CN107925099A - 电力调整系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的电力调整系统具备：燃料电池，其与负载连接；燃料电池用转换器，其连接于燃料电池与负载之间，以规定的要求电压比对该燃料电池的输出电压进行变换；蓄电池，其与燃料电池并联地连接于负载，是不同于该燃料电池的电力供给源；以及蓄电池用转换器，其连接于蓄电池与负载之间，以规定的要求电压比对该蓄电池的输出电压进行变换。电力调整系统具备：转换器直连部，其在电力调整系统启动时，使燃料电池用转换器的输入侧和输出侧为直连状态；以及燃料电池输出电压上升部，其在燃料电池启动时供给氧化剂气体，由此使燃料电池的输出电压上升至规定电压。

Description

电力调整系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种具备双转换器的电力调整系统及其控制方法。
背景技术
在具备燃料电池的电力调整系统中，已知如下一种电力调整系统：根据与燃料电池连接的负载的要求来向燃料电池供给燃料气体(例如氢)和氧化剂气体(例如空气)，由此能够向负载供给燃料电池的输出电力。
在如上所述的电力调整系统中，高压蓄电池(下面称为“蓄电池”)与燃料电池并联地设置于负载。已知如下一种双转换器方式：为了使燃料电池的输出电压与蓄电池的输出电压同步(衔接)，在各自的输出侧设置以规定的要求电压比对该输出电压进行变换的DC/DC转换器。
在双转换器方式中，进行将蓄电池用DC/DC转换器的输出电压和燃料电池用DC/DC转换器的输出电压设定为直流环节电压的控制。在此，在电力调整系统(燃料电池)启动时，通过蓄电池用DC/DC转换器来进行控制，使得直流环节电压变为规定值。
JP5434197B中公开了具备蓄电池用的升降压转换器的燃料电池系统启动时的控制。在该燃料电池系统中，考虑燃料电池的耐久性、蓄电池的劣化，来将燃料电池的输出电压控制为比开路电压低的高电位避免电压。
发明内容
另外，想到了在双转换器方式中也进行同样的控制。在该情况下，只要构成为以下结构即可：在借助蓄电池用DC/DC转换器和燃料电池用DC/DC转换器来启动燃料电池从而与系统连结之前，对燃料电池的输出侧的电压进行控制以使其变为规定电压(例如，高电位避免电压)。
然而，在将燃料电池用DC/DC转换器的输入侧、即燃料电池的输出侧控制为规定电压的情况下，存在以下情况：在与燃料电池的系统连结之后，在燃料电池的输出电流增加的定时，直流环节电压超过所设定的规定值。在该情况下，燃料电池用DC/DC转换器进行动作使得降低输入侧的电压，以降低输出侧的电压。
在这种动作中，存在燃料电池的输出电流振荡的可能性。而且，存在以下问题：由于直流环节电压的上升，有可能超过电力调整系统的电部件的耐压而损伤该电部件。另外，还存在以下问题：由于过剩地输出燃料电池的输出电流或燃料电池的输出电流振荡，阳极电极由于燃料气体的缺乏而劣化。
本发明是着眼于这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够抑制由于在电力调整系统启动时将燃料电池的输出侧的电压设定为规定电压而引起的直流环节电压的过冲、下冲的电力调整系统及其控制方法。
根据本发明的一个方式，本发明的电力调整系统具备：燃料电池，其与负载连接；燃料电池用转换器，其连接于燃料电池与负载之间，以规定的要求电压比对该燃料电池的输出电压进行变换；蓄电池，其与燃料电池并联地连接于负载，是不同于该燃料电池的电力供给源；以及蓄电池用转换器，其连接于蓄电池与负载之间，以规定的要求电压比对该蓄电池的输出电压进行变换。电力调整系统具备：转换器直连部，其在电力调整系统启动时使燃料电池用转换器的输入侧和输出侧为直连状态；以及燃料电池输出电压上升部，其在燃料电池启动时供给氧化剂气体，由此使燃料电池的输出电压上升至规定电压。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池用的电力调整系统的整体结构的图。
图2是表示图1的燃料电池用控制器的功能性结构的框图。
图3是表示由本发明的第一实施方式中的燃料电池用控制器、燃料电池用DC/DC转换器控制器以及蓄电池用DC/DC转换器控制器执行的系统启动处理的流程图。
图4是表示由燃料电池用控制器执行的蓄电池连接处理的流程图。
图5是表示由燃料电池用控制器执行的FCC直连指令输出处理的流程图。
图6是表示由燃料电池用控制器执行的蓄电池转换器目标电压运算处理的流程图。
图7是表示由燃料电池用控制器执行的燃料电池连接处理的流程图。
图8是表示由燃料电池用控制器执行的FC转换器控制处理的流程图。
图9是表示由燃料电池用DC/DC转换器控制器执行的FCC电压控制处理的控制框图。
图10是表示由燃料电池用控制器执行的蓄电池转换器控制处理的流程图。
图11是表示由蓄电池用DC/DC转换器控制器执行的BC电压控制处理的控制框图。
图12是表示由本发明的第二实施方式中的燃料电池用控制器、燃料电池用DC/DC转换器控制器以及蓄电池用DC/DC转换器控制器执行的系统启动处理的流程图。
图13是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器执行的FC转换器目标电压运算处理的流程图。
图14是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器执行的蓄电池转换器目标电压运算处理的流程图。
图15是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器执行的氧化剂气体供给处理的流程图。
图16是表示第二实施方式中的FC转换器控制处理和蓄电池转换器控制处理的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式中的燃料电池用的电力调整系统100(下面仅称为“电力调整系统100”)的整体结构的图。本发明的电力调整系统100使用于至少以燃料电池为驱动源的车辆。如图1所示，该电力调整系统100例如搭载于利用驱动马达2来驱动车辆的电动汽车。此外，该电力调整系统100只要应用于以燃料电池为驱动源的负载即可，也能够应用于燃料电池车辆(利用燃料电池的电动汽车)以外的装置等负载。
如图1所示，本实施方式的电力调整系统100具备燃料电池堆1、燃料电池堆1用的DC/DC转换器5、强电电池20(下面仅称为“蓄电池20”)、辅机类30以及蓄电池20用的DC/DC转换器8。另外，电力调整系统100具备对包括燃料电池堆1的电力调整系统100整体进行控制的燃料电池用控制器10、对DC/DC转换器5进行控制的燃料电池用DC/DC转换器控制器4以及对DC/DC转换器8进行控制的蓄电池用DC/DC转换器控制器7。并且，电力调整系统100具备驱动逆变器3和作为负载的驱动马达2，该驱动逆变器3进行开关控制使得从燃料电池堆1和蓄电池20输入的直流电力成为向驱动马达2的交流电力。
燃料电池堆1用的DC/DC转换器5设置于燃料电池堆1与驱动逆变器3(驱动马达2)之间。该DC/DC转换器5以规定的电压比将燃料电池堆1的输出电压变换为驱动逆变器3的输入电压。在本实施方式中，DC/DC转换器5是用于将燃料电池堆1的输出电压升高或降低为与驱动马达2的驱动电压相适的电压的升降压转换器。
