JP6583294B2

JP6583294B2 - 電動車両

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Publication number: JP6583294B2
Application number: JP2017005985A
Authority: JP
Inventors: 和樹久保; 清仁町田; 川崎　勉; 勉川崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: JP2018117436A; US20180201150A1; CN108327543A; US10351011B2; CN108327543B

Description

本開示は、太陽電池を用いた充電が可能な第１蓄電装置と車両の駆動力を発生させるための電源となる第２蓄電装置とを備える電動車両における第１および第２蓄電装置の充放電制御に関する。

従来、車両のルーフ等の所定位置に光エネルギーを電力に変換する太陽電池を搭載する電動車両が公知である。このような車両は、たとえば、太陽電池を用いた充電が可能な第１蓄電装置と車両の駆動力を発生させるための電源となる第２蓄電装置とを備える。

たとえば、特開２０１４−１１７０００号公報（特許文献１）には、電動車両に搭載されるソーラーパネルの発電電力を第１蓄電装置に一旦充電し、第１蓄電装置の充電率が規定値以上になった場合に、第１蓄電装置の電力を用いて第２蓄電装置を充電する技術が開示される。

特開２０１４−１１７０００号公報

このような電動車両においては、第２蓄電装置を充電するためのエネルギーとして、第１蓄電装置に蓄えられたエネルギーの他に、エンジンを用いた発電エネルギーや回生制動による回生エネルギー等を利用することができる。そのため、発電エネルギーや回生エネルギー等を用いた第２蓄電装置の充電を行なう場合にも、第１蓄電装置を用いた第２蓄電装置の充電を継続すると、第１蓄電装置が太陽電池によって充電され、不必要に高温かつ高ＳＯＣ状態になる場合がある。その結果、第１蓄電装置の劣化が促進される可能性がある。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、太陽電池を用いた充電が可能な第１蓄電装置と駆動力を発生させるための電源となる第２蓄電装置とを備える電動車両において第１蓄電装置の劣化を抑制する電動車両を提供することである。

本開示のある局面に係る電動車両は、回転電機と、光のエネルギーを電力に変換する太陽電池と、太陽電池から出力される電力を用いて充電される第１蓄電装置と、回転電機において発電された電力を用いた充電が可能であって、かつ、車両の駆動力を発生させるための電源である第２蓄電装置と、第１蓄電装置の電力を用いて第２蓄電装置を充電する第１充電制御と、回転電機において発電された発電電力を用いて第２蓄電装置を充電する第２充電制御とのうちの少なくともいずれかを実行可能な制御装置とを備える。制御装置は、第２充電制御の実行中においては、第１蓄電装置の充電の禁止、および、第１蓄電装置のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかを実行する。

このようにすると、第２充電制御の実行中に、第１蓄電装置が、劣化が促進される高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、第１蓄電装置の劣化を抑制することができる。

ある実施の形態においては、制御装置は、第２充電制御の実行中に、第１蓄電装置の温度がしきい値よりも高い場合、第１蓄電装置の充電を禁止する。

このようにすると、第１蓄電装置が高温かつ高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、第１蓄電装置の劣化を抑制することができる。

ある実施の形態においては、制御装置は、第２充電制御の実行中に、第１蓄電装置の温度がしきい値よりも低い場合、第１蓄電装置のＳＯＣの上限値を低下させる。

このようにすると、第１蓄電装置が高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、第１蓄電装置の劣化を抑制することができる。

ある実施の形態においては、電動車両は、回転電機に連結されるエンジンをさらに備える。制御装置は、第２充電制御の実行時においてエンジンの動力を用いて回転電機において発電させる。

このようにすると、第２充電制御の実行時に回転電機において発電された電力を用いて第２蓄電装置を充電することができる。

ある実施の形態においては、制御装置は、ユーザの要求に応じて第２充電制御を実行する。

このようにすると、ユーザの要求に応じて第２充電制御が実行される場合に、第１蓄電装置の充電の禁止、および、第１蓄電装置のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかが実行されるので、第１蓄電装置の劣化を抑制することができる。

ある実施の形態においては、回転電機は、駆動輪に連結される。制御装置は、第２蓄電装置のＳＯＣが現在値から上限値になるまでに要する電力量から、電動車両が現在位置から目的地までの移動中に生じる回転電機の回生エネルギーによって増加するＳＯＣの増加量に相当する電力量の推定値を減算した差分値が、移動中に太陽電池を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合に、第１蓄電装置の充電の禁止、および、第１蓄電装置のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかを実行する。

このようにすると、目的地までの移動中における差分値が、太陽電池を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合には、移動中における太陽電池を用いて発電される発電電力量を第２蓄電装置において全て受け入れることができない。そのため、第１蓄電装置の充電を禁止したり、第１蓄電装置のＳＯＣの上限値を低下させたりすることにより、第１蓄電装置が不必要に充電されることを抑制することができる。これにより、第１蓄電装置の劣化を抑制することができる。

