CN114132225A - 发电控制系统、发电控制方法及存储介质 - Google Patents

发电控制系统、发电控制方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

提供能够抑制作为多个燃料电池系统的整体的劣化的发电控制系统、发电控制方法及存储介质。发电控制系统具备：多个燃料电池系统，它们搭载于通过电力而工作的电动装置；蓄电池，其搭载于电动装置；以及控制装置，其基于多个燃料电池系统的状态、蓄电池的状态、以及多个燃料电池系统的要求电力，来对燃料电池系统分别进行控制。

Description

发电控制系统、发电控制方法及存储介质
技术领域
本发明涉及发电控制系统、发电控制方法及存储介质。
背景技术
以往，作为与搭载于车辆的燃料电池系统相关的技术，已知有基于油门踩踏量、二次电池的温度、蓄电量来算出要求电力并基于所算出的要求电力来控制燃料电池系统的发电的技术(例如参照日本特开2016-103460号)。
发明内容
然而，没有考虑在车辆上搭载有多个燃料电池系统的情况下的控制。因此，根据控制的施行方式的不同，有时燃料电池系统各自的劣化发生不均化。
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能够抑制作为多个燃料电池系统的整体的劣化的发电控制系统、发电控制方法及存储介质。
为了解决上述课题而达到相关的目的，本发明采用了以下的结构。
(1)：本发明的一方案的发电控制系统具备：多个燃料电池系统，它们搭载于通过电力来进行工作的电动装置；蓄电池，其搭载于所述电动装置；以及控制装置，其基于所述多个燃料电池系统的状态、所述蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
(2)：在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于将所述要求电力与阈值进行比较的结果，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
(3)：在上述(2)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置在将所述要求电力与所述阈值进行比较的结果是所述要求电力小于所述阈值的情况下，决定所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
(4)：在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于将所述蓄电池的状态与阈值进行比较的结果，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
(5)：在上述(4)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置在将所述蓄电池的状态与所述阈值进行比较的结果是所述蓄电池的状态即蓄电池充电率(State Of Charge)比所述阈值大的情况下，决定所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
(6)：在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于所述要求电力和所述蓄电池的状态这双方，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作或停止的燃料电池系统。
(7)：在上述(2)或(3)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统各自的发电时间与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
(8)：在上述(7)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置在将所述多个燃料电池系统各自的发电时间与所述阈值进行比较的结果是所述发电时间为所述阈值以上的所述多个燃料电池系统中，选择进行停止的燃料电池系统。
(9)：在上述(2)或(3)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统的温度与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
(10)：在上述(9)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置在将所述多个燃料电池系统的温度与所述阈值进行比较的结果是所述温度为所述阈值以上的情况下，选择所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
(11)：在上述(1)的方案的基础上，也可以是，所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统所具有的燃料电池的充电率与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作或停止的燃料电池系统。
(12)：本发明的一方案的发电控制方法使计算机进行如下处理：基于搭载于通过电力而工作的电动装置的多个燃料电池系统的状态、搭载于所述电动装置的蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
