JP2004311090A - 燃料電池システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成のもとに、起動時における平滑用コンデンサの破壊防止を実現する。
【解決手段】燃料電池車両において、接続器１３におけるメインリレー１３ａは、起動時には、開放されてインバータ１５と二次電池１２とを遮断している。そして、車両コントローラ２０は、第１電圧センサ１７によって検出された二次電池１２の出力電圧Ｖ１と第２電圧センサ１８によって検出されたＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧Ｖ２との差異が所定値以内になった場合には、メインリレー１３ａを閉塞させてインバータ１５と二次電池１２とを接続させる。これにより、燃料電池車両においては、起動時に電解コンデンサ１５ａに印加される電圧を低くすることができ、安価な構成のもとに、起動時における電解コンデンサ１５ａの破壊を防止することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば燃料電池車両に搭載され、走行トルクを発生させる駆動モータなどに電力供給をするために、当該駆動モータなどに燃料電池や二次電池から電力供給をする燃料電池システムを制御する燃料電池システムの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料電池を用いた燃料電池システムとしては、インバータを介して負荷であるモータに対して電力を供給する電源として、モータに対して二次電池と燃料電池とを並列に接続した技術が下記の特許文献１などにて知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４６３０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の燃料電池システムにおいては、燃料電池や二次電池からの電力供給を受けるインバータの入力端に、平滑用コンデンサが接続されているので、システムの起動時に電源と平滑用コンデンサとが接続されることにより、平滑用コンデンサに瞬間的に高電圧が印加され、平滑用コンデンサが破壊されてしまう事態を招来するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、安価な構成で、システムの起動時における平滑用コンデンサの破壊防止を実現することができる燃料電池システムの制御装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、システムの起動時には、電力変換手段と二次電池との間を接続又は遮断する接続手段を開状態に制御して電力変換手段と二次電池とを遮断しており、二次電池の出力電圧と電圧変換手段の出力電圧との差異が所定値以内になった場合には、接続手段を閉状態に制御して電力変換手段と二次電池とを接続させることで、上述の課題を解決する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係る燃料電池システムの制御装置によれば、システムの起動時には、二次電池による高電圧が電力変換手段へと印加されないので、安価な構成で、電力変換手段の破壊を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
この実施の形態は、負荷として搭載された駆動モータや補機等に電力供給することによって、駆動モータに駆動トルクを発生させて走行する燃料電池車両について説明したものである。この燃料電池車両は、システムの起動時には後述するメインリレーをオン状態とせずに二次電池とインバータとを遮断したまま燃料電池スタックを起動し、燃料電池スタックの発生した電力を制御するＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータの出力電圧に応じてインバータに設けられた電解コンデンサの蓄電を行うものである。そして、この燃料電池車両は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧と二次電池の出力電圧との差異が所定値以内となった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止すると共にメインリレーを閉塞させてオン状態とし、二次電池とインバータ内に設けられた電解コンデンサとを接続し、二次電池の出力電圧によって電解コンデンサの蓄電を行うものである。
【００１０】
［燃料電池車両の構成］
燃料電池車両は、図１に示すように、当該燃料電池車両の主電源であって、発電反応を発生させるための水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとが供給されることによって発電する燃料電池スタック１を備える。この燃料電池スタック１は、固体高分子電解質を挟んで、酸化剤ガスを供給する空気極と燃料ガスを供給する水素極とを対設した燃料電池セル構造体をセパレータで挟持し、セル構造体を複数積層することによって構成されている。
【００１１】
また、燃料電池車両は、燃料電池スタック１を発電させるために必要な補機１１の動作を制御して燃料電池スタック１の発電反応を制御する燃料電池コントローラ（Ｆ／Ｃ）２を備える。この燃料電池コントローラ２は、例えば図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部に、駆動モータ１６や補機１１などの負荷に対して電力供給を行う一連の処理手順を記述した燃料電池起動プログラムを格納し、当該燃料電池起動プログラムを図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって実行することにより、各部を制御する。そして、燃料電池コントローラ２は、燃料電池スタック１の起動が完了した旨を示す起動完了信号を車両コントローラ（Ｖ／Ｃ）２０に伝達する。
