JP2001231108A - 電動車両の充電装置 - Google Patents
電動車両の充電装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
-
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メインスイッチをオフにした状態でも二次電
池に対する自動充電機能を構成しておくことにより駐車
等の時間に二次電池の容量不足分を充電することができ
る電動車両の充電装置を提供する。 【解決手段】 発電装置１及び走行中には該発電装置１
により充電されるとともに駆動モータ３の電源となる二
次電池を搭載した電動車両２０の充電装置において、メ
インスイッチ５をオフした状態で定期的に上記二次電池
の残容量を検出し、該検出された残容量が所定値以下の
時には上記発電装置１を起動して上記二次電池２８を充
電する。
池に対する自動充電機能を構成しておくことにより駐車
等の時間に二次電池の容量不足分を充電することができ
る電動車両の充電装置を提供する。 【解決手段】 発電装置１及び走行中には該発電装置１
により充電されるとともに駆動モータ３の電源となる二
次電池を搭載した電動車両２０の充電装置において、メ
インスイッチ５をオフした状態で定期的に上記二次電池
の残容量を検出し、該検出された残容量が所定値以下の
時には上記発電装置１を起動して上記二次電池２８を充
電する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電装置及び該発
電装置により充電されるとともに駆動モータの電源とな
る二次電池を搭載した電動車両の充電装置に関する。
電装置により充電されるとともに駆動モータの電源とな
る二次電池を搭載した電動車両の充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電装置として、エンジンとエンジンで
駆動される発電機とからなるエンジン発電機や燃料電池
等を搭載した自動二輪車等の電動車両を構成しようとし
た場合、収納スペースや車両重量バランス，コスト等の
観点からの制約がある。このため小型の燃料電池あるい
はエンジン発電装置とパワー不足分を補うための充電可
能な二次電池（バッテリ）の組み合わせで動力源を構成
する方法が現実的である。
駆動される発電機とからなるエンジン発電機や燃料電池
等を搭載した自動二輪車等の電動車両を構成しようとし
た場合、収納スペースや車両重量バランス，コスト等の
観点からの制約がある。このため小型の燃料電池あるい
はエンジン発電装置とパワー不足分を補うための充電可
能な二次電池（バッテリ）の組み合わせで動力源を構成
する方法が現実的である。
【０００３】
【発明が解決すようとする課題】上述のような発電装置
と二次電池との組み合わせで動力源を構成する場合は、
エンジンハイブリッド自動車等よりも二次電池を積極的
に動力源として使用することとなるので、走行中以外で
は空いた時間にできるだけ充電しておく必要がある。し
かし従来の電動車両では、駐車場に停める等してメイン
スイッチをオフしてしまうと充電が不能でせっかくの空
いた時間を充電に有効に利用できない。
と二次電池との組み合わせで動力源を構成する場合は、
エンジンハイブリッド自動車等よりも二次電池を積極的
に動力源として使用することとなるので、走行中以外で
は空いた時間にできるだけ充電しておく必要がある。し
かし従来の電動車両では、駐車場に停める等してメイン
スイッチをオフしてしまうと充電が不能でせっかくの空
いた時間を充電に有効に利用できない。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、メインスイッチをオフにした状態でも
二次電池に対する自動充電機能を構成しておくことによ
り駐車等の時間に二次電池の容量不足分を充電すること
ができる電動車両の充電装置を提供することを課題とし
ている。
れたものであり、メインスイッチをオフにした状態でも
二次電池に対する自動充電機能を構成しておくことによ
り駐車等の時間に二次電池の容量不足分を充電すること
ができる電動車両の充電装置を提供することを課題とし
ている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発電
装置及び走行中には該発電装置により充電されるととも
に駆動モータの電源となる二次電池を搭載した電動車両
の充電装置において、メインスイッチをオフした状態で
定期的に上記二次電池の残容量を検出し、該検出された
残容量が所定値以下の時には上記発電装置を起動して上
記二次電池を充電することを特徴としている。
装置及び走行中には該発電装置により充電されるととも
に駆動モータの電源となる二次電池を搭載した電動車両
の充電装置において、メインスイッチをオフした状態で
定期的に上記二次電池の残容量を検出し、該検出された
残容量が所定値以下の時には上記発電装置を起動して上
記二次電池を充電することを特徴としている。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、上
記二次電池を充電する発電装置として機能すると共に走
行中には上記駆動モータの電源となる燃料電池システム
を搭載し、メインスイッチをオフした状態で上記二次電
池の検出された残容量が所定値以下の時には上記燃料電
池システムを起動して上記二次電池を充電するようにし
たことを特徴としている。
記二次電池を充電する発電装置として機能すると共に走
行中には上記駆動モータの電源となる燃料電池システム
を搭載し、メインスイッチをオフした状態で上記二次電
池の検出された残容量が所定値以下の時には上記燃料電
池システムを起動して上記二次電池を充電するようにし
たことを特徴としている。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２において、上
記燃料電池システムのセルスタック体の温度又は外気温
度を検出し、該検出されたセル温度又は外気温度が凍結
温度以下の場合には上記燃料電池システムを起動し、上
記セルスタック体の凍結防止に必要な温度上昇が得られ
るよう該燃料電池システムを運転することを特徴として
いる。
記燃料電池システムのセルスタック体の温度又は外気温
度を検出し、該検出されたセル温度又は外気温度が凍結
温度以下の場合には上記燃料電池システムを起動し、上
記セルスタック体の凍結防止に必要な温度上昇が得られ
るよう該燃料電池システムを運転することを特徴として
いる。
【０００８】請求項４の発明は、請求項３において、上
記燃料電池システムの起動後、上記セルスタック体の凍
結温度以下の状態が所定時間以上継続した場合には、上
記燃料電池システムで発電された電力によりセルスタッ
ク体を暖機することを特徴としている。
記燃料電池システムの起動後、上記セルスタック体の凍
結温度以下の状態が所定時間以上継続した場合には、上
記燃料電池システムで発電された電力によりセルスタッ
ク体を暖機することを特徴としている。
【０００９】請求項５の発明は、請求項１において、走
行用エンジンと該エンジンで駆動される発電機からなる
エンジン発電装置を搭載し、メインスイッチをオフした
状態で上記二次電池の検出された残容量が所定値以下の
時には上記エンジン発電装置を起動して上記二次電池を
充電するようにしたことを特徴としている。
行用エンジンと該エンジンで駆動される発電機からなる
エンジン発電装置を搭載し、メインスイッチをオフした
状態で上記二次電池の検出された残容量が所定値以下の
時には上記エンジン発電装置を起動して上記二次電池を
充電するようにしたことを特徴としている。
【００１０】請求項６の発明は、請求項２又は５におい
て、上記発電装置から二次電池への電流をオンオフする
充電オンオフ回路と、上記二次電池から駆動モータへの
電流をオンオフする放電オンオフ回路とを設け、該放電
オンオフ回路及び充電オンオフ回路を運転状態に応じて
開閉制御するようにしたことを特徴としている。
て、上記発電装置から二次電池への電流をオンオフする
充電オンオフ回路と、上記二次電池から駆動モータへの
電流をオンオフする放電オンオフ回路とを設け、該放電
オンオフ回路及び充電オンオフ回路を運転状態に応じて
開閉制御するようにしたことを特徴としている。
【００１１】請求項７の発明は、請求項６において、発
電装置の最大出力に基づいて駆動モータの最大許容出力
を求めておき、駆動モータの要求出力を上記最大許容出
力以下に規制するようにしたことを特徴としている。
電装置の最大出力に基づいて駆動モータの最大許容出力
を求めておき、駆動モータの要求出力を上記最大許容出