本開示によると、太陽電池を用いた充電が可能な第１蓄電装置と駆動力を発生させるための電源となる第２蓄電装置とを備える電動車両において第１蓄電装置の劣化を抑制する電動車両を提供することができる。

本実施の形態に係る電動車両の構成の一部を概略的に示す図である。本実施の形態に係る電動車両に搭載された機器の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電動車両に搭載されたＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。本実施の形態に係る電動車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その１）である。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その２）である。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その３）である。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その４）である。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その５）である。変形例においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その６）である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

また、以下に説明する実施の形態では、エンジンと２基のモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を電動車両の一例として説明するが、電動車両としては、特に、図１に示される構成に限定されるものではない。電動車両は、たとえば、モータジェネレータを１基備えた電気自動車やハイブリッド車両であってもよい。

図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１（以下、車両１と記載する）の構成の一部を概略的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、電池パック２０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、ソーラーＰＣＵ４０と、ソーラーパネル５０と、ソーラーバッテリー６０と、補機バッテリ７０とを備える。

電池パック２０は、再充電可能な直流電源である。電池パック２０は、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含む。電池パック２０は、後述する２基のモータジェネレータ（図２参照）のうちの少なくともいずれか（以下、単にモータジェネレータと記載する）との間で電力を授受する。電池パック２０の電力は、ＰＣＵ３０を経由してモータジェネレータに供給される。また、電池パック２０は、モータジェネレータにより発電された電力を用いて充電される。なお、電池パック２０は、車両１の外部の電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、電池パック２０は、二次電池に限らず、モータジェネレータとの間で直流電力を授受できるもの、たとえば、キャパシタ等であってもよい。電池パック２０は、たとえば、車両１の後部座席よりも下方の位置であって、かつ、左右の後輪のホイールハウス間に設けられる。

ＰＣＵ３０は、電池パック２０の直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータに供給したり、モータジェネレータにおいて生じた回生電力（交流電力）を直流電力に変換して電池パック２０に供給したりする。

ＰＣＵ３０は、たとえば、複数個のスイッチング素子を有する、コンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータやインバータは、スイッチング素子のオン・オフ制御によって動作する。コンバータは、電池パック２０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータに出力する。これにより、電池パック２０に蓄えられた電力を用いてモータジェネレータが駆動される。

また、インバータは、モータジェネレータによって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧して電池パック２０へ出力する。これにより、モータジェネレータにより発電された電力を用いて電池パック２０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

ＰＣＵ３０は、電池パック２０の電圧を補機バッテリ７０の充電に適した電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）をさらに含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、変換された電力を補機バッテリ７０に供給することによって補機バッテリ７０を充電する。

ソーラーパネル５０は、光エネルギー（たとえば、太陽光の光エネルギー）を直流電力に変換する太陽電池である。本実施の形態において、ソーラーパネル５０は、図１に示すように車両１の屋根の表面に設置される。ソーラーパネル５０において発電された電力は、ソーラーＰＣＵ４０を経由してソーラーバッテリー６０に供給される。なお、ソーラーパネル５０は、車両１の屋根以外の箇所（たとえば、ボンネット等）の表面に配置されてもよい。

ソーラーバッテリー６０は、ソーラーパネル５０において発電された電力を蓄電する蓄電装置である。ソーラーバッテリー６０は、複数個（たとえば、３個）のセルまたは複数個のセルにより構成されたモジュールが直列に接続されて構成される。ソーラーバッテリー６０は、車両１の室内の所定位置（たとえば、センターコンソールの下部）に設けられる。なお、車両１の室内とは、乗員が搭乗する車両１内の空間（たとえば、キャビン）および当該空間に連通する空間（たとえば、荷室等）を含むものとする。

ソーラーＰＣＵ４０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００（図２参照）からの制御信号に応じて、ソーラーパネル５０から出力された直流電力をソーラーバッテリー６０の充電が可能な電圧に変換したり、ソーラーバッテリー６０の直流電力を電池パック２０の充電が可能な電圧に変換したりする。具体的には、ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値に達するまで増加した場合に、ソーラーバッテリー６０の電力を用いて電池パック２０を充電したり、あるいは、補機バッテリ７０を充電したりする。あるいは、ソーラーＰＣＵ４０は、たとえば、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが下限値に達するまで減少した場合に、ソーラーパネル５０から出力された電力を用いてソーラーバッテリー６０を充電する。

補機バッテリ７０は、補機負荷に対して電力を供給する。補機負荷は、たとえば、車両１の室内に設けられる電気機器（たとえば、ナビゲーションシステム１０４（図２参照）やオーディオ機器（図示せず）等）や、車両１に搭載される各種ＥＣＵ等を含む。