【００１２】
この燃料電池車両において、酸化剤ガスとしての空気は、燃料電池コントローラ２が補機１１を制御することに従って、補機１１を構成するコンプレッサモータによって駆動されて外気を取り込むエアコンプレッサといった空気供給系から圧送されることで、燃料電池スタック１に供給される。この空気は、燃料電池スタック１の発電反応に使用され、余剰分が燃料電池スタック１から排出される。一方、燃料ガスは、例えば高圧水素貯蔵タンク等の水素供給系に蓄積され、燃料電池コントローラ２の制御に従って、圧力調整されて燃料電池スタック１に供給される。この燃料ガスは、空気と共に燃料電池スタック１の発電反応に使用され、余剰分が燃料電池スタック１から排出される。
【００１３】
つぎに、燃料電池車両の電気系の構成について説明する。
【００１４】
燃料電池車両は、上述した燃料電池スタック１及び燃料電池コントローラ２、補機１１の他に、燃料電池スタック１の発電電力を充電し且つ燃料電池スタック１に対するパワーアシストを行う二次電池１２と、この二次電池１２の出力端に取り付けられた接続器１３と、燃料電池スタック１から出力された直流電圧を二次電池１２の電圧に合わせるように変換する電圧変換手段であるＤＣ／ＤＣコンバータ１４と、このＤＣ／ＤＣコンバータ１４から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換手段であるインバータ１５と、車両走行トルクを発生させる駆動モータ１６と、二次電池１２の出力電圧Ｖ１を検出する第１電圧センサ１７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に内蔵され当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧Ｖ２を検出する第２電圧センサ１８と、後述する車両コントローラ２０に二次電池１２の電圧情報を送るバッテリコントローラ（Ｂ／Ｃ）１９と、少なくともＤＣ／ＤＣコンバータ１４の起動制御及び接続器１３の制御を行う車両コントローラ２０とを備える。
【００１５】
補機１１は、燃料電池スタック１の発電に必要な各種機器であり、例えば上述した空気供給系におけるコンプレッサモータ等が含まれる。
【００１６】
二次電池１２は、インバータ１５に対し、接続器１３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１４と並列に接続される。この二次電池１２は、燃料電池スタック１によって発電された余剰電力及び当該燃料電池車両が減速する際の駆動モータ１６による回生電力を蓄積するために設けられる。また、二次電池１２は、駆動モータ１６で消費される走行電力を賄うのに十分な発電が燃料電池スタック１によって行われなかった場合には、放電して駆動モータ１６に給電し、不足電力を補う。なお、図１においては、二次電池１２が補機１１に給電しない構成となっているが、補機１１によって消費される補機電力を賄うのに十分な発電が燃料電池スタック１で行われなかった場合には、補機１１にも給電して不足電力を補うようにしてもよい。
【００１７】
接続器１３は、二次電池１２からインバータ１５に電力供給するための電力供給ラインに設けられる。この接続器１３には、車両コントローラ２０の制御に従ってオン／オフ動作することによって、二次電池１２とインバータ１５及び駆動モータ１６とを接続又は遮断するメインリレー１３ａが設けられる。また、この接続器１３には、安全器として、メインリレー１３ａの二次電池１２側にヒューズ１３ｂが設けられる。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、二次電池１２を充電するために、燃料電池スタック１から出力された直流電圧を二次電池１２側の電圧に合わせるように電圧変換する。また、このＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、駆動モータ１６に電力を供給するために、燃料電池スタック１が発生する直流電圧を二次電池１２が発生する直流電圧に降圧する。
【００１９】
このＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、システムの起動時、すなわち駆動モータ１６への電力供給開始時に、出力電圧Ｖ２が予め設定された電圧上昇カーブにしたがって昇圧するように制御される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４内の図示しない回路において、出力電圧Ｖ２と二次電池１２の出力電圧Ｖ１とを比較して差異を演算し、この差異が所定値以内となった場合には、出力を停止すると共に、メインリレー１３ａをオン状態とすることを示すリレーオン信号を車両コントローラ２０に送信する。
【００２０】
インバータ１５は、燃料電池スタック１からＤＣ／ＤＣコンバータ１４を介して供給される直流電力を交流電力に変換し、変換して得られた交流電力を駆動モータ１６に供給することにより、駆動モータ１６を駆動させる。このインバータ１５には、燃料電池スタック１から供給される直流電力を交流に変換する際の電圧安定化のために、平滑用の電解コンデンサ１５ａが電力の入力端であるＤＣ／ＤＣコンバータ１４及び二次電池１２側に設けられる。
