JP7087400B2 - Solar power generation system - Google Patents
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Description
本開示は、ソーラー発電システムに関し、特に、車両に搭載された蓄電装置の充電に好適に用いられるソーラー発電システムに関する。 The present disclosure relates to a photovoltaic power generation system, and more particularly to a photovoltaic power generation system suitably used for charging a power storage device mounted on a vehicle.
ソーラー発電システムが搭載された車両が公知である。こうしたソーラー発電システムにおいて、太陽電池(たとえば、ソーラーパネル)から出力される電力は、車両に搭載された蓄電装置の充電に使用される。そして、蓄電装置に蓄えられた電力は、車両の走行等のために使用される。光エネルギーを利用して発電した電力を蓄電装置に蓄えることで、車両のエネルギー効率は向上する。しかし、蓄電装置の充放電の頻度が多くなるほど、蓄電装置の劣化は進行しやすくなる。 Vehicles equipped with a solar power generation system are known. In such a solar power generation system, the electric power output from a solar cell (for example, a solar panel) is used to charge a power storage device mounted on a vehicle. Then, the electric power stored in the power storage device is used for traveling of the vehicle or the like. By storing the electric power generated by using light energy in the power storage device, the energy efficiency of the vehicle is improved. However, as the frequency of charging and discharging of the power storage device increases, the deterioration of the power storage device tends to progress.
特開2014-200149号公報(特許文献1)には、ソーラーパネルで発生した発電電力が所定未満である場合に、特定の蓄電装置については、上記のソーラーパネルから出力される電力により充電を行なわないようにすることが開示されている。以下、太陽電池による発電を「ソーラー発電」とも称する。 According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-200149 (Patent Document 1), when the generated power generated by the solar panel is less than a predetermined value, the specific power storage device is charged by the power output from the above solar panel. It is disclosed to avoid it. Hereinafter, power generation by solar cells is also referred to as "solar power generation".
蓄電装置の充電の頻度を減らすことで、蓄電装置の劣化を抑制することは可能である。しかし、ソーラー発電による蓄電装置の充電が頻繁に停止されることは、エネルギー効率の観点からは好ましくない。 By reducing the frequency of charging the power storage device, it is possible to suppress the deterioration of the power storage device. However, it is not preferable from the viewpoint of energy efficiency that the charging of the power storage device by solar power generation is frequently stopped.
本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることである。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to improve energy efficiency in a photovoltaic power generation system while suppressing deterioration of a power storage device.
本開示のソーラー発電システムは、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、蓄電装置と、制御装置とを備える。蓄電装置は、太陽電池から出力される電力により充電されるように構成される。制御装置は、太陽電池から出力される電力が所定値よりも小さいときには、許可条件が成立する場合を除いて、蓄電装置への上記充電(すなわち、ソーラー発電による充電)を行なわないように構成される。そして、上記の許可条件は、少なくとも蓄電装置の環境温度、蓄電装置の温度、及び蓄電装置の電流を用いて定められている。 The photovoltaic power generation system of the present disclosure includes a solar cell that converts light energy into electric power, a power storage device, and a control device. The power storage device is configured to be charged by the electric power output from the solar cell. When the power output from the solar cell is smaller than a predetermined value, the control device is configured not to charge the power storage device (that is, charge by solar power generation) unless the permission condition is satisfied. To. The above permission conditions are determined by using at least the environmental temperature of the power storage device, the temperature of the power storage device, and the current of the power storage device.
太陽電池から出力される電力(すなわち、太陽電池による発電量)が小さい場合には、蓄電装置への充電を行なったとしても、蓄電装置に多くのエネルギーが充電されることは期待できない。また、太陽電池による発電量が小さい場合には、太陽電池の発電不調が生じている可能性がある。太陽電池の発電不調とは、故障や汚れ等により太陽電池が正常に発電を行なうことができない状態になっていることをいう。発電不調が生じている太陽電池は、十分な光エネルギーを与えられても、正常時と比べて小さい電力しか出力できなくなる。 When the power output from the solar cell (that is, the amount of power generated by the solar cell) is small, it cannot be expected that a large amount of energy will be charged to the power storage device even if the power storage device is charged. In addition, if the amount of power generated by the solar cell is small, there is a possibility that the power generation of the solar cell is malfunctioning. A malfunction in power generation of a solar cell means that the solar cell cannot generate power normally due to a failure or dirt. Even if a solar cell with a power generation failure is given sufficient light energy, it can output less power than in the normal state.
上記ソーラー発電システムの制御装置は、太陽電池から出力される電力が小さい場合には、原則として、ソーラー発電による蓄電装置への充電(以下、「ソーラー充電」と称する場合がある)を行なわない。これにより、蓄電装置への充電頻度が少なくなり、蓄電装置の劣化を抑制することが可能になる。 In principle, the control device of the solar power generation system does not charge the power storage device by solar power generation (hereinafter, may be referred to as "solar charging") when the power output from the solar cell is small. As a result, the frequency of charging the power storage device is reduced, and deterioration of the power storage device can be suppressed.
ただし、上記ソーラー発電システムの制御装置は、許可条件が成立する場合には、例外的にソーラー充電を行なう。こうすることで、ソーラー充電の機会を増やして、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることができる。 However, the control device of the above-mentioned solar power generation system exceptionally performs solar charging when the permission condition is satisfied. By doing so, the opportunity for solar charging can be increased and the energy efficiency of the photovoltaic power generation system can be improved.
また、上記の許可条件は、少なくとも蓄電装置の環境温度、蓄電装置の温度、及び蓄電装置の電流を用いて定められている。これら蓄電装置の環境温度、温度、及び電流は、以下に示す副反応の起こりやすさに大きく影響する。 Further, the above permission conditions are determined by using at least the environmental temperature of the power storage device, the temperature of the power storage device, and the current of the power storage device. The environmental temperature, temperature, and current of these power storage devices greatly affect the susceptibility to the following side reactions.
蓄電装置の温度が高くなると、蓄電装置において充電のための反応(以下、「充電反応」と称する)とは異なる反応(以下、「副反応」と称する)が起こる傾向がある。そして、蓄電装置の環境温度(蓄電装置の周囲の温度)が高いほど、蓄電装置は冷えにくくなる。また、蓄電装置の電流が低いときほど、蓄電装置において副反応が起こりやすくなる傾向がある。 When the temperature of the power storage device becomes high, a reaction different from the reaction for charging (hereinafter referred to as “charging reaction”) (hereinafter referred to as “side reaction”) tends to occur in the power storage device. The higher the environmental temperature of the power storage device (the temperature around the power storage device), the harder it is for the power storage device to cool down. Further, the lower the current of the power storage device, the more likely it is that a side reaction will occur in the power storage device.
蓄電装置において副反応が起こると、充電反応が起こりにくくなる。このため、副反応が起こると、充電効率が悪くなる。さらに、副反応は、蓄電装置を発熱させ、蓄電装置の劣化を促進する傾向がある。 When a side reaction occurs in the power storage device, the charging reaction is less likely to occur. Therefore, if a side reaction occurs, the charging efficiency deteriorates. Further, the side reaction tends to generate heat in the power storage device and accelerate the deterioration of the power storage device.
上記のような蓄電装置の環境温度、蓄電装置の温度、及び蓄電装置の電流を用いて許可条件を定めることで、許可条件として、副反応が起こりにくい条件を定めることが可能になる。たとえば、蓄電装置の温度がしきい値(Th2)よりも低いことと、蓄電装置の電流がしきい値(Th3)よりも大きいことと、蓄電装置の環境温度がしきい値(Th4)よりも低いこととのいずれかが成立する場合にソーラー充電が許可されるように、許可条件を定めてもよい。 By determining the permission conditions using the environmental temperature of the power storage device, the temperature of the power storage device, and the current of the power storage device as described above, it is possible to determine the conditions under which side reactions are unlikely to occur as the permission conditions. For example, the temperature of the power storage device is lower than the threshold value (Th2), the current of the power storage device is larger than the threshold value (Th3), and the environmental temperature of the power storage device is higher than the threshold value (Th4). Permit conditions may be set so that solar charging is permitted if either low is true.
