CN100536205C - 电源控制装置和方法以及包括该电源控制装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

一种电源控制装置(50)，其包括：电力需求确定部，其从电源(20)的外部接收操作输入信号、并根据所述操作输入信号确定所述电源(20)电力需求量；以及电源操作部，其根据电力需求量操作所述电源(20)。在加热过程中，当电力需求量大于能够由电源供应的电力量时，所述电源操作部限制用于加热的电力量。

Description

电源控制装置和方法以及包括该电源控制装置的车辆
技术领域
本发明涉及对包括燃料电池的电源的控制。
背景技术
已经提出一种在燃料电池系统正在启动而无法进行额定操作时用于控制包括有燃料电池系统的车辆的技术。例如，日本专利申请公开公报JP 2003-249251 A号、日本专利申请公开公报JP 2004-55379 A号、日本专利申请公开公报JP 2002-313391 A号均公开了当燃料电池温度低时通过加热器加热燃料电池使其顺利启动的技术。日本专利申请公开公报JP 2000-315511 A号公开了一种在驾驶员将加速器踏板下压较大程度时限制向燃料重整系统的电力供应并使用此电力驱动车辆的技术。
但是，没有考虑对要求车辆的驱动系统按照驾驶员的意图响应的驾驶性能进行改进。例如，在日本专利申请公开公报2000-315511 A号中所公开的技术中，能够在车辆的驱动系统中使用的电力量可得以增加。但是，因为能够在驱动系统中使用的电力量并非以快速响应方式增加，因此，能够在驱动系统中使用的电力量的增加对驾驶性能的改进没有贡献。相反，驾驶性能会由于能够在驱动系统中使用的电力量的增加而降低。由于电力并非以快速响应方式增加，驱动系统的输出会在一定的延迟之后增加，因此会发生意料之外的加速。进一步地，不但包括有燃料电池系统的车辆而且大量包括有燃料电池的电源都具有这样的涉及操作性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种当对包括燃料电池的电源进行控制时抑制由于电源输出减少而导致的电源操作性下降的技术。
本发明的一方面涉及一种电源控制装置，其控制包括有燃料电池的电源。所述电源包括加热部。所述电源控制装置包括：电力需求确定部，其从所述电源的外部接收操作输入信号并根据该操作输入信号确定对所述电源的电力需求量；以及电源操作部，其根据电力需求量操作所述电源。所述加热部可通过使用由所述电源产生的电力加热包括有所述燃料电池的燃料电池系统。所述加热部可以加热所述燃料电池。在加热过程中，当电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，所述电源操作部限制用于加热的电力量。
在此控制装置中，当电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，用于加热燃料电池的电力量受到限制。因此，电源的操作性通过增加能够由电源供应的电力量而得以改进。
具体地，当加热燃料电池时，燃料电池的输出往往变小，由此，电力需求量往往超过能够由电源供应的电力量。因此，可通过停止加热燃料电池来获得显著的效果。进一步地，可通过停止加热燃料电池而以短的时间延迟来减小用于加热的电力量。因此，停止加热非常有助于电源操作性的改进。也就是说，可以通过停止对燃料的加热来按照驾驶员的意图增加电源的输出。
与电力需求量相比较，能够由电源供应的电力量可通过后述方法估算出。此外，例如，在燃料电池系统的启动过程中，可采用一种简易估算法，其中将能够由电源供应的电力量恒定地估算为额定输出的50％。
