BR112015014083B1

BR112015014083B1 - dispositivo de controle de carregamento com o uso de célula solar integrada ao veículo

Info

Publication number: BR112015014083B1
Application number: BR112015014083-1A
Authority: BR
Inventors: Seigen Maeno
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2020-12-29
Also published as: CN105073481A; US9614399B2; EP2937242A4; WO2014097469A1; CN105073481B; BR112015014083A2; JPWO2014097469A1; US20150349582A1; KR20150097679A; EP3907096A1; EP2937242B1; EP2937242A1; JP6065920B2; KR101743855B1

Abstract

DISPOSITIVO DE CONTROLE DE CARREGAMENTO COM USO DE CÉLULA SOLAR INTEGRADA A VEÍCULO. A presente invenção se refere a uma ECU solar (31) incluída em um controlador de carregamento (30) que é configurada para armazenar temporariamente a potência elétrica gerada por uma célula solar integrada a veículo (21) de uma unidade de fonte de alimentação elétrica (20) em uma bateria de baixa tensão (22), quando um veículo (100) estiver em deslocamento. Além disso, quando o veículo (100) estiver em deslocamento, uma ECU de bateria (32) incluída no controlador de carregamento (30) é configurada para manter um relé de carregamento (27) em um estado aberto (estado desconectado), de modo que a potência elétrica armazenada temporariamente na bateria de baixa tensão (22) não seja fornecida a uma bateria principal (18). Por outro lado, quando o veículo (100) estiver em deslocamento, a ECU solar (31) fornece a potência elétrica armazenada temporariamente na bateria de baixa tensão (22) a uma sub-bateria (19).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle de carregamento configurado para controlar o carregamento de uma bateria instalada em um veículo e, mais particularmente, a um disposi- tivo de controle de carregamento configurado para controlar o carre- gamento de uma bateria com o uso de célula solar instalada em um veículo.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Até o presente momento, por exemplo, tem-se conhecimen- to de um dispositivo de gerenciamento de carregamento revelado na Literatura de Patente 1. Esse dispositivo de gerenciamento de carre- gamento da técnica relacionada é instalado em um veículo incluindo uma bateria em veículo a ser usada como uma fonte de alimentação para dispositivos em veículo e uma célula solar para carregar a bateria em veículo. A célula solar também deve ter a capacidade de ser usada para carregar uma bateria recarregável para dispositivos externos a ser usada como uma fonte de alimentação para dispositivos externos ao veículo. Como resultado, por exemplo, quando a bateria em veículo estiver totalmente carregada, a bateria recarregável para dispositivos externos pode ser carregada pela célula solar, permitindo que a potên- cia elétrica gerada pela célula solar instalada no veículo seja usada de modo mais eficaz.

[0003] Além disso, até o presente momento, por exemplo, também tem-se conhecimento de um dispositivo de controle de fonte de ali- mentação veicular revelado na Literatura de Patente 2. Esse dispositi- vo de controle de fonte de alimentação veicular da técnica relacionada inclui uma bateria em veículo configurada para abastecer potência elé- trica para um grupo de carga e uma célula solar configurada para car- regar a bateria em veículo com o uso de potência elétrica gerada. O dispositivo de controle de fonte de alimentação veicular também inclui um dispositivo de armazenamento configurado para armazenar a po- tência elétrica gerada pela célula solar, um circuito de comutador con- figurado para ligar ou desligar uma conexão entre a célula solar e o dispositivo de armazenamento e a bateria em veículo, e uma unidade de operação configurada para ligar ou desligar o circuito de comuta- dor.

[0004] Além disso, até o presente momento, por exemplo, também tem-se conhecimento de um veículo elétrico revelado na Literatura de Patente 3. Esse veículo elétrico da técnica relacionada inclui uma ba- teria de alta voltagem configurada para acionar um motor elétrico para acionar o veículo, uma célula solar, um conversor CC/CC para carre- gamento configurado para abastecer potência elétrica gerada pela cé- lula solar para a bateria de alta voltagem, uma unidade de controle ele- trônico de controle de carregamento (ECU) configurada para realizar o controle de carregamento da bateria de alta voltagem no conversor CC/CC para carregamento e um conversor CC/CC de fonte de alimen- tação de baixa voltagem configurado para receber uma porção da po- tência elétrica gerada pela célula solar e gerar uma voltagem de fonte de alimentação a ser abastecida para o controle de carregamento ECU.

[0005] Além disso, até o presente momento, por exemplo, também tem-se conhecimento de um sistema de carregamento de veículo elé- trico revelado na Literatura de Patente 4. Esse sistema de carrega- mento de veículo elétrico da técnica relacionada inclui uma pluralidade de módulos de célula solar formados através da união por meio de fios de elementos de célula solar em série de modo que, quando brilhar luz solar suficiente nos elementos de célula solar, seja produzida uma vol- tagem de carregamento que tem a capacidade de carregar diretamen- te uma bateria auxiliar. Quando a voltagem de saída dos módulos de célula solar for alta, a bateria auxiliar é diretamente carregada e, quando a voltagem de saída for baixa, uma bateria principal é carre- gada através de um conversor CC/CC.

[0006] Ademais, até o presente momento, por exemplo, também tem-se conhecimento de um dispositivo de regeneração de energia de veículo híbrido revelado na Literatura de Patente 5. Esse dispositivo de regeneração de energia de veículo híbrido da técnica relacionada é configurado para armazenar potência elétrica que tem uma grande mudança de carga gerada por meio da frenagem regenerativa de um motor elétrico durante a desaceleração ou potência elétrica gerada por uma célula solar para um capacitor duplo elétrico. A potência elétrica armazenada é aumentada para uma voltagem predeterminada através de um carregador e, então, rearmazenada em uma bateria incluindo célula de íon de lítio.

[0007] Além disso, até o presente momento, por exemplo, também tem-se conhecimento de um dispositivo de controle de veículo elétrico revelado na Literatura de Patente 6. Esse dispositivo de controle de veículo elétrico da técnica relacionada inclui uma bateria principal con- figurada para abastecer potência elétrica para um motor, uma primeira bateria auxiliar configurada para abastecer potência elétrica para um dispositivo elétrico no veículo, um transformador elevador/abaixador configurado para elevar e abaixar a potência elétrica entre um circuito de sistema de acionamento e a primeira bateria auxiliar e abastecer a potência elétrica elevada/abaixada em ambas as direções, um painel solar configurado para carregar a primeira bateria auxiliar e uma uni- dade de controle de bateria configurada para controlar o carregamento e o descarregamento por meio do monitoramento de níveis restantes da bateria principal e da primeira bateria auxiliar. Além disso, nesse dispositivo de controle de veículo elétrico da técnica relacionada, a unidade de controle de bateria carrega a primeira bateria auxiliar com o uso do painel solar. Quando o nível restante da primeira bateria auxi- liar alcançar um primeiro valor predeterminado, a unidade de controle de bateria carrega a bateria principal mediante o aumento da voltagem da potência elétrica da primeira bateria auxiliar com o transformador elevador/abaixador. LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE PTL 1: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° 2009- 248692 PTL 2: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° 2012- 56357 PTL 3: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° 2007- 228753 PTL 4: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° H07- 123510 PTL 5: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° H10- 309002 PTL 6: Pedido de Patente Aberto à Inspeção Pública (kokai) n° 2012- 75242

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Nos dispositivos, sistemas, veículos da técnica relacionada e similares revelados nas Literaturas de Patente 1 a 6, a potência elé- trica gerada pela célula solar (painel solar) pode ser abastecida para e armazenada na bateria principal configurada para abastecer potência elétrica de alta voltagem para o motor. A bateria principal configurada para abastecer potência elétrica para o motor é usualmente uma bate- ria de alta voltagem. Nesse caso, a fim de assegurar apropriadamente a confiança e a segurança, particularmente para um veículo que está em percurso, a bateria principal é estritamente controlada e gerencia- da mediante a operação de vários componentes eletrônicos e similares a fim de executar gerenciamento de sistema de alta voltagem, controle de bateria de alta voltagem, controle de abertura/fechamento de um dispositivo de abertura/fechamento de potência elétrica (um relé, etc.) e controle de fonte de alimentação.

[0009] Em relação a isso, quando uma célula solar é instalada em um veículo (doravante chamada de "célula solar integrada ao veículo") e a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo usa- da, a quantidade máxima de potência elétrica gerada pode ser estima- da com base no tamanho do corpo de veículo (isto é, a área superficial instalada da célula solar integrada ao veículo). Atualmente, a quanti- dade máxima de potência elétrica gerada é pequena, cerca de algu- mas centenas de watts. Por outro lado, a potência elétrica também é necessária a fim de operar adequadamente os vários componentes eletrônicos mencionados acima e similares. Consequentemente, du- rante a tentativa de abastecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo enquanto opera adequadamente os vários componentes eletrônicos e similares a fim de assegurar apropriada- mente a confiança e a segurança enquanto o veículo está em percur- so, em algumas situações, o nível de potência elétrica necessária para operar os vários componentes eletrônicos e similares pode exceder a potência elétrica gerada. Nesse caso, existe uma probabilidade au- mentada de a potência gerada não poder ser armazenada na bateria principal e, por conseguinte, não é obtido nenhum benefício.

[0010] Além disso, nos dispositivos, sistemas, veículos da técnica relacionada e similares revelados nas Literaturas de Patente 1 a 6, por exemplo, o destino de carregamento da potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo é gerenciado com base na voltagem de bateria e no estado de carga da bateria principal que abastece po- tência elétrica de alta voltagem para o motor. Embora isso possa pare- cer, em primeiro lugar, uma forma racional de gerenciar o carregamen- to, podem ocorrer problemas como competição com outras funções que usam a potência elétrica gerada e a competição entre os contro- les. A fim de lidar com tal competição, é necessário que o sistema se torna mais complicado (complexo) e que os controles altamente com- plexos sejam realizados a fim de assegurar a confiança e a segurança. Isso pode ocasionar o aumento da escala de desenvolvimento e dos custos de desenvolvimento.

