JP7563302B2 - Charging equipment - Google Patents
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Description
本発明は、充電装置に関する。 The present invention relates to a charging device.
従来、この種の充電装置としては、太陽光を受けて発電するソーラーパネルと、ソーラーパネルで発電された電力を蓄えるソーラー電池と、ソーラーパネルで発電された電力を所定の電圧に変換して電池が接続された電力ラインに供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータと、電力ラインに設けられたリレーとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この充電装置では、ソーラー電池の蓄電量が基準値以上である場合、リレーをオンにすると共にＤＣ／ＤＣコンバータを作動させることにより、ソーラー電池の電力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して電池に供給するソーラー充電を実行する。 Conventionally, this type of charging device has been proposed to include a solar panel that receives sunlight and generates electricity, a solar battery that stores the electricity generated by the solar panel, a DC/DC converter that can convert the electricity generated by the solar panel to a predetermined voltage and supply it to a power line to which the battery is connected, and a relay provided on the power line (see, for example, Patent Document 1). In this charging device, when the amount of electricity stored in the solar battery is equal to or greater than a reference value, the relay is turned on and the DC/DC converter is operated, thereby performing solar charging, supplying the electricity from the solar battery to the battery via the DC/DC converter.
こうした充電装置では、部品点数削減のために、ソーラー電池を備えないハード構成が検討されている。このハード構成において、ソーラー充電が要求されているときには、ソーラーパネルにより発電された電力を電池に供給できるようにするために、常時、リレーやＤＣ／ＤＣコンバータを有する電力伝達装置を作動させておくことが考えられる。この場合、日射がないとき、即ち、ソーラーパネルにより発電が行なわれていないときにも、電力伝達装置を作動させることになる。 In order to reduce the number of parts, hardware configurations that do not include solar batteries are being considered for such charging devices. In this hardware configuration, when solar charging is required, it is conceivable to keep a power transmission device having a relay and a DC/DC converter in operation at all times so that power generated by the solar panel can be supplied to the battery. In this case, the power transmission device will be operated even when there is no sunlight, i.e., when power is not being generated by the solar panel.
本発明の充電装置は、電力伝達装置の無駄な作動を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the charging device of the present invention is to suppress unnecessary operation of the power transmission device.
本発明の充電装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The charging device of the present invention employs the following means to achieve the above-mentioned main objective.
本発明の充電装置は、
太陽光を用いて発電するソーラー発電部と、
前記ソーラー発電部により発電されたソーラー電力を蓄電装置に伝達する電力伝達および前記ソーラー発電部と前記蓄電装置との電力遮断を行なう電力伝達装置と、
前記電力伝達装置を制御する制御装置と、
を備える充電装置であって、
前記制御装置は、前記ソーラー電力を前記蓄電装置に充電するソーラー充電が要求されていて且つ日射があるときには、前記電力伝達が行なわれるように前記電力伝達装置を制御する電力伝達制御を実行し、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断が行なわれるように前記電力伝達装置を制御する電力遮断制御を実行する、
ことを要旨とする。
The charging device of the present invention is
A solar power generation unit that generates electricity using sunlight;
a power transmission device that transmits the solar power generated by the solar power generation unit to a power storage device and cuts off power between the solar power generation unit and the power storage device;
A control device that controls the power transmission device;
A charging device comprising:
The control device executes power transmission control for controlling the power transmission device so as to transmit the power when solar charging for charging the solar power to the power storage device is required and there is solar radiation, and executes power cut-off control for controlling the power transmission device so as to cut off the power when solar charging is not required and there is no solar radiation.
The gist of the present invention is as follows.
この本発明の充電装置では、ソーラー電力を蓄電装置に充電するソーラー充電が要求されていて且つ日射があるときには、電力伝達が行なわれるように電力伝達装置を制御する電力伝達制御を実行し、ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、電力遮断が行なわれるように電力伝達装置を制御する電力遮断制御を実行する。これにより、電力伝達装置の無駄な作動を抑制することができる。 The charging device of the present invention executes power transmission control to control the power transmission device so that power is transmitted when solar charging, which charges a power storage device with solar power, is required and there is sunlight, and executes power cut-off control to control the power transmission device so that power is cut off when solar charging is not required and there is no sunlight. This makes it possible to suppress unnecessary operation of the power transmission device.
