特許ウォッチ

公開番号2025011867
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114250
出願日2023-07-12
発明の名称車載ソーラパネル用の電力制御装置
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類G05F 1/67 20060101AFI20250117BHJP(制御;調整)
要約【課題】車載ソーラパネル用の電力制御装置において、最大電力点の検出及び追従を迅速に行う。
【解決手段】車載ソーラパネル用の電力制御装置10の制御部28は、各々の電力変換部30の第1探索制御を他の電力変換部30の第1探索制御とは期間をずらすように複数の電力変換部30の各々の第1探索制御を順番に行う。制御部28は、複数の電力変換部30の各々の第1探索制御を行った後、各々の電力変換部30の第2探索制御を他の電力変換部30の第2探索制御とは期間をずらすように複数の電力変換部30の各々の第2探索制御を順番に行う。制御部28は、各々の電力変換部30に対し、第1探索制御を行った後の第2探索制御までの間に電力変換部30の一方側の電力を第1最大電力に基づく電力に追従させる仮追従制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１以上のソーラパネルを有するソーラパネル部が複数搭載された車両において、複数の前記ソーラパネル部から入力される電力を制御する電力制御装置であって、
導電路に対して電力を出力し得る複数の電力変換部と、
複数の前記電力変換部を制御する制御部と、
前記導電路を介して充放電される蓄電部と、
を有し、
各々の前記電力変換部は、自身に対応する前記ソーラパネル部から供給される電力に基づく入力電力を昇圧又は降圧するように変換し、前記導電路に出力電力を供給する電力変換を行い、
前記制御部は、各々の前記電力変換部に対し、探索制御を行った後に追従制御を行う電力調整制御を繰り返し実行し、
前記探索制御は、第１探索制御と第２探索制御とを含み、
前記第１探索制御は、前記電力変換部の入力側及び出力側のうち一方側の電圧を第１電圧幅で段階的に増加させ、又は、減少させ、前記第１電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第１最大電力を検出する制御であり、
前記第２探索制御は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも小さく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も低い電圧値よりも大きい中間電圧値から前記第１電圧幅よりも小さい第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に増加させ、又は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも大きく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も高い電圧値よりも小さい電圧値から前記第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に減少させ、前記第２電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第２最大電力を検出する制御であり、
前記追従制御は、前記電力変換部の前記一方側の電力を前記探索制御で検出された前記第２最大電力に追従させる制御であり、
前記制御部は、
各々の前記電力変換部の前記第１探索制御を他の前記電力変換部の前記第１探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第１探索制御を順番に行った後、各々の前記電力変換部の前記第２探索制御を他の前記電力変換部の前記第２探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第２探索制御を順番に行い、
各々の前記電力変換部に対し、前記第１探索制御を行った後の前記第２探索制御までの間に前記一方側の電力を前記第１最大電力に基づく電力に追従させる仮追従制御を行う
車載ソーラパネル用の電力制御装置。
続きを表示（約 400 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記第１探索制御において前記中間電圧値のときに検出される前記一方側の電力が閾値以下である場合には、当該第１探索制御に対応する前記第２探索制御において前記第２電圧幅を第１の値に設定して前記第２探索制御を開始し、
前記第１探索制御において前記中間電圧値のときに検出される前記一方側の電力が前記閾値を超える場合には、当該第１探索制御に対応する前記第２探索制御において前記第２電圧幅を前記第１の値よりも小さい値に設定して前記第２探索制御を開始する
請求項１に記載の車載ソーラパネル用の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数の前記電力変換部のうち、対応付けられた前記ソーラパネル部の発電能力が大きい前記電力変換部から順に前記第１探索制御を行う
請求項１又は請求項２に記載の車載ソーラパネル用の電力制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載ソーラパネル用の電力制御装置に関するものである。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、太陽電池パネルを搭載した車両に関する技術が開示されている。この技術では、制御装置は、太陽電池パネルの出力電圧と出力電流とに基づいて、太陽電池パネルから最大の出力電力が得られるようにＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）方式で電力変換器を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－６２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両に搭載されるソーラパネルは、車両の移動に伴って太陽に対する相対位置が変化するため、建造物や木々などによって太陽が遮られるような状況が急に生じやすく、例えば、トンネル、ビル、木陰、日なたなど、周囲の環境が高速に切り替わることも多い。このように、短時間に環境が急激に変わりやすいソーラパネルを制御対象にする場合、一般的なＭＰＰＴ制御の手法では最大電力点の探索や追従が間に合わず、効率の低下を招く懸念がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、車載ソーラパネル用の電力制御装置において、最大電力点の検出及び追従を迅速に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の車載ソーラパネル用の電力制御装置は、
