CN112737320B - 电力转换器的控制装置和燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是转换燃料电池组的电力的电力转换器的控制装置和燃料电池系统，上述电力转换器包括第1和第2电抗器、与上述第1电抗器连接的第1开关元件、以及与上述第2电抗器连接的第2开关元件，上述第2电抗器位于比上述第1电抗器靠近冷却水排出歧管的位置，控制装置构成为：设定上述第1和第2开关元件的各自的第1和第2占空比，执行限制控制，上述限制控制通过控制上述第1和第2占空比的设定，从而在上述第1和第2开关元件的开闭的至少多个周期的期间内，将由第2电流引起的该第2电抗器的第2热量限制得比由第1电流引起的该第1电抗器的第1热量小。

Description

电力转换器的控制装置和燃料电池系统
技术领域
本发明涉及电力转换器的控制装置和燃料电池系统。
背景技术
作为转换燃料电池组的输出电力的电力转换器，公知有具备多个电抗器的电力转换器。(例如，参照国际公开第2017/145305)。
这里，例如因搭载空间等的制约，有时在燃料电池组的附近配置多个电抗器。在这样的情况下，因来自燃料电池组的热而这些电抗器变为高温，并且也因电抗器自身的发热而变为高温，从而有可能对可靠性造成影响。
另外，燃料电池组具有温度梯度，根据燃料电池组与这些电抗器的位置关系，若存在成为高温而有可能对可靠性造成影响的电抗器，则也存在没有达到高温而不对可靠性造成影响的电抗器。
发明内容
本发明提供一种抑制配置于燃料电池组的附近的电抗器的温度上升的电力转换器的控制装置和燃料电池系统。
本发明的第1形态涉及转换燃料电池组的电力的电力转换器的控制装置。上述燃料电池组包括将多个单电池层叠而成的电池层叠体、和冷却水排出歧管，上述冷却水排出歧管是在层叠多个上述单电池的层叠方向上贯通上述电池层叠体的贯通孔，并且将冷却水从该电池层叠体排出，上述电力转换器包括相对于上述燃料电池组相互并联连接的第1和第2电抗器、与上述第1电抗器连接的第1开关元件以及与上述第2电抗器连接的第2开关元件，上述第2电抗器位于比上述第1电抗器靠近上述冷却水排出歧管的位置。上述控制装置构成为设定上述第1开关元件的第1占空比和第2开关元件的第2占空比，并构成为执行限制控制，其中，通过控制上述第1占空比和上述第2占空比的设定，从而在上述第1开关元件和第2开关元件的开闭的至少多个周期的期间内，将由第2电流在上述第2电抗器中流动引起的该第2电抗器的第2热量限制得比由第1电流在上述第1电抗器中流动引起的该第1电抗器的第1热量小。
第2电抗器位于比第1电抗器靠近冷却水排出歧管的位置，因此第2电抗器比第1电抗器从燃料电池组接收更多的热而容易达到高温。这里，将第2电抗器的第2热量限制得比第1电抗器的第1热量小，因此抑制第2电抗器的温度上升。
在上述形态的基础上，上述控制装置也可以构成为：在上述限制控制中，在上述第1开关元件和第2开关元件的开闭的各周期内，使上述第2电流的平均值低于上述第1电流的平均值。
在上述形态的基础上，上述控制装置也可以构成为：在上述限制控制中，在上述第1开关元件和第2开关元件的开闭的多个周期的期间内，使上述第2占空比是规定值的第2连续运转期间比上述第1占空比是上述规定值的第1连续运转期间短，在上述第2连续运转期间结束后使上述第2占空比降低。
在上述形态的基础上，上述控制装置也可以构成为：取得与上述第2电抗器的温度相关的第1相关值。上述控制装置也可以构成为：在上述第1相关值表示上述第2电抗器的温度为第1阈值以上的执行条件成立的情况下，执行上述限制控制，在上述执行条件不成立的情况下，执行通常控制，使上述限制控制中的上述第2占空比低于上述通常控制中的上述第2占空比。
在上述形态的基础上，上述控制装置也可以构成为：当在上述限制控制的执行中规定的停止条件成立的情况下，停止上述限制控制而执行上述通常控制。也可以构成为：上述停止条件包括上述第1相关值表示上述第2电抗器的温度为不足比第1阈值小的第2阈值的情况。
也可以构成为：在上述形态的基础上，上述第1相关值包括上述燃料电池组的温度、冷却上述燃料电池组的冷却水的温度、上述燃料电池组的输出电流值、上述第2电流的平均值、以及设置于上述第2电抗器的温度传感器的检测值中的至少一个。
在上述形态的基础上，控制装置也可以构成为：控制另一电力转换器，上述另一电力转换器转换二次电池的电力并将其供给至被供给由上述电力转换器转换后的上述燃料电池组的电力的负载装置，取得上述二次电池的蓄电量。上述控制装置也可以构成为：在上述限制控制中，通过使上述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的上述第1占空比比上述蓄电量不足上述蓄电量阈值的情况降低，从而使上述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的上述第1电流与上述第2电流的差值比上述蓄电量不足上述蓄电量阈值的情况降低，上述二次电池控制部在上述限制控制中使上述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的由上述另一电力转换器转换后的上述二次电池的电力比上述蓄电量不足上述蓄电量阈值的情况增大。
在上述形态的基础上，控制装置也可以构成为：取得与上述第1电抗器的温度相关的第2相关值。上述控制装置也可以构成为：在上述限制控制中，使上述第2相关值表示上述第1电抗器的温度不足第2阈值的情况下的上述第1占空比比上述第2相关值表示上述第1电抗器的温度为上述第2阈值以上的情况增大。
也可以构成为：在上述形态的基础上，上述电力转换器包括相对于上述燃料电池组与上述第1及第2电抗器一起并联连接的第3电抗器、和与上述第3电抗器连接的第3开关元件。也可以构成为：上述第3电抗器比上述第1电抗器靠近上述冷却水排出歧管，比上述第2电抗器远离上述冷却水排出歧管。上述控制装置也可以构成为：设定上述第3开关元件的第3占空比。上述控制装置也可以构成为：在上述限制控制中，通过控制上述第1占空比、上述第2占空比以及上述第3占空比的设定，从而在上述第1、第2、以及第3开关元件的开闭的至少多个周期内，使由第3电流在上述第3电抗器中流动引起的该第3电抗器中的第3热量低于上述第1热量并且高于上述第2热量。
也可以构成为：在上述形态的基础上，上述燃料电池组和电力转换器容纳于一体的壳体。
本发明的第2形态涉及燃料电池系统，上述燃料电池系统具备上述燃料电池组、上述电力转换器、以及上述第1形态的上述电力转换器的控制装置。
根据本发明，能够提供抑制了配置于燃料电池组的附近的电抗器的温度上升的电力转换器的控制装置和燃料电池系统。
以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
附图说明
图1是搭载于车辆的燃料电池系统的结构图。
图2是燃料电池单元的剖视图。
图3是从电池组壳体取下了转换器壳体的状态下的立体图。
图4是表示升压转换器的电路结构的图。
图5是表示燃料电池组与电抗器的位置关系的示意图。
图6A是重叠表示通常控制中的开关元件的开闭状态、分别向电抗器流动的电流、以及电流的各平均值的时间图。
图6B是重叠表示限制控制中的开关元件的开闭状态、分别向电抗器流动的电流、以及电流的各平均值的时间图。
图7是表示ECU执行的控制的一个例子的流程图。
图8是表示第1变形例中的控制的流程图。
图9是第2变形例中的FDC的说明图。