以下に、図２を用いて車両１に搭載される各構成について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る車両１に搭載された機器の構成を示すブロック図である。図２に示すように、車両１は、駆動輪２と、エンジン４と、動力分割装置６と、第１モータジェネレータ１０（以下、第１ＭＧ１０と記載する）と、第２モータジェネレータ１２（以下、第２ＭＧ１２と記載する）と、ＥＣＵ１００と、回復モードスイッチ１０２と、ナビゲーションシステム１０４とをさらに備える。

車両１は、エンジン４および第２ＭＧ１２のうちの少なくとも一方の動力を用いて走行する。車両１は、エンジン４の動力を用いずに第２ＭＧ１２の動力を用いる電気自動車走行（ＥＶ走行）と、エンジン４および第２ＭＧ１２の両方の動力を用いるハイブリッド自動車走行（ＨＶ走行）との間で車両１の走行態様を切り替えることができる。

エンジン４は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン４は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて車両１が走行するための動力を発生する。エンジン４において発生した動力は動力分割装置６に出力される。

エンジン４の出力軸、第１ＭＧ１０の回転軸および第２ＭＧ１２の回転軸は、動力分割装置６の各回転要素にそれぞれ機械的に連結される。

動力分割装置６は、エンジン４の出力軸、第１ＭＧ１０の回転軸および第２ＭＧ１２の回転軸に機械的に連結し、エンジン４、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ１２の間でトルクを伝達可能に構成されている。具体的には、動力分割装置６は、遊星歯車機構である。遊星歯車機構は、回転要素としてサンギヤと、リングギヤと、キャリアと、ピニオンギヤとを含む。外歯歯車のサンギヤを中心とし、複数のピニオンギヤの各々がサンギヤと噛み合うように設けられ、内歯歯車のリングギヤが複数のピニオンギヤの各々と噛み合うように設けられる。複数のピニオンギヤは、キャリアによって自転可能かつ公転可能なように保持される。サンギヤは、第１ＭＧ１０の回転軸に機械的に連結される。キャリアは、エンジン４の出力軸に機械的に連結される。リングギヤは、第２ＭＧ１２の回転軸に機械的に連結される。第２ＭＧ１２の回転軸には、減速機やデファレンシャルギヤ等（図示せず）を介して駆動輪２が連結される。

第１ＭＧ１０、第２ＭＧ１２の各々は、たとえば、３相交流永久磁石型同期モータ等によって構成される回転電機である。第１ＭＧ１０は、エンジン４を始動させる際には組電池２２の電力を用いてエンジン４の出力軸を回転させるように制御される。また、第１ＭＧ１０は、エンジン４の動力を用いて発電するように制御することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ３０により直流電力に変換されて組電池２２に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力が第２ＭＧ１２に供給される場合もある。

第２ＭＧ１２は、組電池２２からの供給電力および第１ＭＧ１０による発電電力の少なくとも一方を用いて駆動輪２を回転させる。また、第２ＭＧ１２は、回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ１２によって発電された交流電力は、ＰＣＵ３０により直流電力に変換される。変換された直流電力は、組電池２２の充電に用いられる。

電池パック２０は、組電池２２と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する）２４と、充電リレー（以下、ＣＨＲと記載する）２６とを含む。

組電池２２は、複数個のセルにより構成されたモジュールが複数個直列に接続されて構成される。あるいは、組電池２２は、複数個のセルが直列に接続されて構成されてもよい。組電池は、組電池２２の電圧は、たとえば、２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ２４は、ＰＣＵ３０と組電池２２とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１上に設けられる。ＳＭＲ２４は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ１に基づいて、ＰＣＵ３０と組電池２２との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ＣＨＲ２６は、組電池２２とＳＭＲ２４とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１から分岐してソーラーＰＣＵ４０に接続される電力線ＰＬ２，ＮＬ２上に設けられる。ＣＨＲ２６は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ２に基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、ソーラーＰＣＵ４０との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ソーラーＰＣＵ４０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４と、補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６と、監視回路４８とを含む。

高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリー６０の直流電力を組電池２２の充電が可能な直流電力に変換する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、変換した電力を組電池２２に供給する。

ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーパネル５０から供給される直流電力をソーラーバッテリー６０の充電が可能な直流電力に変換する。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、変換した電力をソーラーバッテリー６０に供給する。

補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリー６０の直流電力を補機バッテリ７０の充電が可能な直流電力に変換する。補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、変換した電力を補機バッテリ７０に供給する。