力以下に規制するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、メインス
イッチをオフした状態で定期的に検出した二次電池残容
量が所定値以下の時には発電装置を起動して二次電池を
充電するようにしたので、非走行時の空き時間を利用し
て二次電池を充電でき、残容量不足分を補うことがで
き、消費電力の多い急加速時や登坂走行時のための電力
を蓄えておくことができる。
イッチをオフした状態で定期的に検出した二次電池残容
量が所定値以下の時には発電装置を起動して二次電池を
充電するようにしたので、非走行時の空き時間を利用し
て二次電池を充電でき、残容量不足分を補うことがで
き、消費電力の多い急加速時や登坂走行時のための電力
を蓄えておくことができる。
【００１３】請求項２の発明によれば、上記発電装置と
して、上記二次電池を充電するとともに駆動モータの電
源となる燃料電池システムを搭載したので、該システム
によって走行できるとともにパワー不足分を二次電池で
補うことができ、走行性能を向上できる。また非走行時
の空き時間を利用して二次電池を充電でき、容量不足分
を補うことができ、消費電力の多い急加速時や登坂走行
時のための電力を蓄えておくことができる。
して、上記二次電池を充電するとともに駆動モータの電
源となる燃料電池システムを搭載したので、該システム
によって走行できるとともにパワー不足分を二次電池で
補うことができ、走行性能を向上できる。また非走行時
の空き時間を利用して二次電池を充電でき、容量不足分
を補うことができ、消費電力の多い急加速時や登坂走行
時のための電力を蓄えておくことができる。
【００１４】請求項３の発明によれば、燃料電池システ
ムのセルスタック体の温度又は外気温度が凍結温度以下
の場合には、該燃料電池システムを起動して該セルスタ
ック体を凍結防止温度に昇温させるようにしたので、セ
ルスタック体の凍結による燃料電池システムの寿命低下
を回避できる。
ムのセルスタック体の温度又は外気温度が凍結温度以下
の場合には、該燃料電池システムを起動して該セルスタ
ック体を凍結防止温度に昇温させるようにしたので、セ
ルスタック体の凍結による燃料電池システムの寿命低下
を回避できる。
【００１５】請求項４の発明によれば、上記燃料電池シ
ステムの起動後、上記セルスタック体の凍結温度以下の
状態が所定時間以上継続した場合、つまり温度上昇が遅
い場合には、上記燃料電池システムで発電された電力に
よりセルスタック体を暖機するようにしたので、寒冷地
等で外気温度が氷点下以下の極低温に低下した場合でも
セルスタック体の凍結を確実に防止でき、燃料電池シス
テムの寿命低下を回避できる。
ステムの起動後、上記セルスタック体の凍結温度以下の
状態が所定時間以上継続した場合、つまり温度上昇が遅
い場合には、上記燃料電池システムで発電された電力に
よりセルスタック体を暖機するようにしたので、寒冷地
等で外気温度が氷点下以下の極低温に低下した場合でも
セルスタック体の凍結を確実に防止でき、燃料電池シス
テムの寿命低下を回避できる。
【００１６】請求項５の発明によれば、メインスイッチ
をオフした状態で二次電池の検出された残容量が所定値
以下の時には上記エンジン発電装置を起動して上記二次
電池を充電するようにしたので、空き時間を利用して二
次電池を充電でき、残容量不足を補うことができ、消費
電力の多い急加速時や登坂走行時のための電力を蓄えて
おくことができる。
をオフした状態で二次電池の検出された残容量が所定値
以下の時には上記エンジン発電装置を起動して上記二次
電池を充電するようにしたので、空き時間を利用して二
次電池を充電でき、残容量不足を補うことができ、消費
電力の多い急加速時や登坂走行時のための電力を蓄えて
おくことができる。
【００１７】請求項６の発明によれば、上記発電装置か
ら二次電池への電流をオンオフする充電オンオフ回路
と、上記二次電池から駆動モータへの電流をオンオフす
る放電オンオフ回路とを設け、該両オンオフ回路を運転
状態に応じて開閉制御するようにしたので、充電，放電
電流を確実に制御できる。
ら二次電池への電流をオンオフする充電オンオフ回路
と、上記二次電池から駆動モータへの電流をオンオフす
る放電オンオフ回路とを設け、該両オンオフ回路を運転
状態に応じて開閉制御するようにしたので、充電，放電
電流を確実に制御できる。
【００１８】例えば、走行中において、二次電池残容量
が要充電状態にあり、かつ二次電池温度が所定の充電可
能温度範囲内にある場合には、充電オンオフ回路を閉
じ、放電オンオフ回路を開くことにより、放電電流は消
費せずに回生電流や発電装置による発電電流は充電電流
として利用でき、効率的である。
が要充電状態にあり、かつ二次電池温度が所定の充電可
能温度範囲内にある場合には、充電オンオフ回路を閉
じ、放電オンオフ回路を開くことにより、放電電流は消
費せずに回生電流や発電装置による発電電流は充電電流
として利用でき、効率的である。
【００１９】請求項７の発明によれば、発電装置の最大
出力に基づいて駆動モータの最大許容出力を求めてお
き、駆動モータの要求出力を上記最大許容出力以下に規
制するようにしたので、フルスロットル状態でも駆動モ
ータが発電装置の最大許容出力以上の出力を要求するこ
とがなく、発電装置に過剰な負荷をかけるのを防止で
き、システム全体の寿命低下ならびに、オーバーロード
によるパワーダウンを防止できる。
出力に基づいて駆動モータの最大許容出力を求めてお
き、駆動モータの要求出力を上記最大許容出力以下に規
制するようにしたので、フルスロットル状態でも駆動モ
ータが発電装置の最大許容出力以上の出力を要求するこ
とがなく、発電装置に過剰な負荷をかけるのを防止で
き、システム全体の寿命低下ならびに、オーバーロード
によるパワーダウンを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１〜図８は本発明の一実施
形態を説明するための図であり、図１は本実施形態の充
電装置を含む燃料電池駆動システムを搭載した自動二輪
車の側面図、図２は燃料電池駆動システムの構成図、図
３は燃料電池システムのコントローラの機能ブロック
図、図４〜図７は充電／放電開閉回路の動作説明図、図
８は動作説明用フローチャートである。
図面に基づいて説明する。図１〜図８は本発明の一実施
形態を説明するための図であり、図１は本実施形態の充
電装置を含む燃料電池駆動システムを搭載した自動二輪
車の側面図、図２は燃料電池駆動システムの構成図、図
３は燃料電池システムのコントローラの機能ブロック
図、図４〜図７は充電／放電開閉回路の動作説明図、図
８は動作説明用フローチャートである。
【００２１】図２において、上記燃料電池駆動システム
は燃料電池システム（ＦＣ）１と、駆動装置２とで構成
されており、該燃料電池駆動システムは、燃料電池シス
テム１で発生した電力を上記駆動装置２の駆動モータ３
に供給することにより自動二輪車２０を走行させるとと
もに、上記電力によりバッテリ（二次電池）２８を充電
するようになっている。そして運転者のスロットル操作
による要求出力に対し、上記燃料電池装置１の発電能力
が不足する場合には、この不足分がバッテリ２８からの
電力により補われる。
は燃料電池システム（ＦＣ）１と、駆動装置２とで構成
されており、該燃料電池駆動システムは、燃料電池シス
テム１で発生した電力を上記駆動装置２の駆動モータ３
に供給することにより自動二輪車２０を走行させるとと
もに、上記電力によりバッテリ（二次電池）２８を充電
するようになっている。そして運転者のスロットル操作
による要求出力に対し、上記燃料電池装置１の発電能力
が不足する場合には、この不足分がバッテリ２８からの
電力により補われる。
【００２２】上記燃料電池システム１は、水素を水素供
給系６によりセルスタック体７に供給するとともに、水
を水供給系８により上記セルスタック体７内に循環供給
し、さらに冷却用の空気を空気供給系９により上記セル
スタック体７内に供給することにより電気を発生するよ
うになっている。また、４は該燃料電池システム１の各
種制御を行う後述するＦＣコントローラである。
給系６によりセルスタック体７に供給するとともに、水
を水供給系８により上記セルスタック体７内に循環供給
し、さらに冷却用の空気を空気供給系９により上記セル
スタック体７内に供給することにより電気を発生するよ
うになっている。また、４は該燃料電池システム１の各
種制御を行う後述するＦＣコントローラである。
【００２３】上記水供給系８は、水タンク４３内の水を
冷却加湿用の水ポンプ４４により上記セルスタック体７
に供給し、ここを通過した水を水分回収用の熱交換器４
