【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池と２次電池とを備えた車両用電源システムに関するものであり、車両停止時における２次電池への充電を最適化した車両用電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境問題、特に自動車の排出ガスによる大気汚染や二酸化炭素による地球温暖化の問題等に対する対策として、クリーンな排気及び高エネルギ効率を可能とする燃料電池技術が注目を浴びている。燃料電池は、燃料となる水素あるいは水素リッチな改質ガス及び空気を電解質・電極触媒複合体に供給し、電気化学反応を起こし、化学エネルギを電気エネルギに変換するエネルギ変換システムである。
【０００３】
このような燃料電池を自動車等の車両用電源として用いる場合、暖機が完了していない状態では燃料電池の発電が不安定であることが多いため、補助電源として２次電池を組み合わせて車両用電源システムを構成し、暖機完了前は２次電池を主電源としたり、２次電池により電気ヒータを作動させて燃料電池や車両用電源システム全体の暖機を促進することが検討されている。例えば、車両停止時に２次電池の残存電力容量を十分に確保しておけば、次の始動時には暖機完了前でも安定した電力の供給が可能となる。
【０００４】
このような安定始動を目的として、燃料電池と２次電池とを用いて電源システムを構成し、車両の運転停止時に２次電池の残存電力容量を検知して、２次電池の残存電力容量が所定値以下の場合には燃料電池による２次電池の充電を行った後、燃料電池の運転を停止するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４０９３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２次電池の残存電力容量の確保を目的として車両の運転停止時に燃料電池を運転させると、空気供給装置（コンプレッサ）の作動音等の騒音が発生するという問題がある。例えば、深夜帰宅時の住宅街等のような静寂な場所での騒音発生は、燃料電池を車両用電源として使用する上での大きな課題であり、車両の運転停止時における燃料電池の運転時間は極力短くすることが望まれ、しかも低騒音で行うことが望まれる。
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、いかなる地域や季節であっても、低温での再始動も考慮して２次電池の電力容量が十分に確保されるように２次電池に対する充電が行われており、車両の運転停止時に必要以上に燃料電池を運転させている場合が多い。例えば、０℃以下での起動を考慮すると、２次電池の残存電力容量を高い状態とさせておく必要があり、車両の運転停止時に必要な充電量は必然的に多くなる。２次電池に対する充電量が多いということは、充電時間が長いか、大出力で短時間充電することになり、その結果、燃料電池の運転による騒音が長時間継続的に発生したり、短時間でも大きな騒音が発生することになる。
【０００８】
本発明は、以上のような従来の不都合を解消するために提案されたものであり、車両の運転停止時における２次電池充電のための騒音発生を必要最低限に抑えることができ、しかも再始動を確実に行うことが可能な車両用電源システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、燃料電池と２次電池との少なくとも一方が負荷に対して電力を供給する車両用電源システムに、前記２次電池の残存電力容量を検出する検出手段と、車両の測位データ取り込み手段とを設ける。そして、測位データ取り込み手段によって取り込まれた測位データと現在日時を示す日付けデータとから最低外気温を予測して、この最低外気温に基づいて２次電池の予想必要電力容量を決定し、残存電力容量検出手段により検出された車両停止時における２次電池の残存電力容量が前記予想必要電力容量以下である場合にのみ、燃料電池の発電により２次電池を前記予想必要電力容量になるまで充電するようにしている。
【００１０】
燃料電池を車両用電源として用いる場合、車両停止後の再始動時に安定した電力供給を行うためには、燃料電池と２次電池とを組み合わせて車両用電源システムを構成し、再始動時には２次電池から電力供給を行ったり、２次電池からの電力で暖機促進を図ることが望まれる。そして、再始動時における２次電池の残存電力容量を十分に確保するために、車両の運転停止時に燃料電池の発電によって２次電池を充電することが行われる。このとき、２次電池に対する充電は、再始動時における外気温に応じて行えばよいが、これまでは再始動時における外気温を予測することが困難で、低温時での再始動を考慮して充電量を決定していたために過剰な充電を行っている場合が多かった。
【００１１】
再始動時における外気温の予測を困難にしている要因としては、同じ地域で車両を使用している場合でも、季節（月日）によって始動時における外気温の差が大きく、また、同じ季節でも地域が異なれば、やはり外気温の差が大きいことが挙げられる。したがって、車両の位置と日付（季節）が分かれば、再始動におけるおおよその最低外気温が予測できると考えられる。ここで、最低外気温が氷点下のような低温にならないことが分かれば、車両停止時における２次電池への充電量を下げても再始動時に安定的な電力供給が可能である。
【００１２】
本発明では、車両の測位データと日付けデータとから最低外気温を予測し、この予測結果に基づいて２次電池の予想必要電力容量を決定する。この予想必要電力容量は、予測される最低外気温によって可変であり、例えば予測される最低外気温が高温であれば予想必要電力容量は少なくなり、２次電池の残存電力容量が若干低くても充電は不要となる。また、予測される最低外気温がある程度低く予想必要電力容量が若干多くなった場合にも、充電量は少なくて済む。一方、予測される最低外気温度が氷点下を下回るような場合には、残存電力容量を十分に確保する必要があることから予想必要電力容量は多くなり、十分な充電が行われる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の測位データと日付けデータとから最低外気温を予測し、この予測結果に基づいて２次電池の予想必要電力容量を決定し、これに応じて燃料電池の発電により２次電池を充電するようにしているので、２次電池に対する過剰な充電が抑制されることになる。したがって、燃料電池を運転して発電させる時間を短縮し、或いは低出力での発電とすることができ、燃料電池の運転に起因する騒音発生を必要最小限に抑えることが可能である。
【００１４】
また、再始動の際には、２次電池に外気温に応じた必要電力容量が確保されているので、暖機完了前にも安定した電力の供給が可能となり、再始動を確実に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した車両用電源システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明が適用される車両用電源システムの基本構成を示すものである。この車両用電源システムは、燃料電池スタック１と、この燃料電池スタック１に燃料である水素ガス（或いは水素リッチガス）を供給する燃料供給系、酸化剤である空気を供給する空気供給系、燃料電池スタック１を加湿するための加湿手段、及び補助電源である２次電池２とを備えている。そして、燃料電池スタック１の発電電力により、或いは必要に応じて燃料電池スタック１の発電電力に２次電池２の電力を加えて車両の駆動用モータ３を駆動するようになっている。
【００１７】
この車両用電源システムの動作は、制御コントローラ４によって制御されるようになっている。具体的には、制御コントローラ４は、アクセルペダル５からのアクセル信号に基づいて燃料供給系や空気供給系を制御し、燃料電池スタック１の発電電力を制御する。更に、この制御コントローラ４は、加湿手段の制御や２次電池２の充放電の制御等も行う。
【００１８】
以上のような車両用電源システムにおいて、燃料電池スタック１は、水素が供給される燃料極と酸素（空気）が供給される空気極とが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされた発電セルが多段積層された構造を有し、電気化学反応により化学エネルギーを電気エネルギーに変換する。燃料極では、水素が供給されることで水素イオンと電子に解離し、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させ、空気極にそれぞれ移動する。空気極では、供給された空気中の酸素と上記水素イオン及び電子が反応して水が生成し、外部に排出される。
【００１９】
燃料電池スタック１の電解質としては、高エネルギー密度化、低コスト化、軽量化等を考慮して、例えば固体高分子電解質が用いられる。固体高分子電解質は、例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等、イオン（プロトン）伝導性の高分子膜からなるものであり、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能することから、この燃料電池スタック１においては水を供給して加湿することが必要になる。そこで、車両用電源システムは、燃料電池スタック１に加湿水を供給する加湿手段を備えるようにしている。
【００２０】
この加湿手段は、加湿用の純水を循環させる加湿水循環経路１１、純水を貯留する純水タンク１２、純水タンク１２内の純水を加湿水循環経路１１に循環させる純水ポンプ１３、及び純水タンク１２内の純水が凍結したときにこれを加熱して解凍する電熱ヒータ１４とからなる。
【００２１】
このような加湿手段においては、燃料電池スタック１の化学反応で生成された生成水（純水）が純水タンク１２内に蓄えられるとともに、純水ポンプ１３にて燃料電池スタック１へと供給され、燃料電池スタック１の固体高分子電解質の加湿に利用される。また、氷点下では純水タンク１２内に蓄えた純水が凍結するが、純水タンク１２には電熱ヒータ１４が設けられており、この電熱ヒータ１４に通電することにより凍結した純水を解凍して燃料電池スタック１の固体高分子電解質の加湿に利用するようにしている。
【００２２】
燃料供給系は、水素供給源としての高圧水素タンク２１、遮断弁２２、減圧弁２３、水素流量調整弁２４、水素供給配管２５、水素循環配管２６、排ガス循環ポンプ２７からなる。そして、高圧水素タンク２１から供給される水素ガスが、減圧弁２３によって減圧され、水素流量調整弁２４によって流量が調整されて水素供給配管２５へと送り込まれ、燃料電池スタック１の燃料極に供給されるようになっている。燃料電池スタック１では、供給された水素ガスが全て消費されるわけではなく、残った水素ガス（燃料電池スタック１から排出される水素ガス）は、水素循環配管２６を通って排ガス循環ポンプ２７により循環され、新たに供給される水素ガスと混合されて、再び燃料電池スタック１の燃料極に供給される。
【００２３】
一方、空気供給系は、空気を送り込むコンプレッサ３１、空気供給配管３２、圧力調整弁３３によって構成されている。そして、空気コンプレッサ３１で加圧された空気が、空気供給配管３２を介して燃料電池スタック１の空気極に供給されるようになっている。ここで、燃料電池スタック１に供給される空気量は、コンプレッサ３１の回転数を可変とし、回転数の指令を受けてこれを変更することで調整可能である。また、燃料電池スタック１で消費されなかった酸素及び空気中の他の成分は、燃料電池スタック１から圧力調整弁３３を介して排出されることになる。
【００２４】
