JP7786339B2 - Solar Charging System - 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システムに関する。 This disclosure relates to a solar charging system that controls the supply of power generated by a solar panel mounted on a vehicle.
特許文献1には、ソーラーパネルが発電可能な状態である場合に、ソーラーパネルから補機系統に給電を行ってソーラーパネルが実際に発電する電力を導出し、この導出した実際の発電電力が規定値以上であれば、ソーラーパネルの発電電力でさらに駆動用バッテリを充電する、ソーラー充電システムが開示されている。 Patent Document 1 discloses a solar charging system that, when the solar panel is in a state where it can generate power, feeds power from the solar panel to an auxiliary system, derives the power actually generated by the solar panel, and, if this derived actual generated power is equal to or greater than a specified value, further charges the drive battery with the power generated by the solar panel.
車両が駐車している状態にある場合など、駐車中に提供されるサービスを作動させる機器への電力供給を行う補機バッテリの上がりを防止するために、駆動用バッテリの電力を補機バッテリに移送する処理(以下「汲み出し充電処理」という)を行うことがある。この汲み出し充電処理は、車両の電力を制御するメインDCDCコンバータを介して行われるため、メインDCDCコンバータの起動に関する電力消費が大きくなりエネルギーの充電効率が低下するという課題がある。よって、ソーラー充電システムを用いた汲み出し充電処理の手法については、さらなる検討の余地がある。 When a vehicle is parked, for example, a process (hereinafter referred to as "pumping charging process") may be performed to transfer power from the drive battery to the auxiliary battery to prevent the auxiliary battery, which supplies power to devices that operate services provided while the vehicle is parked, from running down. Because this pumping charging process is performed via the main DCDC converter that controls the vehicle's power, there is an issue that the power consumption required to start the main DCDC converter increases, reducing energy charging efficiency. Therefore, there is room for further study of pumping charging process methods using solar charging systems.
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、汲み出し充電処理のエネルギー充電効率を向上させることができるソーラー充電システムを提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned issues, and aims to provide a solar charging system that can improve the energy charging efficiency of the pumping charging process.
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システムであって、ソーラーパネルと、駆動用バッテリと、補機バッテリと、ソーラーパネルの発電電力を補機バッテリに供給することができる第1のDCDCコンバータと、ソーラーパネルの発電電力を駆動用バッテリに供給することができ、かつ、駆動用バッテリの電力を第1のDCDCコンバータを介して補機バッテリに供給することができる、第2のDCDCコンバータと、第1のDCDCコンバータおよび第2のDCDCコンバータを制御する制御部と、を備え、制御部は、補機バッテリに所定の電力を供給する処理において、ソーラーパネルの発電電力が所定の電力未満である場合、駆動用バッテリの電力を第1のDCDCコンバータおよび第2のDCDCコンバータを介して補機バッテリに供給する、ソーラー充電システムである。 In order to solve the above problem, one aspect of the disclosed technology is a solar charging system mounted on a vehicle, comprising a solar panel, a drive battery, an auxiliary battery, a first DC-DC converter capable of supplying power generated by the solar panel to the auxiliary battery, a second DC-DC converter capable of supplying power generated by the solar panel to the drive battery and supplying power from the drive battery to the auxiliary battery via the first DC-DC converter, and a control unit that controls the first DC-DC converter and the second DC-DC converter, wherein, during a process of supplying a predetermined power to the auxiliary battery, if the power generated by the solar panel is less than the predetermined power, the control unit supplies power from the drive battery to the auxiliary battery via the first DC-DC converter and the second DC-DC converter.
上記本開示のソーラー充電システムによれば、駆動用バッテリから補機バッテリへの汲み出し充電処理のエネルギー充電効率を向上させることができる。 The solar charging system disclosed herein can improve the energy charging efficiency of the pumping charging process from the drive battery to the auxiliary battery.
