JP6489102B2

JP6489102B2 - 車両

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Publication number: JP6489102B2
Application number: JP2016234294A
Authority: JP
Inventors: 佳史大田; 修一永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: CN108128271B; US10543750B2; CN108128271A; JP2018093604A; US20180154778A1

Description

本開示は、ソーラーパネルを用いた充電が可能な蓄電装置を搭載する車両における外部給電時の蓄電装置の充放電の制御に関する。

たとえば、特開２０１４−１８３６７０号公報（特許文献１）には、ソーラーパネルを搭載した車両が開示される。また、車載の蓄電装置を用いて車両の外部の電気機器に電力を供給する外部給電が可能な車両についても公知である。

外部給電が可能な車両に、このようなソーラーパネルが搭載されている場合には、ソーラーパネルを用いて発電しつつ、蓄電装置を用いて外部給電を行なうことによって、長時間の外部給電が可能となる。

特開２０１４−１８３６７０号公報

しかしながら、このような外部給電が、たとえば、災害発生時等の非常時に利用されることを想定した場合には、より多くの電力量を車両の外部の電気機器に供給することが要求される。そのため、このような場合には、ソーラーパネルにおいて発電された電力を通常時よりも有効に活用することが要求される。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部給電時にソーラーパネルを用いて発電された電力を有効に活用することが可能な車両を提供することである。

本開示のある局面に係る車両は、蓄電装置と、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）が上限値と下限値との間の範囲内に収まるように蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、蓄電装置を充電するための電力を発電するソーラーパネルとを備える。制御装置は、ソーラーパネルによって発電された電力を、蓄電装置を経由して車両の外部に供給することが可能な外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電装置のＳＯＣの上限値を大きい値に設定する。

このようにすると、外部給電モードの選択中にソーラーパネルによって蓄電装置が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。これにより、より多くの電力量を車両の外部に供給することができる。

ある実施の形態においては、蓄電装置は、第１蓄電装置と、第２蓄電装置とを含む。第１蓄電装置は、第２蓄電装置の電力を用いて充電される。第１蓄電装置の電力は、外部給電モードが選択される場合に、車両の外部に供給される。第２蓄電装置は、ソーラーパネルによって発電された電力を用いて充電される。制御装置は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも第２蓄電装置のＳＯＣの上限値を大きい値に設定する。

このようにすると、外部給電モードの選択中にソーラーパネルによって第２蓄電装置が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。これにより、より多くの電力量を車両の外部に供給することができる。さらに、外部給電モードの選択中の第２蓄電装置の充放電回数を減少させることができる。そのため、充放電回数の増加による損失の増加を抑制することができる。

さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも第２蓄電装置の充電電力の制限値および放電電力の制限値のうちの少なくとも一方の大きさを大きい値に設定する。

たとえば、外部給電モードの選択中に、外部給電モードが選択されない場合よりも充電電力の制限値の大きさを大きい値に設定すると、第２蓄電装置の充電を速やかに実施することができる。さらに、外部給電モードの選択中に、外部給電モードが選択されない場合よりも放電電力の制限値の大きさを大きい値に設定すると、第２蓄電装置の放電を速やかに実施することができる。そのため、ソーラーパネルによって発電された電力を速やかに第１蓄電装置に供給することができる。

ある実施の形態においては、制御装置は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも第２蓄電装置のＳＯＣの下限値を小さい値に設定する。

このようにすると、上限値と下限値との差を増やすことができるため、第２蓄電装置の蓄電量を増加させることができる。

さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、外部給電モードの選択がユーザによって要求される場合に外部給電モードを選択する。

このようにすると、ユーザの要求によって外部給電モードを選択することができる。
さらに、ある実施の形態においては、車両は、車両の外部の通信対象と通信可能な通信装置をさらに備える。制御装置は、車両の外部から通信装置において予め定められた信号を受信する場合に外部給電モードを選択する。

このようにすると、通信装置において予め定められた信号を受信することによって外部給電モードを選択することができる。

本開示によると、外部給電時にソーラーパネルの発電電力を有効に活用することが可能な車両を提供することができる。

本実施の形態に係る車両の全体構成を概略的に示す図である。本実施の形態に係る車両に搭載された機器の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。電池温度と充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係を示す図である。本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。変形例におけるＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。変形例に係る車両に搭載された機器の構成を示すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