随着能够由电源供应的电力量和电力需求量之间的差值的增加，所述电源操作部可增加用于加热的电力量的受限程度。通过此配置，可以防止过度限制燃料电池的加热。所述加热部可通过使用多个加热器对燃料电池进行加热。通过改变所述多个加热器中供应有电力的加热器的数量，所述电源操作部可调节用于加热的电力量的受限程度。
一般来说，加热器的感应部件较小。因此，可以通过用开关切断加热器而以短的时间延迟来增加能够由电源供应的电力量。因而，由于能够由电源供应的电力量以快速响应方式增加，大大改进了电源的操作性。
所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接可在并联和串联之间改变。通过改变以串联方式供应电力的加热器的数量，所述电源操作部可调节用于加热的电力量的受限程度。
由于加热器通过电阻产生热，当所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接由并联改变为串联时，供应给加热器的电力量由于电流值的减少而降低。进一步地，可通过操作开关而以短的时间延迟改变加热器之间的连接。因而，由于加热器之间的连接能够以快速响应方式改变，大大改进了电源的操作性。
因而，可通过操作开关和/或改变加热器之间的连接使加热器以短的时间延迟增加能够由电源供应的电力量。加热器的示例包括护套式(sheath)加热器、套塞式(glove plug)加热器以及PTC加热器。
进一步地，电源控制装置可包括估算能够由电源供应的电力量的估算部，且所述电源操作部可基于所估算出的电力量来限制用于加热的电力量。
所述估算部可测量燃料电池的电流-电压特性，并且可基于所测量的电流-电压特性估算出能够由电源供应的电力量。另外，所述估算部可测量燃料电池的温度，并且可基于所测量的温度估算出能够由电源供应的电力量。
本发明可应用于电力控制方法、燃料电池的控制方法以及诸如车辆等包括电源控制装置的装置。因此，本发明可以多种实施方式实现。
附图说明
参照附图，从下面对示例性实施方式的描述中将会清楚本发明的前述及其它目的、特征和优点，其中使用相同参考标号表示相同元件，其中：
图1是示出根据本发明实施方式的包括有燃料电池系统的车辆的构造的示意图；
图2A和2B均是示出二次电池26和燃料电池系统200向驱动电路36供应电力的情形的方框图；
图3A和3B是示出通过调节DC/DC转换器64的输出电压来控制燃料电池系统200的输出的图；
图4是示出根据本发明实施方式的车辆控制的控制方框图；
图5是示出根据本发明实施方式的车辆控制的流程图；
图6A和6B是示出加速器踏板操作量Wt与电力需求指令值Pt和可供应的驱动电力量Ps之间的关系的示例的图；
图7是示出本发明实施方式中的系数更新过程的流程图；
图8A和8B是示出使用最大输出估算映射15M估算最大FC电力量的方法的图；
图9是说明通过切断加热器而使电力需求量随加速器踏板操作量的增加而增加的区域增加的图；且
图10A到10C是说明通过改变多个加热器元件之间的连接状态而减少供应给加热器的电力量的示意图。
具体实施方式
下文将以下述顺序描述本发明的实施方式。
A.根据本发明实施方式的车辆的构造
B.根据本发明实施方式的车辆的控制
C.修改的示例
A.根据本发明实施方式的车辆的构造
图1是示出根据本发明实施方式的包括燃料电池系统的车辆的构造的示意图。车辆100包括电源系统20、负载部30以及控制部50。电源系统20向负载部30供应电力用作车辆100的动力。负载部30将所供应的电力转换为用于驱动车辆100的机械动力。控制部50控制电源系统20和负载部30。
电源系统20包括燃料电池系统200、二次电池26、DC/DC转换器64、测量燃料电池200的输出电压的电压计69、测量燃料电池系统200的输出电流的电流表67以及测量二次电池26的剩余量的余量监测器28。燃料电池系统200包括加热燃料电池系统200的燃料电池(未图示)和其他部分的加热器201。