５を介して水タンク４３内に戻すように構成されてい
る。
冷却加湿用の水ポンプ４４により上記セルスタック体７
に供給し、ここを通過した水を水分回収用の熱交換器４
５を介して水タンク４３内に戻すように構成されてい
る。
【００２４】上記空気供給系９は、後述の通風路２５ｂ
内に配置された冷却ファン３１によりバッテリ２８の周
囲に外気を吸引導入し、該導入した空気を上記セルスタ
ック体７内に供給するようになっている。またブロア４
６により上記通風路２５ｂから空気を分流させ、これを
水分回収用の熱交換器４５により水分が分離除去された
ドライエアとして上記セルスタック体７内に供給するよ
うになっている。なお上記分離された水分は上記水タン
ク４３内に回収される。
内に配置された冷却ファン３１によりバッテリ２８の周
囲に外気を吸引導入し、該導入した空気を上記セルスタ
ック体７内に供給するようになっている。またブロア４
６により上記通風路２５ｂから空気を分流させ、これを
水分回収用の熱交換器４５により水分が分離除去された
ドライエアとして上記セルスタック体７内に供給するよ
うになっている。なお上記分離された水分は上記水タン
ク４３内に回収される。
【００２５】上記水素供給系６は、メタノールタンク５
０と、加熱器５１ａ，蒸発器５１ｂ及び触媒層５１ｃを
備えたリフォーマ（改質装置）５１と、ＣＯ低減装置５
２とを備えている。上記リフォーマ５１は、加熱器５１
ａでメタノールタンク５０から供給されたメタノールと
バーナファン５１ｄから供給された空気との燃料により
蒸発器５１ｂを加熱し、該蒸発器５１ｂに供給されたメ
タノールと水との混合燃料を気化させて水素ガスを製造
する。
０と、加熱器５１ａ，蒸発器５１ｂ及び触媒層５１ｃを
備えたリフォーマ（改質装置）５１と、ＣＯ低減装置５
２とを備えている。上記リフォーマ５１は、加熱器５１
ａでメタノールタンク５０から供給されたメタノールと
バーナファン５１ｄから供給された空気との燃料により
蒸発器５１ｂを加熱し、該蒸発器５１ｂに供給されたメ
タノールと水との混合燃料を気化させて水素ガスを製造
する。
【００２６】上記製造された水素ガスは、上記ＣＯ低減
装置５２に連通する配管経路の途中中で反応用空気ポン
プ５２ａからの空気が混合され、また冷却用ファン５２
ｂからの空気により冷却され、その後に上記セルスタッ
ク体７に供給される。
装置５２に連通する配管経路の途中中で反応用空気ポン
プ５２ａからの空気が混合され、また冷却用ファン５２
ｂからの空気により冷却され、その後に上記セルスタッ
ク体７に供給される。
【００２７】上記駆動装置２は、上記燃料電池システム
１から供給された電力を、車両用メインコントローラ２
ａにより、上記自動二輪車２０のスロットルグリップか
らの入力指令に応じてＤＣ／ＤＣ変換器（電力調整部）
２ｂを介してモータ３に供給し、該自動二輪車２０を走
行させるとともに、上記電力によりバッテリ（二次電
池）２８を充電するように構成されている。上記燃料電
池システム１の出力が要求に対して不足する場合には上
記バッテリ２８の電力により補われる。
１から供給された電力を、車両用メインコントローラ２
ａにより、上記自動二輪車２０のスロットルグリップか
らの入力指令に応じてＤＣ／ＤＣ変換器（電力調整部）
２ｂを介してモータ３に供給し、該自動二輪車２０を走
行させるとともに、上記電力によりバッテリ（二次電
池）２８を充電するように構成されている。上記燃料電
池システム１の出力が要求に対して不足する場合には上
記バッテリ２８の電力により補われる。
【００２８】図３の左側部分に示すように、上記ＤＣ／
ＤＣ変換器２ｂは、上記燃料電池システム１とバッテリ
２８との間に介在されており、該ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂ
は燃料電池システム１が出力する電圧／電流を変化させ
新たな電圧／電流に変換する機能を有する。また後述す
るようにこのＤＣ／ＤＣ変換器２ｂはコントローラ４か
ら入力される基準信号電圧を検出し、ＤＣ／ＤＣ出力電
圧を自在に調整する機能を持っている。
ＤＣ変換器２ｂは、上記燃料電池システム１とバッテリ
２８との間に介在されており、該ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂ
は燃料電池システム１が出力する電圧／電流を変化させ
新たな電圧／電流に変換する機能を有する。また後述す
るようにこのＤＣ／ＤＣ変換器２ｂはコントローラ４か
ら入力される基準信号電圧を検出し、ＤＣ／ＤＣ出力電
圧を自在に調整する機能を持っている。
【００２９】上記ＦＣコントローラ４は図３に示す機能
を有する。即ち、該コントローラ４は、主として、上記
燃料電池システム１及び駆動装置２を運転するための各
種装置の電源を一括管理するシステム電源制御部（シス
テム電源制御機能）１１と、バッテリ２８の充電状態を
制御する充電電流制御部（充電電流制御機能）１２と、
セルスタック体７の凍結を防止するための暖機運転制御
部（暖機運転制御機能）１３と、電圧，電流検出部５３
ａ，５３ｂを介して入力された燃料電池システム１の電
圧，電流に基づいてモータへの最大許容出力を設定する
ＦＣ出力演算部５３と、バッテリ容量と温度に基づいて
モータへの最大許容出力を設定し開閉スイッチ３２ａ，
３３ａ（リレー）を開閉する二次電池保護制御部１４と
を有する。
を有する。即ち、該コントローラ４は、主として、上記
燃料電池システム１及び駆動装置２を運転するための各
種装置の電源を一括管理するシステム電源制御部（シス
テム電源制御機能）１１と、バッテリ２８の充電状態を
制御する充電電流制御部（充電電流制御機能）１２と、
セルスタック体７の凍結を防止するための暖機運転制御
部（暖機運転制御機能）１３と、電圧，電流検出部５３
ａ，５３ｂを介して入力された燃料電池システム１の電
圧，電流に基づいてモータへの最大許容出力を設定する
ＦＣ出力演算部５３と、バッテリ容量と温度に基づいて
モータへの最大許容出力を設定し開閉スイッチ３２ａ，
３３ａ（リレー）を開閉する二次電池保護制御部１４と
を有する。
【００３０】上記コントローラ４では、メインスイッチ
５がオフされた後にもバッテリ２８から絶えず機能維持
の為の電力が供給され、またメインスイッチ５のオンオ
フ論理がインターフェース１５ａを介してメインスイッ
チ検出部１６により検出され、オフ検出時にはシステム
電源制御部１１としての機能により、コントローラ電源
１７が低消費電力状態に制御され、またインターフェイ
ス１５ｂ，１５ｃを介してモータコントローラ２ａ，Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器２ｂの電源がオフされる。なお、上記低
消費電力状態では、一定時間毎にタイマ時間検出部１８
からタイマー信号が出力され、またメインスイッチ５の
オンオフ検出信号が出力されるのが主なる機能となる。
５がオフされた後にもバッテリ２８から絶えず機能維持
の為の電力が供給され、またメインスイッチ５のオンオ
フ論理がインターフェース１５ａを介してメインスイッ
チ検出部１６により検出され、オフ検出時にはシステム
電源制御部１１としての機能により、コントローラ電源
１７が低消費電力状態に制御され、またインターフェイ
ス１５ｂ，１５ｃを介してモータコントローラ２ａ，Ｄ
Ｃ／ＤＣ変換器２ｂの電源がオフされる。なお、上記低
消費電力状態では、一定時間毎にタイマ時間検出部１８
からタイマー信号が出力され、またメインスイッチ５の
オンオフ検出信号が出力されるのが主なる機能となる。
【００３１】また上記メインスイッチ５のオフの後、一
定時間が経過するとコントローラ４が再起動し、上記充
電電流制御部１２としての機能により、電流積算から計
算された積算残存容量と、図示しないセンサによりリア
ルタイムに検出され、電圧検出部１２ｃ，温度検出部１
２ｄを介して入力されたバッテリ電圧，温度とから二次
電池残存容量が判定され、該二次電池残存容量が満充電
でなければＦＣ起動判断部１２ａに起動要求信号が出力
され、インターフェイス１５ｄを介して起動オンオフ信
号が燃料電池システム１に出力される。また電圧指令値
がＤＡ変換器１２ｂに出力され、インターフェイス１５
ｃを介してＤＣ／ＤＣ変換器２ｂに基準電圧信号が供給
される。なお、この充電電流制御部１２には、ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２ｂからの充電電流が電流センサ１９により常
に検出され、電流検出部１２ｅを介して入力されてお
り、最適な充電電流でバッテリ２８が充電されるように
ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂの出力電圧が制御される。
定時間が経過するとコントローラ４が再起動し、上記充
電電流制御部１２としての機能により、電流積算から計
算された積算残存容量と、図示しないセンサによりリア
ルタイムに検出され、電圧検出部１２ｃ，温度検出部１
２ｄを介して入力されたバッテリ電圧，温度とから二次
電池残存容量が判定され、該二次電池残存容量が満充電
でなければＦＣ起動判断部１２ａに起動要求信号が出力
され、インターフェイス１５ｄを介して起動オンオフ信
号が燃料電池システム１に出力される。また電圧指令値
がＤＡ変換器１２ｂに出力され、インターフェイス１５
ｃを介してＤＣ／ＤＣ変換器２ｂに基準電圧信号が供給
される。なお、この充電電流制御部１２には、ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２ｂからの充電電流が電流センサ１９により常
に検出され、電流検出部１２ｅを介して入力されてお
り、最適な充電電流でバッテリ２８が充電されるように
ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂの出力電圧が制御される。
【００３２】ここで燃料電池システム１では、発電作用
自体からは騒音は発生しないが、反応用空気ポンプや冷
却ポンプや冷却ファン等のモータ音等が発生する。これ
らの音は走行中は気にならないが、駐車中や夜中に自動
充電機能により自動的に燃料電池システム１が起動する
騒音と感じることがある。
自体からは騒音は発生しないが、反応用空気ポンプや冷
却ポンプや冷却ファン等のモータ音等が発生する。これ
らの音は走行中は気にならないが、駐車中や夜中に自動
充電機能により自動的に燃料電池システム１が起動する
騒音と感じることがある。
【００３３】そこで本実施形態では、状況に応じて燃料
電池システム１の自動充電機能の有効／無効をユーザが
設定できるように、ユーザ操作パネルにユーザスイッチ
１２ｆを設けている。このユーザスイッチ１２ｆのオン
オフを検出することにより自動充電機能の有無を決定可
能としている。
電池システム１の自動充電機能の有効／無効をユーザが
設定できるように、ユーザ操作パネルにユーザスイッチ
１２ｆを設けている。このユーザスイッチ１２ｆのオン
オフを検出することにより自動充電機能の有無を決定可
能としている。
【００３４】上記暖機運転制御部１３としての機能によ
り、タイマーによる一定時間毎の再起動時に、外気温度
センサ１３ａにより検出された外気温度がインターフェ
イス１５ｅ，温度検出部１３ｂを介して読み込みまれ、
また燃料電池システム１のセルスタック体７の温度がイ
ンターフェイス１５ｃ，温度検出部１３ｃを介して読み
込まれ、外気温度又はセル温度として氷点下の温度が検
出されたた場合には、バッテリ残容量に関わり無く起動
要求信号，電圧指令値信号が出力され、燃料電池システ
ム１が起動し、燃料電池システム１の暖機運転が行われ
る。
り、タイマーによる一定時間毎の再起動時に、外気温度
センサ１３ａにより検出された外気温度がインターフェ
イス１５ｅ，温度検出部１３ｂを介して読み込みまれ、
また燃料電池システム１のセルスタック体７の温度がイ
ンターフェイス１５ｃ，温度検出部１３ｃを介して読み
込まれ、外気温度又はセル温度として氷点下の温度が検
出されたた場合には、バッテリ残容量に関わり無く起動
要求信号，電圧指令値信号が出力され、燃料電池システ
ム１が起動し、燃料電池システム１の暖機運転が行われ
る。
【００３５】この暖機運転においては、まず、ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２ｂの基準電圧信号の調整によりＤＣ／ＤＣ変
換器２ｂからの出力が禁止される。するとこれにより燃
料電池システム１は自身の運転に必要な電力だけを発電
し、燃料消費を最小限とするとともに、セルスタック体
７をゆっくり暖め、その結果凍結が防止される。
Ｃ変換器２ｂの基準電圧信号の調整によりＤＣ／ＤＣ変
換器２ｂからの出力が禁止される。するとこれにより燃
料電池システム１は自身の運転に必要な電力だけを発電
し、燃料消費を最小限とするとともに、セルスタック体
７をゆっくり暖め、その結果凍結が防止される。
【００３６】そして上記検出されたセルスタック体温度
が凍結することのない温度領域になるまで上記燃料電池
システム１の暖機運転が継続される。この暖機運転にお
いて、温度上昇が遅い場合は基準信号電圧が大きい値に
調整され、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂからの出力禁止が解除
され、燃料電池システム１による発電量が増加する。こ
の場合、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂから出力された余分の電
力はＦＣ冷却ファン３１の近傍に設けられたヒータ３４
で消費され、該ヒータ発熱により暖められた温風が冷却
ファン３１によりセルスタック体７に供給され、その結
果該セルスタック体７の暖機が促進される。なお、上記
余分の電力によりセルスタック体７の循環水を暖める方
法を採用しても良い。この場合、循環水によりセル内部
から暖められることとなる。
が凍結することのない温度領域になるまで上記燃料電池
システム１の暖機運転が継続される。この暖機運転にお
いて、温度上昇が遅い場合は基準信号電圧が大きい値に
調整され、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂからの出力禁止が解除
され、燃料電池システム１による発電量が増加する。こ
の場合、ＤＣ／ＤＣ変換器２ｂから出力された余分の電
力はＦＣ冷却ファン３１の近傍に設けられたヒータ３４
で消費され、該ヒータ発熱により暖められた温風が冷却
ファン３１によりセルスタック体７に供給され、その結
果該セルスタック体７の暖機が促進される。なお、上記
余分の電力によりセルスタック体７の循環水を暖める方
法を採用しても良い。この場合、循環水によりセル内部
から暖められることとなる。
【００３７】以上のようにしてバッテリ２８が満充電さ
れ、かつ凍結回避の為の温度上昇が確認された後、コン
トローラ４から燃料電池システム１に対してオフ信号が
出力され、自身はその後再び低消費電力状態に移行す
る。
れ、かつ凍結回避の為の温度上昇が確認された後、コン
トローラ４から燃料電池システム１に対してオフ信号が
出力され、自身はその後再び低消費電力状態に移行す
る。
【００３８】なお、燃料電池システム１は発電に伴い必
ず発熱する。この場合セルスタック体７が過熱すると、
燃料電池自体の性能・寿命に深刻な影響を与える。この
ためセルスタック体に水冷構造が採用され、また空冷な
らば冷却ファン等が備えられている。上記凍結回避の暖
機運転おいては、上述のヒータ発熱による温風を供給す
る場合を除いて、温度を早く上昇させるために上記冷却
ファンは回転させない構成とするのが望ましい。
ず発熱する。この場合セルスタック体７が過熱すると、
燃料電池自体の性能・寿命に深刻な影響を与える。この
ためセルスタック体に水冷構造が採用され、また空冷な
らば冷却ファン等が備えられている。上記凍結回避の暖
機運転おいては、上述のヒータ発熱による温風を供給す
る場合を除いて、温度を早く上昇させるために上記冷却
ファンは回転させない構成とするのが望ましい。
【００３９】さらにまた、燃料電池システム１は、セル
温度か低過ぎても高過ぎても性能が低下し、最適効率の
温度帯がある。よって室温での発電でもセルスタック体
の暖機を促進するために起動後しばらくは冷却ファンを
回さない構成とするが望ましい。
温度か低過ぎても高過ぎても性能が低下し、最適効率の
温度帯がある。よって室温での発電でもセルスタック体
の暖機を促進するために起動後しばらくは冷却ファンを
回さない構成とするが望ましい。
【００４０】上記二次電池保護制御部１４は以下のよう
に機能する。上記電圧検出部１２ｃ，温度検出部１２ｄ
及び電流検出部１２ｅを介して読み込まれたバッテリ電
圧，温度、及び充電電流，放電電流に基づいて容量計算
部１４ａにてバッテリ容量が計算され、該バッテリ容量
及び上記バッテリ温度に基づいて上記二次電池保護制御
部１４により駆動モータ３への最大許容出力（出力制限
値）が計算される。
に機能する。上記電圧検出部１２ｃ，温度検出部１２ｄ
及び電流検出部１２ｅを介して読み込まれたバッテリ電
圧，温度、及び充電電流，放電電流に基づいて容量計算
部１４ａにてバッテリ容量が計算され、該バッテリ容量
及び上記バッテリ温度に基づいて上記二次電池保護制御
