CN110365236B - 电压转换装置、使用其的车辆及电压转换装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电压转换装置、使用电压转换装置的车辆以及电压转换装置的控制方法。输入电源装置发电的发电量，使用伴随着转换电路的运转而变化的关系来求出电流上限值，根据电源装置的发电量以及上限电流值来求出转换电路的下限电压，进行控制使得转换电路的输出侧的电压高于上述下限电压。这样，即使电压转换装置限制从转换电路取出的电流，也能够抑制对电源装置的输出的影响。

Description

电压转换装置、使用其的车辆及电压转换装置的控制方法

技术领域

本发明涉及电压转换装置、使用电压转换装置的车辆以及电压转换装置的控制方法。

背景技术

在动力系统的电路中，存在使用对电压进行升压的电压转换装置的情况。例如，在燃料电池车辆中，通过电压转换装置所具备的升压转换器对燃料电池进行发电而产生的电力进行升压并供给到驱动用的马达等负载。这是因为提高电压能够减少供给相同的电力而所需的电流量、能够减少损失等，因而优点较多。例如，损失也因母线等配线的电阻、开关元件的通态电阻等而产生。由于这样的损失与电流量的平方成比例地增加，所以动力系统等越使用高电流的电路则损失越大。因此，通过电压转换装置提高电压，能够减少相同的电力所需的电流量。

在这种电压转换装置中，构成电路的电路构成部件，例如开关元件、电阻器、母线等配线、接通/切断电力的继电器等由于损失所造成的发热而变成高温，容易发生故障。因此，根据日本特开2011－87406可知，在具备升压电路的电压转换装置中，检测对电压转换装置进行冷却的冷却水的温度，若冷却水的温度变高，则限制向电压转换装置供给电力的燃料电池的输出。

上述日本特开2011－87406的技术并不限于使用了燃料电池的结构，在使用了电力转换器的电路结构中，基于冷却水温，在不妨碍马达的运转的时间范围内限制从电源供给的最大电流是优异的方式。这种电压转换装置本来是为了提高效率而对电压进行转换，所以始终存在想要尽可能地减小伴随转换而产生的损失这个要求。

发明内容

本公开所涉及的电压转换装置能够实现为以下的方式。

第一方式涉及电压转换装置。该电压转换装置构成为与电源装置连接，提高从所述电源装置输入的电压，所述电压转换装置包括：转换电路，其构成为对来自所述电源装置的电压进行转换；输入部，其构成为输入所述电源装置发电的发电量；以及控制部，其构成为控制所述转换电路，所述控制部包括上限电流运算部和下限电压控制部，所述上限电流运算部构成为：使用根据伴随所述转换电路的运转所产生的所述转换电路的温度上升而确定的关系来求出作为能够从所述转换电路取出的电流的上限值的上限电流值，所述下限电压控制部构成为：由所述电源装置的所述发电量以及所述上限电流值来求出所述转换电路的下限电压，并进行控制使得所述转换电路的输出侧的电压高于所述下限电压。根据所述的电压转换装置，使用根据伴随转换电路的运转所产生的转换电路的温度上升而确定的关系来求出作为能够从转换电路取出的电流的上限的上限电流值，而且根据电源装置的发电量以及上限电流值来求出转换电路的下限电压，并进行控制使得转换电路的输出侧的电压高于该下限电压。因此，能够抑制产生在转换电路的温度较高的情况下取出过度的电流的情况，从而抑制产生转换电路提前老化的情况。

在上述第一方式的电压转换装置中，所述上限电流运算部可以构成为：将所述关系存储为使所述转换电路为第一温度时的上限电流值成为比所述转换电路的温度为高于所述第一温度的第二温度时的上限电流值高的值的关系。这样能够容易地实现转换电路的温度越高，则越减小上限电流值的关系。

在上述第一方式的电压转换装置中，所述上限电流运算部可以构成为：将所述转换电路的所述温度上升作为使用从所述转换电路开始运转起的经过时间的温度时间来建立对应，并将所述关系存储为所述上限电流值相对于所述温度时间的增加而逐渐减少的关系。由于转换电路的温度具有与从使用开始起的经过时间成比例地上升的趋势，所以即使这样，也能够容易地实现转换电路的温度越高则越减小上限电流值的关系。

