JP2002063923A - Fuel cell circuit - Google Patents

Fuel cell circuit

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JP2002063923A
JP2002063923A JP2000245876A JP2000245876A JP2002063923A JP 2002063923 A JP2002063923 A JP 2002063923A JP 2000245876 A JP2000245876 A JP 2000245876A JP 2000245876 A JP2000245876 A JP 2000245876A JP 2002063923 A JP2002063923 A JP 2002063923A
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憲二 加藤
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明 鈴木
Yoshihiko Minamitani
佳彦 南谷
Yutaka Hotta
豊 堀田
Motohiro Nakajima
資浩 中島
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Aisin AW Co Ltd
Equos Research Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to appropriately charge a battery without increasing the capacity of battery by appropriately controlling distribution state of current flowing in a fuel cell and a battery, and enable to maintain the output distribution of the fuel cell and the battery at a prescribed condition. SOLUTION: This is equipped with a fuel cell 11 whose both terminals are connected to a load and a voltage booster control circuit, and this has the battery 12 connected in parallel to the fuel cell 11 via a charging control circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池回路に関
するものである。
[0001] The present invention relates to a fuel cell circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、燃料電池は発電効率が高く、有害
物質を排出しないので、産業用、家庭用の発電装置とし
て、又は人工衛星や宇宙船などの動力源として実用化さ
れてきたが、近年は、乗用車、バス、トラック等の車両
用の動力源として開発が進んでいる。
2. Description of the Related Art Conventionally, fuel cells have a high power generation efficiency and do not emit harmful substances. Therefore, fuel cells have been put to practical use as power sources for industrial and domestic use, or as power sources for artificial satellites and spacecraft. In recent years, development as a power source for vehicles such as passenger cars, buses, and trucks has been advanced.

【0003】そして、前記車両は、照明装置、ラジオ、
パワーウインドウ等の車両の停車中にも使用される電気
を消費する補機類を多数備えていて、また、走行パター
ンが多様であって動力源に要求される出力範囲が極めて
広いので、前記燃料電池を車両用の動力源として使用す
る場合には、バッテリ(蓄電池又は二次電池)を併用し
たハイブリッドとすることが一般的である。
[0003] The vehicle includes a lighting device, a radio,
It is equipped with a large number of auxiliary equipment that consumes electricity, such as a power window, which is used even when the vehicle is stopped, and has various running patterns and an extremely wide output range required for a power source. When a battery is used as a power source for a vehicle, a hybrid using a battery (a storage battery or a secondary battery) is generally used.

【0004】図2は従来の燃料電池回路を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional fuel cell circuit.

【0005】図において、101は燃料電池であり、ア
ルカリ水溶液型(AFC)、リン酸型(PAFC)、溶
融炭酸塩型(MCFC)、固体酸化物型(SOFC)、
直接型メタノール(DMFC)等のものであってもよい
が、固体高分子型燃料電池(PEMFC)が一般的であ
る。
[0005] In the drawing, reference numeral 101 denotes a fuel cell, which is an alkaline aqueous solution type (AFC), a phosphoric acid type (PAFC), a molten carbonate type (MCFC), a solid oxide type (SOFC),
Although it may be a direct methanol (DMFC) or the like, a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) is generally used.

【0006】また、102は充電によって放電を繰り返
すことができるバッテリであり、鉛蓄電池、ニッケルカ
ドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電
池、ナトリウム硫黄電池等が一般的である。
Reference numeral 102 denotes a battery which can be repeatedly discharged by charging, and is generally a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, a sodium sulfur battery, or the like.

【0007】さらに、103はインバータ(INV)で
あり、前記燃料電池101又はバッテリ102からの直
流電流を交流電流に変換して、車両の車輪を回転させる
駆動源である図示されない交流モータに供給する。な
お、前記駆動源が直流モータである場合は、前記燃料電
池101又はバッテリ102からの直流電流は、前記イ
ンバータ103を介さずに駆動源に直接供給される。
Reference numeral 103 denotes an inverter (INV) which converts a DC current from the fuel cell 101 or the battery 102 into an AC current and supplies it to an AC motor (not shown) which is a driving source for rotating wheels of the vehicle. . When the drive source is a DC motor, the DC current from the fuel cell 101 or the battery 102 is directly supplied to the drive source without passing through the inverter 103.

【0008】そして、前記構成の燃料電池回路において
は、前記燃料電池101及びバッテリ102が並列に接
続されて、前記インバータ103に電流を供給するよう
になっているので、例えば、車両の停止時に前記燃料電
池101が停止した場合、坂道等の高負荷運転時に前記
燃料電池101からの電流だけでは要求電流に満たない
場合等には、前記バッテリ102からインバータ103
に電流が自動的に供給される。
In the fuel cell circuit having the above-described structure, the fuel cell 101 and the battery 102 are connected in parallel to supply a current to the inverter 103. When the fuel cell 101 is stopped, or when the current from the fuel cell 101 alone does not satisfy the required current during a high-load operation on a slope or the like, the inverter
Current is automatically supplied to the

【0009】また、前記駆動源である交流モータが、車
両の減速運転時には発電器として機能して、いわゆる回
生電流を発生する場合には、前記車両の減速運転時に回
生電流がバッテリ102に供給され、該バッテリ102
が再充電される。さらに、前記回生電流が供給されない
場合であっても、前記バッテリ102が放電して端子電
圧が低下すると、前記燃料電池101が発生する電流が
自動的に前記バッテリ102に供給される。
When the AC motor, which is the driving source, functions as a generator during deceleration operation of the vehicle and generates a so-called regenerative current, the regenerative current is supplied to the battery 102 during the deceleration operation of the vehicle. , The battery 102
Is recharged. Further, even when the regenerative current is not supplied, when the battery 102 discharges and the terminal voltage decreases, the current generated by the fuel cell 101 is automatically supplied to the battery 102.

【0010】このように、前記燃料電池回路において
は、前記バッテリ102が常時充電され、前記燃料電池
101からの電流だけでは要求電流に満たない場合等に
は、前記バッテリ102からインバータ103に電流が
自動的に供給されるようになっているので、車両は各種
の走行モードにおいて、安定して走行することができ
る。
As described above, in the fuel cell circuit, when the battery 102 is constantly charged and the current from the fuel cell 101 alone does not satisfy the required current, the current is supplied from the battery 102 to the inverter 103. Since the vehicle is automatically supplied, the vehicle can run stably in various running modes.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の燃料電池回路においては、燃料電池101及びバッ
テリ102が並列に接続されているだけであり、前記燃
料電池101及びバッテリ102に流れる電流の分配状
態が何ら制御されていないので、前記燃料電池101及
びバッテリ102の電流−電圧特性によってそれぞれに
流れる電流量が決まってしまう。
However, in the conventional fuel cell circuit, only the fuel cell 101 and the battery 102 are connected in parallel, and the distribution state of the current flowing through the fuel cell 101 and the battery 102 is changed. Is not controlled at all, the amount of current flowing through each of the fuel cell 101 and the battery 102 is determined by the current-voltage characteristics.

【0012】図3は従来の燃料電池回路における燃料電
池及びバッテリの特性を示す図である。なお、図におい
て、横軸に電流を、縦軸に電圧及び電力を採ってある。
FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a fuel cell and a battery in a conventional fuel cell circuit. In the figure, the horizontal axis represents current, and the vertical axis represents voltage and power.

【0013】図において、105は燃料電池101(図
2)の電圧−電流特性を示す曲線、106はバッテリ1
02の電圧−電流特性を示す曲線、107は燃料電池1
01及びバッテリ102を合計した場合の本来の電圧−
電流特性を示す曲線、108は燃料電池101及びバッ
テリ102を合計した場合の本来の電力特性を示す曲線
である。
In the drawing, reference numeral 105 denotes a curve showing the voltage-current characteristic of the fuel cell 101 (FIG. 2), and reference numeral 106 denotes the battery 1
A curve showing voltage-current characteristics of the fuel cell 1 is shown in FIG.
01 and the original voltage when battery 102 is summed-
A curve 108 indicating the current characteristic is a curve indicating the original power characteristic when the fuel cell 101 and the battery 102 are summed.

【0014】例えば、車両の定負荷運転時には、前記燃
料電池101からの電流だけで要求電流を満たしている
ので、本来、前記バッテリ102からインバータ103
に電流が供給される必要がないにも関わらず、曲線10
6が示すように、前記バッテリ102は低電流領域から
出力を開始するので、前記バッテリ102からも前記イ
ンバータ103に電流が供給されてしまう。このよう
に、前記バッテリ102から常時電流が流れるようにな
っているので、前記バッテリ102の容量を増大させる
必要があるが、一般的に、バッテリは大きく、重く、か
つ、高価であり、前記バッテリ102の容量を増大させ
ると、前記車両の体積、重量が増し、コストも高くなっ
てしまう。
For example, during a constant load operation of the vehicle, the required current is satisfied only by the current from the fuel cell 101, so that the battery
Curve 10 although no current needs to be supplied to the
As shown in FIG. 6, the output of the battery 102 starts from a low current region, so that a current is also supplied from the battery 102 to the inverter 103. As described above, since the current always flows from the battery 102, it is necessary to increase the capacity of the battery 102. However, in general, the battery is large, heavy, expensive, and Increasing the capacity of 102 increases the volume and weight of the vehicle and increases the cost.

【0015】また、前記燃料電池101及びバッテリ1
02のそれぞれの端子電圧を、両者間の電圧差が小さく
なるように設定すると、前記バッテリ102が放電して
端子電圧が低下した時であっても、曲線106が示すよ
うに、前記燃料電池101からの電流が前記バッテリ1
02に流れにくく、該バッテリ102の充電に時間がか
かってしまう。このため、車両の走行が制限され、最悪
の場合には、曲線106が示すように、前記バッテリ1
02が上がってしまう。
The fuel cell 101 and the battery 1
02 is set so that the voltage difference between them becomes small, even when the battery 102 is discharged and the terminal voltage is lowered, as shown by the curve 106, the fuel cell 101 Current from the battery 1
02, and it takes time to charge the battery 102. Therefore, the travel of the vehicle is restricted, and in the worst case, the battery 1
02 goes up.

【0016】逆に、前記電圧差が大きくなるように設定
すると、大電流が前記燃料電池101からバッテリ10
2に流れるので、該バッテリ102が過充電されること
によって破壊されてしまう。
Conversely, when the voltage difference is set to be large, a large current flows from the fuel cell 101 to the battery 10.
2, the battery 102 is destroyed by being overcharged.

【0017】さらに、通常、バッテリの電圧−電流特性
は残存容量によって変動するので、前記燃料電池101
及びバッテリ102の出力配分を所定の状態に維持し、
曲線107、108に示されるような燃料電池101及
びバッテリ102を合計した場合の本来の電流−電圧特
性又は電力特性を発揮させることが困難である。そのた
め、坂道等の高負荷運転時のように前記燃料電池101
からの電流だけでは要求電流に満たない場合であって
も、前記バッテリ102からインバータ103に電流が
供給されずに車両の走行が制限されてしまったり、ま
た、前記バッテリ102の残存容量が少なくなっても、
前記燃料電池101から電流が供給されずに前記バッテ
リ102が上がったりしてしまう。
Further, the voltage-current characteristics of the battery usually fluctuate depending on the remaining capacity.
And maintaining the output distribution of the battery 102 in a predetermined state,
It is difficult to exhibit the original current-voltage characteristics or power characteristics when the fuel cell 101 and the battery 102 as shown by the curves 107 and 108 are added. Therefore, as in the case of high-load operation on a slope or the like, the fuel cell 101
Even if the current from the battery 102 alone does not satisfy the required current, the current is not supplied from the battery 102 to the inverter 103, so that the running of the vehicle is restricted, or the remaining capacity of the battery 102 decreases. Even
The current is not supplied from the fuel cell 101, and the battery 102 rises.

