DE102012208197A1

DE102012208197A1 - Brennstoffzellenfahrzeug

Info

Publication number: DE102012208197A1
Application number: DE102012208197A
Authority: DE
Inventors: Daishi Igarashi; Takuya Shirasaka; Kazunori Watanabe; Katsumi Hayashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: JP2012244713A; DE102012208197B4; JP5409702B2; US20120296505A1; CN102785583B; US8600599B2; CN102785583A

Abstract

Ein Brennstoffzellenfahrzeug (10) umfasst eine Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) zum Erkennen des Bergauffahrens über eine lange Strecke und eine Steuereinrichtung (122), um, falls die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, die Zuteilungsmenge von elektrischer Leistung, die von einer Brennstoffzelle (32) ausgegeben wird, derart zu steuern, dass die Zuteilungsmenge größer als die Zuteilungsmenge vor der Erkennung des Bergauffahrens über eine lange Strecke ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug einschließlich eines Fahrmotors, der unter Verwendung einer Brennstoffzelle und einer Energiespeichervorrichtung angetrieben wird.
Beschreibung der verwandten Technik
Brennstoffzellenfahrzeuge mit einem Fahrmotor unter Verwendung einer Brennstoffzelle und einer Batterie sind bekannt (US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009/0105895 (auf die hier nachstehend als „US 2009/0105895 A1” Bezug genommen wird), japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2009-046020 (auf die hier nachstehend als „ JP 2009-046020 A ” Bezug genommen wird)).
Wenn in US 2009/0105895 A1 eine Gaspedalöffnungsgradänderungsrate ΔAcc hoch ist, wird die Menge der Batterieunterstützung erhöht, und wenn die Änderungsrate ΔAcc klein ist, wird die Menge der Batterieunterstützung verringert (siehe „Zusammenfassung” dort). Die Menge der Batterieunterstützung wird basierend auf der Änderungsrate ΔAcc kontinuierlich eingestellt, bis die Differenz ΔP zwischen dem Antriebsleistungsbedarf Pdr* und der Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle im Wesentlichen null wird (siehe S150, S155 und S190 von 3 hier). Wenn ferner in US 2009/0105895 A1 im Vergleich zu dem Fall der normalen Betriebsart eine Sportbetriebsart ausgewählt wird, wird die Menge der Batterieunterstützung erhöht, und wenn eine Sparbetriebsart ausgewählt wird, wird die Menge der Batterieunterstützung verringert (siehe Zusammenfassung und 8 dort).
Um ferner in JP 2009-046020 A die Erhöhung der Temperatur der Brennstoffzelle während eines Bergauffahrens zu unterdrücken, wenn die Temperatur der Brennstoffzelle 6 der Schwellwert oder mehr wird, wird die Ausgangsleistung einer Klimatisierungsvorrichtung 21 verringert. Somit wird durch Verringern der Menge der Abwärme von einem Kondensator 22 der Klimatisierungsvorrichtung 21, der vor einem Kühler 9 der Brennstoffzelle 6 bereitgestellt ist, eine Verbesserung im Kühlwirkungsgrad des Kühlers 9 erreicht (siehe Zusammenfassung dort).
Zusammenfassung der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, wird in US 2009/0105895 A1 die Menge der Batterieunterstützung abhängig von der Gaspedalöffnungsgradänderungsrate ΔAcc und der Fahrbetriebsart eingestellt. Jedoch wird die Menge der Batterieunterstützung (Ausgangsleistung von der Batterie) zur Zeit des Bergauffahrens über eine lange Strecke (insbesondere Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit) nicht betrachtet. Unter der Annahme, dass die Steuerung von US 2009/0105895 A1 zur Zeit des Bergauffahrens über eine lange Strecke angewendet wird, und ein Zustand, in dem die Differenz ΔP zwischen dem Antriebsleistungsbedarf Pdr* und der Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle nicht im Wesentlichen null wird, eine lange Zeit anhält, kann unerwünschterweise die Batterieleistung ausgehen, da ein Zustand, in dem die Menge der Batterieunterstützung groß ist, anhält. In dieser Hinsicht gibt es in JP 2009-046020 A keine Beschreibung.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der Probleme dieser Art gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brennstoffzellenfahrzeug bereitzustellen, das es möglich macht, zur Zeit eines Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit eine erwünschte Unterstützung von einer Energiespeichervorrichtung sicherzustellen.
Ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Fahrmotor, eine Brennstoffzelle, eine Energiespeichervorrichtung, eine Energieverteilungsvorrichtung, eine Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren und eine Steuereinrichtung. Die Brennstoffzelle liefert elektrische Leistung an den Fahrmotor. Die Energiespeichervorrichtung liefert elektrische Leistung an den Fahrmotor, und die Energiespeichervorrichtung ist fähig, mit elektrischer Rückgewinnungsleistung des Fahrmotors oder in der Brennstoffzelle erzeugter elektrischer Leistung geladen zu werden. Die Leistungsverteilungsvorrichtung steuert Ziele, an welche in der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Leistung, von der Energiespeichervorrichtung ausgegebene elektrische Leistung und elektrische Rückgewinnungsleistung des Fahrmotors geliefert werden. Die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren erkennt das Bergauffahren des Brennstoffzellenfahrzeugs über eine lange Strecke. In dem Fall, in dem die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, steuert die Steuereinrichtung eine Zuteilungsmenge an elektrischer Leistung, die von der Brennstoffzelle ausgegeben wird, derart, dass die Zuteilungsmenge der von der Brennstoffzelle ausgegebenen elektrischen Leistung höher als die Zuteilungsmenge vor der Erkennung des Bergauffahrens über eine lange Strecke ist.
In der vorliegenden Erfindung ist in dem Fall, in dem das Bergauffahren über eine lange Strecke erkannt wird, die Steuerung derart implementiert, dass die Zuteilungsmenge der elektrischen Leistung, die von der Brennstoffzelle ausgegeben wird, größer als vor der Erkennung des Erkennung des Bergauffahrens über eine lange Strecke ist. Da die Zuteilungsmenge der von der Energiespeichervorrichtung ausgegebenen elektrischen Leistung somit während des Bergauffahrens über eine lange Strecke relativ verringert wird, wird es möglich, zu verhindern, dass der SOC (Ladezustand) der Energiespeichervorrichtung aufgrund des Entladens von elektrischer Leistung mit der hohen Leistungsausgabe in einer frühen Phase verringert wird, und zu verhindern, dass die Unterstützung durch die Energiespeichervorrichtung in einer frühen Phase untauglich gemacht wird.
Das Brennstoffzellenfahrzeug kann ferner eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Brennstoffzelle mit einem Kühlmittel umfassen. In dem Fall, in dem die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, kann die Ausgangsleistung der Klimaanlage abhängig von der Zunahme der Temperatur der Brennstoffzelle beschränkt werden. Auf diese Weise kann während des Bergauffahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs über eine lange Strecke durch Begrenzen der Ausgangleistung der Klimaanlage überschüssige elektrische Leistung für die Ausgangsleistung des Fahrmotors verwendet werden. Außerdem wird es zum Beispiel in dem Fall, in dem Wärme aus der Klimaanlage die Temperatur der Brennstoffzelle oder des Kühlmittels erhöht, oder in dem Fall, in dem das Kühlmittel für die Brennstoffzelle auch zum Kühlen der Klimaanlage verwendet wird, durch Begrenzen der Ausgangsleistung von der Klimaanlage, um in der Klimaanlage erzeugte Wärme gering zu halten, möglich, selbst wenn die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle erhöht wird, die Brennstoffzelle geeignet gegen Wärme zu schützen. Ferner wird es möglich, zu verhindern, dass die Ausgangsleistung und der Wirkungsrad der Brennstoffzelle aufgrund der Überhitzung der Brennstoffzelle verringert werden.
