CN105324269A - 利用车载太阳能电池的充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供利用车载太阳能电池的充电控制装置。在临时蓄电池(22)的充电量超出规定的充电量时,构成充电控制器(30)的太阳能ECU(31)与电力供给部(20)的太阳能充电器(23)协作来将临时蓄电于蓄电池(22)的电力汲取后升压,并向主蓄电装置泵浦充电。这样,在太阳能ECU(31)实施泵浦充电时,电力供给部(20)的太阳能充电器(23)能够在由车载太阳能电池(21)发电而得的电力为规定的电力以下时,从车载太阳能电池(21)向太阳能ECU(31)供给发电而得的电力,在由车载太阳能电池(21)发电而得的电力比规定的电力大时,从车载太阳能电池(21)向太阳能ECU(31)以及主蓄电池(18)供给发电而得的电力。由此,即使在实施泵浦充电的状况下,也能够将车载太阳能电池(21)持续发电而得的电力无浪费地有效利用。

Description

利用车载太阳能电池的充电控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及利用车载太阳能电池对搭载于车辆的蓄电池的充电进行控制的充电控制装置。
背景技术
[0002] 近年来,积极地提出利用太阳能电池(太阳光能)对搭载于车辆的蓄电池的充电进行控制的充电控制装置。例如,在下述专利文献1所公开的电动汽车的控制装置中,对于向车辆内部的电气设备供给电力的辅助蓄电池供给由设置于外部的太阳光面板发电而得的电力。此外,在该以往的控制装置中,当辅助蓄电池的余下容量达到规定值时,使辅助蓄电池的电力升压,对向马达供给电力的主蓄电池充电。
[0003] 专利文献1:日本特开2012-75242号公报
[0004] 另外,在上述以往的控制装置中,可以假设将太阳光面板搭载于车辆,将由该太阳光面板发电而得的电力向辅机蓄电池供给的情况。在这种情况下,在上述以往的控制装置中,当实施将辅机蓄电池的电力升压来对主蓄电池充电的栗浦充电时,由太阳光面板发电而得的电力的供给对象变得不明确。因此,当实施栗浦充电时,存在无法有效地利用由太阳光面板发电而得的电力、即可再生能量的可能性。
发明内容
[0005] 本发明正是为了解决上述课题而形成的,其目的之一在于提供改进为能够有效地活用由车载太阳能电池发电而得的电力的、利用车载太阳能电池的充电控制装置。
[0006] 用于实现上述目的的、本发明的利用车载太阳能电池的充电控制装置被应用于车辆,该车辆具有产生驱动力的发电电动机和与上述发电电动机电连接并供给电力的主蓄电装置,且至少能够利用上述发电电动机所产生的上述驱动力行驶。此处,作为这样的车辆,可以采用电动汽车(EV)、混合动力车(HV)、插电式混合动力车(PHV)。
[0007] 此外,本发明的利用车载太阳能电池的充电控制装置构成为包括电力供给部和充电控制部。上述电力供给部具有搭载于车辆的车载太阳能电池和将由上述车载太阳能电池发电而得的电力临时蓄电的临时蓄电装置,并供给电力。上述充电控制部与上述电力供给部协作来对上述主蓄电装置以及上述临时蓄电装置的充电进行控制。此处,作为上述主蓄电装置以及上述临时蓄电装置,可以采用能够充放电的、二次电池(蓄电池)或双电层电容益寺ο
[0008] 本发明的利用车载太阳能电池的充电控制装置的特征之一在于:当上述充电控制部在上述临时蓄电装置的充电量超过预先设定的规定的充电量的情况下将临时蓄电于上述临时蓄电装置的电力向上述主蓄电装置充电时,上述电力供给部从上述车载太阳能电池向上述充电控制部以及上述主蓄电装置中的至少上述充电控制部供给发电而得的电力。
[0009]由此,在临时蓄电装置的充电量超过规定的充电量时,充电控制部能够与电力供给部协作,将临时蓄电于临时蓄电装置的电力向主蓄电装置充电。此外,在这种情况下,能够将临时蓄电于临时蓄电装置的电力汲取并升压进而向主蓄电装置充电,即能够进行栗浦充电。这样,在充电控制部实施充电(栗浦充电)时,电力供给部能够对充电控制部以及主蓄电装置中的至少充电控制部供给从车载太阳能电池发电而得的电力。由此,即使在实施充电(栗浦充电)的状况下,也能够通过使充电控制部工作并控制充电来有效地活用车载太阳能电池持续发电而得的电力、换言之可再生能量,或者通过向主蓄电装置充电而使发电电动机产生驱动力,从而进行有效地利用。
[0010] 在这种情况下,更具体地说,可以在由上述车载太阳能电池发电而得的电力为预先设定的规定的电力以下时,上述电力供给部从上述车载太阳能电池向上述充电控制部供给发电而得的电力。另外,可以在由上述车载太阳能电池发电而得的电力比上述规定的电力大时,上述电力供给部从上述车载太阳能电池向上述充电控制部以及上述主蓄电装置供给发电而得的电力。
[0011 ] 由此,根据由车载太阳能电池发电而得的电力的大小,在为规定的电力以下时,将从车载太阳能电池发电而得的电力向充电控制部供给,在比规定的电力大时,将从车载太阳能电池发电而得的电力向充电控制部以及主蓄电装置供给。因此,即使在实施充电(栗浦充电)的状况下,也能够可靠地将车载太阳能电池持续发电而得的电力、换言之可再生能量更为可靠地向充电控制部以及主蓄电装置供给,不会白白浪费而能够有效地利用。
