CN109562698B - 车辆系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆系统具备：马达，其用于驱动车辆；高电压蓄电装置，其连接于马达，并向所述马达供给电力；燃料电池，其与高电压蓄电装置连接，并对该高电压蓄电装置充电；以及低电压蓄电装置，其连接于燃料电池。另外，具备：双向型的第一电压变换器，其被插入安装在燃料电池与高电压蓄电装置之间，对燃料电池或高电压蓄电装置的电压进行调整，并向另一方供给电力；以及第二电压变换器，其被插入安装在燃料电池与所述低电压蓄电装置之间，对低电压蓄电装置的电压进行调整，并向燃料电池施加调整后的电压。特征在于，还具备双向型的第三电压变换器，该双向型的第三电压变换器被插入安装在高电压蓄电装置与低电压蓄电装置之间，对高电压蓄电装置或低电压蓄电装置的电压进行调整，并向另一方供给电力。

Description

车辆系统
技术领域
本发明涉及一种车辆系统。
背景技术
关于固体氧化物型燃料电池(SOFC、Solid Oxide Fuel Cell)，基于高效率、长时间的稳定性等观点，被期待作为搭载于车辆的燃料电池。在将固体氧化物型燃料电池搭载于车辆的情况下，构成为将发电产生的电力充入用于驱动马达的高电压蓄电池，当充电完成时，停止发电。然而，在固体氧化物型燃料电池中，在进行停止控制时需要从外部向该燃料电池施加用于保护阳极电极的保护电压(参照日本特表2014-523081)。考虑在车辆中将上述的高电压蓄电池、用于使车辆的辅机等驱动的低电压蓄电池设为保护电压的电源。
发明内容
然而，高电压蓄电池在车辆停止时、系统错误时、低充电量时等各种各样的场景中与马达驱动侧即燃料电池电分离。此时，发生由低电压蓄电池进行保护电压的施加的情况。但是，由于阳极电极保护用电压的施加时间长，因此在由低电压蓄电池进行保护电压的施加的情况下，需要大容量的充电性能，这部分成为高价的部分。
本发明的目的在于，提供一种在由低电压蓄电池对燃料电池施加保护电压的情况下能够避免低电压蓄电池的大容量化的车辆系统。
本发明的一个方式的车辆系统具有如下结构：高电压蓄电装置与燃料电池通过双向型的第一电压变换器连接，燃料电池与低电压蓄电装置通过第二电压变换器连接，其中，该高电压蓄电装置用于向驱动车辆的马达供给电力，该燃料电池用于对该高电压蓄电装置充电，该第一电压变换器对燃料电池或高电压蓄电装置的电压进行调整，并向另一方供给电力，该第二电压变换器对低电压蓄电装置的电压进行调整，并向燃料电池施加调整后的电压。而且，特征在于，在高电压蓄电装置与低电压蓄电装置之间插入安装有双向型的第三电压变换器，该第三电压变换器对高电压蓄电装置或低电压蓄电装置的电压进行调整，并向另一方供给电力。
附图说明
图1是示出本实施方式的车辆系统的主要结构的框图。
图2是示出本实施方式的车辆系统的起动控制的过程的流程图。
图3是示出本实施方式的车辆系统的停止控制的过程的流程图。
图4是示出在本实施方式的车辆系统的车辆驱动中使燃料电池堆进行停止控制的过程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
[车辆系统的结构]
图1是示出本实施方式中的车辆系统10的主要结构的框图。在本实施方式的车辆系统10中，用于驱动车辆的马达28与经由逆变器26向马达28供给电力的高电压蓄电池电路14(高电压蓄电装置)通过高电压线12(例如240V-400V)而连接。而且，具有该高电压线12与连接线34连接且连接线34与燃料电池堆36电连接的结构。而且，连接于燃料电池堆36的输入输出线40与连接于低电压蓄电池50(低电压蓄电装置)的低电压线52经由第二电压变换器54而电连接。并且，低电压线52与连接线34经由第三电压变换器64而电连接。车辆系统10利用控制器70(控制部)对全部构成要素进行控制。
高电压线12的一个端部连接于高电压蓄电池电路14，另一个端部连接于逆变器26。另外，高电压线12上连接有IR传感器32。并且，高电压线12与第一分支线12A(布线)连接，第一分支线12A与连接线34电连接。
高电压蓄电池电路14具有：与高电压线12电连接的主电源16(例如240V-400V)、连接于主电源16的正极侧的第一继电器18A、以及连接于主电源16的负极侧的第二继电器18B。第一继电器18A的一端连接于与主电源16的正极连接的内部布线20A，另一端连接于与高电压线12的正侧连接的内部布线20B。第二继电器18B的一端连接于与主电源16的负极连接的内部布线20C，另一端连接于与高电压线12的负侧连接的内部布线20D。
