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JP7694499B2 - Solar charging device - Google Patents
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Description

本開示は、車両に搭載されたソーラーパネルが発電する電力の供給を制御するソーラー充電装置に関する。 This disclosure relates to a solar charging device that controls the supply of electricity generated by a solar panel mounted on a vehicle.

特許文献1には、ソーラーパネルと高圧バッテリ及び補機バッテリとの間に設けられたソーラーDCDCコンバータ、高圧DCDCコンバータ、及び補機DCDCコンバータを制御して、ソーラーパネルの発電電力を高圧バッテリや補機バッテリへ好適に給電することができるソーラー充電制御装置が、開示されている。 Patent document 1 discloses a solar charging control device that controls a solar DC-DC converter, a high-voltage DC-DC converter, and an auxiliary DC-DC converter that are provided between a solar panel and a high-voltage battery and an auxiliary battery, and can suitably supply the power generated by the solar panel to the high-voltage battery and the auxiliary battery.

特開2021-086302号公報JP 2021-086302 A

特許文献1に記載された構成では、高圧バッテリと補機バッテリとの間で電力移送を行う場合など、高圧DCDCコンバータ及び補機DCDCコンバータの動作状態によってはソーラーDCDCコンバータを停止させる必要が生じる。このような場合、ソーラーパネルが発電可能な状態であっても電力を発生させることができず、発電の機会を損失してしまうことになる。 In the configuration described in Patent Document 1, when transferring power between a high-voltage battery and an auxiliary battery, depending on the operating state of the high-voltage DCDC converter and the auxiliary DCDC converter, it becomes necessary to stop the solar DCDC converter. In such a case, even if the solar panel is in a state where it can generate power, it cannot generate power, resulting in a loss of the opportunity to generate power.

本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ソーラーパネルによる発電機会の損失を低減させることができるソーラー充電装置を提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a solar charging device that can reduce the loss of power generation opportunities using solar panels.

上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、車両に搭載されたソーラー充電装置であって、ソーラーパネルと、駆動用バッテリと、補機バッテリと、ソーラーパネルと補機バッテリとの間に設けられる第1のDCDCコンバータと、駆動用バッテリと補機バッテリとの間に設けられる第2のDCDCコンバータと、第1のDCDCコンバータと第2のDCDCコンバータとを制御する制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、ソーラーパネルの発電電力が補機バッテリに接続される補機負荷の消費電力よりも大きい場合、ソーラーパネルの発電電力を第1のDCDCコンバータを介して補機バッテリに供給し、ソーラーパネルの発電電力が補機負荷の消費電力よりも小さい場合、ソーラーパネルの発電電力を第1のDCDCコンバータを介して補機バッテリに供給し、かつ、駆動用バッテリの電力を第2のDCDCコンバータを介して補機バッテリに供給する、ソーラー充電装置である。 In order to solve the above problems, one aspect of the disclosed technology is a solar charging device mounted on a vehicle, comprising a solar panel, a drive battery, an auxiliary battery, a first DC-DC converter provided between the solar panel and the auxiliary battery, a second DC-DC converter provided between the drive battery and the auxiliary battery, and a control unit that controls the first DC-DC converter and the second DC-DC converter, and the control unit supplies the power generated by the solar panel to the auxiliary battery via the first DC-DC converter when the power generated by the solar panel is greater than the power consumption of an auxiliary load connected to the auxiliary battery, and supplies the power generated by the solar panel to the auxiliary battery via the first DC-DC converter and supplies the power of the drive battery to the auxiliary battery via the second DC-DC converter when the power generated by the solar panel is less than the power consumption of the auxiliary load.

本開示のソーラー充電装置によれば、ソーラーパネルによる発電機会の損失を低減させることができる。 The solar charging device disclosed herein can reduce the loss of power generation opportunities through solar panels.

本開示の一実施形態に係るソーラー充電装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a solar charging device according to an embodiment of the present disclosure. ソーラー充電装置が実行する充電制御の処理フローチャートA flowchart of the charging control process executed by the solar charging device ソーラー充電装置が実行する充電制御の処理フローチャートA flowchart of the charging control process executed by the solar charging device バッテリ双方向DCDCコンバータの昇圧動作を説明する図FIG. 1 is a diagram explaining the boost operation of a battery bidirectional DC-DC converter. バッテリ双方向DCDCコンバータの降圧動作を説明する図FIG. 1 is a diagram explaining the step-down operation of a battery bidirectional DC-DC converter.

