JP7201492B2 - 車両の電力システム、車両の電力制御装置、車両の電力制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
電力制御装置は、低電圧系の消費電流を取得し、排熱回収装置の目標動作点に基づいて発電機の目標出力電流を算出し、取得した低電圧系の消費電流と、高電圧系の側へのDCDCコンバータの出力電流との和が、算出した発電機の目標出力電流となるように、DCDCコンバータを制御するように設けられていてよい。
電力制御装置は、低電圧系の消費電流を予測により取得するように設けられていてよい。
電力制御装置は、発熱体の発熱量に関する情報に基づいて排熱回収装置の目標動作点を算出し、排熱回収装置の目標動作点に基づいて発電機の出力電流を制御するように設けられていてよい。
発熱体は、内燃機関であり、発熱体の発熱量に関する情報は、内燃機関の冷却水温であってよい。
排熱回収装置は、作動媒体の状態変化の過程を組み合わせたサイクルを含み、作動媒体の流れにより発電機の動力を生成するように設けられ、電力制御装置は、作動媒体の状態間の変化量に関する情報に基づいて排熱回収装置の目標動作点を算出し、排熱回収装置の目標動作点に基づいて発電機の出力電流を制御するように設けられていてよい。
作動媒体の状態間の変化量に関する情報は、外気温であってよい。
まず、図1~3を参照して、本発明の実施形態に係る車両の電力システム、車両の電力制御装置、およびプログラムの概略構成について説明する。図1に示すように、車両は、例えばハイブリッド電気自動車(HEV)であり、駆動システム、電力システム1、および制御システムを備える。制御システムは、各種のセンサ9および電子制御ユニット(Electronic Control Unit。以下、ECUと記載。)10を有する。ECU10は、センサ9、駆動システムおよび電力システム1から信号が入力されるとともに、駆動システムおよび電力システム1へ制御信号を出力することで、車両の駆動力および電力を制御する。なお、車両は、電気自動車(EV)等であってもよい。
以下、図2,3を参照して、本実施形態に係るECU10の構成について説明する。図2に示すように、ECU10は、機能的な各部として、電流取得部11、データ取得部12、目標動作点設定部13、目標出力電流算出部14、DCDCコンバータ制御部15、およびランキンサイクル制御部16を備える。電流取得部11、データ取得部12、目標動作点設定部13、目標出力電流算出部14、およびDCDCコンバータ制御部15は、車両の電力制御装置として機能する。
以下、図4,5を参照して、本実施形態に係る電力システム1の動作について説明する。図4,5は、DCDCコンバータ制御部15によるDCDCコンバータ7の制御時の、第1配線81および第2配線82における電流の方向を、一点鎖線の矢印で示す。説明のため、電流取得部11により取得された低電圧系5の消費電流が、低電圧系5の実際の消費電流と等しく、また、目標出力電流算出部14により算出された発電機4の目標出力電流が、発電機4の実際の出力電流と等しいものとする。
以下、本実施形態の上記構成から得られる各効果を説明する。
20 エンジン(発熱体)
3 ランキンサイクル(排熱回収装置)
4 発電機(排熱回収装置)
5 低電圧系
50 低電圧バッテリ(低電圧二次電池)
6 高電圧系
60 高電圧バッテリ(高電圧二次電池)
7 DCDCコンバータ
81 第1配線
82 第2配線
Claims (11)
- 車両の電力システムであって、
発熱体の排熱を用いて発電を行う発電機を備えた排熱回収装置と、
低電圧二次電池を備えた低電圧系と、
高電圧二次電池を備えた高電圧系と、
前記発電機と前記低電圧系とを接続する第1配線と、
前記第1配線と前記高電圧系とを接続する第2配線と、
前記第2配線に設けられ、昇圧および降圧が可能なDCDCコンバータと、
電力制御装置と、を含み、
前記電力制御装置は、前記低電圧系の消費電流と、前記高電圧系の側への前記DCDCコンバータの出力電流との和が、前記発電機の出力電流となるように、前記DCDCコンバータを制御する、
車両の電力システム。 - 車両の電力制御装置であって、
前記車両は、