本発明の充電装置において、前記電力伝達装置は、前記ソーラー電力を電圧変換を伴って前記蓄電装置に供給可能なコンバータを有し、前記制御装置は、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断制御として前記コンバータを駆動停止するまたは駆動停止を保持するものとしてもよい。こうすれば、コンバータの無駄な作動を抑制することができる。 In the charging device of the present invention, the power transmission device may have a converter capable of supplying the solar power to the power storage device with voltage conversion, and the control device may stop driving the converter or keep it stopped as the power cut-off control when the solar charging is not required and when there is no sunlight. In this way, unnecessary operation of the converter can be suppressed.
本発明の充電装置において、前記電力伝達装置は、前記ソーラー電力を電圧変換を伴って前記蓄電装置が接続された電力ラインに供給可能なコンバータと、前記電力ラインに設けられたリレーとを有し、前記制御装置は、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断制御として前記リレーをオフとするまたはオフで保持するものとしてもよい。こうすれば、リレーを無駄にオンとするまたはオンで保持するのを抑制することができる。 In the charging device of the present invention, the power transmission device has a converter capable of supplying the solar power to a power line to which the power storage device is connected with voltage conversion, and a relay provided on the power line, and the control device may be configured to turn off or hold off the relay as the power cutoff control when the solar charging is not required and when there is no sunlight. In this way, it is possible to prevent the relay from being turned on or held on unnecessarily.
本発明の充電装置において、前記電力伝達装置は、前記ソーラー電力を電圧変換を伴って前記蓄電装置に供給可能なコンバータを有し、前記制御装置は、前記コンバータを制御する第１制御部と、信号線を介して前記コンバータに強制停止指令を出力可能な第２制御部とを有し、前記コンバータは、前記信号線を介して前記第２制御部から前記強制停止指令を受けたときには、前記第１制御部からの制御指令を拒絶して停止し、前記第１制御部または前記第２制御部は、前記ソーラー電力が閾値以上である状態で前記第２制御部から前記信号線を介して前記コンバータに前記強制停止指令を出力したときに、前記ソーラー電力が前記閾値未満になった場合には、前記信号線が正常であると判定し、前記ソーラー電力が前記閾値以上で保持される場合には、前記信号線が異常であると判定するものとしてもよい。こうすれば、信号線が正常であるか否かを判定することができる。 In the charging device of the present invention, the power transmission device has a converter capable of supplying the solar power to the power storage device with voltage conversion, and the control device has a first control unit that controls the converter and a second control unit that can output a forced stop command to the converter via a signal line, and when the converter receives the forced stop command from the second control unit via the signal line, it rejects the control command from the first control unit and stops, and when the solar power is equal to or greater than a threshold and the second control unit outputs the forced stop command from the second control unit via the signal line to the converter, if the solar power falls below the threshold, it may determine that the signal line is normal, and if the solar power is maintained at or greater than the threshold, it may determine that the signal line is abnormal. In this way, it is possible to determine whether the signal line is normal or not.
本発明の充電装置において、前記制御装置は、前記ソーラー電力が第２閾値以上のときには、日射があると判定し、前記ソーラー電力が前記第２閾値未満のときには、日射がないと判定するものとしてもよい。こうすれば、ソーラー電力を用いて日射の有無を判定することができる。 In the charging device of the present invention, the control device may determine that there is solar radiation when the solar power is equal to or greater than a second threshold, and determine that there is no solar radiation when the solar power is less than the second threshold. In this way, the presence or absence of solar radiation can be determined using solar power.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, we will explain how to implement the present invention using examples.
