JP6680185B2

JP6680185B2 - 太陽光発電システム

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Publication number: JP6680185B2
Application number: JP2016216981A
Authority: JP
Inventors: 栄輝松岡; 三好　達也; 達也三好
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: JP2018078667A

Description

本発明は、太陽光発電システムに関する。

従来、車両に搭載された太陽光発電装置で発生した発電電力を蓄電可能に構成された電力システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この電力システムは、太陽光発電装置で発生した発電電力を変換する第一電力変換部と、第一電力変換部の出力部に接続された第一蓄電池と、第一電力変換部又は第一蓄電池の出力を変換する第二電力変換部と、第二電力変換部の出力部に接続された第二蓄電池とを備える。

そして、この電力システムは、太陽光発電装置で発生した発電電力から第二蓄電池の充電電力を控除した余剰電力により第一蓄電池を充電することが可能となるように、第一電力変換部及び第二電力変換部の動作を制御する。これにより、第一蓄電池の放電による第二蓄電池の充電の頻度が抑制されるとともに、第一蓄電池の充電残量の低下が抑制可能となる。

特開２０１４−２００１４９号公報

しかしながら、従来の技術では、太陽光発電装置で発生した発電電力と第二蓄電池の充電電力との差が小さくなると、第一蓄電池に流れる電流の電流値も小さくなる。そのため、第一蓄電池に流れる電流の電流値が比較的小さなときでは、当該電流をセンサを用いて検出すると、センサにより検出された当該電流の電流検出値に対して、センサの検出誤差の占める割合が大きくなりやすい。したがって、センサにより検出された第一蓄電池に流れる電流の電流検出値を用いて、第一蓄電池の残容量を推定する場合、その残容量を精度良く推定できないおそれがある。

そこで、本開示の一態様は、蓄電池の残容量を精度良く推定できる、太陽光発電システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一態様では、
車両に搭載された太陽光発電装置と、
前記太陽光発電装置で発電された発電電力を変換し、変換後の電力を第１の電力ラインに出力する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１の電力ラインに接続された第１の蓄電池と、
前記第１の蓄電池に流れる電流を検出するセンサと、
前記センサにより検出された前記電流の電流検出値を用いて、前記第１の蓄電池の残容量を推定する推定部と、
前記第１の電力ラインの電力を変換し、変換後の電力を第２の電力ラインに出力する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２の電力ラインに接続された第２の蓄電池と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の蓄電池の残容量が所定の閾値以上の場合、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力を前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力よりも低下させることで、前記第１の蓄電池を放電させ、
前記制御部は、前記第１の蓄電池の残容量が前記所定の閾値未満で、且つ、前記発電電力と前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなるように、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの変換動作を制御することで、前記センサにより検出された前記電流の電流検出値が大きくなるようにする、太陽光発電システムが提供される。

本開示の一態様によれば、前記発電電力と前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなる。そのため、前記発電電力と前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合でも、前記センサにより検出された前記電流の電流検出値に対して、前記センサの検出誤差の占める割合が小さくなる。したがって、前記推定部が前記第１の蓄電池の残容量の推定に使用する電流検出値に、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなるように前記制御部が制御しているときに前記センサにより検出された前記電流の電流検出値が含まれていれば、前記推定部は、前記第１の蓄電池の残容量を精度良く推定できる。

このように、本開示の一態様によれば、蓄電池の残容量を精度良く推定することができる。

太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。制御部によって実行される制御の流れの一例を示すフローチャートである。蓄電池の残容量からその蓄電池の充放電目標を導出するためのマップの一例を示す図である。制御部によって実行される制御の流れの一例をより詳細に示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。図１に示される太陽光発電システム１は、ソーラーパネル１００によって発電された発電電力Ｐｂを補助電池２００及び補機電池４００に充電することを可能にするシステムの一例であり、車両１０に搭載される。太陽光発電システム１は、ソーラーパネル１００と、センサ部１１０と、補助電池２００と、センサ部２１０と、補機電池４００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