監視回路４８は、ソーラーバッテリー６０の状態を監視する。ソーラーバッテリー６０には、温度センサ６２と、電圧センサ６４と、電流センサ６６とが設けられる。温度センサ６２は、ソーラーバッテリー６０の温度（以下、電池温度と記載する）ＴＢｓを検出し、検出された電池温度ＴＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。電圧センサ６４は、ソーラーバッテリー６０全体の電圧ＶＢｓを検出し、検出された電圧ＶＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。電流センサ６６は、ソーラーバッテリー６０の電流ＩＢｓを検出し、検出された電流ＩＢｓを示す信号を監視回路４８に送信する。

監視回路４８は、ソーラーバッテリー６０の状態についての情報をＥＣＵ１００に出力する。監視回路４８は、たとえば、各センサから受信した検出結果をＥＣＵ１００に出力したり、あるいは、各センサから受信した検出結果に対して所定の演算処理を実行し、実行結果をＥＣＵ１００に出力したりする。具体的には、監視回路４８は、ソーラーバッテリー６０の温度ＴＢｓ、電圧ＶＢｓおよび電流ＩＢｓに基づいてソーラーバッテリー６０のＳＯＣを算出し、算出されたＳＯＣを示す情報をＥＣＵ１００に出力する。

監視回路４８は、たとえば、ソーラーバッテリー６０の電流ＩＢｓと、電圧ＶＢｓと、電池温度ＴＢｓとに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてソーラーバッテリー６０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、監視回路４８は、たとえば、ソーラーバッテリー６０の充電電流と放電電流とを積算することによってソーラーバッテリー６０のＳＯＣを推定してもよい。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置であるメモリ、および、入出力バッファ等を含んで構成される。ＥＣＵ１００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の作動状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、監視回路４８からソーラーバッテリー６０のＳＯＣを取得する。なお、上述した監視回路４８で実行されたＳＯＣを算出する処理は、ＥＣＵ１００で実行されてもよい。ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが下限値に達すると、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４を動作させてソーラーパネル５０から出力される電力を用いてソーラーバッテリー６０を充電する。

ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値に達すると、ソーラーバッテリー６０の充電を停止するとともにＣＨＲ２６をオン状態にする。ＥＣＵ１００は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２を動作させてソーラーバッテリー６０の電力を用いて組電池２２を充電する。なお、ＥＣＵ１００は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２に加えてソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４を動作させて組電池２２を充電してもよい。ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが下限値に達したり、あるいは、組電池２２のＳＯＣが上限値に達したりする場合に、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２の動作を停止するとともにＣＨＲ２６をオフ状態にして、組電池２２の充電を停止する。

ＥＣＵ１００は、上述のようにＣＨＲ２６およびソーラーＰＣＵ４０を動作させることによってソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値と下限値との間の範囲内に収まるようにソーラーバッテリー６０の充放電を制御する。以下の説明においてこのような制御を電力供給制御と記載する場合がある。

ＥＣＵ１００には、回復モードスイッチ１０２と、ナビゲーションシステム１０４とが接続される。回復モードスイッチ１０２は、ユーザが車両１の制御モードとして回復モードの選択を要求する場合に操作される操作部材である。回復モードスイッチ１０２は、ユーザによる操作を受け付けると、回復モードスイッチ１０２が操作されたことを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。ＥＣＵ１００は、回復モードの非選択時に当該信号を受信する場合に、ユーザにより回復モードスイッチ１０２に対してオン操作されたと判定する。ＥＣＵ１００は、オン操作されたと判定する場合に、回復モードの選択中であるか否かを示すフラグをオン状態にする。また、ＥＣＵ１００は、回復モードの選択中に当該信号を受信する場合に、ユーザにより回復モードスイッチ１０２に対してオフ操作されたと判定する。ＥＣＵ１００は、オフ操作されたと判定する場合に、当該フラグをオフ状態にする。

回復モードは、エンジン４が停止状態である場合には、エンジン４を始動させて、エンジン４の動力を用いて第１ＭＧ１０において発電し、発電された電力によって組電池２２のＳＯＣをしきい値以上になるまで上昇させる制御モードを含む。なお、しきい値は、組電池２２のＳＯＣの上限値であってもよいし、現在のＳＯＣを所定量だけ増加した値であってもよい。ＥＣＵ１００は、回復モード中に、組電池２２のＳＯＣがしきい値以上となる場合には、エンジン４を停止させてもよいし、作動状態を継続してもよい。なお、回復モードは、所定時間が経過するまで第１ＭＧ１０において一定の発電電力で発電することによってＳＯＣを上昇させる制御モードであってもよい。

ナビゲーションシステム１０４は、ユーザの要求に応じて、ユーザによって設定された目的地までの移動経路を決定する。また、ナビゲーションシステム１０４は、車両１の運転時に、決定された移動経路あるいはユーザによって設定された移動経路に沿って車両１が進行するように車両１の室内に設けられた表示装置（図示せず）において現在位置に対応した案内表示（右折、直進あるいは左折等）を行なう。ナビゲーションシステム１０４は、内蔵されたＧＰＳ（Global Positioning System）によって車両１の現在位置（たとえば、緯度および経度によって特定される現在位置）を検出する。ナビゲーションシステム１０４は、たとえば、車両１の現在位置と地図情報（緯度および経度に応じた標高の情報を含む）とから現在位置の標高を取得する。また、ナビゲーションシステム１０４は、たとえば、設定された目的地と地図情報とから目的地に関する情報（目的地の緯度、経度および標高等）を取得する。ナビゲーションシステム１０４は、現在位置に関する情報（現在位置の緯度、経度および標高等）と、目的地に関する情報とをＥＣＵ１００に送信する。

このような構成を有する車両１において、組電池２２を充電するためのエネルギーとして、ソーラーバッテリー６０に蓄えられたエネルギーの他に、エンジン４と第１ＭＧ１０とを用いた発電エネルギーや第２ＭＧ１２における回生制動による回生エネルギー等を利用することができる。そのため、発電エネルギーや回生エネルギー等を用いた組電池２２の充電を行なう場合にも、ソーラーバッテリー６０を用いた組電池２２の充電を継続すると、ソーラーバッテリー６０がソーラーパネル５０を用いて充電され、不必要に高温かつ高ＳＯＣ状態になる場合がある。その結果、ソーラーバッテリー６０の劣化が促進される可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータ（第１ＭＧ１０または第２ＭＧ１２）によって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御の実行中においては、ソーラーバッテリー６０の充放電の禁止、および、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかを実行するものとする。

このようにすると、当該充電制御の実行中に、ソーラーバッテリー６０が、劣化が促進される高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。

本実施の形態においては、モータジェネレータによって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御として回復モードが選択中である場合の組電池２２の充電制御（すなわち、第１ＭＧ１０によって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御）を一例として説明する。

以下、図３を用いてＥＣＵ１００で実行される制御処理について説明する。図３は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、回復モードの選択中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、上述した回復モードの選択中であるか否かを示すフラグがオン状態である場合に回復モードの選択中であると判定し、当該フラグがオフ状態である場合に回復モードの選択中でないと判定する。回復モードが選択中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下であるか否かを判定する。しきい値Ａは、たとえば、ソーラーバッテリー６０の温度環境が、劣化が促進される高温環境であるか否かを判定するためのしきい値である。電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下であると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）よりも低い値ＳＯＣ＿ｕ（１）に設定する。ＳＯＣ＿ｕ（１）としては、たとえば、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下の温度環境下でソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値になるまで充電されても劣化が促進されるような高ＳＯＣ状態にならない程度の値が設定される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣが上限値になると電池パック２０に電力を供給し、下限値になるとソーラーパネル５０を用いて充電する、上述した電力供給制御を実行する。

なお、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高い場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーパネル５０を用いた発電（以下、ソーラー発電とも記載する）を禁止する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４の作動を停止して、ソーラー発電を禁止することによって、ソーラーバッテリー６０の充電を禁止する。

また、回復モードの選択中でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）に設定し、処理をＳ１０６に移す。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１の動作について図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図４の横軸は、時間を示し、図４の縦軸は、回復モードの選択状態と、エンジン４の作動状態と、ＳＯＣの上限値と、ソーラー発電の実行状態と、電池温度ＴＢｓとを示す。すなわち、図４のＬＮ１は、回復モードの選択状態の変化を示す。図４のＬＮ２は、エンジン４の作動状態の変化を示す。図４のＬＮ３は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値の変化を示す。図４のＬＮ４は、ソーラー発電の実行状態の変化を示す。図４のＬＮ５は、電池温度ＴＢｓの変化を示す。

たとえば、回復モードが選択されておらず、エンジン４を停止させた状態でＥＶ走行を実施している場合を想定する。また、電池温度ＴＢｓは、しきい値Ａよりも低いものとする。

この場合、図４のＬＮ１に示すように、回復モードが選択されていないため（Ｓ１００にてＮＯ）、図４のＬＮ３に示すように、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値として初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）が設定され（Ｓ１１０）、電力供給制御が実行される（Ｓ１０６）。そのため、図４のＬＮ４に示すようにソーラー発電が継続して行なわれる。

時間Ｔ（０）にて、ユーザにより回復モードスイッチ１０２に対してオン操作が行なわれると、図４のＬＮ１に示すように、回復モードが選択される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。回復モードが選択されることによって、図４のＬＮ２に示すように、エンジン４が作動状態になる。このとき、図４のＬＮ５に示すように、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも低いため（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、図４のＬＮ３に示すように、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）からＳＯＣ＿ｕ（１）に低下されるとともに（Ｓ１０４）、電力供給制御が実行される（Ｓ１０６）。電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも低いため、図４のＬＮ４に示すように、ソーラー発電が継続して行なわれる。