図１は、本発明の一実施例としての充電装置１０の構成の概略を示す構成図である。実施例の充電装置１０は、蓄電装置としてのバッテリ５０を充電可能な装置として構成されており、図示するように、ソーラー発電装置２０と、充電用リレーＣＨＲと、充電用電子制御ユニット（以下、「充電ＥＣＵ」という）４０とを備える。充電装置１０は、バッテリ５０と共に電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載される。バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。
Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
ソーラー発電装置２０は、ソーラー発電部としてのソーラーパネル２２と、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、コンデンサ２５ａと、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６と、コンデンサ２８ａと、ソーラー用電子制御ユニット（以下、「ソーラーＥＣＵ」という）３０とを備える。ソーラーパネル２２は、車両の屋根部などに設置されており、太陽光を用いて発電する。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ソーラーパネル２２と電力ライン２５とに接続されている。このソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ソーラーＥＣＵ３０によって制御されることにより、ソーラーパネル２２で発電された電力を電圧の変更を伴って電力ライン２５に供給する。コンデンサ２５ａは、電力ライン２５に取り付けられている。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、電力ライン２５と電力ライン２８とに接続されている。この昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、ソーラーＥＣＵ３０によって制御されることにより、電力ライン２５の電力を昇圧して電力ライン２８に供給する。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、充電ＥＣＵ４０と信号線Ｌｓを介して接続されており、この信号線Ｌｓを介して充電ＥＣＵ４０から強制停止指令を受けたときには、ソーラーＥＣＵ３０による制御を拒絶して停止する。コンデンサ２８ａは、電力ライン２８の充電用リレーＣＨＲよりも昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６側に取り付けられている。
The solar
ソーラーＥＣＵ３０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ソーラーＥＣＵ３０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ソーラーＥＣＵ３０に入力される信号としては、例えば、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力側の端子間に取り付けられた電圧センサ２４ａからのソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電圧Ｖｓｏ１や、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力端子に取り付けられた電流センサ２４ｂからのソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電流Ｉｓｏ１を挙げることができる。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力側の端子間に取り付けられた電圧センサ２６ａからの昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電圧Ｖｓｏ２や、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力端子に取り付けられた電圧センサ２６ａからの昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電流Ｉｓｏ２、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の出力側の端子間に取り付けられた電圧センサ２６ｃからの昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の出力電圧Ｖｓｏ３も挙げることができる。ソーラーＥＣＵ３０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ソーラーＥＣＵ３０から出力される信号としては、例えば、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４への制御信号や昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６への制御信号を挙げることができる。ソーラーＥＣＵ３０は、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動しているときに、電圧センサ２４ａからの入力電圧Ｖｓｏ１と電流センサ２４ｂからの入力電流Ｉｓｏ１とに基づいてソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を演算したり、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動しているときに、電圧センサ２６ａからの入力電圧Ｖｓｏ２と電流センサ２６ｂからの入力電流Ｉｓｏ２とに基づいて昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２を演算したりしている。なお、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１は、ソーラーパネル２２の発電電力に相当する。ソーラーＥＣＵ３０は、充電ＥＣＵ４０と通信ポートを介して接続されている。
Although not shown, the
充電用リレーＣＨＲは、電力ライン２８に設けられている。この充電用リレーＣＨＲは、充電ＥＣＵ９０によってオンオフ制御されることにより、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６やコンデンサ２８側とバッテリ５０側との接続および遮断を行なう。
The charging relay CHR is provided on the
充電ＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。充電ＥＣＵ４０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。充電ＥＣＵ４０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。充電ＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５０ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５０ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂを挙げることができる。充電ＥＣＵ４０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。充電ＥＣＵ４０から出力される信号としては、例えば、充電用リレーＣＨＲへの制御信号を挙げることができる。また、充電ＥＣＵ４０は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６と信号線Ｌｓを介して接続されており、信号線ＬｓをＨｉレベルとすることにより昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動を許容し（強制停止指令を出力せずに）、信号線ＬｓをＬｏレベルとすることにより昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動を禁止する（強制停止指令を出力する）。充電ＥＣＵ４０は、電流センサ５０ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。充電ＥＣＵ４０は、上述したように、ソーラーＥＣＵ３０と通信ポートを介して接続されている。なお、蓄電割合ＳＯＣは、充電ＥＣＵ４０に代わりバッテリ５０に備わる図示しない電子制御ユニットによりバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて演算された値が通信により充電ＥＣＵ４０に入力されるものとしてもよい。
