JP6760035B2 - 車両 - Google Patents

Description

本開示は、車両の室内に設けられる蓄電装置の充放電の制御に関する。

従来、車両の屋根等の所定位置に光エネルギーを電力に変換する太陽電池を搭載する車両が公知である。このような車両においては、太陽電池から出力される電力を用いて補機等に電力を供給する蓄電装置（たとえば、二次電池）が充電される。

特開２０１１−１５５８２０号公報（特許文献１）には、たとえば、太陽電池と二次電池とを組み合わせた電源装置において、二次電池を適切に充電可能とする技術が開示される。

特開２０１１−１５５８２０号公報

しかしながら、太陽電池を用いた充電は、通常太陽が出ている昼間に行なわれるため、蓄電装置が車両の室内に設けられる場合には、太陽光が室内に射し込むなどして、車両の室内の温度が大きく上昇し、蓄電装置の温度も上昇する場合がある。そのため、夏等の季節によっては蓄電装置が高温かつ高ＳＯＣ状態となり蓄電装置の劣化が促進される可能性がある。特許文献１には、このような課題について想定されておらず、解決することができない。

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、車両の室内に設けられる蓄電装置の充放電を適切に制御する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、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、車両の室内に設けられ、太陽電池から出力される電力を用いて充電される蓄電装置と、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蓄電装置の充放電を制御する制御装置とを備える。制御装置は、太陽電池の出力履歴から算出される、所定期間における太陽電池の充電電力量の最大値と平均値との差と、太陽電池の受光面における所定期間の充電電力量の分布とのうちの少なくともいずれかを用いて蓄電装置が高温状態となり得る高温環境であるか否かを判定し、高温環境であると判定される場合、ＳＯＣの上限値を低下させる。

このようにすると、蓄電装置が高温環境であると判定される場合、ＳＯＣの上限値が低下されるので、蓄電装置が高温かつ高ＳＯＣ状態となることを抑制することができる。そのため、蓄電装置の劣化が促進されることを抑制することができる。

本開示によると、車両の室内に設けられる蓄電装置の充放電を適切に制御する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。 第１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。 第１変形例における第１充電電力量と第２充電電力量との比率と、太陽光の入射角度との関係を説明するための図である。 第１変形例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。 第２変形例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。

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、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、ソーラーバッテリー６０と、補機バッテリ７０と、インレット１３０とを備える。

電池パック２０は、再充電可能な直流電力を蓄電する蓄電装置を含む。蓄電装置としては、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（図２参照。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。電池パック２０は、インレット１３０を経由して車両１の外部の電源（図２参照）から供給される電力を用いて充電される。なお、蓄電装置としては、二次電池に限らず、ＭＧ６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の後部座席よりも下方の位置であって、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。コンバータやインバータは、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ー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。

ソーラーバッテリー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。本実施の形態において、ソーラーバッテリー６０は、ニッケル水素電池によって構成される。ソーラーバッテリー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。ソーラーバッテリー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ー６０の充電が可能な電圧に変換したり、ソーラーバッテリー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。具体的には、ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣ（State Of Charge）が上限値に達するまで増加した場合に、ソーラーバッテリー６０の電力を用いて電池パック２０を充電したり、あるいは、補機バッテリ７０を充電したりする。あるいは、ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリー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ー６０を充電する。

補機バッテリ７０は、補機負荷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）、および、車両１に搭載される各種ＥＣＵ等を含む。

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、第１充電リレー（以下、ＣＨＲＡと記載する）２６と、第２充電リレー（以下、ＣＨＲＢと記載する）２８と、充電装置１２０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の途中に設けられる。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。

ＣＨＲＡ２６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の途中に設けられる。ＣＨＲＡ２６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、ソーラーバッテリー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。

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ー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ー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、ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー６０の状態を監視する。ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー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、ソーラーバッテリー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ー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、ソーラーバッテリー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ー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、ソーラーバッテリー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ー６０のＳＯＣを推定してもよい。

