(57)【要約】【課題】  太陽電池３０によって充電される蓄電池４０の充放電制御を簡易な回路構成にて実施する。【解決手段】  蓄電池４０のＳＯＣが少ない場合には、高圧バッテリ１０の出力を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、蓄電池４０の出力電圧より高い第１電圧に制御するとともに、放電用スイッチ７０をオフにする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載負荷５０に電力供給される。蓄電池のＳＯＣが多くなった場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を、蓄電池４０の出力電圧より低い第２電圧に制御するとともに、放電用スイッチ７０をオンにする。これにより、蓄電池４０から車載負荷５０に電力供給される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧バッテリと、
前記高圧バッテリの出力を降圧し、降圧した電力を低圧系電気負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、
光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記低圧系電気負荷に対して前記ＤＣ／ＤＣコンバータと並列に接続され前記太陽電池により充電される蓄電池であるソーラー用蓄電池と
を車両に備え、前記ソーラー用蓄電池の蓄電量が増加した場合に前記ソーラー用蓄電池から前記低圧系電気負荷に電力供給させる車両用電力供給装置において、
前記ソーラー用蓄電池から前記低圧系電気負荷に電力供給させる場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧にまで低下させる降圧電圧制御手段を備えたことを特徴とする車両用電力供給装置。
【請求項２】
前記ソーラー用充電池の放電路には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記ソーラー用蓄電池に充電電流が流れないようにするスイッチあるいはダイオードを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用電力供給装置。
【請求項３】
前記ソーラー用蓄電池の発熱によって発電する熱発電素子を備え、
前記降圧電圧制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記熱発電素子の出力が予め設定された設定レベルよりも低いときに前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも高い電圧に制御し、前記熱発電素子の出力が前記設定レベル以上となるときに前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧に制御することを特徴とする請求項１または２記載の車両用電力供給装置。
【請求項４】
前記熱発電素子は、高温部と低温部との温度差に応じて発電するペルチェ素子であり、前記高温部が前記ソーラー用蓄電池の本体に接触し、前記低温部が、車両の特定部位に送風するファンの送風路を利用して前記送風路に臨むように配置されていることを特徴とする請求項３記載の車両用電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池と、太陽電池によって発電した電力で充電される蓄電池とを備えた車両用電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の屋根に設置された太陽電池と、太陽電池によって発電した電力で充電される蓄電池とを備え、この太陽電池と蓄電池とからなるサブ電源を使って、車載電気負荷への電力供給を補助する車両用電力供給装置が知られている。例えば、特許文献１に提案された装置では、車両駆動用モータの電源となる高圧バッテリの出力電圧（２００Ｖ）を降圧する降圧用ＤＣ／ＤＣコンバータを備えて降圧用ＤＣ／ＤＣコンバーから低圧系電気負荷に電力供給する電源系統と、太陽電池によって発電した電力で充電される蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給する電源系統とを組み合わせて設けている。この装置では、蓄電池の出力電圧が設定電圧以上になると太陽電池から蓄電池への充電路を遮断し、蓄電池の出力を昇圧用ＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧して低圧系電気負荷に電力供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５６３５７号
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に提案された装置では、蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給するためには、その出力電圧を、高圧バッテリから供給される低圧電源系となる降圧用ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも高くする必要がある。このため、蓄電池の出力を昇圧するための昇圧用ＤＣ／ＤＣコンバータが別途必要になり、電力供給装置の回路構成が複雑になってしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、蓄電池の充放電制御を行う回路構成を簡素化することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、高圧バッテリ（１０）と、前記高圧バッテリの出力を降圧し、降圧した電力を低圧系電気負荷（５０）に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ（２０）と、光エネルギーを電力に変換する太陽電池（３０）と、前記低圧系電気負荷に対して前記ＤＣ／ＤＣコンバータと並列に接続され前記太陽電池により充電される蓄電池であるソーラー用蓄電池（４０）とを車両に備え、前記ソーラー用蓄電池の蓄電量が増加した場合に前記ソーラー用蓄電池から前記低圧系電気負荷に電力供給させる車両用電力供給装置において、