なお、水素と空気は等圧で燃料電池スタック１に供給する必要があるが、空気圧力は燃料電池スタック１の下流に設置した圧力調整弁３３によってコントロールされる。また、水素と空気の供給量は、アクセルペダル５からのアクセル信号に基づいて決まる。すなわち、アクセル信号に基づいた車両の走行に必要なトルク要求から燃料電池スタック１の発電要求が決まり、これに応じて必要な水素供給量、空気供給量が決まる。
【００２５】
補助電源である２次電池２は、燃料電池スタック１によって発電された電力や減速時に発生する回生エネルギーにより充電され、必要に応じて電力を供給するものである。この２次電池２としては、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素２次電池、リチウムイオン２次電池等、任意の２次電池が使用可能である。
【００２６】
以上の電源システムを搭載した車両（燃料電池自動車）では、燃料電池スタック１によって発電された電力や２次電池２に蓄えられた電力によって駆動用モータ３が駆動され、走行が可能となる。例えば、定常走行においては、燃料電池スタック１の発電電力を駆動用モータ３に供給して走行する。加速時や負荷急増時等、過渡的に大電力が必要な場合には、燃料電池スタック１の電力に加えて２次電池２の電力も駆動用モータ３に供給して走行する。
【００２７】
この他、２次電池２の電力は、燃料電池スタック１が発電できない氷点下のような低温時に、電熱ヒータ１４を作動させて燃料電池スタック１や燃料電池スタック１を含む発電システムの暖機を促進するために利用される。例えば、再始動時に純水タンク１２内の水が凍結している場合、電熱ヒータ１４を作動させてこれを解凍する。また、再始動時に水が凍結していなくても、低温の起動では燃料電池スタック１が十分に発電しなかったり、発電が安定しなかったりするので、その場合は２次電池２に蓄えた電力を用いて走行することになる。
【００２８】
２次電池２の残存電力容量は、充電・放電の電流値と時間との積算によって求めることができ、これらの値を基に制御コントローラ４により演算することができる。車両の運転中には、２次電池２の残存電力容量は電力の使用により減少し、回生エネルギーの回収によって増加する。そこで、車両用電源システムでは、２次電池２の残存電力容量を制御コントローラ４によって常時演算し、運転中に２次電池２の残存電力容量が低下した場合には、燃料電池スタック１の発電電力を、走行に必要な電力に２次電池２の充電分を加えたものとする。これにより、車両の運転中には２次電池２の残存電力容量が確保されることになる。
【００２９】
また、車両の運転停止時には２次電池２の残存電力容量が再始動に必要なだけ十分に確保されていないと、始動もしくは走行できない可能性がある。そこで、車両用電源システムでは、車両の運転停止時に、図２に示すフローチャートにしたがって、２次電池２の電力容量の不足分を、燃料電池スタック１からの発電電力で充電することによって補うようにしている。
【００３０】
図２は、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が停止されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＦＦ信号が供給されると（ステップＳ１）、制御コントローラ４は２次電池２の残存電力容量を確認する（ステップＳ２）。次に、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ３）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、燃料電池スタック１による発電を停止させずに、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達するまで燃料電池スタック１による発電を継続させて、２次電池２を充電する（ステップＳ４）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１による発電を停止させる（ステップＳ５）。
【００３１】
以上のような２次電池２に対する充電処理において、従来技術では予想必要電力容量（しきい値）は固定されており、最悪の条件を考慮してその値が設定されている。例えば、再始動時における外気温が氷点下のような低温の場合でも十分に始動可能な、もしくは走行可能な電力容量に２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）が設定されている。しかしながら、再始動時の外気温が氷点下のような低温にならない場合には、２次電池２の残存電力容量はそれほど多くは要求されず、最悪の条件を想定して設定されるしきい値まで充電すると、必要以上に充電が行われることになる。
【００３２】
そこで、本発明では、２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を、車両の位置や現在日時（季節）から予測される最低外気温に応じて可変とし、車両の運転停止時には、２次電池２に対して必要最低限の充電を行うようにしている。具体的には、制御コントローラ４が測位データ及び日付けデータから最低外気温を予測し、この予測される最低外気温に基づいて予想必要電力容量を決定する。そして、車両の運転停止時における２次電池２の残存電力容量がこの予想必要電力容量（しきい値）以下である場合にのみ、燃料電池スタック１の発電により２次電池２を充電するようにしている。
【００３３】
図３は、本発明を適用した車両用電源システムの一例を概略的に示すものである。この例では、車両に搭載された時計４２からのデータを、現在日時を示す日付けデータとして用い、全世界に広く普及しているＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）を用いて、自車両の位置を示す測位データを取得するようにしている。ＧＰＳを用いた場合、ＧＰＳ衛星４３からの電波信号をアンテナ４４を介して測位データ受信部４５にて受信することにより、車両の測位データが取得できる。なお、ここでは車両に搭載された時計４２からのデータが制御コントローラ４に供給されて日付けデータとして用いられるようになっているが、測位データ受信器４５や制御コントローラ４に時計としての機能を持たせるようにしてもよく、この場合には車両に時計４２を別途搭載する必要はない。
【００３４】
以上のような本発明を適用した車両用電源システムでは、２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）の決定に際しては、制御コントローラ４が、まず、車両の運転停止時に取得した測位データと日付けデータとから、車両の運転を停止させた地域や日時を特定する。そして、予め内部メモリに格納された気象データを参照して、システム再始動時の最低外気温を予測する。制御コントローラ４の内部メモリに格納された気象データは、例えば表１に示すように、各地域における最低外気温の平均値が各月毎に記載されたデータ構造となっている。なお、車両がデータサーバ等との間でデータの送受信を行えるようになっている場合には、このような気象データを、データサーバ等から受信して制御コントローラ４に逐次取り込むようにしてもよい。
【００３５】
【表１】
車両の運転停止後のシステム再始動時における外気温は、車両の運転を停止させた地域や日時に対応した最低外気温付近になるであろうことが予測される。そして、この最低外気温は、制御コントローラ４の内部メモリに格納された前記気象データを参照することで求められる。ただし、ここで参照する気象データは最低外気温の平均値であるので、これよりも低い温度になることもあり得る。したがって、システム再始動時の最低外気温は、前記気象データから導かれる最低外気温よりも数℃低く予測しておくことが好ましく、これによりシステム再始動時の信頼性を更に向上することができる。
【００３６】
２次電池２に要求される残存電力容量は、システム再始動時における外気温によって異なり、図４に示すように、システム再始動時における外気温が高ければ２次電池２に要求される残存電力容量は少なくて済み、システム再始動時における外気温が低ければ２次電池２に多くの残存電力容量が必要とされる。そこで、本発明を適用した車両用電源システムでは、車両の運転停止時に取得した測位データと日付けデータとに基づいて上述した方法で予測した最低外気温と、図４に示す関係とから、車両の運転停止時に確保しておくべき２次電池２の残存電力容量のしきい値（予想必要電力容量）を決定する。そして、このしきい値に基づいて２次電池２に対する充電の要否を判断し、必要な場合にのみしきい値に達するまで充電を行う。
【００３７】
例えば、夏期の東京近郊であれば最低外気温は１５℃前後であり、２次電池２の残存電力容量が低くてもシステムの再始動が可能であるため、２次電池２に対する充電は不要である。また、冬期の東京近郊であれば最低気温は−５℃前後であり、２次電池２の残存電力容量をある程度確保しておく必要があるが、寒冷地に比べれば充電量は少なくて済む。一方、冬期の北海道では最低気温が−１５℃前後であり、２次電池２の残存電力容量は十分に確保しておく必要がある。そこで、このような寒冷地で車両の運転を停止させた場合には、２次電池２に対する十分な充電を行って、システムの再始動に備える。このように、再始動時の信頼性を確保しつつ、停止後の充電量を最適にすることで、燃料電池スタック１の運転による騒音発生を最低限にすることが可能である。
【００３８】
図５は、本発明を適用した車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が停止されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＦＦ信号が供給されると（ステップＳ１１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ１２）、ＧＰＳの測位データ受信機４５から測位データを取得する（ステップＳ１３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、車両の運転を停止した地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ１４）。
【００３９】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ１５）。また、制御コントローラ４は、車両の運転停止時における２次電池２の残存電力容量を確認する（ステップＳ１６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ１７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、燃料電池スタック１による発電を停止させずに、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達するまで燃料電池スタック１による発電を継続させて、２次電池２を充電する（ステップＳ１８）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１による発電を停止させる（ステップＳ１９）。
【００４０】
以上のように、本発明を適用した車両用電源システムでは、車両の運転を停止させたときに、車両の測位データと日付けデータとに基づいてシステム再始動時における最低外気温を予測し、予測した最低外気温に基づいて２次電池２の予想必要電力容量を決定するようにしているので、例えばシステム再始動時の外気温が比較的高温であることが予測される場合には、２次電池２の必要残存電力容量（しきい値）を低下させて、２次電池２に対する不要な充電を行わないようにすることができる。したがって、車両の運転を停止させた後の燃料電池スタック１による発電を最低限にすることができ、燃料電池スタック１の発電に起因する騒音発生を極力抑制することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