時間Ｔ（１）にて、図４のＬＮ５に示すように、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａを超えると（Ｓ１０２にてＮＯ）、図４のＬＮ４に示すように、ソーラー発電が禁止される（Ｓ１０８）。そのため、ソーラーバッテリー６０における充電が抑制される。

時間Ｔ（２）にて、ユーザの操作によって回復モードスイッチ１０２に対してオフ操作が行なわれると、図４のＬＮ１に示すように、回復モードが非選択状態になる（Ｓ１００にてＮＯ）。回復モードが選択されていないため（Ｓ１００にてＮＯ）、図４のＬＮ２に示すように、エンジン４が停止状態になる。さらに、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）に戻されて（Ｓ１１０）、電力供給制御が実行される（Ｓ１０６）。そのため、図４のＬＮ４に示すように、ソーラー発電が再開される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両１によると、ユーザの要求に応じて回復モードが選択される場合には、ソーラーバッテリー６０の充電が禁止されたり、あるいは、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が低下されたりする。そのため、回復モードの選択中に、ソーラーバッテリー６０が高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。したがって、太陽電池を用いた充電が可能な第１蓄電装置と駆動力を発生させるための電源となる第２蓄電装置とを備える電動車両において第１蓄電装置の劣化を抑制する電動車両を提供することができる。

さらに、回復モードの選択中において、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高いと、ソーラーバッテリー６０の充電が禁止されるため、ソーラーバッテリー６０が高温かつ高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。

さらに、回復モードの選択中において、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下であると、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値が低下させられるため、ソーラーバッテリー６０が高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。そのため、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、回復モードの選択中においては、温度センサ６２を用いて検出された電池温度ＴＢｓに応じてソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させるかソーラーバッテリー６０の充電を禁止するかを決定するものとして説明したが、たとえば、車両１の室内の温度に基づいて電池温度ＴＢｓを推定し、推定された電池温度ＴＢｓに応じてＳＯＣの上限値を低下させるかソーラーバッテリー６０の充電を禁止するかを決定してもよい。あるいは、ソーラーバッテリー６０の周辺の温度（雰囲気温度）に基づいて電池温度ＴＢｓを推定し、推定された電池温度ＴＢｓに応じてＳＯＣの上限値を低下させるかソーラーバッテリー６０の充電を禁止するかを決定してもよい。あるいは、外気温に基づいて電池温度ＴＢｓを推定し、推定された電池温度ＴＢｓに応じてＳＯＣの上限値を低下させるかソーラーバッテリー６０の充電を禁止するかを決定してもよい。

さらに上述の実施の形態では、温度センサ６２は、ソーラーバッテリー６０に１箇所設けられる場合を一例として説明したが、温度センサ６２は、ソーラーバッテリー６０に複数個設けられてもよい。温度センサ６２は、たとえば、ソーラーバッテリー６０の各セルに設けられるものであってもよいし、あるいは、ソーラーバッテリー６０において所定セルあるいは所定距離の間隔で設けられるものであってもよい。この場合、ＥＣＵ１００は、複数の温度センサの検出結果のうちの最も高い値を電池温度ＴＢｓとして検出してもよいし、あるいは、温度センサの検出結果の平均値を電池温度ＴＢｓとして検出してもよい。

さらに上述の実施の形態では、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高い場合にソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させるものとして説明したが、たとえば、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高い場合にソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値に加えて下限値を低下させるようにしてもよい。このようにすると、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制しつつ、ソーラーバッテリー６０における蓄電量を維持することができる。

さらに上述の実施の形態では、回復モードの選択中であると判定された時点における電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下である場合にソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させ、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高い場合にソーラーバッテリー６０の充電を禁止するものとして説明したが、特にこのような制御に限定されるものではない。たとえば、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下である場合には、所定時間だけ電力供給制御を継続した後の電池温度ＴＢｓに基づいてソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させたり、あるいは、ソーラーバッテリー６０の充電を禁止したりしてもよい。

以下、図５を用いてこの変形例に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理について説明する。図５は、変形例に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、回復モードの選択中であるか否かを判定する。回復モードが選択中であると判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下であるか否かを判定する。電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下であると判定される場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ１００は、電力供給制御を所定時間が経過するまで実行する。ＥＣＵ１００は、電力供給制御を所定時間が経過するまで実行した後に処理をＳ２０６に移行する。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ１００は、電池温度ＴＢｓがしきい値Ｂ以下であるか否かを判定する。しきい値Ｂとしては、しきい値Ａと同じ値が設定されてもよいし、しきい値Ａよりも低い値が設定されてもよい。電池温度ＴＢｓがしきい値Ｂ以下であると判定される場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移行される。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値としてＳＯＣ＿ｕ（１）を設定する。Ｓ２１０にて、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電を禁止する。Ｓ２１２にて、ＥＣＵ１００は、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値として初期値ＳＯＣ＿ｕ（０）を設定する。Ｓ２１４にて、ＥＣＵ１００は、電力供給制御を実行する。

