特許 7559712 ソーラー制御装置、方法、プログラム、及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】ソーラー制御装置、方法、プログラム、及び車両

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/35 20060101AFI20240925BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240925BHJP

   B60L 8/00 20060101ALI20240925BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240925BHJP

   B60L 58/10 20190101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H02J7/35 F

H02J7/00 S

H02J7/00 P

B60L8/00

B60L50/60

B60L58/10

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021142250

(22)【出願日】2021-09-01

(65)【公開番号】P2023035414

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2023-10-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001276

【氏名又は名称】弁理士法人小笠原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】玉尾 淳一郎

(72)【発明者】

【氏名】中村 哲朗

【審査官】三橋 竜太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０８７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９９９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５８２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２７３１３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｂ６０Ｌ １／００－３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０

Ｈ０２Ｊ １／００－１／１６

Ｈ０２Ｊ ３／００－５／００

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソーラーパネルと、前記ソーラーパネルの発電電力を入力する第１ＤＣＤＣコンバータと、を含むソーラーユニット、及び前記ソーラーユニットが出力する電力を入力する第２ＤＣＤＣコンバータと、前記第２ＤＣＤＣコンバータに充電可能に接続されるバッテリと、を含む電力変換ユニットを、一方のユニットを少なくとも１つ以上かつ他方のユニットを２つ以上備えた、ソーラー充電システムを制御するソーラー制御装置であって、
前記第１ＤＣＤＣコンバータと前記第２ＤＣＤＣコンバータとが接続される中間点の電圧を検出する検出部と、
前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記中間点の電圧が第１閾値を超えた場合、前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を所定の値にさせた後に、前記第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する、ソーラー制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限した後に、前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を第２閾値以下にさせる、請求項１に記載のソーラー制御装置。

【請求項3】

前記ソーラー充電システムが２つの前記電力変換ユニットを備えており、
前記制御部は、前記検出部が検出した前記中間点の電圧が第１閾値を超えた場合、一方の前記電力変換ユニットに含まれる前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力を制限し、かつ、他方の前記電力変換ユニットに含まれる前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を所定の値にさせた後に、前記第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する、請求項１又は２に記載のソーラー制御装置。

【請求項4】

前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流の所定の値は、最大値である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のソーラー制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、出力を停止することによって前記第１ＤＣＤＣコンバータ及び前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のソーラー制御装置。

【請求項6】

ソーラーパネルと、前記ソーラーパネルの発電電力を入力する第１ＤＣＤＣコンバータと、を含むソーラーユニット、及び前記ソーラーユニットが出力する電力を入力する第２ＤＣＤＣコンバータと、前記第２ＤＣＤＣコンバータに充電可能に接続されるバッテリと、を含む電力変換ユニットを、一方のユニットを少なくとも１つ以上かつ他方のユニットを２つ以上備えた、ソーラー充電システムを制御するソーラー制御装置が行う方法であって、
前記第１ＤＣＤＣコンバータと前記第２ＤＣＤＣコンバータとが接続される中間点の電圧を検出する第１ステップと、
前記第１ステップで検出した前記中間点の電圧が第１閾値を超えた場合、前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を所定の値に制御する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する第３ステップと、を含む、方法。

【請求項7】

ソーラーパネルと、前記ソーラーパネルの発電電力を入力する第１ＤＣＤＣコンバータと、を含むソーラーユニット、及び前記ソーラーユニットが出力する電力を入力する第２ＤＣＤＣコンバータと、前記第２ＤＣＤＣコンバータに充電可能に接続されるバッテリと、を含む電力変換ユニットを、一方のユニットを少なくとも１つ以上かつ他方のユニットを２つ以上備えた、ソーラー充電システムを制御するソーラー制御装置のコンピューターが実行するプログラムであって、
前記第１ＤＣＤＣコンバータと前記第２ＤＣＤＣコンバータとが接続される中間点の電圧を検出する第１ステップと、
前記第１ステップで検出した前記中間点の電圧が第１閾値を超えた場合、前記第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を所定の値に制御する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する第３ステップと、を含む、プログラム。