【００２１】
第１電圧センサ１７は、二次電池１２の電力出力端に設けられ、当該二次電池１２の出力電圧Ｖ１を検出する。この第１電圧センサ１７により検出された出力電圧Ｖ１は、バッテリコントローラ１９によって読み込まれる。
【００２２】
第２電圧センサ１８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の電力出力端に内蔵され、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧Ｖ２を検出する。この第２電圧センサ１８により検出された出力電圧Ｖ２は、車両コントローラ２０によって読み込まれる。
【００２３】
バッテリコントローラ１９は、第１電圧センサ１７によって検出された二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報を取得すると、この電圧情報を車両コントローラ２０に送信する。また、このバッテリコントローラ１９は、駆動モータ１６を駆動するときに、二次電池１２の充電率を監視して、当該充電率に基づいて放電可能電力や充電可能電力を演算し、充電率が所定の範囲内となるように二次電池１２の充放電電力を制御する。
【００２４】
車両コントローラ２０は、バッテリコントローラ１９から送られた二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報を取得すると、この電圧情報をＤＣ／ＤＣコンバータ１４に送り、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧Ｖ２を制御する。そして、車両コントローラ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４からリレーオン信号が送られると、接続器１３のメインリレー１３ａの閉状態を制御して、二次電池１２とインバータ１５とを接続状態にする。
【００２５】
このような各部を備える燃料電池車両は、駆動モータ１６への電力供給を開始するときに、燃料電池コントローラ２、バッテリコントローラ１９、及び車両コントローラ２０により、それぞれ以下に示す制御を行うことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御し、インバータ１５における電解コンデンサ１５ａへの蓄電を制御する。
【００２６】
［燃料電池車両の動作］
まず、燃料電池車両においては、駆動モータ１６への電力供給を停止している初期状態において、接続器１３におけるメインリレー１３ａが開放されており、二次電池１２とインバータ１５とが遮断されている。
【００２７】
この状態において、車両コントローラ２０（Ｖ／Ｃ）は、図２に示すように、ステップＳ１１において、操作者によるイグニションキー操作によって当該燃料電池車両のＩＧＮスイッチがオン状態とされるまで待機状態とされ、ＩＧＮスイッチがオン状態とされると、ステップＳ１２において、燃料電池コントローラ２（Ｆ／Ｃ）に起動要求信号Ｃ１を送信して燃料電池スタック１の起動要求を行う。
【００２８】
これに対して、燃料電池コントローラ２は、ステップＳ３１において、車両コントローラ２０から起動要求信号Ｃ１を受信したか否かを判定する。ここで、燃料電池コントローラ２は、車両コントローラ２０から起動要求信号Ｃ１を受信するまで待機状態とされる一方で、車両コントローラ２０から起動要求信号Ｃ１を受信した場合には、ステップＳ３２において補機１１を作動させる。
【００２９】
続いて、燃料電池コントローラ２は、ステップＳ３３において、燃料電池スタック１の起動が完了したか否かを判定する。ここで、燃料電池コントローラ２は、燃料電池スタック１の起動が完了していないと判定した場合には、起動が完了するまで待機状態とされる一方で、燃料電池スタック１が発電可能な状態になって起動が完了した場合には、ステップＳ３４において、燃料電池スタック１の起動が完了した旨を示す起動完了信号Ｃ２を車両コントローラ２０に送信する。これにより、燃料電池スタック１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に電力供給を開始する。
【００３０】
これに対して、車両コントローラ２０は、ステップＳ１３において、燃料電池コントローラ２から起動完了信号Ｃ２を受信したか否かを判定する。ここで、車両コントローラ２０は、燃料電池コントローラ２から起動完了信号Ｃ２を受信するまで待機状態とされる一方で、燃料電池コントローラ２から起動完了信号Ｃ２を受信した場合には、ステップＳ１４において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に所定の起動要求信号を送信して起動要求を行う。これにより、燃料電池車両においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が起動し、燃料電池スタック１の発電電力のみによってインバータ１５における電解コンデンサ１５ａへの蓄電が開始される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４では、後述する図４に示すような特性にて徐々に出力電圧Ｖ２を上昇させながら、インバータ１５に電力供給をする。
【００３１】
続いて、車両コントローラ２０は、ステップＳ１５において、バッテリコントローラ１９（Ｂ／Ｃ）に電圧情報要求信号Ｃ３を送信して二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報を要求する。