【0018】本発明は、前記従来の燃料電池回路の問題
点を解決して、燃料電池及びバッテリに流れる電流の分
配状態を適切に制御して、バッテリの容量を増大させる
ことなく、適切にバッテリを充電することができ、ま
た、燃料電池及びバッテリの出力配分を所定の状態に維
持することができる燃料電池回路を提供することを目的
とする。
The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional fuel cell circuit, appropriately controls the distribution of current flowing through the fuel cell and the battery, and can appropriately increase the capacity of the battery without increasing the capacity of the battery. It is an object of the present invention to provide a fuel cell circuit capable of charging a fuel cell and maintaining the output distribution of the fuel cell and the battery in a predetermined state.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の燃
料電池回路においては、燃料電池と、該燃料電池の出力
端子に接続された負荷と、該負荷に対して、前記燃料電
池と並列に接続された2次電池回路とを備える燃料電池
回路において、前記2次電池回路は、前記燃料電池より
低い電圧を基準電圧とする2次電池と、該2次電池の出
力電圧を昇圧して前記負荷に供給する昇圧回路と、前記
燃料電池の出力する電流を前記2次電池に充電する充電
回路とを備える。
For this purpose, in a fuel cell circuit according to the present invention, a fuel cell, a load connected to an output terminal of the fuel cell, and a load are connected in parallel with the fuel cell. A fuel cell circuit including a connected secondary battery circuit, wherein the secondary battery circuit includes a secondary battery having a lower voltage than the fuel cell as a reference voltage, and an output voltage of the secondary battery that is boosted. The fuel cell system includes a booster circuit for supplying a load, and a charging circuit for charging the secondary battery with a current output from the fuel cell.

【0020】また、本発明の他の燃料電池回路において
は、負荷に接続された燃料電池と、前記燃料電池と前記
負荷に対して並列に接続された2次電池回路とを備える
燃料電池回路において、前記2次電池回路は、互いに直
列に接続された充電用スイッチング素子及び昇圧用スイ
ッチング素子と、前記昇圧用スイッチング素子に対し
て、リアクトルを介して並列に接続された2次電池と、
前記負荷又は前記2次電池からの電流が前記燃料電池に
供給されないように配設されたダイオード素子とを備え
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell circuit comprising a fuel cell connected to a load, and a secondary cell circuit connected in parallel to the fuel cell and the load. A charging switching element and a boosting switching element connected in series with each other, a secondary battery connected in parallel to the boosting switching element via a reactor,
A diode element arranged so that current from the load or the secondary battery is not supplied to the fuel cell.

【0021】本発明の更に他の燃料電池回路において
は、さらに、前記負荷は、車両を駆動する駆動モータの
駆動制御装置である。
In still another fuel cell circuit according to the present invention, the load is a drive control device of a drive motor for driving a vehicle.

【0022】本発明の更に他の燃料電池回路において
は、さらに、前記負荷は、車両を駆動する駆動モータの
インバータ装置である。
In still another fuel cell circuit according to the present invention, the load is an inverter device of a drive motor for driving a vehicle.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明の実施の形態における燃料電
池回路の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a fuel cell circuit according to an embodiment of the present invention.

【0025】図1において、10は燃料電池(FC)回
路であり、乗用車、バス、トラック等の車両用の動力源
として使用される。ここで、前記車両は、照明装置、ラ
ジオ、パワーウインドウ等の車両の停車中にも使用され
る電気を消費する補機類を多数備えていて、また、走行
パターンが多様であって動力源に要求される出力範囲が
極めて広いので、動力源として燃料電池11とバッテリ
12とを併用して使用する。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a fuel cell (FC) circuit, which is used as a power source for vehicles such as passenger cars, buses, and trucks. Here, the vehicle is provided with a large number of auxiliary devices that consume electricity, such as lighting devices, radios, and power windows, which are used even when the vehicle is stopped. Since the required output range is extremely wide, the fuel cell 11 and the battery 12 are used in combination as power sources.

【0026】そして、11は燃料電池であり、アルカリ
水溶液型(AFC)、リン酸型(PAFC)、溶融炭酸
塩型(MCFC)、固体酸化物型(SOFC)、直接型
メタノール(DMFC)等のものであってもよいが、固
体高分子型燃料電池(PEMFC)であることが望まし
い。
Reference numeral 11 denotes a fuel cell, such as an alkaline aqueous solution type (AFC), a phosphoric acid type (PAFC), a molten carbonate type (MCFC), a solid oxide type (SOFC), and a direct type methanol (DMFC). However, it is preferable that the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC).

【0027】なお、更に望ましくは、水素を燃料とし、
酸素又は空気を酸化剤とするPEMFC(proton
exchange membrance fuel
cell)型燃料電池、又はPEM(proton e
xchange membrance)型燃料電池と呼
ばれるものである。ここで、該PEM型燃料電池は、一
般的に、プロトン等のイオンを透過する高分子膜の両側
に触媒、電極及びセパレータを結合したセル(fuel
cell)を複数直列に結合したスタック(stac
k)から成る(特開平11−317236号公報等参
照)。
More preferably, hydrogen is used as fuel,
PEMFC (proton) using oxygen or air as an oxidizing agent
exchange membrane fuel
cell) type fuel cell or PEM (proton
This is a so-called xchange membrane type fuel cell. Here, the PEM fuel cell generally has a cell (fuel) in which a catalyst, an electrode, and a separator are combined on both sides of a polymer membrane that transmits ions such as protons.
cell) in series (stac)
k) (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-317236).

【0028】例えば、本実施の形態においては、1例と
して、PEM型燃料電池であり、400枚のセルを直列
に接続したスタックを使用する。この場合、総電極面積
は300〔cm 2〕であり、開放端子電圧は約350
〔V〕、出力は約50〔kw〕である。そして、定常動
作時の温度は50〜90〔℃〕程度である。
For example, in the present embodiment, a PEM fuel cell is used as an example, and a stack in which 400 cells are connected in series is used. In this case, the total electrode area is 300 [cm 2 ], and the open terminal voltage is about 350
[V], the output is about 50 [kw]. The temperature during the steady operation is about 50 to 90 [° C.].

【0029】なお、燃料である水素は、図示されない改
質装置によってメタノール、ガソリン等を改質して取り
出した水素を燃料電池に直接供給することもできるが、
車両の高負荷運転時にも安定して十分な量の水素を供給
することができるようにするためには、水素吸蔵合金、
水素ガスボンベ等に貯蔵した水素を供給することが望ま
しい。これにより、水素がほぼ一定の圧力で常に十分に
供給されるので、前記燃料電池11は車両の負荷の変動
に遅れることなく追随して、必要な電流を供給すること
ができる。
The hydrogen as the fuel can be supplied directly to the fuel cell by reforming methanol, gasoline, or the like by a reformer (not shown).
In order to stably supply a sufficient amount of hydrogen even during high-load operation of a vehicle, a hydrogen storage alloy,
It is desirable to supply hydrogen stored in a hydrogen gas cylinder or the like. As a result, hydrogen is always sufficiently supplied at a substantially constant pressure, so that the fuel cell 11 can supply a necessary current by following the fluctuation of the load of the vehicle without delay.

【0030】この場合、前記燃料電池11の出力インピ
ーダンスは極めて低く、0に近似することが可能であ
る。
In this case, the output impedance of the fuel cell 11 is extremely low and can be approximated to zero.

【0031】また、12は充電によって放電を繰り返す
ことができる2次電池としてのバッテリ(蓄電池)であ
り、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素
電池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等が一
般的であるが、電気自動車等に使用される高性能鉛蓄電
池、リチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池等が望ま
しい。
Reference numeral 12 denotes a battery (storage battery) as a secondary battery that can be repeatedly discharged by charging, and is generally a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, a sodium sulfur battery, or the like. However, high-performance lead-acid batteries, lithium-ion batteries, sodium-sulfur batteries and the like used for electric vehicles and the like are desirable.

【0032】例えば、本実施の形態においては、1例と
して、高性能鉛蓄電池を使用する。この場合、開放端子
電圧は約210〔V〕であり、約10〔kW〕の電流を
5〜20分程度供給することができる程度の容量を有す
る。
For example, in the present embodiment, a high-performance lead-acid battery is used as an example. In this case, the open terminal voltage is about 210 [V], and the capacity is such that a current of about 10 [kW] can be supplied for about 5 to 20 minutes.

【0033】さらに、13は負荷としての駆動制御装置
であるインバータ装置であり、前記燃料電池11又はバ
ッテリ12からの直流電流を交流電流に変換して、車両
の車輪を回転させる駆動モータとしてのモータ14に供
給する。ここで、前記モータ14は発電機としても機能
するものであり、車両の減速運転時には、いわゆる回生
電流を発生する。この場合、前記モータ14は車輪によ
って回転させられて発電するので、前記車輪にブレーキ
をかける、すなわち、車両の制動装置(ブレーキ)とし
て機能する。そして、後述されるように、前記回生電流
がバッテリ12に供給されて該バッテリ12が充電され
る。
An inverter device 13 is a drive control device serving as a load. The inverter device converts a DC current from the fuel cell 11 or the battery 12 into an AC current, and rotates a vehicle wheel. 14. Here, the motor 14 also functions as a generator, and generates a so-called regenerative current during deceleration operation of the vehicle. In this case, since the motor 14 is rotated by the wheels to generate power, the motor 14 applies a brake to the wheels, that is, functions as a vehicle braking device (brake). Then, as described later, the regenerative current is supplied to the battery 12, and the battery 12 is charged.

【0034】また、15はバッテリ充電制御回路であ
り、充電用スイッチング素子としての高速スイッチング
素子であるIGBT(絶縁ゲート・バイポーラ・トラン
ジスタ)15aとサイリスタ15bとの並列回路であ
る。ここで、前記IGBT15aは200〔A〕程度の
電流を許容するものである。
Reference numeral 15 denotes a battery charge control circuit, which is a parallel circuit of an IGBT (insulated gate bipolar transistor) 15a, which is a high-speed switching element as a charging switching element, and a thyristor 15b. Here, the IGBT 15a allows a current of about 200 [A].

【0035】一方、16は昇圧制御回路としてのバッテ
リ放電制御回路であり、前記バッテリ充電制御回路と同
様に、昇圧用スイッチング素子としてのIGBT16a
とサイリスタ16bの並列回路である。ここで、前記I
GBT16aは200〔A〕程度の電流を許容するもの
である。
On the other hand, reference numeral 16 denotes a battery discharge control circuit serving as a boosting control circuit, similar to the battery charge control circuit, and an IGBT 16a serving as a boosting switching element.
And a thyristor 16b in parallel. Here, the I
The GBT 16a allows a current of about 200 [A].

【0036】そして、17は200〔A〕程度の電流を
許容するリアクトルであり、前記バッテリ放電制御回路
16と共に昇圧回路を構成し、前記バッテリ12の出力
電圧を昇圧する。
Reference numeral 17 denotes a reactor which allows a current of about 200 [A], and constitutes a booster circuit together with the battery discharge control circuit 16 to boost the output voltage of the battery 12.

【0037】ここで、前記バッテリ放電制御回路16に
おけるIGBT16aは所定周期(例えば、20〔kH
z〕程度)のスイッチング信号によってオンオフされ
る。前記IGBT16aをオンにしたときには、前記バ
ッテリ12から出力された直流電流がリアクトル17に
流れてエネルギーが蓄積され、前記IGBT16aをオ
フにしたときには、前記リアクトル17に蓄積されたエ
ネルギーに応じた電圧が、前記バッテリ12の出力電圧
に加算されて昇圧される。なお、昇圧された前記バッテ
リ12の出力電圧は前記スイッチング信号によって適宜
調節することができるが、おおよそ前記燃料電池11の
出力電圧よりわずかに高い程度に調節される。
Here, the IGBT 16a in the battery discharge control circuit 16 has a predetermined period (for example, 20 [kHz]).
z]) is turned on / off by a switching signal. When the IGBT 16a is turned on, the DC current output from the battery 12 flows to the reactor 17 to store energy, and when the IGBT 16a is turned off, a voltage corresponding to the energy stored in the reactor 17 is: The voltage is added to the output voltage of the battery 12 and boosted. The boosted output voltage of the battery 12 can be appropriately adjusted by the switching signal, but is adjusted to be slightly higher than the output voltage of the fuel cell 11.

【0038】また、前記バッテリ放電制御回路16にお
けるサイリスタ16bは、前記IGBT16aをオフに
したときに該IGBT16aのエミッタとコレクタとの
間に発生する逆起電力によって、該エミッタとコレクタ
との間の絶縁が破壊されることを防止する。
The thyristor 16b in the battery discharge control circuit 16 is provided with an insulation between the emitter and the collector by the back electromotive force generated between the emitter and the collector of the IGBT 16a when the IGBT 16a is turned off. To prevent it from being destroyed.

【0039】そして、18は回路を流れる電流値を測定
する電流センサであり、19は、負荷又は2次電池から
の電流が燃料電池に供給されないように配設されたダイ
オード素子としての、サイリスタである。
Reference numeral 18 denotes a current sensor for measuring a current value flowing through the circuit. Reference numeral 19 denotes a thyristor as a diode element disposed so that current from a load or a secondary battery is not supplied to the fuel cell. is there.