【請求項8】

請求項１乃至５のいずれか１項に記載のソーラー制御装置を搭載した、車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ソーラーパネルの発電電力を用いたバッテリ充電を行うソーラー充電システムを制御するソーラー制御装置などに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、２つのソーラーパネルと、各ソーラーパネルに対応して設けられる２つのソーラーＤＣＤＣコンバータと、ソーラーＤＣＤＣコンバータの出力電力を高圧バッテリに供給する高圧ＤＣＤＣコンバータと、ソーラーＤＣＤＣコンバータの出力電力を補機バッテリに供給する補機ＤＣＤＣコンバータと、を備えた、ソーラー充電システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－０８７２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されている複数のＤＣＤＣコンバータを備えたシステムでは、ソーラーパネルの発電電力の変動などが原因で、ソーラーＤＣＤＣコンバータの出力側と高圧ＤＣＤＣコンバータ及び補機ＤＣＤＣコンバータの入力側とを接続する中間点の電圧が所定値を超えて大きくなる現象である、中間点の過電圧が発生するおそれがある。この中間点の過電圧は、システムを構成する回路素子などの劣化や故障などに影響を与えるため、中間点の過電圧が発生した場合には、回路素子を保護する必要がある。

【0005】

本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、中間点の過電圧が発生した場合に、ソーラー充電システムの回路素子などを好適に保護することができる、ソーラー制御装置など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】

【0006】

上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、ソーラーパネルと、ソーラーパネルの発電電力を入力する第１ＤＣＤＣコンバータと、を含むソーラーユニット、及びソーラーユニットが出力する電力を入力する第２ＤＣＤＣコンバータと、第２ＤＣＤＣコンバータに充電可能に接続されるバッテリと、を含む電力変換ユニットを、一方のユニットを少なくとも１つ以上かつ他方のユニットを２つ以上備えた、ソーラー充電システムを制御するソーラー制御装置であって、第１ＤＣＤＣコンバータと第２ＤＣＤＣコンバータとが接続される中間点の電圧を検出する検出部と、第１ＤＣＤＣコンバータ及び第２ＤＣＤＣコンバータを制御する制御部と、を備え、制御部は、検出部が検出した中間点の電圧が第１閾値を超えた場合、第２ＤＣＤＣコンバータの出力電流を所定の値にさせた後に、第１ＤＣＤＣコンバータの出力を制限する、ソーラー制御装置である。

【発明の効果】

【0007】

上記本開示のソーラー制御装置などによれば、中間点の過電圧が発生した場合に、ＤＣＤＣコンバータを制御してソーラー充電システムの回路素子などを適切に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係るソーラー制御装置を含むソーラー充電システムの概略構成を示すブロック図

【図2】ソーラー制御装置が実行する充電制御処理（第１例）のフローチャート

【図3】ソーラー制御装置が実行する充電制御処理（第１例）の応用例のフローチャート

【図4】ソーラー制御装置が実行する充電制御処理（第２例）のフローチャート

【図5】ソーラー制御装置が実行する充電制御処理（第２例）の応用例のフローチャート

【図6】第１例の充電制御処理における各ＤＣＤＣコンバータの処理タイミング例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示によるソーラー制御装置は、ソーラーユニットと電力変換ユニットとが接続される中間点の電圧が過電圧になった場合、電力変換ユニットによって中間点の電荷を放出する経路を形成した上で、ソーラーユニットの出力を停止する。これにより、中間点の電圧を安全なレベルまで低下した状態でＤＣＤＣコンバータが停止するので、システムの回路素子などを適切に保護することができる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0010】

＜実施形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施形態に係るソーラー制御装置を含むソーラー充電システムの概略構成を示すブロック図である。図１に例示したソーラー充電システム１は、２つのソーラーパネル１１及び１２と、２つのソーラーＤＤＣ２１及び２２と、高圧ＤＤＣ３０と、補機ＤＤＣ４０と、高圧バッテリ５０と、補機バッテリ６０と、コンデンサ７０と、本実施形態のソーラー制御装置１００と、を備えている。図１において、電力の送受が行われる接続線を実線で示し、指示やデータなどが通信される接続線を点線で示す。このソーラー充電システム１は、車両などに搭載することができる。

【0011】

ソーラーパネル１１及び１２は、それぞれ、太陽光の照射を受けて発電する発電装置であり、典型的には太陽電池セルの集合体である太陽電池モジュールである。このソーラーパネル１１及び１２は、例えば車両のルーフなどに設置することができる。一方のソーラーパネル１１は、後述する一方のソーラーＤＤＣ２１に接続されており、ソーラーパネル１１で発電された電力がソーラーＤＤＣ２１に出力される。他方のソーラーパネル１２は、後述する他方のソーラーＤＤＣ２２に接続されており、ソーラーパネル１２で発電された電力は、ソーラーＤＤＣ２２に出力される。ソーラーパネル１１とソーラーパネル１２とは、性能、容量、サイズ、及び形状などが全て同じであってもよいし、一部又は全部が異なっていてもよい。