高电压蓄电池电路14具备与第一继电器18A并联连接的第一充电电路22。第一充电电路22为第三继电器18C与第一充电电阻22A的串联电路，第一充电电路22的一个端部连接于内部布线20A，另一个端部连接于内部布线20B。另外，高电压蓄电池电路14具备将高电压线12的正侧与负侧连接的第二充电电路24。第二充电电路24为第四继电器18D与第二充电电阻24A的串联电路，第二充电电路24的一个端部连接于内部布线20B，另一个端部连接于内部布线20D。
第一充电电路22、第二充电电路24是在将高电压蓄电池电路14与高电压线12电连接时暂时使用来使逆变器26内的电容器等充入电荷的电路，由此避免连接时的浪涌电流，从而避免高电压蓄电池电路14、逆变器26等损坏。
逆变器26连接于高电压线12(正侧、负侧)，将从高电压蓄电池电路14或燃料电池堆36供给的电力(直流电压)变换为三相交流的电力，并将该三相交流的电力供给到马达28来使马达28旋转。另外，逆变器26能够将在车辆的制动时由马达28产生的再生电力变换为直流电压的电力，并将该电力充入高电压蓄电池电路14的主电源16。
在要使车辆系统10停止的情况下等，将高电压蓄电池电路14从高电压线12切断，但是此时在逆变器26所具备的电容器中保持蓄积电荷的状态，因此在切断后高电压线12也维持高的电压。但是，为了防止漏电，需要使高电压线12的电压下降至规定电压(例如60V)以下。因此，对逆变器26安装有第一放电电路30，该第一放电电路30用于将电容器蓄积的电荷放出来使高电压线12的电压降压。
IR传感器32与高电压线12的负侧及车辆的车体(未图示)连接，对两者之间施加固定的电压来测定两者之间的寄生电容。而且，根据该寄生电容来换算高电压线12相对于车体的绝缘电阻。由此，能够根据绝缘电阻的大小来判别高电压线12有无漏电。此时，如果绝缘电阻的大小大于规定的电阻值，则能够判断为绝缘状态良好，如果绝缘电阻的大小低于该规定的电阻值，则能够判断为存在绝缘异常。
燃料电池堆36是固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)，是将单元电池层叠而成的，该单元电池是通过由其阳极电极(燃料极)和阴极电极(空气极)将由陶瓷等固体氧化物形成的电解质层夹在中间而得到的，其中，该阳极电极(燃料极)被供给由改性器改性后的燃料气体(阳极气体)，该阴极电极(空气极)被供给含有氧的空气来作为氧化气体(阴极气体)。
燃料电池堆36连接于输入输出线40，并经由第一电压变换器42连接于连接线34。此外，对燃料电池堆36安装有用于测定燃料电池堆36内的温度的温度传感器38。
第一电压变换器42的一端连接于连接线34，另一端经由输入输出线40连接于燃料电池堆36。第一电压变换器42例如是将燃料电池堆36作为电流源(电压源)、将高电压蓄电池电路14作为电压源的双向的DC/DC转换器，通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制、PFM(Pulse Frequency Moduration：脉冲频率调制)控制来进行直流电压的变换。
在燃料电池堆36的发电中，第一电压变换器42进行对燃料电池堆36(输入输出线40)的电压进行升压(调整)、并将升压后的电压(电力)(调整后的电压(电力))经由连接线34和高电压线12供给到高电压蓄电池电路14的输出电压控制(输出电力控制)。相反地，在向燃料电池堆36施加电压(后述的保护电压)的情况下，进行对高电压蓄电池电路14(高电压线12、连接线34)的电压进行降压、并将降压后的电压经由输入输出线40向燃料电池堆36施加的输出电压控制。
从输入输出线40分支出第二分支线40A，从低电压线52分支出第三分支线52A。而且，第二分支线40A与第三分支线52A经由第二电压变换器54连接。
第二电压变换器54是将低电压蓄电池50作为电压源的单向的DC/DC转换器。第二电压变换器54进行对低电压蓄电池50(第三分支线52A)的电压进行升压(调整)、并将升压后的电压(调整后的电压)经由输入输出线40向燃料电池堆36施加的输出电压控制。
第三电压变换器64的一端连接于旁路线62，另一端经由低电压线52连接于低电压蓄电池50。第三电压变换器64是将一方电压源设为高电压蓄电池电路14(或燃料电池堆36)、将另一方电压源设为低电压蓄电池50的双向的DC/DC转换器。
第三电压变换器64在对低电压蓄电池50充电的情况下，进行对高电压蓄电池电路14(旁路线62)的电压进行降压(调整)、并将降压后的电压(调整后的电压)经由低电压线52向低电压蓄电池50施加的输出电压控制。相反地，在低电压蓄电池50向旁路线62侧放电的情况下，进行对低电压蓄电池50(低电压线52)的电压进行升压、并将升压后的电压向旁路线62侧施加的输出电压控制。
