JP2016208699A - 蓄電制御装置及び輸送機器、並びに、蓄電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電部を備えた輸送機器に搭載された太陽電池部から得られる電力を効率良く蓄電可能な蓄電制御装置を提供すること。【解決手段】蓄電制御装置は、輸送機器に搭載された太陽光発電部と、太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部と、輸送機器の駆動源に電力を供給する第１蓄電部と、太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部と、第２蓄電部に対応する電圧から第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部と、調整部を介した太陽光発電部の発電電力による第２蓄電部の充電、及び昇圧部を介した第２蓄電部から第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部とを備える。制御部は、太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値以上である場合は、第２蓄電部の蓄電電力によって第１蓄電部を充電するよう制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の蓄電部及び太陽光発電部を備えた輸送機器、この輸送機器に搭載される蓄電制御装置、並びに、蓄電制御方法に関する。

特許文献１には、電動車両用バッテリサブシステムが記載されており、電動車両は、車両駆動用のモータに対して主体的に電力のやり取りを行うメインバッテリに加えて、メインバッテリの長寿命化をアシストするためのサブバッテリを搭載する。このシステムでは、メインバッテリのＳＯＣが長寿命化の観点で好適値になるように、メインバッテリとサブバッテリの間で適宜電力の移動を行う。その際、サブバッテリは定期交換を前提とし、サブバッテリのＳＯＣ設定値は、メインバッテリの寿命を優先した値に設定される。これによって、サブバッテリ搭載分だけ付帯コストは増大するが、メインバッテリの長寿命化により、バッテリ交換に伴うユーザのコスト負担が低減する。

また、特許文献２には、不必要なリレーのオン及びオフの繰り返しを防止する太陽光発電用パワーコンディショナが記載されている。このパワーコンディショナは、寄棟屋根等に設置された実際の太陽電池ストリングからの発電量が少なく、リレーがオン及びオフを繰り返す可能性がある場合に、第１閾値の値をそれ以前の値よりも小さくし及び／又は電圧変換回路の出力電圧を徐々に上昇させる際の電圧変化率をそれ以前の電圧変化率よりも大きくするので、リレーがオン及びオフされる可能性が徐々に低くなる。その結果、不必要にリレーがオン／オフされることが少なくなり、騒音の低減及びリレーの劣化を防止することができる。

特開２０１４−１４７１９７号公報 特開２０１３−１０２６３１号公報

上記説明した特許文献１の電動車両用バッテリサブシステムでは、メインバッテリとサブバッテリの間で電力を移動させているが、外部電源から得られた電力や太陽電池等によって発電された電力をどのように授受するかについては規定されていない。また、特許文献２の太陽光発電用パワーコンディショナは、太陽光発電による発電量に応じた制御を行っているが、太陽光発電によって得られた電力をバッテリに蓄電するといった機能は設けられていない。

本発明の目的は、複数の蓄電部を備えた輸送機器に搭載された太陽電池部から得られる電力を効率良く蓄電可能な蓄電制御装置及び輸送機器、並びに、蓄電制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
輸送機器（例えば、後述の実施形態での電動車両）に搭載された太陽光発電部（例えば、後述の実施形態での太陽光発電部１１１）と、
前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部（例えば、後述の実施形態でのＭＰＰＴ制御部１１３，第１コンバータ１１７）と、
前記輸送機器の駆動源に電力を供給する第１蓄電部（例えば、後述の実施形態でのメインバッテリ１２１）と、
前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部（例えば、後述の実施形態でのサブバッテリ１２３）と、
前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部（例えば、後述の実施形態での第２コンバータ１２５）と、
前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部（例えば、後述の実施形態での電流経路切替部１１９，制御部１２９）と、を備え、
前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値（例えば、後述の実施形態での残容量ＳＯＣｓ）がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
前記制御部は、前記発電関連値が所定値以上である場合、前記第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値未満であれば、前記太陽光発電部の発電電力によって前記第２蓄電部を充電するよう制御する。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、
前記発電関連値は、前記太陽光発電部の単位時間当たりの発電電力量である。

