CN115733202A - 太阳能充电系统、方法以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了太阳能充电系统、方法以及车辆。所述太阳能充电系统包括：太阳能电池板；第一电力转换装置，其被配置为接收由所述太阳能电池板产生的电力，并且检测或导出所述第一电力转换装置的输入电力和输出电力；以及第二电力转换装置，其被配置为接收从所述第一电力转换装置输出的电力，并且检测或导出所述第二电力转换装置的输入电力和输出电力。

Description

太阳能充电系统、方法以及车辆
技术领域
本公开涉及太阳能充电系统、方法以及车辆。
背景技术
日本未经审查的专利申请公开第2021-087291号(JP 2021-087291 A)描述了一种太阳能充电系统，其包括两个太阳能电池板、分别对应于太阳能电池板设置的两个太阳能直流-直流转换器(DC-DC converter)、为高压电池提供从太阳能直流-直流转换器输出的电力的高压直流-直流转换器，以及为辅助电池提供从太阳能直流-直流转换器输出的电力的辅助直流-直流转换器。
发明内容
在JP 2021-087291 A中描述的包括多个直流-直流转换器的系统中，当系统中存在异常时，期望能够识别与异常位置相关联的直流-直流转换器。
本公开提供太阳能充电系统、方法以及车辆，当系统中存在异常时，其能够识别其中存在异常的直流-直流转换器。
本公开的一个方案提供了一种太阳能充电系统。所述太阳能充电系统包括太阳能电池板、第一电力转换装置以及第二电力转换装置。所述第一电力转换装置被配置为接收由所述太阳能电池板产生的电力，并且检测或导出所述第一电力转换装置的输入电力和输出电力。所述第二电力转换装置被配置为接收从所述第一电力转换装置输出的电力，并且检测或导出所述第二电力转换装置的输入电力和输出电力。
本公开的另一方案提供了一种由太阳能充电系统执行的方法。所述太阳能充电系统包括：太阳能电池板；第一直流-直流转换器，其被配置为接收由所述太阳能电池板产生的电力；第二直流-直流转换器，其被配置为检测或导出所述第二直流-直流转换器的输入电力和输出电力，并将从所述第一直流-直流转换器输入的电力输出到第一电池；以及第三直流-直流转换器，其被配置为检测或导出所述第三直流-直流转换器的输出电力，并将从所述第一直流-直流转换器输入的电力输出到第二电池。所述方法包括，当所述太阳能充电系统中发生了异常时，基于所述第一直流-直流转换器的输入电力和输出电力、所述第二直流-直流转换器的所述输入电力和所述输出电力以及所述第三直流-直流转换器的所述输入电力和所述输出电力来识别所述异常的位置。
本公开的又一方案提供了一种车辆，其包括根据上述方案的太阳能充电系统。
利用根据本公开的方案的太阳能充电系统、方法和车辆，当系统中存在异常时，可以识别电力转换装置(直流-直流转换器)中的异常的位置。
附图说明
以下将参考所附附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的数字指代相同的元件，并且其中：
图1是根据实施例的太阳能充电系统的示意性配置图；
图2是辅助DDC(直流-直流转换器)的电路的示例；
图3是由太阳能充电系统执行的异常控制处理(第一示例)的流程图；
图4是由太阳能充电系统执行的辅助DDC故障保护处理的流程图；以及
图5是由太阳能充电系统执行的异常控制处理(第二示例)的流程图。
具体实施方式
根据本公开的方案的太阳能充电系统通过以下方式提高系统的运行率和可靠性：当系统中存在异常(已发生了异常)时，基于例如各个直流-直流转换器的输入和输出电力之间的平衡准确地识别异常的位置。在下文中，将参考所附附图详细描述本公开的实施例。
实施例
配置
图1是示出根据本公开的实施例的太阳能充电系统的示意性配置的框图。图1所示的太阳能充电系统1包括两个太阳能电池板11、12、两个太阳能DDC 21、22、高压DDC 30、辅助DDC 40、高压电池50、辅助电池60、电容器70和处理单元100。太阳能充电系统1可安装在车辆等上。
太阳能电池板11、12中的每一个是在接收到太阳光的照射时产生电力的发电设备，并且典型地是作为太阳能电池的集合体的太阳能电池模块。太阳能电池板11、12可以安装在例如车辆的车顶等上。太阳能电池板11连接到太阳能DDC 21(稍后描述)，并且由太阳能电池板11产生的电力输出到太阳能DDC 21。太阳能电池板12连接到太阳能DDC 22(稍后描述)，并且由太阳能电池板12产生的电力被输出到太阳能DDC 22。太阳能电池板11和太阳能电池板12可以具有相同的性能、容量、尺寸、形状等，或者可以部分或完全不同。