在连接线34与第一分支线12A之间设置有用于进行连接线34的导通的通断的第五继电器46A(切断电路)和第六继电器46B(切断电路)。第五继电器46A的一端连接于第一分支线12A的正侧，另一端连接于连接线34的正侧。第六继电器46B的一端连接于第一分支线12A的负侧，另一端连接于连接线34的负侧。第五继电器46A和第六继电器46B在车辆驱动中(包括所谓怠速停止(暂时停止)状态)成为导通状态(接通状态)。但是，在车辆停止中，将高电压蓄电池电路14从高电压线12切断从而使高电压线12降压，由此第五继电器46A及第六继电器46B的导通被切断(成为断开状态)。
以跨着第五继电器46A的方式设置有第三充电电路48。第三充电电路48为第七继电器46C与第三充电电阻48A的串联电路，第三充电电路48的一端连接于第一分支线12A的正侧，另一端连接于连接线34的正侧。
第三充电电路48是在将第一分支线12A与连接线34电连接时暂时使用来使第一电压变换器42的靠连接线34侧的电容器以及第三电压变换器64的靠旁路线62侧的电容器充入电荷的电路。由此，避免第一分支线12A与连接线34电连接时的浪涌电流，从而避免高电压蓄电池电路14、第一电压变换器42、第三电压变换器64损坏。
对第一电压变换器42设置有第二放电电路44。第二放电电路44是在第五继电器46A和第六继电器46B为断开状态时进行动作的电路，用于使第一电压变换器42的靠连接线34侧的电容器放电来使连接线34降压。另外，连接线34与旁路线62连接，因此当将第二放电电路44接通时，不仅能够使第一电压变换器42的靠连接线34侧的电容器放电，还能够使第三电压变换器64的靠旁路线62侧的电容器放电。由此，当将第二放电电路44接通时，能够使连接线34和旁路线62降压。
在第二分支线40A上安装有电压传感器56(故障检测部)和电流传感器58(故障检测部)。电压传感器56和电流传感器58测量第二电压变换器54的输出侧的电压、电流。另外，在第二分支线40A上安装有第八继电器60。第八继电器60通常将第二分支线40A设为导通状态，但在如后述的那样第二电压变换器54发生了故障的情况下，切断第二分支线40A的导通。
此外，电压传感器56、电流传感器58也可以配置为能够检测输入输出线40上的靠近燃料电池堆36附近的位置的电压、电流。而且，控制器70也可以在这些电压、电流低于第二电压变换器54的设定电压、设定电流的情况下，判断为第二电压变换器54发生了故障。
在第三分支线52A上经由第四电压变换器66连接有燃料电池用辅机68。虽然省略图示，但作为燃料电池用辅机68，存在用于向燃料电池堆36供给燃料气体的燃料泵、用于向燃料电池堆36供给氧化气体的压缩机、用于对向燃料电池堆36供给的燃料气体或氧化气体的流量进行调整的阀、用于使燃料电池堆36起动的起动燃烧器等。另外，第三分支线52A与车辆中付属的设备电连接。
控制器70由具备中央运算装置(CPU)、读出专用存储器(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。还能够由多个微型计算机构成控制器70。控制器70与构成上述车辆系统10的构成要素连接，能够进行以下所示的起动控制、通常发电控制、停止控制。
在此，控制器70兼用作对高电压蓄电池电路14(主电源16)的充电量(状态)进行检测的高电压蓄电装置状态检测单元以及对低电压蓄电池50的充电量(状态)进行检测的低电压蓄电装置状态检测单元，但也可以将这些检测单元独立地设置。另外，控制器70将第一电压变换器42、第二电压变换器54以及第三电压变换器64作为控制对象，但也可以构成为能够利用独立的控制部来控制各电压变换器。并且，控制器70也可以作为故障检测部来判断第二电压变换器54是否正常地发出PWM信号、PFM信号。
[车辆系统的起动控制的过程]
按照图2的流程图来说明本实施方式的车辆系统10的起动控制的过程。作为车辆系统10的起动控制，进行用于使燃料电池堆36发电的起动控制，并且进行以下控制：将高电压蓄电池电路14与高电压线12连接，从而在低电压蓄电池50的充电量低于规定值的情况下，利用高电压蓄电池电路14对低电压蓄电池50充电。在初始状态时，第一继电器18A至第四继电器18D为断开状态，第五继电器46A至第七继电器46C为断开状态，第八继电器60为接通状态，高电压线12和连接线34被降压至规定的电压(例如60V)以下。另外，高电压蓄电池电路14的主电源16被充电至其充电量为规定值以上。