請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、
前記発電関連値は、前記太陽光発電部による所定値以上の発電電力量が所定期間以上見込まれる可能性を示す変数（例えば、後述の実施形態での発電期待値）である。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、
前記制御部は、前記発電関連値に応じて予め設定した充電時間に限り、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御し、
前記充電時間は、前記発電関連値が大きいほど短く設定される。

請求項６に記載の発明では、請求項４又は５に記載の発明において、
前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力量の増減傾向に基づいて、前記発電関連値を導出する。

請求項７に記載の発明では、請求項４から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御部は、当該蓄電制御装置が位置する地域の天候情報及び時刻情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記発電関連値を導出する。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の蓄電制御装置を有する、輸送機器である。

請求項９に記載の発明は、
太陽光発電部（例えば、後述の実施形態での太陽光発電部１１１）と、
前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部（例えば、後述の実施形態でのＭＰＰＴ制御部１１３，第１コンバータ１１７）と、
負荷に電力を供給する第１蓄電部（例えば、後述の実施形態でのメインバッテリ１２１）と、
前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部（例えば、後述の実施形態でのサブバッテリ１２３）と、
前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部（例えば、後述の実施形態での第２コンバータ１２５）と、
前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部（例えば、後述の実施形態での電流経路切替部１１９，制御部１２９）と、を備え、
前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値（例えば、後述の実施形態での残容量ＳＯＣｓ）がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する。

請求項１０に記載の発明は、
輸送機器（例えば、後述の実施形態での電動車両）に搭載された太陽光発電部（例えば、後述の実施形態での太陽光発電部１１１）と、
前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部（例えば、後述の実施形態でのＭＰＰＴ制御部１１３，第１コンバータ１１７）と、
前記輸送機器の駆動源に電力を供給する第１蓄電部（例えば、後述の実施形態でのメインバッテリ１２１）と、
前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部（例えば、後述の実施形態でのサブバッテリ１２３）と、
前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部（例えば、後述の実施形態での第２コンバータ１２５）と、
前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部（例えば、後述の実施形態での電流経路切替部１１９，制御部１２９）と、を備えた蓄電制御装置が行う蓄電制御方法であって、
前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値（例えば、後述の実施形態での残容量ＳＯＣｓ）がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する。

請求項１、８、９及び１０の発明によれば、太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、太陽光発電部の発電電力によって充電された第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値以上である場合は、第２蓄電部の蓄電電力によって第１蓄電部を充電するよう制御することによって、第２蓄電部に蓄電された電力を第１蓄電部に移して、第２蓄電部を太陽光発電部の発電電力による充電に備えた状態とされる。したがって、太陽光発電部から得られる電力を効率良く蓄電することができる。また、太陽光発電部の発電電力は第２蓄電部に蓄電される。太陽光発電部の出力電圧との電圧差は第１蓄電部よりも第２蓄電部の方が小さいため、太陽光発電部から得られる電力を少ないエネルギー損失で効率良く蓄電することができる。

請求項２の発明によれば、発電関連値が所定値以上である場合、第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値未満であれば、太陽光発電部の発電電力によって第２蓄電部が充電される。太陽光発電部の出力電圧との電圧差は第１蓄電部よりも第２蓄電部の方が小さいため、太陽光発電部から得られる電力を少ないエネルギー損失で効率良く蓄電することができる。

請求項３の発明によれば、太陽光発電部の単位時間当たりの発電電力量に応じた制御を行うことができるため、短期的なエネルギー効率が向上する。

請求項４の発明によれば、太陽光発電部による所定値以上の発電電力量が所定期間以上見込まれる可能性に応じた制御を行うことができるため、長期的なエネルギー効率が向上する。

請求項５の発明によれば、第２蓄電部の蓄電電力による第１蓄電部の充電時間は、発電関連値が大きいほど短く設定される。このため、充電時間が経過すれば第２蓄電部の容量が空でなくても第１蓄電部への電力移行は終了するので、第２蓄電部はその後の太陽光発電部の発電電力による充電に備えることができる。