本実施形態は、車両の運転停止時だけでなく、車両の走行中にも測位データ及び日付けデータから予測される最低外気温に基づいて２次電池の予想必要電力容量を常時算出し、２次電池の残存電力容量がこの予想必要電力容量を下回った場合には、車両の運転に必要な電力に加えて充電分の電力を燃料電池で発電することで、２次電池の残存電力容量が前記予想必要電力容量近傍となるように調整するようにしたものである。車両用電源システムの構成は上述した第１の実施形態のもの（図１及び図３参照）と同様であるので、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の車両用電源システムでは、制御コントローラ４が車両の走行中に測位データ及び日付けデータを取得して、その走行場所付近における最低外気温を予測し、その最低外気温から、車両の運転停止時に要求されるであろう２次電池２の予想必要電力容量を常時算出するようにしている。そして、２次電池２の残存電力容量が、算出された予想必要電力容量よりも少なくなった場合は、車両の走行に必要な電力に２次電池２に対する充電分の電力を加えた電力を、燃料電池スタック１で発電させるようにしている。これにより、車両の運転停止時には、２次電池２にシステム再起動時に必要な残存電力容量が確保されていることになり、車両の運転停止後に２次電池２に対して充電を行う必要がなく、燃料電池スタック１の発電に起因する騒音発生が抑制されることになる。なお、車両の運転停止時に第１の実施形態と同様に再度２次電池２の残存電力容量を確認し、２次電池２の残存電力容量がその場所での予想必要電力容量（しきい値）に達していない場合には、追加充電を行うようにしてもよい。
【００４３】
図６は、本実施形態の車両用電源システムにおいて、２次電池２に対する充電を行う処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が開始されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＮ信号が供給されると（ステップＳ２１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ２２）、ＧＰＳの測位データ受信機４５から測位データを取得する（ステップＳ２３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、車両が現在走行している地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ２４）。
【００４４】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ２５）。また、制御コントローラ４は、２次電池２の現在の残存電力容量を確認する（ステップＳ２６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ２７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、走行に必要な電力に２次電池充電分の電力を加えて燃料電池スタック１を発電させ、残存電力容量がしきい値に達するまで２次電池２を充電する（ステップＳ２８）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１の発電量を車両の走行に必要な電力にまで低下させ、ステップＳ２２に戻って以上の処理を繰り返し行う。
【００４５】
以上のように、本実施形態の車両用電源システムでは、車両の走行中に２次電池２の予想必要電力容量を常時算出し、２次電池２の残存電力容量が算出した予想必要電力容量を下回ったときは燃料電池スタック１を余計に発電させて２次電池２の充電を行うことで、車両の運転停止時にはシステム再始動に必要な残存電力容量が２次電池２にほぼ確保された状態となるようにしている。したがって、この車両用電源システムでは、車両の運転停止後における２次電池２に対する充電を不要とし、もしくは２次電池２に対する充電量を減少させることができ、燃料電池スタック１の発電に起因する騒音発生を極力抑制することができる。
【００４６】
（第３の実施形態）
本実施形態は、ナビゲーションシステムを用いて、このナビゲーションシステムに目的地として設定された地域の位置情報を測位データとして取得し、この測位データ及び日付けデータから予測される最低外気温に基づいて、目的地として設定された地域で車両の運転を停止して再始動した場合の２次電池の予想必要電力容量を算出し、２次電池の残存電力容量がこの予想必要電力容量を下回った場合には、車両の運転に必要な電力に加えて充電分の電力を燃料電池で発電することで、２次電池の残存電力容量が前記予想必要電力容量近傍となるように調整するようにしたものである。車両用電源システムの構成は上述した第１の実施形態のもの（図１及び図３参照）と同様であるので、ここでは図示及び詳細な説明を省略する。ただし、本実施形態では、測位データ受信器４５として、ナビゲーションシステムを用いている。
【００４７】
本実施形態の車両用電源システムでは、制御コントローラ４がナビゲーションシステム（測位データ受信器４５）に設定された目的地の位置情報を測位データとして取得すると共に、車両走行中における日付けデータを取得して、目的地として設定された地域における最低外気温を予測し、その最低外気温から、車両を目的地付近で停止したときに要求されるであろう２次電池２の予想必要電力容量を算出するようにしている。そして、２次電池２の残存電力容量が、算出された予想必要電力容量よりも少なくなった場合は、車両の走行に必要な電力に２次電池２に対する充電分の電力を加えた電力を、燃料電池スタック１で発電させるようにしている。これにより、車両を目的地付近で停止させた時には、２次電池２にシステム再起動時に必要な残存電力容量が確保されていることになり、車両の運転停止後に２次電池２に対して充電を行う必要がなく、燃料電池スタック１の発電に起因する騒音発生が抑制されることになる。なお、車両の運転停止時に第１の実施形態と同様に再度２次電池２の残存電力容量を確認し、２次電池２の残存電力容量がその場所での予想必要電力容量（しきい値）に達していない場合には、追加充電を行うようにしてもよい。
【００４８】
図７は、本実施形態の車両用電源システムにおいて、２次電池２に対する充電を行う処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が開始されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＮ信号が供給されると（ステップＳ３１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ３２）、ナビゲーションシステム（測位データ受信機４５）に設定された目的地の位置情報を測位データとして取得する（ステップＳ３３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、目的地として設定された地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ３４）。
【００４９】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ３５）。また、制御コントローラ４は、２次電池２の現在の残存電力容量を確認する（ステップＳ３６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ３７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、走行に必要な電力に２次電池充電分の電力を加えて燃料電池スタック１を発電させ、残存電力容量がしきい値に達するまで２次電池２を充電する（ステップＳ３８）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１の発電量を車両の走行に必要な電力にまで低下させ、ステップＳ３２に戻って以上の処理を繰り返し行う。
【００５０】
以上のように、本実施形態の車両用電源システムでは、ナビゲーションシステムに設定された目的地に車両を停止させた場合における２次電池２の予想必要電力容量を常時算出し、２次電池２の残存電力容量が算出した予想必要電力容量を下回ったときは燃料電池スタック１を余計に発電させて２次電池２の充電を行うことで、車両を目的地に停止させた時には、システム再始動に必要な残存電力容量が２次電池２にほぼ確保された状態となるようにしている。したがって、この車両用電源システムでは、車両の運転停止後における２次電池２に対する充電を不要とし、もしくは２次電池２に対する充電量を減少させることができ、燃料電池スタック１の発電に起因する騒音発生を極力抑制することができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
本実施形態は、車両周囲の騒音を検知する騒音検知手段を設置して、２次電池の充電の際に周囲の騒音に応じて燃料電池の運転状態を変更するようにしたものである。車両用電源システムの基本構成は、上述した第１の実施形態のもの（図１参照）と同様であるが、本実施形態の車両用電源システムでは、図８に示すように、車両に騒音検知手段としてのマイクロフォン５１が設置されており、車両の運転停止時にこのマイクロフォン５１によって車両周囲の騒音が検知されて、制御コントローラ４に供給されるようになっている。
【００５２】
本実施形態の車両用電源システムでは、車両の運転停止時に２次電池２に対して充電を行う際には、マイクロフォン５１により検知された車両周囲の騒音レベルに応じて、制御コントローラ４が、燃料電池スタック１の運転状態を制御するようにしている。燃料電池スタック１の発電時に伴って発生する騒音のレベルは、図９に示すように、燃料電池スタック１の運転状態に応じて変化し、燃料電池スタック１の出力が大きいほど大きな騒音が生じる。そこで、制御コントローラ４は、マイクロフォン５１によって検知された騒音レベルが小さい場所、すなわち静かな場所では燃料電池スタック１を低騒音（低出力）で運転させ、マイクロフォン５１によって検知された騒音レベルが大きい場所、すなわち騒がしい場所では燃料電池スタック１を高出力で運転させて、短時間で効率よく２時電池２に対する充電が行えるようにする。
【００５３】
図１０は、本実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が停止されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＦＦ信号が供給されると（ステップＳ４１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ４２）、測位データ受信機４５から測位データを取得する（ステップＳ４３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、車両の運転を停止した地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ４４）。
