数取得部,该参数取得部取得与所述太阳能电池的发电量有相关关系的发电量相关参数,
所述判定部基于通过所述参数取得部取得的发电量相关参数,进行所述再判定禁止期间的修正。
3.根据权利要求2所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
所述参数取得部包含能检测外部气温的外部气温检测部,
所述发电量相关参数包含通过所述外部气温检测部检测的外部气温。
4.一种车辆,其特征在于,
具有权利要求1~3中任一项所述的太阳光发电的开始判定装置。
5.一种太阳光发电的开始判定装置,具有:
发电量计量部,其能计量搭载于车辆的太阳能电池发电的发电量;
电压变换部,其对所述太阳能电池的输出电压进行变换来向电气负载供给;以及
判定部,其进行所述太阳能电池发电的电力可否向所述电气负载供给的判定即电力供给可否判定,
该太阳光发电的开始判定装置的特征在于,
所述发电量计量部设置在所述电压变换部与所述电气负载之间,
所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量为判定阈值以上时,进行许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量小于所述判定阈值时,进行禁止所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
在从进行该禁止判定的时间点起经过了再判定禁止期间的时间点,再次进行所述电力供给可否判定,
所述判定部基于所述发电量计量部中计量的发电量,进行所述再判定禁止期间的修正。
6.根据权利要求5所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
还具有参数取得部,该参数取得部取得与所述太阳能电池的发电量有相关关系的发电量相关参数,
所述判定部基于通过所述参数取得部取得的发电量相关参数,进行所述再判定禁止期间的修正。
7.根据权利要求6所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
所述参数取得部包含能检测外部气温的外部气温检测部,
所述发电量相关参数包含通过所述外部气温检测部检测的外部气温。
8.根据权利要求6所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
所述参数取得部包含运转状态参数取得部,该运转状态参数取得部取得表示该车辆的运转状态的运转状态参数,
所述发电量相关参数包含通过所述运转状态参数取得部取得的运转状态参数。
9.根据权利要求7所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
所述参数取得部包含运转状态参数取得部,该运转状态参数取得部取得表示该车辆的运转状态的运转状态参数,
所述发电量相关参数包含通过所述运转状态参数取得部取得的运转状态参数。
10.根据权利要求8或9所述的太阳光发电的开始判定装置,其特征在于,
所述运转状态参数包含表示所述车辆的车速、所述车辆的位置、所述车辆的前照灯的点亮状态、以及所述车辆的风挡雨刷的工作状态的参数中的至少一者。
11.一种车辆,其特征在于,
具有权利要求5~10中任一项所述的太阳光发电的开始判定装置。
12.一种太阳光发电的开始判定装置的使用方法,该太阳光发电的开始判定装置具有:
发电量计量部,其能计量太阳能电池发电的发电量;
电压变换部,其对所述太阳能电池的输出电压进行变换来向电气负载供给;以及
判定部,其进行所述太阳能电池发电的电力可否向所述电气负载供给的判定即电力供给可否判定,
该太阳光发电的开始判定装置的使用方法的特征在于,
所述发电量计量部设置在所述电压变换部与所述电气负载之间,
该太阳光发电的开始判定装置的使用方法具有:
在所述发电量计量部中,计量所述发电量的步骤;以及
在计量出的所述发电量为判定阈值以上时,由所述判定部进行许可所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
所述判定部在所述发电量计量部中计量的发电量小于所述判定阈值时,进行禁止所述太阳能电池的发电电力向所述电气负载的供给的判定,
在从进行该禁止判定的时间点起经过了再判定禁止期间的时间点,再次进行所述电力供给可否判定,
所述判定部基于所述发电量计量部中计量的发电量,进行所述再判定禁止期间的修正。
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