CN113752916A - 供电控制系统、供电控制方法及存储介质 - Google Patents

供电控制系统、供电控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

提供一种能够使燃料电池系统的系统效率进一步提高的供电控制系统、供电控制方法及存储介质。实施方式的供电控制系统具备：状态取得部，其取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；电力取得部，其取得来自所述电动装置的要求电力量；以及发电控制部，其基于由所述状态取得部取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足由所述电力取得部取得的要求电力量。

Description

供电控制系统、供电控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及供电控制系统、供电控制方法及存储介质。
背景技术
以往，作为搭载于车辆的燃料电池系统所涉及的技术而已知一种根据要求电力来控制燃料电池系统的发电的技术，该要求电力基于油门踩踏量、二次电池的温度、蓄电量而算出(例如日本特开2016-103460号公报)。
发明内容
然而，未考虑在车辆中搭载有多个燃料电池系统的情况下的由燃料电池系统进行的供电控制。因此，根据控制状态的不同，有时燃料电池系统整体的供电效率恶化。
本发明的方案是考虑这样的情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够使燃料电池系统的系统效率进一步提高的供电控制系统、供电控制方法及存储介质。
本发明的供电控制系统、供电控制方法及存储介质采用了以下的结构。
(1)：本发明的一方案的供电控制系统具备：状态取得部，其取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；电力取得部，其取得来自所述电动装置的要求电力量；以及发电控制部，其基于由所述状态取得部取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足由所述电力取得部取得的要求电力量。
(2)：在上述(1)的方案中，所述状态取得部基于所述多个燃料电池系统各自的总发电时间、每个发电状况下的发电时间、启动次数及停止次数中的至少一个，来取得所述多个燃料电池系统中的每个燃料电池系统的劣化程度。
(3)：在上述(2)的方案中，所述发电控制部使所述多个燃料电池系统中的所述劣化程度小的燃料电池系统优先发电。
(4)：在上述(2)的方案中，所述发电控制部使所述多个燃料电池系统中的基于所述劣化程度而得到的劣化的发展缓慢的燃料电池系统优先发电。
(5)：在上述(2)的方案中，所述发电控制部基于由所述状态取得部取得的所述多个燃料电池系统的每个燃料电池系统的劣化程度和发电效率中的一方或双方、以及所述要求电力量，来决定进行发电的燃料电池系统的数量及每个燃料电池系统的发电量。
(6)：在上述(2)的方案中，所述发电控制部基于所述要求电力量，以所述多个燃料电池系统的劣化程度、所述总发电时间、所述启动次数、或者所述停止次数之差缩小的方式，使所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统发电。
(7)：在上述(1)的方案中，所述发电控制部在基于所述要求电力量而使进行发电的燃料电池系统的数量增加的情况下，使发电中的燃料电池系统的发电量超过成为使燃料电池系统的数量增加的基准的发电量而进行发电。
(8)：在上述(1)至(7)中任一方案中，所述电动装置是移动体。
(9)：本发明的另一方案的供电控制方法，其中，所述供电控制方法使计算机进行如下处理：取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；取得来自所述电动装置的要求电力量；以及基于取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足所述要求电力量。
(10)：本发明的又一方案的存储介质，其存储有程序，其中，所述程序使计算机进行如下处理：取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；取得来自所述电动装置的要求电力量；以及基于取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足所述要求电力量。
根据上述(1)～(10)的方案，能够使燃料电池系统的系统效率进一步提高。
附图说明
图1是表示搭载有实施方式的供电控制系统的电动车辆的结构的一例的图。
图2是表示实施方式的FC系统的结构的一例的图。
图3是表示控制装置的结构的一例的图。
图4是表示总括ECU的结构的一例的图。
图5是用于说明状态信息的内容的图。
图6是用于说明劣化信息的内容的图。
图7是表示FC系统的数量与发电效率之间的关系的图。