在上述第一方式的电压转换装置中，所述上限电流运算部可以构成为：在从所述转换电路开始运转起的所述转换电路的损失为第一大小时，以比所述损失为小于所述第一大小的第二大小的情况下大的比例，将所述经过时间换算为所述温度时间。由于转换电路的温度上升因转换电路中的损失而产生，所以这样能够使温度时间与转换电路的温度上升更准确地对应。

在上述第一方式的电压转换装置中，所述上限电流运算部可以构成为：在暂时停止动作的所述转换电路再次开始动作时，按照所述再次开始时的所述转换电路的状态来设定所述上限电流值的初始值。这样，能够在转换电路再次开始动作时，根据转换电路的状态来设定上限电流值，所以即使在转换电路停止短时间后再次开始动作而其温度没有充分降低这种情况下，也能够使上限电流值接近适当的值。

在上述第一方式的电压转换装置中，也可以至少包括时间检测部，其求出从所述转换电路停止转换起的停止后经过时间；以及外部空气温度检测部，其检测所述转换电路的外部的温度。所述上限电流运算部构成为：基于所述时间检测部检测出的所述停止后经过时间、直至所述转换电路停止所述动作为止的所述温度上升、以及所述外部空气温度检测部检测出的外部空气温度来求出所述转换电路停止动作后再次开始动作时的所述转换电路的温度，并对所述转换电路的再次开始运转时的所述上限电流值进行运算。这样，能够以基于时间这样的简单的结构，使转换电路的动作再次开始时的上限电流值接近适当的值。

在上述第一方式的电压转换装置中，所述输入部可以构成为：输入所述电源装置输出的电压和从所述电源装置取出的电流值，作为所述发电量。这样，能够容易地求出电源装置的发电量。

第二方式涉及车辆。该车辆包括从蓄电池、燃料电池、发电机中选择的电源装置；上述的电压转换装置；以及使用由上述电压转换装置转换的电压来进行动作的负载。所述的车辆通过电源装置的发电来使负载动作，但作为这种负载，可以是车辆的驱动马达、辅助设备马达等。能够适当地限制流向负载的电流的上限。

第三方式是包括提高从电源装置输入的电压的转换电路的压转换装置的控制方法，包括：输入所述电源装置发电的发电量；使用伴随所述转换电路的运转而变化的关系来求出作为能够从所述转换电路取出的电流的上限值的上限电流值；根据所述电源装置的所述发电量以及所述上限电流值来求出所述转换电路的下限电压；以及进行控制以使所述转换电路的输出侧的电压高于所述下限电压。

该发明可以另外实现为电压转换装置的控制方法、电压转换装置的制造方法、使用了电压转换装置的作为移动体的结构、移动体的制造方法、电压转换装置中的电流限制方法等各种方式。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的数字表示相同的元件，其中：

图1是例示各实施方式中的硬件构成的示意结构图。

图2是表示第一实施方式中的升压转换器控制处理例程的流程图。

图3是表示温度时间Ton和上限电流值Aup的关系的一个例子的图表。

图4是表示温度时间Ton和上限电流值Aup的关系的另一例子的图表。

图5是表示第二实施方式中的升压转换器控制处理例程的流程图。

图6是表示第三实施方式中的升压转换器控制处理例程的流程图。

图7是表示基于线性逼近的升压转换器内部的温度的降低的样子的说明图。

图8是表示外部空气温度THa和系数K的关系的说明图。

图9是例示时间t和动作开始后的到达温度THb的关系的说明图。

具体实施方式

A.实施方式的硬件构成

对以下说明的几个实施方式的硬件构成进行说明。如图1所示，具备实施方式的电压转换装置的燃料电池车辆(以下，仅称为车辆)10具备作为电源装置的燃料电池系统20，使用由该燃料电池系统20进行发电而产生的电力来驱动车辆10所具备的电动机等。作为这种电动机，具有产生车辆10的驱动力的驱动马达62、以及空气压缩机用的马达(以下，称为ACP马达)24等辅助设备。在以下说明的实施方式中，该驱动马达62相当于负载。

燃料电池系统20包括燃料电池22、向该燃料电池22送入作为燃料气体的氢、作为氧化剂气体的空气等的进排气系统、对燃料电池22进行冷却的冷却水循环系统等各种结构。由于用于使燃料电池22动作的这种结构是公知，所以图1中的图示省略大半，仅示出将空气经由空气供给管23送入到燃料电池22的ACP马达24和读取进气温度THa的进气温度传感器25。