【００５４】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ４５）。また、制御コントローラ４は、車両の運転停止時における２次電池２の残存電力容量を確認する（ステップＳ４６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ４７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、マイクロフォン５１を用いて車両周囲の騒音を検知する（ステップＳ４８）。そして、マイクロフォン５１により検知された車両周囲の騒音レベルに応じて燃料電池スタック１の運転状態を決定し（ステップＳ４９）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達するまで決定した運転状態で燃料電池スタック１による発電を継続させて、２次電池２を充電する（ステップＳ５０）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１による発電を停止させる（ステップＳ５１）。
【００５５】
以上のように、本実施形態の車両用電源システムでは、車両の運転停止時に２次電池２の充電が必要な場合、車両周囲の騒音に応じて燃料電池スタック１の運転状態を変更し、車両周囲の騒音が大きい場所では燃料電池スタック１の運転に伴う騒音が問題となることが少ないので、燃料電池スタック１を高出力で運転させるようにしている。したがって、この場合には、２次電池２に対する充電を効率よく行うことができると共に、燃料電池スタック１における水素の消費量を最適化して、良好な燃費で２次電池２に対する充電電力を得ることができる。また、本実施形態の車両用電源システムでは、車両周囲の騒音が小さい場所では燃料電池スタック１を低出力で運転させるようにしているので、燃料電池スタック１の運転に伴う騒音を低いレベルに抑えて、静粛性を保ちながら２次電池２に対する充電を行うことができる。
【００５６】
（第５の実施形態）
本実施形態は、車両の乗員が認識可能な告知手段を車両に設置して、２次電池に対する充電が行われている場合には、その旨を告知手段によって車両の乗員に告知するようにしたものである。車両用電源システムの基本構成は、上述した第１の実施形態のもの（図１参照）と同様であるが、本実施形態の車両用電源システムでは、図１１に示すように、車両のインストゥルメントパネル等に告知手段としてのパイロットランプ５２が設置されており、２次電池２に対する充電が行われているときは、このパイロットランプ５２を点灯させることで、２次電池２の充電中であることを車両の乗員に知らせるようになっている。
【００５７】
図１２は、本実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が停止されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＦＦ信号が供給されると（ステップＳ６１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ６２）、測位データ受信機４５から測位データを取得する（ステップＳ６３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、車両の運転を停止した地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ６４）。
【００５８】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ６５）。また、制御コントローラ４は、車両の運転停止時における２次電池２の残存電力容量を確認する（ステップＳ６６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ６７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、パイロットランプ５２を点灯させると共に（ステップＳ６８）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達するまで燃料電池スタック１による発電を継続させて、２次電池２を充電する（ステップＳ６９）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、パイロットランプ５２を消灯させて（ステップＳ７０）、燃料電池スタック１による発電を停止させる（ステップＳ７１）。
【００５９】
以上のように、本実施形態の車両用電源システムでは、車両の運転停止時に２次電池２に対する充電を行う場合にパイロットランプ５２が点灯するようになっているので、車両の運転停止後に燃料電池スタック１の運転が継続される場合であっても、この運転が２次電池２に対する充電のためのものであることを車両の乗員に認識させることができ、燃料電池スタック１の運転が継続されていることで車両の乗員が違和感を感じるといった不都合を有効に回避することができる。
【００６０】
（第６の実施形態）
本実施形態は、外部電源を利用して２次電池に対する充電を行えるようにしたものであり、車両の運転停止時に２次電池に対する充電が必要な場合で外部電源を利用して充電できる場合には、燃料電池の運転による充電を停止して、外部電源による充電を優先するようにしたものである。車両用電源システムの基本構成は、上述した第１の実施形態のもの（図１参照）と同様であるが、本実施形態の車両用電源システムでは、図１３に示すように、２次電池２に充電機構５３が接続されており、この充電機構５３を用いることで外部電源から２次電池２への充電を行えるようになっている。
【００６１】
図１４は、本実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。車両の運転が停止されて、イグニッションスイッチ６から制御コントローラ４にキーＯＦＦ信号が供給されると（ステップＳ８１）、制御コントローラ４は時計４２から日付データを取得すると共に（ステップＳ８２）、測位データ受信機４５から測位データを取得する（ステップＳ８３）。そして、制御コントローラ４は、内部メモリに格納された気象データを参照して、車両の運転を停止した地域や日時に対応した最低外気温を予測する（ステップＳ８４）。
【００６２】
次に、制御コントローラ４は、予測した最低外気温に基づいて２次電池２に確保しておくべき残存電力容量、すなわち２次電池２の予想必要電力容量（しきい値）を決定する（ステップＳ８５）。また、制御コントローラ４は、車両の運転停止時における２次電池２の残存電力容量を確認する（ステップＳ８６）。そして、制御コントローラ４は、２次電池２の残存電力容量を予想必要電力容量（しきい値）と比較して（ステップＳ８７）、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達していない場合には、外部電源を利用した充電の有無を確認し（ステップＳ８８）、外部電源を利用した充電が行われない場合にのみ、燃料電池スタック１による発電を継続させて、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達するまで２次電池２を充電する（ステップＳ８９）。そして、２次電池２の残存電力容量がしきい値に達したら、燃料電池スタック１による発電を停止させる（ステップＳ９０）。一方、外部電源を利用した充電が行われる場合には、燃料電池スタック１による発電を直ちに停止させて（ステップＳ９０）、充電機構５３を用いて外部電源から２次電池２への充電を行う。
【００６３】
以上のように、本実施形態の車両用電源システムでは、車両の運転停止時に２次電池２に対する充電が必要な場合で外部電源を利用した充電が行えるときは、燃料電池スタック１の運転を停止して、外部電源による充電を優先するようにしているので、燃料電池スタック１の運転に伴う騒音の発生を極力抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される車両用電源システムの基本構成を示す図である。
【図２】前記車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池２を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態の車両用電源システムを概略的に示す図である。
【図４】外気温と２次電池に要求される残存電力容量との関係を示す特性図である。
【図５】第１の実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の車両用電源システムにおいて、２次電池に対する充電を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態の車両用電源システムにおいて、２次電池に対する充電を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第４の実施形態の車両用電源システムを概略的に示す図である。
【図９】燃料電池スタックの運転状態と騒音レベルとの関係を示す特性図である。
【図１０】第４の実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第５の実施形態の車両用電源システムを概略的に示す図である。
【図１２】第５の実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第６の実施形態の車両用電源システムを概略的に示す図である。
【図１４】第６の実施形態の車両用電源システムにおいて、車両の運転停止時に２次電池を充電する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 燃料電池スタック
２ ２次電池
３ 駆動用モータ
４ 制御コントローラ
４２ 時計
４４ アンテナ
４５ 測位データ受信器
５１ マイクロフォン
５２ パイロットランプ
５３ 充電機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power supply system including a fuel cell and a secondary battery, and more particularly to a vehicle power supply system that optimizes charging of the secondary battery when the vehicle stops.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Fuel cell technology that enables clean exhaust and high energy efficiency has attracted attention as a countermeasure against environmental problems in recent years, in particular, problems such as air pollution caused by automobile exhaust gas and global warming caused by carbon dioxide. 2. Description of the Related Art A fuel cell is an energy conversion system that supplies hydrogen or a hydrogen-rich reformed gas and air as a fuel to an electrolyte-electrode catalyst composite, causes an electrochemical reaction, and converts chemical energy into electric energy.
