JP2018074678A - 太陽光発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ソーラーパネルによる発電ができない状況や時間帯での消費電力を削減すること。
【解決手段】ソーラーパネルと、車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるとき、前記ソーラーパネルによる発電ができるか否かの判断に必要な判断情報に基づいて前記発電ができるか否かを判断するマイコンと、前記発電ができると判断された場合、前記マイコンへの電力供給を継続し、前記発電ができないと判断された場合、前記マイコンへの電力供給を遮断する電源制御回路とを備え、前記マイコンは、前記発電ができると判断した場合において、前記ソーラーパネルの発電出力の大きさが所定値以上のときには蓄電装置が前記発電出力に基づいて充電されるように充電回路を動作させ、前記発電出力の大きさが前記所定値未満のときには前記充電回路が前記発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電することを停止させる、太陽光発電システム。
【選択図】図1
【解決手段】ソーラーパネルと、車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるとき、前記ソーラーパネルによる発電ができるか否かの判断に必要な判断情報に基づいて前記発電ができるか否かを判断するマイコンと、前記発電ができると判断された場合、前記マイコンへの電力供給を継続し、前記発電ができないと判断された場合、前記マイコンへの電力供給を遮断する電源制御回路とを備え、前記マイコンは、前記発電ができると判断した場合において、前記ソーラーパネルの発電出力の大きさが所定値以上のときには蓄電装置が前記発電出力に基づいて充電されるように充電回路を動作させ、前記発電出力の大きさが前記所定値未満のときには前記充電回路が前記発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電することを停止させる、太陽光発電システム。
【選択図】図1
Description
本発明は、太陽光発電システムに関する。
従来、ソーラーパネルで発電した電力を蓄電装置に充電することを制御するマイコンを備えた太陽光発電システムが知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示されたマイコンは、所定のインターバルで間欠的に起動し、起動中に、車両に搭載されたソーラーパネルで発電した電力を蓄電装置に充電可能か否かを判断する。
しかしながら、従来の技術では、ソーラーパネルの発電状態にかかわらず、マイコンは、所定のインターバルで間欠的に起動して、充電可能か否かを判断する。したがって、夜間等の発電ができない状況や時間帯でも、マイコンは、充電可能か否かを判断するために、所定のインターバルで起動することになる。そのため、そのような状況や時間帯では、マイコンが起動するまで待機している期間やマイコンが起動している期間に無駄な電力を消費してしまう。
そこで、本開示の一態様は、ソーラーパネルによる発電ができない状況や時間帯での消費電力の削減を可能とする太陽光発電システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の一態様では、
車両に搭載されたソーラーパネルと、
前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるとき、前記ソーラーパネルによる発電ができるか否かの判断に必要な判断情報を取得し、前記判断情報に基づいて前記発電ができるか否かを判断するマイコンと、
前記発電ができると前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を継続し、前記発電ができないと前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を遮断する電源制御回路と、
前記車両に搭載された蓄電装置と、
前記ソーラーパネルの発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電する充電回路とを備え、
前記マイコンは、前記発電ができると判断した場合において、前記発電出力の大きさが所定値以上のときには前記蓄電装置が前記発電出力に基づいて充電されるように前記充電回路を動作させ、前記発電出力の大きさが前記所定値未満のときには前記充電回路が前記発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電することを停止させる、太陽光発電システムが提供される。
車両に搭載されたソーラーパネルと、
前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるとき、前記ソーラーパネルによる発電ができるか否かの判断に必要な判断情報を取得し、前記判断情報に基づいて前記発電ができるか否かを判断するマイコンと、