部１４により駆動モータ３への最大許容出力（出力制限
値）が計算される。
【００４１】そしてモータ出力計算部２ｃに上記二次電
池保護制御部１４及び上記ＦＣ出力演算部５３で求めら
れた最大許容出力が入力されるとともに、スロットルセ
ンサ２ｄにより検出されたスロットル開度がインターフ
ェイス１５ｆを介して入力され、これにより上記最大許
容出力より小で、かつ上記スロットル開度に応じたモー
タ出力が演算され、このモータ制御信号がインターフェ
イス１５ｇを介してモータコントローラ２ａに出力され
る。
池保護制御部１４及び上記ＦＣ出力演算部５３で求めら
れた最大許容出力が入力されるとともに、スロットルセ
ンサ２ｄにより検出されたスロットル開度がインターフ
ェイス１５ｆを介して入力され、これにより上記最大許
容出力より小で、かつ上記スロットル開度に応じたモー
タ出力が演算され、このモータ制御信号がインターフェ
イス１５ｇを介してモータコントローラ２ａに出力され
る。
【００４２】一方、上記容量計算部１４ａで計算された
バッテリ容量及びバッテリ温度等に基づいて作成された
制御信号が充電オンオフ回路３２，放電オンオフ回路３
３に出力される。この充電オンオフ回路３２は開閉スイ
ッチ（リレー）３２ａとバッテリ側への電流のみ許容す
るダイオード３２ｂとからなり、また放電オンオフ回路
３３は開閉スイッチ（リレー）３３ａとバッテリからの
電流のみ許容するダイオード３３ｂからなる。なお、上
記充電，放電オンオフ回路３２，３３はバッテリ２８の
−極側に設けても良い。
バッテリ容量及びバッテリ温度等に基づいて作成された
制御信号が充電オンオフ回路３２，放電オンオフ回路３
３に出力される。この充電オンオフ回路３２は開閉スイ
ッチ（リレー）３２ａとバッテリ側への電流のみ許容す
るダイオード３２ｂとからなり、また放電オンオフ回路
３３は開閉スイッチ（リレー）３３ａとバッテリからの
電流のみ許容するダイオード３３ｂからなる。なお、上
記充電，放電オンオフ回路３２，３３はバッテリ２８の
−極側に設けても良い。
【００４３】ここで上記開閉スイッチ３２ａ，３３ａは
図４〜図７に示す条件で開閉される。即ち、図４は充電
及び放電の両方を禁止する場合であり、充電開閉スイッ
チ３２ａ及び放電開閉スイッチ３３ａの両方とも開とな
っている。また図５は充電は許可し、放電は禁止する場
合であり、充電開閉スイッチ３２ａは閉で、放電開閉ス
イッチ３３ａは開となっている。さらに図６は充電は禁
止し、放電は許可する場合であり、充電開閉スイッチ３
２ａは開で、放電開閉スイッチ３３ａは閉となってい
る。さらにまた、図７は充電及び放電の両方を許可する
場合であり、放電開閉スイッチ３２ａ，充電開閉スイッ
チ３３ａの両方とも閉となっている。
図４〜図７に示す条件で開閉される。即ち、図４は充電
及び放電の両方を禁止する場合であり、充電開閉スイッ
チ３２ａ及び放電開閉スイッチ３３ａの両方とも開とな
っている。また図５は充電は許可し、放電は禁止する場
合であり、充電開閉スイッチ３２ａは閉で、放電開閉ス
イッチ３３ａは開となっている。さらに図６は充電は禁
止し、放電は許可する場合であり、充電開閉スイッチ３
２ａは開で、放電開閉スイッチ３３ａは閉となってい
る。さらにまた、図７は充電及び放電の両方を許可する
場合であり、放電開閉スイッチ３２ａ，充電開閉スイッ
チ３３ａの両方とも閉となっている。
【００４４】ここで充電禁止条件としては、バッテリ温
度が上限値より高いか、下限値より低い場合か、又は満
充電であるか、が採用されており、また充電許可条件と
してはバッテリ温度が充電可能範囲内にありかつバッテ
リ容量が所定の充電可能範囲内にあることが採用されて
いる。
度が上限値より高いか、下限値より低い場合か、又は満
充電であるか、が採用されており、また充電許可条件と
してはバッテリ温度が充電可能範囲内にありかつバッテ
リ容量が所定の充電可能範囲内にあることが採用されて
いる。
【００４５】また放電禁止条件としては、バッテリ容量
が所定放電禁止容量値以下か、バッテリ温度が上限値よ
り高いか、又は下限値より低いか、が採用されており、
また放電許可条件としては、バッテリ残容量が所定の放
電可能容量以上でかつバッテリ温度が所定の放電可能範
囲内にあることが採用されている。
が所定放電禁止容量値以下か、バッテリ温度が上限値よ
り高いか、又は下限値より低いか、が採用されており、
また放電許可条件としては、バッテリ残容量が所定の放
電可能容量以上でかつバッテリ温度が所定の放電可能範
囲内にあることが採用されている。
【００４６】そして図１に示す自動二輪車２０に上記燃
料電池システム１及び駆動装置２が搭載されており、該
自動二輪車２０は以下の概略構造を有する。車体フレー
ム２１は、前端のヘッドパイプ２１ａから後方斜め下方
に延びるメインパイプ２１ｂの下端に左，右一対のサイ
ドパイプ２１ｃ，２１ｃを接続し、該サイドパイプ２１
ｃ，２１ｃを略水平に後方に延長して低床の足載部２１
ｄを形成し、これをさらに後方斜め上方に延長したタイ
プのものである。
料電池システム１及び駆動装置２が搭載されており、該
自動二輪車２０は以下の概略構造を有する。車体フレー
ム２１は、前端のヘッドパイプ２１ａから後方斜め下方
に延びるメインパイプ２１ｂの下端に左，右一対のサイ
ドパイプ２１ｃ，２１ｃを接続し、該サイドパイプ２１
ｃ，２１ｃを略水平に後方に延長して低床の足載部２１
ｄを形成し、これをさらに後方斜め上方に延長したタイ
プのものである。
【００４７】上記ヘットパイプ２１ａにより前フォーク
２２が左右操向自在に枢支され、該前フォーク２２の下
端で前輪２３が軸支され、上端に操向ハンドル２４が固
定されている。また上記サイドパイプ２１ｃの上方には
シート３０が搭載されており、上記前フォーク２２の周
囲，車体フレーム２１の左右側部は樹脂製の車体カバー
２５で囲まれている。
２２が左右操向自在に枢支され、該前フォーク２２の下
端で前輪２３が軸支され、上端に操向ハンドル２４が固
定されている。また上記サイドパイプ２１ｃの上方には
シート３０が搭載されており、上記前フォーク２２の周
囲，車体フレーム２１の左右側部は樹脂製の車体カバー
２５で囲まれている。
【００４８】また上記サイドパイプ２１ｃの後方斜め上
方延長部によりユニットスイング式のモータユニット２
６の前端部が枢支されており、該モータユニット２６の
後端部で後輪２７が軸支されている。該モータユニット
２６は、その軸芯を車幅方向に向けて配置されたモータ
３と車両左側部にて後方に延びる伝動ケース２９とを一
体的に結合したものである。
方延長部によりユニットスイング式のモータユニット２
６の前端部が枢支されており、該モータユニット２６の
後端部で後輪２７が軸支されている。該モータユニット
２６は、その軸芯を車幅方向に向けて配置されたモータ
３と車両左側部にて後方に延びる伝動ケース２９とを一
体的に結合したものである。
【００４９】また上記車体フレーム２１の左右の足載部
２１ｄ，２１ｄ間に架設された支持フレーム２１ｅ，２
１ｅ上に、上記燃料電池システム１のセルスタック体７
及び上記駆動装置２のバッテリ２８等が収容されたケー
シング１０が搭載されている。また該ケーシング１０の
上側に上記水タンク４３が、また車体後部に上記メタノ
ールタンク５０が搭載されている。なお５０ａは開閉
弁、５０ｂは圧力調整弁である。
２１ｄ，２１ｄ間に架設された支持フレーム２１ｅ，２
１ｅ上に、上記燃料電池システム１のセルスタック体７
及び上記駆動装置２のバッテリ２８等が収容されたケー
シング１０が搭載されている。また該ケーシング１０の
上側に上記水タンク４３が、また車体後部に上記メタノ
ールタンク５０が搭載されている。なお５０ａは開閉
弁、５０ｂは圧力調整弁である。
【００５０】そして上記車体カバー２５内には上記ケー
シング１０に向けて走行風を導入する導風路２５ｂが形
成されており、該導風路２５ｂの導風口２５ａは車両前
方に向けて開口している。また上記導風路２５ｂの上記
ケーシング１０入口部に上記冷却ファン３１が配置され
ている。またケーシング１０を出た冷却風は上記メタノ
ールタンク５０が配置された導出路２５ｃを通って導出
口２５ｄから外部に排出される。
シング１０に向けて走行風を導入する導風路２５ｂが形
成されており、該導風路２５ｂの導風口２５ａは車両前
方に向けて開口している。また上記導風路２５ｂの上記
ケーシング１０入口部に上記冷却ファン３１が配置され
ている。またケーシング１０を出た冷却風は上記メタノ
ールタンク５０が配置された導出路２５ｃを通って導出
口２５ｄから外部に排出される。
【００５１】本実施形態の動作を図８のフローチャート