ソーラーパネル１００は、太陽光発電装置の一例であり、太陽光を受光することにより発電した発電電力Ｐｂを出力する。ソーラーパネル１００から出力された発電電力Ｐｂは、ＥＣＵ３００内のソーラーコンバータ３１０の入力部に供給される。ソーラーパネル１００は、車両１０に搭載され、例えば、車両１０のルーフに設置される。

センサ部１１０は、電流センサ１１１と、電圧センサ１１２とを有する。電流センサ１１１は、ソーラーパネル１００から出力される発電電力Ｐｂの電流（発電電流）の電流値を検出し、その検出した電流値を表す電流検出値をＥＣＵ３００内のマイコン３３０に対して出力する。電圧センサ１１２は、ソーラーパネル１００から出力される発電電力Ｐｂの電圧（発電電圧）の電圧値を検出し、その検出した電圧値を表す電圧検出値をＥＣＵ３００内のマイコン３３０に対して出力する。

補助電池２００は、第１の蓄電池の一例であり、充電可能な二次電池である。補助電池２００は、ソーラーコンバータ３１０から供給された電力を一時的に蓄電する。補助電池２００に蓄えられた電力は、電力ライン３６０を介して、ＥＣＵ３００内の補機側コンバータ３２０の入力部に供給される。補助電池２００は、電力ライン３６０に接続されている。補助電池２００の具体例として、ニッケル水素電池などが挙げられる。

センサ部２１０は、電流センサ２１１と、電圧センサ２１２とを有する。電流センサ２１１は、補助電池２００に流れる電流の電流値を検出し、その検出した電流値を表す電流検出値をマイコン３３０に対して出力する。補助電池２００に流れる電流とは、補助電池２００から出力される放電電流、又は、補助電池２００に入力される充電電流とする。電圧センサ２１２は、補助電池２００の電池電圧の電圧値を検出し、その検出した電圧値を表す電圧検出値をマイコン３３０に対して出力する。

補機電池４００は、第２の蓄電池の一例であり、充電可能な二次電池である。補機電池４００は、補機側コンバータ３２０から供給された電力を蓄電する。補機側コンバータ３２０又は補機電池４００から出力される電力は、補機４１０に供給される。補機電池４００は、電力ライン４２０に接続されている。補機電池４００の具体例として、鉛電池などが挙げられる。補機４１０は、電力ライン４２０を介して供給される電力によって動作する負荷である。補機４１０の具体例として、例えば、ナビゲーション装置、ＥＣＵ３００以外のＥＣＵなどが挙げられる。

ＥＣＵ３００は、ソーラーパネル１００によって発電された発電電力Ｐｂに基づいて、補助電池２００と補機電池４００の少なくとも一方に電力を充電したり、補機４１０に電力を供給したりすることを制御する電子制御装置の一例である。ＥＣＵ３００は、補機電池４００から供給される電力によって動作する。ＥＣＵ３００は、ソーラーコンバータ３１０と、補機側コンバータ３２０と、マイコン３３０とを備える。

ソーラーコンバータ３１０は、第１のＤＣ−ＤＣコンバータの一例である。ＤＣは、「Direct Current」の略語を表す。ソーラーコンバータ３１０は、ソーラーパネル１００で発電された発電電力Ｐｂを電圧変換（具体的には、降圧又は昇圧）し、その電圧変換後の電力を電力ライン３６０に出力する。電力ライン３６０は、第１の電力ラインの一例であり、ソーラーコンバータ３１０の出力部と補助電池２００と補機側コンバータ３２０の入力部との間を結ぶ電流経路である。ソーラーコンバータ３１０から電力ライン３６０に出力された電力（ソーラーコンバータ３１０の出力電力）は、補助電池２００又は補機側コンバータ３２０の入力部に供給可能となる。