また、以下に説明する実施の形態では、車両は、駆動源としてモータジェネレータを搭載した電動車両を一例として説明するが、車両としては、以下に説明するソーラーパネルと蓄電装置とが搭載されていればよい。そのため、車両は、駆動源あるいは発電機の動力源としてエンジンをさらに搭載するハイブリッド車両であってもよいし、モータジェネレータに代えてエンジンのみを駆動源とする車両であってもよい。

図１は、本実施の形態に係る車両１の全体構成を概略的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、電池パック２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、ソーラーＰＣＵ４０と、ソーラーパネル５０と、ソーラーバッテリ６０と、補機バッテリ７０と、ＡＣ１００Ｖインバータ８０と、ソケット８２とを備える。

電池パック２０は、再充電可能な直流電源である。電池パック２０は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含む。電池パック２０は、車両１の駆動源であるモータジェネレータ６（以下、ＭＧ６と記載する。）との間で電力を授受する。電池パック２０の電力は、ＰＣＵ３０を経由してＭＧ６に供給される。また、電池パック２０は、ＭＧ６により発電された電力を用いて充電される。なお、電池パック２０は、車両１の外部の電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、電池パック２０は、二次電池に限らず、ＰＣＵ３０との間で直流電力を授受できるもの、たとえば、キャパシタ等であってもよい。電池パック２０は、たとえば、車両１の後部座席よりも後方の位置であって、かつ、左右の後輪のホイールハウス間に設けられる。

ＰＣＵ３０は、電池パック２０の直流電力を交流電力に変換してＭＧ６に供給したり、ＭＧ６において生じた回生電力（交流電力）を直流電力に変換して電池パック２０に供給したりする。

ＰＣＵ３０は、たとえば、複数個のスイッチング素子を有する、コンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータおよびインバータは、スイッチング素子のオン・オフ制御によって動作する。コンバータは、電池パック２０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換してＭＧ６に出力する。これにより、電池パック２０に蓄えられた電力を用いてＭＧ６が駆動される。

また、インバータは、ＭＧ６によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧して電池パック２０へ出力する。これにより、ＭＧ６により発電された電力を用いて電池パック２０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

ＰＣＵ３０は、電池パック２０の電圧を補機バッテリ７０の充電に適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）をさらに含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、変換された電力を補機バッテリ７０に供給することによって補機バッテリ７０を充電する。

ソーラーパネル５０は、光エネルギー（たとえば、太陽光の光エネルギー）を直流電力に変換する太陽電池であって、ソーラーバッテリ６０を充電するための電力を発電する発電装置である。本実施の形態において、ソーラーパネル５０は、図１に示すように車両１の屋根の表面に設置される。ソーラーパネル５０において発電された電力は、ソーラーＰＣＵ４０を経由してソーラーバッテリ６０に供給される。なお、ソーラーパネル５０は、車両１の屋根以外の箇所（たとえば、ボンネット等）の表面に配置されてもよい。

ソーラーバッテリ６０は、ソーラーパネル５０において発電された電力を蓄電する蓄電装置である。ソーラーバッテリ６０は、複数個（たとえば、３個）のセル、または複数個のセルにより構成されたモジュールが直列に接続されて構成される。ソーラーバッテリ６０は、車両１の室内の所定位置（たとえば、センターコンソールの下部）に設けられる。なお、車両１の室内とは、乗員が搭乗する車両１内の空間（たとえば、キャビン）および当該空間に連通する空間（たとえば、荷室等）を含むものとする。

ソーラーＰＣＵ４０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００（図２参照）からの制御信号に応じて、ソーラーパネル５０から出力された直流電力をソーラーバッテリ６０の充電が可能な電圧に変換したり、ソーラーバッテリ６０の直流電力を電池パック２０の充電が可能な電圧に変換したりする。ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値に達するまで増加した場合に、ソーラーバッテリ６０の電力を電池パック２０側に供給したり、あるいは、補機バッテリ７０を充電したりする。また、ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが下限値に達するまで減少した場合に、ソーラーパネル５０から出力された電力を用いてソーラーバッテリ６０を充電する。