[0011] A presente invenção direciona-se à solução dos problemas mencionados acima. É um objetivo da presente invenção fornecer um dispositivo de controle de carregamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo, em que o dispositivo de controle de carregamento é modificado de modo que a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo possa ser adequadamente abas- tecida.

[0012] A fim de alcançar o objetivo mencionado acima, de acordo com uma modalidade da presente invenção, é fornecido um dispositivo de controle de carregamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo, que deve ser aplicada ao veículo, em que o veí- culo inclui: um motor-gerador (“motor generator”) configurado para ge- rar uma força de acionamento e para gerar potência elétrica regenera- tiva; uma bateria principal conectada eletricamente ao motor-gerador, em que a bateria principal é configurada para abastecer potência elé- trica para o motor-gerador e para armazenar a potência elétrica rege- nerativa; e uma sub-bateria configurada para abastecer potência elé- trica para vários dispositivos acessórios montados no veículo, em que o veículo tem a capacidade de realizar um percurso com o uso pelo menos da força de acionamento gerada pelo motor-gerador. Exemplos de tal veículo que pode ser adotado incluem um veículo elétrico (EV), um veículo híbrido (HV) e um veículo híbrido de encaixe (PHV).

[0013] Além disso, o dispositivo de controle de carregamento con- figurado para usar uma célula solar integrada ao veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui uma unidade de fon- te de alimentação elétrica e uma unidade de controle de carregamen- to. A unidade de fonte de alimentação elétrica inclui a célula solar inte- grada ao veículo instalada no veículo e é configurada para abastecer potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para pelo menos uma dentre a bateria principal e a sub-bateria. A unidade de controle de carregamento é configurada para controlar o carrega- mento de pelo menos uma dentre a bateria principal e a sub-bateria com o uso da potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo e abastecida da unidade de fonte de alimentação elétrica.

[0014] Um recurso do dispositivo de controle de carregamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção reside no fato de que a unidade de controle de carregamento é configurada para, quando o veículo estiver em percurso, evitar que a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo seja abastecida da unidade de potên- cia elétrica para a bateria principal. Observar que, nesse caso, a uni- dade de controle de carregamento pode incluir meio de determinação de percurso para determinar se o veículo está, ou não, em percurso e meio de desconexão para desconectar uma conexão entre a unidade de fonte de alimentação elétrica e a bateria principal. Quando for de- terminado pelo meio de determinação de percurso que o veículo está em percurso, o meio de desconexão pode evitar que a potência elétri- ca gerada pela célula solar integrada ao veículo seja abastecida da unidade de fonte de alimentação elétrica para a bateria principal medi- ante a desconexão da conexão entre a unidade de fonte de alimenta- ção elétrica e a bateria principal.

[0015] De acordo com isso, quando o veículo estiver em percurso, ou seja, quando houver a possibilidade de que a potência elétrica da bateria principal é abastecida para o motor-gerador, pode-se evitar que a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo seja abastecida para a bateria principal diretamente da célula solar integra- da ao veículo ou através de um dispositivo de armazenamento confi- gurado para armazenar temporariamente a potência elétrica gerada. Isso elimina a necessidade de execução de controles mais complexos sem ter um efeito sobre como a bateria principal é gerenciada com ba- se, por exemplo, no gerenciamento de sistema de alta voltagem, no controle de bateria de alta voltagem, no controle de abertu- ra/fechamento de um dispositivo de abertura/fechamento de potência elétrica (um relé, etc.) e no controle de fonte de alimentação, a saber, evitando-se a competição entre os controles e similares. Portanto, um aumento na escala de desenvolvimento e nos custos de desenvolvi- mento pode ser suprimido e a potência elétrica gerada pela célula so- lar integrada ao veículo pode ser apropriadamente usada.

[0016] Nesse caso, a unidade de controle de carregamento pode abastecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao ve- ículo da unidade de fonte de alimentação elétrica para a sub-bateria quando o veículo estiver em percurso. Observar que, nesse caso, a unidade de controle de carregamento pode incluir meio de abasteci- mento para abastecer ou desconectar a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo da unidade de fonte de alimentação elétrica para a sub-bateria. Quando for determinado pelo meio de de- terminação de percurso que o veículo está em percurso, o meio de abastecimento pode abastecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo da unidade de fonte de alimentação elétrica para a sub-bateria. Consequentemente, quando o veículo estiver em percurso, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veí- culo pode ser armazenada (acumulada) na sub-bateria de baixa volta- gem sem executar as operações e controles de gerenciamento alta- mente complexas mencionadas acima na bateria principal, que permite que a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo seja usada de maneira eficaz.

[0017] Além disso, nesses casos, a unidade de fonte de alimenta- ção elétrica pode incluir uma bateria de baixa tensão configurada para armazenar temporariamente a potência elétrica gerada pela célula so- lar integrada ao veículo e a unidade de controle de carregamento pode ser configurada para abastecer, quando o veículo estiver em percurso, pelo menos a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo e temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão para a sub-bateria.

[0018] De acordo com isso, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo pode ser temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão e, quando o veículo estiver em percurso, a po- tência elétrica gerada pode ser abastecida para a sub-bateria. Além disso, mediante o armazenamento temporário da potência elétrica ge- rada pela célula solar integrada ao veículo na bateria de baixa tensão dessa maneira, quando o veículo estiver em deslocamento, por exem- plo, quando o veículo estiver parando ou estacionando, a potência elé- trica não pode ser apenas abastecida para a sub-bateria, mas como a potência elétrica também pode ser abastecida para a bateria principal. Consequentemente, a potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo pode ser usada de maneira eficaz.

[0019] Além disso, nesses casos, a unidade de controle de carre- gamento pode ser configurada para permitir, quando o veículo estiver em deslocamento, que a potência elétrica gerada pela célula solar in- tegrada ao veículo seja abastecida da unidade de fonte de alimenta- ção elétrica para a bateria principal.

[0020] De acordo com isso, quando o veículo estiver em desloca- mento, por exemplo, quando o veículo estiver parando ou estacionan- do, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo pode ser abastecida da unidade de fonte de alimentação elétrica para a bateria principal. Nesse caso, devido ao fato de que o veículo não está em percurso, a potência elétrica gerada pela célula solar integra- da ao veículo pode ser abastecida para e armazenada na bateria prin- cipal com base nos mesmos controles de carregamento como para um EV, HV ou PHV ordinário, por exemplo. Portanto, a bateria principal pode ser carregada com o uso da potência elétrica gerada sem execu- tar controles complexos separados.

[0021] Nesse caso, a unidade de controle de carregamento pode ser configurada para permitir, quando um nível da potência elétrica ge- rada pela célula solar integrada ao veículo for maior que um nível de potência elétrica predeterminado definido antecipadamente, que a po- tência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo seja abas- tecida da unidade de fonte de alimentação elétrica para a bateria prin- cipal. Nesse caso, mais especificamente, por exemplo, é preferencial que o nível de potência elétrica predeterminado seja definido com ba- se em um nível de potência elétrica consumida por vários componen- tes eletrônicos que operam como resultado do controle de carrega- mento da bateria principal.

[0022] De acordo com isso, quando o nível de potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo for maior que o nível de potência elétrica consumida pelos vários componentes eletrônicos que operam durante o carregamento da bateria principal em que o geren- ciamento e controle de alta voltagem são estritamente executados, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo pode ser abastecida para e armazenada na bateria principal. Consequente- mente, durante o carregamento da bateria principal com o uso da po- tência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo, pode ser evitada uma situação na qual a bateria principal não pode ser carrega- da devido ao fato de que a potência elétrica abastecida está sendo consumida pela operação dos vários componentes eletrônicos. Além disso, quando o nível de potência elétrica gerada pela célula solar in- tegrada ao veículo é maior que o nível de potência elétrica consumida pelos vários componentes eletrônicos, a frequência operacional dos vários componentes eletrônicos pode ser apropriadamente reduzida mediante a rápida execução do carregamento da bateria principal. Como resultado, a quantidade de potência elétrica desperdiçada que é consumida sem ser armazenada na bateria principal pode ser suprimi- da, em que o resultado é a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo que pode ser usada de maneira mais eficaz.

[0023] Além disso, outro recurso dispositivo de controle de carre- gamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção também reside no fato de que: a unidade de fonte de alimentação elétrica é adicio- nalmente configurada para abastecer, quando o veículo estiver em deslocamento, potência elétrica abastecida externamente do veículo pelo menos para a bateria principal; e a unidade de controle de carre- gamento é configurada para abastecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para a bateria principal ou para a sub- bateria com base em um estado de fornecimento da potência elétrica externa na unidade de fonte de alimentação elétrica. Observar que, nesse caso, a unidade de fonte de alimentação elétrica pode incluir meio de abastecimento de potência elétrica externa para abastecer a potência elétrica abastecida externamente do veículo pelo menos para a bateria principal.

[0024] De acordo com isso, quando o veículo estiver em desloca- mento, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veícu- lo pode ser abastecida para a bateria principal ou para a sub-bateria dependendo do estado de fornecimento da potência elétrica externa pelo menos para a bateria principal, por exemplo, dependendo se po- tência elétrica está sendo abastecida (carregamento) devido ao fato de que a bateria principal não está totalmente carregada ou se a potência elétrica abastecida está desconectada devido ao fato de que a bateria principal está totalmente carregada (carregamento concluído). Conse- quentemente, por exemplo, o estado de fornecimento da potência elé- trica externa pode ser determinado com o uso do mesmo controle que para um EV ou PHV ordinário. Portanto, a potência elétrica gerada pe- la célula solar integrada ao veículo pode ser usada de maneira mais eficaz sem executar controles complexos.