補機側コンバータ３２０は、第２のＤＣ−ＤＣコンバータの一例である。ＤＣは、「Direct Current」の略語を表す。補機側コンバータ３２０は、電力ライン３６０の電力を電圧変換（具体的には、降圧）し、その電圧変換後の電力を電力ライン４２０に出力する。電力ライン４２０は、第２の電力ラインの一例であり、補機側コンバータ３２０の出力部と補機電池４００と補機４１０との間を結ぶ電流経路である。補機側コンバータ３２０から電力ライン４２０に出力された電力（補機側コンバータ３２０の出力電力）は、補機電池４００又は補機４１０に供給可能となる。

マイコン３３０は、ＥＣＵ３００の各種制御を実行するマイクロコンピュータである。マイコン３３０は、推定部３４０と、制御部３５０とを有する。推定部３４０と制御部３５０は、それぞれ、マイコン３３０内のＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行される処理によって、その機能が実現される機能部を表す。

推定部３４０は、センサ部２１０の電流センサ２１１により検出された補助電池２００に流れる電流の電流検出値を用いて、補助電池２００の残容量を推定する。推定部３４０は、周知の通り、電流センサ２１１により検出された補助電池２００に流れる電流の電流検出値を常時モニタし、そのモニタ値を積算することによって、補助電池２００の残容量を算出できる。

なお、補助電池２００に流れる電流の電流検出値を用いて補助電池２００の残容量を推定する方法は、これに限られない。例えば、推定部３４０は、電流センサ２１１により検出された補助電池２００に流れる電流の電流検出値だけでなく、電圧センサ２１２により検出された補助電池２００の電池電圧の電圧検出値を用いて、補助電池２００の残容量を推定してもよい。例えば、推定部３４０は、補助電池２００の残容量の推定値を電圧検出値に応じて補正する。また、推定部３４０は、センサ部２１０内の不図示の温度センサによって検出された補助電池２００の温度検出値を、補助電池２００の残容量の推定に使用してもよい。例えば、推定部３４０は、補助電池２００の残容量の推定値を温度検出値に応じて補正する。

制御部３５０は、電流センサ１１１から取得した電流検出値と電圧センサ１１２から取得した電圧検出値とに基づいて、発電電力Ｐｂの大きさを検出する。制御部３５０は、発電電流の電流値と発電電圧の電圧値とを乗算することによって、発電電力Ｐｂの大きさを算出できる。

また、制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値以下になる条件が成立した場合、補助電池２００に流れる電流の電流値が大きくなるように、ソーラーコンバータ３１０及び補機側コンバータ３２０の変換動作を制御する。

このような制御が実行されることにより、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合、補助電池２００に流れる電流の電流値が大きくなる。そのため、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合でも、電流センサ２１１により検出された電流の電流検出値に対して、電流センサ２１１の検出誤差の占める割合が小さくなる。したがって、推定部３４０が補助電池２００の残容量の推定に使用する電流検出値に、補助電池２００に流れる電流の電流値が大きくなるように制御部３５０が制御しているときに電流センサ２１１により検出された電流の電流検出値が含まれていれば、推定部３４０は、補助電池２００の残容量を精度良く推定できる。

図２は、制御部３５０によって実行される制御の流れの一例を示すフローチャートである。制御部３５０は、開始から終了までの制御を所定の周期で実行する。図１を参照して図２内の各処理について以下説明する。

ステップＳ１にて、制御部３５０は、推定部３４０により推定された補助電池２００の残容量から、補助電池２００の充放電目標Ｐａ（単位は、Ｗ（ワット））を算出する。充放電目標Ｐａは、補助電池２００から出力される放電電力の目標である目標放電電力、又は、補助電池２００に入力される充電電力の目標である目標充電電力を表す。

制御部３５０は、例えば、図３に示されるマップに基づいて、充放電目標Ｐａを算出する。図３に示されるマップは、補助電池２００の残容量から補助電池２００の充放電目標Ｐａを算出するための算出則の一例を示す。

制御部３５０は、推定部３４０により推定された補助電池２００の残容量が比較的多いときには、当該マップに従って、補助電池２００を放電させるための正値の充放電目標Ｐａを算出する。一方、制御部３５０は、推定部３４０により推定された補助電池２００の残容量が比較的少ないときには、当該マップに従って、補助電池２００を充電するための負値の充放電目標Ｐａを算出する。