[0012]另外,在这种情况下,可以基于由搭载于上述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备工作而消耗的全部消耗电力来设定上述规定的电力,上述电力供给部可以在由上述车载太阳能电池发电而得的电力比基于上述全部消耗电力设定的规定的电力大时,从上述车载太阳能电池向上述充电控制部和搭载于上述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给发电而得的电力,并且从上述车载太阳能电池向上述主蓄电装置供给将上述发电而得的电力减去上述全部消耗电力而余下的剩余电力。
[0013]由此,电力供给部可以向充电控制部、搭载于车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给由车载太阳能电池发电而得的电力。此外,电力供给部可以在由车载太阳能电池发电而得的电力比基于由于搭载于车辆的多个辅机以及多个电子控制设备工作而消耗的全部消耗电力设定的规定的电力大时,从车载太阳能电池向充电控制部、搭载于车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给由车载太阳能电池发电而得的电力,并且从车载太阳能电池向主蓄电装置供给将车载太阳能电池发电而得的电力减去全部消耗电力而得的剩余电力。因此,即使在实施充电(栗浦充电)的状况下,也能够极为有效且高效地利用车载太阳能电池持续发电而得的电力、换言之利用可再生能量。
[0014] 另外,在这种情况下,上述电力供给部能够在由上述车载太阳能电池发电而得的电力为基于上述全部消耗电力设定的规定的电力以下时,从上述车载太阳能电池向上述充电控制部供给发电而得的电力,并且从上述车载太阳能电池向搭载于上述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给将上述发电而得的电力减去伴随上述充电控制部的工作而消耗的消耗电力而余下的剩余电力。
[0015] 由此,电力供给部能够在由车载太阳能电池发电而得的电力为基于由多个辅机以及多个电子控制设备工作而消耗的全部消耗电力设定的规定的电力以下时,从车载太阳能电池向充电控制部供给由车载太阳能电池发电而得的电力,并且能够从车载太阳能电池向搭载于车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给将车载太阳能电池发电而得的电力减去伴随充电控制部的工作而消耗的电力而得的剩余电力。因此,即使在实施充电(栗浦充电)的状况下,也能够极为有效且高效地利用车载太阳能电池持续发电而得的电力、换言之利用可再生能量。
附图说明
[0016]图1涉及本发明的实施方式,为利用车载太阳能电池的充电控制装置所被应用到的车辆的概要的功能框图。
[0017]图2为示意性示出搭载于图1的车辆的电力供给部以及充电控制器的结构的框图。
[0018] 图3为用于对由车载太阳能电池发电而得的电力的充电对象是副蓄电装置(子蓄电池)的情况进行说明的图。
[0019] 图4为用于对由车载太阳能电池发电而得的电力的充电对象是临时蓄电装置(临时蓄电池)的情况进行说明的图。
[0020] 图5为用于对将临时蓄电装置(临时蓄电池)的电力栗浦来对主蓄电装置(主蓄电池)充电的控制、且为车载太阳能电池所产生的发电量小的情况下的充电的控制进行说明的图。
[0021] 图6为用于对将临时蓄电装置(临时蓄电池)的电力栗浦来对主蓄电装置(主蓄电池)充电的控制、且为车载太阳能电池所产生的发电量大的情况下的充电的控制进行说明的图。
[0022] 图7为用于对本发明的变形例的利用车载太阳能电池的充电控制装置说明而示意性示出的框图。
具体实施方式
[0023] 以下,参照附图对本发明的一实施方式的、利用车载太阳能电池的充电控制装置(以下,简称为“本装置”。)进行说明。
[0024] 图1为示出能够应用本装置的车辆100的结构的框图。此处,作为能够应用本装置的车辆100,例如,可以采用具备通过作为搭载的主蓄电装置的主蓄电池的电力而驱动的作为发电电动机的电动发电机且使用从再生电力以及充电站等供给的外部电源来对主蓄电池充电的EV、除了电动发电机之外还具备发动机的HV、对于HV还能够使用外部电源对主蓄电池充电的PHV。此外,在本实施方式中,以车辆100为PHV的情况为例进行说明。
[0025] 如图1所示,本实施方式中的车辆100具备驱动力产生部10,并且具备构成本装置的电力供给部20以及充电控制器30。驱动力产生部10构成为包括发动机11、动力分配机构12、电动发电机13、14、传递齿轮15、驱动轴16、动力控制单元(P⑶)17、主蓄电池18、子蓄电池19。发动机11利用汽油、轻油等烃类燃料的燃烧输出动力。此外,在车辆100中,由发动机11输出的动力(动能)经由动力分配机构12驱动向驱动轴16 (车轴)传递动力的传递齿轮15。
[0026] 动力分配机构12与发动机11、电动发电机13(14)以及传递齿轮15结合,并在这些装置之间分配动力。此处,动力分配机构12例如可以采用具有太阳齿轮、行星架以及齿圈的3个旋转轴的行星齿轮,在太阳齿轮连接电动发电机13,在行星架连接发动机11,在齿圈经由传递齿轮15连接车轴16以及电动发电机14。
[0027] 电动发电机13、14由P⑶17控制,是当从主蓄电池18被供给电力时作为电动机发挥功能,当从外部(例如,发动机11)被传递动力(动能)时作为发电机发挥功能的三相同步型发电电动机。具体地说,电动发电机13被传递经动力分配机构12分配后的发动机11的动力(动能)从而作为发电机发挥功能,并且作为能够进行发动机11的起动的起动马达发挥功能。电动发电机14作为驱动向驱动轴16 (车轴)传递驱动力的传递齿轮15的电动机(动力源)发挥功能。此外,在本实施方式中,虽然以电动发电机13作为发电机发挥功能、电动发电机14作为电动机发挥功能的方式来实施,不过当然也可以实施为电动发电机14作为发电机发挥功能、电动发电机13作为电动机发挥功能,或者电动发电机13、14都作为发电机发挥功能又都作为电动机发挥功能。