【0040】また、20はハイブリッド回路電子制御ユ
ニットであり、CPU等の演算手段、半導体メモリ等の
記憶手段、入出力インターフェイス等を備え、前記燃料
電池回路10における電流値、電圧値等を測定するとと
もに、前記バッテリ充電制御回路15及びバッテリ放電
制御回路16の動作を制御する。さらに、前記ハイブリ
ッド回路電子制御ユニット20は、車両における他のセ
ンサ、及び後述される車両用電子制御ユニット21、燃
料電池電子制御ユニット22、イグニッション制御装置
24等の他の制御装置と通信可能に接続され、他のセン
サ及び他の制御装置と連携して前記燃料電池回路10の
動作を統括的に制御する。
Reference numeral 20 denotes a hybrid circuit electronic control unit, which includes arithmetic means such as a CPU, storage means such as a semiconductor memory, an input / output interface, etc., and measures a current value, a voltage value, and the like in the fuel cell circuit 10. At the same time, the operation of the battery charge control circuit 15 and the battery discharge control circuit 16 is controlled. Further, the hybrid circuit electronic control unit 20 is communicably connected to other sensors in the vehicle and other control devices such as a vehicle electronic control unit 21, a fuel cell electronic control unit 22, and an ignition control device 24, which will be described later. Then, the operation of the fuel cell circuit 10 is comprehensively controlled in cooperation with another sensor and another control device.

【0041】なお、前記ハイブリッド回路電子制御ユニ
ット20は独立に存在するものであってもよく、例え
ば、車両用電子制御ユニット21等の他の制御装置の一
部として存在するものであってもよい。
The hybrid circuit electronic control unit 20 may exist independently, for example, may exist as a part of another control device such as the vehicle electronic control unit 21. .

【0042】ここで、例えば、本実施の形態において
は、前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20は、2
つの電流センサ18との入出力インターフェイス、電圧
計測用の2つの入出力インターフェイス、バッテリ充電
制御回路15用の入出力インターフェイス、バッテリ放
電制御回路16用の入出力インターフェイス、車両用電
子制御ユニット21用の入出力インターフェイス、燃料
電池電子制御ユニット22用の入出力インターフェイ
ス、及びイグニッション制御装置24用の入出力インタ
ーフェイスを備える。また、前記ハイブリッド回路電子
制御ユニット20は、電源としての電源バッテリ23に
接続される電源インターフェイスも備える。
Here, for example, in the present embodiment, the hybrid circuit electronic control unit 20
I / O interface with two current sensors 18, two I / O interfaces for voltage measurement, I / O interface for battery charge control circuit 15, I / O interface for battery discharge control circuit 16, and electronic control unit 21 for vehicle An input / output interface, an input / output interface for the fuel cell electronic control unit 22, and an input / output interface for the ignition control device 24 are provided. The hybrid circuit electronic control unit 20 also includes a power supply interface connected to a power supply battery 23 as a power supply.

【0043】次に、車両用電子制御ユニット21は、C
PU等の演算手段、半導体メモリ等の記憶手段、入出力
インターフェイス等を備え、車速、気温、アクセル開度
等を検出して変速機、制動装置等を含む車両全般の動作
を統括的に制御する。
Next, the vehicle electronic control unit 21 sets C
It is provided with arithmetic means such as PU, storage means such as semiconductor memory, input / output interface, etc., and detects vehicle speed, temperature, accelerator opening, etc., and comprehensively controls the entire operation of the vehicle including the transmission, the braking device, and the like. .

【0044】また、燃料電池電子制御ユニット22は、
CPU等の演算手段、半導体メモリ等の記憶手段、入出
力インターフェイス等を備え、燃料電池11に供給され
る水素、酸素、空気等の流量、温度、出力電圧等を検出
して前記燃料電池11の動作を制御する。
Further, the fuel cell electronic control unit 22 comprises:
It is provided with arithmetic means such as a CPU, storage means such as a semiconductor memory, an input / output interface, and the like. Control behavior.

【0045】そして、前記電源バッテリ23は、充電に
よって放電を繰り返すことができる鉛蓄電池、ニッケル
カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電
池、ナトリウム硫黄電池等のバッテリから成り、12
〔V〕の直流電流を前記ハイブリッド回路電子制御ユニ
ット20に供給する。なお、前記電源バッテリ23は、
車両のラジオ、パワーウインドウ等の補機類にも電源と
して直流電流を供給してもよい。
The power supply battery 23 is composed of a battery such as a lead storage battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, a sodium sulfur battery or the like, which can repeat discharging by charging.
[V] DC current is supplied to the hybrid circuit electronic control unit 20. The power battery 23 is
A direct current may be supplied as a power source to auxiliary equipment such as a vehicle radio and a power window.

【0046】また、前記イグニッション制御装置24は
燃料電池回路を起動させるための装置であり、車両の運
転者がスイッチをオンにすると、その信号を前記ハイブ
リッド回路電子制御ユニット20やその他の装置に伝達
する。
The ignition control device 24 is a device for activating the fuel cell circuit. When the driver turns on the switch, the signal is transmitted to the hybrid circuit electronic control unit 20 and other devices. I do.

【0047】次に、前記構成の燃料電池装置の動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the fuel cell device having the above configuration will be described.

【0048】図4は本発明の実施の形態における燃料電
池及びバッテリの特性を示す図である。なお、図4にお
いて、横軸に電流値Aを、縦軸に電圧V及び電力KWを
採ってある。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of the fuel cell and the battery according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the current value A, and the vertical axis indicates the voltage V and the power KW.

【0049】図4において、41は燃料電池11(図
1)の電圧−電流特性を示す曲線である。前記燃料電池
11の電圧−電流特性を示す曲線41は、通常のPEM
型燃料電池の場合と同様に、全体として電流の増大と共
に電圧が低下していく右下がり曲線である。そして、電
流値Aまでは傾斜が緩やかであるが、前記電流値Aに対
応する点Bを変曲点として傾斜が急になる。なお、これ
に対応する前記燃料電池11の電力特性は曲線45で示
される。
In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a curve showing voltage-current characteristics of the fuel cell 11 (FIG. 1). A curve 41 showing the voltage-current characteristic of the fuel cell 11 is a normal PEM.
As in the case of the fuel cell, the voltage decreases as the voltage increases as the current increases as a whole. Although the slope is gentle up to the current value A, the slope becomes steep with the point B corresponding to the current value A as an inflection point. The power characteristic of the fuel cell 11 corresponding to this is shown by a curve 45.

【0050】このことから、前記燃料電池11は、電流
値Aの近傍までの範囲で使用するのが効率的であること
が分かる。なお、前述されたように、前記燃料電池11
は出力インピーダンスがほぼ0の電源である。
From this, it can be seen that it is efficient to use the fuel cell 11 in a range up to the vicinity of the current value A. As described above, the fuel cell 11
Is a power supply having almost zero output impedance.

【0051】一方、バッテリ12の電圧−電流特性を示
す曲線43は、通常のバッテリの場合と同様に、全体と
して電流の増大と共に電圧が低下していく右下がりの直
線状であり、電流値Aを超えても何ら変化しない。しか
も、その傾斜角度は電流値Aまでの前記曲線41の傾斜
角度とほぼ等しい。
On the other hand, the curve 43 showing the voltage-current characteristic of the battery 12 is a straight line with the voltage decreasing as the current increases as a whole, like a normal battery. Does not change at all. Moreover, the inclination angle is substantially equal to the inclination angle of the curve 41 up to the current value A.

【0052】したがって、インバータ13を介してモー
タ14に供給すべき電流、すなわち、要求電流の値が電
流値Aまでの範囲においては、前記燃料電池11だけか
ら電流を供給し、要求電流の値が電流値Aの近傍以上の
範囲においては、前記燃料電池11からの電流に加え
て、前記バッテリ12からも電流を供給するようにすれ
ばよいことが分かる。そして、前記バッテリ12の開放
端子電圧は、要求電流の値が電流値Aに対応する前記曲
線41上の点Bにおける前記燃料電池11の端子電圧と
ほぼ等しいことから、要求電流の値が電流値Aの近傍ま
での範囲においては、前記バッテリ12から電流が供給
されることはない。
Therefore, when the current to be supplied to the motor 14 via the inverter 13, that is, when the required current value is in the range up to the current value A, the current is supplied only from the fuel cell 11, and the required current value is It can be seen that in the range above and near the current value A, the current may be supplied from the battery 12 in addition to the current from the fuel cell 11. The open terminal voltage of the battery 12 is substantially equal to the terminal voltage of the fuel cell 11 at the point B on the curve 41 corresponding to the current value A. In the range up to the vicinity of A, no current is supplied from the battery 12.

【0053】ただし、前記バッテリ12の出力電圧を昇
圧回路によって前記燃料電池11の端子電圧にまで昇圧
すると、前記バッテリ12からも積極的に電流が供給さ
れる。
However, when the output voltage of the battery 12 is boosted to the terminal voltage of the fuel cell 11 by the booster circuit, current is also supplied from the battery 12 positively.

【0054】そして、要求電流の値が電流値Aに対応す
る前記曲線41上の点Bにおける前記燃料電池11の端
子電圧が、前記バッテリ12の開放電圧とほぼ等しいこ
とから、電流値Aをわずかに超えた範囲ではバッテリ1
2からも電流が供給される。しかし、前記バッテリ12
からも電流が供給されると、該バッテリ12の電圧−電
流特性を示す曲線43から分かるように、前記バッテリ
12の端子電圧が低下していくことから、その電流値が
さほど上昇することはない。
Since the terminal voltage of the fuel cell 11 at the point B on the curve 41 where the required current value corresponds to the current value A is substantially equal to the open voltage of the battery 12, the current value A is slightly reduced. Battery 1 in the range beyond
Current is also supplied from 2. However, the battery 12
As shown in the curve 43 showing the voltage-current characteristics of the battery 12, the terminal voltage of the battery 12 is reduced when the current is supplied from the battery 12, so that the current value does not increase so much. .

【0055】しかし、昇圧回路によって前記バッテリ1
2の出力電圧を前記記燃料電池11の端子電圧にまで昇
圧させて、前記燃料電池11及びバッテリ12からの電
流を併せた場合には、電圧−電流特性を示す曲線42と
なり、全体として電流が増大すると共に電圧が低下して
いく右下がりの直線状となる。そして、これに対応する
電力特性は曲線44で示される。
However, the battery 1
2 is increased to the terminal voltage of the fuel cell 11 and the currents from the fuel cell 11 and the battery 12 are combined, a curve 42 showing a voltage-current characteristic is obtained. The voltage becomes a downward-sloping linear shape in which the voltage decreases as the voltage increases. The corresponding power characteristic is shown by curve 44.

【0056】ここで、例えば、インバータ13を介して
モータ14に供給すべき電力、すなわち、要求電力がC
であるとすると、電力特性を示す曲線44上の点Dに対
応する。そして、該点Dに対応する電圧−電流特性を示
す曲線42上の点はEであり、これに対応する電流値は
Fであることが分かる。したがって、この場合には、前
記燃料電池11は電流値Aの電流を供給し、前記バッテ
リ12は電流値(F−A)の電流を供給するようにすれ
ばよいことが分かる。
Here, for example, the power to be supplied to the motor 14 via the inverter 13, that is, the required power is C
, This corresponds to a point D on the curve 44 indicating the power characteristic. Then, it can be seen that the point on the curve 42 indicating the voltage-current characteristic corresponding to the point D is E, and the current value corresponding to this is F. Therefore, in this case, it can be seen that the fuel cell 11 supplies a current of the current value A, and the battery 12 supplies a current of the current value (FA).

【0057】本実施の形態においては、ハイブリッド回
路電子制御ユニット20の記憶手段には、図4に示され
るような燃料電池11及びバッテリ12の特性があらか
じめ格納されている。そして、車両用電子制御ユニット
21から送信された車両の車速、アクセル開度等の信号
に基づいて、モータ14に供給すべき要求電力が演算手
段によって算出され、該要求電力に対応する要求電流の
値が、図4に示されるような燃料電池11及びバッテリ
12の特性に基づいて、見い出される。
In the present embodiment, the characteristics of the fuel cell 11 and the battery 12 as shown in FIG. 4 are stored in the storage means of the hybrid circuit electronic control unit 20 in advance. The required power to be supplied to the motor 14 is calculated by the calculating means based on signals such as the vehicle speed and the accelerator opening transmitted from the vehicle electronic control unit 21, and the required current corresponding to the required power is calculated. A value is found based on the characteristics of the fuel cell 11 and the battery 12 as shown in FIG.