請求項６の発明によれば、発電関連値の確からしさが向上する。

請求項７の発明によれば、天候情報や時刻情報などの外的な情報を考慮することで、発電関連値の確からしさがより一層向上する。

第１の実施形態の蓄電制御装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。 気象条件の違いによる太陽光発電部の発電電力の最適動作点を示す図である。 第１の実施形態の蓄電制御装置が有する制御部の動作を示すフローチャートである。 太陽光発電部の発電電力によってサブバッテリが充電されるときの電流経路を示す図である。 太陽光発電部の発電電力によってメインバッテリが充電されるときの電流経路を示す図である。 サブバッテリの蓄電電力によってメインバッテリが充電されるときの電流経路を示す図である。 第２の実施形態の蓄電制御装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の蓄電制御装置が有する制御部の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る蓄電制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態の蓄電制御装置は、蓄電器から供給された電力によって駆動する電動機が駆動源として設けられたＥＶ（Electric Vehicle：電気自動車）やＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）等の電動車両に搭載されている。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の蓄電制御装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。図１に示す電動車両は、電動機（MOT）１０１と、インバータ（INV）１０３と、補機１０５と、第１の実施形態の蓄電制御装置１０７とを備える。以下、電動車両が備える各構成要素について説明する。

電動機１０１は、電動車両が走行するための駆動力を発生する。電動機１０１で発生したトルクは、図示しないギアを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、電動機１０１は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０１で発電された電力は蓄電制御装置１０７が有するメインバッテリ１２１に蓄電される。

インバータ１０３は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０１に供給する。また、インバータ１０３は、電動機１０１の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。

補機１０５は、例えば、車室内温度を調整するエアコンのコンプレッサや、タブレット型端末、冷暖シート、オーディオ機器等である。補機１０５は、蓄電制御装置１０７が有するサブバッテリ１２３からの電力によって主に駆動されるが、メインバッテリ１２１からの降圧電力によっても駆動可能である。

蓄電制御装置１０７は、太陽光発電によって得られた電力の蓄電を制御する。図１に示すように、蓄電制御装置１０７は、太陽光発電部１１１と、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御部１１３と、電力センサ１１５と、第１コンバータ（第１CONV）１１７と、電流経路切替部１１９と、メインバッテリ１２１と、サブバッテリ１２３と、第２コンバータ（第２CONV）１２５と、残容量導出部１２７と、制御部１２９とを有する。

太陽光発電部１１１は、太陽の光エネルギーを電力に変換する太陽電池のセルが複数枚配列されて構成されている。太陽光発電部１１１はパネル状に形成され、電動車両のルーフに設けられている。ＭＰＰＴ制御部１１３は、気象条件等の変化で常に変動する最適動作点に追従しながら太陽光発電部１１１の発電電力を調整する。図２に示すように最適動作点は太陽光発電部１１１が受ける日射量によって異なり、日射量が異なる時点での最適動作点に対応する電圧も異なる。ＭＰＰＴ制御部１１３は、最適動作点に応じた直流の発電電力を第１コンバータ１１７に出力する。なお、ＭＰＰＴ制御部１１３の出力電圧は、日射量が多く太陽光発電部１１１が最大限に発電している時であっても、後述するサブバッテリ１２３の公称電圧よりも低い。

電力センサ１１５は、ＭＰＰＴ制御部１１３によって調整された単位時間当たりの発電電力量を計測する。第１コンバータ１１７は、ＭＰＰＴ制御部１１３の出力電圧を直流のまま一定の電圧に昇圧する。第１コンバータ１１７の出力電圧は、後述するサブバッテリ１２３の公称電圧に近い。電流経路切替部１１９は、制御部１２９からの指示に応じて、太陽光発電部１１１の発電電力に基づく電流が流れる電流経路を切り替える。図１に示すように、電流経路切替部１１９は、２つのスイッチ１３１ａ，１３１ｂを有する。スイッチ１３１ａは、第１コンバータ１１７の出力先をサブバッテリ１２３又は第２コンバータ１２５に切り替える。スイッチ１３１ｂは、サブバッテリ１２３と第２コンバータ１２５との間の電流経路を開閉する。