前記発電ができると前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を継続し、前記発電ができないと前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を遮断する電源制御回路と、
前記車両に搭載された蓄電装置と、
前記ソーラーパネルの発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電する充電回路とを備え、
前記マイコンは、前記発電ができると判断した場合において、前記発電出力の大きさが所定値以上のときには前記蓄電装置が前記発電出力に基づいて充電されるように前記充電回路を動作させ、前記発電出力の大きさが前記所定値未満のときには前記充電回路が前記発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電することを停止させる、太陽光発電システムが提供される。
本開示の一態様によれば、ソーラーパネルによる発電ができないと判断された場合、マイコンへの電力供給が遮断されるため、消費電力を削減することができる。マイコンへの電力供給が遮断された場合、発電出力の大きさが所定値以上か否かをマイコンが判断する判断処理も行われない。したがって、ソーラーパネルによる発電ができないと判断された場合において、このような判断処理が行われることによる無駄な消費電力の発生を抑制することができる。
このように、本開示の一態様によれば、ソーラーパネルによる発電ができない状況や時間帯で、太陽光発電システムの消費電力を削減することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図1は、太陽光発電システムの構成の一例を示す図である。図1に示される太陽光発電システム101は、ソーラーパネル5によって発電された電力を蓄電装置12に充電することを制御するシステムの一例であり、車両100に搭載される。太陽光発電システム101は、バッテリ1と、イグニッションスイッチ2と、充電禁止スイッチ3と、外部機器4と、ソーラーパネル5と、蓄電装置12と、ECU(Electronic Control Unit)6とを備える。
バッテリ1は、充電可能な二次電池の一例である。バッテリ1は、例えば、車両100のエンジンルームやトランクなどに搭載される12V系の二次電池である。バッテリ1の正極は、ECU6の+B端子に常時接続される。バッテリ1の負極は、車両100のボディ等のグランドに常時接続される。
イグニッションスイッチ(略して、「IGスイッチ」ともいう)2は、車両100の運転席付近に配置される。乗員がIGスイッチ2のスイッチポジションをオフからオンに切り替えることによって、バッテリ1の電力がECU6のIG端子に入力される。逆に、乗員がIGスイッチ2のスイッチポジションをオンからオフに切り替えることによって、バッテリ1からIG端子に供給される電力は遮断される。
充電禁止スイッチ3は、車両100の運転席付近に配置される。乗員が充電禁止スイッチ3のスイッチポジションをオフからオンに切り替えることによって、充電禁止信号がECU6に入力される。充電禁止信号は、ソーラーパネル5によって発電された電力を蓄電装置12に充電することを禁止することを要求する信号を表す。
外部機器4は、ソーラーパネル5による発電ができるか否かの判断に必要な判断情報を保有する機器の一例である。判断情報は、例えば、車両100の現在の状況又は時刻が、ソーラーパネル5による発電に必要な日照が得られる状況又は時刻であるのか否かをECU6のマイコン7が判断するための情報である。
判断情報の具体例として、車両100の現在の位置を表す位置情報、車両100の現在地点での現在の天気を表す天気情報、車両100のソーラーパネル5付近の現在の照度を表す照度情報、現在の時刻を表す時刻情報などが挙げられる。外部機器4の具体例として、ナビゲーション装置、スマートフォン、照度センサなどが挙げられる。
例えば、マイコン7は、車両100が屋内又は地下などにいることを表す位置情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができないと判断する。一方、マイコン7は、車両100が屋外にいることを表す位置情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができると判断する。
例えば、マイコン7は、車両100の現在地点の天気が雨であることを表す天気情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができないと判断する。一方、マイコン7は、車両100の現在地点の天気が晴れであることを表す天気情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができると判断する。
例えば、マイコン7は、ソーラーパネル5付近の照度が所定の閾値未満であることを表す照度情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができないと判断する。一方、マイコン7は、ソーラーパネル5付近の照度が所定の閾値以上であることを表す照度情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができると判断する。