在本实施方式中，DC/DC转换器5由从燃料电池堆1的输出侧向驱动逆变器3的输入侧的方向进行升降压的单相的转换器构成。此外，在本实施方式中，为了说明的容易性，将DC/DC转换器5为单相的情况作为一例来进行说明，但是本发明不限于这种结构。例如，DC/DC转换器5也可以是由多个相构成的多相转换器，或者也可以是也能够从驱动逆变器3的输入侧向燃料电池堆1的输出侧的方向进行升降压的双方向DC/DC转换器。
DC/DC转换器5具备电抗器51、降压侧的开关元件52、整流二极管53、升压侧的开关元件54以及回流二极管55。开关元件52与整流二极管53反并联连接，开关元件54与回流二极管55反并联连接。这些开关元件52、54例如由IGBT(Insulated Gate BipolarTransistors：绝缘栅双极晶体管)构成。
电抗器51一端经由电流传感器61来与燃料电池堆1的正极侧的输出端子连接，另一端与开关元件52及整流二极管53的一端以及开关元件54及回流二极管55的一端连接。开关元件52及整流二极管53的另一端与驱动逆变器3的正极侧的输入端子连接。另外，开关元件54及回流二极管55的另一端与燃料电池堆1的负极侧的输出端子以及驱动逆变器3的负极侧的输入端子连接。
在燃料电池堆1的输出端子之间，并联连接有用于检测燃料电池堆1的输出电压的电压传感器62以及用于使燃料电池堆1的输出电压平滑化的电容器63。在本实施方式中，在搭载有电力调整系统100的车辆启动时，利用蓄电池20的蓄电电力对电容器63进行充电。
另外，在DC/DC转换器5的输出端子之间，并联连接有用于使DC/DC转换器5的输出电压平滑化的电容器64以及用于检测DC/DC转换器5的输出电压(驱动逆变器3的输入电压)的电压传感器65。
并且，在DC/DC转换器5的输出端子及DC/DC转换器8的输出端子的连接端子与驱动逆变器3的输入端子之间，设置有用于使驱动逆变器3的输入电压平滑化的电容器66。
燃料电池堆1经由DC/DC转换器5及驱动逆变器3来与作为电力调整系统100的负载的驱动马达2连接。燃料电池堆1是从未图示的阴极气体供排装置和阳极气体供排装置接受阴极气体(氧化剂气体)和阳极气体(燃料气体)的供给、与驱动马达2等电负载相应地发电的层叠电池。燃料电池堆1中例如层叠有数百块燃料电池。
在燃料电池堆1上连接有阳极气体的供排气通路、阴极气体的供排气通路、设置于各通路的压力调节阀、冷却水循环通路、冷却水泵、散热器、燃料电池堆1的冷却装置等大量的装置。然而，它们与本发明的技术特征的关系性低，因此省略了它们的图示。
在燃料电池堆1的输出端子之间设置有第一断接器41，该第一断接器41能够切断由燃料电池堆1发电得到的电能向DC/DC转换器5的输出。该第一断接器41由设置于燃料电池堆1的正极侧的电力线的第一正继电器2以及设置于燃料电池堆1的负极侧的电力线的第一负继电器43构成。
在后述的电力调整系统100的系统启动处理中，第一断接器41构成为：断开(OFF)第一正继电器42和第一负继电器43直到燃料电池堆1的输出电流稳定为止，由此切断燃料电池堆1与后级之间的连接。而且，第一断接器41构成为：当燃料电池堆1的输出电流稳定时，接通(ON)第一正继电器42和第一负继电器43，由此将燃料电池堆1与后级连接。
在燃料电池堆1中，在与第一断接器41相独立的电力线上串联地设置有检测燃料电池堆1的输出电流的电流传感器71以及规定的电阻72。该电流传感器71在燃料电池的启动期间(即，由第一断接器41切断与后级之间的连接的状态)检测燃料电池堆1的输出电流。
在本实施方式中，电阻72的电阻值构成为与从燃料电池堆1观察DC/DC转换器5侧时的合成电阻的电阻值相比足够大。由此，在第一断接器41将燃料电池堆1与后级连接的情况下，该电阻72几乎没有电流流过。
此外，在本实施方式中，也可以设置开闭开关来代替电阻72。该开闭开关只要构成为与第一断接器41反连动即可。即，以如下方式进行控制：在第一断接器41将燃料电池堆1与后级之间的连接切断时，开闭开关闭合，在第一断接器41将燃料电池堆1与后级连接时，开闭开关断开。
驱动马达2对搭载本实施方式的电力调整系统100的车辆进行驱动。驱动逆变器3将从燃料电池堆1、蓄电池20供给的直流电力变换为交流电力，将变换后的交流电力供给到驱动马达2。驱动马达2利用由驱动逆变器3供给的交流电力来旋转驱动，将其旋转能量提供到后级。此外，虽未进行图示，但驱动马达2借助差动件和轴来与车辆的驱动轮连结。
在车辆下坡、减速时，根据蓄电池20的充电状态，经由驱动逆变器3和DC/DC转换器8向蓄电池20供给驱动马达2的再生电力，对蓄电池20进行充电。另外，在车辆进行动力运转时，驱动马达2利用燃料电池堆1的发电电力、来自蓄电池20的蓄电电力来进行旋转，其旋转能量被传递给未图示的车辆的驱动轮。
在驱动马达2的附近设置有检测驱动马达2的马达转速的马达转速检测部21以及检测驱动马达2的马达转矩的马达转矩检测部22。由这些检测部21、22检测出的驱动马达2的马达转速和马达转矩被输出到燃料电池用控制器10。
蓄电池20是能够充放电的二次电池，例如是300V(伏特)的锂离子电池。蓄电池20与辅机类30连接，构成辅机类30的电源。另外，蓄电池20经由DC/DC转换器8来与驱动逆变器3及DC/DC转换器5连接。即，蓄电池20与燃料电池堆1并联地连接于作为电力调整系统100的负载的驱动马达2。
在蓄电池20的输出端子上，与辅机类30并联地连接有用于检测蓄电池20的输出电压的电压传感器67以及用于使蓄电池20的输出电压平滑化的电容器68。
在蓄电池20的输出端子之间设置有第二断接器44，该第二断接器44能够切断蓄电池中蓄积的电能向DC/DC转换器8的输出。该第二断接器44由设置于蓄电池20的正极侧的电力线的第二正继电器45以及设置于蓄电池20的负极侧的电力线的第二负辅助继电器46及辅助电阻47及第二负继电器48构成。
在后述的电力调整系统100的系统启动处理中，第二断接器44构成为：当搭载有电力调整系统100的车辆的用户启动点火开关(启动按钮)时，接通第二正继电器45和第二负辅助继电器46，由此经由辅助电阻47将蓄电池20与后级连接。而且，第二断接器44构成为：当满足规定的条件时，断开第二负辅助继电器46，接通第二正继电器45和第二负继电器48，由此不经由辅助电阻47地将蓄电池20与后级连接。
此外，在本实施方式中，作为上述“规定的条件”，例如是由电压传感器69检测的DC/DC转换器8的输出电压变为规定值以上后经过规定时间时。在这种状况下，直流环节电压是稳定的，因此不需缩小要来自蓄电池20的输出。
如图1所示，蓄电池20用的DC/DC转换器8具备电抗器81、降压侧的开关元件82、整流二极管83、升压侧的开关元件84以及回流二极管85。开关元件82与整流二极管83反并联连接，开关元件84与回流二极管85反并联连接。这些开关元件82、84例如由IGBT构成。
电抗器81一端与蓄电池20的正极侧的输出端子连接，另一端与开关元件82及整流二极管83的一端以及开关元件84及回流二极管85的一端连接。开关元件82及整流二极管83的另一端与驱动逆变器3的正极侧的输入端子连接。另外，开关元件84及回流二极管85的另一端与蓄电池20的负极侧的输出端子以及驱动逆变器3的负极侧的输入端子连接。
在DC/DC转换器8的输出端子之间，连接用于使DC/DC转换器8的输出电压平滑化的电容器70以及用于检测DC/DC转换器8的输出电压(驱动逆变器3的输入电压)的电压传感器69。