本開示によるソーラー充電システムは、ソーラーパネルと駆動用バッテリとを結ぶ高圧DCDCコンバータを双方向型で構成する。例えば、ソーラーパネルの発電電力を用いた補機バッテリの汲み出し充電処理を行う場合、ソーラーパネルの発電電力が補機バッテリの充電に必要な電力よりも少なければ、高圧DCDCコンバータおよび補機DCDCコンバータを経由して駆動用バッテリの電力を補機バッテリに供給する。この供給処理により、起動に関する電力消費が大きいメインDCDCコンバータを経由する汲み出し充電処理と比較して、エネルギーの充電効率が向上する。
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 system according to the present disclosure uses a bidirectional high-voltage DC-DC converter connecting a solar panel and a drive battery. For example, when pumping power from the solar panel to charge the auxiliary battery is used, if the power generated by the solar panel is less than the power required to charge the auxiliary battery, power from the drive battery is supplied to the auxiliary battery via the high-voltage DC-DC converter and the auxiliary DC-DC converter. This supply process improves energy charging efficiency compared to pumping power via the main DC-DC converter, which consumes a lot of power during startup.
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システム1を含んだ電源構成例を示すブロック図である。図1に例示したソーラー充電システム1は、ソーラーパネル10と、ソーラーDDC20と、高圧DDC30と、補機DDC40と、駆動用バッテリ50と、補機バッテリ60と、制御部100と、を備える。
<Embodiment>
[composition]
Fig. 1 is a block diagram showing an example of a power supply configuration including a solar charging system 1 according to an embodiment of the present disclosure. The solar charging system 1 shown in Fig. 1 includes a solar panel 10, a solar DDC 20, a high-voltage DDC 30, an auxiliary DDC 40, a drive battery 50, an auxiliary battery 60, and a control unit 100.
このソーラー充電システム1は、一例として、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)、および電気自動車(BEV)などの車両に搭載され得る。 This solar charging system 1 can be installed in vehicles such as hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and battery electric vehicles (BEVs), for example.
ソーラーパネル10は、太陽光の照射を受けて発電する発電装置であり、典型的には太陽電池セルの集合体である太陽電池モジュールである。このソーラーパネル10は、例えば、車両のルーフなどに設置することができる(ソーラールーフ)。なお、車両に設置されるソーラーパネル10の数は、1つに限られるものではなく複数であってもよい。 The solar panel 10 is a power generation device that generates electricity when exposed to sunlight, and is typically a solar cell module, which is an assembly of solar cells. This solar panel 10 can be installed, for example, on the roof of a vehicle (solar roof). Note that the number of solar panels 10 installed on a vehicle is not limited to one, and may be multiple.
ソーラーDDC20は、ソーラーパネル10で発電された電力を高圧DDC30および補機DDC40に出力するDCDCコンバータである。このソーラーDDC20は、入力電圧であるソーラーパネル10の出力電圧を所定の電圧に変換して、高圧DDC30および補機DDC40に出力することができる。このソーラーパネル10の発電電力は、ソーラーDDC20などが備えるセンサーや計測器(図示せず)の測定値などを用いて算出される。 The solar DDC 20 is a DC-DC converter that outputs the power generated by the solar panel 10 to the high-voltage DDC 30 and the auxiliary DDC 40. This solar DDC 20 can convert the output voltage of the solar panel 10, which is the input voltage, to a predetermined voltage and output it to the high-voltage DDC 30 and the auxiliary DDC 40. The power generated by this solar panel 10 is calculated using measurements from sensors and measuring instruments (not shown) equipped in the solar DDC 20, etc.
高圧DDC30は、ソーラーDDC20に接続される双方向型のDCDCコンバータ(第2のDCDCコンバータ)である。この高圧DDC30は、ソーラーDDC20の出力電力を入力し、所定の電圧に変換(昇圧)して駆動用バッテリ50に出力することができる。また、高圧DDC30は、駆動用バッテリ50の電力を入力し、所定の電圧に変換(降圧)して補機DDC40に出力することができる。 The high-voltage DDC 30 is a bidirectional DC-DC converter (second DC-DC converter) connected to the solar DDC 20. This high-voltage DDC 30 can input the output power of the solar DDC 20, convert it (boost) to a predetermined voltage, and output it to the drive battery 50. The high-voltage DDC 30 can also input the power of the drive battery 50, convert it (step down) to a predetermined voltage, and output it to the auxiliary DDC 40.
補機DDC40は、ソーラーDDC20に接続される単方向型のDCDCコンバータ(第1のDCDCコンバータ)である。この補機DDC40は、ソーラーDDC20の出力電力を入力し、所定の電圧の電力に変換(降圧)して補機バッテリ60に出力することができる。 The auxiliary DDC 40 is a unidirectional DC-DC converter (first DC-DC converter) connected to the solar DDC 20. This auxiliary DDC 40 can input the output power of the solar DDC 20, convert it (step down) to a predetermined voltage, and output it to the auxiliary battery 60.