当系统开始进行起动控制时，在步骤S101中，控制器70使第四电压变换器66驱动，来使辅机(压缩机、泵、起动燃烧器等)起动，从而开始进行对燃料电池堆36的起动控制。此时，辅机利用来自低电压蓄电池50的电力来驱动。在起动控制中，向起动燃烧器供给起动用的燃料和空气，使将这些燃料和空气混合后的混合气体燃烧来生成燃烧气体，将该燃烧气体代替氧化气体供给到燃料电池堆36的阴极，来将燃料电池堆36加热至发电所需要的温度(使得电解质层能够传导氧离子的温度)。
在步骤S102中，控制器70使用IR传感器32来实施高电压线12的绝缘检查。在此，如果绝缘电阻良好，则转移到下一步骤S103，如果万一判断为绝缘电阻不良，则控制器70发出绝缘异常的报告并中止起动控制。
在步骤S103中，控制器70将第二继电器18B、第三继电器18C接通。由此，将高电压蓄电池电路14经由第一充电电路22连接于高电压线12，来使高电压线12、逆变器26升压至规定的电压(例如240V-400V)。此时，控制器70还将第四继电器18D接通，从而还向与逆变器26并联连接的第二充电电路24通电。
在步骤S103的规定时间后，在步骤S104中，控制器70将第一继电器18A接通，之后将第三继电器18C断开来将第一充电电路22切断，从而将高电压蓄电池电路14直接连接于高电压线12。另外，此时，控制器70还将第四继电器18D断开来将第二充电电路24切断。由此，马达28从高电压蓄电池电路14接受电力供给，能够基于驾驶员的加速操作来以任意的转速进行旋转。
在步骤S105中，控制器70将第六继电器46B、第七继电器46C接通，来将第一电压变换器42(电容器)的与连接线34连接的一侧及第三电压变换器64(电容器)的与旁路线62连接的一侧经由第三充电电路48电连接于高电压线12，从而升压(充电)至高电压线12的电压。
在步骤S105的规定时间经过后，在步骤S106中，控制器70将第五继电器46A接通并将第七继电器46C断开，来将高电压线12直接连接于连接线34。
在步骤S107中，控制器70检测低电压蓄电池50的充电量，判断所检测出的充电量是否为规定值以上。而且，在判断为是(YES)的情况下，即在充电量为规定值以上的情况下，转移到后述的步骤S109，在判断为否(NO)的情况下，即在充电量低于规定量的情况下，转移到后述的步骤S108。
在步骤S108中，控制器70将第三电压变换器64接通，来向低电压线52施加规定的电压(例如24V)。此时，第三电压变换器64成为与低电压线52连接的一侧的输出电压控制。由此，从高电压蓄电池电路14经由第三电压变换器64来对低电压蓄电池50充电。另外，用于使燃料电池堆36发电的辅机能够从低电压蓄电池50和第三电压变换器64接受电力供给来驱动。
在步骤S109中，控制器70根据由温度传感器38测定的温度，来判断是否达到燃料电池堆36发电所需要的动作温度。在控制器判断为否(NO)的情况下，持续步骤S107或步骤S108为止的状态。另一方面，当控制器70判断为是(YES)时，在步骤S110中，控制器70使燃料和空气向起动燃烧器的供给以及起动燃烧器的动作停止，来停止对燃料电池堆36的起动控制。之后，控制器70向燃料电池堆36的阳极供给燃料气体(改性气体)并向阴极供给氧化气体(空气)，通过电化学反应来使燃料电池堆36发电。
在步骤S111中，控制器70将第一电压变换器42接通，并设为与连接线34连接的一侧的输出电压控制。由此，燃料电池堆36能够将发电产生的电力经由第一电压变换器42供给到高电压蓄电池电路14，并且经由第三电压变换器64供给到低电压线52。通过以上步骤，车辆系统10的起动控制结束。
[车辆系统的通常发电控制]
马达28从高电压蓄电池电路14和燃料电池堆36接受电力供给，基于驾驶员的加速操作来以任意的转速进行旋转。另外，马达28在制动时产生再生电力，但该再生电力经由逆变器26向高电压蓄电池电路14充电。
在高电压蓄电池电路14的充电量低于规定值情况下，燃料电池堆36经由第一电压变换器42对高电压蓄电池电路14充电。另外，即使在车辆处于所谓怠速停止(暂时停止)的情况下，只要高电压蓄电池电路14需要充电，就能够利用燃料电池堆36对高电压蓄电池电路14充电。而且，在高电压蓄电池电路14的充电量变为规定值以上的情况下，如后述的那样进行燃料电池堆36的停止控制。
低电压蓄电池50经由第三电压变换器64接受来自高电压蓄电池电路14的电力供给而被充电，和/或接受来自燃料电池堆36的电力供给而被充电。而且，当低电压蓄电池50的充电量变为规定值以上时，停止经由第三电压变换器64向低电压蓄电池50充电。这些动作被作为控制器70的通常发电控制来执行。