補機バッテリ７０は、補機負荷（図示せず）に対して電力を供給する。補機負荷は、たとえば、車両１の室内に設けられる電気機器（たとえば、カーナビゲーションシステムやオーディオ機器等）や、車両１に搭載される各種ＥＣＵ等を含む。

ソケット８２は、電気機器に接続されるプラグの取り付けが可能な形状を有する。本実施の形態において、ソケット８２は、車両１の室内に設けられる。ソケット８２には、ＡＣ１００Ｖインバータ８０の作動時において、ＡＣ１００Ｖインバータ８０から１００Ｖの交流電力が供給される。

以下に、図２を用いて車両１に搭載される各構成について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る車両１に搭載された機器の構成を示すブロック図である。図２に示すように、車両１は、駆動輪２と、動力伝達ギヤ４と、ＭＧ６と、ＥＣＵ１００とをさらに備える。

ＭＧ６は、たとえば、三相交流回転電機である。ＭＧ６の出力トルクは、減速機等によって構成された動力伝達ギヤ４を介して駆動輪２に伝達される。ＭＧ６は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪２の回転力によって発電することも可能である。なお、図１および図２に示される車両１に、駆動源としてモータジェネレータが１つだけ設けられる構成が一例として示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータを複数（たとえば２つ）設ける構成としてもよい。

電池パック２０は、組電池２２と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する）２４と、充電リレー（以下、ＣＨＲと記載する）２６とを含む。

組電池２２は、複数個のセルにより構成されたモジュールが複数個直列に接続されて構成される。あるいは、組電池２２は、複数個のセルが直列に接続されて構成されてもよい。組電池は、組電池２２の電圧は、たとえば、２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ２４は、ＰＣＵ３０と組電池２２とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１上に設けられる。ＳＭＲ２４は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ１に基づいて、ＰＣＵ３０と組電池２２との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ＣＨＲ２６は、組電池２２とＳＭＲ２４とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１から分岐してソーラーＰＣＵ４０に接続される電力線ＰＬ２，ＮＬ２上に設けられる。ＣＨＲ２６は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ２に基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、ソーラーＰＣＵ４０との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ソーラーＰＣＵ４０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４と、補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６と、監視回路４８とを含む。

高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリ６０の直流電力を組電池２２の充電が可能な直流電力に変換する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、変換した電力を組電池２２に供給する。なお、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２から出力される電力は、組電池２２に加えてＡＣ１００Ｖインバータ８０の作動時おいてはＡＣ１００Ｖインバータ８０にも供給される場合もある。

ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーパネル５０から供給される直流電力をソーラーバッテリ６０の充電が可能な直流電力に変換する。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、変換した電力をソーラーバッテリ６０に供給する。

補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリ６０の直流電力を補機バッテリ７０の充電が可能な直流電力に変換する。補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、変換した電力を補機バッテリ７０に供給する。

監視回路４８は、ソーラーバッテリ６０の状態を監視する。ソーラーバッテリ６０には、温度センサ６２と、電圧センサ６４と、電流センサ６６とが設けられる。温度センサ６２は、ソーラーバッテリ６０の温度（以下、電池温度と記載する）ＴＢｓを検出し、検出された電池温度ＴＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。電圧センサ６４は、ソーラーバッテリ６０全体の電圧ＶＢｓを検出し、検出された電圧ＶＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。電流センサ６６は、ソーラーバッテリ６０の電流ＩＢｓを検出し、検出された電流ＩＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。

監視回路４８は、ソーラーバッテリ６０の状態についての情報をＥＣＵ１００に出力する。監視回路４８は、たとえば、各センサから受信した検出結果をＥＣＵ１００に出力したり、あるいは、各センサから受信した検出結果に対して所定の演算処理を実行し、実行結果をＥＣＵ１００に出力したりする。具体的には、監視回路４８は、ソーラーバッテリ６０の温度ＴＢｓ、電圧ＶＢｓおよび電流ＩＢｓに基づいてソーラーバッテリ６０のＳＯＣを算出し、算出されたＳＯＣを示す情報をＥＣＵ１００に出力する。

監視回路４８は、たとえば、ソーラーバッテリ６０の電流ＩＢｓと、電圧ＶＢｓと、電池温度ＴＢｓとに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてソーラーバッテリ６０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、監視回路４８は、たとえば、ソーラーバッテリ６０の充電電流と放電電流とを積算することによってソーラーバッテリ６０のＳＯＣを推定してもよい。