图8是用于说明基于要求电力来决定FC系统的数量及每个FC系统的发电量的图。
图9是用于说明进行发电的FC系统的优先级基于劣化的发展状况而变化的图。
图10是表示由实施方式的供电控制系统的计算机执行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的供电控制系统、供电控制方法及存储介质的实施方式。实施方式的供电控制系统例如搭载于通过电力来进行工作的电动装置。电动装置例如包括电动车辆、铁道车辆、飞行体(例如，飞行器、无人机等)、船舶、机器人等移动体。电动装置也可以包括固定设置型的装置(例如，燃料电池系统)。以下，说明供电控制系统搭载于电动车辆的例子。电动车辆例如是将燃料电池中发出的电力用作行驶用的电力或车载机器的动作用的电力的燃料电池车辆。电动车辆是二轮、三轮、四轮等的机动车。电动车辆例如也可以是能够搭载多个后述的燃料电池系统的公共汽车、卡车等大型车辆。
[电动车辆]
图1是表示搭载有实施方式的供电控制系统的电动车辆的结构的一例的图。如图1所示，电动车辆10例如具备马达12、驱动轮14、制动装置16、车辆传感器20、变换器32、BTVCU(Battery Voltage Control Unit)34、蓄电池系统(蓄电装置的一例)40、显示装置50、控制装置80、总括ECU(Electronic Control Unit)100、存储部150、以及一个以上FC(FuelCell)系统200。在图1的例子中，示出了多个FC系统200A、200B、200C、…，但在不将它们各自单独地进行区别的情况下，有时仅称作“FC系统200”。将控制装置80及总括ECU100组合起来是“供电控制系统”的一例。FC系统200是“燃料电池系统”的一例。
马达12例如是三相交流电动机。马达12的转子与驱动轮14连结。马达12使用由FC系统200发出的电力、以及由蓄电池系统40积蓄的电力中的至少一方，将在电动车辆10的行驶中使用的驱动力向驱动轮14输出。马达12在车辆减速时使用车辆的动能发电。
制动装置16例如具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、以及使液压缸产生液压的电动马达。制动装置16可以具备将通过制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构作为备用。制动装置16也可以是将主液压缸的液压向液压缸传递的电子控制式液压制动装置。
车辆传感器20例如具备油门开度传感器、车速传感器及制动踩踏量传感器。油门开度传感器安装于作为接受由驾驶员进行的加速指示的操作件的一例的油门踏板，用于检测油门踏板的操作量，并将其作为油门开度向控制装置80输出。车速传感器例如具备安装于各车轮的车轮速度传感器、以及速度计算机，将由车轮速度传感器检测的车轮速度综合而导出车辆的速度(车速)，并将其向控制装置80及显示装置50输出。制动踩踏量传感器安装于制动踏板，用于检测制动踏板的操作量，并将其作为制动踩踏量向控制装置80输出。
车辆传感器20也可以包括检测电动车辆10的加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的横摆角速度传感器、检测电动车辆10的朝向的方位传感器等。车辆传感器20也可以包括检测电动车辆10的位置的位置传感器。位置传感器例如从搭载于电动车辆10的GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机、GPS(Global Positioning System)装置取得电动车辆10的位置信息。车辆传感器20也可以包括测定FC系统200的温度的温度传感器。由车辆传感器20检测到的各种信息向控制装置80输出。
变换器32例如是AC-DC变换器。变换器32的直流侧端子连接于直流线路DL。在直流线路DL上经由BTVCU34而连接有蓄电池系统40。变换器32将由马达12发出的交流电压变换为直流电压并向直流线路DL输出。
BTVCU34例如是升压型的DC-DC转换器。BTVCU34将从蓄电池系统40供给的直流电压升压并向直流线路DL输出。BTVCU34将从马达12供给的再生电压、或从FC系统200供给的FC电压向蓄电池系统40输出。
蓄电池系统40例如具备蓄电池42和蓄电池传感器44。蓄电池42例如是锂离子电池等二次电池。蓄电池42例如积蓄在马达12或FC系统200中发出的电力，并进行用于电动车辆10的行驶、或用于使车载机器动作的放电。
蓄电池传感器44例如具备电流传感器、电压传感器及温度传感器。蓄电池传感器44例如检测蓄电池42的电流值、电压值及温度。蓄电池传感器44将检测到的电流值、电压值、温度等向控制装置80输出。
蓄电池系统40例如也可以与外部的充电设备连接而使从充放电装置供给的电力充入蓄电池42。
