JP2019088156A - Solar system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるソーラーシステムに関する。 The present invention relates to a solar system mounted on a vehicle.
例えば、特許文献1に、車両の駐車中において補機バッテリーに蓄積された電力やソーラーパネル(太陽光発電装置)で発電された電力を、車室内の快適性のために利用するシステムが開示されている。
For example,
上記特許文献1に記載されたシステムは、車両の駐車中にしか作動しないため、車両の走行中にソーラーパネルで発電された電力が無駄になる。また、車両の駐車中であっても、車室内が適温などである場合にはシステムが作動しないため、ソーラーパネルで発電された電力が無駄になる。すなわち、特許文献1に記載のシステムは、ソーラーパネルで発電した電力を効率良く利用していない。
Since the system described in
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ソーラーパネルで発電した電力を効率良く利用することができるソーラーシステムを提供することを目的とする。 This invention is made in view of the said subject, and it aims at providing the solar system which can utilize efficiently the electric power electric-power-generated by the solar panel.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両に搭載されるソーラーシステムであって、太陽光で発電するソーラーパネルと、充放電可能な第1バッテリーと、充放電可能な第2バッテリーと、ソーラーパネルで発電された電力を第1バッテリーに出力する電力変換部と、電力を消費する負荷と、第1バッテリーと負荷とを切り離し可能に接続する第1リレーと、第2バッテリーと負荷とを切り離し可能に接続する第2リレーと、を備え、第1リレーは、車両走行が許可されていない電源状態において第2バッテリーの蓄電量が所定の閾値よりも大きい間、第1バッテリーを負荷から切り離し、第2リレーは、車両走行が許可されている電源状態においてエンジンがアイドリング停止している間、第2バッテリーを負荷から切り離す、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, one mode of the present invention is a solar system carried in vehicles, and the solar panel which generates electricity by sunlight, the chargeable and dischargeable first battery, and the chargeable and dischargeable second A battery, a power conversion unit for outputting power generated by the solar panel to the first battery, a load for consuming the power, a first relay for disconnectably connecting the first battery and the load, and a second battery And a second relay for disconnectably connecting the load, wherein the first relay is configured to transmit the first battery while the storage amount of the second battery is larger than a predetermined threshold in a power supply state in which vehicle travel is not permitted. Disconnecting from the load, the second relay disconnects the second battery from the load while the engine is idled off under power conditions that allow vehicle travel. And wherein the door.
この一態様のソーラーシステムによれば、車両が走行中であるか駐車中であるかに関わらず、ソーラーパネルで発電された電力を第1バッテリーに出力することができる。よって、ソーラーパネルで発電された電力が無駄になってしまうことを抑制できる。また、車両の状況に応じて第1リレー及び第2リレーを切り替えて、第1バッテリーの電力を負荷や第2バッテリーに供給することで、燃費を改善したり、第2バッテリーの過放電を抑制したりすることができる。 According to the solar system of this aspect, the electric power generated by the solar panel can be output to the first battery regardless of whether the vehicle is traveling or parking. Therefore, it can control that the electric power generated with the solar panel is wasted. In addition, the first relay and the second relay are switched according to the condition of the vehicle, and the power of the first battery is supplied to the load or the second battery, thereby improving fuel efficiency or suppressing overdischarge of the second battery. You can do it.
上記本発明のソーラーシステムは、ソーラーパネルで発電した電力を効率良く利用することができる。 The solar system of the present invention can efficiently utilize the power generated by the solar panel.
[概要]
本実施形態に係る車両に搭載されるソーラーシステムは、車両が走行中であるか駐車中であるかに関わらず、ソーラーパネルで発電された電力を充放電することができるバッテリーを備える。これにより、ソーラーパネルで発電された電力が無駄になってしまうことを抑制できる。
[Overview]
A solar system mounted on a vehicle according to the present embodiment includes a battery capable of charging and discharging the power generated by the solar panel regardless of whether the vehicle is traveling or parking. Thus, it is possible to suppress the waste of the power generated by the solar panel.