太阳能DDC 21、22分别对应于太阳能电池板11、12设置。太阳能DDC21、22中的每一个是向高压DDC 30和辅助DDC 40提供由太阳能电池板11、12中的相应的一个产生的电力的直流-直流转换器(第一直流-直流转换器)。当太阳能DDC 21提供电力时，太阳能DDC 21能够将作为输入电压的太阳能电池板11的发电电压转换(升压或降压)为预定电压，并将该电压输出到高压DDC 30和辅助DDC 40。当太阳能DDC 22提供电力时，太阳能DDC 22能够将作为输入电压的太阳能电池板12的发电电压转换(升压或降压)为预定电压，并将该电压输出到高压DDC 30和辅助DDC 40。这样，太阳能DDC21、22中的每一个用作能够将来自太阳能电池板11、12中的相应一个的输入电力转换成期望的输出电力的第一电力转换装置。太阳能DDC 21包括能够检测或导出太阳能电池板11所连接到的输入侧[A]的电力以及高压DDC30和辅助DDC 40所连接到的输出侧[B]的电力的部件(未示出)。太阳能DDC 22包括能够检测或导出太阳能电池板12所连接到的输入侧[C]的电力以及高压DDC 30和辅助DDC 40所连接到的输出侧[D]的电力的部件(未示出)。例如，能够通过利用电力传感器(未示出)检测太阳能DDC 21、22中的每一个的输入和输出电力，或者从利用电压传感器(未示出)和电流传感器(未示出)检测到的太阳能DDC 21、22中的每一个的输入和输出电压以及输入和输出电流导出输入和输出电力来获得这些电力。太阳能DDC 21、22的配置和性能可以相同或可以根据太阳能电池板11、12而变化。
在太阳能电池板11、12和太阳能DDC 21、22中，太阳能电池板11和太阳能DDC 21组成一个面板发电控制单元，太阳能电池板12和太阳能DDC22组成一个面板发电控制单元。在本实施例的太阳能充电系统1中，以并联设置两个面板发电控制单元的配置为示例进行描述。太阳能充电系统可配置为使得仅设置一个面板发电控制单元或设置三个以上面板发电控制单元。
高压DDC 30是将从太阳能DDC 21、22输出的电力提供给高压电池50的直流-直流转换器(第二直流-直流转换器)。当高压DDC 30提供电力时，高压DDC 30能够将作为输入电压的太阳能DDC 21、22的输出电压转换(升压)为预定电压，并将该电压输出到高压电池50。高压DDC 30包括能够检测或导出太阳能DDC 21、22所连接到的输入侧[E]的电力和高压电池50所连接到的输出侧[F]的电力的部件(未示出)。例如，能够通过利用电力传感器(未示出)检测高压DDC 30的输入和输出电力，或者从利用电压传感器(未示出)和电流传感器(未示出)检测到的高压DDC 30的输入和输出电压以及输入和输出电流导出输入和输出电力来获得这些电力。
辅助DDC 40是将从太阳能DDC 21、22输出的电力提供给辅助电池60的直流-直流转换器(第三直流-直流转换器)。当辅助DDC 40提供电力时，辅助DDC 40能够将作为输入电压的太阳能DDC 21、22的输出电压转换(降压)为预定电压，并将该电压输出到辅助电池60。本实施例的辅助DDC 40由并联连接的两个以上转换器电路组成，以增加可输出的电力容量。
图2示出了由并联连接的两个转换器电路组成的辅助DDC 40的详细电路的示例。在图2所示的辅助DDC 40中，由开关元件M11、开关元件M12和电感器L1组成的第一转换器电路和由开关元件M21、开关元件M22和电感器L2组成的第二转换器电路并联连接。各个开关元件M11、M12、M21、M22的通断运行由驱动电路41控制。辅助DDC 40包括输入电压传感器42、输入电流传感器43、输出电压传感器44、第一输出电流传感器45和第二输出电流传感器46。输入电压传感器42检测输入侧[G]的电压。输入电流传感器43检测从输入侧[G]流入电路的电流。输出电压传感器44检测输出侧[H]的电压。第一输出电流传感器45检测从第一转换器电路流向输出侧[H]的电流。第二输出电流传感器46检测从第二转换器电路流向输出侧[H]的电流。将这些传感器分别检测到的电压和电流的值，或者从电压和电流导出的输入侧[G]的电力值和输出侧[H]的电力值输出到处理单元100。当执行异常控制处理(稍后描述)的第二示例时，可以省略输入电流传感器43。
高压DDC 30和辅助DDC 40中的每一个都用作能够将来自太阳能DDC21、22的输入电力转换为期望的输出电力的第二电力转换装置，其中太阳能DDC 21、22中的每一个都是第一电力转换装置。
高压电池50例如是，诸如锂离子电池和镍氢电池的可充电二次电池。高压电池50连接到高压DDC 30，以便可以利用从高压DDC 30输出的电力进行充电。安装在车辆上的高压电池50可以是，例如能够为诸如起动机和电动机的用于驱动车辆的主要装置(未示出)的运行提供所需的电力的所谓的驱动电池。
辅助电池60例如是，诸如锂离子电池和铅酸电池的可充电二次电池。辅助电池60连接到辅助DDC 40，以便可以利用从辅助DDC 40输出的电力进行充电。安装在车辆上的辅助电池60是能够为包括车灯(诸如前照灯和车内灯)、空调(诸如加热器和冷却器)以及用于自动驾驶和高级驾驶辅助的装置，而非用于驱动车辆的辅助装置(未示出)的运行提供所需的电力的电池。