ＡＣ１００Ｖインバータ８０の正極側入力端子および負極側入力端子は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１にそれぞれ接続される。ＡＣ１００Ｖインバータ８０の出力端子は、ソケット８２に接続される。ＡＣ１００Ｖインバータ８０は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ３に応じて、電池パック２０から供給される直流電力を１００Ｖの交流電力に変換してソケット８２に供給する。

操作装置９０は、ユーザが外部給電モードの選択を車両１に要求するための操作装置であって、たとえば、スイッチ等によって構成される。操作装置９０は、ＥＣＵ１００に接続される。ユーザによって操作装置９０が操作されると（スイッチに対してオン操作がされると）、操作装置９０が操作されたことを示す信号（スイッチのオン信号）をＥＣＵ１００に送信する。

通信装置９２は、たとえば、外部の通信基地局からの信号の受信ができるように構成される。通信装置９２は、たとえば、災害情報等の非常時であることを示す情報を示す信号を受信する。通信装置９２は、当該情報を受信する場合に、当該情報を受信したことを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。通信装置９２は、たとえば、所定の無線通信規格に基づく通信を可能とする。所定の無線通信規格は、たとえば、３Ｇ、４Ｇあるいは５Ｇ等の各種携帯電話の通信規格を含む。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置であるメモリ、および、入出力バッファ等を含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の作動状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、監視回路４８からソーラーバッテリ６０のＳＯＣを取得する。なお、上述した監視回路４８で実行されたＳＯＣを算出する処理は、ＥＣＵ１００で実行されてもよい。ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが下限値に達すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４を動作させてソーラーパネル５０から出力される電力を用いてソーラーバッテリ６０を充電する。

ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値に達すると、ソーラーバッテリ６０の充電を停止するとともにＣＨＲ２６をオン状態にする。ＥＣＵ１００は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を動作させてソーラーバッテリ６０の電力を電池パック２０側に供給する。なお、ＥＣＵ１００は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に加えてソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４を動作させて電池パック２０側に電力を供給してもよい。ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが下限値に達したり、あるいは、組電池２２のＳＯＣが上限値に達したりする場合に、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の動作を停止するとともにＣＨＲ２６をオフ状態にして、電池パック２０への電力の供給を停止する。

ＥＣＵ１００は、上述のようにＣＨＲ２６およびソーラーＰＣＵ４０を動作させることによってソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値と下限値との間の範囲内に収まるようにソーラーバッテリ６０の充放電を制御する。

ＥＣＵ１００は、たとえば、車両１の停車中に操作装置９０に対して所定の操作（スイッチのオン操作）が行なわれる場合、あるいは、車両１の停車中に通信装置９２を経由して非常時であることを示す信号を受信する場合に、外部給電モードにしたがって車両１を制御する。

ＥＣＵ１００は、外部給電モードにしたがって車両１を制御する場合、ＳＭＲ２４をオン状態にして、ＡＣ１００Ｖインバータ８０を動作させることによってソケット８２に交流電力が供給可能となる。そのため、ソケット８２に電気機器に設けられるプラグが接続されると、電気機器が作動可能な状態になる。また、外部給電モード中においてもソーラーバッテリ６０から電池パック２０側への電力供給は継続される。すなわち、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値に達する場合に、給電リレー２６がオン状態にされ、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２が動作することによって、ソーラーバッテリ６０から電池パック２０側に電力が供給される。ソーラーバッテリ６０からの電池パック２０側に供給される電力は、ＳＭＲ２４を経由してＡＣ１００Ｖインバータ８０に供給されたり、組電池２２の充電に用いられたりする。

このような構成を有する車両１において、ＥＣＵ１００は、たとえば、外部給電モードの選択時には、上述のようにソーラーパネル５０によってソーラーバッテリ６０を充電する一方で、ソーラーバッテリ６０の電力を車両１の外部に供給することができる。そのため、長時間の外部給電が可能となる。しかしながら、このような外部給電モードが、たとえば、災害発生時等の非常時に利用されることを想定した場合には、より多くの電力量を車両１の外部の電気機器に供給することが要求される。そのため、このような場合には、ソーラーパネル５０において発電された電力を有効に活用することが要求される。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、ソーラーパネル５０によって発電された電力を、ソーラーバッテリ６０を経由して車両１の外部に供給することが可能な外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりもソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値を大きい値に設定するものとする。さらに、ＥＣＵ１００は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりもソーラーバッテリ６０のＳＯＣの下限値を小さい値に設定するものとする。

