JP5370505B2 - Power supply control device and power management method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン等を熱源とし、その熱源の熱エネルギを利用して発電する熱発電機を備えた電源制御装置、及びその電力管理方法に関するものである。 The present invention relates to a power supply control device including a thermal generator that uses an engine or the like as a heat source and generates heat using the heat energy of the heat source, and a power management method thereof.
従来、エンジンから排出される排気ガスの熱エネルギを用いて発電する車両用熱発電器が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に開示されている車両用熱発電器によれば、内燃機関の燃焼ガスの排気通路に熱電変換素子を巻装し、この熱電変換素子に伝えられる熱エネルギを電気エネルギに変換する。
Conventionally, a vehicular thermoelectric generator that generates electric power using thermal energy of exhaust gas discharged from an engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the vehicular thermoelectric generator disclosed in
上記特許文献1の排気ガスの熱エネルギを用いて発電する装置以外にも、例えば、冷媒の凝縮、及び膨張のランキンサイクルを用いた熱発電機がある。これは、エンジンの冷却水の熱エネルギで冷媒を膨張させ、その膨張による運動エネルギを膨張機で回転エネルギに変えて発電機を駆動して発電する、というものである。このように、従来殆ど捨てられていたエンジンの熱エネルギを用いて、車両の電力を賄うようにすれば、供給電力不足の解消につながるばかりでなく、これまでエンジンの駆動力を利用する発電(エンジン発電)に費やしていた燃料を節約でき、燃費を向上させることができる。
In addition to the device that generates power using the thermal energy of the exhaust gas described in
しかしながら、このような熱発電機による熱発電システムは、常に一定の電力を発電するものではない。例えば、エンジンの始動直後等においては、冷却水の水温が低いため発電電力は少なく、逆に、高速走行状態では、冷却水の水温が高いため発電電力は大きくなる。従って、熱発電で車両の需要電力を賄うようにしても、実際には、エンジン発電との併用は不可欠であり、熱発電とエンジン発電とで、どのように発電電力を分担すれば、燃費を向上させることができるかが問題となる。 However, such a thermoelectric generator system using a thermoelectric generator does not always generate constant electric power. For example, immediately after the engine is started, the generated power is small because the coolant temperature is low, and conversely, in the high-speed running state, the generated power is large because the coolant temperature is high. Therefore, even if thermoelectric power generation covers the power demand of the vehicle, in practice, combined use with engine power generation is indispensable, and how the generated power is shared between thermoelectric power generation and engine power generation can improve fuel efficiency. The problem is whether it can be improved.
また、発電電力の分担(配分)を決定する際、燃費向上につながる配分を決定するためには、熱発電システムによる発電電力を精度よく予測しなければならない。ここで、熱発電システムにおける発電電力を予測するには、冷媒ランキンサイクルの内部エネルギから膨張機や熱発電機を駆動する機械エネルギを計算する必要があり、そのためには、車速、外気温、冷却水温等を入力条件として、ランキンサイクルのつりあい計算を行う。 Further, when determining the sharing (distribution) of the generated power, the power generated by the thermoelectric power generation system must be accurately predicted in order to determine the distribution that leads to improved fuel efficiency. Here, in order to predict the generated power in the thermoelectric generation system, it is necessary to calculate the mechanical energy for driving the expander and the thermal generator from the internal energy of the refrigerant Rankine cycle. For that purpose, the vehicle speed, the outside temperature, the cooling water temperature are calculated. The balance calculation of Rankine cycle is performed using the above as input conditions.
しかしながら、上記入力条件の誤差や冷却水の配管等の予測し難い部分での損失や、各種機器の特性の経時変化等の要因により、実際には、予測した発電電力と実際に発電可能な電力との間に誤差が生じる。その結果、予測した発電電力が実際の最大発電電力よりも少ない場合には、熱エネルギを有効に利用できず燃費向上の効果が減少することになる。その一方、予測した発電電力が実際の最大発電電力よりも多い場合には、膨張機に過大な負荷を与え、ランキンサイクルが維持できなくなる。その結果、膨張機の回転変動が次第に大きくなり、遂には、脱調したり停止したりして発電不可能となってしまう問題がある。 However, due to factors such as errors in the above input conditions, loss in parts that are difficult to predict, such as cooling water piping, and changes over time in the characteristics of various devices, the predicted generated power and the power that can actually be generated An error occurs between As a result, when the predicted generated power is smaller than the actual maximum generated power, the heat energy cannot be effectively used, and the effect of improving the fuel consumption is reduced. On the other hand, if the predicted generated power is larger than the actual maximum generated power, an excessive load is applied to the expander, and the Rankine cycle cannot be maintained. As a result, the rotational fluctuation of the expander gradually increases, and finally there is a problem that power generation becomes impossible due to step-out or stoppage.
また、熱発電システムには、冷媒ポンプ、ウォーターポンプ、冷却ファン等、電力を消費する補機が存在するため、その補機による消費電力を発電電力から差し引く必要がある。しかしながら、冷却ファン等は、他のシステムと共用するものであるため、そのような補機による消費電力を発電電力から単純に差し引いただけでは、熱発電システムとして、正味どれだけ発電電力を得られるかを正確に把握することができない。また、発電電力が補機の消費電力を下回る場合も想定されるため、その場合の発電電力の扱いも問題となる。 In addition, since the thermoelectric generation system includes auxiliary devices that consume electric power, such as a refrigerant pump, a water pump, and a cooling fan, it is necessary to subtract the electric power consumed by the auxiliary device from the generated electric power. However, since the cooling fan and the like are shared with other systems, the net amount of generated power can be obtained as a thermoelectric power generation system by simply subtracting the power consumed by such auxiliary equipment from the generated power. I ca n’t figure out exactly. In addition, since it is assumed that the generated power is lower than the power consumption of the auxiliary machine, handling of the generated power in that case is also a problem.
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、発電電力を精度よく予測し、電力需要に対応しつつ発電の際の燃費を向上することができる電源制御装置、及びその電力管理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, the generated power to predict accurately, while responding power generation can Ru power control device to improve the fuel consumption at the time of the power demand, and power management It aims to provide a method.
請求項1記載の電源制御装置は、熱源の熱エネルギを利用して発電する熱発電機を含む複数の電力供給源を備える電源制御装置であって、
熱源、又は熱源の熱伝達媒体の温度を検出する温度検出手段と、
温度に基づいて熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出する算出手段と、
需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定手段と、を備え、各電力供給源は、要求電力を供給することを特徴とする。
The power supply control device according to
Temperature detection means for detecting the temperature of the heat source or the heat transfer medium of the heat source;
Calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator based on the temperature and the power cost, and calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources;
A distribution determining means for determining the distribution of required power to each power supply source so that power is supplied within the range of maximum supply power with priority given to power supply sources with low power costs with respect to demand power Each power supply source supplies required power.
例えば、熱発電機の発電により供給可能な最大供給電力よりも車両の電力需要が多い場合には、エンジン発電等の他の電力供給源と協調して電力を賄う必要がある。一方、熱発電機の最大供給電力に対し電力需要が少ない場合、熱発電のみによって電力を賄うことができるが、不必要な発電は、行き場のない余剰電力を産むだけでなく、エンジンの冷却水の熱エネルギを用いて発電する熱発電機を利用する場合には、エンジンの冷却水温を過度に低下させ、かえって燃費やエミッションの悪化を招くおそれがある。 For example, when the vehicle power demand is higher than the maximum supply power that can be supplied by the power generation of the thermal generator, it is necessary to cover the power in cooperation with other power supply sources such as engine power generation. On the other hand, when the demand for power is small relative to the maximum power supply of the thermal generator, it is possible to cover the power only by thermal power generation, but unnecessary power generation not only produces surplus power without a place to go, but also the cooling water of the engine. When using a thermal generator that generates heat using thermal energy, the cooling water temperature of the engine may be excessively lowered, which may lead to deterioration of fuel consumption and emission.
従って、例えば、エンジンを熱源とし、その熱源の熱エネルギを利用して発電することで燃費向上を図るには、熱発電機の最大供給電力と需要電力とから、発電すべき適切な電力を決定して熱発電機を制御するとともに、エンジン発電等、他の電力供給源への要求電力を適切に決める仕組みが必要である。 Therefore, for example, in order to improve fuel efficiency by using an engine as a heat source and generating power using the heat energy of the heat source, the appropriate power to be generated is determined from the maximum power supply and demand power of the thermal generator. In addition to controlling the thermal generator, a mechanism for appropriately determining the required power for other power supply sources such as engine power generation is required.
そこで、本発明では、上述したように、熱源、又は熱源の熱伝達媒体の温度に基づいて熱発電機の最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出し、需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定し、各電力供給源は、この要求電力を供給する。 Therefore, in the present invention, as described above, the maximum supply power of the thermal generator and the power cost are calculated based on the temperature of the heat source or the heat transfer medium of the heat source, and the maximum supply power of the other power supply sources, and Calculate the power cost, determine the distribution of the required power to each power supply source so that power is supplied within the range of the maximum power supply with priority from the power supply source with low power cost to the demand power, Each power supply source supplies this required power.
これにより、電力コストが基本的にかからない(ゼロである)熱発電によって電力が賄われるようになるため、電力コストが抑えられる。その結果、電力需要に対応しつつ発電の際の燃費を向上することができる。 As a result, electric power is covered by thermoelectric power generation that is basically free of power costs (zero), and thus power costs can be reduced. As a result, it is possible to improve fuel efficiency during power generation while meeting power demand.
請求項2に記載の電源制御装置は、熱源の熱エネルギを利用して発電する熱発電機を含む複数の電力供給源を備える電源制御装置であって、
熱源、又は熱源の熱伝達媒体の温度を検出する温度検出手段と、
温度に基づいて熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出する算出手段と、
各電力供給源の電力コストを総計した総電力コストが最小となるように、各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定手段と、を備え、各電力供給源は、要求電力を供給することを特徴とする。
The power supply control device according to
Temperature detection means for detecting the temperature of the heat source or the heat transfer medium of the heat source;
Calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator based on the temperature and the power cost, and calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources;
Distribution determining means for determining the distribution of the required power to each power supply source so that the total power cost of the total power cost of each power supply source is minimized, and each power supply source has the required power It is characterized by supplying.
このように、総電力コストが最小となるように、各電力供給源への要求電力の配分を決定し、各電力供給源において、この要求電力の配分に従って発電することで、電力需要に対応しつつ電力コストを最小に抑えることができる。 In this way, the allocation of the required power to each power supply source is determined so that the total power cost is minimized, and each power supply source generates power according to the distribution of the required power to meet the power demand. However, the power cost can be minimized.
請求項3に記載の電源制御装置によれば、算出手段は、熱発電機の単位発電電力に対する、熱発電機による発電時の熱源の燃料消費量の増分を熱発電機の電力コストとして算出することを特徴とする。これにより、熱発電による熱源の燃料消費量の増分を熱発電機の電力コストとすることができる。 According to the power supply control device of the third aspect, the calculating means calculates the increment of the fuel consumption amount of the heat source at the time of power generation by the thermal generator with respect to the unit generated power of the thermal generator as the power cost of the thermal generator. And Thereby, the increment of the fuel consumption of the heat source by thermoelectric generation can be made into the electric power cost of a thermoelectric generator.
請求項4に記載の電源制御装置によれば、熱発電機は、熱源の熱伝達媒体としてエンジンの冷却水を用い、冷却水の熱エネルギで冷媒を膨張させ、その運転エネルギを利用して発電するものであることを特徴とする。これにより、エンジンを冷却するために用いられる冷却水の熱エネルギを利用した発電が可能になる。 According to the power supply control device of the fourth aspect, the thermoelectric generator uses engine cooling water as the heat transfer medium of the heat source, expands the refrigerant with the heat energy of the cooling water, and generates electric power using the operating energy. It is characterized by being. Thereby, the electric power generation using the thermal energy of the cooling water used for cooling the engine becomes possible.