本開示によるソーラー充電装置は、車両システムにおいて駆動用バッテリと補機バッテリとの間で行われる電力授受の状態に基づいて、ソーラーパネルの発電電力の供給を実行する。これにより、車両の電力制御動作とソーラー発電動作との整合性が確保でき、ソーラーパネルによる発電機会の損失を低減させることができる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
The solar charging device according to the present disclosure supplies power generated by the solar panel based on the state of power transfer between the drive battery and the auxiliary battery in the vehicle system. This ensures consistency between the vehicle's power control operation and the solar power generation operation, and reduces the loss of opportunities for power generation by the solar panel.
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

<実施形態>
[構成]
図1は、本開示の一実施形態に係るソーラー充電装置1の概略構成を示すブロック図である。図1に例示したソーラー充電装置1は、ソーラーモジュール10と、補機バッテリ20と、駆動用バッテリ30と、バッテリ双方向DCDCコンバータ(バッテリ双方向DDC)40と、制御部50と、を備える。なお、図1においては、電力が伝わる接続線を実線で示し、電力以外の制御信号などが伝わる接続線を破線で示している。このソーラー充電装置1は、例えば、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)、及び電気自動車(BEV)などの車両に搭載される。
<Embodiment>
[composition]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a solar charging device 1 according to an embodiment of the present disclosure. The solar charging device 1 illustrated in FIG. 1 includes a solar module 10, an auxiliary battery 20, a driving battery 30, a battery bidirectional DC-DC converter (battery bidirectional DDC) 40, and a control unit 50. In FIG. 1, a connection line through which electric power is transmitted is shown by a solid line, and a connection line through which control signals other than electric power are transmitted is shown by a dashed line. This solar charging device 1 is mounted on a vehicle such as a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and an electric vehicle (BEV).

ソーラーモジュール10は、太陽光の照射を受けて発電する発電装置であり、発電した電力を、ソーラーモジュール10に接続される補機バッテリ20や補機負荷100などに出力する。このソーラーモジュール10は、ソーラーパネル11、ソーラーDCDCコンバータ(ソーラーDDC)12、及びソーラー制御部13を構成に含む。 The solar module 10 is a power generation device that generates electricity when exposed to sunlight, and outputs the generated electricity to an auxiliary battery 20 and an auxiliary load 100 that are connected to the solar module 10. The solar module 10 includes a solar panel 11, a solar DC-DC converter (solar DDC) 12, and a solar control unit 13.

ソーラーパネル11は、太陽光によって照射量に応じた電力を発電することができる機器であり、典型的には太陽電池セルの集合体である。ソーラーパネル11で発電された電力は、ソーラーDCDCコンバータ12に出力される。このソーラーパネル11は、例えば車両のルーフなどに設置される。 The solar panel 11 is a device that can generate power from sunlight according to the amount of irradiation, and is typically a collection of solar cells. The power generated by the solar panel 11 is output to the solar DC-DC converter 12. This solar panel 11 is installed, for example, on the roof of a vehicle.

ソーラーDCDCコンバータ12は、ソーラーパネル11で発電された電力を入力し、その入力した電力を所定の電圧に変換して出力するための電力変換器(第1のDCDCコンバータ)である。このソーラーDCDCコンバータ12は、ソーラー制御部13からの指示に従って、発電電力の変換や出力などの制御を行う。ソーラーDCDCコンバータ12の出力は、補機バッテリ20及び補機負荷100や、バッテリ双方向DCDCコンバータ40を介して駆動用バッテリ30に、供給される。 The solar DC-DC converter 12 is a power converter (first DC-DC converter) that inputs the power generated by the solar panel 11, converts the input power to a predetermined voltage, and outputs it. This solar DC-DC converter 12 controls the conversion and output of the generated power according to instructions from the solar control unit 13. The output of the solar DC-DC converter 12 is supplied to the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100, and to the drive battery 30 via the battery bidirectional DC-DC converter 40.

ソーラー制御部13は、CPUなどのプロセッサで構成され、ソーラーDCDCコンバータ12の動作を制御するための電子制御装置(第1の制御部)である。このソーラー制御部13は、ソーラーパネル11で発電される電力の情報を取得することができる。ソーラーパネル11の発電電力は、例えばソーラーパネル11やソーラー制御部13が備える電流センサーや電圧センサー(図示せず)の測定値などから算出が可能である。また、ソーラー制御部13は、補機負荷100や補機バッテリ20で消費される電力に関する情報を取得することができる。補機負荷100や補機バッテリ20による消費電力は、例えばソーラーDCDCコンバータ12の出力電圧と流出電流とに基づいて算出することが可能である。 The solar control unit 13 is an electronic control device (first control unit) that is composed of a processor such as a CPU and controls the operation of the solar DC-DC converter 12. This solar control unit 13 can acquire information on the power generated by the solar panel 11. The power generated by the solar panel 11 can be calculated, for example, from measurements of a current sensor and a voltage sensor (not shown) provided in the solar panel 11 and the solar control unit 13. The solar control unit 13 can also acquire information on the power consumed by the auxiliary load 100 and the auxiliary battery 20. The power consumption by the auxiliary load 100 and the auxiliary battery 20 can be calculated, for example, based on the output voltage and outflow current of the solar DC-DC converter 12.