[0003]
When such a fuel cell is used as a power supply for a vehicle such as an automobile, the power generation of the fuel cell is often unstable when the warm-up is not completed. It is considered to configure a power supply system and use a secondary battery as a main power supply before completion of warming up, or to operate an electric heater with the secondary battery to promote warming up of the fuel cell and the vehicle power supply system as a whole. . For example, if the remaining power capacity of the secondary battery is sufficiently ensured when the vehicle stops, stable power can be supplied at the next start even before the completion of warm-up.
[0004]
For the purpose of such a stable start, a power supply system is configured using a fuel cell and a secondary battery, and when the operation of the vehicle is stopped, the remaining power capacity of the secondary battery is detected, and the remaining power capacity of the secondary battery is reduced. A system has been proposed in which, when the value is equal to or smaller than a predetermined value, the operation of the fuel cell is stopped after charging the secondary battery with the fuel cell (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-40931
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the fuel cell is operated when the operation of the vehicle is stopped for the purpose of securing the remaining power capacity of the secondary battery, there is a problem that noise such as an operation sound of an air supply device (compressor) is generated. For example, noise generation in a quiet place such as a residential area when returning home late at night is a major problem in using a fuel cell as a vehicle power supply. It is desirable to make it as short as possible and to perform the operation with low noise.
[0007]
However, in the conventional technology, in any region or season, the secondary battery is charged so that the power capacity of the secondary battery is sufficiently secured in consideration of the restart at a low temperature. In many cases, the fuel cell is operated more than necessary when the operation of the vehicle is stopped. For example, in consideration of starting at 0 ° C. or lower, it is necessary to keep the remaining power capacity of the secondary battery high, and the amount of charge required when the operation of the vehicle stops is inevitably increased. A large amount of charge to the secondary battery means that the charge time is long or the battery is charged for a short time with a large output. As a result, noise due to the operation of the fuel cell is continuously generated for a long time, However, loud noise is generated.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional inconveniences, and it is possible to minimize the generation of noise for charging a secondary battery when the operation of a vehicle is stopped. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system capable of reliably starting the vehicle.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a vehicle power supply system in which at least one of a fuel cell and a secondary battery supplies power to a load is provided with a detection method for detecting a remaining power capacity of the secondary battery. Means and means for capturing positioning data of the vehicle. Then, the minimum outside temperature is predicted from the positioning data captured by the positioning data capturing unit and the date data indicating the current date and time, and the expected required power capacity of the secondary battery is determined based on the minimum outside temperature. Only when the remaining power capacity of the secondary battery when the vehicle is stopped detected by the power capacity detection means is equal to or less than the expected required power capacity, the secondary battery is charged by the power generation of the fuel cell until the expected required power capacity is reached. I am trying to do it.
[0010]
When a fuel cell is used as a vehicle power supply, a vehicle power supply system is configured by combining a fuel cell and a secondary battery in order to perform stable power supply at the time of restarting after the vehicle stops, and at the time of restarting, a secondary power supply is used. It is desired to supply power from a battery or to promote warm-up with power from a secondary battery. Then, in order to sufficiently secure the remaining power capacity of the secondary battery at the time of restart, the secondary battery is charged by power generation of the fuel cell when the operation of the vehicle is stopped. At this time, the charging of the secondary battery may be performed according to the outside air temperature at the time of restart. However, it is difficult to predict the outside air temperature at the time of restart. In many cases, excessive charging was performed because the charging amount was determined.
[0011]
One of the factors that makes it difficult to predict the outside air temperature at the time of restart is that the difference in the outside air temperature at the start depending on the season (month and day) is large even if the vehicle is used in the same area. If the area is different, the difference in outside temperature is also large. Therefore, if the position of the vehicle and the date (season) are known, it is considered that the approximate minimum outside temperature at the restart can be estimated. Here, if it is known that the minimum outside temperature does not reach a low temperature below freezing, stable power supply is possible at the time of restart even if the amount of charge to the secondary battery at the time of stopping the vehicle is reduced.
[0012]
According to the present invention, the minimum outside air temperature is predicted from the positioning data and the date data of the vehicle, and the expected required power capacity of the secondary battery is determined based on the prediction result. The predicted required power capacity is variable depending on the predicted minimum outside temperature. For example, if the predicted minimum outside temperature is high, the predicted required power capacity decreases, and even if the remaining power capacity of the secondary battery is slightly lower. No charging is required. Further, even when the predicted minimum outside temperature is somewhat low and the predicted required power capacity is slightly increased, the charging amount can be reduced. On the other hand, when the predicted minimum outside air temperature is lower than the freezing point, it is necessary to ensure a sufficient remaining power capacity, so that the predicted required power capacity increases and sufficient charging is performed.
[0013]
【The invention's effect】
According to the present invention, the minimum outside air temperature is predicted from the positioning data of the vehicle and the date data, and the expected required electric power capacity of the secondary battery is determined based on the prediction result. Since the secondary battery is charged, excessive charging of the secondary battery is suppressed. Therefore, it is possible to shorten the time for generating power by operating the fuel cell, or to generate power at a low output, and it is possible to minimize the generation of noise due to the operation of the fuel cell.
[0014]
Also, at the time of restart, the required power capacity corresponding to the outside temperature is secured in the secondary battery, so that stable power can be supplied even before the warm-up is completed, and the restart must be performed reliably. Can be.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a vehicle power supply system to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0016]
(1st Embodiment)
FIG. 1 shows a basic configuration of a vehicle power supply system to which the present invention is applied. The vehicle power supply system includes a fuel cell stack 1, a fuel supply system for supplying hydrogen gas (or hydrogen rich gas) as fuel to the fuel cell stack 1, an air supply system for supplying air as oxidant, and a fuel cell. A humidifying unit for humidifying the stack 1 and a secondary battery 2 as an auxiliary power supply are provided. The driving motor 3 of the vehicle is driven by the power generated by the fuel cell stack 1 or by adding the power of the secondary battery 2 to the power generated by the fuel cell stack 1 as needed.
[0017]
The operation of the vehicle power supply system is controlled by the controller 4. Specifically, the controller 4 controls the fuel supply system and the air supply system based on the accelerator signal from the accelerator pedal 5, and controls the power generated by the fuel cell stack 1. Further, the controller 4 also controls the humidifying means and controls the charging and discharging of the secondary battery 2.
[0018]
In the above-described power supply system for a vehicle, the fuel cell stack 1 includes a power generation cell in which a fuel electrode to which hydrogen is supplied and an air electrode to which oxygen (air) is supplied are overlapped with an electrolyte / electrode catalyst composite interposed therebetween. Has a multi-layered structure, and converts chemical energy into electric energy by an electrochemical reaction. At the fuel electrode, when hydrogen is supplied, hydrogen is dissociated into hydrogen ions and electrons. The hydrogen ions pass through the electrolyte, and the electrons generate electric power through an external circuit and move to the air electrode. At the air electrode, oxygen in the supplied air reacts with the hydrogen ions and the electrons to produce water, which is discharged to the outside.
[0019]
As the electrolyte of the fuel cell stack 1, for example, a solid polymer electrolyte is used in consideration of high energy density, low cost, light weight, and the like. The solid polymer electrolyte is made of an ion (proton) conductive polymer membrane such as a fluororesin ion exchange membrane, and functions as an ion conductive electrolyte when saturated with water. In case 1, it is necessary to supply water and humidify. Therefore, the vehicle power supply system is provided with humidifying means for supplying humidifying water to the fuel cell stack 1.
[0020]
The humidifying means includes a humidifying water circulation path 11 for circulating pure water for humidification, a pure water tank 12 for storing pure water, a pure water pump 13 for circulating pure water in the pure water tank 12 to the humidifying water circulation path 11, and When the pure water in the pure water tank 12 is frozen, it is heated and thawed.
[0021]
In such a humidifying unit, water (pure water) generated by a chemical reaction of the fuel cell stack 1 is stored in a pure water tank 12 and supplied to the fuel cell stack 1 by a pure water pump 13. Is used for humidifying the solid polymer electrolyte of the fuel cell stack 1. Although the pure water stored in the pure water tank 12 freezes below the freezing point, the pure water tank 12 is provided with an electric heater 14, and the energized electric heater 14 causes the frozen pure water to thaw. The fuel cell stack 1 is used for humidifying the solid polymer electrolyte.