請求項5に記載の電源制御装置によれば、算出手段は、冷媒の膨張前の圧力、冷媒の流量、及び冷却水の水温から熱発電機の最大供給電力を算出することを特徴とする。これにより、冷媒の凝縮及び膨張サイクルを用いた熱発電機では、冷媒の膨張前の圧力、冷媒の流量、及び冷媒の膨張に利用できる冷却水の水温から熱発電機の最大供給電力を算出することができる。 According to the power supply control device of the fifth aspect, the calculating means calculates the maximum power supply of the thermal generator from the pressure before expansion of the refrigerant, the flow rate of the refrigerant, and the coolant temperature. Thereby, in the thermoelectric generator using the refrigerant condensation and expansion cycle, the maximum supply power of the thermoelectric generator can be calculated from the pressure before the refrigerant expansion, the flow rate of the refrigerant, and the coolant temperature that can be used for the refrigerant expansion. it can.
請求項6に記載の電源制御装置によれば、算出手段は、
冷却水の水温が冷却水の水温制御の下限値を下回る場合、熱発電機の最大供給電力をゼロと算出し、
冷却水の水温が冷却水の水温制御の下限値を上回る場合、熱発電機の最大供給電力として、冷却水の水温と下限値との差分に略比例した電力を算出することを特徴とする。
According to the power supply control device of the sixth aspect, the calculating means includes
If the cooling water temperature falls below the lower limit value of the cooling water temperature control, the maximum power supply of the thermal generator is calculated as zero,
When the coolant temperature exceeds the lower limit value of the coolant temperature control, power that is approximately proportional to the difference between the coolant temperature and the lower limit value is calculated as the maximum supply power of the thermoelectric generator.
このように、冷却水の水温が下限値を下回る場合、熱発電機の最大供給電力をゼロとすることにより、熱発電機から電力供給は無いものとすることができるため、熱発電によって冷却水の水温を過度に低下させないようにすることができる。その結果、燃費やエミッションの悪化を防ぐことができる。また、熱発電機の最大供給電力は、冷却水の水温の上昇に略比例するため、冷却水の水温に基づいて最大供給電力を算出することができる。 Thus, when the coolant temperature falls below the lower limit value, the maximum power supply of the thermal generator can be set to zero so that no power can be supplied from the thermal generator. Can be prevented from excessively decreasing. As a result, deterioration of fuel consumption and emission can be prevented. Moreover, since the maximum supply power of the thermal generator is approximately proportional to the rise in the coolant temperature, the maximum supply power can be calculated based on the coolant temperature.
請求項7に記載の電源制御装置は、
複数の電力供給源から電力の供給を受ける電源系の電力不足を検出する電力不足検出手段と、
電力不足検出手段において電力不足を検出した時は、水温制御の下限値を下回ることによる熱発電機の供給電力の制限を緩和する供給電力制限緩和手段と、を備えることを特徴とする。
The power supply control device according to
A power shortage detection means for detecting power shortage in a power supply system that receives power supply from a plurality of power supply sources;
When the power shortage detecting means detects the power shortage, the power supply power restriction reducing means for relaxing the restriction on the power supply of the thermal generator caused by falling below the lower limit value of the water temperature control is provided.
これにより、電力不足時等の非常事態においては、燃費やエミッションの悪化よりも、電力不足によるバッテリ上がりやバス電圧の低下の回避を優先させることができる。 As a result, in an emergency such as a shortage of power, priority can be given to avoiding a battery run-up or a bus voltage drop due to power shortage rather than a deterioration in fuel consumption or emissions.
なお、請求項8や請求項9に記載のように、電力不足検出手段は、要求電力が供給電力を上回ることや、電源系のバス電圧が所定の下限電圧を下回ることによって、電力不足を検出することができる。
As described in
請求項10に記載の電源制御装置によれば、供給電力制限緩和手段は、冷却水の水温制御の下限値を下げることを特徴とする。これにより、熱発電機の供給電力の制限を緩和することができる。なお、請求項11に記載のように、熱発電機の最大供給電力を別途定めた関数マップ、若しくは熱伝達媒体の内部エネルギ変化に基づいて、供給電力の新たな制限を算出して、制限の緩和を図るようにしてもよい。
According to the power supply control device of the tenth aspect, the supply power restriction alleviating means lowers the lower limit value of the coolant temperature control. Thereby, the restriction | limiting of the power supply of a thermal generator can be eased. In addition, as described in
請求項12に記載の電源制御装置によれば、算出手段は、熱発電機の最大供給電力、及び電力コストとして、冷却水の水温制御の目標水温を上回る冷却水の熱エネルギにより供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出することを特徴とする。
According to the power supply control device of
冷却水の目標水温を上回る熱エネルギは、完全に不要な熱エネルギとなる。従って、この完全に不要な熱エネルギを利用して供給可能な最大供給電力と電力コストを算出することで、電力コストがかからず、燃費やエミッションの悪化を起こすことなく供給可能な最大供給電力とすることができる。 Heat energy exceeding the target water temperature of the cooling water becomes completely unnecessary heat energy. Therefore, by calculating the maximum supply power that can be supplied using this completely unnecessary thermal energy and the power cost, the maximum supply power that can be supplied without incurring power costs and causing deterioration in fuel consumption and emissions. It can be.
請求項13に記載の電源制御装置は、冷却水の水温を上昇させるための水温上昇制御を実行する水温上昇制御手段を備え、
算出手段は、水温上昇制御によって供給可能な電力に対する、水温上昇制御に必要となる熱源の追加燃料消費量を熱発電機の電力コストに加味することを特徴とする。
The power supply control device according to
The calculation means is characterized in that the additional fuel consumption of the heat source necessary for the water temperature increase control with respect to the electric power that can be supplied by the water temperature increase control is added to the power cost of the thermoelectric generator.
例えば、最大供給電力よりも電力需要が多い場合、冷却水の水温を通常よりも上昇させ、その上昇分の熱エネルギを用いて熱発電機によって発電したい場合がある。このような場合、例えば、特開平9−88564号公報に開示されているように、エンジンの点火時期を遅角することで、エンジンの冷却水の水温を上昇させることができる。 For example, when there is more electric power demand than the maximum supply power, there is a case where the temperature of the cooling water is raised higher than usual, and the thermal power is generated by the thermal generator using the heat energy of the rise. In such a case, for example, as disclosed in JP-A-9-88564, the coolant temperature of the engine can be increased by retarding the ignition timing of the engine.
そこで、本発明では、上記水温上昇制御を実行する際、エンジン軸出力を所定範囲に保ちながら(点火遅角ではエンジン出力が下がるため、この補償が必要)、水温上昇制御によって供給可能な電力に対する、水温上昇制御に必要となるエンジンの追加燃料消費量を求め、これを電力コストに加味する。これにより、水温上昇制御を実行する際に、電力コストへ反映させることができる。 Therefore, in the present invention, when the water temperature increase control is executed, the engine shaft output is kept within a predetermined range (the engine output decreases at the ignition delay angle, so this compensation is necessary), and the electric power that can be supplied by the water temperature increase control is controlled. Then, the additional fuel consumption of the engine required for the water temperature rise control is obtained, and this is added to the power cost. Thereby, when performing water temperature rise control, it can be reflected on electric power cost.
請求項14に記載の電源制御装置によれば、複数の電力供給源は、複数の蓄電器を含むものであって、
複数の蓄電器の少なくとも1つの蓄電器は、熱発電機にて発電された電力を蓄えるように、熱発電機と第1の電源バスを介して接続され、
他の蓄電器は、第1の電源バスと異なる第2の電源バスに接続され、
第1の電源バスと第2の電源バスとを接続する電源バス接続手段を備え、
電源バス接続手段によって、第1の電源バスと第2の電源バスとの間の電力移動を行うことを特徴とする。これにより、2つの電源バスをフレキシブルに管理、運用することができる。
According to the power supply control device according to
At least one of the plurality of capacitors is connected to the thermoelectric generator via the first power supply bus so as to store the electric power generated by the thermoelectric generator,
The other battery is connected to a second power bus different from the first power bus,
Power supply bus connection means for connecting the first power supply bus and the second power supply bus;
Power transfer between the first power bus and the second power bus is performed by the power bus connecting means. Thereby, two power supply buses can be managed and operated flexibly.
請求項15に記載の電源制御装置によれば、第1の電源バスは、ハイブリッド電気自動車の動力電源バスであって、熱発電機の電力は、動力電源バスを介してハイブリッド電気自動車の走行用の電力として利用されることを特徴とする。これにより、熱発電機で発電した電力をハイブリッド電気自動車の走行用の電力として利用することができる。 According to the power control device of the fifteenth aspect, the first power bus is a power power bus of the hybrid electric vehicle, and the electric power of the thermal generator is used for traveling of the hybrid electric vehicle via the power power bus. It is used as electric power. Thereby, the electric power generated by the thermal generator can be used as electric power for running the hybrid electric vehicle.
請求項16〜請求項30に記載の電源制御装置の電力管理方法は、請求項1〜請求項15に記載の電源制御装置の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。 Since the power management method of the power supply control device according to the sixteenth to thirty-third embodiments is the same as the operation effect of the power supply control device according to the first to fifteenth embodiments, the description thereof is omitted.
以下、本発明の熱発電装置、電源制御装置、及びその電力管理方法の実施態様について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、自動車に搭載された熱発電装置を含む電気系における電源制御装置、及びその電力管理方法の適用例について説明するものであるが、自動車に限らず、鉄道車両、船舶、航空機等の熱源を備える移動体にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of a thermoelectric generator, a power supply controller, and a power management method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an explanation will be given of an application example of a power control device in an electric system including a thermoelectric generator mounted on an automobile, and its power management method, but not limited to automobiles, railway vehicles, ships, The present invention can also be applied to a moving body having a heat source such as an aircraft.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態における車両の電気系を示すブロック図である。同図に示す車両の電気系は、エンジン1、エンジン制御手段2、オルタネータ3、オルタネータ制御手段4、廃熱発電システム5、廃熱発電制御手段6、水温検出手段7、バッテリ8、バッテリ状態検知手段9、バス電圧検出手段10、電流検出手段11、負荷制御手段12、及び車両電源制御手段13によって構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an electric system of a vehicle in the present embodiment. The electric system of the vehicle shown in the figure includes an
エンジン1は、ガソリンや軽油等を燃料とする内燃機関であり、ベルトによりオルタネータ3に連結されている。オルタネータ3、及び廃熱発電システム5は、電源バスを通じてバッテリ8、及び負荷制御手段12に接続される。負荷制御手段12は、負荷1〜nの給電制御を行うもので、上記給電制御を行うのに必要な操作スイッチ(図示せず)やこの給電制御のための各種センサ(図示せず)を含んでおり、外部入力信号やこれらセンサの出力に応じて自己に属する負荷の出力制御又は断続を行う。
The
エンジン制御手段2は、エンジン1の制御を行うための制御装置であって、車両電源制御手段13と接続されている。このエンジン制御手段2は、エンジン1の種々の状態を検出するセンサ(図示せず)によって検出されたエンジン回転数等種々の情報を車両電源制御手段13に送信するとともに、車両電源制御手段13からの指令にしたがってエンジン1の出力を制御する。
The engine control means 2 is a control device for controlling the
オルタネータ制御手段4は、オルタネータ3の現在の発電電力や回転数等の情報を車両電源制御手段13に送信する。また、オルタネータ制御手段4は、図示しない車両コントローラから入力される車両制動情報を受け取り、車両制動情報により認識した車両制動量に相当する値にオルタネータ3の発電電力を制御するため、オルタネータ3の界磁電流を増加させて回生制動を行い、必要な車両制動量(回生制動量)を発生することもできる。
The alternator control means 4 transmits information such as the current generated power and the rotation speed of the
上記車両コントローラは、たとえば図示しないブレーキ踏み量センサなどの制動操作手段の操作量に相当する車両制動量を演算し、この車両制動量から上記回生制動量を差し引いた制動量を発生させるべく、図示しない油圧ブレーキ装置の制御部に指令するものである。 The vehicle controller calculates a vehicle braking amount corresponding to an operation amount of a braking operation means such as a brake depression amount sensor (not shown) and generates a braking amount obtained by subtracting the regenerative braking amount from the vehicle braking amount. This is a command to the control unit of the hydraulic brake device that does not.