由燃料电池ECU26控制燃料电池系统20。该燃料电池ECU26与检测燃料电池系统20的状态的、例如对进气温度THa进行检测的已叙述的进气温度传感器25、对燃料电池22的输出电压Vfc进行计测并输出的电压传感器27连接，且进一步与对输出电流Afc进行计测并输出的电流传感器28等连接。另外，燃料电池ECU26从燃料电池系统20接受各种信息，对燃料电池系统20输出控制信号Sfc，以控制燃料气体的供给量、空气的供给量/压力等。

车辆10具备与来自燃料电池22的电源线连接的作为转换电路的升压转换器30、与该升压转换器30的输出侧的电源线连接的升降压转换器40等。升压转换器30是将燃料电池22的输出电压Vfc升压2倍左右的转换器。利用升压转换器30将燃料电池22的输出电压升高约2倍左右是为了将驱动经由逆变器61与升压转换器30的输出侧连接的驱动马达62时的电流量抑制得较低。由于一般配线(包括母线)中的损失与电流的平方成比例，所以降低电流量能够提高整个系统的效率。在升压转换器30的输出侧也连接有驱动ACP马达24的逆变器51。ACP马达24、驱动马达62在本实施方式中为永磁铁型三相马达，通过由各逆变器51、61转换的三相交流进行驱动。

升压转换器30由升压ECU36控制其动作。升压ECU36读取来自上述的电压传感器27、电流传感器28的发电电压Vfc、输出电流值Afc等，并求出后述的上限电流值Aup，或对升压转换器30指示输出的目标电压Vht。从电压传感器27输入的发电电压Vfc与从电流传感器28输入的输出电流值Afc的乘积相当于燃料电池22的发电量。这些信息可以直接从传感器读取，也可以由燃料电池ECU26收集，并利用车内LAN等从燃料电池ECU26接受。该情况下，可以作为发电量Wfc而接受。以上说明的对燃料电池22输出的电压进行升压的升压转换器30相当于转换电路，输入来自电压传感器27或电流传感器28的信号来控制升压转换器30的升压ECU36相当于输入部以及控制部。上限电流运算部、下限电压控制部或时间检测部等通过在升压ECU36的内部执行后述的处理来实现。因此，将升压转换器30和升压ECU36加在一起的结构相当于电压转换装置。

升降压转换器40在升压转换器30的输出侧与蓄电池43之间双向进行电压的转换和电力的交换。在升降压转换器40、燃料电池22开始发电前，对在蓄电池43中充电的电力进行升压，运转ACP马达24等辅助设备，进行燃料电池系统20的启动。或者，在燃料电池22的暖机完成前等燃料电池22不能够进行充分的发电的期间，对蓄电池43的电力进行升压，经由逆变器61来驱动驱动马达62，使车辆行驶。另一方面，在车辆10被进行制动动作时，升降压转换器40对由驱动马达62再生的电力进行降压，并对蓄电池43进行充电。由马达ECU66控制驱动马达62，马达ECU66根据驱动马达62处于动力运行状态还是处于再生状态而对升降压转换器40输出控制信号Sbt，指示升压、降压的处理、及其输出电压等。此外，通过电池ECU46检测蓄电池43的充电状态例如SOC等。

B.第一实施方式的控制

接下来，对第一实施方式的升压转换器控制处理进行说明。燃料电池系统20启动，燃料电池22开始额定电力下的发电后，按照规定的时间间隔反复执行图2所示的升压转换器控制处理例程。该处理是由升压ECU36执行的处理。此外，与该处理一起，燃料电池ECU26控制燃料电池系统20，特别是控制燃料电池22的运转，马达ECU66控制或者监视升降压转换器40，电池ECU46控制或者监视蓄电池43的状态。

当开始图2所示的处理时，升压ECU36首先判断从电流传感器28读取的燃料电池22的输出电流值Afc是否大于值0(步骤S110)。燃料电池22的输出电流值Afc大于值0意味燃料电池22正在进行动作，并正在进行输出。因此，如果燃料电池22正在动作，则进行增加温度时间Ton的处理(步骤S200)，而如果燃料电池22没有动作，则进行使温度时间Ton复位的处理(步骤S300)。