[0025] Nesse caso, mais especificamente, a unidade de controle de carregamento pode ser configurada para abastecer, quando a uni- dade de fonte de alimentação elétrica estiver carregando a bateria principal mediante o abastecimento da potência elétrica externa para a bateria principal, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para a bateria principal. De acordo com isso, a potência elé- trica necessária a fim de carregar a bateria pode ser atendida pela po- tência elétrica externa e pela potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo. Portanto, a quantidade de potência elétrica com- prada, por exemplo, da fonte de alimentação comercial como a potên- cia elétrica externa pode ser reduzida pela quantidade de potência elé- trica que é gerada pela célula solar integrada ao veículo, permitindo que os custos relacionados ao carregamento sejam diminuídos.

[0026] Além da potência elétrica armazenada na bateria principal, a razão da potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veí- culo, a saber, a razão de energia renovável, pode ser aumentada. Como resultado, por exemplo, dependendo da região na qual o veículo está em percurso, consumo de combustível (consumo de eletricidade) pode ser calculado com base na razão da potência elétrica gerada pe- la célula solar integrada ao veículo e, de uma perspectiva de proteção ambiental, o condutor ou um ocupante pode receber tratamento prefe- rencial devido ao consumo de combustível aprimorado (consumo de eletricidade).

[0027] Além disso, nesses casos, a unidade de controle de carre- gamento pode ser configurada para abastecer, quando o carregamen- to da bateria principal for concluído, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para a sub-bateria. De acordo com isso, a corrente escura consumida pelos vários dispositivos acessórios que são operados pode ser adequadamente compensada com a po- tência elétrica abastecida da sub-bateria. Portanto, pode-se evitar que a sub-bateria "morra" antecipadamente. Além disso, mediante a mu- dança do destino de abastecimento (destino de carregamento) da po- tência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para a sub-bateria quando o carregamento da bateria principal for concluído, a sobrecarga da bateria principal pode ser evitada, em que o resultan- do é a bateria principal que pode ser adequadamente protegida.

[0028] Além disso, ainda outro recurso do dispositivo de controle de carregamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção também reside no fato de que a unidade de controle de carregamento é confi- gurada para abastecer, quando o veículo estiver em deslocamento e, quando os vários dispositivos acessórios estiverem operando com ba- se em uma solicitação de operação de um ocupante no veículo, a po- tência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo da unidade de fonte de alimentação elétrica para a sub-bateria.

[0029] De acordo com isso, o destino de abastecimento (destino de carregamento) da potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo pode ser selecionado com base nos desejos do ocu- pante no veículo. Consequentemente, por exemplo, mesmo quando o veículo estiver em deslocamento e, por conseguinte, normalmente a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo é abas- tecida para a bateria principal com base no estado de carga, se o ocu- pante solicitar a operação dos vários dispositivos acessórios (especifi- camente, como por meio da comutação da ignição para a posição su- plementar), a sub-bateria pode ser preferencialmente selecionada co- mo o destino de carregamento com base nos desejos do ocupante. Portanto, mediante o abastecimento da potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo para a sub-bateria, mesmo quando os vários dispositivos acessórios estão sendo operados, pode-se evitar adequadamente que a sub-bateria "morra".

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] A Figura 1 é um diagrama de bloco de função esquemático de um veículo ao qual um dispositivo de controle de carregamento configurado para usar uma célula solar integrada ao veículo é aplicado de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0031] A Figura 2 é um diagrama de bloco para ilustrar esquemati- camente uma configuração de uma unidade de fonte de alimentação elétrica e um controlador de carregamento instalados no veículo ilus- trado na Figura 1.

[0032] A Figura 3 é uma tabela para mostrar uma relação entre uma situação de veículo e um destino de carregamento.

[0033] A Figura 4 é um diagrama para ilustrar a operação da uni- dade de fonte de alimentação elétrica e do controlador de carregamen- to de acordo com a modalidade da presente invenção.

[0034] A Figura 5 é um diagrama de bloco para ilustrar esquemati- camente uma configuração de uma unidade de fonte de alimentação elétrica e de um controlador de carregamento instalados no veículo de acordo com um exemplo modificado da modalidade da presente in- venção.

[0035] A Figura 6 é um diagrama para ilustrar a operação da uni- dade de fonte de alimentação elétrica e do controlador de carregamen- to de acordo com o exemplo modificado da modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0036] É descrito agora um dispositivo de controle de carregamen- to (doravante simplesmente chamado de "o dispositivo") com o uso de uma célula solar integrada ao veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção com referência aos desenhos.

[0037] A Figura 1 é um diagrama de bloco para ilustrar uma confi- guração de um veículo 100 ao qual o dispositivo pode ser aplicado. Exemplos de veículos que podem ser usados como o veículo 100 ao qual o dispositivo pode ser aplicado incluem um veículo elétrico (EV), que inclui um motor-gerador acionado por potência elétrica de uma bateria principal instalada e que carrega a bateria principal com o uso de potência elétrica regenerativa e de uma fonte de alimentação exter- na abastecida de uma estação de carregamento e similares, um veícu- lo híbrido (HV) incluindo um motor-gerador e um mecanismo-motor, e um veículo híbrido de encaixe (PHV) que tem a capacidade de carre- gar uma bateria principal mediante o uso de uma fonte de alimentação externa adicionalmente comparado a um veículo híbrido (HV). Obser- var que, nessa modalidade, é dada uma descrição com um exemplo no qual o veículo 100 é um veículo híbrido de encaixe (PHV).

[0038] Conforme ilustrado na Figura 1, o veículo 100 de acordo com essa modalidade inclui, além de uma unidade de geração de for- ça de acionamento 10, uma unidade de fonte de alimentação elétrica 20 e um controlador de carregamento 30 como uma unidade de con- trole de carregamento incluída no dispositivo. A unidade de geração de força de acionamento 10 inclui um mecanismo-motor 11, um meca- nismo de divisão de potência motriz 12, motores-geradores 13 e 14, uma engrenagem de transmissão 15, um eixo de acionamento 16, uma unidade controladora de potência (PCU) 17, uma bateria principal 18 e uma sub-bateria 19. O mecanismo-motor 11 é configurado para emitir potência motriz por meio da combustão de um combustível à base de hidrocarboneto, como gasolina ou combustível diesel. No veí- culo 100, a potência motriz (energia cinética) emitida pelo mecanismo- motor 11 aciona, através do mecanismo de divisão de potência motriz 12, a engrenagem de transmissão 15, que é configurada para transmi- tir potência motriz para o eixo de acionamento 16 (rodas).

[0039] O mecanismo de divisão de potência motriz 12 é acoplado ao mecanismo-motor 11, ao motor-gerador 13 (14) e à engrenagem de transmissão 15 e distribui potência motriz entre essas unidades. Como o mecanismo de divisão de potência motriz 12, por exemplo, pode ser empregada uma engrenagem planetária que tem três eixos de rotação, de uma engrenagem solar, um carreador planetário e uma engrena- gem dentada. O motor-gerador 13 é conectado à engrenagem solar. O mecanismo-motor 11 é conectado ao carreador. O eixo de acionamen- to 16 e o motor-gerador 14 são conectados à engrenagem dentada através da engrenagem de transmissão 15.

[0040] Os motores-geradores 13 e 14 são motores-gerador síncro- nos trifásicos controlados pela PCU 17. Quando a potência elétrica da bateria principal 18 é abastecida, os motores-geradores 13 e 14 funci- onam como motores elétricos e, quando a potência motriz externa (por exemplo, do mecanismo-motor 11) (energia cinética) é transmitida, os motores-geradores 13 e 14 funcionam como geradores elétricos. Es- pecificamente, o motor-gerador 13 funciona como um gerador elétrico quando a potência motriz (energia cinética) do mecanismo-motor 11 que foi dividida pelo mecanismo de divisão de potência motriz 12 é transmitida e o motor-gerador 13 também funciona como um motor de partida que tem a capacidade de dar a partida no mecanismo-motor 11. O motor-gerador 14 funciona como um motor elétrico (uma fonte de potência motriz) para acionar a engrenagem de transmissão 15 configurada para transmitir uma força de acionamento para o eixo de acionamento 16 (rodas). Observar que, nessa modalidade, embora o motor-gerador 13 funcione como um gerador elétrico e o motor- gerador 14 funcione como um motor elétrico, evidentemente o motor- gerador 14 pode funcionar como um gerador elétrico e o motor- gerador 13 pode funcionar como um motor elétrico ou os motores- geradores 13 e 14 podem funcionar como geradores elétricos ou moto- res elétricos.

[0041] A bateria principal 18, que é uma fonte de alimentação de alta voltagem, é eletricamente conectada aos motores-geradores 13 e 14 através da PCU 17. A sub-bateria 19, que é uma fonte de alimenta- ção de baixa voltagem como uma bateria auxiliar, é eletricamente co- nectada a várias unidades de controle eletrônico incluindo o controla- dor de carregamento 30 instalado no veículo 100 e vários dispositivos acessórios instalados no veículo 100.

[0042] Conforme ilustrado na Figura 2, a unidade de fonte de ali- mentação elétrica 20 incluída no dispositivo inclui uma célula solar in- tegrada ao veículo 21, uma bateria de baixa tensão 22, um carregador solar 23 e um carregador de encaixe 24. A célula solar integrada ao veículo 21, que é montada, por exemplo, no teto do veículo 100, é con- figurada para converter energia solar em energia elétrica. Observar que, na seguinte descrição, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 também é chamada de "potência elétrica ge- rada de luz solar". A bateria de baixa tensão 22 é configurada para armazenar temporariamente a potência elétrica de baixa voltagem ge- rada pela célula solar integrada ao veículo 21 e, conforme descrito posteriormente, para emitir potência elétrica para a bateria principal 18 e/ou para a sub-bateria 19. Portanto, a bateria de baixa tensão 22 é eletricamente conectada à célula solar integrada ao veículo 21 por meio de um fusível, um diodo de bloqueio e similares (não mostrado).

