JP2014183670A - Power system - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽光発電装置によって得られた電力を利用可能に構成された電力システムにおいて、太陽光発電装置による発電電力をより効率的に利用可能な構成を提供すること。
【解決手段】負荷電源電池は、負荷に電力を供給する。サブ電池は、負荷電源電池の充電用の電力を供給する。電力変換器は、第一電力変換部と第二電力変換部とを備えている。第一電力変換部は、太陽光発電装置の発電電力を電力変換するとともに、電力変換後の電力によってサブ電池を充電可能である。第二電力変換部は、第一電力変換部又はサブ電池の出力を電力変換して、電力変換後の電力を負荷電源電池に向けて出力する。電力変換制御部は、サブ電池の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力の変動が所定以下である場合に、サブ電池の出力と太陽光発電装置の出力とを重畳して負荷電源電池を充電可能に、第一電力変換部及び第二電力変換部を動作させる。
【選択図】図３In a power system configured to be able to use power obtained by a solar power generation device, a configuration capable of more efficiently using the power generated by the solar power generation device is provided.
A load power supply battery supplies power to a load. The sub battery supplies power for charging the load power supply battery. The power converter includes a first power conversion unit and a second power conversion unit. The first power conversion unit can convert the power generated by the solar power generation device and charge the sub battery with the power after the power conversion. The second power conversion unit performs power conversion on the output of the first power conversion unit or the sub battery, and outputs the power after power conversion toward the load power supply battery. The power conversion control unit superimposes the output of the sub battery and the output of the photovoltaic power generator when the remaining charge of the sub battery is equal to or greater than a predetermined value and the fluctuation of the generated power is equal to or less than the predetermined value. The first power converter and the second power converter are operated so that the battery can be charged.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、太陽光発電装置で発生した電力を蓄電可能に構成された、電力システムに関する。 The present invention relates to an electric power system configured to be able to store electric power generated by a solar power generation device.
この種のシステムとして、例えば、特開平７−１２３５１０号公報に開示されたものが知られている。かかる公報に開示されたシステムは、電気車の充電システムであって、太陽電池モジュール（太陽光発電装置）の出力電圧が高い場合には補助電池（補機用の低圧電池）の充電を行う一方、出力電圧が低い場合にはメイン電池（動力用の高圧電池）の充電を行うように構成されている。 As this type of system, for example, a system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-123510 is known. The system disclosed in this publication is a charging system for an electric vehicle, and charges an auxiliary battery (low voltage battery for auxiliary equipment) when the output voltage of a solar cell module (solar power generation device) is high. When the output voltage is low, the main battery (power high voltage battery) is charged.
例えば、晴天であっても、雲量が比較的多い場合に、太陽光発電装置の出力が不安定になることがあり得る。あるいは、当該システムが電動車両に搭載されている場合、当該電動車両の走行状況等によっては、太陽光発電装置の出力が不安定になることがあり得る。これらのようなときに、上述した従来の構成においては、メイン電池を安定的に充電することが困難であった。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。 For example, even in fine weather, the output of the solar power generation device may become unstable when the amount of clouds is relatively large. Or when the said system is mounted in the electric vehicle, the output of a solar power generation device may become unstable depending on the driving | running | working condition etc. of the said electric vehicle. In such cases, it has been difficult to stably charge the main battery in the conventional configuration described above. The present invention has been made in view of the circumstances exemplified above.
本発明の電力システムは、太陽光発電装置で発生した発電電力を蓄電可能に構成されている。この電力システムは、電力変換器と、負荷電源電池と、サブ電池と、電力変換制御部と、を備えている。 The power system of the present invention is configured to be able to store generated power generated by a solar power generation device. The power system includes a power converter, a load power supply battery, a sub battery, and a power conversion control unit.
前記負荷電源電池は、負荷に電力を供給するように設けられている。この負荷電源電池は、前記電力変換器の出力によって充電される蓄電池であって、当該電力変換器に接続されている。前記サブ電池は、前記負荷電源電池の充電用の電力を供給するように設けられている。このサブ電池は、前記電力変換器の出力によって充電される蓄電池であって、当該電力変換器に接続されている。 The load power supply battery is provided to supply power to a load. This load power supply battery is a storage battery that is charged by the output of the power converter, and is connected to the power converter. The sub battery is provided so as to supply electric power for charging the load power battery. The sub battery is a storage battery that is charged by the output of the power converter, and is connected to the power converter.
前記電力変換器は、前記発電電力を電力変換するとともに、電力変換後の電力を出力するように設けられている。具体的には、前記電力変換器は、第一電力変換部と、第二電力変換部と、を備えている。 The power converter is provided to convert the generated power into power and output the power after power conversion. Specifically, the power converter includes a first power conversion unit and a second power conversion unit.