また、オルタネータ制御手段4は、回生制動における発電電力の増加量を、オルタネータ3の発電可能(供給可能)な最大電力(最大供給電力値)の範囲内で決定し、かつ、バッテリ8の最大充電可能電力値(最大充電電力値)の範囲内にて設定する。すなわち、オルタネータ制御手段4は、オルタネータ3の発電を制御し、バッテリ8の充放電を制御し、各電気負荷の消費電力を制御する。
Further, the alternator control means 4 determines the increase amount of the generated power in the regenerative braking within the range of the maximum power (maximum supply power value) that can be generated (supplied) by the
車両電源制御手段13は、バッテリ温度、バッテリの入出力電流、及びバッテリ電圧等のバッテリ8の状態を検知するバッテリ状態検知手段9、電源バスの電圧レベルを検出するバス電圧検出手段10、負荷制御手段12への負荷電流を検出する電流検出手段11が接続されている。また、車両電源制御手段13は、多重信号伝送線路を通じて負荷制御手段12に接続されており、この負荷制御手段12と多重通信により双方向に情報を授受する。
The vehicle power supply control means 13 includes a battery state detection means 9 for detecting the state of the
車両電源制御手段13は、オルタネータ3、廃熱発電システム5、バッテリ8、電源バス等の状態を監視し、オルタネータ制御手段4、及び廃熱発電制御手段6を通じてオルタネータ3、及び廃熱発電システム5を制御する。オルタネータ3、及び廃熱発電システム5の発電電力は、この車両電源制御手段13からの指令により制御される。
The vehicle power supply control means 13 monitors the state of the
図2に、廃熱発電システム5の構成を示す。この廃熱発電システム5は、冷媒の凝縮及び膨張サイクルを用いた熱発電を行うものである。すなわち、エンジン冷却水の熱エネルギを熱交換器5aによって冷媒に吸収させ、この冷媒は、膨張機5b内でエンジン冷却水の熱エネルギで膨張し、その運動エネルギで廃熱発電機5cを駆動して発電する。これにより、エンジン冷却水の熱エネルギを利用した発電が可能になる。
FIG. 2 shows a configuration of the waste heat
冷媒ポンプ5eは、膨張機5b及びコンデンサ内の冷媒を循環させるためのポンプであり、冷媒ポンプモータ制御手段5gへ冷媒ポンプ回転数(Np)を送信し、この冷媒ポンプモータ制御手段5gによって制御される。冷媒ポンプモータ制御手段5gは、この冷媒ポンプ回転数(Np)を廃熱発電制御手段6に対して送信する。
The
圧力センサ5fは、冷媒ポンプ5e入口の冷媒圧力(Ph)を検出し、廃熱発電制御手段6へ送信する。水温検出手段7は、エンジン冷却水温(Tw)を検出し、廃熱発電制御手段6へ送信する。
The
廃熱発電制御手段6は、発電機制御手段5dへ発電電力指令を送信し、発電機制御手段5dは、この発電電力指令を受けて廃熱発電機5cを制御し、廃熱発電機5cの発電した発電電力を電源バスへ供給する。また、廃熱発電制御手段6は、ウォータポンプモータ制御手段5hへウォータポンプ回転指令を送信し、ウォータポンプモータ制御手段5hは、このウォータポンプ回転指令を受けて電動ウォータポンプを制御する。
The waste heat power generation control means 6 transmits a generated power command to the generator control means 5d, and the generator control means 5d receives the generated power command and controls the waste
次に、車両電源制御手段13により実施される、図1に示した電気系の電力管理について説明する。この電力管理では、電力供給を行う複数の電力供給源(本実施形態では、エンジン1、回生制動装置、バッテリ8、図示しない他電源、及び廃熱発電機5c)における最大供給電力と電力コストを算出し、電気系の需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定する。この決定された要求電力は、各電力供給源へ送信され、各電力供給源では、この要求電力を供給する。なお、上記電力供給源としての回生制動装置は、回生制動時におけるオルタネータ3とそれを制御するオルタネータ制御手段4とにより構成される。
Next, the electric power management of the electric system shown in FIG. In this power management, the maximum power supply and power cost in a plurality of power supply sources (in this embodiment, the
ここで、電力供給源としてのエンジン1、回生制動装置、バッテリ8、及び他電源における最大発電電力と電力コストの算出方法、及び需要電力の算出方法については、本出願人による特開2004−260908号公報に開示されている車両用電気系の管理方法における算出方法を採用すればよいため、その説明を省略する。本実施形態では、廃熱発電制御手段6において実行される、廃熱発電機5cによる最大供給電力と電力コストを算出する算出処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。
Here, the calculation method of the maximum generated power and the power cost in the
先ず、ステップ(以下、Sと記す)10では、圧力センサ5fから冷媒ポンプ5e入口の冷媒圧力(Ph)、冷媒ポンプ5eの電動機から冷媒ポンプ回転数(Np)、及び水温検出手段7からエンジン冷却水温(Tw)の各データを収集する。
First, in step (hereinafter referred to as S) 10, the refrigerant pressure (Ph) at the inlet of the
S20では、冷媒ポンプ回転数(Np)に、吐出容積(Vp)、冷媒密度(ρ)、及び冷媒ポンプ効率(ηp)を乗じて冷媒の質量流量(Gr)を得る。廃熱発電機5cにおける最大供給電力(WTG_MAX)は、冷媒圧力(Ph)、冷媒の質量流量(Gr)、及びエンジン冷却水温(Tw)から推定する。
In S20, the refrigerant mass flow rate (Gr) is obtained by multiplying the refrigerant pump rotation speed (Np) by the discharge volume (Vp), the refrigerant density (ρ), and the refrigerant pump efficiency (ηp). The maximum supply power (W TG — MAX ) in the
例えば、図6に示すように、冷媒圧力(Ph)、冷媒の質量流量(Gr)、及びエンジン冷却水温(Tw)の各変数とのマップを予め用意しておき、このマップから発電可能な最大供給電力(WTG_MAX)を求める。このように、冷媒の凝縮及び膨張サイクルを用いた熱発電では、冷媒の膨張前の圧力、冷媒の質量流量、及び冷媒の膨張に利用できるエンジン冷却水の水温から熱発電の最大供給電力を算出することができる。 For example, as shown in FIG. 6, a map with each variable of the refrigerant pressure (Ph), the mass flow rate (Gr) of the refrigerant, and the engine coolant temperature (Tw) is prepared in advance, and the maximum power generation from this map is possible. The supplied power (W TG_MAX ) is obtained. Thus, in thermoelectric generation using the refrigerant condensation and expansion cycle, the maximum power supply for thermoelectric generation is calculated from the pressure before refrigerant expansion, the mass flow rate of the refrigerant, and the coolant temperature that can be used for refrigerant expansion. can do.
なお、同図のエンジン冷却水温(Tw)と最大供給電力(WTG_MAX)との関係からわかるように、最大供給電力(WTG_MAX)は、エンジン冷却水温(Tw)の水温制御の下限値を水温制御下限(Tw_LL)とすれば、理論上、エンジン冷却水温(Tw)と水温制御下限(Tw_LL)との差分に略比例した電力となる。従って、次式によって算出するようにしてもよい。なお、次式における変数は、図6に示す通りである。 As can be seen from the relationship between the engine cooling water temperature (Tw) and the maximum supply power (W TG_MAX ) in the figure , the maximum supply power (W TG_MAX ) is the lower limit value of the water temperature control for the engine cooling water temperature (Tw). if the control limit (Tw _LL), theoretically, the power is substantially proportional to the difference between the engine coolant temperature (Tw) and the water temperature control limit (Tw _LL). Therefore, it may be calculated by the following equation. The variables in the following equation are as shown in FIG.
(数1)
最大供給電力(WTG_MAX)=k×ηTG×(Tw−Tw_LL)
これにより、エンジン冷却水の水温に基づいて最大供給電力を算出することができる。なお、エンジン冷却水温(Tw)が水温制御下限(Tw_LL)を下回る場合、最大供給電力(WTG_MAX)をゼロとしてもよい。これにより、廃熱発電機5cからの電力供給は無いものとすることができるため、熱発電によってエンジン冷却水温を過度に低下させないようにすることができる。その結果、燃費やエミッションの悪化を防ぐことができる。
(Equation 1)
Maximum power supply (W TG_MAX ) = k × ηTG × (Tw− Tw_LL )
Thereby, the maximum supply power can be calculated based on the water temperature of the engine cooling water. When the engine coolant temperature (Tw) is lower than the water temperature control lower limit ( Tw_LL ), the maximum power supply (W TG_MAX ) may be zero. Thereby, since it can be considered that there is no power supply from the
S30では、廃熱発電機5cにおける電力コスト(CTG)を算出する。この電力コスト(CTG)は、次式により算出する。なお、次式における変数は、図7に示す通りである。
In S30, the power cost (C TG ) in the
(数2)
電力コスト(CTG)=[{kF(Tw−a×WTG)−kF(Tw)}×F(ω,τ)]/WTG
上記数式の通り、電力コスト(CTG)は、エンジン冷却水温(Tw)の温度制御の制御目標(中心)温度(Tw_M)におけるエンジン1の燃料消費量を基準とし、その消費量からの増分から算出する。すなわち、エンジン冷却水温(Tw)が制御目標温度(Tw_M)であるときの燃料消費量をF(ω,τ)とし、同一の回転数、及び出力トルクでのエンジン冷却水温(Tw)における燃料消費量との比をkF(Tw)とした場合、温度変化率は発電電力(WTG)に比例することから、燃料消費量の増分は、上記数式の分子で求められる。従って、この燃料消費量の増分を上記発電電力(WTG)で除することで、電力コスト(CTG)が得られる。
(Equation 2)
Power cost (C TG ) = [{k F (Tw−a × W TG ) −k F (Tw)} × F (ω, τ)] / W TG
As shown in the above formula, the power cost (C TG ) is increased from the consumption amount based on the fuel consumption amount of the
これにより、廃熱発電機5cの単位発電電力に対する、エンジン1の燃料消費量の増分を廃熱発電機5cの電力コスト(CTG)とすることができる。S40では、算出した最大供給電力(WTG_MAX)、電力コスト(CTG)を車両電源制御手段13へ送信する。
Thereby, the increment of the fuel consumption of the
なお、上記S20及びS30における最大供給電力(WTG_MAX)、及び電力コスト(CTG)の算出においては、エンジン冷却水の水温制御の制御目標水温(Tw_M)を上回るエンジン冷却水の熱エネルギにより発電し供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するようにしてもよい。 The maximum supply power (W TG_MAX) in the S20 and S30, and in the calculation of the power cost (C TG), the thermal energy of the engine cooling water exceeds the control target temperature of the water temperature control of the engine cooling water (Tw _M) The maximum supply power that can be generated and supplied and the power cost may be calculated.
すなわち、エンジン冷却水の制御目標温度(Tw_M)を上回る熱エネルギは、完全に不要な熱エネルギとなる。従って、この完全に不要な熱エネルギを利用して供給可能な最大供給電力と電力コストを算出することで、電力コストがかからず、燃費やエミッションの悪化を起こすことなく供給可能な最大供給電力とすることができる。 That is, the heat energy exceeding the control target temperature ( Tw_M ) of the engine coolant becomes completely unnecessary heat energy. Therefore, by calculating the maximum supply power that can be supplied using this completely unnecessary thermal energy and the power cost, the maximum supply power that can be supplied without incurring power costs and causing deterioration in fuel consumption and emissions. It can be.
S50では、車両電源制御手段13から要求電力(WTG_rq)を受信し、S60では、実際の発電電力(WTG)が要求電力(WTG_rq)に等しくなるように、廃熱発電機の回転数とトルクを制御する。 In S50, the required power (W TG_rq ) is received from the vehicle power supply control means 13, and in S60, the rotational speed of the waste heat generator is set so that the actual generated power (W TG ) is equal to the required power (W TG_rq ). Control torque.
続いて、車両電源制御手段13において実行される、各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定処理について、図4〜5に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、図4に示すS110では、車両の電気系全体の電力需要(WD)を算出し、S120では、各電力供給源から最大供給電力(WXX_MAX)と電力コスト(CXX)の情報を収集する。 Subsequently, a distribution determination process for determining the distribution of the required power to each power supply source executed in the vehicle power supply control means 13 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, in S110 shown in FIG. 4, the power demand (W D ) of the entire electric system of the vehicle is calculated, and in S120, information on the maximum supply power (W XX_MAX ) and power cost (C XX ) from each power supply source. collect.