辅机类30是主要附属于燃料电池堆1的部件，包括如上所述的阴极气体供排装置及阳极气体供排装置、未图示的阴极压缩机、冷却泵等。此外，在辅机类30的各种部件是弱电设备的情况下，只要在蓄电池20与作为对象的辅机类30之间设置未图示的降压DC/DC转换器即可。
虽未进行图示，但是燃料电池用控制器10由具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。由电流传感器61和电压传感器62检测出的燃料电池堆1的输出电流值和输出电压值被输入到燃料电池用控制器10。
另外，燃料电池用控制器10记基于从各传感器61、62输入的燃料电池堆1的输出电流值和输出电压值以及从各检测器21、22输入的驱动马达2的马达转速和马达转矩，来分别向燃料电池用DC/DC转换器控制器4和蓄电池用DC/DC转换器控制器7输出用于使DC/DC转换器5和DC/DC转换器8工作的指令。
燃料电池用DC/DC转换器控制器4基于来自燃料电池用控制器10的指令来控制DC/DC转换器5。具体地说，在本实施方式中，燃料电池用DC/DC转换器控制器4基于来自燃料电池用控制器10的指令，在规定的条件下将降压侧的开关元件52设为100％的导通占空比来使DC/DC转换器5工作。由此，DC/DC转换器5成为直连状态。
在此，在本实施方式中，DC/DC转换器5的“直连状态”是指使降压侧的开关元件52保持接通的状态。虽然省略了图示，但是也可以代之设置绕过开关元件52和整流二极管53的路径，在该路径上设置开闭开关。而且，“直连状态”也包括该开闭开关变为闭合、绕过开关元件52和整流二极管53的状态。
由电压传感器62检测出的燃料电池堆1的输出电压值以及由电压传感器65检测出的DC/DC转换器5的输出电压值被输入到燃料电池用DC/DC转换器控制器4。燃料电池用DC/DC转换器控制器4以使DC/DC转换器5的电压比(输出电压/输入电压)变为来自燃料电池用控制器10的指令值的方式对DC/DC转换器5的各开关元件进行开关控制。
另外，燃料电池用DC/DC转换器控制器4在电力调整系统100的通常运转时，基于来自驱动马达2的电压要求来对DC/DC转换器5进行控制，使得燃料电池堆1的输出电压升高或降低为驱动逆变器3的输入电压(直流环节电压)。
蓄电池用DC/DC转换器控制器7基于来自燃料电池用控制器10的指令来控制蓄电池20用的DC/DC转换器8。
由电压传感器67检测出的蓄电池20的输出电压值以及由电压传感器69检测出的DC/DC转换器8的输出电压值被输入到蓄电池用DC/DC转换器控制器7。蓄电池用DC/DC转换器控制器7以使DC/DC转换器8的电压比(输出电压/输入电压)变为来自燃料电池用控制器10的指令值的方式对DC/DC转换器8的各开关元件进行开关控制。燃料电池用DC/DC转换器控制器4和蓄电池用DC/DC转换器控制器7对通过DC/DC转换器5得到的电压比和通过DC/DC转换器8得到的电压比分别进行控制，使得向驱动逆变器3输入的输入电压变得相同。
图2是表示图1所示的燃料电池用控制器10的功能性结构的框图。如图2所示，本实施方式的燃料电池用控制器10包括控制部11、输出电流判定部12、阴极气体控制部13、燃料电池输出电压上升部14、转换器直连部15以及转换器输入电压调整部16。
控制部11向各部输出本实施方式的动作所需的指令。控制部11在电力调整系统100启动时，首先对转换器输入电压调整部16和转换器直连部15进行控制。然后，控制部11在适当的定时对阴极气体控制部13和燃料电池输出电压上升部14进行控制。
输出电流判定部12在燃料电池堆1启动后判定由电流传感器71检测出的燃料电池堆1的输出电流是否增加为规定值以上。在此，在本实施方式中，输出电流的“规定值”是虽然微小但是有输出电流从燃料电池堆1流动时的值，例如是电流传感器71的感测能力(探测能力)的最小值。然后，输出电流判定部12将判定结果输出到控制部11。
阴极气体控制部13基于控制部11的指令来控制未图示的阴极供排装置内的阴极气体压缩机。在本实施方式中，在电力调整系统100的启动期间，在开始燃料电池堆1的启动时，将阴极压缩机的转速等供给指令输出到阴极供排装置。
燃料电池输出电压上升部14基于阴极气体控制部13的控制来在燃料电池堆1的启动时向燃料电池堆1供给氧化剂气体，由此使燃料电池堆1的输出电压上升至规定电压。
在此，在本实施方式中，“规定电压”是指比开路电压低的、为了担保燃料电池堆1的耐久性而预先决定的能够从燃料电池堆1发电的运转电压。作为“规定电压”，例如设定为开路电压的90％左右的电压。
在本实施方式中，转换器直连部15在电力调整系统100启动时使DC/DC转换器5的输入侧和输出侧为直连状态。通过像这样使DC/DC转换器5为直连状态，成为与不存在DC/DC转换器5的情况同样的电路结构。因而，如图1所示，成为对于蓄电池20用的DC/DC转换器8的输出并联连接有各电容器70、64、63的状态。由此，在电力调整系统100启动时，基于DC/DC转换器8的升降压动作来对各电容器70、64、63充电，进行控制使得除燃料电池堆1的电力调整系统整体变为规定电压。
在利用燃料电池输出电压上升部14使燃料电池堆1的输出电压上升至规定电压之前，转换器输入电压调整部16通过对电容器63充电来将DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。即，在本实施方式中，转换器输入电压调整部16通过DC/DC转换器8的升降压动作以及转换器直连部15对DC/DC转换器5的直连动作，使用蓄电池20的蓄电电力对电容器63充电，来将DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。
此外，在DC/DC转换器5为双方向升降压转换器的情况下，转换器输入电压调整部16也可以停止转换器直连部15的功能，使DC/DC转换器5为能够工作的状态，通过DC/DC转换器8的升降压动作以及DC/DC转换器5的向反方向的升降压动作，使用蓄电池20的蓄电电力对电容器63充电，来将DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。
另外，在本实施方式中，在由输出电流判定部12判定为燃料电池堆1的输出电流已增加为规定值以上的情况下，控制部11构成为与所述输出电流小于规定值的情况相比提高蓄电池20用的DC/DC转换器8的电压控制增益。由电流传感器71检测出燃料电池堆1的输出电流意味着已开始燃料电池堆1的启动。然后，当燃料电池堆1启动时，来自燃料电池堆1的输出电流会经由DC/DC转换器5而充分流向驱动逆变器3。因此，能够提高设定了直流环节电压的DC/DC转换器8的电压控制增益，即使提高控制速度，也能够在电力调整系统100整体中应对。
在此，简单说明在电力调整系统100启动时降低DC/DC转换器8的电压控制增益的原因。能够利用将横轴设为频率(Hz)、将纵轴设为增益(dB)的伯德图来显示DC/DC转换器8的电压控制增益。而且，已知的是，在将燃料电池堆1从电力调整系统100电分离时，搭载于电力调整系统100的DC/DC转换器8的增益特性基于实际设备级别的装置结构而具有两个谐振点。
使用图1来进行说明，在将燃料电池堆1从电力调整系统100电分离的情况下，由DC/DC转换器8的电抗器81和两个电容器70、64构成LC电路。该LC电路的谐振频率在100Hz数量级下具有一个目的谐振点。在该谐振点附近，DC/DC转换器8的阻抗变小，由此，如果电压控制增益与通常运转时相同，则存在急剧地流通大电流而使蓄电池20劣化的可能性。