このようにすると、所定時間経過するまで電力供給制御が実行された後の電池温度ＴＢｓに基づいてソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させる動作や、ソーラーバッテリー６０の充電を禁止する動作を選択することができる。そのため、電池温度ＴＢｓの経時変化に応じて適切な動作を選択することができる。その結果、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。

さらに上述の実施の形態では、回復モードの選択中であると、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａ以下である場合にソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させ、電池温度ＴＢｓがしきい値Ａよりも高い場合にソーラー発電を禁止するものとして説明したが、たとえば、回復モードの選択中であると、電池温度ＴＢｓに関わらずＳＯＣの上限値を低下させてもよい。この変形例において、ＥＣＵ１００は、たとえば、図６のフローチャートに示す処理を実行する。図６に示すフローチャートは、図３のフローチャートと比較して、回復モードの選択中である場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理をＳ１０４に移すものとし、Ｓ１０２の処理とＳ１０８の処理を省略した点が異なり、その他の処理は同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

あるいは、回復モードの選択中であると、電池温度ＴＢｓに関わらずソーラー発電を禁止してもよい。この変形例において、ＥＣＵ１００は、たとえば、図７のフローチャートに示す処理を実行する。図７に示すフローチャートは、図３のフローチャートと比較して、回復モードの選択中である場合に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理をＳ１０８に移すものとし、Ｓ１０２の処理とＳ１０４の処理を省略した点が異なり、その他の処理は同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

さらに上述の実施の形態では、モータジェネレータによって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御として、回復モードが選択中である場合の組電池２２の充電制御（すなわち、第１ＭＧ１０によって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御）を一例として説明したが、特にこのような充電制御に限定されるものではない。たとえば、モータジェネレータによって発電された発電電力を用いて組電池２２を充電する充電制御は、第２ＭＧ１２を用いた回生制動によって組電池２２を充電する充電制御であってもよい。

すなわち、ＥＣＵ１００は、第２ＭＧ１２を用いた回生制動によって組電池２２を充電する充電制御の実行中に、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値の低下、および、ソーラーバッテリー６０の充電の禁止のうちのいずれかを行なってもよい。

以下の説明においては、組電池２２のＳＯＣが現在値から上限値になるまでに要する電力量から、車両１が現在位置から目的地までの移動中に生じる第２ＭＧ１２の回生エネルギーによって増加する組電池２２のＳＯＣの増加量に相当する電力量の推定値を減算した差分値が、移動中にソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合に、ソーラーバッテリー６０の充電の禁止を行なう場合を一例として説明する。

このようにすると、目的地までの移動中において、ソーラーバッテリー６０の充電が禁止されることになるため、回生制動によって組電池２２を充電する充電制御の実行中においても、ソーラーバッテリー６０の充電が禁止されることになる。そのため、ソーラーバッテリー６０が高ＳＯＣ状態になることを抑制することができる。

以下、図８を用いてこの変形例に係る車両に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理について説明する。図８は、変形例に係る車両に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。なお、ＥＣＵ１００は、図８のフローチャートに示される処理を繰り返し実行してもよいし、あるいは、目的地が変更される毎に実行してもよい。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ１００は、現在位置と目的地との情報から現在位置から目的地までの水平方向についての直線距離と標高差とを算出し、算出された直線距離と標高差とから平均勾配と経路長さの概算値とを算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、ナビゲーションシステム１０４から車両１の現在位置に関する情報と目的地に関する情報とを取得する。

Ｓ３０２は、ＥＣＵ１００は、回生量の推定値を算出する。この回生量は、車両１が現在位置から目的地までの移動中に生じる第２ＭＧ１２の回生エネルギーによって増加するＳＯＣの増加量に相当する電力量を示す。ＥＣＵ１００は、たとえば、算出された平均勾配と経路長さの概算値とから目的地までの回生量の推定値を算出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、平均勾配と経路長さと回生量の推定値との関係を示すマップや関数等を用いて算出された平均勾配と経路長さとから目的地までの回生量の推定値を算出する。

Ｓ３０４にて、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電量の推定値を算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、経路長さと目的地までの制限速度等の情報に基づく平均速度の推定値とから移動期間を算出し、現在のソーラーパネル５０の発電電力（あるいは今後の平均発電電力の推定値）と、算出された移動期間とからソーラー発電量の推定値を算出する。