S130では、収集した情報から最も電力コストの安い電力供給源(AA)を抽出し、S140において、電力需要(WD)に対して、まず、その電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)を割り当てる。従って、廃熱発電機5cの電力コストが0の場合は、廃熱発電機5cから優先的に負荷1〜nへ電力を供給するようになる。
In S130, the power supply source (AA) with the lowest power cost is extracted from the collected information. In S140, first, the maximum supply power (W) of the power supply source (AA) is selected for the power demand (W D ). AA_MAX ). Therefore, when the power cost of the
S150では、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)で電力需要(WD)をカバーできるか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合、すなわち、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)で電力需要(WD)をカバーできる場合には、S180へ処理を移行し、否定判定される場合、すなわち、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)だけで電力需要(WD)をカバーすることができない場合には、S160へ処理を進める。 In S150, it is determined whether or not the power demand (W D ) can be covered by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA). Here, when an affirmative determination is made, i.e., when the power demand (W D ) can be covered by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA), the process proceeds to S180 and a negative determination is made. In the case, that is, when the power demand (W D ) cannot be covered only by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA), the process proceeds to S160.
S180では、電力供給源(AA)への要求供給電力(WAA_rq=WD)を決定し、この決定した要求電力(WAA_rq)を電力供給源(AA)へ送信する。これにより、電力供給源(AA)では、実発電電力(WAA)が要求電力(WAA_rq)に等しくなるように電力を供給する。 In S180, the required supply power (W AA_rq = W D ) to the power supply source (AA) is determined, and the determined required power (W AA_rq ) is transmitted to the power supply source (AA). As a result, the power supply source (AA) supplies power so that the actual generated power (WAA) becomes equal to the required power ( WAA_rq ).
一方、S160では、電力供給源(AA)への要求電力(WAA_rq=WAA_MAX)を決定し、この決定した要求電力(WAA_rq)を電力供給源(AA)へ送信する。これにより、電力供給源(AA)では、実発電電力(WAA)が要求電力(WAA_rq)に等しくなるように電力を供給する。 On the other hand, in S160, it determines the power supply required power to (AA) (W AA_rq = W AA_MAX), and transmits the determined required power (W AA_rq) power supply to the (AA). As a result, the power supply source (AA) supplies power so that the actual generated power (WAA) becomes equal to the required power ( WAA_rq ).
S170では、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)で賄い切れなかった不足分の要求電力(WD1)を次式により求める。 In S170, the required power (W D1 ) for the shortage that cannot be covered by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA) is obtained by the following equation.
(数3)
不足分の要求電力(WD1)=電力需要(WD)−最大供給電力(WAA_MAX)
図5に示すS190では、電力供給源(AA)に次いで電力コストの安い電力供給源(BB)を抽出し、S200では、不足分の要求電力(WD1)に対して、その電力供給源(BB)の最大供給電力(WBB_MAX)を割り当てる。
(Equation 3)
Insufficient power demand (W D1 ) = power demand (W D ) −maximum supply power (W AA_MAX )
In S190 shown in FIG. 5, the power supply source (BB) with the lowest power cost is extracted next to the power supply source (AA). In S200, the power supply source (W D1 ) is supplied to the shortage of required power (W D1 ). BB) maximum supply power (W BB_MAX ) is allocated.
S210では、電力供給源(BB)の最大供給電力(WBB_MAX)で不足分の要求電力(WD1)をカバーできるか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、S250へ処理を移行し、否定判定される場合には、S220へ処理を進める。 In S210, it determines whether it is possible to cover the shortage of the required power (W D1) at the maximum supply power of the power source (BB) (W BB_MAX). If the determination is affirmative, the process proceeds to S250. If the determination is negative, the process proceeds to S220.
S250では、電力供給源(BB)への要求電力(WBB_rq=WD1)を決定し、この決定した要求電力(WBB_rq)を電力供給源(BB)へ送信する。これにより、電力供給源(BB)では、実発電電力(WBB)が要求電力(WBB_rq)に等しくなるように電力を供給する。 In S250, the required power (W BB_rq = W D1 ) for the power supply source (BB) is determined, and the determined required power (W BB_rq ) is transmitted to the power supply source (BB). As a result, the power supply source (BB) supplies power so that the actual generated power (W BB ) is equal to the required power (W BB — rq ).
一方、S220では、電力供給源(BB)への要求電力(WBB_rq=WBB_MAX)を決定し、この決定した要求電力(WBB_rq)を電力供給源(BB)へ送信する。これにより、電力供給源(BB)では、実発電電力(WBB)が要求電力(WBB_rq)に等しくなるように電力を供給する。 On the other hand, in S220, the required power (W BB_rq = W BB_MAX ) for the power supply source (BB) is determined, and the determined required power (W BB_rq ) is transmitted to the power supply source (BB). As a result, the power supply source (BB) supplies power so that the actual generated power (W BB ) is equal to the required power (W BB — rq ).
S230では、電力供給源(BB)の最大供給電力(WBB_MAX)で賄い切れなかった不足分の要求電力(WD2)を次式により求める。 In S230, the required power (W D2 ) for the shortage that cannot be covered by the maximum supply power (W BB — MAX) of the power supply source (BB) is obtained by the following equation.
(数4)
不足分の要求電力(WD2)=電力需要(WD1)−最大供給電力(WBB_MAX)
S240では、電力供給源(BB)に次いで電力コストの安い電力供給源(CC)を抽出し、以後、不足分の要求電力(WD2)が賄われるように、電力供給源(CC)から順次、S200〜S250の処理を繰り返し実行する。
(Equation 4)
Insufficient power demand (W D2 ) = power demand (W D1 ) −maximum supply power (W BB — MAX )
In S240, the power supply source (CC) with the lowest power cost is extracted next to the power supply source (BB), and thereafter the power supply source (CC) is sequentially installed so that the required power (W D2 ) for the shortage is covered. , S200 to S250 are repeatedly executed.
S300では、最も電力コストの高い電力供給源(EE)(本実施形態では、電力供給源は5つ)に対して、最大供給電力(WEE_MAX)<不足分の要求電力(WD4)となった場合、最大供給電力(WEE_MAX)≧不足分の要求電力(WD4)となるように、優先度の低い負荷の電力供給を抑えるように制御する。 In S300, the maximum supply power (WEE_MAX) <the required power (W D4 ) for the power supply source (EE) having the highest power cost (in this embodiment, five power supply sources). In this case, control is performed so as to suppress the power supply of the load with low priority so that the maximum supply power (WEE_MAX) ≧ the required power for the shortage (W D4 ).
このように、本実施形態の車両の電気系では、廃熱発電機5cの最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出し、需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定し、各電力供給源は、この決定した要求電力を供給する。
Thus, in the electric system of the vehicle of the present embodiment, the maximum supply power and power cost of the
これにより、電力コストが基本的にかからない(ゼロである)熱発電によって電力が賄われるようになるため、電力コストが抑えられる。これにより、電力需要に対応しつつ発電の際の燃費を向上することができる。 As a result, electric power is covered by thermoelectric power generation that is basically free of power costs (zero), and thus power costs can be reduced. Thereby, the fuel consumption at the time of electric power generation can be improved, responding to electric power demand.
(変形例1)
図8に、本変形例における車両の電気系を示すブロック図を示す。同図に示す車両の電気系は、従来の車両の電気系に廃熱発電システム5、廃熱発電制御手段6、及び水温検出手段7を追加したものである。
(Modification 1)
FIG. 8 is a block diagram showing the electric system of the vehicle in this modification. The vehicle electrical system shown in the figure is obtained by adding a waste heat
本実施例においては、廃熱発電制御手段6が廃熱発電システム5内の廃熱発電機の最大供給電力と電力コストを演算するに加え、同じ電力をオルタネータ3で発電した場合の電力コストを、エンジン制御手段2からの回転数、トルク、エンジン1の燃料消費率をもとに算出し、廃熱発電機の電力コストと比較する。
In this embodiment, in addition to calculating the maximum supply power and power cost of the waste heat generator in the waste heat
そして、廃熱発電機の電力コストが安い場合は、廃熱発電機で発電して、電源バスのバス電圧を所定の値以上に保つ。その結果、オルタネータ3での発電は自動的に抑制されるため、廃熱発電機が優先的に要求電力を賄うことになる。仮に、冷却水温が低い等の理由で廃熱発電機の電力コストが高く熱発電による電力を抑制した場合や、最大供給電力が負荷の需要に対して十分でない場合は、バス電圧が低下するのでオルタネータ3の図示しないレギュレータがONしエンジン発電による発電電力を供給することで、バス電圧を所定の値以上に保つ。
When the power cost of the waste heat generator is low, the waste heat generator generates power and keeps the bus voltage of the power bus at a predetermined value or higher. As a result, power generation in the
次に、本変形例における発熱発電制御手段6において実行される、2つの電力供給源(廃熱発電機とオルタネータ3)への要求電力の配分を決定する配分決定処理について、図9に示すフローチャートを用いて説明する。 Next, a flowchart shown in FIG. 9 is shown for the distribution determination process for determining the distribution of the required power to the two power supply sources (waste heat generator and alternator 3), which is executed in the heat generation control means 6 in this modification. It explains using.
先ず、図9に示すS310では、車両の電気系全体の電力需要(WD)を算出し、S320では、2つの電力供給源から最大供給電力(WXX_MAX)と電力コスト(CXX)の情報を収集する。 First, in S310 shown in FIG. 9, the power demand (W D ) of the entire electric system of the vehicle is calculated, and in S320, information on the maximum supply power (W XX_MAX ) and power cost (C XX ) from two power supply sources. To collect.
S330では、収集した情報から電力コストの安い方の電力供給源(AA)を抽出し、S340において、電力需要(WD)に対して、その電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)を割り当てる。 In S330, the power supply source (AA) with the lower power cost is extracted from the collected information, and in S340, the maximum supply power ( WAA_MAX ) of the power supply source (AA) with respect to the power demand (W D ). ).
S350では、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)で電力需要(WD)をカバーできるか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、S390へ処理を移行し、否定判定される場合には、S360へ処理を進める。 In S350, it is determined whether or not the power demand (W D ) can be covered by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA). If the determination is affirmative, the process proceeds to S390. If the determination is negative, the process proceeds to S360.
S390では、電力供給源(AA)への要求電力(WAA_rq=WD)を決定し、この決定した要求電力(WAA_rq)を電力供給源(AA)へ送信する。これにより、電力供給源(AA)では、実発電電力(WAA)が要求電力(WAA_rq)に等しくなるように電力を供給する。 In S390, the required power (W AA_rq = W D ) for the power supply source (AA) is determined, and the determined required power (W AA_rq ) is transmitted to the power supply source (AA). As a result, the power supply source (AA) supplies power so that the actual generated power (WAA) becomes equal to the required power ( WAA_rq ).
一方、S360では、電力供給源(AA)への要求電力(WAA_rq=WAA_MAX)を決定し、この決定した要求電力(WAA_rq)を電力供給源(AA)へ送信する。これにより、電力供給源(AA)では、実発電電力(WAA)が要求電力(WAA_rq)に等しくなるように電力を供給する。 On the other hand, in S360, it determines the power supply required power to (AA) (W AA_rq = W AA_MAX), and transmits the determined required power (W AA_rq) power supply to the (AA). As a result, the power supply source (AA) supplies power so that the actual generated power (WAA) becomes equal to the required power ( WAA_rq ).
S370では、電力供給源(AA)の最大供給電力(WAA_MAX)で賄い切れなかった不足分の要求電力(WD1)を次式により求める。 In S370, the required power (W D1 ) for the shortage that cannot be covered by the maximum supply power (W AA_MAX ) of the power supply source (AA) is obtained by the following equation.
(数5)
不足分の要求電力(WD1)=電力需要(WD)−最大供給電力(WAA_MAX)
S380では、他方の電力供給源(BB)への要求電力(WBB_rq=WD1)を決定する。なお、最大供給電力(WBB_MAX)<不足分の要求電力(WD1)となった場合には、最大供給電力(WBB_MAX)≧不足分の要求電力(WD1)となるように、優先度の低い負荷の電力供給を抑えるように制御する。
(Equation 5)
Insufficient power demand (W D1 ) = power demand (W D ) −maximum supply power (W AA_MAX )
In S380, the required power (W BB — rq = W D1 ) to the other power supply source (BB) is determined. The maximum supply power (W BB_MAX) <when a shortage of the required power (W D1), like the maximum supply power (W BB_MAX) ≧ shortage of the required power (W D1), priority Control to suppress the power supply of low load.