【0058】一方、後述されるように、車両の走行モー
ドが判定され、該走行モードに基づいて回生電流の発生
を予測し、該回生電流をバッテリ12に充電することが
できるように、前記燃料電池11及びバッテリ12から
の出力電流を制御するようになっているが、この時も、
図4に示されるような燃料電池11及びバッテリ12の
特性に基づいて出力電流を制御する。
On the other hand, as will be described later, the running mode of the vehicle is determined, the generation of a regenerative current is predicted based on the running mode, and the fuel is supplied so that the battery 12 can be charged with the regenerative current. The output currents from the battery 11 and the battery 12 are controlled.
The output current is controlled based on the characteristics of the fuel cell 11 and the battery 12 as shown in FIG.

【0059】そこで、ここでは、図4に示されるような
燃料電池11及びバッテリ12の特性に基づいた燃料電
池回路10の基本的な動作について説明する。
Here, the basic operation of the fuel cell circuit 10 based on the characteristics of the fuel cell 11 and the battery 12 as shown in FIG. 4 will be described.

【0060】まず、要求電流の値が図4における電流値
A以下の場合であり、前記燃料電池11だけから電流を
供給する場合には、前記バッテリ充電制御回路15及び
バッテリ放電制御回路16におけるIGBT15a、1
6aをオフの状態とする。
First, the case where the required current value is equal to or less than the current value A in FIG. 4, and when the current is supplied only from the fuel cell 11, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 and the battery discharge control circuit 16 , 1
6a is turned off.

【0061】この場合、前記燃料電池11には燃料であ
る水素及び酸化剤である酸素又は空気が常に十分に供給
されるようになっているので、要求電流の値が変動して
も、前記燃料電池11からは要求電流の値に応じた値の
電流が自動的に供給される。したがって、前記燃料電池
11の出力電流を要求電流の値の変動に応じて制御する
必要がない。なお、前記燃料電池11から供給される電
流の値は、電流センサ18によって測定され、電流値A
以下であるか否かを前記ハイブリッド回路電子制御ユニ
ット20によって、常時検出する。また、電圧について
も前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20によって
常時検出する。
In this case, hydrogen as fuel and oxygen or air as oxidant are always sufficiently supplied to the fuel cell 11, so that even if the required current value fluctuates, A current having a value corresponding to the required current value is automatically supplied from the battery 11. Therefore, there is no need to control the output current of the fuel cell 11 according to the change in the value of the required current. The value of the current supplied from the fuel cell 11 is measured by a current sensor 18 and the current value A
The hybrid circuit electronic control unit 20 constantly detects whether or not the following is true. Also, the voltage is constantly detected by the hybrid circuit electronic control unit 20.

【0062】次に、要求電流の値、又は前記電流センサ
18によって測定された電流の値が前記電流値A以上と
なった場合、例えば、図4における電流値Fとなった場
合に、前記バッテリ放電制御回路16におけるIGBT
16aをオフの状態のままとすると、前述されたよう
に、前記バッテリ12からの電流値はあまり上昇するこ
とはない。
Next, when the required current value or the current value measured by the current sensor 18 is equal to or greater than the current value A, for example, when the current value is F in FIG. IGBT in discharge control circuit 16
If the switch 16a is kept off, the current value from the battery 12 does not increase so much as described above.

【0063】ここで、前記バッテリ12からも積極的に
電流を供給しようとするためには、前記ハイブリッド回
路電子制御ユニット20は前記バッテリ放電制御回路1
6におけるIGBT16aを所定周期(例えば、20
〔kHz〕程度)のスイッチング信号によってオンオフ
する。前記IGBT16aをオンにしたときには、前記
バッテリ12から出力された直流電流がリアクトル17
に流れてエネルギーが蓄積され、前記IGBT16aを
オフにしたときには、前記リアクトル17に蓄積された
エネルギーに応じた電圧が、前記バッテリ12の出力電
圧に加算され、その合計が前記燃料電池11の出力電圧
とほぼ等しくなる。これは、図4における曲線43上の
点Gが、上方にシフトされて曲線42上の点Eに移動し
たことに対応する。
Here, in order to actively supply current from the battery 12 as well, the hybrid circuit electronic control unit 20 needs to be connected to the battery discharge control circuit 1.
6, the IGBT 16a is set to a predetermined cycle (for example, 20
(On the order of [kHz]). When the IGBT 16a is turned on, the DC current output from the battery 12
When the IGBT 16a is turned off, a voltage corresponding to the energy stored in the reactor 17 is added to the output voltage of the battery 12, and the total is added to the output voltage of the fuel cell 11. Is almost equal to This corresponds to the point G on the curve 43 in FIG. 4 having been shifted upward to the point E on the curve 42.

【0064】そして、該点Eに対応する電圧値であり、
電流値(F−A)である電流が前記バッテリ12からイ
ンバータ13を介してモータ14に供給される。なお、
前記バッテリ12から供給される電流の値は、電流セン
サ18によって測定され、前記ハイブリッド回路電子制
御ユニット20によってチェックされる。
And a voltage value corresponding to the point E;
A current having a current value (FA) is supplied from the battery 12 to the motor 14 via the inverter 13. In addition,
The value of the current supplied from the battery 12 is measured by a current sensor 18 and checked by the hybrid circuit electronic control unit 20.

【0065】次に、前記バッテリ12のSOC(sta
te of charge:残存容量)が低下したこと
から、前記バッテリ12を充電する場合の燃料電池回路
10の基本的な動作について説明する。
Next, the SOC (sta) of the battery 12
The basic operation of the fuel cell circuit 10 when the battery 12 is charged will be described because the te of charge (remaining capacity) has decreased.

【0066】まず、車両の減速運転時に前記モータ14
が発電機として機能し、交流の回生電流を発生し、続い
て、該交流の回生電流は前記インバータ13によって直
流の回生電流に変換される。この時、前記ハイブリッド
回路電子制御ユニット20は、前記バッテリ充電制御回
路15におけるIGBT15aをスイッチング信号によ
ってオンにする。したがって、前記直流の回生電流は前
記IGBT15aを通って前記バッテリ12に供給され
るので、該バッテリ12は充電される。
First, during deceleration operation of the vehicle, the motor 14
Functions as a generator and generates an AC regenerative current, which is subsequently converted by the inverter 13 into a DC regenerative current. At this time, the hybrid circuit electronic control unit 20 turns on the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 by a switching signal. Therefore, the DC regenerative current is supplied to the battery 12 through the IGBT 15a, so that the battery 12 is charged.

【0067】なお、前記回生電流の値は、電流センサ1
8によって測定され、前記ハイブリッド回路電子制御ユ
ニット20によって常時チェックされる。また、電圧に
ついても前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20に
よって常時チェックされる。そして、前記バッテリ12
のSOCが十分に上昇した場合、前記IGBT15aは
オフにされる。また、前記回生電流の値が過大である場
合は、前記IGBT15aを所定周期のスイッチング信
号によってオンオフして、前記IGBT15aを流れる
電流の値を制御する。
The value of the regenerative current is determined by the current sensor 1
8 and is constantly checked by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also, the voltage is constantly checked by the hybrid circuit electronic control unit 20. And the battery 12
Is sufficiently turned off, the IGBT 15a is turned off. Further, when the value of the regenerative current is excessive, the IGBT 15a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle to control the value of the current flowing through the IGBT 15a.

【0068】したがって、前記バッテリ12のSOCが
十分に高い場合に充電したり、大電流を前記バッテリ1
2に供給したりすることがないので、該バッテリ12が
過充電されることによって破壊されてしまうことがな
い。
Therefore, when the SOC of the battery 12 is sufficiently high, the battery 12 is charged or a large current is supplied to the battery 1.
Since the battery 12 is not supplied to the battery 12, the battery 12 is not destroyed by being overcharged.

【0069】また、前記バッテリ12のSOCが低下し
て充電が必要な場合であり、前記回生電流が発生しない
場合には、前記燃料電池11から電流を供給してバッテ
リ12を充電する。この場合、前記ハイブリッド回路電
子制御ユニット20は、前記バッテリ充電制御回路15
におけるIGBT15aをスイッチング信号によってオ
ンにするので、直流の回生電流は前記IGBT15aを
通ってバッテリ12に供給される。したがって、該バッ
テリ12は充電される。
In the case where the SOC of the battery 12 is lowered and charging is required, and when the regenerative current is not generated, the battery 12 is charged by supplying current from the fuel cell 11. In this case, the hybrid circuit electronic control unit 20 is connected to the battery charge control circuit 15.
Is turned on by the switching signal, the DC regenerative current is supplied to the battery 12 through the IGBT 15a. Therefore, the battery 12 is charged.

【0070】なお、前記燃料電池11からの電流の値及
び前記バッテリ12に供給される電流の値は、電流セン
サ18によって測定され、前記ハイブリッド回路電子制
御ユニット20によって常時チェックされる。また、電
圧についても前記ハイブリッド回路電子制御ユニット2
0によって常時チェックされる。そして、前記バッテリ
12のSOCが十分に上昇した場合、前記燃料電池11
から供給される電流の値が前記電流値Aとなった場合、
及び前記インバータ13を介してモータ14に供給され
る要求電流の値が大きい場合には、前記IGBT15a
はオフにされる。また、前記バッテリ12に供給される
電流の値が過大である場合は、前記IGBT15aを所
定周期のスイッチング信号によってオンオフして、前記
IGBT15aを流れる電流の値を制御する。
The value of the current from the fuel cell 11 and the value of the current supplied to the battery 12 are measured by a current sensor 18 and are constantly checked by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also, regarding the voltage, the hybrid circuit electronic control unit 2
Always checked by 0. When the SOC of the battery 12 is sufficiently increased, the fuel cell 11
When the value of the current supplied from is equal to the current value A,
When the value of the required current supplied to the motor 14 via the inverter 13 is large, the IGBT 15a
Is turned off. If the value of the current supplied to the battery 12 is excessive, the IGBT 15a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle to control the value of the current flowing through the IGBT 15a.

【0071】したがって、前記バッテリ12のSOCが
十分に高い場合に充電したり、大電流を前記バッテリ1
2に供給したりすることがないので、該バッテリ12が
過充電されることによって破壊されてしまうことがな
い。また、前記燃料電池11に過大な負荷をかけること
も、前記要求電流に対応することができなくなってしま
うこともない。
Therefore, the battery 12 is charged when the SOC of the battery 12 is sufficiently high, or a large current is supplied to the battery 1.
Since the battery 12 is not supplied to the battery 12, the battery 12 is not destroyed by being overcharged. Further, there is no possibility that an excessive load is applied to the fuel cell 11 or the fuel cell 11 cannot cope with the required current.

【0072】次に、前述された燃料電池回路10の動作
と、車両の走行状態としての走行モードとの関係の1例
について説明する。
Next, an example of the relationship between the operation of the fuel cell circuit 10 described above and the traveling mode as the traveling state of the vehicle will be described.

【0073】図5は本発明の実施の形態における燃料電
池回路10の動作と走行モードとの関係の1例を示す図
である。なお、図5において、横軸に車両負荷を、縦軸
に出力を採ってある。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the operation of the fuel cell circuit 10 and the running mode in the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the horizontal axis represents the vehicle load, and the vertical axis represents the output.

【0074】図5において、51は車両の負荷が正の範
囲における車両の負荷と燃料電池11(図1)及びバッ
テリ12の出力、すなわち、要求電流の大きさとの関係
を示す直線、52は車両の負荷が負の範囲における車両
の負荷とモータ14の出力、すなわち、回生電流の大き
さとの関係を示す直線である。
In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a straight line indicating the relationship between the load of the vehicle and the output of the fuel cell 11 (FIG. 1) and the battery 12, ie, the magnitude of the required current when the load of the vehicle is in the positive range. Is a straight line indicating the relationship between the load of the vehicle and the output of the motor 14, that is, the magnitude of the regenerative current, in the negative range.

【0075】ここで、車両の負荷は、車両の走行モード
が市街地等を走行する低負荷運転の場合に最も低く、高
速道路等を走行する高速巡航、上り坂等を走行する高負
荷運転、高速道路の上り坂等を走行する最大負荷運転の
順に高くなっていく。そして、要求電流の値は車両の負
荷に比例して上昇する。
Here, the load of the vehicle is lowest when the vehicle is in the low-load driving mode in which the vehicle travels in an urban area or the like. The load is high-speed cruising on a highway, high-load driving on an uphill, or high-speed driving. It becomes higher in the order of the maximum load operation when traveling on an uphill road or the like. Then, the value of the required current increases in proportion to the load of the vehicle.

【0076】一方、車両が下り坂等を走行していて、モ
ータ14が発電機として機能して回生電流を発生する走
行モードである回生の場合は、車両の減速運転であるの
で、車両の負荷はマイナスとなり、回生電流の値は車両
の負荷の絶対値に比例する。
On the other hand, when the vehicle is traveling on a downhill or the like and the motor 14 functions as a generator to generate a regenerative current in a regenerative mode, the vehicle decelerates and the vehicle load is reduced. Is negative, and the value of the regenerative current is proportional to the absolute value of the load on the vehicle.

【0077】そして、車両の負荷がマイナスである領域
53においては、ハイブリッド回路電子制御ユニット2
0は、バッテリ充電制御回路15におけるIGBT15
aをスイッチング信号によってオンにするので、回生電
流が前記IGBT15aを通ってバッテリ12に供給さ
れる。したがって、該バッテリ12は充電される。
In the region 53 where the vehicle load is negative, the hybrid circuit electronic control unit 2
0 is the IGBT 15 in the battery charge control circuit 15.
Since a is turned on by the switching signal, the regenerative current is supplied to the battery 12 through the IGBT 15a. Therefore, the battery 12 is charged.

【0078】次に、車両の負荷が0から図4における電
流値Aに対応する境界Jまでの領域54においては、燃
料電池11から要求電流に応じた値の電流が自動的に供
給されるインバータ13を介してモータ14に供給され
る。
Next, in a region 54 from the vehicle load of 0 to the boundary J corresponding to the current value A in FIG. 4, an inverter in which a current having a value corresponding to the required current is automatically supplied from the fuel cell 11 The motor 13 is supplied to the motor 14 via the motor 13.

【0079】なお、前記領域54においては、バッテリ
12のSOCが低い場合には、前記ハイブリッド回路電
子制御ユニット20は、前記バッテリ充電制御回路15
におけるIGBT15aを適当な時間オンにすることに
よって、前記燃料電池11から電流を供給して前記バッ
テリ12を充電する。
In the region 54, when the SOC of the battery 12 is low, the hybrid circuit electronic control unit 20 sets the battery charge control circuit 15
By turning on the IGBT 15a for an appropriate time, the current is supplied from the fuel cell 11 to charge the battery 12.

【0080】また、逆に、前記バッテリ12のSOCが
高い場合であり、回生電流を受け入れる余地がない場合
には、回生電流を受け入れる余地を生じさせるために前
記バッテリ12を少し放電させることが望ましいので、
前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20は、バッテ
リ放電制御回路16におけるIGBT16aを所定周期
のスイッチング信号によってオンオフして、前記バッテ
リ12からの電流もインバータ13を介してモータ14
に供給するようにする。これにより、前記燃料電池11
から供給すべき電流を低減することができるので、前記
燃料電池11の負荷が低減され、燃料の消費量を抑制す
ることができる。なお、前記バッテリ12のSOCは8
0〔%〕程度の値であることが望ましい。
On the other hand, when the SOC of the battery 12 is high and there is no room for receiving the regenerative current, it is desirable to slightly discharge the battery 12 to create a room for receiving the regenerative current. So
The hybrid circuit electronic control unit 20 turns on and off the IGBT 16a in the battery discharge control circuit 16 by a switching signal of a predetermined period, and the current from the battery 12
To be supplied. Thereby, the fuel cell 11
Since the current to be supplied from the fuel cell 11 can be reduced, the load on the fuel cell 11 can be reduced, and the fuel consumption can be suppressed. The SOC of the battery 12 is 8
It is desirable that the value is about 0 [%].

【0081】最後に、車両の負荷が境界Jを超える領域
55、56においては、要求電流の値が図4における電
流値Aを超えているので、前記ハイブリッド回路電子制
御ユニット20は、バッテリ放電制御回路16における
IGBT16aを所定周期のスイッチング信号によって
オンオフして、前記燃料電池11からの電流値Aの電流
に加えて、前記バッテリ12からは電流値Aを超える分
の電流がインバータ13を介してモータ14に供給され
るようにする。なお、図5において、領域55は前記燃
料電池11からの電流による出力の範囲を、領域56は
前記バッテリ12からの電流による出力の範囲をそれぞ
れ示している。
Finally, in the regions 55 and 56 where the load of the vehicle exceeds the boundary J, since the required current value exceeds the current value A in FIG. 4, the hybrid circuit electronic control unit 20 performs the battery discharge control. The IGBT 16a in the circuit 16 is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle, and in addition to the current of the current value A from the fuel cell 11, a current exceeding the current value A from the battery 12 is supplied to the motor via the inverter 13 via the inverter 13. 14. In FIG. 5, a region 55 indicates a range of an output by the current from the fuel cell 11, and a region 56 indicates a range of an output by a current from the battery 12.

【0082】次に、本実施の形態における車両の各種走
行モードに対応する燃料電池回路10の制御方法につい
て詳細に説明する。
Next, a control method of the fuel cell circuit 10 corresponding to various running modes of the vehicle according to the present embodiment will be described in detail.

【0083】図6は本発明の実施の形態における燃料電
池回路の制御方法の基本的な考え方を示す図、図7は本
発明の実施の形態における各種走行モードにおけるバッ
テリのSOCの値を示す図、図8は本発明の実施の形態
における各種走行モードにおける燃料電池及びバッテリ
の出力範囲を示す図、図9は本発明の実施の形態におけ
る燃料電池回路の制御動作を示すフローチャート、図1
0は本発明の実施の形態におけるSOC基準範囲外処理
の動作を示す第1のフローチャート、図11は本発明の
実施の形態におけるSOC基準範囲外処理の動作を示す
第2のフローチャート、図12は本発明の実施の形態に
おけるSOC基準範囲外処理の動作を示す第3のフロー
チャートである。
FIG. 6 is a diagram showing the basic concept of the control method of the fuel cell circuit in the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the SOC value of the battery in various running modes in the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing output ranges of the fuel cell and the battery in various driving modes according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a flowchart showing a control operation of the fuel cell circuit according to the embodiment of the present invention.
0 is a first flowchart showing the operation of the process outside the SOC reference range in the embodiment of the present invention, FIG. 11 is a second flowchart showing the operation of the process outside the SOC reference range in the embodiment of the present invention, and FIG. It is a 3rd flowchart which shows operation | movement of the process outside an SOC reference range in embodiment of this invention.

【0084】本実施の形態においては、回生電流を無駄
にすることなく、可能な限り利用することができるよう
に、燃料電池回路10(図1)を制御する。すなわち、
回生電流は、下り坂等を走行する場合のように車両にブ
レーキをかける必要がある時に、モータ14をブレーキ
として機能させることによって副次的に発生されるエネ
ルギーであり、これを利用することによって燃料電池1
1の燃料を節約することができる。
In the present embodiment, the fuel cell circuit 10 (FIG. 1) is controlled so that the regenerative current can be used as much as possible without wasting. That is,
The regenerative current is energy that is generated by making the motor 14 function as a brake when the vehicle needs to be braked, such as when traveling on a downhill, etc. Fuel cell 1
One fuel can be saved.

【0085】そして、回生電流は定常的に発生するもの
ではないので、回生電流を利用するには、まず、バッテ
リ12に充電する必要がある。したがって、バッテリ1
2のSOCが高い時には、SOCをある程度引き下げて
充電することができる余地を残すようにする必要があ
る。一方、図5における車両の負荷が境界Jを超える領
域55、56で車両が走行する時には、バッテリ12か
ら電流を出力する必要があるので、SOCを低くし過ぎ
ると、高負荷運転や最大負荷運転が連続した場合に対応
することができなくなってしまう。
Since the regenerative current is not generated constantly, it is necessary to charge the battery 12 in order to use the regenerative current. Therefore, battery 1
When the SOC of No. 2 is high, it is necessary to lower the SOC to some extent to leave room for charging. On the other hand, when the vehicle travels in the regions 55 and 56 where the load of the vehicle exceeds the boundary J in FIG. 5, it is necessary to output the current from the battery 12. It is impossible to cope with a case in which there is a series of.

【0086】したがって、車両の走行モードに基づいて
回生電流の発生を予測し、該回生電流をバッテリ12に
充電することができるように、前記バッテリ12のSO
Cを制御する必要がある。
Therefore, the generation of the regenerative current is predicted based on the running mode of the vehicle, and the SO of the battery 12 is charged so that the regenerative current can be charged in the battery 12.
C needs to be controlled.

【0087】次に、車両の走行モードと燃料電池(F
C)11及びバッテリ(BT)12の出力との基本的な
考え方について説明する。
Next, the running mode of the vehicle and the fuel cell (F
The basic concept of C) 11 and the output of the battery (BT) 12 will be described.

【0088】図6に示されるのは、定められた時間(5
〜20分)の間にどの領域において多く運転されたかに
よって車両の走行モードを判定するためのテーブルであ
る。ここで、65は、勾配が0度の平坦な道を一定の速
度で走る場合、すなわち定速走行をした場合のモータ1
4の出力と車両の速度の関係を示す曲線である。
FIG. 6 shows a predetermined time (5
20 is a table for determining the driving mode of the vehicle according to which area the vehicle has been driven in a large number of times during a period of about 20 minutes. Here, 65 is the motor 1 when traveling at a constant speed on a flat road with a gradient of 0 degrees, that is, when traveling at a constant speed.
4 is a curve showing the relationship between the output of No. 4 and the speed of the vehicle.

【0089】まず、領域61は車速が低く、モータ14
の出力が定速走行よりも高いので、市街地等の発進停止
を繰り返す走行モード、すなわち市街地モードであると
いえる。したがって、車両にブレーキをかける減速運転
が多く、回生電流が頻繁に発生すると予測されるので、
主としてバッテリ12から電流を供給するようにして、
前記バッテリ12のSOCを比較的低く、例えば60%
程度に維持し、回生電流が発生した場合にはバッテリ1
2に充電することができるようにする。
First, in the area 61, the vehicle speed is low and the motor 14
Is higher than the constant speed traveling, it can be said that it is a traveling mode in which start and stop of a city area or the like are repeated, that is, a city area mode. Therefore, it is predicted that there will be many deceleration operations that apply braking to the vehicle, and regenerative current will frequently occur.
By supplying current mainly from the battery 12,
The SOC of the battery 12 is relatively low, for example, 60%
To the extent that the battery 1
2 can be charged.

【0090】そして、領域62は車速が高く、モータ1
4の出力が定速走行よりも高いので、郊外や高速道路を
巡航する走行モード、すなわち高速モードであるといえ
る。したがって、車両にブレーキをかける減速運転は少
なく、回生電流はあまり発生せず、一方、燃料電池11
からの電流だけでは要求電流を満たすことができない場
合もあることも予測されるので、該バッテリ12のSO
Cを高く、例えば75%程度に維持し、必要時には常に
バッテリ12から電流を供給することができるようにす
る。
In the area 62, the vehicle speed is high and the motor 1
Since the output of No. 4 is higher than the constant speed traveling, it can be said that the traveling mode cruises a suburb or an expressway, ie, the high speed mode. Therefore, there is little deceleration operation for applying a brake to the vehicle, and regenerative current is not generated so much.
It is predicted that the required current may not be able to be satisfied only with the current from the battery 12.
C is kept high, for example, about 75%, so that the current can always be supplied from the battery 12 when necessary.

【0091】次に、領域63はモータ14の出力が定速
走行よりも高いので、山道において下り坂を下る走行モ
ード、すなわち山道下モードであるといえる。したがっ
て、時々の上り坂で出力することが要求されるが、高い
回生電流が発生することが予測されるので、バッテリ1
2のSOCを低く、例えば50%程度に維持して、回生
電流を余すところなくバッテリ12に充電することがで
きるようにする。
Next, since the output of the motor 14 in the region 63 is higher than that at the constant speed traveling, it can be said that the traveling mode is a downhill on a mountain road, that is, a downhill mode. Therefore, although it is required to output the signal on the occasional uphill, it is predicted that a high regenerative current will be generated.
2 is maintained at a low level, for example, about 50%, so that the battery 12 can be fully charged with the regenerative current.

【0092】最後に、領域64は車速が低い領域でも、
モータ14の出力が高いので、山道において上り坂を上
る走行モード、すなわち山道上モードであるといえる。
したがって、時々の下り坂で回生電流が発生するが、燃
料電池11からの電流だけでは要求電流を満たすことが
できないことが予測されるので、バッテリ12のSOC
を比較的高く、例えば70%程度に維持して、バッテリ
12からも電流を供給することができるようにする。
Finally, the region 64 is a region where the vehicle speed is low.
Since the output of the motor 14 is high, it can be said that the driving mode is an uphill running on a mountain road, that is, a mountain road mode.
Therefore, although a regenerative current is generated on a downhill from time to time, it is predicted that the current from the fuel cell 11 alone cannot satisfy the required current.
Is maintained relatively high, for example, about 70%, so that the current can be supplied from the battery 12 as well.