[0043] O carregador solar 23 é configurado para abastecer a po- tência elétrica temporariamente armazenada na bateria de baixa ten- são 22 para a bateria principal 18 e/ou para a sub-bateria 19. Portanto, o carregador solar 23 inclui um circuito de controle de carregamento 23a para abastecer a potência elétrica temporariamente armazenada (acumulada) na bateria de baixa tensão 22, a saber, a potência elétrica gerada de luz solar, para a bateria principal 18 e/ou para a sub-bateria 19. Embora não seja mostrado, o circuito de controle de carregamento 23a inclui um conversor CC/CC de carregamento de alta voltagem configurado para elevar (aumentar) a potência elétrica de baixa volta- gem (potência elétrica gerada de luz solar) armazenada (acumulada) na bateria de baixa tensão 22 para uma alta voltagem, e para abaste- cer essa potência elétrica de alta voltagem para a bateria principal 18 e uma conversor CC/CC de carregamento de baixa voltagem configu- rado para abastecer potência elétrica de baixa voltagem armazenada na bateria de baixa tensão 22 para a sub-bateria 19.

[0044] O carregador de encaixe 24 é, por exemplo, configurado para ser eletricamente conectado a uma estação de carregamento e similares instalada na residência de um indivíduo ou em uma instala- ção pública através de um cabo ou de maneira livre de contato, para converter corrente alternada abastecida como uma fonte de alimenta- ção externa (especificamente, uma fonte de alimentação comercial) em corrente direta, e para abastecer essa corrente direta para carregar a bateria principal 18 e/ou a sub-bateria 19. Portanto, o carregador de encaixe 24 inclui, por exemplo, um circuito de potência elétrica que inclui um capacitor de suavização, um conversor de voltagem, um cir- cuito inversor e similares (não mostrado).

[0045] Além disso, conforme ilustrado na Figura 2, a unidade de fonte de alimentação elétrica 20 inclui um relé principal de sistema 25 disposto em uma trajetória de fonte de alimentação de acionamento que liga a bateria principal 18 e a PCU 17 (a saber, motores-geradores 13 e 14). O relé principal de sistema 25 é disposto entre uma linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML1 no lado da bateria princi- pal 18 e uma linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 no lado da PCU 17. Com base em uma operação de abertu- ra/fechamento, o relé principal de sistema 25 comuta de maneira sele- tiva entre a conexão e a desconexão entre a PCU 17 (a saber, moto- res-geradores 13 e 14) e a bateria principal 18. Além disso, conforme ilustrado na Figura 2, a unidade de fonte de alimentação elétrica 20 inclui um conversor CC/CC 26 disposto entre uma linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML3, que é conectada à linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 no lado da PCU 17 e a sub- bateria 19.

[0046] O conversor CC/CC 26 é configurado para converter (redu- zir) a voltagem da fonte de alimentação de alta voltagem da linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML3, que está em um lado a montante, em uma baixa voltagem, e para abastecer a fonte de ali- mentação de baixa voltagem para a sub-bateria 19 através de uma linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL1, que está em um lado a jusante. Observar que, conforme ilustrado na Figura 2, o carregador solar 23 e a sub-bateria 19 são conectados entre si por meio de uma linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2, e o carregador de encaixe 24 e a sub-bateria 19 são conectados entre si por meio de uma linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL3. Além disso, nas Figuras 2 e 4 a 6 descritas abaixo, as linhas de fonte de alimentação ao longo das quais a fonte de alimentação de alta voltagem flui são representadas por linhas sólidas em negrito e as linhas de fonte de alimentação ao longo das quais a fonte de alimenta- ção de baixa voltagem flui são representadas por linhas duplas.

[0047] Além disso, conforme ilustrado na Figura 2, a unidade de fonte de alimentação elétrica 20 inclui um relé de carregamento 27 como meio de desconexão disposto na trajetória de fonte de alimenta- ção de carregamento que liga o carregador solar 23 e o carregador de encaixe 24 com a bateria principal 18. O relé de carregamento 27 é disposto entre uma linha de fonte de alimentação de carregamento PUL1 no lado da bateria principal 18 e uma linha de fonte de alimenta- ção de carregamento PUL2 no lado do carregador de encaixe 24 (car- regador solar 23). Nesse caso, o carregador solar 23 é eletricamente conectado à linha de fonte de alimentação de carregamento PUL2 através de uma linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3. Além disso, embora o carregador de encaixe 24 seja diretamente co- nectado à linha de fonte de alimentação de carregamento PUL2, o car- regador de encaixe 24 é eletricamente conectado à linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 através de uma linha de fonte de alimentação de carregamento PUL4. Observar que um diodo de blo- queio para evitar que a corrente flua do lado da linha de fonte de ali- mentação de carregamento PUL2 para o lado do carregador solar 23 é disposto na linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 e um diodo de bloqueio para evitar que a corrente flua do lado da linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 para o lado do carrega- dor de encaixe 24 é disposto na linha de fonte de alimentação de car- regamento PUL4.

[0048] Conforme ilustrado na Figura 2, o controlador de carrega- mento 30 como a unidade de controle de carregamento incluído no dispositivo inclui uma ECU solar 31 e uma bateria ECU 32. A ECU so- lar 31 é um microcomputador que inclui uma unidade de processamen- to central (CPU), uma memória apenas para leitura (ROM), uma me- mória de acesso aleatório (RAM) e similares como componentes cons- tituintes principais. A ECU solar 31 é configurada para controlar o car- regamento (armazenamento de potência elétrica na) da bateria de bai- xa tensão 22 com a potência elétrica gerada pela célula solar integra- da ao veículo 21 e operação do carregador solar 23 de maneira inte- grada.

[0049] A bateria ECU 32 também é um microcomputador que inclui uma CPU, uma ROM, uma RAM e similares como seus componentes constituintes principais. A bateria ECU 32 é configurada para controlar o carregamento da bateria principal 18 de maneira integrada mediante o monitoramento do estado de carregamento da bateria principal 18 e do controle da operação do relé de carregamento 27. Para essa finali- dade, um sensor de carregamento conhecido 32a é conectado à bate- ria ECU 32. O sensor de carregamento 32a, que é montado na bateria principal 18, é configurado para detectar um estado de carga (SOC) da bateria principal 18, e emitir um sinal que representa o SOC para a ba- teria ECU 32. Como resultado, a bateria ECU 32 gerencia e controla o carregamento da bateria principal 18 com base em um estado de car- regamento, a saber, o SOC, da bateria principal 18 detectado pelo sensor de carregamento 32a.

[0050] Além disso, conforme ilustrado na Figura 2, o controlador de carregamento 30 inclui uma ECU híbrida 33. A ECU híbrida 33, que opera o mecanismo-motor 11 e os motores-geradores 13 e 14 em co- operação um com o outro, é configurada para controlar a força de aci- onamento para permitir que o veículo 100 percorra. Portanto, a ECU híbrida 33 também é um microcomputador que inclui uma CPU, uma ROM, uma RAM e similares como componentes constituintes princi- pais e é configurada para controlar uma operação de comutação do relé principal de sistema 25 quando o veículo 100 estiver em percurso e durante o carregamento do veículo 100. Além disso, o controlador de carregamento 30 também inclui uma ECU de encaixe 34. A ECU de encaixe 34 é configurada para controlar a operação do carregador de encaixe 24 de maneira integrada. Para essa finalidade, a ECU de en- caixe 34 também é um microcomputador que inclui uma CPU, uma ROM, uma RAM e similares como componentes constituintes princi- pais.

[0051] A ECU híbrida 33, em cooperação com pelo menos a bate- ria ECU 32, executa estritamente o gerenciamento de sistema de alta voltagem e o controle de bateria de alta voltagem relacionado à bateria principal 18, o gerenciamento de operação de abertura/fechamento do relé principal de sistema 25 e do relé de carregamento 27, os controles de fonte de alimentação necessários para que o veículo 100 entre em percurso, e similares. Portanto, vários componentes eletrônicos são instalados ao redor da bateria principal 18 no veículo 100. Observar que esses componentes eletrônicos não são mostrados na Figura 2 devido ao fato de que esses componentes são bem conhecidos na técnica. A execução das várias operações de gerenciamento e contro- le mencionadas acima com os vários componentes eletrônicos asse- gura a confiança e a segurança do veículo 100 no qual a bateria de alta voltagem bateria principal 18 é montada.

[0052] Além disso, conforme ilustrado na Figura 2, a ECU solar 31, a bateria ECU 32, a ECU híbrida 33 e a ECU de encaixe 34 têm a ca- pacidade de se comunicação entre si através de uma linha de comuni- cação (por exemplo, uma linha de comunicação CAN) embutida no veículo 100. Em particular, conforme ilustrado na Figura 2, a ECU so- lar 31 e a ECU híbrida 33 são diretamente conectadas entre si através de uma ECU de verificação 35 (um microcomputador). Como resulta- do, a ECU solar 31 pode se comunicar com/a partir da ECU híbrida 33 após a ECU solar 31 ter sido verificada pela ECU de verificação 35. Consequentemente, conforme descrito posteriormente, isso permite que vários sinais (sinais de partida, etc.) sejam diretamente abasteci- dos.

[0053] Posteriormente, as operações do controlador de carrega- mento 30 incluídos no dispositivo são descritas em mais detalhes. Em primeiro lugar, são descritas as operações realizadas quando o veículo 100 está em percurso. Quando uma ignição (I/G) (não mostrado) é li- gada pelo condutor e a ECU híbrida 33 comutou o relé principal de sis- tema 25 para um estado fechado (estado conectado), o veículo 100 está em um chamado estado "Pronto LIGADO" no qual o veículo 100 tem a capacidade de entrar em percurso com base na potência motriz pelo menos do motor-gerador 14. Observar que, por exemplo, quando o SOC da bateria principal 18 gerenciada pela bateria ECU 32 for um SOC predeterminado ou mais, a ECU híbrida 33 comuta o relé princi- pal de sistema 25 para um estado fechado (estado conectado), a sa- ber, o veículo 100 está em um estado "Pronto LIGADO".