メインバッテリ１２１は、主に電動機１０１に電力を供給する二次電池であって、例えば１００〜２００Ｖといった直流の高電圧を出力する。サブバッテリ１２３は、メインバッテリ１２１よりも低圧の直流電圧を出力する二次電池であり、ユーザによる電動車両からの取り外しが可能である。第２コンバータ１２５は、第１コンバータ１１７又はサブバッテリ１２３の出力電圧を直流のまま一定の電圧に昇圧する。なお、第２コンバータ１２５の出力電圧は、メインバッテリ１２１の公称電圧に近い。

残容量導出部１２７は、電流積算方式及び／又はＯＣＶ（開放電圧）推定方式によって、メインバッテリ１２１及びサブバッテリ１２３の各残容量（ＳＯＣ：State of Charge）を導出する。制御部１２９は、電力センサ１１５が計測した太陽光発電部１１１の発電電力量及び残容量導出部１２７が導出した各バッテリの残容量に基づいて、電流経路切替部１１９が有する各スイッチ１３１ａ，１３１ｂの開閉を制御する。

以下、制御部１２９の動作について、図３を参照して説明する。図３は、第１の実施形態の蓄電制御装置１０７が有する制御部１２９の動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、制御部１２９は、電力センサ１１５が計測した太陽光発電部１１１の発電電力量が所定値以上（発電電力量≧所定値）か否かを判別する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、発電電力量≧所定値であればステップＳ１０３に進む。一方、発電電力量＜所定値であればステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０３では、制御部１２９は、サブバッテリ１２３の残容量ＳＯＣｓがしきい値ｔｈｓ１以上（ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ１）か否かを判別する。ステップＳ１０３において、ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ１であればステップＳ１０７に進む。一方、ＳＯＣｓ＜ｔｈｓ１であれば、サブバッテリ１２３に充電可能な容量が十分あると判断し、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、制御部１２９は、電流経路切替部１１９のスイッチ１３１ａをサブバッテリ１２３側に切り替え、スイッチ１３１ｂを開制御する。その結果、図４に示すように、太陽光発電部１１１の発電電力によってサブバッテリ１２３が充電される。

ステップＳ１０７では、制御部１２９は、メインバッテリ１２１の残容量ＳＯＣｍがしきい値ｔｈｍ以下（ＳＯＣｍ≦ｔｈｍ）か否かを判別する。ステップＳ１０７において、ＳＯＣｍ≦ｔｈｍであれば、サブバッテリ１２３の充電可能な容量は小さいが、メインバッテリ１２１に充電可能な容量が十分あると判断し、ステップＳ１０９に進む。一方、ＳＯＣｍ＞ｔｈｍであれば処理を終了するか、太陽光発電部１１１の発電電力によって補機１０５等を駆動する。なお、太陽光発電部１１１の発電電力によって補機１０５等を駆動すれば、発電電力は有効に活用されるため、太陽光発電部１１１によって得られたエネルギーを無駄なく消費することができる。ステップＳ１０９では、制御部１２９は、電流経路切替部１１９のスイッチ１３１ａを第２コンバータ１２５側に切り替え、スイッチ１３１ｂを開制御する。その結果、図５に示すように、太陽光発電部１１１の発電電力によってメインバッテリ１２１が充電される。

ステップＳ１１１では、制御部１２９は、サブバッテリ１２３の残容量ＳＯＣｓがしきい値ｔｈｓ２以上（ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ２）か否かを判別する。ステップＳ１１１において、ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ２であれば、サブバッテリ１２３は十分に充電された状態であると判断し、ステップＳ１１３に進む。一方、ＳＯＣｓ＜ｔｈｓ２であれば処理を終了する。なお、しきい値ｔｈｓ２は、ステップＳ１０３で用いたしきい値ｔｈｓ１よりも高く設定されることが望ましい。