充放電目標Ｐａは、負の下限値から正の上限値までの零を含む所定範囲Ｘ内の電力値には設定されない。制御部３５０は、推定部３４０により推定された補助電池２００の残容量から、充放電目標Ｐａを所定範囲Ｘ外の電力値に設定する。制御部３５０は、充放電目標Ｐａを負値と正値との間で変化させる際、充放電目標Ｐａをヒステリシスを付けて負値から正値に又は正値から負値に変化させる。

ステップＳ２にて、制御部３５０は、ステップＳ１にて算出された充放電目標Ｐａから、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを算出する。補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄは、補機側コンバータ３２０が電力ライン４２０に出力すべき目標電力（補機側コンバータ３２０の目標出力電力）を表す。例えば、制御部３５０は、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、ステップＳ１にて算出された充放電目標Ｐａとセンサ部１１０により検出された発電電力Ｐｂとを加算した値に設定する。

ステップＳ３にて、制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態であるか否かを判断する。制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態であると判断した場合、ステップＳ４の処理を実行する。一方、制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態ではないと判断した場合、ステップＳ５の処理を実行する。

制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態であるとステップＳ３にて判断した場合、ソーラーパネル１００から取り出される発電電力Ｐｂが制限される（つまり、低下する）ように、ソーラーコンバータ３１０の電圧変換を制御する（ステップＳ４）。これにより、ソーラーコンバータ３１０の出力電力も制限される（低下する）ので、満充電状態の補助電池２００がソーラーコンバータ３１０の出力電力によって過充電されることを防止することができる。

一方、制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態ではないとステップＳ３にて判断した場合、ステップＳ５の処理を実行する。ステップＳ５にて、制御部３５０は、センサ部１１０により検出された発電電力ＰｂとステップＳ２にて算出された補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄとの電力差が所定値よりも小さいか否かを判断する。制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄとの電力差が所定値よりも小さい場合、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立したと判断する。一方、制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄとの電力差が所定値以上の場合、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立していないと判断する。

制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄとの電力差が所定値よりも小さい場合、ステップＳ６の処理を実行する。ステップＳ６にて、制御部３５０は、補機側コンバータ３２０の出力電力が制限される（つまり、低下する）ように、補機側コンバータ３２０の電圧変換を制御する。これにより、補機側コンバータ３２０の出力電力が制限される分、補助電池２００に流れる電流の電流値が大きくなる。よって、電流センサ２１１により検出された補助電池２００に流れる電流の電流検出値に対して、電流センサ２１１の検出誤差の占める割合が小さくなる。したがって、推定部３４０は、電流センサ２１１により検出された電流の電流検出値を用いて、補助電池２００の残容量を精度良く推定できる。

一方、制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄとの電力差が所定値以上の場合、ステップＳ７の処理を実行する。ステップＳ７にて、制御部３５０は、ステップＳ４及びＳ６のような制限を行わずに、ソーラーコンバータ３１０及び補機側コンバータ３２０の電圧変換を制御する。これにより、ソーラーパネル１００からの発電電力Ｐｂの取り出し量が制限されることなく、発電電力Ｐｂに基づいて補助電池２００又は補機電池４００を充電したり、補機４１０に電力を供給したりすることができる。

図４は、制御部３５０によって実行される制御の流れの一例をより詳細に示すフローチャートである。制御部３５０は、開始から終了までの制御を所定の周期で実行する。図１を参照して図４内の各処理について以下説明する。

ステップＳ１０にて、制御部３５０は、推定部３４０により推定された補助電池２００の残容量から、補助電池２００の充放電目標Ｐａを算出する。充放電目標Ｐａの算出方法については、図２のステップＳ１についての上述の説明と同様である。

ステップＳ２０にて、制御部３５０は、ステップＳ１０にて算出された充放電目標Ｐａと、センサ部１１０により検出された発電電力Ｐｂと、所定の補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃとを用いて、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄを算出する。補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄは、補機側コンバータ３２０が電力ライン４２０に出力すべき目標電力（つまり、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄ）を最終的に算出する前の一時的な目標値を表す。