(13)：本发明的一方案的存储介质存储有程序，其中，所述程序使计算机进行如下处理：基于搭载于通过电力而工作的电动装置的多个燃料电池系统的状态、搭载于所述电动装置的蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
根据上述(1)～(13)的方案，能够抑制作为多个燃料电池系统的整体的劣化。
附图说明
图1是表示实施方式的电动车辆的简要结构的一例的图。
图2是表示实施方式的包括单元的结构的一例的框图。
图3是表示实施方式的燃料电池系统的结构的一例的图。
图4是表示实施方式的控制部的结构的一例的框图。
图5是表示实施方式的ECU的结构的一例的框图。
图6是表示实施方式的第一控制例中的系统要求电力和蓄电池SOC的时间变化的一例的图。
图7是表示实施方式的第一控制例中的ECU的处理次序例的流程图。
图8是表示实施方式的第二控制例中的系统要求电力和蓄电池SOC的时间变化的一例的图。
图9是表示实施方式的第二控制例中的ECU的处理次序例的流程图。
图10是用于说明第一变形例的图。
图11是用于说明第二变形例的图。
图12是表示实施方式的第二变形例中的ECU的处理次序例的流程图。
图13是表示实施方式的存储部存储的信息的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。以下，说明发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电得到的电力用作行驶用的电力或车载器件的动作用的电力的燃料电池车辆。电动车辆是通过电力进行动作的电动装置的一例，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交车、卡车等大型车辆。发电控制系统也可以搭载于电动车辆以外的电动装置(例如船舶、飞行体、机器人)，还可以搭载于固定设置型的燃料电池系统。
[电动车辆]
图1是表示本实施方式的电动车辆1的简要结构的一例的图。如图1那样，电动车辆1具备驾驶室2、变速装置3、单元4A、单元4B、轴5、框架6及车轮7。
驾驶室2是包括驾驶座等在内的部分。变速装置3为变速器。单元4A、4B包括燃料电池系统。在以下的说明中，在不特定单元4A、4B中的一个单元的情况下，称作单元4。轴5例如是传动轴，是将变速装置3与连接于车轮7的齿轮连接的部件。图1所示的电动车辆1的简要结构是一例，结构不限定于此。例如，单元4不限于两个，为一个以上即可。
[单元]
接着，说明单元4的结构例。图2是表示本实施方式的包括单元4的结构的一例的框图。如图2那样，单元4A具备燃料电池系统200A、燃料电池系统200B、BATVCU34A、变换部32A、马达12A、DCDC变换部45A、辅机46A及蓄电池40A。单元4B具备燃料电池系统200C、燃料电池系统200D、BATVCU34B、变换部32B、马达12B、DCDC变换部45B、辅机46B及蓄电池40B。
单元4A、4B与ECU100连接。ECU100与存储部150连接。ECU100为控制装置或控制部的一例。
燃料电池系统200A具备BATVCU244A、燃料电池201A及A/P202A。燃料电池系统200B具备BATVCU244B、燃料电池201B及A/P202B。燃料电池系统200C具备BATVCU244C、燃料电池201C及A/P202C。燃料电池系统200D具备BATVCU244D、燃料电池201D及A/P202D。
在以下的说明中，在不特定燃料电池系统200A、燃料电池系统200B、燃料电池系统200C及燃料电池系统200D中的一个燃料电池系统的情况下，称作燃料电池系统200。在不特定BATVCU34A及BATVCU34B中的一个BATVCU的情况下，称作BATVCU34。在不特定马达12A及马达12B中的一个马达的情况下，称作马达12。在不特定控制部80A及控制部80B中的一个控制部的情况下，称作控制部80。在不特定DCDC变换部45A及DCDC变换部45B中的一个DCDC变换部的情况下，称作DCDC变换部45。在不特定辅机46A及辅机46B中的一个辅机的情况下，称作辅机46。在不特定蓄电池40A及蓄电池40B中的一个蓄电池的情况下，称作蓄电池40。在不特定BATVCU244A、BATVCU244B、BATVCU244C及BATVCU244D中的一个BATVCU的情况下，称作BATVCU244。在不特定燃料电池201A、燃料电池201B、燃料电池201C及燃料电池201D中的一个燃料电池的情况下，称作燃料电池201。在不特定A/P202A、A/P202B、A/P202C及A/P202D中的一个A/P的情况下，称作A/P202。
BATVCU(Fuel Cell Voltage Control Unit)244例如是对燃料电池201的电压进行升压的升压型的DC-DC(直流-直流)转换器。燃料电池201例如是将氢作为发电能量的能量源。A/P202为空气泵。燃料电池系统200的详细的结构例见后述。
蓄电池40为能量源，例如是镍氢电池、锂离子二次电池、钠离子电池等这样的能够反复进行充电和放电的电池。蓄电池40具备对蓄电池40的电流值、电压值、温度进行检测的蓄电池传感器。蓄电池40例如也可以与外部的充电设备连接而充入从充放电装置供给的电力。
BATVCU(Battery Voltage Control Unit)34例如是升压型的DC-DC转换器。BATVCU34将从蓄电池40供给的直流电压升压并向变换部32供给。BATVCU34将从马达12供给的再生电压、或从燃料电池系统200供给的电力向蓄电池40输出。