电容器70连接在太阳能DDC 21、22(第一电力转换装置)与高压DDC30和辅助DDC40(第二电力转换装置)两者之间。电容器70是用于，例如根据需要对在太阳能电池板11、12处产生的电力进行充电或放电，或稳定太阳能DDC 21、22的输出与高压DDC 30和辅助DDC40两者的输入之间产生的电压的大容量电容元件。电容器70可以从太阳能充电系统1的部件中省略。
处理单元100从太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30和辅助DDC 40中的每一个获取检测到的输入电力(或用于导出的检测到的输入电压和检测到的输入电流)和检测到的输出电力(或者用于导出的检测到的输出电压和检测到的输出电流)。当太阳能充电系统1中存在异常时，处理单元100基于从太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30和辅助DDC 40中的每一个获取的输入电力和输出电力来识别其中存在异常(传感器异常、电路异常等)的直流-直流转换器。
太阳能DDC 21、22、高压DDC 30、辅助DDC 40和处理单元100中的一个或一些或全部可以配置为典型地包括处理器、存储器、输入/输出接口等的电子控制单元(ECU)。电子控制单元能够通过处理器读取存储在存储器中的程序并运行这些程序来执行上述各种控制。
控制
接下来，将参考图3至图5进一步描述当太阳能充电系统1中存在异常时由太阳能充电系统1执行的异常控制处理的一些示例。
(1)第一示例
图3是图示出由太阳能充电系统1的处理单元100执行的异常控制处理的第一示例的流程图。图3所示的第一示例的异常控制处理在例如车辆的点火装置打开时开始。
步骤S301
处理单元100计算辅助DDC 40的电流差。辅助DDC 40的电流差是从辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)输出的电流与从辅助DDC40的第二转换器电路(M21、M22、L2)输出的电流之间的差值。处理单元100从辅助DDC 40获取第一输出电流传感器45检测到的电流值和第二输出电流传感器46检测到的电流值，并通过取这些值之间的差来计算电流差值(电流差)。当辅助DDC 40由三个以上并联连接的转换器电路组成时，计算分别流过转换器电路的任意两股电流之间的差值。当计算出辅助DDC 40的电流差时，处理进行到步骤S302。
步骤S302
处理单元100判定辅助DDC 40的电流差是否异常。基于辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)之间的电流差值的绝对值是否超过预定阈值来执行判定。考虑到开关元件、电感器和输出电流传感器的变化、性能等，可以基于在第一转换器电路和第二转换器电路都正常运行的状态下允许的电流差值将预定阈值设置为预定值。当辅助DDC 40的电流差异常时(步骤S302中为是)，处理进行到步骤S303。当辅助DDC 40的电流差正常时(步骤S302中为否)，第一示例的异常控制处理结束。
步骤S303
处理单元100计算太阳能DDC 21、太阳能DDC 22和高压DDC 30中的每一个的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，处理单元100从太阳能DDC21获取太阳能DDC 21的输入侧[A]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和太阳能DDC 21的输出侧[B]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为太阳能DDC 21的电力平衡。处理单元100从太阳能DDC 22获取太阳能DDC 22的输入侧[C]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和太阳能DDC 22的输出侧[D]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为太阳能DDC 22的电力平衡。处理单元100从高压DDC 30获取高压DDC 30的输入侧[E]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和高压DDC 30的输出侧[F]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为高压DDC 30的电力平衡。在获取电压时，太阳能DDC 21的输出侧[B]、太阳能DDC 22的输出侧[D]和高压DDC 30的输入侧[E]电连接并且具有相同的电位，因此任何一个电压都可以用于其他电压。当计算出太阳能DDC 21的输入和输出之间的电力平衡、太阳能DDC 22的输入和输出之间的电力平衡以及高压DDC 30的输入和输出之间的电力平衡时，处理进行到步骤S304。
步骤S304
