(57)【要約】【課題】太陽電池の定格出力によらず汎用可能なシステムであり、昇圧コンバータにおける電力損失の増大を抑制し、太陽電池による電力を充電することが可能な車載用充電システムを提供する。【解決手段】太陽電池２による発電電力を、昇圧コンバータ９によって昇圧した後に、主バッテリ３に充電するシステムにおいて、昇圧コンバータ９によって昇圧する際の昇圧比を算出する昇圧比算出部６２を備える構成とし、算出された昇圧比が判定閾値以上である場合に、太陽電池２によって発電された発電電力を昇圧せずに、補機用バッテリ４に充電する。これにより、昇圧比が高くなり、昇圧コンバータ９における電力が増大する場合において、昇圧コンバータ９による昇圧を回避する。【選択図】図１
2014217167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させる駆動源である走行用電動機と、太陽光を受光して発電する太陽電池とを備えた前記車両に搭載される充電システムにおいて、
前記太陽電池によって発電された電力である発電電力を充電し、充電された電力を前記走行用電動機に供給する主バッテリと、
前記発電電力を充電し、充電された電力を前記車両に搭載された補機類に供給する補機用バッテリと、
前記主バッテリに充電される前記発電電力を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータによって昇圧する際の昇圧比を算出する昇圧比算出部と、
前記発電電力を充電する充電先バッテリとして、前記主バッテリまたは前記補機用バッテリを選択する制御スイッチと、
前記昇圧比算出部によって算出された前記昇圧比に基づいて、前記充電先バッテリを設定し、設定された前記充電先バッテリを選択するように前記制御スイッチを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記充電先バッテリを設定するための判定処理として、前記昇圧比が判定閾値以上であるか否かを判定し、
前記昇圧比が前記判定閾値以上であると判定した場合に、前記充電先バッテリに、前記補機用バッテリを設定し、
前記昇圧比が前記判定閾値以上であると判定しなかった場合に、前記充電先バッテリに、前記主バッテリを設定することを特徴とする車載用充電システム。
【請求項２】
車速を検出する車速センサを更に備え、
前記制御部は、前記車速センサによって検出された車速に基づいて、前記車速が速度判定閾値以下であるか否かを判定し、
前記車速が速度判定閾値以下であると判定した場合に、前記充電先バッテリを設定するための判定処理を実行せず、前記発電電力を前記主バッテリに充電させ、
前記車速が速度判定閾値以下であると判定しなかった場合に、前記充電先バッテリを設定するための判定処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の車載用充電システム。
【請求項３】
前記補機用バッテリに充電される前記発電電力を降圧する降圧コンバータを更に備え、
前記発電電力を前記降圧コンバータによって降圧した後に前記補機用バッテリに充電することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池によって発電された電力を、走行用電動機を駆動するための主バッテリ又は補機類を駆動するための補機用バッテリに充電する車載用充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行用電動機を駆動するため電力を供給する主バッテリと、補機類を駆動するための電力を供給する補機用バッテリとを備えた電気自動車において、太陽電池によって発電された電力を充電するバッテリを、太陽電池による出力電力に応じて切り替えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、走行用電動機の駆動に適した電圧にするために、太陽電池で発電された電力を例えば１５０Ｖに昇圧して、主バッテリに充電している。
また、車載用電気システムとして、補機用バッテリに接続されたＤＣ−ＤＣコンバータによって、電圧を降圧した後に、補機用バッテリに充電するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１１１１２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８３０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽電池によって発電された電力を、昇圧コンバータを用いて昇圧してバッテリに充電する際に、昇圧コンバータにおける昇圧比が高いほど、コンバータ効率が低下して電力損失が増大するので、昇圧比の上昇を抑制することが求められている。上記の特許文献１に記載の従来の技術では、太陽電池の出力電力に応じて、充電先のバッテリを選択しているので、出力電力が同じであっても昇圧比が高くなり、昇圧コンバータにおける電力損失が増大するおそれがある。
