JP2023002438A - 車両の充電システム及び方法、車両並びにコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の充電システムにおいて、ソーラーパネルからの電力を効率良くバッテリに充電する。【解決手段】ソーラーパネル（１）からの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリ（１３、２３）と、第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータ（１００）と、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部（３０）とを備える。制御部は、第１バッテリの温度が所定閾値未満の場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、第２バッテリ経由で又はソーラーパネルから直接に、前記電力をヒータへ供給するように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばソーラーパネルからの電力で充電するバッテリを備える車両の充電システム及び方法、そのような充電システムを備える車両、並びにコンピュータをそのような充電システムの制御部として機能させるコンピュータプログラムの技術分野に関する。

この種の充電システムとして、低温或いは極低温で充放電を行う際にリチウム電池等のバッテリが劣化する或いは充放電量が制限されるのを回避したり、極低温のために駆動用バッテリの始動が困難になることを回避したりのために、バッテリをヒータで昇温させるものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１６―１５７６４７号公報

しかしながら、上記特許文献１によれば、車両の始動時や駆動時に、ヒータに費やされるバッテリが枯渇しかねないという技術的問題点があり、ソーラーパネルからの電力を効率良くバッテリに充電することが望まれる。

本発明は、例えば上述した技術的問題に鑑みなされたものであり、ソーラーパネルからの電力を効率良くバッテリに充電することを可能ならしめる車両の充電システム及び方法、そのような充電システムを備える車両、並びにコンピュータをそのような充電システムの制御部として機能させるコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

本発明に係る車両の充電システムの一態様は上記課題を解決するために、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータと、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１バッテリの温度が所定閾値未満の場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記第１バッテリの温度が前記所定閾値以上の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように制御することを特徴とする。

本発明に係る車両の充電方法の一態様は上記課題を解決するために、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータとを備える車両の充電システムにおける充電方法であって、前記第１バッテリの温度が所定閾値未満であるか否かを判定する判定工程と、前記温度が前記所定閾値未満であると判定された場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記温度が前記所定閾値未満でないと判定された場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る車両の一態様は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様を有することを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムの一態様は上記課題を解決するために、コンピュータを、上述した本発明に係る車両の充電システムの制御部として機能させることを特徴とする。

本発明に係る車両の充電システムの一態様によれば、制御部による制御下で、第１バッテリの温度が所定閾値より低い場合に、第２バッテリをソーラーパネルからの電力で充電することで該第２バッテリからの放電により或いはソーラーパネルから直接、電力をヒータへ供給する。第１バッテリの温度が該所定閾値以上の場合には、第１バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、ソーラーパネルからの電力を第１バッテリへ供給する。このように、第１バッテリの温度に応じて選択的にヒータによる昇温を実行するので、充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

本発明に係る車両の充電方法の一態様によれば、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

本発明に係る車両の一態様によれば、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

本発明に係るコンピュータプログラムの一態様によれば、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

本発明によるこのような作用効果は、以下に説明する発明の実施形態により、より明らかにされる。

第１実施形態に係る車両の充電システムの全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る充電動作を示すフローチャートである。 図２のヒータで昇温するステップを構成する、サブルーチンの一具体例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る図１と同趣旨のブロック図である。 第２実施形態に係る図２と同趣旨のフローチャートである。 図２の冷却装置で降温するステップを構成する、サブルーチンの一具体例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る図３と同趣旨のフローチャートである。 第４実施形態に係る図１と同趣旨のブロック図である。 第５実施形態に係る、充電システムを備える車両の全体構成を示すブロック図である。

＜第１実施形態＞

図１から図３を参照して、本発明に係る車両の充電システムの第１実施形態について説明する。先ず図１を参照して、第１実施形態の構成について説明する。

図１において、第１実施形態に係る車両の充電システムは、ソーラーパネル１、第１バッテリ部１０、第２バッテリ部２０及び制御部３０、並びに第１バッテリ部１０が有する第１バッテリを昇温するためのヒータ１００を備えて構成されている。ヒータ１００は、以下に詳述するように、ソーラーパネル１からの電力が直接または第２バッテリ部２０を経由して供給されることで動作する電気式の加熱機構を持ち、第１バッテリ１３を常時で
なく選択的に加熱或いは昇温するように構成されている。

ソーラーパネル１は、車両のボディ外面等の日光を受ける箇所に搭載され、第１バッテリ部１０を経由して若しくは直接に、単独で若しくは他の電力源と組み合わされる形式で、ＤＣＣ或いはＤＣＤＣコンバータ等を適宜介して、車両における比較的高電圧の駆動用電源等として機能する。更に、ソーラーパネル１は、第２バッテリ部２０を経由して若しくは直接に、単独で若しくは他の電力源と組み合わされる形式で、ＤＣＣ或いはＤＣＤＣコンバータを適宜介して、車両における比較的低電圧の補機用電源等として機能し、本実施形態では特にヒータ１００に電力を供給するヒータ電源としても機能するように構成されている。