このようにすると、外部給電モードの選択中にソーラーパネル５０によってソーラーバッテリ６０が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。これにより、より多くの電力量を車両１の外部に供給することができる。

以下、図３を用いてＥＣＵ１００で実行される制御処理について説明する。図３は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、外部給電モードの選択中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、操作装置９０を用いてユーザによって外部給電モードの選択が要求された場合、あるいは、通信装置９２を経由して予め定められた信号を受信した場合にオンされるフラグの状態に基づいて外部給電モードが選択中であるか否かを判定する。外部給電モードが選択中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として拡大値を設定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０の上限値としてＳＯＣ＿ｕ（１）を設定する。さらに、ＥＣＵ１００は、下限値としてＳＯＣ＿ｌ（１）を設定する。ＳＯＣ＿ｕ（１）は、後述する使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される場合に用いられる上限値ＳＯＣ＿ｕ（０）よりも大きい値である。ＳＯＣ＿ｌ（１）は、後述する使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される場合に用いられる下限値ＳＯＣ＿ｌ（１）よりも小さい値である。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、第１マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと、放電電力の制限値Ｗｏｕｔを設定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電池温度と、充電電力の制限値Ｗｉｎと、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係を示すマップとして設定された第１マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定する。第１マップは、後述する第２マップと比較して、電池温度が所定温度ＴＢ（０）以上となる高温時に、電池温度に対する充電電力の制限値Ｗｉｎの大きさおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔの大きさが拡大するように設定されるマップである。

図４は、電池温度と充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとの関係を示す図である。図４は、第１マップ（破線）と第２マップ（実線）とを含む。なお、図４において、電池温度がＴＢ（０）よりも低い電池温度領域における実線部分は、第１マップと第２マップとの共通部分である。図４に示すように、第１マップにおいて、充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔは、いずれも電池温度がＴＢ（０）よりも高い領域においては、電池温度が高くなるほど線形的にその大きさが低下し、電池温度がＴＢ（２）になるときに充放電が停止される値になる。これに対して、第２マップにおいては、充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔは、いずれも電池温度がＴＢ（２）よりも低いＴＢ（１）になるときに充放電が停止される値になる。

Ｓ１００にて、外部給電モードが選択されていないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として通常値を設定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０の上限値としてＳＯＣ＿ｕ（０）を設定する。さらに、ＥＣＵ１００は、下限値としてＳＯＣ＿ｌ（０）を設定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述したＷｉｎと電池温度との関係およびＷｏｕｔと電池温度との関係を示すマップとして設定された第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと、放電電力の制限値Ｗｏｕｔとを設定する。なお、第２マップは、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ上限値に到達しているか否かを判定する。ＳＯＣ上限値は、上述のように外部給電モードが選択されているか否かに応じて設定される値である。ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ上限値に到達していると判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１００は、給電リレー２６をオン状態にしつつ、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を動作させて、ソーラーバッテリ６０の電力を電池パック２０側に供給する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ下限値に到達しているか否かを判定する。ＳＯＣ下限値は、上述のように外部給電モードが選択されているか否かに応じて設定される値である。ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ下限値に到達していると判定される場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。

なお、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ上限値に到達していないと判定される場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了される。また、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ下限値に到達していないと判定される場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１２に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１のＥＣＵ１００の動作について図５を参照しつつ説明する。図５は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図５の横軸は、時間を示し、図５の縦軸は、ＳＯＣの上限値と下限値との変化と非常用外部給電モードの選択状態を示す。具体的には、図５のＬＮ１は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値の変化を示す。図５のＬＮ２は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの下限値の変化を示す。図５のＬＮ３は、第１マップおよび第２マップの選択状態を示す。図５のＬＮ４は、外部給電モードの選択状態を示す。

たとえば、外部給電モードが選択されていない場合を想定する。図５のＬＮ４に示されるように、外部給電モードの選択状態がオフ状態であると（Ｓ１００にてＮＯ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される（Ｓ１０６）。そのため、図５のＬＮ１に示されるように、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値としてＳＯＣ＿ｕ（０）が設定される。さらに、図５のＬＮ２に示されるように、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの下限値としてＳＯＣ＿ｌ（０）が設定される。さらに、図５のＬＮ３に示されるように、第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０８）。