ステップＳ１１３では、制御部１２９は、メインバッテリ１２１の残容量ＳＯＣｍがしきい値ｔｈｍ以下（ＳＯＣｍ≦ｔｈｍ）か否かを判別する。ステップＳ１１３において、ＳＯＣｍ≦ｔｈｍであれば、メインバッテリ１２１に充電可能な容量が十分あると判断し、ステップＳ１１５に進む。一方、ＳＯＣｍ＞ｔｈｍであれば処理を終了するか、サブバッテリ１２３の蓄電電力によって補機１０５等を駆動する。なお、サブバッテリ１２３の蓄電電力によって補機１０５等を駆動すれば、この蓄電電力は有効に活用され、かつ、サブバッテリ１２３の充電可能な容量を増大しておくことができる。ステップＳ１１５では、制御部１２９は、電流経路切替部１１９のスイッチ１３１ａを開制御し、スイッチ１３１ｂを閉制御する。その結果、図６に示すように、サブバッテリ１２３の蓄電電力によってメインバッテリ１２１が充電される。

以上説明したように、本実施形態の蓄電制御装置１０７にはメインバッテリ１２１の他に、メインバッテリ１２１よりも低圧のサブバッテリ１２３が設けられており、サブバッテリ１２３に充電可能な容量が十分ある状態（ＳＯＣｓ＜ｔｈｓ１）であれば、太陽光発電部１１１で発電された電力はサブバッテリ１２３に蓄電される。一方、サブバッテリ１２３の充電可能な容量は小さい（ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ１）が、メインバッテリ１２１に充電可能な容量が十分ある状態（ＳＯＣｍ≦ｔｈｍ）では、太陽光発電部１１１で発電された電力はサブバッテリ１２３に蓄電される。メインバッテリ１２１に蓄電される場合、太陽光発電部１１１の発電電力は第１コンバータ１１７及び第２コンバータ１２５の各々において昇圧されるため、２度のエネルギー損失が発生する。また、太陽光発電部１１１で発電された最適動作点に対応する電圧はサブバッテリ１２３の公称電圧よりも小さく、メインバッテリ１２１の公称電圧との電圧差が大きいため、たとえ一度に昇圧する場合であっても損失率は低減できない。しかし、本実施形態のように、太陽光発電部１１１の発電電力を低圧のサブバッテリ１２３に蓄電する際には、昇圧は第１コンバータ１１７において１度だけ行われ、昇圧比も大きくないため、メインバッテリ１２１に蓄電する場合と比較してエネルギー損失を低減できる。

さらに、本実施形態では、太陽光発電部１１１による発電電力量が少なく、かつ、サブバッテリ１２３は十分に充電された状態（ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ２）であり、メインバッテリ１２１に充電可能な容量が十分ある状態（ＳＯＣｍ≦ｔｈｍ）では、サブバッテリ１２３の蓄電電力によってメインバッテリ１２１が充電される。その結果、サブバッテリ１２３の充電可能な容量は増大し、サブバッテリ１２３は、次の機会に太陽光発電部１１１が発電した電力の蓄電に備えることができる。また、サブバッテリ１２３は電動車両から取り外して充電器を介して外部電源から充電することもできるため、サブバッテリ１２３の充電可能な容量を増大しておくことで、充電器を介した充電にも備えることができる。

このように太陽光発電部１１１による発電電力量が所定値以上のとき、サブバッテリ１２３に充電可能な容量が十分ある状態であれば、太陽光発電部１１１の発電電力をメインバッテリ１２１よりもサブバッテリ１２３に優先的に蓄電し、太陽光発電部１１１による発電電力量が所定値未満のときには、サブバッテリ１２３に蓄電された電力をメインバッテリ１２１に移して、サブバッテリ１２３を次の充電に備えた状態とすることで、太陽光発電部１１１から得られる電力を少ないエネルギー損失で効率良く蓄電することができる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の蓄電制御装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。図７に示す電動車両は、電動機（MOT）１０１と、インバータ（INV）１０３と、補機１０５と、第２の実施形態の蓄電制御装置２０７とを備える。第２の実施形態の蓄電制御装置２０７が第１の実施形態の蓄電制御装置１０７と異なる点は、蓄電制御装置２０７が無線部２３３をさらに有することである。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図７に示される図１と共通する構成要素には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