Wenn die Energiespeichervorrichtung eine Batterie ist, kann ein oberer Grenzwert des restlichen Batteriepegels (Ladezustand: SOC) der Batterie zum Durchführen der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle festgelegt werden. Wenn der restliche Batteriepegel den oberen Grenzwert übersteigt, kann die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle nicht durchgeführt werden, und in dem Fall, in dem die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, kann der obere Grenzwert des restlichen Batteriepegels erhöht werden. Selbst wenn der SOC der Batterie hoch ist, kann somit während des Bergauffahrens über eine lange Strecke die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle durchgeführt werden. Selbst wenn daher die erforderliche Last für das Bergauffahren über eine lange Strecke hoch gehalten wird, wird es möglich, zu verhindern, dass der SOC der Batterie in einem frühen Stadium verringert wird, und zu verhindern, dass die Unterstützung durch die Batterie in einem frühen Stadium untauglich wird, da die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle entsprechend der Last geeignet geregelt wird.
Ein oberer Grenzwert der Brennstoffzellenausgangsleistung kann abhängig von dem restlichen Batteriepegel (Ladezustand) festgelegt werden, und in dem Fall, in dem die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren in einem Bereich, in dem der restliche Batteriepegel niedrig ist, das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, kann der obere Grenzwert der Brennstoffzellenausgangsleistung im Vergleich zu dem Fall, in dem die Erkennungsvorrichtung für Langstrecken-Bergauffahren kein Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, niedriger festgelegt werden. Auf diese Weise wird es möglich, die Überhitzung der Brennstoffzelle zu unterdrücken und ein gewünschtes Fahrverhalten aufrecht zu erhalten.
Das heißt, in der vorliegenden Erfindung kann, außer in dem Fall, in dem der SOC der Batterie ab einem Zeitpunkt unmittelbar, nachdem das Bergauffahren über eine lange Strecke begonnen wird, niedrig ist, der SOC während des Bergauffahrens über eine lange Strecke (insbesondere Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit) allmählich verringert werden. In dem Fall, in dem der Grenzwert für die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle während des Bergauffahrens über eine lange Strecke erhöht wird (die Ausgangsleistungsgrenze der Brennstoffzelle wird gelockert), könnte die Brennstoffzelle aufgrund der Leistungserzeugung überhitzt werden, bevor der SOC niedrig wird (Da die in der Brennstoffzelle erzeugte Wärme proportional zum Quadrat des Leistungserzeugungsstroms ist, wird die in der Brennstoffzelle erzeugte Wärmemenge erhöht, wenn der Strom höher ist.). In dem Fall, in dem die Brennstoffzelle überhitzt wird, kann es notwendig werden, einige Maßnahmen zu ergreifen, z. B. die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle erheblich zu begrenzen oder die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle zu stoppen. In dem Fall, in dem derartige Maßnahmen erforderlich sind, kann das Fahrverhalten mitten während des Bergauffahrens maßgeblich schlecht werden. Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Bereich, in dem der SOC niedrig ist, in dem Fall, in dem das Bergauffahren über eine lange Strecke erkannt wird, der Ausgangsleistungsgrenzwert der Brennstoffzelle verringert. Selbst wenn das Bergauffahren über eine lange Strecke anhält, wird es daher möglich, die Überhitzung der Brennstoffzelle zu unterdrücken und ein erwünschtes Fahrverhalten aufrecht zu erhalten.
Ferner wird in dem Fall, in dem die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle in dem Zustand, in dem der Leistungserzeugungswirkungsgrad niedrig ist, das Kraftstoffgas schnell verbraucht. Um das Problem anzugehen, wird in der vorstehenden Struktur die Menge des Verbrauchs an Kraftstoffgas zur Zeit des Bergauffahrens über eine lange Strecke niedrig gehalten. Folglich wird es möglich, zu verhindern, dass das Kraftstoffgas übermäßig verwendet wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mittels erläuternder Beispiele gezeigt sind, offensichtlicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das eine Struktur eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
2 ist ein Diagramm, das Einzelheiten eines Gleichspannungs-Wandlers gemäß der Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das die grundlegende Steuerung in einem elektronischen Steuergerät (ESG) zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm (Einzelheiten von Schritt S2 in 3) der Berechnung einer Systemlast;
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der aktuellen Drehzahl eines Motors und der geschätzten von dem Motor verbrauchten elektrischen Leistung zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm zum Festlegen eines elektrischen Leistungsgrenzwerts einer Klimaanlage und eines oberen Grenzwerts der Brennstoffzellenausgangsleistung;
7 ist ein Diagramm, das eine Aufstellung des oberen Grenzwerts der Brennstoffzellenausgangsleistung zum Definieren der Beziehung zwischen dem SOC der Batterie und dem oberen Grenzwert der Brennstoffzellenausgangsleistung definiert;
8 ein Diagramm ist, das eine Korrekturwertaufstellung für eine Klimaanlagenbegrenzung zeigt, um die Beziehung zwischen der Temperatur von Kühlwasser für die Brennstoffzelle und dem Klimaanlagen-Begrenzungskorrekturwert zu definieren.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines ersten modifizierten Beispiels des Leistungssystems gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt;
10 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines zweiten modifizierten Beispiels des Leistungssystems gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines dritten modifizierten Beispiels des Leistungssystems gemäß der ersten Ausführungsform schematisch zeigt; und
12 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der in 7 gezeigten Aufstellung der oberen Grenzwerte der Brennstoffzellenausgangsleistung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1. Beschreibung in Bezug auf die Gesamtstruktur
[1-1. Gesamtstruktur]
1 ist ein Diagramm, das eine Struktur eines Brennstoffzellenfahrzeugs 10 (auf das hier nachstehend als „Brennstoffzellenfahrzeug 10” oder „Fahrzeug 10” Bezug genommen wird) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. Das Brennstoffzellenfahrzeug 10 umfasst ein Fahrzeugleistungsversorgungssystem 12 (auf das hier nachstehend als ein „Leistungsversorgungsystem 12” Bezug genommen wird), einen Fahrmotor 14 und einen Inverter (Zusatzgerät) 16.
Das Leitungsversorgungssystem 12 umfasst eine Brennstoffzelleneinheit 18 (auf die hier nachstehend als die „Brennstoffzelleneinheit 18” Bezug genommen wird), eine Batterie 20 (Energiespeichervorrichtung), eine Stromverteilungsvorrichtung 22 und ein elektronisches Steuergerät (Steuervorrichtung) 24 (auf die hier nachstehend als „ESG 24” Bezug genommen wird).
[1-2. Antriebssystem]
Der Motor 14 erzeugt basierend auf der von der Brennstoffzelleneinheit 18 und der Batterie 20 gelieferten elektrischen Leistung eine Antriebskraft und dreht unter Verwendung der Antriebskraft durch ein Getriebe 26 Räder 28. Ferner gibt der Motor 14 durch Rückgewinnung elektrische Leistung (elektrische Rückgewinnungsleistung Preg) [W] an die Batterie 20 aus. Die elektrische Rückgewinnungsleistung Preg kann an eine Gruppe von Zusatzgeräten (einschließlich einer Luftpumpe 36, einer Wasserpumpe (Kühlvorrichtung) 68, einer Klimaanlage 130 und einer Gruppe von Niederspannungszusatzgeräten 134, wie später beschrieben) ausgegeben werden.
Der Inverter 16 hat eine Dreiphasen-Vollbrückenstruktur und führt die Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung aus, um Gleichstrom in Wechselstrom mit drei Phasen umzuwandeln. Der Inverter 16 liefert den Wechselstrom an den Motor 14 und liefert den Gleichstrom nach der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlung als ein Ergebnis der Rückgewinnung über eine Leistungsverteilungsvorrichtung 22 an die Batterie 20 oder ähnliches.
Es sollte bemerkt werden, dass auf den Motor 14 und den Inverter 16 gemeinsam als eine Last 30 Bezug genommen wird. Die Last 30 kann Komponenten (Zusatzgerät), wie etwa eine Luftpumpe (Zuführungsvorrichtung für Reaktionsgas) 36, eine Wasserpumpe 68, eine Klimaanlage 130 und eine Gruppe von Niederspannungszusatzgeräten, die später beschrieben werden sollen, umfassen.