处理单元100判定太阳能DDC 21的输入和输出之间的电力平衡、太阳能DDC 22的输入和输出之间的电力平衡以及高压DDC 30的输入和输出之间的电力平衡是否都正常。执行该判定以判定太阳能DDC 21、太阳能DDC 22和高压DDC 30是否正常运行。具体地，当直流-直流转换器正常运行时，输入电力与输出电力基本上彼此相等，因此处理单元100将输入电力与输出电力进行比较，并基于差值是否小于或等于接近零的预定值来判定运行是正常还是异常。当DDC的所有电力平衡都正常时(步骤S304中为是)，处理进行到步骤S305。当DDC的电力平衡中的至少一个不正常时(步骤S304中为否)，处理进行到步骤S309。
步骤S305
处理单元100计算太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30、辅助DDC 40和电容器70之间的中间点的电力平衡。更具体地，处理单元100计算太阳能DDC 21的输出、太阳能DDC 22的输出、高压DDC 30的输入、辅助DDC 40的输入和电容器70所连接到的电力线(中间点)的电力平衡。处理单元100获取太阳能DDC 21的输出侧[B]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，太阳能DDC 22的输出侧[D]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，高压DDC 30的输入侧[E]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)，辅助DDC 40的输入侧[G]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)以及电容器70的充电和放电电力(端子电压以及输入和输出电流)，并计算所获取的输出电力和放电电力的和X(＝[B]+[D]+(放电电力))与所获取的输入电力和充电电力的和Y(＝[E]+[G]+(充电电力))之间的差值(X-Y)作为中间点的电力平衡。由于中间点的电压在太阳能DDC 21的输出侧、太阳能DDC 22的输出侧、高压DDC 30的输入侧、辅助DDC 40的输入侧和电容器70中的任何一个处都是相同的值(相同的电位)，即使当计算电流平衡而不是电力平衡时，也可以判定运行是正常还是异常(稍后描述)。当计算出DDC和电容器之间的中间点的电力平衡时，处理进行到步骤S306。
步骤S306
处理单元100判定太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30、辅助DDC 40和电容器70之间的中间点的电力平衡是否正常。执行该判定以判定辅助DDC 40中的异常是发生在输入侧[G]还是发生在输出侧[H]。具体地，当辅助DDC 40的输入侧[G]正常时，判定为正常运行的太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30、和辅助DDC 40之间的中间点的输入电力和输出电力基本上彼此相等，因此处理单元100将输入电力与输出电力进行比较，并基于差值是否小于或等于接近零的预定值来判定运行是正常还是异常。当中间点的电力平衡正常时(步骤S306中为是)，处理进行到步骤S307。另一方面，当中间点的电力平衡异常时(步骤S306中为否)，处理进行到步骤S308。
步骤S307
处理单元100识别出异常仅在辅助DDC 40中并且异常的位置是辅助DDC 40的输出侧[H]。当识别出辅助DDC 40中的异常位置时，处理进行到步骤S310。
步骤S308
处理单元100识别出异常仅在辅助DDC 40中并且异常的位置是辅助DDC 40的输入侧[G]。当识别出辅助DDC 40中的异常位置时，处理进行到步骤S311。
步骤S309
处理单元100判定多个DDC中存在异常。多个DDC包括辅助DDC 40和在步骤S304中判定输入和输出之间的电力平衡异常的DDC。当判定其中存在异常的多个DDC时，处理进行到步骤S311。
步骤S310
处理单元100对其中在输出侧[H]存在异常的辅助DDC 40执行故障保护处理。稍后将描述故障保护处理。当对辅助DDC 40执行故障保护处理时，第一示例的异常控制处理结束。
步骤S311
处理单元100判定不能继续太阳能电池板11、12产生的电力的充电的处理并停止太阳能充电系统1。因此，第一示例的异常控制处理结束。
通过步骤S301至步骤S311的处理，当太阳能充电系统1中存在异常时，可以准确地识别其中存在异常(传感器异常、电路异常等)的DDC。此外，在采用转换器电路的并联配置的辅助DDC 40中，可以准确地判定异常发生在输入侧还是输出侧。
图4是图示出用于辅助DDC 40的故障保护处理的示例的流程图，其由太阳能充电系统1的处理单元100在图3的步骤S310中执行。
步骤S401