このようにして、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣは、上限値ＳＯＣ＿ｕ（０）と下限値ＳＯＣ＿ｌ（０）との間の範囲内に収まるようにソーラーバッテリ６０の充放電が制御される。

具体的には、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値になると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＣＨＲ２６がオンされるとともに高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２が動作することによって、ソーラーバッテリ６０の電力が電池パック２０に供給される（Ｓ１１２）。電池パック２０に供給された電力は、ＡＣ１００Ｖインバータ８０およびソケット８２を経由して電気機器に供給されたり、あるいは、組電池２２に供給されたりする。

電池パック２０への供給によってソーラーバッテリ６０の電力が消費されると、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが低下していく。ソーラーバッテリ６０のＳＯＣがＳＯＣ下限値に到達すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、電池パック２０への電力供給が停止される（Ｓ１１６）。

時間Ｔ（０）にて、ユーザの要求によって外部給電モードが選択され、図５のＬＮ４に示されるように、外部給電モードの選択状態がオン状態になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として拡大値が設定される（Ｓ１０２）。そのため、図５のＬＮ１に示されるように、ＳＯＣの上限値がＳＯＣ＿ｕ（０）からＳＯＣ＿ｕ（１）に増加される。また、図５のＬＮ２に示されるように、ＳＯＣの下限値がＳＯＣ＿ｌ（０）からＳＯＣ＿ｌ（１）に低下される。さらに、図５のＬＮ３に示されるように、第１マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０４）。

その結果、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅が拡大され、ソーラーバッテリ６０における蓄電量が増加する。そのため、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが上限値に到達してから電力の供給が開始され、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが下限値に到達するまでの電力の供給量が増加する。そのため、組電池２２のＳＯＣが低下した場合に、組電池２２のＳＯＣを速やかに回復させることができる。

さらに、ソーラーバッテリ６０において、ソーラーパネル５０を用いた充電と電池パック２０側への放電とが繰り返される場合に１回あたりの電力の供給量が増加する。そのため、充放電を複数回繰り返して所定量の電力をソーラーバッテリ６０から電池パック２０に供給する場合、使用ＳＯＣ幅を拡大することによってソーラーバッテリ６０の充放電の回数を減少させることができる。その結果、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２とソーラーＤＣ／ＤＣコンバータとの動作の切り換え回数を減少させることができるため、損失の増加を抑制することができる。

時間Ｔ（１）にて、ユーザの要求によって外部給電モードが解除され、図５のＬＮ４に示されるように外部給電モードの選択状態がオフ状態になると（Ｓ１００にてＮＯ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される（Ｓ１０６）。そのため、図５のＬＮ１に示されるように、ＳＯＣの上限値がＳＯＣ＿ｕ（１）からＳＯＣ＿ｕ（０）に低下される。また、図５のＬＮ２に示されるように、ＳＯＣの下限値がＳＯＣ＿ｌ（１）からＳＯＣ＿ｌ（０）に増加される。さらに、図５のＬＮ３に示されるように、第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０８）。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりもソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値が大きい値に設定される。そのため、外部給電モードの選択中にソーラーパネル５０によってソーラーバッテリ６０が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。これにより、より多くの電力量を車両の外部に供給することができる。さらに、外部給電モードの選択中のソーラーバッテリ６０の充放電回数を減少させることができる。そのため、充放電回数の増加によるエネルギー損失の増加を抑制することができる。したがって、外部給電時にソーラーパネルを用いて発電された電力を有効に活用することが可能な車両を提供することができる。

さらに、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、外部給電モードが選択される場合の、高温時におけるソーラーバッテリ６０の充電電力の制限値（Ｗｉｎ）の大きさおよび放電電力の制限値（Ｗｏｕｔ）の大きさを、外部給電モードが選択されない場合よりも大きい値に設定する。