另一方面，若超过需要地降低电压控制增益，则直流环节电压中的电压控制的跟随性下降。因而，在未将燃料电池堆1w与DC/DC转换器5连接的状态下，为了兼顾电压控制的跟随性的提高以及因谐振点引起的增益峰值的抑制，预先将谐振频带的控制增益设定得低。
此外，在以往的电力调整系统中，在正在向燃料电池堆1供给氧化剂气体和燃料气体的情况下，有输出电流从燃料电池堆1流动，因此，位于燃料电池堆1的输出侧的电容器63被充电，DC/DC转换器5的输入侧电压上升。在DC/DC转换器5是双方向DC/DC转换器的情况下，当变为这种状况时，为了使DC/DC转换器5的输入侧电压降低为规定值(目标电压)，DC/DC转换器5进行升压动作。因而，存在使直流环节电压进一步上升的问题。
在本实施方式中，通过使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5为直连状态，不使DC/DC转换器5进行升压动作，因此能够充分抑制这种问题的产生。
接着，参照图3的流程图来说明本实施方式中的电力调整系统100启动时的动作。此外，图3的流程图显示本实施方式的电力调整系统100启动时的整体动作，但是也可以根据需要而包括追加的步骤。另外，本发明的电力调整系统100的控制方法构成系统启动时的整体动作的一部分。
图3是表示由本发明的第一实施方式中的电力调整系统100的燃料电池用控制器10、燃料电池用DC/DC转换器控制器4以及蓄电池用DC/DC转换器控制器7执行的系统启动处理的流程图(主处理流程)。
在本实施方式的电力调整系统100启动时执行该流程图所涉及的控制。在此，“电力调整系统100启动时”不仅指包括燃料电池堆1的电力调整系统100启动时，还包括从怠速停止恢复时，该怠速停止在等待车辆的信号等车辆停止时执行。此外，也可以在不发生矛盾的范围内变更各步骤的顺序。
首先，燃料电池用控制器10在电力调整系统100中执行用于连接蓄电池20的蓄电池连接处理(步骤S1)。接着，燃料电池用控制器10执行用于将燃料电池堆1用的DC/DC转换器5直连的FC转换器直连指令输出处理(步骤S2)。
接着，燃料电池用控制器10执行用于运算蓄电池20用的DC/DC转换器8的目标电压的蓄电池转换器目标电压运算处理(步骤S3)，并且执行用于将燃料电池堆1与DC/DC转换器5连接的燃料电池连接处理(步骤S4)。
接着，燃料电池用控制器10使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5为直连状态，并且在电力调整系统100启动后以通常运转模式来执行用于控制DC/DC转换器5的FC转换器控制处理(步骤S5)。接着，燃料电池用控制器10在电力调整系统100的启动时或启动后执行用于控制DC/DC转换器8的蓄电池转换器控制处理(步骤S6)。
然后，燃料电池用控制器10、燃料电池用DC/DC转换器控制器4以及蓄电池用DC/DC转换器控制器7结束图3所示的本实施方式中的系统启动处理。
接着，参照流程图来分别说明图3的各副例程。
图4是与图3的步骤S1对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的蓄电池连接处理的流程图。
在该蓄电池连接处理中，燃料电池用控制器10首先判定搭载有电力调整系统100的车辆的启动开关是否被开启(步骤S101)。此外，在如上所述那样不使用启动开关而是使用点火开关的车辆中，只要判定点火开关是否被开启即可。
在判定为启动开关未被开启的情况下，燃料电池用控制器10将蓄电池连接完成标志设为关闭(OFF)(步骤S108)，结束该蓄电池连接处理，返回到主处理流程。另一方面，在判定为启动开关被开启的情况下，燃料电池用控制器10使断接器44的第二正继电器45和第二负辅助继电器46接通(步骤S102)。由此，蓄电池20经由辅助电阻47而与DC/DC转换器8电连接。因此，DC/DC转换器8的输入侧电压会由于电容器68被充电而逐渐上升。
接着，燃料电池用控制器10使用电压传感器69来检测DC/DC转换器8的输出电压(步骤S103)。
然后，燃料电池用控制器10判定检测出的输出电压是否为规定电压以上(步骤S104)。在判定为输出电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10将蓄电池连接完成标志设为关闭(步骤S108)，结束该蓄电池连接处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10判定从最初变为规定电压以上起的时间是否经过了规定时间(步骤S105)。在判定为该时间未经过规定时间的情况下，燃料电池用控制器10重复步骤S103～S105的处理，直到该时间变为规定时间为止。
在判定为该时间经过了规定时间情况下，燃料电池用控制器10使断接器44的第二负辅助继电器46断开，并且使第二负继电器48接通(步骤S106)。通过经过规定时间，DC/DC转换器8的输入侧电压变为蓄电池20的蓄电电压。由此，能够不经由辅助电阻47地向后级供给蓄电池20的蓄电电力，因此该提高电压控制的跟随性。
接着，燃料电池用控制器10将蓄电池连接完成标志设为开启(步骤S107)，结束该蓄电池连接处理，返回到主处理流程。
图5是与图3的步骤S2对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的FCC直连指令输出处理的流程图。
在该FCC直连指令输出处理中，燃料电池用控制器10首先基于蓄电池连接完成标志来判定蓄电池20与后级的连接是否已完成(步骤S201)。在判定为蓄电池20的连接未完成的情况下，燃料电池用控制器10结束该FCC直连指令输出处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为蓄电池20的连接已完成的情况下，燃料电池用控制器10检测燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输出电压(步骤S202)。
然后，燃料电池用控制器10判定所检测出的输出电压是否为规定电压以上(步骤S203)。在判定为输出电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该FCC直连指令输出处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10判定从最初变为规定电压以上起的时间是否经过了规定时间(步骤S204)。在判定为该时间未经过规定时间的情况下，燃料电池用控制器10重复步骤S202～S204的处理，直到该时间变为规定时间为止。
在判定为该时间经过了规定时间的情况下，燃料电池用控制器10向燃料电池用DC/DC转换器控制器4输出FCC直连指令(步骤S205)，结束该FCC直连指令输出处理，返回到主处理流程。在此，如上所述，“FCC直连指令”是用于使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5为直连状态的指令。燃料电池用DC/DC转换器控制器4基于该FCC直连指令来向DC/DC转换器5的开关元件52输出100％导通占空比的PWM信号，由此，开关元件52始终为接通状态。