[燃料电池堆的停止控制]
在本实施方式中，作为进行燃料电池堆36的停止控制的场景，是在使车辆停止来使系统整体停止的情况下、或者在虽然是车辆驱动中但高电压蓄电池电路14的充电量为规定值以上的状态而不需要燃料电池堆36发电的情况下、或者在发生漏电等系统错误而需要将高电压蓄电池电路14从高电压线12切断的情况下等进行。
在燃料电池堆36的停止控制中，使泵停止来停止燃料气体的供给，使压缩机继续进行动作来将氧化气体作为冷却气体供给，使得降低至能够避免阳极电极氧化的规定温度。此时，需要对燃料电池堆36施加用于保护阳极电极避免其氧化的保护电压。该保护电压为与燃料电池堆36的发电时的开路电压相当的电压值(例如60V)。
此时，控制器70基于车辆的运转(驱动、停止)状态，来对第一电压变换器42和第三电压变换器64进行电压的变换方向的切换控制，由此从高电压蓄电池电路14和低电压蓄电池50中选择保护电压的供给源，如以下所述的那样切换保护电压的供给路径。特别是即使在第二电压变换器54因某种原因而发生了故障的情况下，也能够变更保护电压的路径。
[车辆系统的停止控制的过程]
在本实施方式中，作为随着车辆停止而进行的车辆系统10的停止控制，进行将高电压蓄电池电路14从高电压线12切断的控制，并且进行燃料电池堆36的停止控制。
按照图3所示的流程图来说明本实施方式的车辆系统10的停止控制的过程。在步骤S201中，控制器70将第一继电器18A和第二继电器18B断开，来将高电压蓄电池电路14从高电压线12切断。
在步骤S202中，控制器70将第五继电器46A和第六继电器46B断开，来将连接线34从高电压线12切断，将第一放电电路30接通来使高电压线12降压。由此，高电压线12被降压，但连接线34和旁路线62维持切断前的电压，分别维持第一电压变换器42的与连接线34连接的一侧的电容器的充电状态、以及第三电压变换器64的与旁路线62连接的一侧的电容器的充电状态。
在步骤S203中，控制器70开始进行燃料电池堆36的停止控制。此时，控制器70将第二电压变换器54接通。由此，低电压蓄电池50经由第二电压变换器54向燃料电池堆36施加保护电压。
在步骤S204中，控制器70判断由电压传感器56检测的电压值或由电流传感器58检测的电流值是否分别为规定的值以上。
在步骤S204中控制器70判断为是(YES)、即判断为电压值或电流值分别为规定的值以上的情况下，转移到后述的步骤S207。另一方面，在控制器70判断为否(NO)、即电压值、电流值分别小于规定的值的情况下，为了避免第二电压变换器54对燃料电池堆36的不良影响，在步骤S205中，控制器70将第八继电器60断开(切断)。此外，还能够基于PWM信号、PFM信号是否存在异常(例如没有发出信号的情况下)来判断第二电压变换器54有无故障。而且，如以下所示那样，进行用于低电压蓄电池50经由第三电压变换器64、第一电压变换器42向燃料电池堆36施加保护电压的过程。
在步骤S206中，控制器70将第一电压变换器42切换为与输入输出线40连接的一侧的输出电压控制，将第三电压变换器64切换为与旁路线62连接的一侧的输出电压控制。由此，从低电压蓄电池50输出的保护电压经由低电压线52、第三电压变换器64、旁路线62、连接线34、第一电压变换器42以及输入输出线40向燃料电池堆36施加。
此时，旁路线62和连接线34大致维持为将第五继电器46A和第六继电器46B切断之前的电压，因此几乎不需要使旁路线62和连接线34升压，能够减少与之相当的低电压蓄电池50的电力消耗。
在步骤S207中，控制器70基于由温度传感器38检测的温度，来判断燃料电池堆36的温度是否降低至能够避免阳极电极氧化的规定温度。而且，在控制器70判断为否(NO)的情况下，返回到步骤S204。
另一方面，在控制器70判断为是(YES)的情况下，在步骤S208中，控制器70结束燃料电池堆36的停止控制。此时，控制器70将压缩机、第一电压变换器42、第二电压变换器54以及第三电压变换器64断开。由此，对燃料电池堆36的冷却气体的供给以及保护电压的施加停止。
在步骤S209中，控制器70将第二放电电路44接通，来使连接线34和旁路线62降压。通过以上步骤，车辆系统10的停止控制结束。
如图3所示，在步骤S202之后，还能够执行步骤S203A和步骤S207A，来代替步骤S203～步骤S207。在步骤S203A中，控制器70开始进行燃料电池堆36的停止控制。此时，不将第二电压变换器54接通，将第一电压变换器42切换为与输入输出线40连接的一侧的输出电压控制，将第三电压变换器64切换为与旁路线62连接的一侧的输出电压控制。