处理单元100计算辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，在驱动电路41使第一转换器电路运行并且第二转换器电路停止的状态下，处理单元100获取输入电压传感器42的电压和输入电流传感器43的电流并计算第一转换器电路的输入电力，获取输出电压传感器44的电压和第一输出电流传感器45的电流并计算第一转换器电路的输出电力。处理单元100计算所计算的输入电力和输出电力之间的差值作为辅助DDC 40的第一转换器电路的输入和输出之间的电力平衡。当计算出第一转换器电路的电力平衡时，处理进行到步骤S402。
步骤S402
处理单元100计算辅助DDC 40的第二转换器电路(M21、M22、L2)的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，在驱动电路41使第一转换器电路停止并且第二转换器电路运行的状态下，处理单元100获取输入电压传感器42的电压和输入电流传感器43的电流并计算第二转换器电路的输入电力，获取输出电压传感器44的电压和第二输出电流传感器46的电流并计算第二转换器电路的输出电力。处理单元100计算所计算的输入电力和输出电力之间的差值作为辅助DDC 40的第二转换器电路的输入和输出之间的电力平衡。当计算出第二转换器电路的电力平衡时，处理进行到步骤S403。
步骤S403
处理单元100判定辅助DDC 40中的第一转换器电路(M11、M12、L1)的输入和输出之间的电力平衡以及第二转换器电路(M21、M22、L2)的输入和输出之间的电力平衡是否都异常。执行该判定以判定并联转换器电路中的一个是否正常运行。具体来说，当转换器电路正常运行时，输入电力与输出电力基本上彼此相等，因此处理单元100将输入电力与输出电力进行比较，并基于差值是否小于或等于接近零的预定值来判定运行是正常还是异常。当两个转换器电路的电力平衡都异常时(步骤S403中为是)，处理进行到步骤S404。当转换器电路中的一个的电力平衡异常时(步骤S403中为否)，处理进行到步骤S405。
步骤S404
处理单元100将第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)都识别为异常位置并且停止辅助DDC 40。换句话说，太阳能充电系统1停止。因此，对辅助DDC40的故障保护处理结束。
步骤S405
处理单元100将辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)中的一个识别为异常位置，并将另一个识别为正常。处理单元100通过使用正常运行的转换器电路作为系统继续太阳能充电控制的运行。当太阳能充电控制的运行继续时，对辅助DDC 40的故障保护处理结束。
通过步骤S401至步骤S405的处理，即使当太阳能充电系统1中存在异常，但当异常位置仅为辅助DDC 40中的并联转换器电路中的一个时，也可以通过使用正常的转换器电路利用系统继续太阳能充电控制的运行。通过这种控制，提高了辅助DDC 40在故障保护处理中的运行率，因此提高了系统的辅助DDC 40的可靠性。
在第一示例中，已经描述了在转换器电路的数量为两个的情况下的处理。当辅助DDC 40由三个以上并联连接的转换器电路组成时，可以计算各个转换器电路的输入和输出之间的电力平衡，并且可以判定是否所有的电力平衡都异常。已经描述了，在第一示例的异常控制处理中，当辅助DDC 40的输入侧[G]发生传感器异常时(步骤S308)，太阳能充电系统1立即停止。然而，即使当辅助DDC 40的输入侧[G]发生传感器异常，但在故障保护处理中判定辅助DDC 40的任何一个转换器电路正常时，电力可以通过使用正常运行的转换器电路进行转换，因此可以作为系统继续太阳能充电控制的运行。然而，在这种情况下，假设太阳能DDC 21和太阳能DDC 22中的至少一个是正常的，并且由太阳能电池板产生的电力由正常的太阳能DDC提供给辅助DDC 40。
(2)第二示例
图5是图示出由太阳能充电系统1的处理单元100所执行的异常控制处理的第二示例的流程图。异常控制处理的第二示例可用于例如处理单元100不能获取从辅助DDC 40的输入侧[G]流出的电流的情况，诸如未设置辅助DDC 40的输入电流传感器43(参见图2)的情况。图5所示的第二示例的异常控制处理在例如车辆的点火装置打开时开始。
步骤S501
处理单元100计算辅助DDC 40的电流差。辅助DDC 40的电流差是从辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)输出的电流与从辅助DDC40的第二转换器电路(M21、M22、L2)输出的电流之间的差值。处理单元100从辅助DDC 40获取第一输出电流传感器45检测到的电流值和第二输出电流传感器46检测到的电流值，并通过取这些值之间的差来计算电流差值(电流差)。当计算出辅助DDC 40的电流差时，处理进行到步骤S502。
步骤S502
处理单元100判定辅助DDC 40的电流差是否异常。基于辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)之间的电流差值的绝对值是否超过预定阈值来执行判定。考虑到开关元件、电感器和输出电流传感器的变化、性能等，可以基于在第一转换器电路和第二转换器电路都正常运行的状态下允许的电流差值将预定阈值设置为预定值。当辅助DDC 40的电流差异常时(步骤S502中为是)，处理进行到步骤S503。另一方面，当辅助DDC 40的电流差正常时(步骤S502中为否)，第二示例的异常控制处理结束。