太陽電池から出力される電力が小さいときには、原則としてソーラー充電を行なわず、上記の許可条件(すなわち、副反応が起こりにくい条件)が成立する場合に例外的にソーラー充電を行なうことで、蓄電装置の劣化を抑制しつつ、ソーラー充電の機会を増やすことが可能になる。 When the power output from the solar cell is small, in principle, solar charging is not performed, and when the above permission conditions (that is, conditions where side reactions are unlikely to occur) are satisfied, solar charging is performed exceptionally to store electricity. It will be possible to increase the chances of solar charging while suppressing the deterioration of the battery.
なお、上記ソーラー発電システムにおいて、充電を「行なわない」ことには、実行中の充電を停止することと、充電を禁止することとが含まれる。 In the above-mentioned solar power generation system, "not performing" charging includes stopping the running charging and prohibiting the charging.
また、蓄電装置が車室内に搭載される場合には、蓄電装置の「環境温度」は車室内温度に相当する。蓄電装置の例としては、ニッケル水素電池が挙げられる。 Further, when the power storage device is installed in the vehicle interior, the "environmental temperature" of the power storage device corresponds to the vehicle interior temperature. An example of a power storage device is a nickel metal hydride battery.
本開示によれば、蓄電装置の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to improve the energy efficiency of the photovoltaic power generation system while suppressing the deterioration of the power storage device.
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、図中同一又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。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1及び図2を用いて、本開示の実施の形態1に従うソーラー発電システムが適用された車両1の構成について説明する。以下では、代表的な例として、車両1が、駆動源としてモータジェネレータを搭載した電動車両である例について説明する。
[Embodiment 1]
A configuration of a
図1は、車両1の構成を概略的に示した図である。図1を参照して、車両1は、電池パック20と、パワーコントロールユニット(以下、「PCU(Power Control Unit)」と称する)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とを備える。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the
図2は、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を参照して、車両1は、駆動輪2と、動力伝達ギヤ4と、モータジェネレータ(以下、「MG(Motor Generator)」と称する)6と、電子制御ユニット(以下、「ECU(Electronic Control Unit)」と称する)100と、車室内温度センサ101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。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of equipment mounted on the
電池パック20は、高電圧系(たとえば、後述する低電圧系よりも高い電圧系)のメインバッテリである。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」と称する)24と、充電リレー(以下、「CHR」と称する)26とを含む。
The
電池パック20は、車両1の駆動源であるMG6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。
The
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。また、図示していないが、電池パック20を冷却するための送風装置が設けられている。送風装置は、吸気口(図示せず)から取り込まれた外気を電池パック20へ送風して、電池パック20を冷却するように構成される。送風装置として、ファン又はブロワを採用できる。
The
組電池22は、たとえば複数個のセルが直列に接続されて構成される。ただしこれに限られず、組電池22は、複数個のセルにより構成された電池モジュール(たとえば、直列に接続された複数個のセルと直列に接続された複数個のセルとが並列に接続されて構成される電池モジュール)が複数個直列に接続されて構成されてもよい。セルとしては、たとえばリチウムイオン電池を採用できる。ただし、リチウムイオン電池以外の二次電池(たとえば、ニッケル水素電池)をセルとして採用してもよい。組電池22の電圧は、たとえば200V程度である。
The assembled
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。
The
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。
The
PCU30は、たとえば、コンバータ及びインバータ(いずれも図示せず)を含む。コンバータ及びインバータの各々は、複数個のスイッチング素子を有し、それらスイッチング素子のオン/オフ制御によって動作する。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 includes, for example, converters and inverters (neither shown). Each of the converter and the inverter has a plurality of switching elements and operates by on / off control of the switching elements. The
PCU30において、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。こうして、電池パック20に蓄えられた電力によりMG6が駆動される。
In the
PCU30において、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。こうして、MG6で発電された電力により電池パック20が充電される。
In the
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(たとえば、DC12V程度)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。
The
補機バッテリ70は、低電圧系(たとえば、12V系)のメインバッテリであり、補機負荷(図示せず)に対して電力を供給する。補機バッテリ70としては、たとえば鉛バッテリを採用できる。ただし、鉛バッテリ以外の二次電池(たとえば、ニッケル水素電池)を補機バッテリ70として採用してもよい。補機負荷は、比較的低い電圧(たとえば、12V程度)で駆動する電気負荷(照明装置、ワイパー装置、オーディオ装置、カーナビゲーションシステム、ECU100等)である。
The
ソーラーパネル50は、太陽からの光エネルギーを利用して発電する太陽電池である。ソーラーパネル50は、光エネルギーを直流電力に変換するように構成される。ソーラーパネル50は、たとえば図1に示すように、車両1のルーフアウタパネルに設置される。ただし、ソーラーパネル50の位置は任意に変更できる。たとえば、ソーラーパネル50を、ルーフアウタパネル以外のアウタパネル(たとえば、ボンネットアウタパネル)に設置してもよい。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。
The
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。すなわち、ソーラーバッテリ60は、ソーラーパネル50から出力される電力により充電される。ソーラーバッテリ60の充放電制御は、ECU100が後述するソーラーPCU40を制御することによって行なわれる。ソーラーバッテリ60のSOC(State Of Charge)が所定のしきい値(以下、「サブSOC上限値」と称する)を超えると、ソーラーバッテリ60からメインバッテリ(電池パック20又は補機バッテリ70)への放電が行なわれる。すなわち、ソーラーバッテリ60は、中間貯蔵用のサブバッテリに相当する。SOCは、満充電容量に対する現在の充電容量の割合(たとえば、百分率)で定義される。
The
ソーラーバッテリ60は、複数個(たとえば、3個)のセルが直列に接続されて構成される組電池である。ただしこれに限られず、ソーラーバッテリ60は、複数個のセルにより構成された電池モジュールが複数個(たとえば、3個)直列に接続されて構成される組電池であってもよい。
The
この実施の形態では、ソーラーバッテリ60を構成するセルとして、ニッケル水素電池を採用する。ニッケル水素電池は、ケース内に、正極と、負極と、水系電解液(たとえば、アルカリ水溶液)とを有する二次電池である。電極材料や電解液としては、ニッケル水素電池の材料として公知の各種材料の中から任意に選択した材料を用いることができる。たとえば、正極には、水酸化ニッケル(Ni(OH)2又はNiOOH)とコバルト化合物との固溶体を含む正極活物質層と、活物質支持体(発泡ニッケル等)とを含む電極板を採用できる。また、負極には、水素吸蔵合金を含む電極板を採用できる。水素吸蔵合金は、たとえば、水素吸蔵能力に優れる金属(Ti、Zr、Pd、Mg等)と水素放出能力に優れる金属(Fe、Co、Ni等)との合金である。電解液には、水酸化カリウム(KOH)又は水酸化ナトリウム(NaOH)を含むアルカリ水溶液を採用できる。ただしこれに限られず、ニッケル水素電池以外の二次電池(たとえば、リチウムイオン電池)をソーラーバッテリ60のセルとして採用してもよい。
In this embodiment, a nickel-metal hydride battery is adopted as the cell constituting the
ソーラーバッテリ60は、たとえば、車室内(乗員が搭乗する車両1内の空間)において、センターコンソールの下部に設けられる。ソーラーバッテリ60には、冷却装置(ファン等)が設けられておらず、ソーラーバッテリ60の冷却は自然放熱で行なわれる。なお、ソーラーバッテリ60の搭載位置は、上記に限られず任意に変更できる。
The
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。
The
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、変換した電力を電池パック20の組電池22に供給する。
The high-voltage DC / DC converter 42 converts the DC power of the
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。
The solar DC /
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。
The auxiliary DC /
ソーラーバッテリ60のSOCが前述のサブSOC上限値に達するまで増加した場合には、ソーラーPCU40は、ソーラーバッテリ60の電力を用いてメインバッテリ(電池パック20又は補機バッテリ70)を充電する。電池パック20が充電される場合には、CHR26がオンされる。
When the SOC of the
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(電池温度)を検出し、その検出値を監視回路48へ出力する。電圧センサ64は、ソーラーバッテリ60の電圧を検出し、その検出値を監視回路48へ出力する。電流センサ66は、ソーラーバッテリ60の電流を検出し、その検出値を監視回路48へ出力する。そして、監視回路48は、ソーラーバッテリ60の状態(温度、電圧、電流)を示す信号をECU100へ出力する。
The
なお、電圧センサ64及び温度センサ62の各々は、セル1個につき1つずつ設けられていてもよいし、複数個のセル毎に1つずつ設けられていてもよいし、1つの組電池に対して1つだけ設けられていてもよい。ソーラーバッテリ60を構成するセル毎にセンサを設ける場合には、複数のセルの各々について検出されたデータの代表値(平均値、中央値、又は最高値等)を、ソーラーバッテリ60の検出値として用いることができる。また、ソーラーバッテリ60の電流は、ECU100内のシャント抵抗で計測するようにしてもよい。