Although not shown, the
次に、こうして構成された実施例の充電装置１０の動作、特に、ソーラーパネル２２により発電された電力をソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４、電力ライン２５、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６、電力ライン２８を介してバッテリ５０に充電するソーラー充電を実行する際の動作について説明する。なお、実施例では、ソーラー充電は、車両の停車中、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオフであるときに行なわれるものとした。図２は、充電ＥＣＵ４０により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ソーラー充電が要求されていて且つソーラー充電を実行していないときに定期的に（例えば、数十分ごとに）実行される。ここで、ソーラー充電の要求は、例えば、イグニッションスイッチがオフであり且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値ＳＯＣｒｅｆ１未満であるときに行なわれる。閾値ＳＯＣｒｅｆ１としては、バッテリ５０が満充電であるときの蓄電割合ＳＯＣである満充電割合ＳＯＣｆ（例えば、８０％～１００％程度）やそれよりも小さい値が用いられる。
Next, the operation of the charging
図２の処理ルーチンが実行されると、充電ＥＣＵ４０は、最初に、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動開始指令を送信する（ステップＳ１００）。ソーラーＥＣＵ３０は、この駆動開始指令を受信すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動を開始する。このとき、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動しないから、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力電力は、コンデンサ２５ａに蓄電される。
When the processing routine of FIG. 2 is executed, the charging
続いて、所定時間ｔ１の経過を待って（ステップＳ１１０）、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を入力する（ステップＳ１２０）。ここで、所定時間ｔ１は、充電ＥＣＵ４０とソーラーＥＣＵ３０との通信遅延時間や、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動を開始してからソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１が安定するまでに要する時間などを考慮した待機時間であり、例えば、数十～数百ｍｓ程度の値が用いられる。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１は、電圧センサ２４ａからの入力電圧Ｖｓｏ１と電流センサ２４ｂからの入力電流Ｉｓｏ１とに基づいて演算された値がソーラーＥＣＵ３０からの通信により入力される。
Next, after waiting for a predetermined time t1 to elapse (step S110), the input power Wso1 of the solar DC/
こうしてデータを入力すると、入力したソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１と比較する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１は、日射の有無を判定するための閾値であり、十分に小さい値が用いられる。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１が閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１未満であるときには、日射がないと判断し、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動停止指令を送信して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ソーラーＥＣＵ３０は、この駆動停止指令を受信すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動停止する。このように、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動して日射の有無を判定し、日射がないと判定したときには、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動停止する。これにより、日射の有無を判定するための、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６や充電用リレーＣＨＲの無駄な作動を抑制することができる。
When the data is input in this way, the input power Wso1 of the solar DC/
ステップＳ１３０でソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１が閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１以上であるときには、日射があると判断し、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の駆動停止指令を送信する（ステップＳ１５０）。ソーラーＥＣＵ３０は、この駆動停止指令を受信すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動停止する。
When the input power Wso1 of the solar DC/
続いて、充電用リレーＣＨＲをオンにして（ステップＳ１６０）、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動開始指令を送信する（ステップＳ１７０）。ソーラーＥＣＵ３０は、この駆動開始指令を受信すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動を開始し、ソーラー充電が実行されるようにソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を制御する。
Then, the charging relay CHR is turned on (step S160), and a command to start driving the solar DC/
そして、図３のチェック処理により信号線Ｌｓの機能チェックを実行し（ステップＳ１８０）、上述の信号線Ｌｓが正常である（強制停止指令が正常に機能する）か否かを判定する（ステップＳ１９０）。以下、図２の処理ルーチンの説明を中断し、図３のチェック処理について説明する。 Then, a function check of the signal line Ls is performed by the check process of FIG. 3 (step S180), and it is determined whether the above-mentioned signal line Ls is normal (whether the forced stop command functions normally) (step S190). Below, the explanation of the processing routine of FIG. 2 is interrupted and the check process of FIG. 3 is explained.
