JP2013070547A - Power conversion device - Google Patents

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Kantaro Yoshimoto
貫太郎 吉本
Minoru Arimitsu
有満  稔
Kazuya Yoshizaki
和也 吉崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device which suppresses overcharging of a battery charged by a solar cell.SOLUTION: The power conversion device includes a battery, a solar cell, a power converter for converting power from the solar cell into charging power for charging the battery, a voltage sensor for detecting a voltage of the battery, and power converter control means for controlling a power conversion stop time in which power conversion by the power converter is stopped. In the power conversion stop time, the power converter control means determines re-driving of the power converter on the basis of a detection voltage detected by the voltage sensor.

Description

本発明は、電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device.

太陽電池と、バッテリと、電気式制御装置と、車輌の運行中のみ閉じられて電気式制御装置へ電流を供給してこれを作動させる主スイッチとを有する車輌にして、主スイッチが開かれている間に太陽電池によりバッテリに充電された電力を積算する電力積算計を有し、電気式制御装置は、主スイッチが閉じられた当初に、電力積算計による電力積算値に基づいてバッテリの充電状態を補正する車両が知られている(特許文献1)。   A vehicle having a solar cell, a battery, an electric control device, and a main switch that is closed only during operation of the vehicle and supplies electric current to the electric control device to operate it. The electric control device integrates the electric power charged in the battery by the solar cell while the electric control device charges the battery based on the electric power integration value by the electric power integrator when the main switch is closed. A vehicle for correcting the state is known (Patent Document 1).

特開2006−340544号公報JP 2006-340544 A

しかしながら、太陽電池から出力される電流値は低く、充電状態を補正するための電力積算値の変化量が小さいため、バッテリの充電状態を正確に検出できず、バッテリが過充電になる可能性があった。   However, since the current value output from the solar cell is low and the amount of change in the integrated power value for correcting the charging state is small, the charging state of the battery cannot be detected accurately, and the battery may be overcharged. there were.

本発明は、太陽電池により充電されるバッテリの過充電を抑制する電力変換装置を提供する。   This invention provides the power converter device which suppresses the overcharge of the battery charged with a solar cell.

本発明は、太陽電池からの電力を、バッテリを充電する充電電力に変換する電力変換器を備え、電力変換停止時間中に、電圧センサにより検出された検出電圧に基づいて、電力変換器の再駆動を判断することによって上記課題を解決する。   The present invention includes a power converter that converts power from a solar cell into charging power for charging a battery, and the power converter is re-established based on a detection voltage detected by a voltage sensor during a power conversion stop time. The above-mentioned problem is solved by determining driving.

本発明によれば、太陽電池からの電力によりバッテリを充電していない状態で、当該バッテリの電圧を検出し、検出電圧に基づいてバッテリへの充電電力が制御されるため、太陽電池からの出力電力の大きさに関わらず、バッテリを管理することができ、その結果として、バッテリが過充電されることを防ぐことができる。   According to the present invention, since the voltage of the battery is detected in a state where the battery is not charged with the power from the solar cell, and the charging power to the battery is controlled based on the detected voltage, the output from the solar cell Regardless of the amount of power, the battery can be managed, and as a result, the battery can be prevented from being overcharged.

本発明の実施形態に係る電力変換装置を含む車両のブロック図である。1 is a block diagram of a vehicle including a power conversion device according to an embodiment of the present invention. 図1の電力変換装置のフローチャートである。It is a flowchart of the power converter device of FIG. 図2のPCS停止制御のフローチャートである。It is a flowchart of PCS stop control of FIG. 図2のPCS駆動再開制御のフローチャートである。3 is a flowchart of PCS drive resumption control in FIG. 2. 本発明の変形例に係る電力変換装置を含む車両のブロック図である。It is a block diagram of the vehicle containing the power converter device which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の実施形態に係る電力変換装置のフローチャートである。It is a flowchart of the power converter device which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《第1実施形態》
図1は、発明の実施形態に係る電力変換装置を含む車両のブロック図である。以下、本例の電力変換装置を電気自動車に適用した例を挙げて説明するが、本例の電力変換装置は、例えばハイブリッド自動車等の電気自動車以外の車両にも適用可能である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle including a power conversion device according to an embodiment of the invention. Hereinafter, although the example which applied the power converter device of this example to an electric vehicle is given and demonstrated, the power converter device of this example is applicable also to vehicles other than electric vehicles, such as a hybrid vehicle, for example.

図1に示すように、本例の車両は、太陽電池1と、直並列切替回路2と、出力切替回路3と、PCS4と、バッテリ5と、充電ポート6と、充電器7と、インバータ8と、モータ9と、バッテリ10と、DC/DCコンバータ11と、電流センサ12と、電圧センサ13と、コントローラ20とを備えている。太陽電池1a、1bは、例えば車両のルーフパネルに設けられ、太陽エネルギーを電力に変換する電力機器である。太陽電池1a及び太陽電池1bは、それぞれの出力を独立させて、直並列切替回路2に接続されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle of this example includes a solar cell 1, a series / parallel switching circuit 2, an output switching circuit 3, a PCS 4, a battery 5, a charging port 6, a charger 7, and an inverter 8. A motor 9, a battery 10, a DC / DC converter 11, a current sensor 12, a voltage sensor 13, and a controller 20. The solar cells 1a and 1b are power devices that are provided on, for example, a roof panel of a vehicle and convert solar energy into electric power. The solar cell 1a and the solar cell 1b are connected to the series-parallel switching circuit 2 with their outputs independent.

直並列切替回路2は、スイッチ2a、2b、2cを備え、太陽電池1a、1bと出力切替回路3との間に接続されている。スイッチ2a、スイッチ2b及びスイッチ2cは直列に接続され、太陽電池1aの出力のうちP側の出力線がスイッチ2cの高電位側の端子に接続され、太陽電池1aの出力のうちN側の出力線がスイッチ2aとスイッチ2bとの接続点に接続され、太陽電池1bの出力のうちP側の出力線がスイッチ2bとスイッチ2cとの接続点に接続され、太陽電池1aの出力のうちN側の出力線がスイッチ2aの低電位側の端子に接続されている。そして、スイッチ2a及びスイッチ2cがオンになると、太陽電池1a及び太陽電池1bは並列接続の状態となり、スイッチ2bがオンになると、太陽電池1a及び太陽電池1bは直列接続の状態となる。直並列切替回路2は、コントローラ20からの制御信号に基づいて、スイッチ2a〜2cのオン及びオフを切り替えることで、太陽電池1a及び太陽電池1bの接続状態を切り替える回路となる。   The series / parallel switching circuit 2 includes switches 2a, 2b, and 2c, and is connected between the solar cells 1a and 1b and the output switching circuit 3. The switch 2a, the switch 2b, and the switch 2c are connected in series, the P-side output line of the output of the solar cell 1a is connected to the high-potential side terminal of the switch 2c, and the N-side output of the output of the solar cell 1a The line is connected to the connection point between the switch 2a and the switch 2b, the P-side output line of the output of the solar cell 1b is connected to the connection point of the switch 2b and the switch 2c, and the N-side of the output of the solar cell 1a Are connected to the low potential side terminal of the switch 2a. When the switch 2a and the switch 2c are turned on, the solar cell 1a and the solar cell 1b are connected in parallel, and when the switch 2b is turned on, the solar cell 1a and the solar cell 1b are connected in series. The series-parallel switching circuit 2 is a circuit that switches the connection state of the solar cells 1a and 1b by switching the switches 2a to 2c on and off based on a control signal from the controller 20.