蓄電制御装置２０７が有する無線部２３３は、電動車両が位置する地域の天候情報等を受信する。本実施形態の制御部２２９は、無線部２３３が受信した情報や時刻情報、電力センサ１１５が計測した太陽光発電部１１１の発電電力量の増減傾向等に基づいて、太陽光発電部１１１による所定値以上の発電電力量が所定期間以上見込まれる可能性を示す変数である発電期待値を導出する。例えば、時刻情報が夜間の時刻を示す時や発電電力量が減少傾向の時、天気予報が雨や曇りの時、制御部２２９は発電期待値を負値に設定し、発電電力量が増加傾向にあり所定値を超えた時や天気予報が晴れの時、制御部２２９は発電期待値を正値に設定する。制御部２２９は、発電期待値及び残容量導出部１２７が導出した各バッテリの残容量に基づいて、電流経路切替部１１９が有する各スイッチ１３１ａ，１３１ｂの開閉を制御する。

以下、制御部２２９の動作について、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態の蓄電制御装置２０７が有する制御部２２９の動作を示すフローチャートである。なお、図８に示される図３と共通するステップには同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図８に示すように、制御部２２９は、発電期待値を導出する（ステップＳ２０１）。次に、制御部２２９は、発電期待値が所定値以上（発電期待値≧所定値）か否かを判別する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３において、発電電力量≧所定値であればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３以降の処理は第１の実施形態と同様である。一方、発電電力量＜所定値であればステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、第１の実施形態と同様に、制御部２２９は、サブバッテリ１２３の残容量ＳＯＣｓがしきい値ｔｈｓ２以上（ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ２）か否かを判別し、ＳＯＣｓ≧ｔｈｓ２であればステップＳ１１３に進み、ＳＯＣｓ＜ｔｈｓ２であれば処理を終了する。ステップＳ１１３では、第１の実施形態と同様に、制御部２２９は、メインバッテリ１２１の残容量ＳＯＣｍがしきい値ｔｈｍ以下（ＳＯＣｍ≦ｔｈｍ）か否かを判別し、ＳＯＣｍ≦ｔｈｍであればステップＳ２０５に進み、ＳＯＣｍ＞ｔｈｍであれば処理を終了するか、サブバッテリ１２３の蓄電電力によって補機１０５等を駆動する。

ステップＳ２０５では、制御部２２９は、ステップＳ２０１で導出した発電期待値に応じた充電時間を設定する。この充電時間は、ステップＳ２０５の後に行われるサブバッテリ１２３の蓄電電力によるメインバッテリ１２１の充電時間であり、発電期待値が大きいほど短く設定される。すなわち、発電期待値が大きいときは太陽光発電部１１１の発電電力によるバッテリの充電が開始される可能性が高いため、充電時間は短く設定される。逆に、発電期待値が小さいときは太陽光発電部１１１の発電電力によるバッテリの充電はすぐには行われないため、充電時間が長く設定される。なお、満充電のサブバッテリ１２３からメインバッテリ１２１に電力を全て移行するために要する時間が充電時間の最大値として設定されており、充電時間はこの最大値以下の値に設定される。また、充電時間は、ステップＳ２０１で導出された発電期待値の増減に応じて、適宜変更されても良い。この充電時間を適宜変更することで、太陽光発電部１１１の発電電力によるバッテリの充電をより適切なタイミングで開始することができる。

ステップＳ２０５で充電時間を設定した制御部２２９は、電流経路切替部１１９のスイッチ１３１ａを開制御し、スイッチ１３１ｂを閉制御する（ステップＳ１１５）。その結果、サブバッテリ１２３の蓄電電力によってメインバッテリ１２１が充電される。制御部２２９は、サブバッテリ１２３の蓄電電力によるメインバッテリ１２１の充電開始からステップＳ２０５で設定した充電時間を経過したかを判断し（ステップＳ２０７）、充電時間を経過すれば処理を終了し、充電時間を経過していなければステップＳ１１５に戻る。

以上説明したように、本実施形態の蓄電制御装置２０７では、太陽光発電部１１１が所定期間以上、所定値以上の電力を発電すると見込まれる場合（発電期待値が所定値以上の場合）に限って、この発電電力がサブバッテリ１２３又はメインバッテリ１２１に蓄電され、一方、太陽光発電部１１１所定以上の電力を発電しないと見込まれる場合（発電期待値が所定値未満の場合）には、サブバッテリ１２３の蓄電電力によるメインバッテリ１２１の充電が行われる。このため、太陽光発電部１１１の短期的な発電電力量に応じては制御が切り替えられないため、長期的なエネルギー効率が向上する。