前記ソーラー用蓄電池から前記低圧系電気負荷に電力供給させる場合に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧にまで低下させる降圧電圧制御手段（９０，２３）を備えたことにある。
【０００７】
本発明の車両用電力供給装置は、高圧バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータ（直流−直流変換器）とを備え、高圧バッテリの出力をＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧して低圧系電気負荷に電力供給できるだけでなく、太陽電池とソーラー用蓄電池とを備えて、太陽電池で発電された電力により充電されるソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給できるように構成されている。そして、ソーラー用蓄電池の蓄電量が増加した場合には、ソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給させる。例えば、ソーラー用蓄電池の蓄電量が所定レベル未満となる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータから低圧系電気負荷に電力供給させ、ソーラー用蓄電池の蓄電量が所定レベル以上となる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータに代えてソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給させる。
【０００８】
降圧電圧制御手段は、ソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給させる場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧にまで低下させる。ソーラー用蓄電池とＤＣ／ＤＣコンバータとは、低圧系電気負荷に対して並列に接続されているため、その出力電圧の高い方から低圧系電気負荷に電力供給される。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をソーラー用蓄電池よりも低い電圧に制御することで、簡単にソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給させることができる。この結果、本発明によれば、ソーラー用蓄電池の充放電制御を行う回路構成を簡素化することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴は、前記ソーラー用充電池の放電路には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記ソーラー用蓄電池に充電電流が流れないようにするスイッチ（７０）あるいはダイオード（７１）を備えたことにある。
【００１０】
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力によってソーラー用充電池が充電されないため、太陽電池の発電した電力を有効にソーラー用充電池に充電することができ、高圧バッテリの電力消費を低減することができる。
【００１１】
本発明の他の特徴は、前記ソーラー用蓄電池の発熱によって発電する熱発電素子（８０）を備え、前記降圧電圧制御手段は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、前記熱発電素子の出力が予め設定された設定レベルよりも低いときに前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも高い電圧に制御し（Ｓ１３）、前記熱発電素子の出力が前記設定レベル以上となるときに前記ソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧に制御する（Ｓ１５）ことにある。
【００１２】
ソーラー用蓄電池は、太陽電池による充電によって蓄電量が増加して所定レベルを超えると発熱量が増加し、熱発素子の出力する起電力が増加する。従って、この熱発電素子の出力の増加に基づいて、ソーラー用蓄電池の蓄電量が増加したことを推定することができる。このことを利用して、降圧電圧制御手段は、熱発電素子の出力が予め設定された設定レベルよりも低いときに、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をソーラー用蓄電池の出力電圧よりも高い電圧に制御する。これにより、ソーラー用蓄電池の蓄電量が所定レベルに達していない場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータから低圧系電気負荷に電力供給することができる。一方、熱発電素子の出力が予め設定された設定レベル以上になるときには、降圧電圧制御手段が、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧をソーラー用蓄電池の出力電圧よりも低い電圧に制御する。これにより、ソーラー用蓄電池の蓄電量が所定レベルに達している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータに代わってソーラー用蓄電池から低圧系電気負荷に電力供給することができる。従って、本発明によれば、熱発電素子の出力に基づいて、ソーラー用蓄電池の充放電を切り替えることができるため、回路構成を一層簡易にすることができるとともに、充放電の切替制御に必要な電力の低減を図ることができる。