温度时间Ton是着眼于如下情况，即：接受燃料电池22的发电电力，升压转换器30进行动作，升压转换器30的内部温度随着该动作而上升，当成为不使用的状态时升压转换器30的内部温度下降，并使升压转换器30的温度的上升/下降反映为经过时间的变量。若升压转换器30的温度变高，则为了避免升压转换器30的老化，而减小能够从升压转换器30取出的上限电流值Aup。求出温度时间Ton是为了求出该上限电流值Aup。在第一实施方式的温度时间增加处理(步骤S200)中，温度时间Ton作为从升压转换器30的使用开始起的实际时间而逐渐增加，在温度时间Ton的复位处理(步骤S300)中，在升压转换器30的使用停止时，被复位为值0。

在运算出该温度时间Ton后，进行选择上限电流值Aup的处理(步骤S400)。图3示出根据温度时间Ton来求出上限电流值Aup的关系的一个例子。在该例子中，在温度时间Ton为到时间t1为止时，上限电流值Aup为值Amx，在温度时间Ton为时间t1～t2的期间，上限电流值Aup为值Am1，在温度时间Ton为时间t2以上，上限电流值Aup为值Am2。换句话说，图3所示的关系是使升压转换器30为第一温度时的上限电流值Aup成为比升压转换器30的温度为高于第一温度的第二温度时的上限电流值Aup高的值的关系，升压ECU36将该关系存储至内置的存储器。在第一实施方式中，由于温度时间Ton与实际时间一致，所以上限电流值Aup随时间以三个阶段切换而降低。温度时间Ton和上限电流值Aup的关系并不限于图3，也可以更精细地在多个阶段中切换，例如如图4所例示那样，也可以求出为随时间而减少的关系。这种关系可以设为例如表示为以下的式(1)的关系。

上限电流值Aup＝Ami+(Amx－Ami)/(Ton+1)…(1)

此处，值Amx是上限电流值Aup的最大值，值Ami是上限电流值Aup的最小值。上限电流值Aup的最小值Ami被定义为温度时间Ton为规定时间以上，升压转换器30的发热和散热取得平衡，内部温度变为恒定的情况下的上限电流值。

这样选择上限电流值Aup后，进行求出下限电压Vlw的处理(步骤S500)。下限电压Vlw是能够从输入至升压转换器30的电力，换句话说能够从燃料电池22的发电电力取出最大的电流(即，上限电流值Aup)的电压。若表示为式(2)，则下限电压Vlw能够求出为Vlw＝λ×Vfc×Afc/Aup…(2)。系数λ是升压转换器30的转换效率。如果转换效率是可以忽略的程度，则只要计算为λ＝1即可。

这样求出下限电压Vlw后，接下来，进行指示升压转换器30的目标电压Vht是否大于下限电压Vlw的判断(步骤S120)。如果升压转换器30输出的目标电压Vht大于下限电压Vlw，则作为针对升压转换器30的电压指令值而保持原样地输出目标电压Vht(步骤S130)，如果目标电压Vht为下限电压Vlw以下，则作为针对升压转换器30的电压指令值而输出下限电压Vlw(步骤S140)。结果升压转换器30的输出电压被控制为下限电压Vlw以上，结果从升压转换器30取出的电流不会高于上限电流值Aup。在进行上述电压指令值的输出(步骤S130或者S140)的处理之后，转换为“下一个”，暂时结束本处理例程。

根据以上说明的第一实施方式，通过将从升压转换器30的使用开始起的升压转换器30内部的温度推断为反映从使用开始起的经过时间的温度时间Ton，并参照该温度时间Ton和上限电流值Aup预先确定的关系，从而求出从升压转换器30取出的电流的上限亦即上限电流值Aup，并将升压转换器30的输出电压设为下限电压Vlw以上，使得不超过该电流。因此，能够抑制产生升压转换器30内部的温度高的情况下取出过度的电流，导致升压转换器30的老化提前这样的事态。并且，由于不需要对升压转换器30内部的温度进行计测，所以能够通过简单的结构来实现。而且，根据第一实施方式，不会产生燃料电池22要求的发电电力因变更上限电流值Aup而变动的情况。

C.第二实施方式的控制

接下来，对第二实施方式进行说明。第二实施方式的车辆10在具备相当于电压转换装置的升压转换器30、相当于电源装置的燃料电池22的方面，其硬件构成与第一实施方式相同。在第二实施方式中，升压ECU36进行的处理与第一实施方式不同。图5是表示第二实施方式中的升压ECU36执行的升压转换器控制处理例程的主要部分的流程图。在图5中，示出从图2所示的第一实施方式的处理例程的开始到步骤S400。在第二实施方式中，温度时间Ton增加处理(步骤S200)和温度时间复位处理(步骤S300)与第一实施方式不同。