第１バッテリ部１０は、スイッチ１１、センサ１２、車両のモータを駆動する駆動用バッテリとして機能する比較的高電圧で大容量の第１バッテリ１３を含んで構成されている。第１バッテリ部１０は、例えばリチウムイオン電池、リチウム電池、又は全固体電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、電解質が注液された開栓型又は密閉型バッテリ等の第１バッテリ１３を有する。スイッチ１１は、ソーラーパネル１から第１バッテリ１３へ供給される電力の供給のオンオフや供給経路の切換えを実行可能となるように構成されている。センサ１２は、第１バッテリ１３の温度、電圧、電流、充電量等の各種パラメータを、第１バッテリ１３付近に取り付けられた温度センサ等で直接測定したり、演算により算定したりするように構成されている。第１バッテリ部１０は、これらの構成要素の外、ソーラーパネル１からの直流電圧を降下させたり昇圧させたりするＤＣＣ或いはＤＣＤＣコンバータ、第２バッテリ部２０との間で電力を融通するためのＤＤＣ或いはＤＣＤＣコンバータ、第１バッテリ部１０に対してユーザからの随意の指示を与えるため用の或いは検査用の操作部、端子等の既存のバッテリに付随して設けられる各種構成要素を含んで構成されてもよい。

第２バッテリ部２０は、スイッチ２１、センサ２２、車両の各種補機に電力を供給する補機用バッテリとして機能する比較的低電圧で小容量の第２バッテリ２３を含んで構成されている。或いは、第２バッテリは、比較的高電圧で小容量のものでもよい。第２バッテリ２３は、例えば第１バッテリと異種の伝統的な電解質が注液された開栓型又は密閉型バッテリ等、或いは、第１バッテリと同種のリチウムイオン電池等である。スイッチ２１は、ソーラーパネル１から第２バッテリ２３へ供給される電力の供給のオンオフや供給経路の切換えを実行可能に、本実施形態では特にヒータ１００への電力を選択的に第２バッテリ２３経由で又はソーラーパネル１から直接に供給可能となるように構成されている。センサ２２は、第２バッテリ２３の温度、電圧、電流、充電量等の各種パラメータを、第２バッテリ２３付近に取り付けられた温度センサ等で直接測定したり、演算により算定したりするように構成されている。第２バッテリ部２０は、これらの構成要素の外、ソーラーパネル１からの電圧を降下させたり昇圧させたりするＤＣＣ或いはＤＣＤＣコンバータ、第１バッテリ部１０との間で電力を融通するためのＤＤＣ或いはＤＣＤＣコンバータ、第２バッテリ部２０に対してユーザからの随意の指示を与えるため用の或いは検査用の操作部、端子等の既存のバッテリに付随して設けられる各種構成要素を含んで構成されてもよい。

制御部３０は、プロセッサ、メモリ等を含み、比較部３１及び供給指示部３２を備えて構成されている。制御部３０は、後に詳述する所定アルゴリズム（図２及び図３参照）に従って、比較部３１における第１バッテリ１３の温度に係る比較結果に基づいて、供給指示部３２により、第１バッテリ部１０のスイッチ１１及び第２バッテリ部２０のスイッチ２１に対するオンオフ制御や供給経路の切換え制御を実行し、特に選択的にヒータ１００により第１バッテリ１３を昇温するように構成されている。制御部３０は、ソーラーパネルの発電状態等を示す信号がソーラーパネル１から直接に又は第１バッテリ１３若しくは第２バッテリ２３経由で入力されることで、ソーラーパネルの状態をモニタリング可能に構成されてもよい。

次に図２を参照して、第１実施形態の動作処理を、図１に示した制御部３０等における詳細な構成と共に説明する。図２に示す動作処理は、定期的に要求される又は不定期的に（例えば、時刻、日照情報、日射情報等に基づいて若しくはユーザによる随意的な要求により不定期に）要求される“ソーラー発電要求”が、充電システムに与えられることで、ルーチンとして実行されるものである。

図２において、ソーラー発電要求がされると（スタート）、先ず制御部３０により、ソーラー発電が可能であるか否かが判定される（ステップＳ１０１）。ここでは、例えば、現在の日照或いは日射が発電可能なレベルに達しているか否が判定される。

続いて、ステップＳ１０１の判定の結果、ソーラー発電が可能であると判定されれば（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、制御部３０が有する比較部３１（図１参照）により、第１バッテリ１３の電池温度が、予め設定された充電制限最低温度より高いか否かが判定される（ステップＳ１０２）。ここに充電制限最低温度は、本発明における温度に係る「所定閾値」の一例であり、極低温の環境下では劣化してしまう或いは充電量に制限がかかる第１バッテリ１３の充放電が、満足に実行可能な最低温度（例えば、ある程度常温に近い低温）として、実験的若しくは経験的に又はシミュレーション等により予め設定される値である。充電制限最低温度の値は、車両の走行中や停車中にリアルタイム的に或いは機械学習的に、より適切な値となるように更新されてもよい。加えて、このような充電制限最低温度の設定については、ヒータ１００による昇温を停止した場合や昇温を実施していない場合における充電開始後或いは充電中の第１バッテリ１３の温度低下、センサ１２による測定誤差、制御における遅延時間や誤差等を考慮して、実用的なレベルのマージンを加味して設定するのがよい。