[0022]
The fuel supply system includes a high-pressure hydrogen tank 21 as a hydrogen supply source, a shutoff valve 22, a pressure reducing valve 23, a hydrogen flow control valve 24, a hydrogen supply pipe 25, a hydrogen circulation pipe 26, and an exhaust gas circulation pump 27. Then, the pressure of the hydrogen gas supplied from the high-pressure hydrogen tank 21 is reduced by the pressure reducing valve 23, the flow rate is adjusted by the hydrogen flow rate adjusting valve 24, the hydrogen gas is sent to the hydrogen supply pipe 25, and supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack 1. It is supposed to be. In the fuel cell stack 1, not all of the supplied hydrogen gas is consumed, and the remaining hydrogen gas (hydrogen gas discharged from the fuel cell stack 1) passes through the hydrogen circulation pipe 26 and is discharged by the exhaust gas circulation pump 27. The fuel gas is circulated, mixed with newly supplied hydrogen gas, and supplied to the fuel electrode of the fuel cell stack 1 again.
[0023]
On the other hand, the air supply system includes a compressor 31 for feeding air, an air supply pipe 32, and a pressure regulating valve 33. The air pressurized by the air compressor 31 is supplied to the air electrode of the fuel cell stack 1 via the air supply pipe 32. Here, the amount of air supplied to the fuel cell stack 1 can be adjusted by making the rotation speed of the compressor 31 variable, and receiving and changing the rotation speed command. Further, oxygen and other components in the air not consumed in the fuel cell stack 1 are discharged from the fuel cell stack 1 via the pressure regulating valve 33.
[0024]
Although hydrogen and air need to be supplied to the fuel cell stack 1 at equal pressures, the air pressure is controlled by a pressure regulating valve 33 installed downstream of the fuel cell stack 1. The supply amounts of hydrogen and air are determined based on an accelerator signal from the accelerator pedal 5. That is, the power generation request of the fuel cell stack 1 is determined from the torque request necessary for running the vehicle based on the accelerator signal, and the necessary hydrogen supply amount and air supply amount are determined accordingly.
[0025]
The secondary battery 2 serving as an auxiliary power source is charged with electric power generated by the fuel cell stack 1 or regenerative energy generated at the time of deceleration, and supplies electric power as needed. As the secondary battery 2, any secondary battery such as a lead storage battery, a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen secondary battery, and a lithium ion secondary battery can be used.
[0026]
In a vehicle (fuel cell vehicle) equipped with the above power supply system, the driving motor 3 is driven by the electric power generated by the fuel cell stack 1 and the electric power stored in the secondary battery 2, and the vehicle can run. For example, during steady running, the vehicle runs by supplying the power generated by the fuel cell stack 1 to the drive motor 3. When a large amount of electric power is required transiently, for example, during acceleration or a sudden increase in load, the electric power of the secondary battery 2 is supplied to the drive motor 3 in addition to the electric power of the fuel cell stack 1 to travel.
[0027]
In addition, the electric power of the secondary battery 2 activates the electric heater 14 at a low temperature, such as below freezing, at which the fuel cell stack 1 cannot generate electricity, thereby promoting warm-up of the fuel cell stack 1 and the power generation system including the fuel cell stack 1. Used to For example, when the water in the pure water tank 12 is frozen at the time of restart, the electric heater 14 is operated to defrost it. Further, even if the water is not frozen at the time of restart, the fuel cell stack 1 does not generate enough power or the power generation is not stable at low temperature startup, and in this case, the power stored in the secondary battery 2 It will run using.
[0028]
The remaining power capacity of the secondary battery 2 can be obtained by integrating the charge / discharge current value and time, and can be calculated by the controller 4 based on these values. During operation of the vehicle, the remaining power capacity of the secondary battery 2 decreases due to the use of power and increases due to recovery of regenerative energy. Therefore, in the vehicle power supply system, the remaining power capacity of the secondary battery 2 is constantly calculated by the controller 4. If the remaining power capacity of the secondary battery 2 decreases during operation, the power generated by the fuel cell stack 1 is reduced. Is obtained by adding the charge of the secondary battery 2 to the electric power required for traveling. As a result, the remaining power capacity of the secondary battery 2 is ensured during the operation of the vehicle.
[0029]
Further, when the operation of the vehicle is stopped, if the remaining power capacity of the secondary battery 2 is not sufficiently secured for restarting, the vehicle may not be able to start or run. Therefore, in the vehicle power supply system, when the operation of the vehicle is stopped, the shortage of the power capacity of the secondary battery 2 is compensated by charging with the power generated from the fuel cell stack 1 according to the flowchart shown in FIG. ing.
[0030]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing when charging the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped. When the operation of the vehicle is stopped and a key OFF signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (Step S1), the controller 4 checks the remaining power capacity of the secondary battery 2 (Step S2). Next, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S3), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has reached the threshold value. When there is no power generation, the power generation by the fuel cell stack 1 is continued and the power generation by the fuel cell stack 1 is continued until the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches a threshold value to charge the secondary battery 2. (Step S4). When the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold, the power generation by the fuel cell stack 1 is stopped (Step S5).
[0031]
In the charging process for the secondary battery 2 as described above, the expected required power capacity (threshold) is fixed in the related art, and the value is set in consideration of the worst condition. For example, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 is set to the power capacity that can be sufficiently started or run even when the outside air temperature at the time of restart is lower than freezing. However, when the outside air temperature at the time of restart does not become low, such as below freezing, the remaining power capacity of the secondary battery 2 is not required to be so large, and may not reach the threshold value set assuming the worst condition. When the battery is charged, the battery is charged more than necessary.
[0032]
Therefore, in the present invention, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 is made variable according to the minimum outside temperature predicted from the position of the vehicle and the current date and time (season). The minimum necessary charge is performed on the secondary battery 2. Specifically, the controller 4 predicts the minimum outside temperature from the positioning data and the date data, and determines the expected required power capacity based on the predicted minimum outside temperature. Then, only when the remaining power capacity of the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped is equal to or less than the expected required power capacity (threshold), the secondary battery 2 is charged by the power generation of the fuel cell stack 1. ing.
[0033]
FIG. 3 schematically shows an example of a vehicle power supply system to which the present invention is applied. In this example, the data from the clock 42 mounted on the vehicle is used as date data indicating the current date and time, and the position of the own vehicle is determined using a GPS (Global Positioning System) which is widely spread around the world. Is obtained. When the GPS is used, the positioning data of the vehicle can be obtained by receiving a radio signal from the GPS satellite 43 by the positioning data receiving unit 45 via the antenna 44. Here, the data from the clock 42 mounted on the vehicle is supplied to the controller 4 and used as date data. However, the positioning data receiver 45 and the controller 4 have a function as a clock. The watch 42 may be provided, in which case it is not necessary to separately mount the clock 42 on the vehicle.
[0034]
In the vehicle power supply system to which the present invention is applied as described above, when determining the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2, the control controller 4 first obtains the positioning data acquired when the operation of the vehicle is stopped. From the date data, the region and the date and time when the operation of the vehicle is stopped are specified. Then, the minimum outside air temperature at the time of restarting the system is predicted with reference to the weather data stored in the internal memory in advance. The weather data stored in the internal memory of the controller 4 has a data structure in which the average value of the minimum outside temperature in each region is described for each month as shown in Table 1, for example. When the vehicle can transmit and receive data to and from a data server or the like, such weather data may be received from the data server or the like and sequentially taken into the controller 4. .
[0035]
[Table 1]
It is predicted that the outside air temperature at the time of restarting the system after stopping the operation of the vehicle will be near the minimum outside temperature corresponding to the area where the operation of the vehicle has been stopped and the date and time. The minimum outside temperature is obtained by referring to the weather data stored in the internal memory of the controller 4. However, since the weather data referred to here is an average value of the lowest outside air temperature, the temperature may be lower than this. Therefore, it is preferable that the minimum outside air temperature at the time of restarting the system is predicted to be several degrees lower than the minimum outside air temperature derived from the weather data, whereby the reliability at the time of restarting the system can be further improved. .
[0036]
The remaining power capacity required for the secondary battery 2 depends on the outside air temperature at the time of restarting the system. As shown in FIG. The capacity is small, and if the outside air temperature at the time of restarting the system is low, the secondary battery 2 needs a large remaining power capacity. Therefore, in the vehicle power supply system to which the present invention is applied, the minimum outside temperature predicted by the above-described method based on the positioning data and the date data acquired when the vehicle is stopped, and the relationship shown in FIG. A threshold (expected required power capacity) of the remaining power capacity of the secondary battery 2 to be secured when the operation of the secondary battery is stopped is determined. Then, it is determined whether or not the secondary battery 2 needs to be charged based on the threshold value, and only when necessary, charging is performed until the secondary battery 2 reaches the threshold value.