图10是表示第2变形例中的控制的流程图。
图11是表示第3变形例的限制控制中的开关元件的各占空比的推移的时间图。
图12是表示第4变形例的控制的流程图。
图13A是第2限制控制的时间图。
图13B是第3限制控制的时间图。
具体实施方式
燃料电池系统的简要结构
图1是搭载于车辆的燃料电池系统1的结构图。燃料电池系统1包括冷却系统2、电力控制系统3、ECU(Electronic Control Unit)4、二次电池(以下，称为BAT)7、电池转换器(以下，称为BDC)8、变频器(以下，称为INV)9、以及燃料电池单元(以下，称为FC单元)100。FC单元100的详细情况进行后述，但包括燃料电池组(以下，称为FC)10、和升压转换器(以下，称为FDC)20。此外，虽然在图1中未示出，但燃料电池系统1具备向FC10分别供给氧化剂气体和燃料气体的氧化剂气体供给系统和燃料气体供给系统。另外，在车辆中具备行驶用的马达M、车轮W、加速器开度传感器5、以及点火开关6。
FC10接受燃料气体和氧化剂气体的供给而发电。FC10层叠多个固体高分子电解质型的单电池。在FC10内形成有供氧化剂气体流动的阴极流路、供燃料气体流动的阳极流路、以及详细情况进行后述的供冷却水流动的冷却水流路18。
冷却系统2通过使冷却水经由规定的路径循环而将FC10冷却。冷却系统2包括供给管201、排出管202、旁通管203、散热器204、旁通阀205、水泵(以下，称为WP)206、以及温度传感器1T和2T。
供给管201与后述的FC10的冷却水供给歧管连接。排出管202与FC10的冷却水排出歧管连接。旁通管203将供给管201与排出管202连通。旁通阀205设置于供给管201与旁通管203的连接部分。旁通阀205切换供给管201与旁通管203的连通状态。散热器204与供给管201及排出管202连接。旁通阀205和WP206从上游侧依次配置于供给管201上。WP206使作为制冷剂的冷却水经由供给管201和排出管202在FC10与散热器204之间循环。散热器204通过将从FC10排出的冷却水与外部空气进行热交换而将其冷却。旁通阀205和WP206的驱动由ECU4控制。温度传感器1T设置于供给管201上，检测向FC10流入的冷却水的温度，并且ECU4取得其检测结果。温度传感器2T设置于排出管202上，检测从FC10排出的冷却水的温度，并且ECU4取得其检测结果。
FDC20是以规定的升压比将从FC10输出的直流电压升压并将FC10的输出电力向INV9供给的DC/DC转换器，是电力转换器的一个例子。INV9将所输入的直流电力转换为三相交流电力并向马达M供给。马达M驱动车轮W而使车辆行驶。BDC8是双向的DC/DC转换器。即，BDC8也是将由FDC20调整后的直流电压降压、或者将BAT7的直流电压升压来将BAT7的输出电力向INV9供给的另一电力转换器的一个例子。此外，并不一定需要具备BDC8，在这种情况下，INV9作为另一电力转换器发挥功能。BAT7能够蓄积FC10的电力。
ECU4包括CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)。ECU4电连接有加速器开度传感器5、点火开关6、SOC传感器7S、电流传感器10A、电压传感器10V、FDC20、以及BDC8。SOC传感器7S检测表示BAT7的蓄电量的SOC(State Of Charge)并向ECU4输出。ECU4基于加速器开度传感器5的检测值、SOC等来控制FC10的输出电力。另外，ECU4取得电流传感器10A检测到的FC10的输出电流值、和电压传感器10V检测到的FC10的输出电压值。另外，ECU4是控制FDC20的控制装置的一个例子。另外，ECU4执行详细情况进行后述的限制控制，限制控制通过由ECU4的CPU、ROM、以及RAM功能性地实现的设定部、控制部以及第1取得部实现。
FC单元的简要结构
图2是FC单元100的剖视图。FC单元100包括FC10、FDC20、电池组壳体(以下，称为FC壳体)40、以及转换器壳体(以下，称为FDC壳体)50。FC10容纳于FC壳体40。FDC20容纳于FDC壳体50。FC10与FDC20在FC壳体40和FDC壳体50内导通连接。FC壳体40和FDC壳体50是一体的壳体的一个例子。图3是从FC壳体40取下了FDC壳体50的状态下的立体图。此外，在图2和图3中，记载了相互正交的X方向、Y方向以及Z方向。X方向是层叠有后述的FC10的多个单电池11的方向。Y方向是FC10与FDC20排列的方向。
FC的详细结构
FC10包括在X方向上层叠了多个单电池11的电池层叠体12、接头13a及13b、绝缘体14a及14b、压板15以及端板16。接头13a和13b在X方向上配置于电池层叠体12的两端，并具有比电池层叠体12向+Y方向突出的突出部17a和17b。
单电池11是接受作为反应气体的氢(阳极气体)与空气(阴极气体)的供给而进行发电的固体高分子型燃料电池。单电池11具备作为在电解质膜的两面配置了电极的发电体的膜电极接合体、和夹持膜电极接合体的一对隔离件。电解质膜是由具有磺酸基团的氟类树脂材料或者烃类树脂材料形成的固体高分子膜，在湿润状态下具有良好的质子传导性。电极构成为包括碳载体、和是具有磺酸基团的固体高分子并在湿润状态下具有良好的质子传导性的离聚物。在碳载体担载有用于促进发电反应的催化剂(例如铂或者铂-钴合金等)。在各单电池11设置有用于使反应气体、冷却水流动的歧管。将在歧管中流动的反应气体经由设置于各单电池11的气体流路向各单电池11的发电区域供给。此外，单电池11也可以是固体高分子型燃料电池以外的燃料电池。
端板16夹着接头13a和绝缘体14a而位于与电池层叠体12相反的一侧。FC10在端板16的主面上依次层叠有绝缘体14a、接头13a、电池层叠体12、接头13b、绝缘体14b以及压板15。端板16通过螺栓71紧固固定于FC壳体40的凸缘42。凸缘42的内侧为开口41，将端板16固定于FC壳体40的凸缘42，由此将设置于端板16上的FC10容纳于FC壳体40内。
接头13a和13b由金属、致密性碳等导电性材料形成，为了取出单电池11发电的电力而设置。绝缘体14a和14b例如由橡胶、树脂等绝缘性材料形成，为了使接头13a及13b、与位于比绝缘体14a及14b靠外侧的位置的压板15及端板16之间绝缘而设置。压板15例如由不锈钢或者铝合金等刚性高的金属材料形成，为了通过后述的弹簧70向电池层叠体12赋予压缩载荷而设置。端板16例如由不锈钢或者铝合金等刚性高的金属材料形成。
在FC10形成有作为在X方向上贯通端板16、绝缘体14a、接头13a以及电池层叠体12的贯通孔的阳极供给歧管80、阳极排出歧管81、阴极供给歧管82、阴极排出歧管83、冷却水供给歧管84以及冷却水排出歧管85。供给至阳极供给歧管80的阳极气体通过各单电池11内并向阳极排出歧管81排出。供给至阴极供给歧管82的阴极气体通过各单电池11内并向阴极排出歧管83排出。这样向各单电池11的膜电极接合体供给阳极气体和阴极气体。对于冷却水供给歧管84和冷却水排出歧管85，详细情况进行后述。
FC壳体的详细结构
FC壳体40在X方向的一侧具有在上述的内侧具有开口41的框形状的凸缘42。FC壳体40是X方向的另一侧，在隔着FC10处于与端板16相反的一侧具有底壁43。FC壳体40具有将凸缘42与底壁43之间连接的多个侧壁44～47。FC壳体40例如由铝合金等刚性高的金属材料形成。在FC壳体40的底壁43与压板15之间设置有处于压缩状态的弹簧70，通过弹簧70的反作用力对电池层叠体12向层叠方向赋予压缩载荷。
FC壳体40的多个侧壁44～47中的侧壁44位于FC10与FDC20之间。汇流条60及61与接头13a及13b经由形成于侧壁44的开口48连接。此外，在图3中，省略了汇流条60和61。侧壁45隔着FC10位于与侧壁44相反的一侧。侧壁46和47与侧壁44和45交叉，并与凸缘42、底壁43以及侧壁45连接。
FDC的详细结构
FDC20将FC10的输出电压升压。FDC20构成为包括电抗器21、电流传感器22、智能功率模块(IPM：Intelligent Power Module)23、电容器24、端子台25及26、以及导电部件(例如汇流条或者电缆)31～35。在电流传感器22和IPM23电容器24的上方设置有控制IPM23并检测电流传感器22的信号的基板27。电抗器21的线圈外周面经由散热片28与冷却槽29接触。在冷却槽29的内部，用于将冷却槽29的温度维持在规定温度范围内的制冷剂进行循环。由此，将电抗器21冷却。在IPM23的内部设置有供制冷剂流动的制冷剂通路30。由此，将IPM23冷却。
电抗器21与电流传感器22通过导电部件32电连接。电流传感器22与IPM23通过导电部件33电连接。IPM23与电容器24通过导电部件34电连接。将与电抗器21电连接的导电部件31固定于端子台26，将与电容器24电连接的导电部件35固定于端子台25。导电部件31～35例如形成为包括铜、铝、或者包含这些的合金等电阻率小的金属。这些端子台25和26具有用于保持导电部件的合成树脂制的支架部。若该支架部的温度过度地上升，则强度降低，从而有可能产生变形等不良情况，因此优选能够将这些导电部件抑制在规定温度以下(例如130℃以下)。
汇流条60的一端侧通过螺栓固定于FC10的接头13a的突出部17a而电连接，另一端侧在端子台25通过螺栓72固定于导电部件35而电连接。汇流条61的一端侧通过螺栓固定于FC10的接头13b的突出部17b而电连接，另一端侧在端子台26通过螺栓72固定于导电部件31而电连接。汇流条60和61例如由铜、铝、或者包含这些的合金等电阻率小的金属形成，并配置于FC壳体40和FDC壳体50内。FC10与FDC20通过汇流条60和61电连接。
FDC壳体的详细结构
FDC20容纳于FDC壳体50内。FDC壳体50例如由铝合金等金属材料那样的刚性高的材料形成。FDC壳体50具有底壁53和侧壁54～57。FDC壳体50的与底壁53对置的面以汇流条60和61能够通过的方式开口。对于FDC壳体50而言，与侧壁54～57连续设置的凸缘部通过螺栓紧固固定于FC壳体40的凸缘42、底壁43以及侧壁46、47。FC10和FDC20被容纳于紧固了FC壳体40、FDC壳体50以及端板16的壳体内从而与外部隔离。对于FDC壳体50的设置于侧壁56的开口58而言，未图示的FDC20的输出连接器露出，并通过电缆将该输出连接器与INV9连接，由此将被FDC20升压后的电力向INV9供给。
FDC的电路结构
图4是表示FDC20的电路结构的图。在图4中也示出了FC10和INV9。如图4所示，FDC20具备电抗器21a～21c、电流传感器22a～22c、IPM23a～23c以及电容器24。IPM23a具备开关元件36a和二极管37a。IPM23b具备开关元件36b和二极管37b。IPM23c具备开关元件36c和二极管37c。电抗器21a～21c与图2所示的电抗器21相同，为了便于说明，标注了不同的附图标记。对于IPM23a～23c也相同。
电抗器21a、电流传感器22a以及二极管37a串联连接。同样，电抗器21b、电流传感器22b以及二极管37b也串联连接。电抗器21c、电流传感器22c以及二极管37c也串联连接。串联连接的这3组部件在FC10的正极侧与INV9的正极侧之间并联连接。由此，能够使分别在电抗器21a～21c、IPM23a～23c中流动的电流值减小来抑制发热。开关元件36a连接于电抗器21a与二极管37a之间的位置和FC10的负极侧之间。同样，开关元件36b连接于电抗器21b与二极管37b之间的位置和FC10的负极侧之间。开关元件36c连接于电抗器21c与二极管37c之间的位置和FC10的负极侧之间。电抗器21a～21c例如是结构、性能都相同的相同部件，但并不限定于此。
FC10与电抗器21a通过包括燃料电池侧汇流条61a和转换器侧汇流条31a在内的汇流条63a电连接。同样，FC10与电抗器21b通过包括燃料电池侧汇流条61b和转换器侧汇流条31b在内的汇流条63b电连接。FC10与电抗器21c通过包括燃料电池侧汇流条61c和转换器侧汇流条31c在内的汇流条63c电连接。燃料电池侧汇流条61a～61c与图2所示的燃料电池侧汇流条61相同，但为了便于说明，标注了不同的附图标记。转换器侧汇流条31a～31c也相同。
电流传感器22a～22c在下游侧与电抗器21a～21c连接，但并不局限于此，也可以在上游侧连接。ECU4对开关元件36a～36c的每一个例如以相同的恒定的周期切换开闭。通过切换开关元件36a～36c的开闭来控制在开关元件36a～36c中分别流动的电流。基于向开关元件36a～36c供给的脉冲信号的占空比来控制开关元件36a～36c的开闭。占空比是接通状态的时间占开闭的1个周期的比例。ECU4基于由电流传感器22a～22c检测到的电流值、目标升压比来决定该占空比。
若开关元件36a变为接通，则电流开始从FC10经由电抗器21a向开关元件36a流动，在电抗器21a积蓄由直流励磁形成的磁能量。若开关元件36a变为断开，则将在接通的期间积蓄于电抗器21a的磁能量作为电流经由二极管37a向INV9输出。因此，通过控制开关元件36a～36c的各占空比，能够控制分别积蓄于电抗器21a～21c的能量(时间平均)，从而能够控制在电抗器21a～21c中分别平均流动的电流(实效电流)。
开关元件36a～36c的开闭的切换的相位每错开120度来进行。具体而言，将开关元件36a从断开切换为接通，并在其后从接通切换至断开后再次从断开切换为接通。从将开关元件36a从断开切换至接通的时刻到下次从断开切换至接通的时刻为止的周期T1相当于开关元件36a的开关控制的周期。在将开关元件36a从断开切换至接通后，将开关元件36b从断开切换至接通，并在其后从接通切换至断开后，再次从断开切换至接通。从将开关元件36a从断开切换至接通的时刻到其后将开关元件36b从断开切换至接通的时刻为止的时间相当于上述的周期T1的1/3。同样，在将开关元件36b从断开切换至接通后，将开关元件36c从断开切换至接通，并在其后从接通切换至断开后，再次从断开切换至接通。从将开关元件36a从断开切换至接通的时刻到其后将开关元件36c从断开切换至接通的时刻为止的时间相当于上述的周期T1的2/3。此外，在后述的图6A和图6B中图示了占空比是1/3的情况，但占空比能够根据目标升压比等任意地设定。反复进行这样的开关元件36a～36c的开闭的切换。
在使开关元件36a断开后由积蓄于电抗器21a的磁能量产生的感应电压与FC10的输出电压重叠，从而向INV9外加高于FC10的输出电压的电压。对于开关元件36b及36c、和电抗器21b及21c也相同。ECU4以开关元件36a～36c依次接通的方式发送控制信号，在FC10的输出电压依次重叠感应电压。由此，将向INV9输入的电压维持得比FC10的输出电压高。此外，电容器24连接于二极管37a～37c与INV9的正极侧之间的位置和INV9的负极侧之间，起到减少电压变动的作用。
[电抗器从FC接收的热]
图5是表示FC10与电抗器21a～21c的位置关系的示意图。形成于FC10的冷却水流路18包括上述的冷却水供给歧管84、冷却水排出歧管85、以及电池间流路181。电池间流路181形成于邻接的单电池11之间，在YZ平面内在Y方向上具有规定的宽度并向Z方向延伸。因此，冷却水从上述的供给管201在冷却水供给歧管84内向+X方向流动，在电池间流路181内向-Z方向流动，在冷却水排出歧管85内向-X方向流动，并向上述的排出管202排出。
在图5中，用虚线示出了在电池间流路181中在X方向上重叠的单电池11的膜电极接合体111。通过冷却水在电池间流路181内流动，从而有效地将通过发电反应发热的膜电极接合体111冷却。这里，冷却水在电池间流路181内流动的过程中从膜电极接合体111接收热，从而温度上升。因此，与电池间流路181内的上游侧(冷却水供给歧管84侧)相比，电池间流路181内的下游侧(冷却水排出歧管85侧)的冷却水的温度较高。因此，从电池间流路181流入至冷却水排出歧管85的冷却水的温度比在冷却水供给歧管84内流动的中途的冷却水的温度、和在电池间流路181内流动的中途的冷却水的温度高。因此，对于FC10，离冷却水排出歧管85越近，也越为高温。
这里，电抗器21a～21c在-Z方向上依次配置，电抗器21c位于离冷却水排出歧管85的最近的位置，电抗器21a离冷却水排出歧管85最远。因此，电抗器21c从FC10接收的热量最多，而容易变为最高温，电抗器21a从FC10接收的热量最少，而难以变为最高温。电抗器21a是第1电抗器的一个例子，电抗器21c是第2电抗器的一个例子，电抗器21b是第3电抗器的一个例子。
电抗器自身的热量
另外，电抗器21a～21c不仅接收来自FC10的热，通过电流分别向电抗器21a～21c流动，电抗器21a～21c自身也发出热量。这里，ECU4执行控制开关元件36a～36c的各占空比的后述的通常控制，使得通过通常控制相同的值的电流向电抗器21a～21c流动，更详细地来说，使得向电抗器21a～21c分别流动的电流Ia～Ic的平均值一致。开关元件36a是第1开关元件的一个例子，开关元件36c是第2开关元件的一个例子，开关元件36b是第3开关元件的一个例子。电流Ia是第1电流的一个例子，电流Ic是第2电流的一个例子，电流Ib是第3电流的一个例子。
此外，在本说明书中，在简称为“电抗器的热量”、“电抗器自身的热量”的情况下，不包括电抗器从FC10接收的热量，而是指通过电流向该电抗器流动而在电抗器产生的热量。另外，如以下说明的那样，分别向电抗器流动的电流在规定的周期内反复进行上升和降低，但电抗器的热量不是指短期的、例如仅在上升的期间中的热量、正在降低的过程中的热量，而是指在多个周期的期间内的热量。
通常控制
图6A是重叠表示通常控制中的开关元件36a～36c的开闭状态、分别向电抗器21a～21c流动的电流Ia～Ic、以及电流Ia～Ic的各平均值的时间图。在图6A中，将开关元件36a～36c分别表示为SW36a～SW36c。此外，向INV9供给将电流Ia～Ic合成后的电流，但该电流的波动被电容器24抑制。若开关元件36a变为接通，则电流Ia缓缓地上升，若将开关元件36a从接通切换为断开，则电流Ia缓缓地降低。这里，ECU4参照由电流传感器22a检测到的电流Ia的值来决定开关元件36a的占空比，使得电流Ia的平均电流成为所希望的值。开关元件36b和36c的占空比也相同。在通常控制中，将开关元件36a～36c的占空比分别设定为比率Da～Dc[％]，使得电流Ia的平均值Ma[A]、电流Ib的平均值Mb[A]以及电流Ic的平均值Mc[A]一致。通过使平均值Ma～Mc一致，从而抑制将电流Ia～Ic合成后的电流的波动。这里，为了便于说明，将比率Da～Dc作为相同的值进行了说明，但并不一定限定于此。例如，根据与电抗器21a～21c分别连接的汇流条63a～63c的长度等的不同，存在即使比率Da～Dc相同而电流Ia～Ic的各平均值也不一致的情况。在这种情况下，将比率Da～Dc设定为不同的值，使得各平均值一致。此外，通过将以开关元件的开闭的1个周期的时间对电流值进行了积分的值除以该1个周期的时间来计算电流的平均值。
在通常控制中，以平均值Ma～Mc一致的方式进行控制，因此由电流Ia～电流Ic分别向电抗器21a～21c流动引起的电抗器21a～21c自身的热量也分别大致相同。这里，如上述的那样根据来自FC10的热的影响，电抗器21c容易变为最高温。因此，因来自FC10的热和自身的热量，电抗器21c容易变为最高温。
在本实施例中，在规定的执行条件成立的情况下，ECU4执行限制控制，上述限制控制通过将开关元件36a～36c的各占空比设定为规定的比率，从而将由电流Ib流动引起的电抗器21b的热量限制得比由电流Ia流动引起的电抗器21a的热量小，并将由电流Ic流动引起的电抗器21c的热量限制得比由电流Ib流动引起的电抗器21b的热量小。
限制控制
图6B是重叠表示限制控制中的开关元件36a～36c的开闭状态、分别向电抗器21a～21c流动的电流Ia～Ic、以及电流Ia～Ic的各平均值的时间图。在限制控制中，将开关元件36a～36c的占空比分别设定为比率Ea～Ec[％]，使得电流Ib的平均值Nb[A]小于电流Ia的平均值Na[A]，电流Ic的平均值Nc[A]小于平均值Nb。具体而言，将比率Eb设定得比比率Ea小，并将比率Ec设定得比比率Eb小。这里比率Ea是与比率Da相同的值，限制控制中的电流Ia的平均值Na[A]是与通常控制中的平均值Ma相同的值，但为了便于说明，使用了不同的附图标记。通过这样设定占空比，从而电抗器21b自身的热量小于电抗器21a自身的热量，电抗器21c自身的热量小于电抗器21b自身的热量。因此抑制因来自FC10的热而容易变为高温的电抗器21c的温度上升，也抑制配置于该电抗器21c周边的其他部件的温度上升。对于电抗器21b也相同。
这里，在电流Ia～Ic的各自的平均值Ma～Mc一致的通常控制时，也可以考虑使电抗器21a～21c的各规格不同，使得电抗器21b自身的热量小于电抗器21a自身的热量，电抗器21c自身的热量小于电抗器21b自身的热量。然而由于采用规格不同的电抗器21a～21c，所以制造成本有可能增大。在本实施例中，通过控制开关元件36a～36c的占空比，从而能够容易地抑制容易变为高温的电抗器21c的温度上升。
在本实施例中的限制控制中，以与FC10的温度梯度对应的方式将平均值Nb控制得比平均值Na小，并将平均值Nc控制得比平均值Nb小。因此，能够使电抗器21a～21c、配置这些电抗器的周边的部件的温度均匀，从而能够避免仅一部分的部件过度地变为高温。
ECU4执行的控制
接下来，对ECU4执行的控制进行说明。图7是表示ECU4执行的控制的一个例子的流程图。反复执行该控制。首先，ECU4取得检测从FC10排出的冷却水的温度的温度传感器2T的检测温度Tout，并判定检测温度Tout是否为阈值Tα以上(步骤S1)。这里，检测温度Tout是与电抗器21c的温度相关的第1相关值的一个例子。这是因为，检测温度Tout越高，表示在冷却水在冷却水流路18中流动的过程中从FC10接收的热量越大，即FC10的温度越高，由此从FC10接收热的电抗器21c的温度也越高。检测温度步骤S1的处理是第1取得部执行的处理的一个例子。检测温度Tout为阈值Tα以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
当在步骤S1中为是的情况下，ECU4取得检测FC10的输出电流值的电流传感器10A的检测电流值I，并判定检测电流值I是否为阈值Iα以上(步骤S2)。这里，检测电流值I也是上述的第1相关值的一个例子。这是因为，作为FC10的输出电流值的检测电流值I越大，则在电抗器21c中流动的电流Ic也越大，由此电抗器21c自身的热量也越高。步骤S2的处理是ECU4的第1取得部执行的处理的一个例子。检测电流值I为阈值Iα以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。此外，检测电流值I越高，则电抗器21a自身的热量、和电抗器21b自身的热量也越高。步骤S2的处理也是第1取得部执行的处理的一个例子。
当在步骤S1或者S2中为否的情况下，视为电抗器21c不会变为高温，ECU4执行通常控制(步骤S3)。当在步骤S1和S2中为是的情况下，作为电抗器21c有可能变为高温，ECU4执行限制控制(步骤S4)。因此，检测温度Tout为阈值Tα以上、和检测电流值I为阈值Iα以上是用于执行限制控制的执行条件的一个例子。此外，当在限制控制的执行中在步骤S1或者S2中为否的情况下，停止限制控制而执行通常控制。步骤S3和S4的处理是控制部执行的处理的一个例子。
这样通过步骤S1和S2的处理，不仅考虑电抗器21c接收的来自FC10的热，也考虑电抗器21c自身的发热来判定电抗器21c是否为需要限制控制的执行的高温。因此，能够高精度地判定限制控制的执行的必要性的有无。此外，步骤S1与S2的顺序是任意的。
在本实施例中，比率Da～Dc是相同的值，但也可以是不同的值。例如也可以构成为：在通常控制中，也设定为按照比率Da～Dc的顺序变小。在该情况下，比率Ea～Ec中的比率Ec最小并且比率Ec小于比率Dc即可。
比率Ec也可以是0％。在该情况下，在限制控制中电流Ic始终为零，从而能够使电抗器21c自身的热量为零。
在步骤S1中，使用了从FC10排出的冷却水的检测温度Tout，但并不限定于此。例如，也可以判定设置于供给管201上的温度传感器1T的检测温度Tin与温度传感器2T的检测温度Tout的差值的大小是否为阈值以上。这是因为，FC10的温度越高，上述的差值也越大。因此在这种情况下，上述的差值是第1相关值的一个例子，该差值为规定的阈值以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
另外，在步骤S1中，例如也可以使用直接检测FC10的温度的温度传感器的检测温度。例如，也可以使用与由FC10的多个单电池11构成的电池层叠体12的外侧面接触的接触式的、或者不接触的非接触式的温度传感器。该温度传感器也可以检测容易变为高温的冷却水排出歧管85附近的FC10的外侧面的温度。在这种情况下，温度传感器的检测温度是第1相关值的一个例子，该检测温度为规定的阈值以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
在步骤S2中，也可以代替检测电流值I而使用FC10的输出电力值。FC10的输出电力值能够通过在电流传感器10A的检测电流值I上乘以检测FC10的电压的电压传感器10V的检测电压值V来计算。在FC10的电流电压特性上，FC10的输出电力值越大，则FC10的输出电流值也越大，FC10的输出电流值越大，则电流Ic的电流值也越大。在该情况下，FC10的输出电力值是第1相关值的一个例子，该输出电力值为阈值以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
在步骤S2中，也可以使用在电抗器21c中流动的电流Ic的平均值。这是因为，FC10的输出电流值越增大，则电流Ic的平均值也越增大。电流Ic的平均值是第1相关值的一个例子，该平均值为阈值以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
另外，也可以构成为：仅执行步骤S1与S2的任意一个，在否的情况下执行通常控制，在是的情况下执行限制控制。例如，可以认为在温度传感器2T的检测温度Tout较高时，膜电极接合体中的发热较大，FC10的输出电流值也较大。因此，也可以不执行步骤S2而仅执行步骤S1。另外，可以认为在FC10的输出电流值较大时，FC10的发热较大，温度传感器2T的检测温度Tout也较高。因此，也可以不执行步骤S1而仅执行步骤S2。
另外，也可以构成为：不切换通常控制和限制控制，而始终控制为电流Ib的平均值小于电流Ia的平均值，电流Ic的平均值小于电流Ib的平均值。例如，即使在FC10的运转温度比较高，并且在FC10的发电中FC10的输出电力比较小的情况下，也是因来自FC10的热而电抗器21c始终为高温的情况。
第1变形例
图8是表示第1变形例中的控制的流程图。图8与图7对应。若在步骤S1和S2中判定为是并在步骤S4中开始限制控制，则ECU4判定检测温度Tout是否不足阈值Tβ(步骤S5)。这里，阈值Tβ小于阈值Tα。当在步骤S5中为否的情况下，ECU4判定检测电流值I是否不足阈值Iβ(步骤S6)。这里，阈值Iβ小于阈值Iα。当在步骤S5和S6中为否的情况下，再度执行步骤S5以后的处理。即，继续进行限制控制。当在步骤S5或者S6中为是的情况下，停止限制控制而执行通常控制(步骤S3)。
因此，例如即使检测温度Tout为阈值Tα以上并且检测电流值I为阈值Iα以上(在步骤S1和S2中为是)，从而执行限制控制，只要检测温度Tout没有降低至不足比阈值Tα小的阈值Tβ(在步骤S5中为是)、或者检测电流值I没有降低至不足比阈值Iα小的阈值Iβ(在步骤S6中为是)，就不切换成通常控制。因此，能够抑制短时间内频繁地切换通常控制和限制控制的振荡。
检测温度Tout不足阈值Tβ、和检测电流值I不足阈值Iβ是用于停止限制控制的停止条件的一个例子。检测温度Tout不足阈值Tβ这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度不足比第1阈值小的第2阈值的情况的一个例子。同样，检测电流值I不足阈值Iβ这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度不足第2阈值的情况的一个例子。
此外，在第1变形例中，也可以执行步骤S1和S5而不执行步骤S2和S6。另外，也可以执行步骤S2和S6而不执行步骤S1和S5。
第2变形例
图9是第2变形例中的FDC20A的说明图。图9与图5对应。FDC20A具备检测电抗器21c的温度的温度传感器21t。温度传感器21t是伴随着温度的变动而电阻进行变动的热敏电阻元件，但并不限定于此。温度传感器21t的检测温度Tc由ECU4取得。
图10是表示第2变形例中的控制的流程图。ECU4判定温度传感器21t的检测温度Tc是否为阈值Tγ以上(步骤S1a)。当在步骤S1a中为否的情况执行通常控制(步骤S3)，当在步骤S1a中为是的情况下执行限制控制(步骤S4)。这样，通过温度传感器21t直接检测电抗器21c的温度，由此能够高精度地判定电抗器21c是否为需要限制控制的执行的高温。
检测温度Tc为阈值Tγ以上这一情况是用于执行限制控制的执行条件的一个例子。检测温度Tc是第1相关值的一个例子。检测温度Tc为阈值Tγ以上这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度为第1阈值以上的情况的一个例子。
另外，若在步骤S1a中判定为是并在步骤S4中开始限制控制，则ECU4判定检测温度Tc是否不足阈值Tδ(步骤S5a)。这里，阈值Tδ小于阈值Tγ。但在步骤S5a中为否的情况下，再度执行步骤S5a。即，继续进行限制控制。当在步骤S5a中为是的情况下，停止限制控制而执行通常控制(步骤S3)。检测温度Tc不足阈值Tδ这一情况是用于停止限制控制的停止条件的一个例子。检测温度Tc不足阈值Tδ这一情况是第1相关值表示电抗器21c的温度不足第2阈值的情况的一个例子。
温度传感器21t直接检测电抗器21c的温度，但并不局限于此，例如也可以直接检测与电抗器21c连接的汇流条63c的温度。这是因为，FC10的温度越高，则热越容易经由电抗器21c从FC10也向汇流条63c传递而变为高温。另外，这是因为，向电抗器21c流动的电流值越大，则向汇流条63c流动的电流值也越大，并且汇流条63c自身也越发热而变为高温。在该情况下，温度传感器21t检测的汇流条63c的检测温度也是上述的第1相关值的一个例子。另外，温度传感器21t也可以检测能够视为与电抗器21c的温度大致相等的电抗器21c的周边的温度。
作为限制控制的执行条件，也可以包括步骤S1a、与上述的步骤S1及S2的至少一方。由此，即使在存在温度传感器21t的检测误差的情况下，也能够高精度地判定限制控制的执行的必要性的有无。
第3变形例
接下来，对第3变形例的限制控制进行说明。图11是表示第3变形例的限制控制中的开关元件36a～36c的各占空比的推移的时间图。图11示出了在相同的运转条件下从通常控制切换至限制控制的情况下的各占空比的推移。若在时刻t1在上述的步骤S1和S2中判定为是并从通常控制切换为限制控制，则从时刻t1到时刻t2为止，将开关元件36a～36c的占空比分别控制为上述的比率Da～Dc。在时刻t2，仅将开关元件36c的占空比从比率Dc切换为比率Ec。因此，在从时刻t2到后述的时刻t3之间的期间内，比率Ec小于比率Da与Db的每一个，电流Ic的平均值小于电流Ia和Ib的各自的平均值。在时刻t3，将开关元件36b的占空比从比率Db切换为比率Eb′。比率Eb′是与比率Ec相同的值。因此，在从时刻t3到后述的时刻t4之间的期间内，比率Eb′与Ec的每一个小于比率Da，电流Ib和Ic的各自的平均值小于电流Ia的平均值。在时刻t4，将开关元件36a的占空比从比率Da切换为比率Ea，但在本变形例中示出了比率Ea是与比率Da相同的值的情况。因此，在时刻t3以后，只要继续进行限制控制，电流Ib和Ic的各自的平均值就小于电流Ia的平均值。这里例如，从时刻t1到时刻t2之间的期间是6分钟，从时刻t1到时刻t3之间的期间是8分钟，从时刻t1到时刻t4之间的期间是10分钟。从时刻t1到时刻t2相当于第2连续运转期间，从时刻t1到时刻t4相当于第1连续运转期间。
这样，开关元件36c的占空比是比率Dc的连续运转期间比开关元件36b的占空比是比率Db的连续运转期间短，开关元件36b的占空比是比率Db的连续运转期间比开关元件36a的占空比是比率Da的连续运转期间短。另外，开关元件36c的占空比在作为比率Dc的连续运转期间结束后从比率Dc降低至比率Ec，开关元件36b的占空比在作为比率Db的连续运转期间结束后从比率Db降低至比率Eb′。由此，与从时刻t1到时刻t4的期间内的电抗器21a的热量相比，时刻t4以后的与从时刻t1到时刻t4相同的期间内的电抗器21c的热量降低。另外，从时刻t1到时刻t4以后的期间内的电抗器21c的热量比该期间内的电抗器21a的热量降低。另外，比率Eb′与比率Ec相同，但与开关元件36b的占空比是比率Db的连续运转期间相比，开关元件36c的占空比是比率Dc的连续运转期间较短，因此与从时刻t1到时刻t4的期间内的电抗器21b的热量相比，时刻t4后的与从时刻t1到时刻t4相同的期间内的电抗器21c的热量降低。另外，从时刻t1到时刻t4以后的期间内的电抗器21c的热量比该期间内的电抗器21b的热量降低。此外，时刻t1～时刻t4的期间是开关元件36a～36c的开闭的多个周期的期间内的一个例子。
这样，在使与电抗器21a～21c中的容易变为最高温的电抗器21c连接的开关元件36c的占空比先降低后，使开关元件36b的占空比降低。由此，例如与使开关元件36b的占空比在时刻t2与开关元件36c同时降低的情况相比，能够抑制向INV9供给的电力的减少。
此外，在第3变形例中，也可以构成为：将开关元件36b的占空比在时刻t3设定为大于比率Ec但小于比率Ea的比率Eb，而不是与比率Ec相同的比率Eb′。
第4变形例
图12是表示第4变形例的控制的流程图。此外，在第4变形例中，为了便于说明，将上述的步骤S4的限制控制称为第1限制控制。当在步骤S1和S2中为是的情况下，ECU4取得SOC并判定SOC是否为阈值Sα以上(步骤S2a)。当在步骤S2a中为是的情况下，执行抑制向INV9供给的电流的变动的第2限制控制而不是第1限制控制(步骤S4a)。
图13A是第2限制控制的时间图。开关元件36a～36c的各自的占空比的比率Fa～Fc[％]相同，小于图6A所示的比率Da～Dc的每一个，并与图6B所示的比率Ec相同。因此，电流Ia～Ic的各自的平均值Oa～Oc相同，小于图6A所示的平均值Ma～Mc的每一个并与图6B所示的平均值Nc相同。这里，通过这些电抗器21a～21c并向INV9供给的电流是将电流Ia～Ic合成后的电流。第2限制控制中的平均值Oa～Oc相同，换言之，第2限制控制中的平均值Oa与平均值Oc的差值小于第1限制控制中的平均值Na与平均值Nc的差值。这里，若如第1限制控制那样平均值Na与平均值Nc的差值较大，则向INV9供给的电流是将电流Ia～Ic合成后的电流，因此向INV9供给的电流的波动容易变大。在第2限制控制中抑制这样的波动电流增大。另外，平均值Oa～Oc与平均值Nc相同，因此，不仅充分抑制电抗器21c的温度上升，也充分抑制电抗器21a和21b的温度上升，从而确保了可靠性，另外能够抑制在向电容器24输入的波动电流较大时产生的来自电容器24的发热。
在第2限制控制中平均值Oa～Oc与平均值Nc相同，因此从FC10经由FDC20向INV9供给的电力比第1限制控制降低。因此，ECU4执行以使BAT7的输出增大的方式控制BDC8的BAT输出增大控制(步骤S4a-1)。具体而言，增大由BDC8转换后的BAT7的输出电力，使得补偿因从通常控制切换至第2限制控制而降低的、由FDC20转换后的FC10的输出电力的降低量。转换后的FC10的输出电力的降低量能够根据图4所示的电流传感器22a～22c和电压传感器10V的检测值来计算。转换后的BAT7的输出电力的增大通过使设置于BDC8的开关元件的占空比增大来实现。由此，即使在执行了第2限制控制的情况下，也能够向INV9供给所希望的电力。步骤S2a、S4a、以及S4a-1的处理是第4变形例中的由ECU4的CPU、ROM、以及RAM功能性地实现的设定部、蓄电量取得部、控制部以及二次电池控制部执行的处理的一个例子。
当在步骤S2a中为否的情况下，ECU4判定电抗器21a的温度Ta是否为阈值Tγa以上(步骤S2b)。电抗器21a的温度Ta是第2相关值的一个例子。电抗器21a的温度Ta为阈值Tγa以上这一情况是第2相关值表示电抗器21a的温度为第3阈值以上的情况的一个例子。电抗器21a的温度Ta的取得方法例如也可以基于从FC10排出的冷却水的检测温度Tout与FC10的检测电流值I的至少一方来推断。这是因为，虽然没有像电抗器21c那样接收来自FC10的热，但检测温度Tout越大，即FC10的温度越高，则电抗器21a的温度Ta越增大。另外，这是因为，检测电流值I越大，则在电抗器21a中流动的电流Ia的平均值也越增大。另外，也可以基于检测在电抗器21a中流动的电流的电流传感器22a的检测值来推断温度Ta。另外，例如也可以像图9所示的温度传感器21t那样，也在电抗器21a的附近设置新的温度传感器，并从该检测值取得温度Ta。
当在步骤S2b中为是的情况下，即在电抗器21a的温度Ta是比较高温的情况下，执行上述的第1限制控制(步骤S4)。当在步骤S2b中为否的情况下，即在电抗器21a的温度Ta是比较低温的情况下，执行与第1限制控制相比向INV9供给的电力增大的第3限制控制(步骤S4b)。步骤S2b和S4b的处理是第4变形例中的由ECU4的CPU、ROM以及RAM功能性地实现的第2取得部、控制部以及二次电池控制部执行的处理的一个例子。
图13B是第3限制控制的时间图。对于开关元件36a～36c的各自的占空比的比率Ga～Gc[％]，比率Gb小于比率Ga，比率Gc小于比率Gb，比率Gb与图6A所示的比率Db相同，比率Gc与图6B所示的比率Ec相同。因此，电流Ib的平均值Pb[A]与图6A所示的平均值Mb相同，电流Ic的平均值Pc[A]与图6B所示的平均值Nc相同。另外，比率Ga大于比率Da。因此电流Ia的平均值Pa[A]大于图6A所示的平均值Ma。这样在第3限制控制中，在电抗器21a中流动的电流Ia的平均值Pa大于通常控制的平均值Ma，并且大于第1限制控制中的平均值Na，因此抑制了从FC10经由FDC20向INV9供给的电力的降低。另外，在第3限制控制中，在电抗器21b中流动的电流Ib的平均值Pb也大于第1限制控制的平均值Nb，由此也抑制了向INV9供给的电力的降低。因此抑制了电抗器21c的温度上升，并且抑制了向INV9供给的电力的降低。此外，在该情况下，电抗器21a的温度比通常控制时上升，因此局限于如上述那样电抗器21a的温度Ta不足阈值Tγa的情况。
第3限制控制中的平均值Pa与通常控制中的平均值Ma的差值、与第3限制控制中的平均值Pc与通常控制中的平均值Mc的差值也可以相同。另外，第3限制控制中的平均值Pa～Pc的平均值也可以与通常控制中的平均值Ma～Mc的平均值相同。在任意一种情况下，在第3限制控制中也能够抑制从FC10经由FDC20向INV9供给的电力的降低。此外，第3限制控制中的电流Ib的平均值Pb与通常控制中的电流Ib的平均值Nb相同，但并不局限于此，也可以小于平均值Nb。
也可以构成为：不执行步骤S2a的判定、第2限制控制以及BAT输出增大控制，而当在步骤S1、S2以及S2b中为是的情况下执行第1限制控制，当在步骤S1和S2中为是并在步骤S2b中为否的情况下执行第3限制控制。通过不执行第2限制控制和BAT输出增大控制，从而能够抑制BAT7的SOC的消耗，通过执行第3限制控制，从而能够抑制向INV9供给的来自FC10的输出电力的降低。
也可以构成为：不执行步骤S2b的判定和第3限制控制，而当在步骤S1、S2以及S2a中为是的情况下执行第2限制控制和BAT输出增大控制，当在步骤S1和S2中为是并且在步骤S2a中为否的情况下执行第1限制控制。通过不执行第3限制控制，从而能够抑制电抗器21a的温度上升。
也可以构成为：不执行步骤S2a和S2b的判定、第1和第2限制控制，而当在步骤S1与S2的任意一个中为否的情况下执行通常控制，当在步骤S1和S2中为是的情况下执行第3限制控制。FC10与电抗器21a的距离充分远离，在即使FC10为高温状态也将电抗器21a的温度维持在较低的状态的情况下，不执行第1和第2限制控制而执行第3限制控制，由此能够抑制向INV9供给的来自FC10的输出电力的降低，并且能够抑制电抗器21c的温度上升。
也可以构成为：在第2限制控制中，也如上述的第3变形例那样控制占空比。例如也可以构成为：在从通常控制切换为第2限制控制时，从在步骤S1、S2、以及S2a中判定为是起到经过规定期间后使开关元件36c的占空比从比率Dc降低至比率Fc，其后使开关元件36b的占空比从比率Db降低至比率Fb，其后使开关元件36a的占空比从比率Da降低至比率Fa。在该情况下，开关元件36c的占空比是比率Dc的连续运转期间也比开关元件36b的占空比是比率Db的连续运转期间短，开关元件36b的占空比是比率Db的连续运转期间也比开关元件36a的占空比是比率Da的连续运转期间短。由此，能够使电抗器21c的热量比电抗器21b的热量降低，并能够使电抗器21b的热量比电抗器21a的热量降低。另外，在该情况下的BAT输出增大控制例如可以在开关元件36a的占空比从比率Da降低至比率Fa后开始执行，也可以在开关元件36b的占空比从比率Db降低至比率Fb之后并且开关元件36a的占空比从比率Da降低至比率Fa之前的期间开始执行。
也可以构成为：在第3限制控制中，也如上述的第3变形例那样控制占空比。例如也可以构成为：在从通常控制切换为第3限制控制时，从在步骤S1和S2中判定为是并在步骤S2a和S2b中判定为否起到经过规定期间后使开关元件36c的占空比从比率Dc降低至比率Gc，其后使开关元件36b的占空比从比率Db切换为比率Gb，其后使开关元件36a的占空比从比率Da增大至比率Ga。在该情况下，也能够使电抗器21c的热量比电抗器21b的热量降低，并能够使电抗器21b的热量比电抗器21a的热量降低。
其他
如图5所示在电抗器21a～21c中，配置为X方向上的位置为大致相同的位置并在Z方向上排列，但并不局限于此，也可以配置为X方向上的位置相互不同。
电抗器21a～21c在FC10的相同的上表面上对置，但并不限定于此。例如，与FC10的6个面中的、设置有端板16和压板15的面以外的、4个面的任意一个对置，并设置于至少电抗器21c从FC10接收热的位置即可。
另外，多个电抗器也可以在FC10的不同的面分别对置。例如也可以构成为：电抗器21a与和XY平面平行的FC10的冷却水供给歧管84侧的侧面对置，电抗器21b与和XZ平面平行的FC10的上表面或者下表面对置，电抗器21c与和XY平面平行的FC10的冷却水排出歧管85侧的侧面对置。另外也可以构成为：电抗器21a和21b与和XY平面平行的FC10的冷却水供给歧管84侧的侧面对置，电抗器21c与和XY平面平行的FC10的冷却水排出歧管85侧的侧面对置。
若电抗器21c设置于从FC10接收热的位置，则电抗器21a与21b的至少一方也可以设置于不从FC10接收热的位置。例如，对于电抗器21a和21b，也可以大幅度地远离FC10。
在上述实施例中，将FC壳体40与FDC壳体50作为单一的壳体而一体化，并容纳了FC10和FDC20，但并不限定于此。例如，也可以构成为：不使电池组壳体与转换器壳体一体化，而经由电池组壳体的壁部、转换器壳体的壁部，两者接近至上述的电抗器21a～21c接收FC10的热的程度来配置。例如，在存在车辆的搭载空间的制约的情况下，可以考虑这样配置。另外，电抗器21c处于接收来自FC10的热的位置，但电抗器21a与21b的至少一方也可以设置于不接收来自FC10的热的位置。