步骤S503
处理单元100计算太阳能DDC 21、太阳能DDC 22和高压DDC 30中的每一个的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，处理单元100从太阳能DDC21获取太阳能DDC 21的输入侧[A]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和太阳能DDC 21的输出侧[B]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为太阳能DDC 21的电力平衡。处理单元100从太阳能DDC 22获取太阳能DDC 22的输入侧[C]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和太阳能DDC 22的输出侧[D]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为太阳能DDC 22的电力平衡。处理单元100从高压DDC 30获取高压DDC 30的输入侧[E]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)和高压DDC 30的输出侧[F]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，并计算所获取的输入电力和输出电力之间的差值作为高压DDC 30的电力平衡。在获取电压时，太阳能DDC 21的输出侧[B]、太阳能DDC 22的输出侧[D]和高压DDC 30的输入侧[E]电连接并且具有相同的电位，因此任何一个电压都可以用于其他电压。当计算出太阳能DDC 21的输入和输出之间的电力平衡、太阳能DDC 22的输入和输出之间的电力平衡以及高压DDC的输入和输出之间的电力平衡时，处理进行到步骤S504。
步骤S504
处理单元100判定太阳能DDC 21的输入和输出之间的电力平衡、太阳能DDC 22的输入和输出之间的电力平衡以及高压DDC 30的输入和输出之间的电力平衡是否都正常。执行该判定以判定太阳能DDC 21、太阳能DDC 22和高压DDC 30是否正常运行。具体地，当直流-直流转换器正常运行时，输入电力与输出电力基本上彼此相等，因此处理单元100将输入电力与输出电力进行比较，并基于差值是否小于或等于接近零的预定值来判定运行是正常还是异常。当DDC的所有电力平衡都正常时(步骤S504中为是)，处理进行到步骤S505。当DDC的电力平衡中的至少一个不正常时(步骤S504中为否)，处理进行到步骤S508。
步骤S505
处理单元100从太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30和电容器70之间的中间点的电力计算辅助DDC 40的输入电力。更具体地，处理单元100获取太阳能DDC 21的输出侧[B]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，太阳能DDC 22的输出侧[D]的电力(或用于导出的输出电压和输出电流)，高压DDC 30的输入侧[E]的电力(或用于导出的输入电压和输入电流)以及电容器70的充电和放电电力(端子电压以及输入和输出电流)，并计算通过从获取的输出电力和放电电力的和X(＝[B]+[D]+(放电电力))减去输入电力和充电电力的和Z(＝[E]+(充电电力))所获得的值(X-Z)作为辅助DDC 40的输入侧[G]的电力。当计算出辅助DDC 40的输入电力时，处理进行到步骤S506。
步骤S506
处理单元100计算辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，在驱动电路41使第一转换器电路运行并且第二转换器电路停止的状态下，处理单元100获取输入电压传感器42的电压和输入电流传感器43的电流并计算第一转换器电路的输入电力，获取输出电压传感器44的电压和第一输出电流传感器45的电流并计算第一转换器电路的输出电力。处理单元100计算所计算的输入电力和输出电力之间的差值作为辅助DDC 40的第一转换器电路的输入和输出之间的电力平衡。处理单元100计算辅助DDC 40的第二转换器电路(M21、M22、L2)的输入和输出之间的电力平衡。更具体地，在驱动电路41使第一转换器电路停止并且第二转换器电路运行的状态下，处理单元100获取输入电压传感器42的电压和输入电流传感器43的电流并计算第二转换器电路的输入电力，获取输出电压传感器44的电压和第二输出电流传感器46的电流并计算第二转换器电路的输出电力。处理单元100计算所计算的输入电力和输出电力之间的差值作为辅助DDC 40的第二转换器电路的输入和输出之间的电力平衡。当计算出第一转换器电路的电力平衡和第二转换器电路的电力平衡时，处理进行到步骤S507。