【００１３】
本発明の他の特徴は、前記熱発電素子は、高温部と低温部との温度差に応じて発電するペルチェ素子（８０）であり、前記高温部が前記ソーラー用蓄電池の本体に接触し、前記低温部が、車両の特定部位に送風するファンの送風路を利用して前記送風路に臨むように配置されていることにある。
【００１４】
本発明によれば、車両に搭載された既存のファンの送風路を兼用してペルチェ素子の低温部を冷却することができるため、低コストにてソーラー用蓄電池の発熱状態を適切に検出することができる。
【００１５】
尚、上記説明において、括弧内に示した符号は、発明の理解を助けるものであり、発明の各構成要件を前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用電力供給装置の概略構成図である。
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータの降圧電圧切替制御に係る概略構成図である。
【図３】電圧切替指令部の作動を表すフローチャートである。
【図４】変形例の車両用電力供給装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用電力供給装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両用電力供給装置の概略構成を表している。
【００１８】
本実施形態の車両用電力供給装置は、ハイブリッドシステム１００を備えた車両に適用されるものであるが、電気自動車等、他の形式の車両においても適用することができる。車両用電力供給装置は、ハイブリッドシステム１００の走行駆動用電源として使用される高圧バッテリ１０と、この高圧バッテリ１０の出力電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、車両の屋根に設けられて光エネルギーを電力に変換する太陽電池３０と、太陽電池で発電した電力を蓄電するソーラー用蓄電池４０（以下、単に蓄電池４０と呼ぶ）とを備えている。
【００１９】
ハイブリッドシステム１００は、車両走行用の電気アクチュエータであるモータ１０１と、高圧バッテリ１０の直流電源を３相に変換してモータ１０１を通電制御するためのインバータ１０２と、車両走行駆動用内燃機関であるエンジン１０３と、エンジン１０３の作動を制御するエンジンＥＣＵ１０４と、ハイブリッドシステム１００内の作動を制御するＨＶ−ＥＣＵ１０５とを備える。ＨＶ−ＥＣＵ１０５は、主要部がマイクロコンピュータにて構成され、アクセル開度、シフトポジションおよび各種センサからの信号によって運転状態に応じたエンジン出力およびモータトルクを算出して、エンジンＥＣＵ１０４に要求値を出力するとともに、インバータ１０２の出力を制御する。
【００２０】
高圧バッテリ１０は、本実施形態においては定格電圧２００Ｖのものが使用される。この高圧バッテリ１０の正極には高圧系電源ライン１１が接続され、負極にはグランドライン１２が接続される。高圧系電気負荷であるインバータ１０２に対しては、この高圧系電源ライン１１およびグランドライン１２を介して２００Ｖの電力が供給される。一方、車両内に設けられた低圧系電気負荷類（１２Ｖ系の電気負荷であり、以下、車載負荷５０と呼ぶ）には、高圧バッテリ１０の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ２０で降圧した電力が供給される。
【００２１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、入力ポートに高圧系電源ライン１１とグランドライン１２とを接続して２００Ｖの直流電源の供給を受ける。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力ポートは、低圧系電源ライン５１とグランドライン５２とが接続される。車載負荷５０は、低圧系電源ライン５１とグランドライン５２に接続され、低圧系電源ライン５１とグランドライン５２を介して低圧系電源が供給される。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、図２に示すように、パワー回路部２１と、降圧制御部２２とを備えている。パワー回路部２１は、高圧バッテリ１０の出力電圧を入力し、入力した直流電圧をトランジスタブリッジ回路でいったん交流に変換し、巻線トランスにて低電圧に降圧した後、整流処理および平滑化を行って所定電圧の直流電圧を生成する。降圧制御部２２は、パワー回路部２１の出力電圧（降圧電圧）を所定の範囲（例えば、１０Ｖ〜１４Ｖ）に調整する制御回路であって、指令された電圧（後述する１０Ｖあるいは１４Ｖ）になるようにパワー回路部２１のスイッチング素子の作動を制御する。
【００２３】