充電装置１２０の正極側出力端子および負極側出力端子は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１から分岐した電力線ＰＬ３，ＮＬ３にそれぞれ接続される。充電装置１２０の入力端子は、インレット１３０に接続される。充電装置１２０は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ４に基づいて、後述する交流電源３００からインレット１３０を経由して入力端子に供給される交流電力を直流電力に変換して出力端子から組電池２２に供給する。

電力線ＰＬ３，ＮＬ３の途中には、ＣＨＲＢ２８が設けられる。ＣＨＲＢ２８は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ３に基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、充電装置１２０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。

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ー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、ソーラーバッテリー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ー６０を充電する。

ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値に達すると、ソーラーバッテリー６０の充電を停止するとともにＣＨＲＡ２６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ー６０の電力を用いて組電池２２を充電する。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を動作させて組電池２２を充電してもよい。ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー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ＣＨＲＡ２６をオフ状態にして、組電池２２の充電を停止する。

ＥＣＵ１００は、上述のようにＣＨＲＡ２６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ー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ー６０の充放電を制御する。

ＥＣＵ１００には、接触センサ１３２が接続される。接触センサ１３２は、たとえば、インレット１３０に設けられる。接触センサ１３２は、インレット１３０にプラグ２０８が接続された場合に、インレット１３０にプラグ２０８が接続されたことを示す信号Ｄ１をＥＣＵ１００に送信する。

ＥＣＵ１００は、接触センサ１３２によってプラグ２０８がインレット１３０に接続されたことが検出された場合には、ＳＭＲ２４およびＣＨＲＢ２８の各々をオン状態にしつつ、充電装置１２０を動作させることによって、交流電源３００から供給される交流電力を直流電力に変換して、組電池２２を充電するプラグイン充電を実行する。

ＥＣＵ１００は、たとえば、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４を用いたソーラーバッテリー６０の充電中においては、監視回路４８から受信した充電電圧と充電電流とを用いて充電電力を算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、所定時間が経過する毎に充電電力を算出し、算出された充電電力をメモリ等に記憶させる。

このような構成を有する車両１において、ソーラーパネル５０を用いた充電は通常太陽が出ている昼間に行なわれるため、ソーラーバッテリー６０が車両１の室内に設けられていると、太陽光が室内に射し込むなどして、車両１の室内の温度が大きく上昇し、ソーラーバッテリー６０の温度も上昇する場合がある。そのため、夏等の季節によってはソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態となり、ソーラーバッテリー６０の劣化が促進される可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、ソーラーパネル５０の出力履歴から算出される、所定期間におけるソーラーパネル５０の充電電力量の最大値と平均値との差を用いてソーラーバッテリー６０が高温状態となり得る高温環境であるか否かを判定し、高温環境であると判定される場合、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させるものとする。

このようにすると、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態となることを抑制することができる。そのため、ソーラーバッテリー６０の劣化が促進されることを抑制することができる。

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。ＥＣＵ１００は、たとえば、ソーラーパネル５０を用いたソーラーバッテリー６０の充電中において所定時間が経過する毎に当該制御処理を実行するものとする。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、１時間当たりの充電電力の平均値を算出する。ＥＣＵ１００は、前回の計算から今回の計算までの間に算出される充電電力を積算し、充電電力の算出回数で除算することにより充電電力の平均値を算出する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、所定期間における最大充電電力量と所定期間における平均充電電力量とを算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、充電電力の履歴（すなわち、ソーラーパネル５０の出力履歴）から過去１か月の期間における１日当たりの充電電力量の平均値（以下、平均充電電力量と記載する）を算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、上述のように算出される、１時間当たりの充電電力の平均値を積算することによって、１日当たりの充電電力量を算出する。ＥＣＵ１００は、算出された１日当たりの充電電力量をメモリに記憶する。ＥＣＵ１００は、前日までの１か月の充電電力量の総和を算出し、日数（たとえば、３０日）で除算することによって平均充電電力量を算出する。ＥＣＵ１００は、前日までの１か月において記憶された１日当たりの充電電力量のうちの最大値を最大充電電力量として取得する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、最大充電電力量と平均充電電力量との差がしきい値以下であるか否かを判定する。しきい値としては、たとえば、過去１か月の期間において晴れの日が多いことや、日射の量が多い時間が長く続いていることを判定できるように設定される。最大充電電力量と平均充電電力量との差がしきい値以下であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０が高温状態になり得る高温環境であると判定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０の充電量を示すΔＳＯＣを変更するとともに、ＳＯＣの上限値を小さくする。