Each of the
ECU100は、演算装置としてのCPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートと(いずれも図示せず)を含んで構成される。ECU100の記憶装置は、作業用メモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、保存用ストレージ(ROM(Read Only Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ等)とを含む。記憶装置に記憶されているプログラムをCPUが実行することで、各種制御が実行される。ただし、ECU100が行なう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)で処理することも可能である。
The
ECU100において、CPUは、取得した情報(演算結果等)を、記憶装置(たとえば、書き換え可能な不揮発性メモリ)に出力して記憶装置に保存する。ECU100の記憶装置は、車両1の走行制御や各バッテリの充電制御に用いられる情報を予め記憶していてもよい。
In the
たとえば、車両1の走行中には、ECU100が、各センサから受ける信号並びに記憶装置に記憶された各種プログラム及びマップに基づいてPCU30(ひいては、MG6)を制御することにより、車両1の走行制御を行なう。ECU100は、PCU30を制御することにより電池パック20の放電制御を行なう。ECU100は、電池パック20からPCU30への放電を制御することにより、MG6に対する電力供給量(ひいては、MG6のトルク等)を制御できる。また、車両1の走行中にMG6の発電電力により電池パック20が充電される場合には、ECU100は、PCU30を制御することにより電池パック20の充電電力(ひいては、組電池22のSOC)を制御する。
For example, while the
車室内温度センサ101は、車両1の車室内温度(車室内の空気の温度)を検出して、その検出値をECU100へ出力する。車両1の車室内温度は、ソーラーバッテリ60の環境温度に相当する。すなわち、この実施の形態では、車室内温度センサ101によってソーラーバッテリ60の環境温度が検出される。
The vehicle
ところで、蓄電装置の充放電の頻度が多くなるほど蓄電装置の劣化は進行しやすくなるため、蓄電装置の劣化を抑制するためには、蓄電装置の充電の頻度を減らすことが好ましい。しかし、ソーラー発電システムが搭載された車両においては、光エネルギーを利用して発電した電力を蓄電装置に蓄えることで、車両のエネルギー効率を向上させており、ソーラー発電による蓄電装置の充電が頻繁に停止されることは、エネルギー効率の観点からは好ましくない。 By the way, as the frequency of charging / discharging of the power storage device increases, the deterioration of the power storage device tends to progress. Therefore, in order to suppress the deterioration of the power storage device, it is preferable to reduce the frequency of charging the power storage device. However, in vehicles equipped with a solar power generation system, the energy efficiency of the vehicle is improved by storing the power generated by using light energy in the power storage device, and the power storage device is frequently charged by solar power generation. Stopping is not preferable from the viewpoint of energy efficiency.
そこで、この実施の形態に従うソーラー発電システムでは、ECU100(制御装置)が、次に示すような制御を行なうように構成される。 Therefore, in the solar power generation system according to this embodiment, the ECU 100 (control device) is configured to perform the following control.
ECU100は、ソーラーパネル50から出力される電力が小さい場合には、原則として、ソーラーパネル50からソーラーバッテリ60へのソーラー充電を行なわない。これにより、ソーラーバッテリ60への充電頻度が少なくなり、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制することが可能になる。
When the electric power output from the
ただし、ECU100は、許可条件が成立する場合には、例外的に上記のソーラー充電を行なう。こうすることで、ソーラー充電の機会を増やして、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることができる。
However, the
上記の許可条件は、少なくとも車両1の車室内温度(ソーラーバッテリ60の環境温度)、ソーラーバッテリ60の温度(以下、「電池温度」と称する場合がある)、及びソーラーバッテリ60の電流(以下、「電池電流」と称する場合がある)を用いて定められている。これら車室内温度、電池温度、及び電池電流は、ソーラーバッテリ60(この実施の形態では、ニッケル水素電池)における副反応の起こりやすさに大きく影響する。 The above permission conditions are at least the vehicle interior temperature of the vehicle 1 (environmental temperature of the solar battery 60), the temperature of the solar battery 60 (hereinafter, may be referred to as "battery temperature"), and the current of the solar battery 60 (hereinafter, referred to as "battery temperature"). It is defined using "battery current"). These vehicle interior temperature, battery temperature, and battery current greatly affect the likelihood of side reactions in the solar battery 60 (nickel-metal hydride battery in this embodiment).
電池温度が高くなると、副反応として発熱反応が起こる傾向がある。そして、車室内温度が高いほど、ソーラーバッテリ60は冷えにくくなる。また、電池電流が低いときほど、上記の副反応が起こりやすくなる傾向がある。
As the battery temperature rises, an exothermic reaction tends to occur as a side reaction. The higher the vehicle interior temperature, the harder it is for the
電池において副反応が起こると、充電反応が起こりにくくなる。このため、副反応が起こると、充電効率が悪くなる。充電効率が悪くなると、ソーラー発電(ソーラーパネル50による発電)で発生したエネルギーは、副反応で熱に変換されることにより失われて、ソーラーバッテリ60に蓄えられなくなる。
When a side reaction occurs in a battery, the charging reaction is less likely to occur. Therefore, if a side reaction occurs, the charging efficiency deteriorates. When the charging efficiency deteriorates, the energy generated by the solar power generation (power generation by the solar panel 50) is lost by being converted into heat by a side reaction, and cannot be stored in the
上記のような車室内温度、電池温度、及び電池電流を用いて許可条件を定めることで、許可条件として、副反応が起こりにくい条件を定めることが可能になる。そして、ソーラーパネル50から出力される電力が小さいときには、原則としてソーラー充電を行なわず、上記の許可条件(すなわち、副反応が起こりにくい条件)が成立する場合に例外的にソーラー充電を行なうことで、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制しつつ、ソーラー充電の機会を増やすことが可能になる。以下、図3を用いて、ECU100が行なうソーラー充電制御について詳述する。
By defining the permit conditions using the vehicle interior temperature, the battery temperature, and the battery current as described above, it is possible to determine the conditions under which side reactions are unlikely to occur as the permit conditions. Then, when the power output from the
図3は、実施の形態1に従うソーラー発電システムにおいて、ECU100により実行されるソーラー充電制御の処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ソーラー充電の実行要求があった時にメインルーチンから呼び出されて実行される。ソーラー充電の実行要求は、ユーザの指示であってもよいし、所定条件の成立(タイマーによる充電開始時刻の到来等)であってもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of solar charge control executed by the
図3を参照して、ECU100は、ソーラーPCU40(ソーラーDC/DCコンバータ44等)を制御して、ソーラーパネル50によるソーラー発電を実行する(ステップS11)。ソーラーパネル50により発電された電力は、ソーラーバッテリ60に出力される。
With reference to FIG. 3, the
次いで、ECU100は、ソーラーパネル50による単位時間あたりの発電量(以下、「ソーラー発電量EA」と称する)を算出する(ステップS12)。ソーラー発電量EAは、たとえば、ソーラーバッテリ60の単位時間あたりのSOC上昇量に基づいて求めることができる。SOCの測定方法としては、たとえば、電流値積算(クーロンカウント)による手法、又は開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。
Next, the
ECU100は、ステップS12で算出されたソーラー発電量EAがしきい値Th1以上であるか否かを判断する(ステップS13)。そして、ソーラー発電量EAがしきい値Th1以上である場合(ステップS13においてYES)には、ECU100は、ステップS18で充電が完了したと判断されるまで、ソーラーパネル50によるソーラー発電とソーラーバッテリ60へのソーラー充電とを続ける(ステップS11~S13及びS18)。すなわち、ステップS18で充電が完了していない(ステップS18においてNO)と判断されている間は、ソーラー充電が行なわれる。なお、しきい値Th1は任意に設定できる。しきい値Th1は、固定値であってもよいし、車両1の状況等に応じて可変であってもよい。
The
ステップS18において、ECU100は、所定の完了条件が成立したか否かに基づいて充電が完了したか否かを判断する。すなわち、ECU100は、完了条件が成立した場合に充電が完了したと判断する。完了条件は任意に設定することができる。たとえば、ソーラー発電時間(最初にステップS11でソーラー発電を開始した時からの経過時間)が所定のしきい値よりも長くなった場合に完了条件が成立するようにしてもよい。また、ソーラー発電中にソーラーバッテリ60(又は、ソーラーバッテリ60から電力を供給されるメインバッテリ)のSOCが所定のしきい値よりも大きくなった場合に完了条件が成立するようにしてもよい。また、ソーラー発電中にユーザから発電停止の指示があった場合に完了条件が成立するようにしてもよい。
In step S18, the
ステップS18で充電が完了したと判断された場合(ステップS18においてYES)には、ECU100は、ソーラーPCU40(ソーラーDC/DCコンバータ44等)を制御して、ソーラーパネル50によるソーラー発電とソーラーバッテリ60へのソーラー充電とを停止させる(ステップS19)。その後、処理はメインルーチンへと戻される。
When it is determined in step S18 that charging is completed (YES in step S18), the