これにより、電力供給源が廃熱発電機と従来のオルタネータ3に限られる場合である場合には、上述した簡易な構成で電力コストを最小にすることができる。
Thereby, when the power supply source is limited to the waste heat generator and the
(変形例2)
本実施形態の車両電源制御手段13において実行される、各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定処理は、需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定するものであるが、本変形例のように、各電力供給源の電力コストの総計である総電力コストが最小となるように、各電力供給源への要求電力の配分を決定してもよい。
(Modification 2)
The distribution determination process for determining the distribution of the required power to each power supply source, which is executed in the vehicle power supply control means 13 of the present embodiment, is the maximum supply with priority given to the demand power from the power supply source having a low power cost. The distribution of required power to each power supply source is determined so that power is supplied within the range of power, but the total power, which is the total power cost of each power supply source, as in this modification, is determined. You may determine distribution of the request | requirement electric power to each electric power supply source so that cost may become the minimum.
図10は、上述した、本出願人による特開2004−260908号公報に開示されている車両電力管理方法に廃熱発電を供給元として追加したものである。同図に示すように、廃熱発電を追加した場合に関しても、他の電力供給源と同様に、発電可能量(最大供給電力:WTG_MAX)と電費情報(電力コスト:CTG)を出力し、各電力供給源では、各電力供給源の電力コストの総計である総電力コストが最小となるように決定された配分指令に基づいて発電する。これにより、各電力供給源では、要求電力の配分に従って発電することで、電力需要に対応しつつ電力コストを最小に抑えることができる。 FIG. 10 is obtained by adding waste heat power generation as a supply source to the above-described vehicle power management method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260908 by the present applicant. As shown in the figure, when waste heat power generation is added, the amount of power generation (maximum supply power: W TG_MAX ) and power cost information (power cost: C TG ) are output as with other power supply sources. Each power supply source generates power based on the distribution command determined so that the total power cost, which is the total power cost of each power supply source, is minimized. Thereby, in each electric power supply source, it can suppress electric power cost to the minimum, respond | corresponding to electric power demand by generating according to distribution of request | requirement electric power.
(変形例3)
本実施形態の熱発電は、通常は、完全に捨てられている廃熱を利用して発電するものであるが、車両の電気系の電力不足時(すなわち、最大供給電力よりも電力需要が多い場合)には、エンジン冷却水の水温を通常よりも上昇させ、その上昇分の熱エネルギを用いて熱発電機によって発電したい場合がある。このような場合、例えば、特開平9−88564号公報に開示されているように、エンジンの点火時期を遅角することで、エンジン冷却水の水温を上昇させることができる。
(Modification 3)
The thermoelectric power generation of this embodiment is usually one that generates power using waste heat that has been completely discarded, but when the electric power of the vehicle's electrical system is insufficient (that is, there is more power demand than the maximum supply power). In some cases, the temperature of the engine cooling water is raised from the normal temperature, and it is desired to generate electric power by the thermal generator using the thermal energy of the rise. In such a case, for example, as disclosed in JP-A-9-88564, the engine coolant temperature can be raised by retarding the ignition timing of the engine.
そこで、本変形例では、上記水温上昇制御を実行する際、エンジン軸出力を所定範囲に保ったまま、水温上昇制御によって供給可能な電力に対する、水温上昇制御に必要となるエンジンの追加燃料消費量を求め、これを電力コストに加味する。これにより、水温上昇制御を実行する際に、電力コストへ反映させることができる。 Therefore, in the present modification, when executing the water temperature increase control, the additional fuel consumption of the engine required for the water temperature increase control with respect to the electric power that can be supplied by the water temperature increase control while keeping the engine shaft output within a predetermined range. Is added to the power cost. Thereby, when performing water temperature rise control, it can be reflected on electric power cost.
なお、この水温上昇制御(廃熱増加制御)における発電電力(WTG)と追加燃料消費量(F_add)との関係は、予めマップ(図11)化、若しくはモデル化しておき、廃熱発電制御手段6に持たせておくことで、エンジン冷却水温(Tw)が低い場合でも、最大供給電力(WTG_MAX)を増やすことができる。また、車両の電力負荷増大に対し、オルタネータ供給だけで不足する場合など、燃料を使ってでも熱発電電力を増加したい場合にも対応することが可能になる。 Note that the relationship between the generated power (W TG ) and the additional fuel consumption ( F_add ) in this water temperature rise control (waste heat increase control) is made into a map (FIG. 11) or modeled in advance, and waste heat power generation By providing the control means 6, the maximum power supply (W TG_MAX ) can be increased even when the engine coolant temperature (Tw) is low. Further, it is possible to cope with the case where it is desired to increase the thermoelectric power generation even using fuel, such as when the alternator supply is insufficient for the increase in the vehicle power load.
また、上述したように、車両の電気系の電力不足時、すなわち、最大供給電力よりも電力需要が多い場合のみならず、バッテリ8の残存容量(SOC)が著しく低下した時には、上記水温上昇制御を行うと同時に、冷却水の水温低下による発電制限を緩和(あるいは解除)して発電を行って、バス電圧の低下による機器の動作不良やバッテリ上がりを回避するようにしてもよい。
Further, as described above, the water temperature increase control is performed not only when the electric power of the vehicle is short, that is, when the remaining capacity (SOC) of the
すなわち、最大発電電力における水温制限{(WTG_MAX)=k×ηTG×(Tw−Tw_LL)}を緩和し、少しでも供給電力を増やすようにする。具体的には、図12(a)に示すように、下限値(Tw_LL)を(Tw_LL’)へ下げることによって最大供給電力を増やしたり、図12(b)に示すように、別途定めたマップやランキンサイクルのつりあい計算等で水温制限(WTG_MAX)を算出したりする。 That is, the water temperature limit {(W TG — MAX ) = k × ηTG × (Tw− Tw_LL )} in the maximum generated power is relaxed, and the supplied power is increased as much as possible. Specifically, as shown in FIG. 12A , the maximum supply power is increased by lowering the lower limit value ( Tw_LL ) to ( Tw_LL ′), or separately set as shown in FIG. 12B. The water temperature limit (W TG_MAX ) is calculated by a balance map or Rankine cycle balance calculation.
これにより、電力不足時等の非常事態においては、燃費やエミッションの悪化よりも、電力不足によるバッテリ上がりやバス電圧の低下の回避を優先させることができる。なお、この水温制限の緩和(解除)制御については、車両電源制御手段13から廃熱発電制御手段6への指令や、廃熱発電制御手段6がバス電圧の所定の下限電圧を下回ること、あるいは、要求電力が供給電力を上回ること等を検出することによって起動させればよい。 As a result, in an emergency such as a shortage of power, priority can be given to avoiding a battery run-up or a bus voltage drop due to power shortage rather than a deterioration in fuel consumption or emissions. As for the relaxation (cancellation) control of the water temperature restriction, a command from the vehicle power supply control means 13 to the waste heat power generation control means 6, the waste heat power generation control means 6 falls below a predetermined lower limit voltage of the bus voltage, or It may be activated by detecting that the required power exceeds the supplied power.
(変形例4)
図13は、本変形例における車両の電気系を示すブロック図である。本変形例では、同図に示すように、オルタネータ3に接続される電源バス1と、廃熱発電システム5に接続される電源バス2の各々にバッテリ1、バッテリ2を配置し、その電源バス間をDC/DCコンバータ等の異電圧バス接続手段14で接続するものである。
(Modification 4)
FIG. 13 is a block diagram showing an electric system of the vehicle in this modification. In this modification, as shown in the figure, a
バッテリ2は、廃熱発電システム5の電力コストが略0(ゼロ)の電力を蓄える一方、異電圧バス接続手段14を通じて、電源バス1に電力を供給する。また、本実施例は、車両のアイドルストップに対応し、バッテリ2の放電により、アイドルストップ時の負荷1〜負荷nへの電力供給やエンジン始動時のスタータへの電力供給を行う。
The
これにより、従来はエンジン発電でバッテリに蓄電していた電力の代わりに、熱発電により電力をアイドルストップ時に融通することができるので、車両の燃費を向上させることができる。 As a result, instead of the electric power that has conventionally been stored in the battery by engine power generation, the electric power can be accommodated at the time of idling stop by thermoelectric power generation, so that the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
また、電源バス2は電圧の変化も大きくなるので、その影響を電源バス1に伝えないようにするため、異電圧バス接続手段14を備える必要がある。これにより、2つの電源バスをフレキシブルに管理、運用できるため、故障に強い電源システムを構築することができ、また、新たな電力供給源の追加に対しても柔軟に対応できる。なお、バッテリ2はSOCの変化が大きいため、鉛電池よりも劣化しにくいニッケル水素電池やリチウムイオン電池を用いるのが望ましい。
In addition, since the
(変形例5)
図14は、本変形例における車両の電気系を示すブロック図である。本変形例は、図8に示した変形例1の構成を電源バス1と電源バス2に分け、異電圧バス接続手段14とバッテリ2、アイドルストップ用のスタータを追加したものである。
(Modification 5)
FIG. 14 is a block diagram showing an electric system of the vehicle in this modification. In this modification, the configuration of the
基本的には、変形例1と同様の動作であるが、バッテリ2の存在により、電力コストを安くするためのよりフレキシブルな運用が可能になる。例えば、アイドルストップ中などでエンジン冷却水温が低く、熱発電でも電力コストが発生する場合は、予めバッテリ2に蓄電された電力コストが安い電力を供給することが可能である。また、走行中において、エンジン冷却水温が高く熱発電の電力コストが0(ゼロ)の場合は、車両の電力需要以上に発電して余剰電力をバッテリ2に蓄えることにより、トータルでの電力コストをより下げることができる。
Basically, the operation is the same as that of the first modification, but the presence of the
(変形例6)
図15は、本変形例におけるハイブリッド電気自動車(HV)における電気系を示すブロック図である。本変形例は、変形例5において説明したバッテリ2が12Vバッテリに対応し、バッテリ1がHV電池に対応し、異電圧バス接続手段14がDC/DCコンバータに対応するもので、その動作は変形例5と同様である。
(Modification 6)
FIG. 15 is a block diagram showing an electric system in a hybrid electric vehicle (HV) in the present modification. In this modification, the
このように、廃熱発電機に接続される電源バスをHV電池の大電力バスに接続することで、熱発電による電力を走行用の電力として利用することができる。また、大容量のHV電池を活用し、車両の使用状況や条件に応じたよりフレキシブルな発電運用が可能になり、ハイブリッド電気自動車(HV)の燃費をさらに向上することができる。図16は、図15の電気系の構成を簡略化した場合のブロック図である。 Thus, by connecting the power supply bus connected to the waste heat generator to the high power bus of the HV battery, the electric power generated by the thermoelectric generation can be used as electric power for traveling. In addition, a large-capacity HV battery can be utilized to enable more flexible power generation operation in accordance with the use situation and conditions of the vehicle, and the fuel efficiency of the hybrid electric vehicle (HV) can be further improved. FIG. 16 is a block diagram in the case where the configuration of the electrical system in FIG. 15 is simplified.