に基づいて詳述する。メインスイッチ５のオフが検出さ
れて自動充電・凍結防止プログラムがスタートすると、
コントローラ４は小電力状態（低消費電力状態）に移行
し、外部信号、例えばメインスイッチ５のオン検出信号
あるい所定時間経過した場合のタイマ信号が入力される
まで小電力状態で待機し、外部信号が入力されると、小
電力状態が解除され、外部信号の種類が判定される（ス
テップＳ１〜Ｓ４）。
に基づいて詳述する。メインスイッチ５のオフが検出さ
れて自動充電・凍結防止プログラムがスタートすると、
コントローラ４は小電力状態（低消費電力状態）に移行
し、外部信号、例えばメインスイッチ５のオン検出信号
あるい所定時間経過した場合のタイマ信号が入力される
まで小電力状態で待機し、外部信号が入力されると、小
電力状態が解除され、外部信号の種類が判定される（ス
テップＳ１〜Ｓ４）。
【００５２】外部信号がメインスイッチオン検出信号で
ある場合には、充電オンオフスイッチ（充電用リレー）
３２ａ，放電オンオフスイッチ（放電用リレー）３３ａ
がともに閉とされるとともに、燃料電池システム起動ス
イッチがオンされる（ステップＳ５，Ｓ６）。またユー
ザ設定スイッチ１２ｆ，バッテリ電圧，バッテリ温度，
スロットル開度が入力される（ステップＳ７〜Ｓ９）と
ともに、バッテリ残容量が演算される（ステップＳ１
０）そしてバッテリ残容量が所定値以下のバッテリ切れ
である場合は放電用リレー３３ａがオフされ（ステップ
Ｓ１２）、またバッテリ切れでも満充電でもない場合に
は放電用リレー３２ａ，充電用リレー３３ａが両方とも
オンに保持され（ステップＳ１３）、モータ出力制限値
（最大許容出力値）が計算され、該制限値とスロットル
開度とからモータ出力値が決定される（ステップＳ１
４，１５）。なお、上記ステップＳ１１においてバッテ
リが満充電であると判断された場合には、充電用リレー
３２ａがオフされ（ステップＳ１６）、モータ出力制限
値を設定することなく直ちにモータ出力値が決定され
る。そしてメインスイッチ５のオンが継続している場合
にはステップＳ６に戻り、オフされた場合にはステップ
Ｓ１に戻る。
ある場合には、充電オンオフスイッチ（充電用リレー）
３２ａ，放電オンオフスイッチ（放電用リレー）３３ａ
がともに閉とされるとともに、燃料電池システム起動ス
イッチがオンされる（ステップＳ５，Ｓ６）。またユー
ザ設定スイッチ１２ｆ，バッテリ電圧，バッテリ温度，
スロットル開度が入力される（ステップＳ７〜Ｓ９）と
ともに、バッテリ残容量が演算される（ステップＳ１
０）そしてバッテリ残容量が所定値以下のバッテリ切れ
である場合は放電用リレー３３ａがオフされ（ステップ
Ｓ１２）、またバッテリ切れでも満充電でもない場合に
は放電用リレー３２ａ，充電用リレー３３ａが両方とも
オンに保持され（ステップＳ１３）、モータ出力制限値
（最大許容出力値）が計算され、該制限値とスロットル
開度とからモータ出力値が決定される（ステップＳ１
４，１５）。なお、上記ステップＳ１１においてバッテ
リが満充電であると判断された場合には、充電用リレー
３２ａがオフされ（ステップＳ１６）、モータ出力制限
値を設定することなく直ちにモータ出力値が決定され
る。そしてメインスイッチ５のオンが継続している場合
にはステップＳ６に戻り、オフされた場合にはステップ
Ｓ１に戻る。
【００５３】上記ステップＳ４において、外部信号がタ
イマ信号である場合には、セルスタック体７の温度，バ
ッテリ電圧，バッテリ温度が入力され、バッテリ残容量
が計算される（ステップＳ１８〜Ｓ２０）。そしてセル
スタック体温度が所定値以上の場合で、バッテリ容量が
不足している場合にはユーザー設定スイッチ１２ｆが確
認される（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。
イマ信号である場合には、セルスタック体７の温度，バ
ッテリ電圧，バッテリ温度が入力され、バッテリ残容量
が計算される（ステップＳ１８〜Ｓ２０）。そしてセル
スタック体温度が所定値以上の場合で、バッテリ容量が
不足している場合にはユーザー設定スイッチ１２ｆが確
認される（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。
【００５４】ユーザー設定スイッチ１２ｆが自動充電禁
止になっている場合は自己放電量が計算され、バッテリ
残容量が計算され（ステップＳ２４，Ｓ２５）、その後
ステップＳ１に戻る。またユーザー設定スイッチ１２ｆ
が自動充電実施になっている場合には自動充電ステップ
に移行する。なおバッテリ容量が不足していない場合に
ユーザー設定スイッチの如何に関わらずステップＳ２４
に移行する。
止になっている場合は自己放電量が計算され、バッテリ
残容量が計算され（ステップＳ２４，Ｓ２５）、その後
ステップＳ１に戻る。またユーザー設定スイッチ１２ｆ
が自動充電実施になっている場合には自動充電ステップ
に移行する。なおバッテリ容量が不足していない場合に
ユーザー設定スイッチの如何に関わらずステップＳ２４
に移行する。
【００５５】上記ステップＳ２１においてセルスタック
体温度が所定値以下である場合及びステップＳ２３でユ
ーザー設定スイッチが自動充電実施となっている場合に
は、燃料電池システム起動スイッチがオンされ（ステッ
プＳ２６）、バッテリ電流，バッテリ電圧，バッテリ温
度、さらにセルスタック体温度が入力され（ステップＳ
２７，Ｓ２８）、バッテリ容量とセルスタック体温度が
判断される（ステップＳ２９）。
体温度が所定値以下である場合及びステップＳ２３でユ
ーザー設定スイッチが自動充電実施となっている場合に
は、燃料電池システム起動スイッチがオンされ（ステッ
プＳ２６）、バッテリ電流，バッテリ電圧，バッテリ温
度、さらにセルスタック体温度が入力され（ステップＳ
２７，Ｓ２８）、バッテリ容量とセルスタック体温度が
判断される（ステップＳ２９）。
【００５６】バッテリ容量不足の場合には、バッテリ容
量の計算及び必要充電電流値の計算が行われ（ステップ
Ｓ３０，Ｓ３１）、続いて燃料電池システム要求出力が
計算され、該計算値がＤ／Ａ変換され、電圧値がＤＣ／
ＤＣ変換器２ｂに出力される（ステップＳ３２〜Ｓ３
４）。
量の計算及び必要充電電流値の計算が行われ（ステップ
Ｓ３０，Ｓ３１）、続いて燃料電池システム要求出力が
計算され、該計算値がＤ／Ａ変換され、電圧値がＤＣ／
ＤＣ変換器２ｂに出力される（ステップＳ３２〜Ｓ３
４）。
【００５７】ステップＳ２９でセルスタック体温度が所
定値以下であると判断された場合で、かつ該所定温度以
下の状態が所定時間以上継続している場合にはヒータ３
４がオンされ、また所定時間以上継続していない場合に
はヒータ３４はオフされる（ステップＳ３５〜Ｓ３
７）。なお、バッテリ容量不足でなく、かつセルスタッ
ク体温度が所定温度以下でない場合には、処理はステッ
プＳ１に移行する。
定値以下であると判断された場合で、かつ該所定温度以
下の状態が所定時間以上継続している場合にはヒータ３
４がオンされ、また所定時間以上継続していない場合に
はヒータ３４はオフされる（ステップＳ３５〜Ｓ３
７）。なお、バッテリ容量不足でなく、かつセルスタッ
ク体温度が所定温度以下でない場合には、処理はステッ
プＳ１に移行する。
【００５８】このように本実施形態によれば、メインス
イッチ５をオフした状態で定期的にバッテリ２８の残容
量を検出し、該検出したバッテリ残容量が所定値以下の
時には燃料電池システム１を起動してバッテリ２８を充
電するようにしたので、夜間等の非走行時の空き時間を
利用してバッテリ２８を十分に充電して不足分を補うこ
とができ、走行時には燃料電池システム１の出力不足を
補うことができるとともに、走行可能距離を延長でき
る。
イッチ５をオフした状態で定期的にバッテリ２８の残容
量を検出し、該検出したバッテリ残容量が所定値以下の
時には燃料電池システム１を起動してバッテリ２８を充
電するようにしたので、夜間等の非走行時の空き時間を
利用してバッテリ２８を十分に充電して不足分を補うこ
とができ、走行時には燃料電池システム１の出力不足を
補うことができるとともに、走行可能距離を延長でき
る。
【００５９】また、本実施形態では、燃料電池システム
１のセルスタック体７の温度又は外気温度が凍結温度以
下の場合には、該燃料電池システム１を起動してセルス
タック体７を凍結防止温度に昇温させるようにしたの
で、セルスタック体７の凍結による燃料電池システム１
の寿命低下を回避できる。
１のセルスタック体７の温度又は外気温度が凍結温度以
下の場合には、該燃料電池システム１を起動してセルス
タック体７を凍結防止温度に昇温させるようにしたの