他方、ステップS12で算出されたソーラー発電量EAがしきい値Th1未満であると判断された場合(ステップS13においてNO)には、ECU100は、車室内温度センサ101の検出値(車両1の車室内温度を示す車室内温度TE)と、温度センサ62の検出値(ソーラーバッテリ60の温度を示す電池温度TB)と、電流センサ66の検出値(ソーラーバッテリ60の電流を示す電池電流IB)とを取得する(ステップS14)。そして、ECU100は、取得した各データを記憶装置に保存する。
On the other hand, when it is determined that the solar power generation amount EA calculated in step S12 is less than the threshold value Th1 (NO in step S13), the
次に、ECU100は、電池温度TBがしきい値Th2以上であるか否か(ステップS15)、電池電流IBがしきい値Th3以下であるか否か(ステップS16)、車室内温度TEがしきい値Th4以上であるか否か(ステップS17)を、順次判断する。なお、しきい値Th2~Th4は任意に設定できる。しきい値Th2~Th4は、各々独立して、固定値であってもよいし、車両1の状況等に応じて可変であってもよい。
Next, the
ステップS15~S17の全てが成立する場合(ステップS15~S17の全てにおいてYES)には、ECU100は、ソーラー発電及びソーラー充電を直ちに停止させる(ステップS19)。その後、処理はメインルーチンへと戻される。
When all of steps S15 to S17 are satisfied (YES in all of steps S15 to S17), the
他方、ステップS15~S17のいずれかが成立しない場合(ステップS15~S17のいずれかにおいてNO)には、ECU100は、ステップS18に進み、ステップS18で充電が完了したと判断されるまでソーラー発電及びソーラー充電が行なわれる(ステップS11~S13及びS18)。そして、ステップS18で充電が完了したと判断された場合(ステップS18においてYES)には、ECU100は、ステップS19においてソーラー発電及びソーラー充電を停止させる。その後、処理はメインルーチンへと戻される。
On the other hand, if any of steps S15 to S17 does not hold (NO in any of steps S15 to S17), the
ソーラー充電の実行要求に応じて上記図3の処理が実行されることによって、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。
By executing the process of FIG. 3 in response to the execution request of the solar charge, it becomes possible to improve the energy efficiency in the solar power generation system while suppressing the deterioration of the
ソーラー発電量EAがしきい値Th1よりも小さいときに、電池温度TBがしきい値Th2以上であり、電池電流IBがしきい値Th3以下であり、かつ、車室内温度TEがしきい値Th4以上である場合には、ソーラーバッテリ60における副反応により電池電流の大部分が発熱で消費され、充電効率が大きく低下していると考えられる。このため、ECU100は、ステップS15~S17の全てが成立する場合(ステップS15~S17の全てにおいてYES)には、ソーラー充電の許可条件が成立しないと判断し、実行中のソーラー充電(ひいては、ソーラー発電)を直ちに停止させる。これにより、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制することができる。
When the solar power generation amount EA is smaller than the threshold Th1, the battery temperature TB is the threshold Th2 or more, the battery current IB is the threshold Th3 or less, and the vehicle interior temperature TE is the threshold. When Th4 or more, it is considered that most of the battery current is consumed by heat generation due to a side reaction in the
他方、電池温度TBがしきい値Th2以上であることと、電池電流IBがしきい値Th3以下であることと、車室内温度TEがしきい値Th4以上であることとのいずれかが成立しない場合には、副反応による充電効率の低下が少ないと考えられる。このため、ECU100は、ソーラー発電量EAがしきい値Th1よりも小さいときでも、ステップS15~S17のいずれかが成立しない場合(ステップS15~S17のいずれかにおいてNO)には、ソーラー充電の許可条件が成立すると判断し、ソーラー充電(ひいては、ソーラー発電)を行なうことを許可する。これにより、ソーラー充電の機会を増やすことができる。
On the other hand, neither the battery temperature TB is the threshold value Th2 or more, the battery current IB is the threshold value Th3 or less, or the vehicle interior temperature TE is the threshold value Th4 or more. In some cases, it is considered that the decrease in charging efficiency due to side reactions is small. Therefore, even when the solar power generation amount EA is smaller than the threshold value Th1, the
[実施の形態2]
本開示の実施の形態2に従うソーラー発電システムについて説明する。実施の形態2は実施の形態1と共通する部分が多いため、主に相違点について説明し、共通する部分についての説明は割愛する。
[Embodiment 2]
The solar power generation system according to the second embodiment of the present disclosure will be described. Since the second embodiment has many parts in common with the first embodiment, the differences will be mainly described, and the description of the common parts will be omitted.
実施の形態2に従うソーラー発電システムは、基本的には、実施の形態1に従うソーラー発電システムに準ずる構成を有する。ただし、実施の形態2に従うソーラー発電システムでは、ECU100が、図3の処理に代えて、図4の処理を行なうように構成される。以下、図4を用いて、実施の形態2においてECU100が行なうソーラー充電制御について詳述する。
The solar power generation system according to the second embodiment basically has a configuration according to the solar power generation system according to the first embodiment. However, in the solar power generation system according to the second embodiment, the
図4は、実施の形態2に従うソーラー発電システムにおいて、ECU100により実行されるソーラー充電制御の処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ソーラー充電の実行要求があった時にメインルーチンから呼び出されて実行される。ソーラー充電の実行要求は、ユーザの指示であってもよいし、所定条件の成立(タイマーによる充電開始時刻の到来等)であってもよい。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of solar charge control executed by the
図4を参照して、ECU100は、図3のステップS11~S13に準ずるステップS21~S23を実行する。そして、ステップS23でソーラー発電量EAがしきい値Th1以上であると判断された場合(ステップS23においてYES)には、ECU100は、ステップS27で充電が完了したと判断されるまでソーラー発電及びソーラー充電を続ける(ステップS21~S23及びS27)。ステップS27は、図3のステップS18に準ずるステップである。
With reference to FIG. 4, the
ステップS27で充電が完了したと判断された場合(ステップS27においてYES)には、ECU100は、ステップS28においてソーラー発電及びソーラー充電を停止させる。その後、処理はメインルーチンへと戻される。ステップS28は、図3のステップS19に準ずるステップである。
When it is determined in step S27 that charging is completed (YES in step S27), the
他方、ステップS22で算出されたソーラー発電量EAがしきい値Th1未満であると判断された場合(ステップS23においてNO)には、ECU100は、ステップS24において、車室内温度TE、電池温度TB、及び電池電流IBを取得し、取得した各データを記憶装置に保存する。ステップS24は、図3のステップS14に準ずるステップである。
On the other hand, when it is determined that the solar power generation amount EA calculated in step S22 is less than the threshold value Th1 (NO in step S23), the
ECU100は、ステップS24で取得した車室内温度TE、電池温度TB、及び電池電流IBを用いて、評価ポイントPEを算出する(ステップS25)。評価ポイントPEの算出方法については後述する(図5及び図6参照)。
The
ECU100は、ステップS26において評価ポイントPEがしきい値Th5以上であるか否かを判断し、評価ポイントPEがしきい値Th5以上である場合(ステップS26においてYES)には、ECU100は、ソーラー発電及びソーラー充電を直ちに停止させる(ステップS28)。その後、処理はメインルーチンへと戻される。
The
他方、評価ポイントPEがしきい値Th5未満である場合(ステップS26においてNO)には、ステップS27に進み、充電が完了していなければ(ステップS27においてNO)、引き続きソーラー発電及びソーラー充電が行なわれる(ステップS21)。なお、しきい値Th5は任意に設定できる。しきい値Th5は、固定値であってもよいし、車両1の状況等に応じて可変であってもよい。
On the other hand, when the evaluation point PE is less than the threshold value Th5 (NO in step S26), the process proceeds to step S27, and if charging is not completed (NO in step S27), solar power generation and solar charging continue. It is performed (step S21). The threshold value Th5 can be set arbitrarily. The threshold value Th5 may be a fixed value or may be variable depending on the situation of the
以下、図5及び図6を用いて、評価ポイントPEの算出方法について説明する。図5は、評価ポイントPEの算出に用いられるテーブルの一例を示す図である。図6は、正常なソーラー発電システム(以下、「正常システム」と称する)と、発電不調が生じているソーラー発電システム(以下、「不調システム」と称する)とについて、日射量(大/中/小)ごとに評価ポイントPEの算出結果の一例を示す図である。 Hereinafter, a method of calculating the evaluation point PE will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG . 5 is a diagram showing an example of a table used for calculating the evaluation point PE. FIG. 6 shows the amount of solar radiation (large / medium / It is a figure which shows an example of the calculation result of the evaluation point PE for each small).