出力切替回路3は、スイッチ3a、3b、3c、3dを備え、直並列切替回路2と、低電圧バッテリ10及びPCS4との間に接続されている。スイッチ3aとスイッチ3b、及び、スイッチ3cとスイッチ3dにより、それぞれリレースイッチを構成している。スイッチ3a及びスイッチ3bがオンになると、太陽電池1a、1bから出力される電力は直並列切替回路2を介してPCS4に入力され、スイッチ3c及びスイッチ3dがオンになると、太陽電池1a、1bから出力される電力は直並列切替回路2を介して太陽電池10に入力される。また後述するように、PCS4はバッテリ5と接続されているため、スイッチ3a及びスイッチ3bがオンになると、太陽電池1a、1bから出力される電力はバッテリ5へ供給可能な状態となる。すなわち、出力切替回路3は、バッテリ制御部20からの制御信号に基づき、スイッチ3a〜3dのオン及びオフを切り替えることで、太陽電池1a、1bからの出力をPCS4介してバッテリ5に供給する回路と、太陽電池1a、1bからの出力をバッテリ10に供給する回路とを切り替える。   The output switching circuit 3 includes switches 3a, 3b, 3c, and 3d, and is connected between the series-parallel switching circuit 2, the low-voltage battery 10, and the PCS 4. The switches 3a and 3b, and the switches 3c and 3d constitute relay switches. When the switch 3a and the switch 3b are turned on, the power output from the solar cells 1a and 1b is input to the PCS 4 via the series-parallel switching circuit 2, and when the switch 3c and the switch 3d are turned on, the power is output from the solar cells 1a and 1b. The output electric power is input to the solar cell 10 via the series / parallel switching circuit 2. As will be described later, since the PCS 4 is connected to the battery 5, when the switch 3 a and the switch 3 b are turned on, the power output from the solar cells 1 a and 1 b can be supplied to the battery 5. That is, the output switching circuit 3 is a circuit that supplies the output from the solar cells 1a and 1b to the battery 5 via the PCS 4 by switching on and off of the switches 3a to 3d based on a control signal from the battery control unit 20. And the circuit which supplies the output from solar cell 1a, 1b to the battery 10 is switched.

PCS(Power Conversion System)4は、太陽電池1a、1bから出力される電力を変換する変換回路を含む電力変換システムであり、太陽電池1a、1bの最大電力点を追従するMPPT(Maximum Power Point Tracking:最大電力追従制御)制御を行う回路である。PCS4は、出力切替回路3とバッテリ5との間に接続され、太陽電池1a、1bから出力される電力を昇圧して、バッテリ5の充電電力として、バッテリ5に供給する。PCS4には、例えば、昇圧チョッパ、整流回路及びDC/DCコンバータ等が設けられている。昇圧チョッパに含まれるトランジスタは、コントローラ20からのスイッチング信号に基づきオン及びオフを切り替える。そして、トランジスタのスイッチング波形のデューティ比がコントローラ20により設定されることで、PCS4は、変換回路からの出力電圧をほぼ一定に維持しつつ、PCS4の入力電圧の動作点を操作し、太陽電池1a、1bの発電電力を制御する。また、PCS4、バッテリ5を含む高電圧回路と、低電圧回路とを絶縁可能な絶縁型の回路である。   The PCS (Power Conversion System) 4 is a power conversion system including a conversion circuit that converts power output from the solar cells 1a and 1b, and MPPT (Maximum Power Point Tracking) that follows the maximum power point of the solar cells 1a and 1b. : Maximum power follow-up control). The PCS 4 is connected between the output switching circuit 3 and the battery 5, boosts the power output from the solar cells 1 a and 1 b, and supplies the boosted power to the battery 5 as charging power for the battery 5. For example, the PCS 4 is provided with a step-up chopper, a rectifier circuit, a DC / DC converter, and the like. The transistors included in the boost chopper are switched on and off based on a switching signal from the controller 20. When the duty ratio of the switching waveform of the transistor is set by the controller 20, the PCS 4 operates the operating point of the input voltage of the PCS 4 while maintaining the output voltage from the conversion circuit substantially constant, and the solar cell 1a. The generated power of 1b is controlled. The high-voltage circuit including the PCS 4 and the battery 5 is an insulating circuit that can insulate the low-voltage circuit from each other.

バッテリ5は、複数の二次電池により構成され、車両の駆動源となり、後述するバッテリ10と比較して、高電圧のバッテリである。バッテリ5は、PCS4に接続され、またインバータ8を介してモータ9に接続されている。またバッテリ5は、外部電源からの電力により充電可能なバッテリであり、充電器7を介して、充電ポート6に接続されている。充電ポート6は、外部からの充電コネクタと接続可能な充電口であり、充電器7と配線を介して接続されている。また当該充電コネクタは、家庭用の交流電源等の商用電力系統の電源等に接続される。   The battery 5 is composed of a plurality of secondary batteries, serves as a driving source for the vehicle, and is a high-voltage battery as compared with a battery 10 described later. The battery 5 is connected to the PCS 4 and is connected to the motor 9 via the inverter 8. The battery 5 is a battery that can be charged with electric power from an external power source, and is connected to the charging port 6 via the charger 7. The charging port 6 is a charging port that can be connected to a charging connector from the outside, and is connected to the charger 7 via wiring. The charging connector is connected to a power source of a commercial power system such as a household AC power source.

充電器7は、入力側を充電ポート6に接続され、出力側をバッテリ5に接続されている。充電器3は、外部電源からの電力を、バッテリ5を充電するための充電電力に変換し、バッテリ5に供給しバッテリ5を充電する。充電器5の充電制御は、コントローラ20により行われる。また充電器7は、DC/DCコンバータ11を介して、バッテリ10に接続され、コントローラ20の制御信号に基づいて、バッテリ10を充電する。   The charger 7 has an input side connected to the charging port 6 and an output side connected to the battery 5. The charger 3 converts electric power from the external power source into charging electric power for charging the battery 5 and supplies the electric power to the battery 5 to charge the battery 5. Charge control of the charger 5 is performed by the controller 20. The charger 7 is connected to the battery 10 via the DC / DC converter 11 and charges the battery 10 based on a control signal from the controller 20.

インバータ8は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等のスイッチング素子を複数備え、平滑用のコンデンサ等を備えている。インバータ8は、コントローラ20から送信されるスイッチング信号に基づき、当該スイッチング素子をPWM制御することで、バッテリ5から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータ9の各相に提供する。また、インバータ8は、モータ9の回生によりモータ9から供給される電力を変換して、バッテリ5に供給する。モータ9は、例えば三相交流モータであり、インバータ8に接続されている。   The inverter 8 includes a plurality of switching elements such as insulated gate bipolar transistors (IGBT), and includes a smoothing capacitor and the like. The inverter 8 performs PWM control of the switching element based on the switching signal transmitted from the controller 20, thereby converting DC power supplied from the battery 5 into AC power and providing it to each phase of the motor 9. Further, the inverter 8 converts electric power supplied from the motor 9 by regeneration of the motor 9 and supplies it to the battery 5. The motor 9 is a three-phase AC motor, for example, and is connected to the inverter 8.

