JP2003249236A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2003249236A JP2002122115A JP2002122115A JP2003249236A JP 2003249236 A JP2003249236 A JP 2003249236A JP 2002122115 A JP2002122115 A JP 2002122115A JP 2002122115 A JP2002122115 A JP 2002122115A JP 2003249236 A JP2003249236 A JP 2003249236A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池とキャパシタとを備える電源装置に
おいて、燃料電池システムのエネルギ効率が低下するの
に起因して電源装置全体のエネルギ効率が低下するのを
防止する。 【解決手段】 電気自動車１０は、電源装置１５を備
え、これを用いて負荷に電力を供給する。電源装置１５
は、配線５０に対して並列に接続される燃料電池システ
ム２２とキャパシタ２４と２次電池２６とを備える。負
荷の一つである駆動モータ３２が回生運転を行なうとき
には、キャパシタ２４が、回生電力を吸収する。燃料電
池システム２２は、負荷要求に応じた電力を発電する
が、負荷が小さくなって配線５０の電圧が所定の値以上
になるときには、スイッチ２０が切断される。これによ
って、燃料電池システム２２のエネルギ効率が低下する
低負荷時には、燃料電池システムは発電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池とキャ
パシタとを備える電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池を備える電源装置の利用方法と
しては、例えば、電気自動車の駆動用電源として用いる
方法が提案されている。燃料電池が発電する電力を、電
気自動車の駆動モータに供給することで、車両の駆動力
を得ることができる。特開平９−２９８８０６号公報で
は、このような電源装置として、燃料電池に加えてキャ
パシタを備えるものが開示されている。キャパシタは、
通常の２次電池に比べてパワー密度の高い蓄電手段であ
り、充放電効率も高い蓄電手段である。したがって、キ
ャパシタを備える電源装置を用いると、上記電気自動車
の制動時にモータを回生させることで得られるエネルギ
を効率よく回収することによって、システム全体のエネ
ルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００３】キャパシタは、これに残存する電荷量と出
力電圧とが１対１に対応しており、残存する電荷量が減
少するに従って出力電圧が低くなる。そのため、キャパ
シタの残存容量が少ないときに上記モータが回生すると
きには、生じた電力を速やかに吸収して、キャパシタに
おける電圧は、残存容量の上昇に伴って上昇する。その
後、モータが電力を消費するようになると、上記のよう
に電圧が上昇しているキャパシタが、燃料電池に優先し
てモータに対して電力を供給する。これによって、キャ
パシタの残存容量が低下すると共に電圧が低下し、次の
回生時に備えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料電池を
備える燃料電池システムは、燃料電池の出力特性によっ
て、低出力時には燃料電池システム全体のエネルギ効率
が大きく低下するという性質を有している。すなわち、
燃料電池を運転する際には、燃料供給に関わる各種ポン
プなどが所定の電力を消費するが、発電量が小さいとき
ほど、発電量に対するこのような電力消費量の割合が大
きくなる。そのため、低出力時には燃料電池システムの
エネルギ効率が低下する。そこで、上記のようにキャパ
シタを備える電源装置においては、回生による電力を有
効に利用してエネルギ効率を向上させるだけでなく、燃
料電池システムの効率が低下する低出力時においても、
システム全体のエネルギ効率を充分に確保する構成が望
まれていた。
【０００５】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、燃料電池とキャパシタとを
備える電源装置において、燃料電池システムのエネルギ
効率が低下するのに起因して電源装置全体のエネルギ効
率が低下するのを防止する技術を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するために、本発明は、所定の負荷に電力
を供給する電源装置であって、前記負荷に電力を供給す
る配線に対して並列に接続される燃料電池およびキャパ
シタと、前記燃料電池と前記配線との間の接続を入り切
りするスイッチとを備えることを要旨とする。
【０００７】このような電源装置によれば、負荷側から
電源装置側に電力が供給される場合には、キャパシタに
よって速やかに、上記電力を蓄積することができる。ま
た、その後負荷側に電力を供給する際には、キャパシタ
から負荷に対して電力を供給することができ、電源装置
におけるエネルギ効率を向上させることができる。さら
に、燃料電池およびこれを駆動するために働く装置から
成る燃料電池システム全体のエネルギ効率が望ましくな
い程度に低下するときには、上記スイッチを開状態とし
て、燃料電池から負荷への電力供給を停止することがで
きる。これによって、電源装置全体のエネルギ効率をさ
らに向上させることができる。
【０００８】本発明の電源装置において、前記配線に対
して、前記燃料電池および前記キャパシタと並列に接続
され、前記燃料電池の出力電圧を制御するコンバータと
前記コンバータを介して前記配線に接続される２次電池
と、をさらに備えることとしても良い。
【０００９】また、本発明の電源装置において、前記燃
料電池は、前記負荷の大きさに応じた量の電力を発電す
ることとしても良い。
【００１０】このような電源装置において、前記燃料電
池が出力する電力の大きさを反映する第１の値を取得す
る第１の値取得部と、前記第１の値取得部が取得した前
記第１の値に応じて、前記スイッチが前記接続を入り切
りする動作を制御する第１の制御部とをさらに備えるこ
ととしても良い。
【００１１】燃料電池システムは、燃料電池からの出力
が所定の値以下のときには、システム全体のエネルギ効
率が大きく低下するという性質を有する。そのため、燃
料電池が出力する電力の大きさに基づいて、燃料電池シ
ステム全体のエネルギ効率が望ましくない程度に低下す
る状態を判断することができる。出力電力の大きさに基
づいて、エネルギ効率が低下すると判断されるときに、
上記スイッチを開状態とすることで、燃料電池システム
全体のエネルギ効率の低下を防止することができる。
【００１２】また、このような本発明の電源装置におい
て、前記第１の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を
検出する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電
圧を前記第１の値として取得し、前記第１の制御部は、
前記出力電圧が所定の値を超えるときに、前記接続を切
るよう前記スイッチを制御することとしても良い。
【００１３】あるいは、本発明の電源装置において、前
記第１の値取得部は、前記燃料電池からの出力電流を検
出する電流計を備え、該電流計が検出する前記出力電流
を前記第１の値として取得し、前記第１の制御部は、前
記出力電流が所定の値よりも小さくなるときに、前記接
続を切るよう前記スイッチを制御することとしても良
い。
【００１４】また、本発明の電源装置において、前記第
１の値取得部は、前記負荷の大きさを前記第１の値とし
て取得し、前記第１の制御部は、前記負荷の大きさが所
定の値よりも小さくなるときに、前記接続を切るよう前
記スイッチを制御することとしても良い。
【００１５】また、本発明の電源装置において、該電源
装置の出力の変動に伴って変動する第２の値を取得する
第２の値取得部と、前記第２の値取得部が取得した前記
第２の値に応じて、前記スイッチが前記接続を入り切り
する動作を制御する第２の制御部とをさらに備えること
としても良い。
【００１６】上記電源装置では、燃料電池が負荷の大き
さに応じた量の電力を発電するため、電源装置からの出
力が所定の値以下のときには、燃料電池システムのエネ
ルギ効率が大きく低下し、これによって電源装置のエネ
ルギ効率も低下するという性質を有する。そのため、電
源装置の出力に基づいて、電源装置全体のエネルギ効率
が望ましくない程度に低下する状態を判断することがで
きる。電源装置の出力に基づいて、上記スイッチを開状
態として、燃料電池システムを停止することで、電源装
置全体のエネルギ効率の低下を防止することができる。
また、電源装置の出力に基づいて、上記スイッチを閉状
態として燃料電池システムを起動することで、電源装置
のエネルギ効率を確保しつつ、燃料電池を用いて所望の
電力を得ることが可能となる。
【００１７】このような電源装置において、前記第２の
値取得部が取得した前記第２の値の変化率を算出する変
化率算出部をさらに備え、前記第２の制御部は、前記第
２の値に加えて、さらに前記第２の値の変化率に基づい
て、前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御
することとしても良い。
【００１８】このように、電源装置の出力の変化率をさ
らに考慮することで、上記第２の値に応じてスイッチの
入り切りの動作を制御する際に、スイッチの入り切りの
タイミングをより適正化することができる。
【００１９】また、上記電源装置において、前記第２の
制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御する
際に基準として用いる第１の基準値を、前記第２の値の
変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設定
する第１の基準値設定部をさらに備え、前記第２の値取
得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を備
え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第２の値と
して取得し、前記第２の制御部は、前記スイッチが開状
態であって前記第２の値の変化率が負の値のときには、
前記第２の値が前記第１の基準値より小さくなると前記
スイッチを閉状態とする制御を行なうこととしても良
い。
【００２０】前記スイッチが開状態であって、前記第２
の値（すなわち電源装置の出力電圧）の変化率が負の値
となるときには、燃料電池は負荷に電力を供給しておら
ず、キャパシタから負荷に対して電力供給が行なわれて
いる状態となる。上記出力電圧はキャパシタ電圧に対応
する値であり、上記出力電圧が低くなるということは、
キャパシタに蓄積される電荷量が減少していることを意
味する。そのため、ここでは、キャパシタに蓄積される
電荷量の減少の程度が大きいほど、第１の基準値が大き
く設定され、この第１の基準値よりも上記出力電圧が小
さくなると、上記スイッチが閉状態となり、燃料電池か
ら負荷に対して電力が供給可能となる。これにより、負
荷要求の増加の程度が大きいほど、より早く、燃料電池
から負荷に対して電力が供給可能となり、燃料電池から
電力供給を開始するときに、燃料電池でガス不足が生じ
て電圧が望ましくない程度に低下してしまうのを防止す
ることができる。
【００２１】あるいは、上記電源装置において、前記第
２の制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へと制御
する際に基準としている第１の基準値を、前記第２の値
の変化率が小さいときほどその値が大きくなるように設
定する第１の基準値設定部をさらに備え、前記第２の値
取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出する電圧計を
備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を前記第２の値
として取得し、前記第２の制御部は、前記スイッチが開
状態であって前記第２の値の変化率が正の値のときに
は、前記第２の値が前記第１の基準値より大きくなると
前記スイッチを閉状態とする制御を行なうこととしても
良い。
【００２２】前記スイッチが開状態であって、前記第２
の値（すなわち電源装置の出力電圧）の変化率が正の値
となるときには、燃料電池は負荷に電力を供給しておら
ず、キャパシタに対して電力供給が行なわれている状態
となる。上記出力電圧はキャパシタ電圧に対応する値で
あり、上記出力電圧が高くなるということは、キャパシ
タに蓄積される電荷量が増加していることを意味する。
そのため、ここでは、キャパシタに蓄積される電荷量の
増加の程度が大きいほど、第１の基準値が小さく設定さ
れ、この第１の基準値よりも上記出力電圧が大きくなる
と、上記スイッチが閉状態となり、燃料電池における発
電が可能となる。なお、燃料電池における発電が開始さ
れることで、燃料電池補機における電力消費も開始され
る。これにより、キャパシタに電荷が蓄積される程度が
大きいほど、より早く、燃料電池補機における電力消費
が開始され、キャパシタ電圧が望ましくない程度に上昇
してしまうのを防止可能となる。
【００２３】本発明は、上記以外の種々の形態で実現可
能であり、例えば、電源装置の運転方法や、電源装置を
備える電気自動車などの形態で実現することが可能であ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の全体構成： Ｂ．定常運転モードにおける動作： Ｃ．回生運転モードにおける動作： Ｄ．間欠運転モードにおける動作： Ｅ．第２実施例の電気自動車１１０： Ｆ．第３実施例： Ｇ．第４実施例： Ｈ．変形例：