【0012】

ソーラーＤＤＣ２１及び２２は、ソーラーパネル１１及び１２に対応して設けられ、ソーラーパネル１１及び１２でそれぞれ発電された電力を、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に供給するＤＣＤＣコンバータ（第１ＤＣＤＣコンバータ）である。ソーラーＤＤＣ２１は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーパネル１１の発電電圧を所定の電圧に変換（昇圧／降圧）して、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に出力することができる。また、ソーラーＤＤＣ２２は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーパネル１２の発電電圧を所定の電圧に変換（昇圧／降圧）して、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０に出力することができる。ソーラーＤＤＣ２１及び２２の構成や性能は、同じであってもよいし、ソーラーパネル１１及び１２に応じて異ならせてもよい。

【0013】

上述したソーラーパネル１１及び１２と、ソーラーＤＤＣ２１及び２２とは、ソーラーパネル１１とソーラーＤＤＣ２１とによって１つのソーラーユニットを構成し、ソーラーパネル１２とソーラーＤＤＣ２２とによって１つのソーラーユニットを構成する。本実施形態のソーラー充電システム１では、この２つのソーラーユニットを並列に設けた構成を一例に説明するが、ソーラー充電システム１としてソーラーユニットを１つだけ設けた構成にしてもよいし、ソーラーユニットを３つ以上並列に設けた構成にしてもよい。

【0014】

高圧ＤＤＣ３０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２が出力する電力を、高圧バッテリ５０に供給するＤＣＤＣコンバータ（第２ＤＣＤＣコンバータ）である。高圧ＤＤＣ３０は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーＤＤＣ２１及び２２の出力電圧を、所定の電圧に変換（昇圧）して、高圧バッテリ５０に出力することができる。

【0015】

補機ＤＤＣ４０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２が出力する電力を、補機バッテリ６０に供給するＤＣＤＣコンバータ（第２ＤＣＤＣコンバータ）である。補機ＤＤＣ４０は、電力供給の際、入力電圧であるソーラーＤＤＣ２１及び２２の出力電圧を、所定の電圧に変換（降圧）して、補機バッテリ６０に出力することができる。

【0016】

高圧バッテリ５０は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この高圧バッテリ５０は、高圧ＤＤＣ３０が出力する電力によって充電可能に高圧ＤＤＣ３０と接続されている。車両に搭載される高圧バッテリ５０としては、スタータモーターや電動モーターなどの、車両を駆動させるための主機的な機器（図示せず）の動作に必要な電力を供給することができる、いわゆる駆動用バッテリを例示できる。

【0017】

補機バッテリ６０は、例えばリチウムイオン電池や鉛蓄電池などの、充放電可能に構成された二次電池である。この補機バッテリ６０は、補機ＤＤＣ４０が出力する電力によって充電可能に補機ＤＤＣ４０と接続されている。車両に搭載される補機バッテリ６０は、ヘッドランプや室内灯などの灯火類、ヒーターやクーラーなどの空調類、及び自動運転や先進運転支援の装置などの、車両を駆動させるため以外の補機的な機器（図示せず）の動作に必要な電力を供給することができるバッテリである。

【0018】

上述した高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０と、高圧バッテリ５０及び補機バッテリ６０とは、高圧ＤＤＣ３０と高圧バッテリ５０とによって１つの電力変換ユニットを構成し、補機ＤＤＣ４０と補機バッテリ６０とによって１つの電力変換ユニットを構成する。本実施形態のソーラー充電システム１では、この２つの電力変換ユニットを並列に設けた構成を一例に説明するが、ソーラー充電システム１として上述したソーラーユニットが複数並列に設けられている場合には、電力変換ユニット（例えば、補機ＤＤＣ４０と補機バッテリ６０とからなる電力変換ユニット）を１つだけ設けた構成にしてもよい。また、電力変換ユニットを３つ以上並列に設けた構成にしてもよい。すなわち、本開示技術は、ソーラー充電システム１が、ソーラーユニットと電力変換ユニットの少なくとも一方のユニットを複数備えた構成である場合に有用である。

【0019】

コンデンサ７０は、ソーラーＤＤＣ２１及び２２と高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０との間に接続されている。このコンデンサ７０は、ソーラーパネル１１及び１２で発生した電力を必要に応じて充放電したり、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力と高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の入力とが接続される接続点（以下「中間点」という）の電圧を安定させたり、するためなどに用いられる大容量の容量素子である。