また、サブバッテリ１２３の蓄電電力によるメインバッテリ１２１の充電時間は、発電期待値が大きいほど短く設定される。このため、充電時間が経過すればサブバッテリ１２３の容量が空でなくてもメインバッテリ１２１への電力移行は終了するので、サブバッテリ１２３はその後の太陽光発電部１１１の発電電力による充電に備えることができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態の蓄電制御装置は電動車両に搭載されているが、輸送機器以外の家屋の屋根や定置型設備、その他の固定機器に搭載されても良い。

１０１ 電動機（MOT）
１０３ インバータ（INV）
１０５ 補機
１０７，２０７ 蓄電制御装置
１１１ 太陽光発電部
１１３ ＭＰＰＴ制御部
１１５ 電力センサ
１１７ 第１コンバータ（第１CONV）
１１９ 電流経路切替部
１２１ メインバッテリ
１２３ サブバッテリ
１２５ 第２コンバータ（第２CONV）
１２７ 残容量導出部
１２９，２２９ 制御部
１３１ａ，１３１ｂ スイッチ
２３３ 無線部

Claims (10)

1. 輸送機器に搭載された太陽光発電部と、
   前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部と、
   前記輸送機器の駆動源に電力を供給する第１蓄電部と、
   前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部と、
   前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部と、
   前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する、蓄電制御装置。
2. 請求項１に記載の蓄電制御装置であって、
   前記制御部は、前記発電関連値が所定値以上である場合、前記第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値未満であれば、前記太陽光発電部の発電電力によって前記第２蓄電部を充電するよう制御する、蓄電制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の蓄電制御装置であって、
   前記発電関連値は、前記太陽光発電部の単位時間当たりの発電電力量である、蓄電制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の蓄電制御装置であって、
   前記発電関連値は、前記太陽光発電部による所定値以上の発電電力量が所定期間以上見込まれる可能性を示す変数である、蓄電制御装置。
5. 請求項４に記載の蓄電制御装置であって、
   前記制御部は、前記発電関連値に応じて予め設定した充電時間に限り、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御し、
   前記充電時間は、前記発電関連値が大きいほど短く設定される、蓄電制御装置。
6. 請求項４又は５に記載の蓄電制御装置であって、
   前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力量の増減傾向に基づいて、前記発電関連値を導出する、蓄電制御装置。
7. 請求項４から６のいずれか１項に記載の蓄電制御装置であって、
   前記制御部は、当該蓄電制御装置が位置する地域の天候情報及び時刻情報の少なくともいずれか１つに基づいて、前記発電関連値を導出する、蓄電制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の蓄電制御装置を有する、輸送機器。
9. 太陽光発電部と、
   前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部と、
   負荷に電力を供給する第１蓄電部と、
   前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部と、
   前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部と、
   前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する、蓄電制御装置。
10. 輸送機器に搭載された太陽光発電部と、
    前記太陽光発電部で発電された電力を調整して出力する調整部と、
    前記輸送機器の駆動源に電力を供給する第１蓄電部と、
    前記太陽光発電部の発電電力を蓄電可能であり、前記第１蓄電部よりも低圧の電圧に対応した第２蓄電部と、
    前記第２蓄電部に対応する電圧から前記第１蓄電部に対応する電圧への昇圧を行う昇圧部と、
    前記調整部を介した前記太陽光発電部の発電電力による前記第２蓄電部の充電、及び前記昇圧部を介した前記第２蓄電部から前記第１蓄電部への電力の移行を制御する制御部と、を備えた蓄電制御装置が行う蓄電制御方法であって、
    前記制御部は、前記太陽光発電部の発電電力に係る発電関連値が所定値以下であり、かつ、前記第２蓄電部の充電状態を示す値がしきい値以上である場合は、前記第２蓄電部の蓄電電力によって前記第１蓄電部を充電するよう制御する、蓄電制御方法。

Images