発熱体と、
前記発熱体の排熱を用いて発電を行う発電機を備えた排熱回収装置と、
低電圧二次電池を備えた低電圧系と、
高電圧二次電池を備えた高電圧系と、
前記発電機と前記低電圧系とを接続する第1配線と、
前記第1配線と前記高電圧系とを接続する第2配線と、
前記第2配線に設けられ、昇圧および降圧が可能なDCDCコンバータと、を含み、
前記電力制御装置は、前記低電圧系の消費電流と、前記高電圧系の側への前記DCDCコンバータの出力電流との和が、前記発電機の出力電流となるように、前記DCDCコンバータを制御することにより、前記発電機の出力電流を制御するように設けられている、
車両の電力制御装置。 - 前記電力制御装置は、
前記低電圧系の消費電流を取得し、
前記排熱回収装置の目標動作点に基づいて前記発電機の目標出力電流を算出し、
取得した前記低電圧系の消費電流と、前記高電圧系の側への前記DCDCコンバータの出力電流との和が、算出した前記発電機の前記目標出力電流となるように、前記DCDCコンバータを制御することにより、前記発電機の出力電流を制御するように設けられている、請求項2に記載の車両の電力制御装置。 - 前記電力制御装置は、前記低電圧系の消費電流を予測により取得するように設けられている、請求項3に記載の車両の電力制御装置。
- 前記電力制御装置は、前記DCDCコンバータを制御することにより、前記排熱回収装置における発電の効率が高くなるように、前記発電機の出力電流を制御するように設けられている、請求項2~4のいずれか1項に記載の車両の電力制御装置。
- 前記電力制御装置は、前記発熱体の発熱量に関する情報に基づいて前記排熱回収装置の目標動作点を算出し、前記排熱回収装置の前記目標動作点に基づいて前記発電機の出力電流を制御するように設けられている、請求項2~5のいずれか1項に記載の車両の電力制御装置。
- 前記発熱体は、内燃機関であり、前記発熱体の発熱量に関する情報は、前記内燃機関の冷却水温である、請求項6に記載の車両の電力制御装置。
- 前記排熱回収装置は、作動媒体の状態変化の過程を組み合わせたサイクルを含み、前記作動媒体の流れにより前記発電機の動力を生成するように設けられ、
前記電力制御装置は、前記作動媒体の状態間の変化量に関する情報に基づいて前記排熱回収装置の目標動作点を算出し、前記排熱回収装置の前記目標動作点に基づいて前記発電機の出力電流を制御するように設けられている、請求項2~7のいずれか1項に記載の車両の電力制御装置。 - 前記サイクルは凝縮器を含み、
前記作動媒体の状態間の変化量に関する情報は、外気温または前記凝縮器を通過する空気の風速のいずれかを含む、請求項8に記載の車両の電力制御装置。 - 車両の電力制御方法であって、
前記車両は、
発熱体と、
前記発熱体の排熱を用いて発電を行う発電機を備えた排熱回収装置と、
低電圧二次電池を備えた低電圧系と、
高電圧二次電池を備えた高電圧系と、
前記発電機と前記低電圧系とを接続する第1配線と、
前記第1配線と前記高電圧系とを接続する第2配線と、
前記第2配線に設けられ、昇圧および降圧が可能なDCDCコンバータと、を含み、
電力制御装置が、前記低電圧系の消費電流と、前記高電圧系の側への前記DCDCコンバータの出力電流との和が、前記発電機の出力電流となるように、前記DCDCコンバータを制御することにより、前記発電機の出力電流を制御すること、を含む、
車両の電力制御方法。 - コンピュータを、
発熱体と、
前記発熱体の排熱を用いて発電を行う発電機を備えた排熱回収装置と、
低電圧二次電池を備えた低電圧系と、
高電圧二次電池を備えた高電圧系と、
前記発電機と前記低電圧系とを接続する第1配線と、
前記第1配線と前記高電圧系とを接続する第2配線と、
前記第2配線に設けられ、昇圧および降圧が可能なDCDCコンバータと、
を含む車両の前記DCDCコンバータを、前記低電圧系の消費電流と、前記高電圧系の側への前記DCDCコンバータの出力電流との和が、前記発電機の出力電流となるように制御することにより、前記発電機の出力電流を制御する電力制御装置、
として機能させるためのプログラム。
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