バッテリ10は、複数の二次電池により構成され、車両のヘッドライトやオーディオ機器などの補機類を運転させるための電力源となり、バッテリ5と比較して、低電圧のバッテリである。バッテリ10は、DC/DCコンバータ11及び出力切替回路3に接続されている。バッテリ10は、太陽電池1a、1bから供給される電力及び外部電源からの電力により充電される。また、バッテリ10は、DC/DCコンバータ11を介してバッテリ5に接続され、バッテリ5の電力をバッテリ10に供給することで充電される。DC/DCコンバータ11は、バッテリ5とバッテリ10との間、及び、充電器7とバッテリ10との間に接続され、バッテリ5からの電力を変換してバッテリ10へ供給し、充電器7からの電力を変換してバッテリ10へ供給する。DC/DCコンバータ11は、コントローラ20から送信される制御信号に基づいて、バッテリ10と、バッテリ5及び充電器7との間の導通状態を切り替える。   The battery 10 includes a plurality of secondary batteries, serves as a power source for operating auxiliary equipment such as a vehicle headlight and audio equipment, and is a battery having a lower voltage than the battery 5. The battery 10 is connected to the DC / DC converter 11 and the output switching circuit 3. The battery 10 is charged with electric power supplied from the solar cells 1a and 1b and electric power from an external power source. The battery 10 is connected to the battery 5 through the DC / DC converter 11 and is charged by supplying the battery 5 with electric power. The DC / DC converter 11 is connected between the battery 5 and the battery 10 and between the charger 7 and the battery 10. The DC / DC converter 11 converts the power from the battery 5 and supplies it to the battery 10. Is converted into power and supplied to the battery 10. The DC / DC converter 11 switches the conduction state between the battery 10, the battery 5, and the charger 7 based on the control signal transmitted from the controller 20.

電流センサ12及び電圧センサ13は、バッテリ5の電流及び電圧をそれぞれ検出するセンサであって、バッテリ5に接続されている。それぞれのセンサの検出値は、コントローラ20に送信され、コントローラ20は、当該検出値に基づいてバッテリ5の状態を管理する。   The current sensor 12 and the voltage sensor 13 are sensors that respectively detect the current and voltage of the battery 5, and are connected to the battery 5. The detection value of each sensor is transmitted to the controller 20, and the controller 20 manages the state of the battery 5 based on the detection value.

コントローラ20は、切替回路制御部21と、PCS制御部22と、SOC推定部23と、メモリ24と、バッテリコントローラ25とを備えている。コントローラ20は、本例の電力変換装置の全体を制御する回路であり、太陽電池1a、1bによるバッテリ5及びバッテリ10の充電制御、外部電源からのバッテリ5及びバッテリ10の充電制御、バッテリ5とバッテリ10との間における電力受給制御、及び、モータ9の駆動制御等を行う。   The controller 20 includes a switching circuit control unit 21, a PCS control unit 22, an SOC estimation unit 23, a memory 24, and a battery controller 25. The controller 20 is a circuit that controls the entire power conversion device of this example. The battery 5 and the battery 10 are charged by the solar cells 1a and 1b. The battery 5 and the battery 10 are charged from an external power source. Power supply control with the battery 10, drive control of the motor 9, and the like are performed.

切替回路制御部21は、直並列切替回路2に含まれるスイッチ2a〜2cのオン及びオフを制御する回路であり、太陽電池1a及び太陽電池1bを並列接続の状態と、直列接続の状態とを切り替える制御を行う。また、切替回路制御部21は、出力切替回路3に含まれるスイッチ3a〜3dのオン及びオフを制御する回路であり、太陽電池1a、1bからの出力をバッテリ5に出力するか、バッテリ10に出力するかを切り替える制御を行う。   The switching circuit control unit 21 is a circuit that controls on and off of the switches 2a to 2c included in the series / parallel switching circuit 2, and the solar cell 1a and the solar cell 1b are connected in parallel and in series. Perform switching control. The switching circuit control unit 21 is a circuit that controls on and off of the switches 3 a to 3 d included in the output switching circuit 3, and outputs the output from the solar cells 1 a and 1 b to the battery 5 or to the battery 10. Control to switch the output.

PCS制御部22は、PCS4を制御する制御部であり、PCS4の駆動時間及び停止時間を設定する。またPCS制御部22は、PCS4の入力側に接続された電圧センサ(図示しない)から、太陽電池1a、1bからPCS4に入力する入力電圧を検出し、検出電圧をメモリ24に記憶する。   The PCS control unit 22 is a control unit that controls the PCS 4 and sets the drive time and stop time of the PCS 4. The PCS control unit 22 detects an input voltage input to the PCS 4 from the solar cells 1 a and 1 b from a voltage sensor (not shown) connected to the input side of the PCS 4, and stores the detected voltage in the memory 24.

SOC推定部23は、電圧センサ5の検出電圧に基づき、バッテリ5の充電状態(State of Charge)を推定する。なお、SOC推定部23によるSOCの推定制御は後述する。バッテリコントローラ25は、バッテリ5及びバッテリ10の過充電及び過放電を防ぐよう、バッテリ5のSOC及びバッテリ10のSOCを管理する。バッテリコントローラ25は、SOCを80パーセント推定部23により推定されたSOCに基づきバッテリ5の状態を管理する。バッテリ10の管理の際には、バッテリコントローラ25は、例えば、バッテリ10の入出力電流を検出するセンサ(図示しない)から、電流積算値を算出し、当該電流積算値からSOCを算出する。   The SOC estimating unit 23 estimates the state of charge of the battery 5 based on the detection voltage of the voltage sensor 5. Note that the SOC estimation control by the SOC estimation unit 23 will be described later. The battery controller 25 manages the SOC of the battery 5 and the SOC of the battery 10 so as to prevent overcharge and overdischarge of the battery 5 and the battery 10. The battery controller 25 manages the state of the battery 5 based on the SOC estimated by the 80 percent estimation unit 23. When managing the battery 10, the battery controller 25 calculates an integrated current value from, for example, a sensor (not shown) that detects an input / output current of the battery 10, and calculates an SOC from the integrated current value.

バッテリコントローラ25には、バッテリ5及びバッテリ10の満充電を示す上限値が予め設定されており、SOC及びSOCが設定されている。上限値(SOC)は外部電源により充電器7を介してバッテリ5を充電する場合における、バッテリ5のSOCの上限を示す値である。また、上限値(SOC)は太陽電池1a、1bによりバッテリ5を充電する場合における、バッテリ5のSOCの上限を示す値である。そして、バッテリコントローラ25は、外部電源による充電の際に、バッテリ5のSOCが上限値(SOC)より高くなった場合には、バッテリ5を過充電から防ぐために、コントローラ20に制御信号を送信し、コントローラ20はバッテリ5の充電を終了する。 In the battery controller 25, an upper limit value indicating the full charge of the battery 5 and the battery 10 is set in advance, and SOC 0 and SOC 1 are set. The upper limit value (SOC 0 ) is a value indicating the upper limit of the SOC of the battery 5 when the battery 5 is charged by the external power source via the charger 7. The upper limit (SOC 1) is in the case of charging the battery 5 solar cell 1a, by 1b, is a value indicating the upper limit of the SOC of the battery 5. The battery controller 25 transmits a control signal to the controller 20 in order to prevent the battery 5 from being overcharged when the SOC of the battery 5 becomes higher than the upper limit value (SOC 0 ) during charging by the external power source. Then, the controller 20 ends the charging of the battery 5.