[1-3. Brennstoffzelleneinheit 18]
Die Brennstoffzelleneinheit 18 umfasst einen Brennstoffzellenstapel 32 (auf den hier nachstehend als „ein Brennstoffzellenstapel 32” oder „eine Brennstoffzelle 32” Bezug genommen wird). Zum Beispiel wird der Brennstoffzellenstapel 32 durch Stapeln von Brennstoffzellen (auf die hier nachstehend als „Brennstoffzellen” Bezug genommen wird) ausgebildet, von denen jede eine Anode, eine Kathode und eine Festpolymerelektrolytmembran, die zwischen der Anode und der Kathode eingefügt ist, umfasst. Ein Wasserstofftank 34 und die Luftpumpe 36 sind durch ihre jeweiligen Durchgänge 38, 40 mit dem Brennstoffzellenstapel 32 verbunden. Wasserstoff (Kraftstoffgas) wird als ein Reaktionsgas von dem Wasserstofftank 34 geliefert und Druckluft (sauerstoffenthaltendes Gas) wird als das andere Reaktionsgas von der Luftpumpe 36 geliefert. Elektrochemische Reaktionen des Wasserstoffs und der Luft, die von dem Wasserstofftank 34 und der Luftpumpe 36 an den Brennstoffzellenstapel 32 geliefert werden, finden in dem Brennstoffzellenstapel 32 statt, um elektrische Leistung zu erzeugen, und die in der Leistungserzeugung erzeugte elektrische Leistung (elektrische Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle) [W] wird an den Motor 14 und die Batterie 20 geliefert.
Die Leistungserzeugungsspannung des Brennstoffzellenstapels 32 (auf die hier nachstehend als die „Brennstoffzellenspannung Vfc” Bezug genommen wird) [V] wird von einem Spannungssensor 42 erfasst, und der Leistungserzeugungsstrom des Brennstoffzellenstapels 32 (auf den hier nachstehend als der „Brennstoffzellenstrom Ifc” Bezug genommen wird) [A], wird von einem Stromsensor 44 erfasst. Die Brennstoffzellenspannung Vfc und der Brennstoffzellenstapel Ifc werden an das ESG 24 ausgegeben. Ferner wird die Leistungserzeugungsspannung jeder Brennstoffzelle des Brennstoffzellenstapels 32 (Auf die hier nachstehend als „Zellenspannung Vzelle” Bezug genommen wird) [V] von einem Spannungssensor 46 erfasst und an das ESG 24 ausgegeben.
Ein Regler 50 wird in dem Durchgang 38 bereitgestellt, der den Wasserstofftank 34 und den Brennstoffzellenstapel 32 verbindet. Ein Durchgang 52 verzweigt von dem Durchgang 40, der die Luftpumpe 36 und den Brennstoffzellenstapel 32 verbindet, und der Durchgang 52 ist mit dem Regler 50 verbunden. Druckluft von der Luftpumpe 36 wird durch den Durchgang 52 zugeführt. Der Regler 50 ändert den Öffnungsgrad des Ventils abhängig von dem Druck der zugeführten Druckluft und regelt den Durchsatz des Wasserstoffs, der an den Brennstoffzellenstapel 32 zugeführt wird.
Ein Entleerungsventil 58 und ein Absperrventil 60 sind jeweils in einem Wasserstoffdurchgang 54 und einem Luftdurchgang 56 bereitgestellt, die auf der Auslassseite des Brennstoffzellenstapels 32 bereitgestellt sind. Das Entleerungsventil 58 lässt den Wasserstoff auf der Auslassseite des Brennstoffzellenstapels 32 nach außerhalb des Fahrzeugs 10 aus, und das Absperrventil 60 regelt den Druck der Luft. Ferner ist ein Durchgang 62, der den Durchgang 38 auf der Einlassseite des Wasserstoffs und den Durchgang 54 auf der Auslassseite des Wasserstoffs verbindet, bereitgestellt. Der von dem Brennstoffzellenstapel 32 ausgelassene Wasserstoff wird durch den Durchgang 62 zu der Einlassseite des Brennstoffzellenstapels 32 zurück geführt. Drucksensoren 64, 66 sind in den Durchgangen 54, 56 auf der Auslassseite des Brennstoffzellenstapels 32 bereitgestellt, und Erfassungswerte (Druckwerte) werden jeweils von den Drucksensoren 64, 66 an das ESG 24 ausgegeben.
Ferner ist die Wasserpumpe 68 zum Kühlen des Brennstoffzellenstapels 32 benachbart zu dem Brennstoffzellenstapel 32 bereitgestellt. Die Wasserpumpe 68 zirkuliert Kühlwasser (Kühlmittel) in dem Brennstoffzellenstapel 32. Die Temperatur Tw [°C] des Kühlwassers wird von einem Temperatursensor 70 erfasst und an das ESG 24 ausgegeben.
[1-4. Batterie 20]
Die Batterie 20 ist eine Energiespeichervorrichtung (Energiespeicher), der mehrere Batteriezellen enthält. Zum Beispiel können eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, eine Nickelwasserstoffbatterie oder ein Kondensator als die Batterie 20 verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Lithiumionen-Sekundärbatterie verwendet. Die Ausgangsspannung [V] der Batterie 20 (auf die hier nachstehend als die „Batteriespannung Vbat” Bezug genommen wird) wird von einem Spannungssensor 72 erfasst, und der Ausgangsstrom [A] der Batterie 20 [auf den hier nachstehend als der „Batteriestrom Ibat” Bezug genommen wird), wird von dem Stromsensor 74 erfasst. Die Batteriespannung Vbat und der Batteriestrom Ibat werden an das ESG 24 ausgegeben. Das ESG 24 berechnet den restlichen Batteriepegel (Ladezustand) (auf den hier nachstehend als „SOC” Bezug genommen wird) [%] der Batterie 20 basierend auf der Batteriespannung Vbat von dem Spannungssensor 72 und dem Batteriestrom Ibat von dem Stromsensor 74.
[1-5. Leistungsverteilungsvorrichtung 22]
Die Leistungsverteilungsvorrichtung 22 steuert Ziele, an welche die elektrische Brennstoffzellenleistung Pfc von der Brennstoffzelleneinheit 18, die von der Batterie 20 gelieferte elektrische Leistung [W] (auf die hier nachstehend als die „elektrische Batterieleistung Pbat” Bezug genommen wird) und die elektrische Rückgewinnungsleistung Preg von dem Motor 14 geliefert werden.
2 zeigt Einzelheiten der Leistungsverteilungsvorrichtung 22 in der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Leistungsverteilungsvorrichtung 22 einen Gleichspannungs-Wandler 78, wobei eine Seite des Gleichspannungs-Wandlers 78 mit der Primärseite 1S, wo die Batterie 20 bereitgesellt ist, verbunden ist, und die andere Seite des Gleichspannungs-Wandlers 78 mit der Sekundärseite 2S verbunden ist, die Verbindungspunkte zwischen der Last 30 und der Brennstoffzelle hat.
Der Gleichspannungs-Wandler 78 ist ein Aufwärts-/Abwärtsspannungswandler vom Stromstellertyp zum Erhöhen der Spannung auf der Primärseite 1S (Primärspannung V1) [V] auf die Spannung auf der Sekundärseite 2S (Sekundärspannung V2) [V] (V1 ≤ V2) und Verringern der Sekundärspannung V2 auf die Primärspannung V1.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Gleichspannungs-Wandler 78 einen Phasenarm UA, der zwischen der Primarseite 15 und der Sekundärseite 2S eingefügt ist, und eine Drossel 80.
Der Phasenarm UA umfasst ein oberes Armelement (ein oberes Schaltelement 82 und eine Diode 84) und ein unteres Armelement (ein unteres Armschaltelement 86 und eine Diode 88). Zum Beispiel wird in dem oberen Armschaltelement 82 und dem unteren Armschaltelement 86 jeweils ein MOSFET oder IGBT verwendet.