前記第一電力変換部は、前記発電電力を電力変換するように、前記太陽光発電装置に接続されている。また、前記第一電力変換部は、電力変換後の電力によって前記サブ電池を充電可能に、当該サブ電池に接続されている。前記第二電力変換部は、前記第一電力変換部、前記サブ電池及び前記負荷電源電池に接続されている。この第二電力変換部は、前記第一電力変換部又は前記サブ電池の出力を電力変換して、電力変換後の電力を前記負荷電源電池に向けて出力するようになっている。 The first power conversion unit is connected to the solar power generation device so as to convert the generated power into power. The first power converter is connected to the sub battery so that the sub battery can be charged with the power after power conversion. The second power converter is connected to the first power converter, the sub battery, and the load power battery. The second power conversion unit converts the output of the first power conversion unit or the sub-battery and outputs the power after the power conversion toward the load power source battery.
前記電力変換制御部は、前記電力変換器の動作を制御するように設けられている。具体的には、前記電力変換制御部は、前記サブ電池の充電残量が所定以上であって、且つ前記発電電力の変動が所定以下である場合に、前記サブ電池の出力と前記太陽光発電装置の出力（すなわち前記第一電力変換部の出力）とを重畳して前記負荷電源電池を充電可能に、前記第一電力変換部及び前記第二電力変換部を動作させるようになっている。 The power conversion control unit is provided to control the operation of the power converter. Specifically, the power conversion control unit outputs the output of the sub battery and the photovoltaic power generation when the remaining charge of the sub battery is equal to or greater than a predetermined value and the fluctuation of the generated power is equal to or less than a predetermined value. The first power conversion unit and the second power conversion unit are operated so that the load power battery can be charged by superimposing the output of the device (that is, the output of the first power conversion unit).
かかる構成を備えた前記電力システムにおいては、前記太陽光発電装置で発生した前記発電電力は、前記第一電力変換部によって電力変換される。この第一電力変換部の出力（当該第一電力変換部による電力変換後の電力）は、典型的には、前記サブ電池の充電に用いられ得る。前記第二電力変換部は、前記第一電力変換部又は前記サブ電池の出力を電力変換して、電力変換後の電力を前記負荷電源電池に向けて出力する。この第二電力変換部の出力により、前記負荷電源電池が充電される。 In the electric power system having such a configuration, the generated electric power generated by the solar power generation device is converted into electric power by the first electric power conversion unit. The output of the first power conversion unit (power after power conversion by the first power conversion unit) can typically be used for charging the sub battery. The second power conversion unit performs power conversion on the output of the first power conversion unit or the sub battery, and outputs the power after power conversion toward the load power battery. The load power battery is charged by the output of the second power converter.
ここで、本発明の前記電力システムにおいては、前記電力変換制御部は、前記サブ電池の充電残量が所定以上であって、且つ前記太陽光発電装置で発生した前記発電電力の変動が所定以下である場合に、前記第一電力変換部及び前記第二電力変換部を動作させる。この場合、前記サブ電池の出力と前記太陽光発電装置の出力とを重畳させつつ、前記負荷電源電池を充電することが可能となる。なお、前記発電電力の変動が所定以下ではない場合、又は前記サブ電池の充電残量が所定以上ではない場合には、前記負荷電源電池の充電は、前記負荷電源電池の充電用の電力を供給するための前記サブ電池の出力を用いて行われ得る。 Here, in the power system of the present invention, the power conversion control unit has a remaining charge of the sub-battery greater than or equal to a predetermined value, and fluctuations in the generated power generated by the solar power generation device are equal to or less than a predetermined value. The first power converter and the second power converter are operated. In this case, it is possible to charge the load power supply battery while superimposing the output of the sub battery and the output of the solar power generation device. In addition, when the fluctuation | variation of the said generated electric power is not less than predetermined, or when the charge remaining amount of the said sub battery is not more than predetermined, charge of the said load power supply battery supplies the electric power for charge of the said load power supply battery Can be performed using the output of the sub-battery.
このように、本発明の前記電力システムによれば、前記太陽光発電装置で発生した前記発電電力における安定性如何にかかわらず、前記負荷電源電池の充電を安定的に行うことができる。 Thus, according to the power system of the present invention, the load power supply battery can be stably charged regardless of the stability of the generated power generated by the solar power generation device.
以下、本発明を具体化した一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、変形例は、当該実施形態の説明中に挿入されると首尾一貫した一実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In addition, since a modification will prevent understanding of description of one consistent embodiment, if it is inserted during the description of the said embodiment, it is described collectively at the end.
