(57)【要約】【課題】ウインドウに沿って展開可能であると共に、発電しない状態において格納可能な太陽電池を備えた車載太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】太陽光を受光して電力に変換する車載太陽電池モジュール１であって、車両のウインドウガラスに沿って展開可能であり、展開された状態で太陽光を受光して発電する太陽電池３〜６を備え、当該太陽電池３〜６は、展開された状態から格納可能であり、太陽電池３〜６が展開されている時に、当該太陽電池３〜６と充電システム回路２１とを接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受光して電力に変換する車載太陽電池モジュールであって、
車両のウインドウガラスに沿って展開可能であり、展開された状態で太陽光を受光して発電する太陽電池を備え、
前記太陽電池は、展開された状態から格納可能であり、
前記太陽電池が展開されている時に、当該太陽電池と充電システム回路とが接続可能であることを特徴とする車載太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記ウインドウガラスは、少なくとも、リアウインドウガラス、フロントウインドウガラス、または左右のサイドドアウインドウガラスのうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載の車載太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記太陽電池は、フィルム状に形成されており、
前記太陽電池の周縁を支持する枠部を備え、
前記太陽電池は、前記枠部と共に移動して、展開または格納可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の車載太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池は、車両のルーフ側に端子が設けられており、
前記端子は、前記ルーフに搭載されている他の太陽電池の端子に接続されたリード線に接続されて、共通の前記充電システム回路に接続可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車載太陽電池モジュール。
【請求項５】
ルーフ側のリード線との接続部に、可動式の導体を備え、
前記太陽電池が展開された状態において、ウインドウガラス側の前記太陽電池の端子と、前記ルーフ側の接続部とが接続され、
前記太陽電池が展開されていない状態において、前記可動式の導体によって、前記リード線の接続部が導通されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車載太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記太陽電池による発電の有無を検知可能なセンサーを備え、
可動式の導体を移動させ、複数の前記太陽電池のうち発電していない前記太陽電池を、ルーフ側のリード線から切り離し可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車載太陽電池モジュール。
【請求項７】
ウインドウ枠に沿って配置された複数のローラーを備え、
前記ローラーの回転に伴って、前記太陽電池が移送されて展開または格納されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の車載太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載太陽電池の取付構造として、特許文献１に記載の技術がある。この技術では、例えばインストルメントパネルの上面を覆うように、一端部が所定位置に回転可能に軸支されたカバー部材が配置されている。カバー部材の裏面に、太陽電池が装着されている。カバー部材を回動させることで、裏面に設けられた太陽電池が、フロントウインドパネルに向けて露出される。太陽電池は、フロントウインドパネルを透過した太陽光を受光して発電する。
【０００３】
車載太陽電池として、特許文献２に記載の技術がある。この技術では、リアウインドウガラス、フロントウインドウガラス、左右のサイドドアガラス、及びルーフウインドガラスの各ガラス上面の大半に、太陽電池が貼り付けられている。また、特許文献２では、二重ガラスにおいて、ガラス間に太陽電池が設置されている構成が開示されている。このように設けられた太陽電池の各端子は、リード線を経由して集合され、自動車用バッテリーに接続されている。このバッテリーに、発電された電力が蓄電されている。