步骤S507
处理单元100判定辅助DDC 40中的第一转换器电路(M11、M12、L1)的输入和输出之间的电力平衡以及第二转换器电路(M21、M22、L2)的输入和输出之间的电力平衡是否都异常。执行该判定以判定并联转换器电路中的一个是否正常运行。具体来说，当转换器电路正常运行时，输入电力与输出电力基本上彼此相等，因此处理单元100将输入电力与输出电力进行比较，并基于差值是否小于或等于接近零的预定值来判定运行是正常还是异常。当两个转换器电路的电力平衡都异常时(步骤S507中为是)，处理进行到步骤S509。另一方面，当转换器电路中的一个的电力平衡异常时(步骤S507中为否)，处理进行到步骤S510。
步骤S508
处理单元100判定多个DDC中存在异常。多个DDC包括辅助DDC 40和在步骤S504中判定输入和输出之间的电力平衡异常的DDC。当判定其中存在异常的多个DDC时，处理进行到步骤S509。
步骤S509
处理单元100，例如由于第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)都存在异常，判定不能继续由太阳能电池板11、12产生的电力的充电的处理，停止辅助DDC 40并停止太阳能充电系统1。因此，第二示例的异常控制处理结束。
步骤S510
由于辅助DDC 40的第一转换器电路(M11、M12、L1)和第二转换器电路(M21、M22、L2)中的一个正常运行，处理单元100通过使用正常运行的转换器电路(故障保护处理)作为系统继续太阳能充电控制的运行。当太阳能充电控制的运行继续时，第二示例的异常控制处理结束。
通过步骤S501至步骤S510的处理，当太阳能充电系统1中存在异常时，可以准确地识别其中存在异常(传感器异常、电路异常等)的DDC。即使当无法获取从辅助DDC 40的输入侧[G]流出的电流时，但当异常的位置仅为辅助DDC 40中的并联转换器电路中的一个时，也可以通过使用正常的转换器电路利用系统继续太阳能充电控制的运行。通过这种控制，提高了辅助DDC40在故障保护处理中的运行率，因此提高了辅助DDC 40和系统的可靠性。
(3)应用示例
第一示例和第二示例的异常控制处理主要包括判定由并联转换器电路组成的辅助DDC 40中是否存在异常。然而，根据本实施例的太阳能充电系统1具有其中并联设置两个面板发电控制单元的配置。因此，与用于辅助DDC40的转换器电路的故障保护处理类似的故障保护处理可以应用于并联太阳能DDC 21、22。换句话说，当仅在太阳能DDC 21和太阳能DDC 22中的任何一个中存在输入和输出之间的电力平衡异常时，能够通过使用正常运行的太阳能DDC通过利用太阳能电池板中的一个继续发电来提供电力。太阳能DDC的故障保护处理也适用于只有一个转换器电路在辅助DDC 40的故障保护处理中运行的情况。
操作和有利效果
如上所述，利用根据本公开的实施例的太阳能充电系统1，当系统中存在异常时，可以基于太阳能DDC 21、太阳能DDC 22、高压DDC 30以及辅助DDC 40中的每一个的输入和输出之间的电力平衡、中间点的电力平衡等准确地识别其中存在异常(异常的位置)的直流-直流转换器。
在根据本实施例的太阳能充电系统1中，当其中存在异常的辅助DDC40由并联转换器电路组成时，可以基于作为从辅助DDC 40的第一转换器电路输出的电流与从辅助DDC 40的第二转换器电路输出的电流之间的差值的电流差，第一转换器电路的输入和输出之间的电力平衡，以及第二转换器电路的输入和输出之间的电力平衡来识别其中存在异常的转换器电路(一个或两者)。此外，当仅在一个转换器电路中存在异常时，可以通过使用正常的转换器电路利用系统继续太阳能充电控制的运行，因此提高了辅助DDC 40的运行率，并且提高了辅助DDC 40和系统的可靠性。
已经描述了本公开的技术的实施例；然而，本公开不限于太阳能充电系统。本公开还可以解释为由太阳能充电系统执行的方法、实施该方法的程序、存储程序的非暂时性计算机可读存储介质、包括太阳能充电系统的车辆等。
本公开的太阳能充电系统可用在利用由太阳能电池板产生的电力对电池充电的车辆等中。

Claims (13)

1.一种太阳能充电系统，其特征在于包括：
太阳能电池板；
第一电力转换装置，其被配置为
接收由所述太阳能电池板产生的电力，并且
检测或导出所述第一电力转换装置的输入电力和输出电力；以及第二电力转换装置，其被配置为
接收从所述第一电力转换装置输出的电力，并且
检测或导出所述第二电力转换装置的输入电力和输出电力。
2.根据权利要求1所述的太阳能充电系统，其特征在于：
所述太阳能电池板由多块电池板组成；
所述第一电力转换装置由分别对应于所述多块电池板设置的多个第一直流-直流转换器组成；并且
所述第二电力转换装置包括
第二直流-直流转换器，其被配置为
检测或导出所述第二直流-直流转换器的输入电力和输出电力，并且