图6是与图3的步骤S3对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的蓄电池转换器目标电压运算处理的流程图。
在该蓄电池转换器目标电压运算处理中，燃料电池用控制器10首先判定在FCC直连指令输出处理的步骤S205中是否输出了FCC直连指令(步骤S301)。在判定为未输出FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10结束该蓄电池转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出了FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10将蓄电池20用的DC/DC转换器8的目标电压(目标输出电压)设定为规定电压(步骤S302)，结束该蓄电池转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
图7是与图3的步骤S4对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的燃料电池连接处理的流程图。
在该燃料电池连接处理中，燃料电池用控制器10首先检测燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入电压(步骤S401)。在此，在FC转换器直连指令输出处理中已输出了直连指令的情况下，经由DC/DC转换器8和电抗器51将蓄电池20的蓄电电力导入到电容器63。因此，电容器63的两端子间电压、即DC/DC转换器5的输入侧电压上升。
接着，燃料电池用控制器10判定该输入电压是否为规定电压以上(步骤S402)。在判定为输入电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该燃料电池连接处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输入电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10使第一断接器41的第一正继电器42和第一负继电器43分别接通(步骤S403)。由此，燃料电池堆1与后级电连接，对电容器63充电。此外，在电力调整系统100启动时，第一正继电器42和第一负继电器43处于被断开的状态，燃料电池堆1为与后级电切断的状态。
接着，燃料电池用控制器10通过未图示的阳极供排装置和阴极供排装置来开始向燃料电池堆1供给燃料气体和氧化剂气体的供给(步骤S404)，结束该燃料电池连接处理，返回到主处理流程。此外，基于作为负载的驱动马达2的要求电力、燃料电池堆1内的未图示的电解质膜的湿润状态，由燃料电池用控制器10来进行燃料电池堆1的发电控制。
图8是与图3的步骤S5对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的FC转换器控制处理的流程图。
在该FC转换器控制处理中，燃料电池用控制器10首先判定在FCC直连指令输出处理的步骤S205中是否输出了FCC直连指令(步骤S501)。
在判定为输出了FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10对DC/DC转换器5的开关元件52输出100％导通占空比指令(步骤S502)，并且对开关元件54输出0％导通占空比指令(步骤S503)。然后，燃料电池用控制器10结束该FC转换器控制处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出了FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10检测燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输出电压(步骤S504)。然后，燃料电池用控制器10判定该输出电压是否为规定电压以上(步骤S505)。在判定为输出电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该FC转换器控制处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10使燃料电池用DC/DC转换器控制器4执行FCC电压控制处理(步骤S506)，结束该FC转换器控制处理，返回到主处理流程。
此外，在本实施方式中，说明由燃料电池用控制器10执行图8所示的FC转换器控制处理的情况。然而，本发明不限于这种结构。例如，也可以是，燃料电池用DC/DC转换器控制器4直接执行该FC转换器控制处理。
图9是与图8的步骤S506对应的副例程，是表示由燃料电池用DC/DC转换器控制器4执行的FCC电压控制处理的控制框图。如图9所示，燃料电池用DC/DC转换器控制器4具备用第一输入减去第二输入的减法器4A、对输入值进行PI控制的PI控制器4B、用第一输入除以第二输入的除法器4C、将输入值限制为规定范围内的值的限制器4D以及用第一输入减去第二输入的减法器4E。
首先，通过减法器4A，从DC/DC转换器5的要升降压的目标电压除以由检测燃料电池堆1的输出电压的电压传感器62检测出的控制电压量。接着，通过PI控制器4B对减法器4A的输出值进行PI控制，所得到的值被输出到除法器4C。
接着，通过除法器4C，用PI控制器4B的输出值除以由检测DC/DC转换器5的输出电压的电压传感器65检测出的FCC输出电压，将其结果输出到限制器4D。
在此，在通过DC/DC转换器5升高燃料电池堆1的输出电压的情况下，除法器4C的输出值为1以下。另一方面，在燃料电池堆1的输出电压比DC/DC转换器5的输出电压大的情况下，除法器4C的输出值为1以上。本实施方式的限制器4D将小于0的值限制为0，并且将大于1的值限制为1。限制器4D将得到的值输出到后级。
最后，通过减法器4E来从1减去限制器4D的输出值。然后，燃料电池用DC/DC转换器控制器4将减法器4E的输出值(0～1的值)作为PWM信号输出到开关元件54，并且将限制器4D的输出值(0～1的值，且是与减法器4E的输出值相加后为1的值)作为PWM信号输出到开关元件52。
在本实施方式中，燃料电池用DC/DC转换器控制器4基于上述运算处理来运算开关元件52、54用的PWM信号，进行开关控制。此外，为了执行该运算处理，燃料电池用DC/DC转换器控制器4既可以具备利用硬件结构的模拟电路，也可以待代之执行未图示的存储器中保存的软件程序，由此运算PWM信号。
图10是与图3的步骤S6对应的副例程，是表示由燃料电池用控制器10执行的蓄电池转换器控制处理的流程图。
在该蓄电池转换器控制处理中，燃料电池用控制器10首先判定在FCC直连指令输出处理的步骤S205中是否输出了FCC直连指令(步骤S601)。
在判定为输出了FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10将DC/DC转换器5的输入电压设定为控制电压量(步骤S602)。另一方面，在判定为未输出FCC直连指令的情况下，燃料电池用控制器10将DC/DC转换器5的输出电压设定为控制电压量(步骤S603)。
接着，燃料电池用控制器10使用电流传感器71或电流传感器61来检测燃料电池堆1的输出电流(步骤S604)。然后，燃料电池用控制器10判定所检测出的输出电流值是否为规定值以上(步骤S605)。此外，如上所述，该“规定值”是虽然微小但是有输出电流从燃料电池堆1流动时的值，例如是电流传感器71、61的感测能力(探测能力)的最小值。