これにより、外部給電モードの選択中にソーラーパネル５０によってソーラーバッテリ６０が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも高温時におけるソーラーバッテリ６０の充電を速やかに実施することができる。さらに、外部給電モードの選択中にソーラーバッテリ６０の電力が電池パック２０に供給される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも高温時におけるソーラーバッテリ６０の放電を速やかに実施することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、ＥＣＵ１００は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりもソーラーバッテリ６０の充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔの大きさを大きい値に設定するものとして説明したが、充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔのうちの少なくとも一方を大きい値にすればよい。

さらに、上述の実施の形態では、ＥＣＵ１００は、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも、高温時における、ソーラーバッテリ６０の充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔの大きさを大きい値に設定するものとして説明したが、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも、全温度領域における、ソーラーバッテリ６０の充電電力の制限値Ｗｉｎおよび放電電力の制限値Ｗｏｕｔの大きさを大きい値に設定してもよい。

さらに、上述の実施の形態では、ソケット８２は、車両１の室内に設けられるものとして説明したが、たとえば、車両１の外装に設けられるようにしてもよい。

さらに、上述の実施の形態では、操作装置９０あるいは通信装置９２からの信号に基づいて外部給電モードが選択され、使用ＳＯＣ幅として拡大値が設定されるものとして説明したが、操作装置９０を用いて外部給電モードが選択される場合と、通信装置９２を用いて外部給電モードが選択される場合とで使用ＳＯＣ幅として異なる拡大値が設定されるようにしてもよい。

たとえば、通信装置９２から災害情報などの予め定められた信号を受信することによって非常用外部給電モードが選択される場合の方が使用ＳＯＣ幅あるいはＳＯＣの上限値を大きくしてもよいし、あるいは、操作装置を用いたユーザの要求によって非常用外部給電モードが選択される場合の方が使用ＳＯＣ幅あるいはＳＯＣの上限値を大きくしてもよい。このようにすると、外部給電モードの選択方法に応じて適切な拡大値を設定することができる。

さらに、上述の実施の形態では、外部給電モードが選択される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも使用ＳＯＣ幅を拡大するものとして説明したが、外部給電モードが災害時等において外部給電を行なうための非常用外部給電モードとして設定される場合には、使用ＳＯＣ幅を可能な限り拡大した値（たとえば、ソーラーバッテリ６０の仕様上取り得ることが可能なＳＯＣの最大値と最小値）を拡大値として設定するようにしてもよい。

さらに、上述の実施の形態では、使用ＳＯＣ幅の拡大値の設定態様として、上限値を増加させ、下限値を低下させるものとして説明したが、上限値のみを増加させるようにしてもよい。このようにしても、ソーラーバッテリ６０の蓄電量を増加させることができる。

以下に、変形例に係る車両１のＥＣＵ１００の動作について図６を参照しつつ説明する。図６は、変形例に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６の横軸は、時間を示し、図６の縦軸は、ＳＯＣの上限値と下限値との変化と外部給電モードの選択状態を示す。図６のＬＮ１’は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値の変化を示す。図６のＬＮ２’は、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの下限値の変化を示す。図６のＬＮ３’は、第１マップおよび第２マップの選択状態を示す。図６のＬＮ４’は、外部給電モードの選択状態を示す。

たとえば、外部給電モードが選択されていない場合を想定する。図５のＬＮ４’に示されるように、外部給電モードの選択状態がオフ状態であると（Ｓ１００にてＮＯ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される（Ｓ１０６）。そのため、図５のＬＮ１’に示されるように、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの上限値としてＳＯＣ＿ｕ（０）が設定される。さらに、図５のＬＮ２’に示されるように、ソーラーバッテリ６０のＳＯＣの下限値としてＳＯＣ＿ｌ（０）が設定される。さらに、図６のＬＮ３’に示されるように、第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０８）。

時間Ｔ（２）にて、図６のＬＮ４’に示されるように、外部給電モードの選択状態がオン状態になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として拡大値が設定される（Ｓ１０２）。そのため、図５のＬＮ１’に示されるように、ＳＯＣの上限値がＳＯＣ＿ｕ（０）からＳＯＣ＿ｕ（１）に増加される。一方、図５のＫＮ２’に示されるように、ＳＯＣの下限値として、ＳＯＣ＿ｌ（０）が維持される。さらに、ＬＮ３’に示されるように、第１マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０４）。