また、ソーラー制御部13は、ソーラーモジュール10とは独立して設けられる車両の電源制御などを行う制御部50との間で通信(CAN通信やLIN通信など)を行い、車両における電力の充放電動作を連携して制御する。このソーラー制御部13は、制御部50と共に、ソーラー発電の電力と各バッテリに蓄積された電力とを好適に制御する制御ユニットを構成する。 The solar control unit 13 also communicates (through CAN communication, LIN communication, etc.) with a control unit 50 that is provided independently of the solar module 10 and controls the vehicle's power supply, and controls the charging and discharging of power in the vehicle in cooperation with the control unit 50. The solar control unit 13, together with the control unit 50, constitutes a control unit that optimally controls the power generated by the solar power generation and the power stored in each battery.

補機バッテリ20は、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この補機バッテリ20は、ソーラーパネル11で発電された電力によって充電が可能にソーラーモジュール10のソーラーDCDCコンバータ12と接続されている。また、補機バッテリ20は、駆動用バッテリ30に蓄えられた電力によって充電が可能にバッテリ双方向DCDCコンバータ40と接続されている。また、補機バッテリ20は、補機負荷100に対して、補機負荷100の動作に必要な電力を供給することができる。 The auxiliary battery 20 is a secondary battery configured to be chargeable and dischargeable, such as a lithium-ion battery or a lead-acid battery. This auxiliary battery 20 is connected to the solar DC-DC converter 12 of the solar module 10 so that it can be charged with power generated by the solar panel 11. The auxiliary battery 20 is also connected to the battery bidirectional DC-DC converter 40 so that it can be charged with power stored in the drive battery 30. The auxiliary battery 20 can also supply the auxiliary load 100 with the power required for the operation of the auxiliary load 100.

駆動用バッテリ30は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この駆動用バッテリ30は、ソーラーパネル11で発生した電力によって充電が可能にバッテリ双方向DCDCコンバータ40を介してソーラーモジュール10のソーラーDCDCコンバータ12と接続されている。また、駆動用バッテリ30は、車両を駆動させるための主機的な機器(図示せず)と接続されており、この主機的な機器の動作に必要な電力を供給することができる。主機的な機器としては、スタータモーターや走行用電動モーターなどを例示できる。駆動用バッテリ30は、補機バッテリ20よりも定格電圧が高い高圧バッテリである。 The driving battery 30 is a secondary battery configured to be chargeable and dischargeable, such as a lithium-ion battery or a nickel-metal hydride battery. The driving battery 30 is connected to the solar DC-DC converter 12 of the solar module 10 via the battery bidirectional DC-DC converter 40 so that it can be charged by the power generated by the solar panel 11. The driving battery 30 is also connected to a main device (not shown) for driving the vehicle, and can supply the power required for the operation of the main device. Examples of the main device include a starter motor and an electric motor for driving. The driving battery 30 is a high-voltage battery with a higher rated voltage than the auxiliary battery 20.

バッテリ双方向DCDCコンバータ40は、制御部50の指示に基づいて、入力された電力を所定の電圧の電力に変換して出力することができる電力変換器(第2のDCDCコンバータ)である。このバッテリ双方向DCDCコンバータ40は、一方端(1次側という)がソーラーモジュール10、補機バッテリ20、及び補機負荷100に接続されており、他方端(2次側という)が駆動用バッテリ30に接続されている。バッテリ双方向DCDCコンバータ40は、1次側に接続されたソーラーモジュール10の出力電力を2次側に接続された駆動用バッテリ30に供給することができ(昇圧動作)、また2次側に接続された駆動用バッテリ30の電力を1次側に接続された補機バッテリ20及び補機負荷100に供給することができる(降圧動作)。この電力供給の際、バッテリ双方向DCDCコンバータ40は、1次側の入力電圧であるソーラーモジュール10の出力電圧を昇圧して2次側の出力電圧とし(昇圧動作時)、また2次側の入力電圧である駆動用バッテリ30の電圧を降圧して1次側の出力電圧とする(降圧動作時)。 The battery bidirectional DC-DC converter 40 is a power converter (second DC-DC converter) that can convert input power into power of a predetermined voltage and output it based on the instruction of the control unit 50. One end (called the primary side) of this battery bidirectional DC-DC converter 40 is connected to the solar module 10, the auxiliary battery 20, and the auxiliary load 100, and the other end (called the secondary side) is connected to the driving battery 30. The battery bidirectional DC-DC converter 40 can supply the output power of the solar module 10 connected to the primary side to the driving battery 30 connected to the secondary side (boost operation), and can also supply the power of the driving battery 30 connected to the secondary side to the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100 connected to the primary side (step-down operation). During this power supply, the battery bidirectional DC-DC converter 40 steps up the output voltage of the solar module 10, which is the input voltage of the primary side, to the output voltage of the secondary side (step-up operation), and steps down the voltage of the driving battery 30, which is the input voltage of the secondary side, to the output voltage of the primary side (step-down operation).