[ソーラーシステムの構成]
図1は、本発明の一実施形態に係るソーラーシステム10の構成例を示す図である。図1に例示した本実施形態のソーラーシステム10は、ソーラーパネル11と、電力変換部12と、第1バッテリー13と、第2バッテリー14と、第1リレー15と、第2リレー16と、第3リレー17と、制御部18と、を備えている。第1バッテリー13、第2バッテリー14、第1リレー15、第2リレー16、及び第3リレー17には、オルタネーター21、スターター22、負荷23、及びアクセサリー出力端子24のいずれかが、接続されている。なお、図1では、電力信号が流れる配線を実線で示し、制御信号などが流れる配線を破線で示している。
[Configuration of solar system]
FIG. 1 is a view showing a configuration example of a
ソーラーパネル11は、太陽光の照射を受けて発電を行う太陽電池モジュールである。ソーラーパネル11で発電された電力(以下「発電電力X」という)は、電力変換部12に出力される。このソーラーパネル11は、例えば車両のルーフなどに設置することができる。
The
電力変換部12は、ソーラーパネル11の発電電力Xを入力し、発電電力Xを所定の電力に変換して第1バッテリー13へ出力できるように構成されている。電力変換部12は、例えばDCDCコンバーターなどを含んでいる。この電力変換部12は、周知の最大電力点追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御を用いて、ソーラーパネル11の動作点を設定することができる。
The
第1バッテリー13は、例えばリチウム電池やニッケル水素電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第1バッテリー13は、電力変換部12が出力する電力によって充電可能に電力変換部12と接続されている。また、第1バッテリー13は、第1リレー15を介してオルタネーター21及び負荷23と、第3リレー17を介してアクセサリー出力端子24と、それぞれ接続されている。
The
第2バッテリー14は、例えば鉛蓄電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。この第2バッテリー14は、スターター22と接続されている。また、第2バッテリー14は、第2リレー16を介して、オルタネーター21及び負荷23と接続されている。
The
第1リレー15は、第1バッテリー13とオルタネーター21及び負荷23との間に挿入される。この第1リレー15は、制御部18の指示に従って、負荷23を第1バッテリー13と接続する又は切り離すことを行う。
The
第2リレー16は、第2バッテリー14とオルタネーター21及び負荷23との間に挿入される。この第2リレー16は、制御部18の指示に従って、負荷23を第2バッテリー14と接続する又は切り離すことを行う。
The
第3リレー17は、第1バッテリー13及び第1リレー15とアクセサリー出力端子24との間に挿入される。この第3リレー17は、制御部18の指示に従って、アクセサリー出力端子24を第1バッテリー13と接続する又は切り離すことを行う。
The
制御部18は、ソーラーパネル11の発電電力X、第1バッテリー13の蓄電量B1、及び第2バッテリー14の蓄電量B2を、それぞれ取得する。また、制御部18は、図示しない車載装置から、車両の電源状態(Ready−ON状態か否か)及びエンジン状態(アイドリング停止状態か否か)を含む車両情報を取得する。そして、制御部18は、取得した発電電力X、蓄電量B1、蓄電量B2、及び車両情報に基づいて、電力変換部12、第1リレー15、第2リレー16、及び第3リレー17を、それぞれON/OFF制御する。
The
上述した電力変換部12及び制御部18の全て又は一部は、典型的には中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)、メモリ、及び入出力インターフェースを含んだ電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)として構成される。電子制御ユニットでは、メモリに格納されたプログラムをCPUが読み出して実行することによって、上述した所定の機能が実現される。
Typically, all or part of the
オルタネーター21は、図示しないエンジンの動力によって駆動して発電する発電機である。スターター22は、エンジンをクランキングして始動させる始動装置である。このスターター22は、第2バッテリー14から供給される電力で作動する。負荷23は、第1バッテリー13及び/又は第2バッテリー14の電力を消費する部品であり、車両に搭載される1つ以上の電子機器や設備機器などから構成される。アクセサリー出力端子24は、例えばアクセサリーソケットやシガーソケットであり、端子に接続された電装品などへ電力を供給することができる電源取り出し口である。
The
[ソーラーシステムが実行する制御]
次に、図2及び図3をさらに参照して、本発明の一実施形態に係るソーラーシステム10が実行する制御を説明する。図2に示す処理と図3に示す処理とは、原則独立して実行される。
[Control executed by solar system]
Next, the control performed by the