図３のチェック処理が実行されると、充電ＥＣＵ４０は、最初に、信号線ＬｓをＬｏレベルとすることにより、信号線Ｌｓを介して昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６に強制停止指令を出力する（ステップＳ３００）。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、この強制停止指令を受信すると（強制停止指令が正常に機能にしているときには）、駆動を停止する。
When the check process in FIG. 3 is executed, the charging
続いて、所定時間ｔ２の経過を待って（ステップＳ３１０）、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２を入力する（ステップＳ３２０）。ここで、所定時間ｔ２は、充電ＥＣＵ４０とソーラーＥＣＵ３０との通信遅延時間や、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が安定するまでに要する時間などを考慮した待機時間であり、例えば数百ｍｓ程度の値が用いられる。昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２は、電圧センサ２６ａからの入力電圧Ｖｓｏ２と電流センサ２６ｂからの入力電流Ｉｓｏ２とに基づいて演算された値がソーラーＥＣＵ３０からの通信により入力される。
Next, after waiting for a predetermined time t2 to elapse (step S310), the input power Wso2 of the step-up DC/
こうしてデータを入力すると、入力した昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２を閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２と比較する（ステップＳ３３０）。ここで、閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動しているか否かを判定するための閾値であり、十分に小さい値が用いられる。
Once the data has been input in this manner, the input power Wso2 of the step-up DC/
ステップＳ３３０で昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２以上であるときには、信号線Ｌｓが異常であると仮判定し、異常カウンタＣａをカウントアップして（ステップＳ３４０）、異常カウンタＣａを閾値Ｃａｒｅｆと比較する（ステップＳ３５０）。ここで、異常カウンタＣａは、信号線Ｌｓが異常であるとの仮判定の継続をカウントするためのカウンタであり、図３のチェック処理の開始時に初期値としての値０が設定される。閾値Ｃａｒｅｆは、信号線Ｌｓが異常であるとの仮判定が継続することに基づいて信号線Ｌｓが異常であると判定（確定）するための閾値であり、例えば数千ｍｓ程度に相当する値が用いられる。異常カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ未満のときには、ステップＳ３２０に戻る。こうしてステップＳ３２０～Ｓ３５０の処理を繰り返し実行して、ステップＳ３５０で異常カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆ以上であると判定すると、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動している、即ち、信号線ＬｓがＨｉレベルで固定されているＨｉ固定異常である（強制停止指令が正常に機能していない）と判定し（ステップＳ３８０）、信号線ＬｓをＨｉレベルとすることにより、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６への強制停止指令の出力を解除して（ステップＳ４００）、本ルーチンを終了する。なお、Ｈｉ固定異常である場合、ステップＳ４００の処理の有無に拘わらずに、信号線ＬｓはＨｉレベルで保持される。
When the input power Wso2 of the step-up DC/
ステップＳ３３０で昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２未満であるときには、信号線Ｌｓが正常であると仮判定し、正常カウンタＣｎをカウントアップして（ステップＳ３６０）、正常カウンタＣｎを閾値Ｃｎｒｅｆと比較する（ステップＳ３７０）。ここで、正常カウンタＣｎは、信号線Ｌｓが正常であるとの仮判定の継続をカウントするためのカウンタであり、図３のチェック処理の開始時に初期値としての値０が設定される。閾値Ｃｎｒｅｆは、信号線Ｌｓが正常であるとの仮判定が継続することに基づいて信号線Ｌｓが正常であると判定（確定）するための閾値であり、例えば数千ｍｓ程度に相当する値が用いられる。正常カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ未満のときには、ステップＳ３２０に戻る。こうしてステップＳ３２０～Ｓ３７０の処理を繰り返し実行して、ステップＳ３７０で正常カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ以上であると判定すると、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動していない、即ち、信号線Ｌｓが正常にＬｏレベルになった（強制停止指令が正常に機能する）と判定し（ステップＳ３９０）、ステップＳ４００の処理を実行して、本ルーチンを終了する。
When the input power Wso2 of the step-up DC/
なお、基本的に、信号線Ｌｓが正常または異常であるとの仮判定結果と、信号線Ｌｓが正常または異常であるとの判定（確定）結果とは同一である。発明者らは、このことを実験や解析により確認した。したがって、ステップＳ３３０を初回に実行するときの昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２と閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２との比較結果により信号線Ｌｓが正常または異常であると判定（確定）する（ステップＳ３４０～Ｓ３７０の処理を実行しない）ものとしてもよい。
Fundamentally, the provisional determination result that the signal line Ls is normal or abnormal is the same as the determination (confirmed) result that the signal line Ls is normal or abnormal. The inventors confirmed this through experiments and analysis. Therefore, it may be determined (confirmed) that the signal line Ls is normal or abnormal based on the comparison result between the input power Wso2 of the step-up DC/
図２の処理ルーチンの説明に戻る。充電ＥＣＵ４０は、ステップＳ１９０で信号線Ｌｓが異常である（強制停止指令が正常に機能していない）と判定したときには、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動停止指令を送信する（ステップＳ２４０）。ソーラーＥＣＵ３０は、この駆動停止指令を受信すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止する。そして、充電用リレーＣＨＲをオフにして（ステップＳ２５０）、本ルーチンを終了する。こうすれば、信号線Ｌｓが異常であるときに、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動を継続するのを抑制することができる。