在判定为检测出的输出电流值为规定值以上的情况下，燃料电池用控制器10使后述的谐振去除滤波器的功能关闭(步骤S606)。另一方面，在判定为检测出的输出电流值小于规定值的情况下，燃料电池用控制器10直接转变为步骤S607。
接着，燃料电池用控制器10使蓄电池用DC/DC转换器控制器7执行BC电压控制处理(步骤S607)，结束该蓄电池转换器控制处理，返回到主处理流程。
此外，在本实施方式中，说明由燃料电池用控制器10执行图10所示的蓄电池转换器控制处理的情况。然而，本发明不限于这种结构。例如，也可以是，蓄电池用DC/DC转换器控制器7直接执行该FC转换器控制处理。
图11是表示由蓄电池用DC/DC转换器控制器7执行的BC电压控制处理的控制框图。如图11所示，蓄电池用DC/DC转换器控制器7具备用第一输入减去第二输入的减法器7A、对输入值进行PI控制的PI控制器7B、用第一输入除以第二输入的除法器7C、将输入值限制为规定范围内的值的限制器7D、谐振去除滤波器7E以及用第一输入减去第二输入的减法器7F。
在此，谐振去除滤波器7E例如由移动平均滤波器等的低通滤波器构成。谐振去除滤波器7E是用于降低由DC/DC转换器8的电抗器81和电容器64、70构成的谐振电路的谐振频带中的增益特性的构件。此外，在本实施方式中，如图10的流程图所示，当燃料电池堆1的输出电流为规定值以上时，使谐振去除滤波的功能关闭。
首先，通过减法器7A，从DC/DC转换器8的要升降压的目标电压除以在步骤S602或S603中设定的控制电压量即DC/DC转换器8的输入电压或输出电压。接着，通过PI控制器7B对减法器7A的输出值进行PI控制，所得到的值被输出到除法器7C。
接着，通过除法器7C，用PI控制器7B的输出值除以由检测DC/DC转换器8的输出电压的电压传感器69检测出的蓄电池C输出电压，将其结果输出到限制器7D。
限制器7D将小于0的值限制为0，并且将大于1的值限制为1，将所得到的值输出到后级。谐振去除滤波器7E去除限制器7D的输出中的高频成分。
最后，通过减法器7F，从1减去谐振去除滤波器7E的输出值。然后，蓄电池用DC/DC转换器控制器7将减法器7F的输出值(0～1的值)作为PWM信号输出到开关元件84，并且将谐振去除滤波器7E的输出值(0～1的值，且是与减法器7F的输出值相加后为1的值)作为PWM信号输出到开关元件82。
在本实施方式中，蓄电池用DC/DC转换器控制器7基于上述运算处理来运算开关元件82、84用的PWM信号，进行开关控制。此外，为了执行该运算处理，蓄电池用DC/DC转换器控制器7既可以具备利用硬件结构的模拟电路，也可以待代之执行未图示的存储器中保存的软件程序，由此运算PWM信号。
如以上所说明的那样，本实施方式的电力调整系统100具备两个转换器，该电力调整系统具备：燃料电池堆1(燃料电池)，其与作为负载的驱动马达2连接；燃料电池堆1用的DC/DC转换器5(燃料电池用转换器)，其连接于燃料电池堆1与驱动马达2之间，以规定的要求电压比对燃料电池堆1的输出电压进行变换；蓄电池20，其与燃料电池堆1并联地连接于驱动马达2，是不同于燃料电池堆1的电力供给源；以及蓄电池20用的DC/DC转换器8(蓄电池用转换器)，其连接于蓄电池20与驱动马达2之间，以规定的要求电压比对蓄电池20的输出电压进行变换。另外，本实施方式的电力调整系统100构成为还具备：转换器直连部15，其在电力调整系统100启动时，使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入侧和输出侧为直连状态；以及燃料电池输出电压上升部14，其在燃料电池堆1启动时供给氧化剂气体，由此使燃料电池堆1的输出电压上升至规定电压。根据本实施方式的电力调整系统100，在电力调整系统100启动时使DC/DC转换器5为直连状态，由此不发挥DC/DC转换器5的升降压功能。而且，在借助蓄电池20用的DC/DC转换器8来调整直流环节电压时，经过已直连的DC/DC转换器5对电容器63充电，由此能够使燃料电池堆1的输出侧的电压为与直流环节电压相同的规定电压。在该状态下，使燃料电池堆1的输出电压逐渐上升从而变为该规定的电压，因此能够有效降低以往在电力调整系统100启动时会产生的直流环节电压的过冲或因其反冲而发生的下冲。
另外，在本实施方式的电力调整系统100中，在其启动时，使DC/DC转换器5为直连状态，因此DC/DC转换器5不会进行燃料电池堆1的输出电压的升压动作。因而，即使直流环节电压变得比规定电压高、或者DC/DC转换器5的输入侧电压与规定电压相比上升，也能够防止因DC/DC转换器5引起的振荡动作。由此，不会对燃料电池堆1的阳极气体供给、阴极气体供给造成坏影响，不会与DC/DC转换器5的要求相应地引出大量输出电流，因此能够有效抑制损伤燃料电池堆1内的各电极、电解质膜。
在本实施方式的电力调整系统100中，构成为还具备转换器输入电压调整部16，该转换器输入电压调整部16在燃料电池输出电压上升部14使燃料电池堆1的输出电压上升至规定电压之前，将燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。由此，能够更有效地降低，以往在电力调整系统100启动时会产生的直流环节电压的过冲或因其反冲而发生的下冲。
在本实施方式的电力调整系统100中，构成为：转换器输入电压调整部16通过蓄电池20用的DC/DC转换器8和转换器直连部15，使用蓄电池20的蓄电电力，将燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。在该情况下，也可以将DC/DC转换器8的控制量、即与规定的要求电压比对应的输出侧的电压值设定为DC/DC转换器5的输入侧电压(燃料电池堆1的输出侧电压)。由此，将燃料电池堆1的高电位避免电压作为目标来进行控制，因此能够以使DC/DC转换器5的输入侧电压迅速变为规定电压的方式进行控制。由此，能够进一步抑制DC/DC转换器5的输出侧电压的过冲量，其结果，如上所述，能够更有效地抑制燃料电池堆1的劣化。
在本实施方式的电力调整系统100中，也可以构成为：转换器输入电压调整部16停止转换器直连部15的功能，通过蓄电池20用的DC/DC转换器8和燃料电池堆1用的DC/DC转换器5，使用蓄电池20的蓄电电力，将燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压。特别是，在DC/DC转换器5是双方向升降压转换器的情况下，能够不通过DC/DC转换器5的直连状态、而是通过DC/DC转换器5的动作来将DC/DC转换器5的输入侧电压更迅速地调整为规定电压。
在本实施方式的电力调整系统100中，构成为还具备：电流传感器71，其对燃料电池堆1的启动期间的燃料电池堆1的输出电流进行检测；以及输出电流判定部12，其判定在燃料电池堆1启动后由电流传感器71检测出的输出电流是否增加为规定值以上，其中，在输出电流判定部12判定为输出电流增加为规定值以上的情况下，与输出电流小于规定值的情况相比，提高蓄电池20用的DC/DC转换器8的电压控制增益。通过这样构成，能够判断开始从燃料电池堆1向DC/DC转换器5输出电流的定时，在输出开始的定时将蓄电池20用的DC/DC转换器8的电压控制增益设定得高。由此，能够在抑制DC/DC转换器5的输出侧电压的过冲的同时、提高直流环节电压的建立、响应性的控制速度。