【０００６】
例えば、昇圧コンバータによって２００Ｖまで昇圧する場合において、ケース１として、出力電力が１００Ｗであって電圧が２５Ｖであり電流が４Ａである場合と、ケース２として、出力電圧が１００Ｗであって電圧が５０Ｖであり電流が２Ａである場合と、を比較すると、ケース１の昇圧比は８であり、ケース２の昇圧比は４であるので、ケース１の方が、昇圧比が高く、電力損失が大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、太陽電池の定格出力によらず汎用可能なシステムであり、昇圧コンバータにおける電力損失の増大を抑制し、太陽電池による電力を充電することが可能な車載用充電システム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】
本発明の車載用充電システムは、車両を走行させる駆動源である走行用電動機と、太陽光を受光して発電する太陽電池とを備えた車両に搭載される充電システムにおいて、太陽電池によって発電された電力である発電電力を充電し、充電された電力を走行用電動機に供給する主バッテリと、発電電力を充電し、充電された電力を車両に搭載された補機類に供給する補機用バッテリと、主バッテリに充電される発電電力を昇圧する昇圧コンバータと、昇圧コンバータによって昇圧する際の昇圧比を算出する昇圧比算出部と、発電電力を充電する充電先バッテリとして、主バッテリまたは補機用バッテリを選択する制御スイッチと、昇圧比算出部によって算出された昇圧比に基づいて、充電先バッテリを設定し、設定された充電先バッテリを選択するように制御スイッチを制御する制御部と、を備え、制御部は、充電先バッテリを設定するための判定処理として、昇圧比が判定閾値以上であるか否かを判定し、昇圧比が判定閾値以上であると判定した場合に、充電先バッテリに、補機用バッテリを設定し、昇圧比が判定閾値以上であると判定しなかった場合に、充電先バッテリに、主バッテリを設定することを特徴としている。
【０００９】
この車載用充電システムでは、昇圧コンバータによって昇圧する際の昇圧比を算出し、算出された昇圧比が判定閾値以上である場合に、太陽電池によって発電された発電電力を昇圧せずに、補機用バッテリに充電するので、昇圧比が高くなる場合には昇圧コンバータによる昇圧を回避して、昇圧コンバータにおける電力損失の増大を抑制し、昇圧比が低い場合には昇圧コンバータによって発電電力を昇圧して充電することができる。すわなち、昇圧コンバータにおける電力損失が増大するような高い昇圧比となる場合には、昇圧コンバータによる昇圧を実行せずに、太陽電池による発電電力を補機用バッテリに充電し、昇圧コンバータによる電力損失が少ないような低い昇圧比となる場合にのみ、昇圧コンバータによって昇圧を実行して、太陽電池による発電電力を主バッテリに充電することができる。また、太陽電池の出力電力によらず、昇圧比によって充電先のバッテリを設定するので、太陽電池の仕様（定格出力）が異なる場合であっても汎用可能なシステムを実現することができる。
【００１０】
また、車載用充電システムは、車速を検出する車速センサを更に備え、制御部は、車速センサによって検出された車速に基づいて、車速が速度判定閾値以下であるか否かを判定し、車速が速度判定閾値以下であると判定した場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行せず、発電電力を主バッテリに充電させ、車速が速度判定閾値以下であると判定しなかった場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行してもよい。
【００１１】
例えば、停車中や車両が低速走行している場合には、高速で走行している場合と比較して、太陽電池による発電状態の変化は少なく充電先バッテリを切替える必要性が低いので、充電先のバッテリを設定するための判定処理を実行せずに、太陽電池による発電電力を主バッテリに充電することで、昇圧比を算出するための電圧の監視や、昇圧比の算出の必要性を無くし、システムで使用される消費電力を抑えることができる。一方、走行中である場合には、車両の向きが変わったり、日蔭を走ったりすることで、太陽電池による発電状態が変化し昇圧比が変わるので、昇圧比を算出して、算出された昇圧比に基づいて、充電先バッテリを設定する。これにより、太陽電池による発電状態の変化に応じて、昇圧コンバータによる昇圧を回避し、電力損失の増大を抑制して、発電電力を充電することができる。
【００１２】
また、車載用充電システムは、補機用バッテリに充電される発電電力を降圧する降圧コンバータを更に備え、発電電力を降圧コンバータによって降圧した後に補機用バッテリに充電してもよい。