制御部50は、プロセッサ、メモリ、及び入出力インターフェイスなどを含んで構成され、バッテリ双方向DCDCコンバータ40の動作などを制御するための電子制御装置(第2の制御部)である。この制御部50には、例えば車両のハイブリッド走行を制御するHV-ECUなどを利用できる。制御部50は、共に制御ユニットを構成するソーラーモジュール10のソーラー制御部13との間で通信(CAN通信やLIN通信など)を行い、車両における電力の充放電動作を連携して制御する。このソーラー制御部13及び制御部50が実行する制御については、後述する。 The control unit 50 is an electronic control device (second control unit) that includes a processor, memory, and an input/output interface, and controls the operation of the battery bidirectional DC-DC converter 40. For example, an HV-ECU that controls the hybrid driving of the vehicle can be used as this control unit 50. The control unit 50 communicates (CAN communication, LIN communication, etc.) with the solar control unit 13 of the solar module 10, which together constitute a control unit, and controls the charging and discharging of power in the vehicle in cooperation with it. The control performed by the solar control unit 13 and the control unit 50 will be described later.

補機負荷100は、車両に搭載された様々な補機的な機器である。補機負荷100は、ソーラーモジュール10のソーラーパネル11で発電される電力や補機バッテリ20に蓄えられた電力の供給を受けて動作する。この補機的な機器としては、ヘッドランプや室内灯などの灯火機器、ヒーターやエアコンなどの空調機器、自動運転や先進運転支援のシステムなどを例示できる。 The auxiliary loads 100 are various auxiliary devices mounted on the vehicle. The auxiliary loads 100 operate by receiving power generated by the solar panel 11 of the solar module 10 and power stored in the auxiliary battery 20. Examples of such auxiliary devices include lighting devices such as headlamps and interior lights, air conditioning devices such as heaters and air conditioners, and systems for autonomous driving and advanced driving assistance.

[制御]
次に、図2A、図2B、図3、及び図4をさらに参照して、本実施形態に係るソーラー充電装置1で行われる制御を説明する。図2A及び図2Bは、制御ユニットを構成するソーラー制御部13及び制御部50が実行する充電制御の処理手順を説明するフローチャートである。図2Aの処理と図2Bの処理とは、結合子X及びYでそれぞれ結ばれる。図3は、バッテリ双方向DCDCコンバータ40が昇圧動作を行っている場合における電力の流れを示した図である。図4は、バッテリ双方向DCDCコンバータ40が降圧動作を行っている場合における電力の流れを示した図である。
[control]
Next, the control performed in the solar charging device 1 according to this embodiment will be described with further reference to Figures 2A, 2B, 3, and 4. Figures 2A and 2B are flow charts for explaining the processing procedure of the charging control executed by the solar control unit 13 and the control unit 50 constituting the control unit. The processing in Figure 2A and the processing in Figure 2B are connected by connectors X and Y, respectively. Figure 3 is a diagram showing the flow of power when the battery bidirectional DC-DC converter 40 is performing a step-up operation. Figure 4 is a diagram showing the flow of power when the battery bidirectional DC-DC converter 40 is performing a step-down operation.

図2A及び図2Bに例示した充電制御は、例えば、一部又は全部の機能を停止(スリープ)していたソーラー制御部13が、太陽光の照射によって発電できる状態になることで停止していた機能を起動(ウェイクアップ)させると、開始される。 The charging control illustrated in Figures 2A and 2B is started, for example, when the solar control unit 13, which has stopped some or all of its functions (sleep), becomes capable of generating electricity through exposure to sunlight and starts up (wakes up) the stopped functions.

(ステップS201)
ソーラー制御部13は、ソーラーパネル11で発電された電力である発電電力Wgenを算出する。ソーラー制御部13によってソーラーパネル11の発電電力Wgenが算出されると、ステップS202に処理が進む。
(Step S201)
The solar control unit 13 calculates the generated power Wgen, which is the power generated by the solar panel 11. When the generated power Wgen of the solar panel 11 is calculated by the solar control unit 13, the process proceeds to step S202.