DCDC变换部45进行直流-直流变换。DCDC变换部45例如将蓄电池40输出的直流电压变换为12V的直流电压。
辅机46是其他的车载器件等，例如具备车辆传感器461(车辆传感器461A、461B)、制动装置462(制动装置462A、462B)等。车辆传感器461也可以包括对电动车辆1的加速度进行检测的加速度传感器、对绕铅垂轴的角速度进行检测的横摆角速度传感器、对电动车辆1的朝向进行检测的方位传感器等。车辆传感器461也可以包括对电动车辆1的位置进行检测的位置传感器。位置传感器例如从搭载于电动车辆1的GNSS(Global NavigationSatellite System)接收机、GPS(Global Positioning System)的接收机取得电动车辆1的位置信息。车辆传感器461也可以包括对燃料电池系统200的温度进行测定的温度传感器。
ECU(Electronic Control Unit)100例如基于多个燃料电池系统200的状态、蓄电池40的状态、以及多个燃料电池系统200的要求电力，来对多个燃料电池系统200分别进行控制。ECU100例如将要求电力与存储部150存储的阈值进行比较，并基于比较的结果来对多个燃料电池系统200分别进行控制。ECU100将蓄电池40的状态与存储部150中的阈值进行比较，并基于比较的结果，来对多个燃料电池系统200分别进行控制。控制方法例见后述。ECU100控制变换部32A、马达12A、变换部32B及马达12B。也可以是，单元4A具备控制部80A(80、未图示)，单元4B具备控制部80B(80、未图示)。在该情况下，单元4A的控制部也可以根据ECU100的控制来控制变换部32A、马达12A。单元4B的控制部也可以根据ECU100的控制来控制变换部32B、马达12A。
存储部150例如存储ECU100在控制时使用的各种阈值、ECU100在控制中使用的程序等。存储部150例如由HDD(Hard Disk Drive)、闪存器、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory、ROM(Read Only Memory)、或RAM(Random AccessMemory)等实现。
ECU100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，也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1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)装配于驱动装置而例如安装于作为存储部150的HDD、闪存器。
[燃料电池系统]
在此，说明燃料电池系统200的结构例。图3是表示本实施方式的燃料电池系统200的结构的一例的图。如图3那样，燃料电池系统200例如具备燃料电池堆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、FCVCU244、燃料电池控制装置246及燃料电池冷却系统280。图3的结构是一例，燃料电池系统200的结构不限定于此。
压缩机214具备由燃料电池控制装置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压缩，并将压缩后的空气向与阴极210B连接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与能够向燃料电池堆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，并通过燃料电池控制装置246的控制来开闭。
加湿器218对从压缩机214送入到氧化剂气体供给路250的空气进行加湿。例如，加湿器218具备例如中空纤维膜等透水膜，使来自压缩机214的空气经由透水膜进行接触，由此向空气添加水分而对空气进行加湿。
气液分离器220将未由阴极210B消耗而从阴极排出口212b排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，将从气液分离器220流入排气再循环路254的阴极废气与从密封入口阀216朝向阴极供给口212a而在氧化剂气体供给路250流通的空气混合，并向阴极210B再次供给。
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与能够向燃料电池堆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在通过燃料电池控制装置246的控制而开阀了的情况下，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201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将通过氢循环部230的作用而从燃料气体排出路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将从液态水分离的阳极废气向燃料电池堆210的阳极供给口212c供给。排到气液分离器232的液态水经由排放管264而排到大气中。
温度传感器240检测燃料电池堆210的阳极210A及阴极210B的温度，并将检测信号(温度信息)向燃料电池控制装置246输出。
接触器242设置于燃料电池堆210的阳极210A与FCVCU244之间及燃料电池堆210的阴极210B与FCVCU244之间。接触器242基于来自燃料电池控制装置246的控制，来将燃料电池堆210与FCVCU244之间电连接或切断。
FCVCU244配置于经过了接触器242的燃料电池堆210的阳极210A与电负载之间及经过了接触器242的燃料电池堆210的阴极210B与电负载之间。FCVCU244将与电负载侧连接的输出端子248的电压升压为由燃料电池控制装置246决定的目标电压。FCVCU244例如将从燃料电池堆210输出的电压升压为目标电压并向输出端子248输出。
燃料电池控制装置246按照由ECU100进行的发电控制，来控制燃料电池系统200中的发电的开始、结束、发电量等。燃料电池控制装置246使用燃料电池冷却系统280来进行与燃料电池系统200的温度调整相关的控制。燃料电池控制装置246也可以置换为例如FC-ECU这样的控制装置。另外，燃料电池控制装置246也可以与ECU100协作而进行电动车辆1的发电控制。
燃料电池冷却系统280按照由燃料电池控制装置246进行的控制，例如在由温度传感器240检测到的燃料电池堆210的温度为规定的阈值以上的情况下，对燃料电池系统200进行冷却。例如，燃料电池冷却系统280通过使冷却介质在设置于燃料电池堆210内的流路中巡回而排出燃料电池堆210的热量，来冷却燃料电池堆210的温度。燃料电池冷却系统280也可以在燃料电池系统200处于发电中的情况下，进行加热或冷却燃料电池堆210的控制，以使通过温度传感器240得到的温度维持在规定温度范围。
[控制装置]
接着，在单元4A、4B具备控制部80(80A、80B)的情况下，说明控制部80的结构例。图4是表示本实施方式的控制部80的结构的一例的框图。控制部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。在不具备控制部80的情况下，ECU100进行以下的控制。
马达控制部82基于车辆传感器461的输出，来算出对马达12要求的驱动力，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461的输出来算出对制动装置462要求的制动力，控制制动装置462以输出所算出的制动力。
电力控制部86管理蓄电池40的充电状况(蓄电状况)。例如，电力控制部86基于蓄电池40所具备的蓄电池传感器的输出，来算出蓄电池40的SOC(State Of Charge：蓄电池充电率)。电力控制部86例如在蓄电池40的SOC小于规定值的情况下，执行用于通过基于燃料电池系统200的发电来对蓄电池40进行充电的控制，或者报告向乘员催促通过来自外部的充电设备的电力供给而进行充电的信息。电力控制部86也可以进行用于在蓄电池40的SOC比规定值大的情况下停止充电控制、或者利用辅机等来消耗由燃料电池系统200发电得到的剩余电力的控制。
行驶控制部88例如基于由车辆传感器461取得的信息，来执行对电动车辆1的驾驶控制。行驶控制部88也可以除了基于由车辆传感器461取得的信息以外，还基于地图信息、从监视单元(未图示)取得的信息来执行电动车辆1的驾驶控制。监视单元例如包括对电动车辆1的外部的空间进行拍摄的相机、将电动车辆1的外部作为检测范围的雷达或LIDAR(Light Detection and Ranging)、基于它们的输出来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1的周边的物体的种类(尤其是车辆、行人及自行车)，并将物体的种类与其位置、速度的信息一起向行驶控制部88输出。驾驶控制例如通过控制电动车辆1的转向和加减速中的一方或双方，来使电动车辆1行驶。
[ECU]
接着，说明ECU100的结构例。图5是表示本实施方式的ECU100的结构的一例的框图。如图5那样，ECU100具备燃料电池状态取得部101、蓄电池状态取得部102、温度取得部103、比较部104及发电控制部105。
燃料电池状态取得部101取得与燃料电池系统200各自的状态相关的信息。
蓄电池状态取得部102取得与蓄电池40的状态相关的信息。
温度取得部103取得与燃料电池系统200的温度相关的信息。
比较部104将算出的SOC与存储部150存储的阈值进行比较。比较部104将算出的要求电力与存储部150存储的阈值进行比较。比较部104将温度与存储部150存储的阈值进行比较。
发电控制部105基于车辆传感器461的输出，来算出对蓄电池40和燃料电池系统200要求的要求电力量。例如，发电控制部105基于油门开度和车速来算出马达12应该输出的转矩，将根据转矩和马达12的转速求出的驱动轴负载电力与辅机46等要求的电力进行合计来算出要求电力量。例如，电力控制部86基于蓄电池40所具备的蓄电池传感器的输出，来算出蓄电池40的SOC。发电控制部105也可以从控制部80取得SOC信息。发电控制部105基于比较部104比较的结果，来将多个燃料电池系统200分别控制为开启状态或关闭状态。也可以由控制部80执行发电控制部105所进行的处理的一部分。
[第一控制例]
接着，说明第一控制例。在第一控制中，在电动车辆1例如为怠速状态时，ECU100根据SOC来对多个燃料电池系统分别进行控制。图6是表示本实施方式的第一控制例中的系统要求电力和蓄电池SOC的时间变化的一例的图。在图6中横轴为时刻[s]。线g11的纵轴为SOC值，线g11是蓄电池SOC相对于时刻的变化。纵轴也可以是电压值[V]。线g12的纵轴为电力值[W]，线g12是系统要求电力相对于时刻的变化。虚线g21表示第一阈值(SOC15)，虚线g22表示第二阈值(SOC13)。第一阈值为发电停止实施阈值，第二阈值为发电停止解除阈值。要求电力的大小关系为W11＜W12＜W13＜W14。SOC的大小关系为SOC11＜SOC12＜SOC13＜SOC14＜SOC15。