【0093】本実施の形態においては、判定した走行モ
ードに応じたバッテリ12のSOCの基準値を設定す
る。そして、バッテリ12のSOCの実測値が前記基準
値の範囲内に収まるように燃料電池回路10の動作を制
御する。
In the present embodiment, a reference value of the SOC of battery 12 is set according to the determined driving mode. Then, the operation of the fuel cell circuit 10 is controlled so that the measured value of the SOC of the battery 12 falls within the range of the reference value.

【0094】まず、ハイブリッド回路電子制御ユニット
20は、過去5〜20分間の車速、アクセル開度θ(モ
ータ14が発生すべきトルクに比例)、燃料電池11及
びバッテリ12から供給された電流値、バッテリ12の
SOC等の数値の変化や継続時間に基づいて、現時点ま
での車両の走行モードが高速モード、山道上モード、山
道下モード、又は市街地モードのいずれであるかを判定
する。そして、前記判定した走行モードが、現時点以降
5〜20分間継続されると予測して、燃料電池回路10
の動作を制御する。
First, the hybrid circuit electronic control unit 20 determines the vehicle speed, the accelerator opening θ (proportional to the torque to be generated by the motor 14), the current values supplied from the fuel cell 11 and the battery 12 for the past 5 to 20 minutes, It is determined based on the change of the numerical value such as the SOC of the battery 12 or the duration thereof whether the running mode of the vehicle up to the present time is the high-speed mode, the mountain road mode, the mountain road mode, or the city area mode. The fuel cell circuit 10 predicts that the determined driving mode will be continued for 5 to 20 minutes from the present time.
Control the operation of.

【0095】ここで、走行モードを判定するための時間
は、適宜設定することができ、例えば、過去1〜5分間
程度であっても、過去20〜40分間程度であってもよ
い。また、判定した走行モードが、継続されると予測す
る時間も、適宜設定することができ、例えば、現時点以
降1〜5分間としても、現時点以降20〜40分間とし
てもよい。
Here, the time for determining the traveling mode can be set as appropriate, and may be, for example, about 1 to 5 minutes in the past or about 20 to 40 minutes in the past. In addition, the time during which the determined traveling mode is predicted to be continued can be set as appropriate, and may be, for example, 1 to 5 minutes from the current time or 20 to 40 minutes from the current time.

【0096】なお、前記数値は、ハイブリッド回路電子
制御ユニット20によって直接測定されるか、又は車両
用電子制御ユニット21等の他の制御装置によって測定
される。
The above numerical values are measured directly by the hybrid circuit electronic control unit 20 or by other control devices such as the vehicle electronic control unit 21.

【0097】また、車両に車両位置検出装置、例えばナ
ビゲーション装置が備えられている場合には、該ナビゲ
ーション装置によって現時点での車両の走行モードを判
定することが可能であるので、前記ハイブリッド回路電
子制御ユニット20は前記ナビゲーション装置からの情
報に基づいて、現在の車両の走行モードが高速モード、
山道上モード、山道下モード、又は市街地モードのいず
れであるかを判定するようにしてもよい。
Further, when the vehicle is provided with a vehicle position detecting device, for example, a navigation device, the current running mode of the vehicle can be determined by the navigation device. The unit 20 sets the current vehicle traveling mode to the high-speed mode based on the information from the navigation device,
It may be determined whether the mode is the mountain road mode, the mountain road mode, or the city area mode.

【0098】続いて、前記ハイブリッド回路電子制御ユ
ニット20は、図7に示されるように、判定した現在の
車両の走行モードに応じたバッテリ12のSOCの基準
値を設定する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the hybrid circuit electronic control unit 20 sets a reference value of the SOC of the battery 12 according to the determined current traveling mode of the vehicle.

【0099】まず、高速モードである場合は、例えば、
75〔%〕を中心として±10〔%〕の範囲、すなわ
ち、65〜85〔%〕をSOCの基準値として設定す
る。そして、山道上モードである場合は、例えば、60
〜80〔%〕を、山道下モードである場合は、例えば、
40〜60〔%〕を、市街地モードである場合は、例え
ば、50〜70〔%〕をそれぞれSOCの基準値として
設定する。
First, in the case of the high-speed mode, for example,
A range of ± 10 [%] around 75 [%], that is, 65 to 85 [%] is set as the SOC reference value. In the case of the mountain road mode, for example, 60
If 80% is in the mountain trail mode, for example,
In the case of the city area mode, 40 to 60% is set as the SOC reference value, for example, 50 to 70%, respectively.

【0100】そして、現時点でのバッテリ12のSOC
が前記基準値の範囲内にあるときは、図8に示されるよ
うに、燃料電池回路10の動作が制御される。
Then, the current SOC of the battery 12
Is within the range of the reference value, the operation of the fuel cell circuit 10 is controlled as shown in FIG.

【0101】図8(a)に示される高速モードにおい
て、車速が低い場合は、燃料電池11から電流を供給
し、バッテリ12からは電流が供給されないようにする
ので、バッテリ充電制御回路15及びバッテリ放電制御
回路16におけるIGBT15a、16aをオフの状態
とする。また、車速が高い場合は、要求電力が燃料電池
11の供給能力を上回った場合には、バッテリ12から
も電流が供給される。この時も、バッテリ充電制御回路
15及びバッテリ放電制御回路16におけるIGBT1
5a、16aはオフの状態とする。
In the high speed mode shown in FIG. 8A, when the vehicle speed is low, the current is supplied from the fuel cell 11 and the current is not supplied from the battery 12, so that the battery charge control circuit 15 and the battery The IGBTs 15a and 16a in the discharge control circuit 16 are turned off. When the vehicle speed is high and the required power exceeds the supply capacity of the fuel cell 11, current is also supplied from the battery 12. Also at this time, the IGBT 1 in the battery charge control circuit 15 and the battery discharge control circuit 16
5a and 16a are turned off.

【0102】次に、図8(b)に示される山道上モード
において、車速が低くアクセル開度θも小さい場合は、
バッテリ12から電流を供給し、燃料電池11からは電
流が供給されないようにするので、バッテリ充電制御回
路15におけるIGBT15aをオフの状態とし、バッ
テリ放電制御回路16におけるIGBT16aを所定周
期のスイッチング信号によってオンオフする。これによ
り、前記バッテリ12の出力電圧が昇圧されて燃料電池
11の出力電圧以上となるので、前記燃料電池11から
は電流が供給されない。
Next, in the on-street mode shown in FIG. 8B, when the vehicle speed is low and the accelerator opening θ is small,
Since the current is supplied from the battery 12 and the current is not supplied from the fuel cell 11, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned off, and the IGBT 16a in the battery discharge control circuit 16 is turned on and off by a switching signal of a predetermined cycle. I do. As a result, the output voltage of the battery 12 is boosted to be equal to or higher than the output voltage of the fuel cell 11, so that no current is supplied from the fuel cell 11.

【0103】なお、車速は低いがアクセル開度θが大き
い場合は、前記高速モードにおける車速が低い場合と同
様であり、また、車速が高い場合は、前記高速モードに
おける車速が高い場合と同様である。
When the vehicle speed is low but the accelerator opening θ is large, the operation is the same as when the vehicle speed in the high-speed mode is low, and when the vehicle speed is high, the operation is the same as when the vehicle speed in the high-speed mode is high. is there.

【0104】次に、図8(c)に示される山道下モード
において、車速及びアクセル開度θの数値範囲は異なる
が、その他については、前記山道上モードにおける場合
と同様である。
Next, in the downhill mode shown in FIG. 8C, the numerical ranges of the vehicle speed and the accelerator opening θ are different, but the others are the same as in the uphill mode.

【0105】最後に、図8(d)に示される市街地モー
ドにおいて、車速が低くアクセル開度θが大きい場合
は、バッテリ12から電流を供給し、燃料電池11から
は電流が供給されないようにする点についてだけ異なる
が、その他については、前記山道上モード又は山道下モ
ードにおける場合と同様である。
Finally, in the city area mode shown in FIG. 8D, when the vehicle speed is low and the accelerator opening θ is large, the current is supplied from the battery 12 and the current is not supplied from the fuel cell 11. The difference is only in the point, but the other points are the same as those in the above-mentioned mountain road mode or the mountain road lower mode.

【0106】次に、現時点でのバッテリ12のSOCが
前記基準値の範囲外にあるときの燃料電池回路10の動
作について説明する。
Next, the operation of the fuel cell circuit 10 when the current SOC of the battery 12 is out of the range of the reference value will be described.

【0107】まず、前記バッテリ12のSOCが前記基
準値の範囲の下限に達していない場合には、前記バッテ
リ12を充電する必要があるので、どの程度の電流値で
バッテリ12に充電するか、すなわち、充電電流の値が
設定される。
First, when the SOC of the battery 12 has not reached the lower limit of the range of the reference value, the battery 12 needs to be charged. That is, the value of the charging current is set.

【0108】そして、充電電流と要求電流との合計が前
記燃料電池11の最大供給電流値(図4における電流値
A)を超えない場合には、前記燃料電池11から供給さ
れる電流の一部が前記バッテリ12の充電に使用され
る。この場合、前記バッテリ充電制御回路15における
IGBT15aをオンの状態とする。
If the sum of the charging current and the required current does not exceed the maximum supply current value of the fuel cell 11 (current value A in FIG. 4), a part of the current supplied from the fuel cell 11 Are used for charging the battery 12. In this case, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned on.

【0109】なお、前記燃料電池11からの電流値及び
前記バッテリ12に供給される充電電流の電流値は、電
流センサ18によって測定され、前記ハイブリッド回路
電子制御ユニット20によって常時検出される。また、
電圧についても前記ハイブリッド回路電子制御ユニット
20によって常時検出される。そして、前記バッテリ1
2のSOCが前記基準値の範囲にまで上昇した場合、前
記燃料電池11から供給される電流の値が前記最大供給
電流値となった場合、及び前記インバータ13を介して
モータ14に供給される要求電流の値が大きい場合に
は、前記IGBT15aはオフにされる。また、前記バ
ッテリ12に供給される電流の値が過大である時は、前
記IGBT15aを所定周期のスイッチング信号によっ
てオンオフして、前記IGBT15aを流れる電流の値
を制御する。
The current value from the fuel cell 11 and the current value of the charging current supplied to the battery 12 are measured by the current sensor 18 and are always detected by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also,
The voltage is also constantly detected by the hybrid circuit electronic control unit 20. And the battery 1
2 is increased to the reference value range, when the value of the current supplied from the fuel cell 11 reaches the maximum supply current value, and when the SOC is supplied to the motor 14 via the inverter 13. When the required current value is large, the IGBT 15a is turned off. Further, when the value of the current supplied to the battery 12 is excessive, the IGBT 15a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle to control the value of the current flowing through the IGBT 15a.

【0110】一方、前記燃料電池11は何ら制御されな
いので、燃料電池11からは充電電流と要求電流とを合
計した電流が供給される。
On the other hand, since the fuel cell 11 is not controlled at all, a current obtained by adding the charging current and the required current is supplied from the fuel cell 11.

【0111】次に、充電電流と要求電流との合計が前記
燃料電池11の最大供給電流値を超えている場合には、
前記要求電流が燃料電池11の最大供給電流値を超えて
いるか否かを判定する。
Next, when the sum of the charging current and the required current exceeds the maximum supply current value of the fuel cell 11,
It is determined whether or not the required current exceeds the maximum supply current value of the fuel cell 11.

【0112】そして、超えていない場合には、前記バッ
テリ12の充電は中止される。この場合、前記バッテリ
充電制御回路15におけるIGBT15aをオフの状態
とする。なお、前記燃料電池11は何ら制御されないの
で、燃料電池11から要求電流に等しい電流がインバー
タ13を介してモータ14に供給される。
If the battery charge does not exceed the limit, the charging of the battery 12 is stopped. In this case, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned off. Since the fuel cell 11 is not controlled at all, a current equal to the required current is supplied from the fuel cell 11 to the motor 14 via the inverter 13.

【0113】次に、前記要求電流が燃料電池11の最大
供給電流値を超えている場合には、前記バッテリ12の
充電は中止され、さらに、バッテリ12からも電流が前
記モータ14に供給されるようにする。この場合、前記
バッテリ充電制御回路15におけるIGBT15aをオ
フの状態とし、前記バッテリ放電制御回路16における
IGBT16aを所定周期のスイッチング信号によって
オンオフして、前記バッテリ12の出力電圧を昇圧す
る。
Next, when the required current exceeds the maximum supply current value of the fuel cell 11, the charging of the battery 12 is stopped, and the current is also supplied from the battery 12 to the motor 14. To do. In this case, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned off, and the IGBT 16a in the battery discharge control circuit 16 is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle to boost the output voltage of the battery 12.