(ステップS202)
ソーラー制御部13は、ソーラーパネル11の発電電力Wgenが、予め定めた第1の閾値Wsolを超えるか否かを判断する。この判断は、効率的な充電制御を実施できるほど十分な電力をソーラーパネル11が発生させているか否かを判断するために行われる。例えば、ソーラーパネル11の発電電力Wgenがソーラーモジュール10の充電動作に必要な電力よりも少なければ、補機バッテリ20からの電力持ち出しが発生し、ソーラー発電で獲得できる電力よりも消費するバッテリ電力の方が多くなって充電制御の意味がない。よって、第1の閾値Wsolは、補機バッテリ20からの電力持ち出しが生じることなく充電制御が可能な電力以上の値に設定することができる。ソーラー制御部13が、ソーラーパネル11の発電電力Wgenが第1の閾値Wsolを超える(Wgen>Wsol)と判断した場合は(ステップS202、はい)、ステップS204に処理が進む。一方、ソーラー制御部13が、ソーラーパネル11の発電電力Wgenが第1の閾値Wsolを超えない(Wgen≦Wsol)と判断した場合は(ステップS202、いいえ)、ステップS203に処理が進む。
(Step S202)
The solar control unit 13 judges whether the power generation Wgen of the solar panel 11 exceeds a predetermined first threshold value Wsol. This judgment is made to judge whether the solar panel 11 generates enough power to perform efficient charging control. For example, if the power generation Wgen of the solar panel 11 is less than the power required for the charging operation of the solar module 10, power is taken out from the auxiliary battery 20, and the battery power consumed is greater than the power that can be obtained by solar power generation, making charging control meaningless. Therefore, the first threshold value Wsol can be set to a value equal to or greater than the power that allows charging control without taking out power from the auxiliary battery 20. If the solar control unit 13 judges that the power generation Wgen of the solar panel 11 exceeds the first threshold value Wsol (Wgen>Wsol) (step S202, Yes), the process proceeds to step S204. On the other hand, if the solar control unit 13 determines that the power generation Wgen of the solar panel 11 does not exceed the first threshold value Wsol (Wgen≦Wsol) (step S202, No), the process proceeds to step S203.

(ステップS203)
ソーラー制御部13は、ソーラーパネル発電による効率的な充電制御を実施できないため、所定の一部又は全部の機能の動作を停止してスリープさせる。これにより、本充電制御が終了する。
(Step S203)
Since the solar control unit 13 cannot perform efficient charging control using power generated by the solar panel, it stops the operation of some or all of the predetermined functions and puts the solar control unit 13 into sleep mode, thereby terminating the main charging control.

(ステップS204)
ソーラー制御部13は、ソーラーパネル11による発電の開始、すなわち発電電力Wgenの補機バッテリ20などへの出力開始を、制御部50に対して要求する。ソーラー制御部13によってソーラーパネル11の発電開始が要求されると、ステップS205に処理が進む。
(Step S204)
The solar control unit 13 requests the control unit 50 to start power generation by the solar panel 11, i.e., to start outputting the generated power Wgen to the auxiliary battery 20, etc. When the solar control unit 13 requests the solar panel 11 to start power generation, the process proceeds to step S205.

(ステップS205)
制御部50は、ソーラー制御部13からのソーラーパネル11による発電の開始要求を受けて、ソーラーパネル11による発電(発電電力Wgenの出力)が可能であるか否かを判断する。この判断は、例えば、駆動用バッテリ30の状態や車両の動作状態などに基づいて行われる。制御部50が、ソーラー発電が可能であると判断した場合は(ステップS205、はい)、ステップS206に処理が進む。一方、制御部50が、ソーラー発電が不可能であると判断した場合は(ステップS205、いいえ)、ステップS207に処理が進む。
(Step S205)
The control unit 50, upon receiving a request from the solar control unit 13 to start power generation by the solar panel 11, judges whether or not power generation by the solar panel 11 (output of generated power Wgen) is possible. This judgment is made based on, for example, the state of the drive battery 30 and the operating state of the vehicle. If the control unit 50 judges that solar power generation is possible (step S205, Yes), the process proceeds to step S206. On the other hand, if the control unit 50 judges that solar power generation is not possible (step S205, No), the process proceeds to step S207.

(ステップS206)
制御部50は、ソーラー発電を許可する通知を、ソーラー制御部13に対して行う。制御部50によってソーラー発電の許可が通知されると、ステップS208に処理が進む。
(Step S206)
The control unit 50 notifies the solar control unit 13 that solar power generation is permitted. When the control unit 50 notifies the solar control unit 13 that solar power generation is permitted, the process proceeds to step S208.

(ステップS207)
制御部50は、ソーラー発電を許可しない通知を、ソーラー制御部13に対して行う。制御部50によってソーラー発電の不許可が通知されると、ステップS203に処理が進む。
(Step S207)
The control unit 50 notifies the solar control unit 13 that solar power generation is not permitted. When the control unit 50 notifies that solar power generation is not permitted, the process proceeds to step S203.