例えば、制御部３５０は、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄを、ステップＳ１にて算出された充放電目標Ｐａとセンサ部１１０により検出された発電電力Ｐｂとを加算した値に設定する。但し、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄは、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃを上限とする。補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃは、補機側コンバータ３２０が電力ライン４２０に出力する電力の上限値（ガード値）を表す。

例えば、ソーラーパネル１００が１８０Ｗの発電電力Ｐｂを発電している場合において、補助電池２００の残容量を表すＳＯＣ（State Of Charge）が７０％のとき、制御部３５０は、ステップＳ１０にて、図３に示されるマップに従って充放電目標Ｐａを＋８０Ｗと算出する。このとき、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃが１５０Ｗである場合、ステップＳ２０にて、制御部３５０は、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄを、２６０Ｗ（＝８０Ｗ＋１８０Ｗ）ではなく、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃに等しい１５０Ｗと算出する。

ステップＳ３０にて、制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態である否かを判断する。制御部３５０は、例えば、補助電池２００の残容量を表すＳＯＣが所定のＳＯＣ閾値（例えば、８０％）以上である場合、補助電池２００が満充電状態であると判断し、ステップＳ４０の処理を実行する。一方、制御部３５０は、補助電池２００の残容量を表すＳＯＣが当該ＳＯＣ閾値未満である場合、補助電池２００が満充電状態ではないと判断し、ステップＳ５０の処理を実行する。

制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態であるとステップＳ３０にて判断した場合、補助電池２００がこれ以上充電されることを防ぐため、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを低下させて、補助電池２００を放電させることを確保する（ステップＳ４０）。ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂは、ソーラーコンバータ３１０が電力ライン３６０に出力すべき目標電力（ソーラーコンバータ３１０の目標出力電力）を表す。ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを低下させることにより、ソーラーパネル１００から取り出される発電電力Ｐｂが制限される（つまり、低下する）。

ステップＳ４０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、ステップＳ２０にて算出された補機ＤＤＣ仮目標電力ＰｄからステップＳ１０にて算出された充放電目標Ｐａを減算した値に設定する。制御部３５０は、ステップＳ４０にて設定されたソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂに発電電力Ｐｂが一致するように、ソーラーコンバータ３１０の電力変換を制御する。一方、制御部３５０は、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、ステップＳ２０にて算出された補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄの値に設定する。制御部３５０は、ステップＳ４０にて設定された補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄに補機側コンバータ３２０の出力電力が一致するように、補機側コンバータ３２０の電力変換を制御する。

例えば、充放電目標Ｐａが８０Ｗ、発電電力Ｐｂが１８０Ｗ、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃが１５０Ｗ、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄが１５０Ｗであるとする。この場合、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、７０Ｗ（＝１５０Ｗ−８０Ｗ）と設定し、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、１５０Ｗと設定する。このように設定されることにより、少なくとも８０Ｗ（＝１５０Ｗ−７０Ｗ）が補助電池２００から放電されることになるので、満充電状態の補助電池２００を放電させることができる。

一方、制御部３５０は、補助電池２００が満充電状態ではないとステップＳ３０にて判断した場合、ステップＳ５０の処理を実行する。ステップＳ５０にて、制御部３５０は、センサ部１１０により検出された発電電力ＰｂとステップＳ２０にて算出された補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄとの電力差が所定値よりも小さいか否かを判断する。制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄとの電力差が所定値よりも小さい場合、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立したと判断する。一方、制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄとの電力差が所定値以上の場合、発電電力Ｐｂと補機側コンバータ３２０の出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立していないと判断する。

制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄとの電力差が所定値よりも小さい場合、ステップＳ６０の処理を実行する。ステップＳ６０にて、制御部３５０は、補助電池２００に流れる電流の電流値が低下することを防ぐため、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを低下させて、電流センサ２１１の検出誤差の影響を小さくする。補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを低下させることにより、補機側コンバータ３２０から電力ライン４２０に出力される電力が制限される（つまり、低下する）ので、補助電池２００に流れる電流の電流値が増加する。

ステップＳ６０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、周知の最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）によって探索された最大電力に設定する。つまり、制御部３５０は、ソーラーパネル１００から取り出される発電電力Ｐｂが最大となるようにソーラーコンバータ３１０の電力変換を制御する。一方、制御部３５０は、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、センサ部１１０によって検出された発電電力Ｐｂから一定電力Ｙを減算した値に設定する。制御部３５０は、ステップＳ６０にて設定された補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄに補機側コンバータ３２０の出力電力が一致するように、補機側コンバータ３２０の電力変換を制御する。

例えば、充放電目標Ｐａが８０Ｗ、発電電力Ｐｂが１８０Ｗ、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃが１５０Ｗ、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄが１５０Ｗ、一定電力Ｙが３０Ｗであるとする。ステップＳ５０にて、制御部３５０は、「Ｐｂ−Ｐｄ＝１８０−１５０＝３０」が所定値よりも小さいので、ステップＳ６０の処理を実行する。ステップＳ６０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、１８０Ｗと設定し、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、１５０Ｗ（＝１８０Ｗ−３０Ｗ）と設定する。このように設定されることにより、少なくとも３０Ｗ（＝１８０Ｗ−１５０Ｗ）が補助電池２００に充電されることになる。補助電池２００が充電されることにより、補助電池２００に流れる電流が増加し、電流センサ２１１の検出誤差の影響を小さくすることができる。

なお、この数値例では、補助電池２００が８０Ｗ放電されることが目標となっているものの（充放電目標Ｐａ＝８０Ｗ）、ステップＳ６０にて少なくとも３０Ｗ（＝１８０Ｗ−１５０Ｗ）が補助電池２００に充電されることになる。これは、充放電目標Ｐａが補助電池２００を放電させる数値であっても、ソーラーパネル１００から発電電力Ｐｂを取り出せるのであれば、満充電状態ではない補助電池２００を発電電力Ｐｂを利用して充電することを許容するという考えに基づいている。

別の数値例を挙げると、例えば、充放電目標Ｐａが−３０Ｗ、発電電力Ｐｂが１２０Ｗ、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃが１５０Ｗ、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄが９０Ｗ（＝−３０Ｗ＋１２０Ｗ）であるとする。ステップＳ５０にて、制御部３５０は、「Ｐｂ−Ｐｄ＝１２０−９０＝３０」が所定値よりも小さいので、ステップＳ６０の処理を実行する。ステップＳ６０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、１２０Ｗと設定し、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、６０Ｗ（＝９０Ｗ−３０Ｗ）と設定する。このように設定されることにより、少なくとも６０Ｗ（＝１２０Ｗ−６０Ｗ）が補助電池２００に充電されることになる。補助電池２００が充電されることにより、補助電池２００に流れる電流が増加し、電流センサ２１１の検出誤差の影響を小さくすることができる。

一方、制御部３５０は、発電電力Ｐｂと補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄとの電力差が所定値以上の場合、ステップＳ７０の処理を実行する。ステップＳ７０にて、制御部３５０は、ステップＳ４０及びＳ６０のような制限を行わずに、ソーラーコンバータ３１０及び補機側コンバータ３２０の電圧変換を制御する。これにより、ソーラーパネル１００からの発電電力Ｐｂの取り出し量が制限されることなく、発電電力Ｐｂに基づいて補助電池２００又は補機電池４００を充電したり、補機４１０に電力を供給したりすることができる。

ステップＳ７０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、周知の最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）によって探索された最大電力に設定する。つまり、制御部３５０は、ソーラーパネル１００から取り出される発電電力Ｐｂが最大となるようにソーラーコンバータ３１０の電力変換を制御する。一方、制御部３５０は、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、ステップＳ２０で算出された補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄの値に設定する。制御部３５０は、ステップＳ７０にて設定された補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄに補機側コンバータ３２０の出力電力が一致するように、補機側コンバータ３２０の電力変換を制御する。