在时刻t0至t11的期间，由多个燃料电池系统200发电的发电电力比由电动车辆1的负载消耗的消耗电力低，因此蓄电池40的SOC从SOC11上升到SOC15。该期间的要求电力为W13。SOC为第一阈值(g21)以下，因此ECU100将四个燃料电池系统200(200A、200B、200C、200D)全部控制为开启状态(动作状态)。
在时刻t11至t12的期间，SOC已达到第一阈值，因此不再能够对蓄电池40进行充电。因此，ECU100控制为使负载停止。而且，要求电力保持为W13，因此ECU100将四个燃料电池系统200中的两个控制为关闭状态(停止状态)，将两个控制为开启状态。在该例子中，说明使两个燃料电池系统200停止的例子，但停止的燃料电池系统200为一个以上即可。通过该控制，SOC从SOC15下降到SOC13。
在时刻t12至t13的期间，SOC成为第二阈值，要求电力保持为W13，因此ECU100使停止了的两个燃料电池系统200为开启状态而将四个燃料电池系统200全部控制为开启状态。通过该控制，SOC从SOC13上升到SOC15。
在时刻t13时，负载降低而要求电力从W13下降到W11。在时刻t13至t14的期间，要求电力降低了，因此ECU100将四个燃料电池系统200全部控制为关闭状态。通过该控制，SOC从SOC15降低到SOC14。
在时刻t14至t15的期间，负载变化而要求电力从W11增加到比W13小且比W11大的W12，但ECU100由于SOC为第二阈值以上，因此继续使四个燃料电池系统200全部为关闭状态的控制。通过该控制，SOC从SOC14下降到SOC13。
在时刻t15时，要求电力从W12上升到比W13大的W14。在时刻t15至t16的期间，要求电力上升了，因此ECU100将四个燃料电池系统200全部控制为开启状态。通过该控制，SOC从SOC13下降到SOC12。
这样，ECU100在SOC达到第一阈值之后，将一个以上的燃料电池系统200控制为关闭状态。并且，ECU100在SOC处于第一阈值以下且第二阈值以上的情况下，使燃料电池系统200的关闭状态继续。第一阈值和第二阈值具有滞后作用(hysteresis)。并且，ECU100在SOC小于第二阈值的情况下，将全部的燃料电池系统200控制为开启状态。第一阈值与第二阈值之间为规定发电区域。
接着，说明ECU100的处理次序例。图7是表示本实施方式的第一控制例中的ECU100的处理次序例的流程图。在处理开始时，四个燃料电池系统200动作(开启状态)。
燃料电池状态取得部101取得与燃料电池系统200各自的状态相关的信息(步骤S11)。蓄电池状态取得部102取得与蓄电池40相关的信息(步骤S12)。
发电控制部105基于蓄电池40所具备的蓄电池传感器的输出，来算出蓄电池40的SOC(步骤S13)。
比较部104将算出的SOC与存储部150存储的第一阈值及第二阈值进行比较(步骤S14)。发电控制部105判别比较部104比较的结果中SOC是否为第一阈值以上(步骤S15)。
在判别为SOC小于第一阈值的情况下(步骤S15：否)，发电控制部105判别SOC是否为第二阈值以上(步骤S17)。在判别为SOC是第二阈值以上的情况下(步骤S17：是)，发电控制部105进入步骤S16的处理。
在判别为SOC是第一阈值以上的情况下(步骤S15：是)、或者判别为SOC为第二阈值以上的情况下(步骤S17：是)，发电控制部105将一个以上的燃料电池系统200控制为停止(关闭状态)(步骤S16)。在处理后，发电控制部105返回步骤S11的处理。
在判别为SOC小于第二阈值的情况下(步骤S17：否)，发电控制部105使全部的燃料电池系统200进行动作(开启状态)(步骤S18)。在处理后，发电控制部105使处理返回步骤S11。
在图7的处理中，也可以是，ECU100如图6那样也基于要求电力的增减来进行燃料电池系统200的控制状态的维持、变更。即，ECU100也可以基于要求电力和蓄电池40的状态这双方，来选择多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。在该情况下，ECU100例如也可以算出基于要求电力和蓄电池40的状态得到的积分，并基于算出的积分来选择多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
[第二控制例]
接着，说明第二控制例。在第二控制中，在电动车辆1例如为怠速状态时，ECU100根据要求电力来对多个燃料电池系统分别进行控制。图8是表示本实施方式的第二控制例中的系统要求电力和蓄电池SOC的时间变化的一例的图。在图8中，横轴为时刻[s]。线g13的纵轴为SOC，线g13是蓄电池SOC相对于时刻的变化。纵轴也可以是电压值[V]。线g14的纵轴为电力值[W]，线g14是系统要求电力相对于时刻的变化。虚线g23表示第三阈值(W25)，虚线g24表示第四阈值(W23)。第三阈值为发电停止解除阈值，第四阈值为发电停止实施阈值。要求电力的大小关系为W21＜W22＜W23＜W24＜W25＜W26＜W27。SOC的大小关系为SOC21＜SOC22＜SOC23＜SOC24。