(ステップS208)
ソーラー制御部13は、制御部50から受けるソーラー発電の許可通知に基づいて、ソーラーパネル11による発電を開始する。この発電には、周知の最大電力点追従(MPPT)制御などを用いることができる。ソーラー制御部13によってソーラー発電が開始されると、ステップS209に処理が進む。
(Step S208)
The solar control unit 13 starts power generation by the solar panel 11 based on the permission notification for solar power generation received from the control unit 50. This power generation can use well-known maximum power point tracking (MPPT) control or the like. When solar power generation is started by the solar control unit 13, the process proceeds to step S209.

(ステップS209)
ソーラー制御部13は、ソーラーDCDCコンバータ12の出力電圧が所定の電圧に変換されるように、ソーラーDCDCコンバータ12を制御する。所定の電圧は、典型的には、補機バッテリ20の定格電圧(例えば12Vや48V)である。ソーラー制御部13によってソーラーDCDCコンバータ12の出力電圧が制御されると、ステップS210に処理が進む。
(Step S209)
The solar control unit 13 controls the solar DC-DC converter 12 so that the output voltage of the solar DC-DC converter 12 is converted to a predetermined voltage. The predetermined voltage is typically the rated voltage (e.g., 12 V or 48 V) of the auxiliary battery 20. When the output voltage of the solar DC-DC converter 12 is controlled by the solar control unit 13, the process proceeds to step S210.

(ステップS210)
制御部50は、バッテリ双方向DCDCコンバータ40を制御して、補機バッテリ20の電圧Vauxが予め定めた一定値である電圧Vtgtとなるように制御する。この電圧Vtgtは、電圧制御の目標値であり、補機バッテリ20の性能や搭載される車両の仕様などに基づいて任意に設定される。制御部50によって補機バッテリ20の電圧Vauxが電圧Vtgtに制御されると、ステップS211に処理が進む。
(Step S210)
The control unit 50 controls the battery bidirectional DCDC converter 40 to control the voltage Vaux of the auxiliary battery 20 to a predetermined constant voltage Vtgt. This voltage Vtgt is a target value for voltage control, and is set arbitrarily based on the performance of the auxiliary battery 20 and the specifications of the vehicle in which it is mounted. When the control unit 50 controls the voltage Vaux of the auxiliary battery 20 to the voltage Vtgt, the process proceeds to step S211.

(ステップS211)
制御部50は、補機バッテリ20の電圧Vauxが、予め定めた第2の閾値Vhigh以上であるか否かを判断する。この判断は、ソーラーパネル11の発電電力Wgenが、補機バッテリ20及び補機負荷100への給電だけで有効に活用できているか否かを判断するために行われる。例えば、補機バッテリ20の蓄電率(SOC)が満充電に近い状態にある場合は、補機バッテリ20及び補機負荷100への給電のみではソーラーパネル11の発電電力Wgenの一部(又は全部)を破棄しなければならない状態が生じてしまい、発電電力を有効に活用できないおそれがある。よって、第2の閾値Vhighは、補機バッテリ20が満充電に近い状態(例えば、蓄電率が85~95%など)にあるときの電圧値に設定することができる。制御部50が、補機バッテリ20の電圧Vauxが第2の閾値Vhigh以上(Vaux≧Vhigh)であると判断した場合は(ステップS211、はい)、ステップS212に処理が進む。一方、制御部50が、補機バッテリ20の電圧Vauxが第2の閾値Vhigh未満(Vaux<Vhigh)であると判断した場合は(ステップS211、いいえ)、ステップS213に処理が進む。
(Step S211)
The control unit 50 judges whether the voltage Vaux of the auxiliary battery 20 is equal to or higher than a predetermined second threshold value Vhigh. This judgment is made to judge whether the generated power Wgen of the solar panel 11 can be effectively utilized only by supplying power to the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100. For example, when the state of charge (SOC) of the auxiliary battery 20 is close to full charge, a state occurs in which a part (or all) of the generated power Wgen of the solar panel 11 must be discarded only by supplying power to the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100, and the generated power may not be effectively utilized. Therefore, the second threshold value Vhigh can be set to a voltage value when the auxiliary battery 20 is close to full charge (for example, the state of charge is 85 to 95%). When the control unit 50 determines that the voltage Vaux of the auxiliary battery 20 is equal to or higher than the second threshold Vhigh (Vaux≧Vhigh) (step S211, Yes), the process proceeds to step S212. On the other hand, when the control unit 50 determines that the voltage Vaux of the auxiliary battery 20 is lower than the second threshold Vhigh (Vaux<Vhigh) (step S211, No), the process proceeds to step S213.