【0020】

ソーラー制御装置１００は、ソーラー充電システム１が実行する制御のうち少なくとも一部の制御を担う。このソーラー制御装置１００は、検出部１０１と、制御部１０２と、を備える。

【0021】

検出部１０１は、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２と高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０とが接続される中間点の電圧を検出する。中間点電圧の検出には、ＤＤＣが備える電圧センサなどが用いられる。制御部１０２は、検出部１０１が検出した中間点電圧の結果に基づいて、ソーラー充電システム１の回路素子などを保護するために、少なくともソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２を制御し、発展的には高圧ＤＤＣ３０又は補機ＤＤＣ４０をさらに制御する。本実施形態の制御部１０２は、検出部１０１が検出する中間点電圧が所定の閾値を超えて過電圧になったことを検知して、ソーラー充電システム１を構成する回路素子などを保護するための制御を行う。この検出部１０１及び制御部１０２が行う処理の詳細については、後述する。

【0022】

なお、ソーラーＤＤＣ２１及び２２、高圧ＤＤＣ３０、補機ＤＤＣ４０、及びソーラー制御装置１００の一部又は全部は、典型的にはプロセッサ、メモリ、及び入出力インタフェースなどを含んだ電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）として構成され得る。この電子制御装置は、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが読み出して実行することによって、上述した様々な制御を実施することができる。

【0023】

［制御］
次に、図２乃至図５をさらに参照して、ソーラー制御装置１００によって実行される制御処理の例をいくつか説明する。以下に説明する各処理は、それぞれ、中間点電圧が所定の値（以下「第１閾値」という）を超えて過電圧になったことが検知された場合に開始される。この第１閾値は、中間点電圧がその値になった場合にソーラー充電システム１を構成する回路素子などの劣化や故障などに影響を与えてしまうおそれがある電圧値に基づいて、任意に設定される所定の値である。

【0024】

（１）第１例
図２は、ソーラー制御装置１００が実行する充電制御処理の第１例を説明するフローチャートである。この図２に示した第１例の充電制御処理は、各電力変換ユニットに含まれる高圧ＤＤＣ３０と補機ＤＤＣ４０とに対して同じ処理を行う。

【0025】

（ステップＳ２０１）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０から高圧バッテリ５０へ出力される電流を所定の値にさせ、かつ補機ＤＤＣ４０から補機バッテリ６０へ出力される電流を所定の値にさせる。それぞれの所定の値は、望ましくは最大値である。より具体的には、入力側の電圧である中間点電圧が過電圧状態になると、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０は、出力電流を徐々に増加させて入力側の電圧を低下させるようにフィードバック制御を行う。そして、制御によって過電圧の状態が解消しなければ、最終的に高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０からの出力電流が上限である最大値まで到達することになる。そこで、ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０が、出力電流が最大値に到達する状態に制御されるまで待機する。高圧ＤＤＣ３０から高圧バッテリ５０へ出力される電流が最大（所定の値）になり、かつ、補機ＤＤＣ４０から補機バッテリ６０へ出力される電流が最大（所定の値）になると、ステップＳ２０２に処理が進む。

【0026】

（ステップＳ２０２）
ソーラー制御装置１００は、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力を制限する。出力の制限は、望ましくは出力の停止である。出力の停止は、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２に対して出力電流をゼロにする指令値を指示することで行ってもよいし、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２への電源供給を止めることで行ってもよい。このソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力停止と、上記高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の出力電流の最大化とによって、コンデンサ７０に蓄えられていた電荷が高圧バッテリ５０及び補機バッテリ６０へ放出される。ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力が停止（制限）されると、ステップＳ２０３に処理が進む。

【0027】

（ステップＳ２０３）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標をゼロにさせ、かつ補機ＤＤＣ４０の出力電圧目標をゼロにさせる。より具体的には、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力が停止すると、コンデンサ７０の電荷が徐々に放出されて最終的には高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０から高圧バッテリ５０及び補機バッテリ６０にそれぞれ充電する電力がなくなる。このため、高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標及び補機ＤＤＣ４０の出力電圧目標は、共にゼロに制御されることになる。高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標がゼロになり、かつ、補機ＤＤＣ４０の出力電圧目標がゼロになると、ステップＳ２０４に処理が進む。