显示装置50例如具备显示部52和显示控制部54。显示部52例如是设置于仪表内或仪表板的显示部、或平视显示器(HUD)。显示部52显示与显示控制部54的控制相应的各种信息。显示控制部54使显示部52显示基于由蓄电池系统40输出的信息、由FC系统200输出的信息而得到的图像。显示控制部54使显示部52显示基于由车辆传感器20、控制装置80输出的信息而得到的图像。显示控制部54使显示部52显示表示由车辆传感器20输出的车速等的图像。显示装置50也可以具备输出声音的扬声器，并输出与显示于显示部52的图像建立了对应关系的声音或警报等。
控制装置80控制电动车辆10的行驶及车载机器的动作等。例如，控制装置80根据来自电动车辆10的要求电力控制充入到蓄电池系统40的电力、由FC系统200发出的电力的供给等。来自电动车辆10的要求电力例如是指为了电动车辆10的负载驱动或动作而要求的总负载电力。负载例如包括马达12、制动装置16、车辆传感器20、显示装置50、以及其他的车载机器等辅机。控制装置80也可以进行电动车辆10的行驶控制等。关于控制装置80的功能的详细情况，见后述。
总括ECU100例如基于来自控制装置80的控制信息等，总括地控制多个FC系统(FC系统200A、200B、200C、…)各自的发电量。关于总括ECU100的功能的详细情况，见后述。
存储部150例如由HDD(Hard Disk Drive)、闪存器、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory、ROM(Read Only Memory)、或RAM(RandomAccess Memory)等实现。存储部150例如存储状态信息152、劣化信息154、程序、以及其他各种信息。关于状态信息152及劣化信息154的内容，见后述。
FC系统200例如包括燃料电池。燃料电池例如是通过阳极的燃料与阴极的氧化剂发生反应来发电的电池。燃料电池例如通过燃料气体中作为燃料而包含的氢与空气中作为氧化剂而包含的氧发生反应来发电。FC系统200通过总括ECU100的控制，进行所指示的发电量的发电，并将发出的电力例如向变换器32与BTVCU34之间的直流线路DL输出来进行供电。由此，由FC系统200供给的电力通过控制装置80等的控制，经由变换器32向马达12供给，或者经由BTVCU34向蓄电池系统40供给并积蓄于蓄电池42，或者供给其他的辅机等需要的电力。
[FC系统]
在此，具体说明FC系统200。图2是表示实施方式的FC系统200的结构的一例的图。图2所示的结构能够适用于在电动车辆10中搭载的多个FC系统200的各个FC系统。本实施方式的FC系统200并不限定于以下的结构，例如只要是通过阳极和阴极来发电的系统结构即可，可以是任意的结构。图2所示的FC系统200例如具备FC堆210、压缩机214、密封入口阀216、加湿器218、气液分离器220、排气循环泵(P)222、氢罐226、氢供给阀228、氢循环部230、气液分离器232、温度传感器(T)240、接触器242、FCVCU(Fuel Cell Voltage ControlUnit)244、FC控制装置246及FC冷却系统280。
FC堆210具备层叠有多个燃料电池单体的层叠体(省略图示)、以及将该层叠体从层叠方向的两侧夹入的一对端板(省略图示)。燃料电池单体具备膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)、以及将该膜电极接合体从接合方向的两侧夹入的一对间隔件。膜电极接合体例如具备：包括阳极催化剂及气体扩散层的阳极210A；包括阴极催化剂及气体扩散层的阴极210B；以及被阳极210A及阴极210B从厚度方向的两侧夹入的由阳离子交换膜等构成的固体高分子电解质膜210C。
从氢罐226向阳极210A供给作为燃料而包含氢的燃料气体。从压缩机214向阴极210B供给作为氧化剂而包含氧的氧化剂气体(反应气体)即空气。供给到阳极210A的氢在阳极催化剂上通过催化剂反应而离子化，氢离子经由适度加湿后的固体高分子电解质膜210C而向阴极210B移动。伴随氢离子的移动而产生的电子能够作为直流电流而向外部电路(FCVCU244等)取出。从阳极210A移动到阴极210B的阴极催化剂上的氢离子与供给到阴极210B的氧及阴极催化剂上的电子反应而生成水。
压缩机214具备由FC控制装置246驱动控制的马达等，通过该马达的驱动力而从外部取入空气并对空气进行压缩，并将压缩后的空气向连接于阴极210B的氧化剂气体供给路250送入，由此向燃料电池加压输送氧化气体。
密封入口阀216设置于将压缩机214与能够向FC堆210的阴极210B供给空气的阴极供给口212a连接的氧化剂气体供给路250，并通过FC控制装置246的控制而开闭。
加湿器218将从压缩机214送入到氧化剂气体供给路250的空气加湿。例如，加湿器218例如具备中空纤维膜等透水膜，经由透水膜接触来自压缩机214的空气，由此向空气添加水分来加湿空气。
气液分离器220使未由阴极210B消耗而从阴极排出口212b排出到氧化剂气体排出路252的阴极废气和液态水经由阴极的排气路262向大气中排出。气液分离器220也可以将排出到氧化剂气体排出路252的阴极废气与液态水分离，并仅使分离出的阴极废气向排气再循环路254流入。