車両用電力供給装置は、車載負荷５０への電源としてＤＣ／ＤＣコンバータ２０を備えるだけでなく、太陽電池３０によって充電される蓄電池４０を備えている。蓄電池４０の正極は、放電用スイッチ７０を介して低圧系電源ライン５１に接続され、蓄電池４０の負極はグランドライン５２に接続される。従って、放電用スイッチ７０がオンしているときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と蓄電池４０とを並列接続した車載負荷５０用の低圧系電源装置が構成される。蓄電池４０は、例えば、ニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池など種々の二次電池を使用することができる。本実形態の蓄電池４０は、定格出力電圧が１２Ｖ仕様のものである。
【００２４】
太陽電池３０は、車両の屋根に配設されたソーラーパネルであって、太陽光エネルギーにより発電し、その発電した電力を蓄電池４０に充電する。太陽電池３０の発電電力出力ライン３１は、蓄電池４０の正極と放電用スイッチ７０との間に接続されている。従って、放電用スイッチ７０がオフしている場合でも、蓄電池４０への充電が可能となっている。
【００２５】
蓄電池４０は、太陽電池３０によって充電されるが、その充電状態（ＳＯＣ）が満充電になっても、太陽電池３０は発電を継続するため、その発電電力が無駄となってしまう。そこで、本実施形態においては、蓄電池４０の充電状態（ＳＯＣ）を推定し、ＳＯＣが所定状態（例えば、満充電）に達したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に代えて、蓄電池４０から車載負荷５０へ電力供給するようにする。蓄電池４０は、太陽電池３０から供給される電力によって充電されるが、満充電状態になった後は、太陽電池３０の発電の継続によって過充電となるため発熱量が増大する。そこで、本実施形態においては、蓄電池４０の発熱状態を検知することにより、蓄電池４０のＳＯＣが所定レベル（満充電）に到達したことを推定により検知する。
【００２６】
本実施形態においては、熱発電素子であるペルチェ素子８０を使って蓄電池４０の発熱状態を検知する。ペルチェ素子８０は、２種類の異なる金属または半導体を接合して、一方の接合部（高温部と呼ぶ）と他方の接合部（低温部と呼ぶ）とのあいだに温度差が生じると起電力が生じるというゼーベック効果を利用したものである。本実施形態においては、図２に示すように、ペルチェ素子８０の高温部８１を蓄電池４０の本体に接触させ、低温部８２をファン６０の送風路６１に臨むように設ける。この場合、ペルチェ素子８０の高温部８１を蓄電池４０の本体に直接接触させてもよいし、熱伝導体を介在させて蓄電池４０の本体の熱が高温部８１に伝達されるようにしてもよい。同様に、ペルチェ素子８０の低温部８２を送風路６１に直接臨ませても良いが、図２に示すように、ペルチェ素子８０の低温部８２を放熱フィン等の冷却壁６２を介してファン６０の送風路６１に臨ませるようにして、ペルチェ素子８０の低温部８２の熱が冷却壁６２を介して放出されるようにするとよい。
【００２７】
このファン６０は専用に設けても良いが、本実施形態においては、例えば、エンジン１０３、走行用のモータ１０１、インバータ１０２等の走行駆動用機器を冷却するために用いられる冷却用ファンや、車室内を換気する換気用ファンなど車両に搭載された既存のファンを利用する。つまり、車両に設けられた既存のファンの送風路を利用する。尚、本実施形態においては、ペルチェ素子８０の低温部８２をファン６０の下流側となる送風路６１に臨ませているが、必ずしもそのようにする必要はなく、低温部８２を自然冷却させるようにしてもよい。
【００２８】
ペルチェ素子８０の出力する起電力は、電圧切替指令部９０に出力される。電圧切替指令部９０は、図２に示すように、トランジスタ９１とコンデンサ９２とを備えている。コンデンサ９２は、トランジスタ９１のベース・エミッタ間に設けられて、ペルチェ素子８０の出力する起電力によって電荷を蓄積する。これにより、トランジスタ９１は、コンデンサ９２の両端電圧が基準電圧に達するとオンする。トランジスタ９１のコレクタ電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧制御部２２に供給される。この降圧制御部２２に供給される電圧信号が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧電圧値を指令する電圧指令信号となる。電圧指令値信号は、トランジスタ９１のオフ状態を表す信号が第１電圧指令信号となり、トランジスタ９１のオン状態を表す信号が第２電圧指令信号となる。第１電圧指令信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧電圧値を、蓄電池４０の定格出力電圧（１２Ｖ）よりも高い第１設定電圧（本実施形態では、１４Ｖ）に設定する指令であり、第２電圧指令信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧電圧値を、蓄電池４０の定格出力電圧（１２Ｖ）よりも低い第２設定電圧（本実施形態では、１０Ｖ）に設定する指令である。以下、第１電圧指令信号を１４Ｖ指令信号と呼び、第２電圧指令信号を１０Ｖ指令信号と呼ぶ。尚、第１設定電圧は、１４Ｖに限るものではなく、蓄電池４０の定格出力電圧よりも高い値であって車載負荷５０を作動可能な電圧であればよく、第２設定電圧は、１０Ｖに限るものではなく、蓄電池４０の定格出力電圧よりも低い値であって、車載負荷５０を作動可能な電圧であればよい。
【００２９】
従って、蓄電池４０のＳＯＣが所定レベル（満充電）に到達していない状態においては、ペルチェ素子８０の起電力が低いため、１４Ｖ指令信号が出力されることになり、蓄電池４０のＳＯＣが所定レベルに到達した後さらに太陽電池３０が発電している状態においては、ペルチェ素子８０の起電力が上昇して、１０Ｖ指令信号が出力されることになる。
【００３０】