駆動用バッテリ50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50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することができる。駆動用バッテリ50は、ソーラーパネル10で発生した電力によって充電が可能に、ソーラーDDC20および高圧DDC30を介してソーラーパネル10と接続されている。また、駆動用バッテリ50は、補機バッテリ60との間で充放電が可能に、メインDDC200と接続されている。この駆動用バッテリ50は、補機バッテリ60よりも定格電圧が高いバッテリである。 The drive battery 50 is a rechargeable secondary battery, such as a lithium-ion battery or nickel-metal hydride battery. The drive battery 50 is connected to a main device (not shown) for driving the vehicle and can supply the power necessary to operate the main device. Examples of main devices include a starter motor and a traction electric motor. The drive battery 50 is connected to the solar panel 10 via the solar DDC 20 and high-voltage DDC 30 so that it can be charged using power generated by the solar panel 10. The drive battery 50 is also connected to the main DDC 200 so that it can be charged and discharged between the drive battery 50 and the auxiliary battery 60. The drive battery 50 has a higher rated voltage than the auxiliary battery 60.
補機バッテリ60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60は、車両を駆動させるため以外の補機的な機器(図示せず)と接続されており、この補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。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類、ヒーターやクーラーなどの空調類、および自動運転や先進運転支援の装置などを例示することができる。補機バッテリ60は、ソーラーパネル10で発生した電力によって充電が可能に、ソーラーDDC20および補機DDC40を介してソーラーパネル10と接続されている。また、補機バッテリ60は、駆動用バッテリ50との間で充放電が可能に、メインDDC200と接続されている。この補機バッテリ60は、駆動用バッテリ50よりも定格電圧が低いバッテリである。 The auxiliary battery 60 is a rechargeable secondary battery, such as a lithium-ion battery or a lead-acid battery. This auxiliary battery 60 is connected to auxiliary devices (not shown) other than those used to drive the vehicle, and can supply the power necessary to operate these auxiliary devices. Examples of auxiliary devices include lighting such as headlamps and interior lights, air conditioning devices such as heaters and coolers, and autonomous driving and advanced driving assistance devices. The auxiliary battery 60 is connected to the solar panel 10 via the solar DDC 20 and the auxiliary DDC 40 so that it can be charged using power generated by the solar panel 10. The auxiliary battery 60 is also connected to the main DDC 200 so that it can be charged and discharged between it and the drive battery 50. The auxiliary battery 60 has a lower rated voltage than the drive battery 50.
上述したソーラーDDC20、高圧DDC30、および補機DDC40は、典型的にはソーラーECU(Electronic Control Unit)70を構成する。このソーラーECU70では、補機DDC40の機能をソーラーDDC20に含めてもよい。また、複数のソーラーパネル10が車両に設置される場合には、各ソーラーパネル10を個別に制御するために複数のソーラーDDC20が並列に設けられてもよい。また、ソーラーECU70は、ソーラーパネル10と一体で構成されたり、他のパワートレイン部品と統合的に構成されたりしてもよい。 The solar DDC 20, high-voltage DDC 30, and auxiliary DDC 40 described above typically constitute a solar ECU (Electronic Control Unit) 70. In this solar ECU 70, the functions of the auxiliary DDC 40 may be included in the solar DDC 20. Furthermore, if multiple solar panels 10 are installed on the vehicle, multiple solar DDCs 20 may be provided in parallel to individually control each solar panel 10. Furthermore, the solar ECU 70 may be configured integrally with the solar panel 10, or may be configured in an integrated manner with other powertrain components.