図5を参照して、このテーブルでは、電池温度、車室内温度、及び電池電流の各々を3区分に分けて、各区分に点数を付けている。電池温度が高くなるほど高い点数が付けられている。また、車室内温度が高くなるほど高い点数が付けられている。また、電池電流が小さくなるほど高い点数が付けられている。このような関係を満たす限りにおいて、図5における低、中、高(又は、小、中、大)の各数値範囲は任意に設定できる。また、区分の数も、3区分に限られず、2区分以上であれば任意に設定できる。 With reference to FIG. 5, in this table, each of the battery temperature, the vehicle interior temperature, and the battery current is divided into three categories, and points are given to each category. The higher the battery temperature, the higher the score. In addition, the higher the vehicle interior temperature, the higher the score. In addition, the smaller the battery current, the higher the score. As long as such a relationship is satisfied, each numerical range of low, medium, and high (or small, medium, and large) in FIG. 5 can be arbitrarily set. Further, the number of divisions is not limited to three divisions, and can be arbitrarily set as long as it is two or more divisions.
この実施の形態では、電池温度、車室内温度、及び電池電流の各々の点数の合計点を、評価ポイントPEとする。図6において、括弧内の数値が上記図5のテーブルによって付けられた点数であり、「PE判定」中の数値が、ステップS25で算出された評価ポイントPEの値である。また、図6中の「PE判定」には、評価ポイントPEの値とともに、しきい値Th5が「5」である場合のステップS26での判定結果(YES:停止/NO:実行)が示されている。 In this embodiment, the total score of each of the battery temperature, the vehicle interior temperature, and the battery current is defined as the evaluation point PE . In FIG. 6, the numerical value in parentheses is the score given by the table of FIG . 5, and the numerical value in the “PE determination” is the value of the evaluation point PE calculated in step S25. Further, in the “PE determination” in FIG . 6, the value of the evaluation point PE and the determination result (YES: stop / NO: execution) in step S26 when the threshold value Th5 is “5” are shown. It is shown.
図6を参照して、正常システムでは、大(晴れ)、中(曇り)、小(曇り)のいずれの日射量でも評価ポイントPEが4である(「PE判定」参照)。このため、ステップS26において評価ポイントPEがしきい値Th5(=5)未満であると判断され、ソーラー発電及びソーラー充電が許可(実行)される。 With reference to FIG . 6, in the normal system, the evaluation point PE is 4 at any of the large (sunny), medium (cloudy), and small (cloudy) solar radiation amounts (see “ PE determination”). Therefore, in step S26, it is determined that the evaluation point PE is less than the threshold value Th5 (= 5), and solar power generation and solar charging are permitted (executed).
これに対し、不調システムでは、日射量「大」における評価ポイントPEが6であり、日射量「中」における評価ポイントPEが5であり、日射量「小」における評価ポイントPEが4である。日射量が「大」又は「中」である場合には、ステップS26において評価ポイントPEがしきい値Th5(=5)以上であると判断され、ステップS28においてソーラー発電及びソーラー充電が停止する。日射量が「小」である場合には、ステップS26において評価ポイントPEがしきい値Th5(=5)未満であると判断され、ソーラー発電及びソーラー充電が許可(実行)される。 On the other hand, in the malfunction system, the evaluation point PE at the solar radiation amount "large" is 6, the evaluation point PE at the solar radiation amount "medium" is 5, and the evaluation point PE at the solar radiation amount "small" is 4. Is. When the amount of solar radiation is "large" or "medium", it is determined in step S26 that the evaluation point PE is equal to or higher than the threshold value Th5 (= 5), and solar power generation and solar charging are stopped in step S28. .. When the amount of solar radiation is "small", it is determined in step S26 that the evaluation point PE is less than the threshold value Th5 (= 5), and solar power generation and solar charging are permitted (executed).
図6に示す不調システムにおいて、日射量が「大」又は「中」である場合には、車室内温度が比較的高い(「中」又は「高」)にもかかわらず、電池電流が小さくなっている。そして、電池温度も高い。このような場合にソーラー充電を実行しても電池電流の大部分が発熱で消費されると考えられるため、上記図4の処理では、ECU100が実行中のソーラー充電(ひいては、ソーラー発電)を直ちに停止させる(ステップS26及びS28)。これにより、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制することができる。
In the malfunction system shown in FIG. 6, when the amount of solar radiation is "large" or "medium", the battery current becomes small even though the vehicle interior temperature is relatively high ("medium" or "high"). ing. And the battery temperature is also high. In such a case, it is considered that most of the battery current is consumed by heat generation even if solar charging is executed. Therefore, in the process of FIG. 4 above, the solar charging (and thus solar power generation) being executed by the
図6に示す正常システムにおいて、日射量が「大」である場合には、電池電流が大きくなっている。このような場合には電池電流の大部分が充電に使用されると考えられるため、上記図4の処理では、ECU100がソーラー発電及びソーラー充電を許可している。これにより、ソーラー充電の機会を増やすことができる。
In the normal system shown in FIG. 6, when the amount of solar radiation is "large", the battery current is large. In such a case, it is considered that most of the battery current is used for charging, so in the process of FIG. 4 above, the
図6に示す正常システムと不調システムとの各々において、日射量が「小」である場合には、車室内温度が低くなっている。このような場合には副反応による充電効率の低下が抑制されると考えられるため、上記図4の処理では、ECU100がソーラー発電及びソーラー充電を許可している。これにより、ソーラー充電の機会を増やすことができる。
In each of the normal system and the malfunction system shown in FIG. 6, when the amount of solar radiation is "small", the vehicle interior temperature is low. In such a case, it is considered that the decrease in charging efficiency due to a side reaction is suppressed. Therefore, in the process of FIG. 4 above, the
図6に示す正常システムにおいて、日射量が「中」である場合には、電池電流及び車室内温度の両方が「中」である。このような場合も、上記に準ずる理由でECU100によってソーラー発電及びソーラー充電を許可している。これにより、ソーラー充電の機会を増やすことができる。
In the normal system shown in FIG. 6, when the amount of solar radiation is "medium", both the battery current and the vehicle interior temperature are "medium". Even in such a case, solar power generation and solar charging are permitted by the
以上説明したように、実施の形態2に従うソーラー発電システムによれば、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。
As described above, according to the solar power generation system according to the second embodiment, it is possible to improve the energy efficiency of the solar power generation system while suppressing the deterioration of the
[実施の形態3]
本開示の実施の形態3に従うソーラー発電システムについて説明する。実施の形態3は実施の形態1と共通する部分が多いため、主に相違点について説明し、共通する部分についての説明は割愛する。
[Embodiment 3]
The solar power generation system according to the third embodiment of the present disclosure will be described. Since the third embodiment has many parts in common with the first embodiment, the differences will be mainly described, and the description of the common parts will be omitted.
実施の形態3に従うソーラー発電システムは、基本的には、実施の形態1に従うソーラー発電システムに準ずる構成を有する。ただし、実施の形態3に従うソーラー発電システムでは、ECU100が、図3の処理に代えて、図7~図9の処理を行なうように構成される。図7に示す処理では、予めECU100の記憶装置に用意されている発電不調フラグの値が設定される。発電不調フラグの値としては、1(以下、「オン」と称する)/0(以下、「オフ」と称する)のいずれかが設定され、初期値はオフである。図8に示す処理では、発電不調フラグの値に基づいて、予めECU100の記憶装置に用意されている充電禁止フラグの値が設定される。充電禁止フラグの値としては、1(以下、「オン」と称する)/0(以下、「オフ」と称する)のいずれかが設定され、初期値はオフである。図9に示す処理では、充電禁止フラグの値に基づいてソーラー充電制御が行なわれる。
The solar power generation system according to the third embodiment basically has a configuration according to the solar power generation system according to the first embodiment. However, in the solar power generation system according to the third embodiment, the
以下、図7~図9を用いて、実施の形態3においてECU100が行なうソーラー充電制御について詳述する。
Hereinafter, the solar charge control performed by the
図7は、ECU100により実行される発電不調フラグ設定の処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for setting a power generation malfunction flag executed by the
図7を参照して、ECU100は、車室内温度センサ101の検出値(車両1の車室内温度を示す車室内温度TE)を取得し、取得した車室内温度TEを記憶装置に保存する(ステップS31)。
With reference to FIG. 7, the
次いで、ECU100は、ステップS31で取得した車室内温度TEがしきい値Th6以上であるか否かを判断する(ステップS32)。そして、車室内温度TEがしきい値Th6未満である場合(ステップS32においてNO)には、発電不調フラグの設定は行なわれず、処理はメインルーチンへと戻される。他方、車室内温度TEがしきい値Th6以上である場合(ステップS32においてYES)には、ステップS33~S37において発電不調フラグが設定された後、処理がメインルーチンへと戻される。
Next, the
日射量と車室内温度とは相関関係を有する。詳しくは、日射量が大きいほど車室内温度が高くなる傾向がある。こうした相関関係を利用して、ステップS32においては、ECU100が、車室内温度に基づき、現在の日射量がソーラー発電可能な日射量になっているか否かを判断している。ソーラー発電可能な日射量とは、正常な状態のソーラー発電システムにおいて、ソーラーパネル50による単位時間あたりの発電量が後述するしきい値Th1(ステップS35)以上になるような日射量である。ソーラーパネル50による単位時間あたりの発電量は、日射量が大きいほど多くなる傾向がある。しきい値Th6は、ステップS32において現在の日射量がソーラー発電可能な日射量になっている場合に車室内温度TEがしきい値Th6以上であると判断されるように設定される。しきい値Th6は、固定値であってもよいし、車両1の状況等に応じて可変であってもよい。
There is a correlation between the amount of solar radiation and the temperature inside the vehicle. Specifically, the larger the amount of solar radiation, the higher the temperature inside the vehicle tends to be. Utilizing such a correlation, in step S32, the
ステップS33~S35は、図3のステップS11~S13に準ずるステップである。現在の日射量がソーラー発電可能な日射量になっている(ステップS32においてYES)にもかかわらず、ソーラー発電量EAがしきい値Th1未満である場合(ステップS35においてNO)には、故障や汚れ等によって、ソーラーパネル50に発電不調が生じている可能性が高い。このため、ステップS35においてソーラー発電量EAがしきい値Th1未満であると判断された場合には、発電不調フラグにオンを設定する(ステップS37)。発電不調フラグの値がオンであることは、ソーラーパネル50に発電不調が生じていることを示す。他方、ステップS35においてソーラー発電量EAがしきい値Th1以上であると判断された場合には、発電不調フラグにオフを設定する(ステップS36)。発電不調フラグの値がオフであることは、ソーラーパネル50に発電不調が生じていないことを示す。
Steps S33 to S35 are steps according to steps S11 to S13 in FIG. If the amount of solar power generation EA is less than the threshold value Th1 (NO in step S35) even though the current amount of solar power is set to the amount of solar power that can be solar-generated (YES in step S32), a failure occurs. There is a high possibility that the
図8は、ECU100により実行される充電禁止フラグ設定の処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure for setting a charge prohibition flag executed by the
図8を参照して、ECU100は、発電不調フラグの値がオンであるか否かを判断する(ステップS41)。そして、発電不調フラグの値がオフである場合(ステップS41においてNO)には、発電時にソーラーパネル50から出力される電力は十分大きいと判断され、充電禁止フラグにオフが設定される(ステップS47)。その後、処理はメインルーチンへと戻される。充電禁止フラグの値がオフであることは、ソーラー充電が許可されていることを示す。
With reference to FIG. 8, the
他方、発電不調フラグの値がオンである場合(ステップS41においてYES)には、ソーラーパネル50に発電不調が生じている可能性が高いため、日射量によらずソーラー発電量EAがしきい値Th1よりも小さくなると考えられる。こうした場合には、ステップS42~S47において充電禁止フラグが設定された後、処理はメインルーチンへと戻される。
On the other hand, when the value of the power generation malfunction flag is on (YES in step S41), there is a high possibility that the
ステップS42~S45は、図3のステップS14~S17に準ずるステップである。ステップS43~S45では、ECU100が、電池温度TBがしきい値Th2以上であるか否か(ステップS43)、電池電流IBがしきい値Th3以下であるか否か(ステップS44)、車室内温度TEがしきい値Th4以上であるか否か(ステップS45)を、順次判断する。
Steps S42 to S45 are steps according to steps S14 to S17 in FIG. In steps S43 to S45, the
ステップS43~S45の全てが成立する場合(ステップS43~S45の全てにおいてYES)には、ECU100は、充電禁止フラグにオンを設定する(ステップS46)。充電禁止フラグの値がオンであることは、ソーラー充電が禁止されていることを示す。
When all of steps S43 to S45 are satisfied (YES in all of steps S43 to S45), the
他方、ステップS43~S45のいずれかが成立しない場合(ステップS43~S45のいずれかにおいてNO)には、ECU100は、充電禁止フラグにオフを設定する(ステップS47)。
On the other hand, when any one of steps S43 to S45 is not satisfied (NO in any of steps S43 to S45), the
図9は、実施の形態3に従うソーラー発電システムにおいて、ECU100により実行されるソーラー充電制御の処理手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ソーラー充電の実行要求があった時にメインルーチンから呼び出されて実行される。ソーラー充電の実行要求は、ユーザの指示であってもよいし、所定条件の成立(タイマーによる充電開始時刻の到来等)であってもよい。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of solar charge control executed by the
図9を参照して、ECU100は、充電禁止フラグの値がオンであるか否かを判断する(ステップS51)。そして、充電禁止フラグの値がオンである場合(ステップS51においてYES)には、ソーラー充電が禁止されていると判断され、ソーラー充電(ひいては、ソーラー発電)を行なわずに、処理はメインルーチンへと戻される。
With reference to FIG. 9, the
他方、充電禁止フラグの値がオフである場合(ステップS51においてNO)には、ソーラー充電が許可されていると判断され、ステップS53で充電が完了したと判断されるまでソーラー発電及びソーラー充電が行なわれる(ステップS52~S54)。ステップS52、S53、S54はそれぞれ、図3のステップS11、S18、S19に準ずるステップである。 On the other hand, when the value of the charge prohibition flag is off (NO in step S51), it is determined that solar charging is permitted, and solar power generation and solar charging are performed until it is determined that charging is completed in step S53. It is performed (steps S52 to S54). Steps S52, S53, and S54 are steps according to steps S11, S18, and S19 in FIG. 3, respectively.
前述した実施の形態1では、ソーラー充電の実行中において、ソーラーパネル50から出力される電力が小さく、かつ、ソーラー充電の許可条件が成立しないと判断された場合に、ECU100によって実行中のソーラー充電を停止させるようにした。これに対し、実施の形態3では、ソーラーパネル50に発電不調が生じている状態でソーラー充電の許可条件(充電禁止フラグ=オフ)が成立しないと判断された場合には、ECU100によってソーラー充電が実行されないようにした。こうした実施の形態3に従うソーラー発電システムによっても、ソーラーパネル50から出力される電力が小さいときには、原則としてソーラー充電が行なわれず、上記の許可条件(すなわち、副反応が起こりにくい条件)が成立する場合に例外的にソーラー充電が行なわれるようになる。このため、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。
In the first embodiment described above, when it is determined that the power output from the
[実施の形態4]
本開示の実施の形態4に従うソーラー発電システムについて説明する。実施の形態4は実施の形態1、3と共通する部分が多いため、主に相違点について説明し、共通する部分についての説明は割愛する。
[Embodiment 4]
The solar power generation system according to the fourth embodiment of the present disclosure will be described. Since the fourth embodiment has many parts in common with the first and third embodiments, the differences will be mainly described, and the description of the common parts will be omitted.