[0037]
For example, in summer near Tokyo, the minimum outside air temperature is around 15 ° C., and the system can be restarted even if the remaining power capacity of the secondary battery 2 is low. is there. In the winter near Tokyo, the minimum temperature is around −5 ° C., and it is necessary to secure the remaining power capacity of the secondary battery 2 to some extent. However, the charge amount can be smaller than in a cold region. On the other hand, in Hokkaido in winter, the minimum temperature is around −15 ° C., and it is necessary to sufficiently secure the remaining power capacity of the secondary battery 2. Therefore, when the operation of the vehicle is stopped in such a cold region, the secondary battery 2 is sufficiently charged to prepare for the restart of the system. In this way, by optimizing the charge amount after the stop while ensuring the reliability at the time of restart, it is possible to minimize the noise generation due to the operation of the fuel cell stack 1.
[0038]
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of processing when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system to which the present invention is applied. When the operation of the vehicle is stopped and a key-off signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S11), the controller 4 obtains date data from the clock 42 (step S12) and performs GPS positioning. The positioning data is acquired from the data receiver 45 (Step S13). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside air temperature corresponding to the area where the operation of the vehicle is stopped and the date and time (step S14).
[0039]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S15). Further, the controller 4 checks the remaining power capacity of the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped (Step S16). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S17), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, without stopping the power generation by the fuel cell stack 1, the power generation by the fuel cell stack 1 is continued until the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value, and the secondary battery 2 is charged ( Step S18). When the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold, the power generation by the fuel cell stack 1 is stopped (Step S19).
[0040]
As described above, in the vehicle power supply system to which the present invention is applied, when the operation of the vehicle is stopped, the minimum outside air temperature at the time of system restart is predicted based on the positioning data and the date data of the vehicle, Since the predicted required power capacity of the secondary battery 2 is determined based on the predicted minimum outside temperature, if the outside temperature at the time of restarting the system is predicted to be relatively high, for example, The required remaining power capacity (threshold) of the secondary battery 2 can be reduced to prevent unnecessary charging of the secondary battery 2. Therefore, power generation by the fuel cell stack 1 after the operation of the vehicle is stopped can be minimized, and noise generation due to power generation by the fuel cell stack 1 can be suppressed as much as possible.
[0041]
(Second embodiment)
The present embodiment always calculates the expected required power capacity of the secondary battery based on the minimum outside temperature predicted from the positioning data and the date data not only when the vehicle is stopped but also when the vehicle is running. If the remaining power capacity of the secondary battery falls below the expected required power capacity, the remaining power capacity of the secondary battery is generated by the fuel cell in addition to the power required for driving the vehicle, as well as the power for the charge. The power is adjusted to be close to the expected required power capacity. Since the configuration of the vehicle power supply system is the same as that of the first embodiment (see FIGS. 1 and 3), illustration and detailed description are omitted here.
[0042]
In the vehicle power supply system according to the present embodiment, the controller 4 acquires the positioning data and the date data while the vehicle is traveling, predicts the minimum outside temperature near the traveling location, and calculates the minimum outside temperature of the vehicle from the minimum outside temperature. The expected required power capacity of the secondary battery 2 that will be required when the operation is stopped is constantly calculated. When the remaining power capacity of the secondary battery 2 is smaller than the calculated expected required power capacity, the power obtained by adding the power required for running the vehicle to the power required for charging the secondary battery 2 is calculated as: The fuel cell stack 1 generates power. As a result, when the operation of the vehicle is stopped, the remaining power capacity required when the system is restarted is secured in the secondary battery 2, and there is no need to charge the secondary battery 2 after the operation of the vehicle is stopped. Therefore, noise generation due to the power generation of the fuel cell stack 1 is suppressed. When the operation of the vehicle is stopped, the remaining power capacity of the secondary battery 2 is checked again in the same manner as in the first embodiment, and the remaining power capacity of the secondary battery 2 is estimated to be the required power capacity (threshold) at that location. If not, additional charging may be performed.
[0043]
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing for charging the secondary battery 2 in the vehicle power supply system of the present embodiment. When the operation of the vehicle is started and a key ON signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S21), the controller 4 acquires date data from the clock 42 (step S22) and performs positioning of the GPS. The positioning data is acquired from the data receiver 45 (Step S23). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside temperature corresponding to the area where the vehicle is currently running and the date and time (step S24).
[0044]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S25). Further, the controller 4 checks the current remaining power capacity of the secondary battery 2 (step S26). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S27), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, the fuel cell stack 1 is generated by adding the power required for traveling to the power required for the charging of the secondary battery, and the secondary battery 2 is charged until the remaining power capacity reaches the threshold (step S28). When the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value, the amount of power generated by the fuel cell stack 1 is reduced to the power required for running the vehicle, and the process returns to step S22 to repeat the above processing.
[0045]
As described above, in the vehicle power supply system of the present embodiment, the expected required power capacity of the secondary battery 2 is constantly calculated while the vehicle is traveling, and the estimated required power capacity calculated by the remaining power capacity of the secondary battery 2 is calculated. When the fuel cell stack 1 falls below, the fuel cell stack 1 generates extra power to charge the secondary battery 2, so that when the operation of the vehicle is stopped, the remaining power capacity necessary for restarting the system is substantially secured in the secondary battery 2. It is to be. Therefore, in this vehicle power supply system, it is not necessary to charge the secondary battery 2 after stopping the operation of the vehicle, or the amount of charge to the secondary battery 2 can be reduced, and the noise caused by the power generation of the fuel cell stack 1 can be reduced. Generation can be suppressed as much as possible.
[0046]
(Third embodiment)
The present embodiment uses a navigation system, acquires position information of an area set as a destination in the navigation system as positioning data, and, based on the minimum outside temperature predicted from the positioning data and the date data, The expected required power capacity of the secondary battery when the vehicle is stopped and restarted in the area set as the destination is calculated, and when the remaining power capacity of the secondary battery falls below the expected required power capacity, Is configured such that the remaining power capacity of the secondary battery is adjusted to be close to the expected required power capacity by generating the charged power in addition to the power required for driving the vehicle by the fuel cell. is there. Since the configuration of the vehicle power supply system is the same as that of the first embodiment (see FIGS. 1 and 3), illustration and detailed description are omitted here. However, in the present embodiment, a navigation system is used as the positioning data receiver 45.
[0047]
In the vehicle power supply system according to the present embodiment, the controller 4 acquires the position information of the destination set in the navigation system (positioning data receiver 45) as the positioning data, and acquires the date data during traveling of the vehicle. A minimum outside temperature in a region set as a destination, and calculating an expected required power capacity of the secondary battery 2 that would be required when the vehicle is stopped near the destination from the minimum outside temperature. I am trying to do it. When the remaining power capacity of the secondary battery 2 is smaller than the calculated expected required power capacity, the power obtained by adding the power required for running the vehicle to the power required for charging the secondary battery 2 is calculated as: The fuel cell stack 1 generates power. As a result, when the vehicle is stopped near the destination, the rechargeable battery 2 has the remaining power capacity required at the time of system restart, and the rechargeable battery 2 is charged after the operation of the vehicle is stopped. Need not be performed, and the generation of noise due to the power generation of the fuel cell stack 1 is suppressed. When the operation of the vehicle is stopped, the remaining power capacity of the secondary battery 2 is checked again in the same manner as in the first embodiment, and the remaining power capacity of the secondary battery 2 is estimated to be the required power capacity (threshold) at that location. If not, additional charging may be performed.
[0048]
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of processing for charging the secondary battery 2 in the vehicle power supply system of the present embodiment. When driving of the vehicle is started and a key ON signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S31), the controller 4 obtains date data from the clock 42 (step S32) and the navigation system (step S32). The position information of the destination set in the positioning data receiver 45) is acquired as positioning data (step S33). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside temperature corresponding to the area set as the destination and the date and time (step S34).
[0049]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S35). Further, the controller 4 checks the current remaining power capacity of the secondary battery 2 (step S36). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S37), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, the fuel cell stack 1 is generated by adding the power required for traveling to the power required for charging the secondary battery, and the secondary battery 2 is charged until the remaining power capacity reaches the threshold (step S38). When the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value, the amount of power generated by the fuel cell stack 1 is reduced to the power required for running the vehicle, and the process returns to step S32 to repeat the above processing.