[0028] 作为主蓄电装置的主蓄电池18为所谓的高压电源,经由P⑶17与电动发电机13、14电连接。作为副蓄电装置的子蓄电池19为所谓的低压电源的辅机蓄电池,与包括搭载于车辆100的充电控制器30的各种电子控制单元(多个电子控制设备)、搭载于车辆100的多个辅机电连接。
[0029] 如图2所示,电力供给部20具备车载太阳能电池21以及作为临时蓄电装置的临时蓄电池22。车载太阳能电池21例如被设置在车辆100的车顶等,将太阳光能转换为电能。此外,在以下的说明中,将由车载太阳能电池21发电而得的电力称作“太阳光发电所产生的电力”。临时蓄电池22将由车载太阳能电池21发电而得的低压的电力临时充电,如后所述,向主蓄电池18或者/以及子蓄电池19输出电力。因此,临时蓄电池22经由后述的太阳能充电器23与主蓄电池18、子蓄电池19以及车载太阳能电池21电连接。
[0030] 另外,电力供给部20具备太阳能充电器23以及插入式充电器24。太阳能充电器23将由车载太阳能电池21发电而得的电力向主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22中的至少一个以上供给,并且将临时蓄电于临时蓄电池22的电力向主蓄电池18或者/以及子蓄电池19供给。因此,如图2所示,太阳能充电器23具备作为电力供给对象在主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22之间选择性切换,并供给电力的充电控制电路23a。此外,充电控制电路23a具备将由车载太阳能电池21发电而得的电力或者蓄电于临时蓄电池22的低压的电力汲取(栗浦)为高压并向主蓄电池18供给的高压充电用DC/DC转换器、将由车载太阳能电池21发电而得的电力向子蓄电池19或者临时蓄电池22供给的低压充电用DC/DC转换器,不过对此省略图示。
[0031] 插入式充电器24例如通过电缆或者以非接触的方式同设置于自家、公共施设等的充电站等电连接,将作为外部电源(具体地说、工业电源)供给来的交流电力转换为直流电力并供给,主要对主蓄电池18充电。因此,插入式充电器24例如具备由平滑电容器、电压转换机、变频电路等构成的电路,不过对此省略图示。
[0032] 另外,如图2所示,电力供给部20具备在连结主蓄电池18与P⑶17 (更详细地说为电动发电机13、14)的驱动电力供给路径上设置的系统主继电器25。系统主继电器25被设置于主蓄电池18侧的高压电源线路PML1与PCU17侧的高压电源线路PML2之间,通过开闭动作来切换PCU17( S卩,电动发电机13、14)与主蓄电池18的连接或者切断。另外,如图2所示,电力供给部20具备在连接于PCU17侧的高压电源线路PML2的高压电源线路PML3与子蓄电池19之间设置的DC/DC转换器26。
[0033] DC/DC转换器26将作为上游侧的高压电源线路PML3中的高压电源转换为低压(降压),经由作为下游侧的低压电源线路PTL1向子蓄电池19供给低压电源。此处,如图2所示,太阳能充电器23与子蓄电池19经由低压电源线路PTL2被电连接,插入式充电器24与子蓄电池19经由低压电源线路PTL3被电连接。此外,在图2中,将高压电源导通的电源线路以粗实线示出,将低压电源导通的电源线路以双重线示出。
[0034] 进而,如图2所示,电力供给部20具备在连结太阳能充电器23以及插入式充电器24与主蓄电池18的充电电力供给路径上设置的充电用继电器27。充电用继电器27设置在主蓄电池18侧的充电电源线路PUL1与插入式充电器24 (太阳能充电器23)侧的充电电源线路PUL2之间。此处,太阳能充电器23经由充电电源线路PUL3与充电电源线路PUL2电连接。另外,插入式充电器24直接与充电电源线路PUL2连接。另一方面,经由充电电源线路PUL4与充电电源线路PUL3电连接。此外,在充电电源线路PUL3上设置有阻止从充电电源线路PUL2侧朝太阳能充电器23侧的电流的流动的倒流防止二极管,在充电电源线路PUL4设置有阻止从充电电源线路PUL3侧朝插入式充电器24侧的电流的流动的倒流防止二极管。
[0035] 此外,通过像这样经由充电电源线路HJL4将插入式充电器24连接于充电电源线路PUL3,从而在从太阳能充电器23向主蓄电池18供给电力的情况下,能够经由插入式充电器24与充电电源线路PUL4以及太阳能充电器23电连接的充电电源线路PUL3向主蓄电池18供给电力(电流)。即,当从太阳能充电器23供给太阳光发电所产生的电力的情况下,能够使从外部电源供给的电力(电流)与经由充电电源线路PUL3供给的电力(电流)合流,进而向主蓄电池18供给。
[0036] 由此,能够通过从外部电源供给的电力与由太阳光发电产生的电力来提供用于充电主蓄电池18所需的电力。S卩,主蓄电池18的充电所需的电力量中的、从插入式充电器24供给的电力量为将太阳能充电器23减去供给的电力量而得的电力量。因此,当在插入式充电中同时采用来自太阳能充电器23的电力的情况下,为了对主蓄电池18充电而从外部电源供给的电力(电流)变少。由此,能够节约车辆100的驾驶员由于使用外部电源(工业电源)而负担的充电成本。