负载部30包括加速器踏板37、测量加速器踏板37的下压量(也称为“加速器踏板操作量)的加速器传感器35、驱动电路36、马达31、齿轮机构32以及轮子34。驱动电路36驱动马达31。例如，驱动电路36包括晶体管换流器。由马达31产生的动力经由齿轮机构32传输到轮子34。
驱动电路36将电源系统20供应的直流电转换为三相交流电，并将该三相交流电供应至马达31。所供应的三相交流电的大小由被控制部50根据加速器传感器35的输入(加速器踏板操作量Wt)而控制的驱动电路36来决定。由此，车辆系统构造为使得供应至马达31的三相交流电的大小不依赖于电源系统20的输出电压。
控制部50电连接至燃料电池系统200、DC/DC转换器64以及驱动电路36。控制部50控制包括部件控制的各种控制。控制部50通过执行存储在设于控制部50内的存储器(未图示)中的计算机程序进行各种控制的操作。诸如ROM和硬盘的各种记录介质均可用作存储器。
图2A和2B均是示出二次电池26和燃料电池系统200向驱动电路36供应电力的情形的方框图。图2A示出驱动电路36的驱动电力需求量大于FC电力量——其为从燃料电池系统200输出的电力量——的情况。图2B示出驱动电路36的驱动电力需求量小于FC电力量的情况。
在驱动电路36的驱动电力需求量大于FC电力量的情况下，燃料电池200和二次电池26同时向驱动电路36供应电力(参照图2A)。例如，当压下加速器踏板37并同时驱动电力需求增加时，二次电池26和燃料系统200两者向驱动电路36供应电力。
在驱动电路36的驱动电力需求量小于FC电力量的情况下，FC电力量中多余的电力量供应至二次电池26，进而，二次电池26以多余的电力量进行充电，如下文所述(参照图2B)。例如，当在空转过程中驱动电力需求量减小时，燃料电池系统200向驱动电路36和二次电池26二者供应电力。
图3A和3B是示出通过调节DC/DC转换器64的输出电压而控制燃料电池系统的输出的图。图3A示出FC电压(即，燃料电池系统200的输出电压)与FC电流(即，燃料电池系统200的输出电流)之间的关系。如图3A所示，随着FC电压增加，FC电流降低。随着FC电压降低，FC电流增加。
更具体地，当FC电压为V0时，FC电流为I0，且FC电力量为P0。当FC电压降低至V1时，FC电流增加至I1，且FC电力量增加至P1。但是，当FC电压降低至低于V1的值时，FC电流仅仅增加微小的量，且作为FC电流和FC电压乘积的FC电力量开始降低。
为了保护燃料电池系统200，电源系统20构造为使得FC电压不会变得低于最小工作电压Vmin。由此，燃料电池系统200以介于开路电压OCV和最小工作电压Vmin之间的输出电压工作。
图3B示出由与DC/DC转换器64并联的燃料电池系统200供应的电力。电力量Pt是特定时刻处的驱动电力需求量(参照图2A和2B)。FC电力量以由符号“-”标出的阴影区域标示。由二次电源供应的电力量以由符号“+”标出的阴影区域标示。FC电力量与图3A所示的相同。
例如，当二次电源电压为V0时，FC电力量的值为小于驱动电力需求量Pt的P0。因此，DC/DC转换器64供应与驱动电力需求量Pt和FC电力量P0之间的差(＝Pt-P0)等量的电力。此外，当二次电源电压降低到V1时，FC电力量的值增加至大于驱动电力需求量Pt的P1。因此，FC电力量中的多余电力量(＝P1-Pt)经由DC/DC转换器64供应至二次电池26(参照图2B)。由此，电源系统20可通过调节二次电源电压(DC/DC转换器64的输出电压)来控制FC电力量。
由此，可根据驱动电路36的驱动电力需求量和二次电池的充电状态调节燃料电池系统200的输出。例如，当驱动电路36的驱动电力需求量较大时或当二次电池26的充电量较少时，二次电源电压被控制为较低值。此外，当驱动电路36的驱动电力需求量较小时或当二次电池的充电量过多时，DC/DC转换器64的输出电压被控制为较大值。