この構成の車載用充電システムによれば、降圧コンバータによって発電電力を降圧することで、電圧降下による電圧損失を抑制しつつ発電電力を補機用バッテリに充電することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、太陽電池の定格出力によらず汎用可能なシステムであり、昇圧コンバータにおける電力損失が大きくなる場合に、昇圧せずに補機用バッテリに充電することで、電力損失の増大を抑制して充電することが可能な車載用充電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る車載用太陽電池システムを示すブロック構成図である。
【図２】太陽電池の出力電力と出力電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図３】車載用太陽電池システムで実行される処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る車載用充電システムの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１に示される車載用太陽電池システム（車載用充電システム）１は、例えば電気自動車に搭載され、太陽電池２によって発電された電力を充電する充電先バッテリを、主バッテリ３又は補機用バッテリ４に切り替えるものであり、充電先バッテリを切替えるためのスイッチング回路５及び充電用ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）６を備えている。
【００１７】
車載用太陽電池システム１が搭載された電気自動車は、車両を駆動する駆動源として走行用電動機７を備え、主バッテリ３に充電された電力が走行用電動機７に供給されて、走行する。また、電気自動車には、電力が供給されて駆動される補機類８として、例えばヘッドライト、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、各種ＥＣＵ及びセンサなどが設けられ、これらの補機類８には、補機用バッテリ４に充電された電力が供給される。
【００１８】
主バッテリ３は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを複数備え、これらの複数のバッテリモジュールを直列に接続して組電池として構成されている。主バッテリ３の電圧は、例えば２００Ｖ程度である。
【００１９】
主バッテリ３には、主バッテリ３に充電される電力を昇圧する昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）９が接続されている。昇圧コンバータ９は、太陽電池２によって発電された電力を、主バッテリ３に充電する際に例えば２００Ｖに昇圧する。昇圧コンバータ９は、スイッチング素子及びダイオードなどにより構成されている。
【００２０】
補機用バッテリ４は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを複数備え、これらの複数のバッテリモジュールを直列に接続して組電池として構成されている。補機用バッテリ４の電圧は、例えば１２Ｖ程度である。補機用バッテリ４は、主バッテリ３の電圧（第１の電圧）よりも低い電圧（第２の電圧）で電力を充電する。
【００２１】
補機用バッテリ４には、補機用バッテリ４に充電される電力を降圧する降圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１０が接続されている。降圧コンバータ１０は、太陽電池２によって発電された電力を、補機用バッテリ４に充電する際に例えば１２Ｖに降圧する。降圧コンバータ１０は、スイッチング素子及びダイオードなどにより構成されている。
【００２２】
太陽電池２は、太陽光を受光して発電する太陽電池セルを備え、例えば、パネル状に形成されている。パネル状の太陽電池２は、電気自動車のルーフ上に設けられている。また、太陽電池２は、ドア及びボンネット上に設けられていてもよい。太陽電池２は、例えば、フィルム状に形成されていてもよく、車体のその他の部位に設けられていてもよい。
【００２３】
太陽電池２には、太陽電池２の出力電圧を制御して出力電力を最大化させるＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking：最適動作点追従回路）１１が電気的に接続されている。ＭＰＰＴ１１は、抵抗を変化させて電圧を制御して太陽電池２の出力電力を最大化させる電圧制御部である。図２では、太陽電池２における出力電圧と出力電力との関係を示している。
【００２４】
図２（ａ）では、例えば、太陽電池２はルーフのみ設けられ、太陽電池２の形状変化が少ない場合を示している。図２（ａ）において実線で示される曲線Ｇ１は、太陽電池２の全面で太陽光を受けて発電をしている場合を示し、図２（ａ）において破線で示される曲線Ｇ２は、太陽電池２が日蔭に存在し、出力電力が低下している場合を示している。