[0037] 另外,关于向主蓄电池18充电的电力,能够积极地提高从太阳能充电器23供给的电力,即作为可再生能量的太阳光发电所产生的电力的比率。由此,例如根据车辆1〇〇行驶的地域的情况由太阳光发电产生电力,与该电力的比率相应地增加油耗(电耗),从而车辆100的驾驶员随着油耗(电费)的提高而存在出于环境保护的观点能够享受优待措施的情况。
[0038] 如图2所示,充电控制器30具备构成本装置的充电控制部的太阳能ECU31,并且具备电池ECU32。
[0039] 太阳能E⑶31为以CPU、ROM、RAM等为主要结构部件的微机,从电力供给部20的车载太阳能电池21直接供给电力,并且从子蓄电池19供给电力(参照图1)。此外,太阳能ECU31对太阳能充电器23的工作统一控制,由此将由车载太阳能电池21发电而得的电力向主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22中的至少一个以上供给地控制充电,并且将在临时蓄电池22中充电的电力向主蓄电池18或者/以及子蓄电池19供给地控制充电。此处,在太阳能E⑶31连接公知的充电传感器31a、31b。这些充电传感器31a、31b分别安装于子蓄电池19以及临时蓄电池22,检测子蓄电池19以及临时蓄电池22的充电量(SOC:State Of Charge),将表示S0C的信号向太阳能E⑶31输出。此处,充电量(S0C)表示相对于蓄电池的充电容量(充满电时)的充电余量的比率。由此,太阳能ECU31基于由充电传感器31a、31b检测到的子蓄电池19以及临时蓄电池22的充电量(S0C)对充电进行控制。
[0040] 电池E⑶32同样是以CPU、R0M、RAM等为主要结构部件的微机,监视主蓄电池18的充电状态,控制充电用继电器27的工作,从而统一控制对主蓄电池18的充电。此处,在电池E⑶32连接公知的充电传感器32a。该充电传感器32a被安装于主蓄电池18,检测主蓄电池18的充电量亦即S0C,将表示S0C的信号向电池E⑶32输出。由此,电池E⑶32基于由充电传感器32a检测的主蓄电池18的充电量(S0C)对充电进行控制。此外,从子蓄电池19向电池E⑶32供给电力(参照图1)。
[0041] 另外,在充电控制器30中,如图2所示,包含混合动力E⑶33。混合动力E⑶33使发动机11以及电动发电机13、14协同工作,对用于使车辆100行驶的驱动力进行控制。因此,混合动力E⑶33同样是以CPU、ROM、RAM等为主要结构部件的微机,对车辆100的行驶时以及车辆100的充电时的系统主继电器25的切换工作进行控制。此外,同样从子蓄电池19向混合动力E⑶33供给电力(参照图1)。
[0042] 进而,在充电控制器30中还包含插入式E⑶34。插入式E⑶34对插入式充电器24的工作进行统一控制。因此,插入式E⑶34同样是以CPU、ROM、RAM等为主要结构部件的微机。此外,同样从子蓄电池19向插入式E⑶34供给电力(参照图1)。
[0043] 此处,混合动力E⑶33至少与电池E⑶32协作,由此执行与主蓄电池18相关的高压系统管理、高压电池控制、构成电气设备的系统主继电器25以及充电用继电器27的开闭工作管理、车辆100的行驶所需要的电源控制等。因此,在车辆100中,在主蓄电池18的周边设置各种电气设备、各种电子控制设备,通过这些各种电气设备等执行上述各种管理以及控制,由此可靠地确保搭载高压的主蓄电池18的车辆100的可靠性以及安全性,上述设置为公知技术,因此省略图示,
[0044] 此外,这些太阳能E⑶31、电池E⑶32、混合动力E⑶33以及插入式E⑶34如图2所示,被设置为能够经由在车辆100内建立的通信线路(例如,CAN通信线路)相互通信。此处,特别是太阳能E⑶31与混合动力E⑶33如图2所示,经由核对E⑶35 (微机)直接连接。由此,太阳能E⑶31能够在由核对E⑶35核对后与混合动力E⑶33通信,能够直接供给各种信号(起动信号等)。此外,同样向核对ECU35供给来自子蓄电池19的电力(参照图1)。
[0045] 接下来,对于充电控制器30的工作进行具体说明。首先,从车辆100的行驶时的工作开始说明。如果由驾驶员将未图示的点火装置(I/G)形成为开启状态,混合动力ECU33将系统主继电器25控制切换为闭状态(连接状态),则车辆100成为至少能够依靠电动发电机14的驱动力进行行驶的状态、所谓“Ready 0N”的状态。此外,更详细地说,当由电池E⑶32管理的主蓄电池18的S0C为规定的S0C以上时,混合动力E⑶33将系统主继电器25切换控制为闭状态(连接状态),由此车辆1〇〇成为“Ready 0N”的状态。
[0046] S卩,在“Ready 0N”的状态下,主蓄电池18侧的高压电源线路PML1与K:U17侧的高压电源线路PML2被维持在通过包含系统主继电器25的各种电气设备连接的状态。由此,当车辆100处于行驶中时,混合动力E⑶33与电池E⑶32协作,按照公知的电源控制从主蓄电池18经由P⑶17向电动发电机14(13)供给高压的电力。因此,电动发电机14(13)例如产生与驾驶员所进行的加速操作相应的规定的驱动力,经由传递齿轮15对驱动轴16(车轮)施加驱动力。
[0047] 另一方面,在车辆100行驶时、更详细地说当车辆100处于“Ready 0N”的状态时,混合动力ECU33对于电池ECU32将充电用继电器27切换控制位开状态(切断状态)。由此,主蓄电池18侧的充电电源线路PUL1与插入式充电器24 (太阳能充电器23)侧的充电电源线路PUL2被维持为通过包含充电用继电器27的各种电气设备切断的状态。即,当车辆100处于行驶中时,按照公知的高压系统管理以及高压电池管理,将主蓄电池18维持为与太阳能充电器23以及插入式充电器24间完全(严格来说)切断的状态。