在时刻t0至t21的期间，由多个燃料电池系统200发电的发电电力比由电动车辆1的负载消耗的消耗电力低，因此蓄电池40的SOC从SOC21上升到SOC23。该期间的要求电力为W26。ECU100由于要求电力为第三阈值(g23)以上，因此将四个燃料电池系统200全部控制为开启状态(动作状态)。
在时刻t21时，要求电力从W26下降到比W26小的W23。在时刻t21至t23的期间，要求电力比第四阈值(g24)小，因此ECU100将四个燃料电池系统200中的两个控制为关闭状态(停止状态)，将两个控制为开启状态。在该例子中，说明使两个燃料电池系统200停止的例子，但停止的燃料电池系统200为一个以上即可。通过该控制，SOC从SOC23上升到SOC24。
在时刻t23时，要求电力从W23下降到比W23小的W21。在时刻t23至t24的期间，要求电力比第四阈值(g24)小，因此ECU100继续设置为将四个燃料电池系统200中的两个控制为关闭状态(停止状态)且将两个控制为开启状态的状态。通过该控制，SOC保持为SOC24。
在时刻t24时，要求电力从W21上升到比W26小且比W23大的W24。在时刻t24至t25的期间，要求电力为第四阈值(g24)以上且第三阈值以下，因此ECU100继续设置为将四个燃料电池系统200中的两个控制为关闭状态(停止状态)且将两个控制为开启状态的状态。通过该控制，SOC从SOC24下降到SOC23。
在时刻t25时，要求电力从W24上升到比W26大的W27。在时刻t25至t26的期间，要求电力比第三阈值(g23)大，因此ECU100将四个燃料电池系统200全部控制为开启状态。通过该控制，SOC从SOC23下降到SOC22。
这样，ECU100在要求电力成为了第三阈值以下时，将一个以上的燃料电池系统200控制为关闭状态。并且，ECU100在要求电量为第三阈值以下且第四阈值以上的情况下，使燃料电池系统200的关闭状态继续。第三阈值和第四阈值具有滞后作用。并且，ECU100在要求电力小于第四阈值的情况下，将全部的燃料电池系统200控制为开启状态。第三阈值与第四阈值之间为规定发电区域。
接着，说明ECU100的处理次序例。图9是表示本实施方式的第二控制例中的ECU100的处理次序例的流程图。在处理开始时，四个燃料电池系统200进行动作(开启状态)。关于与第一控制同样的处理，使用相同附图标记并省略说明。
ECU100进行步骤S11～S12的处理。
发电控制部105基于车辆传感器461的输出，来算出对蓄电池40和燃料电池系统200要求的要求电力量(步骤S101)。发电控制部105基于蓄电池40所具备的蓄电池传感器的输出，来算出蓄电池40的SOC(步骤S13)。
比较部104将算出的要求电力与存储部150存储的第三阈值及第四阈值进行比较(步骤S102)。发电控制部105判别在比较部104比较的结果中要求电力是否小于第三阈值(步骤S103)。
在判别为要求电力是第三阈值以上的情况下(步骤S103：否)，发电控制部105判别在比较部104比较的结果中要求电力是否为第四阈值以上(步骤S105)。在判别为要求电力是第四阈值以上的情况下(步骤S105：是)，发电控制部105进入步骤S104的处理。
在判别为要求电力小于第三阈值的情况下(步骤S103：是)、或判别为要求电力是第四阈值以上的情况下(步骤S105：是)，发电控制部105将一个以上的燃料电池系统200控制为停止(关闭状态)(步骤S104)。发电控制部105返回步骤S11的处理。
在判别为要求电力小于第四阈值的情况下(步骤S105：否)，发电控制部105使全部的燃料电池系统200进行动作(开启状态)(步骤S106)。在处理后，发电控制部105使处理返回步骤S11。
也可以是，在图9的处理中，ECU100也基于要求电力和蓄电池40的状态这双方，选择多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。在该情况下，ECU100也可以例如算出基于要求电力和蓄电池40的状态得到的积分，并基于算出的积分来选择多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
[第一变形例]
在此，说明第一变形例。在第一控制及第二控制中，说明了在满足规定的条件的情况下使四个燃料电池系统200中的两个燃料电池系统为关闭状态的例子。在第一变形例中，说明基于发电时间来设定设为开启状态或关闭状态的燃料电池系统200的方法例。
在图8的时刻t21至t25的期间，ECU100可以随机选择也可以依次选择四个中的两个，还可以如图10那样按照发电时间多则在先的顺序进行选择。图10是用于说明第一变形例的图。在图10中，横轴为燃料电池系统编号，纵轴为发电时间[(例如分钟)]。虚线g101表示相对于发电时间的第五阈值(TIth)。附图标记g111表示第一燃料电池系统200A的发电时间，附图标记g112表示第二燃料电池系统200B的发电时间，附图标记g113表示第三燃料电池系统200C的发电时间，附图标记g114表示第四燃料电池系统200D的发电时间。
在图10的例子中，发电时间为第五阈值以上的燃料电池系统是第一燃料电池系统200A和第三燃料电池系统200C，发电时间小于第五阈值的燃料电池系统是第二燃料电池系统200B和第四燃料电池系统200D。第五阈值可以通过发电控制部105对多个燃料电池系统的发电时间例如取平均来求出，也可以是预先设定的值。在该情况下，在时刻t21至t25的期间，ECU100控制为使发电时间为第五阈值以上的第一燃料电池系统200A和第三燃料电池系统200C停止，使发电时间小于第五阈值的第二燃料电池系统200B和第四燃料电池系统200D动作。