Die Drossel 80 ist zwischen dem Mittelpunkt (gemeinsamen Anschlusspunkt) des Phasenarms UA und der positiven Elektrode der Batterie 20 eingefügt. Die Drossel 80 wird betrieben, um während der Spannungsumwandlung zwischen der Primärspannung V1 und der Sekundärspannung V2 durch den Gleichspannungs-Wandler 78 Energie abzugeben oder zu akkumulieren.
Das obere Armschaltelement 82 wird eingeschaltet, wenn ein hoher Pegel eines Gate-Ansteuersignals (Antriebsspannung) UH von dem ESG 24 ausgegeben wird, und das untere Armschaltelement 86 wird eingeschaltet, wenn der hohe Pegel eines Gate-Ansteuersignals (Antriebsspannung) UL von dem ESG 24 ausgegeben wird.
Das ESG 24 erfasst die Primärspannung V1 durch einen Spannungssensor 90, der parallel zu einem Glättungskondensator 92 auf der Primärseite bereitgestellt ist, und erfasst den elektrischen Strom auf der Primärseite (Primärstrom I1) [A] durch einen Stromsensor 94. Ferner erfasst das ESG 24 die Sekundärspannung V2 durch einen Spannungssensor 96, der parallel zu dem Glättungskondensator 98 auf der Sekundärseite bereitgestellt ist, und erfasst den elektrischen Strom auf der Sekundärseite (Sekundärstrom I2) [A] durch einen Stromsensor 100.
[1-6. ESG 24]
Das ESG 24 steuert den Motor 14, den Inverter 16, die Brennstoffzelleneinheit 18, die Batterie 20 und die Leistungsverteilungsvorrichtung 22 (Gleichspannungs-Wandler 78) durch eine Kommunikationsleitung 102 (siehe 1). Zur Implementierung der Steuerung werden in einem Speicher (ROM) gespeicherte Programme ausgeführt, und Erfassungswerte, die von verschiedenen Sensoren, wie etwa den Spannungssensoren 42, 46, 72, 90, 96, den Stromsensoren 44, 74, 94, 100, den Drucksensoren 64, 66 und dem Temperatursensor 70 erhalten werden, werden verwendet.
Die verschiedenen Sensoren hier umfassen einen Öffnungsgradsensor 110, einen Motordrehzahlsensor 112 und einen Gradientensensor 116 (1). Der Öffnungsgradsensor 110 erfasst den Öffnungsgrad [Grad] eines Gaspedals 118 (auf den hier nachstehend als „ein Gaspedalöffnungsgrad θ” oder „Öffnungsgrad θ” Bezug genommen wird). Der Drehzahlsensor 112 erfasst die Drehzahl [U/Min] des Motors 14 (auf die hier als die „Motordrehzahl Nm” oder „Drehzahl Nm” Bezug genommen wird). Der Gradientensensor 116 erfasst den Gradienten A [°] der Straße (Gradient des Fahrzeugs 10 in seiner Längsrichtung). Ferner ist ein Hauptschalter 120 (auf den hier nachstehend als der „Hauptschalter 120” Bezug genommen wird) mit dem ESG 24 verbunden. Der Hauptschalter SW 120 schaltet zwischen der Zuführung und Nichtzuführung der elektrischen Leistung von der Brennstoffzelleneinheit 18 und der Batterie 20 an den Motor 14 um. Dieser Hauptschalter 120 kann von einem Benutzer betätigt werden.
Das ESG 24 umfasst einen Mikrocomputer. Ferner hat das ESG 24 nach Bedarf einen Zeitschalter und Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Schnittstellen, wie etwa einen Analog-Digital-Wandler und einen Digital-Analog-Wandler. Das ESG 24 kann nur ein einziges ESG aufweisen. Alternativ kann das ESG 24 mehrere ESGs jeweils für den Motor 14, die Brennstoffzelleneinheit 18, die Batterie 20 und die Leistungsverteilungsvorrichtung (Gleichspannungs-Wandler 78) 22 aufweisen.
Das ESG 24 hat eine Leistungserzeugungssteuerfunktion (Steuereinrichtung) 122 und eine Erkennungsfunktion für Langstrecken-Bergauffahren (Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren) 124. Die Leistungserzeugungssteuerfunktion 122 ist eine Funktion zum Steuern der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32. Die Erkennungsfunktion 124 für Langstrecken-Bergauffahren ist eine Funktion zur Erkennung des Bergauffahrens des Fahrzeugs 10 über eine lange Strecke. Diese Funktionen 122, 124 werden später im Detail beschrieben.
[1-7. Klimaanlage 130]
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeug 10 ferner eine Klimaanlage 130. Ein (nicht gezeigter) Kondensator der Klimaanlage 130 ist vor einem (nicht gezeigten) Kühler der Brennstoffzelle 32 bereitgestellt. Zum Beispiel kann die detaillierte Struktur (einschließlich des Layouts) des Kondensators und des Kühlers basierend auf der Beschreibung von JP 2009-046020 A bereitgestellt werden.
Die Klimaanlage 130 wird gemäß Anweisungen von dem ESG 24 betrieben. Zu dieser Zeit erhält die Klimaanlage 130 elektrische Leistung von der Brennstoffzelle 32 und der Batterie 20 und dem Motor 14.
[1-8. Abwärtswandler 132 und Gruppe von Niederspannungszusatzvorrichtungen 134]
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeug 10 ferner einen Abwärtswandler 132 (auf den hier als der „DV 132” Bezug genommen wird) und eine Gruppe von Niederspannungszusatzvorrichtungen 134. Die Ausgangsleistung von dem DV 132 kann an eine (nicht gezeigte) Niederspannungsbatterie ausgegeben werden. Der DV 132 verringert die Primärspannung V1 des Gleichspannungs-Wandlers 78 und gibt die Primärspannung V1 an die Gruppe von Niederspannungszusatzvorrichtungen 134 aus. Die Gruppe von Niederspannungszusatzvorrichtungen 134 umfasst z. B. Lampen (Lichter), verschiedene Sensoren und das ESG 24.
2. Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform
Als nächstes wird die Steuerung in dem ESG 24 beschrieben.
[2-1. Grundlegende Steuerung]
3 ist ein Flussdiagramm, das die grundlegende Steuerung in dem ESG 24 zeigt. In Schritt S1 bestimmt das ESG 24, ob der Hauptschalter 120 in einem EIN-Zustand ist oder nicht. Wenn der Hauptschalter SW 120 nicht in dem EIN-Zustand ist (S1: NEIN), wird der Schritt S1 wiederholt. Wenn der Hauptschalter 120 in dem EIN-Zustand ist (S1: Ja), geht die Steuerung weiter zu Schritt S2. In Schritt S2 berechnet das ESG 24 die Last (Systemlast Ls) [W], die von dem Leistungsversorgungssystem 12 benötigt wird.
In Schritt S3 führt das ESG 24 das Energiemanagement des Leistungsversorgungssystems 12 durch. Das Energiemanagement ist hier ein Verfahren zur Berechnung der Leistungserzeugungsmenge der Brennstoffzelle 32 (elektrische Brennstoffzellenleistung Pfc) und der Ausgangsleistung der Batterie 20 (Batterieausgangsleistung Pbat). Das Energiemanagement soll die Verschlechterung des Brennstoffzellenstapels 32 unterdrücken und den Wirkungsgrad in der Ausgangsleistung des gesamten Leistungsversorgungssystems 12 verbessern.
Insbesondere bestimmt das ESG 24 basierend auf der in Schritt S2 berechneten Systemlast Ls die Zuteilung (Anteile) einer Brennstoffzellenlast (geforderte Ausgangsleistung) Lfc, die der Brennstoffzelle 32 zugeteilt werden sollte, einer Batterielast (geforderte Ausgangsleistung) Lbat, die der Batterie 20 zugeteilt werden sollte, und einer Rückgewinnungsleistungsversorgungslast Lreg, die der Rückgewinnungsleistungsversorgung (Motor 14) durch Einstellung zugeteilt werden sollte.