Ｓ３０６にて、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電量の推定値が、組電池２２のＳＯＣが上限値になるまでに要する電力量から回生量の推定値を減算した差分値以上であるか否かを判定する。ソーラー発電量が差分値以上であると判定される場合（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、処理はＳ３０８に移される。Ｓ３０８にて、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電を禁止する。

このようにすると、目的地までの移動中における差分値が、ソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合には、移動中におけるソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量を組電池２２において全て受け入れることができない。そのため、ソーラーバッテリー６０の充電を禁止することにより、ソーラーバッテリー６０が不必要に充電されることを抑制することができる。これにより、ソーラーバッテリー６０の劣化を抑制することができる。

なお、本変形例においては、差分値がソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合には、ソーラー発電を禁止するものとして説明したが、ソーラー発電を禁止することに代えてソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させてもよい。たとえば、ソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量の推定値が差分値以下になるようにソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させてもよいし、予め定められた値だけソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させてもよい。この変形例において、ＥＣＵ１００は、たとえば、図９のフローチャートに示す処理を実行する。図９に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートと比較して、Ｓ３０８の処理をソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させる処理（Ｓ４０８）と、電力供給制御を実行する処理（Ｓ４１０）とに置き換えている点で異なり、その他の処理については同様である。また、Ｓ４０８およびＳ４１０の処理は、図３のフローチャートのＳ１０４およびＳ１０６の処理と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

あるいは、ＥＣＵ１００は、差分値がソーラーパネル５０を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合には、ソーラーバッテリー６０の温度がしきい値Ａよりも高いと、ソーラー発電を禁止し、ソーラーバッテリー６０の温度がしきい値Ａ以下であると、ソーラーバッテリー６０のＳＯＣの上限値を低下させてもよい。この変形例において、ＥＣＵ１００は、たとえば、図１０のフローチャートに示す処理を実行する。図１０に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートと比較して、Ｓ３０８の処理をＳ５０２、Ｓ５０４、Ｓ５０６およびＳ５０８の処理に置き換えている点で異なり、その他の処理については同様である。また、Ｓ５０２、Ｓ５０４、Ｓ５０６およびＳ５０８の処理は、図３のＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６およびＳ１０８の処理とそれぞれ同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１車両、２駆動輪、４エンジン、６動力分割装置、１０，１２ＭＧ、２０電池パック、２２組電池、２４ＳＭＲ、２６ＣＨＲ、３０ＰＣＵ、４０ソーラーＰＣＵ、４２高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ、４６補機ＤＣ／ＤＣコンバータ、４８監視回路、５０ソーラーパネル、６０ソーラーバッテリー、６２温度センサ、６４電圧センサ、６６電流センサ、７０補機バッテリ、１００ＥＣＵ、１０２回復モードスイッチ、１０４ナビゲーションシステム。

Claims

回転電機と、
光のエネルギーを電力に変換する太陽電池と、
前記太陽電池から出力される電力を用いて充電される第１蓄電装置と、
前記回転電機において発電された電力を用いた充電が可能であって、かつ、車両の駆動力を発生させるための電源である第２蓄電装置と、
前記第１蓄電装置の電力を用いて前記第２蓄電装置を充電する第１充電制御と、前記回転電機において発電された発電電力を用いて前記第２蓄電装置を充電する第２充電制御とを実行可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第２充電制御の実行中においては、前記第１蓄電装置の充電の禁止、および、前記第１蓄電装置のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかを実行する、電動車両。
前記制御装置は、前記第２充電制御の実行中に、前記第１蓄電装置の温度がしきい値よりも高い場合、前記第１蓄電装置の充電を禁止する、請求項１に記載の電動車両。
前記制御装置は、前記第２充電制御の実行中に、前記第１蓄電装置の温度がしきい値よりも低い場合、前記第１蓄電装置のＳＯＣの上限値を低下させる、請求項１に記載の電動車両。
前記電動車両は、前記回転電機に連結されるエンジンをさらに備え、
前記制御装置は、前記第２充電制御の実行時において前記エンジンの動力を用いて前記回転電機において発電させる、請求項１〜３のいずれかに記載の電動車両。
前記制御装置は、ユーザの要求に応じて前記第２充電制御を実行する、請求項４に記載の電動車両。
前記回転電機は、駆動輪に連結され、
前記制御装置は、前記第２蓄電装置のＳＯＣが現在値から上限値になるまでに要する電力量から、前記電動車両が現在位置から目的地までの移動中に生じる前記回転電機の回生エネルギーによって増加するＳＯＣの増加量に相当する電力量の推定値を減算した差分値が、前記移動中に前記太陽電池を用いて発電される発電電力量の推定値よりも小さい場合に、前記第１蓄電装置の充電の禁止、および、前記第１蓄電装置のＳＯＣの上限値の低下のうちのいずれかを実行する、請求項１〜３のいずれかに記載の電動車両。