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分についての詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。上述した、第1実施形態では、廃熱発電機5cによる最大供給電力(WTG_MAX)を算出する際、図6に示したように、冷媒圧力(Ph)、冷媒の質量流量(Gr)、及びエンジン冷却水温(Tw)の各変数とのマップを予め用意しておき、このマップから発電可能な最大供給電力(WTG_MAX)を求めている。
(Second Embodiment)
Since the second embodiment is often in common with that according to the first embodiment, a detailed description of the common parts will be omitted below, and different parts will be mainly described. In the first embodiment described above, when calculating the maximum supply power (W TG_MAX ) by the
これに対し、本実施形態では、廃熱発電機5cによる最大供給電力(WTG_MAX)を算出する際、冷媒のランキンサイクルのつりあい計算、及び冷媒圧力の実測による補正を行うことで、高精度に最大供給電力(WTG_MAX)を算出することを特徴とするものである。
On the other hand, in the present embodiment, when calculating the maximum supply power (W TG_MAX ) by the
図17に、本実施形態における廃熱発電システム5の構成を示す。本実施形態の廃熱発電システム5では、膨張機5bの入口における冷媒(空調装置に用いられる冷媒)圧力(Pex_in)及び出口における冷媒圧力(Pex_out)を検出する圧力センサ5i、5jを備えている。このように、実際に冷媒の膨張又は/及び凝縮時の圧力を検出する圧力センサ5i、5jを備えることで、後述する発電電力の予測値等について、実測による補正を行うことができる。この圧力センサ5i、5jの検出信号は、廃熱発電制御手段6に出力される。
In FIG. 17, the structure of the waste heat
図17に示す冷却ファン5kは、他の車載システムと共用されるもので、同図に示す冷却ファン制御手段を介して負荷制御手段12から電源供給を受ける。また、冷却ファン5kは、冷却ファン制御手段によってその動作が制御される。なお、冷却ファン制御手段は、廃熱発電制御手段6からの指令を受けて制御する。
The cooling
次に、車両電源制御手段13により実施される電気系の電力管理について説明する。この電力管理では、電力供給を行う複数の電力供給源(本実施形態では、エンジン1、回生制動装置、バッテリ8、図示しない他電源、及び廃熱発電機5c)における最大供給電力と電力コストを算出し、図10に示したように、各電力供給源の電力コストの総計である総電力コストが最小となるように、各電力供給源への要求電力の配分を決定する。
Next, electric power management performed by the vehicle power supply control means 13 will be described. In this power management, the maximum power supply and power cost in a plurality of power supply sources (in this embodiment, the
なお、この配分決定の際、各電力供給源の電力コストを比較して、廃熱発電機5cの電力コストが他の電力供給源よりも安い場合には、廃熱発電機5cによる最大供給可能電力の範囲内で廃熱発電機5cによる発電電力が優先的に供給されるように廃熱発電機5cへの要求電力の配分を決定する。これにより、燃費向上につながる要求電力の配分を決定することが期待できる。
When determining the distribution, the power cost of each power supply source is compared, and if the power cost of the
また、配分決定の際、廃熱発電機5cの電力負荷の優先度を他の電力負荷よりも高く設定するとよい。これにより、熱発電の起動を優先し、熱発電を実現することができる。廃熱発電機5cは、通常、電力コストがゼロ(0)なので優先的に発電しているが、冷間始動後等で廃熱発電機5cが起動していない時に電力不足が生じ電力負荷の制御が必要になる場合でも、冷媒ポンプ、電動ウォータポンプ等の熱発電機を起動するための補機類の動作電力を確保し、熱発電を起動させることができる。
Moreover, when deciding the distribution, the priority of the power load of the
ここで、電力供給源としてのエンジン1、回生制動装置、バッテリ8、及び他電源における最大発電電力と電力コストの算出方法、需要電力の算出方法、及び要求電力の配分の決定方法については、本出願人による特開2004−260908号公報に開示されている車両用電気系の管理方法における算出方法を採用すればよいため、その説明を省略する。
Here, the calculation method of the maximum generated power and the power cost in the
以下、廃熱発電制御手段6において実行される、廃熱発電機5cによる発電可能量(最大供給電力:WTG_MAX)、電費情報(電力コスト:CTG)、及び負荷電力(LTG)の算出手順、及び廃熱発電機5cによる発電電力の制御手順について、図18に示すフローチャートを用いて説明する。
Hereinafter, a calculation procedure of the amount of power that can be generated by the
先ず、S10aでは、現在の車両の状態から廃熱発電機5cの最大供給電力(WTG_MAX)及び電力コスト(CTG)を算出する。廃熱発電機5cは、従来捨てられていた熱エネルギを用いて発電しているので、電力コスト(CTG)は基本的に0(ゼロ)であるが、第1の実施形態の図7に示すように、冷却水温の低下にともなう燃料消費の増加分に応じた電力コストを定義してもよい。
First, in S10a, the maximum supply power (W TG_MAX ) and power cost (C TG ) of the
S20aでは、最大供給電力(WTG_MAX)が0(ゼロ)に満たないか否か(負の値であるか否か)、すなわち、エンジン1が始動直後である、或いは廃熱発電機5cが起動直後であるため、廃熱発電機5cが発電できない状態であるか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、S30aに処理を進め、否定判定される場合には、S31aに処理を進める。
In S20a, whether or not the maximum supply power (W TG_MAX ) is less than 0 (zero), that is, whether or not the
S30aでは、負の値を示す最大供給電力(WTG_MAX)の絶対値を負荷電力(LTG)とするとともに、最大供給電力(WTG_MAX)を0(ゼロ)とする。これにより、廃熱発電機5cによる発電電力が後述する補機の消費電力を下回る場合、これを電力負荷として取り扱うことができる。一方、S31aでは、負荷電力(LTG)を0(ゼロ)とする。
In S30a, the absolute value of the maximum supply power (W TG_MAX ) indicating a negative value is set as the load power (L TG ), and the maximum supply power (W TG_MAX ) is set to 0 (zero). Thereby, when the electric power generated by the
S40aでは、車両電源制御手段13に最大供給電力(WTG_MAX)、電力コスト(CTG)、負荷電力(LTG)を送信する。これを受けて、車両電源制御手段13では、電力負荷の需要、及びオルタネータ3やバッテリ8等の他の電力供給源からの最大供給電力及び発電コストから各電力供給源の発電分担を決定し、各電力供給源に対する要求電力を送信する。これにより、電力負荷が必要とする負荷要求電力を加味して要求電力の配分を決定することができる。
In S40a, the maximum power supply (W TG_MAX ), power cost (C TG ), and load power (L TG ) are transmitted to the vehicle power supply control means 13. In response to this, the vehicle power supply control means 13 determines the power generation share of each power supply source from the demand of the power load, the maximum supply power from other power supply sources such as the
このように、最大供給電力(WTG_MAX)が0(ゼロ)に満たない場合、負の値を示す最大供給電力(WTG_MAX)の絶対値を示す負荷電力(LTG)を車両電源制御手段13に送信することで、車両電源制御手段13では、廃熱発電機5cを負荷の一つとして扱うことができる。
As described above, when the maximum supply power (W TG_MAX ) is less than 0 (zero), the vehicle power supply control means 13 determines the load power (L TG ) indicating the absolute value of the maximum supply power (W TG_MAX ) indicating a negative value. By transmitting to, the vehicle power supply control means 13 can handle the
S50aでは、廃熱発電制御手段6では、車両電源制御手段13からの廃熱発電機5cに対する要求電力(WTG_rq)を受信し、S60aでは、廃熱発電機5cの実発電電力(WTG)が要求電力(WTG_rq)に等しくなるように、冷媒ポンプ5eの回転数(Np)廃熱発電機5cの回転数とトルクを制御する。
In S50a, the waste heat power generation control means 6 receives the required power (W TG_rq ) for the
なお、この要求電力(WTG_rq)は、上述したように、廃熱発電機5cによる最大供給可能電力の範囲内で廃熱発電機5cによる発電電力が優先的に供給されるように配分されたものであり、廃熱発電制御手段6は、その範囲内で発電するように廃熱発電機5cの回転数とトルクを制御する。
The required power (W TG — rq ) is allocated so that the power generated by the
続いて、図18のS10aにおける最大供給電力(WTG_MAX)及び電力コスト(CTG)の算出手順の詳細について、図19を用いて説明する。図19に示すS410では、車速(Vv)、外気温(Ta)、廃熱発電機5cの回転数(Ng)、エンジン冷却水温(Tw)、エンジン回転数(Ne)、電動ウォータポンプの回転数(Nwp)、冷媒ポンプ5eの回転数(Np)、及び冷媒の流量を制御する冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力の実測値(Pp_in)を取得する。
Next, details of the procedure for calculating the maximum supply power (W TG_MAX ) and the power cost (C TG ) in S10a of FIG. 18 will be described using FIG. In S410 shown in FIG. 19, the vehicle speed (Vv), the outside air temperature (Ta), the rotational speed (Ng) of the
S420では、エンジン回転数(Ne)と電動ウォータポンプの回転数(Nwp)からエンジン冷却水の冷却水流量(Fw)を算出する。このように、エンジン冷却水の冷却水流量(Fw)については、電動ウォータポンプの回転数(Nwp)から冷却水の流量を取得することができる。 In S420, the cooling water flow rate (Fw) of engine cooling water is calculated from the engine speed (Ne) and the electric water pump speed (Nwp). Thus, about the cooling water flow rate (Fw) of engine cooling water, the flow rate of cooling water can be acquired from the rotation speed (Nwp) of the electric water pump.
また、外気温(Ta)、冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力の実測値(Pp_in)から冷媒密度(ρ)を算出し、これに冷媒ポンプ5eの回転数(Np)、吐出容積(vp)、ポンプ効率(ηp)を乗じて、冷媒の質量流量(Gr)を算出する。
Further, the refrigerant density (ρ) is calculated from the outside air temperature (Ta) and the measured value (Pp_in) of the refrigerant pressure at the inlet of the
S430では、上述したS410及びS420にて取得・算出した諸量から、図20に示す冷媒(例えば、HFC−134a)のランキンサイクル(A→B→C→D→A→・・・)の定常状態をつりあい計算によって求める。これにより、各状態における冷媒圧力とエンタルピー(内部エネルギ)を予測することができる。 In S430, the steady state of the Rankine cycle (A → B → C → D → A →...) Of the refrigerant (for example, HFC-134a) shown in FIG. 20 from the various amounts acquired and calculated in S410 and S420 described above. The state is obtained by balance calculation. Thereby, the refrigerant | coolant pressure and enthalpy (internal energy) in each state can be estimated.
図21に、その具体的な手順を示す。なお、つりあい計算の手法そのものは周知の技術であるため、以下、図21に示すS431〜S438の手順を簡単に説明する。先ず、S431では、初期条件の設定を行う。すなわち、冷媒ポンプ5e入口における冷媒温度の予測値(Tp_in)として外気温(Ta)+α(例えば5[℃]程度)とし、冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力の予測値(Pp_in)として冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力の実測値(Pp_in’)とする設定を行う。この設定した初期条件に基づいて、図20に示すモリエル線図における仮のAの位置「A(1)」を算出する。
FIG. 21 shows the specific procedure. Since the balance calculation method itself is a well-known technique, the steps S431 to S438 shown in FIG. 21 will be briefly described below. First, in S431, initial conditions are set. That is, the estimated value (Tp_in) of the refrigerant temperature at the inlet of the
S432では、エンジン冷却水温(Tw)、及び冷媒の質量流量(Gr)からエントロピーが等しい条件でサイクルA(1)からサイクルBへ向かう行程(すなわち、冷媒ポンプ5eによる冷媒の加圧行程)の計算を行い、冷媒ポンプ5e出口における冷媒圧力の予測値(Pp_out)を計算する。そして、図20に示すモリエル線図におけるBの位置を算出する。
In S432, calculation of the stroke from cycle A (1) to cycle B under the condition that the entropy is equal from the engine coolant temperature (Tw) and the mass flow rate (Gr) of the refrigerant (that is, the pressurization stroke of the refrigerant by the
S433では、エンジン冷却水の冷却水流量(Fw)と外気温(Tw)から冷媒への伝達(投入)熱量を計算する。このように、エンジン冷却水の冷却水流量(Fw)と外気温(Tw)から冷媒への伝達熱量を計算することで、実際の伝達熱量との予測誤差を小さくすることが可能となる。 In S433, the amount of heat transferred (input) to the refrigerant from the coolant flow rate (Fw) of the engine coolant and the outside air temperature (Tw) is calculated. Thus, by calculating the amount of heat transferred to the refrigerant from the coolant flow rate (Fw) of the engine coolant and the outside air temperature (Tw), the prediction error from the actual amount of heat transferred can be reduced.