制御部100は、ソーラーDDC20、高圧DDC30、補機DDC40、およびメインDDC200を制御することによって、ソーラーパネル10、駆動用バッテリ50、および補機バッテリ60の電力の状態を制御する。具体的には、制御部100は、高圧DDC30を昇圧動作の状態に制御することによって、ソーラーパネル10から駆動用バッテリ50への電力供給を制御する。また、制御部100は、高圧DDC30を降圧動作の状態に制御しかつ補機DDC40を降圧動作の状態に制御することによって、駆動用バッテリ50から補機バッテリ60への電力供給を制御する。 The control unit 100 controls the power states of the solar panel 10, drive battery 50, and auxiliary battery 60 by controlling the solar DDC 20, high-voltage DDC 30, auxiliary DDC 40, and main DDC 200. Specifically, the control unit 100 controls the power supply from the solar panel 10 to the drive battery 50 by controlling the high-voltage DDC 30 to a step-up operation state. The control unit 100 also controls the power supply from the drive battery 50 to the auxiliary battery 60 by controlling the high-voltage DDC 30 to a step-down operation state and the auxiliary DDC 40 to a step-down operation state.
なお、この制御部100は、車両のハイブリッド制御を行うHV-ECU(図示せず)の機能として実現されてもよいし、ソーラーECU70の機能として実現されてもよいし、これらHV-ECUおよびソーラーECU70以外のECUによって実現されてもよい。制御部100を実現するECUは、典型的にはプロセッサ、メモリ、および入出力インターフェイスなどを含んで構成され、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが読み出して実行することによって、上述した様々な制御を実施することができる。 The control unit 100 may be realized as a function of the HV-ECU (not shown) that performs hybrid control of the vehicle, or as a function of the solar ECU 70, or may be realized by an ECU other than the HV-ECU and solar ECU 70. The ECU that realizes the control unit 100 typically includes a processor, memory, input/output interface, etc., and can perform the various controls described above by having the processor read and execute programs stored in the memory.
メインDDC200は、ソーラーパネル10の発電電力をバッテリに充電しないときなど、ソーラーECU70を使用しない場合に、駆動用バッテリ50の電力を補機バッテリ60や補機的な機器に供給したり、補機バッテリ60の電力を駆動用バッテリ50に供給したり、するためのDCDCコンバータである。このメインDDC200は、高圧DDC30や補機DDC40と比べて、起動に関する電力消費が多い。 The main DDC 200 is a DCDC converter that supplies power from the drive battery 50 to the auxiliary battery 60 and auxiliary devices, and supplies power from the auxiliary battery 60 to the drive battery 50, when the solar ECU 70 is not in use, such as when the battery is not being charged with power generated by the solar panel 10. This main DDC 200 consumes more power for startup than the high-voltage DDC 30 and auxiliary DDC 40.
[制御]
次に、図2A、図2B、図3、および図4をさらに参照して、ソーラー充電システム1によって実行される制御を説明する。図2Aおよび図2Bは、ソーラー充電システム1の制御部100およびソーラーECU70が実行する汲み出し充電制御の処理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およびYで結ばれる。図3は、ソーラー充電システム1におけるソーラーパネル10の発電電力が余剰する場合における汲み出し充電制御の電力の流れを説明する図である。図4は、ソーラー充電システムにおけるソーラーパネル10の発電電力が不足する場合における汲み出し充電制御の電力の流れを説明する図である。
[control]
Next, the control executed by the solar charging system 1 will be described with further reference to Figures 2A, 2B, 3, and 4. Figures 2A and 2B are flowcharts explaining the pumping charge control process executed by the control unit 100 and solar ECU 70 of the solar charging system 1. The process of Figure 2A and the process of Figure 2B are connected by connectors X and Y. Figure 3 is a diagram explaining the power flow of the pumping charge control when the solar panel 10 in the solar charging system 1 generates surplus power. Figure 4 is a diagram explaining the power flow of the pumping charge control when the solar panel 10 in the solar charging system generates insufficient power.
図2Aおよび図2Bに例示した汲み出し充電制御は、例えば、車両が駐車している状態などにおいて、一部又は全部の機能を停止(スリープ)していたソーラーECU70が、太陽光の照射によってソーラーパネル10が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 pumping charge control illustrated in Figures 2A and 2B is initiated, for example, when the solar ECU 70, which has had some or all of its functions suspended (sleep) while the vehicle is parked, is activated (wakes up) by sunlight irradiating the solar panel 10, which is now capable of generating electricity.
(ステップS201)
ソーラーECU70は、ソーラーパネル10で発電された電力である発電電力Wgenを取得する。この発電電力Wgenは、ソーラーパネル10が出力する電圧および電流などから導出することができる。なお、発電電力Wgenは、制御部100に通知されてもよい。ソーラーECU70によってソーラーパネル10の発電電力Wgenが取得されると、ステップS202に処理が進む。
(Step S201)
The solar ECU 70 acquires the generated power Wgen, which is the power generated by the solar panel 10. This generated power Wgen can be derived from the voltage and current output by the solar panel 10. The generated power Wgen may be notified to the control unit 100. Once the generated power Wgen of the solar panel 10 is acquired by the solar ECU 70, the process proceeds to step S202.