他方、ステップＳ１０１の判定の結果、ソーラー発電が可能でないと判定されれば（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、充電システムは、今回のソーラー発電要求に応えられないので、一連の処理は終了される（エンド）。ステップＳ１０１の判定処理と並行して或いは相前後して、第１バッテリ１３や第２バッテリ２３が満充電となっていないか否か（即ち、ソーラー発電が必要ないか否か）が判定されてもよく、そこで不要なら一連の処理が終了される（エンド）ように構成してもよい。

ステップＳ１０２での判定の結果、電池温度が予め設定された充電制限最低温度より高ければ（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部３０が有する供給指示部３２により、第１バッテリ部１０のスイッチ１１の供給経路がソーラーパネル１と第１バッテリ１３とを繋ぐように切換えられることで、ソーラーパネル１からの電力による第１バッテリ１３への充電が行われる（ステップＳ１０３）。この際、第１バッテリ１３の充電状態毎の劣化しない充電量を示す情報を、対応する電圧、電流、温度等の情報と共に予め記憶しておき、それらの情報により定まる許容充電量を基にして、第１バッテリ１３への充電を開始或いは実行するようにしてもよい。その後、当該ルーチンにおける一連の処理が終了される（エンド）。

他方、ステップＳ１０２での判定の結果、電池温度が予め設定された充電制限最低温度より高くなければ（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部３０が有する供給指示部３２により、第２バッテリ部２０のスイッチ２１の供給経路が、ソーラーパネル１と第２バッテリ２３とを繋ぐように切換えられるか或いはソーラーパネル１とヒータ１００とを直接繋ぐように切り換えられることで、ヒータ１００による第１バッテリ１３の昇温が実行される（ステップＳ１０５）。このヒータ１００による昇温が、ステップＳ１０２での判定がＹｅｓとなるまで繰り返して実行され（ステップＳ１０２：Ｎｏ及びステップＳ１０５）、最終的には第１バッテリ１３への充電が実行され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ及びステップＳ１０３）、当該ルーチンにおける一連の処理が終了される（エンド）。

ここで、図３を参照して、図２のステップＳ１０５で実行されるヒータで昇温する処理の一具体例について説明を加える。ここに図３の処理は、図２のルーチン処理の中で、ステップＳ１０５での処理で呼び出されるサブルーチン処理として実行されるものである。

図３においては、先ず、第２バッテリ２３の充電量が所定充電量を上回るか否かが、即ち、第２バッテリ２３の現在の充電量で、ヒータ１００での昇温処理を賄えるか否かが、比較部３１により判定される（ステップＳ１１）。

ここでの判定の結果、充電量が現在十分あれば（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、第２バッテリ２３経由でヒータ１００への電力供給が行われるように、供給指示部３２によりスイッチ２１が切換えられて、第２バッテリ２３経由でのヒータ１００への供給が実行される（ステップＳ１２）。これと並列に、第２バッテリ２３への充電がソーラーパネル１から行われる。或いは、ここでの判定の結果、充電量が現在十分でなければ（ステップＳ１１：Ｎｏ）、第２バッテリ２３を経由することなく、ソーラーパネル１から直接、ヒータ１００への電力供給が行われるように、供給指示部３２によりスイッチ２１が切換えられる（ステップＳ１３）。ここでのヒータ１００への電力供給の際、ソーラーパネル１からの電力に余力があれば、第２バッテリ２３への充電がソーラーパネル１から並列で行われるように制御してもよいし、或いは、余力がなければ、第２バッテリ２３への充電は当面の間（即ち、ヒータ１００により充電制限最低温度が達成されるまでの間）行われないように制御してもよい。

以上、図１から図３を参照して詳細に説明したように、第１実施形態によれば、第１バッテリ１３の温度に応じて選択的にヒータ１００による昇温を実行するので、充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。従ってまた、第１バッテリ１３や第２バッテリ２３が枯渇する事態の発生を効率的に防止可能となる。
＜第２実施形態＞

図４から図６を参照して、本発明に係る車両の充電システムの第２実施形態について説明する。なお、図４から図６では、図１から図３に示した第１実施形態に係る構成要素或いは処理ステップと同等の構成要素或いは処理ステップに対しては、同一の参照符号を付し、それらの説明については適宜省略する。

図４において、第２実施形態では、ヒータ１００に代えて、冷却装置２００を備えて構成されている。制御部３０は、冷却装置２００による降温処理を選択的に行う制御（図５及び図６参照）を実行するように構成されている。その他の構成及び処理については、第１実施形態と概ね同様である。

即ち図４において、第２実施形態に係る車両の充電システムは、ソーラーパネル１、第１バッテリ部１０、第２バッテリ部２０及び制御部３０、並びに第１バッテリ部１０が有する第１バッテリ１３を降温するための冷却装置２００を備えて構成されている。冷却装置２００は、ソーラーパネル１からの電力が直接または第２バッテリ部２０を経由して供給されることで動作する。冷却装置２００は、例えば、冷却用ＡＣ（エアコン）、冷却ファン等の空冷式や冷却用ＷＣ（ウオーター・ポンプ）等の水冷式の冷却機構を一種または複数種類有しており、第１バッテリ１３を常時でなく選択的に冷却或いは降温するように構成されている。