In Schritt S4 implementiert das ESG 24 basierend auf der in Schritt S3 bestimmten Last Lfc der Brennstoffzelle oder ähnlichem die Steuerung (Brennstoffzellenleistungserzeugungssteuerung) von peripheren Vorrichtungen des Brennstoffzellenstapels 32, d. h. der Luftpumpe 36, des Entleerungsventils 58, des Absperrventils 60 und der Wasserpumpe 68. In Schritt S5 implementiert das ESG 24 die Drehmomentsteuerung des Motors 14, z. B. basierend auf der Motordrehzahl Nm von dem Drehzahlsensor 112 und dem Öffnungsgrad θ des Gaspedals 118 von dem Öffnungsgradsensor 110.
In Schritt s6 bestimmt das ESG 24, ob der Hauptschalter 120 in einem AUS-Zustand ist oder nicht. Wenn der Hauptschalter 120 nicht in dem AUS-Zustand ist (S6: Nein), kehrt die Steuerung zu Schritt S2 zurück. Wenn der Hauptschalter SW 120 in dem EIN-Zustand ist (S6: Ja), wird das aktuelle Verfahren beendet.
[2-2. Berechnung der Systemlast Ls]
4 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der Systemlast Ls. In Schritt S11 liest das ESG 24 den Öffnungsgrad θ des Gaspedals 118 von dem Öffnungsgradsensor 110. In Schritt S12 liest das ESG 24 die Drehzahl Nm [U/Min] des Motors 14 von dem Drehzahlsensor 112.
In Schritt S13 berechnet das ESG 24 die geschätzte von dem Motor 14 verbrauchte elektrische Leistung Pm [W] basierend auf dem Öffnungsgrad θ und der Drehzahl Nm. Insbesondere wird in einem in 5 gezeigten Kennfeld die Beziehung zwischen der Drehzahl Nm und der geschätzten verbrauchten Energie Pm für jeden Öffnungsgrad θ gespeichert. Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem der Öffnungsgrad θ θ1 ist, eine Charakteristik 140 verwendet. Ebenso wird in den Fällen, in denen die Öffnungsgrade θ, θ2, θ3, θ4, θ5 und θ6 sind, jeweils die Charakteristiken 142, 144, 146, 148 und 150 verwendet. Nachdem die Charakteristik, welche die Beziehung zwischen der Drehzahl Nm und der verbrauchten elektrischen Leistung Pm basierend auf dem Öffnungsgrad θ angibt, bestimmt wurde, wird basierend auf der bestimmten Charakteristik die geschätzte verbrauchte Energie Pm entsprechend der Drehzahl Nm bestimmt.
In Schritt S14 liest das ESG 24 Daten der aktuellen Betriebsbedingungen aus Zusatzvorrichtungen. Zum Beispiel umfassen Zusatzvorrichtungen hier Zusatzvorrichtungen, die mit hoher Spannung betrieben werden, wie etwa die Luftpumpe 36, die Wasserpumpe 68 und die (nicht gezeigte) Klimaanlage, und Zusatzgeräte, die mit niedriger Spannung betrieben werden, wie etwa die (nicht gezeigte) Niederspannungsbatterie, das Zubehör und das ESG 24. Was zum Beispiel die Betriebsbedingungen der Luftpumpe 36 und der Wasserpumpe 68 betrifft, werden jeweils die Drehzahl Nap [U/Min] der Luftpumpe 36 und die Drehzahl Nwp [U/Min] der Wasserpumpe 68 gelesen. Was die Betriebsbedingung der Klimaanlage betrifft, werden Ausgangseinstellungen der Klimaanlage gelesen.
In Schritt S15 berechnet das ESG 24 die von den Zusatzgeräten verbrauchte elektrische Leistung Pa [W] abhängig von den aktuellen Betriebsbedingungen der Zusatzgeräte. In Schritt S16 berechnet das ESG 24 die geschätzte verbrauchte elektrische Leistung in dem ganzen Brennstoffzellenfahrzeug 10 (d. h. die Systemlast Ls), indem es die geschätzte elektrische Leistung Pm, die von dem Motor 14 verbraucht wird, und die elektrische Leistung Pa, die von den Hilfsgeräten verbraucht wird, summiert.
[2-3.] Ausgangsleistungsgrenze der Klimaanlage 130 und der Brennstoffzelle 32]
In der vorliegenden Ausführungsform werden basierend darauf, ob das Fahrzeug 10 mitten in dem Bergauffahren über eine lange Strecke (insbesondere in der Mitte des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit) ist, Grenzwerte (obere Grenzwerte) für die von der Klimaanalage 130 verbrauchte elektrische Leistung und die in der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 erzeugte elektrische Leistung festgelegt. Das heißt, der Grenzwert für die von der Klimaanlage 130 verbrauchte elektrische Leistung (auf den hier nachstehend als der „elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim” Bezug genommen wird) wird zur Zeit der Berechnung der elektrischen Leistung Pa, die von den Zusatzgeräten verbraucht wird, in Schritt S2 von 3 verwendet (insbesondere in Schritt S15 von 4). Ferner wird der obere Grenzwert der elektrischen Brennstoffzellenleistung Pfc (auf den hier nachstehend als der „obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung” Bezug genommen wird) zur Zeit der Berechnung der Last Lfc der Brennstoffzelle in Schritt S3 von 3 verwendet.
6 ist ein Flussdiagramm zum Festlegen des elektrischen Klimaanlagen-Leistungsgrenzwerts Palim und des oberen Grenzwerts Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung. In Schritt S21 berechnet das ESG 24 (die Leistungserzeugungssteuerfunktion 122) die elektrische Versorgungsleistung Psup der Primärseite der Brennstoffzelle. Die elektrische Versorgungsleistung Psup der Primärseite der Brennstoffzelle kann berechnet werden, indem die Ausgangsleistung des Motors 14 und die von der Luftpumpe 36 verbrauchte elektrische Leistung von der Leistungserzeugungsmenge der Brennstoffzelle 32 (d. h. der Brennstoffzellenausgangsleistung Pfc) subtrahiert werden, und stellt elektrische Leistung dar, die an die Last außer den Motor 14 und die Luftpumpe 36 geliefert werden kann.
In Schritt S22 bestimmt das ESG 24, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V [km/h] gleich oder höher als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert THV1 (auf den hier nachstehend auch als der „Schwellwert THV1” Bezug genommen wird) ist oder nicht, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert THV1 ist eine erste Bedingung zur Bestimmung, ob das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist oder nicht (worauf hier nachstehend als die „Bedingung 1 für das Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit” Bezug genommen wird). Die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird von dem ESG 24 basierend auf der Motordrehzahl Nm berechnet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als der Schwellwert THW1 ist (S22: Nein), wird bestimmt, dass das Fahrzeug 10 nicht mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist.
In Schritt S23 setzt das ESG 24 durch Eingeben von null in einen Zähler C den Zähler C zurück. Der Zähler C wird verwendet, um die Bestimmung festzulegen, dass das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist. Dann berechnet das ESG 24 in Schritt S24 den elektrischen Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim basierend auf dem folgenden Ausdruck (1). Palim = elektrische Versorgungsleistung Psup der Primärseite der Brennstoffzelle + Batterieausgangsleistungsgrenzwert Pblim – elektrischer Leistungsverbrauch Pdv des Abwärtswandlers (1)
In dem vorstehenden Ausdruck (1) stellt der Batterieausgangsleistungsgrenzwert Pblim den Ausgangsleistungsgrenzwert (oberen Grenzwert) der Batterie 20 dar, und der „elektrische Leistungsverbrauch Pdv des Abwärtswandlers” stellt die elektrische Leistung dar, die von dem Abwärtswandler 132 verbraucht wird.
Dann legt das ESG 24 in Schritt S25 den oberen Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung basierend auf dem SOC der Batterie 20 fest. Insbesondere wird der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung entsprechend dem SOC basierend auf einer oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 160 während des Normalbetriebs in einer in 7 gezeigten Aufstellung der oberen Grenzwerte der Brennstoffzellenausgangsleistung bestimmt.