ＥＣＵ１００は、たとえば、充電電力の平均値の履歴からΔＳＯＣの変更係数（＜１．０）を算出する。ＥＣＵ１００は、ΔＳＯＣの初期値に算出された変更係数を乗算することによって変更後のΔＳＯＣを設定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、充電電力の平均値の履歴に加えて、最大充電電力量および平均充電電力量のうちの少なくともいずれかを用いてΔＳＯＣの変更係数を算出してもよい。

ＥＣＵ１００は、たとえば、過去の所定期間（たとえば、現在までの過去数か月）の充電電力の平均値の履歴から充電電力の平均値の変動量を算出し、現在以降の所定期間における（たとえば、１日あたりの）充電電力量の推定値を算出する。ＥＣＵ１００は、算出された推定値に基づいてΔＳＯＣの変更係数を算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、推定値が小さいほどΔＳＯＣの変更係数が小さくなるようにΔＳＯＣの変更係数を算出してもよいし、推定値が大きいほどΔＳＯＣの変更係数が大きくなるようにΔＳＯＣの変更係数を算出してもよい。

ＥＣＵ１００は、変更されたΔＳＯＣの充電可能な範囲でソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を小さくする。ＥＣＵ１００は、たとえば、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの下限値にΔＳＯＣを加算することによってＳＯＣの上限値を設定してもよい。なお、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値に加えて過放電にならない範囲でＳＯＣの下限値を小さくしてもよい。このようにすると、ＳＯＣの上限値をより低下させることができる。

なお、最大充電電力量と平均充電電力量との差がしきい値よりも大きいと判定される場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、ΔＳＯＣおよびＳＯＣの上限値として初期値を設定する。

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に動作について説明する。

たとえば、ソーラーパネル５０を用いたソーラーバッテリー６０の充電が開始されると、１時間あたりの充電電力の平均値が算出され（Ｓ１００）、最大充電電力量と平均充電電力量とが算出される（Ｓ１０２）。算出された最大充電電力量と平均充電電力量との差がしきい値以下であると判定される場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定され（Ｓ１０６）、ΔＳＯＣが変更されるとともにソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が小さくされる（Ｓ１０８）。そのため、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態になることが抑制される。

一方、算出された最大充電電力量と平均充電電力量との差がしきい値よりも大きいと判定される場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、ΔＳＯＣとＳＯＣの上限値とが初期値に設定される（Ｓ１１０）。

以上のようにして、本実施の形態によると、蓄電装置が高温環境であると判定される場合、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が低下されるので、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態となることを抑制することができる。そのため、蓄電装置の劣化が促進されることを抑制することができる。したがって、車両の室内に設けられる蓄電装置の充放電を適切に制御する車両を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
＜第１変形例＞
上述の実施の形態では、最大充電電力量と平均充電電力量との差を用いてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定するものとして説明したが、たとえば、ソーラーパネル５０の受光面における充電電力量の分布を用いてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定してもよい。

以下、第１変形例について、図４、図５および図６を用いて具体的に説明する。図４は、第１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。

図４に示すように、第１変形例において、車両１は、図１と比較して、位置センサ１０２を備え、さらに、ソーラーパネル５０に代えて第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４とを含み、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４の各々において発電された電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４４に供給される点およびＥＣＵ１００の動作が異なる。それ以外の構成のうち、図１に示される車両１の構成と同じ構成については同じ参照符号が付与される。そのため、それらの構成についての詳細な説明は繰り返さない。