降圧制御部２２は、パワー回路部２１のスイッチング素子の作動を制御する降圧制御ＩＣ２３と、電圧切替指令部９０から送信された電圧信号を受信して、降圧制御ＩＣ２３の読み取り可能な電圧信号に変換する調整素子２４とを備える。降圧制御部２２は、電圧切替指令部９０から送信された電圧信号が１４Ｖ指令信号である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）が１４Ｖになるようにパワー回路部２１のスイッチング素子の作動を制御し、電圧切替指令部９０から送信された電圧信号が１０Ｖ指令信号である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）が１０Ｖになるようにパワー回路部２１のスイッチング素子の作動を制御する。
【００３１】
電圧指令信号は、放電用スイッチ７０の作動信号としても使われる。放電用スイッチ７０は、外部からの信号を入力して、その外部信号によって接点が開閉するタイプのリレースイッチである。放電用スイッチ７０は、入力した電圧指令信号が１０Ｖ指令信号の場合に接点が閉じて（オン）、蓄電池４０の正極と低圧系電源ライン５１とを電気的に接続し、電圧指令信号が１４Ｖ指令信号の場合に接点が開いて（オフ）、蓄電池４０の正極と低圧系電源ライン５１との接続を遮断する。
【００３２】
次に、車両用電力供給装置の行う蓄電池４０の充放電制御について説明する。図３は、蓄電池４０の充放電制御を説明するための電圧切替指令部９０の作動を表すフローチャートである。このフローチャートは繰り返し実施される。
【００３３】
蓄電池４０の温度は、その充電状態に応じて変化し、その温度に応じた起電力がペルチェ素子８０から出力される。電圧切替指令部９０は、ペルチェ素子８０の出力する起電力が所定電圧に達していない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、電圧切替指令部９０が放電用スイッチ７０に対してスイッチオフ信号を出力し、ステップＳ１３においてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧制御部に対して１４Ｖ指令信号を出力する。この作動は、トランジスタ９１のオフ状態により実行される。これにより、放電用スイッチ７０がオフ状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）が１４Ｖに制御される。この場合、車載負荷５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から電力供給される。
【００３４】
このステップＳ１２，１３の処理は、蓄電池４０のＳＯＣが所定レベルに達していない状況において実際される。蓄電池４０は、太陽電池３０から発電電力が供給されても、ＳＯＣが所定レベルに達していないあいだは発熱量が少ない。このため、ペルチェ素子８０の起電力が所定電圧に達しない。従って、この状態では、太陽電池の発電電力が蓄電池４０に充電されることになる。また、蓄電池４０の出力電圧は１２Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（１４Ｖ）よりも低いが、放電用スイッチ７０がオフしているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力によって蓄電池４０が充電されることはない。このため、太陽電池３０の発電電力を有効に使って蓄電池４０を充電することができる。
【００３５】
蓄電池４０の蓄電量が増加してＳＯＣが所定レベルに達し、引き続き太陽電池３０が発電を継続すると、蓄電池４０の発熱量が増加し、ペルチェ素子８０の出力する起電力が増加する。これにより、ペルチェ素子８０の出力する起電力が所定電圧に達する（Ｓ１１：Ｙｅｓ）。この場合、電圧切替指令部９０は、ステップＳ１４において、放電用スイッチ７０に対してスイッチオン信号を出力し、ステップＳ１５においてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の降圧制御部２２に対して１０Ｖ指令信号を出力する。この作動は、トランジスタ９１のオン状態により実行される。これにより、放電用スイッチ７０がオン状態となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）が１０Ｖに制御される。この場合、蓄電池４０の出力電圧は１２Ｖであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧が１０Ｖであるため、両者の出力電圧の大小関係が逆転する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０に代わって蓄電池４０から車載負荷５０へ電力供給される状態となる。この場合、太陽電池３０の発電した電力も車載負荷５０に供給される。
【００３６】
こうして、蓄電池４０からの放電により蓄電量が低下すると、蓄電池４０の発熱量が低下していく。そして、ペルチェ素子８０の出力する起電力が所定電圧を下回ると、電圧切替指令部９０のトランジスタ９１がオフする。これにより、放電用スイッチ７０がオフ状態、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）が１４Ｖに戻される。従って、蓄電池４０に代わってＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載負荷５０へ電力供給される状態となる。また、太陽電池３０の発電する電力が蓄電池４０に充電される状態となる。
【００３７】