(ステップS212)
制御部50は、バッテリ双方向DCDCコンバータ40を昇圧動作で制御する。この昇圧制御により、図3の矢印で示すように、ソーラーパネル11の発電電力Wgenのうち補機バッテリ20及び補機負荷100で消費されない余剰の電力分を、駆動用バッテリ30に出力して駆動用バッテリ30を充電することができる。制御部50によってバッテリ双方向DCDCコンバータ40が昇圧動作で制御されると、ステップS201に処理が進む。
(Step S212)
The control unit 50 controls the battery bidirectional DC-DC converter 40 in a boost operation. This boost control allows the surplus power of the generated power Wgen of the solar panel 11 that is not consumed by the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100 to be output to the driving battery 30 to charge the driving battery 30, as shown by the arrow in Fig. 3. When the battery bidirectional DC-DC converter 40 is controlled in a boost operation by the control unit 50, the process proceeds to step S201.

(ステップS213)
制御部50は、バッテリ双方向DCDCコンバータ40を降圧動作で制御する。この降圧制御により、図4の矢印で示すように、補機バッテリ20及び補機負荷100の消費に必要な電力のうちソーラーパネル11の発電電力Wgenのみでは不足する電力分を、駆動用バッテリ30から提供することができる。これにより、補機バッテリ20の電力低下を抑制することができる。制御部50によってバッテリ双方向DCDCコンバータ40が降圧動作で制御されると、ステップS201に処理が進む。
(Step S213)
The control unit 50 controls the battery bidirectional DC-DC converter 40 in a step-down operation. This step-down control allows the drive battery 30 to provide the power required for consumption by the auxiliary battery 20 and the auxiliary load 100 that is insufficient with only the generated power Wgen of the solar panel 11, as shown by the arrows in Fig. 4. This makes it possible to suppress a decrease in power of the auxiliary battery 20. When the control unit 50 controls the battery bidirectional DC-DC converter 40 in a step-down operation, the process proceeds to step S201.

なお、上記実施形態では、補機バッテリ20と駆動用バッテリ30との間に挿入するDCDCコンバータが、昇圧及び降圧の双方が可能なバッテリ双方向DCDCコンバータ40である場合を説明した。しかしながら、補機バッテリ20から駆動用バッテリ30に向けた電力移送が不要であれば、駆動用バッテリ30から補機バッテリ20にのみ電力移送を行える降圧専用のDCDCコンバータを補機バッテリ20と駆動用バッテリ30との間に挿入してもよい。 In the above embodiment, the case has been described in which the DCDC converter inserted between the auxiliary battery 20 and the driving battery 30 is a bidirectional battery DCDC converter 40 capable of both stepping up and stepping down. However, if power transfer from the auxiliary battery 20 to the driving battery 30 is not required, a DCDC converter dedicated to stepping down that can only transfer power from the driving battery 30 to the auxiliary battery 20 may be inserted between the auxiliary battery 20 and the driving battery 30.

また、上記実施形態では、ソーラー制御部13をソーラーモジュール10内に設けたが、ソーラーモジュール10とは別体で設けることもできるし、制御部50に含めることもできる。 In addition, in the above embodiment, the solar control unit 13 is provided within the solar module 10, but it can also be provided separately from the solar module 10 or can be included in the control unit 50.

<作用・効果>
以上のように、本開示の一実施形態に係るソーラー充電装置1によれば、車両の標準部品であるバッテリ双方向DCDCコンバータ40をソーラー発電システムで用いる。これにより、車両の電力制御動作とソーラー発電動作との整合性が確保でき、ソーラーパネル11による発電機会の損失を低減させることができる。
<Action and Effects>
As described above, according to the solar charging device 1 according to an embodiment of the present disclosure, the battery bidirectional DC-DC converter 40, which is a standard component of the vehicle, is used in the solar power generation system. This ensures consistency between the power control operation of the vehicle and the solar power generation operation, and reduces the loss of power generation opportunities by the solar panel 11.

また、本実施形態に係るソーラー充電装置1では、ソーラーモジュール10から駆動用バッテリ30へ直接電力供給を行わず、バッテリ双方向DCDCコンバータ40を介在させるため、従来では必要であったソーラー専用の昇圧DCDCコンバータが不要となる。これにより、ソーラー発電システムのコスト削減や、部品数の削減や、部品の搭載性の向上などに貢献することができる。 In addition, in the solar charging device 1 according to this embodiment, power is not supplied directly from the solar module 10 to the drive battery 30, but is instead supplied via the battery bidirectional DC-DC converter 40, eliminating the need for a dedicated solar boost DC-DC converter that was previously required. This contributes to reducing the cost of the solar power generation system, reducing the number of parts, and improving the ease of mounting parts.

また、本実施形態に係るソーラー充電装置1では、ソーラーパネル11、ソーラーDCDCコンバータ12、及びソーラー制御部13を、ソーラーモジュール10として一体化させている。これにより、車両へのソーラー発電システムの導入や発電量の増強などが容易に行える。 In addition, in the solar charging device 1 according to this embodiment, the solar panel 11, the solar DC-DC converter 12, and the solar control unit 13 are integrated into the solar module 10. This makes it easy to introduce a solar power generation system into a vehicle and increase the amount of power generation.