Returning to the description of the processing routine in FIG. 2, when the charging
ステップＳ１９０で信号線Ｌｓが正常である（強制停止指令が正常に機能している）と判定したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを入力する（ステップＳ２００）。ここで、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５０ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂの積算値に基づいて演算された値が入力される。
When it is determined in step S190 that the signal line Ls is normal (the forced stop command is functioning normally), the
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを閾値ＳＯＣｒｅｆ２と比較する（ステップＳ２１０）。ここで、閾値ＳＯＣｒｅｆ２は、バッテリ５０が満充電であるか否かを判定するための閾値であり、上述の満充電割合ＳＯＣｆが用いられる。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値ＳＯＣｒｅｆ２未満であるときには、バッテリ５０が満充電でないと判断し、ステップＳ１２０，Ｓ１３０の処理と同様に、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を入力すると共に入力したソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１と比較する（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１が閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１以上であるときには、日射があると判断して、ステップＳ２００に戻る。一方、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１が閾値Ｗｓｏ１ｒｅｆ１未満であるときには、日射がないと判断し、ステップＳ２４０，Ｓ２５０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。これにより、日射がないときの、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の無駄な作動を抑制することができる。
When the data is input in this manner, the inputted storage rate SOC of the
ステップＳ２１０でバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値ＳＯＣｒｅｆ２以上であるときには、バッテリ５０が満充電であると判断し、ステップＳ２４０，Ｓ２５０の処理を実行して、本ルーチンを終了する。
When the charge ratio SOC of the
図４は、チェック処理を実行するときの信号線Ｌｓ、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２、充電用リレーＣＨＲ、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４、正常カウンタＣｎ、異常カウンタＣａ、判定の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は信号線Ｌｓが正常である場合の様子を示し、破線は信号線Ｌｓが異常である場合の様子を示す。なお、図４では、閾値Ｃｎｒｅｆ，Ｃａｒｅｆとして同一の値が用いられるものとした。図示するように、時刻ｔ１１に、充電ＥＣＵ４０は、信号線ＬｓをＨｉレベルからＬｏレベルに切り替えることにより、信号線Ｌｓを介して昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６に強制停止指令を出力する。図中、実線に示すように、信号線Ｌｓが正常にＬｏレベルに切り替わる場合、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動停止し、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が低下する。続いて、時刻ｔ１１から所定時間ｔ２が経過した時刻ｔ１２に昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２未満であるときには、充電ＥＣＵ４０は、信号線Ｌｓが正常であると仮判定し、正常カウンタＣｎの増加を開始する。そして、時刻ｔ１３に正常カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆに至ると、充電ＥＣＵ４０は、信号線Ｌｓが正常であると判定（確定）し、信号線ＬｓをＨｉレベルに切り替えることにより、信号線Ｌｓを介した昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６への強制停止指令の出力を終了する。これにより、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動を再開する。一方、時刻ｔ１１に充電ＥＣＵ４０が信号線ＬｓをＨｉレベルからＬｏレベルに切り替えようとしたときに、図中、破線に示すように、信号線Ｌｓが正常にＬｏレベルに切り替わらない場合（信号線ＬｓがＨｉ固定異常の場合）、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が駆動を継続し、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が低下しない。続いて、時刻ｔ１１から所定時間ｔ２が経過した時刻ｔ１２に昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が閾値Ｗｓｏ２ｒｅｆ２以上であるときには、充電ＥＣＵ４０は、信号線Ｌｓが異常であると仮判定し、異常カウンタＣａの増加を開始する。そして、時刻ｔ１３に異常カウンタＣａが閾値Ｃａｒｅｆに至ると、充電ＥＣＵ４０は、信号線Ｌｓが異常であると判定（確定）し、ソーラーＥＣＵ３０にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の駆動停止指令を送信してこれらを駆動停止させると共に充電用リレーＣＨＲをオフにする。これに伴って、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２が低下する。これにより、信号線Ｌｓが異常であるときに、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動するのを抑制することができる。
Figure 4 is an explanatory diagram showing an example of the state of the signal line Ls, the input power Wso2 of the step-up DC/
以上説明した実施例の充電装置１０では、ソーラー電力をバッテリ５０に充電するソーラー充電が要求されていて且つ日射があるときには、ソーラー充電が行なわれるようにソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４と昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６と充電用リレーＣＨＲとを制御し、ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止するまたは駆動停止で保持すると共に充電用リレーＣＨＲをオフとするまたはオフで保持する。これにより、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の無駄な作動を抑制することができる。