バッテリコントローラ25には、バッテリ10の満充電を示す上限値が予め設定されており、SOCが設定されている。上限値(SOC)はバッテリ10のSOCの上限を示す値である。バッテリコントローラ25は、バッテリ10の充電において、バッテリ10のSOCが上限値(SOC)より高くなった場合には、バッテリ10を過充電から防ぐために、コントローラ20に制御信号を送信し、コントローラ20はバッテリ10の充電を終了する。 In the battery controller 25, an upper limit value indicating the full charge of the battery 10 is set in advance, and SOC 2 is set. The upper limit value (SOC 2 ) is a value indicating the upper limit of the SOC of the battery 10. When charging the battery 10, when the SOC of the battery 10 becomes higher than the upper limit value (SOC 2 ), the battery controller 25 transmits a control signal to the controller 20 to prevent the battery 10 from being overcharged. Ends the charging of the battery 10.

またバッテリコントローラ25には、バッテリ5の容量の下限値を示す閾値が予め設定されており、バッテリの容量が下限値より低くならないように、バッテリ5及びバッテリ10を管理し、バッテリ5及びバッテリ10の過放電を防ぐ。   The battery controller 25 is preset with a threshold value indicating the lower limit value of the capacity of the battery 5, and manages the battery 5 and the battery 10 so that the capacity of the battery does not become lower than the lower limit value. Prevent over-discharge.

次に、本例の電力変換装置の制御内容を説明する。まず、外部電源による充電について説明する。コントローラ20は、充電ポート6に充電コネクタが接続されたことを検出すると、外部電源によりバッテリ5を充電するための制御を開始する。コントローラ20は、充電器7を制御し、外部電源から供給される電力をバッテリ5の充電に適した電力に変換して、バッテリ5に供給する。コントローラ20は、外部電源によりバッテリ5を充電している場合には、切替回路制御部21によりスイッチ3a、3bをオフにして、DC/DCコンバータ11を遮断状態にして、充電器7からの出力が太陽電池1a、1bに入力されない状態にする。   Next, the control content of the power converter of this example will be described. First, charging by an external power source will be described. When the controller 20 detects that the charging connector is connected to the charging port 6, the controller 20 starts control for charging the battery 5 with the external power source. The controller 20 controls the charger 7, converts electric power supplied from the external power source into electric power suitable for charging the battery 5, and supplies the electric power to the battery 5. When the battery 20 is charged by the external power source, the controller 20 turns off the switches 3a and 3b by the switching circuit control unit 21 to turn off the DC / DC converter 11 and outputs from the charger 7. Is not input to the solar cells 1a and 1b.

コントローラ20は、バッテリコントローラ25により、バッテリ5の充電中、電圧センサ13の検出電圧及び電流センサ12の検出電流から、バッテリ5のSOCを算出し、バッテリ5のSOCを管理する。なお、外部電源によりバッテリ5を充電している場合において、SOCの算出方法は、例えば、検出電流の積算値から算出すればよい。   The controller 20 calculates the SOC of the battery 5 from the detection voltage of the voltage sensor 13 and the detection current of the current sensor 12 while the battery 5 is being charged, and manages the SOC of the battery 5. When the battery 5 is charged by an external power source, the SOC calculation method may be calculated from, for example, the integrated value of the detected current.

そして、バッテリ5のSOCがSOCより高くなると、バッテリコントローラ25はバッテリ5の容量が満充電に達したと判断し、コントローラ20は、充電器7を制御して、バッテリ5の充電を終了する。 When the SOC of the battery 5 becomes higher than the SOC 0 , the battery controller 25 determines that the capacity of the battery 5 has reached full charge, and the controller 20 controls the charger 7 to end the charging of the battery 5. .

次に、太陽電池1a、1bの充電について説明する。コントローラ20は、バッテリ5を充電する際には、切替回路制御部21により、スイッチ2bをオンに、スイッチ2a、2cをオフにして、太陽電池1a、1bを直列接続の状態に切り替える。またコントローラ20は、切替回路制御部21によりスイッチ3a、3bをオンに、スイッチ3c、3dをオフにして、直列接続状態の太陽電池1a、1bの出力をPCS4に入力する。これにより、太陽電池1a、1bからの出力電圧を高くし、PCS4への入力電流を下げることで、PCS4における電力変換の際の損失を低減させる。   Next, charging of the solar cells 1a and 1b will be described. When charging the battery 5, the controller 20 switches the solar cells 1 a, 1 b into a series connection state by turning on the switch 2 b and turning off the switches 2 a, 2 c by the switching circuit control unit 21. In addition, the controller 20 turns on the switches 3a and 3b and turns off the switches 3c and 3d by the switching circuit control unit 21, and inputs the outputs of the solar cells 1a and 1b in the serial connection state to the PCS 4. Thereby, the loss at the time of the power conversion in PCS4 is reduced by making the output voltage from solar cell 1a, 1b high, and reducing the input current to PCS4.

コントローラ20は、PCS制御部22により、MPPT制御により太陽電池1a、1bの発電電力点を最大発電電力点に近づけるよう、PCS4を駆動させる。そして、コントローラ20は、PCS4から出力される電力を、バッテリ5に供給する。   The controller 20 causes the PCS control unit 22 to drive the PCS 4 so that the power generation point of the solar cells 1a and 1b approaches the maximum power generation power point by MPPT control. Then, the controller 20 supplies the power output from the PCS 4 to the battery 5.

コントローラ20は、バッテリ5の充電制御中、所定の周期で、PCS4を停止させる制御を行う。すなわち、PCS制御部22には、PCS4の駆動時間と、PCS4の電力変換停止時間とが予め設定されており、駆動時間と電力変換停止時間とを繰り返すことで、周期的に、PCS4を駆動させて、PCS4を停止させる。PCS4が駆動している場合には、PCS4から電力が出力され、バッテリ5が充電されている状態となる。一方、PCS4が停止している場合には、PCS4による電力変換が停止され、PCS4から電力が出力されず、バッテリ5は充電されていない状態となる。   The controller 20 performs control to stop the PCS 4 at a predetermined cycle during charging control of the battery 5. That is, the PCS control unit 22 is preset with a PCS4 drive time and a PCS4 power conversion stop time. By repeating the drive time and the power conversion stop time, the PCS 4 is driven periodically. PCS4 is stopped. When the PCS 4 is driven, power is output from the PCS 4 and the battery 5 is charged. On the other hand, when the PCS 4 is stopped, power conversion by the PCS 4 is stopped, no power is output from the PCS 4, and the battery 5 is not charged.

そして、コントローラ20は、電力変換停止時間中に、電圧センサ13からバッテリ5の検出電圧を取得して、SOC推定部23により、バッテリ5のSOCを推定する。SOC推定部23には、バッテリ5の開放電圧とバッテリのSOCとの相関性を示すマップが格納されている。電力変換停止時間中、バッテリ5には電力が供給されておらず、バッテリ5は無負荷状態となる。そのため、電圧センサ13により検出される電圧は開放電圧相当する。ゆえに、SOC推定部23は、電力変換停止時間中の検出電圧から、格納されているマップを参照することで、バッテリ5のSOCを推定する。   Then, the controller 20 acquires the detected voltage of the battery 5 from the voltage sensor 13 during the power conversion stop time, and the SOC estimation unit 23 estimates the SOC of the battery 5. The SOC estimation unit 23 stores a map indicating the correlation between the open circuit voltage of the battery 5 and the SOC of the battery. During the power conversion stop time, power is not supplied to the battery 5, and the battery 5 is in a no-load state. Therefore, the voltage detected by the voltage sensor 13 corresponds to an open circuit voltage. Therefore, the SOC estimation unit 23 estimates the SOC of the battery 5 by referring to the stored map from the detected voltage during the power conversion stop time.