【０００４】
車載太陽電池として、特許文献３に記載の技術がある。この技術では、ウインドウの内側に、車外から車内へ透過する光を遮蔽可能な日除けが設けられ、この日除けに太陽電池板が組み込まれている。この太陽電池板によって発電された電力は、車内の空調を行う空気調和設備に供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１３９４５８号公報
【特許文献２】実公昭６３−１９３９５４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６５５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の技術では、確保しうる太陽電池の面積が、インストルメントパネルの大きさとなり、十分な発電量を確保することが困難である。そこで、従来の技術と比較して、発電時の設置面積を拡大可能であり、発電していないときに格納することができる車載太陽電池モジュールが求められている。特許文献２に記載の技術では、太陽電池は、光を透過させるタイプのものであり、発電量を増加させるには不充分であった。
【０００７】
本発明は、ウインドウに沿って展開可能であると共に、発電しない状態において格納可能な太陽電池を備えた車載太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、太陽光を受光して電力に変換する車載太陽電池モジュールであって、車両のウインドウガラスに沿って展開可能であり、展開された状態で太陽光を受光して発電する太陽電池を備え、当該太陽電池は、展開された状態から格納可能であり、太陽電池が展開されている時に、当該太陽電池と充電システム回路とが接続可能であることを特徴としている。
【０００９】
この車載太陽電池モジュールは、車両のウインドウガラスに沿って展開可能な太陽電池を備えているので、車両の停止状態に太陽電池を展開し設置面積の増大を図ることができる。また、太陽電池は、ウインドウガラスに沿って展開された状態から格納することができるので、車両の走行時において、太陽電池が邪魔になることがなく、運転者の視認性を阻害しない。また、太陽電池が展開されている状態において、当該太陽電池は、車両の充電システム回路に接続可能であるので、配線の共通化および簡素化を図り、送電損失を抑制することができる。これにより、太陽電池モジュールによる発電の効率化を図ることができる。
【００１０】
また、ウインドウガラスは、少なくとも、リアウインドウガラス、フロントウインドウガラス、または左右のサイドドアウインドウガラスのうちの一つである。例えば、車両のリアウインドウガラス、フロントウインドウガラス、及び左右のサイドドアウインドウガラスに、沿って太陽電池を展開させることで、太陽電池の設置面積の増大を図ることができる。
【００１１】
また、太陽電池は、フィルム状に形成されており、太陽電池の周縁を支持する枠部を備え、太陽電池は、枠部と共に移動して、展開または格納可能である構成でもよい。フィルム状の太陽電池は、変形しやすいが、太陽電池の周縁が枠部によって支持することで、太陽電池の変形が抑制される。太陽電池の変形を抑制することができるので、太陽電池を円滑に移動させて、展開または格納することができる。
【００１２】
太陽電池は、車両のルーフ側の端部に端子が設けられており、端子は、ルーフに搭載されている他の太陽電池の端子に接続されたリード線に接続されて、共通の充電システム回路に接続可能である構成であることが好ましい。これにより、配線の共通化及び簡素化を図り、送電損失を抑制することができる。
【００１３】
また、車載太陽電池モジュールは、ルーフ側のリード線との接続部に、可動式の導体を備え、太陽電池が展開された状態において、ウインドウガラス側の太陽電池の端子と、ルーフ側の接続部とが接続され、太陽電池が展開されていない状態において、可動式の導体によって、リード線の接続部が導通される構成でもよい。
【００１４】
また、車載太陽電池モジュールは、太陽電池による発電の有無を検知可能なセンサーを備え、可動式の導体を移動させ、複数の太陽電池のうち発電していない太陽電池を、ルーフ側のリード線から切り離し可能である構成でもよい。
【００１５】
また、車載太陽電池モジュールは、ウインドウの周縁を支持可能なウインドウ枠に沿って配置された複数のローラーを備え、ローラーの回転に伴って、太陽電池が移送されて展開または格納される構成でもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ウインドウに沿って展開可能であると共に、発電しない状態において格納可能な太陽電池を備えた車載太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の太陽電池モジュールの配置を示す平面図である。