在本实施方式的电力调整系统100中，构成为：在电力调整系统100启动时，转换器直连部15使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5为直连状态，使用蓄电池20的蓄电电力，使燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入侧电压和输出侧电压同时升高至规定电压。通过这样构成，在电力调整系统100启动时，对DC/DC转换器5的输入侧的电容器63和输出侧的电容器64同时充电，由此能够使输入侧电压和输出侧电压上升。由此，能够在电力调整系统100启动时加快规定电压的建立，因此能够缩短向燃料电池堆1供给氧化剂气体和燃料气体之前的时间。因而，能够缩短电力调整系统100整体的启动时间。
(第二实施方式)
下面，主要说明本发明的第二实施方式的与第一实施方式之间的不同点。此外，电力调整系统100的整体结构和燃料电池用控制器10的功能性结构相同，因此使用图1和图2来进行说明。
在上述第一实施方式中构成为：在电力调整系统100启动时，通过燃料电池用控制器10来控制燃料电池用DC/DC转换器控制器4和蓄电池用DC/DC转换器控制器7，以使燃料电池堆1的输出侧电压为规定电压。在本实施方式中，不需要针对燃料电池用DC/DC转换器控制器4和蓄电池用DC/DC转换器控制器7的特殊控制模式，在电力调整系统100启动时，使燃料电池堆1的输出侧电压为规定电压。
图12是表示由本发明的第二实施方式中的燃料电池用控制器10、燃料电池用DC/DC转换器控制器4以及蓄电池用DC/DC转换器控制器7执行的系统启动处理的流程图(主处理流程)。对与第一实施方式相同的步骤标注相同的步骤编号。
在本实施方式的电力调整系统100启动时执行该流程图所涉及的控制。在此，与第一实施方式的情况同样地，“电力调整系统100启动时”不仅指包括燃料电池堆1的电力调整系统100启动时，还包括从怠速停止恢复时，该怠速停止在等待车辆的信号等车辆停止时执行。此外，也可以在不发生矛盾的范围内变更各步骤的顺序。
首先，燃料电池用控制器10在电力调整系统100中执行用于连接蓄电池20的蓄电池连接处理(步骤S1)。接着，燃料电池用控制器10执行用于运算燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的目标电压的FC转换器目标电压运算处理(步骤S7)。
接着，燃料电池用控制器10执行用于运算蓄电池20用的DC/DC转换器8的目标电压的蓄电池转换器目标电压运算处理(步骤S8)。接着，燃料电池用控制器10执行用于供给电力调整系统100启动时的氧化剂气体的氧化剂气体供给处理(步骤S9)。
接着，燃料电池用DC/DC转换器控制器4在电力调整系统100启动时或启动后执行用于控制DC/DC转换器5的FC转换器控制处理(步骤S10)，并且蓄电池用DC/DC转换器控制器7在电力调整系统100启动时或启动后执行用于控制DC/DC转换器8的蓄电池转换器控制处理(步骤S11)。
然后，燃料电池用控制器10、燃料电池用DC/DC转换器控制器4以及蓄电池用DC/DC转换器控制器7结束图12所示的本实施方式中的系统启动处理。
接着，参照流程图来分别说明图12的各副例程中的与第一实施方式不同之处。
图13是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器10执行的FC转换器目标电压运算处理的流程图。在本实施方式中，在电力调整系统100启动时，不将燃料电池堆1用的DC/DC转换器5直连，通过通常的启动处理来使燃料电池堆1的输出侧电压为规定电压。
在该FC转换器目标电压运算处理中，燃料电池用控制器10首先使用电压传感器65来检测DC/DC转换器5的输出电压(步骤S701)。然后，燃料电池用控制器10判定该输出电压是否为规定电压以上(步骤S702)。在判定为输出电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该FC转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为输出电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10还判定氧化剂气体的供给时间是否为规定时间以上(步骤S703)。在判定为氧化剂气体的供给时间为规定时间以上的情况下，燃料电池用控制器10结束该FC转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为氧化剂气体的供给时间小于规定时间的情况下，燃料电池用控制器10将DC/DC转换器5的目标电压(目标输出电压)设定为规定电压+α(步骤S704)，结束该FC转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
在此，简单说明余量α。步骤S704的判定步骤中的余量α是考虑DC/DC转换器5的输出侧的电压传感器65和DC/DC转换器8的输出侧的电压传感器69的检测误差、DC/DC转换器5的控制响应性等并通过实验等而预先决定的。在本实施方式中，余量α例如为10V。
图14是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器10执行的蓄电池转换器目标电压运算处理的流程图。
在该蓄电池转换器目标电压运算处理中，燃料电池用控制器10首先使用电压传感器67来检测DC/DC转换器8的输入侧的电压(输入电压)(步骤S801)。然后，燃料电池用控制器10判定该输入电压是否为规定电压以上(步骤S802)。
在判定为输入电压小于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该蓄电池转换器目标电压运算处理。另一方面，在判定为输入电压为规定电压以上的情况下，燃料电池用控制器10判定氧化剂供给时间是否为规定时间以上(步骤S803)。
在判定为氧化剂气体的供给时间为规定时间以上的情况下，燃料电池用控制器10判断为燃料电池堆1已启动，结束该蓄电池转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
另一方面，在判定为氧化剂气体的供给时间小于规定时间的情况下，燃料电池用控制器10将蓄电池20用的DC/DC转换器8的目标电压(目标输出电压)设定为规定电压，结束该蓄电池转换器目标电压运算处理，返回到主处理流程。
图15是表示由第二实施方式中的燃料电池用控制器10执行的氧化剂气体供给处理的流程图。
在该氧化剂气体供给处理中，燃料电池用控制器10首先检测燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输入电压(步骤S901)。然后，燃料电池用控制器10判定该输入电压是否为规定电压以下(步骤S902)。
在判定为输入电压大于规定电压的情况下，燃料电池用控制器10结束该氧化剂气体供给处理，返回到主处理流程。另一方面，在判定为输入电压为规定电压以下的情况下，燃料电池用控制器10判断为燃料电池堆1内的氧化剂气体不足，对燃料电池堆1供给短时间的氧化剂气体(步骤S903)后，结束该氧化剂气体供给处理，返回到主处理流程。此外，在本实施方式中，着眼于氧化剂气体对各控制进行说明，但是在电力调整系统100中，根据需要，还进行燃料气体(阳极气体)的供给。