为了简化描述，在此实施方式中，当燃料电池系统200启动时，适当地控制用于燃料电池系统200的反应气体的流速以抑制溢流并使启动时间较短。因此，在此实施方式中，通过仅仅控制DC/DC转换器64的输出电压而控制燃料电池系统200的输出，而非通过控制反应气体的流速来控制燃料电池系统200的输出。
但是，相较于通过控制反应气体的流速来控制燃料电池系统200的输出时的情况，当通过控制DC/DC转换器64的输出电压而控制燃料电池系统200的输出时，燃料电池系统200的输出以快速响应方式改变。由此，由于在此实施方式中主要通过控制DC/DC转换器64的输出电压而控制燃料电池系统200的输出，可以对改进驾驶性能有显著效果。
B.根据本发明实施方式的车辆的控制
图4是示出根据本发明实施方式的车辆控制的控制方框图。该控制方框图包括加速器传感器35、控制部50、电源系统20以及驱动电路36。加速器传感器35从作为使用者的驾驶员接收加速器踏板操作输入信号(加速器踏板操作量Wt)。控制部50从加速器传感器35接收加速器踏板操作量Wt。根据来自驾驶员的加速器踏板操作输入信号来通过控制部50控制电源系统20和驱动电路36。
控制部50包括驱动电力控制部14、转换器控制电路16以及最大输出估算部15。驱动电力控制部14根据加速器踏板操作量Wt分别向驱动电路36和转换器控制电路16输出电力需求指令值Pt和驱动电压指令值Vt。电力需求指令值Pt是用于根据加速器踏板操作量Wt使马达31产生驱动力的指令值。驱动电压指令值Vt是用于控制电源系统20的输出电压(驱动电压)而使对应于电力需求指令值Pt的驱动电力需求量可供应至驱动电路36的指令值。通过控制DC/DC转换器64的输出电压来控制电源系统20的输出电压，如上所述。
图5是示出根据本发明实施方式的车辆控制的流程图。在步骤S100中，控制部50从加速器传感器35获得加速度踏板操作量Wt。控制部50例如通过以预定的取样周期接收指示由加速器传感器35所检测到的加速器踏板的下压量的信号而获得加速器踏板操作量Wt。
执行步骤S160，使得仅在电力需求指令值Pt接近在向加热器201供应电力时的估算可供应驱动电力量Pmest(即，最大可供应电力量)时停止向加热器201的电力供应，如下文所述。基于加速器踏板操作量是否大于阈值Wth1来判定电力需求指令值Pt是否接近在向加热器201供应电力时的估算可供应驱动电力量Pmest。当在步骤S160作出肯定判定(步骤S160中为“是”)时，在步骤S170中，控制部50(参照图1)停止向设置在燃料电池系统200中的加热器201的电力供应。停止向加热器201的电力供应的目的在于增加电源系统20的最大可供应电力量。
执行步骤S180，使得仅当电力需求指令值Pt充分低于在向加热器201供应电力时的估算可供应驱动电力量Pmest、且电力需求指令值Pt不可能再次接近估算可供应驱动电力量Pmest时重新启动向加热器201供应电力。基于加速器踏板操作量是否比小于阈值Wth1的阈值Wth2小来判定电力需求指令值Pt是否充分低于在向加热器201供应电力时的估算可供应驱动电力量Pmest、以及电力需求指令值Pt是否不可能再次接近估算可供应驱动电力量Pmest。当在步骤S180中作出肯定判定(在步骤S180中为“是”)时，在步骤S190中，控制部50重新启动向设置在燃料电池系统200中的加热器201的电力供应。
由此，用于接通加热器201的阈值Wth2设定得小于用于切断加热器201的阈值Wth1，以便抑制由于频繁接通和切断加热器201而引起的加热器201的劣化。
在步骤S200中，控制部50根据加速器踏板操作量Wt来确定电力需求指令值Pt，并将电力需求指令值Pt输出至驱动电路36。在此实施方式中，通过将加速器踏板操作量Wt乘以一个正的系数α来确定电力需求指令值Pt。将加速器踏板操作量Wt乘以正系数α，使得当由驾驶员操作的加速器踏板的下压量增加时，用于驱动车辆的电力得以增加。在第一程序中使用预定的初始值作为正系数α。但是，在下一程序和后续程序中使用在步骤S400中更新的正系数α，如下文所述。
图6A示出加速器踏板操作量Wt与电力需求指令值Pt之间的关系。图6B示出加速器踏板操作量Wt与作为能够供应的驱动电力量的可供应驱动电力量Ps之间的关系。在图6A和6B中，线L1和线L1’均指示未应用本发明情况下的关系。线L2、线L2’和线L3均指示本发明实施方式中的关系。
在未应用本发明的情况下，加速器踏板操作量Wt与电力需求指令值Pt和可供应驱动电力量Ps之间存在以下关系。正如由线L1指示的，加速器踏板操作量Wt与电力需求指令值Pt之间为线性关系，其中，最大加速器踏板操作量Wtmax对应于电源系统20的最大额定输出值Pmrate。所述关系选择为使得驾驶员可以使用最大额定输出Pmrate，并且，在电源系统20可产生最大额定输出Pmrate的情况下，可根据加速器踏板操作量Wt线性地驱动所述车辆。
但是，在电源系统20不能产生最大额定输出Pmrate的情况下，例如当电源系统20启动时，作为能够由电源系统20供应至驱动电路36的电力量的可供应驱动电力量Ps在加速器踏板操作量Wta处到达最大值。而后，在从加速器踏板操作量Wta至最大加速器踏板操作量Wtmax的过程中电源系统20的输出恒定，如线L1’所指示的。由此，当驾驶员下压加速器踏板37时，不管驾驶员的意图为何，车辆100都不加速。从而，驾驶性能降低。
在此实施方式中，通过以下述步骤S400的过程将加速器踏板操作量Wt与驱动电力需求指令值Pt之间的关系从线L1改变为线L2而抑制驾驶性能的降低。线L2指示加速器踏板操作量Wt与电力需求指令值Pt之间的线性关系，其中，最大加速器踏板操作量Wtmax对应于估算的可供应驱动电力量Pmest。
由此，可将加速器踏板操作量Wt与可供应驱动电力量Ps之间的关系从线L1’改变为线L2’，如图6B所示。
由此，在此实施方式中，驾驶员能够使用可通过电源系统20实际输出的驱动电力。另外，在加速器踏板操作量Wt的整个范围上，驱动力随着加速器踏板操作量Wt的增加而增加。由此，当驾驶员下压加速器踏板37时，车辆100一直按照驾驶员的意图加速。从而，驾驶性能可得以改进。
进一步地，在此实施方式中，由于执行步骤S170，所以，当电力需求指令值Pt超过估算可供应驱动电力量Pmest时，停止向加热器201的电力供应并增加电源系统20的最大可供应驱动电力，如图6B的线L3’所示。因此，即使改变燃料电池系统200的最大输出时，其中用于驱动车辆的输出随着加速器踏板的下压量的增加而增加的区域也增加。由此，驾驶性能得以改进。
在步骤S300中，控制部50控制电源系统20，使得电源系统20能够供应驱动电路36的驱动电力需求。能够通过控制并联连接至燃料电池系统200的DC/DC转换器64的输出电压而控制电源系统20，如上所述。通过转换器控制电路16来控制DC/DC转换器64的输出电压。根据从驱动电力控制部14输入至转换器控制电路16的电压指令值来控制转换器控制电路16。
在步骤S400中，控制部50进行系数更新过程。系数更新过程是更新正系数α的过程，该正系数α是用于根据燃料电池的状态、基于加速器踏板操作量Wt获得电力需求指令值Pt的比例常数。
图7是示出本发明实施方式中的系数更新过程的流程图。在步骤S410中，最大输出估算部15估算电流-电压特性。根据FC电流和FC电压、基于最大输出估算映射15M(图4)来估算电流-电压特性。分别使用电流表67和电压计69测量FC电流和FC电压(参照图1和图4)。在此实施方式中，最大输出估算映射15M设置在最大输出估算部15中。
图8A和8B是示出使用最大输出估算映射15M估算最大FC电力量的方法的图。图8A示出根据FC电流和FC电压估算电流-电压特性的方法。图8B示出基于所估算出的电流-电压特性估算最大FC电力量的方法。最大输出估算映射15M具有包括曲线C1和C2的多条曲线，每条曲线均指示设置在燃料电池系统200中的燃料电池(未图示)在一恒定温度下的电流-电压特性。
例如，在由测得的FC电流和测得的FC电压所指示的点为点P1的情况下，选择曲线C1作为指示电流-电压特性的曲线。例如，在由测得的FC电流和测得的FC电压所指示的点为点P2的情况下，选择曲线C2作为指示电流-电压特性的曲线。
在步骤S420种，控制部50执行最大FC输出估算程序。最大FC输出估算过程是估算燃料电池系统200的最大输出的过程，该最大输出通过调节FC电压获得。在此实施方式中，最大FC输出是如图8B所示的FC电力量的最大值，而在每条指示电流-电压特性的曲线中，最大FC输出设定为唯一值。例如，在选择曲线C1的情况下，最大FC输出估算为值Pmax。
在步骤S430中，控制部50进行可供应驱动电力估算过程。可供应驱动力估算过程是估算能够由电源系统20供应的最大电力量的过程。在此实施方式中，能够由电源系统20供应的最大电力量通过从最大FC输出与DC/DC转换器64的最大输出的总和中减去包括加热器201的燃料电池系统200的辅助装置所消耗的电力量而获得。
在步骤S440中，控制部50执行系数确定过程。在系数确定过程中，通过将所估算出的可供应驱动电力量Pmest除以最大加速器踏板操作量Wtmax而计算正系数α。控制部50将正系数α更新为以此方式计算出的值。由此，完成步骤S400中的过程(参照图5)。
这些过程(步骤S100至步骤S400)以预定的周期重复，直到切断点火开关(步骤S500)。由此，即使改变燃料电池系统200的最大输出，在整个加速器踏板操作量Wt的范围上，由电源系统20供应的电力量也与加速器踏板操作量Wt成比例。
由此，在根据本实施方式的车辆中，即使燃料电池系统200的最大输出改变，该控制的进行也使得：在整个加速器踏板操作量Wt的范围上，用于驱动车辆的输出随加速器踏板操作量Wt的增加而恒定地增加。由此，驾驶性能得以改进。
前述实施方式可进行如下修改。例如，可省略图5中的步骤S400。在此情况下，在步骤S200中，通过将加速器踏板操作量Wt乘以正系数α而决定电力需求指令值Pt。因为未进行步骤S400，在下一程序以及后续程序中使用未经更新的预定正系数α。在此修改的示例中，如图9所示，当电力需求指令值Pt超过所估算出的可供应驱动电力量Pmest时，停止向加热器201的电力供应，且电源系统20的最大可供应驱动电力量增加。由此，即使在改变燃料电池系统200的最大输出时，其中用于驱动车辆的输出受控而随着加速器踏板下压量的增加而增加的区域也增加。由此，驾驶性能得以改进。
为了增加电源系统20的最大可供应驱动电力量，不一定需要停止向加热器201的电力供应。向加热器201供应的电力量可以减少。例如，在加热器201包括有通过开关(未图示)连接至二次电池26的多个加热元件的情况下，不必停止向所有的多个加热丝的电力供应。此外，加热丝之间的连接状态可改变为使得供应至加热器201的电力量减少。
图10A到10C是说明通过改变多个加热器元件之间的连接状态而减少供应给加热器201的电力量的示意图。加热器201包括两个加热器元件202和203、两个开关S1和S2、以及开关S3。两个加热器元件202和203具有相同的电阻值。开关S1连接于加热器元件202一端。开关S2连接于加热器元件203一端。开关S3连接于加热器元件202的另一端和加热器元件203的另一端。加热器201直接连接于二次电池26。