作为电力转换器的一个例子，对将FC10的输出电压升压的FDC20进行了说明，但并不局限于此，也可以是降压转换器、和升压与降压都能够进行的升降压转换器的任意一个。
也可以代替上述的3个电抗器21a～21c而采用多个磁耦合型电抗器。磁耦合型电抗器例如在作为环状的磁性体的铁芯的两个腿部分别卷绕线圈，并将该一对线圈磁耦合。这里，该一对线圈以将通过电流向一方流动而产生的磁通、与通过电流向另一方流动而产生的磁通抵消的方式卷绕于铁芯。也可以构成为：在该情况下，也在限制控制中控制与各磁耦合型电抗器的一对线圈分别连接的开关元件的占空比，使得在多个磁耦合型电抗器中的容易变为最高温的磁耦合型电抗器的一对线圈中分别流动的电流值为最小。在该情况下，也可以使与一对线圈分别连接的开关元件的占空比相互相同，使得向相互磁耦合的一对线圈分别流动的电流值相同。另外，通过使与一对线圈分别连接的开关元件的开闭的相位错开180度，从而能够减少以磁通抵消的方式卷绕于铁芯的一对线圈中的损失。
在上述实施例和变形例中，以设置有3组电抗器21a～21c和开关元件36a～36c的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，设置有多组电抗器和开关元件即可，可以是两组，也可以是4组以上。
在上述实施例和变形例中，控制FDC20的控制装置将统一控制搭载于车辆的燃料电池系统1整体的ECU4作为一个例子进行了说明，但并不局限于此，例如也可以是与这样的ECU分开设置并具备控制FDC20的CPU、ROM、RAM的计算机。
以上，对本发明的实施例进行了详述，但本发明并不限定于上述的特定的实施例，在记载于专利权利要求的范围的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、变更。

Claims (11)

1.一种电力转换器的控制装置，所述电力转换器转换燃料电池组的电力，其特征在于，
所述燃料电池组包括将多个单电池层叠而成的电池层叠体和冷却水排出歧管，所述冷却水排出歧管是在层叠多个所述单电池的层叠方向上贯通所述电池层叠体的贯通孔，并且将冷却水从该电池层叠体排出，
所述电力转换器包括相对于所述燃料电池组相互并联连接的第1电抗器和第2电抗器、与所述第1电抗器连接的第1开关元件以及与所述第2电抗器连接的第2开关元件，
所述第2电抗器位于比所述第1电抗器靠近所述冷却水排出歧管的位置，
控制装置构成为：
设定所述第1开关元件的第1占空比和第2开关元件的第2占空比，
执行限制控制，其中，通过控制所述第1占空比和所述第2占空比的设定，从而在所述第1开关元件和第2开关元件的开闭的至少多个周期的期间内，将由第2电流在所述第2电抗器中流动引起的该第2电抗器的第2热量限制得比由第1电流在所述第1电抗器中流动引起的该第1电抗器的第1热量小。
2.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
在所述限制控制中，在所述第1开关元件和第2开关元件的开闭的各周期内，使所述第2电流的平均值低于所述第1电流的平均值。
3.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
在所述限制控制中，
在所述第1开关元件和第2开关元件的开闭的多个周期的期间内，使所述第2占空比是规定值的第2连续运转期间比所述第1占空比是所述规定值的第1连续运转期间短，
在所述第2连续运转期间结束后使所述第2占空比降低。
4.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
取得与所述第2电抗器的温度相关的第1相关值，
在所述第1相关值表示所述第2电抗器的温度为第1阈值以上的执行条件成立的情况下，执行所述限制控制，在所述执行条件不成立的情况下，执行通常控制，使所述限制控制中的所述第2占空比低于所述通常控制中的所述第2占空比，
在所述通常控制中，控制所述第1占空比和所述第2占空比的设定，使得向所述第1电抗器流动的第1电流的平均值和向所述第2电抗器流动的第2电流的平均值一致。
5.根据权利要求4所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
当在所述限制控制的执行中规定的停止条件成立的情况下，停止所述限制控制而执行所述通常控制，
所述停止条件包括所述第1相关值表示所述第2电抗器的温度不足比第1阈值小的第2阈值的情况。
6.根据权利要求4所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
所述第1相关值包括所述燃料电池组的温度、冷却所述燃料电池组的冷却水的温度、所述燃料电池组的输出电流值、所述第2电流的平均值以及设置于所述第2电抗器的温度传感器的检测值中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
控制另一电力转换器，所述另一电力转换器转换二次电池的电力并将其供给至被供给由所述电力转换器转换后的所述燃料电池组的电力的负载装置，
取得所述二次电池的蓄电量，
在所述限制控制中，通过使所述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的所述第1占空比比所述蓄电量不足所述蓄电量阈值的情况降低，从而使所述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的所述第1电流与所述第2电流的差值比所述蓄电量不足所述蓄电量阈值的情况降低，
在所述限制控制中，使所述蓄电量为蓄电量阈值以上的情况下的由所述另一电力转换器转换后的所述二次电池的电力比所述蓄电量不足所述蓄电量阈值的情况增大。
8.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
取得与所述第1电抗器的温度相关的第2相关值，
在所述限制控制中，使所述第2相关值表示所述第1电抗器的温度不足第2阈值的情况下的所述第1占空比比所述第2相关值表示所述第1电抗器的温度为所述第2阈值以上的情况增大。
9.根据权利要求1所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
所述电力转换器包括相对于所述燃料电池组与所述第1电抗器及所述第2电抗器一起并联连接的第3电抗器和与所述第3电抗器连接的第3开关元件，
所述第3电抗器比所述第1电抗器靠近所述冷却水排出歧管，比所述第2电抗器远离所述冷却水排出歧管，
所述控制装置构成为：
设定所述第3开关元件的第3占空比，
在所述限制控制中，通过控制所述第1占空比、所述第2占空比以及所述第3占空比的设定，从而在所述第1开关元件、第2开关元件以及第3开关元件的开闭的至少多个周期内，使由第3电流在所述第3电抗器中流动引起的该第3电抗器中的第3热量低于所述第1热量并且高于所述第2热量。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的电力转换器的控制装置，其特征在于，
所述燃料电池组和电力转换器容纳于一体的壳体。
11.一种燃料电池系统，其特征在于，
所述燃料电池系统具备：
权利要求1～10中任一项所述的电力转换器的控制装置；
所述燃料电池组；以及
所述电力转换器。
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