例えば、充放電目標Ｐａが８０Ｗ、発電電力Ｐｂが１０Ｗ、補機ＤＤＣ制限電力Ｐｃが１５０Ｗ、補機ＤＤＣ仮目標電力Ｐｄが９０Ｗ（＝８０Ｗ＋１０Ｗ）であるとする。ステップＳ５０にて、制御部３５０は、「Ｐｄ−Ｐｂ＝９０−１０＝８０」が所定値以上であるので、ステップＳ７０の処理を実行する。ステップＳ７０にて、制御部３５０は、ソーラーＤＤＣ目標電力Ｐｏｂを、１０Ｗと設定し、補機ＤＤＣ目標電力Ｐｏｄを、９０Ｗと設定する。このように設定されることにより、少なくとも８０Ｗ（＝９０Ｗ−１０Ｗ）が補助電池２００から放電されることになる。

以上、太陽光発電システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、ソーラーコンバータ３１０と補機側コンバータ３２０の少なくとも一方は、ＥＣＵ３００に内蔵される場合に限られず、ＥＣＵ３００の外部に設けられてもよい。

また、例えば、センサ部１１０は、電流センサ１１１によって検出された発電電流の電流値と電圧センサ１１２によって検出された発電電圧の電圧値とを乗算することによって、発電電力Ｐｂの大きさを表す電力値を算出してもよい。この場合、センサ部１１０は、その演算した電力値を表す電力検出値をマイコン３３０に対して出力する。これにより、マイコン３３０の制御部３５０は、自身で電力値を算出しなくても、発電電力Ｐｂの大きさをセンサ部１１０から取得できる。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
車両に搭載された太陽光発電装置と、
前記太陽光発電装置で発電された発電電力を変換し、変換後の電力を第１の電力ラインに出力する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１の電力ラインに接続された第１の蓄電池と、
前記第１の蓄電池に流れる電流を検出するセンサと、
前記センサにより検出された前記電流の電流検出値を用いて、前記第１の蓄電池の残容量を推定する推定部と、
前記第１の電力ラインの電力を変換し、変換後の電力を第２の電力ラインに出力する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２の電力ラインに接続された第２の蓄電池と、
前記発電電力と前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなるように、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの変換動作を制御する制御部とを備える、太陽光発電システム。
（付記２）
前記制御部は、前記発電電力と前記推定部により推定された前記残容量とを用いて、前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力の目標である目標出力電力を導出し、前記発電電力と前記目標出力電力との差が所定値よりも小さい場合、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなるように、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの変換動作を制御する、付記１に記載の太陽光発電システム。
（付記３）
前記制御部は、前記発電電力と前記目標出力電力との差が所定値よりも小さい場合、前記目標出力電力を低下させる、付記２に記載の太陽光発電システム。

１太陽光発電システム
１０車両
１００ソーラーパネル
１１０センサ部
２００補助電池
２１０センサ部
３００ＥＣＵ
３２０補機側コンバータ
３３０マイコン
３４０推定部
３５０制御部
３６０電力ライン
４００補機電池
４２０電力ライン

Claims

車両に搭載された太陽光発電装置と、
前記太陽光発電装置で発電された発電電力を変換し、変換後の電力を第１の電力ラインに出力する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１の電力ラインに接続された第１の蓄電池と、
前記第１の蓄電池に流れる電流を検出するセンサと、
前記センサにより検出された前記電流の電流検出値を用いて、前記第１の蓄電池の残容量を推定する推定部と、
前記第１の電力ラインの電力を変換し、変換後の電力を第２の電力ラインに出力する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第２の電力ラインに接続された第２の蓄電池と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１の蓄電池の残容量が所定の閾値以上の場合、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力を前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力よりも低下させることで、前記第１の蓄電池を放電させ、
前記制御部は、前記第１の蓄電池の残容量が前記所定の閾値未満で、且つ、前記発電電力と前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力との差が所定値よりも小さくなる条件が成立した場合、前記第１の蓄電池に流れる電流の電流値が大きくなるように、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータの変換動作を制御することで、前記センサにより検出された前記電流の電流検出値が大きくなるようにする、太陽光発電システム。