実施の形態4に従うソーラー発電システムは、基本的には、実施の形態1に従うソーラー発電システムに準ずる構成を有する。ただし、実施の形態4に従うソーラー発電システムでは、ECU100が、図3の処理に代えて、図10の処理を行なうように構成される。
The solar power generation system according to the fourth embodiment basically has a configuration according to the solar power generation system according to the first embodiment. However, in the solar power generation system according to the fourth embodiment, the
図10は、ソーラー充電制御に用いるマップを選択するための処理の手順を示したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。 FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for selecting a map to be used for solar charge control. The process shown in this flowchart is called from the main routine and repeatedly executed every predetermined time or when a predetermined condition is satisfied.
図10を参照して、ECU100は、車室内温度TE、電池温度TB、及び電池電流IBを取得し、取得した各データを記憶装置に保存する(ステップS61)。ステップS61は、図3のステップS14に準ずるステップである。
With reference to FIG. 10, the
次いで、ECU100は、ステップS61で取得した車室内温度TEがしきい値Th6以上であるか否かを判断する(ステップS62)。ステップS62は、図7のステップS32に準ずるステップである。
Next, the
車室内温度TEがしきい値Th6未満である場合(ステップS62においてNO)には、ソーラー充電制御に用いるマップとしてマップAが選択される(ステップS67)。他方、車室内温度TEがしきい値Th6以上である場合(ステップS62においてYES)には、ステップS63~S65、S68、及びS69において、ソーラー充電制御に用いるマップとしてマップA及びBのいずれかが選択される。そして、ステップS67~S69のいずれかにおいて所定のマップが選択されると、処理はメインルーチンへと戻される。なお、マップA及びBの詳細については後述する(図11及び図12参照)。 When the vehicle interior temperature TE is less than the threshold value Th6 (NO in step S62), map A is selected as the map used for solar charge control (step S67). On the other hand, when the vehicle interior temperature TE is equal to or higher than the threshold value Th6 (YES in step S62), one of maps A and B is used as a map for solar charge control in steps S63 to S65, S68, and S69. Be selected. Then, when a predetermined map is selected in any of steps S67 to S69, the process is returned to the main routine. The details of maps A and B will be described later (see FIGS. 11 and 12).
ステップS63~S65は、図3のステップS11~S13に準ずるステップである。ステップS65でソーラー発電量EAがしきい値Th1以上であると判断された場合(ステップS65においてYES)には、ソーラー充電制御に用いるマップとしてマップAが選択される(ステップS68)。他方、ステップS65でソーラー発電量EAがしきい値Th1未満であると判断された場合(ステップS65においてNO)には、ソーラー充電制御に用いるマップとしてマップBが選択される(ステップS69)。 Steps S63 to S65 are steps according to steps S11 to S13 of FIG. When it is determined in step S65 that the solar power generation amount EA is equal to or higher than the threshold value Th1 (YES in step S65), map A is selected as the map used for solar charge control (step S68). On the other hand, when it is determined in step S65 that the solar power generation amount EA is less than the threshold value Th1 (NO in step S65), map B is selected as the map used for solar charge control (step S69).
ソーラー充電制御は、ソーラー充電の実行要求があった時に、たとえば図9のステップS52~S54に準ずる処理を実行することによって行なわれる。ソーラー充電制御では、ソーラー充電の実行要求があった時に選択されているマップ(マップA又はB)が使用される。 The solar charge control is performed, for example, by executing a process according to steps S52 to S54 of FIG. 9 when there is a request to execute solar charge. In the solar charge control, the map (map A or B) selected when the execution request of the solar charge is made is used.
以下、図11及び図12を用いてマップA及びBについて説明する。図11は、図10の処理によって選択されるマップAを示す図である。図12は、図10の処理によって選択されるマップBを示す図である。 Hereinafter, maps A and B will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a diagram showing a map A selected by the process of FIG. FIG. 12 is a diagram showing a map B selected by the process of FIG.
図11を参照して、マップAでは、電池電流(充電電流)が線L1よりも大きい領域に充電可能領域が規定され、電池電流(充電電流)が線L1よりも小さい領域に充電停止領域が規定されている。すなわち、マップAを用いたソーラー充電制御では、電池電流が線L1よりも大きい場合(充電可能領域)にはソーラー充電が行なわれるが、電池電流が線L1よりも小さい場合(充電停止領域)にはソーラー充電が行なわれない。電池電流が線L1よりも小さい場合には、ECU100が実行中のソーラー充電を停止させる。マップAにおいて、線L1で示される電池電流のしきい値は一定であり、電池温度によって変わらない。
With reference to FIG. 11, in Map A, a rechargeable region is defined in a region where the battery current (charging current) is larger than the line L1, and a charging stop region is defined in a region where the battery current (charging current) is smaller than the line L1. It is stipulated. That is, in the solar charge control using the map A, solar charging is performed when the battery current is larger than the line L1 (chargeable area), but when the battery current is smaller than the line L1 (charge stop area). Is not solar charged. When the battery current is smaller than the line L1, the
図12を参照して、マップBでは、電池電流(充電電流)が線L2よりも大きい領域に充電可能領域が規定され、電池電流(充電電流)が線L2よりも小さい領域に充電停止領域が規定されている。 With reference to FIG. 12, in Map B, a rechargeable region is defined in a region where the battery current (charging current) is larger than the line L2, and a charging stop region is defined in a region where the battery current (charging current) is smaller than the line L2. It is stipulated.
マップBは、車室内温度が高く(図10のステップS62においてYES)、かつ、ソーラー発電量EAが少ない場合(図10のステップS65においてNO)に選択されるマップである。車室内温度が高いにもかかわらず、ソーラー発電量EAが少ない場合には、故障や汚れ等によって、ソーラーパネル50に発電不調が生じている可能性が高い。ソーラーパネル50に発電不調が生じていると、ソーラー発電による電池電流(充電電流)が正常時よりも小さくなる。また、車室内温度が高い場合には、ソーラーバッテリ60において副反応による充電効率の低下が生じやすい。
Map B is a map selected when the vehicle interior temperature is high (YES in step S62 of FIG. 10) and the solar power generation amount EA is small (NO in step S65 of FIG. 10). If the amount of solar power generation EA is small even though the temperature inside the vehicle is high, there is a high possibility that the
ソーラーパネル50に発電不調が生じている場合の電池電流(ソーラーバッテリ60の電流)は、正常時よりも小さくなるが、線L1(図11及び図12参照)よりも大きくなり得る。マップBにおいて、線L2で示される電池電流のしきい値は、電池温度の低い領域ではマップAの線L1と一致するが、電池温度の高い領域においては線L1よりも高くなっている。線L2で示される電池電流のしきい値は、電池温度が高くなるほど大きくなっている。すなわち、マップBを用いたソーラー充電制御では、マップAを用いたソーラー充電制御よりも、ソーラー充電の許可条件が厳しくなる。マップBを用いたソーラー充電制御では、線L2で示される電池電流のしきい値よりもソーラーバッテリ60の電流が小さい場合には、ECU100が実行中のソーラー充電を停止させる。電池温度(ソーラーバッテリ60の温度)が高い場合にはソーラーバッテリ60の劣化が進行しやすいため、ソーラー充電の許可条件を厳しくしている。ソーラー充電が停止することで、ソーラーバッテリ60の発熱が抑制され、ひいてはソーラーバッテリ60の劣化が抑制される。
The battery current (current of the solar battery 60) when the power generation malfunction occurs in the
他方、車室内温度が低い場合(ステップS62においてNO)、及びソーラーパネル50が正常である場合(ステップS65においてYES)には、ソーラー充電制御に用いるマップとしてマップAを選択することで、ソーラー充電の許可条件を緩和し、ソーラー充電の機会を増やしている。
On the other hand, when the vehicle interior temperature is low (NO in step S62) and the
以上説明したように、実施の形態4に従うソーラー発電システムによれば、ソーラーバッテリ60の劣化を抑制しつつ、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。
As described above, according to the solar power generation system according to the fourth embodiment, it is possible to improve the energy efficiency of the solar power generation system while suppressing the deterioration of the
上記各実施の形態では、ソーラー充電の許可条件は、ソーラーバッテリ60の環境温度、ソーラーバッテリ60の温度、及びソーラーバッテリ60の電流を用いて定められている。しかしこれに限られず、ソーラーバッテリ60の環境温度、ソーラーバッテリ60の温度、及びソーラーバッテリ60の電流に加えて、他のパラメータを用いて、ソーラー充電の許可条件を定めてもよい。他のパラメータの例としては、ソーラーバッテリ60の所定のSOC(たとえば、70%以上100%以下の範囲から選ばれる値)での端子間電圧が挙げられる。ソーラーバッテリ60の高SOCでの端子間電圧が高いほど、ソーラーバッテリ60における副反応が起こりやすくなる傾向がある。
In each of the above embodiments, the permission conditions for solar charging are determined by using the environmental temperature of the
本開示のソーラー発電システムが適用される対象は、上記各実施の形態の車両1(図2)に限定されない。たとえば、複数のMGを備える車両を適用対象としてもよい。電動車両に代えて電動車両以外の車両(たとえば、駆動源としてモータジェネレータに加えて内燃機関を備えるハイブリッド車両)を適用対象としてもよい。また、各バッテリの構成も適宜変更可能である。たとえば、電池パック20内の電池及びソーラーバッテリ60として、組電池に代えて単電池を採用してもよい。
The object to which the solar power generation system of the present disclosure is applied is not limited to the vehicle 1 (FIG. 2) of each of the above embodiments. For example, a vehicle having a plurality of MGs may be applied. Instead of the electric vehicle, a vehicle other than the electric vehicle (for example, a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine in addition to a motor generator as a drive source) may be applied. In addition, the configuration of each battery can be changed as appropriate. For example, as the battery in the
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。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the embodiments described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 車両、2 駆動輪、4 動力伝達ギヤ、20 電池パック、22 組電池、24 SMR、26 CHR、30 PCU、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、100 ECU、101 車室内温度センサ。 1 vehicle, 2 drive wheels, 4 power transmission gears, 20 battery packs, 22 sets of batteries, 24 SMRs, 26 CHRs, 30 PCUs, 40 solar PCUs, 42 high voltage DC / DC converters, 44 solar DC / DC converters, 46 auxiliary equipment. DC / DC converter, 48 monitoring circuit, 50 solar panel, 60 solar battery, 62 temperature sensor, 64 voltage sensor, 66 current sensor, 70 auxiliary battery, 100 ECU, 101 vehicle interior temperature sensor.