第２実施形態では、制御部３０は、後に詳述する所定アルゴリズム（図５及び図６参照）に従って、比較部３１における第１バッテリ１３の温度に係る比較結果に基づいて、供給指示部３２により、第１バッテリ部１０のスイッチ１１及び第２バッテリ部２０のスイッチ２１に対するオンオフ制御や供給経路の切換え制御を実行し、特に選択的に冷却装置２００により第１バッテリ１３を降温するように構成されている。

図５において、ソーラー発電要求がされると（スタート）、ステップＳ１０１を経てのステップＳ２０２では、制御部３０が有する比較部３１（図１参照）により、第１バッテリ１３の電池温度が、予め設定された充電制限最高温度より低いか否かが判定される（ステップＳ２０２）。ここに充電制限最高温度は、本発明における温度に係る「所定閾値」の他の一例であり、仮に極高温の環境下では劣化してしまう或いは異常状態となる第１バッテリ１３の充放電が、満足に実行可能な最高温度（例えば、ある程度常温に近い高温）として、実験的若しくは経験的に又はシミュレーション等により予め設定される値である。充電制限最高温度の値は、車両の走行中や停車中にリアルタイム的に或いは機械学習的に、より適切な値となるように更新されてもよい。加えて、このような充電制限最高温度の設定については、冷却装置２００による降温を停止した場合や降温を実施していない場合における充電開始後或いは充電中の第１バッテリ１３の温度上昇やセンサ１２による測定誤差、制御における遅延時間や誤差等を考慮して、実用的なレベルのマージンを加味して設定するのがよい。

更に、第２実施形態では、ステップＳ１０１を経てのステップＳ２０５では、制御部３０が有する供給指示部３２により、第２バッテリ部２０のスイッチ２１の供給経路が、ソーラーパネル１と第２バッテリ２３とを繋ぐように切換えられるか或いはソーラーパネル１と冷却装置２００とを直接繋ぐように切り換えられることで、冷却装置２００による第１バッテリ１３の降温が実行される（ステップＳ２０５）。この冷却装置２００による昇温が、ステップＳ２０２での判定がＹｅｓとなるまで繰り返して実行され（ステップＳ２０２：Ｎｏ及びステップＳ２０５）、最終的には第１バッテリ１３への充電が行われ（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ及びステップＳ１０３）、当該ルーチンにおける一連の処理が終了される（エンド）。

ここで、図６を参照して、図５のステップＳ２０５で実行される冷却装置２００で降温する処理の一具体例について説明を加える。ここに図６の処理は、図５のルーチン処理の中で、ステップＳ２０５での処理で呼び出されるサブルーチン処理として実行されるものである。

図６においては、先ず、第２バッテリ２３の充電量が所定充電量を上回るか否かが、即ち、第２バッテリ２３の現在の充電量で、冷却装置２００での降温処理を賄えるか否かが、比較部３１により判定される（ステップＳ２１）。

ここでの判定の結果、充電量が現在十分あれば（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、第２バッテリ２３経由での冷却装置２００への電力供給が行われるように、供給指示部３２によりスイッチ２１が切換えられて、第２バッテリ２３経由で冷却装置２００への電力の供給が行われる（ステップＳ２２）。これと並列に、第２バッテリ２３への充電がソーラーパネル１から行われる。或いは、ここでの判定の結果、充電量が現在十分でなければ（ステップＳ２１：Ｎｏ）、第２バッテリ２３を経由することなく、ソーラーパネル１から直接、冷却装置２００への電力供給が行われるように、供給指示部３２によりスイッチ２１が切換えられる（ステップＳ２３）。ここでの冷却装置２００への電力供給の際、ソーラーパネル１からの電力に余力があれば、第２バッテリ２３への充電がソーラーパネル１から並列で行われるように制御してもよいし、或いは、余力がなければ、第２バッテリ２３への充電は当面の間（即ち、冷却装置２００により充電制限最高温度が達成されるまでの間）行われないように制御してもよい。

以上、図４から図６を参照して詳細に説明したように、第２実施形態によれば、第１バッテリ１３の温度に応じて選択的に冷却装置２００による降温を実行するので、充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。従ってまた、第１バッテリ１３や第２バッテリ２３が枯渇する事態の発生を効率的に防止可能となる。
＜第３実施形態＞

図７を参照して、本発明に係る車両の充電システムの第３実施形態について説明する。上述の第１実施形態では、例えばリチウムイオン電池等の極低温時の充放電で劣化しやすい第１バッテリ１３における該劣化を防止することが可能に構成されている。或いは、上述の第２実施形態では、例えばリチウムイオン電池等の極高温時の充放電で劣化しやすい第１バッテリ１３における該劣化を防止することが可能に構成されている。第３実施形態は、このような第１バッテリ１３の劣化の防止のみならず、例えばリチウムイオン電池等の極低温時の充放電で大電流により劣化しやすいバッテリで、第２バッテリ２３を構築した場合における、当該第２バッテリ２３の劣化を防止することが可能に構成されている。このため、第３実施形態は、第１実施形態と比べて、図３で示したステップＳ１０５の昇温に係る動作処理が異なる。第３実施形態に係るその他の動作処理及び構成については、第１実施形態のそれらと同様であるので、説明を適宜省略する。