在第二实施方式中，也是在进行通过燃料电池22的发电的情况下(Afc＞0)执行温度时间Ton增加处理(步骤S200)。另外，在未进行燃料电池22的发电的情况下执行温度时间复位处理(步骤S300)。在温度时间复位处理(步骤S300)中，与温度时间Ton一起将步骤S200中所使用的变量To1、To2全部复位为值0(步骤S310)。

另一方面，在燃料电池22进行发电时执行温度时间Ton增加处理(步骤S200)的情况下，首先，针对实际的经过时间T，作为以下的式(3)，进行求出温度时间Ton的处理(步骤S210)。

Ton←Ton_old+(Afc/Amx)²·T…(3)

此处，后缀“_old”表示前次进行该处理时的值，换句话说为前次值。因此，Ton_old是前次进行该处理时所求出的温度时间Ton的前次值。另外，Afc是燃料电池22的发电电流值，Amx是图3、图4所例示的上限电流值Aup的最大值。由于升压转换器30的损失与电流值的平方成比例，所以如果实际流入升压转换器30的电流较少则发热较小，如果电流较大则发热变大。因此，通过系数(Afc/Amx)²来反映以何种程度的比例将实际的经过时间T反映于温度时间Ton的增加。在该例子中，流入升压转换器30的电流Afc越接近上限电流值Aup的最大值Amx，则经过时间以更大的比例被反映于温度时间Ton。在式(3)中求出的温度时间Ton在下次执行该步骤S200时被用作前次值Ton_old。

接下来，进行这样求出的温度时间Ton是否超过预先决定的阈值时间Tj1的判断(步骤S212)。如果按照第一实施方式来说，则该时间是相当于图3中的时间t1的时间。如果没有超过(步骤S212：“否”)，则将运算用的变量To1、To2设定为通过上述式(3)所求出的温度时间Ton(步骤S218)，并暂时结束步骤S200，移至步骤S400，换句话说，移至上限电流值Aup的选择处理。此时，温度时间Ton为通过式(3)所求出的值，使用该值，例如基于图3所例示的关系来求出上限电流值Aup。该情况下，电流值Aup成为最大值Amx。

重复这样的处理几个周期，当在步骤S210中求出的温度时间Ton超过阈值时间Tj1时(步骤S212：“是”)，在紧接着的步骤S214中，通过下式(4)求出温度时间Ton。

Ton←To1_old+(Afc/Am1)²·T…(4)

按照式(4)求出温度时间Ton后，将求出的温度时间Ton的最新值设定为变量To1(To1←Ton)。结果To1_old是最初执行步骤S214时在步骤S218中所设定的变量To1的前次值，在此以后，与温度时间Ton的前次值相同。Am1是被确定为是比图3、图4所例示的上限电流值Aup的最大值Amx低的值。该情况下，流入升压转换器30的电流Afc越接近被确定为上限电流值Aup之一的值Am1，则经过时间以更大的比例被反映于温度时间Ton。

在这样求出温度时间Ton后，进行温度时间Ton是否超过预先决定的阈值时间Tj2的判断(步骤S220)。如果按照第一实施方式来说，该时间是相当于图3中的时间t2的时间。如果没有超过(步骤S220：“否”)，则将运算用的变量To2设定为通过上述式(4)所求出的温度时间Ton(步骤S228)，并暂时结束步骤S200，移至步骤S400，换句话说，移至上限电流值Aup的选择处理。此时，温度时间Ton成为通过式(4)所求出的值，使用该值，例如基于图3所例示的关系来求出上限电流值Aup。该情况下，电流值Aup成为比最大值Amx小的值Am1。

重复这样的处理几个周期，如果温度时间Ton较大，则步骤S212、S220的判断都为“是”。该情况下，在步骤S224中，通过下式(5)求出温度时间Ton。

Ton←To2_old+(Afc/Am2)²·T…(5)

按照式(5)求出温度时间Ton后，将求出的温度时间Ton的最新值设定为变量To2(To2←Ton)。结果To2_old是最初执行步骤S224时在步骤S228中所设定的变量To2的前次值，在此以后，与温度时间Ton的前次值相同。Am2是图3、图4所例示的上限电流值Aup中被确定为最低的值的值。该情况下也是，流入升压转换器30的电流Afc越接近被确定为上限电流值Aup之一的值Am2，则经过时间以更大的比例被反映于温度时间Ton。换句话说，通过步骤S214、S218的处理，从升压转换器30开始运转之后的升压转换器30的损失为第一大小时，以比升压转换器30的损失为小于第一大小的第二大小的情况下大的比例实现换算为温度时间Ton的处理。