Claims (4)
前記太陽電池から出力される電力により充電される蓄電装置と、
発電中の前記太陽電池から出力される電力が第1しきい値よりも小さいときに、前記蓄電装置の温度が第2しきい値以上であり、かつ、前記蓄電装置の電流が第3しきい値以下であり、かつ、前記蓄電装置の環境温度が第4しきい値以上である場合には、前記太陽電池による発電を停止させて、前記蓄電装置への前記充電を停止させる制御装置と、
を備える、ソーラー発電システム。 Solar cells that convert light energy into electricity,
A power storage device charged by the electric power output from the solar cell, and
When the power output from the solar cell during power generation is smaller than the first threshold value, the temperature of the power storage device is equal to or higher than the second threshold value, and the current of the power storage device is the third threshold. When the value is equal to or less than the value and the environmental temperature of the power storage device is equal to or higher than the fourth threshold value, the control device for stopping the power generation by the solar cell and stopping the charging to the power storage device.
With a solar power generation system.
前記太陽電池から出力される電力により充電される蓄電装置と、
発電中の前記太陽電池から出力される電力が第1しきい値よりも小さいときに、前記蓄電装置の環境温度、前記蓄電装置の温度、及び前記蓄電装置の電流を取得し、取得された前記蓄電装置の環境温度、前記蓄電装置の温度、及び前記蓄電装置の電流を用いて評価ポイントを算出し、算出された前記評価ポイントが第2しきい値以上である場合には、前記太陽電池による発電を停止させて、前記蓄電装置への前記充電を停止させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の環境温度が高くなるほど前記評価ポイントが高くなり、かつ、前記蓄電装置の温度が高くなるほど前記評価ポイントが高くなり、かつ、前記蓄電装置の電流が小さくなるほど前記評価ポイントが高くなるように、前記評価ポイントを算出する、ソーラー発電システム。 Solar cells that convert light energy into electricity,
A power storage device charged by the electric power output from the solar cell, and
When the power output from the solar cell during power generation is smaller than the first threshold value, the environmental temperature of the power storage device, the temperature of the power storage device, and the current of the power storage device are acquired and acquired. An evaluation point is calculated using the environmental temperature of the power storage device, the temperature of the power storage device, and the current of the power storage device. If the calculated evaluation point is equal to or higher than the second threshold value, the solar cell is used. A control device that stops power generation and stops charging the power storage device,
Equipped with
In the control device, the higher the environmental temperature of the power storage device, the higher the evaluation point, the higher the temperature of the power storage device, the higher the evaluation point, and the smaller the current of the power storage device, the higher the evaluation. A solar power generation system that calculates the evaluation points so that the points are higher.
前記太陽電池から出力される電力により充電される蓄電装置と、
前記蓄電装置の環境温度が所定の温度以上であり、かつ、前記太陽電池から出力される電力が第1しきい値よりも小さいときには、許可条件が成立する場合を除いて、前記蓄電装置への前記充電を行なわない制御装置と、
を備え、
前記蓄電装置の温度が第2しきい値以上であることと、前記蓄電装置の電流が第3しきい値以下であることと、前記蓄電装置の環境温度が第4しきい値以上であることとの全てが満たされる場合には、前記許可条件は成立せず、
前記蓄電装置の温度が前記第2しきい値以上であることと、前記蓄電装置の電流が前記第3しきい値以下であることと、前記蓄電装置の環境温度が前記第4しきい値以上であることとのいずれかが満たされない場合には、前記許可条件は成立する、ソーラー発電システム。 Solar cells that convert light energy into electricity,
A power storage device charged by the electric power output from the solar cell, and
When the environmental temperature of the power storage device is equal to or higher than a predetermined temperature and the power output from the solar cell is smaller than the first threshold value, the power storage device is supplied to the power storage device unless the permission condition is satisfied. The control device that does not charge and
Equipped with
The temperature of the power storage device is equal to or higher than the second threshold value, the current of the power storage device is equal to or lower than the third threshold value, and the environmental temperature of the power storage device is equal to or higher than the fourth threshold value. If all of the above are satisfied, the above permission condition is not satisfied and
The temperature of the power storage device is equal to or higher than the second threshold value, the current of the power storage device is equal to or lower than the third threshold value, and the environmental temperature of the power storage device is equal to or higher than the fourth threshold value. If any of the above conditions are not satisfied, the above permission condition is satisfied, the solar power generation system.
前記太陽電池から出力される電力により充電される蓄電装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記蓄電装置の環境温度が所定の温度未満であるときには、第1マップが示す第1許可条件が成立する場合を除いて、前記蓄電装置への前記充電を行なわず、
前記太陽電池から出力される電力が所定値以上であるときには、前記第1マップが示す前記第1許可条件が成立する場合を除いて、前記蓄電装置への前記充電を行なわず、
前記蓄電装置の環境温度が前記所定の温度以上であり、かつ、前記太陽電池から出力される電力が前記所定値よりも小さいときには、第2マップが示す第2許可条件が成立する場合を除いて、前記蓄電装置への前記充電を行なわず、
前記第1マップ及び前記第2マップはそれぞれ、前記蓄電装置の温度と前記蓄電装置の電流とによって前記第1許可条件及び前記第2許可条件を規定し、
前記第2許可条件は前記第1許可条件よりも成立しにくい、ソーラー発電システム。 Solar cells that convert light energy into electricity,
A power storage device charged by the electric power output from the solar cell, and
With the control device
Equipped with
The control device is
When the environmental temperature of the power storage device is lower than a predetermined temperature, the power storage device is not charged unless the first permission condition shown in the first map is satisfied.
When the electric power output from the solar cell is equal to or higher than a predetermined value, the power storage device is not charged unless the first permission condition shown in the first map is satisfied.
Unless the second permission condition shown in the second map is satisfied when the environmental temperature of the power storage device is equal to or higher than the predetermined temperature and the power output from the solar cell is smaller than the predetermined value. , The power storage device is not charged,
The first map and the second map define the first permission condition and the second permission condition by the temperature of the power storage device and the current of the power storage device, respectively.
The second permission condition is less likely to be satisfied than the first permission condition, a solar power generation system.
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