In the charging
また、実施例の充電装置１０では、ソーラー充電が要求されていて且つソーラー充電を実行していないときに、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止で保持すると共に充電用リレーＣＨＲをオフで保持し、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動して、そのときのソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を用いて日射の有無を判定し、日射がないと判定したときには、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動停止する。これにより、日射の有無を判定するための、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６や充電用リレーＣＨＲの無駄な作動を抑制することができる。
In addition, in the charging
実施例の充電装置１０では、バッテリ５０が満充電であるときや日射がないときには、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止すると共に充電用リレーＣＨＲをオフにするものとした。しかし、バッテリ５０が満充電であるときや日射がないときには、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止すると共に充電用リレーＣＨＲをオンで保持するものとしてもよい。
In the charging
実施例の充電装置１０では、ソーラー充電が要求されていて且つソーラー充電を実行していないときに、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動停止で保持すると共に充電用リレーＣＨＲをオフで保持し、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４を駆動して、そのときのソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力電力Ｗｓｏ１を用いて日射の有無を判定するものとした。しかし、充電用リレーＣＨＲをオフで保持してソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動してそのときの入力電力Ｗｓｏ１または入力電力Ｗｓｏ２を用いて日射の有無を判定するものとしてもよい。このとき、充電用リレーＣＨＲがオフであるから、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の出力電力は、コンデンサ２８ａに蓄電される。また、充電用リレーＣＨＲをオンにすると共にソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を駆動してそのときの入力電力Ｗｓｏ１または入力電力Ｗｓｏ２を用いて日射の有無を判定するものとしてもよい。
In the charging
実施例の充電装置１０では、ソーラー充電が要求されていて且つソーラー充電を実行していないときにおいて、日射があるときには、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力電力Ｗｓｏ２を用いて信号線Ｌｓが正常であるか否かを判定するものとした。しかし、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４のＷｓｏ１を用いて信号線Ｌｓが正常であるか否かを判定するものとしてもよい。
In the charging
実施例の充電装置１０では、充電ＥＣＵ４０が、日射の有無の判定や信号線Ｌｓの機能チェックを行なうものとした。しかし、ソーラーＥＣＵ３０が、日射の有無の判定や信号線Ｌｓの機能チェックを行なってその結果を充電ＥＣＵ４０に送信するものとしてもよい。また、充電ＥＣＵ４０およびソーラーＥＣＵ３０の何れでも信号線Ｌｓのチェックを行なわないものとしてもよい。
In the charging
実施例の充電装置１０では、ソーラー発電装置２０は、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６を備えるものとした。しかし、これらのうちの１つだけを備えるものとしてもよい。
In the embodiment of the charging
実施例の充電装置１０では、ソーラーＥＣＵ３０および充電ＥＣＵ４０を備えるものとした。しかし、これらを一体に構成するものとしてもよい。この場合、信号線Ｌｓのチェック処理を行なわないものとしてもよい。
In the embodiment, the charging
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ソーラーパネル２２が「ソーラー発電部」に相当し、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ２４と昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２６と充電用リレーＣＨＲとが「電力伝達装置」に相当し、ソーラーＥＣＵ３０と充電ＥＣＵ４０とが「制御装置」に相当する。
The relationship between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section on means for solving the problem will be explained. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the Examples and the main elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column does not limit the elements of the invention described in the Means for Solving the Problem column, since the Examples are examples for specifically explaining the form for implementing the invention described in the Means for Solving the Problem column. In other words, the interpretation of the invention described in the Means for Solving the Problem column should be based on the description in that column, and the Examples are merely a specific example of the invention described in the Means for Solving the Problem column.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The above describes the form for carrying out the present invention using examples, but the present invention is not limited to these examples in any way, and it goes without saying that the present invention can be carried out in various forms without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、充電装置の製造産業などに利用可能である。 This invention can be used in the charging device manufacturing industry, etc.