＜構成＞
図１を参照すると、電動車両１０は、駆動輪１１をモータージェネレータ１２によって回転駆動することで走行可能に構成されている。本発明の「負荷」としてのモータージェネレータ１２は、三相交流の回転電機であって、図示しない動力伝達機構を介して駆動輪１１に連結されている。すなわち、電動車両１０は、走行用電動機としてのモータージェネレータ１２によって駆動されるように構成されている。また、モータージェネレータ１２は、電動車両１０の減速時に駆動輪１１の回転を抑制する回生ブレーキ機能を奏する発電機としても動作するようになっている。また、電動車両１０には、給電により動作する補機１３が搭載されている。
<Configuration>
Referring to FIG. 1, the
電動車両１０には、車両電力システム２０が搭載されている。本発明の一実施形態である車両電力システム２０は、本発明の「太陽光発電装置」としてのソーラーパネル２１で発生した発電電力（ソーラーパネル２１の出力端子間に発生する電力）を利用可能（具体的には蓄電及び各部にて消費可能）に構成されている。なお、本実施形態においては、ソーラーパネル２１は、電動車両１０におけるルーフ部分に搭載されている。具体的には、ソーラーパネル２１は、当該ルーフ部分の平面積（図１における上方から見た場合の面積）における相当程度の割合（少なくとも２０％以上）となるような平面積で設けられている。
A
図２を参照すると、車両電力システム２０には、蓄電池としてのメイン電池２２、補機電池２３、及びサブ電池２４が設けられている。本発明の「負荷電源電池」としてのメイン電池２２は、モータージェネレータ１２に電源電力を供給するとともに、上述の減速時にモータージェネレータ１２にて発生する回生電力を蓄電可能に設けられている。本実施形態においては、メイン電池２２は、多数のニッケル水素電池等の蓄電池セルを直列及び並列に接続することで、高電圧（本実施形態においては約３００Ｖ）を出力するように構成されている。
Referring to FIG. 2, the
補機電池２３は、鉛蓄電池（本実施形態においては約１２Ｖ）であって、補機１３等（後述する各種のコンバータにおける駆動制御部を含む）の動作に必要な電源電力を供給するように設けられている。サブ電池２４は、メイン電池２２及び補機電池２３における充電残量に不足が生じた際の、これらの電池の充電用の電力を供給可能に設けられている。本実施形態においては、サブ電池２４は、多数のニッケル水素電池等の蓄電池セルを直列及び並列に接続することで、メイン電池２２よりも低く補機電池２３よりも高い所定の高電圧（本実施形態においては約３０Ｖ）を出力するように構成されている。
The
車両電力システム２０は、上述の各蓄電池の他に、パワーコントロールユニット２５（インバータ２５ａ及び駆動制御部２５ｂを含む）と、メイン電池出力コンバータ２６（ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａ及び駆動制御部２６ｂを含む）と、メイン電池ＥＣＵ２９と、ソーラーＥＣＵ３０と、を備えている。
The
メイン電池２２は、パワーコントロールユニット２５を介して、モータージェネレータ１２に接続されている。パワーコントロールユニット２５は、上述のように、インバータ２５ａと、このインバータ２５ａの動作を制御する駆動制御部２５ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、駆動制御部２５ｂは、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。このパワーコントロールユニット２５は、車両電力システム２０（すなわち図１に示されている電動車両１０）の運転状態に応じて、モータージェネレータ１２とメイン電池２２との間での電力授受を制御するようになっている。
The
メイン電池２２は、メイン電池出力コンバータ２６を介して、補機１３及び補機電池２３に接続されている。すなわち、メイン電池２２は、メイン電池出力コンバータ２６の電力入力側端子に接続されている。また、補機１３及び補機電池２３は、メイン電池出力コンバータ２６の電力出力側端子に対して並列接続されている。
The
メイン電池出力コンバータ２６は、上述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａと、このＤＣ／ＤＣコンバータ２６ａの動作を制御する駆動制御部２６ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、駆動制御部２６ｂは、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。このメイン電池出力コンバータ２６は、メイン電池２２から出力された高電圧の電力を降圧して、低電圧（約１２Ｖ）の電力を補機１３及び補機電池２３に向けて出力するように設けられている。
As described above, the main
メイン電池ＥＣＵ２９は、メイン電池２２の充電残量をモニターしつつパワーコントロールユニット２５の駆動を制御することで、メイン電池２２における電力授受を制御するように設けられている。なお、本実施形態においては、メイン電池ＥＣＵ２９は、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。
The
ソーラーＥＣＵ３０は、ソーラーパネル２１で発生した発電電力を電力変換することで、この電力変換後の電力に基づいて、メイン電池２２、補機電池２３及びサブ電池２４に対して給電可能に（すなわちこれらを充電可能に）構成されている。以下、本実施形態におけるソーラーＥＣＵ３０について、より詳細に説明する。