時間Ｔ（３）にて、図６のＬＮ４’に示されるように、外部給電モードの選択状態がオフ状態になると（Ｓ１００にてＮＯ）、ソーラーバッテリ６０の使用ＳＯＣ幅として通常値が設定される（Ｓ１０６）。そのため、図５のＬＮ１’に示されるように、ＳＯＣの上限値がＳＯＣ＿ｕ（１）からＳＯＣ＿ｕ（０）に低下される。図５のＬＮ２’に示されるように、ＳＯＣの下限値としては、ＳＯＣ＿ｌ（０）が維持される。さらに、ＬＮ３’に示されるように、第２マップを用いて充電電力の制限値Ｗｉｎと放電電力の制限値Ｗｏｕｔとが設定される（Ｓ１０８）。

このようにしても、外部給電モードの選択中にソーラーパネル５０によってソーラーバッテリ６０が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。

上述の実施の形態では、組電池２２は、ソーラーバッテリ６０を用いて充電され、組電池２２の電力は、外部給電モードが選択される場合に、車両１の外部に供給され、ソーラーバッテリ６０は、ソーラーパネル５０によって発電された電力を用いて充電されるものとして説明したが、図７に示すように、ソーラーバッテリ６０を省略してもよい。図７は、変形例に係る車両１に搭載された機器の構成を示すブロック図である。すなわち、ソーラーパネル５０によって発電された電力が直接電池パック２０側に供給される構成であってもよい。この場合、外部給電モードが選択される場合、組電池２２のＳＯＣの上限値が、外部給電モードが選択されない場合の組電池２２のＳＯＣの上限値よりも大きい値に設定される。このようにしても、外部給電モードの選択中にソーラーパネル５０によって組電池２２が充電される場合には、外部給電モードが選択されない場合よりも蓄電量を多くすることができる。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１車両、２駆動輪、４動力伝達ギヤ、６モータジェネレータ、２０電池パック、２２組電池、２４ＳＭＲ、２６ＣＨＲ、３０ＰＣＵ、４０ソーラーＰＣＵ、４２高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ、４６補機ＤＣ／ＤＣコンバータ、４８監視回路、５０ソーラーパネル、６０ソーラーバッテリ、６２温度センサ、６４電圧センサ、６６電流センサ、７０補機バッテリ、８０ＡＣ１００Ｖインバータ、８２ソケット、９０操作装置、９２通信装置、１００ＥＣＵ。

Claims

蓄電装置と、
前記蓄電装置のＳＯＣが上限値と下限値との間の範囲内に収まるように前記蓄電装置の充放電を制御する制御装置と、
前記蓄電装置を充電するための電力を発電するソーラーパネルとを備え、
前記制御装置は、前記ソーラーパネルによって発電された電力を、前記蓄電装置を経由して車両の外部に供給することが可能な外部給電モードが選択される場合には、前記外部給電モードが選択されない場合よりも前記蓄電装置のＳＯＣの上限値を大きい値に設定する、車両。
前記蓄電装置は、第１蓄電装置と、第２蓄電装置とを含み、
前記第１蓄電装置は、前記第２蓄電装置の電力を用いて充電され、
前記第１蓄電装置の電力は、前記外部給電モードが選択される場合に、前記車両の外部に供給され、
前記第２蓄電装置は、前記ソーラーパネルによって発電された電力を用いて充電され、
前記制御装置は、前記外部給電モードが選択される場合には、前記外部給電モードが選択されない場合よりも前記第２蓄電装置のＳＯＣの上限値を大きい値に設定する、請求項１に記載の車両。
前記制御装置は、前記外部給電モードが選択される場合には、前記外部給電モードが選択されない場合よりも前記第２蓄電装置の充電電力の制限値および放電電力の制限値のうちの少なくとも一方の大きさを大きい値に設定する、請求項２に記載の車両。
前記制御装置は、前記外部給電モードが選択される場合には、前記外部給電モードが選択されない場合よりも前記第２蓄電装置のＳＯＣの下限値を小さい値に設定する、請求項２または３に記載の車両。
前記制御装置は、前記外部給電モードの選択がユーザによって要求される場合に前記外部給電モードを選択する、請求項１〜４のいずれかに記載の車両。
前記車両は、前記車両の外部の通信対象と通信可能な通信装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記車両の外部から前記通信装置において予め定められた信号を受信する場合に前記外部給電モードを選択する、請求項１〜５のいずれかに記載の車両。