また、S433では、膨張機5b入口における冷媒圧力の予測値(Pex_in)と冷媒ポンプ5e出口における冷媒圧力の予測値(Pp_out)とは略等しいものとして、サイクルBからサイクルCへ向かう行程(すなわち、熱交換器5aによる加熱・気化行程)の計算を行い、図20に示すモリエル線図におけるCの位置を算出する。
In S433, it is assumed that the predicted value (Pex_in) of the refrigerant pressure at the inlet of the
S434では、膨張機5b出口における冷媒圧力の予測値(Pex_out)と冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力の予測値(Pp_in)とは略等しいものとして、エントロピーが等しい条件でサイクルCからサイクルDへ向かう行程(すなわち、膨張機5bによる膨張行程)の計算を行い、図20に示すモリエル線図におけるDの位置を算出する。
In S434, it is assumed that the predicted value (Pex_out) of the refrigerant pressure at the outlet of the
S435では、車速(Vv)、及び外気温(Tw)からコンデンサの放熱熱量を計算し、サイクルDからA(2)へ向かう行程(すなわち、コンデンサによる凝縮・放熱行程)の計算を行い、図20に示すモリエル線図におけるA(2)の位置を算出する。 In S435, the heat radiation amount of the capacitor is calculated from the vehicle speed (Vv) and the outside air temperature (Tw), and the process from cycle D to A (2) (that is, the condensation / heat radiation process by the capacitor) is calculated. The position of A (2) in the Mollier diagram shown in FIG.
これにより、車速(Vv)からコンデンサの周辺を流れる気体(空気)の流速を取得し、この空気の流速と冷媒から放熱される前の冷媒の温度に基づいて、放熱熱量を計算することができる。 Thereby, the flow rate of the gas (air) flowing around the condenser is obtained from the vehicle speed (Vv), and the amount of heat released can be calculated based on the flow rate of the air and the temperature of the refrigerant before being radiated from the refrigerant. .
S436では、図20に示すモリエル線図におけるA(1)の位置とA(2)の位置とが略一致するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、S438においてA(1)の位置をAとして確定して本処理を終了し、否定判定される場合には、S437において、A(2)の位置をA(1)の位置とした後、A(1)の位置とA(2)の位置とが略一致するまで、S432〜S436の処理を繰り返し行う。 In S436, it is determined whether or not the position of A (1) and the position of A (2) in the Mollier diagram shown in FIG. If the determination is affirmative, the position of A (1) is determined as A in S438 and the process is terminated. If the determination is negative, the position of A (2) is set to A in S437. After setting the position (1), the processes of S432 to S436 are repeated until the position A (1) and the position A (2) substantially coincide.
これにより、入力条件におけるランキンサイクルの動作点が決定され、冷媒の状態や各種性能を予測することができるようになる。廃熱発電電力の入力となる膨張機5bの機械的な出力の予測値(Wex)は、図20に示すモリエル線図における膨張機5bの入口と出口の冷媒のエンタルピーの予測値の差(ΔHex(=Hex_in−Hex_out))に冷媒の質量流量(Gr)と膨張機効率(ηex)を乗じることで予測する。
Thereby, the operating point of the Rankine cycle under the input conditions is determined, and the state of the refrigerant and various performances can be predicted. The predicted value (Wex) of the mechanical output of the
また、これと同様の原理で、サイクルAからBへ向かう行程、つまり、冷媒ポンプ5eによる冷媒の加圧行程において、冷媒ポンプ5eが消費する冷媒ポンプ入力電力(Wp)も予測できる。これにより、冷媒圧力とエンタルピーの予測結果から、消費電力を予測することができる。
Further, based on the same principle, the refrigerant pump input power (Wp) consumed by the
図19のS440では、膨張機5b入口及び出口における冷媒圧力の実測値(Pex_in’)、(Pex_out’)を取得する。S450では、S430にて予測した膨張機5bの機械出力(Wex)、膨張機5b入口及び出口における冷媒圧力の予測値及び実測値(Pex_in)、(Pex_out)、(Pex_in’)、(Pex_out’)から膨張機5bの出力補正係数(Aw)を算出する。
In S440 of FIG. 19, the measured values (Pex_in ′) and (Pex_out ′) of the refrigerant pressure at the inlet and outlet of the
ここで、膨張機5bの出力補正係数(Aw)の算出方法について、図20及び図22を用いて説明する。図20において、つりあい計算から予測したサイクルは、破線で示した(A→B→C→D→A→・・・)のように推移する。このサイクルのうち、A→Bは、冷媒ポンプ5eによる冷媒の加圧行程を示し、B→Cは、熱交換器5aによる加熱・気化行程を示している。また、C→Dは、膨張機5bによる膨張行程を示し、D→Aは、コンデンサによる凝縮・放熱行程を示している。一方、実機のサイクルは、図20において実線で示した(A’→B’→C’→D’→A’→・・・)のように推移する、とする。
Here, a method of calculating the output correction coefficient (Aw) of the
廃熱発電機5cの発電電力の予測値(WTG)は、次式に示すように、膨張機5bの機械出力の予測値(Wex)に廃熱発電機5cの発電効率(ηG)を乗じたものから、廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)の差をとったものとなる。また、膨張機5bの機械出力の予測値(Wex)は、膨張機5bの入口と出口の冷媒のエンタルピーの予測値の差(ΔHex)に冷媒の質量流量(Gr)と膨張機効率(ηex)を乗じたものである。
The predicted value (W TG ) of the generated power of the
(数6)
WTG=Wex×ηG−Wcp={(1/3.6)×ΔHex×Gr×ηex}−Wcp
また、廃熱発電機5cの発電電力の補正値(WTG’)は、上記数式から次式のように示される。なお、次式においては、膨張機5bの機械出力の補正値(Wex’)、膨張機5bの入口と出口の冷媒のエンタルピーの差の補正値(ΔHex’)である。
(Equation 6)
W TG = Wex × η G −Wcp = {(1 / 3.6) × ΔHex × Gr × ηex} −Wcp
Further, the correction value (W TG ′) of the generated power of the
(数7)
WTG’=Wex’×ηG−Wcp={(1/3.6)×ΔHex’×Gr×ηex}−Wcp=Wex×(Wex’/Wex)×ηG−Wcp
ここで、膨張機5bの機械出力の予測値(Wex)に予測サイクルと実機のサイクルとの間のエンタルピー差の比を乗じれば、実機の冷媒状態に合った正確な膨張機出力を算出できる。
(Equation 7)
W TG ′ = Wex ′ × η G −Wcp = {(1 / 3.6) × ΔHex ′ × Gr × ηex} −Wcp = Wex × (Wex ′ / Wex) × η G −Wcp
Here, by multiplying the predicted value (Wex) of the mechanical output of the
なお、実機のサイクルの膨張機5bの入口と出口の冷媒のエンタルピーの補正値の差(ΔHex’)について直接計測することは困難であるが、膨張機5bの入口と出口の圧力を計測することで、(ΔHex’/ΔHex)を推定することができる。
Although it is difficult to directly measure the difference (ΔHex ′) between the correction values of the enthalpy of the refrigerant at the inlet and outlet of the
すなわち、図22(a)に示すように、予測サイクルにおけるモリエル線図上の冷媒状態の行程C→Dを斜辺とする直角三角形CDRと、図22(b)に示すように、実機サイクルにおけるモリエル線図上の冷媒状態の行程C’→D’を斜辺とする直角三角形C’D’R’を考える。 That is, as shown in FIG. 22 (a), a right triangle CDR having a slope C of the refrigerant state on the Mollier diagram in the prediction cycle and a Mollier in the actual cycle as shown in FIG. 22 (b). Consider a right triangle C′D′R ′ having a hypotenuse of the refrigerant state stroke C ′ → D ′ on the diagram.
この二つの三角形の斜辺CD及びC’D’は、図20において、等エントロピー線上に沿って推移しているので、両者は略平行である(CD//C’D’)とみなすことができ、二つの直角三角形CDRとC’D’R’はほぼ相似である。従って、図22における水平方向の辺の長さの比と垂直方向の辺の長さの比は等しいことから、次式に示すように、エンタルピー差の比を対数軸上の冷媒圧力の比に置換することができる。 Since the hypotenuses CD and C′D ′ of these two triangles move along the isentropic line in FIG. 20, they can be regarded as being substantially parallel (CD // C′D ′). The two right triangles CDR and C′D′R ′ are almost similar. Therefore, since the ratio of the length of the horizontal side in FIG. 22 is equal to the ratio of the length of the vertical side, the ratio of the enthalpy difference is changed to the ratio of the refrigerant pressure on the logarithmic axis as shown in the following equation. Can be replaced.
(数8)
Aw=(ΔHex’/ΔHex)=(log10Pex_in’−log10Pex_out’)/(log10Pex_in−log10Pex_out)=log10(Pex_in’/Pex_out’)/log10(Pex_in/Pex_out)
このようにして、膨張機5bの出力補正係数(Aw)を取得する。S460では、廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)を、冷媒ポンプ5eが消費する冷媒ポンプ入力電力(Wp)とその他の補機消費電力(Wc)の和から計算する。この廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)の算出方法について、図23を用いて説明する。
(Equation 8)
Aw = (ΔHex ′ / ΔHex) = (log 10 Pex_in′−log 10 Pex_out ′) / (log 10 Pex_in−log 10 Pex_out) = log 10 (Pex_in ′ / Pex_out ′) / log 10 (Pex_in / Pex_out)
In this way, the output correction coefficient (Aw) of the
図23に示すS461では、冷媒ポンプ5eが消費する冷媒ポンプ入力電力(Wp)を取得する。S462では、冷媒ポンプ5e以外の補機を抽出し、廃熱発電制御手段6からのみ指令を受けて動作しているか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合にはS463にて、その補機の消費電力(Wci:i=1〜n)を取得する。一方、否定判定される場合にはS464にて、その補機の消費電力(Wci:i=1〜n)を0(ゼロ)とする。
In S461 shown in FIG. 23, the refrigerant pump input power (Wp) consumed by the
これは、廃熱発電だけでなく他の目的でも使用される補機(例えば、冷却ファン5kは、車内空調装置の運転時にも動作する)も存在するため、S462において、廃熱発電のために消費する電力かどうかを判定し、肯定判定の場合は、その分の消費電力を発電電力から減算するために計上する。S465では、廃熱発電電力から減算する全ての補機の消費電力(Wcp)を算出する。
This is because there are auxiliary machines that are used not only for waste heat power generation but also for other purposes (for example, the cooling
廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)が得られると、図19に示すS470では、次式に示すように、膨張機5bの機械出力の予測最大値(Wex_MAX)、膨張機5bの出力補正係数(Aw)、廃熱発電機5cの発電効率(ηG)、廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)から、廃熱発電機5cの廃熱発電機5cの最大供給電力(WTG_MAX)を得る。
When the power consumption (Wcp) in the waste heat
(数9)
WTG_MAX=Wex_MAX×Aw×ηG−Wcp_MAX
このように、廃熱発電制御手段6からのみ指令を受けて動作している補機による最大消費電力(Wcp_MAX)分を差し引く補正を行うことで、実機の冷媒状態を反映した正確な最大供給電力を予測することが可能になる。
(Equation 9)
W TG_MAX = Wex _MAX × Aw × η G -Wcp _MAX
In this way, by correcting for subtracting the maximum power consumption ( Wcp_MAX ) by the auxiliary machine operating in response to a command only from the waste heat power generation control means 6, accurate maximum supply reflecting the refrigerant state of the actual machine is performed. It becomes possible to predict the power.
なお、上記数式9に示すように、最大供給電力(WTG_MAX)は、廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)から差し引いて算出しているが、廃熱発電システム5における消費電力(Wcp)を差し引かずに、負荷電力(LTG)として車両電源制御手段13に送信するようにしてもよい。
In addition, as shown in the
この場合、廃熱発電システム5の正味発電量の把握と管理は、車両電源制御手段13の中で行われることになるが、発電量が十分でない場合も含め、全て電力供給と需要のバランスを車両電源制御手段13で一元管理できるというメリットがある。
In this case, the net power generation amount of the waste heat
(変形例7)
本実施形態におけるつりあい計算によるランキンサイクルの予測は、収束計算となるため計算処理の負荷が大きく、リアルタイムでの計算が困難であることが予想される。このような場合は、つりあい計算の計算結果をマップ化し、そのマップをメモリ等の記憶手段に記憶しておき、このマップを用いて予測するようにしてもよい。
(Modification 7)
The prediction of Rankine cycle by balance calculation in the present embodiment is a convergence calculation, so the calculation processing load is large and it is expected that calculation in real time is difficult. In such a case, the calculation result of the balance calculation may be mapped, the map may be stored in a storage means such as a memory, and prediction may be performed using this map.