(ステップS202)
ソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenが、予め定めた閾値Wsolを超えるか否かを判断する。この判断は、効率的な汲み出し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10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10の発電電力Wgenがソーラー充電システム1の汲み出し充電動作に必要な電力よりも少なければ、補機バッテリ60からの放電が生じ、ソーラー発電によって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り、汲み出し充電制御の意味がない。よって、閾値Wsolは、補機バッテリ60からの放電が生じることなく汲み出し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。
(Step S202)
The solar ECU 70 determines whether the power generation Wgen of the solar panel 10 exceeds a predetermined threshold Wsol. This determination is made to determine whether the solar panel 10 is generating enough power to perform efficient pumping charge control. For example, if the power generation Wgen of the solar panel 10 is less than the power required for the pumping charge operation of the solar charging system 1, the auxiliary battery 60 will discharge, resulting in more battery power being consumed than the power obtained through solar power generation, making the pumping charge control meaningless. Therefore, the threshold Wsol can be set to a value equal to or greater than the power at which pumping charge control is possible without causing discharge from the auxiliary battery 60.
ソーラーECU70が、発電電力Wgenが閾値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ECU70が、発電電力Wgenが閾値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。 If the solar ECU 70 determines that the generated power Wgen exceeds the threshold value Wsol (Wgen > Wsol) (step S202, Yes), processing proceeds to step S204. On the other hand, if the solar ECU 70 determines that the generated power Wgen does not exceed the threshold value Wsol (Wgen <= Wsol) (step S202, No), processing proceeds to step S203.
(ステップS203)
ソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenを用いた効率的な汲み出し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、本汲み出し充電制御が終了する。
(Step S203)
The solar ECU 70 is unable to perform efficient pumping charge control using the power generated by the solar panel 10, so it stops the operation of some or all of its predetermined functions and goes into sleep mode, thereby ending the pumping charge control.
(ステップS204)
ソーラーECU70は、ソーラーパネル10による発電を開始する。すなわち、ソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenの補機バッテリ60などへの出力を開始する。この発電には、周知の最大電力点追従(MPPT)制御などが用いられる。ソーラーECU70によってソーラーパネル10による発電が開始されると、ステップS205に処理が進む。
(Step S204)
The solar ECU 70 starts power generation by the solar panel 10. That is, the solar ECU 70 starts outputting the power generated by the solar panel 10, Wgen, to the auxiliary battery 60 or the like. This power generation uses well-known maximum power point tracking (MPPT) control or the like. When the solar ECU 70 starts power generation by the solar panel 10, the process proceeds to step S205.
(ステップS205)
制御部100は、補機バッテリ60を充電する処理(以下「ソーラー充電処理」という)において消費される処理電力Wauxを取得する。より具体的には、処理電力Wauxは、ソーラー充電処理の実行に関与するECUなどの制御動作に必要な電力である。この処理電力Wauxは、制御部100などが検出する補機バッテリ60の流出電流および出力電圧などから導出することができる。また、処理電力Wauxは、ソーラーECU70に通知される。制御部100によって処理電力Wauxが取得されると、ステップS206に処理が進む。
(Step S205)
The control unit 100 acquires the processing power Waux consumed in the process of charging the auxiliary battery 60 (hereinafter referred to as the "solar charging process"). More specifically, the processing power Waux is the power required for the control operations of the ECUs and other devices involved in the execution of the solar charging process. This processing power Waux can be derived from the current flowing out of the auxiliary battery 60, the output voltage, and other data detected by the control unit 100 and other devices. The processing power Waux is also notified to the solar ECU 70. Once the processing power Waux has been acquired by the control unit 100, the process proceeds to step S206.