【００２５】
曲線Ｇ１は、出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、出力電圧がＶ１のときに出力電力が最大値Ｐ１となり、出力電圧がＶ１を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下する。太陽電池２による出力電力が、曲線Ｇ１によって示される場合には、ＭＰＰＴ１１は、出力電圧をＶ１に調整して、出力電力が最大値Ｐ１となるように制御する。
【００２６】
曲線Ｇ２は、出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、出力電圧がＶ２（＜Ｖ１）のときに出力電力が最大値Ｐ２（＜Ｐ１）となり、出力電圧がＶ２を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下する。太陽電池２による出力電力が、曲線Ｇ２によって示される場合には、ＭＰＰＴ１１は、出力電圧をＶ２に調整して、出力電力が最大値Ｐ２となるように制御する。
【００２７】
図２（ｂ）では、例えば、太陽電池２は、ルーフの他、ドア及びボンネットなどに設けられ、曲面状の太陽電池２を有し形状変化が大きい場合を示している。図２（ｂ）において実線で示される曲線Ｇ３は、電気自動車が例えば南向きに走行している場合を示している。図２（ｂ）において破線で示される曲線Ｇ４は、電気自動車が例えば北西向きに走行している場合を示している。太陽電池２が曲面を有し形状変化が大きい場合には、太陽電池２が平面的で形状変化が少ない場合と比較して、出力電圧に対する出力電力の変化が複雑となる。曲線Ｇ３，Ｇ４の変化は、曲線Ｇ１，Ｇ２の変化よりも複雑になる。
【００２８】
曲線Ｇ３は、出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、出力電圧がＶ３（＜Ｖ２）のときに出力電力が最大値Ｐ３となり、出力電圧がＶ３を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下し、下向きに凸である変曲点を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、上向きに凸である変曲点を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下する。太陽電池２による出力電力が、曲線Ｇ３によって示される場合には、ＭＰＰＴ１１は、出力電圧をＶ３に調整して、出力電力が最大値Ｐ３となるように制御する。
【００２９】
曲線Ｇ４は、出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、上向きに凸である変曲点を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下し、下向きに凸である変曲点を超えると出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が増加し、出力電圧がＶ４（＞Ｖ３）
のときに出力電力が最大値Ｐ３となり、出力電圧が大きくなるにつれて出力電力が低下する。太陽電池２による出力電力が、曲線Ｇ４によって示される場合には、ＭＰＰＴ１１は、出力電圧をＶ４に調整して、出力電力が最大値Ｐ３となるように制御する。
【００３０】
ＭＰＰＴ１１を介して太陽電池２に電気的に接続されたスイッチング回路（制御スイッチ）５は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を有し、充電用ＥＣＵ６から出力された信号に従って作動し、接続先を切替えて、充電先バッテリを主バッテリ３又は補機用バッテリ４に切り替える。
【００３１】
充電用ＥＣＵ６は、演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部６１となるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。充電用ＥＣＵ６では、記憶部６１に記憶されたプログラムを実行することで、昇圧比算出部６２、車速判定部６３及び制御部６４が構築される。また、充電用ＥＣＵ６には、各種センサや機器が接続され、例えば、車速センサ１２、ＭＰＰＴ１１、スイッチング回路５、昇圧コンバータ９、降圧コンバータ１０及びバッテリセンサなどが電気的に接続されている。バッテリセンサは、主バッテリ３及び補機用バッテリ４にそれぞれ接続され、主バッテリ３及び補機用バッテリ４の充電量（残電力量）などを検出する。
【００３２】