The
ソーラーＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータ３１と、電力変換器３２と、を備えている。本発明の「電力変換制御部」としてのマイクロコンピュータ３１は、車両電力システム２０の運転状態に応じて電力変換器３２の動作を制御することで、ソーラーパネル２１とソーラーＥＣＵ３０と上述の各蓄電池との間の電力の授受を制御するように設けられている。
The
電力変換器３２は、ソーラーパネル２１で発生した発電電力を電力変換するとともに、電力変換後の電力を出力するように設けられている。そして、メイン電池２２及び補機電池２３は、電力変換器３２の出力によって充電可能に、電力変換器３２に接続されている。また、サブ電池２４は、ソーラーパネル２１で発生した発電電力に基づく電力変換器３２の出力によって充電可能である一方、放電して電力変換器３２に向けて電力を出力することでメイン電池２２又は補機電池２３を充電可能に、電力変換器３２に接続されている。
The
本実施形態においては、電力変換器３２は、ソーラーパネル２１で発生した発電電力を電力変換することで生じた変換後電力をサブ電池２４に一旦蓄電するとともに、サブ電池２４から出力された電力によってメイン電池２２及び補機電池２３を充電可能に構成されている。また、電力変換器３２は、詳細は後述するが、サブ電池２４の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力の変動（以下、「発電電力変動」と称する。）が所定以下である場合に、サブ電池２４の出力とソーラーパネル２１の出力とを重畳してメイン電池２２を充電可能に構成されている。
In the present embodiment, the
具体的には、電力変換器３２は、ソーラー発電コンバータ３３（ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ａ及び駆動制御部３３ｂを含む）と、補機側コンバータ３４（ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ及び駆動制御部３４ｂを含む）と、メイン電池側コンバータ３５（ＤＣ／ＤＣコンバータ３５ａ及び駆動制御部３５ｂを含む）と、を備えている。
Specifically, the
本発明の「第一電力変換部」としてのソーラー発電コンバータ３３は、ソーラーパネル２１で発生した発電電力を電力変換するように、電力ラインを介してソーラーパネル２１に接続されている。すなわち、ソーラーパネル２１は、ソーラー発電コンバータ３３の電力入力側端子に接続されている。ソーラー発電コンバータ３３は、上述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３ａと、このＤＣ／ＤＣコンバータ３３ａの動作を制御する駆動制御部３３ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、駆動制御部３３ｂは、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。
The
このソーラー発電コンバータ３３は、ソーラーパネル２１の動作点を、ＭＰＰＴ制御（最大電力点追従制御：ＭＰＰＴはMaximum Power Point Trackingの略）を用いて設定するようになっている。また、このソーラー発電コンバータ３３は、ＭＰＰＴ制御に基づく上述の動作点に対応する電流及び電圧の発電電力を、所定電圧（約３０Ｖ）の電力に変換して、かかる変換後の電力を出力するようになっている。
The solar
本発明の「第三電力変換部」としての補機側コンバータ３４は、電力変換器３２の内部の電力ラインを介して、ソーラー発電コンバータ３３の電力出力側端子に接続されている。すなわち、補機側コンバータ３４の電力入力側端子には、ソーラー発電コンバータ３３が接続されている。また、補機側コンバータ３４の電力入力側端子には、サブ電池２４も接続されている。すなわち、補機側コンバータ３４の電力入力側端子には、ソーラー発電コンバータ３３とサブ電池２４とが並列接続されている。一方、補機側コンバータ３４の電力出力側端子には、補機１３及び補機電池２３が並列接続されている。
The auxiliary
補機側コンバータ３４は、上述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａと、このＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａの動作を制御する駆動制御部３４ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、駆動制御部３４ｂは、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。この補機側コンバータ３４は、ソーラー発電コンバータ３３の出力を電力変換（具体的には降圧）して、補機電池２３の充電のための低電圧（約１２Ｖ）の電力を補機電池２３に向けて出力するように設けられている。
As described above, the auxiliary
ソーラー発電コンバータ３３の電力出力側端子と補機側コンバータ３４の電力入力側端子との間の、電力変換器３２の内部の電力ラインには、サブ電池２４が接続されている。すなわち、サブ電池２４は、ソーラー発電コンバータ３３の出力によって充電可能に、ソーラー発電コンバータ３３に接続されている。また、サブ電池２４は、ソーラー発電コンバータ３３に対して、補機側コンバータ３４と並列に接続されている。