[0054] Em outras palavras, no estado "Pronto LIGADO", a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML1 no lado da bateria princi- pal 18 e a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 no la- do da PCU 17 são mantidas em um estado em que a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML1 e a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 são conectadas entre si por meio de vários componentes eletrônicos, incluindo o relé principal de sistema 25. Consequentemente, enquanto o veículo 100 está em percurso, em co- operação com a bateria ECU 32, a ECU híbrida 33 abastece potência elétrica de alta voltagem da bateria principal 18 para o motor-gerador 14 (13) através da PCU 17 mediante o controle da fonte de alimenta- ção de maneira conhecida. Consequentemente, o motor-gerador 14 (13) gera uma força de acionamento predeterminada com base na operação do acelerador pelo condutor e transmite a força de aciona- mento para o eixo de acionamento 16 (rodas) através da engrenagem de transmissão 15.

[0055] Além disso, quando o veículo 100 está em percurso ou, mais especificamente, quando o veículo 100 está em um estado "Pron- to LIGADO", a ECU híbrida 33 comuta o relé de carregamento 27 para um estado aberto (estado desconectado) em relação à bateria ECU 32. Como resultado, a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL1 no lado da bateria principal 18 e a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL2 no lado do carregador de encaixe 24 (carrega- dor solar 23) são mantidas em um estado no qual a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL1 e a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL2 são desconectadas entre si por meio de vários componentes eletrônicos, incluindo o relé de carregamento 27. Em ou- tras palavras, enquanto o veículo 100 está em percurso, a bateria prin- cipal 18 é mantida em um estado no qual a bateria principal 18 é com- pletamente (absolutamente) desconectada do carregador solar 23 e do carregador de encaixe 24 com base em operações conhecidas de ge- renciamento de sistema de alta voltagem e de gerenciamento de bate- ria de alta voltagem.

[0056] Como resultado, enquanto o veículo 100 está em percurso, evita-se que a potência elétrica seja abastecida do carregador solar 23, evitando assim que a bateria principal 18 seja carregada. Observar que, enquanto o veículo 100 está em percurso, devido ao fato de que uma conexão elétrica não é estabelecida entre o carregador de encai- xe 24 e a estação de carregamento disposta externamente ao veículo 100, a bateria principal 18 não é carregada com o uso de uma fonte de alimentação externa.

[0057] Em um estado no qual o veículo em percurso 100 está re- duzindo a velocidade (por exemplo, o condutor apertou o freio), a ECU híbrida 33 realiza um controle de regeneração com o motor-gerador 13 (14) através da PCU 17 para converter a energia cinética do veículo 100 em energia elétrica recuperada. Em outras palavras, quando o ve- ículo 100 está reduzindo a velocidade, com base no controle de rege- neração realizado pela ECU híbrida 33 e pela PCU 17, o motor- gerador 13 (14) converte a energia cinética transmitida do eixo de aci- onamento 16 (rodas) através da engrenagem de transmissão 15 e do mecanismo de divisão de potência motriz 12 em energia elétrica.

[0058] A PCU 17 emite a energia elétrica convertida, a saber, a potência elétrica recuperada, para a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 como potência elétrica regenerada. Nesse ponto, devido ao fato de que o veículo 100 está em um estado "Pronto LIGA- DO" e o relé principal de sistema 25 é mantido em um estado fechado (estado conectado), a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML2 é conectada à linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML1 no lado da bateria principal 18. Consequentemente, quando a potência elétrica regenerada produzida pelo controle de regeneração é emitida, a voltagem da potência elétrica regenerada é aumentada por vários componentes eletrônicos (não mostrado) (especificamente, um conversor CC/CC etc.) e a potência elétrica resultante é armazenada na bateria principal 18. Alternativamente, a voltagem da potência elé- trica regenerada produzida pelo controle de regeneração e emitida pa- ra a linha de fonte de alimentação de alta voltagem PML3 é reduzida pelo conversor CC/CC 26. A potência elétrica resultante é emitida para a linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL1 e armazena- da na sub-bateria 19.

[0059] Posteriormente, o controle de carregamento da bateria principal 18 ou da sub-bateria 19 do veículo 100 pelo controlador de carregamento 30 é descrito em várias situações diferentes.

(A) QUANDO O VEÍCULO 100 ESTÁ EM PERCURSO

[0060] Conforme descrito acima, quando o veículo 100 está em percurso, a bateria ECU 32 do controlador de carregamento 30 man- tém o relé de carregamento 27 disposto entre a bateria principal 18 e a carregador solar 23 em um estado aberto (estado desconectado) a fim de dar prioridade para a confiança e a segurança considerando o fato de que uma fonte de alimentação de alta voltagem é manuseada. No entanto, quando o veículo 100 está em percurso, se a célula solar in- tegrada ao veículo 21 estiver em um estado que tem a capacidade de gerar potência elétrica, especificamente, durante o dia em um dia cla- ro, a célula solar integrada ao veículo 21 gera potência elétrica medi- ante a conversão de energia solar em energia elétrica. Nesse caso, a ECU solar 31 do controlador de carregamento 30 armazena tempora- riamente a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veí- culo 21, a saber, potência elétrica gerada de luz solar, na bateria de baixa tensão 22.

[0061] Quando o veículo 100 está em percurso, especificamente, conforme ilustrado na Figura 3, quando a ignição (I/G) no veículo 100 estiver em um estado LIGADO e o veículo 100 estiver em um estado "Pronto LIGADO", a ECU solar 31 seleciona a sub-bateria 19 como o destino de carregamento e abastece a potência elétrica gerada de luz solar temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 para a sub-bateria 19. Em outras palavras, a ECU solar 31 usa um conver- sor CC/CC de carregamento de baixa voltagem no circuito de controle de carregamento 23a do carregador solar 23 para transformar e retifi- car a potência elétrica gerada de luz solar em uma voltagem prede- terminada e, então, abastece e armazena a potência elétrica gerada de luz solar na sub-bateria 19 através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2. Observar que, nesse caso, evidentemente o carregador solar 23 (ECU solar 31) abastece a potência elétrica gera- da de luz solar para a sub-bateria 19 de modo que a sub-bateria 19 não está sobrecarregada, com base em um SOC detectado por um sensor de carregamento (não mostrado) incluído na sub-bateria 19.

[0062] Dessa forma, quando o veículo 100 está em percurso, de- vido ao fato de que a ECU solar 31 seleciona a sub-bateria 19 como o destino de carregamento, apenas uma fonte de alimentação de baixa voltagem é manuseada no veículo 100 sem a voltagem da potência elétrica gerada de luz solar sendo substancialmente aumentada. Em outras palavras, quando o veículo 100 está em percurso, se a bateria principal 18 for selecionada como o destino de carregamento, uma fon- te de alimentação de alta voltagem que tem uma voltagem significati- vamente aumentada que foi obtida da potência elétrica gerada de luz solar precisa ser manuseada no veículo 100. Durante o manuseio da potência elétrica gerada de luz solar como uma fonte de alimentação de alta voltagem, há um aumento inevitável na complexidade a fim de evitar a competição entre operações de gerenciamento de sistema e controle de carregamento necessárias para assegurar a confiança e a segurança da bateria principal de bateria de alta voltagem 18. Em con- trapartida, quando a sub-bateria 19 for selecionada como o destino de carregamento, uma fonte de alimentação de baixa voltagem pode ser manuseada da mesma maneira conforme em EVs, HVs, PHVs e veí- culos tradicionais e, como resultado, o sistema e o controle de carre- gamento podem ser simplificados.

(B) QUANDO O VEÍCULO 100 ESTIVER PARANDO OU ESTACIO- NANDO

[0063] Por exemplo, que for determinado, com base em uma velo- cidade de veículo detectada e similares, que o veículo 100 está paran- do ou estacionando, não há necessidade de abastecer uma fonte de alimentação de alta voltagem para o motor-gerador 14 e, por conse- guinte, a ECU híbrida 33 comuta o relé principal de sistema 25 para um estado aberto (estado desconectado). Quando a ECU híbrida 33 comutar o relé principal de sistema 25 para um estado aberto (estado desconectado) dessa maneira, o veículo 100 está, pelo menos, em um estado no qual o veículo 100 não está em percurso com base em uma força de acionamento do motor-gerador 14, a saber, está em um esta- do "Pronto DESLIGADO". Nesse estado "Pronto DESLIGADO", o con- trolador de carregamento 30 usa um destino de carregamento diferen- te quando a ignição (I/G) estiver em um estado ligado quando a igni- ção (I/G) estiver em um estado desligado. Essa operação é agora des- crita em mais detalhes.

(B-1) O ESTADO "PRONTO DESLIGADO" NO QUAL A I/G ESTÁ EM UM ESTADO DESLIGADO

[0064] Quando o veículo 100 estiver em um estado "Pronto DES- LIGADO", conforme ilustrado na Figura 4, a bateria ECU 32 pode co- mutar o relé de carregamento 27 para um estado fechado (estado co- nectado). Como resultado, quando o condutor comutou a ignição (I/G) para um estado desligado e o veículo 100 estiver parando ou estacio- nando, a saber, quando o veículo 100 não estiver em percurso, a po- tência elétrica gerada de luz solar que é temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 pode ser abastecida para e armazenada na bateria principal 18. Essa operação de carregamento da bateria principal 18 é agora descrita em mais detalhes.

[0065] Conforme mostrado na Figura 3, quando a ignição (I/G) no veículo 100 estiver em um estado desligado e o veículo 100 estiver em um estado "Pronto DESLIGADO", a ECU solar 31 seleciona a bateria principal 18, que está em um estado não carregado completamente, como o destino de carregamento, e abastece a potência elétrica gera- da de luz solar temporariamente armazenada na bateria de baixa ten- são 22 para a bateria principal 18. Observar que, nesse caso, o carre- gador de encaixe 24 pode não ser eletricamente conectado a uma es- tação de carregamento. Em outras palavras, essa operação pode ser executada sob a condição de que não haja meios para abastecer po- tência elétrica para a bateria principal 18 exceto o carregador solar 23.