在步骤S207A中，控制器70基于由温度传感器38检测的温度，来判断燃料电池堆36的温度是否降低至能够避免阳极电极氧化的规定温度。而且，在控制器70判断为否(NO)的情况下，维持步骤S203A后的状态，在判断为是(YES)的情况下，转移到上述的步骤S208。该过程为在燃料电池堆36的停止控制前根据PMW信号、PFM信号的有无或不正常等而预先获知第二电压变换器54发生了故障(将第八继电器60切断)时较佳的过程。
[车辆驱动中的燃料电池堆的停止控制的过程]
使用图4所示的流程图来说明在本实施方式的车辆系统10的车辆驱动中使燃料电池堆36进行停止控制的过程。在此，在高电压蓄电池电路14的充电量为规定值以上的情况下，由高电压蓄电池电路14向燃料电池堆36施加保护电压，但在该充电量低于规定值的情况下，由低电压蓄电池50向燃料电池堆36施加保护电压。
在步骤S301中，控制器70开始进行燃料电池堆36的停止控制。此时，控制器70将第一继电器18A、第二继电器18B、第五继电器46A以及第六继电器46B维持接通状态。此外，第三电压变换器64既可以是接通状态，也可以是断开状态。
在步骤S302中，控制器70判断高电压蓄电池电路14的充电量是否为规定值以上。而且，在判断为是(YES)的情况下，即在该充电量为规定值以上的情况下，转移到下一步骤S303，相反地，在判断为否(NO)的情况下，即在该充电量低于规定值情况下，转移到后述的步骤S306。
在步骤S303中，控制器70将第一电压变换器42切换为与输入输出线40连接的一侧的输出电压控制。由此，高电压蓄电池电路14经由第一电压变换器42向燃料电池堆36施加保护电压。
在步骤S304中，在高电压蓄电池电路14向燃料电池堆36施加保护电压的状态下，控制器70判断高电压蓄电池电路14的充电量是否维持高于规定值的状态。而且，在判断为是(YES)的情况下，转移到下一步骤S305，在判断为否(NO)的情况下，转移到后述的步骤S306。
在步骤S305中，控制器70基于由温度传感器38检测的温度，来判断燃料电池堆36的温度是否降低至能够避免阳极电极氧化的规定温度。而且，在控制器70判断为否(NO)的情况下，返回到步骤S302，在判断为是(YES)的情况下，转移到下一步骤S307。
在步骤S307中，控制器70结束燃料电池堆36的停止控制。此时，控制器70将压缩机、第一电压变换器42断开。由此，对燃料电池堆36的冷却气体的供给以及保护电压的施加停止。另一方面，如果第三电压变换器64为接通状态，则控制器70能够继续维持该状态。由此，高电压蓄电池电路14能够继续经由第三电压变换器64对低电压蓄电池50充电。
在步骤S302或步骤S304中判断为否(NO)的情况下，在步骤S306中，控制器70将第五继电器46A和第六继电器46B断开，来将连接线34从高电压线12切断。由此，能够避免高电压蓄电池电路14向连接线34侧供给电力。另外，控制器70将第二电压变换器54接通。由此，低电压蓄电池50能够经由第二电压变换器54向燃料电池堆36施加保护电压。
之后，控制器70执行上述的步骤S204～步骤S207，之后，执行步骤S307。此外，在车辆驱动中，高电压蓄电池电路14维持与高电压线12连接的状态。由此，在车辆驱动中燃料电池堆36再开始发电的情况下，依次执行图2的步骤S105以后的步骤即可。
[本实施方式的效果]
本实施方式所涉及的车辆系统10具备：马达28，其用于驱动车辆；高电压蓄电池电路14，其连接于马达28，向马达28供给电力；燃料电池堆36，其与高电压蓄电池电路14连接，对该高电压蓄电池电路14充电；以及低电压蓄电池50，其连接于燃料电池堆36。另外，车辆系统10具备：双向型的第一电压变换器42，其被插入安装在燃料电池堆36与高电压蓄电池电路14之间，对燃料电池堆36或高电压蓄电池电路14的电压进行调整，并向另一方供给电力；以及第二电压变换器54，其被插入安装在燃料电池堆36与低电压蓄电池50之间，对低电压蓄电池50的电压进行调整，并向燃料电池堆36施加调整后的电压。该车辆系统10的特征在于，还具备双向型的第三电压变换器64，该第三电压变换器64被插入安装在高电压蓄电池电路14与低电压蓄电池50之间，对高电压蓄电池电路14或低电压蓄电池50的电压进行调整，并向另一方供给电力。