記憶部６１には、各種データが格納されている。記憶部６１に格納されるデータとしては、充電用ＥＣＵ６で実行される制御処理に関するデータであり、例えば主バッテリ３の電圧に関するデータ、補機用バッテリ４の電圧に関するデータ、昇圧コンバータ９における昇圧比に関するデータ、主バッテリ３の充電量に関するデータ、補機用バッテリ４の充電量に関するデータなどが挙げられる。
【００３３】
昇圧比算出部６２は、昇圧コンバータ９によって電圧を昇圧する際の昇圧比を算出する。昇圧比は、昇圧コンバータ９によって昇圧される前の電圧に対する、昇圧コンバータ９によって昇圧された後の電圧の比率である。昇圧比Ｑは、次式（１）によって表現することができる。
【数１】
2014217167.tif 000003
例えば、昇圧される前の電圧ＶＡが２５Ｖであり、昇圧された後の電圧ＶＢが２００Ｖである場合には、昇圧比Ｑは８であり、昇圧される前の電圧ＶＡが５０Ｖであり、昇圧された後の電圧ＶＢが２００Ｖである場合には、昇圧比は４である。昇圧の前後における電圧ＶＡ，ＶＢは、昇圧コンバータ９から入力された電圧値に関するデータに基づいて算出することができる。また、主バッテリ３に充電される電力の電圧が一定の値であるので、昇圧コンバータ９によって昇圧される前の電圧値に関するデータを入力して、昇圧比Ｑを算出してもよい。
【００３４】
昇圧される前の電圧として、例えば、太陽電池２の出力電圧、ＭＰＰＴ１１の出力電圧、スイッチング回路５の出力電圧又は昇圧コンバータ９の入力電圧を用いてもよい。これらの電圧値は、実測値でもよく、その他の値から算出された値でもよい。
【００３５】
昇圧された後の電圧として、昇圧コンバータ９の出力電圧又は主バッテリ９の入力電圧を用いてもよい。これらの電圧値は、実測値でもよく、その他の値から算出された値でもよく、記憶部６１に記憶された固定値でもよい。
【００３６】
車速判定部６３は、車速センサ１２から出力された信号に基づいて、自車両の車速を判定する。充電用ＥＣＵ６では、自車の車速に基づいて、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行するか否かを決定する。車速判定部６３は、自車の車速に基づいて、自車の車速が速度判定閾値以下であるか否かを判定する。車速判定部６３は、自車の車速に基づいて、自車が停車中であるか否かを判定してもよい。速度判定閾値として、例えば５ｋｍ／ｈを用いることができる。速度判定閾値は、その他の値でもよい。車速判定部６３は、イグニッションがＯＮのときのみに、自車の速度判定を実施してもよく、イグニッションがＯＦＦであるときは、自車が停車中であると判定する。
【００３７】
制御部６４は、昇圧比に基づいて充電先バッテリを設定するための判定処理を実行する。具体的には、制御部６４は、昇圧比が判定閾値以上であるか否かを判定し、昇圧比が判定閾値以上であると判定した場合には、充電先バッテリに補機用バッテリ４を設定し、昇圧比が判定閾値以上であると判定しなかった場合には、充電先バッテリに主バッテリ３を設定する。制御部６４は、設定された充電先バッテリに電力が充電されるようにスイッチング回路５を制御する。
【００３８】
制御部は、例えば判定閾値を５とし、昇圧比が５以上である場合に、スイッチング回路５を制御して、補機用バッテリ４に電力を充電させ、昇圧比が５未満である場合に、スイッチング回路５を制御して、主バッテリ３に電力を充電させる。
【００３９】
判定閾値は、昇圧コンバータ９における昇圧比と電力損失（コンバータ効率の低下）との関係によって決定される。例えば、昇圧コンバータ９における昇圧比が２〜３のときにコンバータ効率が９０％であり、昇圧比が５〜１０であるときにコンバータ効率が８０％である場合には、判定閾値を５と決定することができる。判定閾値を５とすることで、昇圧比が５以上の場合に、昇圧コンバータ９による昇圧を回避して、コンバータ効率が８０％以下となる場合における電力損失を減少させる。
【００４０】
制御部６４は、自車の車速に基づいて、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行するか否かを判定する。制御部６４は、車速が速度判定閾値以下であると判定した場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行しないことを決定し、車速が速度判定閾値以下であると判定しなかった場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行する。
【００４１】
次に、図３に示すフローチャートを参照して、車載用太陽電池システム１によって実行される処理手順について説明する。
【００４２】
充電用ＥＣＵ６の車速判定部６３は、車速センサ１２から信号を入力して、自車の車速が速度判定閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。車速が速度判定閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、ステップＳ５に進み、車速が速度判定閾値を超える場合には、車速が速度判定閾値以下であると判定せず（ステップＳ１：ＮＯ）に、ステップＳ５に進む。