以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示は、ソーラー充電装置だけでなく、充電制御方法、その方法の制御プログラム、その制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体、ソーラー充電装置を備えた車両などとして捉えることが可能である。 One embodiment of the disclosed technology has been described above, but the present disclosure can be understood as not only a solar charging device, but also a charging control method, a control program for that method, a computer-readable non-transitory storage medium storing that control program, a vehicle equipped with a solar charging device, and the like.

本開示のソーラー充電装置は、ソーラーパネルが搭載された車両などに利用可能である。 The solar charging device disclosed herein can be used in vehicles equipped with solar panels.

1 ソーラー充電装置
10 ソーラーモジュール
11 ソーラーパネル
12 ソーラーDCDCコンバータ
13 ソーラー制御部
20 補機バッテリ
30 駆動用バッテリ
40 バッテリ双方向DCDCコンバータ
50 制御部
100 補機負荷
Reference Signs List 1: Solar charging device 10: Solar module 11: Solar panel 12: Solar DC-DC converter 13: Solar control unit 20: Auxiliary battery 30: Driving battery 40: Battery bidirectional DC-DC converter 50: Control unit 100: Auxiliary load

Claims (4)

車両に搭載されたソーラー充電装置であって、
ソーラーパネルと、
駆動用バッテリと、
補機バッテリと、
前記ソーラーパネルと前記補機バッテリとの間に設けられる第1のDCDCコンバータと、
前記駆動用バッテリと前記補機バッテリとの間に設けられる第2のDCDCコンバータと、
前記第1のDCDCコンバータと前記第2のDCDCコンバータとを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記ソーラーパネルの発電電力が前記補機バッテリに接続される補機負荷の消費電力よりも大きい場合、前記ソーラーパネルの発電電力を前記第1のDCDCコンバータを介して前記補機バッテリに供給し、
前記ソーラーパネルの発電電力が前記補機負荷の消費電力よりも小さい場合、前記ソーラーパネルの発電電力を前記第1のDCDCコンバータを介して前記補機バッテリに供給し、かつ、前記駆動用バッテリの電力を前記第2のDCDCコンバータを介して前記補機バッテリに供給する、
ソーラー充電装置。
A solar charging device mounted on a vehicle,
Solar panels and
A drive battery;
An auxiliary battery;
a first DC-DC converter provided between the solar panel and the auxiliary battery;
a second DC-DC converter provided between the driving battery and the auxiliary battery;
A control unit that controls the first DC-DC converter and the second DC-DC converter,
The control unit
When the power generated by the solar panel is greater than the power consumption of an auxiliary load connected to the auxiliary battery, the power generated by the solar panel is supplied to the auxiliary battery via the first DC-DC converter;
When the power generated by the solar panel is smaller than the power consumption of the auxiliary load, the power generated by the solar panel is supplied to the auxiliary battery via the first DC-DC converter, and the power of the drive battery is supplied to the auxiliary battery via the second DC-DC converter.
Solar charging device.
前記制御ユニットは、前記ソーラーパネルの発電電力が前記補機負荷の消費電力よりも大きい場合、前記ソーラーパネルの発電電力を前記第1のDCDCコンバータを介して前記補機バッテリに供給すると共に、前記ソーラーパネルの発電電力を前記第1のDCDCコンバータ及び前記第2のDCDCコンバータを介して前記駆動用バッテリに供給する、
請求項1に記載のソーラー充電装置。
when the power generated by the solar panel is greater than the power consumed by the auxiliary load, the control unit supplies the power generated by the solar panel to the auxiliary battery via the first DCDC converter, and supplies the power generated by the solar panel to the drive battery via the first DCDC converter and the second DCDC converter.
The solar charging device according to claim 1.
前記制御ユニットは、前記第1のDCDCコンバータを制御する第1の制御部と、前記第2のDCDCコンバータを制御する第2の制御部と、を含んで構成され、
前記第1のDCDCコンバータ及び前記第1の制御部は、前記ソーラーパネルと共にモジュール化されている、
請求項2に記載のソーラー充電装置。
The control unit includes a first control unit that controls the first DC-DC converter and a second control unit that controls the second DC-DC converter,
The first DC-DC converter and the first control unit are modularized together with the solar panel.
The solar charging device according to claim 2.
前記第1の制御部は、前記第2の制御部から発電の許可を受けて、前記ソーラーパネルの発電電力を前記第1のDCDCコンバータを介して前記補機バッテリに供給する、
請求項3に記載のソーラー充電装置。
the first control unit receives permission to generate power from the second control unit and supplies the generated power of the solar panel to the auxiliary battery via the first DC-DC converter;
The solar charging device according to claim 3.
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