また、コントローラ20は、駆動時間から電力変換停止時間に切り替える際に、PCS4への入力電圧をメモリ24に記憶する。すなわち、コントローラ20は、電力変換停止時間の直前に、メモリ24にPCS4の入力電圧を記憶する。   Further, the controller 20 stores the input voltage to the PCS 4 in the memory 24 when switching from the drive time to the power conversion stop time. That is, the controller 20 stores the input voltage of the PCS 4 in the memory 24 immediately before the power conversion stop time.

コントローラ20は、バッテリコントローラ25により、SOC推定部23の推定SOCとSOCとを比較して、推定SOCがSOCより低い場合には、バッテリ5を継続して充電可能であると判断し、PCS4の駆動時間を開始させて、PCS4を再駆動させる。再駆動の際に、コントローラ20は、メモリ24に記憶された入力電圧に基づいて、MPPT制御にてPCS4を駆動させる。これにより、MPPT制御を行う場合に、PCS制御部22は、初期のPCS4の駆動状態から最大電力点を探索しなくてもよいため、探索時間を短縮化することができる。そして、設定された駆動時間が経過すると、コントローラ20は、再びPCS4を停止して、バッテリのSOCを推定する。 The controller 20 compares the estimated SOC of the SOC estimation unit 23 with the SOC 1 by the battery controller 25, and determines that the battery 5 can be continuously charged when the estimated SOC is lower than the SOC 1 , The PCS 4 drive time is started and the PCS 4 is re-driven. At the time of re-driving, the controller 20 drives the PCS 4 by MPPT control based on the input voltage stored in the memory 24. As a result, when performing MPPT control, the PCS control unit 22 does not have to search for the maximum power point from the initial driving state of the PCS 4, thereby shortening the search time. Then, when the set drive time has elapsed, the controller 20 again stops the PCS 4 and estimates the SOC of the battery.

一方、コントローラ20は、バッテリコントローラ25により、電力変換停止時間中の検出電圧に基づく推定SOCがSOCより高くなった場合には、バッテリ5が満充電に達したと判断して、太陽電池1a、1bによるバッテリ5の充電制御を終了させる。 On the other hand, when the estimated SOC based on the detected voltage during the power conversion stop time is higher than SOC 1 by the battery controller 25, the controller 20 determines that the battery 5 has reached full charge, and the solar cell 1a. The charging control of the battery 5 by 1b is terminated.

コントローラ20は、バッテリ5が満充電に達している場合には、太陽電池1a、1bによりバッテリ10を充電する。コントローラ20は、バッテリ10を充電する際には、切替回路制御部21により、スイッチ2bをオフに、スイッチ2a、2cをオンにして、太陽電池1a、1bを並列接続の状態に切り替える。またコントローラ20は、切替回路制御部21によりスイッチ3c、3dをオンに、スイッチ3a、3bをオフにして、直列接続状態の太陽電池1a、1bの出力をバッテリ10に入力する。太陽電池1a、1bからの出力は、電圧変換等されずに、バッテリ10に入力されるため、電力変換の際の損失が低減される。   When the battery 5 has reached full charge, the controller 20 charges the battery 10 with the solar cells 1a and 1b. When the controller 20 charges the battery 10, the switching circuit control unit 21 turns off the switch 2b, turns on the switches 2a and 2c, and switches the solar cells 1a and 1b to a parallel connection state. In addition, the controller 20 turns on the switches 3 c and 3 d and turns off the switches 3 a and 3 b by the switching circuit control unit 21, and inputs the outputs of the solar cells 1 a and 1 b in a series connection state to the battery 10. Since the output from the solar cells 1a and 1b is input to the battery 10 without being subjected to voltage conversion or the like, loss during power conversion is reduced.

コントローラ20は、バッテリ10の充電中、バッテリコントローラ25により、バッテリ10のSOCを管理し、SOCがSOCより高くなった場合には、バッテリ10が満充電に達したと判断して、太陽電池1a、1bによるバッテリ10の充電制御を終了させる。 The controller 20 manages the SOC of the battery 10 by the battery controller 25 while the battery 10 is being charged. When the SOC becomes higher than SOC 2 , the controller 20 determines that the battery 10 has reached full charge, and the solar cell. The charging control of the battery 10 by 1a and 1b is terminated.

次に、図2を用いて、本例の電力変換装置の制御手順を説明する。図2は、本例の電力変換装置の制御手順を示すフローチャートである。ステップS1にて、コントローラ20は、充電ポート6への充電コネクタの接続状態や、太陽電池1a、1bの発電状態など、バッテリ5、バッテリ10を充電に関する情報を取得する。ステップS2にて、コントローラ20は、充電ポート6の接続状態、充電器7の制御状態等に基づいて、外部電源によりバッテリ5が充電中であるか否かを検出する。ステップS3にて、外部電源による充電中である場合には、バッテリコントローラ25は、電流センサ12からバッテリ5の電流を検出する。   Next, the control procedure of the power converter of this example will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the power conversion apparatus of this example. In step S1, the controller 20 acquires information related to charging the battery 5 and the battery 10, such as the connection state of the charging connector to the charging port 6 and the power generation state of the solar cells 1a and 1b. In step S2, the controller 20 detects whether or not the battery 5 is being charged by an external power source based on the connection state of the charging port 6, the control state of the charger 7, and the like. In step S <b> 3, when charging by the external power supply is in progress, the battery controller 25 detects the current of the battery 5 from the current sensor 12.

ステップS4にて、バッテリコントローラ25は、ステップS3の検出電流を積算することで、バッテリ5のSOCを演算する。ステップS5にて、バッテリコントローラ25は、ステップS4のSOCと、SOCとを比較して、バッテリ5が満充電に達したか否かを検出する。演算されたSOCがSOC以下である場合には、ステップS3に戻る。演算されたSOCがSOCより高い場合には、ステップS6に遷る。 In step S4, the battery controller 25 calculates the SOC of the battery 5 by integrating the detected current in step S3. In step S5, the battery controller 25 compares the SOC in step S4 with the SOC 0 and detects whether or not the battery 5 has reached full charge. If the calculated SOC is SOC 0 or less, the process returns to step S3. If the calculated SOC is higher than SOC 0 , the process proceeds to step S6.

ステップS2に戻り、外部電源による充電中でない場合には、ステップS21にて、コントローラ20は、切替回路制御部21により、直並列切替回路2を制御して太陽電池1a、1bを直列状態にし、出力切替回路3を制御して太陽電池1a、1bの出力をPCS4に入力する回路に切り替え、PCS制御部22により、MPPT制御でPCS4を駆動させて、バッテリ5の充電を開始する。またPCS制御部22は、PCS4を駆動させる際に、図示しないタイマーをゼロに設定して、駆動時間を計時するためのカウントを開始する。ステップS22にて、PCS制御部22は、カウントしているタイマ(T)と、駆動時間に相当する閾値時間(T)とを比較する。タイマ(T)が閾値時間(T)より小さい場合には、駆動時間内になるため、ステップS221にて、タイマ(T)をインクリメントし、ステップS22に戻る。一方、タイマ(T)が閾値時間(T)以上である場合には、ステップS23に遷る。これにより、コントローラ20は、所定の周期毎に、設定された駆動時間でバッテリ5を充電する。 Returning to step S2, if charging by an external power source is not being performed, in step S21, the controller 20 controls the series-parallel switching circuit 2 by the switching circuit control unit 21 so that the solar cells 1a and 1b are in a series state. The output switching circuit 3 is controlled to switch to a circuit that inputs the output of the solar cells 1a and 1b to the PCS 4, and the PCS 4 is driven by the MPPT control by the PCS control unit 22 to start charging the battery 5. Further, when driving the PCS 4, the PCS control unit 22 sets a timer (not shown) to zero and starts counting for measuring the driving time. In step S22, the PCS control unit 22 compares the counting timer (T) with a threshold time (T 0 ) corresponding to the driving time. When the timer (T) is smaller than the threshold time (T 0 ), it is within the driving time, so in step S221, the timer (T) is incremented and the process returns to step S22. On the other hand, if the timer (T) is equal to or greater than the threshold time (T), the process proceeds to step S23. Thereby, the controller 20 charges the battery 5 with the set drive time for every predetermined period.