例えば、マイコン7は、現在時刻が夜の時間帯にあることを表す時刻情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができないと判断する。一方、マイコン7は、現在時刻が日中の時間帯にあることを表す時刻情報を外部機器4から取得することによって、ソーラーパネル5による発電ができると判断する。
ソーラーパネル5は、太陽光によって発電した電力を出力する。ソーラーパネル5から出力された電力は、ECU6内の充電回路13に供給される。ソーラーパネル5は、車両100に搭載され、例えば、車両100のルーフに設置される。
蓄電装置12は、車両100に搭載される二次電池であり、充電回路13から供給された電力を蓄電する。蓄電装置12に蓄えられた電力は、不図示のモータ等の車載負荷に供給される。蓄電装置12に蓄えられた電力は、車外ケーブルを介して、車両100外部の負荷に供給されてもよい。蓄電装置12には、バッテリ1が含まれてもよい。
ECU6は、ソーラーパネル5によって発電された電力を蓄電装置12に充電することを制御する電子制御装置の一例である。ECU6は、マイコン7と、電源制御回路11と、充電回路13と、モニタ回路14とを有する。
マイコン7は、ECU6の各種制御を実行するマイクロコンピュータである。マイコン7は、IGスイッチ2がオフ状態であるとき、ソーラーパネル5による発電ができるか否かの判断に必要な上述の判断情報を外部機器4から取得し、取得した判断情報に基づいて、ソーラーパネル5による発電ができるか否かを判断する。
電源制御回路11は、ECU6の電源を制御する。電源制御回路11は、IGスイッチ2がオフ状態であるときにおいて、ソーラーパネル5による発電ができるとマイコン7により判断された場合、マイコン7への電力供給を継続する。一方、電源制御回路11は、IGスイッチ2がオフ状態であるときにおいて、ソーラーパネル5による発電ができないとマイコン7により判断された場合、マイコン7への電力供給を遮断する。マイコン7への電力供給が遮断された場合、マイコン7は停止するので、ECU6も停止する。
電源制御回路11は、例えば、リレー駆動回路8と、電源リレー9と、電源回路10とを有する。
リレー駆動回路8は、マイコン7から出力される駆動指示信号に基づいて、電源リレー9をオンさせるリレー駆動信号、又は電源リレー9をオフさせるリレー非駆動信号を出力する。また、リレー駆動回路8は、IG端子から入力されるIGオン信号に基づいて、電源リレー9をオンさせるリレー駆動信号を出力する。IGオン信号は、IGスイッチ2がオンしていることを表す信号である。+B端子から入力される+B電圧によって動作するリレー駆動回路8は、IG端子からの電力の入力をIGオン信号として検出する。
電源リレー9は、リレー駆動回路8からのリレー駆動信号が入力されているとき、+B端子から入力される+B電圧(例えば、12V系電圧)を電源回路10に供給する。一方、電源リレー9は、リレー駆動回路8からのリレー非駆動信号が入力されているとき、電源回路10への+B電圧の供給を遮断する。
電源回路10は、+B電圧からVCC電圧(例えば、5V系電圧)を生成する降圧機能を有する。VCC電圧は、マイコン7の電源電圧として供給される。
充電回路13は、ソーラーパネル5の発電出力に基づいて、蓄電装置12を充電する。充電回路13は、例えば、ソーラーパネル5から出力された発電電力を降圧又は昇圧し、降圧又は昇圧した電力を蓄電装置12に供給する。充電回路13の具体例として、DC−DCコンバータが挙げられる。DCは、「Direct Current」の略語を表す。
モニタ回路14は、ソーラーパネル5の発電出力の大きさをモニタし、そのモニタ値をマイコン7に対して出力する。モニタ回路14は、モニタ部の一例である。モニタ回路14は、電流検出部と、電圧検出部とを有する。電流検出部は、ソーラーパネル5から出力される発電電流の大きさをモニタし、発電電流の大きさを表す電流モニタ値をマイコン7に対して出力する。電圧検出部は、ソーラーパネル5から出力される発電電圧の大きさをモニタし、発電電圧の大きさを表す電圧モニタ値をマイコン7に対して出力する。
図2は、マイコンによって実行される制御の流れの一例を示すフローチャートである。図1を参照して図2内の各処理について以下説明する。
マイコン7は、IGスイッチ2のオンからオフへの切り替えを検知すると、図2に示される制御を開始する。マイコン7は、IG端子からの電力の入力が遮断されたこと(例えば、IG端子の電圧レベルがハイレベルからローレベルに遷移したこと)を検出することによって、IGスイッチ2のオンからオフへの切り替えを検知する。
ステップS10にて、マイコン7は、IGスイッチ2がオフ状態であるとき、ソーラーパネル5による発電ができるか否かを判断するための判断情報を外部機器4から取得し、当該判断情報に基づいて、ソーラーパネル5による発電ができるか否かを判断する。マイコン7は、位置情報、天気情報、照度情報、時刻情報などの上述の複数の判断情報を組み合わせて、ソーラーパネル5による発電が現在できるか否かを判断してもよい。