[0048] 由此,当车辆100处于行驶中时,防止从太阳能充电器23供给电力进而将主蓄电池18充电。此外,当车辆100处于行驶中时,由于插入式充电器24与设置在车辆100的外部的充电站的电连接不成立,因此无法利用外部电源将主蓄电池18充电。
[0049] 此处,当行驶的车辆100减速的状况(例如,被驾驶员进行制动操作的状况)下,混合动力E⑶33经由P⑶17实施由电动发电机13 (14)产生的再生控制,将车辆100的动能转换为电能进行回收。即,在车辆100的减速时,根据混合动力ECU33以及PCU17所进行的再生控制,电动发电机13(14)将从驱动轴16 (车轮)经由减速齿轮15以及动力分配机构12传递来的动能转换为电能。
[0050] 然后,PCU17将该转换后的电能、换言之回收的电力作为再生电力向高压电源线路PML2输出。此时,由于车辆100处于“Ready 0N”的状态且系统主继电器25被维持为闭状态(连接状态),因此高压电源线路PML2与主蓄电池18侧的高压电源线路PML1连接。由此,当伴随着再生控制输出再生电力的情况下,通过未图示的各种电气设备(具体地说DC/DC转换器等)将再生电力升压,进而向主蓄电池18充电。或者,伴随再生控制向高压电源线路PML3输出的再生电力通过DC/DC转换器26被降压,向低压电源线路PTL1输出,进而向子蓄电池19充电。
[0051] 接下来,分成各类情况对于充电控制器30对车辆100的主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22的充电控制进行说明。
[0052] 如上所述,太阳能ECU31与车载太阳能电池21间未隔有蓄电电力的蓄电装置(双电层电容器等)而被直接电连接。因此,当车载太阳能电池21能够发电的状况下,具体地说如果在白天天气晴朗的状况下,则车载太阳能电池21将太阳光能转换成电能而产生电力,直接向太阳能ECU31供给电力。由此,太阳能ECU31通过具有与伴随车载太阳能电池21的发电的电压的增加斜率(上升)几乎同等的增加斜率、换言之与车载太阳能电池21的电压的增加斜率相比不产生延迟的起动电压起动。此处,将太阳光发电所产生的电力设为发电量P(W)、将为使太阳能ECU31起动工作所需的电力设为消耗电力LI (W)。在这种情况下,例如在由于天气不佳等致使发电量P低于消耗电力L1的状况下,即使供给太阳光发电所产生的电力仍无法将太阳能ECU31起动。即,在这种情况下,由于太阳能ECU31未起动,因此未向主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22供给太阳光发电所产生的电力。
[0053] 此外,像这样,在太阳能ECU31无法起动的程度的发电量P中,例如由于向各蓄电池18、19、22供给电力时的损失(例如,各蓄电池的内部电阻)等致使太阳光发电所产生的电力消耗的可能性较高。因此,即使利用来自子蓄电池19的电力供给将太阳能ECU31起动,也无法确保从车载太阳能电池21向各蓄电池18、19、22供给的电力,反而为了使太阳能ECU31起动而白白消耗子蓄电池19的电力。因此,当发电量P低于消耗电力L1的状况下,太阳能E⑶31不实施对于各蓄电池18、19、22的充电的控制。
[0054] (1) LI < P 彡 Lall 的情况
[0055] 当车载太阳能电池21所产生的发电量P比太阳能E⑶31的消耗电力L1大、并且为搭载于车辆100且在点火装置(I/G)处于开启状态时工作的多个辅机以及多个电子控制设备所产生的全部消耗电力Lall (规定的电力)以下的情况下,太阳能充电器23将太阳光发电所产生的电力向太阳能ECU31供给,太阳能ECU31如图3所示,使用太阳光发电所产生的电力起动。然后,太阳能ECU31将从发电量P减去伴随自身的工作的消耗电力L1而得的剩余电力(P-L1)按照以下的优先顺序依次供给来对充电进行控制。
[0056] 具体地说,太阳能ECU31按照如下的顺序进行供给来对充电进行控制:
[0057] a.)将剩余电力(P-L1)向为规定的SOCs以下的子蓄电池19供给;
[0058] b.)当子蓄电池19的S0C超出规定的SOCs时,将剩余电力(P_L1)向临时蓄电池22供给;
[0059] c.)当临时蓄电池22的S0C超出规定的SOCt时,向主蓄电池18供给。以下,依次进行说明。
[0060] a.)向规定的SOCs以下的子蓄电池19优先供给剩余电力(P-L1)
[0061] 太阳能E⑶31在从车载太阳能电池21供给比自身的消耗电力L1大的发电量P的状况下,当从充电传感器31a取得的子蓄电池19的S0C为相对于子蓄电池19预先设定的规定的充电量亦即SOCs以下时,如图3所示,将剩余电力(P-L1)向子蓄电池19供给。即,太阳能ECU31经由太阳能充电器23的充电控制电路23a将电力供给对象选择为子蓄电池19,经由低压充电用DC/DC转换器将剩余电力(P-L1)变压为规定的电压并进行整流。然后,太阳能ECU31经由低压电源线路PTL2向子蓄电池19供给剩余电力(P-L1)来进行蓄电。
[0062] b.)当子蓄电池19的S0C超出规定的SOCs时,将剩余电力(P_L1)向临时蓄电池22供给