这样求出温度时间Ton后，暂时结束步骤S200，移至步骤S400，换句话说，移至上限电流值Aup的选择处理。此时，温度时间Ton为通过式(5)所求出的值，使用该值，例如基于图3所例示的关系来求出上限电流值Aup。该情况下，电流值Aup成为小的值Am2。

根据以上说明的第二实施方式的升压转换器30，由于使用由流入升压转换器30的电流的大小而决定的比例来求出温度时间Ton，所以能够更准确地推断由升压转换器30的动作所带来的温度上升，从而求出上限电流值Aup，以及能够将下限电压Vlw设定为更适当的值。因此，除了第一实施方式的作用效果之外，还起到不进行过度的电流限制这样的优异的效果。

D.第三实施方式

接下来，对第三实施方式进行说明。第三实施方式的车辆10具备与第一、第二实施方式相同的结构，但在以下的方面，硬件构成与第一、第二实施方式不同。在第三实施方式中，燃料电池ECU26根据来自升压ECU36的请求而输出由图1所示的进气温度传感器25检测出的进气温度(外部空气温度)THa。升压ECU36将从燃料电池ECU26接受到的进气温度THa用作外部空气温度THa。此外，也可以代替进气温度传感器25而设置独立的外部空气温度传感器，升压ECU36直接读取该信号来计测外部空气温度THa。

基于上述的硬件构成的不同点，在第三实施方式的车辆10中，升压ECU36在经由燃料电池ECU26接受到外部空气温度THa后，执行图6所示的升压转换器控制处理例程。

第三实施方式中的升压ECU36执行图6所示的升压转换器控制处理例程。图6所示的流程图是第一实施方式所示的升压转换器控制处理例程(图2)的主要部分。在图6中示出从图2所示的第一实施方式的处理例程的开始到步骤S400。在第三实施方式中，温度时间Ton增加处理(步骤S200)和温度时间复位处理(步骤S300)与第一、第二实施方式不同。

在第三实施方式中也是，在进行通过燃料电池22的发电的情况下(Afc＞0)执行温度时间Ton增加处理(步骤S200)。另外，在不进行燃料电池22的发电的情况下执行温度时间复位处理(步骤S300)。

在燃料电池22正进行发电的情况下进行的温度时间Ton增加处理(步骤S200)中，针对实际的经过时间T，作为以下的式(6)，进行求出温度时间Ton的处理(步骤S250)。

Ton←Ton_old+A…(6)

此处，A是反映在执行该升压转换器控制处理例程的时间间隔的期间升压转换器30温度上升何种程度的值。该值A与第一实施方式同样地，可以设为使温度时间Ton单纯地逐渐增加的系数，或可以例如基于该时刻的升压转换器30转换电压的电力量(Vfc×Afc等)、升压转换器30中产生的损失来决定，也可以基于升压ECU36从燃料电池ECU26接受到的外部空气温度THa来决定。当然也可以基于两者或进一步参照其它参数等来决定。

另一方面，在燃料电池系统20没有发电的情况下(步骤S110：“否”)，作为温度时间Ton复位处理而进行以下的处理(步骤S300)。首先进行按照以下的式(7)来求出相当于停止后经过时间的温度复位时间Tof的处理(步骤S350)。

Tof←Tof_old+B…(7)

此处，温度复位时间Tof是指推断停止升压转换器30的使用之后的升压转换器30的温度的下降方式的变量。可知：由于在紧接着步骤S350的步骤S352以及S354中，再次进行燃料电池22是否正在发电的判断、和使温度复位时间Tof返回到值0的处理，所以在燃料电池22停止发电的期间，每当以规定的时间间隔执行该升压转换器控制处理例程时，便使该温度复位时间Tof增加值B，而在燃料电池22从发电停止状态(步骤S110：“否”)开始发电的时刻(步骤S352：“是”)，该温度复位时间Tof被复位为值0。进行上述处理(步骤S350～354)后，通过下式(8)来运算温度时间Ton。

Ton←Ton_old－K·Tof…(8)