位置センサ１０２は、車両１の経度と緯度とを検出するセンサであって、たとえば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を利用したセンサである。位置センサ１０２は、検出された車両１の経度と緯度とを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。

第１ソーラーパネル５２は、車両１の屋根の車両前方側に設けられる。第２ソーラーパネル５４は、車両１の屋根の車両後方側に設けられる。なお、第１変形例において、第１ソーラーパネル５２と第２ソーラーパネル５４とは、それぞれソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４に接続され、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４の内部で直列に接続されるものとして説明するが、第１ソーラーパネル５２と第２ソーラーパネル５４とが直列に接続された状態で、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４に接続されるようにしてもよい。なお、第１変形例において、第１ソーラーパネル５２の受光面の面積と、第２ソーラーパネル５４の受光面の面積とは、たとえば、同じであるものとする。

ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４において生じた電力をソーラーバッテリー６０の充電電力に変換してソーラーバッテリー６０に供給する。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４には、第１ソーラーパネル５２の出力電圧と出力電流とを検出する各種センサと、第２ソーラーパネル５４の出力電圧と出力電流とを検出する各種センサが設けられる。各種センサは、ＥＣＵ１００に対して第１ソーラーパネル５２の出力電圧と出力電流とを示す信号と、第２ソーラーパネル５４の出力電圧と出力電流とを示す信号とを送信する。なお、各種センサは、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４の各々に設けられるようにしてもよい。

ＥＣＵ１００は、所定期間における第１ソーラーパネル５２の出力電圧と出力電流とから所定期間における（たとえば、１時間当たりの）第１ソーラーパネル５２による充電電力量（以下、第１充電電力量と記載する）を算出する。

同様に、ＥＣＵ１００は、所定期間における第２ソーラーパネル５４の出力電圧と出力電流とから所定期間における（たとえば、１時間当たりの）第２ソーラーパネル５４による充電電力量（以下、第２充電電力量と記載する）を算出する。

第１変形例において、ＥＣＵ１００は、第１ソーラーパネル５２の受光面と第２ソーラーパネル５４の受光面とにおける所定期間における充電電力量の分布を用いてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定するものとする。

より具体的には、ＥＣＵ１００は、算出された第１充電電力量と第２充電電力量との比率を用いてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定する。第１充電電力量と第２充電電力量との比率は、太陽光の入射角度によって変化する。

図５は、第１変形例における第１充電電力量と第２充電電力量との比率と、太陽光の入射角度との関係を説明するための図である。

図５に示すように、たとえば、太陽光を車両１の前後方向で受けた場合を想定する。車両１の屋根が緩やかな山型形状を有していることから実線矢印に示すように斜め上方向から太陽光を受けた場合には、第１ソーラーパネル５２への太陽光の入射角度が第２ソーラーパネル５４への太陽光の入射角度よりも大きくなる。そのため、第１充電電力量の方が第２充電電力量よりも大きくなり、第１充電電力量と第２充電電力量とは異なる値を示す。

一方、たとえば、破線矢印に示すように直上方向から太陽光を受けた場合、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４への太陽光の入射角度がほぼ同じになり、第１充電電力量と第２充電電力量とはほぼ同じ値を示す。すなわち、太陽光の入射角度が高くなるほど、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が１に近づくように変化する。また、太陽光の入射角度が低くなるほど、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が１から大きくなったり、あるいは、小さくなったりする。

そのため、第１変形例において、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が１を含む所定範囲内である場合に、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定するものとする。

以下に、図６を用いて第１変形例におけるＥＣＵ１００で実行される制御処理の一例を説明する。図６は、第１変形例に係る車両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。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量とを算出する。なお、第１充電電力量および第２充電電力量の算出方法について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。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率を算出する。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が所定範囲内であるか否かを判定する。所定範囲は、上述したとおり１を含む範囲である。第１充電電力量と第２充電電力量との比率が所定範囲内であると判定される場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定する。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のΔＳＯＣを変更するとともに、ＳＯＣの上限値を小さくする。

ＥＣＵ１００は、たとえば、緯度と経度と第１充電電力量と第２充電電力量とからソーラーバッテリー６０のΔＳＯＣの変更係数（＜１．０）を算出する。ＥＣＵ１０は、たとえば、位置センサ１０２によって検出される緯度と経度とから地域毎に設定された変更係数の基準値を取得し、取得された基準値を第１充電電力量および第２充電電力量のうちの少なくともいずれかを用いて補正することによってΔＳＯＣの変更係数を算出してもよい。

ＥＣＵ１００は、変更されたΔＳＯＣが充電可能な範囲でソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を小さくする。変更されたΔＳＯＣに基づくＳＯＣの上限値の設定方法については、上述したとおりであり、その詳細な説明は繰り返さない。

なお、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が所定範囲内でないと判定される場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。Ｓ２１０にて、ＥＣＵ１００は、ΔＳＯＣとＳＯＣの上限値として初期値を設定する。

以上のような制御処理を実行することによって、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定される場合、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が低下させられるので、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態となることを抑制することができる。

なお、第１変形例においては、第１充電電力量と第２充電電力量との比率が所定範囲内である場合にソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定するものとして説明したが、たとえば、第１充電電力量と第２充電電力量との比率を用いて太陽光の入射角度を推定し、推定された太陽光の入射角度がしきい値以上である場合にソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定してもよい。

ＥＣＵ１００は、たとえば、比率と入射角度との関係を示すマップ等を用いて比率から入射角度を推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ１００は、比率に加えて、現在の日時、車両の向き、路面の勾配、車両の位置（緯度、経度）、天候情報、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４の傾斜角度等に基づいて入射角度を推定してもよい。

＜第２変形例＞
上述の実施の形態では、最大充電電力量と平均充電電力量との差を用いてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定するものとして説明したが、たとえば、ソーラーパネル５０の受光面における充電電力量の分布の変化態様に基づいてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定してもよい。

以下、第２変形例について図７を用いて具体的に説明する。第２変形例に係る車両１は、図４で示した第１変形例に係る車両１の構成と同じ構成である。そのため、それらの詳細な説明については繰り返さない。

第２変形例において、ＥＣＵ１００は、第１ソーラーパネル５２の受光面と第２ソーラーパネル５４の受光面とにおける所定期間における充電電力量の分布の変化態様に基づいてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定するものとする。

より具体的には、ＥＣＵ１００は、所定時間毎の第１充電電力量と第２充電電力量との比率の変化態様に基づいてソーラーバッテリー６０が高温環境であるか否かを判定する。

季節が夏の場合と、冬の場合とで、現在位置から特定できる太陽の軌跡が異なる。そのため、１日において第１充電電力量と第２充電電力量との比率が変化する時間（たとえば、第１充電電力量および第２充電電力量の双方がゼロよりも大きくなる時点からいずれかがゼロになるまでの時点までの時間）は、季節が冬の場合よりも季節が夏の場合の方が長い。

そのため、第２変形例において、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率の１日当たりの変化時間がしきい値以上である場合に、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定するものとする。

以下に、図７を用いて第２変形例におけるＥＣＵ１００で実行される制御処理の一例を説明する。図７は、第２変形例に係る車両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。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量とを算出する。なお、第１充電電力量および第２充電電力量の算出方法について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。

Ｓ３０２にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率を算出する。

Ｓ３０４にて、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率の１日当たりの変化時間がしきい値以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、前日の１日当たりの変化時間がしきい値以上であるか否かを判定してもよいし、現在時点以降の比率の変化を前日の同時刻以降の比率の変化に置き換えて、１日当たりの変化時間がしきい値以上であるか否かを判定してもよい。第１充電電力量と第２充電電力量との比率の１日当たりの変化時間がしきい値以上であると判定される場合（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、処理はＳ３０６に移される。