Wenn, wie in 7 gezeigt, der SOC gemäß der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 160 während des Normalbetriebs in der Aufstellung der oberen Grenzwerte der Brennstoffzellenausgangsleistung der SOC1 oder mehr ist, ist der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung null. Dies liegt daran, dass es in dem Fall, in dem der SOC übermäßig hoch ist, vorteilhaft ist, elektrische Leistung von der Batterie 20 zu verwenden, anstatt die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 durchzuführen, um den Leistungserzeugungswirkungsgrad des Leistungsversorgungssystems 12 als ein Ganzes zu verbessern. Wenn der SOC ferner in der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 160 während des Normalbetriebs kleiner als der SOC1 ist, wird der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung erhöht, wenn der SOC abnimmt. Dies liegt daran, dass wenn der SOC niedrig ist, die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 32 verwendet wird, um den Mangel der Ausgangsleistung der Batterie 20 auszugleichen, und mit der überschüssigen elektrischen Leistung die Batterie 20 geladen wird.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V Rückbezug auf Schritt S22 nehmend, der Schwellwert THV1 oder mehr ist, und folglich die Bedingung 1 für das Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit erfüllt ist (S22: Ja), dann bestimmt das ESG 24 in Schritt S26, ob ein von einem Gradientensensor 116 erfasster Gradient A gleich oder größer einem Gradientenschwellwert THA1 (auf den hier nachstehen als der „Schwellwert THA1” Bezug genommen wird) ist oder nicht, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist oder nicht. Der Schwellwert THA1 ist eine zweite Bedingung für die Bestimmung, ob das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist oder nicht (worauf hier als die „Bedingung 2 für das Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit” Bezug genommen wird). Wenn der Gradient A kleiner als der Schwellwert THA1 ist (S26: Nein), wird bestimmt, dass das Fahrzeug 10 nicht mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist. Dann geht das Verfahren weiter zu Schritt S23, um die Verfahren, wie vorstehend beschrieben, durchzuführen.
Wenn der Gradient A der Schwellwert THA1 oder mehr ist (S26: Ja), dann bestimmt das ESG 24 in Schritt S27, ob die Bestimmung, dass das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, festgelegt werden soll. Insbesondere wird bestimmt, ob der Zähler C größer oder gleich dem Zählerschwellwert THC1 ist oder nicht, um die Bestimmung festzulegen. Wenn der Zähler C kleiner als der Schwellwert THC1 ist (S27: nein), dann inkrementiert das ESG 24 in Schritt S28 den Zähler C um 1, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S24. Wenn der Zähler C der Schwellwert THC1 oder mehr ist (S27: Ja), wird die Bestimmung, dass das Fahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, festgelegt, und das Verfahren geht weiter zu Schritt S29.
In Schritt S29 legt das ESG 24 den Klimaanlagen-Grenzkorrekturwert α (auf den hier nachstehend auch als der „Korrekturwert α” Bezug genommen wird) fest. Der Korrekturwert α ist ein Wert zur Begrenzung der Ausgangsleistung der Klimaanalage 130 während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit, und der Korrekturwert α wird basierend auf der von dem Temperatursensor 70 erfassten Temperatur Tw des Kühlwassers bestimmt. Insbesondere wird in der in 8 gezeigten Aufstellung für den Klimaanlagen-Grenzkorrekturwert α, der Klimaanlagengrenzkorrekturwert α verwendet, der der Wassertemperatur Tw des Kühlwassers entspricht.
Wie aus 8 zu erkennen ist, ist der Korrekturwert α konstant, wenn in der Aufstellung für den Klimaanlagengrenzwert die Wassertemperatur Tw der Schwellwert Tw1 oder kleiner ist. Wenn die Wassertemperatur Tw ferner den Schwellwert Tw1 übersteigt, wird der Korrekturwert α allmählich erhöht. Wenn daher die Wassertemperatur Tw den Schwellwert Tw1 übersteigt, wird die Ausgangsleistungsgrenze für die Klimaanlage 130 erhöht, wenn die Wassertemperatur Tw zunimmt. Somit ist es möglich, die Zunahme der Temperatur der Brennstoffzelle 32 weiter niedrig zu halten, wenn die Wassertemperatur Tw hoch wird.
In Schritt S30 von 6 berechnet das ESG 24 den elektrischen Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit basierend auf dem folgenden Ausdruck (2). Palim = elektrische Versorgungsleistung Psup der Primärseite der Brennstoffzelle – Klimaanlagen-Grenzkorrekturwert α – elektrischer Leistungsverrauch Pdv des Abwärtswandlers (2)
Im Gegensatz zu dem elektrischen Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim (siehe den vorstehenden Ausdruck (1)) in dem Fall, in dem das Fahrzeug nicht mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit (während des Normalbetriebs) ist, wird in dem elektrischen Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim in dem Fall, in dem das Fahrzeug mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist (siehe Ausdruck (2)) der Klimaanlagen-Grenzkorrekturwert α subtrahiert (S30), und es gibt keine Addition des Batterieausgangsleistungswerts Pblim. Somit wird die von der Klimaanlage 130 verbrauchte elektrische Leistung unterdrückt, und durch Bereitstellen von elektrischer Leistung für die Ausgangsleistung des Motors 14 wird eine Verbesserung der Fahreigenschaften erreicht. Ferner wird es durch Unterdrücken der Ausgangsleistung von der Batterie 20 möglich, das übermäßige Entladen von elektrischer Leistung von der Batterie 20 während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit zu verhindern.
In Schritt S31 bestimmt das ESG 24 den oberen Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung basierend auf dem SOC der Batterie 20. Insbesondere wird unter Verwendung einer oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 162 zur Zeit des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit in der in 7 gezeigten Aufstellung der oberen Grenzwerte der Brennstoffzellenausgangsleistung der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung entsprechend dem SOC bestimmt.
Wie aus 7 zu sehen ist, ist in der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 162 zur Zeit des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung null, wenn der SOC der SOC2 oder mehr ist. Im Vergleich zu der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 160 während des Normalbetriebs ist der SOC, bei dem der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung null ist, höher, um zu verhindern, dass der SOC der Batterie 20 verringert auf den niedrigsten Wert (z. B. null) verringert wird, selbst wenn die erforderliche Systemlast Ls für das Bergauffahren über eine lange Strecke hoch gehalten wird.
Wenn ferner der SOC in der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 162 während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit kleiner als SOC3 ist, ist der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung im Vergleich zu der oberen Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 160 während des Normalbetriebs niedriger. Dies soll die Überhitzung der Brennstoffzelle 32 unterdrücken und ein erwünschtes Fahrverhalten aufrecht erhalten.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann, abgesehen von dem Fall, in dem der SOC ab einem Zeitpunkt unmittelbar, nachdem das Bergauffahren über eine lange Strecke begonnen wird (insbesondere während eines Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit), niedrig ist, der SOC allmählich verringert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Grenzwert Pfclim während des Bergauffahrens über eine lange Strecke (in einem Bereich, in dem der SOC zwischen den SOC3 und dem SOC2 ist) hoch (der obere Grenzwert der Ausgangsleistung der Brennstoffzelle wird gelockert). Daher könnte die Brennstoffzelle 32 durch die Leistungserzeugung überhitzt werden, bevor der SOC niedrig wird (Da in der Brennstoffzelle 32 erzeugte Wärme proportional zum Quadrat des Brennstoffzellenstroms Ifc ist, wird die Menge an in der Brennstoffzelle 32 erzeugten Wärme erhöht, wenn der elektrische Strom höher ist.). In dem Fall, in dem die Brennstoffzelle 32 überhitzt ist, kann es notwendig werden, einige Maßnahmen zu ergreifen, z. B. die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 erheblich zu begrenzen oder die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 zu stoppen. In dem Fall, in dem derartige Maßnahmen erforderlich sind, werden die Fahreigenschaften mitten im Bergauffahren maßgeblich schlecht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung für die SOC-Wiederherstellung, die während der Normalbedingung durchgeführt wird, in dem Bereich in dem der SOC niedrig ist (weniger als der SOC3) nicht hoch (Ausgangsleistungsgrenze der Brennstoffzelle ist nicht gelockert). Somit wird es, selbst wenn das Bergauffahren über eine lange Strecke anhält, möglich, die Überhitzung der Brennstoffzelle 32 zu unterdrücken und erwünschte Fahreigenschaften aufrecht zu erhalten.