【００２５】Ａ．装置の全体構成：図１は、本発明の第
１実施例である電気自動車１０の構成の概略を表わすブ
ロック図である。電気自動車１０は、電源装置１５を備
えており、電源装置１５から電力を供給される負荷とし
て、高圧補機４０と、駆動インバータ３０を介して電源
装置１５に接続される駆動モータ３２とを備えている。
これら電源装置１５と負荷との間には、配線５０が設け
られており、この配線５０を介して、電源装置１５と負
荷との間で電力がやり取りされる。
【００２６】電源装置１５は、燃料電池システム２２
と、キャパシタ２４と、２次電池２６とを備えている。
燃料電池システム２２は、後述するように発電の本体で
ある燃料電池を備えている。この燃料電池システム２２
が備える燃料電池とキャパシタ２４とは、上記配線５０
に対して並列に接続されている。この配線５０には、燃
料電池へ電流が逆流するのを防止するためのダイオード
４２がさらに設けられている。さらに、配線５０には、
この配線５０に対する燃料電池の接続状態を入り切りす
るスイッチ２０が設けられている。また、配線５０は、
ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に接続しており、このＤＣ／
ＤＣコンバータ２８を介して、２次電池２６は配線５０
に接続している。また、このような電源装置１５におけ
る電圧を測定するために、配線５０には、電圧計５２が
さらに設けられている。
【００２７】図２は、燃料電池システム２２の構成の概
略を表わす説明図である。燃料電池システム２２は、燃
料電池６０と、燃料ガス供給部６１と、ブロワ６４とを
備えている。本実施例では、燃料電池６０として、固体
高分子型燃料電池を用いた。燃料ガス供給部６１は、内
部に水素を貯蔵し、水素ガスを燃料ガスとして燃料電池
６０に供給する装置である。燃料ガス供給部６１は、例
えば、水素ボンベを備えることとすればよい。あるい
は、水素吸蔵合金を内部に有する水素タンクを備えるこ
ととし、上記水素吸蔵合金に水素を吸蔵させることによ
って水素を貯蔵することとしても良い。このような燃料
ガス供給部６１が貯蔵する水素ガスは、水素ガス供給路
６２を介して燃料電池６０のアノードに供給され、電気
化学反応に供される。電気化学反応で利用されなかった
残りの水素ガスは、水素ガス排出路６３に排出される。
水素ガス排出路６３は、水素ガス供給路６２に接続して
おり、残余の水素ガスは再び電気化学反応に供される。
また、ブロワ６４が取り込んだ圧縮空気は、酸化ガス供
給路６５によって、酸化ガスとして燃料電池６０のカソ
ードに供給される。燃料電池６０から排出されるカソー
ド排ガスは、カソード排ガス路６６に導かれて外部に排
出される。なお、燃料電池システム２２において、水素
ガスあるいは空気を加湿する加湿器を、水素ガス供給路
６２や酸化ガス供給路６５にさらに設けることとしても
良い。
【００２８】２次電池２６としては、鉛蓄電池や、ニッ
ケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチ
ウム２次電池など種々の２次電池を用いることができ
る。この２次電池２６は、燃料電池システム２２の始動
時に、燃料電池システム２２の各部を駆動するための電
力を供給したり、燃料電池システム２２の暖機運転が完
了するまでの間、各負荷に対して電力を供給する。ま
た、燃料電池６０が定常状態で発電を行なうときにも、
負荷が所定の値よりも大きくなる場合には、２次電池２
６によって電力を補う。
【００２９】また、２次電池２６には、２次電池２６の
残存容量（ＳＯＣ）を検出するための残存容量モニタ２
７が併設されている。本実施例では、残存容量モニタ２
７は、２次電池２６における充電・放電の電流値と時間
とを積算するＳＯＣメータとして構成されている。ある
いは、残存容量モニタ２７は、ＳＯＣメータの代わりに
電圧センサによって構成することとしてもよい。２次電
池２６は、その残存容量が少なくなるにつれて電圧値が
低下するという性質を有しているため、電圧を測定する
ことによって２次電池２６の残存容量を検出することが
できる。
【００３０】ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、目標電圧値
を設定することによって、燃料電池６０からの出力電圧
を調節し、燃料電池６０の発電量を制御する。また、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８は、２次電池２６と配線５０と
の接続状態を制御するスイッチとしての役割も果たして
おり、２次電池２６において充放電を行なう必要のない
ときには、２次電池２６と配線５０との接続を切断す
る。
【００３１】電源装置１５から電力の供給を受ける負荷
の一つである駆動モータ３２は、同期モータであって、
回転磁界を形成するための三相コイルを備えている。こ
の駆動モータ３２は、駆動インバータ３０を介して配線
５０に接続し、電源装置１５から電力の供給を受ける。
駆動インバータ３０は、上記モータの各相に対応してス
イッチング素子としてのトランジスタを備えるトランジ
スタインバータである。駆動モータ３２の出力軸３６
は、減速ギヤ３４を介して車両駆動軸３８に接続してい
る。減速ギヤ３４は、駆動モータ３２が出力する動力
を、その回転数を調節した上で車両駆動軸３８に伝え
る。
【００３２】また、他の負荷である高圧補機４０は、電
源装置１５から供給される電力を、３００Ｖ以上の電圧
のまま利用する装置である。高圧補機４０としては、例
えば、燃料電池６０に空気を供給するためのブロワ６４
（図２参照）や、水素ガス排出路６３と水素ガス供給路
６２との間で水素ガスを循環させるための水素ポンプ
（図示せず）が挙げられる。さらに、燃料電池６０を冷
却するために、燃料電池６０内部に冷却水を循環させる
ための冷却ポンプ（図示せず）も、高圧補機４０に含ま
れる。これらの装置は、燃料電池システム２２に含まれ
る装置であるが、図１においては、電源装置１５の外側
に、高圧補機４０として示した。さらに、高圧補機４０
としては、燃料電池システム２２に含まれるものの他
に、例えば電気自動車１０が備える空調装置（エアコ
ン）が含まれる。
【００３３】また、電気自動車１０は、制御部４８をさ
らに備えている。制御部４８は、マイクロコンピュータ
を中心とした論理回路として構成され、詳しくは、予め
設定された制御プログラムに従って所定の演算などを実
行するＣＰＵと、ＣＰＵで各種演算処理を実行するのに
必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納された
ＲＯＭと、同じくＣＰＵで各種演算処理をするのに必要
な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭと、各種
の信号を入出力する入出力ポート等を備える。この制御
部４８は、既述した電圧計５２による検出信号や、残存
容量モニタ２７が出力する信号、あるいは、車両の運転
に関して入力される指示信号を取得する。また、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２８，スイッチ２０，燃料電池システム
２２、駆動インバータ３０、高圧補機４０などに駆動信
号を出力する。
【００３４】Ｂ．定常運転モードにおける動作：本実施
例の電気自動車１０では、車両の駆動に要するエネルギ
は主として燃料電池システム２２によって供給される。
ここでは、燃料電池システム２２の暖機運転が完了した
後に、燃料電池６０が、負荷の大きさに応じた電力を発
電するような運転状態を、定常運転モードと呼ぶことと
する。電気自動車１０の運転時には、制御部４８が、車
両における車速やアクセル開度に基づいて、所望の走行
状態を実現するために必要な電力を算出する。電気自動
車１０が定常運転モードとなっているときには、制御部
４８は、上記必要な電力に加えて、高圧補機４０が要求
する電力や、２次電池２６の残存容量にさらに基づい
て、燃料電池６０が出力すべき電力を算出する。図３
に、燃料電池６０における出力電流と、出力電圧あるい
は出力電力との関係を示す。図３に示すように、燃料電
池６０から出力すべき電力ＰFCが定まれば、そのときの
燃料電池６０の出力電流の大きさＩFCが定まる。燃料電
池６０の出力特性より、出力電流ＩFCが定まれば、その
ときの燃料電池６０の出力電圧ＶFCが定まる。制御部４
８が、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に対して、このように
して求めた出力電圧ＶFCを目標電圧として指令すること
によって、燃料電池６０の発電量が所望量となるように
制御する。なお、図３に示したような、燃料電池６０の
出力電流に対する出力電圧の値、あるいは出力電力の値
は、燃料電池６０の内部温度によって変化する。したが
って、上記のように燃料電池６０の出力電圧（目標電
圧）ＶFCを定めるときには、燃料電池６０の内部温度を
さらに考慮することが望ましい。
【００３５】本実施例の電気自動車１０では、負荷の大
きさが所定の値以上であって、２次電池２６の残存容量
が充分に大きい場合には、２次電池２６からも負荷に対
して電力が供給される。このような場合には、制御部４
８は、２次電池２６からも電力が供給されることを考慮
して、燃料電池６０が出力すべき電力を決定し、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２８における目標電圧を設定する。図３
に示すように、燃料電池６０の出力電圧は、負荷が大き
く出力電流が大きいほど低くなる。また、２次電池２６
は、残存容量が大きいほど、その出力電圧が高くなると
いう性質を有している。そのため、このような場合に
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８における目標電圧は、２
次電池２６の出力電圧よりも低い値となる。これによっ
て、２次電池２６からも、高圧補機４０あるいは駆動モ
ータ３２に対して電力が供給されるようになる。
【００３６】これに対して、２次電池２６の残存容量が
所定の値以下になると、２次電池２６を充電する必要が
生じる。このとき、負荷の大きさがある程度小さく、燃
料電池６０の出力に余裕がある場合には、燃料電池６０
によって２次電池２６の充電が行なわれる。２次電池２
６の充電を行なう場合には、負荷に対して供給すべき電
力に加えて、この２次電池２６を充電するための電力が
得られるように、燃料電池６０が出力すべき電力が決定
される。２次電池２６は、残存容量が少ないほど、その
出力電圧が低くなるという性質を有している。そのた
め、このような場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８に
おいて設定される目標電圧は、２次電池２６の出力電圧
よりも高い値となる。これによって、燃料電池６０は、
高圧補機４０あるいは駆動モータ３２に対して電力が供
給するほかに、２次電池２６の充電を行なうようにな
る。
【００３７】また、本実施例の電気自動車１０では、定
常運転モードとなっているときには、キャパシタ２４も
充放電を繰り返す。既述したように、キャパシタ２４
は、これに残存する電荷量と出力電圧とが１対１に対応
しており、残存する電荷量が多いときほど出力電圧が高
く、少ないときほど出力電圧が低くなる。このようなキ
ャパシタ２４は、図１に示すように、配線５０に対して
燃料電池６０と並列に接続されている。そのため、燃料
電池６０の発電時に負荷の大きさが変動して配線５０に
おける電圧が変動すると、キャパシタ電圧は、配線５０
の電圧と等しくなろうとして充放電を行なう。すなわ
ち、配線５０の電圧が上昇するときには、キャパシタ２
４は、燃料電池６０から電力の供給を受け、キャパシタ
電圧が配線５０の電圧に等しくなるまで残存電荷量を増
す。また、配線５０の電圧が低下するときには、キャパ
シタ２４は、燃料電池６０と共に負荷に対して電力を供
給し、キャパシタ電圧が配線５０の電圧に等しくなるま
で残存電荷量を減らす。
【００３８】Ｃ．回生運転モードにおける動作：電気自
動車１０では、制動時（車両の走行時に運転者がブレー
キを踏み込む動作を行なったとき）には、駆動モータ３
２を発電機として用いることによって、車軸の有する運
動エネルギを電気エネルギに変換し、これを回収する。
このように、制動時にエネルギを回収する運転状態を、
回生運転モードと呼ぶ。本実施例では、このような回生
運転モードにおいて電力として回収されるエネルギは、
キャパシタ２４によって吸収する。キャパシタ２４は、
上記２次電池２６に比べてパワー密度の高い蓄電手段で
あり、充放電効率も高い蓄電手段である。すなわち、短
時間のうちに充放電可能な電力量が多い。したがって、
車両の運転者がブレーキを踏み込むような短い制動時間
に回生運転モードを実行する際に、キャパシタ２４を用
いることで、回生によって生じた電力を効率よく回収す
ることができる。
【００３９】電気自動車１０において、回生運転モード
となって駆動モータ３２が発電する際には、駆動モータ
３２側から駆動インバータ３０を介して配線５０に対し
て電力が供給される。本実施例では、このような回生運
転モード時に駆動モータ３２から配線５０に対して電力
が供給されるときの電圧は、定常運転モード時に燃料電
池６０から電力が供給される際の配線５０の電圧の上限
よりも高くなるように設定されている。そのため、回生
運転モード時には、駆動モータ３２側から配線５０に電
力が供給される際の電圧は、キャパシタ２４の電圧より
も高くなるため、上記電力が供給されることで、キャパ
シタ２４に電荷が蓄積される。このように電荷が蓄積さ
れることによって、キャパシタ２４の電圧は上昇する。