通过改变三个开关S1、S2和S3之间的连接状态可改变供应至加热器201的电力量。例如，在三个开关S1、S2和S3处于图10A所示状态的情况下，通过两个加热器元件202和203消耗电力。在三个开关S1、S2和S3处于图10B所示状态的情况下，开关S1切断，进而由加热器元件202消耗的电力量减少。在三个开关S1、S2和S3处于图10C所示状态的情况下，两个加热器元件202和203彼此串联连接。因此，相较于图10B所示情况，电流值减半，进而所消耗的电力量减半。由于加热器使用电阻生热，因此，所消耗电力量根据连接状态而改变，如上所述。
加热器元件的数量是两个或更多个，其并不限于两个。此外，所有多个加热器元件之间的连接状态不是必需可改变的。仅仅所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接状态可以是可改变的。进一步地，接通和切断开关的操作可与将多个加热器元件之间的连接从并联改变为串联的操作相结合。
一般来说，加热器的感应部件较小。因此，前述改变加热器元件之间的连接的操作能够以短的时间延迟增加最大可供应驱动电力量。因而，前述改变加热器元件之间的连接的操作非常有助于电源操作性的改进。加热器的示例包括护套式加热器、套塞式加热器(glove plug heater)以及PTC加热器。
为了增加电源系统20的最大可供应驱动电力量，无需降低向电源系统20的加热器201或其他辅助装置供应的电力量。例如，可以减少用于除去后窗(未图示)的雾气而向加热器供应的电力量。但是，在减少了向多个系统供应的电力量的情况下，优选根据赋予各系统的优先次序来减少向各系统供应的电力量。
加热器201可仅仅包括一个加热器元件。在此情况下，减少向该单个加热器元件供应的电力量。
此外，当所估算出的可供应驱动电力量与电力需求量之间的差增加时，可以减少向加热器供应的电力量。
E.修改示例
尽管已经对本发明进行了描述，本发明不限于此实施方式。可在不脱离本发明原则的情况下进行各种修改。例如，本发明可以下面的修改示例实现。
E-1在前述实施方式中，加速器踏板操作量与驱动电力需求量之间为线性关系。但是，加速器踏板操作量与驱动电力需求量之间也可为非线性关系
E-2在前述实施方式中，电源系统包括二次电池。但是，在本发明中使用的电源系统可不包括二次电池，只要电源系统包括燃料电池即可。
E-3在前述实施方式中，假定本发明应用于当燃料电池启动时输出减小的情况。但是，例如，本发明可应用于由于燃料电池因老化而劣化或由于二次电池的充电状态或因老化而劣化造成的燃料电池系统的输出减小的情况。例如，可基于电流-电压特性或二次电池的充电量估算出由于二次电池的充电状态或因老化劣化而造成的输出减小。可通过余量监测器28测量充电量(参照图1)。进一步地，例如，在燃料电池的启动过程中，可采用简单的估算方法，其中，恒定地将输出估算为额定输出的50％。
E-4在前述实施方式中，基于燃料电池系统的电流-电压特性估算燃料电池系统启动时的输出减小。但是，燃料电池(未图示)的温度可通过如图1所示的温度计测量，并可基于所测量的燃料电池的温度估算燃料电池系统的输出减小。例如，可基于燃料电池中的冷却剂温度测量燃料电池的温度。
E-5在前述实施方式中，通过控制DC/DC转换器的输出电压来控制燃料电池系统的输出。但是，也可通过控制用于燃料电池系统的反应气体的流速来控制燃料电池系统的输出。此外，可将控制DC/DC转换器的输出电压和控制用于燃料电池系统的反应气体的流速结合起来。但是，在通过控制DC/DC转换器的输出电压来控制燃料电池系统的输出电压的构造中，燃料电池的输出以快速响应的方式增加。因此，当采用此构造时，可以对改进驾驶性能有显著效果。