A sub-battery 24 is connected to the power line inside the
さらに、ソーラー発電コンバータ３３の電力出力側端子と補機側コンバータ３４の電力入力側端子との間の、上述の電力ラインには、メイン電池側コンバータ３５の電力入力側端子が接続されている。すなわち、メイン電池側コンバータ３５の電力入力側端子は、電力ラインを介して、ソーラー発電コンバータ３３及びサブ電池２４に接続されている。
Furthermore, the power input side terminal of the main
また、メイン電池側コンバータ３５の電力出力側端子は、電力ラインを介してメイン電池２２に接続されている。すなわち、メイン電池２２は、メイン電池側コンバータ３５の出力によって充電されるように、メイン電池側コンバータ３５に接続されている。また、補機側コンバータ３４とメイン電池側コンバータ３５とが、サブ電池２４に対して並列接続されている。
The power output side terminal of the main
本発明の「第二電力変換部」としてのメイン電池側コンバータ３５における、電力入力側端子は、電力ラインを介して、ソーラー発電コンバータ３３及びサブ電池２４に接続されている。また、メイン電池側コンバータ３５における電力出力側端子は、電力ラインを介してメイン電池２２に接続されている。すなわち、メイン電池２２は、メイン電池側コンバータ３５の出力によって充電されるように、メイン電池側コンバータ３５に接続されている。
In the main
メイン電池側コンバータ３５は、上述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５ａと、このＤＣ／ＤＣコンバータ３５ａの動作を制御する駆動制御部３５ｂと、を備えている。なお、本実施形態においては、駆動制御部３５ｂは、動作に必要な電源を補機電池２３によって供給されるようになっている。このメイン電池側コンバータ３５は、ソーラー発電コンバータ３３又はサブ電池２４の出力を電力変換（具体的には昇圧）して、メイン電池２２の充電用の高電圧（約３００Ｖ）の電力をメイン電池２２に向けて出力するように設けられている。
As described above, the main
ソーラーパネル２１と電力変換器３２（ソーラー発電コンバータ３３の電力入力側端子）との間には、ソーラー電流センサ４１ａ及びソーラー電圧センサ４１ｂが設けられている。ソーラー電流センサ４１ａは、ソーラーパネル２１で発生した発電電力における電流に対応する出力を生じるようになっている。ソーラー電圧センサ４１ｂは、上述の発電電力における電圧に対応する出力を生じるようになっている。
A solar current sensor 41a and a solar voltage sensor 41b are provided between the
補機電池２３には、補機電池電流センサ４３ａと、補機電池電圧センサ４３ｂと、補機電池温度センサ４３ｃと、が設けられている。補機電池電流センサ４３ａは、補機電池２３の端子電流に対応する出力を生じるようになっている。補機電池電圧センサ４３ｂは、補機電池２３の端子間電圧に対応する出力を生じるようになっている。補機電池温度センサ４３ｃは、補機電池２３の温度に対応する出力を生じるようになっている。
The
同様に、サブ電池２４には、サブ電池電流センサ４４ａと、サブ電池電圧センサ４４ｂと、サブ電池温度センサ４４ｃと、が設けられている。サブ電池電流センサ４４ａは、サブ電池２４の端子電流に対応する出力を生じるようになっている。サブ電池電圧センサ４４ｂは、サブ電池２４の端子間電圧に対応する出力を生じるようになっている。サブ電池温度センサ４４ｃは、サブ電池２４の温度に対応する出力を生じるようになっている。
Similarly, the
マイクロコンピュータ３１は、上述の各センサの出力に基づいて、ソーラー発電コンバータ３３、補機側コンバータ３４、及びメイン電池側コンバータ３５の動作を制御するように設けられている。ソーラー発電コンバータ３３の動作制御について詳述すると、マイクロコンピュータ３１は、サブ電池２４の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力変動が所定以下である場合に、ソーラー発電コンバータ３３及びメイン電池側コンバータ３５を動作させるようになっている。
The
また、マイクロコンピュータ３１は、サブ電池２４の充電残量が所定以上ではない場合には、メイン電池側コンバータ３５の動作を停止させる一方、ソーラー発電コンバータ３３を動作させるようになっている。さらに、マイクロコンピュータ３１は、サブ電池２４の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力変動が所定以下ではない場合には、ソーラー発電コンバータ３３の動作を停止させる一方、メイン電池側コンバータ３５を動作させるようになっている。
Further, the
＜動作＞
次に、本実施形態の構成における動作の概要、及び本実施形態の構成による作用・効果について説明する。
<Operation>
Next, the outline | summary of the operation | movement in the structure of this embodiment and the effect | action and effect by the structure of this embodiment are demonstrated.