由此，在车辆驱动中(燃料电池堆36发电时)，低电压蓄电池50经由第三电压变换器64从高电压蓄电池电路14和燃料电池堆36接受电力供给而被充电。由此，在进行燃料电池堆36的停止控制之前，能够预先使低电压蓄电池50充分充电。因而，不需要使低电压蓄电池50的容量大型化，能够使系统整体小型化。另外，在从低电压蓄电池50向燃料电池堆36施加电压(保护电压)的情况下，不仅能够选择从第二电压变换器54施加电压的供给路径，还能够选择经由第三电压变换器64、第一电压变换器42来施加电压的供给路径，因此能够提高系统的可靠性。
具备：对第一电压变换器42和第三电压变换器64进行控制的控制器70；以及对低电压蓄电池50的状态(充电量)进行检测的低电压蓄电装置状态检测单元(控制器70)。特征在于，控制器70进行以下控制：基于低电压蓄电池50的状态，来从高电压蓄电池电路14经由第三电压变换器64对低电压蓄电池50充电，和/或从燃料电池堆36经由第一电压变换器42及第三电压变换器64对低电压蓄电池50充电。由此，使用高电压蓄电池电路14和/或燃料电池堆36来高效地进行向低电压蓄电池50的充电，能够在燃料电池堆36的停止控制前确保低电压蓄电池50的充电量。
具备对高电压蓄电池电路14的状态(充电量)进行检测的高电压蓄电装置状态检测单元(控制器70)。特征在于，控制器70进行以下控制：还对第二电压变换器54进行控制，从而在进行燃料电池堆36的停止控制时，在高电压蓄电池电路14为断开状态的情况下或者在高电压蓄电池电路14为接通状态且高电压蓄电池电路14的充电量小于规定值的情况下，从低电压蓄电池50经由第二电压变换器54向燃料电池堆36施加电压(保护电压)，或者从低电压蓄电池50经由第三电压变换器64及第一电压变换器42向燃料电池堆36施加电压(保护电压)。由此，通过具备多个电压(保护电压)的供给源和供给路径，能够提高系统整体的可靠性。
具备对高电压蓄电池电路14的状态进行检测的高电压蓄电装置状态检测单元(控制器70)。特征在于，控制器70进行以下控制：还对第二电压变换器54进行控制，从而在进行燃料电池堆36的停止控制时，在高电压蓄电池电路14为断开状态或者高电压蓄电池电路14的充电量小于规定值的情况下，从低电压蓄电池50经由第二电压变换器54向燃料电池堆36施加电压(保护电压)。由此，低电压蓄电池50只有在高电压蓄电池电路14处于不能向燃料电池堆36施加电压状态的情况下向燃料电池堆36施加电压，因此能够削减与之相当的低电压蓄电池50的电力消耗。
具备检测第二电压变换器54有无故障的故障检测部(电压传感器56、电流传感器58、控制器70)。特征在于，控制器70进行以下控制：在从低电压蓄电池50经由第二电压变换器54向燃料电池堆36施加电压(保护电压)时检测到故障的情况下，使第二电压变换器54的驱动停止，来从低电压蓄电池50经由第三电压变换器64及第一电压变换器42向燃料电池堆36施加电压(保护电压)。由此，即使第二电压变换器54发生故障，低电压蓄电池50也能够经由第三电压变换器64和第一电压变换器42来继续向燃料电池堆36施加保护电压。
特征在于，控制器70进行以下控制：在检测到故障的情况下，从第一电压变换器42的与高电压蓄电池电路14连接的一侧的输出电压控制切换为第一电压变换器42的与燃料电池堆36连接的一侧的输出电压控制，并从第三电压变换器64的与低电压蓄电池50连接的一侧的输出电压控制切换为第三电压变换器64的与第一电压变换器42连接的一侧的输出电压控制。由此，只通过变更对第一电压变换器42和第三电压变换器64的控制，就能够由低电压蓄电池50经由第三电压变换器64和第一电压变换器42向燃料电池堆36施加保护电压。
特征在于，第二电压变换器54与燃料电池堆36经由第八继电器60连接，控制器70当检测到故障时进行切断第八继电器60的导通的控制。由此，在第二电压变换器54发生了故障的情况下，避免经由发生了故障的第二电压变换器54导致的燃料电池堆36的短路等，能够确保系统整体的安全性。
特征在于，故障检测部(电压传感器56、电流传感器58)检测第二电压变换器54与燃料电池堆36之间的电压或电流，在该电压或该电流小于规定的值情况下，故障检测部判断为存在故障。由此，能够通过简单的方法可靠地检测第二电压变换器54的故障。
特征在于，控制器70进行以下控制：在进行燃料电池堆36的停止控制时，在高电压蓄电池电路14为接通状态且高电压蓄电池电路14的充电量为规定值以上的情况下，从高电压蓄电池电路14经由第一电压变换器42向燃料电池堆36施加电压(保护电压)。由此，在车辆驱动中由高电压蓄电池电路14向燃料电池堆36施加保护电压，因此能够削减与之相当的低电压蓄电池50的电力消耗。
特征在于，控制器70进行以下控制：从第一电压变换器42的与高电压蓄电池电路14连接的一侧的输出电压控制切换为第一电压变换器42的与燃料电池堆36连接的一侧的输出电压控制。由此，只通过变更对第一电压变换器42的控制，就能够经由第一电压变换器42向燃料电池堆36施加保护电压。