[0050]
As described above, in the vehicle power supply system of the present embodiment, the expected required power capacity of the secondary battery 2 when the vehicle is stopped at the destination set in the navigation system is constantly calculated, and the When the remaining power capacity falls below the calculated required power capacity, the fuel cell stack 1 is additionally generated to charge the secondary battery 2 so that when the vehicle is stopped at the destination, the system restarts. The required remaining power capacity is set to a state in which the secondary battery 2 is almost secured. Therefore, in this vehicle power supply system, it is not necessary to charge the secondary battery 2 after stopping the operation of the vehicle, or the amount of charge to the secondary battery 2 can be reduced, and the noise caused by the power generation of the fuel cell stack 1 can be reduced. Generation can be suppressed as much as possible.
[0051]
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, a noise detecting means for detecting the noise around the vehicle is installed, and the operation state of the fuel cell is changed according to the ambient noise when the secondary battery is charged. The basic configuration of the vehicle power supply system is the same as that of the first embodiment described above (see FIG. 1). However, in the vehicle power supply system of the present embodiment, as shown in FIG. A microphone 51 is provided as a means. When the operation of the vehicle is stopped, noise around the vehicle is detected by the microphone 51 and supplied to the controller 4.
[0052]
In the vehicle power supply system of the present embodiment, when charging the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped, according to the noise level around the vehicle detected by the microphone 51, the controller 4 The operating state of the battery stack 1 is controlled. As shown in FIG. 9, the level of noise generated when the fuel cell stack 1 generates power changes according to the operating state of the fuel cell stack 1, and the higher the output of the fuel cell stack 1, the greater the noise. Therefore, the controller 4 operates the fuel cell stack 1 with low noise (low output) in a place where the noise level detected by the microphone 51 is low, that is, in a quiet place, and in a place where the noise level detected by the microphone 51 is high. That is, in a noisy place, the fuel cell stack 1 is operated at a high output so that the 2:00 battery 2 can be efficiently charged in a short time.
[0053]
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of processing when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system of the present embodiment. When the operation of the vehicle is stopped and a key OFF signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S41), the controller 4 acquires date data from the clock 42 (step S42) and receives positioning data. The positioning data is acquired from the device 45 (step S43). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside temperature corresponding to the area where the operation of the vehicle has been stopped and the date and time (step S44).
[0054]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S45). Further, the controller 4 checks the remaining power capacity of the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped (Step S46). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S47), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, the noise around the vehicle is detected using the microphone 51 (step S48). Then, the operation state of the fuel cell stack 1 is determined according to the noise level around the vehicle detected by the microphone 51 (step S49), and the operation state is determined until the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value. Then, the power generation by the fuel cell stack 1 is continued to charge the secondary battery 2 (step S50). Then, when the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold, the power generation by the fuel cell stack 1 is stopped (step S51).
[0055]
As described above, in the vehicle power supply system according to the present embodiment, when the rechargeable battery 2 needs to be charged when the operation of the vehicle is stopped, the operation state of the fuel cell stack 1 is changed according to the noise around the vehicle. Since the noise caused by the operation of the fuel cell stack 1 rarely causes a problem in a place where the surrounding noise is large, the fuel cell stack 1 is operated at a high output. Accordingly, in this case, charging of the secondary battery 2 can be performed efficiently, and the amount of hydrogen consumed in the fuel cell stack 1 is optimized to obtain charging power for the secondary battery 2 with good fuel efficiency. Can be. Further, in the vehicle power supply system of the present embodiment, the fuel cell stack 1 is operated at a low output in a place where the noise around the vehicle is small, so that the noise accompanying the operation of the fuel cell stack 1 is suppressed to a low level. Thus, the secondary battery 2 can be charged while maintaining quietness.
[0056]
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, a notifying means that can be recognized by the occupant of the vehicle is installed in the vehicle, and when the secondary battery is being charged, this is notified to the occupant of the vehicle by the notifying means. Things. The basic configuration of the vehicle power supply system is the same as that of the first embodiment described above (see FIG. 1). However, in the vehicle power supply system of the present embodiment, as shown in FIG. When the secondary battery 2 is being charged, the pilot lamp 52 is lit to indicate that the secondary battery 2 is being charged. This is notified to the occupants of the vehicle.
[0057]
FIG. 12 is a flowchart illustrating a flow of processing when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system of the present embodiment. When the operation of the vehicle is stopped and a key-off signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S61), the controller 4 acquires date data from the clock 42 (step S62) and receives positioning data. The positioning data is acquired from the device 45 (step S63). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside air temperature corresponding to the area where the operation of the vehicle has been stopped and the date and time (step S64).
[0058]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S65). Further, the controller 4 checks the remaining power capacity of the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped (Step S66). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold value) (step S67), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, the pilot lamp 52 is turned on (step S68), and the power generation by the fuel cell stack 1 is continued until the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value to charge the secondary battery 2 (step S68). Step S69). When the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold, the pilot lamp 52 is turned off (step S70), and the power generation by the fuel cell stack 1 is stopped (step S71).
[0059]
As described above, in the vehicle power supply system according to the present embodiment, the pilot lamp 52 is turned on when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped. Even when the operation of the fuel cell stack 1 is continued, it is possible to make the occupant of the vehicle recognize that this operation is for charging the secondary battery 2, and the operation of the fuel cell stack 1 is continued. As a result, the inconvenience of the occupant of the vehicle feeling uncomfortable can be effectively avoided.
[0060]
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, the secondary battery can be charged using an external power supply. When the secondary battery needs to be charged when the operation of the vehicle is stopped, the secondary battery can be charged using the external power supply. In this technology, charging by operation of a fuel cell is stopped, and charging by an external power supply is prioritized. The basic configuration of the vehicle power supply system is the same as that of the above-described first embodiment (see FIG. 1). However, in the vehicle power supply system of the present embodiment, as shown in FIG. Is connected to the secondary battery 2 by using the charging mechanism 53.
[0061]
FIG. 14 is a flowchart illustrating a flow of processing when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system of the present embodiment. When the operation of the vehicle is stopped and a key-off signal is supplied from the ignition switch 6 to the controller 4 (step S81), the controller 4 acquires date data from the clock 42 (step S82) and receives positioning data. The positioning data is acquired from the device 45 (step S83). Then, the controller 4 refers to the weather data stored in the internal memory and predicts the minimum outside temperature corresponding to the area where the operation of the vehicle has been stopped and the date and time (step S84).
[0062]
Next, the controller 4 determines the remaining power capacity to be secured in the secondary battery 2 based on the predicted minimum outside temperature, that is, the expected required power capacity (threshold) of the secondary battery 2 (step). S85). Further, the controller 4 checks the remaining power capacity of the secondary battery 2 when the operation of the vehicle is stopped (Step S86). Then, the controller 4 compares the remaining power capacity of the secondary battery 2 with the expected required power capacity (threshold) (step S87), and the remaining power capacity of the secondary battery 2 has not reached the threshold value. In this case, the presence or absence of charging using the external power source is checked (step S88), and only when the charging using the external power source is not performed, the power generation by the fuel cell stack 1 is continued to recharge the secondary battery 2. The secondary battery 2 is charged until the remaining power capacity reaches the threshold (step S89). Then, when the remaining power capacity of the secondary battery 2 reaches the threshold value, the power generation by the fuel cell stack 1 is stopped (step S90). On the other hand, when the charging using the external power supply is performed, the power generation by the fuel cell stack 1 is immediately stopped (step S90), and the charging from the external power supply to the secondary battery 2 is performed using the charging mechanism 53.
[0063]
As described above, in the vehicle power supply system according to the present embodiment, the operation of the fuel cell stack 1 is stopped when the secondary battery 2 needs to be charged when the operation of the vehicle is stopped and charging using an external power supply can be performed. Since priority is given to charging by an external power supply, generation of noise due to operation of the fuel cell stack 1 can be suppressed as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a vehicle power supply system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing when the secondary battery 2 is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a vehicle power supply system according to the first embodiment;
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an outside air temperature and a remaining power capacity required for a secondary battery.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of processing when the secondary battery is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system according to the first embodiment;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of processing for charging a secondary battery in the vehicle power supply system according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of processing for charging a secondary battery in the vehicle power supply system according to the third embodiment.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a vehicle power supply system according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an operation state of the fuel cell stack and a noise level.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of processing when a secondary battery is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system according to the fourth embodiment.
FIG. 11 is a diagram schematically showing a vehicle power supply system according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a flow of a process when the secondary battery is charged when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system according to the fifth embodiment.
FIG. 13 is a diagram schematically showing a vehicle power supply system according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a flow of processing when charging a secondary battery when the operation of the vehicle is stopped in the vehicle power supply system according to the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Fuel cell stack
2 Secondary battery
3 Drive motor
4 Control controller
42 clock
44 antenna
45 Positioning data receiver
51 microphone
52 Pilot lamp
53 Charging mechanism