図７において、第３実施形態では、第１実施形態に係るヒータ１００で昇温するステップＳ１０５（図２参照）として、図３のステップＳ１１からＳ１３の処理に代えて、制御部３０が有する比較部３１（図１参照）により、第２バッテリ２３の電池温度が、予め設定された充電制限温度より高いか否かが判定される（ステップＳ３１）。ここに充電制限温度は、本発明における温度に係る「所定の第２閾値」の一例であり、極低温の環境下で急速に充放電を行うと劣化してしまう第２バッテリ２３が、そのように劣化しない温度（例えば、ある程度常温に近い低温）として、実験的若しくは経験的に又はシミュレーション等により予め設定される値である。充電制限温度の値は、車両の走行中や停車中にリアルタイム的に或いは機械学習的に、より適切な値となるように更新されてもよい。

ステップＳ３１での判定の結果、第２バッテリ２３の電池温度が予め設定された充電制限温度より高ければ（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、制御部３０が有する供給指示部３２により、第２バッテリ部２０のスイッチ２１の供給経路がソーラーパネル１と第２バッテリ２３とを繋ぐように切換えられる。これにより、ソーラーパネル１からの電力による第２バッテリ２３への充電が行われる。即ち、第２バッテリ２３に対する電流抑制或いは遮断が無いまま、第２バッテリ２３を経由してのヒータ１００への電流供給が実行される（ステップＳ３２）。その後、当該ルーチンにおける一連の処理が終了される（エンド）。

他方、ステップＳ３１での判定の結果、第２バッテリ２３の電池温度が予め設定された充電制限温度より高くなければ（ステップＳ３１：Ｎｏ）、制御部３０が有する供給指示部３２により、第２バッテリ部２０のスイッチ２１の供給経路が、電流抑制が有る経路を介して行われるか或いはソーラーパネル１とヒータ１００とを直接繋ぐように切り換えられる。これにより、ソーラーパネル１からの電力によるヒータ１００への電流供給が、第２バッテリ２３への電流供給が抑制或いは遮断された状態で行われる（ステップＳ３３）。

ここでの電流抑制や遮断に係る調整としては、より具体的には例えば、ソーラーパネル１から第２バッテリ部２０への電力供給に係るＤＣＣ或いはＤＣＤＣコンバータの出力を、電流フィードバック制御により抑制したりゼロにしたりする。この際、第２バッテリ２３の充電状態毎の劣化しない充電量を示す情報を、対応する電圧、電流、温度等の情報と共に予め記憶しておき、それらの情報により定まる許容充電量を基にして、第２バッテリ２３への充電を開始或いは実行するようにしてもよい。或いは、スイッチ２１の回路遮断スイッチとしての切替えにより、第２バッテリ部２０への電力供給を抑制したりゼロにしたりすることで、第２バッテリ２３に対する電流抑制や遮断に係る調整を実行してもよい。或いは、第２バッテリ２３の消費電力をフィードバックすることで、第２バッテリ２３に大電流が流れないように調整を実行してもよい。その後、当該ルーチンにおける一連の処理が終了される（エンド）。

上述の第３実施形態では、第１実施形態の場合と同じく、第１バッテリ１３の温度に応じて選択的にヒータ１００への電力供給を行うことで第１バッテリ１３の極低温時の充放電による劣化を防止したり効率を高めたりしているが、このような第１バッテリ１３の温度に応じた制御を行うことなく或いはこのような第１バッテリ１３の温度とは無関係に、第２バッテリ２３における第２バッテリ２３の温度に応じた選択的な電流抑制或いは遮断に係る制御を実行するように構成してもよい。そのように構成しても、第２バッテリ２３の極低温時の充放電による劣化を防止するという効果は相応に得られる。

更に、上述の第３実施形態では、第２バッテリ２３の極低温時の急速な充放電による劣化を防止するが、第１実施形態に対する第２実施形態としてある応用形態と同じく、第３実施形態に対する同趣旨の応用形態として、第２バッテリ２３の高温時の充放電による劣化を防止するように構成されてもよく、この際、第２バッテリ２３を冷却する冷却装置を、第１バッテリ１３を冷却する冷却装置２００（図４参照）と同要領で或いは別要領で、別途設けてもよい。

以上、図７を参照して詳細に説明したように、第３実施形態によれば、第２バッテリ２３の温度に応じて選択的に、第２バッテリ２３への電流供給を抑制したり或いは遮断したりするので、第２バッテリ２３を含めた充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。従ってまた、第１バッテリ１３のみならず第２バッテリ２３が極低温時の急速な充放電により劣化する事態の発生を効率的に防止可能となる。
＜第４実施形態＞

図８に示すように、上述の第３実施形態の変形形態として、第３実施形態に係る第２バッテリ２３における第２バッテリ２３の温度に応じた選択的な電流抑制或いは遮断に係る制御を行うのに加えて又は代えて、第２バッテリ２３の温度が充電制限温度以下の場合に、第２バッテリ２３を昇温するヒータ４００を、第１バッテリを昇温するヒータ１００（図１参照）と同要領で或いは別要領で、別途設けてもよい。第４実施形態の動作処理としては、第３実施形態に係るステップＳ３３（図７）の処理に相前後して、ヒータ４００で昇温する処理を実行すればよい。第４実施形態の如くにヒータ４００を設けることで、第２バッテリ２３が極低温である状況から、より早く極低温でない状況に変更することが可能となる。
＜第５実施形態＞