(ステップS206)
制御部100は、補機バッテリ60に所定の電力を供給する汲み出し充電処理において消費される必要電力Wpompを取得する。より具体的には、必要電力Wpompは、補機バッテリ60に充電される電力と補機的な機器(図示せず)によって消費される電力とを、合算した電力である(補機系統の消費電力)。この必要電力Wpompは、制御部100などが検出する補機バッテリ60の蓄電率(SOC)および流出電流や出力電圧などから導出することができる。制御部100によって必要電力Wpompが取得されると、ステップS207に処理が進む。
(Step S206)
The control unit 100 acquires the required power Wpump consumed in the pumping charging process that supplies a predetermined amount of power to the auxiliary battery 60. More specifically, the required power Wpump is the sum of the power charged to the auxiliary battery 60 and the power consumed by auxiliary devices (not shown) (power consumption of the auxiliary system). This required power Wpump can be derived from the state of charge (SOC), outflow current, output voltage, and the like of the auxiliary battery 60 detected by the control unit 100 or the like. Once the required power Wpump has been acquired by the control unit 100, the process proceeds to step S207.
(ステップS207)
制御部100は、処理電力Wauxおよび必要電力WpompをソーラーECU70に通知する。制御部100によって処理電力Wauxおよび必要電力WpompがソーラーECU70に通知されると、ステップS208に処理が進む。
(Step S207)
The control unit 100 notifies the solar ECU 70 of the processing power Waux and the required power Wpump. When the control unit 100 notifies the solar ECU 70 of the processing power Waux and the required power Wpump, the process proceeds to step S208.
(ステップS208)
ソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenが、ソーラー充電処理において消費される処理電力Wauxと汲み出し充電処理において消費される必要電力Wpompとの合計電力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10の発電電力Wgenのみで補機バッテリ60の汲み出し充電が可能か否かを判断するために行われる。
(Step S208)
The solar ECU 70 determines whether the power generated by the solar panel 10, Wgen, is equal to or greater than the total power of the processing power Waux consumed in the solar charging process and the required power Wpump consumed in the pumping charge process. This determination is made to determine whether pumping charge of the auxiliary battery 60 is possible using only the power generated by the solar panel 10, Wgen.
ソーラーECU70が、発電電力Wgenが処理電力Wauxと必要電力Wpompとの合計電力以上である(Wgen≧Waux+Wpomp)と判断した場合は(ステップS208、はい)、ステップS209に処理が進む。一方、ソーラーECU70が、発電電力Wgenが処理電力Wauxと必要電力Wpompとの合計電力未満である(Wgen<Waux+Wpomp)と判断した場合は(ステップS208、いいえ)、ステップS210に処理が進む。 If the solar ECU 70 determines that the generated power Wgen is greater than or equal to the total power of the processing power Waux and the required power Wpump (Wgen ≥ Waux + Wpump) (step S208, Yes), processing proceeds to step S209. On the other hand, if the solar ECU 70 determines that the generated power Wgen is less than the total power of the processing power Waux and the required power Wpump (Wgen < Waux + Wpump) (step S208, No), processing proceeds to step S210.
(ステップS209)
制御部100およびソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenのうち、処理電力Wauxと必要電力Wpompとの合計電力を、補機バッテリ60に供給する。この場合における電力の流れを図3の実線で示す。制御部100およびソーラーECU70によって処理電力Wauxと必要電力Wpompとの合計電力が補機バッテリ60に供給されると、ステップS211に処理が進む。
(Step S209)
The control unit 100 and the solar ECU 70 supply the total power of the processing power Waux and the required power Wpump, which is part of the generated power Wgen of the solar panel 10, to the auxiliary battery 60. The flow of power in this case is shown by the solid line in Figure 3. When the control unit 100 and the solar ECU 70 have supplied the total power of the processing power Waux and the required power Wpump to the auxiliary battery 60, the process proceeds to step S211.
(ステップS210)
制御部100およびソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenの全てを、補機バッテリ60に供給する。この場合における電力の流れを図4の実線で示す。制御部100およびソーラーECU70によって発電電力Wgenの全てが補機バッテリ60に供給されると、ステップS212に処理が進む。
(Step S210)
The control unit 100 and the solar ECU 70 supply all of the generated power Wgen of the solar panel 10 to the auxiliary battery 60. The flow of power in this case is indicated by the solid lines in Figure 4. When all of the generated power Wgen has been supplied to the auxiliary battery 60 by the control unit 100 and the solar ECU 70, the process proceeds to step S212.