ステップS23にて、PCS制御部22は、駆動時間(T)を経過すると、電力変換停止時間に遷り、図3に示すように、PCS停止制御を行う。図3はPCS停止制御の制御手順を示すフローチャートである。ステップS231にて、PCS制御部22は、PCS4に、回路を停止させるための指令信号を送信する。当該指令信号を受信したPCS4は回路の駆動を停止する。ステップS232にて、PCS4は回路の駆動を停止する際に、停止直前の入力電圧を図示しないセンサにより検出し、コントローラ20に送信する。PCS制御部22は、PCS4からの信号から、PCS4の入力電圧を検出する。ステップS233にて、PCS制御部22は、検出した入力電圧をメモリ24に記憶し、ステップS24に遷る。 In step S23, when the drive time (T 0 ) has elapsed, the PCS control unit 22 transitions to the power conversion stop time, and performs PCS stop control as shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of PCS stop control. In step S231, the PCS control unit 22 transmits to the PCS 4 a command signal for stopping the circuit. The PCS 4 that has received the command signal stops driving the circuit. In step S232, when the PCS 4 stops driving the circuit, the PCS 4 detects an input voltage immediately before the stop by a sensor (not shown) and transmits it to the controller 20. The PCS control unit 22 detects the input voltage of the PCS 4 from the signal from the PCS 4. In step S233, the PCS control unit 22 stores the detected input voltage in the memory 24, and proceeds to step S24.

ステップS24にて、SOC推定部23は、電流センサ12の検出値から、電力変換停止時間のバッテリ5の電圧を検出する。ステップS25にて、SOC推定部23は、検出電圧をマップに参照することで、バッテリ5のSOCを推定する。ステップS26にて、バッテリコントローラ25は、推定されたSOCと、SOCとを比較する。推定SOCがSOC以下である場合には、バッテリコントローラ25は満充電に達していないと判断し、PCS制御部22は、図4に示すように、PCS駆動再開制御を行う(ステップS27)。 In step S24, SOC estimation unit 23 detects the voltage of battery 5 during the power conversion stop time from the detection value of current sensor 12. In step S25, the SOC estimation unit 23 estimates the SOC of the battery 5 by referring to the detected voltage in the map. In step S26, battery controller 25 compares the estimated SOC, and SOC 1. When the estimated SOC is equal to or lower than SOC 1 , the battery controller 25 determines that the battery has not reached full charge, and the PCS control unit 22 performs PCS drive resumption control as shown in FIG. 4 (step S27).

図4は、PCS駆動再開制御の制御手順を示すフローチャートである。ステップS271にて、PCS制御部22は、ステップS233で記憶された入力電圧をメモリ24から読み出す。ステップS272にて、PCS制御部22は、読み出した入力電圧に基づいて、MPPT制御を行うための、太陽電池1a、1bの最大電力点を探索して、PCS4を駆動させる条件を設定する。ステップS273にて、PCS制御部22は、ステップS272で設定された駆動条件を含む信号をPCS4に送信し、PCS4は、当該駆動条件の下、回路を再駆動させ、ステップS21に戻る。これにより、PCS制御部22は、電力変換停止時間を経過後に、PCS4を再駆動させ、駆動時間のカウントを開始する。   FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of PCS drive resumption control. In step S271, the PCS control unit 22 reads the input voltage stored in step S233 from the memory 24. In step S272, the PCS control unit 22 searches for the maximum power point of the solar cells 1a and 1b for performing MPPT control based on the read input voltage, and sets conditions for driving the PCS 4. In step S273, the PCS control unit 22 transmits a signal including the driving condition set in step S272 to the PCS 4, and the PCS 4 re-drives the circuit under the driving condition, and returns to step S21. Thereby, the PCS control unit 22 re-drives the PCS 4 after the elapse of the power conversion stop time, and starts counting the drive time.

ステップS26に戻り、推定SOCがSOCより高い場合には、バッテリ5が満充電に達したと判断して、ステップS6にて、コントローラ20は、切替回路制御部21により、直並列切替回路2を制御して太陽電池1a、1bを並列状態にし、出力切替回路3を制御して太陽電池1a、1bの出力をバッテリ10に入力する回路に切り替え、バッテリ10の充電を開始する。ステップS7にて、バッテリコントローラ25は、図示しない電流センサ12からバッテリ10の電流を検出する。ステップS8にて、バッテリコントローラ25は、ステップS7の検出電流を積算することで、バッテリ10のSOCを演算する。ステップS9にて、バッテリコントローラ25は、ステップS7のSOCと、SOCとを比較して、バッテリ10が満充電に達したか否かを検出する。演算されたSOCがSOC以下である場合には、ステップS7に戻る。演算されたSOCがSOCより高い場合には、バッテリ10が満充電に達したとして、本例の制御を終了する。 Returning to step S26, if the estimated SOC is higher than SOC 1 , it is determined that the battery 5 has reached full charge. In step S6, the controller 20 controls the series-parallel switching circuit 2 using the switching circuit control unit 21. Is controlled so that the solar cells 1a and 1b are in a parallel state, the output switching circuit 3 is controlled to switch the output of the solar cells 1a and 1b to the battery 10 and charging of the battery 10 is started. In step S7, the battery controller 25 detects the current of the battery 10 from the current sensor 12 (not shown). In step S8, the battery controller 25 calculates the SOC of the battery 10 by integrating the detected current in step S7. In step S9, the battery controller 25 compares the SOC in step S7 with the SOC 2, and detects whether or not the battery 10 has reached full charge. If the calculated SOC is less than or equal to SOC 2 , the process returns to step S7. If the calculated SOC is higher than SOC 2 , the control of this example is terminated, assuming that the battery 10 has reached full charge.

上記のように、本例は、電力変換停止時間にPCS4の回路駆動を停止させて、電力変換停止時間中に、電圧センサ12により検出された検出電圧に基づいて、PCS4の再駆動を判断する。これにより、本例は、太陽電池1a、1bによる充電中のバッテリ5の電圧を、無負荷時に検出することができる。そして、当該電圧に基づいて、PCS4の再駆動を判断するため、バッテリ5が上限値を超えることを防止し、バッテリ5の過充電を防ぐことができる。   As described above, in this example, the circuit drive of the PCS 4 is stopped during the power conversion stop time, and the re-drive of the PCS 4 is determined based on the detected voltage detected by the voltage sensor 12 during the power conversion stop time. . Thereby, this example can detect the voltage of the battery 5 being charged by the solar cells 1a and 1b when there is no load. Since it is determined that the PCS 4 is redriven based on the voltage, it is possible to prevent the battery 5 from exceeding the upper limit value and to prevent the battery 5 from being overcharged.