[0063] 太阳能E⑶31在从充电传感器31a取得的子蓄电池19的S0C超出作为规定的充电量的SOCs时,如图4所示,将剩余电力(P-L1)向临时蓄电池22供给。S卩,太阳能E⑶31经由太阳能充电器23的充电控制电路23a将电力供给对象选择为临时蓄电池22,经由低压充电用DC/DC转换器将剩余电力(P-L1)变压为规定的电压并进行整流。然后,太阳能ECU31向临时蓄电池22供给剩余电力(P-L1)来进行蓄电。此处,如果将临时蓄电池22中的S0C的变化量设为△ S0C、从充电控制部电路23a向临时蓄电池22供给电力时的效率设为eNi_in,则将剩余电力(P-L1)向临时蓄电池22充电所需的充电时间tt可以表示为tt=AS0C/eNi_in(P_Ll)。
[0064] 此处,太阳能E⑶31在选择子蓄电池19或者临时蓄电池22作为电力供给对象的上述a.)以及b.)的情况下,无需将剩余电力(P-L1)即太阳光发电所产生的电力大幅升压,仅仅使用低压电源。换言之,当选择主蓄电池18作为电力供给对象的c.)的情况下,需要使用将太阳光发电所产生的电力(更详细地说为蓄电于临时蓄电装置的电力)大幅升压的高压电源。而且,为了使用这样的高压电源,为了确保其可靠性与安全性,将无法避免造成系统管理以及充电控制的复杂化。对此,作为电力供给对象,首先,优先选择S0C为规定的SOCs以下的子蓄电池19,然后选择临时蓄电池22,在这样的情况下,可以与EV、HV、PHV等以往的车辆相同地使用低压电源,其结果,能够简化系统以及充电控制。
[0065] c.)当临时蓄电池22的S0C超出规定的SOCt时,将临时蓄电池22的电力栗浦后向主蓄电池18供给
[0066] 在这种情况下,处于子蓄电池19的S0C超出规定的充电量亦即SOCs,并且临时蓄电池22的S0C超出规定的充电量亦即SOCt的状态。因此,太阳能E⑶31将剩余电力(P-L1)经由电力供给部20的太阳能充电器23的充电控制电路23a向搭载于车辆100的多个辅机以及多个电子控制设备供给,以供它们的工作消耗。此外,由于相对于伴随着多个辅机以及多个电子控制设备的工作所消耗的全部消耗电力Lall,供给的剩余电力(P-L1)不足,因此太阳能ECU31还从电力供给部20的临时蓄电池22供给电力的不足部分。此外,在这种情况下,也可以代替从临时蓄电池22供给不足部分的电力,转而从子蓄电池19供给不足部分的电力。
[0067] 另一方面,由于临时蓄电池22的充电量超出SOCt,因此太阳能E⑶31从临时蓄电池22汲取电力,进行所谓栗浦,进而向主蓄电池18供给来对充电进行控制。以下,具体对基于栗浦的对于主蓄电池18的充电的控制进行说明。
[0068] 混合动力ECU33例如基于检测到的车速等,当车辆100驻车停车时,由于无需向电动发电机14供给高压电源,因此如图5所示,将系统主继电器25切换控制为开状态(切断状态)。这样,如果混合动力E⑶33将系统主继电器25切换控制为开状态(切断状态),则车辆100成为至少不通过电动发电机14的驱动力行驶的状态、所谓的“Ready OFF”的状态。
[0069] 这样,当车辆100处于“Ready OFF”的状态时,电池E⑶32如图5所示,能够将充电用继电器27切换为闭状态(连接状态)。由此,当由驾驶员将点火装置(I/G)操作为关闭状态并将车辆100驻车停车时(即,车辆100不行驶时),太阳能ECU31将临时在临时蓄电池22中充电的太阳光发电所产生的电力向主蓄电池18供给并蓄电。此外,在这种情况下,可以进一步将插入式充电器24不与充电站电连接、即除了太阳能充电器23以外不存在向主蓄电池18供给电力的单元作为条件。
[0070] 此处,如上所述,在主蓄电池18的周边,为了安全地使用高压电源而设置有包含系统主继电器25以及充电用继电器27的多个电气设备。另外,为了监视主蓄电池18的状态,控制对于主蓄电池18的充电,至少需要使电池E⑶32以及混合动力E⑶33等工作。而且,在这些多个电气设备以及多个ECU(多个电子控制设备)的工作过程中,电力被消耗。
[0071] 因此,太阳能E⑶31在向主蓄电池18供给太阳光发电所产生的电力来进行蓄电的情况下,当在临时蓄电池22中临时充有至少多个电气设备等所产生的消耗电力以上的电力时,即、临时蓄电池22的S0C超出基于多个电气设备等所产生的消耗电力设定的SOCt时,执行基于栗浦的充电控制。这样如果是将成为消耗电力以上(SOCt以上)的太阳光发电所产生的电力向临时蓄电池22蓄电的状况,则即使电力伴随着上述的多个电气设备以及ECU的工作而被消耗,也能够将太阳光发电所产生的电力向主蓄电池18充电。
[0072] 具体进行说明,太阳能E⑶31判定从充电传感器31b取得的S0C是否比基于上述的消耗电力设定的SOCt大。此处,基于上述的优先顺序来供给太阳光发电所产生的电力,且每次当临时蓄电池22的S0C比SOCt大时,进行栗浦来实施对于主蓄电池18的充电,由此能够减少使多个电气设备以及多个ECU工作(起动)的频率。由此,能够减少每次使多个电气设备以及多个ECU工作(起动)所消耗的电力,换言之能够减少由于使主蓄电池18的充电所需的设备工作所产生的消耗电力,能够将太阳光发电所产生的电力高效地向主蓄电池18充电。
[0073] 此外,如果临时蓄电池22被充电太阳光发电所产生的电力直至其S0C超出SOCt,则太阳能ECU31如图5所示,经由核对ECU35所进行的核对输出起动信号,为了安全地对主蓄电池18充电,使混合动力E⑶33以及与该E⑶33协同工作的电池E⑶32起动。这样,通过输出的起动信号起动的混合动力ECU33将系统主继电器25维持为开状态(切断状态)。另外,通过起动信号起动的电池ECU32将充电用继电器27从开状态(切断状态)切换控制为闭状态(连接状态),将主蓄电池18侧的充电电源线路HJL1与太阳能充电器23侧的充电电源线路HJL2连接。