で、セルスタック体７の凍結による燃料電池システム１
の寿命低下を回避できる。
【００６０】さらに、上記燃料電池システム１の起動
後、上記セルスタック体７の凍結温度以下の状態が所定
時間以上継続した場合、つまり温度上昇速度が遅い場合
には、上記燃料電池システム１で発電された電力により
ヒータ３４を発熱させ、これによる温風を冷却ファン３
１によりセルスタック体７に供給してこれを暖機するよ
うにしたので、寒冷地等で外気温度が氷点下以下の極低
温に低下した場合でもセルスタック体７の凍結を確実に
防止でき、燃料電池システム１の寿命低下を回避でき
る。
後、上記セルスタック体７の凍結温度以下の状態が所定
時間以上継続した場合、つまり温度上昇速度が遅い場合
には、上記燃料電池システム１で発電された電力により
ヒータ３４を発熱させ、これによる温風を冷却ファン３
１によりセルスタック体７に供給してこれを暖機するよ
うにしたので、寒冷地等で外気温度が氷点下以下の極低
温に低下した場合でもセルスタック体７の凍結を確実に
防止でき、燃料電池システム１の寿命低下を回避でき
る。
【００６１】さらにまた、上記燃料電池システム１から
バッテリ２８への充電電流をオンオフする充電オンオフ
回路３２及びバッテリ２８から駆動モータへの放電電流
をオンオフする放電オンオフ回路３３を設け、充電電流
及び放電電流を運転状況に応じて制御するようにしたの
で、充電，放電電流を以下のようにして確実に制御でき
る。
バッテリ２８への充電電流をオンオフする充電オンオフ
回路３２及びバッテリ２８から駆動モータへの放電電流
をオンオフする放電オンオフ回路３３を設け、充電電流
及び放電電流を運転状況に応じて制御するようにしたの
で、充電，放電電流を以下のようにして確実に制御でき
る。
【００６２】例えば、バッテリ温度が上限値より高い
か、又は下限値より低い場合は、図４に示すように、充
電オンオフ回路３２，及び放電オンオフ回路３３の両方
を開とすることにより、充電及び放電の両方を禁止し、
バッテリ２８の寿命低下を回避できる。
か、又は下限値より低い場合は、図４に示すように、充
電オンオフ回路３２，及び放電オンオフ回路３３の両方
を開とすることにより、充電及び放電の両方を禁止し、
バッテリ２８の寿命低下を回避できる。
【００６３】バッテリ残容量が放電禁止容量値以下で
かつバッテリ温度が所定の充電可能範囲内にある場合
は、図５に示すように、充電オンオフ回路３２を閉じ、
放電オンオフ回路３３を開くことにより、放電電流は消
費せずに回生電流は充電電流として利用でき、効率的で
ある。
かつバッテリ温度が所定の充電可能範囲内にある場合
は、図５に示すように、充電オンオフ回路３２を閉じ、
放電オンオフ回路３３を開くことにより、放電電流は消
費せずに回生電流は充電電流として利用でき、効率的で
ある。
【００６４】バッテリが満充電状態にあり、またバッ
テリ温度が所定の放電可能範囲にある場合には、図６に
示すように、充電オンオフ回路３２を開き、放電オンオ
フ回路３３を閉じることにより、燃料電池システム１の
発電力とバッテリ２８による補助電力を最大限に利用
で、モータ駆動力を最大に発揮させることができる。
テリ温度が所定の放電可能範囲にある場合には、図６に
示すように、充電オンオフ回路３２を開き、放電オンオ
フ回路３３を閉じることにより、燃料電池システム１の
発電力とバッテリ２８による補助電力を最大限に利用
で、モータ駆動力を最大に発揮させることができる。
【００６５】バッテリ残容量が所定値以上であってバ
ッテリ温度が所定の充電／放電可能範囲内に有る場合に
は、図７に示すように、充電オンオフ回路３２及び放電
オンオフ回路３３の両方を開とすることにより、バッテ
リ２８を充電しながらモータ駆動の補助電源として有効
に利用でき、走行可能距離を延長できる。
ッテリ温度が所定の充電／放電可能範囲内に有る場合に
は、図７に示すように、充電オンオフ回路３２及び放電
オンオフ回路３３の両方を開とすることにより、バッテ
リ２８を充電しながらモータ駆動の補助電源として有効
に利用でき、走行可能距離を延長できる。
【００６６】さらにまた、燃料電池システム１の最大出
力に基づいて駆動モータの最大許容出力を求めておき、
駆動モータの要求出力をこの最大許容出力以下に規制す
るようにしたので、フルスロットル状態でも駆動モータ
が上記最大許容出力以上の出力を要求することがなく、
燃料電池システム１に過剰な負荷をかけるのを防止で
き、システム全体の寿命低下を防止できる。
力に基づいて駆動モータの最大許容出力を求めておき、
駆動モータの要求出力をこの最大許容出力以下に規制す
るようにしたので、フルスロットル状態でも駆動モータ
が上記最大許容出力以上の出力を要求することがなく、
燃料電池システム１に過剰な負荷をかけるのを防止で
き、システム全体の寿命低下を防止できる。
【００６７】なお、上記実施形態では、燃料電池システ
ム１の出力調整用にＤＣ／ＤＣ変換器２ｂを用いたが、
本発明ではこのＤＣ／ＤＣ変換器は必須ではない。例え
ば燃料電池システム１に対して、必要な電流値／電圧値
をコントローラからシリアル通信等の手法により指令
し、必要な電流／電圧を取り出すことも可能である。
ム１の出力調整用にＤＣ／ＤＣ変換器２ｂを用いたが、
本発明ではこのＤＣ／ＤＣ変換器は必須ではない。例え
ば燃料電池システム１に対して、必要な電流値／電圧値
をコントローラからシリアル通信等の手法により指令
し、必要な電流／電圧を取り出すことも可能である。
【００６８】また上記ＤＣ／ＤＣ変換器の代わりにＦＥ
Ｔのようなスイッチング素子を使用し、燃料電池システ
ムの出力を制御することも可能である。
Ｔのようなスイッチング素子を使用し、燃料電池システ
ムの出力を制御することも可能である。
【００６９】さらにまた、上記実施形態では、発電装置
が燃料電池システム１である場合を説明しただ、本発明
における発電装置としては、ガソリンエンジン，ディー
ゼルエンジン，ガスエンジン等とこれらで駆動される発
電機からなるエンジン発電装置も採用可能であり、メイ
ンスイッチ５をオフした状態で検出されたバッテリ残容
量が所定値以下の時にはこのエンジン発電装置を起動し
てバッテリを充電するようにしてもよく、このようにし
た場合でも空き時間を利用してバッテリを充電でき、バ
ッテリ残容量不足を補うことができ、走行可能距離を延
長できる。
が燃料電池システム１である場合を説明しただ、本発明
における発電装置としては、ガソリンエンジン，ディー
ゼルエンジン，ガスエンジン等とこれらで駆動される発
電機からなるエンジン発電装置も採用可能であり、メイ
ンスイッチ５をオフした状態で検出されたバッテリ残容
量が所定値以下の時にはこのエンジン発電装置を起動し
てバッテリを充電するようにしてもよく、このようにし
た場合でも空き時間を利用してバッテリを充電でき、バ
ッテリ残容量不足を補うことができ、走行可能距離を延
長できる。
【図１】本発明の一実施形態による充電装置を含む燃料
電池駆動システムを搭載した自動二輪車の側面図であ
る。
電池駆動システムを搭載した自動二輪車の側面図であ
る。
【図２】上記燃料電池駆動システムの構成図である。
【図３】上記燃料電池駆動システムのコントローラの機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【図４】上記燃料電池駆動システムの充電，放電オンオ
フ回路の動作説明図である。
フ回路の動作説明図である。
【図５】上記燃料電池駆動システムの充電，放電オンオ
フ回路の動作説明図である。
フ回路の動作説明図である。
【図６】上記燃料電池駆動システムの充電，放電オンオ
フ回路の動作説明図である。
フ回路の動作説明図である。
【図７】上記燃料電池駆動システムの充電，放電オンオ
フ回路の動作説明図である。
フ回路の動作説明図である。
【図８】上記燃料電池駆動システムの動作説明用フロー
チャート図である。
チャート図である。
１ 燃料電池システム（発電装置） ３ 駆動モータ ４ ＦＣコントローラ ５ メインスイッチ ７ セルスタック体 ２０ 電動二輪車（電動車両） ２８ バッテリ（二次電池） ３２ 充電オンオフ回路 ３３ 放電オンオフ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｘ // Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｑ
Claims (7)
- 【請求項１】 発電装置及び走行中には該発電装置によ
り充電されるとともに駆動モータの電源となる二次電池
を搭載した電動車両の充電装置において、メインスイッ
チをオフした状態で定期的に上記二次電池の残容量を検