第５実施形態に係る、充電システムを備える車両について説明を加える。図９に示すように、電気自動車である車両５００は、上述した第１から第４実施形態の充電システムを備えて構成われている。よって、車両５００では、制御部３０の制御下でヒータ１００を適宜利用することで、ソーラーパネル１からの電力を第１バッテリ部１０や第２バッテリ部２０に効率良く充電可能である。更に、第１バッテリ部１０や第２バッテリ部２０が有するリチウムイオン電池等が極低温或いは高温の環境での充放電により劣化することを効率的に未然防止できる。なお、制御部３０の一部或いは主要部は、車両５００と同じネットワークに通信接続された不図示のサーバ側に設けられてもよい。

付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。

［付記１］
本発明に係る付記１記載の車両の充電システムは、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータと、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１バッテリの温度が所定閾値未満の場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記第１バッテリの温度が前記所定閾値以上の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように制御することを特徴とする。

付記１記載の車両の充電システムの一態様によれば、一方で、制御部による制御下で、例えば大容量高電圧の駆動用バッテリ或いは主要バッテリである第１バッテリの温度が所定閾値（例えば、充電制限に係る最低温度）より低い場合に、例えば小容量定電圧の補機用バッテリである第２バッテリをソーラーパネルからの電力で充電することで該第２バッテリからの放電により或いはソーラーパネルから直接、電力をヒータへ供給する。

これにより、上述の如く温度が低い場合には、第１バッテリへの充電に先んじて先ず、第１バッテリの昇温が実行される。特に、第２バッテリを第１バッテリより小容量なものとして構成すれば、第２バッテリ経由で電力をヒータへ供給するために必要となり得る第２バッテリを充電するのにかかる時間は、大容量の第１バッテリを充電するのに比べて短時間で済むので有利である。或いは、ソーラーパネルからの電力を直接、ヒータへ供給する構成を採っていれば、第２バッテリの充電状態によらずにヒータによる昇温を迅速に実行可能となるので有利である。

他方で、制御部による制御下で、第１バッテリの温度が該所定閾値以上の場合には、第１バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、ヒータに電力を供給することなく、ソーラーパネルからの電力を第１バッテリへ供給する。即ち、この場合には、第１のバッテリの昇温は実行されない。或いは、制御部による制御下で、第１バッテリの温度がヒータによる昇温により、該所定閾値以上まで上がった場合にも、第１バッテリの充放電はその温度で満足に行えるものとして、ヒータに電力を供給することなく、ソーラーパネルからの電力を第１バッテリへ供給する。

なお、バッテリの温度については、例えば、温度センサを第１バッテリの所定位置に取り付けることで測定し、その測定結果を制御部へ電気的な信号で供給するように構成すればよい。又は、これに代えて若しくは加えて、その時点に至るまでの第１バッテリの充放電の履歴或いは第１バッテリの電圧値や電流値から、その時点における第１バッテリの動作温度を推定するように構成してもよい。

以上の結果、付記１記載の車両の充電システムの一態様によれば、第１バッテリの温度に応じて選択的にヒータによる昇温を実行するので、充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。この際、ヒータ用の電力を第１バッテリではなく第２バッテリとするので、第１バッテリが枯渇する事態の発生を効率的に防止可能となる。また、第２バッテリの充電量が少ない場合に、ヒータ用の電力を、ソーラーパネルから直接供給するか或いは第２バッテリの充電量を十分確保してから第２バッテリから供給するので、第２バッテリが枯渇する事態の発生を効率的に防止可能となる。加えて、第１バッテリとしては、極低温環境下で充放電すると劣化が促進されるタイプのバッテリの採用も可能となる。

［付記２］
付記２記載の車両の充電システムは、前記制御部は、前記温度が前記所定閾値未満の場合、前記第２バッテリの充電量が所定量以上であることを条件に、前記第２バッテリ経由で前記電力を前記ヒータへ供給するように制御することを特徴とする付記１記載の車両の充電システムである。

付記２記載の車両の充電システムによれば、制御部による制御下で、第１バッテリの温度が所定閾値未満の場合、第２バッテリの充電量が所定量以上であることを条件に、第２バッテリ経由で電力がヒータへ供給される。他方で、該条件が満たされねば、ソーラーパネルからの電力が直接ヒータへ供給され、この際、ソーラーパネルからの電力は、ヒータへのみ供給されてもよいし、ヒータへ供給されつつ第２バッテリへ供給されてもよい。従って、いずれにしても、第２バッテリが枯渇する事態の発生をも効率的に防止可能となる。

［付記３］
本発明に係る付記３記載の車両の充電システムは、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、第１バッテリの冷却を、前記電力が供給されることで実行する冷却装置と、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１バッテリの温度が所定閾値より高い場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記冷却装置へ供給し、前記第１バッテリの温度が前記所定閾値以下の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように制御することを特徴とする。