【００４３】
ステップＳ２では、充電用ＥＣＵ６の昇圧比算出部６２は、昇圧コンバータ９から信号を入力して、昇圧比を算出する。昇圧比を算出した後、ステップＳ３に進み、充電用ＥＣＵ６の制御部６４は、昇圧比が判定閾値以上であるか否かを判定する。昇圧比が判定閾値以上であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、ステップＳ４に進み、昇圧比が判定閾値未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、昇圧比が判定閾値以上であると判定せずに、ステップＳ４に進む。
【００４４】
ステップＳ４では、制御部６４は、充電先バッテリに補機用バッテリ４を設定する。スイッチング回路５は、制御部６４から出力された信号に従い接続先を降圧コンバータ１０に切り替える。これにより、太陽電池２、ＭＰＰＴ１１、スイッチング回路５、降圧コンバータ１０及び補機用バッテリ４は、電気的に接続された状態となる。続くステップＳ６では、降圧コンバータ１０は、太陽電池２によって発電された電力の電圧を例えば１２Ｖに降圧する。降圧された電力は、補機用バッテリ４に充電される（ステップＳ７）。
【００４５】
ステップＳ５では、制御部６４は、充電先バッテリに主バッテリ３を設定する。スイッチング回路５は、制御部６４から出力された信号に従い接続先を昇圧コンバータ９に切り替える。これにより、太陽電池２、ＭＰＰＴ１１、スイッチング回路５、昇圧コンバータ９及び主バッテリ３は、電気的に接続された状態となる。続くステップＳ８では、昇圧コンバータ９は、太陽電池２によって発電された電力の電圧を例えば２００Ｖに昇圧する。昇圧された電力は、主バッテリ３に充電される（ステップＳ９）。
【００４６】
次にこのように構成された車載用太陽電池システム１の動作について説明する。
【００４７】
太陽電池２は、太陽光を受光して発電し、ＭＰＰＴ１１は、太陽電池２の出力電力が最大となるように、抵抗を可変させて電圧を制御する。これにより、太陽電池２の出力電力は、太陽電池２の発電状態に応じて、最大化される。スイッチング回路５は、充電用ＥＣＵ６から出力された信号に従い、接続先を切替える。充電用ＥＣＵ６は、自車の車速が、速度判定閾値以下であるか否かを判定し、速度判定閾値以下である場合には、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行しないと決定する。車両が低速で走行している場合や、停車中である場合には太陽電池２による発電電力の変化が少ないことから、充電先バッテリを変更するための処理を実行しないこととする。これにより、昇圧前の電圧値の監視や昇圧比の算出などの処理を実行しないことで、車載用太陽電池システム１における消費電力を低減する。車速が速度判定閾値以下である場合には、太陽電池２によって発電された電力は、昇圧コンバータ９によって昇圧されて、主バッテリ３に充電される。
【００４８】
車速が速度判定閾値を超える場合には、充電用ＥＣＵ６は、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行する。充電用ＥＣＵ６の昇圧比算出部６２は、例えばスイッチング回路５から昇圧前の電圧値を入力し、記憶部６１に記憶されている主バッテリ３の電圧値を読み取り、昇圧比を算出する。
【００４９】
充電用ＥＣＵ６の制御部６４は、算出された昇圧比に基づいて、充電先バッテリを設定する。昇圧比が判定閾値以上である場合には、昇圧コンバータ９による電力損失が増大するので、発電電力を昇圧せずに、補機用バッテリ４に充電するように設定する。昇圧比が判定閾値未満である場合には、昇圧コンバータ９による電力損失が小さいので、昇圧コンバータ９によって発電電力を昇圧して、主バッテリ３に充電するように設定する。
【００５０】
充電用ＥＣＵ６は、スイッチング回路５に対して、設定された充電先バッテリに接続するように指令信号を出力する。スイッチング回路５は、充電用ＥＣＵ６から出力された指令信号を入力し、指令信号に基づいて充電先バッテリをとして主バッテリ３又は補機用バッテリ４を選択し、接続先を昇圧コンバータ９又は降圧コンバータ１０に切り替える。
【００５１】
スイッチング回路５に対して昇圧コンバータ９が接続されている場合には、昇圧コンバータ９は、供給された電力を昇圧し、主バッテリ３は、昇圧された電力を充電する。これにより、太陽電池２によって発電された電力が、主バッテリ３に充電される。
【００５２】
主バッテリ３は、充電した電力を走行用電動機７に供給し、走行用電動機７は、主バッテリ３から供給された電力によって駆動されて、電気自動車を走行させる。