以上説明した本実施形態の車両用電力供給装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧（降圧電圧）を、蓄電池４０の出力電圧より高い電圧と低い電圧とに切り替えることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載負荷５０に電力供給する状態と、蓄電池４０から車載負荷５０に電力供給する状態とに切り替えることができる。この降圧電圧の切り替えにより、蓄電池４０の充電と放電とを切り替えることができ、従来装置のように、ＤＣ／ＤＣコンバータを複数備える必要が無く、簡易な回路構成にて充放電制御を実施することができる。
【００３８】
また、蓄電池４０の発熱状態に応じた起電力を発生するペルチェ素子８０を用いて、ペルチェ素子８０の出力電圧に基づいて蓄電池４０の充放電の切り替えを行うため、一層、回路構成を簡易にすることができるとともに、充放電の切替制御に必要な電力の低減を図ることができる。
【００３９】
また、蓄電池４０から車載負荷５０に電力供給しているときに、車載負荷５０の電力使用量が一時的に増加して蓄電池４０の出力電圧が１０Ｖ以下にまでドロップした場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から車載負荷５０へ電力供給することができる。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０からのバックアップを受けることができる。従って、車載負荷５０の作動を安定的に継続させることができる。
【００４０】
また、蓄電池４０のＳＯＣが低い状態では太陽電池３０の発電電力を蓄電池４０に充電し、蓄電池４０のＳＯＣが高くなった状態で蓄電池４０から車載負荷５０に電力供給するようにしているため、太陽電池３０の発電電力を有効に蓄電することができる。また、放電用スイッチ７０により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から蓄電池４０への充電ができないように構成されているため、高圧バッテリ１０の保有する電力が蓄電池４０への充電に消費されることがない。このことによっても、太陽電池３０の発電電力を有効に蓄電することができる。
【００４１】
また、既存のファン６０の送風路６０を兼用してペルチェ素子８０の低温部８２を冷却することができるため、低コストにて蓄電池の発熱状態を適切に検出することができる。
【００４２】
以上、本実施形態の車両用電力供給装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から蓄電池４０へ充電電流が流れないように放電用スイッチ７０を設けているが、図４に示すように、放電用スイッチ７０に代えてダイオード７１を設けても良い。この場合、ダイオード７１は、蓄電池４０の放電方向の電流の流れを許容し、充電方向の電流の流れを遮断するように設ければよい。この変形例によれば、蓄電池４０の充放電を切り替えるためにスイッチ切替制御（Ｓ１２，Ｓ１２４）を行わなくてもよく、充放電制御を一層簡易にすることができる。
【００４４】
また、電圧切替指令部９０は、必ずしもコンデンサ９２を備える必要はなく、ペルチェ素子８０の出力を直接トランジスタに入力するようにしてもよい。
【００４５】
また、蓄電池４０から電力供給する車載負荷５０については、車両に搭載された全ての低圧系電気負荷である必要はなく、特定の低圧系電気負荷のみであってもよい。例えば、エンジン１０３、走行用のモータ１０１、インバータ１０２等の走行駆動用機器を冷却するために用いられる冷却用ファンや、車室内を換気する換気用ファンなどの車載負荷のみとするようにしてもよい。
【００４６】
また、蓄電池４０の低温部を冷却するファン６０は、太陽電池３０に常時接続して太陽電池３０のみから電力供給を受けるように構成してもよい。この構成によれば、太陽電池３０が発電しているときには、ファン６０が作動して蓄電池４０の低温部を冷却するため、ペルチェ素子８０の起電力を高めるように作用し、太陽電池３０が発電していないときには、蓄電池４０が発熱せず、ファン６０が停止して蓄電池４０の低温部を冷却しないため、ペルチェ素子８０の高温部と低温部との温度差が生じなく、ペルチェ素子８０が起電力を出力しない。このため、太陽電池３０が発電している状況を適切に反映して、充放電の切替制御を実施することができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、ペルチェ素子８０の出力の増加に基づいて蓄電池４０の蓄電量の増加を推定しているが、蓄電池４０の充電状態を電圧等によって検出する充電状態検出センサを設けて、その充電状態検出センサにより検出される充電状態が所定レベル以上に達したときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を第１設定電圧から第２設定電圧に切り替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…高圧バッテリ、２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２１…パワー回路部、２２…降圧制御部、２３…降圧制御ＩＣ、３０…太陽電池、４０…蓄電池、５０…車載負荷、６０…ファン、６１…送風路、６２…冷却壁、７０…放電用スイッチ、７１…ダイオード、８０…ペルチェ素子、８１…高温部、８２…低温部、９０…電圧切替指令部、９１…トランジスタ、９２…コンデンサ、１００…ハイブリッドシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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