１以上のソーラパネルを有するソーラパネル部が複数搭載された車両において、複数の前記ソーラパネル部から入力される電力を制御する電力制御装置であって、
導電路に対して電力を出力し得る複数の電力変換部と、
複数の前記電力変換部を制御する制御部と、
前記導電路を介して充放電される蓄電部と、
を有し、
各々の前記電力変換部は、自身に対応する前記ソーラパネル部から供給される電力に基づく入力電力を昇圧又は降圧するように変換し、前記導電路に出力電力を供給する電力変換を行い、
前記制御部は、各々の前記電力変換部に対し、探索制御を行った後に追従制御を行う電力調整制御を繰り返し実行し、
前記探索制御は、第１探索制御と第２探索制御とを含み、
前記第１探索制御は、前記電力変換部の入力側及び出力側のうち一方側の電圧を第１電圧幅で段階的に増加させ、又は、減少させ、前記第１電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第１最大電力を検出する制御であり、
前記第２探索制御は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも小さく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も低い電圧値よりも大きい中間電圧値から前記第１電圧幅よりも小さい第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に増加させ、又は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも大きく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も高い電圧値よりも小さい電圧値から前記第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に減少させ、前記第２電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第２最大電力を検出する制御であり、
前記追従制御は、前記電力変換部の前記一方側の電力を前記探索制御で検出された前記第２最大電力に追従させる制御であり、
前記制御部は、
各々の前記電力変換部の前記第１探索制御を他の前記電力変換部の前記第１探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第１探索制御を順番に行った後、各々の前記電力変換部の前記第２探索制御を他の前記電力変換部の前記第２探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第２探索制御を順番に行い、
各々の前記電力変換部に対し、前記第１探索制御を行った後の前記第２探索制御までの間に前記一方側の電力を前記第１最大電力に基づく電力に追従させる仮追従制御を行う。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、車載ソーラパネル用の電力制御装置において、最大電力点の検出及び追従を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る車載ソーラパネル用の電力制御装置を含む車両の構成を概略的に例示するブロック図である。
図２は、図１の電力制御装置に含まれるＭＰＰＴ回路及び制御部を概略的に例示する回路図である。
図３は、第１探索制御中における、経過時間と入力電流との関係、経過時間と入力電圧との関係、経過時間と入力電力との関係を対応させて示すグラフである。
図４は、第１探索制御中に入力電圧を段階的に上昇させる場合の１ステップの期間や電圧上昇幅などの関係を説明する説明図である。
図５は、第２探索制御中に入力電圧を段階的に上昇させる場合の１ステップの期間や電圧上昇幅などの関係を説明する説明図である。
図６は、制御部が行う処理の流れを示すフローチャートの前半部分である。
図７は、制御部が行う処理の流れを示すフローチャートの後半部分である。
図８は、各々の電力変換部に対する第１探索制御、仮追従制御、第２探索制御、及び追従制御の実行タイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。
【００１０】
〔１〕１以上のソーラパネルを有するソーラパネル部が複数搭載された車両において、複数の前記ソーラパネル部から入力される電力を制御する電力制御装置であって、
導電路に対して電力を出力し得る複数の電力変換部と、
複数の前記電力変換部を制御する制御部と、
前記導電路を介して充放電される蓄電部と、
を有し、
各々の前記電力変換部は、自身に対応する前記ソーラパネル部から供給される電力に基づく入力電力を昇圧又は降圧するように変換し、前記導電路に出力電力を供給する電力変換を行い、
前記制御部は、各々の前記電力変換部に対し、探索制御を行った後に追従制御を行う電力調整制御を繰り返し実行し、
前記探索制御は、第１探索制御と第２探索制御とを含み、
前記第１探索制御は、前記電力変換部の入力側及び出力側のうち一方側の電圧を第１電圧幅で段階的に増加させ、又は、減少させ、前記第１電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第１最大電力を検出する制御であり、
前記第２探索制御は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも小さく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も低い電圧値よりも大きい中間電圧値から前記第１電圧幅よりも小さい第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に増加させ、又は、前記第１探索制御における前記第１最大電力での前記一方側の電圧の値よりも大きく且つ前記第１探索制御の前記各段階のうちの最も高い電圧値よりも小さい電圧値から前記第２電圧幅で前記一方側の電圧を段階的に減少させ、前記第２電圧幅の各段階での前記一方側の電力のうち最大の電力である第２最大電力を検出する制御であり、
前記追従制御は、前記電力変換部の前記一方側の電力を前記探索制御で検出された前記第２最大電力に追従させる制御であり、
前記制御部は、
各々の前記電力変換部の前記第１探索制御を他の前記電力変換部の前記第１探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第１探索制御を順番に行った後、各々の前記電力変換部の前記第２探索制御を他の前記電力変換部の前記第２探索制御とは期間をずらすように複数の前記電力変換部の各々の前記第２探索制御を順番に行い、
各々の前記電力変換部に対し、前記第１探索制御を行った後の前記第２探索制御までの間に前記一方側の電力を前記第１最大電力に基づく電力に追従させる仮追従制御を行う
車載ソーラパネル用の電力制御装置。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許