Claims (10)

1.一种车辆系统，具备：
马达，其用于驱动车辆；
高电压蓄电装置，其连接于所述马达，向所述马达供给电力；
燃料电池，其与所述高电压蓄电装置连接，对该高电压蓄电装置充电；以及
低电压蓄电装置，其连接于所述燃料电池，
所述车辆系统还具备：
双向型的第一电压变换器，其被插入安装在所述燃料电池与所述高电压蓄电装置之间，能够在对所述燃料电池的电压进行调整并向所述高电压蓄电装置供给电力的状态与对所述高电压蓄电装置的电压进行调整并向所述燃料电池供给电力的状态之间进行切换；以及
第二电压变换器，其被插入安装在所述燃料电池与所述低电压蓄电装置之间，对所述低电压蓄电装置的电压进行调整，并向所述燃料电池施加调整后的电压，
所述车辆系统的特征在于，
还具备双向型的第三电压变换器，该第三电压变换器被插入安装在所述高电压蓄电装置与所述低电压蓄电装置之间，能够在对所述高电压蓄电装置的电压进行调整并向所述低电压蓄电装置供给电力的状态与对所述低电压蓄电装置的电压进行调整并向所述高电压蓄电装置供给电力的状态之间进行切换。
2.根据权利要求1所述的车辆系统，其特征在于，还具备：
对所述第一电压变换器和所述第三电压变换器进行控制的控制部；以及
对所述低电压蓄电装置的状态进行检测的低电压蓄电装置状态检测单元，
所述控制部进行以下控制：基于所述低电压蓄电装置的状态，来从所述高电压蓄电装置经由所述第三电压变换器对所述低电压蓄电装置充电，和/或从所述燃料电池经由所述第一电压变换器及所述第三电压变换器对所述低电压蓄电装置充电。
3.根据权利要求2所述的车辆系统，其特征在于，
还具备对所述高电压蓄电装置的状态进行检测的高电压蓄电装置状态检测单元，
所述控制部进行以下控制：还对所述第二电压变换器进行控制，从而在进行所述燃料电池的停止控制时，在所述高电压蓄电装置为断开状态的情况下或者在所述高电压蓄电装置为接通状态且所述高电压蓄电装置的充电量小于规定值的情况下，从所述低电压蓄电装置经由所述第二电压变换器向所述燃料电池施加电压，或者从所述低电压蓄电装置经由所述第三电压变换器及所述第一电压变换器向所述燃料电池施加电压。
4.根据权利要求2所述的车辆系统，其特征在于，
还具备对所述高电压蓄电装置的状态进行检测的高电压蓄电装置状态检测单元，
所述控制部进行以下控制：还对所述第二电压变换器进行控制，从而在进行所述燃料电池的停止控制时，在所述高电压蓄电装置为断开状态或者所述高电压蓄电装置的充电量小于规定值的情况下，从所述低电压蓄电装置经由所述第二电压变换器向所述燃料电池施加电压。
5.根据权利要求4所述的车辆系统，其特征在于，
还具备故障检测部，该故障检测部检测所述第二电压变换器有无故障，
所述控制部进行以下控制：在从所述低电压蓄电装置经由所述第二电压变换器向所述燃料电池施加电压时检测到故障的情况下，使所述第二电压变换器的驱动停止，来从所述低电压蓄电装置经由所述第三电压变换器及所述第一电压变换器向所述燃料电池施加电压。
6.根据权利要求5所述的车辆系统，其特征在于，
所述控制部进行以下控制：在检测到故障的情况下，从所述第一电压变换器的与所述高电压蓄电装置连接的一侧的输出电压控制切换为所述第一电压变换器的与所述燃料电池连接的一侧的输出电压控制，并从所述第三电压变换器的与所述低电压蓄电装置连接的一侧的输出电压控制切换为所述第三电压变换器的与所述第一电压变换器连接的一侧的输出电压控制。
7.根据权利要求5或6所述的车辆系统，其特征在于，
所述第二电压变换器与所述燃料电池经由继电器连接，
所述控制部当检测到故障时进行切断所述继电器的导通的控制。
8.根据权利要求5或6所述的车辆系统，其特征在于，
所述故障检测部检测所述第二电压变换器与所述燃料电池之间的电压或电流，在所述电压或所述电流小于规定的值的情况下，所述故障检测部判断为存在故障。
9.根据权利要求3所述的车辆系统，其特征在于，
所述控制部进行以下控制：在进行所述燃料电池的停止控制时，在所述高电压蓄电装置为接通状态且所述高电压蓄电装置的充电量为规定值以上的情况下，从所述高电压蓄电装置经由所述第一电压变换器向所述燃料电池施加电压。
10.根据权利要求9所述的车辆系统，其特征在于，
所述控制部进行以下控制：从所述第一电压变换器的与所述高电压蓄电装置连接的一侧的输出电压控制切换为所述第一电压变换器的与所述燃料电池连接的一侧的输出电压控制。
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