【図２】図１中の太陽電池の断面図である。
【図３】サイドドアウインドウガラスに沿って配置される太陽電池を示す正面図である。
【図４】サイドドアウインドウガラスに沿って配置された太陽電池を示す断面図である。
【図５】太陽電池の接続端子の一例を示す正面図である。
【図６】可動式の導体を備えた接続端子の一例を示す正面図である。
【図７】サイドドアウインドウガラスに沿って配置された太陽電池の他の例を示す断面図である。
【図８】太陽電池、及び太陽電池を搬送する搬送ローラーを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による車載太陽電池モジュールの実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明について、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１に示す太陽電池モジュール１は、車両のルーフ、ウインドウガラスに沿って配置された太陽電池２〜６を備えている。図１は、太陽電池モジュール１が搭載された車両の平面図であり、ルーフ、フロントウインドウガラス、リアウインドウガラス、左右のサイドドアウインドウガラスを主に図示している。サイドドアウインドウガラスは、前部座席のサイドドア、及び後部座席のサイドドアに、各々設けられている。
【００２０】
ルーフ上に設けられた太陽電池２は、例えば、板状（パネル状）に形成され、ルーフのほぼ全域を覆うように配置されている。太陽電池２は、太陽光を受光して発電する。太陽電池モジュール１を搭載する車両は、発電した電力を蓄電する充電システムを備えている。充電システムによって蓄電された電力は、車両の電気機器を動作させるために利用される。
【００２１】
（薄膜系太陽電池）
ウインドウガラスに沿って配置可能な太陽電池３〜６は、例えば薄膜系の太陽電池である。図２に示すように、太陽電池３〜６は、薄膜系太陽電池セル１０、第１の樹脂フィルム１１、第２の樹脂フィルム１２が積層されて構成されている。薄膜系太陽電池セル１０の積層方向の両側には、第１の樹脂フィルム１１が配置され、第１の樹脂フィルム１１の外側に第２の樹脂フィルム１２が配置されている。太陽電池３〜６は、例えば５層構造となっている。太陽電池３〜６は、フィルム状に形成され、可撓性を有している。第１の樹脂フィルム１１及び第２の樹脂フィルム１２は、同一の材質でもよく、異なる材質でもよい。樹脂フィルムとしては、透明な樹脂であり、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などを採用することができる。
【００２２】
（太陽電池の展開、格納）
ここで、太陽電池３〜６は、車両のウインドウガラスに沿って展開可能な構成となっている。また、太陽電池３〜６は、展開された状態から格納可能な構成となっている。太陽電池は、例えば、ガイドレールに沿って移動することで、ウインドウガラスに沿って展開するものでもよい。展開された状態の太陽電池３〜６は、ガイドレールに沿って移動して格納される。
【００２３】
また、車載太陽電池モジュール１は、太陽電池を巻取可能な巻取機構を備えていてもよい。巻取機構は、軸回りに回転可能な回転軸を備え、回転軸を回転（正回転）させることで、展開された状態の太陽電池を巻取って格納することができる。巻取機構は、回転軸を逆回転させることで、巻き取られた太陽電池を繰り出して展開することができる。
【００２４】
また、車載太陽電池モジュール１は、太陽電池を折りたたむことで格納するものでもよい。車載太陽電池モジュール１は、折りたたまれた太陽電池を引き出して展開するものでもよい。
【００２５】
なお、太陽電池を展開するとは、太陽電池をウインドウガラスに沿って配置することをいう。太陽電池は、車両のウインドウに沿って配置されることで、太陽光を受光可能な状態となる。また、太陽電池を格納するとは、車両のウインドウから外れた位置に配置されることをいう。太陽電池は、ウインドウから外れた位置に移動されることで、乗員の視界を妨げない位置に配置される。
【００２６】
太陽電池３は、フロントウインドウガラスに沿って展開可能な構成とされている。展開された状態において、太陽電池３は、フロントウインドウガラスのほぼ全域を覆うように配置される。太陽電池４，５は、サイドドアウインドウガラスに沿って展開可能な構成とされている。展開された状態において、太陽電池４，５は、サイドドアウインドウガラスのほぼ全域を覆うように配置されている。太陽電池６は、リアウインドウガラスに沿って展開可能な構成とされている。展開された状態において、太陽電池６は、リアウインドウガラスのほぼ全域を覆うように配置されている。