(ステップS211)
制御部100およびソーラーECU70は、高圧DDC30を昇圧動作の状態に制御する。これによって、ソーラーパネル10の発電電力Wgenが駆動用バッテリ50に供給できる状態になる。制御部100およびソーラーECU70によって高圧DDC30が昇圧動作の状態に制御されると、ステップS213に処理が進む。
(Step S211)
The control unit 100 and the solar ECU 70 control the high-voltage DDC 30 to a boost operation state, thereby enabling the power Wgen generated by the solar panel 10 to be supplied to the drive battery 50. When the control unit 100 and the solar ECU 70 control the high-voltage DDC 30 to a boost operation state, the process proceeds to step S213.
(ステップS212)
制御部100およびソーラーECU70は、高圧DDC30を降圧動作の状態に制御する。これによって、降圧動作をしている補機DDC40を介して、駆動用バッテリ50の電力が補機バッテリ60に供給できる状態になる。制御部100およびソーラーECU70によって高圧DDC30が降圧動作の状態に制御されると、ステップS214に処理が進む。
(Step S212)
The control unit 100 and the solar ECU 70 control the high-voltage DDC 30 to a step-down operation state. This allows power from the drive battery 50 to be supplied to the auxiliary battery 60 via the auxiliary DDC 40, which is in step-down operation. When the control unit 100 and the solar ECU 70 control the high-voltage DDC 30 to a step-down operation state, the process proceeds to step S214.
(ステップS213)
制御部100およびソーラーECU70は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenのうち、補機バッテリ60に供給されない余剰電力Wremを、駆動用バッテリ50に供給する。この余剰電力Wremは、発電電力Wgenから処理電力Wauxおよび必要電力Wpompを減じた電力である(Wrem=Wgen-(Waux+Wpomp))。この場合における電力の流れを図3の破線で示す。制御部100およびソーラーECU70によって発電電力Wgenの余剰電力Wremが駆動用バッテリ50に供給されると、ステップS201に処理が進む。
(Step S213)
The control unit 100 and solar ECU 70 supply surplus power Wrem, which is not supplied to the auxiliary battery 60, out of the power generated by the solar panel 10, to the drive battery 50. This surplus power Wrem is the power obtained by subtracting the processing power Waux and the required power Wpump from the generated power Wgen (Wrem = Wgen - (Waux + Wpump)). The flow of power in this case is shown by the dashed line in Figure 3. Once the control unit 100 and solar ECU 70 have supplied surplus power Wrem of the generated power Wgen to the drive battery 50, the process proceeds to step S201.
(ステップS214)
制御部100およびソーラーECU70は、補機バッテリ60に必要な電力のうちソーラーパネル10の発電電力Wgenだけでは不足する不足電力Wlackを、駆動用バッテリ50から補機バッテリ60に供給する(図4の破線)。この不足電力Wlackは、処理電力Wauxに必要電力Wpompを加えた電力から発電電力Wgenを減じた電力である(Wlack=(Waux+Wpomp)-Wgen)。この場合における電力の流れを図4の破線で示す。制御部100およびソーラーECU70によって補機バッテリ60の不足電力Wlackが駆動用バッテリ50から補機バッテリ60に供給されると、ステップS201に処理が進む。
(Step S214)
The control unit 100 and solar ECU 70 supply a power shortage Wlack, which is the power required for the auxiliary battery 60 that is not met by the power generated by the solar panel 10 alone, from the drive battery 50 to the auxiliary battery 60 (dashed line in FIG. 4). This power shortage Wlack is the power obtained by adding the processing power Waux to the required power Wpump and subtracting the generated power Wgen from the sum (Wlack = (Waux + Wpump) - Wgen). The flow of power in this case is shown by the dashed line in FIG. 4. Once the control unit 100 and solar ECU 70 have supplied the power shortage Wlack of the auxiliary battery 60 from the drive battery 50 to the auxiliary battery 60, the process proceeds to step S201.