付記３記載の車両の充電システムによれば、制御部による制御下で、第１バッテリの温度が所定閾値（例えば、充電制限に係る最高温度）より高い場合に、第２バッテリをソーラーパネルからの電力で充電することで該第２バッテリからの放電により或いはソーラーパネルから直接、電力を冷却装置へ供給する。他方、第１バッテリの温度が該所定閾値以下の場合には、第１バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、ソーラーパネルからの電力を第１バッテリへ供給する。或いは、制御部による制御下で、第１バッテリの温度が冷却装置による降温により、該所定閾値以下まで下がった場合にも、第１バッテリの充放電はその温度で満足に行えるものとして、ソーラーパネルからの電力を第１バッテリへ供給する。

これにより、上述の如く温度が高い場合には、第１バッテリへの充電に先んじて先ず、第１バッテリの降温が実行される。特に、第２バッテリを第１バッテリより小容量なものとして構成すれば、第２バッテリ経由で電力を冷却装置へ供給するために必要となり得る第２バッテリを充電するのにかかる時間は、大容量の第１バッテリを充電するのに比べて短時間で済むので有利である。或いは、ソーラーパネルからの電力を直接、冷却装置へ供給する構成を採っていれば、第２バッテリの充電状態によらずに冷却装置による降温を迅速に実行可能となるので有利である。このように、第１バッテリの温度に応じて選択的に冷却装置による冷却を実行するので、充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

なお、上述した付記１記載の車両の充電システムに、当該付記３記載の車両の充電システムを組み合わせてもよい。より具体的には、ヒータ及び冷却装置の両方を備え、これらへの電力の供給が、第１バッテリの温度が所定の温度範囲（即ち、付記１に係る所定閾値と付記３に係る所定閾値との間に当たる温度範囲）に入っている場合に実行されるようにしてもよい。このように構成しても、充電システム全体として、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

［付記４］
本発明に係る付記４記載の車両の充電システムは、前記第１バッテリは、所定閾値未満の温度環境下で充放電されることにより劣化が促進される電池であることを特徴とする付記１から３の何れか一つに記載の車両の充電システムである。

付記４記載の車両の充電システムによれば、極低温或いは極高温での充放電で劣化し易い例えばリチウムイオン電池である第１バッテリを、そのような劣化から守ることが可能となる。同趣旨より、第１バッテリが、低温環境或いは高温環境下での充放電での劣化が問題になる、リチウムイオン電池以外で将来的に開発される高性能電池であっても、本発明に係る付記１から３記載の車両の充電システムによる作用効果は存分に奏される。

［付記５］
本発明に係る付記５記載の車両の充電システムは、前記制御部は、前記第２バッテリの温度が所定の第２閾値未満の場合、前記第２閾値以上の場合に比して、前記第２バッテリへの前記電力の供給を抑制又は遮断するように制御することを特徴とする付記１から４の何れか一つに記載の車両の充電システムである。

付記５記載の車両の充電システムによれば、制御部による制御下で、一方で、小容量定電圧の補機用バッテリである第２バッテリの温度が第２閾値（例えば、充電制限に係る最低温度）より低い場合に、第２閾値以上の場合に比して、第２バッテリへのソーラーパネルからの電力の供給が抑制されるか又は遮断される。この場合、第２バッテリからの放電による電力のヒータへの供給は少なくされるか又は無くされる。他方で、第２バッテリの温度が該第２閾値以上の場合には、第２バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、第２バッテリへのソーラーパネルからの電力供給が抑制や遮断されることなく、第２バッテリは、ヒータへの電力供給に適宜利用される。なお、第２バッテリの温度については、例えば、温度センサを第２バッテリの所定位置に取り付けることで測定し、その測定結果を制御部へ電気的な信号で供給するように構成すればよい。

以上の結果、第２バッテリの温度に応じて選択的に第２バッテリを利用又は未利用するので、第２バッテリを含めた充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。特に、第２バッテリとしては、極低温環境下で充放電すると劣化が促進されるタイプのバッテリの採用も可能となる。

［付記６］
本発明に係る付記６記載の車両の充電システムは、前記第２バッテリは、所定閾値未満の温度環境下で充放電されることにより劣化が促進される電池であることを特徴とする付記５記載の車両の充電システムである。

付記６記載の車両の充電システムによれば、極低温或いは極高温での充放電で劣化し易い例えばリチウムイオン電池である第２バッテリを、そのような劣化から守ることが可能となる。同趣旨より、第２バッテリが、低温環境或いは高温環境下での充放電での劣化が問題になる、リチウムイオン電池以外で将来的に開発される高性能電池であっても、本発明に係る付記５記載の車両の充電システムによる作用効果は存分に奏される。

［付記７］
本発明に係る付記７記載の車両の充電システムは、前記第２バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行する他のヒータを更に備え、前記制御部は、前記第２バッテリの温度が前記第２閾値未満の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記他のヒータへ供給するように制御することを特徴とする付記５又は６記載の車両の充電システムである。

付記７記載の車両の充電システムの一態様によれば、制御部による制御下で、一方で、第２バッテリの温度が第２閾値未満の場合には、第２バッテリ用である他のヒータにより、第２バッテリの昇温が実行される。他方で、第２バッテリの温度が該第２閾値以上の場合には、第２バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、第２バッテリ用の他のヒータによる第２バッテリの昇温が実行されことなく、第２バッテリは、ヒータへの電力供給に適宜利用される。