Claims (15)

1.一种电源控制装置，其控制包括有燃料电池的电源，所述电源包括有加热部，所述电源控制装置包括：
电力需求确定部，其从所述电源的外部接收操作输入信号并根据所述操作输入信号确定对所述电源的电力需求量；
电源操作部，其根据所述电力需求量操作所述电源，其中，在加热过程中，当所述电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，所述电源操作部限制用于加热的电力量，以及
估算部，其估算能够由电源供应的电力量，其中，所述电源操作部基于所估算出的电力量限制用于加热的电力量，
其中，所述操作输入信号是用于操作由所述电源驱动的驱动设备的信号。
2.如权利要求1所述的电源控制装置，其中，随着能够由所述电源供应的电力量和电力需求量之间的差值的增加，所述电源操作部增加用于加热的电力量的受限程度。
3.如权利要求1或2所述的电源控制装置，其中，所述加热部通过使用由所述电源产生的电力来加热包括有所述燃料电池的燃料电池系统。
4.如权利要求3所述的电源控制装置，其中，所述加热部加热所述燃料电池。
5.如权利要求4所述的电源控制装置，其中，所述加热部通过使用多个加热器加热所述燃料电池；并且，所述电源操作部通过改变所述多个加热器中供应有电力的加热器的数量来调节用于加热的电力量的受限程度。
6.如权利要求5所述的电源控制装置，其中，所述加热部通过使用多个加热器加热所述燃料电池；所述多个加热器中的至少两个加热器之间的连接能够在并联和串联之间改变；并且，所述电源操作部通过改变以串联方式供应电力的加热器的数量来调节用于加热的电力量的受限程度。
7.如权利要求1所述的电源控制装置，其中，所述电源包括二次电池；且所述估算部基于所述燃料电池的操作状态以及所述二次电池的充电量估算能够由所述电源供应的电力量。
8.如权利要求1所述的电源控制装置，其中，所述估算部测量所述燃料电池的电流-电压特性，并且基于所测得的电流-电压特性估算能够由所述电源供应的电力量。
9.如权利要求7所述的电源控制装置，其中，所述估算部测量所述燃料电池的电流-电压特性，并且基于所测得的电流-电压特性估算能够由所述电源供应的电力量。
10.如权利要求1或7所述的电源控制装置，其中，所述估算部测量所述燃料电池的温度，并且基于所测得的温度估算能够由所述电源供应的电力量。
11.如权利要求1所述的电源控制装置，其中，所述电源操作部为所述驱动设备供应能够由所述电源供应的电力。
12.一种车辆，其包括：
如权利要求1、2、7、8和9中任一项所述的电源控制装置；以及
通过使用由所述电源供应的电力驱动所述车辆的车辆驱动部。
13.一种控制包括有燃料电池的电源的方法，所述电源包括通过使用由所述电源产生的电力加热包括有所述燃料电池的燃料电池系统的加热部，所述方法包括以下步骤：
从所述电源的外部接收操作输入信号、并根据所述操作输入信号确定对所述电源的电力需求量；
根据所述电力需求量操作所述电源，其中，在加热过程中，当所述电力需求量大于能够由所述电源供应的电力量时，确定所述电力需求量而使得用于加热的电力量受到限制，以及
估算能够由电源供应的电力量，其中，所述电源操作部基于所估算出的电力量限制用于加热的电力量，
其中，所述操作输入信号是用于操作由所述电源驱动的驱动设备的信号。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述加热部通过使用由所述电源产生的电力加热包括有燃料电池的燃料电池系统。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述加热部加热所述燃料电池。
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