【００４０】上記回生運転モードが終了して、電気自動
車１０において、加速の指示が入力されると、再び燃料
電池６０から駆動モータ３２への電力の供給が行なわれ
る。このときには、回生時に電荷が蓄積されて定常運転
モード時における配線５０の電圧以上に昇圧しているキ
ャパシタ２４からも、駆動モータ３２に対して電力が供
給される。パワー密度が高いキャパシタ２４を用いるこ
とによって、加速時における要求の負荷の増加率が高い
ときにも、駆動モータ３２への供給電力量の増加の反応
性を充分に高く確保することができる。このように、キ
ャパシタ２４が放電することでその残存電荷量が低下
し、これによってキャパシタ２４の電圧が低下して、キ
ャパシタ２４は、次の回生運転モード時には再び電荷を
蓄積可能な状態に戻る。
【００４１】Ｄ．間欠運転モードにおける動作：本実施
例の電気自動車１０では、電源装置１５から電力を供給
される負荷が所定の値よりも小さくなるときには、燃料
電池６０による発電を停止する制御を行なう。このよう
な、低負荷時に燃料電池６０の発電を停止している運転
状態を、以下、間欠運転モードと呼ぶ。
【００４２】図４は、燃料電池６０の出力の大きさと、
エネルギ効率との関係を表わす説明図である。図４
（Ａ）は、燃料電池６０の効率および燃料電池補機が要
する動力と、燃料電池６０の出力との関係を示す。燃料
電池補機とは、燃料電池６０による発電を行なうために
用いる補機類のことである。例えば、既述したブロワ６
４や水素ポンプあるいは冷却水ポンプなどがこれに相当
する。図４（Ｂ）は、燃料電池６０の出力と、燃料電池
システム２２全体の効率との関係を示す。図４（Ａ）に
示すように、燃料電池６０の出力が大きくなるほど、燃
料電池６０の効率は次第に低下する。また、燃料電池６
０の出力が大きくなるほど、補機動力、すなわち補機を
駆動するために消費するエネルギが大きくなる。図４
（Ａ）に示した燃料電池６０の効率と補機動力に基づい
て、燃料電池システム２２全体の効率を求めると、図４
（Ｂ）に示すように、システム効率は、燃料電池６０の
出力が所定の値のときに最も高くなる。
【００４３】燃料電池補機の消費電力の大きさは、駆動
モータ３２の消費電力の大きさに比べてはるかに小さ
い。しかしながら、燃料電池６０の出力が小さいときに
は、発電によって得られる電力量に比べて、発電のため
に燃料電池補機が消費する電力量の割合が大きくなる。
そのため、図４（Ｂ）に示すように、燃料電池６０の出
力が小さいときには、燃料電池システム２２全体のエネ
ルギ効率が低くなる。本実施例の電気自動車１０では、
燃料電池システム２２全体の効率が悪くなる低負荷時に
は燃料電池６０を停止するという間欠運転モードを採用
することによって、エネルギ効率が低下するのを防止し
ている。
【００４４】図５は、電気自動車１０が定常運転モード
となっているときに制御部４８で実行される間欠運転判
断処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルー
チンが実行されると、制御部４８は、まず、電圧計５２
が検出する配線５０の電圧値ＶC を読み込む（ステップ
Ｓ１００）。次に、この電圧値ＶC と、予め定めた所定
の基準電圧値Ｖ0 とを比較する（ステップＳ１１０）。
【００４５】ここで、基準電圧値Ｖ0 とは、上記間欠運
転モードに切り替えるか否かの判断を行なうための基準
として、予め制御部４８内に記憶したものである。例え
ば、燃料電池システム２２全体のエネルギ効率が、所定
の値であるＥ0 よりも低下するときには、間欠運転モー
ドに切り替えるように、この基準電圧値Ｖ0 を定める。
燃料電池システム２２全体のエネルギ効率がＥ0 となる
ときの、燃料電池６０の出力Ｐ0 は、図４（Ｂ）に基づ
いて求めることができる。また、燃料電池６０の出力Ｐ
0 が決まれば、そのときの燃料電池６０の出力電流Ｉ0
は、図３に示した燃料電池の出力電流と出力電力との関
係により求めることができる。さらに、出力電流Ｉ0 が
決まれば、そのときの燃料電池６０の出力電圧Ｖ0 は、
図３に示した燃料電池の出力電流と出力電圧との関係に
基づいて求めることができる。ステップＳ１１０では、
このようにして求めた基準電圧値Ｖ0 と、ステップＳ１
００で読み込んだ電圧値ＶC とを比較する。
【００４６】ステップＳ１１０において、配線５０の電
圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 よりも小さいときには、燃料
電池システム２２全体のエネルギ効率が許容できる程度
であると判断され、ステップＳ１００に戻る。その後、
配線５０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上となるま
で、ステップＳ１００およびステップＳ１１０の動作を
繰り返す。このとき、電気自動車１０は、定常運転モー
ドを維持する。
【００４７】ステップＳ１１０において、配線５０の電
圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上であると判断されると、
制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれ
を開状態とする（ステップＳ１２０）。このようにスイ
ッチ２０を開状態とすると、燃料電池６０の負荷に対す
る接続が切断されるため、燃料電池６０は、発電を停止
する。また、このとき、負荷に対しては、キャパシタ２
４から電力が供給されるようになり、間欠運転モードが
開始される。キャパシタ２４は、既述したようにパワー
密度が高く、充放電効率も高いため、スイッチ２０が切
断されたときには、速やかに負荷が要求する電力を出力
することができる。
【００４８】図６は、定常運転モードと間欠運転モード
とが交互に切り替わるときの、燃料電池６０の出力電圧
およびキャパシタ２４の電圧を示す説明図である。燃料
電池６０とキャパシタ２４とは、配線５０に対して並列
に接続されているため、定常運転モードにおいては、両
者の電圧は一致する。ステップＳ１２０においてスイッ
チ２０を切断し、定常運転モードから間欠運転モードに
切り替わるときを、図６に「ＯＦＦ」と記載して示す。
図６に示すように、間欠運転モード時には燃料電池６０
の出力電圧は、定常運転モード時に比べて高い一定値と
なるが、この値は、燃料電池６０の開放電圧である。間
欠運転モードにおいては、キャパシタ２４は、放電と共
にその電圧が低下する。
【００４９】間欠運転モードになると、再び、電圧計５
２が検出する配線５０の電圧値ＶCの読み込みを行なう
（ステップＳ１３０）。次に、ステップＳ１３０で読み
込んだ電圧値ＶC と、基準電圧値Ｖ0 とを比較する（ス
テップＳ１４０）。ステップＳ１４０において、配線５
０の電圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 以上であるときには、
ステップＳ１３０に戻る。そして、配線５０の電圧値Ｖ
C が基準電圧値Ｖ0 よりも小さくなるまで、ステップＳ
１３０およびステップＳ１４０の動作を繰り返す。
【００５０】ステップＳ１４０において、配線５０の電
圧値ＶC が基準電圧値Ｖ0 よりも小さいと判断される
と、制御部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力して
これを閉状態とし（ステップＳ１５０）、本ルーチンを
終了する。このようにスイッチ２０を閉状態とすると、
燃料電池６０は負荷に対して再び接続され、燃料電池６
０は、発電を再開する。これによって、電気自動車１０
は、間欠運転モードから定常運転モードに切り替わる。
なお、このような切り替えが行なわれるときには、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２８において、目標電圧が上記基準電
圧値Ｖ0 に設定される。そのため、上記切り替え時に
は、燃料電池６０の出力電圧値はＶ0 となり、その後、
負荷要求に応じた電力を出力するように、通常の電圧制
御が行なわれる。図６では、間欠運転モードから定常運
転モードに切り替わるときを、「ＯＮ」と記載して示し
た。定常運転モードに切り替わると、燃料電池６０の出
力電圧とキャパシタ２４の電圧とは、再び一致するよう
になる。
【００５１】図６において、間欠運転モード時にキャパ
シタ２４の電圧が上昇するときがあるが、これは、電気
自動車１０がさらに回生運転モードとなって、キャパシ
タ２４が充電されていることを表わす。また、定常運転
モードにおいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８によっ
て、負荷要求に応じて燃料電池６０の出力電圧が制御さ
れるため、負荷が増大するに従って、燃料電池６０およ
びキャパシタ２４の電圧は低下する。
【００５２】なお、間欠運転モード時には、上記のよう
にキャパシタ２４から負荷に対して電力を供給するだけ
でなく、さらに２次電池からも負荷に対して電力を供給
することとしても良い。間欠運転モードとすべき低負荷
状態が長く続くときや、２次電池２６の残存容量が充分
に多いときには、キャパシタ２４に加えて、さらに２次
電池２６を用いることとしてもよい。
【００５３】以上のように構成された本実施例の電源装
置１５によれば、キャパシタ２４を備えることにより、
回生電力を効率よく回収すると共に、燃料電池システム
２２の効率が望ましくない程度に低下する低負荷時に
は、スイッチ２０を切断して燃料電池６０の運転を停止
する。これによって、電源装置全体のエネルギ効率を向
上させることができる。
【００５４】キャパシタ２４は、回生運転モードでは、
駆動モータ３２が発生した電力を速やかに回収し、定常
運転モードに切り替わると、キャパシタ２４の電圧が、
燃料電池６０の出力に対応した電圧に降圧するまで、負
荷に電力供給を行なう。したがって、キャパシタ２４
は、配線５０に対して燃料電池６０と並列に接続するだ
けで、特別な制御を要することなく、回生電力を効率よ
く利用することができる。
【００５５】このように、配線５０に対してキャパシタ
２４と燃料電池６０とを並列に接続する電源装置におい
ては、スイッチ２０を設け、燃料電池６０の配線５０に
対する接続を切断可能とすることで、間欠運転モードを
効果的に実行することが可能となる。電源装置１５にお
いては、低負荷時には、燃料電池６０に代えて２次電池
２６によって負荷に電力供給することが可能である。し
かしながら、燃料電池６０とキャパシタ２４とが並列に
接続されていると、燃料電池６０は、キャパシタ２４を
充電するために出力を続けてしまう。燃料電池６０によ
ってキャパシタ２４を充電する動作は、出力電力が少な
く、出力電圧が高く、燃料電池システム２２のエネルギ
効率が低い状態で行なわれる。そのため、電気自動車１
０が低負荷となるときに、燃料電池６０から負荷への電
力供給をやめようとしても、燃料電池６０はキャパシタ
２４を充電し続けるために、電源装置１５全体のエネル
ギ効率を充分に向上させることができない。スイッチ２
０を設けて、低負荷時には燃料電池６０と配線５０との
接続を切断することで、燃料電池システム２２のエネル
ギ効率が低下する状態で燃料電池６０が発電を行なうこ
とがなくなる。
【００５６】Ｅ．第２実施例の電気自動車１１０：上記
第１実施例の電気自動車１０は、２次電池２６を備える
こととしたが、燃料電池とキャパシタを備えるが２次電
池を備えない電源装置においても、本発明を適用するこ
とができる。図７は、第２実施例の電気自動車１１０の
構成を表わす説明図である。図７において、図１の電気
自動車１０と共通する部分には同じ参照番号を付して説
明を省略する。
【００５７】電気自動車１１０は、電源装置１１５を備
えている。電源装置１１５は、燃料電池システム２２
と、キャパシタ２４とを備え、２次電池は備えない。ま
た、電気自動車１１０は、電源装置１１５から電力供給
を受ける負荷として、駆動モータ３２と、高圧補機４０
と、低圧補機４６を備える。低圧補機４６とは、例え
ば、燃料電池６０に燃料ガスや酸化ガスや冷却水を給排
する流路に設けた流量調節バルブ等であって、降圧ＤＣ
／ＤＣコンバータ４４を介して、配線５０に接続してい
る。このような低圧補機４６は、駆動モータ３２や高圧
補機とは異なり駆動電圧が低いため、電源装置１１５か
ら電力を供給する際には、降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４
４が、電圧を１２Ｖ程度に下げる。負荷が変動して配線
５０の電圧が変動するときには、電圧計５２の検出信号
に基づいて制御部４８が降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４４
を駆動して、低圧補機４６に電力供給する際の電圧は略
一定に保たれる。なお、低圧補機４６および降圧ＤＣ／
ＤＣコンバータ４４は、既述した第１実施例の電気自動
車１０では、記載を省略した。
【００５８】また、電源装置１１５においては、キャパ
シタ２４と配線５０との間の接続を入り切りするスイッ
チ２３が設けられている。このスイッチ２３は、電源装
置１１５の停止時に切断され、電源装置１１５の起動時
に接続される。これによって、電源装置１１５が停止し
ている間は、キャパシタ２４に所定の電荷が蓄積された
状態が保たれる。そして、電源装置１１５の起動時に
は、スイッチ２３が接続され、燃料電池６０から所望量
の電力が得られるようになるまで、キャパシタ２４から
各負荷に対して電力が供給される。スイッチ２３は、電
源装置１１５の稼働中は、通常は閉状態となっている。
【００５９】このような電気自動車１１０においても、
キャパシタ２４を用いて回生電力を利用可能とすること
で、エネルギ効率を向上させることができる。また、図
５に示した間欠運転判断処理ルーチンと同様の動作によ