マイコン7は、ソーラーパネル5による発電ができないと判断した場合(ステップS10でNo)、マイコン7自身への電力供給を遮断させるため、電源リレー9のオフ駆動を指示するオフ駆動指示信号を出力する(ステップS20)。これにより、電源リレー9をオフさせるリレー非駆動信号がリレー駆動回路8から出力されるので、電源リレー9がオンからオフに切り替わる。その結果、電源回路10からマイコン7への電力供給が遮断されるため、マイコン7は停止する。
一方、マイコン7は、ソーラーパネル5による発電ができると判断した場合(ステップS10でYes)、マイコン7自身への電力供給を継続させるため、電源リレー9のオン駆動を指示するオン駆動指示信号の出力を継続する(ステップS30)。これにより、電源リレー9をオンさせるリレー駆動信号がリレー駆動回路8から出力され続けるので、電源リレー9がオンしたままとなる。
ステップS40にて、マイコン7は、自身をスリープ状態に遷移させる。これにより、マイコン7の動作モードは、マイコン7の消費電力が最小限に維持される低消費電流モードに移行する。
ステップS50にて、マイコン7は、現時点が自身の起動する起動タイミングであるか否かを判断する。マイコン7は、現時点が起動タイミングでなければ(ステップS50でNo)、自身の状態をスリープ状態に維持し(ステップS40)、現時点が起動タイミングであれば(ステップS50でYes)、スリープ状態から起動する(ステップS60)。つまり、マイコン7は、所定の起動タイミングになるまで起動することを待機し、スリープ状態を維持する。
ステップS70にて、マイコン7は、ソーラーパネル5の発電出力をモニタするために、充電回路13を一時的に作動させる。この一時的な作動は、ソーラーパネル5の発電出力のモニタを目的とした一時的な処理であって、蓄電装置12の充電を主目的とする処理ではない。充電回路13を一時的に作動させることにより、ソーラーパネル5から電流が流れる。マイコン7は、ステップS70にて、モニタ回路14の電流検出部と電圧検出部とのセンサ値を読み込んで、ソーラーパネル5から出力された電力P(発電電力)の大きさを計算し、電力Pの大きさが発電判定閾値Pref1以上であるか否かを判断する。
なお、ステップS70では、マイコン7は、電力Pに代えて、モニタ回路14の電流検出部により検出された電流Iを読み込み、ソーラーパネル5から流れた電流Iの大きさが発電判定閾値Iref1以上であるか否かを判定してもよい。
また、ソーラーパネル5の発電出力をモニタするにあたっては、必ずしも、蓄電装置12への通電を行う必要はない。例えば、ソーラーパネル5と充電回路13との間の電流経路とグランドとの間に、発電出力の大きさを判定するための抵抗素子およびスイッチを設ける。そして、マイコン7は、当該スイッチをオンにして当該抵抗素子にソーラーパネル5からの電流を流して、そのときの電力あるいは電流をモニタ回路14によって検出してもよい。この場合には、充電回路13を作動させなくてもよい。
ステップS70において、マイコン7は、電力Pの大きさが発電判定閾値Pref1以上であるか否かを判断し、電力Pの大きさが発電判定閾値Pref1以上となっているあいだは、ステップS80の充電制御を継続する。発電判定閾値Pref1は、例えば、零又は零よりも僅かに大きな値に設定された所定値の一例である。
ステップ80では、マイコン7は、蓄電装置12がソーラーパネル5の発電出力に基づいて充電されるように充電回路13を動作させる。つまり、マイコン7は、ソーラーパネル5から蓄電装置12に充電電流が流れるように、充電回路13を動作させる。これにより、ソーラーパネル5の発電電力を使って蓄電装置12が充電される。
一方、ステップS70にて、マイコン7は、電力Pの大きさが発電判定閾値Pref1未満であると判断した場合、ソーラーパネル5が発電可能な状況又は時間帯であるものの、その発電電力が無い又は僅かであると判断することができる。ソーラーパネル5の発電電力が無い又は僅かである状態で充電回路13を動作させると、無駄な電力が発生したり、充電効率が低下したりする。
そこで、マイコン7は、ステップS70において「No」と判定した場合には、充電回路13がソーラーパネル5の発電電力に基づいて蓄電装置12を充電することを停止させる(ステップS100)。これにより、充電回路13を動作させることによる無駄な電力の発生や充電効率の低下を防止することができる。
マイコン7は、ステップS100の充電停止処理の後、ステップS10に戻って、ソーラーパネル5による発電ができるか否かを再び判断する。そして、マイコン7は、それ以降の上述の処理を繰り返す。
上述のような制御が実行されることにより、ソーラーパネル5による発電ができないと判断された場合、マイコン7への電力供給が遮断されるため、マイコン7の消費電力を削減することができる。マイコン7への電力供給が遮断された場合、マイコン7の起動処理(ステップS60)や、発電出力の大きさが所定値以上か否かをマイコン7が判断する判断処理(ステップS70)も行われない。したがって、ソーラーパネル5による発電ができない状況や時間帯において、このような起動処理や判断処理が行われることによる無駄な消費電力の発生を抑制することができる。