図2を説明する。図2は、制御部18が、電力変換部12に対して実施するON/OFF制御の処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of ON / OFF control that the
ステップS21:ソーラーパネル11の発電電力Xが、所定の閾値αを超えるか否かが判断される。この閾値αは、ソーラーパネル11で発電された電力を処理することが有意であるか否かを判断するための電力値である。例えば、ソーラーパネル11の発電電力Xが、電力変換部12の動作に必要な電力よりも低ければ、電力変換部12を動作させる意味がない。よって、閾値αを、電力変換部12の動作に必要な電力値に設定することができる。発電電力Xが閾値αを超える場合は、発電電力Xの処理が有意であると判断されてステップS22に処理が進む。一方、発電電力Xが閾値αを超えない場合は、発電電力Xの処理が有意でないと判断されてステップS24に処理が進む。
Step S21: It is determined whether the generated power X of the
ステップS22:第1バッテリー13の蓄電量B1が所定の閾値βに達しているか否かが判断される。この閾値βは、例えば、第1バッテリー13をこれ以上充電する必要がない上限の蓄電量に設定することができる。蓄電量B1が閾値βに達している場合は、発電電力Xの供給先がないと判断されてステップS23に処理が進む。一方、蓄電量B1が閾値βに達していない場合は、発電電力Xの供給先があると判断されてステップS25に処理が進む。
Step S22: It is determined whether the storage amount B1 of the
ステップS23:予め定めた第1時間の間、電力変換部12を停止させる(OFF制御)。電力変換部12を停止している間は、ソーラーパネル11の発電電力Xは処理されずに破棄される。この第1時間は、任意に設定可能である。第1時間が経過すると、ステップS21に処理が戻る。
Step S23: The
ステップS24:予め定めた第2時間の間、電力変換部12を停止させる(OFF制御)。電力変換部12を停止している間は、ソーラーパネル11の発電電力Xは処理されずに破棄される。この第2時間は、任意に設定可能であり、上記第1時間と同じでも異なっていてもよい。第2時間が経過すると、ステップS21に処理が戻る。
Step S24: The
ステップS25:電力変換部12を動作させる(ON制御)。これにより、ソーラーパネル11の発電電力Xが第1バッテリー13に出力される。電力変換部12は、例えば最大電力点追従手法(MPPT)を用いて、ソーラーパネル11で発電される電力を制御することができる。この電力変換部12の動作は、発電電力Xが閾値αを超えなくなる(ステップS21、No)か、蓄電量B1が閾値βに達する(ステップS22、Yes)まで継続して実施される。
Step S25: The
図3を説明する。図3は、制御部18が、第1リレー15、第2リレー16、及び第3リレー17に対して実施するON/OFF制御の処理手順を示すフローチャートである。
FIG. 3 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of ON / OFF control that the
ステップS31:車両の電源が、アクセル操作によって走行可能な電源状態であるか走行不可能な電源状態であるか、が判断される。例えば、アクセル操作によって走行可能な車両の電源状態とは「Ready−ON」状態であり、アクセル操作によって走行不可能な車両の電源状態とは「Ready−OFF」状態である。車両の電源が走行可能な電源状態である場合は、ステップS32に処理が進む。一方、車両の電源が走行不可能な電源状態である場合は、ステップS35に処理が進む。 Step S31: It is determined whether the power source of the vehicle is in a power source state capable of traveling by an accelerator operation or in a power source state incapable of traveling. For example, the power supply state of a vehicle capable of traveling by an accelerator operation is a "Ready-ON" state, and the power supply state of a vehicle non-travelable by an accelerator operation is a "Ready-OFF" state. If the power supply of the vehicle is in a driveable power supply state, the process proceeds to step S32. On the other hand, if the power source of the vehicle is in a power source state in which the vehicle can not travel, the process proceeds to step S35.