(変形例8)
膨張機5b出口における冷媒圧力(Pex_out’)と冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力(Pp_in’)とは、略等しくなることが明らかであるので、図17の圧力センサ5jを備えずに、膨張機5b出口における冷媒圧力(Pex_out’)を冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力(Pp_in’)としてもよい。また、予測精度をより高めたい場合は、サイクル行程D→Aのコンデンサの圧損について、計算或いはマップを参照して冷媒ポンプ5e入口における冷媒圧力(Pp_in’)に加えて膨張機5b出口における冷媒圧力(Pex_out’)としてもよい。
(Modification 8)
Since it is clear that the refrigerant pressure (Pex_out ′) at the outlet of the
(変形例9)
本実施形態では、各電力供給源の電力コストの総計である総電力コストが最小となるように、各電力供給源への要求電力の配分を決定するものであるが、第1実施形態のように、電気系の需要電力に対し、電力コストの低い電力供給源から優先して最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、各電力供給源への要求電力の配分を決定するようにしてもよい。
(Modification 9)
In the present embodiment, the distribution of the required power to each power supply source is determined so that the total power cost, which is the total power cost of each power supply source, is minimized, but as in the first embodiment. In addition, the distribution of the required power to each power supply source should be determined so that power is supplied within the range of the maximum supply power with priority given to the power demand of the electrical system from the power supply source with a low power cost. May be.
(変形例10)
本実施形態の熱発電システムにおいても、第1の実施形態の変形例3で説明したように、車両の電気系の電力不足時には、エンジン冷却水の水温を通常よりも上昇させ、その上昇分の熱エネルギを用いて熱発電機によって発電するようにしてもよい。
(Modification 10)
Also in the thermoelectric generation system of this embodiment, as explained in the third modification of the first embodiment, when the electric power of the vehicle electric system is insufficient, the temperature of the engine cooling water is raised from the normal temperature, You may make it generate electric power with a thermal generator using thermal energy.
(変形例11)
本実施形態の熱発電システムにおいても、第1の実施形態の変形例4(図13)で説明したように、オルタネータ3に接続される電源バス1と、廃熱発電システム5に接続される電源バス2の各々にバッテリ1、バッテリ2を配置し、その電源バス間をDC/DCコンバータ等の異電圧バス接続手段14で接続するようにしてもよい。
(Modification 11)
Also in the thermoelectric generation system of the present embodiment, as described in Modification 4 (FIG. 13) of the first embodiment, the
(変形例12)
本実施形態の熱発電システムにおいても、第1の実施形態の変形例6(図15)で説明したように、廃熱発電機5cに接続される電源バスをHV電池の大電力バスに接続するようにしてもよい。これにより、熱発電による電力を走行用の電力として利用することができる。また、大容量のHV電池を活用し、車両の使用状況や条件に応じたよりフレキシブルな発電運用が可能になり、ハイブリッド電気自動車(HV)の燃費をさらに向上することができる。
(Modification 12)
Also in the thermoelectric generator system of the present embodiment, as described in the sixth modification (FIG. 15) of the first embodiment, the power bus connected to the
1 エンジン
2 エンジン制御手段
3 オルタネータ
4 オルタネータ制御手段
5 廃熱発電システム
5a 熱交換器
5b 膨張機
5c 廃熱発電機
5d 発電機制御手段
5e 冷媒ポンプ
5f、5i、5j 圧力センサ
5g 冷媒ポンプモータ制御手段
5h ウォータポンプモータ制御手段
5k 冷却ファン
6 廃熱発電制御手段
7 水温検出手段
8 バッテリ
9 バッテリ状態検知手段
10 バス電圧検出手段
11 電流検出手段
12 負荷制御手段
13 車両電源制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (30)
前記熱源、又は前記熱源の熱伝達媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度に基づいて前記熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出する算出手段と、
需要電力に対し、前記電力コストの低い電力供給源から優先して前記最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、前記各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定手段と、を備え、
前記各電力供給源は、前記要求電力を供給することを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device comprising a plurality of power supply sources including a thermal generator that generates heat using thermal energy of a heat source,
Temperature detecting means for detecting a temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source;
Calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator based on the temperature and the power cost, and calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources;
Distribution determining means for determining distribution of required power to each of the power supply sources so as to supply power within the range of the maximum supply power in preference to the power supply source having a low power cost with respect to demand power; With
Each of the power supply sources supplies the required power.
前記熱源、又は前記熱源の熱伝達媒体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度に基づいて前記熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出する算出手段と、
前記各電力供給源の電力コストを総計した総電力コストが最小となるように、前記各電力供給源への要求電力の配分を決定する配分決定手段と、を備え、
前記各電力供給源は、前記要求電力を供給することを特徴とする電源制御装置。 A power supply control device comprising a plurality of power supply sources including a thermal generator that generates heat using thermal energy of a heat source,
Temperature detecting means for detecting a temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source;
Calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator based on the temperature and the power cost, and calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources;
Distribution determining means for determining distribution of required power to each power supply source so that a total power cost obtained by totaling the power costs of each power supply source is minimized,
Each of the power supply sources supplies the required power.
前記冷却水の水温が前記冷却水の水温制御の下限値を下回る場合、前記熱発電機の最大供給電力をゼロと算出し、
前記冷却水の水温が前記冷却水の水温制御の下限値を上回る場合、前記熱発電機の最大供給電力として、前記冷却水の水温と前記下限値との差分に略比例した電力を算出することを特徴とする請求項4又は5記載の電源制御装置。 The calculating means includes
When the cooling water temperature is lower than the lower limit value of the cooling water temperature control, the maximum power supply of the thermal generator is calculated as zero,
When the coolant temperature exceeds the lower limit value of the coolant temperature control, calculating the power approximately proportional to the difference between the coolant temperature and the lower limit value as the maximum supply power of the thermal generator. 6. The power supply control device according to claim 4 or 5, characterized in that:
前記電力不足検出手段において電力不足を検出した時は、前記水温制御の下限値を下回ることによる前記熱発電機の供給電力の制限を緩和する供給電力制限緩和手段と、を備えることを特徴とする請求項6記載の電源制御装置。 A power shortage detection means for detecting power shortage in a power supply system that receives power supply from the plurality of power supply sources;
The power shortage detecting means comprises a supply power restriction alleviating means for relaxing the restriction on the supply power of the thermal generator caused by falling below a lower limit value of the water temperature control when the power shortage is detected. Item 7. The power supply control device according to Item 6.
前記算出手段は、前記水温上昇制御によって供給可能な電力に対する、前記水温上昇制御に必要となる前記熱源の追加燃料消費量を前記熱発電機の電力コストに加味することを特徴とする請求項4〜12の何れか1項に記載の電源制御装置。 Water temperature increase control means for performing water temperature increase control for increasing the water temperature of the cooling water,
The said calculation means considers the additional fuel consumption of the said heat source required for the said water temperature rise control with respect to the electric power which can be supplied by the said water temperature rise control to the electric power cost of the said thermoelectric generator. The power supply control device according to any one of 12.
前記複数の蓄電器の少なくとも1つの蓄電器は、前記熱発電機にて発電された電力を蓄えるように、前記熱発電機と第1の電源バスを介して接続され、
他の蓄電器は、前記第1の電源バスと異なる第2の電源バスに接続され、
前記第1の電源バスと前記第2の電源バスとを接続する電源バス接続手段を備え、
前記電源バス接続手段によって、前記第1の電源バスと前記第2の電源バスとの間の電力移動を行うことを特徴とする請求項1〜13の何れか1項に記載の電源制御装置。 The plurality of power supply sources include a plurality of capacitors,
At least one of the plurality of capacitors is connected to the thermoelectric generator via a first power supply bus so as to store electric power generated by the thermoelectric generator,
The other battery is connected to a second power bus different from the first power bus,
Power supply bus connection means for connecting the first power supply bus and the second power supply bus;
The power supply control apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein power is transferred between the first power supply bus and the second power supply bus by the power supply bus connection means.
前記熱発電機の電力は、前記動力電源バスを介して前記ハイブリッド電気自動車の走行用の電力として利用されることを特徴とする請求項14記載の電源制御装置。 The first power bus is a power power bus of a hybrid electric vehicle,
15. The power supply control device according to claim 14, wherein the electric power of the thermal generator is used as electric power for running the hybrid electric vehicle via the power supply bus.
前記熱源、又は前記熱源の熱伝達媒体の温度を検出し、
前記温度に基づいて前記熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出し、
需要電力に対し、前記電力コストの低い電力供給源から優先して前記最大供給電力の範囲内で電力を供給するように、前記各電力供給源への要求電力の配分を決定し、
前記各電力供給源は、前記要求電力を供給することを特徴とする電源制御装置の電力管理方法。 A power management method for a power supply control device including a plurality of power supply sources including a thermal generator that generates power using thermal energy of a heat source,
Detecting the temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source;
While calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator and the power cost based on the temperature, calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources,
Determining the allocation of the required power to each power supply source so as to supply power within the range of the maximum supply power in preference to the power supply source having a low power cost with respect to the demand power;
The power management method for a power supply control device, wherein each of the power supply sources supplies the required power.
前記熱源、又は前記熱源の熱伝達媒体の温度を検出し、
前記温度に基づいて前記熱発電機の供給可能な最大供給電力、及び電力コストを算出するとともに、他の電力供給源の最大供給電力、及び電力コストを算出し、
前記各電力供給源の電力コストを総計した総電力コストが最小となるように、前記各電力供給源への要求電力の配分を決定し、
前記各電力供給源は、前記要求電力を供給することを特徴とする電源制御装置の電力管理方法。 A power management method in a power supply control device including a plurality of power supply sources including a thermal generator that generates power using thermal energy of a heat source,
Detecting the temperature of the heat source or a heat transfer medium of the heat source;
While calculating the maximum supply power that can be supplied by the thermal generator and the power cost based on the temperature, calculating the maximum supply power and power cost of other power supply sources,
Determining the distribution of required power to each power supply source so that the total power cost of the power costs of each power supply source is minimized,
The power management method for a power supply control device, wherein each of the power supply sources supplies the required power.
前記冷却水の水温が前記冷却水の水温制御の下限値を下回る場合にゼロとし、
前記冷却水の水温が前記冷却水の水温制御の下限値を上回る場合、前記冷却水の水温と前記下限値との差分に略比例した電力とすることを特徴とする請求項19又は20記載の電源制御装置の電力管理方法。 The maximum power supply of the thermal generator is
When the water temperature of the cooling water is lower than the lower limit value of the water temperature control of the cooling water, and zero,
21. The electric power that is substantially proportional to the difference between the cooling water temperature and the lower limit value when the cooling water temperature exceeds the lower limit value of the cooling water temperature control. Power management method for power control device.
前記複数の蓄電器の少なくとも1つの蓄電器は、前記熱発電機にて発電された電力を蓄えるように、前記熱発電機と第1の電源バスを介して接続され、
他の蓄電器は、前記第1の電源バスと異なる第2の電源バスに接続され、
前記第1の電源バスと前記第2の電源バスとを接続する電源バス接続部によって、前記第1の電源バスと前記第2の電源バスとの間の電力移動を行うことを特徴とする請求項16〜28の何れか1項に記載の電源制御装置の電力管理方法。 The plurality of power supply sources include a plurality of capacitors,
At least one of the plurality of capacitors is connected to the thermoelectric generator via a first power supply bus so as to store electric power generated by the thermoelectric generator,
The other battery is connected to a second power bus different from the first power bus,
The power transfer between the first power supply bus and the second power supply bus is performed by a power supply bus connection unit that connects the first power supply bus and the second power supply bus. Item 29. The power management method for a power supply control device according to any one of Items 16 to 28.
前記熱発電機の電力は、前記動力電源バスを介して前記ハイブリッド電気自動車の走行用の電力として利用されることを特徴とする請求項29記載の電源制御装置の電力管理方法。 The first power bus is a power power bus of a hybrid electric vehicle,
30. The power management method for a power supply control device according to claim 29, wherein the electric power of the thermal generator is used as electric power for running the hybrid electric vehicle via the power supply bus.
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