[0066] Conforme descrito acima, vários componentes eletrônicos, incluindo o relé principal de sistema 25, o relé de carregamento 27 e similares, são dispostos nas proximidades da bateria principal 18 a fim de manusear a fonte de alimentação de alta voltagem com segurança. Além disso, a fim de monitorar o estado da bateria principal 18 e de controlar o carregamento da bateria principal 18, a bateria ECU 32, a ECU híbrida 33, a ECU de encaixe 34, a ECU de verificação 35 e simi- lares precisam operar. Além disso, a fim de operar os vários compo- nentes eletrônicos e as várias ECUs, é exigida uma potência elétrica operacional predeterminada.

[0067] Portanto, quando a potência elétrica gerada de luz solar precisar ser abastecida para e armazenada na bateria principal 18, a ECU solar 31 executa controle de carregamento quando o nível de po- tência elétrica temporariamente armazenada na bateria de baixa ten- são 22 for pelo menos um nível de potência operacional predetermina- do elétrica ou mais. Se o nível da potência elétrica gerada de luz solar armazenada na bateria de baixa tensão 22 for o nível de potência elé- trica operacional predeterminado ou mais, a potência elétrica gerada de luz solar pode ser armazenada na bateria principal 18 mesmo se a potência elétrica for consumida da operação dos vários componentes eletrônicos e das várias ECUs mencionadas acima.

[0068] Especificamente, a ECU solar 31 determina se a quantida- de de potência elétrica gerada de luz solar gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 e temporariamente (provisoriamente) armaze- nada na bateria de baixa tensão 22, a saber, o SOC da bateria de bai- xa tensão 22, é, ou não, maior que um SOC que corresponde à potên- cia elétrica operacional predeterminada mencionada acima. Carregan- do a bateria principal 18 toda vez que o SOC da bateria de baixa ten- são 22 for maior que o SOC que corresponde à potência elétrica ope- racional predeterminada, a frequência com a qual os vários componen- tes eletrônicos mencionados abaixo e as várias ECUs são operadas (inicializadas) pode ser reduzida. Como resultado, a potência elétrica consumida toda vez que os vários componentes eletrônicos e as vá- rias ECUs são operadas (inicializadas), a saber, a potência elétrica consumida mediante a operação dos dispositivos necessários para carregar a bateria principal 18, pode ser reduzida, em que o resultado é que a potência elétrica gerada de luz solar pode ser armazenada de maneira eficaz na bateria principal 18.

[0069] Após a potência elétrica gerada de luz solar ter sido arma- zenada até que o SOC da bateria de baixa tensão 22 seja maior que o SOC que corresponde à potência elétrica operacional predeterminada, conforme ilustrado na Figura 4, a verificação é realizada pela ECU de verificação 35 e a ECU solar 31 emite sinais de inicialização para inici- alizar a ECU híbrida 33 e a bateria ECU 32 e a ECU de encaixe 34 que operam em cooperação com a ECU híbrida 33 a fim de carregar com segurança a bateria principal 18. A ECU híbrida 33, que foi inicia- lizada pelo sinal de inicialização emitido, mantém o relé principal de sistema 25 em um estado aberto (estado desconectado). A bateria ECU 32 inicializada pelo sinal de inicialização emitido comuta o relé de carregamento 27 de um estado aberto (estado desconectado) para um estado fechado (estado conectado), conectando assim a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL1 no lado da bateria principal 18 e a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL2 no lado do carregador solar 23. A ECU de encaixe 34 inicializada pelo sinal de inicialização emitido controla uma trajetória de abastecimento de po- tência elétrica (corrente) de maneira em que, conforme descrito abai- xo, uma fonte de alimentação externa seja abastecida.

[0070] Em particular, quando o relé de carregamento 27 for comu- tado pela bateria ECU 32 para um estado fechado (estado conectado), a ECU solar 31 eleva (aumenta) e retifica a potência elétrica de baixa voltagem temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 com um conversor CC/CC de carregamento de alta voltagem no circui- to de controle de carregamento 23a do carregador solar 23 para uma voltagem predeterminada em um curto período de tempo e abastece a potência elétrica cuja voltagem foi convertida em uma alta voltagem para a bateria principal 18 através da linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 e da linha de fonte de alimentação de carrega- mento PUL2. Como resultado, a bateria ECU 32 pode, mediante o controle do carregamento de maneira conhecida, armazenar a potên- cia elétrica (potência elétrica gerada de luz solar) abastecida do carre- gador solar 23 (ECU solar 31) na bateria principal 18.

[0071] Além disso, nesse caso, a potência elétrica na sub-bateria 19 é consumida a fim de inicializar os vários componentes eletrônicos e as várias ECUs. Como resultado, a ECU solar 31 retifica a potência elétrica de baixa voltagem temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 com o conversor CC/CC de carregamento de baixa voltagem no circuito de controle de carregamento 23a do carregador solar 23 e abastece a potência elétrica para a sub-bateria 19 através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2, apenas en- quanto a voltagem da potência elétrica estiver sendo elevada (aumen- tada) conforme descrito acima. Consequentemente, o estado de carga da sub-bateria 19 pode ser levado à recuperação, evitando assim que a sub-bateria 19 "morra".

(B-2) ESTADO "PRONTO DESLIGADO" NO QUAL A I/G ESTÁ EM UM ESTADO LIGADO

[0072] Em caso como, por exemplo, quando o condutor ou um ocupante no veículo 100 quer usar um dispositivo acessório que pode ser operado mediante a comutação da ignição (I/G) para um estado ligado, ou quando o mecanismo-motor 11 não foi inicializado com su- cesso, o veículo 100 não está em percurso e, conforme mostrado na Figura 3, a ignição (I/G) está em um estado ligado e o veículo 100 está em um estado "Pronto DESLIGADO". Nesse caso, devido ao fato de que a carga na sub-bateria 19 aumenta como resultado da operação do dispositivo acessório de acordo com os desejos (vontades) do con- dutor ou do ocupante, a ECU solar 31 seleciona a sub-bateria 19 como o destino de carregamento e abastece a potência elétrica gerada de luz solar temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 para a sub-bateria 19.

[0073] Em outras palavras, a ECU solar 31 usa o conversor CC/CC de carregamento de baixa voltagem no circuito de controle de carregamento 23a do carregador solar 23 para transformar e retificar a potência elétrica gerada de luz solar em uma voltagem predeterminada e, então, abastece e armazena essa potência elétrica na sub-bateria 19 através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2. Observar que, também nesse caso, evidentemente o carregador solar 23 (ECU solar 31) abastece a potência elétrica gerada de luz solar pa- ra a sub-bateria 19 de modo que a sub-bateria 19 não sobrecarregue com base em um SOC detectado por um sensor de carregamento (não mostrado) incluído na sub-bateria 19.

[0074] Dessa forma, em uma situação na qual a carga na sub- bateria 19 aumenta, a saber, em uma situação em que o consumo da potência elétrica armazenada na sub-bateria 19 aumenta, a seleção pela ECU solar 31 da sub-bateria 19 como o destino de carregamento permite que a potência elétrica gerada de luz solar seja adequadamen- te abastecida. Como resultado, pode-se evitar adequadamente que a sub-bateria 19 "morra". Observar que, devido ao fato de que a potên- cia elétrica abastecida para a sub-bateria 19 tem uma baixa voltagem, conforme descrito acima, uma fonte de alimentação de baixa voltagem pode ser manuseada da mesma maneira que para veículos tradicio- nais, exceto EVs, HVs e PHVs e, como resultado, o sistema e o con- trole de carregamento podem ser simplificados.

(C) DURANTE O CARREGAMENTO DE ENCAIXE COM O USO DE UMA FONTE DE ALIMENTAÇÃO EXTERNA

[0075] Em uma situação na qual a ignição (I/G) está em um estado desligado, por exemplo, uma situação na qual o veículo 100 está esta- cionado na residência do condutor, o condutor pode realizar o carre- gamento com o uso de uma fonte de alimentação externa, ou "carre- gamento por encaixe". No carregamento por encaixe, a ECU solar 31 muda o destino de carregamento da potência elétrica gerada de luz solar para qualquer uma dentre a bateria principal 18 ou a sub-bateria 19 com base no estado de fornecimento da potência elétrica sendo abastecida da fonte de alimentação externa para a bateria principal 18 pela ECU de encaixe 34. Tais casos são agora descritos em mais de- talhes.

(C-1) CARREGAMENTO DA BATERIA PRINCIPAL 18 DURANTE O CARREGAMENTO POR ENCAIXE

[0076] Quando o carregador de encaixe 24 do veículo 100 e uma estação de carregamento são eletricamente conectados entre si e o carregamento por encaixe está sendo executados ou quando o carre- gamento por encaixe está programado para ser executado com base em um temporizador programado e similares, a ECU de encaixe 34 carrega a bateria principal 18 mediante o abastecimento de uma fonte de alimentação externa (fonte de alimentação comercial) da estação de carregamento para a bateria principal 18. Além disso, quando a ba- teria principal 18 está sendo carregada pela fonte de alimentação ex- terna, a ECU solar 31 abastece a potência elétrica gerada de luz solar para a bateria principal 18.

[0077] Nesse estágio, com base na comunicação de/para a ECU solar 31, quando a potência elétrica é abastecida do carregador solar 23 para a bateria principal 18, a ECU de encaixe 34 seleciona a linha de fonte de alimentação de carregamento PUL4 como a trajetória de abastecimento para a potência elétrica (corrente) da fonte de alimen- tação externa e, através da linha de fonte de alimentação de carrega- mento PUL4 e da linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 eletricamente conectadas ao carregador solar 23, abastece po- tência elétrica (corrente) para a bateria principal 18. Em outras pala- vras, quando a potência elétrica gerada de luz solar é abastecida do carregador solar 23, a ECU de encaixe 34 funde a potência elétrica (corrente) abastecida da fonte de alimentação externa com a potência elétrica (corrente) abastecida através da linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 e abastece a potência elétrica fundida para a bateria principal 18.