在上述的例子中，说明了发电控制部105与第五阈值进行比较而选择停止或进行动作的燃料电池系统200的例子，但不限定于此。发电控制部105可以将多个燃料电池系统200各自的发电时间按照发电时间多则在先的顺序或发电时间少则在先的顺序进行排序，可以按照发电时间多则在先的顺序选择进行停止的燃料电池系统200，也可以按照发电时间短则在先的顺序来选择进行动作的燃料电池系统200。发电控制部105可以基于发电时间与阈值进行比较的结果来选择进行动作的燃料电池系统200，也可以基于发电时间与阈值进行比较的结果来选择进行停止的燃料电池系统200。
在此，参照图9来说明ECU100的处理次序例。在图9中处理不同的是步骤S103。
发电控制部105基于发电时间来选择进行停止的燃料电池系统200(步骤S103)。第五阈值的算出、发电时间与第五阈值之间的比较也由发电控制部105例如在步骤S103中进行。
在上述的例子中，说明对第二控制适用第一变形例的例子，但能够也对第一控制适用第一变形例。
[第二变形例]
接着，说明第二变形例。在第一控制及第二控制中，说明了在满足规定的条件的情况下，使四个燃料电池系统200中的两个燃料电池系统为关闭状态的例子。在第二变形例中，说明基于燃料电池系统200的温度信息来设定设为开启状态或关闭状态的燃料电池系统200的方法例。
ECU100也可以基于将温度与阈值进行比较的结果来选择。图11是用于说明第二变形例的图。在图11中，横轴为时刻[s]。线g13的纵轴为SOC，线g13是蓄电池SOC相对于时刻的变化。线g13的纵轴也可以是电压值[V]。线g14的纵轴为电力值[W]，线g14是系统要求电力相对于时刻的变化。虚线g41的纵轴为温度[度]，虚线g41是燃料电池系统200相对于时刻的温度的变化。虚线g42表示第六阈值(Tth)。
燃料电池系统200的温度是例如由温度传感器240(图3)检测到的温度。第六阈值是用于使燃料电池系统200的动作完成的、预热完成的阈值(温度的阈值)。
在图11的例子中，要求电力的线g14的变化、以及SOC的线g13的变化与图8相同，但发电控制部105由于时刻t0至t26的期间的温度小于第六阈值，因此不使燃料电池系统200的动作停止。如果时刻t26以后温度成为了第六阈值以上的情况下，使至少一个以上的燃料电池系统200的动作停止。
图11所示的温度例如为四个燃料电池系统200的温度的平均。温度也可以是每个燃料电池系统200的温度。在该情况下，也可以是，假设在时刻t21至t25的期间，发电控制部105使温度为第六阈值以上的燃料电池系统200的动作停止。或者，也可以是，假设在时刻t21至t25的期间，发电控制部105在温度为第六阈值以上的燃料电池系统200中，按照温度高则在先的顺序使两个燃料电池系统的动作停止。
接着，说明ECU100的处理次序例。图12是表示本实施方式的第二变形例中的ECU100的处理次序例的流程图。在处理开始时，四个燃料电池系统200进行动作(开启状态)。关于与第一控制同样的处理，使用相同的附图标记并省略说明。
ECU100进行步骤S11～S12、S101、S13的处理。
比较部104计算多个燃料电池系统200的温度传感器240检测到的温度的例如平均值。比较部104将温度的平均值与存储部150存储的第六阈值进行比较(步骤S201)。发电控制部105判别在比较部104比较的结果中温度的平均值是否比第六阈值大(步骤S202)。
在判别为温度的平均值比第六阈值大的情况下(步骤S202：是)，发电控制部105将一个以上的燃料电池系统200控制为停止(关闭状态)(步骤S203)。在处理后，发电控制部105使处理返回步骤S11。
在判别为温度的平均值不是第六阈值以上的情况下(步骤S202：否)，发电控制部105将全部的燃料电池系统200控制为动作状态(步骤S204)。在处理后，发电控制部105使处理返回步骤S11。以上，将温度的平均值与阈值进行比较而判别，但也可以根据系统的特性，基于温度的最低值、最大值等来进行判别。
第二变形例能够适用于第一控制及第二控制。
不限于上述的第一变形例、第二变形例，ECU100也可以根据燃料电池系统200的运行时间、湿润、上次停止的燃料电池系统200的履历、离子交换装置的使用时间、燃料电池201的劣化等，来选择进行停止的燃料电池系统200。
在第一控制、第二控制中，也可以是，在蓄电池SOC高的情况下，即便系统要求电力成为最低发电电力以上，ECU100也控制为不立即解除发电停止。其理由在于，在成为规定的SOC(第七阈值Soth)之前，利用蓄电池40弥补电力，减少蓄电池40的SOC。第七阈值Soth是与蓄电池40相应的阈值，例如为规格值以下，且是比第一阈值大的值。在进行这样的处理的情况下，ECU100例如也可以在步骤S14(图7)或S102(图9)中，进行SOC与存储部150存储的SOC的规定值之间的比较。并且，ECU100也可以例如在步骤S15(图7)或S103(图9)中，也考虑与SOC比较的结果而判别是否使燃料电池系统200停止。
[存储部150存储的信息例]
在此，说明存储部150存储的信息的一例。图13是表示本实施方式的存储部150存储的信息的一例的图。如图13那样，存储部150存储有与SOC相关的第一阈值和第二阈值、与要求电力相关的第三阈值和第四阈值、针对发电时间的第五阈值、与温度相关的第六阈值、与SOC(充电率)相关的第七阈值。