Ferner wird das Kraftstoffgas in dem Fall, in dem die Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle in dem Zustand erhöht wird, in dem der Leistungserzeugungswirkungsgrad niedrig ist, schnell verbraucht. Daher ist es notwendig, die Verbrauchsmenge des Kraftstoffgases zur Zeit des Bergauffahrens über eine lange Strecke niedrig zu halten und die übermäßige Verwendung des Kraftstoffgases zu verhindern.
3. Vorteile der vorliegenden Ausführungsform
Wie vorstehend beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, in dem ein Bergauffahren über eine lange Strecke (insbesondere Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit) erkannt wurde, die Last Lfc der Brennstoffzelle (Zuteilungsmenge an elektrischer Leistung, die von der Brennstoffzelle ausgegeben wird) derart gesteuert, dass sie größer als vor der Erkennung des Bergauffahrens über eine lange Strecke wird (Wenn der SOC in 7 den SOC3 übersteigt, wird der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung erhöht.). Da somit die Last Lbat der Batterie während des Bergauffahrens des Fahrzeugs 10 über eine lange Strecke relativ verringert wird, wird es möglich, zu verhindern, dass der SOC der Batterie 20 aufgrund hoher Ausgabeentladung schnell verringert wird, und zu verhindern, dass die Unterstützung durch die Batterie 20 untauglich wird (d. h. es wird möglich, zu verhindern, dass die elektrische Leistung der Batterie 20 ausgeht).
Wenn das ESG 24 (Erkennungsfunktion für Langstrecken-Bergauffahren 124) in der vorliegenden Ausführungsform das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, wird die Ausgangsleistung der Klimaanlage 130 abhängig von der Zunahme der Temperatur Tw des Kühlwassers begrenzt. Folglich kann durch Begrenzen der Ausgangsleistung der Klimaanlage 130 während des Bergauffahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 über eine lange Strecke überschüssige elektrische Leistung für die Ausgangsleistung des Motors 14 genutzt werden. Außerdem wird es zum Beispiel in dem Fall, in dem Wärme von der Klimaanlage 130 die Temperatur der Brennstoffzelle 32 oder des Kühlmittels erhöht, oder in dem Fall, in dem das Kühlmittel für die Brennstoffzelle 32 auch zum Kühlen der Klimaanlage 130 genutzt wird, möglich, die Brennstoffzelle 32, selbst wenn die Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle erhöht wird, geeignet gegen die Wärme zu schützen, indem die Ausgangsleistung der Klimaanlage 130 begrenzt wird, um in der Klimaanlage 130 erzeugte Wärme niedrig zu halten. Ferner wird es möglich, zu verhindern, dass die Ausgangsleistung und der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle 32 aufgrund der Überhitzung der Brennstoffzelle 32 verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die oberen Grenzwerte SOC1 und SOC2 zum Durchführen der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 festgelegt. Wenn der SOC die oberen Grenzwerte SOC1 und SOC2 übersteigt, wird die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 nicht durchgeführt. Wenn das ESG 24 (die Erkennungsfunktion für Langstrecken-Bergauffahren 124) das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, wird der obere Grenzwert des SOC erhöht. Auf diese Weise kann während des Bergauffahrens über eine lange Strecke die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 durchgeführt werden, auch wenn der SOC hoch ist. Selbst wenn die erforderliche Systemlast Ls für das Bergauffahren über eine lange Strecke hoch gehalten wird, wird es somit möglich, zu verhindern, dass der SOC in einer frühen Phase verringert wird, und zu verhindern, dass die Unterstützung durch die Batterie 20 in einem frühen Stadium untauglich wird, da die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 32 entsprechend der Systemlast Ls geeignet eingestellt werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung abhängig von dem SOC festgelegt, und wenn das ESG 24 (die Erkennungsfunktion für Langstrecken-Bergauffahren 124) Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, ist der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung in einem Bereich, in dem der SOC niedrig ist, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Bergauffahren über eine lange Strecke nicht erkannt wird, niedriger (7). Auf diese Weise kann die Überhitzung der Brennstoffzelle 32 unterdrückt werden, und gewünschte Fahreigenschaften können aufrecht erhalten werden.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann der SOC während des Bergauffahrens über eine lange Strecke (insbesondere während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit), abgesehen von dem Fall, in dem der SOC ab einem Zeitpunkt unmittelbar, nachdem das Bergauffahren über eine lange Strecke begonnen wird, niedrig ist, allmählich verringert werden. Da der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung in der vorliegenden Ausführungsform während des Bergauffahrens über eine lange Strecke erhöht wird (die Ausgangsleistungsgrenze der Brennstoffzelle wird gelockert), kann die Brennstoffzelle 32 überhitzt werden, bevor der SOC niedrig wird (Da in der Brennstoffzelle 32 erzeugte Wärme proportional zum Quadrat des Brennstoffzellenstroms Ifc ist, wird die in der Brennstoffzelle 32 erzeugte Wärmemenge vergrößert, wenn der elektrische Strom höher ist.). In dem Fall, in dem die Brennstoffzelle 32 überhitzt wird, wird es notwendig, einige Maßnahmen zu ergreifen, z. B. die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 erheblich zu begrenzen oder die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 zu stoppen. Wenn derartige Maßnahmen erforderlich sind, werden die Fahreigenschaften mitten im Bergauffahren maßgeblich schlecht. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der SOC niedrig (kleiner als SOC3) ist, ist der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung für die SOC-Wiederherstellung, die während des Normalbetriebs durchgeführt wird, nicht hoch (die Ausgangsleistungsgrenze der Brennstoffzelle wird nicht gelockert). Somit wird es, selbst wenn das Bergauffahren über eine lange Strecke anhält, möglich, die Überhitzung der Brennstoffzelle 32 zu unterdrücken und gewünschte Fahreigenschaften aufrecht zu erhalten.
Ferner wird in dem Fall, in dem die Ausgangsleistung Pfc der Brennstoffzelle in dem Zustand erhöht wird, in dem der Leistungserzeugungswirkungsgrad niedrig ist, das Kraftstoffgas schnell verbraucht. Um das Problem anzugehen, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Verbrauchsmenge des Kraftstoffgases während des Bergauffahrens über eine lange Strecke niedrig gehalten. Somit wird es möglich, zu verhindern, dass das Kraftstoffgas übermäßig verbraucht wird.
4. Modifizierte Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann basierend auf der Beschreibung hier verschiedene Strukturen verwenden. Zum Beispiel kann die vorliegende Struktur verwendet werden.
[4-1. Anwendung des Leistungsversorgungssystems]
Obwohl das Leistungsversorgungssystem 12 in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform montiert ist, ist die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Das Leistungsversorgungssystem 12 kann in anderen Objekten montiert werden. Zum Beispiel kann das Leistungsversorgungssystem 12 in beweglichen Objekten, wie etwa elektrisch unterstützten Fahrrädern, Schiffen oder Flugzeugen, verwendet werden.
[4-2. Struktur des Leistungsversorgungssystems 12]
In den Ausführungsformen sind die Brennstoffzelle 32 und die Batterie 20 parallel angeordnet, und der Gleichspannungs-Wandler 78 ist auf der Nahseite der Batterie 20 angeordnet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Zum Beispiel können die Brennstoffzelle 32 und die Batterie 20, wie in 9 gezeigt, parallel bereitgestellt werden, und ein Hochsetzsteller, Tiefsetzsteller oder Hochsetz-/Tiefsetz-Gleichspannungs-Wandler 170 kann auf der Nahseite der Brennstoffzelle 32 bereitgestellt sein. Alternativ können die Brennstoffzelle 32 und die Batterie 20, wie in 10 gezeigt parallel bereitgestellt sein, der Gleichspannungs-Wandler 170 kann auf der Nahseite der Brennstoffzelle 32 bereitgestellt sein, und der Gleichspannungs-Wandler 78 kann auf der Nahseite der Batterie 20 bereitgestellt sein. Alternativ können die Brennstoffzelle 32 und die Batterie 20, wie in 11 gezeigt, in Reihe bereitgestellt sein, und der Gleichspannungs-Wandler 78 kann zwischen der Batterie 20 und dem Motor 14 bereitgestellt sein.