って、間欠運転モードに運転状態を切り替え、低負荷時
にエネルギ効率が低下するのを防止することができる。
このように、第１実施例の電気自動車１０と同様に、キ
ャパシタを用いる効果と、間欠運転モードを採用するこ
とによる効果の、両方を得ることができる。
【００６０】既述したように、第１および第２実施例で
は、定常運転モードと間欠運転モードとの切り替え時期
を、電圧計５２が検出する電源装置の出力電圧値に基づ
いて判断した。この電源装置の出力電圧値は、配線５０
に対して、他の電源（燃料電池６０あるいは２次電池２
６）と並列に接続され、電源装置の稼働中は、配線５０
との接続が維持されるキャパシタ２４の電圧ということ
ができる。また、電源装置の出力電圧値は、スイッチ２
０が閉状態になっているときには、燃料電池６０が出力
する電力の大きさを反映する値ということもできる。こ
のような電圧値に基づいて、間欠運転モードの切り替え
判断を行なうことにより、切り替えの動作を、より望ま
しいタイミングで正確に行なうことが可能となる。
【００６１】例えば、第２実施例の電気自動車１１０で
は、定常運転モードにおける電源装置１１５の出力電力
量は、燃料電池６０が出力する電力量と、キャパシタ２
４における充放電量との合計であり、これが、負荷が消
費する電力量となる。燃料電池６０とキャパシタ２４と
は並列に接続されているため、負荷が増大して燃料電池
６０の発電量が増加し、出力電圧が低下すると、電圧低
下に従ってキャパシタ２４は放電する。また、負荷が減
少して燃料電池６０の発電量が減少し、出力電圧が上昇
すると、電圧上昇に従ってキャパシタ２４は燃料電池６
０から電力供給を受ける。このように、負荷要求の大き
さと燃料電池６０の出力電力量とは、キャパシタ２４に
おける充放電量分の差がある。しかしながら、キャパシ
タ２４における充放電量は、そのときの電圧と負荷変動
の状態によって定まり、制御することができない。この
ような電源装置１１５において、電圧計５２の検出する
電圧値は、燃料電池６０の出力状態を直接反映してお
り、この電圧値に基づくことによって、所望のタイミン
グ（燃料電池６０の出力が、図４（Ｂ）に示すＰ0 に成
るタイミング）で正確に、間欠運転モードの切り替えを
行なうことが可能となる。
【００６２】Ｆ．第３実施例：上記第１および第２実施
例では、スイッチ２０の入り切りの判断を行なう際に、
電圧計５２が検出する電源装置の出力電圧（キャパシタ
電圧）ＶC との比較に用いる基準電圧Ｖ0 を、一定の値
としたが、異なる構成とすることも可能である。以下
に、第３実施例として、定常運転モードと間欠運転モー
ドとを切り替える判断を行なう際に用いる基準電圧とし
て、異なる値を用い、また、スイッチ２０を接続する動
作の判断に用いる基準電圧を変動させる制御の方法を説
明する。なお、第３実施例では、第２実施例と同様の電
気自動車１１０に基づいて説明を行なう。
【００６３】まず、定常運転モードから間欠運転モード
に切り替えるときと、間欠運転モードから定常運転モー
ドに切り替えるときとで、異なる基準電圧を用いて判断
を行なう構成について説明する。本実施例では、間欠運
転モードから定常運転モードに切り替えるときの基準電
圧Ｖ1 を、定常運転モードから間欠運転モードに切り替
えるときの基準電圧Ｖ2 よりも低く設定している。図８
は、このように基準電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を設定したときの、
キャパシタ電圧ＶC と運転モードとの関係を表わす説明
図である。間欠運転モードであるときに、電圧計５２が
検出するキャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よりも小さ
くなると、定常運転モードに切り替わり、定常運転モー
ドであるときに、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ2 を
超えると、間欠運転モードに切り替わる。
【００６４】また、本実施例では、間欠運転モードから
定常運転モードに切り替えるとき（スイッチ２０を開状
態から閉状態へ切り替えるとき）の基準電圧Ｖ1 を、キ
ャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて設定して
いる。図９は、第３実施例におけるキャパシタ電圧上昇
率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準電圧Ｖ1 との関係を表わす説
明図である。図９に示すように、本実施例では、キャパ
シタ電圧上昇率（ｄＶ C ／ｄｔ）が小さくなるほど、基
準電圧Ｖ1 が大きな値となるように、基準電圧Ｖ1 を設
定している。
【００６５】図１０は、電気自動車１１０が起動された
ときに制御部４８で繰り返し実行されるモード切替判断
処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチ
ンが実行されると、制御部４８は、まず、電気自動車１
１０の運転モードを判断する（ステップＳ２００）。こ
のステップＳ２００において間欠運転モードと判断する
と、次に、電圧計５２が検出するキャパシタ電圧ＶC を
読み込む（ステップＳ２１０）。そして、ステップＳ２
１０で読み込んだキャパシタ電圧ＶC に基づいて、キャ
パシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）を算出する（ステッ
プＳ２２０）。
【００６６】なお、ステップＳ２１０では、キャパシタ
電圧を１点だけ読み込んでいるのではなく、本ルーチン
が実行される間隔に比べて充分に短い間隔（ｄｔ）をお
いて２回読み込みを行ない、ＶC1，ＶC2の２つの電圧値
を取得している。そして、ステップＳ２２０では、これ
らの値に基づいて、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄ
ｔ、ただしｄＶC ＝ＶC2−ＶC1）を算出している。
【００６７】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）を
算出すると、次に、基準電圧Ｖ1 を求める（ステップＳ
２３０）。基準電圧Ｖ1 は、キャパシタ電圧上昇率（ｄ
ＶC／ｄｔ）に基づいて、図９に示した関係を参照して
求める。既述したように、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶ
C ／ｄｔ）が小さくなるほど、すなわち、負荷要求が大
きくキャパシタ２４からの放電の度合いが大きいほど、
基準電圧Ｖ1 は大きな値となるように設定される。な
お、間欠運転モードとは、燃料電池システム２２を停止
してキャパシタ２４から電力を供給する運転モードであ
るため、このときのキャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄ
ｔ）は負の値となる。図９では、キャパシタ電圧上昇率
が負の値となるときも正の値となるときも含めて、キャ
パシタ電圧上昇率が小さいときほど、基準電圧Ｖ1 が大
きな値となる様子を示している。キャパシタ電圧上昇率
が正の値となるときに求められる基準電圧Ｖ1 を用いる
動作は、回生運転モードにおいて燃料電池を起動する際
に行なわれるが、これについては後述する。
【００６８】基準電圧Ｖ1 を求めると、この基準電圧Ｖ
1 と、ステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧ＶC
（具体的には、上記したＶC2）とを比較する（ステップ
Ｓ２４０）。ステップＳ２４０において、キャパシタ電
圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よりも大きいと判断されるときに
は、ステップＳ２１０に戻る。その後、キャパシタ電圧
ＶC が基準電圧Ｖ1 以下となるまで、ステップＳ２１０
ないしステップＳ２４０の動作を繰り返す。このとき電
気自動車１１０は、間欠運転モードを維持する。
【００６９】ステップＳ２４０において、キャパシタ電
圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以下であると判断されると、制御
部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを閉
状態として、定常運転モードに切り替える動作を行なう
（ステップＳ２５０）。このとき、燃料電池システム２
２の各部にも駆動信号が出力される。例えば、燃料電池
６０にガスを供給するガス供給装置（燃料ガス供給部６
１およびブロワ６４）に対して駆動信号が出力され、負
荷要求に応じた電力を出力するように、燃料電池６０に
対して燃料ガスおよび酸化ガスの供給が開始される。
【００７０】定常運転モードに切り替わると、再び、キ
ャパシタ電圧ＶC の読み込みを行なう（ステップＳ２６
０）。そして、ステップＳ２６０で読み込んだキャパシ
タ電圧ＶC と、基準電圧Ｖ2 とを比較する（ステップＳ
２７０）。ここで、基準電圧Ｖ2 とは、定常運転モード
から間欠運転モードに切り替えるか否かの判断を行なう
ための基準として、予め制御部４８内に記憶したもので
ある。この基準電圧Ｖ 2 は、既述したように基準電圧Ｖ
1 がキャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて変
動する場合にも、常に基準電圧Ｖ1 よりも大きな値とな
るように設定されている。
【００７１】ステップＳ２７０において、キャパシタ電
圧ＶC が基準電圧Ｖ2 よりも小さいときには、ステップ
Ｓ２６０に戻る。そして、キャパシタ電圧ＶC が基準電
圧Ｖ 2 以上となるまで、ステップＳ２６０およびＳ２７
０の動作を繰り返す。
【００７２】ステップＳ２７０において、キャパシタ電
圧ＶC が基準電圧Ｖ2 以上であると判断されると、制御
部４８は、スイッチ２０に駆動信号を出力してこれを開
状態をして、間欠運転モードに切り替える動作を行ない
（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。このよ
うにスイッチ２０を開状態とすると、燃料電池６０の負
荷に対する接続が切断されて燃料電池６０は発電を停止
し、負荷に対しては、キャパシタ２４から電力が供給さ
れる。なお、ステップＳ２８０で定常運転モードに切り
替えられるときには、燃料電池システム２２の各部にも
駆動信号が出力され、燃料電池６０へのガスの供給が停
止される。
【００７３】ステップＳ２００において、運転モードが
定常運転モードであると判断されたときには、そのまま
ステップＳ２６０に移行し、ステップＳ２６０以下の処
理を行なう。
【００７４】以上のように構成された第３実施例の電源
装置１１５では、間欠運転モードから定常運転モードに
切り替える判断を行なう際に基準として用いる基準電圧
Ｖ1を、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）が小さ
くなるときほど大きな値となるように設定している。そ
のため、間欠運転モードにおいて急激に電力が消費され
るときほど、より早く、キャパシタ電圧ＶC がより高い
うちに、定常運転モードへの切り替えが行なわれる。こ
れによって、間欠運転モードから定常運転モードへの切
り替え時に燃料電池６０の出力電圧が低下しすぎるの
を、防止することができる。
【００７５】定常運転モードへの切り替え時に、スイッ
チ２０が閉状態となると共に燃料電池６０へのガスの供
給が開始されると、負荷要求に応じた電力が燃料電池６
０から取り出される。しかしながら、負荷要求が急激に
増大する場合には、燃料電池６０において一時的にガス
不足の状態となり、燃料電池６０の出力電圧が望ましく
ない程度に低下してしまうおそれが生じる。燃料電池６
０でガス不足が生じる原因の一つとして、燃料電池６０
にガスを供給するガス供給装置では、その始動時に、駆
動信号に応じた量のガスを供給する状態となるまでに所
定の時間を要することが考えられる。また、他の原因と
して、キャパシタ電圧ＶC が検出されるときと、燃料電
池６０が実際に発電を開始するときとの間に、所定の遅
れが生じることが考えられる。定常運転モードへの切り
替え時には、出力電圧が基準電圧Ｖ1 となる運転ポイン
トで燃料電池６０が発電するようにガスの供給量が決定
されるが、上記遅れが存在するために、実際にスイッチ
２０が接続されて燃料電池６０が発電を開始するときに
は、キャパシタ電圧はさらに低下していることが考えら
れる。このような場合には、燃料電池６０は、電圧が低
下したキャパシタ２４に電力を供給しようとするため発
電量が増大し、ガス不足となるおそれがある。本実施例
では、キャパシタ電圧上昇率が小さく、電力消費が急激
であるほど、基準電圧Ｖ1 を大きく設定し、消費電力が
より少ない状態で燃料電池６０を起動するため、このよ
うな不都合が生じるのを抑えることができる。
【００７６】さらに、本実施例によれば、キャパシタ電
圧上昇率が小さいときほど、すなわち負荷の増大の程度
が大きいときほど、より早く（キャパシタ電圧ＶC がよ
り高い内に）、間欠運転モードから定常運転モードへの
切り替えを行なっている。そのため、キャパシタ電圧Ｖ
C と、燃料電池６０の電圧（ＯＣＶ＝open circuit vol
tage、図３参照）との差がより小さい内に、間欠運転モ
ードから定常運転モードへと切り替えることができる。
これにより、上記切り替えを行なう時に、燃料電池６０
とキャパシタ２４とを接続する回路において突入電流が
生じ、キャパシタ２４やスイッチ２０が損傷を受けるの
を防止することができる。同様に、上記電圧差に起因し
て燃料電池６０が損傷を受けるのを防止することができ
る。
【００７７】なお、上記した説明では、ステップＳ２１
０において、キャパシタ電圧として、２つの値ＶC1，Ｖ
C2を取得することとしたが、１つの値を取得することと
しても良い。このような場合には、本ルーチンを実行す
る際にはステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧Ｖ
C を、一旦記憶することとすればよい。そして、新たに
ステップＳ２１０で取得したキャパシタ電圧と、記憶し
ておいたキャパシタ電圧との差を、キャパシタ電圧の変
化量ｄＶC として、キャパシタ電圧変化率の算出を行な
えばよい。
【００７８】また、本実施例では、運転モードの切り替
え時に用いる基準電圧の値を、基準電圧Ｖ2 が基準電圧
Ｖ1 よりも高くなるように設定しているため、運転モー
ドの切り替えの動作を、効率的に実行することができ
る。すなわち、運転モードの切り替え時において、いわ
ゆるハンチングが起こるのを防止することができる。な
お、基準電圧Ｖ1 とＶ2 との間にこのような差を設けな
い場合には、図９を参照してキャパシタ電圧上昇率に基
づき設定される基準電圧Ｖ1 を、次回、定常運転モード
から間欠運転モードへの切り替えを行なう際に用いる基
準電圧Ｖ2 としても用いることとすればよい。
【００７９】また、上記第３実施例では、基準電圧Ｖ2
は一定の値としたが、変動する値としても良い。キャパ
シタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）に応じて基準電圧Ｖ1
が変動しても、常に基準電圧Ｖ1 よりも大きな値として
設定されるならば、運転モードの切り替え時にハンチン
グが起こるのを防止するという効果を得ることができ
る。
【００８０】上記第３実施例では、第２実施例と同様
に、図７に示した電気自動車１１０に基づいて、運転モ
ード切り替えの動作について説明した。第３実施例のよ
うに、キャパシタ電圧上昇率に応じて基準電圧Ｖ1 を設
定する制御は、図１に示した第１実施例の電気自動車１
０においても、同様に適用可能である。この場合にも、
上記第３実施例と同様の効果を得ることができる。実施
例１の電源装置１５では、図１０のステップＳ２５０に
おいて定常運転モードへの切り替えを行なう際には、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８の出力電圧が、ステップＳ２３
０で求めた基準電圧Ｖ1 となるように、ＤＣ／ＤＣコン
バータ２８に駆動信号を出力すればよい。
【００８１】Ｇ．第４実施例：第３実施例では、間欠運
転モードから定常運転モードに切り替える際に、燃料電
池６０を起動する動作について説明したが、第４実施例
では、回生運転モードにおいて燃料電池６０を起動する
動作について説明する。回生運転モードとは、既述した
ように、制動時（車両の走行時に運転者がブレーキを踏
み込む動作を行なっているとき）に、駆動モータを発電
機として用いることによって、車軸の有する運動エネル
ギを電気エネルギに変換し、これを回収する運転モード
である。第４実施例の制御は、このように回生エネルギ
をキャパシタに蓄積する際に、キャパシタ電圧が上がり
すぎるのを防止するためのものである。以下に示す第４
実施例では、第２および第３実施例と同様の電気自動車
１１０に基づいて説明を行なう。
【００８２】図１１は、第４実施例の電気自動車１１０
において、制動要求があるとき（車両のブレーキを踏み
込む動作が行なわれているとき）に実行される回生運転
時判断処理ルーチンを表わすフローチャートである。第
４実施例においても、第３実施例と同様に、電気自動車
１１０の起動中には、図１０に示したモード切り替え判
断処理ルーチンが、制御部４８において繰り返し実行さ
れる。ここで、第４実施例では、電気自動車１１０にお
いて制動要求があると、この制動要求がある間は、図１
０のモード切り替え判断処理ルーチンに代えて、図１１
の回生運転時判断処理ルーチンが制御部４８で実行され
る。
【００８３】本ルーチンが起動されると、まず、スイッ
チ２０を開状態として、燃料電池システム２２を停止さ
せ（ステップＳ３００）、回生運転を開始する。なお、
制動要求があって本ルーチンが開始される時点で、車両
が間欠運転モードであるときには、すでにスイッチ２０
は開状態となって燃料電池システム２２は停止状態とな
っている。そのため、このような場合には、ステップＳ
３００を省略してそのまま回生運転を開始する。回生運
転が開始されると、電気自動車１１０では、既述したよ
うに車軸の有するエネルギが駆動モータ３２を介して回
収され、回収された電気エネルギがキャパシタ２４に蓄
積されるようになる。このように回生運転が行なわれる
ときには、駆動モータ３２における電流値波形が所定の
位相となるように制御することによって、駆動モータ３
２のトルクが制御される。このようにして、配線５０に
回生電力が供給される際の電圧が、常にキャパシタ電圧
に略等しくなるように制御されて、キャパシタ２４に電
荷が蓄積され、キャパシタ電圧が上昇する。
【００８４】次に、キャパシタ電圧ＶC を読み込み（ス
テップＳ３１０）、キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄ
ｔ）を算出する（ステップＳ３２０）。これらの工程
は、図１０に示したモード切り替え判断処理ルーチンに
おけるステップＳ２１０およびＳ２２０と同様である。
ただし、このとき、車両は回生運転モードであり、回生
された電力によってキャパシタ２４に電荷を蓄積してい
る状態であるため、キャパシタ電圧上昇率は正の値とな
る。そして、ステップＳ３２０で算出したキャパシタ電
圧上昇率に基づいて、図９に示したキャパシタ電圧上昇
率と基準電圧Ｖ1との関係を参照して、基準電圧Ｖ1 を
求める（ステップＳ３３０）。
【００８５】基準電圧Ｖ1 を求めると、次に、この基準
電圧Ｖ1 と、ステップＳ３１０で取得したキャパシタ電
圧ＶC とを比較する（ステップＳ３４０）。ステップＳ
３４０において、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 よ
りも小さいと判断されるときには、ステップＳ３１０に
戻る。そして、ステップＳ３４０でキャパシタ電圧Ｖ C
が基準電圧Ｖ1 以上であると判断されるまで、ステップ
Ｓ３１０ないしステップＳ３４０の動作を繰り返す。こ
の間、電気自動車１１０は回生運転モードで運転され
て、駆動モータ３２が発電した電力によって、キャパシ
タ２４に電荷が蓄積される。
【００８６】ステップＳ３４０において、キャパシタ電
圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上であると判断されると、スイ
ッチ２０を閉状態とすると共に、燃料電池システム２０
を起動して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了す
る。すなわち、制動要求に伴って駆動モータ３２で発電
を行なう回生運転を行ないつつ、燃料電池６０による発
電を行なう運転状態にする。このとき、燃料電池システ
ム２０では、ガス供給装置（燃料ガス供給部６１および
ブロワ６４）などの燃料電池補機の消費する電力が、燃
料電池６０の発電する電力よりも多くなるように、ガス
供給装置が制御される。そのため、燃料電池補機の要す
る電力のうち、燃料電池６０の発電量では不足する分
は、回生電力によって賄われるようになる。すなわち、
回生運転によって駆動モータ３２で発電された電力は、
燃料電池補機によって消費される状態となる。また、こ
のように燃料電池６０の発電量を低く抑えることで、燃
料電池の出力電圧およびキャパシタ電圧は、燃料電池６
０のＯＣＶ（open circuit voltage）に近い所定の値
（の範囲）となり、高いレベルに維持される。
【００８７】本ルーチンを終了すると、制動要求がなく
なるまで（車両のブレーキを踏み込む動作が行なわれな
くなるまで）、このような運転状態を維持する。そのた
め、本ルーチンを実行すると、制動要求がなくなるまで
の間、キャパシタ電圧ＶC は、燃料電池６０のＯＣＶに
近い上記所定の値（の範囲）に保たれる。なお、図１１
に示した回生運転時判断処理ルーチンを実行している途
中で、制動要求がなくなると、その時点で回生運転時判
断処理ルーチンの実行を中止して、図１０に示したモー
ド切り替え判断処理ルーチンに移行する。
【００８８】以上のように構成された第４実施例の電源
装置によれば、回生運転モードのときに、キャパシタ電
圧ＶC が所定の基準電圧Ｖ1 を超えると、燃料電池シス
テム２２を起動して、回生された電力を燃料電池補機に
よって消費している。そのため、キャパシタ電圧Ｖ
C が、望ましくない程度に上昇してしまうのを防止する
ことができる。その際、上記基準電圧Ｖ1 は、固定の値
を用いることとしても、回生運転時にキャパシタ電圧Ｖ
C が上昇しすぎるのを防止する効果を得ることができる
が、本実施例では、キャパシタ電圧上昇率が大きいとき
ほど、上記基準電圧Ｖ1 を低い値に設定している。その
ため、回生運転によって急激に電力が回収されるときに
は、より早く燃料電池システム２２を起動することがで
き、キャパシタ電圧ＶC が上昇しすぎてしまうのを、よ
り確実に防止可能となっている。
【００８９】なお、このように回生電力を燃料電池補機
で消費するために燃料電池６０で発電を行なうと、燃料
電池６０で発電する電力は無駄となってしまう。しかし
ながら、キャパシタ電圧を高いレベルに維持して次の放
電に備えることができるため、制動時にエネルギの回収
を行なわずに通常のホイールブレーキを用いてエネルギ
を廃棄する場合に比べると、電気自動車１１０全体のエ
ネルギ効率を向上させることができる。
【００９０】上記第４実施例では、第２および第３実施
例と同様に、図７に示した電気自動車１１０に基づい
て、回生運転モードにおいて燃料電池システム２２を起
動する動作について説明した。このように、回生運転モ
ードにおいて燃料電池システム２２を起動させる構成
は、第１実施例の電気自動車１０においても同様に適用
することができる。回生運転によって得られるエネルギ
を、２次電池を用いずにキャパシタ２４に蓄える動作を
行なう場合には、同様の制御を行なうことによって、キ
ャパシタ電圧ＶC が望ましくない程度に上昇してしまう
のを防止することができる。
【００９１】Ｈ．変形例：なお、この発明は上記の実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様において実施することが
可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９２】Ｈ１．変形例１：図５に示した間欠運転判
断処理ルーチンにおいては、運転状態を、定常運転モー
ドから間欠運転モードに変更するかどうかの判断は、配
線５０の電圧に基づいて行なったが、異なる値に基づく
こととても良い。既述したように、配線５０の電圧に基
づくこととすれば、所望のタイミングで正確に切り替え
を行なうことができるが、燃料電池６０の出力は、負荷
要求に応じて増減するため、負荷の大きさに基づいて判
断しても良い。あるいは、燃料電池６０の出力電流値に
基づいて、定常運転モードから間欠運転モードへの切り
替えの判断をしても良い。燃料電池システム２２のエネ
ルギ効率が望ましくない程度に低下する状態となるとき
に、間欠運転モードが実行されればよい。
【００９３】Ｈ２．変形例２：同様に、図１０に示した
モード切り替え判断処理ルーチンにおいても、キャパシ
タ電圧ＶC （配線５０の電圧）とは異なる値に基づい
て、運転モードの切り替えを行なうか否かの判断を行な
うこととしても良い。また、図１１に示した回生運転時
判断処理ルーチンにおいても、キャパシタ電圧ＶC とは
異なる値に基づいて、回生運転時に燃料電池システム２
２を起動するか否かの判断を行なうこととしても良い。
上記判断を行なう際に用いる値は、電源装置の出力の変
動に伴って変動する値であればよい。キャパシタ電圧Ｖ
C 以外に用いることができる値としては、例えば、電源
装置１１５から出力されるパワーの大きさを挙げること
ができる。電源装置１１５からの出力の大きさは、具体
的には、駆動モータ３２におけるトルク指令値と、駆動
モータ３２の回転数から算出することができる。このよ
うな場合には、図９と同様に、出力パワーの変化率と基
準出力パワーとの関係を予め設定しておき、これを参照
しつつ、算出した出力パワーに基づいて、上記判断を行
なえばよい。
【００９４】あるいは、上記判断を行なう際に、変化率
を算出するための値と、基準値との比較を行なうための
値とは、異なる値を用いることとしてもよい。例えば、
上記判断時には、出力パワーとキャパシタ電圧ＶC との
両方を取得することとする。そして、出力パワーの変化
率と基準電圧Ｖ1 との関係を予め設定しておく。このよ
うな構成とすれば、算出した出力パワーに基づいて、上
記設定しておいた関係を参照して、基準電圧Ｖ1 を求
め、この基準電圧Ｖ1 と取得したキャパシタ電圧ＶC と
を比較することで、上記判断を行なうことができる。
【００９５】Ｈ３．変形例３：また、図５に示した間欠
運転判断処理ルーチンにおいては、ステップＳ１１０と
ステップＳ１４０とで、判断に用いる基準電圧値Ｖ
0 を、異なる値としても良い。負荷が小さくなって、燃
料電池システム２２全体のエネルギ効率が望ましくない
程度に低下するときに、間欠運転モードに切り替われば
よい。
【００９６】Ｈ４．変形例４：第４実施例では、回生運
転モードにおいてキャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1以
上となって、スイッチ２０を閉状態とするときには、燃
料電池システム２２を起動したが、燃料電池システム２
２の起動は行なわないこととしても良い。この場合に
は、燃料電池６０による発電を行なうことなく、燃料電
池補機（例えばブロワ６４）だけを起動して、この燃料
電池補機によって回生電力を消費すればよい。すなわ
ち、キャパシタ電圧ＶC が基準電圧Ｖ1 以上となったと
きには、スイッチ２０は開状態のままで、ブロワ６４を
起動する。その際には、ブロワ６４の駆動電圧を制御す
ることによって、回生電力量に合わせて、ブロワ６４に
おける消費電力量を調節すればよい。このとき、スイッ
チ２３も開状態にすれば、キャパシタ電圧ＶC は、基準
電圧Ｖ1 に近い値で保持される。制動要求がなくなった
ときには、スイッチ２３を閉状態として、図１０のモー
ド切り替え判断処理ルーチンを実行すればよい。
【００９７】なお、キャパシタ電圧ＶC が、図９を参照
して求められる基準電圧Ｖ1 以上となったときには、ス
イッチ２０は開状態のままで回生運転を中止して、電気
自動車では通常のホイールブレーキを用いることとして
も良い。このような場合にも、制動要求がある間、キャ
パシタ電圧ＶC を基準電圧Ｖ1 に近い値で保持すること
ができる。
【００９８】Ｈ５．変形例５：図９では、間欠運転モー
ドから定常運転モードに切り替える判断の際に用いる基
準電圧Ｖ1 （キャパシタ電圧上昇率が負の時の基準電圧
Ｖ1 ）と、回生運転モードにおいて燃料電池システム２
２を起動する判断の際に用いる基準電圧Ｖ1 （キャパシ
タ電圧上昇率が正の時の基準電圧Ｖ1 ）とは、互いに連
続する値とした。これに対して、キャパシタ電圧上昇率
が負の時の基準電圧Ｖ1 と、キャパシタ電圧上昇率が正
の時の基準電圧Ｖ1 とを、不連続な値として設定するこ
ととしても良い。その一例を、図１２に示す。図１２に
基づくと、キャパシタ電圧上昇率が正であってその絶対
値が比較的小さいとき、すなわち、回生される電力量が
比較的少ないときには、キャパシタ電圧上昇率に対応す
る基準電圧Ｖ1 として、より高い値が設定される。この
ような構成とすれば、回生される電力量の増加の程度が
比較的少なく、キャパシタ電圧が上限値を超えるおそれ
の少ないときに、燃料電池６０を起動する前にキャパシ
タ２４の電圧をより高くすることができる。
【００９９】Ｈ６．変形例６：また、キャパシタ電圧上
昇率と基準電圧Ｖ1 との関係は、両者の関係が一定の割
合で変化する（図９のように両者の関係を図示したとき
の傾きが一定となる）状態に限るものではない。図９の
ように両者の関係を図示したときに、傾きが途中で変化
することとしても良く、両者の関係は、キャパシタ２４
や燃料電池２２など電気自動車１１０を構成する各部の
性能に応じて適宜設定することができる。例えば、キャ
パシタ電圧上昇率の絶対値が所定の値よりも小さいとき
には、基準電圧Ｖ1 を一定の値としてもよく、全体とし
て、キャパシタ電圧上昇率が小さいときほど基準電圧Ｖ
1 が大きな値に設定されればよい。このような構成の例
を、図１３（Ａ），（Ｂ）に示す。このような場合に
も、間欠運転モードのときには、消費電力が大きいとき
ほど、より早く定常運転モードへ切り替える判断を行な
うことができる。また、回生運転モードのときには、回
生電力が大きいときほど、より早く燃料電池システム２
２を起動する判断を行なうことができる。
【０１００】Ｅ７．変形例７：また、第１ないし第４実
施例では、配線５０に対する燃料電池６０の接続を入り
切りするスイッチ２０は、燃料電池６０の２つの端子の
それぞれに対して設けたが、どちらか一方だけにスイッ
チを設けることとしても良い。間欠運転モードにおい
て、燃料電池６０からの出力を、停止させることができ
ればよい。
【０１０１】Ｅ８．変形例８：既述した実施例では、燃
料電池システム２２は、燃料ガスとして水素ガスを用い
ることとした。これに対して、燃料ガスとして、改質ガ
スを用いる構成も可能である。このような場合には、図
２に示した燃料電池システム２２において、燃料ガス供
給部６１として、水素を貯蔵する装置に代えて、改質ガ
スを生成する装置を備えることとすればよい。具体的に
は、改質反応に供する改質燃料および水を貯蔵するタン
クや、改質触媒を備える改質器、さらに、改質ガス中の
一酸化炭素濃度を低減するための反応を促進する触媒を
備える反応部などを備えることとすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気自動車１０の構成の概略を表わすブロック
図である。
【図２】燃料電池システム２２の構成の概略を表わす説
明図である。
【図３】燃料電池６０における出力電流と、出力電圧あ
るいは出力電力との関係を示す説明図である。
【図４】燃料電池６０の出力の大きさと、エネルギ効率
との関係を表わす説明図である。
【図５】間欠運転判断処理ルーチンを表わすフローチャ
ートである。
【図６】定常運転モードと間欠運転モードとが交互に切
り替わるときの、燃料電池６０の出力電圧およびキャパ
シタ２４の電圧を示す説明図である。
【図７】電気自動車１１０の構成の概略を表わすブロッ
ク図である。
【図８】キャパシタ電圧ＶC と運転モードとの関係を表
わす説明図である。
【図９】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基準
電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【図１０】モード切り替え判断処理ルーチンを表わすフ
ローチャートである
【図１１】回生運転時判断処理ルーチンを表わすフロー
チャートである。
【図１２】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基
準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【図１３】キャパシタ電圧上昇率（ｄＶC ／ｄｔ）と基
準電圧Ｖ1 との関係を表わす説明図である。
【符号の説明】
１０，１１０…電気自動車 １５，１１５…電源装置 ２０…スイッチ ２２…燃料電池システム ２３…スイッチ ２４…キャパシタ ２７…残存容量モニタ ２８…ＤＣ／ＤＣコンバータ ３０…駆動インバータ ３２…駆動モータ ３４…減速ギヤ ３６…出力軸 ３８…車両駆動軸 ４０…高圧補機 ４２…ダイオード ４４…降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ ４６…低圧補機 ４８…制御部 ５０…配線 ５２…電圧計 ６０…燃料電池 ６１…燃料ガス供給部 ６２…水素ガス供給路 ６３…水素ガス排出路 ６４…ブロワ ６５…酸化ガス供給路 ６６…カソード排ガス路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｍ 8/10 Ｈ０１Ｍ 8/10 (72)発明者 佐々木 正一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D035 AA06 5H026 AA06 5H027 AA06 BA13 BA14 BA19 CC06 DD03 KK51 KK52 KK54 KK56 MM26 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PI18 PO01 PO10 PO17 PU01 PV02 PV09 QA01 QN08 RB21 SE03 SE06 TI02 TI05 TO13 TO14 TU04

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の負荷に電力を供給する電源装置で
    あって、 前記負荷に電力を供給する配線に対して並列に接続され
    る燃料電池およびキャパシタと、 前記燃料電池と前記配線との間の接続を入り切りするス
    イッチとを備える電源装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電源装置であって、 前記配線に対して、前記燃料電池および前記キャパシタ
    と並列に接続され、前記燃料電池の出力電圧を制御する
    コンバータと前記コンバータを介して前記配線に接続さ
    れる２次電池と、 をさらに備える電源装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電源装置であっ
    て、 前記燃料電池は、前記負荷の大きさに応じた量の電力を
    発電する電源装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の電源装置であって、 前記燃料電池が出力する電力の大きさを反映する第１の
    値を取得する第１の値取得部と、 前記第１の値取得部が取得した前記第１の値に応じて、
    前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する
    第１の制御部とをさらに備える電源装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の電源装置であって、 前記第１の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出
    する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を
    前記第１の値として取得し、 前記第１の制御部は、前記出力電圧が所定の値を超える
    ときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御する電
    源装置。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の電源装置であって、 前記第１の値取得部は、前記燃料電池からの出力電流を
    検出する電流計を備え、該電流計が検出する前記出力電
    流を前記第１の値として取得し、 前記第１の制御部は、前記出力電流が所定の値よりも小
    さくなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制
    御する電源装置。
  7. 【請求項７】 請求項４記載の電源装置であって、 前記第１の値取得部は、前記負荷の大きさを前記第１の
    値として取得し、 前記第１の制御部は、前記負荷の大きさが所定の値より
    も小さくなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチ
    を制御する電源装置。
  8. 【請求項８】 請求項３記載の電源装置であって、 該電源装置の出力の変動に伴って変動する第２の値を取
    得する第２の値取得部と、 前記第２の値取得部が取得した前記第２の値に応じて、
    前記スイッチが前記接続を入り切りする動作を制御する
    第２の制御部とをさらに備える電源装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の電源装置であって、 前記第２の値取得部が取得した前記第２の値の変化率を
    算出する変化率算出部をさらに備え、 前記第２の制御部は、前記第２の値に加えて、さらに前
    記第２の値の変化率に基づいて、前記スイッチが前記接
    続を入り切りする動作を制御する電源装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載の電源装置であって、 該電源装置の出力の変動に伴って変動すると共に前記第
    ２の値とは異なる変化を示す第３の値を取得する第３の
    値取得部と、 前記第３の値取得部が取得した前記第３の値の変化率を
    算出する変化率算出部とをさらに備え前記第２の制御部
    は、前記第２の値に加えて、さらに前記第３の値の変化
    率に基づいて、前記スイッチが前記接続を入り切りする
    動作を制御する電源装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載の電源装置であって、 前記第２の制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へ
    と制御する際に基準として用いる第１の基準値を、前記
    第２の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなる
    ように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、 前記第２の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出
    する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を
    前記第２の値として取得し、 前記第２の制御部は、前記スイッチが開状態であって前
    記第２の値の変化率が負の値のときには、前記第２の値
    が前記第１の基準値より小さくなると前記スイッチを閉
    状態とする制御を行なう電源装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９記載の電源装置であって、 前記第２の制御部が前記スイッチを開状態から閉状態へ
    と制御する際に基準として用いる第１の基準値を、前記
    第２の値の変化率が小さいときほどその値が大きくなる
    ように設定する第１の基準値設定部をさらに備え、 前記第２の値取得部は、前記電源装置の出力電圧を検出
    する電圧計を備え、該電圧計が検出する前記出力電圧を
    前記第２の値として取得し、 前記第２の制御部は、前記スイッチが開状態であって前
    記第２の値の変化率が正の値のときには、前記第２の値
    が前記第１の基準値より大きくなると前記スイッチを閉
    状態とする制御を行なう電源装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１記載の電源装置であって、 前記第２の制御部が前記スイッチを閉状態から開状態へ
    と制御する際に基準として用いる第２の基準値を、前記
    第１の基準値よりも高い値に設定する第２の基準値設定
    部をさらに備え、 前記第２の制御部は、前記スイッチが閉状態のときに、
    前記第２の値が前記第２の基準値よりも大きくなると前
    記スイッチを開状態とする制御を行なう電源装置。
  14. 【請求項１４】 所定の負荷に電力を供給する配線に対
    して並列に接続される燃料電池およびキャパシタを備え
    る電源装置の運転方法であって、（ａ）前記燃料電池が
    出力する電力の大きさを反映する第１の値を取得する工
    程と、（ｂ）前記（ａ）工程で取得した前記第１の値に
    応じて、前記負荷に電力を供給すると共に前記燃料電池
    およびキャパシタが並列に接続される配線に対する、前
    記燃料電池の接続状態を制御して、前記燃料電池を備え
    る燃料電池システムの発電効率が低下するのを抑制する
    工程とを備える電源装置の運転方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の電源装置の運転方法
    であって、 前記（ａ）工程は、前記電源装置の出力電圧を、前記第
    １の値として検出する工程を備え、 前記（ｂ）工程は、前記出力電圧が所定の値を超えると
    きに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御する電源
    装置の運転方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載の電源装置の運転方法
    であって、 前記（ａ）工程は、前記燃料電池からの出力電流を、前
    記第１の値として検出する工程を備え、 前記（ｂ）工程は、前記出力電流が所定の値よりも小さ
    くなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを制御
    する電源装置の運転方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１４記載の電源装置の運転方法
    であって、 前記（ａ）工程は、前記負荷の大きさを、前記第１の値
    として取得し、 前記（ｂ）工程は、前記負荷の大きさが所定の値よりも
    小さくなるときに、前記接続を切るよう前記スイッチを
    制御する電源装置の運転方法。
  18. 【請求項１８】 所定の負荷に電力を供給する配線に対
    して並列に接続される燃料電池およびキャパシタを備え
    る電源装置の運転方法であって、（ａ）前記電源装置の
    出力の変動に伴って変動する第２の値を取得する工程
    と、（ｂ）前記（ａ）工程で取得した前記第２の値に応
    じて、前記負荷に電力を供給すると共に前記燃料電池お
    よびキャパシタが並列に接続される配線に対する、前記
    燃料電池の接続状態を制御して、前記燃料電池を備える
    燃料電池システムの発電効率が低下するのを抑制する工
    程とを備える電源装置の運転方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の電源装置の運転方法
    であって、（ｃ）前記（ａ）工程で取得した前記第２の
    値の変化率を算出する工程をさらに備え、 前記（ｂ）工程は、前記第２の値に加えて、前記（ｃ）
    工程で算出した前記変化率に基づいて、前記接続状態を
    制御する電源装置の運転方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の電源装置の運転方法
    であって、（ｄ）前記（ｂ）工程で前記接続を開状態か
    ら閉状態へと変更する際に基準として用いる第１の基準
    値を、前記第２の値の変化率が小さいときほどその値が
    大きくなるように設定する工程をさらに備え、 前記（ａ）工程で取得する前記第２の値は、前記電源装
    置の出力電圧であり、 前記（ｂ）工程は、前記接続が開状態であって前記第２
    の値の変化率が負の時に、前記第２の値が前記第１の基
    準値よりも小さくなると、前記接続を開状態から閉状態
    へと変更する電源装置の運転方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０記載の電源装置の運転方法
    であって、（ｅ）前記（ｂ）工程で前記接続を閉状態か
    ら開状態へと変更する際に基準として用いる第２の基準
    値を、前記第１の基準値よりも高い値に設定する工程を
    さらに備え、 前記（ｂ）工程は、前記接続が閉状態のときに、前記第
    ２の値が前記第２の基準値よりも大きくなると、前記接
    続を閉状態から開状態へと変更する電源装置の運転方
    法。
  22. 【請求項２２】 請求項１８ないし２１いずれか記載の
    電源装置の運転方法であって、（ｆ）前記電源装置の外
    部から前記配線に対して電力が供給されるときに、前記
    第２の値に応じて前記接続を開状態から閉状態へと変更
    し、前記燃料電池を備える燃料電池システムにおいて、
    前記供給された電力の少なくとも一部を消費させること
    によって、前記キャパシタの電圧が上昇するのを抑制す
    る工程をさらに備える電源装置の運転方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２２記載の電源装置の運転方法
    であって、（ｃ）前記（ａ）工程で取得した前記第２の
    値の変化率を算出する工程と、（ｄ）前記（ｆ）工程で
    前記接続を開状態から閉状態へと変更する際に基準とし
    て用いる第３の基準値を、前記第２の値の変化率が小さ
    いときほどその値が大きくなるように設定する工程とを
    さらに備え、 前記（ａ）工程で取得する前記第２の値は、前記電源装
    置の出力電圧であり、前記（ｆ）工程は、前記第２の値
    の変化率が正の時に、前記第２の値が前記第３の基準値
    よりも大きくなると、前記接続を開状態から閉状態へと
    変更する電源装置の運転方法。
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DE10260013A DE10260013B4 (de) 2001-12-19 2002-12-19 Betriebsverfahren für eine Energieversorgungsvorrichtung mit Brennstoffzelle und Kondensator
US10/322,688 US7196492B2 (en) 2001-12-19 2002-12-19 Power supply apparatus including fuel cell and capacitor, and operation method thereof

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006254610A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Suzuki Motor Corp 車両用制御装置
JP2006310246A (ja) * 2004-08-06 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム
JP2006351325A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Denso Corp 燃料電池システム
JP2007109567A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
JP2008016256A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Suzuki Motor Corp 車両用制御装置
WO2008023521A1 (fr) * 2006-08-22 2008-02-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système à piles à combustible et corps en mouvement
WO2010140217A1 (ja) * 2009-06-02 2010-12-09 トヨタ自動車株式会社 電源システム
US8215428B2 (en) 2008-10-10 2012-07-10 Hyundai Motor Company Power configuration system for fuel cell hybrid vehicle and method for controlling the same
KR20140142158A (ko) * 2013-06-03 2014-12-11 로베르트 보쉬 게엠베하 연료 전지 어셈블리를 포함한 에너지 시스템
WO2015071977A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 ボルボ ラストバグナー アクチエボラグ 充放電システム
WO2015071970A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 ボルボ ラストバグナー アクチエボラグ 充放電システム
JP2015103426A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 アクアフェアリー株式会社 発電装置

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3911435B2 (ja) * 2002-04-11 2007-05-09 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびその制御方法
EP1376724A1 (de) * 2002-06-17 2004-01-02 SFC Smart Fuel Cell AG Hybridenergiequelle
KR20040009370A (ko) * 2002-07-23 2004-01-31 현대자동차주식회사 연료 전지 하이브리드 전기자동차의 연료 전지 출력 파워제어방법
JP2004248432A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Toyota Motor Corp 駆動装置およびこれを備える自動車
JP4811626B2 (ja) * 2003-08-25 2011-11-09 トヨタ自動車株式会社 車両用の燃料電池システム及び電気自動車
US20050095471A1 (en) * 2003-11-04 2005-05-05 Vince Winstead Method of operating a hybrid power system within a state of charge window
JP4534122B2 (ja) 2003-12-26 2010-09-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッドシステム
WO2005063520A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 Hydrogenics Corporation Hybrid electric propulsion system, hybrid electric power pack and method of optimizing duty cycle
DE102004001298A1 (de) * 2004-01-08 2005-07-28 Daimlerchrysler Ag Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel und wenigstens einer elektrischen Energiespeichereinrichtung
JP4721650B2 (ja) * 2004-03-25 2011-07-13 株式会社日立製作所 固体高分子形燃料電池発電システムおよび家庭用定置分散電源システム
JP4681250B2 (ja) * 2004-04-14 2011-05-11 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JP2005322570A (ja) * 2004-05-11 2005-11-17 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
US7378808B2 (en) * 2004-05-25 2008-05-27 Caterpillar Inc. Electric drive system having DC bus voltage control
JP4593973B2 (ja) * 2004-05-26 2010-12-08 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動装置
JP4131411B2 (ja) * 2004-05-27 2008-08-13 トヨタ自動車株式会社 電気自動車の制御装置
WO2006005885A2 (fr) * 2004-07-05 2006-01-19 Moteurs Leroy-Somer Redresseur et systeme de controle de la vitesse d'un moteur electrique.
JP4979885B2 (ja) * 2004-11-02 2012-07-18 パナソニック株式会社 電源装置
US8373381B2 (en) * 2005-04-22 2013-02-12 GM Global Technology Operations LLC DC/DC-less coupling of matched batteries to fuel cells
US20060280977A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Denso Corporation Fuel cell system
JP5051989B2 (ja) 2005-08-04 2012-10-17 トヨタ自動車株式会社 電圧制御システム及び移動体
DE102005049070A1 (de) * 2005-10-13 2007-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur feldorientierten Regelung einer Drehfeldmaschine
US20070087239A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 General Hydrogen Corporation Fuel cell fluid management system
US20070087232A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Robin Curtis M Capacitor hybrid fuel cell power generator
US20070087241A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 General Hydrogen Corporation Fuel cell power pack
EP2041854B1 (en) * 2005-10-19 2016-08-17 The Raymond Corporation Power source mounted on a lift truck
DE102005055075A1 (de) * 2005-11-18 2007-05-24 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeug mit einer Kondensatoreinrichtung zur Speicherung elektrischer Energie
US20070122661A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Symbol Technologies, Inc. Methods and apparatus for a hybrid power source
DE102006004325A1 (de) * 2006-01-31 2007-08-16 Hoppecke Batterien Gmbh & Co. Kg Hybridsystem
DE102006026257A1 (de) * 2006-06-02 2007-12-06 Micronas Gmbh Stromversorgung mittels Brennstoffzellen
JP2007328955A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
KR100837939B1 (ko) 2006-10-11 2008-06-13 현대자동차주식회사 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법
US20080107933A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Gallagher Emerson R Fuel cell hibernation mode method and apparatus
JP5109360B2 (ja) * 2006-12-14 2012-12-26 オムロン株式会社 燃料電池システム
JP5007665B2 (ja) * 2007-02-05 2012-08-22 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
DE102007020971A1 (de) 2007-05-04 2008-11-06 Daimler Ag Korrosionsarme Brennstoffzellenanordnung
US8022663B2 (en) 2007-05-21 2011-09-20 Nmhg Oregon, Llc Energy recapture for an industrial vehicle
GB2452308A (en) * 2007-08-31 2009-03-04 Antig Technology Corp Electric power system with hybrid energy sources
JP4400669B2 (ja) 2007-11-02 2010-01-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5299944B2 (ja) * 2008-01-23 2013-09-25 本田技研工業株式会社 燃料電池電源装置
JP2009232556A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Toyota Industries Corp 燃料電池型産業車両
JP2009232652A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Aisin Aw Co Ltd 回転電機制御システム及び当該回転電機制御システムを備えた車両駆動システム
CN102084528B (zh) * 2008-05-09 2014-01-22 贝伦诺斯清洁电力控股有限公司 用于限制pem燃料电池系统的输出电压的方法
US8076903B2 (en) * 2009-06-09 2011-12-13 Microsun Technologies Llc Electric power storage and delivery system and method of operation
ES2438007T3 (es) * 2009-11-10 2014-01-15 Belenos Clean Power Holding Ag Procedimiento de funcionamiento de un suministro eléctrico híbrido pasivo por célula de combustible/batería
DE102010008917A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 Liebherr-Werk Biberach GmbH, 88400 Antriebssystem und Arbeitsmaschine
DE102010018907A1 (de) * 2010-04-30 2011-11-03 Daimler Ag Verfahren zur Regelung des Energiemanagements eines Brennstoffzellensystems
RU2013102650A (ru) * 2010-06-23 2014-07-27 Макита Корпорейшн Устройство подачи питания для инструмента с электрическим приводом
US9748006B2 (en) * 2010-10-01 2017-08-29 Terrapower, Llc System and method for maintaining and establishing operational readiness in a fuel cell backup system of a nuclear reactor system
US9691508B2 (en) 2010-10-01 2017-06-27 Terrapower, Llc System and method for determining a state of operational readiness of a fuel cell backup system of a nuclear reactor system
DE112011100340T5 (de) * 2010-12-17 2012-11-29 Panasonic Corporation Brennstoffzellensystem und verfahren zum steuern desselben
US20130032416A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Gouker Joel P Ultracapacitor soft-start apparatus and method
DE102011116127B4 (de) * 2011-10-15 2021-02-11 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelleneinrichtung eines Brennstoffzellen-Hybridfahrzeugs
KR101864897B1 (ko) * 2011-11-21 2018-06-05 현대모비스 주식회사 연료전지차량의 무부하 출력증강 운영방법
DE102012210008B4 (de) * 2012-06-14 2023-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines elektrischen Netzes
JP5505492B1 (ja) * 2012-11-28 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の走行状態制御装置
FR3010960B1 (fr) * 2013-09-23 2017-01-27 Cassidian Sas Procede et systeme de gestion de l'energie a bord d'un vehicule
DE102014217780A1 (de) 2014-09-05 2016-03-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum prädiktiven Betrieb einer Brennstoffzelle bzw. eines Hochvoltspeichers
US10320202B2 (en) * 2014-09-30 2019-06-11 Johnson Controls Technology Company Battery system bi-stable relay control
US20200083706A1 (en) * 2015-07-23 2020-03-12 Briggs & Stratton Corporation Lithium-ion battery including two power supplies
GB2546729B (en) * 2016-01-19 2022-02-16 Intelligent Energy Ltd Fuel cell controller, fuel cell system and method of operation
JP6493992B2 (ja) * 2017-01-23 2019-04-03 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 電動車両の制御装置及び電動車両
JP6888679B2 (ja) * 2017-07-31 2021-06-16 日産自動車株式会社 電源システム及びその制御方法
DE102017214972A1 (de) * 2017-08-28 2019-02-28 Audi Ag Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
KR20200127459A (ko) * 2019-05-02 2020-11-11 주식회사 엘지화학 전도체의 불량을 검출하기 위한 장치, 방법 및 배터리 팩
US20210005410A1 (en) * 2019-07-03 2021-01-07 Binh Thanh Nguyen High-voltage system test measurement systems and methods
DE102019211596A1 (de) * 2019-08-01 2021-02-04 Audi Ag Brennstoffzellenvorrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Brennstoffzellenvorrichtung
DE102019133048A1 (de) * 2019-12-04 2021-06-10 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Vorrichtung zur Notversorgung eines Hochvoltbordnetzes
US20230136614A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-04 Caterpillar Global Mining Equipment Llc Extended range of fuel cell machine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2989353B2 (ja) * 1991-11-29 1999-12-13 三洋電機株式会社 ハイブリッド燃料電池システム
JP3352534B2 (ja) 1994-06-24 2002-12-03 マツダ株式会社 電動車両のハイブリッド電源装置
JPH08130805A (ja) 1994-10-31 1996-05-21 Okamura Kenkyusho:Kk 電気自動車
JPH09298806A (ja) 1996-05-01 1997-11-18 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両用電力供給方法及びその装置
JP4372235B2 (ja) * 1996-08-29 2009-11-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび電気自動車
DE19724712A1 (de) 1997-06-11 1998-12-17 Siemens Ag Doppelschichtkondensator
DE19810467C1 (de) * 1998-03-11 1999-10-14 Daimler Chrysler Ag Hybrid-Antriebskonzept für Brennstoffzellen-Fahrzeuge
DE19954306B4 (de) 1999-11-11 2004-09-02 Ballard Power Systems Ag Vorrichtung zur elektrischen Energieerzeugnung mit einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung
JP4148623B2 (ja) 2000-01-19 2008-09-10 大阪瓦斯株式会社 コージェネレーションシステム
JP2001275205A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Nissan Motor Co Ltd ２次電池と発電機の併用システムの制御装置
JP4654484B2 (ja) 2000-04-21 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システムおよび電気自動車
JP4545285B2 (ja) 2000-06-12 2010-09-15 本田技研工業株式会社 燃料電池車両の起動制御装置
DE10125106B4 (de) * 2001-05-23 2006-06-14 Daimlerchrysler Ag Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems und dessen Verwendung

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006310246A (ja) * 2004-08-06 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム
JP4636313B2 (ja) * 2005-03-11 2011-02-23 スズキ株式会社 車両用制御装置
JP2006254610A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Suzuki Motor Corp 車両用制御装置
JP2006351325A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Denso Corp 燃料電池システム
JP2007109567A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの制御装置
JP2008016256A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Suzuki Motor Corp 車両用制御装置
JP2008052937A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び移動体
WO2008023521A1 (fr) * 2006-08-22 2008-02-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Système à piles à combustible et corps en mouvement
US8053124B2 (en) 2006-08-22 2011-11-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and mobile body
US8215428B2 (en) 2008-10-10 2012-07-10 Hyundai Motor Company Power configuration system for fuel cell hybrid vehicle and method for controlling the same
US8773874B2 (en) 2009-06-02 2014-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system and plurality parallel resonant converters having current blocking circuit
JP5446054B2 (ja) * 2009-06-02 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 電源システム
WO2010140217A1 (ja) * 2009-06-02 2010-12-09 トヨタ自動車株式会社 電源システム
KR20140142158A (ko) * 2013-06-03 2014-12-11 로베르트 보쉬 게엠베하 연료 전지 어셈블리를 포함한 에너지 시스템
KR102199861B1 (ko) * 2013-06-03 2021-01-11 로베르트 보쉬 게엠베하 연료 전지 어셈블리를 포함한 에너지 시스템
WO2015071977A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 ボルボ ラストバグナー アクチエボラグ 充放電システム
WO2015071970A1 (ja) * 2013-11-13 2015-05-21 ボルボ ラストバグナー アクチエボラグ 充放電システム
US10315522B2 (en) 2013-11-13 2019-06-11 Volvo Lastvagnar Ab Charge/discharge system
JP2015103426A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 アクアフェアリー株式会社 発電装置

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Publication number Publication date
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