【００２７】
図３は、右側の前部座席のサイドドア５１を車室側から示す図である。図３に示すように、太陽電池５の周縁に、枠部５２が設けられている。枠部５２は、太陽電池５の周縁に沿って配置された枠体である。太陽電池５の周縁に枠部５２を設けることで、フィルム状の太陽電池５の変形が抑制される。枠部５２は、太陽電池５の変形を抑制可能な強度及び硬さを有する。図３では、太陽電池５が展開される途中の状態を示している。
【００２８】
図４は、左側のサイドドア４１の概略断面図である。図４に示すように、太陽電池４は、サイドドアウインドウガラス４２に隣接して展開されている。太陽電池４は、サイドドアウインドウガラス４２に沿って、車室側に配置されて展開される。太陽電池４は、ウインドウガラス４２と同様に駆動されて、展開し格納される。格納時において、太陽電池４は、サイドドア４１の本体部に格納され、展開時において、太陽電池４は、サイドドアウインドウガラス４２に対面して配置される。なお、太陽電池３〜６は、ウインドウガラスの外側に展開される構成でもよい。
【００２９】
図１に示すように太陽電池モジュール１は、ルーフ側の太陽電池２を取り囲むように配置されたリード線２１を備えている。リード線２１は、太陽電池２の端子２２と、充電システム（バッテリー）とを電気的に接続する。また、リード線２１には、複数の端子２３が接続されている。
【００３０】
端子２３は、フロントウインドウガラスの上端部に対応して配置されている。端子２３は、太陽電池３の展開時において、太陽電池３の端子３３と接続されている。端子２４，２５は、サイドドアウインドウの上端部に対応して配置されている。端子２４，２５は、太陽電池４，５の展開時において、太陽電池４，５の端子３４，３５と接続されている。端子２６は、リアウインドウガラスの上端部に対応して配置されている。端子２６は、太陽電池６の展開時において、太陽電池６の端子３６と接続されている。
【００３１】
図５は、サイドドアウインドウ側の太陽電池４の端子３４ａと、ルーフ側のリード線２１に接続された端子２４ａとが、接続された状態を示している。端子２４ａは、例えば下方に（太陽電池４側へ）張出すように形成されている。端子３４ａは、ルーフ側（車両側）の端子２４ａと重なる位置に形成されている。ルーフ側の端子２４ａの張出部は、例えば複数形成されている。端子２４ａの張出部の両側には、例えば磁石２７が設けられている。この磁石２７は、太陽電池４側の端子３４ａの両側の金属部分３４ｂと接触する。これにより、端子３４ａは、正しい位置に案内されるので、端子２４ａ，３４ａ同士の接続が容易となる。
【００３２】
（可動式の導体）
太陽電池モジュール１は、ルーフ側のリード線２１との接続部に可動式の導体６１を備えている構成でもよい。この導体６１は、ルーフ側の端子２４ｃ，２４ｃ間に配置されている。太陽電池４が格納されている状態において、端子２４ｃ同士を接続する。このとき、太陽電池４の端子２４ｃと、ルーフ側のリード線２１とは、接続されていない状態である。そのため、発電していない状態の太陽電池４が電気抵抗となることが防止されている。
【００３３】
図６に示すように、可動式の導体６１は、例えば、バネ６２（付勢部）によって付勢され、その位置が変更される。図６（ａ）に示すように、太陽電池４側の端子３４ｃとルーフ側の端子２４ｃとが接続されていない状態において、導体６１は、ルーフ側の端子２４ｃ，２４ｃ同士の間に配置されて、端子２４ｃ，２４ｃ同士を短絡させる。図６（ｂ）に示すように、太陽電池４が展開された状態において、可動式の導体６１は、太陽電池４側の端子３４ｃ，３４ｃ間に形成された張出部によって押されて移動する。可動式の導体６１は、ルーフ側の端子間の位置から外れた位置に移動する。
【００３４】
展開された状態の太陽電池４が格納される場合には、可動式の導体６１は、図６（ａ）に示すように、バネ６２によって付勢されて、端子２４ｃ，２４ｃ間の位置に復帰する。
【００３５】
（光センサー）
太陽電池モジュール１は、例えば、光量を測定する光センサーを備えている構成でもよい。光センサーは、車両の異なる位置に複数配置され、各太陽電池２〜６に照射する太陽光の光量を検出することができる。これにより、異なる位置に配置された太陽電池２〜６の発電量を把握することができる。
【００３６】