マイクロコンピュータ３１は、メイン電池ＥＣＵ２９から、メイン電池２２における充電残量を取得する。また、マイクロコンピュータ３１は、上述の各センサの出力に基づいて、補機電池２３及びサブ電池２４における充電残量を取得（推定）する。さらに、マイクロコンピュータ３１は、ソーラー電流センサ４１ａ及びソーラー電圧センサ４１ｂの出力に基づいて、ソーラーパネル２１の動作点をＭＰＰＴ制御する。
The
そして、マイクロコンピュータ３１は、メイン電池ＥＣＵ２９と協働することで、電力分配を適宜行う。かかる電力分配は、ソーラーパネル２１における発電状況、メイン電池２２、補機電池２３及びサブ電池２４における充電残量、モータージェネレータ１２及び補機１３における運転状態、等に応じて行われる。この電力分配に際しては、電力変換器３２内の各種のコンバータや、メイン電池ＥＣＵ２９が駆動される。
The
以下、ソーラーパネル２１で発生した発電電力の処理について詳述すると、かかる発電電力は、ソーラー発電コンバータ３３によって電力変換される。このソーラー発電コンバータ３３の出力（当該ソーラー発電コンバータ３３による電力変換後の電力）は、典型的には、サブ電池２４の充電に用いられ得る。また、メイン電池側コンバータ３５は、ソーラー発電コンバータ３３又はサブ電池２４の出力を電力変換して、電力変換後の電力をメイン電池２２に向けて出力する。このメイン電池側コンバータ３５の出力により、メイン電池２２が充電される。
Hereinafter, the processing of the generated power generated by the
ここで、本実施形態においては、マイクロコンピュータ３１は、サブ電池２４の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力変動が所定以下である場合に、ソーラー発電コンバータ３３及びメイン電池側コンバータ３５を動作させる。この場合、サブ電池２４の出力とソーラーパネル２１の出力（すなわちソーラー発電コンバータ３３の出力）とを重畳させつつ、メイン電池２２を充電することが可能となる。なお、本実施形態においては、発電電力変動は、ソーラー電流センサ４１ａ及び／又はソーラー電圧センサ４１ｂの出力に基づいて取得されるものとする。
Here, in the present embodiment, the
一方、サブ電池２４の充電残量が所定以上であって、且つ発電電力変動が所定以下ではない場合には、マイクロコンピュータ３１は、ソーラー発電コンバータ３３の動作を停止させるとともに、メイン電池側コンバータ３５を動作させる。この場合、サブ電池２４の出力（放電）によってメイン電池２２が充電される。
On the other hand, when the remaining charge amount of the sub-battery 24 is equal to or greater than a predetermined value and the generated power fluctuation is not equal to or less than the predetermined value, the
また、サブ電池２４の充電残量が所定以上ではない場合には、マイクロコンピュータ３１は、メイン電池側コンバータ３５の動作を停止させるとともに、ソーラー発電コンバータ３３を動作させる。この場合、メイン電池２２の充電は行われないものの、サブ電池２４は、ソーラーパネル２１の出力によって充電され得る。
Further, when the remaining charge amount of the
このように、本実施形態の構成によれば、ソーラーパネル２１で発生した発電電力における安定性如何にかかわらず、メイン電池２２の充電を安定的に行うことができる。また、ソーラーパネル２１で発生した発電電力が、より効率的に利用可能となる。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, the
次に、本実施形態の構成における上述の動作の一例について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図示されたフローチャートにおいては、「ステップ」は「Ｓ」と略記されている。 Next, an example of the above-described operation in the configuration of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. In the illustrated flowchart, “step” is abbreviated as “S”.
最初に、ソーラーパネル２１で発生した発電電力が所定以上であるか否かが判定される（ステップ３１０）。発電電力が所定以上ではない場合（ステップ３１０＝ＮＯ）、ソーラーＥＣＵ３０におけるすべてのコンバータが停止される（ステップ３２０）。よって、以下、ソーラーパネル２１で発生した発電電力が所定以上であるものとして（ステップ３１０＝ＹＥＳ）、説明を続行する。
First, it is determined whether or not the generated power generated by the
ソーラーパネル２１で発生した発電電力が所定以上であると、次に、サブ電池２４の充電残量が所定以上であるか否かが判定される（ステップ３３０）。以下、サブ電池２４の充電残量が所定以上である場合と、当該残量が所定以上ではない場合と、に分けて説明する。
If the generated power generated by the
サブ電池２４の充電残量が所定以上である場合（ステップ３３０＝ＹＥＳ）、メイン電池側コンバータ３５がオンされる（ステップ３４０）。これにより、メイン電池２２の充電が行われる。このときの充電電力の供給元は、発電電力変動が所定以下であるか否かによって変わる。
When the remaining charge of the sub-battery 24 is equal to or greater than a predetermined value (step 330 = YES), the main
具体的には、発電電力変動が所定以下である場合（ステップ３５０＝ＹＥＳ）、ソーラー発電コンバータ３３がオンされる（ステップ３６０）。すると、ソーラー発電コンバータ３３とメイン電池側コンバータ３５とが同時にオンされた状態となる。この場合、メイン電池側コンバータ３５には、ソーラー発電コンバータ３３の出力と、サブ電池２４の出力と、が入力され得る。よって、ソーラー発電コンバータ３３の出力電力すなわち発電電力に応じて、サブ電池２４が充電あるいは放電しつつ、メイン電池２２が充電される。
Specifically, when the generated power fluctuation is not more than a predetermined value (step 350 = YES), the
これに対し、発電電力変動が所定以下ではない場合（ステップ３５０＝ＮＯ）、ソーラー発電コンバータ３３がオフされる（ステップ３７０）。すると、ソーラー発電コンバータ３３がオフされる一方でメイン電池側コンバータ３５がオンされた状態となる。この場合、サブ電池２４の出力のみによってメイン電池２２が充電される。