<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システム1は、ソーラーECU70が備える高圧DDC30を双方向型のDCDCコンバータで構成する。制御部100は、ソーラーパネル10の発電電力Wgenのみでは電力が不足するときなど、駆動用バッテリ50から補機バッテリ60への汲み出し充電を実施する必要がある場合には、メインDDC200を経由するのではなく、ソーラーECU70の高圧DDC30および補機DDC40を経由して電力移送を行うように制御する。
<Actions and Effects>
As described above, in the solar charging system 1 according to one embodiment of the present disclosure, the high-voltage DDC 30 provided in the solar ECU 70 is configured as a bidirectional DC-DC converter. When it is necessary to perform pumping charging from the drive battery 50 to the auxiliary battery 60, such as when the power generated by the solar panel 10 alone, Wgen, is insufficient, the control unit 100 controls the power transfer to be via the high-voltage DDC 30 and the auxiliary DDC 40 of the solar ECU 70, rather than via the main DDC 200.
この制御によって、起動に関する電力消費が多いメインDDC200を作動させずに、メインDDC200よりも起動に関する電力消費が少ない高圧DDC30および補機DDC40を作動させて、補機バッテリ60の汲み出し充電を行うことができる。よって、汲み出し充電処理に消費される電力を抑えることができ、車両全体のエネルギー損失が低減し、エネルギーの充電効率が向上する。 This control enables pumping charging of the auxiliary battery 60 by operating the high-voltage DDC 30 and the auxiliary DDC 40, which consume less power for startup than the main DDC 200, without operating the main DDC 200, which consumes a lot of power for startup. This reduces the power consumed by the pumping charging process, reduces energy loss throughout the vehicle, and improves energy charging efficiency.
以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示は、ソーラー充電システムだけでなく、ソーラー充電システムが行う方法、その方法のプログラム、そのプログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的記憶媒体、ソーラー充電システムを備えた車両などとして捉えることが可能である。 The above describes one embodiment of the disclosed technology, but the present disclosure can be understood not only as a solar charging system, but also as a method performed by a solar charging system, a program for that method, a computer-readable non-transitory storage medium storing that program, a vehicle equipped with a solar charging system, etc.
本開示のソーラー充電システムは、ソーラーパネルで発電された電力を利用してバッテリを充電する車両などに利用可能である。 The solar charging system disclosed herein can be used in vehicles that charge their batteries using power generated by solar panels.
1 ソーラー充電システム
10 ソーラーパネル
20 ソーラーDDC
30 高圧DDC
40 補機DDC
50 駆動用バッテリ
60 補機バッテリ
70 ソーラーECU
100 制御部
200 メインDDC
1 Solar charging system 10 Solar panel 20 Solar DDC
30 High-voltage DDC
40 Auxiliary DDC
50 Drive battery 60 Auxiliary battery 70 Solar ECU
100 Control unit 200 Main DDC
Claims (3)
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の発電電力を前記補機バッテリに供給することができる第1のDCDCコンバータと、
前記ソーラーパネルの発電電力を前記駆動用バッテリに供給することができ、かつ、前記駆動用バッテリの電力を前記第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ことができる、第2のDCDCコンバータと、
前記第1のDCDCコンバータおよび前記第2のDCDCコンバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記補機バッテリに所定の電力を供給する処理において、前記ソーラーパネルの発電電力が前記所定の電力未満である場合、前記駆動用バッテリの電力を前記第1のDCDCコンバータおよび前記第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、
ソーラー充電システム。 A solar charging system mounted on a vehicle,
Solar panels and
A drive battery;
An auxiliary battery;
a first DC-DC converter capable of supplying power generated by the solar panel to the auxiliary battery;
a second DC-DC converter that can supply power generated by the solar panel to the drive battery and can supply power from the drive battery to the auxiliary battery via the first DC-DC converter;
a control unit that controls the first DC-DC converter and the second DC-DC converter,
the control unit, in the process of supplying a predetermined power to the auxiliary battery, supplies power from the drive battery to the auxiliary battery via the first DC-DC converter and the second DC-DC converter when the power generated by the solar panel is less than the predetermined power.
Solar charging system.
請求項1に記載のソーラー充電システム。 When the power generated by the solar panel is less than the predetermined power, the control unit supplies the power that is insufficient to be generated by the solar panel from the drive battery to the auxiliary battery.
The solar charging system according to claim 1 .
請求項1または2に記載のソーラー充電システム。 In the process of supplying the predetermined power to the auxiliary battery, if the power generated by the solar panel is equal to or greater than the predetermined power, the control unit supplies the power generated by the solar panel to the auxiliary battery and supplies surplus power, which is obtained by excluding the predetermined power from the power generated by the solar panel, to the drive battery.
The solar charging system according to claim 1 or 2.
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