排气循环泵222设置于排气再循环路254，并将从气液分离器220流入到排气再循环路254的阴极废气与从密封入口阀216去往阴极供给口212a而在氧化剂气体供给路250流通的空气混合，再次向阴极210B供给。
氢罐226将氢以压缩的状态储存。氢供给阀228设置于将氢罐226与能够向FC堆210的阳极210A供给氢的阳极供给口212c连接的燃料气体供给路256。氢供给阀228在通过FC控制装置246的控制而开阀的情况下，将储存于氢罐226的氢向燃料气体供给路256供给。
氢循环部230例如是向燃料电池循环供给燃料气体的泵。氢循环部230例如使未由阳极210A消耗而从阳极排出口212d排出到燃料气体排出路258的阳极废气向流入气液分离器232的燃料气体供给路256循环。
气液分离器232将在氢循环部230的作用下从燃料气体排出路258向燃料气体供给路256循环的阳极废气与液态水分离。气液分离器232将从液态水分离出的阳极废气向FC堆210的阳极供给口212c供给。排出到气液分离器232的液态水经由排放管264向大气中排出。
温度传感器240检测FC堆210的阳极210A及阴极210B的温度，并将检测信号(温度信息)向FC控制装置246输出。
接触器242设置于FC堆210的阳极210A及阴极210B与FCVCU244之间。接触器242基于来自FC控制装置246的控制，使FC堆210与FCVCU244之间电连接或切断。
FCVCU244例如是升压型的DC-DC转换器。FCVCU244配置于经过接触器242后的FC堆210的阳极210A及阴极210B与电负载之间。FCVCU244将连接于电负载侧的输出端子248的电压升压为由FC控制装置246决定的目标电压。FCVCU244例如将从FC堆210输出的电压升压为目标电压并向输出端子248输出。
FC控制装置246按照总括ECU100的发电控制，控制FC系统200中的发电的开始、结束、发电量等。FC控制装置246使用FC冷却系统280进行与FC系统200的温度调整相关的控制。FC控制装置246也可以置换为例如FC-ECU这样的控制装置。另外，FC控制装置246也可以与总括ECU100、控制装置80协作来进行电动车辆10的供电控制。
FC冷却系统280按照FC控制装置246的控制，例如在由温度传感器240检测到的FC堆210的温度为阈值以上的情况下，冷却FC系统200。例如，FC冷却系统280使冷却介质在设置于FC堆210内的流路巡回而排出FC堆210的热量，由此冷却FC堆210的温度。FC冷却系统280也可以在FC系统200处于发电中的情况下，进行将FC堆210加热或冷却的控制，以使由温度传感器240检测的温度维持在规定温度范围。
[控制装置]
图3是表示控制装置80的结构的一例的图。控制装置80例如具备马达控制部82、制动控制部84、电力控制部86及行驶控制部88。马达控制部82、制动控制部84、电力控制部86及行驶控制部88分别例如通过CPU(Central Processing Unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable GateArray)、GPU(Graphics Processing Unit)等硬件(包括电路部：circuitry)来实现，还可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于电动车辆10的HDD、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质，并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于电动车辆10的HDD、闪存器。上述的存储装置例如是存储部150。
马达控制部82基于车辆传感器20的输出来算出对马达12要求的驱动力，并控制马达12以输出所算出的驱动力。
制动控制部84基于车辆传感器20的输出来算出对制动装置16要求的制动力，并控制制动装置16以输出所算出的制动力。
电力控制部86基于车辆传感器20的输出，来算出对蓄电池系统40和FC系统200要求的要求电力量。例如，电力控制部86基于油门开度和车速来算出马达12应该输出的转矩，并将根据转矩和马达12的转速而求出的驱动轴负载电力与辅机等要求的电力进行合计来算出要求电力量。电力控制部86管理蓄电池系统40的充电状况(蓄电状况)。例如，电力控制部86基于蓄电池传感器44的输出，算出蓄电池42的SOC(State Of Charge；蓄电池充电率)。电力控制部86例如在蓄电池42的SOC小于规定值的情况下，执行用于通过FC系统200的发电来对蓄电池42充电的控制，或者使显示装置50输出催促乘员通过来自外部的充电设备的电力供给来进行充电的信息。电力控制部86也可以在蓄电池42的SOC比规定值大的情况下，进行用于停止充电控制、通过辅机等来消耗由FC系统200发出的剩余电力的控制。
行驶控制部88例如基于由车辆传感器20取得的信息，执行对电动车辆10的驾驶控制。行驶控制部88也可以除了由车辆传感器20取得的信息之外还基于地图信息、从监视单元(未图示)取得的信息执行电动车辆10的驾驶控制。监视单元例如包括对电动车辆10的外部的空间进行拍摄的相机、将电动车辆10的外部作为检测获知范围的雷达或者LIDAR(Light Detection and Ranging)、基于它们的输出进行传感器融合处理的物体识别装置等。监视单元推定存在于电动车辆10的周边的物体的种类(尤其是，车辆、行人及自行车)，并将其与它们的位置、速度的信息一起向行驶控制部88输出。所谓驾驶控制，例如通过控制电动车辆10的转向和加减速中的一方或双方，使电动车辆10行驶。驾驶控制例如包括ADAS(Advanced Driver Assistance System)等驾驶支援控制。ADAS例如包括LKAS(LaneKeeping Assistance System)、ACC(Adaptive Cruise Control System)、CMBS(CollisionMitigation Brake System)等。
[总括ECU]
图4是表示总括ECU100的结构的一例的图。总括ECU100例如具备状态取得部102、要求电力取得部104、劣化程度判定部106及发电控制部108。状态取得部102、要求电力取得部104、劣化程度判定部106及发电控制部108分别例如通过CPU等硬件处理器执行程序(软件)来实现。这些构成要素中的一部分或全部也可以通过LSI、ASIC、FPGA、GPU等硬件(包括电路部：circuitry)来实现，还可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于电动车辆10的HDD、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以保存于DVD、CD-ROM等能够装卸的存储介质，并通过存储介质(非暂时性的存储介质)装配于驱动装置而安装于电动车辆10的HDD、闪存器。上述的存储装置例如是存储部150。要求电力取得部104是“电力取得部”的一例。
状态取得部102在规定的时机或周期下取得搭载于电动车辆10的多个FC系统200各自的状态。FC系统200的状态例如包括总发电时间、每个发电状况的发电时间及FC系统的启动次数(或停止次数)中的至少一方。状态取得部102将取得的各FC系统的状态保存于存储部150的状态信息152。
图5是用于说明状态信息152的内容的图。状态信息152是搭载于电动车辆10的每个FC系统与总发电时间、每个发电状况的发电时间及启动次数(或停止次数)建立了对应关系的信息。发电状况A、B…分别表示FC系统的温度、负载区域等不同。负载区域例如是指通过要求电力的范围、负载的类型(例如，行驶系统、车载机器等)、发电时的FC系统的数量等进行区别的区域。
要求电力取得部104取得来自电动车辆10的要求电力量。例如，要求电力取得部104取得由控制装置80使多个FC系统200发电的要求电力量(即，电动车辆整体需要的要求电力量中的除去蓄电池系统40供给的电力量以外的电力量)。
劣化程度判定部106基于多个FC系统各自的总发电时间、每个发电状况的发电时间、启动次数及停止次数中至少任一方判定多个FC系统中的每个FC系统的劣化程度。例如，劣化程度判定部106在规定的时机或周期下判定每个FC系统的劣化程度，并将判定结果保存于存储部150的劣化信息154。
图6是用于说明劣化信息154的内容的图。劣化信息154是搭载于电动车辆10的每个FC系统与判定时刻的劣化程度建立了对应关系的信息。在图6的例子中，时间按时刻T1、T2、T3的顺序推进。在图6的例子中，数值越大，则劣化程度越大。劣化程度也可以代替数值而是文字(例如A、B、C…)等表示程度的指标值。
例如总发电时间越大，则劣化程度判定部106越增大劣化程度。也可以根据发电时间中的发电状况来变更将劣化程度增大的比重。也可以除了上述的判定之外(或者代替于此而)FC系统200的启动次数、停止次数越多，则劣化程度判定部106越增大劣化程度。劣化程度判定部106还可以预先设置总发电时间、启动次数(或停止次数)与劣化程度建立了对应关系的表，并使用该表判定与总发电时间、启动次数建立了对应关系的劣化程度。劣化程度判定部106还可以预先设置将总发电时间、启动次数(或停止次数)设为输入值、且将劣化程度设为输出值的函数或学习完毕模型，并使用该函数、学习完毕模型，判定劣化程度。
发电控制部108控制多个FC系统中的一个以上的FC系统的发电，以满足由要求电力取得部104取得的来自电动车辆10的要求电力。例如，发电控制部108基于多个FC系统的系统效率，控制多个FC系统中的一个以上的FC系统的发电。系统效率例如是指基于FC系统整体的寿命而得到的效率、基于每个系统的发电(或供电)而得到的效率、基于其他预先设定的指标值而得到的效率等。