本例とは異なり、太陽電池1a、1bによる充電中に、バッテリ5の検出電流の積算値からバッテリ5のSOCを演算して、バッテリ5の充電を制御した場合には、太陽電池1a、1bから出力される電流値は微弱であるため、バッテリ5のSOCを正確に検出することができず、バッテリ5が過充電に陥る可能性がある。また、太陽電池1a、1bからの微弱な出力電流の変化を検出するために、センサの分解能を高くすることも考えられるが、電流センサ12のコストが高くなると問題があった。   Unlike this example, when charging of the battery 5 is controlled by calculating the SOC of the battery 5 from the integrated value of the detected current of the battery 5 during charging by the solar cells 1a, 1b, the solar cells 1a, 1b Since the current value output from is weak, the SOC of the battery 5 cannot be accurately detected, and the battery 5 may be overcharged. Further, in order to detect a weak change in the output current from the solar cells 1a and 1b, it may be possible to increase the resolution of the sensor, but there is a problem when the cost of the current sensor 12 increases.

本例では、駆動中のPCS4を停止した上で、バッテリ5の電圧を検出し、検出電圧に基づいて、PCS4を再駆動させるか否か、バッテリ5の充電を継続させるか否かを判断するため、バッテリ5の状態の検出精度を高めることができ、バッテリ5の過充電を防ぐことができる。   In this example, after stopping the PCS 4 being driven, the voltage of the battery 5 is detected, and based on the detected voltage, it is determined whether to re-drive the PCS 4 and whether to continue charging the battery 5. Therefore, the detection accuracy of the state of the battery 5 can be increased, and overcharging of the battery 5 can be prevented.

また本例は、電力変換停止時間中に、電圧センサ12により検出された検出電圧に基づいて、バッテリ5のSOCを推定し、推定されたSOCがSOC1より高い場合に、PCS4の再駆動を禁止する。これにより、バッテリのSCOの検出精度を高めることができ、バッテリ5の過充電を防ぐことができる。   Further, in this example, the SOC of the battery 5 is estimated based on the detected voltage detected by the voltage sensor 12 during the power conversion stop time, and the re-driving of the PCS 4 is prohibited when the estimated SOC is higher than the SOC1. To do. Thereby, the detection accuracy of SCO of a battery can be raised and the overcharge of the battery 5 can be prevented.

また本例は、電力変換停止時間中に、電圧センサ12により検出された検出電圧に基づいて、バッテリ5のSOCを推定し、推定されたSOCがSOC1より低い場合に、PCS4を再駆動させる。これにより、バッテリ5の充電量が不足している場合には、PCS4を再駆動させることで、太陽電池1a、1bによる充電を継続させることができる。   Further, in this example, the SOC of the battery 5 is estimated based on the detected voltage detected by the voltage sensor 12 during the power conversion stop time, and the PCS 4 is re-driven when the estimated SOC is lower than the SOC1. Thereby, when the charge amount of the battery 5 is insufficient, the charging by the solar cells 1 a and 1 b can be continued by re-driving the PCS 4.

また本例は、推定されたSOCがSOCより高い場合には、太陽電池1a、1bの電力をバッテリ10に供給する回路に切り替えて、太陽電池1a、1bによりバッテリ10を充電する。これにより、太陽電池1a、1bの発電電力よるバッテリ10の充電を直接行うことができ、長時間の駐車・運休中におこりうるバッテリ10の充電量の低下を防ぐことができる。また、車両の運転時にはバッテリ10からの電力供給によって制御が開始することから、バッテリ10の充電量低下による起動不能を避けることができる。 Further, in this example, when the estimated SOC is higher than SOC 1 , the power of the solar cells 1a and 1b is switched to a circuit that supplies the battery 10 and the battery 10 is charged by the solar cells 1a and 1b. Thereby, the battery 10 can be directly charged by the generated power of the solar cells 1a and 1b, and a decrease in the amount of charge of the battery 10 that can occur during long-time parking and suspension can be prevented. Further, since the control is started by supplying power from the battery 10 during driving of the vehicle, it is possible to avoid the inability to start the battery 10 due to a decrease in the charge amount.

また本例は、電力変換停止時間の直前にメモリ24に記憶された入力電圧に基づいて、PCS4を電力変換停止時間の後に駆動させる。これにより、PCS4の停止前の太陽電池1a、1bの電力点に基づいて、発電を再開することができる。また、
MPPT制御を行う場合に、初期の運転状態から最大電力点を探索する時間を省くことができるため、速やかに最大電力点での発電が可能となり、発電効率を高めることができる。
In this example, the PCS 4 is driven after the power conversion stop time based on the input voltage stored in the memory 24 immediately before the power conversion stop time. Thereby, based on the power point of the solar cells 1a and 1b before the PCS 4 is stopped, power generation can be resumed. Also,
When performing MPPT control, the time for searching for the maximum power point from the initial operating state can be saved, so that power generation at the maximum power point can be performed quickly, and the power generation efficiency can be increased.

なお、本例は、図5に示すように、直並列切替回路2を省略してもよい。図5は本例の変形例に係る電力変換装置を含む車両のブロック図である。   In this example, as shown in FIG. 5, the series-parallel switching circuit 2 may be omitted. FIG. 5 is a block diagram of a vehicle including a power conversion device according to a modification of this example.

上記のPCS4が本発明の「電力変換器」に相当し、PCS制御部22が「電力変換器制御手段」に、SOC推定部23が「SOC推定手段」に、直並列切替回路2及び出力切替回路3が「切替回路」に、切替回路制御部21が「切替回路制御手段」に、メモリ24が「記憶部」に、バッテリ5が「高電圧バッテリ」に、バッテリ10が「低電圧バッテリ」に相当する。   The PCS 4 corresponds to the “power converter” of the present invention, the PCS control unit 22 is the “power converter control means”, the SOC estimation unit 23 is the “SOC estimation means”, the series-parallel switching circuit 2 and the output switching The circuit 3 is a “switching circuit”, the switching circuit control unit 21 is a “switching circuit control unit”, the memory 24 is a “storage unit”, the battery 5 is a “high voltage battery”, and the battery 10 is a “low voltage battery”. It corresponds to.

《第2実施形態》
図6は、発明の他の実施形態に係る電力変換装置の制御手順を示すフローチャートである。本例では、第1実施形態に対して、電力変換停止中に、太陽電池1a、1bによりバッテリ10を充電する点が異なる。これ以外の構成は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を援用する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the power conversion apparatus according to another embodiment of the invention. This example differs from the first embodiment in that the battery 10 is charged by the solar cells 1a and 1b while the power conversion is stopped. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is incorporated.

コントローラ20は、PCS制御部22により、駆動時間から電力変換停止時間に遷る際に、PCS4を停止し、切替回路制御部21により、直並列切替回路2を制御して太陽電池1a、1bを並列状態にし、出力切替回路3を制御して太陽電池1a、1bの出力をバッテリ10に入力する回路に切り替え、バッテリ10の充電を開始する。これにより、電力変換停止時間中に、太陽電池1a、1bの発電電力でバッテリ10を充電させることができる。   The controller 20 stops the PCS 4 when the PCS control unit 22 transits from the drive time to the power conversion stop time, and the switching circuit control unit 21 controls the series / parallel switching circuit 2 to control the solar cells 1a and 1b. In parallel, the output switching circuit 3 is controlled to switch to a circuit that inputs the outputs of the solar cells 1a and 1b to the battery 10, and charging of the battery 10 is started. Thereby, the battery 10 can be charged with the generated power of the solar cells 1a and 1b during the power conversion stop time.