なお、ステップS10にて、マイコン7は、充電禁止スイッチ3のスイッチ状態を、ソーラーパネル5による発電ができるか否かの判断に利用してもよい。マイコン7は、充電禁止スイッチ3による上述の充電禁止信号を検知した場合、上述と同様に、マイコン7自身への電力供給を遮断させる(ステップS20)。これにより、屋内又は地下(例えば、自宅車庫や立体駐車場等)に車両100を駐車させた状況で、位置情報等だけでは発電ができるか否かを正しく判断できない場合でも、乗員の意思で充電を禁止したりマイコン7への電力供給を遮断したりすることが可能となる。
また、IGスイッチ2のオフによるマイコン7への電力供給が遮断された状態においてIGスイッチ2がオフからオンに切り替わると、リレー駆動回路8が、IGスイッチ2のオフからオンへの切り替わりを検知する。つまり、リレー駆動回路8は、IG端子から入力されるIGオン信号を検知する。リレー駆動回路8は、IGオン信号を検知することにより、電源リレー9をオンさせるリレー駆動信号を出力する。その結果、+B端子から入力される+B電圧が電源回路10に供給されるので、電源回路10によって生成されたVCC電圧がマイコン7に供給される。これにより、マイコン7は作動可能となる。
以上、太陽光発電システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
例えば、充電回路13は、ECU6に内蔵される場合に限られず、ECU6の外部に設けられてもよい。
また、充電禁止スイッチ3は、物理的な可動スイッチに限られず、ナビゲーションやスマートフォンなどの外部機器4のディスプレイに表示される画面入力スイッチでもよい。
また、リレー駆動回路8と電源リレー9と電源回路10とのうち一部又は全部は、集積化されたICでもよい。
2 イグニッションスイッチ
5 ソーラーパネル
6 ECU
7 マイコン
11 電源制御回路
12 蓄電装置
13 充電回路
14 モニタ回路
100 車両
101 太陽光発電システム
5 ソーラーパネル
6 ECU
7 マイコン
11 電源制御回路
12 蓄電装置
13 充電回路
14 モニタ回路
100 車両
101 太陽光発電システム
Claims (1)
- 車両に搭載されたソーラーパネルと、
前記車両のイグニッションスイッチがオフ状態であるとき、前記ソーラーパネルによる発電ができるか否かの判断に必要な判断情報を取得し、前記判断情報に基づいて前記発電ができるか否かを判断するマイコンと、
前記発電ができると前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を継続し、前記発電ができないと前記マイコンにより判断された場合、前記マイコンへの電力供給を遮断する電源制御回路と、
前記車両に搭載された蓄電装置と、
前記ソーラーパネルの発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電する充電回路とを備え、
前記マイコンは、前記発電ができると判断した場合において、前記発電出力の大きさが所定値以上のときには前記蓄電装置が前記発電出力に基づいて充電されるように前記充電回路を動作させ、前記発電出力の大きさが前記所定値未満のときには前記充電回路が前記発電出力に基づいて前記蓄電装置を充電することを停止させる、太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016209617A JP2018074678A (ja) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016209617A JP2018074678A (ja) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018074678A true JP2018074678A (ja) | 2018-05-10 |
Family
ID=62114562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016209617A Pending JP2018074678A (ja) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2018074678A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112825436A (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-21 | 丰田自动车株式会社 | 太阳能充电***以及车辆 |
-
2016
- 2016-10-26 JP JP2016209617A patent/JP2018074678A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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