【００３２】
これに対して、バッテリコントローラ１９は、ステップＳ５１において、車両コントローラ２０から電圧情報要求信号Ｃ３を受信したか否かを判定する。ここで、バッテリコントローラ１９は、車両コントローラ２０から電圧情報要求信号Ｃ３を受信するまで待機状態とされる一方で、車両コントローラ２０から電圧情報要求信号Ｃ３を受信した場合には、ステップＳ５２において、第１電圧センサ１７によって検出された二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報を読み取り、ステップＳ５３において、この電圧情報Ｃ４を車両コントローラ２０に送信する。
【００３３】
一方、車両コントローラ２０は、ステップＳ１６において、バッテリコントローラ１９から二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報Ｃ４を受信したか否かを判定する。ここで、車両コントローラ２０は、バッテリコントローラ１９から電圧情報Ｃ４を受信するまで待機状態とされる一方で、バッテリコントローラ１９から電圧情報Ｃ４を受信した場合には、ステップＳ１７において、この電圧情報Ｃ４をＤＣ／ＤＣコンバータ１４に送信する。
【００３４】
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、インバータ１５に出力する出力電圧Ｖ２と二次電池１２の出力電圧Ｖ１との比較を開始する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４では、二次電池１２の出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差異を演算して、当該差異が所定値以内となったらリレーオン信号を送信することになる。
【００３５】
続いて、車両コントローラ２０は、図３に示すように、ステップＳ１８において、接続器１３におけるメインリレー１３ａをオン状態とする旨を示すリレーオン信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１４から受信したか否かを判定する。ここで、車両コントローラ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４からリレーオン信号を受信していない場合には、図２中ステップＳ１５からの処理を繰り返す。一方、車両コントローラ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４からリレーオン信号を受信した場合には、図３中ステップＳ１９に処理を移行し、メインリレー１３ａにリレーオン信号を送信し、二次電池１２とインバータ１５とを接続させ、二次電池１２からの出力電力のみによってインバータ１５における電解コンデンサ１５ａへの蓄電を継続する。
【００３６】
そして、車両コントローラ２０は、ステップＳ２０において、操作者によるイグニションキー操作によってＩＧＮスイッチがオフ状態とされるまで待機状態とされ、ＩＧＮスイッチがオフ状態とされると、ステップＳ２１において、燃料電池コントローラ２に終了要求信号Ｃ５を送信して燃料電池スタック１の起動を終了させるための要求を行うと共に、ステップＳ２２において、バッテリコントローラ１９に電圧要求終了信号Ｃ６を送信して電圧情報Ｃ４の要求を終了し、一連の処理を終了する。
【００３７】
一方、燃料電池コントローラ２は、図２中ステップＳ３４にて起動完了信号Ｃ２を車両コントローラ２０に対して送信すると、図３中ステップＳ３５において、車両コントローラ２０から終了要求信号Ｃ５を受信したか否かを判定する。ここで、燃料電池コントローラ２は、車両コントローラ２０から終了要求信号Ｃ５を受信するまで待機状態とされる一方で、車両コントローラ２０から終了要求信号Ｃ５を受信した場合には、ステップＳ３６において、燃料電池スタック１や補機１１等の作動を停止させる終了処理を行う。
【００３８】
そして、燃料電池コントローラ２は、ステップＳ３７において、燃料電池スタック１の終了処理が終了したか否かを判定し、終了した旨を確認すると、そのまま一連の処理を終了する。
【００３９】
また、バッテリコントローラ１９は、図３中ステップＳ５４において、車両コントローラ２０から電圧要求終了信号Ｃ６を受信したか否かを判定する。ここで、バッテリコントローラ１９は、車両コントローラ２０から電圧要求終了信号Ｃ６を受信するまでは、図２中ステップＳ５２及びステップＳ５３の処理を繰り返し、車両コントローラ２０からの要求に応じて電圧情報Ｃ４を送信し続ける一方で、車両コントローラ２０から電圧要求終了信号Ｃ６を受信した場合には、車両コントローラ２０に電圧情報Ｃ４の送信を終了し、一連の処理を終了する。
【００４０】
燃料電池車両においては、燃料電池コントローラ２、バッテリコントローラ１９、及び車両コントローラ２０が、それぞれ、このような一連の制御を行うことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を制御し、インバータ１５における電解コンデンサ１５ａへの蓄電を制御することができる。
【００４１】
［ＤＣ／ＤＣコンバータの出力制御内容］
つぎに、この燃料電池車両によるＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧の制御について説明する。
【００４２】
燃料電池車両においては、図２中ステップＳ１４にて車両コントローラ２０からの起動要求があると、上述したように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が起動する。
【００４３】
このＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、予め設定された電圧上昇カーブ、例えば図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）に示すような電圧上昇カーブにしたがって、出力電圧Ｖ２が０Ｖから徐々に上昇するよう制御される。すなわち、電圧上昇カーブとしては、図４（Ａ）に示すように、時間に対して線形的に上昇するもの、図４（Ｂ）に示すように、時間に対して階段状に上昇するもの、図４（Ｃ）に示すように、時間に対して２次関数的に上昇するもの等が考えられる。なお、時間Ｃは、電解コンデンサ１５ａを蓄電するのに許容される規定時間であり、電圧範囲Ｂは、二次電池１２の出力電圧Ｖ１がとり得る電圧範囲である。
【００４４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１４では、起動時間と電流許容値とに基づいて電圧上昇カーブが決定しておき、出力電圧Ｖ２を監視する電圧監視回路を使用して、図４に示すような電圧上昇カーブに従って電力出力をする。なお、このようなＤＣ／ＤＣコンバータ１４の出力電圧Ｖ２を必要に応じて可変とする制御は、特開平１０−８９２１２号公報に記載されている点火用コンデンサの充電方法等にて紹介されており、電圧上昇カーブの例として参考にすることができる。
【００４５】
燃料電池車両においては、上述したように、初期状態では接続器１３におけるメインリレー１３ａがオン状態とされず、二次電池１２とコンデンサ１５とが遮断されているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が起動されると、燃料電池スタック１からの出力のみによって電解コンデンサ１５ａへの蓄電が開始される。
【００４６】
そして、燃料電池車両においては、図２中ステップＳ１７にて車両コントローラ２０からＤＣ／ＤＣコンバータ１４に二次電池１２の出力電圧Ｖ１を示す電圧情報Ｃ４の送信があると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、内蔵された第２電圧センサ１８によって検出された出力電圧Ｖ２と出力電圧Ｖ１とを比較し、その差異を演算する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、演算した差異が所定値よりも大きい場合には、電力出力を継続する一方で、演算した差異が所定値以内となった場合には、電力出力を停止する。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、図４に示すように、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２とが同等レベルとなる時間Ａに到達するまでは出力を継続する一方で、時間Ａに到達した時点で出力を停止する。
【００４７】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４は、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差異が所定値以内となったことを認識した場合には、接続器１３におけるメインリレー１３ａをオン状態とする旨を示すリレーオン信号を車両コントローラ２０に送信する。
【００４８】
これにより、燃料電池車両においては、図３中ステップＳ１９にて車両コントローラ２０からメインリレー１３ａにリレーオン信号が送信されると、上述したように、二次電池１２とインバータ１５とが接続され、二次電池１２による電解コンデンサ１５ａへの蓄電が開始される。このとき、燃料電池車両においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４からの出力が停止されているので、電解コンデンサ１５ａへの蓄電は二次電池１２からの出力のみによって行われることになる。
【００４９】
このように、燃料電池車両においては、システムの起動時に、二次電池１２と電解コンデンサ１５ａとが接続されることがないので、二次電池１２から電解コンデンサ１５ａに瞬間的に高電圧が印加されて破壊されることがなくなる。
【００５０】
［実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した燃料電池車両によれば、システムの起動時に、メインリレー１３ａをオン状態とせずに、まず出力電圧Ｖ２が予め定められた電圧上昇カーブにしたがって徐々に上昇させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１４から電力出力することによって電解コンデンサ１５ａへの蓄電を行うことにより、システム起動時において電解コンデンサ１５ａに印加される電圧を低くすることができる。
【００５１】
したがって、この燃料電池車両によれば、システムの起動時に電解コンデンサ１５ａに高電圧が印加され、大電流が流れることによる電解コンデンサ１５ａの損傷や接続器１３におけるヒューズ１３ｂの不用意な溶断を防止することができる。これにより、燃料電池車両によれば、起動時におけるコンデンサチャージ用に抵抗器付きのプリチャージ回路を別途設ける必要なく、接続器１３の構成を単純化して小型化を図ることができると共にコストの低減を図ることができ、安価な構成であっても、システム起動時における電解コンデンサ１５ａの破壊を防止することができる。