Ｓ３０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定する。

Ｓ３０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のΔＳＯＣを変更するとともに、ＳＯＣの上限値を小さくする。

ＥＣＵ１００は、たとえば、緯度と経度と第１充電電力量と第２充電電力量とからソーラーバッテリー６０のΔＳＯＣの変更係数（＜１．０）を算出する。算出方法については、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。

ＥＣＵ１００は、変更されたΔＳＯＣが充電可能な範囲でソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を小さくする。変更されたΔＳＯＣに基づくＳＯＣの上限値の設定方法については、上述したとおりであり、その詳細な説明は繰り返さない。

なお、ＥＣＵ１００は、第１充電電力量と第２充電電力量との比率の１日当たりの変化時間がしきい値よりも短いと判定される場合（Ｓ３０４にてＮＯ）、処理はＳ３１０に移される。Ｓ３１０にて、ＥＣＵ１００は、ΔＳＯＣとＳＯＣの上限値として初期値を設定する。

以上のような制御処理を実行することによって、ソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定される場合、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させられるので、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態となることを抑制することができる。

なお、第２変形例においては、第１充電電力量と第２充電電力量との比率の１日当たりの変化時間がしきい値以上である場合にソーラーバッテリーが高温環境であると判定するものとして説明したが、たとえば、第１充電電力量と第２充電電力量との比率の変化態様に基づいて現在位置で観測できる太陽の軌跡が夏に対応する軌跡であるか否かを判定し、夏に対応する軌跡である場合にソーラーバッテリー６０が高温環境であると判定してもよい。太陽の軌跡は、たとえば、南中高度、日の出の方角および時刻、および日の入りの方角および時刻等の情報を含む。

ＥＣＵ１００は、たとえば、比率の変化態様と軌跡との関係を示すマップ等を用いて比率の変化態様から太陽の軌跡を推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ１００は、比率の変化態様に加えて、現在の日時、車両の向き、路面の勾配、車両の位置（緯度、経度）、天候情報、第１ソーラーパネル５２および第２ソーラーパネル５４の傾斜角度等に基づいて太陽の軌跡を推定してもよい。

上述の第１および第２変形例においては、車両１の屋根に設けられ、独立して充電電力量の検出が可能なソーラーパネルの数として２枚を一例として説明したが、３枚以上であってもよい。このようにすると、特に太陽光の入射角度や太陽の軌跡を推定する場合に推定精度の向上が図れる。

また、上述の第１および第２変形例においては、第１ソーラーパネル５２と第２ソーラーパネル５４とは受光面の面積が同じであるものとして説明したが、異なる面積を有するものであってもよい。

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、２４ ＳＭＲ、２６，２８ 充電リレー、３０ 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、５０，５２，５４ ソーラーパネル、６０ ソーラーバッテリー、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、１００ ＥＣＵ、１０２ ＧＰＳ、１２０ 充電装置、１３０ インレット、１３２ 接触センサ、２０８ プラグ、３００ 交流電源。

Claims (2)

1. 光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
   車両の室内に設けられ、前記太陽電池から出力される電力を用いて充電される蓄電装置と、
   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を備え、
   前記制御装置は、前記太陽電池の出力履歴から算出される、所定期間における前記太陽電池の充電電力量の最大値と平均値との差と、前記太陽電池の受光面における所定期間の充電電力量の分布とのうちの少なくともいずれかを用いて前記蓄電装置が高温状態となり得る高温環境であるか否かを判定し、前記高温環境であると判定される場合、前記ＳＯＣの上限値を低下させる、車両。
2. 前記太陽電池は、第１受光面と、前記第１受光面と前記車両における取り付け位置が異なる第２受光面とを有し、
   前記制御装置は、前記第１受光面においての所定期間における第１充電電力量と前記第２受光面においての前記所定期間における第２充電電力量との比率を用いて前記高温環境であるか否かを判定する、請求項１に記載の車両。

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