［付記８］
本発明に係る付記８記載の車両の充電システムは、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する駆動用の第１バッテリ及び補機用の第２バッテリと、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第２バッテリの温度が所定の第２閾値未満の場合、前記第２閾値以上の場合に比して、前記第２バッテリへの前記電力の供給を抑制又は遮断するように制御することを特徴とする。

付記８記載の車両の充電システムの一態様によれば、制御部による制御下で、一方で、小容量定電圧の補機用バッテリである第２バッテリの温度が第２閾値より低い場合に、第２閾値以上の場合に比して、第２バッテリへのソーラーパネルからの電力の供給が抑制されるか又は遮断される。他方で、第２バッテリの温度が該第２閾値以上の場合には、第２バッテリの充放電は温度がそのままでも満足に行えるものとして、第２バッテリへのソーラーパネルからの電力供給が抑制や遮断されることない。以上の結果、第２バッテリの温度に応じて選択的に第２バッテリを補機用に利用又は未利用するので、第２バッテリを含めた充電システム全体としては、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。特に、第２バッテリとしては、極低温環境下で充放電すると劣化が促進されるタイプのバッテリの採用も可能となる。

［付記９］
本発明に係る付記９記載の車両の充電方法は、ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータとを備える車両の充電システムにおける充電方法であって、前記第１バッテリの温度が所定閾値未満であるか否かを判定する判定工程と、前記温度が前記所定閾値未満であると判定された場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記温度が前記所定閾値未満でないと判定された場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御工程とを有することを特徴とする車両の充電方法である。

本発明に係る付記９記載の車両の充電方法によれば、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、第１バッテリの温度に応じて選択的にヒータによる昇温を実行するので、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となる。

［付記１０］
本発明に係る付記１０記載の車両は、上述した付記１から８の何れか一つに記載の車両の充電システムを備えることを特徴とする車両である。

本発明に係る付記１０記載の車両によれば、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となり、第１バッテリや第２バッテリの極低温或いは極高温の環境下での充放電による劣化を効率的に防止できたりする。

［付記１１］
本発明に係る付記１１記載のコンピュータプログラムは、コンピュータを、上述した本発明に係る付記１から８の何れか一つに記載の充電システムの制御部として機能させることを特徴とするコンピュータプログラムである。

本発明に係る付記１１記載のコンピュータプログラムによれば、車両にその一部又は全部が搭載された又は車両を遠隔操作するコンピュータに、ダウンロードされたり記憶媒体を介して読み込まれた当該コンピュータプログラムを実行させることにより比較的簡単に、上述した本発明に係る車両の充電システムの一態様の場合と同様に、ソーラーパネルからの電力を効率良く充電可能となり、第１バッテリや第２バッテリの極低温或いは極高温の環境下での充放電による劣化を効率的に防止できたりする。

本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の充電システム及び方法、車両並びにコンピュータプログラムもまた本発明の技術思想に含まれる。

１……ソーラーパネル
１０……第１バッテリ部
１３……第１バッテリ
２０……第２バッテリ部
２３……第２バッテリ
３０……制御部
１００……ヒータ
２００……冷却装置

Claims (8)

1. ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、
   前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータと、
   前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１バッテリの温度が所定閾値未満の場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記第１バッテリの温度が前記所定閾値以上の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように制御する
   ことを特徴とする車両の充電システム。
2. 前記制御部は、前記温度が前記所定閾値未満の場合、前記第２バッテリの充電量が所定量以上であることを条件に、前記第２バッテリ経由で前記電力を前記ヒータへ供給するように制御することを特徴とする請求項１記載の車両の充電システム。
3. 前記制御部は、前記第２バッテリの温度が所定の第２閾値未満の場合、前記第２閾値以上の場合に比して、前記第２バッテリへの前記電力の供給を抑制又は遮断するように制御することを特徴とする請求項１記載の車両の充電システム。
4. 前記第２バッテリは、所定閾値未満の温度環境下で充放電されることにより劣化が促進される電池であることを特徴とする請求項３記載の車両の充電システム。
5. 前記第２バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行する他のヒータを更に備え、
   前記制御部は、前記第２バッテリの温度が前記第２閾値未満の場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記他のヒータへ供給するように制御することを特徴とする請求項４記載の車両の充電システム。
6. ソーラーパネルからの電力を夫々蓄電する第１及び第２バッテリと、前記第１バッテリの昇温を、前記電力が供給されることで実行するヒータとを備える車両の充電システムにおける充電方法であって、
   前記第１バッテリの温度が所定閾値未満であるか否かを判定する判定工程と、
   前記温度が前記所定閾値未満であると判定された場合、前記温度が前記所定閾値となるまで、前記第２バッテリ経由で又は前記ソーラーパネルから直接に、前記電力を前記ヒータへ供給し、前記温度が前記所定閾値未満でないと判定された場合、前記ソーラーパネルから前記電力を前記第１バッテリへ供給するように、前記電力に係る供給のオンオフ及び経路の少なくとも一方を制御する制御工程と
   を有することを特徴とする車両の充電システム。
7. 請求項１から５の何れか一項記載の車両の充電システムを備えることを特徴とする車両。
8. コンピュータを、請求項１から８の何れか一項に記載の充電システムの制御部として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。

Images