【００５２】
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００５３】
［特許請求の範囲の構成要件と実施形態の構成との対応関係］
なお、特許請求の範囲と実施の形態の対応関係は以下の通りである。
【００５４】
燃料電池スタック１が特許請求の範囲における「燃料電池」を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４が特許請求の範囲における「電圧変換手段」を、インバータ１５が特許請求の範囲における「電力変換手段」を、二次電池１２が特許請求の範囲における「二次電池」を、メインリレー１３ａが特許請求の範囲における「接続手段」を、第１電圧センサ１７が特許請求の範囲における「第１電圧検出手段」を、第２電圧センサ１８が特許請求の範囲における「第２電圧検出手段」を、車両コントローラ２０が特許請求の範囲における「制御手段」を構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した燃料電池車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した燃料電池車両におけるＤＣ／ＤＣコンバータを制御して電解コンデンサへの蓄電を制御する際の一連の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明を適用した燃料電池車両におけるＤＣ／ＤＣコンバータを制御して電解コンデンサへの蓄電を制御する際の一連の工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明を適用した燃料電池車両におけるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の電圧上昇カーブ例を示す図である。
（Ａ） ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を時間に対して線形的に上昇させる電圧上昇カーブを示す図である。
（Ｂ） ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を時間に対して階段状に上昇させる電圧上昇カーブを示す図である。
（Ｃ） ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を時間に対して２次関数的に上昇させる電圧上昇カーブを示す図である。
【符号の説明】
１ 燃料電池スタック
２ 燃料電池コントローラ
１１ 補機
１２ 二次電池
１３ 接続器
１３ａ メインリレー
１３ｂ ヒューズ
１４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５ インバータ
１６ 駆動モータ
１７ 第１電圧センサ
１８ 第２電圧センサ
１９ バッテリコントローラ
２０ 車両コントローラ

Claims (5)

1. 水素を含む燃料ガスと酸素を含む空気とを用いて発電する燃料電池を備えた燃料電池システムを制御する燃料電池システムの制御装置において、
   前記燃料電池から出力された電圧を変換する電圧変換手段と、
   前記電圧変換手段から出力された電力を変換して負荷に供給する電力変換手段と、
   前記燃料電池の発電電力により充電され、充電した電力を前記負荷に供給する二次電池と、
   閉状態又は開状態に動作されて、前記電力変換手段と前記二次電池との間を接続又は遮断する接続手段と、
   前記二次電池から前記負荷に供給する電力の出力電圧を検出する第１電圧検出手段と、
   前記電圧変換手段から前記負荷に供給する電力の出力電圧を検出する第２電圧検出手段と、
   システムの起動時には、前記電力変換手段と前記二次電池とを遮断するように前記接続手段を開状態に制御し、前記第１電圧検出手段によって検出された前記二次電池の出力電圧と前記第２電圧検出手段によって検出された前記電圧変換手段の出力電圧との差異が所定値以内になった場合には、前記電力変換手段と前記二次電池とを接続するように前記接続手段を閉状態に制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする燃料電池システムの制御装置。
2. 前記電圧変換手段は、予め設定した電圧特性に従って、前記燃料電池から出力された電圧を徐々に上昇させて前記電力変換手段に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムの制御装置。
3. 前記電圧変換手段は、予め設定した電圧特性に従って、前記燃料電池から出力された電圧を線形的に上昇させて前記電力変換手段に電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの制御装置。
4. 前記電圧変換手段は、予め設定した電圧特性に従って、前記燃料電池から出力された電圧を階段状に上昇させて前記電力変換手段に電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの制御装置。
5. 前記電圧変換手段は、予め設定した電圧特性に従って、前記燃料電池から出力された電圧を２次関数的に上昇させて前記電力変換手段に電力を供給することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システムの制御装置。

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