次に、図6を用いて、本例の電力変換装置の制御手順を説明する。図6は、本例の電力変換装置の制御手順を示すフローチャートである。図6に示すステップのうち、図1に示すステップと制御内容が同じステップについては、説明を省略する。   Next, the control procedure of the power conversion device of this example will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the power conversion apparatus of this example. Of the steps shown in FIG. 6, the description of steps having the same control content as the step shown in FIG. 1 is omitted.

ステップS23にて、PCS停止制御を行った後に、ステップS231にて、切替回路制御部21は、直並列切替回路2及び出力切替回路3を制御し、太陽電池1a、1bを並列接続の状態にして、太陽電池1a、1bの電力をバッテリ10に供給する。また、バッテリコントローラ25は、ステップS231による充電中に、第1実施形態と同様に、バッテリ10の充電状態を管理する。   After performing the PCS stop control in step S23, in step S231, the switching circuit control unit 21 controls the series / parallel switching circuit 2 and the output switching circuit 3 so that the solar cells 1a and 1b are connected in parallel. Then, the electric power of the solar cells 1a and 1b is supplied to the battery 10. Further, the battery controller 25 manages the state of charge of the battery 10 during the charging in step S231, as in the first embodiment.

上記のように、本例は、電力変換停止時間中に、太陽電池1a、1bからの出力をバッテリ10に供給する回路に切り替える。これにより、電力変換停止時間においても、太陽電池1a、1bの発電電力よるバッテリ10の充電を直接行うことができ、長時間の駐車・運休中におこりうるバッテリ10の充電量の低下を防ぐことができる。また、車両の運転時にはバッテリ10からの電力供給によって制御が開始することから、バッテリ10の充電量低下による起動不能を避けることができる。   As described above, this example switches to a circuit that supplies the output from the solar cells 1 a and 1 b to the battery 10 during the power conversion stop time. Thereby, it is possible to directly charge the battery 10 with the power generated by the solar cells 1a and 1b even during the power conversion stop time, and to prevent a decrease in the amount of charge of the battery 10 that can occur during long-time parking and suspension. Can do. In addition, since the control is started by supplying power from the battery 10 during driving of the vehicle, it is possible to avoid the inability to start the battery 10 due to a decrease in the charge amount.

1a、1b…太陽電池
2…直並列切替回路
2a、2b、2c…スイッチ
3…出力切替回路
3a、3b、3c、3d…スイッチ
4…PCS
5…バッテリ
6…充電ポート
7…充電器
8…インバータ
9…モータ
10…バッテリ
11…DC/DCコンバータ
12…電流センサ
13…電圧センサ
20…コントローラ
21…PCS制御部
22…SOC推定部
23…切替回路制御部
24…メモリ
25…バッテリコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Solar cell 2 ... Series-parallel switching circuit 2a, 2b, 2c ... Switch 3 ... Output switching circuit 3a, 3b, 3c, 3d ... Switch 4 ... PCS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Battery 6 ... Charge port 7 ... Charger 8 ... Inverter 9 ... Motor 10 ... Battery 11 ... DC / DC converter 12 ... Current sensor 13 ... Voltage sensor 20 ... Controller 21 ... PCS control part 22 ... SOC estimation part 23 ... Switching Circuit control unit 24 ... Memory 25 ... Battery controller

Claims (6)

バッテリと、
太陽電池と、
前記太陽電池からの電力を、前記バッテリを充電する充電電力に変換する電力変換器と、
前記バッテリの電圧を検出する電圧センサと、
前記電力変換器による電力変換を停止させる電力変換停止時間を制御する電力変換器制御手段とを備え、
前記電力変換器制御手段は、
前記電力変換停止時間中に、前記電圧センサにより検出された検出電圧に基づいて、前記電力変換器の再駆動を判断する
ことを特徴とする電力変換装置。
Battery,
Solar cells,
A power converter that converts power from the solar cell into charge power for charging the battery;
A voltage sensor for detecting the voltage of the battery;
Power converter control means for controlling a power conversion stop time for stopping power conversion by the power converter;
The power converter control means includes
A power conversion device that determines whether or not to redrive the power converter based on a detection voltage detected by the voltage sensor during the power conversion stop time.
前記電力変換停止時間中に、前記電圧センサにより検出された検出電圧に基づいて、前記バッテリのSOCを推定するSOC推定手段をさらに備え、
前記電力変換器制御手段は、
前記SOC推定手段により推定されたSOCが、前記バッテリのSOCの上限値を示す上限SOCより高い場合には、前記電力変換器の再駆動を禁止する
ことを特徴とする電力変換装置。
SOC estimation means for estimating the SOC of the battery based on the detected voltage detected by the voltage sensor during the power conversion stop time,
The power converter control means includes
When the SOC estimated by the SOC estimation means is higher than an upper limit SOC indicating an upper limit value of the SOC of the battery, re-driving of the power converter is prohibited.
前記電力変換器制御手段は、
前記SOC推定手段により推定されたSOCが、前記バッテリのSOCの上限値を示す上限SOCより低い場合には、前記電力変換器を再駆動させる
ことを特徴とする請求項2記載の電力変換装置。
The power converter control means includes
The power converter according to claim 2, wherein when the SOC estimated by the SOC estimating means is lower than an upper limit SOC indicating an upper limit value of the SOC of the battery, the power converter is re-driven.
前記太陽電池の出力を前記バッテリに含まれる高電圧バッテリに供給する回路と、前記太陽電池の出力を前記バッテリに含まれる低電圧バッテリに供給する回路とを切り替える切替回路と、
前記切替回路を制御する切替回路制御手段とをさらに備え、
前記切替回路制御手段は、
前記SOC推定手段により推定されたSOCが、前記バッテリのSOCの上限値を示す上限SOCより高い場合には、前記太陽電池からの出力を前記低電圧バッテリに供給する回路に切り替える
ことを特徴とする請求項2又は3記載の電力変換装置。
A switching circuit that switches between a circuit that supplies the output of the solar cell to a high-voltage battery included in the battery, and a circuit that supplies the output of the solar cell to a low-voltage battery included in the battery;
Switching circuit control means for controlling the switching circuit,
The switching circuit control means includes
When the SOC estimated by the SOC estimation means is higher than the upper limit SOC indicating the upper limit value of the SOC of the battery, the output from the solar cell is switched to a circuit that supplies the low voltage battery. The power converter of Claim 2 or 3.
前記太陽電池の出力を前記バッテリに含まれる高電圧バッテリに供給する回路と、前記太陽電池の出力を前記バッテリに含まれる低電圧バッテリに供給する回路とを切り替える切替回路と、
前記切替回路を制御する切替回路制御手段とをさらに備え、
前記切替回路制御手段は、
前記電力変換停止時間中に、前記太陽電池からの出力を前記低電圧バッテリに供給する回路に切り替える
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
A switching circuit that switches between a circuit that supplies the output of the solar cell to a high-voltage battery included in the battery, and a circuit that supplies the output of the solar cell to a low-voltage battery included in the battery;
Switching circuit control means for controlling the switching circuit,
The switching circuit control means includes
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the output from the solar cell is switched to a circuit that supplies the low-voltage battery during the power conversion stop time.
前記電力変換器制御手段は、
前記太陽電池から前記電力変換器への入力電圧を記憶する記憶部を有し、
前記電力変換停止時間の直前に前記記憶部に記憶された入力電圧に基づいて、前記電力変換停止時間の後に前記電力変換器を駆動させる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power converter control means includes
A storage unit for storing an input voltage from the solar cell to the power converter;
The said power converter is driven after the said power conversion stop time based on the input voltage memorize | stored in the said memory | storage part immediately before the said power conversion stop time, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The power converter device described in 1.
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