出し、該検出された残容量が所定値以下の時には上記発
電装置を起動して上記二次電池を充電することを特徴と
する電動車両の充電装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記二次電池を充電
する発電装置として機能すると共に走行中には上記駆動
モータの電源となる燃料電池システムを搭載し、メイン
スイッチをオフした状態で上記二次電池の検出された残
容量が所定値以下の時には上記燃料電池システムを起動
して上記二次電池を充電するようにしたことを特徴とす
る電動車両の充電装置。 - 【請求項３】 請求項２において、上記燃料電池システ
ムのセルスタック体の温度又は外気温度を検出し、該検
出されたセル温度又は外気温度が凍結温度以下の場合に
は上記燃料電池システムを起動し、上記セルスタック体
の凍結防止に必要な温度上昇が得られるよう該燃料電池
システムを運転することを特徴とする電動車両の充電装
置。 - 【請求項４】 請求項３において、上記燃料電池システ
ムの起動後、上記セルスタック体の凍結温度以下の状態
が所定時間以上継続した場合には、上記燃料電池システ
ムで発電された電力によりセルスタック体を暖機するこ
とを特徴とする電動車両の充電装置。 - 【請求項５】 請求項１において、走行用エンジンと該
エンジンで駆動される発電機からなるエンジン発電装置
を搭載し、メインスイッチをオフした状態で上記二次電
池の検出された残容量が所定値以下の時には上記エンジ
ン発電装置を起動して上記二次電池を充電するようにし
たことを特徴とする電動車両の充電装置。 - 【請求項６】 請求項２又は５において、上記発電装置
から二次電池への電流をオンオフする充電オンオフ回路
と、上記二次電池から駆動モータへの電流をオンオフす
る放電オンオフ回路とを設け、該放電オンオフ回路及び
充電オンオフ回路を運転状態に応じて開閉制御するよう
にしたことを特徴とする電動車両の充電装置。 - 【請求項７】 請求項６において、発電装置の最大出力
に基づいて駆動モータの最大許容出力を求めておき、駆
動モータの要求出力を上記最大許容出力以下に規制する
ようにしたことを特徴とする電動車両の充電装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035510A JP2001231108A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電動車両の充電装置 |
| PCT/JP2001/001053 WO2001058715A1 (fr) | 2000-02-14 | 2001-02-14 | Chargeur de batterie pour vehicule electrique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035510A JP2001231108A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電動車両の充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001231108A true JP2001231108A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18559699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035510A Withdrawn JP2001231108A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 電動車両の充電装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001231108A (ja) |
| WO (1) | WO2001058715A1 (ja) |
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| JP2006272489A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 電動工具 |
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| JP2007258061A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Denso Corp | 車両用発電システム |
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| JP2009199751A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム、および、燃料電池システムの制御方法 |
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| US8153314B2 (en) | 2002-09-26 | 2012-04-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Alert method relating to remaining fuel amount of fuel cell system and fuel cell system using the same |
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| JP2017178193A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 鞍乗り型車両 |
| JP2018153023A (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 電動車両の電源装置 |
| JP2020006813A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | スズキ株式会社 | 電動車両 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019049334A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 新電元工業株式会社 | 電動車両、電動車両制御装置および電動車両制御方法 |
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| JPH02168802A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-06-28 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電気車 |
| JPH02174502A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-05 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電気車 |
| JP3094701B2 (ja) * | 1992-12-11 | 2000-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車用エンジン駆動発電機の制御装置 |
| JP3599761B2 (ja) * | 1993-09-28 | 2004-12-08 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | 燃料電池の暖機システム |
| JP3429067B2 (ja) * | 1994-07-12 | 2003-07-22 | マツダ株式会社 | ハイブリッド電源式電動車両 |
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-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035510A patent/JP2001231108A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-02-14 WO PCT/JP2001/001053 patent/WO2001058715A1/ja active Application Filing
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |