JP2002252932A - 電力制御装置 - Google Patents

電力制御装置

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JP2002252932A
JP2002252932A JP2001048455A JP2001048455A JP2002252932A JP 2002252932 A JP2002252932 A JP 2002252932A JP 2001048455 A JP2001048455 A JP 2001048455A JP 2001048455 A JP2001048455 A JP 2001048455A JP 2002252932 A JP2002252932 A JP 2002252932A
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Japan
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amount
secondary battery
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fuel cell
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JP2001048455A
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English (en)
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Shinichi Deguchi
慎一 出口
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池の容量を小さくしても、容量調整回
数を少なくする。 【解決手段】 燃料電池スタック１からの発電電力を入
力して、駆動モータ又は二次電池に電力供給をするに際
して、コントローラから指令電力値を示す指令電力値が
入力される通信部３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータから出
力する実電力量を所定時刻ごとに演算する実電力値・実
電力量演算部３３と、指令電力量と実電力量との電力量
差を所定時刻ごとに演算する電力量比較部３４と、指令
電力量に従って実電力量を増加させるに際して、前回の
電力量差に基づいて、今回の実電力量を制御して、二次
電池から放電する電力量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷を駆動するた
めに燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給する制御
をすると共に、二次電池の蓄電量を調整する電力制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、燃料電池に水素を含む燃料ガ
スを供給すると共に、酸素を含む空気を供給して燃料電
池を発電させ、発電電力を用いて駆動モータ等を駆動す
る燃料電池システムが知られている。
【０００３】この燃料電池システムの電力制御装置とし
ては、例えば特開平６−２４５３２０号公報などに開示
された電力制御装置に適用することができる。この電力
制御装置は、シリーズハイブリッド車に搭載されるエン
ジン駆動発電機の制御装置を備え、エンジン駆動発電機
や二次電池からモータなどの負荷に供給される電力がコ
ントローラにより検出され、所定時間ごとに電力の平均
値をコントローラにより演算する。そして、このコント
ローラでは、演算して得た電力の平均値に基づいて、予
め設定した発電目標電力値でＤＣ／ＤＣコンバータを駆
動して燃料電池で発電した電力を二次電池や負荷回路に
供給する制御をする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電力制御装置では、燃料電池で発電した電力を負荷
や二次電池に供給するに際して、コントローラからＤＣ
／ＤＣコンバータに供給される指令電力値に対して、実
際にＤＣ／ＤＣコンバータから出力する実電力量が遅れ
ることを避けられない。これは、指令電力値の上昇時
や、指令電力値の下降時に発生する。
【０００５】したがって、従来の電力制御装置では、指
令電力値に対するＤＣ／ＤＣコンバータから出力される
電力の余剰分を二次電池に充電し、指令電力値に対する
ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電力の不足分を二
次電池から放電することが行われていた。
【０００６】具体的には、図８（ａ）に示すように時刻
ｔ１〜時刻ｔ４、時刻ｔ７〜時刻ｔ１０の期間において
ＤＣ／ＤＣコンバータから負荷回路又は二次電池に電力
を供給する命令がなされたときに、実際にＤＣ／ＤＣコ
ンバータから出力される実電力は図８（ｂ）に示すよう
になる。すなわち、時刻ｔ１から遅れて時刻ｔ２から電
力出力を開始して徐々に実電力値を高くし、時刻ｔ４か
ら遅れて時刻ｔ５から徐々に実電力値を低下させるよう
に電力出力をする。このとき、図８（ｃ）に示すように
時刻ｔ１〜時刻ｔ３及び時刻ｔ７〜時刻ｔ９の期間にお
ける不足電力Ａ１１、Ａ１３は二次電池から放電され、
時刻ｔ５〜時刻ｔ６及び時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の期間
における余剰電力Ａ１２、Ａ１４は二次電池に充電され
る。
【０００７】ここで、不足電力Ａ１１と不足電力Ａ１３
とは同電力量であると共に、余剰電力Ａ１２と余剰電力
Ａ１４とは同電力量であり、不足電力Ａ１１と余剰電力
Ａ１２とは電力量が異なっていた。
【０００８】したがって、従来の電力制御装置では、蓄
電容量が小さい二次電池を使用すると、車両走行の状態
に拘わらず二次電池の容量が変化することになり、車両
走行に応じて容量調整を行う以外に、頻繁に容量調整を
行う必要あるという問題点がある。これに対し、容量調
整の回数を少なくすると共にＤＣ／ＤＣコンバータに応
答遅れの影響を小さくするために容量が大きな二次電池
を使用すると、コストが高くなり、更には車両搭載が困
難となるという問題点がある。
【０００９】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、二次電池の容量を小さくして
も、容量調整回数を少なくすることができる電力制御装
置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明で
は、燃料電池で発電した電力を負荷回路に供給すると共
に二次電池に蓄積する電力制御装置において、上記燃料
電池からの発電電力を入力して、上記負荷回路又は上記
二次電池に電力供給をする発電電力入出力手段と、外部
から所定時刻ごとに、上記発電電力入出力手段から上記
負荷回路又は上記二次電池に電力供給する電力量を示す
指令電力値情報が入力される情報入力手段と、上記発電
電力入出力手段から上記負荷回路又は二次電池に出力さ
れた実電力量を上記所定時刻ごとに演算する実電力量演
算手段と、上記情報入力手段で入力した指令電力値と、
上記実電力量演算手段で演算された実電力量との電力量
差を上記所定時刻ごとに演算する電力量差演算手段と、
上記指令電力値に従って上記実電力量を増加させるに際
して、上記電力量差演算手段で演算された前回の電力量
差に基づいて、今回において上記発電電力入出力手段か
ら出力する実電力量を制御して、上記二次電池から放電
する電力量を調整する制御手段とを備える。
【００１１】請求項２に係る発明では、上記制御手段
は、上記二次電池の蓄電量を略一定にするように上記発
電電力入出力手段から出力する実電力量を制御する。
【００１２】請求項３に係る発明では、上記燃料電池の
動作状態を測定する測定手段を更に備え、上記制御手段
は、上記測定手段で測定された動作状態に応じて発電電
力入出力手段の動作を停止する。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、指令電力
値に従って実電力量を増加させるに際して、電力量差演
算手段で演算された前回の電力量差に基づいて、今回に
おいて発電電力入出力手段から出力する実電力量を制御
して、二次電池から放電する電力量を調整するので、二
次電池の蓄電量を所定量とするように放電量を調整する
ことができ、二次電池の容量を小さくしても、容量調整
回数を少なくすることができる。したがって、請求項１
に係る発明によれば、二次電池の寸法を小さくすること
ができ、車両に搭載するに際しての自由度を多くし、更
にはコスト低減も実現することができる。
【００１４】請求項２に係る発明によれば、二次電池の
蓄電量を略一定にするように発電電力入出力手段から出
力する実電力量を制御するので、二次電池から放電又は
充電がされて二次電池の蓄電量が少なく又は多くなって
も、その後に容量調整する必要をなくすことができる。
【００１５】請求項３に係る発明によれば、燃料電池の
動作状態に応じて発電電力入出力手段の動作を停止する
ので、二次電池の蓄電量を調整するために、燃料電池が
下限電圧となるまで電力を引き抜くことを防止すること
ができ、燃料電池の寿命を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、例えば図１に示すよう
に構成された燃料電池システムに適用される。
【００１７】［燃料電池システムの構成］図１に、燃料
電池システムの構成を示す。この燃料電池システムは、
水素含有ガス及び燃料ガスが供給されて発電する燃料電
池スタック１を備えるものである。この燃料電池スタッ
ク１は、例えば固体高分子電解質膜を挟んで酸化剤極と
燃料極を対設した燃料電池構造体をセパレータで狭持し
た複数の燃料電池構造体からなる。この燃料電池スタッ
ク１は、酸化剤極側に酸化剤ガスとして空気が供給され
るとともに、燃料極側に燃料ガスとして水素ガスが供給
されることで発電をして、例えば自動車等の駆動源とし
て利用される。
【００１８】この燃料電池システムは、燃料電池スタッ
ク１に空気を供給するコンプレッサ２、コンプレッサモ
ータ３、コンプレッサモータインバータ４、コンプレッ
サモータインバータ制御部５を備える。この燃料電池シ
ステムでは、燃料電池スタック１を発電させるに際し
て、後述のコントローラ１４からコンプレッサモータイ
ンバータ制御部５に制御信号が供給されると共に、コン
プレッサモータインバータ４及びコンプレッサモータ３
に電力が供給される。これにより、燃料電池システムで
は、コンプレッサモータインバータ制御部５によりコン
プレッサモータインバータ４を制御し、コンプレッサモ
ータ３の回転数を制御して、コンプレッサ２から燃料電
池スタック１に供給する空気量を制御する。
【００１９】また、燃料電池システムは、燃料電池スタ
ック１に供給する水素ガスを貯蔵する水素貯蔵装置６を
備える。この燃料電池システムでは、燃料電池スタック
１で発電をするに際して、コントローラ１４から水素貯
蔵装置６に制御信号が供給され、水素貯蔵装置６により
燃料電池スタック１に供給する水素ガス量を制御する。
【００２０】更に、燃料電池システムは、燃料電池スタ
ック１で発電した電力を入力する強電用ＤＣ／ＤＣコン
バータ７、燃料電池スタック１で発電した電力を蓄積す
る二次電池８、例えば１２［Ｖ］の電源電力を各部に供
給する１２Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ９、１２［Ｖ］の
電源電力となる電力を蓄積する１２Ｖバッテリ１０、負
荷となる駆動モータ１１、駆動モータ１１に供給する電
力を調整する駆動モータインバータ１２、駆動モータイ
ンバータ制御部１３を備える。この燃料電池システムで
は、燃料電池スタック１からの発電電力を、強電用ＤＣ
／ＤＣコンバータ７を介して二次電池８に蓄電すると共
に、１２Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して１２Ｖバ
ッテリ１０に蓄電する。また、この燃料電池システムで
は、燃料電池スタック１からの発電電力をコンプレッサ
モータインバータ４を介してコンプレッサモータ３に供
給してコンプレッサモータ３を駆動すると共に、駆動モ
ータインバータ１２を介して駆動モータ１１に供給して
駆動モータ１１を駆動する。
【００２１】更にまた、燃料電池システムは、外部のイ
グニッションスイッチ（ＩＧＮ）センサ２１、アクセル
センサ２２及びインストメータ２３と接続され、上述し
た各部を制御するコントローラ１４を備える。このコン
トローラ１４は、イグニッションスイッチセンサ２１又
はアクセルセンサ２２からのセンサ信号に従って、上述
した各部に制御信号を出力し、インストメータ２３を用
いて燃料電池システムの発電状態を車両利用者に提示す
る。
【００２２】この燃料電池システムでは、コントローラ
１４により強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作状態に
より駆動モータインバータ制御部１３の動作状態、コン
プレッサモータインバータ制御部５の動作状態を示す信
号が入力されるように構成されている。
【００２３】［強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの構成］図
２に、上述の燃料電池システムに含まれる強電用ＤＣ／
ＤＣコンバータ７の機能的な構成を示す。図２によれ
ば、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、コントローラ１
４からの指令電力値を示す動作電力指令が入力される通
信部３１と、指令電力値及び指令電力量を演算する指令
電力値・指令電力量演算部３２と、出力する実電力値及
び実電力量を演算する実電力値・実電力量演算部３３
と、指令電力量と実電力量との電力量差を演算する電力
量比較部３４と、動作定数を決定して出力する交流電圧
（電力量）を制御する動作定数演算部３５と、燃料電池
スタック１から入力される電力値を演算する入力電力演
算部３６と、出力した実電力値を演算する出力電力演算
部３７とを有する。
【００２４】通信部３１は、コントローラ１４と接続さ
れている。この通信部３１は、コントローラ１４から指
令電力値が所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に入力さ
れ、入力された指令電力値を指令電力値・指令電力量演
算部３２に出力する。
【００２５】入力電力演算部３６は、燃料電池スタック
１の状態を監視するために、燃料電池スタック１の電圧
を測定する。
【００２６】出力電力演算部３７は、強電用ＤＣ／ＤＣ
コンバータ７が動作定数演算部３５により決定された動
作定数で駆動した場合において、駆動モータ１１又は二
次電池８に出力した電力値を演算して実電力値・実電力
量演算部３３に出力電圧値を送る。
【００２７】指令電力値・指令電力量演算部３２は、通
信部３１から動作電力指令が入力され、所定時間ごとの
指令電力値を得ると共に、指令電力値に基づいて所定時
間ごとの指令電力量を演算して、電力量比較部３４に出
力する。
【００２８】実電力値・実電力量演算部３３は、出力電
力演算部３７からの出力電力値に基づいて、強電用ＤＣ
／ＤＣコンバータ７から駆動モータ１１又は二次電池８
に供給した電力値である所定時間ごとの実電力値を得る
と共に、実電力値に基づいて所定時間での実電力量を演
算して、電力量比較部３４に出力する。
【００２９】電力量比較部３４は、指令電力値・指令電
力量演算部３２からの指令電力量及び実電力値・実電力
量演算部３３からの実電力量が所定時間毎に入力され、
指令電力量と実電力量との電力量差を所定時間毎に演算
する。この電力量比較部３４は、内部にメモリを備え、
以前の所定時間内で求めた電力量差（以下、「前回電力
量差」と呼ぶ。）、今回の所定時間内で求めた電力量差
（以下、「今回電力量差」と呼ぶ。）を保持している。
電力量比較部３４は、求めた前回電力量差及び今回電力
量差を動作定数演算部３５に出力する。
【００３０】動作定数演算部３５は、強電用ＤＣ／ＤＣ
コンバータ７から二次電池８又は駆動モータインバータ
１２に電力供給するときの動作定数を決定する。この動
作定数は、例えば、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から
駆動モータ１１などに出力するときの電力制御をスイッ
チング素子で切り替える場合において、このスイッチン
グ素子を動作させるためのデューティ比で表現される。
【００３１】このように構成された強電用ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ７では、コントローラ１４から図３（ａ）に示
すように、パルス状の指令電力値（ｘ１）が所定時間毎
に入力されることで、時刻ｔ１〜時刻ｔ４及び時刻ｔ７
〜時刻ｔ１０の間でコンプレッサモータインバータ４、
駆動モータインバータ１２及び二次電池８に電力供給す
る動作電力指令が入力される。
【００３２】これに応じて強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ
７が動作すると、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１か
ら遅れた時刻ｔ２から電力出力を開始して所定時間ごと
に実電力値を増加させ、時刻ｔ３において「ｘ１」の実
電力値を供給する。そして、時刻ｔ４において指令電力
値を「０」にする動作電力指令が入力され、時刻ｔ４か
ら遅れた時刻ｔ５で電力出力を停止すると所定時間ごと
に実電力が減少されて時刻ｔ６で実電力値が「０」にな
る。
【００３３】また、時刻ｔ７〜時刻ｔ１０に亘って動作
電力指令が入力されたときには、上述と同様に、時刻ｔ
８〜時刻ｔ１２に亘り実電力値を出力する。
【００３４】このとき、コントローラ１４では、所定時
間ごとに指令電力値と実電力値との電力量差に対応し
て、二次電池８の放充電をするように制御することでコ
ンプレッサモータインバータ４及び駆動モータインバー
タ１２に指令電力値に従った実電力量を供給すると共
に、二次電池８の蓄電量（ＳＯＣ）を一定に保つために
強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から出力する実電力量を
制御する「電力制御処理」をする。
【００３５】コントローラ１４は、電力制御処理を行う
ことで、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ３
における不足電力分Ａ１を二次電池８から放電すると共
に、時刻ｔ５〜時刻ｔ６における余剰電力分Ａ２を二次
電池８に充電するように二次電池８を制御する。また、
コントローラ１４は、時刻ｔ８〜時刻ｔ９において不足
電力分Ａ３を二次電池８から放電するに際して、二次電
池８内の蓄電量を一定にするように実電力量を制御す
る。すなわち、コントローラ１４は、時刻ｔ１〜時刻ｔ
６における前回の放充電量によって変化した二次電池８
の蓄電量を、所定の蓄電量とするように、時刻ｔ８以降
において実電力量を増加させる傾き及び／又は時刻ｔ１
１以降において実電力量を減少させる傾きを制御する。
【００３６】更に、コントローラ１４では、時刻ｔ１〜
時刻ｔ１２に亘って電力制御処理をするに際して、不足
電力分Ａ１と不足電力分Ａ３とを加算した電力量と、余
剰電力分Ａ２と余剰電力分Ａ４とを加算した電力量とを
同じにするように実電力量の増加傾き及び減少傾きを制
御しても良い。
【００３７】これにより、例えば図３（ｄ）に示すよう
に、時刻ｔ１の時点での所定値の蓄電量を時刻ｔ１２の
時点での蓄電量と同じにすることができる。
【００３８】［燃料電池システムの電力制御処理］図４
に、上述の燃料電池システムによる電力制御処理の処理
手順を示す。
【００３９】図４によれば、先ず、ステップＳ１におい
て、車両運転者により操作キーが操作されることで、イ
グニッションスイッチセンサ２１からのセンサ信号によ
りイグニッションスイッチがオンとなっているか否かを
コントローラ１４により判定する。イグニッションスイ
ッチがオンとなっているときには処理をステップＳ２に
進め、イグニッションスイッチがオンとなっていないと
きには処理を終了する。
【００４０】ステップＳ２では、通信部３１により、動
作電力指令をコントローラ１４から受信することで指令
電力値を得て、ステップＳ３に進む。ここで、コントロ
ーラ１４は、アクセルセンサ２２からの、アクセル踏み
込み量に応じたセンサ信号に基づいて、駆動モータイン
バータ制御部１３、コンプレッサモータインバータ制御
部５、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７、水素貯蔵装置６
に制御信号を出力して動作させる。このとき、コントロ
ーラ１４は、駆動モータインバータ制御部１３とコンプ
レッサモータインバータ制御部５とで消費する電力の合
計電力値を出力するように強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ
７を制御する。
【００４１】以降のステップＳ３〜ステップＳ７では、
コントローラ１４から受信した指令電力値を、前回の指
令電力値と比較することにより、指令電力値の増加又は
減少を判定する。
【００４２】ステップＳ３において、ステップＳ２で得
た指令電力値用いて、今回に受信した指令電力値と、前
回に受信した指令電力値とが同値であるか否かの判定を
し、今回の指令電力値と前回の指令電力値とが同値でな
いときにはステップＳ４に処理を進め、同値であるとき
にはステップＳ５に処理を進める。
【００４３】ステップＳ５においては、前回の所定時間
内で行った後述の減少ルーチン又は増加ルーチンを繰り
返して実行し、再度ステップＳ１に戻る。
【００４４】ステップＳ４において、指令電力値・指令
電力量演算部３２により今回の指令電力値と前回の指令
電力値との大小比較をし、今回の指令電力値が前回の指
令電力値より大きくないときにはステップＳ６に処理を
進め、大きいときにはステップＳ７に処理を進める。
【００４５】ステップＳ６において、ステップＳ４にお
いて指令電力値が前回より小さくなっていることから、
実電力量を減少させるために、図５の減少ルーチンに処
理を進める。
【００４６】ステップＳ７において、ステップＳ４にお
いて指令電力値が前回より大きくなっていることから、
実電力量を増加させるために、図６又は図７の増加ルー
チンに処理を進める。
【００４７】「減少ルーチン」図５に、減少ルーチンを
実行するときの処理手順を示す。この減少ルーチンで
は、ステップＳ１１において、ステップＳ２で受信した
指令電力値に従って強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７が動
作するときの動作定数を動作定数演算部３５により演算
してステップＳ１２に処理を進める。
【００４８】ステップＳ１２において、指令電力値・指
令電力量演算部３２により、ステップＳ２で受信した動
作電力指令に基づいて指令電力値及び指令電力量を演算
して、ステップＳ１３に処理を進める。
【００４９】ステップＳ１３において、ステップＳ１１
で求めた動作定数で、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７を
動作させて、ステップＳ１４に処理を進める。
【００５０】ステップＳ１４において、出力電力演算部
３７により強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７から出力して
いる出力電力を求めステップＳ１５に処理を進める。
【００５１】ステップＳ１５において、実電力値・実電
力量演算部３３によりステップＳ１４で求めた出力電力
を用いて実電力量を求めて、ステップＳ１６に処理を進
める。
【００５２】ステップＳ１６において、電力量比較部３
４によりステップＳ１２で求めた指令電力量と、ステッ
プＳ１５で求めた実電力量との差を求めることで、上記
今回電力量差を求め、内部メモリに格納して、ステップ
Ｓ１に処理を戻す。
【００５３】このような減少ルーチンを所定時間ごとに
行うことにより、コントローラ１４は、ステップＳ１６
で求めた今回電力量差を二次電池８に充電する。また、
コントローラ１４は、減少ルーチンが開始してから終了
するまでの所定時間ごとの電力量差を加算することで余
剰電力分（Ａ２、Ａ４）を求め、二次電池８の蓄電量の
増加分を認識する。
【００５４】「増加ルーチン」図６に、増加ルーチンを
実行するときの処理手順を示す。この増加ルーチンで
は、先ず、ステップＳ２１において、指令電力値・指令
電力量演算部３２により、ステップＳ２で受信した動作
電力指令に基づいて指令電力値及び指令電力量を求めて
ステップＳ２２に処理を進める。
【００５５】ステップＳ２２において、後段のステップ
Ｓ２３の処理を行うための確認として、指令電力値・指
令電力量演算部３２により前回での指令電力値とステッ
プＳ２１で求めた今回の指令電力値とが同値であるか否
かの判定をする。前回での指令電力値と今回の指令電力
値との値が同値であるときはステップＳ２４に処理を進
め、同値でないときにはステップＳ２３に処理を進め
る。また、指令電力値・指令電力量演算部３２は、前回
での指令電力値と今回での指令電力値との指令電力変化
値を求める。
【００５６】ステップＳ２３において、動作定数演算部
３５により、上述の減少ルーチンのステップＳ１６で求
めた電力量差と、ステップＳ２２で求めた指令電力変化
値とに基づいて、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の実電
力量を上昇させるときのスルーレート（傾き）を示す動
作時定数を計算して、ステップＳ２４に処理を進める。
【００５７】ステップＳ２４において、ステップＳ２３
で求めた動作時定数に従って、実電力量を所定時間毎に
上昇させるように動作定数演算部３５により動作定数を
決定し、強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７を動作させてス
テップＳ２５に処理を進める。
【００５８】ステップＳ２５において、出力電力演算部
３７によりステップＳ２４で決定された動作定数で強電
用ＤＣ／ＤＣコンバータ７が動作しているときの出力電
力を測定してステップＳ２６に処理を進める。
【００５９】ステップＳ２６において、ステップＳ２５
で測定された出力電力から、実電力値・実電力量演算部
３３により実電力量を演算して、ステップＳ２７に処理
を進める。
【００６０】ステップＳ２７において、実電力値・実電
力量演算部３３によりステップＳ２１で求めた指令電力
量とステップＳ２６で求めた実電力量との差を計算する
ことで、今回電力量差を計算して増加ルーチンを終了し
てステップＳ１に処理を戻す。
【００６１】このような増加ルーチンを所定時間ごとに
行うことにより、コントローラ１４は、ステップＳ２７
で求めた今回電力量差を二次電池８から放電する制御を
する。
【００６２】また、このコントローラ１４は、ステップ
Ｓ２３において、指令電力値に従って実電力量を増加さ
せるように強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ７を制御すると
共に、減少ルーチンで求めた電力量差と電力変化値とに
基づいて減少ルーチンでの電力量差、すなわち二次電池
８に充電した電力を二次電池８から放電するように強電
用ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作時定数を決定すること
ができる。したがって、このコントローラ１４によれ
ば、実電力量を立ち上げるときに、二次電池８から放電
する電力量を調整することができる。
【００６３】具体的には、図３（ｄ）の時刻ｔ６におい
て二次電池８の蓄電量（ＳＯＣ）が予め設定した所定量
よりも多いときには、動作時定数を低く、すなわち実電
力の立ち上がり傾きを緩やかにして多くの電力を二次電
池８から放電させ、二次電池８の蓄電量（ＳＯＣ）が予
め設定した所定量よりも少ないときには、動作時定数を
高く、すなわち実電力の立ち上がり傾きをできるだけ急
峻にして二次電池８から放電させる電力を少なくするこ
とができる。
【００６４】したがって、このような処理を行うことに
より、二次電池８の容量を小さくしても、容量調整回数
を少なくすることができる。更に、二次電池８を容量を
小さくして二次電池８自体の寸法を小さくすることがで
き、車両に搭載するに際しての自由度を大きくすること
ができる。更に、二次電池８にかけるコストを低減する
ことができる。
【００６５】更に、図３（ｃ）において、不足電力分Ａ
１より余剰電力分Ａ２が大きく、且つ不足電力分Ａ１よ
り不足電力分Ａ３が大きいときには（Ａ１＜Ａ２、Ａ１
＜Ａ３）、不足電力分Ａ１と不足電力分Ａ３とを加算し
た電力量と、余剰電力分Ａ２と余剰電力分Ａ４とを加算
した電力量とを同じ電力量にするように（Ａ１＋Ａ３＝
Ａ２＋Ａ４）、実電力立ち上がり時の動作時定数を決定
することで、時刻ｔ１と時刻ｔ１２とで二次電池８の充
電量を同じにする制御をすることができる。
【００６６】「増加ルーチンの他の例」図７に、増加ル
ーチンを実行するときの他の処理手順を示す。図８に示
す増加ルーチンは、上述のステップＳ２７の次にステッ
プＳ３１及びステップＳ３２を追加した。
【００６７】所定時間ごとに図４の処理を行っていると
きに、ステップＳ３１では、入力電力演算部３６により
燃料電池スタック１の電圧を測定し、予め設定した設定
値との大小比較をする。ここで、設定値とは、燃料電池
スタック１に必要な下限電圧を示す値である。燃料電池
スタック１の電圧より設定値が大きいときにはステップ
Ｓ１に処理を戻し、大きくないときにはステップＳ３２
に処理を進める。
【００６８】ステップＳ３２において、燃料電池スタッ
ク１の電圧が下限電圧以下とならないように、強電用Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ７の動作を停止させて、ステップＳ
１に処理を戻す。
【００６９】このような処理をすることにより、強電用
ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作定数を制御して二次電池
８の蓄電量を調整しているときに、燃料電池スタック１
を下限電圧以下とすることがないので、燃料電池スタッ
ク１の寿命を向上させることができる。
【００７０】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した燃料電池システムの構成を示
すブロック図である。
【図２】強電用ＤＣ／ＤＣコンバータの機能的な構成を
示すブロック図である。
【図３】（ａ）は指令電力値の時間に対する変化を示す
図であり、（ｂ）は強電用ＤＣ／ＤＣコンバータから出
力される電力値の時間に対する変化を示す図であり、
（ｃ）は強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ及び二次電池から
出力される電力値の時間に対する変化を示す図であり、
（ｄ）は二次電池の蓄電量と時間との関係を示す図であ
る。
【図４】強電用ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力制御処
理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】減少ルーチンを行うときの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図６】増加ルーチンを行うときの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図７】増加ルーチンを行うときの他の処理手順を示す
フローチャートである。
【図８】従来の電力制御処理を示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料電池スタック ２ コンプレッサ ３ コンプレッサモータ ４ コンプレッサモータインバータ ５ コンプレッサモータインバータ制御部 ６ 水素貯蔵装置 ７ 強電用ＤＣ／ＤＣコンバータ ８ 二次電池 ９ １２Ｖ用ＤＣ／ＤＣコンバータ １０ １２Ｖバッテリ １２ 駆動モータインバータ １３ 駆動モータインバータ制御部 １４ コントローラ ３１ 通信部 ３２ 指令電力値・指令電力量演算部 ３３ 実電力値・実電力量演算部 ３４ 電力量比較部 ３５ 動作定数演算部 ３６ 入力電力演算部 ３７ 出力電力演算部
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/44 Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｐ // Ｂ６０Ｌ 11/18 Ｂ６０Ｌ 11/18 Ｇ Ｆターム(参考） 5G003 AA05 BA01 CA01 CA11 FA06 GB03 GB06 5H026 AA06 5H030 AA00 AS08 BB08 FF41 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI18 PO06 PU01 PV02 PV09 SE06 TI01 TI05 TI06 TO14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料電池で発電した電力を負荷回路に供
    給すると共に二次電池に蓄積する電力制御装置におい
    て、 上記燃料電池からの発電電力を入力して、上記負荷回路
    又は上記二次電池に電力供給をする発電電力入出力手段
    と、 外部から所定時刻ごとに、上記発電電力入出力手段から
    上記負荷回路又は上記二次電池に電力供給する電力量を
    示す指令電力値情報が入力される情報入力手段と、 上記発電電力入出力手段から上記負荷回路又は二次電池
    に出力された実電力量を上記所定時刻ごとに演算する実
    電力量演算手段と、 上記情報入力手段で入力した指令電力値と、上記実電力
    量演算手段で演算された実電力量との電力量差を上記所
    定時刻ごとに演算する電力量差演算手段と、 上記指令電力値に従って上記実電力量を増加させるに際
    して、上記電力量差演算手段で演算された前回の電力量
    差に基づいて、今回において上記発電電力入出力手段か
    ら出力する実電力量を制御して、上記二次電池から放電
    する電力量を調整する制御手段とを備えることを特徴と
    する電力制御装置。
  2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記二次電池の蓄電量
    を略一定にするように上記発電電力入出力手段から出力
    する実電力量を制御することを特徴とする請求項１記載
    の電力制御装置。
  3. 【請求項３】 上記燃料電池の動作状態を測定する測定
    手段を更に備え、上記制御手段は、上記測定手段で測定
    された動作状態に応じて発電電力入出力手段の動作を停
    止することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
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