そのため、太陽光を受光しておらず発電していない太陽電池３〜６を、光センサーによって検知し、発電していない太陽電池３〜６をルーフ側の太陽電池２の充電システム回路（リード線２１）から切り離すことができる。その結果、発電していない太陽電池３〜６が、ルーフ側の太陽電池２の充電システム回路の抵抗となることが防止される。
【００３７】
（搬送ローラー）
太陽電池モジュール１は、太陽電池４を搬送する搬送ローラー７１を備えている構成でもよい。搬送ローラー７１は、例えば、ウインドウ枠に沿って複数配置されている。図７では、サイドドアウインドウガラス４２の周縁を支持可能なウインドウ枠に沿って、搬送ローラー７１が配置されている。搬送ローラー７１は、太陽電池４の厚み方向の両側に配置されている。
【００３８】
図８に示すように、太陽電池４は、厚み方向の両側に配置された搬送ローラー７１によって挟まれ、搬送ローラー７１の外周面に当接可能となっている。太陽電池４は、搬送ローラー７１による回転に伴って搬送され、展開または格納される。
【００３９】
これにより、搬送ローラー７１によって、太陽電池４の移動を案内することができるので、フィルム状の太陽電池４の変形を抑制しつつ展開または格納を行うことができる。そのため、太陽電池３〜６をウインドウに沿って展開または格納するときに、太陽電池３〜６の形状を維持しながら太陽電池３〜６を移動させることができる。
【００４０】
（太陽電池モジュールの動作）
次に、太陽電池モジュール１の動作について説明する。通常の走行時において、ウインドウ側の太陽電池３〜６は格納されている。このとき、ルーフ側の太陽電池２が発電を行い、発電された電力は、車両のバッテリーに蓄電される。バッテリーに蓄電された電力は、車両の電気機器の動作に適宜使用される。
【００４１】
車両の駐車時において、ウインドウ側の太陽電池３〜６は展開される。太陽電池３〜６が展開された状態において、ウインドウ側の太陽電池３〜６の端子は、ルーフ側の太陽電池２と接続されたリード線２１と接続される。ウインドウ側の太陽電池３〜６は、ルーフ側の太陽電池３〜６と共通の充電システム回路に接続されている。ウインドウ側の太陽電池３〜６によって発電された電力も、ルーフ側の太陽電池２と同様に、車両のバッテリーに蓄電される。車両の駐車を終了させて、車両の走行を行う場合には、ウインドウ側の太陽電池３〜６を格納する。
【００４２】
本実施形態の車載太陽電池モジュール１は、車両のウインドウガラスに沿って展開可能な太陽電池３〜６を備えているので、車両の停止状態に太陽電池３〜６を展開し設置面積の増大を図ることができる。また、太陽電池３〜６は、ウインドウガラスに沿って展開された状態から格納することができるので、車両の走行時において、太陽電池３〜６が邪魔になることがなく、運転者の視認性を阻害しない。また、太陽電池３〜６が展開されている状態において、当該太陽電池３〜６は、車両の充電システム回路に接続可能であるので、配線の共通化および簡素化を図り、送電損失を抑制することができる。これにより、太陽電池モジュール１による発電の効率化を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態の車載太陽電池モジュール１は、フロントウインドウ、リアウインドウ、及び左右のサイドドアウインドウに沿って、太陽電池３〜６を展開することができるので、太陽電池の設置面積を増大させて、発電量を増加させることができる。また、車両のルーフ、フロント、リア、サイドに太陽電池３〜６を展開させることで、ほぼ半球状に太陽電池２〜６を配置することができるので、何れの車両姿勢でも安定して発電量を確保することができる。
【００４４】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の車載太陽電池モジュール１は、ルーフ、ウインドウ以外の場所に、太陽電池を備えるものでもよい。また、ウインドウに沿って配置される太陽電池３〜６は、車室内に配置されるものに限定されず、車両の外側に配置されていてもよい。
【００４５】
また、各ウインドウに沿って配置可能な太陽電池３〜６は、フィルム状のものに限定されず、パネル状など、変形しにくいものでもよい。また、太陽電池３〜６は、各ウインドウに対応して、１枚ずつでもよく、複数枚に分割して配置されるものでもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…車載太陽電池モジュール、３〜６…太陽電池、２１…リード線（充電システム回路）、５２…枠部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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