但是，Ton被加以保护使得不为值0以下。同样地，假设步骤S252的处理中的温度时间Ton有可能通过额定运转达到的温度，以规定的上限值进行保护。该处理也省略图示。

之后，在结束步骤S200的情况下，移至步骤S400，进行求出上限电流值Aup的处理。当进行相关的处理时，温度时间Ton如下那样变化。[1]当开始燃料电池22的运转时，升压转换器30开始升压动作，内部的温度根据转换电压(此处为升压)的电力量而上升。与此对应地，温度时间Ton随着时间而增加。因此，如图3、图4所示，上限电流值Aup随着温度时间Ton的增加而逐渐减少，不久之后收敛为恒定的值。[2]当停止燃料电池22的运转时，升压转换器30的内部温度逐渐冷却，所以与此对应地温度复位时间Tof增加。因此，在燃料电池22停止的期间，温度时间Ton按照上述式(8)，以温度复位时间Ton乘以规定系数K所得的比例逐渐减少。[3]因此，在接下来再次开始燃料电池22的使用时，温度时间Ton不一定变为值0，如果升压转换器30的内部没有冷却，则成为反映其温度的值，紧接着再次开始升压转换器30的使用之后的上限电流值Aup反映升压转换器30内部的温度。

结果即使在停止燃料电池22之后较短的时间再次开始使用燃料电池22的情况下，也能够将上限电流值Aup设为反映升压转换器30的内部温度的值，结果由于能够将升压转换器30的下限电压Vlw设为适合于此的值，所以不会使升压转换器30以不合理的电力量进行动作。因此，能够进一步确保升压转换器30的可靠性。

该情况下，系数K可以设为预先决定的值，但也可以如下那样求出。升压转换器30的内部温度从停止电压转换的动作时的到达温度THb起随着时间的经过而降低。图7是用直线近似示出该降低的样子的图。图7所示的三条直线分别示出外部空气温度THa为THa1、THa2、THa3的情况。此时，外部空气温度处于THa1＜THa2＜THa3的关系。换句话说，外部空气温度THa越低则升压转换器30的内部温度越早地降低。因此，只要根据该倾斜来决定系数K的值即可。图8例示出该关系。设定为外部空气温度THa越高则系数K越小。此外，如果已知升压转换器30全体的比热、质量、表面积、散热量、外部空气温度、当前的升压转换器30的温度等，则可以使用物理模型以一定的制度运算升压转换器30的温度。因此，可以构建这样散热的模型，实时进行运算，也可以按照散热的模型，通过近似的式子来求出。或者也可以按照散热的模型来准备映射，并基于该映射来求出。

如果升压转换器30运转时的外部空气温度THa较高，则相应地升压转换器30的内部温度有可能达到较高的温度。因此，如图9所示，也可以将外部空气温度THa设为初始值，并随着时间t而增加燃料电池22运转中的升压转换器30的达到温度THb，决定步骤S252中的使温度时间Ton增加的比例A。

E.其它实施方式

在上述的各实施方式中，推断升压转换器30的内部温度，求出上限电流值Aup，但升压转换器30的内部温度也可以通过设置温度传感器来直接测量，并使用该值来求出温度时间Ton，设定上限电流值A。

在实施方式中，根据燃料电池22的发电电流Afc来进行升压转换器30是否正在动作的判断，但也可以根据升压转换器30内部的动作电流等来进行判断。由于升压转换器30等有时具有升压用的线圈，所以在这种情况下，也可以根据由线圈产生的磁场来判断动作状态。

对于上限电流值Aup，也可以将上限电流值和温度时间Ton的关系预先存储为图3那样的映射，并参照该映射来求出，或者也可以基于式(1)等来求出。或者还可以根据升压转换器内部的温度直接求出上限电流值Aup。

在上述的第二、第三实施方式中，在升压转换器30的内部温度容易上升的情况下，以增大温度时间Ton这个形式在温度时间Ton中反映出来。换句话说，能够想到固定图3或图4的关系，使横轴的温度时间Ton伸缩。这样并不是使时间反映升压转换器30的内部温度，而是使图3或图4的关系反映升压转换器30的内部温度。按照升压转换器30的每个内部温度准备图3或图4所示的关系，只要根据升压转换器30的内部温度来切换关系即可。

在上述的实施方式中，作为转换电路的升压转换器30仅进行升压，但也可以是降压转换器或升降压转换器。另外，作为电源装置而例示出燃料电池，但电源装置不一定不限于燃料电池。电源装置可以是蓄电池，也可以是内燃机、由风力、波力等驱动的发电机。使用这种电压转换装置的可以是电动汽车、燃料电池车，或所谓的串联混合动力车等，还可以是摩托车、船舶、电车等各种移动体。当然也可以使用于使用了固定设置的燃料电池的电力供给装置等。