ステップS32:車両のエンジンがアイドリング停止しているか否かが判断される。エンジンがアイドリング停止している場合は、ステップS33に処理が進み、エンジンがアイドリング停止していない場合は、ステップS34に処理が進む。 Step S32: It is determined whether the engine of the vehicle is idling stopped. If the engine is idling stopped, the process proceeds to step S33. If the engine is not idling stopped, the process proceeds to step S34.
ステップS33:第1リレー15がONして、第1バッテリー13と負荷23とが接続される。また、第2リレー16がOFFして、第2バッテリー14と負荷23とが切り離される。また、第3リレー17がONして、第1バッテリー13とアクセサリー出力端子24とが接続される。
Step S33: The
この接続状態では、エンジンのアイドリングが停止している間における負荷23の消費電力を第1バッテリー13から供給すると共に、負荷23の消費電力の一部をソーラーパネル11の発電電力Xで補うことができる。よって、第2バッテリー14の電力負担を軽減しつつ、アイドリング停止の継続時間を延ばすことができ、燃費が改善される。また、アクセサリー出力端子24へは、第1バッテリー13から安定した電力が供給される。さらに、アイドリング停止から復帰する時のスターター22の始動電力は、第2バッテリー14から供給される。
In this connection state, power consumption of the
ステップS34:第1リレー15がONして、第1バッテリー13と負荷23とが接続される。また、第2リレー16がONして、第2バッテリー14と負荷23とが接続される。また、第3リレー17がONして、第1バッテリー13とアクセサリー出力端子24とが接続される。
Step S34: The
この接続状態では、車両の走行中にソーラーパネル11で発電された発電電力Xを、第1バッテリー13を介して負荷23に供給することができる。よって、オルタネーター21から負荷23に供給する電力を削減することができるため、燃費が改善される。
In this connection state, the generated power X generated by the
ステップS35:第2バッテリー14の蓄電量B2が所定の閾値γに達しているか否かが判断される。この閾値γは、例えば、第2バッテリー14をこれ以上放電するとスターター22を始動させることができなくなる下限の蓄電量に設定することができる。蓄電量B2が閾値γに達している場合は、スターター22を始動できないと判断されてステップS36に処理が進む。一方、蓄電量B2が閾値γに達していない(すなわち、蓄電量B2が閾値γよりも大きい)場合は、スターター22を始動できると判断されてステップS37に処理が進む。
Step S35: It is determined whether the storage amount B2 of the
ステップS36:第1リレー15がONして、第1バッテリー13と負荷23とが接続される。また、第2リレー16がONして、第2バッテリー14と負荷23とが接続される。また、第3リレー17がOFFして、第1バッテリー13とアクセサリー出力端子24とが切り離される。
Step S36: The
この接続状態では、ソーラーパネル11で発電された発電電力X及び第1バッテリー13に蓄電された電力を、第2バッテリー14及びスターター22に出力することができる。よって、第2バッテリー14が下限の蓄電量に至ってスターター22を始動できないという状況を回避できる。なお、アクセサリー出力端子24を第1バッテリー13から切り離すことによって、不必要な電力消費を防ぐことができ、スターター22を始動し易くしている。
In this connection state, the generated power X generated by the
ステップS37:第1リレー15がOFFして、第1バッテリー13と負荷23とが切り離される。また、第2リレー16がONして、第2バッテリー14と負荷23とが接続される。また、第3リレー17がONして、第1バッテリー13とアクセサリー出力端子24とが接続される。
Step S37: The
この接続状態では、車両の駐車中においてソーラーパネル11で発電された発電電力Xを、第1バッテリー13に出力して蓄電することができる。よって、車両走行中の発電電力Xが無駄になってしまうことを抑制できる。また、アクセサリー出力端子24へは、第1バッテリー13から安定した電力を供給することができる。
In this connection state, the generated power X generated by the
[本実施形態における効果]
上述した本発明の一実施形態に係るソーラーシステム10によれば、車両が走行中であるか駐車中であるかに関わらず、ソーラーパネル11の発電電力Xを第1バッテリー13に出力して蓄電することができる。これにより、車両の走行中及び停車中にソーラーパネル11で発電された電力が無駄になってしまうことを抑制できる。
[Effect in the present embodiment]
According to the
また、本実施形態に係るソーラーシステム10によれば、車両の状況に応じて第1リレー15及び第2リレー16のON/OFFを切り替えて、第1バッテリー13の電力を負荷23や第2バッテリー14に供給することで、燃費を改善したり、第2バッテリー14の過放電を抑制したりすることができる。