[4-3. Bestimmung des Bergauffahrens über eine lange Strecke (Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit)]
In der vorstehenden Ausführungsform wird die Bestimmung, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 10 mitten im Bergauffahren über eine lange Strecke (insbesondere im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit) ist, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V vorgenommen, die basierend auf der Motordrehzahl Nm und dem Gradienten A von dem Gradientensensor 116 berechnet wird (S22 und S26 von 6). Jedoch ist die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die Bestimmung, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 10 mitten im Bergauffahren über eine lange Strecke ist, unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V basierend auf Positionsinformationen von einer (nicht gezeigten) Navigationsvorrichtung vorgenommen werden. Alternativ können Gradienteninformationen von Straßen in der Navigationsvorrichtung gespeichert sein oder die Gradienteninformationen können durch eine (nicht gezeigte) drahtlose Kommunikationseinrichtung von einer externen Vorrichtung (z. B. Server) gewonnen werden, um die Gradienteninformationen zu nutzen.
Alternativ kann in dem Fall der Bestimmung, ob das Brennstoffzellenfahrzeug mitten im Bergauffahren über eine lange Strecke ist oder nicht, ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit V zum Beispiel der Schritt S22 von 6 weggelassen werden, und die Bestimmung kann durch die Schritte S26 und S27 vorgenommen werden. Alternativ kann basierend auf Karteninformationen der Navigationsvorrichtung bestimmt werden, ob das Brennstoffzellenfahrzeug mitten im Bergauffahren über eine lange Strecke ist oder nicht. Anders gesagt wird in dem Fall der Verwendung des Zählers C in Schritt S27 die Bestimmung des Bergauffahrens über eine lange Strecke basierend auf der Fortsetzung des Bergauffahrens vorgenommen. In dem Fall, in dem die Bestimmung basierend auf den Karteninformationen vorgenommen wird, wird es möglich, zu bestimmen (vorherzusagen), ob das Brennstoffzellenfahrzeug 10 über eine lange Strecke bergauf fahren wird oder nicht.
[4-4. Ausgangsleistungsgrenze der Brennstoffzelle 32]
In der vorstehenden Ausführungsform wird der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 10 nicht mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, in einem Bereich, in dem der SOC den SOC3 übersteigt, erhöht (der obere Grenzwert der Brennstoffzellenausgangsleistung wird gelockert). Jedoch ist der Bereich, in dem der obere Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung erhöht wird, nicht auf diesen Bereich beschränkt. Zum Beispiel kann eine obere Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 182 während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit, wie in 12 gezeigt, selbst in dem Bereich, in dem der SOC niedrig ist, die obere Grenzwertcharakteristik der Brennstoffzellenausgangsleistung 180 während des Normalbetriebs übersteigen. Ferner kann, anstatt den oberen Grenzwert Pfclim der Brennstoffzellenausgangsleistung während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit zu erhöhen, die Brennstoffzellenausgangsleistung Pfc während des Normalbetriebs mit einem vorbestimmten Koeffizienten multipliziert werden, oder während des Normalbetriebs kann ein vorbestimmter Wert zu der Brennstoffzellenausgangsleistung Pfc addiert werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wird der obere Grenzwert des SOC für die Durchführung der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 10 nicht mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, hoch festgelegt (Normalzustand: SOC1 -> Zustand des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit: SOC2). Jedoch kann der obere Grenzwert des SOC für die Durchführung der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 32 in einer anderen Weise festgelegt werden. Zum Beispiel kann der obere Grenzwert während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit nicht bereitgestellt werden. Alternativ kann der gleiche obere Grenzwert ungeachtet dessen, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist oder nicht, verwendet werden.
[4-5. Ausgangsleistungsgrenze der Klimaanlage 130]
In der vorstehenden Ausführungsform wird der elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim, während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit abhängig von der Temperatur Tw des Kühlwassers der Brennstoffzelle festgelegt (8). Jedoch ist die Weise der Begrenzung der Ausgangsleistung der Klimaanlage 130 während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Wenn während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit zum Beispiel die Systemlast Ls steigt oder die Brennstoffzellenlast Lfc steigt, kann der elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim hoch festgelegt werden. Alternativ kann in dem Fall, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, wenn der Gradient A größer ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist, der elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim hoch festgelegt werden. Alternativ kann in dem Fall, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 10 mitten im Bergauffahren mit hoher Geschwindigkeit ist, die Ausgangsleistung der Klimaanlage 130 auf einen vorbestimmten niedrigsten Wert (einschließlich null) eingestellt werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wird während des Bergauffahrens mit hoher Geschwindigkeit der elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim bereitgestellt. Alternativ kann der elektrische Klimaanlagen-Leistungsgrenzwert Palim nicht bereitgestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-046020 A [0002, 0004, 0005, 0050]
US 2009/0105895 A1 [0003, 0005]

Claims

Brennstoffzellenfahrzeug (10), das aufweist: einen Fahrmotor (14); eine Brennstoffzelle (32) zum Liefern von elektrischer Leistung an den Fahrmotor (14); eine Energiespeichervorrichtung (20) zum Liefern von elektrischer Leistung an den Fahrmotor (14), wobei die Energiespeichervorrichtung (20) fähig ist, mit elektrischer Rückgewinnungsleistung von dem Fahrmotor (14) oder in der Brennstoffzelle (32) erzeugter elektrischer Leistung geladen zu werden; eine Leistungsverteilungsvorrichtung (22) zum Steuern von Zielen, an welche die in der Brennstoffzelle (32) erzeugte elektrische Leistung, die von der Energiespeichervorrichtung (20) ausgegebene elektrische Leistung und die Rückgewinnungsleistung des Fahrmotors (14) geliefert werden; eine Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) zum Erkennen des Bergauffahrens der Brennstoffzelle (10) über eine lange Strecke; und eine Steuereinrichtung (122), um in dem Fall, in dem die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, eine Zuteilung der Menge an elektrischer Leistung, die von der Brennstoffzelle (32) ausgegeben wird, derart zu steuern, dass die Zuteilungsmenge der von der Brennstoffzelle (32) ausgegebenen elektrischen Leistung größer als die Zuteilungsmenge vor der Erkennung des Bergauffahrens über eine lange Strecke ist.
Brennstoffzellenfahrzeug (10) nach Anspruch 1, das ferner eine Kühlvorrichtung (68) zum Kühlen der Brennstoffzelle (32) durch ein Kühlmittel aufweist, wobei in dem Fall, in dem die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, die Ausgangsleistung (130) abhängig von der Zunahme der Temperatur der Brennstoffzelle (32) begrenzt wird.
Brennstoffzellenfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Energiespeichervorrichtung (20) eine Batterie (20) ist; ein oberer Grenzwert des Ladezustands der Batterie (20) zum Durchführen der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle (32) festgelegt wird, und wobei die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle (32) nicht durchgeführt wird, wenn der Ladezustand den oberen Grenzwert übersteigt; und in dem Fall, in dem die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, der obere Grenzwert des Ladezustands erhöht wird.
Brennstoffzellenfahrzeug (10) nach Anspruch 3, wobei ein oberer Grenzwert der Ausgangsleistung der Brennstoffzelle (32) abhängig von dem Ladezustand festgelegt wird; und in dem Fall, in dem die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) das Bergauffahren über eine lange Strecke erkennt, der obere Grenzwert der Ausgangsleistung der Brennstoffzelle (32) in einem Bereich, in dem der Ladezustand niedrig ist, im Vergleich zu dem Fall, in dem die Erkennungseinrichtung für Langstrecken-Bergauffahren (124) das Bergauffahren über eine lange Strecke nicht erkennt, niedriger festlegt wird.