On the other hand, when the generated power fluctuation is not less than or equal to the predetermined value (step 350 = NO), the solar
サブ電池２４の充電残量が所定以上ではない場合（ステップ３３０＝ＮＯ）、メイン電池側コンバータ３５はオンされない一方で、ソーラー発電コンバータ３３がオンされる（ステップ３６０）。この場合、メイン電池２２の充電は行われない一方で、ソーラー発電コンバータ３３の出力電力すなわち発電電力によって、サブ電池２４が充電される。
When the remaining charge amount of the sub-battery 24 is not equal to or greater than the predetermined value (step 330 = NO), the main
＜変形例＞
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、上述の実施形態の一部、及び、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification>
Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above embodiment can be used for portions having the same configurations and functions as those described in the above embodiment. And about description of this part, the description in the above-mentioned embodiment shall be used suitably in the range which is not technically consistent. Needless to say, the modifications are not limited to those listed below. In addition, a part of the above-described embodiment and all or a part of the plurality of modified examples can be combined appropriately as long as they are technically consistent.
本発明は、上述した具体的な装置構成に限定されない。例えば、ソーラーパネル２１が電動車両１０におけるルーフ部分に設けられる場合、当該ルーフ部分の大部分（例えば７０〜８０％）に設けられてもよいし、特定の部分（例えば図示しない電動サンルーフ部分あるいはこれ以外の部分）に設けられていてもよい。また、ソーラーパネル２１は、電動車両１０におけるルーフ部分に代えて、あるいはこれとともに、他の部分にも設けられ得る（例えば、ボンネットやトランクリッド等）。すなわち、ソーラーパネル２１が電動車両１０に設けられる場合は、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯電子機器に設けられる場合とは異なり、それ自体の出力によって、メイン電池２２のような高圧電池を充分に充電可能である。
The present invention is not limited to the specific apparatus configuration described above. For example, when the
本発明は、電気自動車及びハイブリッド自動車のいずれに対しても好適に適用可能である。もっとも、本発明は、車載システムに限定されない。また、各電池やコンバータの出力電圧も、上述の具体例から適宜変更され得る。また、メイン電池ＥＣＵ２９、並びに駆動制御部２５ｂ，２６ｂ，３３ｂ，３４ｂ，及び３５ｂのうちの一部は、補機電池２３以外を電源としていてもよい。さらに、補機１３への電源供給は、補機電池２３のみから行われてもよい。
The present invention is preferably applicable to both electric vehicles and hybrid vehicles. However, the present invention is not limited to the in-vehicle system. Also, the output voltage of each battery and converter can be appropriately changed from the above-described specific examples. In addition, a part of the
ソーラーパネル２１（ソーラー発電コンバータ３３）の出力によるメイン電池２２あるいはサブ電池２４の充電動作中に、補機側コンバータ３４がオンされてもよい。これにより、補機電池２３が、ソーラーパネル２１からの電力（発電電力のうちのこれらの電池への充電分を差し引いた余剰分）によって充電され得る。
During the charging operation of the
発電電力変動は、図示しない日射センサの出力によって取得されてもよい。 The generated power fluctuation may be acquired by an output of a solar radiation sensor (not shown).
その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構成及びその均等物の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構成をも含む。 Other modifications not specifically mentioned are naturally included in the technical scope of the present invention without departing from the essential part of the present invention. In addition, in each element constituting the means for solving the problems of the present invention, elements expressed in terms of function and function are specific configurations disclosed in the above-described embodiments and modifications, and equivalents thereof. In addition to objects, any configuration capable of realizing the action / function is included.