图7是表示FC系统的数量与发电效率之间的关系的图。在图7的例子中，纵轴表示发电效率[％]，横轴表示要求电力[kW]。以下，设为在一个FC系统在规定时间进行了100[kW]发电时该FC系统为最佳效率。最佳效率的发电量例如根据FC系统的种类、性能、规模而任意设定。例如，在要求电力为100[kW]的情况下，当仅使一个FC系统(例如，FC系统200A)发电时，如图7的曲线L1所示那样，FC系统200A以作为最佳效率(效率MAX)的效率E1[％]进行发电。
另一方面，在使用了多个FC系统的情况下，当单纯使与各个FC系统相同或近似的发电量进行发电时，以各个发电量的合计为100[kW]的方式进行了控制的情况下，如图7的曲线L2所示那样，各个FC系统的效率为比E1小的E2[％]，系统效率恶化。因此，发电控制部108以根据要求电力而多个FC系统作为整体成为最佳的效率的方式，基于各FC系统的状态、劣化程度等，决定进行发电的FC系统的数量、发电量(向负载的供给量)。
例如，发电控制部108在从多个FC系统中决定控制发电的FC系统的情况下，基于各个FC系统的劣化程度来决定优先级，以从决定的优先级高的FC系统起进行发电的方式进行控制。在该情况下，发电控制部108参照存储于存储部150的劣化信息154，使多个FC系统中的、劣化程度小的FC系统优先发电。由此，能够更高效地发出满足要求电力的电力量。
发电控制部108例如也可以参照存储于存储部150的劣化信息154，基于每个FC系统的伴随时间经过的劣化的发展状况，使劣化的发展缓慢的系统优先发电。例如，根据劣化信息154所包含的每个时刻的劣化程度的推移取得劣化的发展状况(例如，与其他的FC系统相比，发展是迅速还是缓慢等状况)，并使与其他的FC系统相比劣化的发展最缓慢的FC系统优先发电。由此，能够实现FC系统整体的寿命的延长。延长FC系统整体的寿命是使系统效率提高的一例。
发电控制部108也可以以多个FC系统各自的劣化程度之差缩小的方式控制进行发电的FC系统。由此，能够缩小与其他的FC系统之间的劣化程度之差而使劣化程度接近均匀，因此其结果是能够延长FC系统整体的寿命。发电控制部108也可以基于多个FC系统各自的劣化程度的比较结果(例如，差)决定控制发电的FC系统。
发电控制部108还可以代替上述的控制，以多个FC系统各自的总发电时间之差、启动次数之差或停止次数之差缩小的方式控制进行发电的FC系统。在该情况下，发电控制部108参照状态信息152，使总发电时间比其他的FC系统少的FC系统、或启动次数、停止次数比其他的FC系统少的FC系统优先发电。由此，能够实现FC系统整体的寿命的延长。
发电控制部108还可以基于由状态取得部102取得的多个FC系统的每个FC系统的劣化程度和发电效率中的一方或双方、以及要求电力量，决定进行发电的FC系统的数量及每个FC系统的发电量。
图8是用于说明基于要求电力来决定FC系统的数量及每个FC系统的发电量的图。在图8的例子中，纵轴表示要求电力，横轴表示FC系统数。在图8的例子中，说明在电动车辆10中搭载有三个FC系统200A、200B、200C的情况。
发电控制部108基于要求电力的大小，控制搭载于电动车辆10的多个FC系统200A、200B、200C中的一个以上的FC系统的发电。例如，发电控制部108调整各FC系统的发电量，以使发电中的FC系统能够在接近最佳效率的状态下发电。具体而言，发电控制部108以FC系统的发电量接近100[kW](最佳效率)的方式控制。因此，在由要求电力取得部104取得的要求电力小于100[kW]的情况下，使一个FC系统发电，在为100以上且小于200的情况下，使两个FC系统发电，在为200[kW]以上的情况下，使三个FC系统发电。
发电控制部108也可以根据搭载于电动车辆10的FC系统的数量设定与最佳效率对应的要求电力的上限值。在图8的例子中，作为要求电力的上限值设定400[kW]。通过设定发电量的上限值，能够抑制FC系统的高负载的发电，能够抑制系统劣化。
发电控制部108也可以在使进行发电的FC系统的数量增加的情况下，进行发电中的FC系统的发电量比预先设定的最佳效率的发电量(100[kW])增加了规定量的超过电力量的发电。最佳效率的发电量是成为使燃料电池系统的数量增加或减少的基准的发电量的一例。即，发电控制部108基于发电中的FC系统的高负载时的效率恶化和所增加的FC系统的低负载时的效率提高，以使系统整体进一步成为最佳的效率的方式将进行发电的FC系统数进行切换。由此，能够使所增加的FC系统的发电量从某程度的电力量起发电，因此能够抑制所增加的FC系统的发电效率恶化。
在伴随要求电力的大小而使进行发电的FC系统的数量增加了的情况下，发电控制部108维持在从增加之前发电着的FC系统的发电量接近最佳效率的发电量(100[kW])的状态。