图13所示的阈值为一例，存储部150也可以存储其他阈值。
根据上述的实施方式，在到达规定发电区域的情况下，能够使燃料电池系统200的发电停止。根据上述的实施方式，能够配合要求电力而改变燃料电池系统200的停止状态。根据上述的实施方式，能够利用ECU100来监视燃料电池系统200的发电状态，使燃料电池系统200的发电频率均匀化(决定运行/非运行堆栈)。根据上述的实施方式，在预热未完成状态(例：系统温度为规定值以下)时，能够控制为不实施发电停止。根据上述的实施方式，在要求电力低于最低发电电力(高电位发电阈值等)的情况下，能够使燃料电池系统200停止发电。根据上述的实施方式，能够由ECU100监视燃料电池系统200的湿润、运行时间、劣化、温度、离子交换器使用时间、上次履历等，并切换进行发电停止的燃料电池系统200。根据上述的实施方式，在蓄电池40的SOC高的情况下，在系统要求电力成为最低发电电力以上时，能够控制为不立即解除发电停止。
其结果是，根据本实施方式，能够使搭载着的燃料电池系统200的发电频率(使用时间等)均匀化，因此能够抑制作为多个燃料电池系统的整体的劣化。根据本实施方式，能够提高燃料电池系统200及燃料电池系统200的构成部件的耐久性。
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 (13)

1.一种发电控制系统，其中，
所述发电控制系统具备：
多个燃料电池系统，它们搭载于通过电力来进行工作的电动装置；
蓄电池，其搭载于所述电动装置；以及
控制装置，其基于所述多个燃料电池系统的状态、所述蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
2.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于将所述要求电力与阈值进行比较的结果，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
3.根据权利要求2所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置在将所述要求电力与所述阈值进行比较的结果是所述要求电力小于所述阈值的情况下，决定所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
4.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于将所述蓄电池的状态与阈值进行比较的结果，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
5.根据权利要求4所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置在将所述蓄电池的状态与所述阈值进行比较的结果是所述蓄电池的状态即蓄电池充电率为所述阈值以上的情况下，决定所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
6.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于所述要求电力和所述蓄电池的状态这双方，来决定所述多个燃料电池系统中的进行工作或停止的燃料电池系统。
7.根据权利要求2或3所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统各自的发电时间与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
8.根据权利要求7所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置在将所述多个燃料电池系统各自的发电时间与所述阈值进行比较的结果是所述发电时间为所述阈值以上的所述多个燃料电池系统中，选择进行停止的燃料电池系统。
9.根据权利要求2或3所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统的温度与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作的燃料电池系统。
10.根据权利要求9所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置在将所述多个燃料电池系统的温度与所述阈值进行比较的结果是所述温度为所述阈值以上的情况下，选择所述多个燃料电池系统中的进行停止的燃料电池系统。
11.根据权利要求1所述的发电控制系统，其中，
所述控制装置基于将所述多个燃料电池系统所具有的燃料电池的充电率与阈值进行比较的结果，来选择所述多个燃料电池系统中的进行工作或停止的燃料电池系统。
12.一种发电控制方法，其中，
所述发电控制方法使计算机进行如下处理：
基于搭载于通过电力而工作的电动装置的多个燃料电池系统的状态、搭载于所述电动装置的蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
13.一种存储介质，其存储有程序，其中，
所述程序使计算机进行如下处理：
基于搭载于通过电力而工作的电动装置的多个燃料电池系统的状态、搭载于所述电动装置的蓄电池的状态、以及所述多个燃料电池系统的要求电力，来对所述多个燃料电池系统分别进行控制。
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