１０…電動車両、１２…モータージェネレータ、２０…車両電力システム、２１…ソーラーパネル、２２…メイン電池、２３…補機電池、２４…サブ電池、３０…ソーラーＥＣＵ、３１…マイクロコンピュータ、３２…電力変換器、３３…ソーラー発電コンバータ、３４…補機側コンバータ、３５…メイン電池側コンバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発電電力を電力変換するとともに電力変換後の電力を出力するように設けられた、電力変換器（３２）と、
前記電力変換器の出力によって充電されるように当該電力変換器に接続された蓄電池であって、負荷に電力を供給するように設けられた、負荷電源電池（２２）と、
前記電力変換器の出力によって充電されるように当該電力変換器に接続された蓄電池であって、前記負荷電源電池の充電用の電力を供給するように設けられた、サブ電池（２４）と、
前記電力変換器の動作を制御するように設けられた、電力変換制御部（３１）と、
を備え、
前記電力変換器は、
前記発電電力を電力変換するように前記太陽光発電装置に接続されているとともに、電力変換後の電力によって前記サブ電池を充電可能に当該サブ電池に接続された、第一電力変換部（３３）と、
前記第一電力変換部又は前記サブ電池の出力を電力変換して電力変換後の電力を前記負荷電源電池に向けて出力するように、前記第一電力変換部、前記サブ電池及び前記負荷電源電池に接続された、第二電力変換部（３５）と、
を備え、
前記電力変換制御部は、前記サブ電池の充電残量が所定以上であって、且つ前記発電電力の変動が所定以下である場合に、前記サブ電池の出力と前記太陽光発電装置の出力とを重畳して前記負荷電源電池を充電するように前記第一電力変換部及び前記第二電力変換部を動作させることを特徴とする、電力システム。 A power system (20) configured to be capable of storing generated power generated by a solar power generation device (21),
A power converter (32) provided to convert the generated power and output power after power conversion;
A storage battery connected to the power converter to be charged by the output of the power converter, provided to supply power to a load, a load power battery (22);
A sub-battery (24), which is a storage battery connected to the power converter so as to be charged by the output of the power converter, and is provided to supply power for charging the load power supply battery;
A power conversion control unit (31) provided to control the operation of the power converter;
With
The power converter is
A first power conversion unit (33) connected to the solar power generation device so as to convert the generated power and connected to the sub battery so that the sub battery can be charged with the power after power conversion. When,
The first power converter, the sub battery, and the load power battery so as to convert the output of the first power converter or the sub battery and output the power after power conversion to the load power battery. A second power converter (35) connected to
With
The power conversion control unit outputs the output of the sub battery and the output of the solar power generation device when the remaining charge of the sub battery is equal to or greater than a predetermined value and the fluctuation of the generated power is equal to or less than a predetermined value. The power system, wherein the first power conversion unit and the second power conversion unit are operated so as to superimpose and charge the load power supply battery.
前記電力変換器の出力によって充電されるように当該電力変換器に接続された蓄電池であって、前記電動車両の補機（１３）の動作に必要な電源を供給するように設けられた、補機電池（２３）をさらに備え、
前記電力変換器は、前記第一電力変換部の出力を電力変換して電力変換後の電力を前記補機電池に向けて出力するように、前記第一電力変換部及び前記補機電池に接続された、第三電力変換部（３４）をさらに備えたことを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の電力システム。 The electric power system is mounted on an electric vehicle (10) driven by a traveling electric motor (12) as the load,
A storage battery connected to the power converter so as to be charged by the output of the power converter, and provided to supply power necessary for the operation of the auxiliary machine (13) of the electric vehicle. Further comprising a machine battery (23),
The power converter is connected to the first power conversion unit and the auxiliary battery so as to convert the output of the first power conversion unit and output the electric power after power conversion toward the auxiliary battery. The power system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a third power conversion unit (34).
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|---|---|---|---|---|
| EP3496229A1 (en) | 2017-12-11 | 2019-06-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solar charging control device and charging control method |
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| JP7730597B1 (en) * | 2024-11-01 | 2025-08-28 | 和征 榊原 | Motor drive circuit and electric vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001069688A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Independent photovoltaic power generation system and power generation method |
| JP2007209168A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
| JP2009136110A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | Vehicle charging control device |
| JP2012515526A (en) * | 2009-01-15 | 2012-07-05 | フィスカー オートモーティブ インク． | Solar power management for vehicles |
-
2013
- 2013-03-20 JP JP2013057422A patent/JP6072580B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001069688A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Independent photovoltaic power generation system and power generation method |
| JP2007209168A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Toyota Motor Corp | Electric vehicle |
| JP2009136110A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Toyota Motor Corp | Vehicle charging control device |
| JP2012515526A (en) * | 2009-01-15 | 2012-07-05 | フィスカー オートモーティブ インク． | Solar power management for vehicles |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10543750B2 (en) | 2016-12-01 | 2020-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle |
| EP3496229A1 (en) | 2017-12-11 | 2019-06-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solar charging control device and charging control method |
| US11142076B2 (en) | 2017-12-11 | 2021-10-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solar charging control device and charging control method |
| JP7730597B1 (en) * | 2024-11-01 | 2025-08-28 | 和征 榊原 | Motor drive circuit and electric vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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