[0074] 此外,特别是,如果通过电池E⑶32将充电用继电器27切换为闭状态(连接状态),则太阳能ECU31以短时间汲取(栗浦)通过太阳能充电器23的充电控制电路23a中的高压充电用DC/DC转换器临时对临时蓄电池22充电的低压的电力,升压至规定的电压并进行整流,经由充电电源线路PUL3以及充电电源线路HJL2向主蓄电池18供给变压为高压的电力。由此,电池ECU32能够根据公知的充电控制,将从太阳能充电器23 (太阳能ECU31)供给的电力(太阳光发电所产生的电力)向主蓄电池18充电。
[0075] 此处,如果将对主蓄电池18的充电时间设为tp、从临时蓄电池22供给的电力量设为AS0C、从临时蓄电池22向充电控制部电路23a供给电力时的效率设为eNi_out、充电控制部电路23a的高压充电用DC/DC转换器所产生的消耗电力设为D、从充电控制部电路23a的高压充电用DC/DC转换器向主蓄电池18供给电力时的效率设为eLi_in、每次栗浦时对主蓄电池18的充电量设为C,则根据能量守恒定律,P.tp+ASOC.eNi_out =Lall *tp+D.ΐρ成立。此外,对于主蓄电池18的充电时间tp可以表示为tp = Δ S0C/eNi_out( - P+Lall+D),每次栗浦时对主蓄电池18的充电量C可以表示为C = eD⑶OD*eLi_in.tp。其中,eD⑶C表示高压充电用DC/DC转换器的效率。
[0076] 此外,在这种情况下,为使多个电气设备以及多个E⑶工作,子蓄电池19的电力被消耗。因此,太阳能ECU31可以仅在上述的电力的汲取中(栗浦中),将通过太阳能充电器23的充电控制电路23a中的低压充电用DC/DC转换器临时向临时蓄电池22充电的低压的电力整流,并经由低压电源线路PTL2向子蓄电池19供给电力。由此,能够使子蓄电池19的充电量恢复,能够防止产生子蓄电池19的、所谓的蓄电池电力殆尽。
[0077] (2)Lall <P 的情况
[0078]当车载太阳能电池21所产生的发电量P比多个辅机等所产生的全部消耗电力Lall (规定的电力)大的情况下,接受太阳光发电所产生的电力的供给后起动的太阳能E⑶31与上述的(1)L1 < P彡Lall的情况相同,按照如下的顺序供给来对充电进行控制:a.)将剩余电力(P-L1)向规定的SOCs以下的子蓄电池19供给,b.)当子蓄电池19的S0C超出规定的SOCs时,将剩余电力(P-L1)向临时蓄电池22供给,c.)当临时蓄电池22的S0C超出规定的SOCt时,向主蓄电池18供给。其中,只有c.)中的向主蓄电池18的充电的控制不同。
[0079] S卩,当车载太阳能电池21所产生的发电量P比多个辅机等所产生的全部消耗电力Lall大的情况下,能够通过太阳光发电所产生的电力来提供多个辅机等的工作所需的所有电力。因此,在这种情况下,太阳能ECU31如图6所示,与上述⑴的情况相同,将向临时蓄电池22充电至超出SOCt的电力栗浦后供给,并将从发电量P减去全部消耗电力Lall而得的剩余电力(P-Lall)向主蓄电池18供给。
[0080] 具体地说,如果临时蓄电池22被蓄电太阳光发电所产生的电力直至其S0C超出SOCt,则太阳能E⑶31如图6所示,与上述(1)的c.)的情况相同,使混合动力E⑶33以及与该E⑶33协作工作的电池E⑶32起动。由此,混合动力E⑶33将系统主继电器25维持为开状态(切断状态),并且电池ECU32将充电用继电器27从开状态(切断状态)切换控制为闭状态(连接状态),将主蓄电池18侧的充电电源线路HJL1与太阳能充电器23侧的充电电源线路HJL2连接。
[0081 ] 然后,太阳能E⑶31将通过电力供给部20的太阳能充电器23的充电控制电路23a中的高压充电用DC/DC转换器而临时向临时蓄电池22充电的低压的电力以及从车载太阳能电池21供给的低压的剩余电力(P-Lall)在短时间内栗浦后升压至规定的电压并进行整流,经由充电电源线路PUL3以及充电电源线路HJL2向主蓄电池18供给变压为高压的电力。由此,电池ECU32能够根据公知的充电控制将从太阳能充电器23 (太阳能ECU31)供给的电力(太阳光发电所产生的电力)向主蓄电池18充电。
[0082] 由以上的说明可见,根据上述实施方式,构成充电控制器30的太阳能ECU31能够从电力供给部30的车载太阳能电池21,不经由例如双电层电容器等延后要素而直接接受发电而得的电力的供给。由此,例如,无论向充电控制器30供给电力的子蓄电池19的充电状态为如何,太阳能ECU31都能够通过从车载太阳能电池21供给的电力而迅速使起动电压上升从而得以起动。而且,起动后的太阳能E⑶31能够对向主蓄电池18、子蓄电池19以及临时蓄电池22的充电进行控制。
[0083] S卩,太阳能E⑶31能够首先将从车载太阳能电池21发电的发电量P减去伴随充电的控制的消耗电力L1而得的余下的剩余电力(P-L1)向子蓄电池19优先供给并蓄电。由此,能够充分确保子蓄电池19的充电量(S0C),并使构成从子蓄电池19接受电力的供给的充电控制器30的电池E⑶32以及混合动力E⑶33等起动。另外,太阳能E⑶31能够与子蓄电池19的充电量(S0C)超出规定的SOCs相应地,将剩余电力(P-L1)向临时蓄电池22供给并蓄电。而且,太阳能ECU31能够与临时蓄电池22的充电量(S0C)超出规定的SOCt相应地,汲取临时蓄电的电力进行升压(即,栗浦)并向主蓄电池18供给。因此,能够不白白浪费而有效地利用由车载太阳能电池21发电而得的电力、换言之可再生能量。