【0028】

なお、このステップＳ２０３の処理による高圧バッテリ５０及び補機バッテリ６０の出力電圧目標のゼロ確認は、省略することが可能である。

【0029】

（ステップＳ２０４）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０の出力電流指令値を所定の値（以下「第２閾値」という）にさせ、かつ補機ＤＤＣ４０の出力電圧目標を所定の値にさせる。この処理は、コンデンサ７０の電荷をなくならせた後に、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の動作を停止させるために行われる。よって、この第２閾値は、典型的にはゼロである。高圧ＤＤＣ３０の出力電流指令値がゼロ（第２閾値）になり、かつ、補機ＤＤＣ４０の出力電流指令値がゼロ（第２閾値）になると、本第１例の充電制御処理が終了する。

【0030】

この第１例の充電制御処理のように、高圧ＤＤＣ３０及び高圧バッテリ５０による電力変換ユニットと補機ＤＤＣ４０及び補機バッテリ６０による電力変換ユニットとによって、中間点に接続されたコンデンサ７０に蓄えられた過電圧の電荷を放出する経路を確保した上で、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力を停止する。これにより、中間点電圧を安全なレベルまで低下させた状態においてソーラーＤＤＣ２１、ソーラーＤＤＣ２２、高圧ＤＤＣ３０、及び補機ＤＤＣ４０の全てを停止させることができるので、ソーラー充電システム１の回路素子などを劣化や故障などから適切に保護することができる。

【0031】

なお、処理プログラムのコンパイル速度や回路素子の制御応答性などが原因となって、ステップＳ２０１からステップＳ２０４までの処理の順序が入れ替わるおそれがあるような場合には、図３の応用例に示すように各処理ステップの間に実行を待機する所定の時間（ステップＳ３０１、Ｓ３０２、及びＳ３０３）を設けてもよい。この待機する所定時間は、例えばシステムクロックの１周期とすることができる。

【0032】

図６に、第１例の充電制御処理におけるソーラーＤＤＣ２１、ソーラーＤＤＣ２２、高圧ＤＤＣ３０、及び補機ＤＤＣ４０の処理タイミングの一例を示す。図６の例では、中間点電圧が過電圧になったことが検知された（Ｔ１）後、中間点電圧を低下させようとして高圧ＤＤＣ３０の出力電流及び補機ＤＤＣ４０の出力電流が最大となる（Ｔ２）。その後、中間点への電力供給を止めさせるために、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力を停止する（Ｔ３）。これにより、コンデンサ７０の電荷の放電だけになって中間点の電圧が低下してゆき、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の出力電圧目標がゼロ制御となる（Ｔ４）。そして、最後に、高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０の出力電流をゼロにして、ＤＤＣ動作を停止する（Ｔ５）。

【0033】

（２）第２例
図４は、ソーラー制御装置１００が実行する充電制御処理の第２例を説明するフローチャートである。この図４に示した第２例の充電制御処理は、各電力変換ユニットに含まれる高圧ＤＤＣ３０と補機ＤＤＣ４０とに対して異なる処理を行う。

【0034】

（ステップＳ４０１）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０から高圧バッテリ５０へ出力される電流を所定の値にさせる。所定の値は、望ましくは最大値である。より具体的には、入力側の電圧である中間点電圧が過電圧状態になると、高圧ＤＤＣ３０は、出力電流を徐々に増加させて入力側の電圧を低下させるようにフィードバック制御を行う。そして、制御によって過電圧の状態が解消しなければ、最終的に高圧ＤＤＣ３０からの出力電流が上限である最大値まで到達することになる。そこで、ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０が、出力電流が最大値に到達する状態に制御されるまで待機する。高圧ＤＤＣ３０から高圧バッテリ５０へ出力される電流が最大（所定の値）になると、ステップＳ４０２に処理が進む。

【0035】

（ステップＳ４０２）
ソーラー制御装置１００は、補機ＤＤＣ４０の出力を制限する。出力の制限は、望ましくは出力の停止である。出力の停止は、補機ＤＤＣ４０に対して出力電流をゼロにする指令値を指示することで行ってもよいし、補機ＤＤＣ４０への電源供給を止めることで行ってもよい。補機ＤＤＣ４０の出力が停止（制限）されると、ステップＳ４０３に処理が進む。

【0036】

（ステップＳ４０３）
ソーラー制御装置１００は、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力を制限する。出力の制限は、望ましくは出力の停止である。出力の停止は、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２に対して出力電流をゼロにする指令値を指示することで行ってもよいし、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２への電源供給を止めることで行ってもよい。このソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力停止と、上記補機ＤＤＣ４０の出力停止と、上記高圧ＤＤＣ３０の出力電流の最大化とによって、コンデンサ７０に蓄えられていた電荷が高圧バッテリ５０へ放出される。ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力が停止（制限）されると、ステップＳ４０４に処理が進む。