负载在上述的实施方式中设为车辆行驶用的马达，但也可以是其它马达。驱动马达为在整个车辆中设置一个的结构，但在前轮、后轮分别具备驱动马达的结构，或作为车轮马达的结构等中也可以应用。而且，负载也可以是加热器等其它方式。

本公开并不限于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围中以各种结构实现。例如，与在本发明的发明内容栏中记载的各方式中的技术特征相对应的实施方式的技术特征能够适当地进行调换、组合，以用来解决上述课题的一部分或全部，或者用来达到上述效果的一部分或全部。并且，若这些技术特征不是作为本说明书中必须的技术特征进行说明的，则能够适当地删除。例如，在上述实施方式中通过硬件实现的结构的一部分能够通过软件来实现。另外，通过软件实现的结构的至少一部分也能够通过分立的电路结构来实现。

Claims (9)

1.一种电压转换装置，构成为与电源装置连接，提高从所述电源装置输入的电压，

所述电压转换装置的特征在于，包括：

转换电路，其构成为对来自所述电源装置的电压进行转换；

输入部，其构成为输入所述电源装置发电的发电量；以及

控制部，其构成为控制所述转换电路，其中，

所述控制部包括上限电流运算部和下限电压控制部，所述上限电流运算部构成为：使用根据伴随所述转换电路的运转所产生的所述转换电路的温度上升而确定的关系来求出作为能够从所述转换电路取出的电流的上限值的上限电流值，所述下限电压控制部构成为：由所述电源装置的所述发电量以及所述上限电流值来求出所述转换电路的下限电压，并进行控制使得所述转换电路的输出侧的电压高于所述下限电压。

2.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，

所述上限电流运算部构成为：将所述关系存储为使所述转换电路为第一温度时的上限电流值成为比所述转换电路的温度为高于所述第一温度的第二温度时的上限电流值高的值的关系。

3.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，

所述上限电流运算部构成为：使所述转换电路的所述温度上升与温度时间建立对应，所述温度时间是指从所述转换电路开始运转起的经过时间，并将所述关系存储为所述上限电流值相对于所述温度时间的增加而逐渐减少的关系。

4.根据权利要求3所述的电压转换装置，其特征在于，

所述上限电流运算部构成为：在从所述转换电路开始运转起的所述转换电路的损失为第一大小时，以比所述损失为小于所述第一大小的第二大小的情况下大的比例，将所述经过时间换算为所述温度时间。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的电压转换装置，其特征在于，

所述上限电流运算部构成为：在暂时停止动作的所述转换电路再次开始动作时，按照所述再次开始时的所述转换电路的状态来设定所述上限电流值的初始值。

6.根据权利要求5所述的电压转换装置，其特征在于，还包括：

时间检测部，其求出从所述转换电路停止转换起的停止后经过时间；以及

外部空气温度检测部，其检测所述转换电路的外部的温度，其中，

所述上限电流运算部构成为：基于所述时间检测部检测出的所述停止后经过时间、直至所述转换电路停止所述动作为止的所述温度上升、以及所述外部空气温度检测部检测出的外部空气温度来求出所述转换电路停止动作后再次开始动作时的所述转换电路的温度，并对所述转换电路的再次开始运转时的所述上限电流值进行运算。

7.根据权利要求1～4中的任意一项所述的电压转换装置，其特征在于，

所述输入部构成为：输入所述电源装置输出的电压和从所述电源装置取出的电流值，作为由所述电源装置进行发电的所述发电量。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

从蓄电池、燃料电池、发电机中选择出的电源装置；

权利要求1～7中的任意一项所述的电压转换装置；以及

使用由所述电压转换装置转换的电压来进行动作的负载。

9.一种电压转换装置的控制方法，所述电压转换装置包括提高从电源装置输入的电压的转换电路，

电压转换装置的控制方法的特征在于，包括：

输入所述电源装置发电的发电量；

使用根据伴随所述转换电路的运转所产生的所述转换电路的温度上升而确定的关系来求出作为能够从所述转换电路取出的电流的上限值的上限电流值；

根据所述电源装置的所述发电量以及所述上限电流值来求出所述转换电路的下限电压；以及

进行控制以使所述转换电路的输出侧的电压高于所述下限电压。

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