【００５３】
一方、スイッチング回路５に対して降圧コンバータ１０が接続されている場合には、降圧コンバータ１０は、供給された電力を降圧し、補機用バッテリ４は、降圧された電力を充電する。これにより、太陽電池２によって発電された電力が、補機用バッテリ４に充電される。
【００５４】
補機用バッテリ４は、充電した電力を補機類８に供給し、補機類８は、補機用バッテリ４から供給された電力によって駆動されて、各種機能を実行する。例えば、補機用バッテリ４に充電された電力は、ヘッドライトを点灯させるための電力、オーディオ機器を作動させるための電力、カーナビゲーションシステムを作動させるための電力、各種ＥＣＵを作動させるための電力などに利用される。
【００５５】
このような車載用太陽電池システム１によれば、昇圧コンバータ９によって昇圧する際の昇圧比を算出し、算出された昇圧比が判定閾値以上である場合に、太陽電池２による発電電力を昇圧せずに、補機用バッテリ４に充電するので、コンバータ効率が低下するような状態での昇圧コンバータ９の使用を避けることができる。これにより、昇圧コンバータ９における電力損失を抑制して、効率よく充電することができる。また、昇圧比が判定閾値未満である場合に、昇圧コンバータ９によって発電電力を昇圧して、主バッテリ３に充電するので、効率の低下が少ない場合にのみ、昇圧コンバータ９を用いて発電電力を昇圧して主バッテリ３に充電することができる。車載用太陽電池システム１では、太陽電池２の出力電力によらず、昇圧比によって充電先バッテリを設定するので、太陽電池２の定格出力が異なる場合であっても、電力損失を抑えて充電することができる。
【００５６】
また、車載用太陽電池システム１によれば、自車の車速が判定閾値以下である場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行しないので、判定処理に関わる消費電力を抑えて充電することができる。
【００５７】
車載用太陽電池システム１は、降圧コンバータ１０を備え、補機用バッテリ４に充電する際に、電圧を低下させることで、電力損失を抑えて充電することができる。
【００５８】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００５９】
上記実施形態では、車載用太陽電池システム１を、電気自動車に搭載しているが、車載用太陽電池システム１は、例えば、ハイブリッド車、燃料電池自動車など、走行用電動機を備えたその他の車両に適用することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、補機用バッテリ４に充電する際に、降圧コンバータ１０を用いて電圧を降下させているが、車載用太陽電池システム１は、降圧コンバータ１０を備えていない構成でもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、車速が速度判定閾値以下である場合に、太陽電池２による発電電力を主バッテリ３に充電しているが、車速が速度判定閾値以下である場合に、太陽電池２による発電電力を補機用バッテリ４に充電してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、車速が速度判定閾値以下である場合に、充電先バッテリを設定するための判定処理を中止しているが、車速によらず、充電先バッテリを設定するための判定処理を実行してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、車速に基づいて、太陽電池２による発電電力の変動が少ないと判定して、充電先バッテリを設定するための判定処理を中止しているが、例えば、自車位置情報や、時間帯などに基づいて、充電先バッテリを設定するための判定処理を中止するか否かを決定してもよい。
【００６４】
また、充電用ＥＣＵ６において実行される処理の一部又は全部は、その他のＥＣＵや、スイッチング回路５によって実行してもよい。例えば、スイッチング回路５は、昇圧比に関するデータを入力して、昇圧比が判定閾値以上であるか否かの判定処理を実行してもよい。
【００６５】
また、車載用太陽電池システム１は、電圧の異なる複数の補機用バッテリ４を備え、昇圧比に応じて、充電先の補機用バッテリ４を切替える構成でもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…車載用太陽電池システム、２…太陽電池、３…主バッテリ、４…補機用バッテリ、６…充電用ＥＣＵ、７…走行用電動機、８…補機類、９…昇圧コンバータ、１０…降圧コンバータ、１２…車速センサ、６２…昇圧比算出部、６４…制御部。
【図１】
2014217167.tif 000004
【図２】
2014217167.tif 000005
【図３】
2014217167.tif 000006