将从所述第一电力转换装置输入的电力输出到第一电池，以及
第三直流-直流转换器，其被配置为
检测或导出所述第三直流-直流转换器的输出电力，并且
将从所述第一电力转换装置输入的电力输出到第二电池。
3.根据权利要求2所述的太阳能充电系统，其特征在于还包括电子控制单元，其被配置为当所述太阳能充电系统中发生了异常时，基于所述第一电力转换装置的所述输入电力和所述输出电力之间的比较以及所述第二电力转换装置的所述输入电力和所述输出电力之间的比较，判定所述第一直流-直流转换器和所述第二直流-直流转换器中的至少一个中是否发生了异常。
4.根据权利要求3所述的太阳能充电系统，其特征在于：
所述第三直流-直流转换器被配置为使得两个以上转换器电路并联连接；并且
所述电子控制单元被配置为基于分别流过所述两个以上转换器电路的任意两股电流之间的差值来判定所述第三直流-直流转换器中是否发生了异常。
5.根据权利要求4所述的太阳能充电系统，其特征在于所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于i)基于各个所述第一直流-直流转换器的输出电力的值和ii)基于所述第二直流-直流转换器的所述输入电力和所述第三直流-直流转换器的输入电力的值之间的比较，识别所述第三直流-直流转换器中的所述异常的位置。
6.根据权利要求4所述的太阳能充电系统，其特征在于所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于iii)基于所述第二直流-直流转换器的所述输入电力与所述第一直流-直流转换器的输出电力之和之间的差值的值与iv)所述第三直流-直流转换器的所述输出电力之间的比较，识别所述第三直流-直流转换器中的所述异常的位置。
7.根据权利要求5所述的太阳能充电系统，其特征在于还包括连接在所述第一电力转换装置和所述第二电力转换装置之间的电容器，其中
所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于v)所述第一直流-直流转换器的所述输出电力和所述电容器的放电电力之和与vi)所述第二直流-直流转换器的所述输入电力、所述第三直流-直流转换器的所述输入电力和所述电容器的充电电力之和之间的比较，识别所述第三直流-直流转换器中的所述异常的所述位置。
8.根据权利要求6所述的太阳能充电系统，其特征在于还包括连接在所述第一电力转换装置和所述第二电力转换装置之间的电容器，其中
所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于vii)所述第一直流-直流转换器的所述输出电力和所述电容器的放电电力之和与所述第二直流-直流转换器的所述输入电力和所述电容器的充电电力之和之间的差值以及viii)所述第三直流-直流转换器的所述输出电力之间的比较，识别所述第三直流-直流转换器中的所述异常的所述位置。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的太阳能充电系统，其特征在于所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于所述两个以上转换器电路中的每一个的所述输入电力和所述输出电力之间的比较识别其中发生了异常的转换器电路。
10.根据权利要求5至8中任一项所述的太阳能充电系统，其特征在于：
所述两个以上转换器电路包括第一转换器电路和第二转换器电路；并且
所述电子控制单元被配置为，当所述电子控制单元判定所述第三直流-直流转换器中发生了异常时，基于所述第一电力转换电路的输入电力和输出电力之间的比较以及所述第二电力转换电路的输入电力和输出电力之间的比较，识别其中发生了异常的所述第一转换器电路和所述第二转换器电路中的任何一个。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能充电系统，其特征在于所述电子控制单元被配置为通过使用其中未发生异常的所述转换器电路来继续控制。
12.一种由太阳能充电系统执行的方法，所述太阳能充电系统包括
太阳能电池板，
第一直流-直流转换器，其被配置为接收由所述太阳能电池板产生的电力，
第二直流-直流转换器，其被配置为检测或导出所述第二直流-直流转换器的输入电力和输出电力，并将从所述第一直流-直流转换器输入的电力输出到第一电池，以及
第三直流-直流转换器，其被配置为检测或导出所述第三直流-直流转换器的输出电力，并将从所述第一直流-直流转换器输入的电力输出到第二电池，所述方法的特征在于包括
当所述太阳能充电系统中发生了异常时，基于所述第一直流-直流转换器的输入电力和输出电力、所述第二直流-直流转换器的所述输入电力和所述输出电力以及所述第三直流-直流转换器的输入电力和所述输出电力来识别所述异常的位置。
13.一种车辆，其特征在于包括根据权利要求1至11中任一项所述的太阳能充电系统。
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