１０ 充電装置、２０ ソーラー発電装置、２２ ソーラーパネル、２４ ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ、２５，２８ 電力ライン、２５ａ，２８ａ コンデンサ、２６ 昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０ ソーラーＥＣＵ３０、４０ 充電ＥＣＵ、５０ バッテリ、２４ａ，２６ａ，２８ｂ，５０ａ 電圧センサ、２４ｂ，２６ｂ，５０ｂ 電流センサ、Ｌｓ 信号線、ＣＨＲ 充電用リレー。
10 charging device, 20 solar power generation device, 22 solar panel, 24 solar DC/DC converter, 25, 28 power line, 25a, 28a capacitor, 26 step-up DC/DC converter, 30
Claims (4)
前記ソーラー発電部により発電されたソーラー電力を蓄電装置に伝達する電力伝達および前記ソーラー発電部と前記蓄電装置との電力遮断を行なう電力伝達装置と、
前記電力伝達装置を制御する制御装置と、
を備える充電装置であって、
前記制御装置は、前記ソーラー電力を用いて前記蓄電装置を充電するソーラー充電が要求されていて且つ日射があるときには、前記電力伝達が行なわれるように前記電力伝達装置を制御する電力伝達制御を実行し、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断が行なわれるように前記電力伝達装置を制御する電力遮断制御を実行し、
前記電力伝達装置は、前記ソーラー電力を電圧変換を伴って前記蓄電装置に供給可能なコンバータを有し、
前記制御装置は、前記コンバータを制御する第１制御部と、信号線を介して前記コンバータに強制停止指令を出力可能な第２制御部とを有し、
前記コンバータは、前記信号線を介して前記第２制御部から前記強制停止指令を受けたときには、前記第１制御部からの制御指令を拒絶して停止し、
前記第１制御部または前記第２制御部は、前記ソーラー電力が閾値以上である状態で前記第２制御部から前記信号線を介して前記コンバータに前記強制停止指令を出力したときに、前記ソーラー電力が前記閾値未満になった場合には、前記信号線が正常であると判定し、前記ソーラー電力が前記閾値以上で保持される場合には、前記信号線が異常であると判定する、
充電装置。 A solar power generation unit that generates electricity using sunlight;
a power transmission device that transmits the solar power generated by the solar power generation unit to a power storage device and cuts off power between the solar power generation unit and the power storage device;
A control device that controls the power transmission device;
A charging device comprising:
the control device executes power transmission control for controlling the power transmission device so as to perform the power transmission when solar charging for charging the power storage device using the solar power is required and there is solar radiation, and executes power cut-off control for controlling the power transmission device so as to perform the power cut-off when the solar charging is not required and there is no solar radiation;
the power transmission device has a converter capable of supplying the solar power to the power storage device with voltage conversion;
The control device includes a first control unit that controls the converter, and a second control unit that is capable of outputting a forced stop command to the converter via a signal line,
When the converter receives the forced stop command from the second control unit via the signal line, the converter rejects the control command from the first control unit and stops.
When the second control unit outputs the forced stop command to the converter via the signal line from the first control unit while the solar power is equal to or greater than a threshold, if the solar power falls below the threshold, the first control unit or the second control unit determines that the signal line is normal, and if the solar power is maintained at or greater than the threshold, determines that the signal line is abnormal.
Charging device.
前記制御装置は、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断制御として前記コンバータを駆動停止するまたは駆動停止を保持する、
充電装置。 2. The charging device according to claim 1,
The control device stops driving the converter or keeps the converter stopped as the power cut-off control when the solar charging is not required and when there is no solar radiation.
Charging device.
前記電力伝達装置は、前記ソーラー電力を電圧変換を伴って前記蓄電装置が接続された電力ラインに供給可能な前記コンバータと、前記電力ラインに設けられたリレーとを有し、
前記制御装置は、前記ソーラー充電が要求されていないときおよび日射がないときには、前記電力遮断制御として前記リレーをオフとするまたはオフで保持する、
充電装置。 3. The charging device according to claim 1,
the power transmission device includes the converter capable of supplying the solar power to a power line to which the power storage device is connected after voltage conversion, and a relay provided on the power line;
The control device turns off or keeps the relay off as the power cut-off control when the solar charging is not required and when there is no solar radiation.
Charging device.
前記制御装置は、前記ソーラー電力が第２閾値以上のときには、日射があると判定し、前記ソーラー電力が前記第２閾値未満のときには、日射がないと判定する、
充電装置。
A charging device according to any one of claims 1 to 3 ,
The control device determines that there is solar radiation when the solar power is equal to or greater than a second threshold, and determines that there is no solar radiation when the solar power is less than the second threshold.
Charging device.
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