[0078] Como resultado, a potência elétrica necessária a fim de car- regar a bateria principal 18 pode ser atingida pela potência elétrica abastecida da fonte de alimentação externa e pela potência elétrica gerada de luz solar. Em outras palavras, da quantidade de potência elétrica necessária para carregar a bateria principal 18, a quantidade de potência elétrica abastecida do carregador de encaixe 24 é obtida mediante a subtração da quantidade de potência elétrica abastecida do carregador solar 23 da quantidade de potência elétrica necessária para carregar a bateria principal 18. Portanto, quando a potência elé- trica do carregador solar 23 for usada em conjunto com o carregamen- to por encaixe, a quantidade de potência elétrica (corrente) abastecida da fonte de alimentação externa a fim de carregar a bateria principal 18 diminui. Isso permite que o condutor do veículo 100 reduz os custos de carregamento que surgem por meio do uso da fonte de alimentação externa (fonte de alimentação comercial).

[0079] Por outro lado, em relação à potência elétrica armazenada na bateria principal 18, a razão de potência elétrica abastecida do car- regador solar 23, a saber, a razão da potência elétrica gerada de luz solar, que é energia renovável, pode ser ativamente aumentada. Como resultado, por exemplo, dependendo da região na qual o veículo 100 está em percurso, o consumo de combustível (consumo de eletricida- de) é calculado com base na razão da potência elétrica gerada de luz solar e de uma perspectiva de proteção ambiental, o condutor do veí- culo 100 pode receber tratamento preferencial devido ao consumo de combustível aprimorado (consumo de eletricidade).

[0080] Além disso, por exemplo, quando a potência elétrica não é abastecida do carregador solar 23 para a bateria principal 18 devido ao fato de que a quantidade de potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 é baixa devido ao mau tempo, a ECU de encaixe 34 abastece potência elétrica (corrente) para a bateria princi- pal 18 mediante a seleção da linha de fonte de alimentação de carre- gamento PUL2 como a trajetória de abastecimento para a potência elétrica (corrente) da fonte de alimentação externa. Como resultado, a bateria principal 18 pode ser carregada de maneira segura com o uso da fonte de alimentação externa abastecida de maneira estável (fonte de alimentação comercial), que permite que o condutor use o veículo 100 de acordo com sua própria programação.

(C-2) CARREGAR A SUB-BATERIA 19 APÓS O CARREGAMENTO POR ENCAIXE

[0081] Quando o carregador de encaixe 24 do veículo 100 e a es- tação de carregamento foram eletricamente conectados entre si e o carregamento da bateria principal 18 foi concluído conforme descrito acima, a ECU de encaixe 34 interrompe o carregamento por encaixe. Em outras palavras, com base na comunicação para/da bateria ECU 32, quando o SOC da bateria principal 18 for um SOC pré-definido que é predeterminado a fim de determinar o estado totalmente carregado da bateria principal 18, a ECU de encaixe 34 desconecta a potência elétrica da fonte de alimentação externa. Por outro lado, com base no fato de que o carregamento por encaixe pela ECU de encaixe 34 foi interrompido, a saber, que o abastecimento de potência elétrica da fonte de alimentação externa foi interrompido, a ECU solar 31 muda o destino de carregamento para abastecer e armazenar a potência elé- trica gerada de luz solar da bateria principal 18 para a sub-bateria 19.

[0082] Como resultado, a corrente escura consumida pelos vários dispositivos acessórios pode ser adequadamente compensada pela potência elétrica abastecida da sub-bateria 19 quando o veículo 100 estiver parando ou estacionando (em particular, quando o mecanismo- motor 11 for interrompido). Portanto, pode-se evitar que a sub-bateria 19 "morra" antecipadamente. Além disso, mediante a mudança do destino de carregamento para a sub-bateria 19 quando o carregamen- to da bateria principal 18 for concluído, pode ser evitada a sobrecarga da bateria principal 18, com o resultado que a bateria principal 18 pode ser adequadamente protegida.

(D) DURANTE O CARREGAMENTO EM UM ESTADO NO QUAL A I/G FOI COMUTADO PARA A POSIÇÃO "ACESSÓRIO"

[0083] Quando a ignição (I/G) foi comutada pelo condutor para a posição "acessório", pode ser determinado que o condutor ou um ocu- pante quer operar e usar um dispositivo acessório sem dar partida no mecanismo-motor 11, a saber, sem consumir gasolina ou diesel. Por- tanto, o controlador de carregamento 30 seleciona a sub-bateria 19 como o destino de carregamento e abastece a potência elétrica gerada de luz solar a fim de operar de modo contínuo o dispositivo acessório de acordo com os desejos do condutor ou do ocupante.

[0084] Especificamente, similar ao caso mencionado acima em (b- 2) ou ao caso mencionado acima em (c-2), a ECU solar 31 usa o con- versor CC/CC de carregamento de baixa voltagem no circuito de con- trole de carregamento 23a do carregador solar 23 para transformar e retificar a potência elétrica gerada de luz solar em uma voltagem pre- determinada e, então, abastece a potência elétrica para a sub-bateria 19 através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2. Observar que, também nesse caso, o carregador solar 23 (ECU solar 31) abastece a potência elétrica gerada de luz solar para a sub-bateria 19 de modo que a sub-bateria 19 não sobrecarregue, com base em um SOC detectado por um sensor de carregamento (não mostrado) incluído na sub-bateria 19.

[0085] Dessa forma, por exemplo, em uma situação na qual um dispositivo acessório é operado apenas pela potência elétrica da sub- bateria 19 de acordo com os desejos do condutor ou do ocupante, a saber, em uma situação na qual o consumo da potência elétrica arma- zenada na sub-bateria 19 aumenta, os desejos do condutor ou do ocupante podem ser adequadamente refletidos por meio do uso da potência elétrica gerada de luz solar. Além disso, mediante o abaste- cimento da potência elétrica gerada de luz solar para a sub-bateria 19, pode-se evitar adequadamente que a sub-bateria 19 "morra". Observar que, mesmo nesse caso, devido ao fato de que a potência elétrica abastecida para a sub-bateria 19 tem uma baixa voltagem, conforme descrito acima, uma fonte de alimentação de baixa voltagem pode ser manuseada da mesma maneira como para veículos tradicionais, exce- to EVs, HVs e PHVs e, como resultado, o sistema e o controle de car- regamento podem ser simplificados.

[0086] Conforme pode ser entendido a partir da descrição acima, de acordo com essa modalidade, quando o veículo 100 está em per- curso, a saber, quando há a possibilidade de que a potência elétrica pelo menos da bateria principal 18 estar sendo abastecida para o mo- tor-gerador 14, pode-se evitar que a potência elétrica gerada pela célu- la solar integrada ao veículo 21 seja abastecida para a bateria principal 18 diretamente da célula solar integrada ao veículo 21 ou através da bateria de baixa tensão 22. Isso elimina a necessidade de executar controles mais complexos sem ter um efeito em como a bateria princi- pal 18 é gerenciada com base em, por exemplo, gerenciamento de sis- tema de alta voltagem, controle de bateria de alta voltagem, controle de abertura/fechamento de um dispositivo de abertura/fechamento de potência elétrica (um relé, etc.) e controle de fonte de alimentação, a saber, evitando a competição entre os controles e similares. Portanto, um aumento na escala de desenvolvimento e nos custos de desenvol- vimento pode ser suprimido e a potência elétrica gerada de luz solar pode ser apropriadamente usada.

[0087] Além disso, a potência elétrica gerada pela célula solar in- tegrada ao veículo 21 pode ser temporariamente armazenada na bate- ria de baixa tensão 22 e a potência elétrica gerada pode ser abasteci- da para a sub-bateria 19 quando o veículo 100 estiver em percurso. Além disso, armazenando temporariamente a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 na bateria de baixa tensão 22, quando o veículo 100 estiver parando ou estacionando, evidente- mente não apenas pode a potência elétrica ser abastecida para a sub- bateria 19, mas a potência elétrica gerada de luz solar também pode ser abastecida para a bateria principal 18. Como resultado, a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 pode ser usa- da de maneira ainda mais eficaz.

EXEMPLO MODIFICADO

[0088] Na modalidade mencionada acima, a unidade de fonte de alimentação elétrica 20 do veículo 100 inclui a bateria de baixa tensão 22 e a potência elétrica gerada de luz solar gerada pela célula solar integrada ao veículo 21 é temporariamente (provisoriamente) armaze- nada na bateria de baixa tensão 22. Nesse caso, conforme ilustrado na Figura 5, a bateria de baixa tensão 22 pode ser omitida e a potên- cia elétrica gerada de luz solar pode ser temporariamente (provisoria- mente) armazenada na sub-bateria 19.

[0089] Especificamente, nesse caso, conforme ilustrado na Figura 6, a ECU solar 31 armazena temporariamente (provisoriamente) a po- tência elétrica gerada de luz solar pela célula solar integrada ao veícu- lo 21 na sub-bateria 19 através do circuito de controle de carregamen- to 23a do carregador solar 23. Observar que, conforme descrito acima em relação às várias situações diferentes, a potência elétrica gerada de luz solar a ser armazenada na sub-bateria 19 pode ser usada me- diante o abastecimento da potência elétrica da sub-bateria 19. Em par- ticular, em uma situação na qual a bateria principal 18 é selecionada como o destino de carregamento, cimo no caso de (b-1), a ECU solar 31 executa o controle de carregamento quando o nível de potência elétrica temporariamente armazenada na sub-bateria 19 for pelo me- nos um nível de potência elétrica operacional predeterminado ou mais. Especificamente, quando o nível de potência elétrica armazenada na sub-bateria 19 for o nível de potência elétrica operacional predetermi- nado ou mais, conforme ilustrado na Figura 6, após a verificação pela ECU de verificação 35, a ECU solar 31 emite um sinal de inicialização e inicializa a bateria ECU 32, a ECU híbrida 33 e a ECU de encaixe 34.

[0090] Em particular, quando o relé de carregamento 27 for comu- tado pela bateria ECU 32 para um estado fechado (estado conectado), conforme ilustrado na Figura 6, a ECU solar 31 eleva (aumenta) e reti- fica a potência elétrica de baixa voltagem temporariamente armazena- da na sub-bateria 19 com um conversor CC/CC de carregamento de alta voltagem no circuito de controle de carregamento 23a do carrega- dor solar 23 para uma voltagem predeterminada em um curto período de tempo através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2 e abastece a potência elétrica cuja voltagem foi convertida em uma alta voltagem para a bateria principal 18 através da linha de fonte de alimentação de carregamento PUL3 e da linha de fonte de alimen- tação de carregamento PUL2. Como resultado, a bateria ECU 32 po- de, mediante o controle de maneira conhecida, armazenar a potência elétrica (potência elétrica gerada de luz solar) abastecida da sub- bateria 19 pelo carregador solar 23 (ECU solar 31) na bateria principal 18.

[0091] Portanto, de acordo com esse exemplo modificado, não há necessidade de incluir separadamente a bateria de baixa tensão 22 para armazenar temporariamente (provisoriamente) a potência elétrica gerada de luz solar pela célula solar integrada ao veículo 21. Conse- quentemente, um aumento nos custos resultante da inclusão da bate- ria de baixa tensão 22 pode ser suprimido e não há necessidade de reservar um espaço para dispor a bateria de baixa tensão 22, o que permite alcance de economia de espaço e leveza. Os outros efeitos vantajosos que podem ser obtidos pelo exemplo modificado são os mesmos efeitos vantajosos obtidos pela modalidade descrita acima.

[0092] A implantação da presente invenção não se limita à modali- dade mencionada acima e ao exemplo modificado. Várias mudanças podem ser realizadas, desde que tais mudanças não se distanciem do objetivo da presente invenção.

[0093] Por exemplo, na modalidade mencionada acima, a potência elétrica gerada de luz solar pela célula solar integrada ao veículo 21 é temporariamente armazenada na bateria de baixa tensão 22 e, no exemplo modificado mencionado acima, a potência elétrica gerada de luz solar é temporariamente armazenada na sub-bateria compartilhada 19. No entanto, também é possível que a potência elétrica gerada de luz solar seja abastecida para a bateria principal 18 e para a sub- bateria 19 sem armazenar temporariamente a potência elétrica na ba- teria de baixa tensão 22 ou que a potência elétrica gerada de luz solar seja abastecida para a bateria principal 18 sem armazenar temporari- amente a potência elétrica na sub-bateria 19.

[0094] Também nesse caso, pode-se evitar que a potência elétrica gerada de luz solar seja abastecida para a bateria principal 18 enquan- to o veículo 100 estiver em percurso. Além disso, quando o veículo 100 não estiver em percurso, devido ao fato de que a potência elétrica gerada de luz solar pode ser diretamente abastecida da célula solar integrada ao veículo 21 para a bateria principal 18 através do carrega- dor solar 23, a bateria principal 18 pode ser carregada enquanto asse- gura a confiança e segurança durante o manuseio da fonte de alimen- tação de alta voltagem. Observar que, nesse caso, aumenta a fre- quência com a qual os vários componentes eletrônicos e as várias ECUs incluídas a fim de assegurar confiança e segurança são opera- dos. Consequentemente, a eficácia de carregamento (SOC) da bateria principal 18 pode se deteriorar em uma quantidade que corresponde ao aumento na quantidade de potência elétrica consumida mediante a operação daqueles componentes eletrônicos em comparação à moda- lidade e ao exemplo modificado mencionados acima.

[0095] Além disso, na modalidade e no exemplo modificado men- cionados acima, por exemplo, no caso de (c-1), a potência elétrica abastecida do carregador solar 23 para a bateria principal 18 (a saber, potência elétrica gerada de luz solar que tem uma voltagem aumenta- da) e a potência elétrica da fonte de alimentação externa (fonte de ali- mentação comercial) abastecida do carregador de encaixe 24 para a bateria principal 18 são fundidas. Como resultado, a razão entre a energia renovável e a potência elétrica (energia elétrica) armazenada na bateria principal 18 aumenta, e a quantidade de potência elétrica comprada da fonte de alimentação comercial é reduzida.

[0096] Nesse caso, por exemplo, quando o nível (quantidade de potência elétrica) da potência elétrica gerada pela célula solar integra- da ao veículo 21 for menor que o nível (quantidade de potência elétri- ca) da potência elétrica da fonte de alimentação externa (fonte de ali- mentação comercial), a ECU solar 31 pode selecionar a sub-bateria 19 como o destino de carregamento. Em outras palavras, nesse caso, apenas o carregador de encaixe 24 abastece potência elétrica da fonte de alimentação externa (fonte de alimentação comercial) para a bate- ria principal 18 através da linha de fonte de alimentação de carrega- mento PUL2 e o carregador solar 23 abastece a potência elétrica ge- rada de luz solar para a sub-bateria 19 através da linha de fonte de alimentação de baixa voltagem PTL2. Como resultado, diferente do caso mencionado acima de (b-1), em uma situação na qual o carre- gamento por encaixe é executado em paralelo (c-1), por exemplo, a carga na célula solar integrada ao veículo 21 e no carregador solar 23 pode ser reduzida, o que permite que períodos úteis (vida) daquelas peças sejam estendidos.

Claims

1. Dispositivo de controle de carregamento configurado pa- ra usar uma célula solar integrada ao veículo (21) para instalação em um veículo (100), o veículo (100) compreendendo: um motor-gerador (13, 14) configurado para gerar uma for- ça de acionamento e para gerar potência elétrica regenerativa; uma bateria principal (18) conectada eletricamente ao mo- tor-gerador (13, 14), em que a bateria principal (18) é configurada para fornecer potência elétrica ao motor-gerador (13, 14) e para armazenar a potência elétrica regenerativa; e uma sub-bateria (19) configurada para fornecer potência elétrica a vários dispositivos-acessório montados no veículo (100), o veículo (100) tendo a capacidade de se deslocar com uso pelo menos da força de acionamento gerada pelo motor-gerador (13, 14), o dispositivo de controle de carregamento sendo caracteri- zado pelo fato de que compreende: uma unidade de fornecimento de potência elétrica (20) que compreende uma célula solar integrada ao veículo (21), a qual é confi- gurada para fornecer potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo (21) a pelo menos uma dentre uma bateria principal (18), uma sub-bateria (19) e uma bateria de baixa tensão (22), con- figurada para armazenar temporariamente a potência elétrica ge- rada pela célula solar integrada ao veículo (21); e uma unidade de controle de carregamento (30) configurada para controlar o carregamento de pelo menos uma dentre a bateria principal (18) e a sub-bateria (19) com uso da potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) e fornecida a partir da uni- dade de fornecimento de potência elétrica (20), a unidade de controle de carregamento (30) sendo configu- rada para impedir que a potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo (21) seja fornecida a partir da unidade de fornecimen- to de potência elétrica (20) à bateria principal (18), quando o veículo (100), no qual o dispositivo de controle de carregamento está instala- do, estiver em deslocamento, e a unidade de controle de carregamento (30) é configu- rada para permitir que a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) e temporariamente armazenada na ba- teria de baixa tensão (22) seja fornecida da bateria de baixa ten- são (22) para a bateria principal (18), quando o veículo (100), no qual o dispositivo de controle de carregamento está instalado, não es- tiver em deslocamento, em que a unidade de controle de carregamento (30) é configurada para pelo menos fornecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) e temporaria- mente armazenada na bateria de baixa tensão (22) para a sub- bateria (19), quando o veículo (100) estiver em deslocamento, em que que a unidade de controle de carregamen- to (30) é configurada para permitir, quando o veículo (100) não esti- ver em deslocamento e uma quantidade de potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) for maior que uma quanti- dade predeterminada da potência elétrica predeterminada, que a po- tência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) seja fornecida a partir da unidade de fornecimento de potência elétrica (20) à bateria principal (18), e em que a quantidade de potência elétrica predeterminada é definida em uma quantidade de potência elétrica consumida quando um componente eletrônico exigido para o carrega- mento da bateria principal (18) estiver em operação como resultado do controle de carregamento da bateria principal (18).

2. Dispositivo de controle de carregamento configurado pa- ra usar uma célula solar integrada ao veículo (21), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de carregamento (30) é configurada para fornecer a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) a partir da unidade de fornecimento de potência elétrica (20) à sub-bateria (19), quando o veículo estiver em deslocamento.

3. Dispositivo de controle de carregamento configurado pa- ra usar uma célula solar integrada ao veículo (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de fornecimento de potência elétrica (20) é configurada adicionalmente para fornecer potência elétrica fornecida externamente a partir do veículo (100) para pelo menos a bateria principal (18), quando o veículo não estiver em deslocamento, e em que a unidade de controle de carregamento (30) é con- figurada para fornecer a potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo (21) à bateria principal (18) ou à sub-bateria (19) com base se a potência elétrica externa está sendo fornecida ou se a potência elétrica de fornecimento externo está desconectada de- vido ao fato de a bateria principal (18) estar totalmente carregada da potência elétrica externa na unidade de fornecimento de potên- cia elétrica (20), em que a unidade de controle de carregamento (30) é configurada para abastecer, quando a unidade de fornecimento de potência elétrica (20) estiver carregando a bateria principal (18) mediante o abastecimento da potência elétrica externa para a bateria principal (18), a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) para a bateria principal (18), e em que a unidade de controle de carregamento (30) é configurada para fornecer, quando o carregamento da bateria principal (18) estiver completo, a potência elétrica gerada pela célula solar inte- grada ao veículo (21) à sub-bateria (19).

4. Dispositivo de controle de carregamento configurado pa- ra usar uma célula solar integrada ao veículo (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle de carregamento (30) é configurada para fornecer, quando o veículo (100) não estiver em deslocamento e quando os vários dispositivos-acessório estiverem em operação com base em uma solicitação de operação de um ocupante no veículo (100), a potência elétrica gerada pela célula solar integrada ao veículo (21) a partir da unidade de fonte de alimentação elétrica (20) à sub- bateria (19).