Moreover, according to the
[応用例]
本実施形態に係るソーラーシステム10では、ソーラーパネル11で発電した電力以外にも、他の発電デバイスで発電した電力を利用できるように構成を容易に変更することが可能である。
[Application example]
In the
例えば、排気装置などの熱によって発電できる熱発電デバイスと、この熱発電デバイスで発電した電力を所定の電力に変換して第1バッテリー13へ出力できる第2電力変換部とをシステムに追加し、第2電力変換部を充放電可能に第1バッテリー13と接続した構成とする。この構成により、ソーラーパネル11の発電電力Xと熱発電デバイスの発電電力との両方を利用することができる。
For example, a thermal power generation device capable of generating power by heat such as an exhaust system, and a second power conversion unit capable of converting the power generated by the thermal power generation device into predetermined power and outputting the power to the
本発明のソーラーシステムは、発電した電力を蓄えておく大容量のバッテリーを持たない動力源として内燃機関を有する車両などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The solar system of the present invention is applicable to a vehicle having an internal combustion engine as a power source without a large capacity battery for storing generated electric power.
10 ソーラーシステム
11 ソーラーパネル
12 電力変換部
13 第1バッテリー
14 第2バッテリー
15 第1リレー
16 第2リレー
17 第3リレー
18 制御部
21 オルタネーター
22 スターター
23 負荷
24 アクセサリー出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (1)
太陽光で発電するソーラーパネルと、
充放電可能な第1バッテリーと、
充放電可能な第2バッテリーと、
前記ソーラーパネルで発電された電力を前記第1バッテリーに出力する電力変換部と、
電力を消費する負荷と、
前記第1バッテリーと前記負荷とを切り離し可能に接続する第1リレーと、
前記第2バッテリーと前記負荷とを切り離し可能に接続する第2リレーと、を備え、
前記第1リレーは、車両走行が許可されていない電源状態において前記第2バッテリーの蓄電量が所定の閾値よりも大きい間、前記第1バッテリーを前記負荷から切り離し、
前記第2リレーは、車両走行が許可されている電源状態においてエンジンがアイドリング停止している間、前記第2バッテリーを前記負荷から切り離す、
ソーラーシステム。 A solar system mounted on a vehicle,
Solar panels that generate electricity from sunlight,
A first battery that can be charged and discharged,
A second battery that can be charged and discharged,
A power converter for outputting the power generated by the solar panel to the first battery;
A load that consumes power,
A first relay for releasably connecting the first battery and the load;
And a second relay for disconnectably connecting the second battery and the load,
The first relay separates the first battery from the load while the storage amount of the second battery is larger than a predetermined threshold in a power supply state in which vehicle travel is not permitted.
The second relay disconnects the second battery from the load while the engine is idling stopped in a power supply state in which vehicle travel is permitted.
Solar system.
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- 2017-11-09 JP JP2017216440A patent/JP6897508B2/en active Active
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