在图8的例子中，发电控制部108在要求电力小于作为最佳效率的电力量的100[kW]情况下，仅使用FC系统200A进行发电。在要求电力为100[kW]以上的情况下，使FC系统200A的发电继续直至成为规定的超过电力量以上，在成为了超过电力量以上的情况下，除了FC系统200A之外还进行FC系统200B的发电。在开始了FC系统200B的发电的情况下，发电控制部108以使FC系统200A的发电量接近作为最佳效率的100[kW]的方式进行控制，并使FC系统200B的发电量增加。由此，能够使FC系统200A的发电效率以最佳的状态继续，并且与使两个FC系统200A、200B以偏离了最佳效率的相同的发电量进行发电相比，能够抑制控制负担。也能够抑制由FC系统200A的发电量大幅变动引起的劣化。规定的超过电力量例如也可以设定为FC系统200B能够稳定地发电的最小发电量。由此，能够抑制FC系统200B的启动前后FC系统的输出变动。
在要求电力为200[kW]以上的情况下，发电控制部108不立即使FC200C启动而使FC系统200A及FC系统200B各自的电力量从作为最佳效率的电力量起增加，直到FC系统200A及FC系统200B的合计发电量成为规定的超过电力量。之后，开始FC系统200C的发电。发电控制部108当开始FC系统200C的发电的开始时，以使FC系统200A及FC系统200B的发电量接近100[kW]的方式进行控制，仅使FC系统200C增加。在要求电力超过了300[kW]的情况下，在要求电力的上限值400[kW]之前，使FC系统200A～200C分别增加。
发电控制部108也可以基于每个FC系统的劣化的发展状况来决定进行发电的发电系统。图9是用于说明进行发电的FC系统的优先级基于劣化的发展状况而变化的图。在图9的例子中，表示时刻T1、T2、T3的多个FC系统200A～200C的劣化度与发电控制的关系。
例如，在时刻T1的场景中，由要求电力取得部104取得低负载(例如，小于100[kW]的负载)的要求电力的情况下，发电控制部108参照劣化信息154，将FC系统200A～200C中的在当前时间点的劣化程度最小的一个FC系统决定为发电对象的FC系统。在图9的例子中，时刻T1的FC系统200A的劣化程度为“10”，FC系统200B的劣化程度为“20”，FC系统200C的劣化程度为“35”。因此，发电控制部108将FC系统200A～200C中的FC系统200A决定为进行发电的FC系统，并以使所决定的FC系统200A的发电量满足要求电力量的方式进行发电。
例如，在时刻T2的场景中，由要求电力取得部104取得高负载(例如，100[kW]以上且小于200[kW]的负载)的要求电力的情况下，发电控制部108参照劣化信息154，决定FC系统200A～200C中的从当前时间点的劣化程度小的一方起的两个FC系统。在图9的例子中，时刻T2时间点的FC系统200A的劣化程度为“25”，FC系统200B的劣化程度为“30”，FC系统200C的劣化程度为“35”。因此，发电控制部108将FC系统200A～200C中的FC系统200A及FC系统200B决定为进行发电的FC系统，并以使FC系统200A及FC系统200B的发电量的合计值满足要求电力量的方式进行发电控制。在时刻T2的时间点，除了已经进行了发电的FC系统200A之外还追加FC系统200B的发电控制。因此，发电控制部108以使FC系统200A的发电量成为接近最佳的发电效率的发电量的方式进行控制，并以使FC系统200B发出该发电量与要求电力量之间的差量电力量的方式进行控制。
在时刻T3的场景中，由要求电力取得部104取得低负载(例如，小于100[kW]的负载)的要求电力的情况下，发电控制部108参照劣化信息154，决定FC系统200A～200C中的、当前的劣化程度最小的一个FC系统。在图9的例子中，时刻T3时间点的FC系统200A的劣化程度为“38”，FC系统200B的劣化程度为“40”，FC系统200C的劣化程度为“35”。因此，发电控制部108将FC系统200A～200C中的FC系统200C决定为进行发电的FC系统，并以使决定的FC系统200C的发电量满足要求电力量的方式使其进行发电。
这样，根据要求电力量而使FC系统运转，由此能够使燃料经济性提高使整体的系统效率提高。通过以劣化的发展程度均匀化的方式进行控制，能够延长整体的系统寿命，能够使系统效率(供电效率)提高。
[处理流程]
以下，使用流程图来说明由实施方式的供电控制系统的计算机执行的处理的流程。在以下的处理中，主要以通过搭载于电动车辆10的多个FC系统进行供电控制的处理为中心进行说明。图10是表示由实施方式的供电控制系统的计算机执行的处理的流程的一例的流程图。图10的处理例如在电动车辆10启动着的期间，在规定的时机或规定的周期下反复执行。
在图10的例子中，首先，状态取得部102取得搭载于电动车辆10的多个FC系统的状态(步骤S100)。在步骤S100的处理中，状态取得部102也可以使存储部150存储所取得的状态信息作为状态信息152。接着，要求电力取得部104判定是否取得了用于向电动车辆10的负载供给的要求电力量(步骤S102)。在判定为取得了要求电力量的情况下，劣化程度判定部106基于多个FC系统的状态信息，判定每个FC系统的劣化程度(步骤S104)。步骤S104的处理也可以在步骤S100的处理后且步骤S102的处理之前执行。