[0084] 另外,即使在太阳能E⑶31将临时蓄电池22的电力栗浦并控制主蓄电池18的充电的状况下,太阳能充电器23也能够将车载太阳能电池21持续发电而得的电力、换言之可再生能量向太阳能E⑶31 (以及子蓄电池19)或者/以及主蓄电池18供给。更具体地说,当由车载太阳能电池21发电而得的电力即发电量P为全部消耗电力Lall以下时,太阳能充电器23能够从车载太阳能电池21向太阳能ECU31 (以及子蓄电池19)供给发电而得的电力。另一方面,当发电量P比全部消耗电力Lall大时,太阳能充电器23能够从车载太阳能电池21向太阳能ECU31以及主蓄电池18供给发电而得的电力。因此,能够不白白浪费而有效地利用由车载太阳能电池21发电而得的电力、换言之可再生能量。
[0085] 在本发明的实施过程中,并不局限于上述实施方式,只要不脱离本发明的目的,可进行各种变更。
[0086] 例如,在上述实施方式中,实施为:车载太阳能电池21发电,使用该发电而得的电力使太阳能ECU31起动进而执行充电的控制。在这种情况下,例如,在天气不佳或者夜间、又或车库内等中,产生车载太阳能电池21无法发电的情况。另外,在车载太阳能电池21产生故障的情况下,也会产生无法发电的状况。此外,在这样的情况下,如上所述,存在太阳能ECU31的起动本身无法进行的可能性。在这样的情况(紧急情况)下,构成充电控制器30的电池ECU32等可以实施为:无论主蓄电池18或者/以及临时蓄电池22的充电量(SOC)状况如何,即使在SOC降低的状况下,都从这些蓄电池18、22向子蓄电池19强制进行充电。这样,通过在紧急情况下从主蓄电池18或者/以及临时蓄电池22向子蓄电池19供给电力,能够使包含太阳能ECU31的充电控制器30起动,例如在HV或者PHV中,能使发动机11工作来对主蓄电池18充电。
[0087]另外,在产生这样的紧急情况的情况下,也可以如图7所示实施为:设置供驾驶员对紧急情况判断并操作的开关50,通过该开关50的操作反映人的意思,从主蓄电池18或者临时蓄电池22向子蓄电池19强制地进行电力的供给。这样,通过有无对开关50的操作来反映人(驾驶员)的意思,从而能够提高充电系统本身的可靠性。
[0088] 进而,在上述实施方式中,实施为:车辆100的电力供给部20具备临时蓄电池22,向该临时蓄电池22临时充电由车载太阳能电池21发电的、太阳光发电所产生的电力。在这种情况下,还可以实施为:省略将临时蓄电池22物理地设置于车辆100,转而利用子蓄电池19(共用)将太阳光发电所产生的电力临时充电。
[0089] 由此,子蓄电池19具有由临时蓄电池22发挥的功能,能够将车载太阳能电池21发电的太阳光发电所产生的电力临时充电。因此,能够抑制由于设置临时蓄电池22所产生的成本的增大,并且无需确保设置临时蓄电池22的空间,能够实现空间节约化,另外,还能够实现轻型化。对于其他的效果,能够得出与上述实施方式相同的效果。

Claims (4)

1.一种利用车载太阳能电池的充电控制装置,被应用于车辆,该车辆具有产生驱动力的发电电动机和与所述发电电动机电连接并供给电力的主蓄电装置,且至少能够利用所述发电电动机所产生的所述驱动力行驶, 所述利用车载太阳能电池的充电控制装置包括电力供给部和充电控制部,所述电力供给部具有搭载于所述车辆的车载太阳能电池和将由所述车载太阳能电池发电而得的电力临时蓄电的临时蓄电装置,并供给电力,所述充电控制部与所述电力供给部协作来对所述主蓄电装置以及所述临时蓄电装置的充电进行控制, 所述利用车载太阳能电池的充电控制装置的特征在于, 当所述充电控制部在所述临时蓄电装置的充电量超过预先设定的规定的充电量的情况下将临时蓄电于所述临时蓄电装置的电力向所述主蓄电装置充电时, 所述电力供给部从所述车载太阳能电池向所述充电控制部以及所述主蓄电装置中的至少所述充电控制部供给发电而得的电力。
2.根据权利要求1所述的利用车载太阳能电池的充电控制装置,其特征在于, 在由所述车载太阳能电池发电而得的电力为预先设定的规定的电力以下时,所述电力供给部从所述车载太阳能电池向所述充电控制部供给发电而得的电力, 在由所述车载太阳能电池发电而得的电力比所述规定的电力大时,所述电力供给部从所述车载太阳能电池向所述充电控制部以及所述主蓄电装置供给发电而得的电力。
3.根据权利要求2所述的利用车载太阳能电池的充电控制装置,其特征在于, 所述规定的电力基于由搭载于所述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备工作而消耗的全部消耗电力设定, 在由所述车载太阳能电池发电而得的电力比基于所述全部消耗电力设定的规定的电力大时,所述电力供给部从所述车载太阳能电池向所述充电控制部和搭载于所述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给发电而得的电力,并且从所述车载太阳能电池向所述主蓄电装置供给将所述发电而得的电力减去所述全部消耗电力而余下的剩余电力。
4.根据权利要求3所述的利用车载太阳能电池的充电控制装置,其特征在于, 在由所述车载太阳能电池发电而得的电力为基于所述全部消耗电力设定的规定的电力以下时,所述电力供给部从所述车载太阳能电池向所述充电控制部供给发电而得的电力,并且从所述车载太阳能电池向搭载于所述车辆的多个辅机以及多个电子控制设备供给将所述发电而得的电力减去伴随所述充电控制部的工作而消耗的消耗电力而余下的剩余电力。
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