图16是表示第二实施方式中的FCC电压控制处理和BC电压控制处理的流程图。图16的(a)是表示由燃料电池用DC/DC转换器控制器4执行的FC转换器控制处理的流程图。
在本实施方式中，与第一实施方式的情况不同，在该FC转换器控制处理中，燃料电池用控制器10仅执行通过燃料电池用DC/DC转换器控制器4进行的FCC电压控制处理(步骤S506)。此外，该FCC电压控制处理与在第一实施方式中说明的图9的处理相同，因此再次省略其说明。
图16的(b)是表示由蓄电池用DC/DC转换器控制器7执行的蓄电池转换器控制处理的流程图。与FC转换器控制处理同样地，在本实施方式中，在该蓄电池转换器控制处理中，燃料电池用控制器10仅执行通过蓄电池用DC/DC转换器控制器7进行的BC电压控制处理(步骤S607)。此外，该BC电压控制处理与在第一实施方式中说明的图11的处理相同，因此再次省略其说明。
如以上所说明那样，本实施方式的电力调整系统100构成为：燃料电池堆1用的DC/DC转换器5包括用于升高和降低燃料电池堆1的输出电压的多个开关元件52、54，转换器直连部15通过蓄电池20用的DC/DC转换器8将该DC/DC转换器8的输出侧电压设定为规定电压，通过燃料电池堆1用的DC/DC转换器5将DC/DC转换器5的输入侧电压(由电压传感器62检测出的电压)设定为比输出侧电压(由电压传感器65检测出的电压)高的电压值，由此使燃料电池用转换器为直连状态。根据本实施方式的电力调整系统100，由于这样构成，因此DC/DC转换器5的降压侧的开关元件52的导通占空比为100％，由此DC/DC转换器5成为直连状态。
在本实施方式中，通过像这样构成电力调整系统100，与第一实施方式不同，不需要特別的控制模式，就能够起到与第一实施方式同样的效果。
以上说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。
在上述实施方式中，说明了以下情况：作为燃料电池堆1用的DC/DC转换器5和蓄电池20用的DC/DC转换器8，使用了单相的单方向DC/DC转换器。然而，本发明不限于这种结构。作为DC/DC转换器5、8，例如也可以使用双方向的单相DC/DC转换器，还可以使用单方向或双方向的多相DC/DC转换器。通过与燃料电池堆1的启动一致地将DC/DC转换器5的输入侧电压调整为规定电压，能够起到如上所述的本发明的效果。
另外，在上述第一实施方式中，通过DC/DC转换器8将蓄电池20的输出电压升高为规定的电压，由此将位于燃料电池堆1用的DC/DC转换器5的输出侧的电容器64充电至规定的电压(步骤S203)，在DC/DC转换器5的输出侧电压、即该电容器64的充电电压变为规定的电压以上后经过规定时间之后(步骤S204)，使DC/DC转换器5为直连状态(步骤S301、S302)，将位于DC/DC转换器5的输入侧的电容器63充电至规定的电压(步骤S402)，将燃料电池堆1与电力调整系统100连接，并且，将燃料气体和氧化剂气体供给到燃料电池堆1。即，在第一实施方式中，在电力调整系统100启动后且DC/DC转换器5的输入电压变为规定的电压之后，开始向燃料电池堆1供给燃料气体和氧化剂气体，启动燃料电池堆1。
然而，本发明不限于这种启动的定时。例如，也可以是，在电力调整系统100的启动后，用于将氧化剂气体供给到燃料电池堆1的阴极压缩机启动，由此开始向燃料电池堆1供给燃料气体和氧化剂气体，与电力调整系统100的启动大致同时地启动燃料电池堆1。在该情况下，DC/DC转换器5也为直连状态，由此不进行DC/DC转换器5的升压动作，因此能够防止如上所述的因DC/DC转换器5引起的振荡动作。

Claims (8)

1.一种电力调整系统，具备两个转换器，该电力调整系统还具备：
燃料电池，其与负载连接；
燃料电池用转换器，其连接于所述燃料电池与所述负载之间，以规定的要求电压比对该燃料电池的输出电压进行变换；
蓄电池，其与所述燃料电池并联地连接于所述负载，是不同于该燃料电池的电力供给源；
蓄电池用转换器，其连接于所述蓄电池与所述负载之间，以规定的要求电压比对该蓄电池的输出电压进行变换；
转换器直连部，其在所述电力调整系统启动时，使所述燃料电池用转换器的输入侧和输出侧为直连状态；以及
燃料电池输出电压上升部，其在所述燃料电池启动时供给氧化剂气体，由此使所述燃料电池的输出电压上升至规定电压。
2.根据权利要求1所述的电力调整系统，其特征在于，
还具备转换器输入电压调整部，该转换器输入电压调整部在所述燃料电池输出电压上升部使所述燃料电池的输出电压上升至所述规定电压之前，将所述燃料电池用转换器的输入侧电压调整为所述规定电压。
3.根据权利要求2所述的电力调整系统，其特征在于，
所述转换器输入电压调整部通过所述蓄电池用转换器和所述转换器直连部，使用所述蓄电池的蓄电电力，将所述燃料电池用转换器的输入侧电压调整为所述规定电压。
4.根据权利要求2所述的电力调整系统，其特征在于，
所述转换器输入电压调整部停止所述转换器直连部的功能，通过所述蓄电池用转换器和所述燃料电池用转换器，使用所述蓄电池的蓄电电力，将所述燃料电池用转换器的输入侧电压调整为所述规定电压。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电力调整系统，其特征在于，还具备：
电流传感器，其对所述燃料电池的启动期间的该燃料电池的输出电流进行检测；以及
输出电流判定部，其判定在所述燃料电池启动后由所述电流传感器检测出的输出电流是否增加为规定值以上，
其中，在所述输出电流判定部判定为所述输出电流增加为规定值以上的情况下，与所述输出电流小于规定值的情况相比，提高所述蓄电池用转换器的电压控制增益。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电力调整系统，其特征在于，在所述电力调整系统启动时，所述转换器直连部使所述燃料电池用转换器为所述直连状态，使用所述蓄电池的蓄电电力，使所述燃料电池用转换器的输入侧电压和输出侧电压同时升高至所述规定电压。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电力调整系统，其特征在于，
所述燃料电池用转换器包括用于使所述燃料电池的输出电压升高和降低的多个开关元件，
所述转换器直连部通过所述蓄电池用转换器将所述燃料电池用转换器的输出侧电压设定为所述规定电压，通过所述燃料电池用转换器将该燃料电池用转换器的输入侧电压设定为比输出侧电压高的电压值，由此使该燃料电池用转换器为所述直连状态。
8.一种电力调整系统的控制方法，该电力调整系统具备：
燃料电池，其与负载连接；
燃料电池用转换器，其连接于所述燃料电池与所述负载之间，以规定的要求电压比对该燃料电池的输出电压进行变换；
蓄电池，其是不同于所述燃料电池的电力供给源；以及
蓄电池用转换器，其连接于所述蓄电池与所述负载之间，以规定的要求电压比对该蓄电池的输出电压进行变换，
所述电力调整系统的控制方法包括以下步骤：
使所述燃料电池用转换器的输入侧和输出侧为直连状态；以及
在所述燃料电池启动时供给氧化剂气体，由此使所述燃料电池的输出电压上升至规定电压。
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