接着，发电控制部108根据要求电力量及劣化程度来决定进行发电的FC系统(步骤S106)。接着，发电控制部108决定所决定的进行发电的FC系统中的每个FC系统的发电量(步骤S108)。接着，发电控制部108以对每个FC系统决定的发电量进行发电的方式，控制对象的FC系统(步骤S110)。由此，本流程图的处理结束。在步骤S102的处理中，判定为未取得要求电力量的情况下，本流程图的处理结束。
根据以上说明的实施方式，在供电控制系统中，具备：状态取得部102，其取得搭载于电动车辆10(电动装置的一例)中的多个FC系统200的状态；要求电力取得部104，其取得来自电动车辆10的要求电力量；以及发电控制部108，其基于由状态取得部102取得的多个FC系统200各自的状态，控制多个FC系统200中的一个以上的FC系统的发电，以满足由要求电力取得部104取得的要求电力量，由此能够使燃料电池系统的系统效率(发电效率、供电效率等)进一步提高。
具体而言，实施方式例如在将搭载于电动装置的多个FC系统结合而发电的情况下，根据电动装置需要的负载(要求电力)，基于各系统的系统效率及劣化状态，控制各系统可否运转、发电量。由此，作为结合而成的系统整体能够以最佳的效率进行供电控制。因此，能够延长作为系统整体的寿命。
上述实施方式能够如以下这样表现。
一种供电控制系统，其构成为具备：
存储有程序的存储装置；以及
硬件处理器，
所述供电控制系统通过所述硬件处理器执行存储于所述存储装置的程序来进行如下处理：
取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；
取得来自所述电动装置的要求电力量；以及
基于取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足所述要求电力量。
以上使用实施方式说明了本发明的具体实施方式，但本发明丝毫不被这样的实施方式限定，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及替换。

Claims (10)

1.一种供电控制系统，其中，
所述供电控制系统具备：
状态取得部，其取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；
电力取得部，其取得来自所述电动装置的要求电力量；以及
发电控制部，其基于由所述状态取得部取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足由所述电力取得部取得的要求电力量。
2.根据权利要求1所述的供电控制系统，其中，
所述状态取得部基于所述多个燃料电池系统各自的总发电时间、每个发电状况下的发电时间、启动次数及停止次数中的至少一个，来取得所述多个燃料电池系统中的每个燃料电池系统的劣化程度。
3.根据权利要求2所述的供电控制系统，其中，
所述发电控制部使所述多个燃料电池系统中的所述劣化程度小的燃料电池系统优先发电。
4.根据权利要求2所述的供电控制系统，其中，
所述发电控制部使所述多个燃料电池系统中的基于所述劣化程度而得到的劣化的发展缓慢的燃料电池系统优先发电。
5.根据权利要求2所述的供电控制系统，其中，
所述发电控制部基于由所述状态取得部取得的所述多个燃料电池系统的每个燃料电池系统的劣化程度和发电效率中的一方或双方、以及所述要求电力量，来决定进行发电的燃料电池系统的数量及每个燃料电池系统的发电量。
6.根据权利要求2所述的供电控制系统，其中，
所述发电控制部基于所述要求电力量，以所述多个燃料电池系统的劣化程度、所述总发电时间、所述启动次数、或者所述停止次数之差缩小的方式，使所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统发电。
7.根据权利要求1所述的供电控制系统，其中，
所述发电控制部在基于所述要求电力量而使进行发电的燃料电池系统的数量增加的情况下，使发电中的燃料电池系统的发电量超过成为使燃料电池系统的数量增加的基准的发电量而进行发电。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的供电控制系统，其中，
所述电动装置是移动体。
9.一种供电控制方法，其中，
所述供电控制方法使计算机进行如下处理：
取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；
取得来自所述电动装置的要求电力量；以及
基于取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足所述要求电力量。
10.一种存储介质，其存储有程序，其中，
所述程序使计算机进行如下处理：
取得搭载于通过电力来进行工作的电动装置上的多个燃料电池系统的状态；
取得来自所述电动装置的要求电力量；以及
基于取得的所述多个燃料电池系统各自的状态，控制所述多个燃料电池系统中的一个以上的燃料电池系统的发电，以满足所述要求电力量。
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