【0037】

（ステップＳ４０４）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標をゼロにさせる。より具体的には、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力が停止すると、コンデンサ７０の電荷が徐々に放出されて最終的には高圧ＤＤＣ３０から高圧バッテリ５０に充電する電力がなくなる。このため、高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標は、ゼロに制御されることになる。高圧ＤＤＣ３０の出力電圧目標がゼロになると、ステップＳ４０５に処理が進む。

【0038】

なお、このステップＳ４０４の処理による高圧バッテリ５０の出力電圧目標のゼロ確認は、省略することが可能である。

【0039】

（ステップＳ４０５）
ソーラー制御装置１００は、高圧ＤＤＣ３０の出力電流指令値を所定の値（第２閾値）にさせる。この処理は、コンデンサ７０の電荷をなくならせた後に、高圧ＤＤＣ３０の動作を停止させるために行われる。よって、第２閾値は、典型的にはゼロである。高圧ＤＤＣ３０の出力電流指令値がゼロ（第２閾値）になると、本第２例の充電制御処理が終了する。

【0040】

この第２例の充電制御処理のように、高圧ＤＤＣ３０及び高圧バッテリ５０による電力変換ユニットのみを使用して、中間点に接続されたコンデンサ７０に蓄えられた過電圧の電荷を放出する経路を確保した上で、ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２の出力を停止する。これにより、中間点電圧を安全なレベルまで低下させた状態においてソーラーＤＤＣ２１、ソーラーＤＤＣ２２、高圧ＤＤＣ３０、及び補機ＤＤＣ４０の全てを停止させることができるので、ソーラー充電システム１の回路素子などを劣化や故障などから適切に保護することができる。なお、補機ＤＤＣ４０及び補機バッテリ６０による電力変換ユニットのみを使用して、コンデンサ７０に蓄えられた過電圧の電荷を放出してもよい。また、コンデンサ７０の電荷放出にどちらの電力変換ユニットを使用するかについては、例えば、高圧バッテリ５０及び補機バッテリ６０の状態（蓄電量、温度、経年数など）に基づいて動的に判断してもよい。

【0041】

なお、処理プログラムのコンパイル速度や回路素子の制御応答性などが原因となって、ステップＳ４０１からステップＳ４０５までの処理の順序が入れ替わるおそれがあるような場合には、図５の応用例に示すように各処理ステップの間に実行を待機する所定の時間（ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３、及びＳ５０４）を設けてもよい。この待機する所定時間は、例えばシステムクロックの１周期とすることができる。

【0042】

＜作用・効果＞
以上のように、本開示の一実施形態に係るソーラー制御装置１００によれば、ソーラーユニット（ソーラーＤＤＣ２１及びソーラーＤＤＣ２２）と電力変換ユニット（高圧ＤＤＣ３０及び補機ＤＤＣ４０）とが接続される中間点の電圧が過電圧になった場合、電力変換ユニットによって中間点に接続されたコンデンサ７０に蓄えられた過電圧の電荷を放出する経路を形成した上で、ソーラーユニットの出力を停止する。

【0043】

この処理によって、中間点の電圧を安全なレベルまで低下させてからソーラーＤＤＣ２１、ソーラーＤＤＣ２２、高圧ＤＤＣ３０、及び補機ＤＤＣ４０の全てを停止させる。従って、ソーラー充電システム１の回路素子などを劣化や故障などから適切に保護することができる。

【0044】

以上、本開示技術の一実施形態を説明したが、本開示は、ソーラー制御装置だけでなく、ソーラー制御装置が行う方法、その方法のプログラム、そのプログラムを記憶したコンピューター読み取り可能な非一時的記憶媒体、ソーラー制御装置を備えた車両などとして捉えることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本開示のソーラー制御装置は、ソーラーパネルで発電された電力を利用してバッテリを充電する車両などに利用可能である。

【符号の説明】

【0046】

１ ソーラー充電システム
１１、１２ ソーラーパネル
２１、２２ ソーラーＤＤＣ
３０ 高圧ＤＤＣ
４０ 補機ＤＤＣ
５０ 高圧バッテリ
６０ 補機バッテリ
７０ コンデンサ
１００ ソーラー制御装置
１０１ 検出部
１０２ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】