【0114】なお、前記燃料電池11からの電流値及び
前記バッテリ12から供給される電流値は、電流センサ
18によって測定され、前記ハイブリッド回路電子制御
ユニット20によって常時チェックされる。また、電圧
についても前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20
によって常時チェックされる。そして、前記バッテリ放
電制御回路16におけるIGBT16aのオンオフの比
率(デューティー比)を制御して、前記バッテリ12か
ら出力される電流の値を制御する。
The current value from the fuel cell 11 and the current value supplied from the battery 12 are measured by a current sensor 18 and are constantly checked by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also, regarding the voltage, the hybrid circuit electronic control unit 20 is used.
Always checked by Then, the on / off ratio (duty ratio) of the IGBT 16 a in the battery discharge control circuit 16 is controlled to control the value of the current output from the battery 12.

【0115】一方、前記燃料電池11は何ら制御されな
いので、要求電流から前記バッテリ12からの電流を減
算した値の電流が燃料電池11から供給される。
On the other hand, since the fuel cell 11 is not controlled at all, a current obtained by subtracting the current from the battery 12 from the required current is supplied from the fuel cell 11.

【0116】次に、前記バッテリ12のSOCが基準値
の範囲の上限を超えている場合には、前記要求電流がバ
ッテリ12の最大供給電流値を超えているか否かを判定
する。
Next, when the SOC of the battery 12 exceeds the upper limit of the range of the reference value, it is determined whether or not the required current exceeds the maximum supply current value of the battery 12.

【0117】そして、超えていない場合には、前記バッ
テリ12から電流を供給し、前記燃料電池11からは電
流が供給されないようにする。この場合、前記バッテリ
充電制御回路15におけるIGBT15aをオフの状態
とし、前記バッテリ放電制御回路16におけるIGBT
16aを所定周期のスイッチング信号によってオンオフ
して、前記バッテリ12の出力電圧を昇圧する。
If the current is not exceeded, the current is supplied from the battery 12 so that the current is not supplied from the fuel cell 11. In this case, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned off, and the IGBT 15 in the battery discharge control circuit 16 is turned off.
The output voltage of the battery 12 is boosted by turning on / off the switch 16a by a switching signal of a predetermined cycle.

【0118】なお、前記バッテリ12から供給される電
流の値は、電流センサ18によって測定され、前記ハイ
ブリッド回路電子制御ユニット20によって、常時検出
される。また、電圧についても前記ハイブリッド回路電
子制御ユニット20によって常時検出される。
The value of the current supplied from the battery 12 is measured by the current sensor 18 and is constantly detected by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also, the voltage is constantly detected by the hybrid circuit electronic control unit 20.

【0119】一方、前記燃料電池11は何ら制御されな
いが、昇圧されたバッテリ12の出力電圧が前記燃料電
池11の開放端子電圧よりも高いので、前記燃料電池1
1からは電流が出力されない。
On the other hand, although the fuel cell 11 is not controlled at all, since the boosted output voltage of the battery 12 is higher than the open terminal voltage of the fuel cell 11, the fuel cell 1
No current is output from 1.

【0120】次に、前記要求電流がバッテリ12の最大
供給電流値を超えている場合には、前記バッテリ12か
ら供給される電流値が設定される。そして、前記燃料電
池11及びバッテリ12から前記モータ14に電流が供
給されるようにする。この場合、前記バッテリ充電制御
回路15におけるIGBT15aをオフの状態とし、前
記バッテリ放電制御回路16におけるIGBT16aを
所定周期のスイッチング信号によってオンオフして、前
記バッテリ12の出力電圧を昇圧する。
Next, when the required current exceeds the maximum supply current value of the battery 12, the current value supplied from the battery 12 is set. Then, current is supplied from the fuel cell 11 and the battery 12 to the motor 14. In this case, the IGBT 15a in the battery charge control circuit 15 is turned off, and the IGBT 16a in the battery discharge control circuit 16 is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle to boost the output voltage of the battery 12.

【0121】なお、前記燃料電池11からの電流値及び
前記バッテリ12から供給される電流の値は、電流セン
サ18によって測定され、前記ハイブリッド回路電子制
御ユニット20によって常時検出される。また、電圧に
ついても前記ハイブリッド回路電子制御ユニット20に
よって常時検出される。そして、前記バッテリ放電制御
回路16におけるIGBT16aのオンオフの比率を制
御して、前記バッテリ12から出力される電流の値を制
御する。
The value of the current from the fuel cell 11 and the value of the current supplied from the battery 12 are measured by a current sensor 18 and are always detected by the hybrid circuit electronic control unit 20. Also, the voltage is constantly detected by the hybrid circuit electronic control unit 20. Then, the value of the current output from the battery 12 is controlled by controlling the on / off ratio of the IGBT 16 a in the battery discharge control circuit 16.

【0122】一方、前記燃料電池11は何ら制御されな
いので、要求電流から前記バッテリ12からの電流を減
算した値の電流が燃料電池11から供給される。
On the other hand, since the fuel cell 11 is not controlled at all, a current obtained by subtracting the current from the battery 12 from the required current is supplied from the fuel cell 11.

【0123】このように、本実施の形態においては、判
定した走行モードに応じたバッテリ12のSOCの基準
値を設定して、バッテリ12のSOCの実測値が前記基
準値の範囲内に収まるように、燃料電池回路10の動作
を制御する。したがって、バッテリ12には回生電流を
充電するための余地が適切に残されているので、副次的
に発生されるエネルギーである回生電流を無駄にせず、
可能な限り利用することができ、燃料電池11の燃料を
節約することができる。しかも、バッテリ12の容量を
必要以上に大きくする必要がないので、バッテリ12を
収容する車両の重量及び大きさを低減することができ、
コストを低くすることができる。
As described above, in the present embodiment, the reference value of the SOC of the battery 12 is set according to the determined driving mode so that the measured value of the SOC of the battery 12 falls within the range of the reference value. Next, the operation of the fuel cell circuit 10 is controlled. Therefore, there is adequate room for charging the regenerative current in the battery 12, so that the regenerative current, which is energy generated as a by-product, is not wasted.
The fuel cell 11 can be used as much as possible, and the fuel of the fuel cell 11 can be saved. In addition, since it is not necessary to increase the capacity of the battery 12 more than necessary, the weight and size of the vehicle accommodating the battery 12 can be reduced,
Cost can be reduced.

【0124】また、格別に制御しなくても、燃料電池1
1から適切な電流が供給される。したがって、要求電流
が燃料電池11の最大供給電流値を超えている場合であ
っても、バッテリ12から不足分の電流が供給されるの
で、車両の走行に支障を与えることがない。
Further, without special control, the fuel cell 1
1 supplies the appropriate current. Therefore, even when the required current exceeds the maximum supply current value of the fuel cell 11, the insufficient current is supplied from the battery 12, so that the running of the vehicle is not hindered.

【0125】また、バッテリ12のSOCの実測値が基
準値の範囲内に収まらない場合であっても、燃料電池1
1及びバッテリ12から出力される電流の配分を適切に
制御することができるので、車両の走行に何ら支障を与
えることがなく、バッテリ12が上がってしまうことも
ない。
Further, even if the measured value of the SOC of the battery 12 does not fall within the range of the reference value, the fuel cell 1
1 and the distribution of the current output from the battery 12 can be appropriately controlled, so that there is no hindrance to the running of the vehicle and the battery 12 does not run out.

【0126】次に、燃料電池回路の制御動作のメインフ
ローチャートについて説明する。 ステップS1 車速を検出する。 ステップS2 車速の変化を記憶する。 ステップS3 モータ14が発生すべきトルクを検出す
る。 ステップS4 バッテリ12から供給される電流の値を
検出する。 ステップS5 バッテリ12のSOCを算出する。 ステップS6 燃料電池11から供給される電流の値を
検出する。 ステップS7 車両の走行モードを判定する。 ステップS8 車両の走行モードに応じたバッテリ12
のSOCの基準値を設定する。 ステップS9 検出したバッテリ12のSOCが基準値
の範囲内にあるか否かを判定する。範囲内である場合は
ステップS11に、範囲内でない場合はステップS10
に進む。 ステップS10 SOC基準範囲外処理を行う。 ステップS11 アクセル開度θを検出する。 ステップS12 図8(a)〜(d)に従って燃料電池
11及びバッテリ12の出力を制御する。
Next, the main flowchart of the control operation of the fuel cell circuit will be described. Step S1 The vehicle speed is detected. Step S2: Changes in vehicle speed are stored. Step S3: A torque to be generated by the motor 14 is detected. Step S4: The value of the current supplied from the battery 12 is detected. Step S5: The SOC of the battery 12 is calculated. Step S6: The value of the current supplied from the fuel cell 11 is detected. Step S7: The running mode of the vehicle is determined. Step S8: The battery 12 according to the traveling mode of the vehicle
The SOC reference value is set. Step S9: It is determined whether or not the detected SOC of the battery 12 is within the range of the reference value. If it is within the range, the process proceeds to step S11.
Proceed to. Step S10: The process outside the SOC reference range is performed. Step S11: The accelerator opening θ is detected. Step S12 The outputs of the fuel cell 11 and the battery 12 are controlled according to FIGS.

【0127】次に、ステップS10におけるSOC基準
範囲外処理のサブルーチンのフローチャートについて説
明する。 ステップS10−1 検出したバッテリ12のSOCが
基準値の範囲の下限以下か否かを判定する。以下の場合
はステップS10−2に進み、以下でない場合、すなわ
ち基準値の範囲の上限を超えている場合はステップS1
0−7に進む。 ステップS10−2 充電電流の電流値を設定する。 ステップS10−3 充電電流と要求電流との合計が燃
料電池11の最大供給電流値未満か否かを判定する。未
満の場合はステップS10−4に、未満でない場合はス
テップS10−19に進む。 ステップS10−4 燃料電池11から供給される電流
の一部をバッテリ12の充電に使用する。 ステップS10−5 バッテリ充電制御回路15のIG
BT15aをオンにする。 ステップS10−6 燃料電池11は何ら制御されず、
充電電流と要求電流とを合計した電流を供給し、処理を
終了する。 ステップS10−7 要求電流がバッテリ12の最大供
給電流値未満か否かを判定する。未満の場合はステップ
S10−8に、未満でない場合はステップS10−11
に進む。 ステップS10−8 バッテリ12から電流を供給し、
燃料電池11からは電流を供給しない。 ステップS10−9 バッテリ放電制御回路16のIG
BT16aを所定周期のスイッチング信号によってオン
オフし、バッテリ12の出力電圧を昇圧する。 ステップS10−10 燃料電池11は何ら制御され
ず、電流を供給することなく、処理を終了する。 ステップS10−11 バッテリ12から供給される電
流の電流値を設定する。 ステップS10−12 バッテリ12からの電流に加え
て、燃料電池11からの電流もモータ14に供給する。 ステップS10−13 バッテリ12がモータ14に供
給する電流の電流値を算出する。 ステップS10−14 バッテリ放電制御回路16のI
GBT16aを所定周期のスイッチング信号によってオ
ンオフし、バッテリ12の出力電圧を昇圧する。 ステップS10−15 燃料電池11は何ら制御され
ず、要求電流からバッテリ12からの電流を減算した値
の電流を供給し、処理を終了する。 ステップS10−16 要求電流が燃料電池11の最大
供給電流値未満か否かを判定する。未満の場合はステッ
プS10−17に、未満でない場合はステップS10−
20に進む。 ステップS10−17 バッテリ12の充電を中止す
る。 ステップS10−18 バッテリ充電制御回路15のI
GBT15aをオフにする。 ステップS10−19 燃料電池11は何ら制御され
ず、要求電流を供給して処理を終了する。 ステップS10−20 バッテリ12の充電を中止す
る。 ステップS10−21 燃料電池11からの電流に加え
て、バッテリ12からの電流もモータ14に供給する。 ステップS10−22 バッテリ12がモータ14に供
給する電流値を算出する。 ステップS10−23 バッテリ放電制御回路16のI
GBT16aを所定周期のスイッチング信号によってオ
ンオフし、バッテリ12の出力電圧を昇圧する。ステッ
プS10−24 燃料電池11は何ら制御されず、要求
電流を供給して処理を終了する。
Next, a flowchart of a subroutine for processing outside the SOC reference range in step S10 will be described. Step S10-1: It is determined whether or not the detected SOC of the battery 12 is equal to or lower than the lower limit of the range of the reference value. In the following cases, the process proceeds to step S10-2, and if not, that is, if the value exceeds the upper limit of the reference value range, the process proceeds to step S1.
Go to 0-7. Step S10-2: Set the current value of the charging current. Step S10-3: It is determined whether or not the sum of the charging current and the required current is less than the maximum supply current value of the fuel cell 11. If it is less, the process proceeds to step S10-4, and if not, the process proceeds to step S10-19. Step S10-4 A part of the current supplied from the fuel cell 11 is used for charging the battery 12. Step S10-5: IG of the battery charge control circuit 15
Turn on the BT 15a. Step S10-6 The fuel cell 11 is not controlled at all,
A current obtained by adding the charging current and the required current is supplied, and the process ends. Step S10-7: It is determined whether the required current is less than the maximum supply current value of the battery 12. If it is less than, the process proceeds to step S10-8.
Proceed to. Step S10-8: Supply current from the battery 12,
No current is supplied from the fuel cell 11. Step S10-9: IG of the battery discharge control circuit 16
The BT 16a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle, and the output voltage of the battery 12 is boosted. Step S10-10 The fuel cell 11 is not controlled at all, and the process ends without supplying current. Step S10-11 The current value of the current supplied from the battery 12 is set. Step S10-12 In addition to the current from the battery 12, the current from the fuel cell 11 is also supplied to the motor 14. Step S10-13 The current value of the current supplied from the battery 12 to the motor 14 is calculated. Step S10-14: I of the battery discharge control circuit 16
The GBT 16a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle, and the output voltage of the battery 12 is boosted. Step S10-15 The fuel cell 11 is not controlled at all, supplies a current having a value obtained by subtracting the current from the battery 12 from the required current, and ends the processing. Step S10-16: It is determined whether the required current is less than the maximum supply current value of the fuel cell 11. If the value is less than the value, the process proceeds to step S10-17.
Go to 20. Step S10-17 Charging of the battery 12 is stopped. Step S10-18: I of the battery charge control circuit 15
Turn off the GBT 15a. Step S10-19 The fuel cell 11 is not controlled at all, supplies the required current, and ends the processing. Step S10-20: The charging of the battery 12 is stopped. Step S10-21 In addition to the current from the fuel cell 11, the current from the battery 12 is also supplied to the motor 14. Step S10-22 The current value supplied from the battery 12 to the motor 14 is calculated. Step S10-23: I of the battery discharge control circuit 16
The GBT 16a is turned on / off by a switching signal of a predetermined cycle, and the output voltage of the battery 12 is boosted. Step S10-24 The fuel cell 11 is not controlled at all, supplies the required current, and ends the processing.

【0128】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、燃料電池回路においては、燃料電池と、該燃料電
池の出力端子に接続された負荷と、該負荷に対して、前
記燃料電池と並列に接続された2次電池回路とを備える
燃料電池回路において、前記2次電池回路は、前記燃料
電池より低い電圧を基準電圧とする2次電池と、該2次
電池の出力電圧を昇圧して前記負荷に供給する昇圧回路
と、前記燃料電池の出力する電流を前記2次電池に充電
する充電回路とを備える。
As described above in detail, according to the present invention, in a fuel cell circuit, a fuel cell, a load connected to an output terminal of the fuel cell, and the fuel In a fuel cell circuit including a battery and a secondary battery circuit connected in parallel, the secondary battery circuit includes a secondary battery having a lower voltage than the fuel cell as a reference voltage, and an output voltage of the secondary battery. A booster circuit for boosting and supplying the load to the load; and a charging circuit for charging the secondary battery with a current output from the fuel cell.

【0130】この場合、負荷の要求する要求電流が、燃
料電池の最大供給電流値を超えている場合であっても、
2次電池から不足分の電流が供給される。また、回生電
流等によって2次電池も適切に充電されるので、2次電
池が上がることもない。
In this case, even if the required current required by the load exceeds the maximum supply current value of the fuel cell,
Insufficient current is supplied from the secondary battery. In addition, since the secondary battery is appropriately charged by the regenerative current or the like, the secondary battery does not rise.

【0131】また、他の燃料電池回路においては、負荷
に接続された燃料電池と、前記燃料電池と前記負荷に対
して並列に接続された2次電池回路とを備える燃料電池
回路において、前記2次電池回路は、互いに直列に接続
された充電用スイッチング素子及び昇圧用スイッチング
素子と、前記昇圧用スイッチング素子に対して、リアク
トルを介して並列に接続された2次電池と、前記負荷又
は前記2次電池からの電流が前記燃料電池に供給されな
いように配設されたダイオード素子とを備える。
In another fuel cell circuit, the fuel cell circuit includes a fuel cell connected to a load, and a secondary cell circuit connected in parallel to the fuel cell and the load. The secondary battery circuit includes a charging switching element and a boosting switching element connected in series to each other, a secondary battery connected in parallel to the boosting switching element via a reactor, the load or the secondary battery. A diode element arranged to prevent current from the next cell from being supplied to the fuel cell.

【0132】この場合、簡単な回路構成でありながら、
2次電池のSOCを適切に制御することができるので、
回生電流を無駄にすることなく可能な限り利用すること
ができ、燃料電池の燃料を節約することができる。しか
も、2次電池の容量を必要以上に大きくする必要がな
い。また、燃料電池及びバッテリから要求電流に対応す
る電流が適切に供給される。さらに、回生電流等によっ
て2次電池が適切に充電されるので、2次電池が上がっ
てしまうことがない。
In this case, while having a simple circuit configuration,
Since the SOC of the secondary battery can be appropriately controlled,
The regenerative current can be utilized as much as possible without wasting, and fuel for the fuel cell can be saved. Moreover, there is no need to increase the capacity of the secondary battery more than necessary. Further, a current corresponding to the required current is appropriately supplied from the fuel cell and the battery. Further, since the secondary battery is appropriately charged by the regenerative current or the like, the secondary battery does not run out.

【0133】また、更に他の燃料電池回路においては、
さらに、前記負荷は、車両を駆動する駆動モータの駆動
制御装置である。
Further, in still another fuel cell circuit,
Further, the load is a drive control device of a drive motor that drives the vehicle.

【0134】この場合、簡単な回路構成でありながら、
燃料電池及び2次電池から要求電流に対応する電流が適
切に供給されるので、車両の走行に支障を与えることが
ない。
In this case, while having a simple circuit configuration,
Since the current corresponding to the required current is appropriately supplied from the fuel cell and the secondary battery, the running of the vehicle is not hindered.

【0135】また、更に他の燃料電池回路においては、
さらに、前記負荷は、車両を駆動する駆動モータのイン
バータ装置である。
Further, in still another fuel cell circuit,
Further, the load is an inverter device of a drive motor for driving the vehicle.

【0136】この場合、燃料電池及び2次電池から出力
される電流の配分を適切に制御することができるので、
車両の走行に何ら支障を与えることがなく、2次電池が
上がってしまうこともない。
In this case, the distribution of the current output from the fuel cell and the secondary battery can be appropriately controlled.
There is no hindrance to the running of the vehicle, and the secondary battery does not run out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における燃料電池回路の概
念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a fuel cell circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の燃料電池回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional fuel cell circuit.

【図3】従来の車両用ハイブリッド回路における燃料電
池及びバッテリの特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a fuel cell and a battery in a conventional vehicle hybrid circuit.

【図4】本発明の実施の形態における燃料電池及びバッ
テリの特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of the fuel cell and the battery according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態における燃料電池回路の動
作と走行モードとの関係の1例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between an operation of the fuel cell circuit and a driving mode in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態における燃料電池回路の制
御方法の基本的な考え方を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a basic concept of a control method of a fuel cell circuit in an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態における各種走行モードに
おけるバッテリのSOCの値を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing SOC values of a battery in various traveling modes according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態における各種走行モードに
おける燃料電池及びバッテリの出力範囲を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing output ranges of a fuel cell and a battery in various traveling modes according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態における燃料電池回路の制
御動作を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a control operation of the fuel cell circuit in the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態におけるSOC基準範囲
外処理の動作を示す第1のフローチャートである。
FIG. 10 is a first flowchart illustrating an operation of an SOC out-of-reference range process according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態におけるSOC基準範囲
外処理の動作を示す第1のフローチャートである。
FIG. 11 is a first flowchart showing an operation of an SOC out-of-range processing according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態におけるSOC基準範囲
外処理の動作を示す第1のフローチャートである。
FIG. 12 is a first flowchart illustrating an operation of an out-of-SOC reference range process according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 燃料電池回路 11 燃料電池 12 バッテリ 17 リアクトル 10 Fuel cell circuit 11 Fuel cell 12 Battery 17 Reactor

───────────────────────────────────────────────────── 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) H02J 7/00 H02J 7/00 P 7/34 7/34 C (72)発明者 鈴木 明 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 南谷 佳彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 堀田 豊 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 中島 資浩 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 Fターム(参考) 5G003 AA05 BA01 CA14 CC02 DA07 DA16 FA06 GB06 5H027 AA03 AA04 AA05 AA06 DD00 DD03 MM26 5H030 AA01 AA03 AA04 AS08 BB01 BB22 BB26 DD04 DD20 5H420 BB14 CC03 CC06 DD03 DD05 EA10 EB39 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02J 7/00 H02J 7/00 P 7/34 7/34 C (72) Inventor Akira Suzuki Anjo-shi, Aichi 10 Takane Fujiimachi Inside Aisin AW Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Minatani 10 Takane Fujiimachi Aki, Aichi Prefecture Aisin AW Co., Ltd. (72) Inventor Yutaka Hotta Anjo City, Aichi Prefecture 10 Takane Fujiimachi Inside Aisin AW Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Nakajima 10 Takane Fujiimachi Aki, Aichi Prefecture Aisin AW Co., Ltd. F-term (reference) 5G003 AA05 BA01 CA14 CC02 DA07 DA16 FA06 GB06 5H027 AA03 AA04 AA05 AA06 DD00 DD03 MM26 5H030 AA01 AA03 AA04 AS08 BB01 BB22 BB26 DD04 DD20 5H420 BB14 CC03 CC06 DD03 DD05 EA10 EB39

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料電池と、該燃料電池の出力端子に接続
された負荷と、該負荷に対して、前記燃料電池と並列に
接続された2次電池回路とを備える燃料電池回路におい
て、前記2次電池回路は、前記燃料電池より低い電圧を
基準電圧とする2次電池と、該2次電池の出力電圧を昇
圧して前記負荷に供給する昇圧回路と、前記燃料電池の
出力する電流を前記2次電池に充電する充電回路とを備
えることを特徴とする燃料電池回路。
1. A fuel cell circuit comprising: a fuel cell; a load connected to an output terminal of the fuel cell; and a secondary cell circuit connected to the load in parallel with the fuel cell. The secondary battery circuit includes a secondary battery that uses a voltage lower than the fuel cell as a reference voltage, a booster circuit that boosts an output voltage of the secondary battery and supplies the boosted output voltage to the load, A charging circuit for charging the secondary battery.
【請求項2】負荷に接続された燃料電池と、前記燃料電
池と前記負荷に対して並列に接続された2次電池回路と
を備える燃料電池回路において、前記2次電池回路は、
互いに直列に接続された充電用スイッチング素子及び昇
圧用スイッチング素子と、前記昇圧用スイッチング素子
に対して、リアクトルを介して並列に接続された2次電
池と、前記負荷又は前記2次電池からの電流が前記燃料
電池に供給されないように配設されたダイオード素子と
を備えることを特徴とする燃料電池回路。
2. A fuel cell circuit comprising: a fuel cell connected to a load; and a secondary cell circuit connected in parallel to the fuel cell and the load, wherein the secondary cell circuit comprises:
A charging switching element and a boosting switching element connected in series to each other, a secondary battery connected in parallel to the boosting switching element via a reactor, and a current from the load or the secondary battery. And a diode element disposed so as not to be supplied to the fuel cell.
【請求項3】前記負荷は、車両を駆動する駆動モータの
駆動制御装置である請求項1又は2に記載の燃料電池回
路。
3. The fuel cell circuit according to claim 1, wherein the load is a drive control device of a drive motor that drives a vehicle.
【請求項4】前記負荷は、車両を駆動する駆動モータの
インバータ装置である請求項1又は2に記載の燃料電池
回路。
4. The fuel cell circuit according to claim 1, wherein the load is an inverter device of a drive motor for driving a vehicle.
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