JP2005269823A

JP2005269823A - Hybrid system

Info

Publication number: JP2005269823A
Application number: JP2004081249A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Nakagaki; 充弘中垣
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hybrid system equipped with a fuel cell as a power source for supplying power to a motor in which low output response of the fuel cell is compensated by employing an electric double layer capacitor as other power source, power can be supplied efficiently to the motor, and power efficiency is enhanced by enhancing power regeneration performance by a generator. <P>SOLUTION: The hybrid system comprises an engine 2, a motor/generator 11, a fuel cell 29 as a power source for supplying power to the motor/generator 11, and a power storage unit for supplying power to the motor/generator 11 operating as a motor and storing power generated from the motor/generator 11 and the fuel cell 29 operating as a generator wherein a capacitor power storage unit 21 is employed as the power storage unit. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンから少なくとも機械的駆動力と電力を取り出すハイブリッドシステムに関し、特に、エンジンをアシストする電動機（モータ）へ電力を供給するための電力源の一つとして、燃料電池を備えるハイブリッドシステムに関する。 The present invention relates to a hybrid system that extracts at least a mechanical driving force and electric power from an engine, and more particularly, to a hybrid system including a fuel cell as one of electric power sources for supplying electric power to an electric motor (motor) that assists the engine. .

近年、自動車や、建設機械などの作業機などにおいては、エンジンを駆動源とする発電機と、この発電機による発電電力を蓄電する蓄電装置としてのバッテリ（二次電池）と、このバッテリから供給される電力が用いられて駆動するモータ（電動機）とを備え、発電機によるバッテリの蓄電と、モータによるエンジンのトルクアシストとを行うことで、省エネルギー化を図りつつ、エンジンを有効に使用することによって効率的な運転を可能とする、いわゆるハイブリッドシステムが採用されており、このような技術が今後の主流となりつつある。 In recent years, in working machines such as automobiles and construction machines, a generator using an engine as a drive source, a battery (secondary battery) as a power storage device that stores electric power generated by the generator, and supply from this battery A motor (electric motor) that is driven using the generated electric power, and the battery is stored by the generator and the engine is torque-assisted by the motor, so that the engine can be used effectively while saving energy. So-called hybrid systems that enable efficient operation are adopted, and such technology is becoming the mainstream in the future.

そして、前述のようなハイブリッドシステムにおいては、モータへ電力を供給するための電力源として、バッテリの他に燃料電池を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
燃料電池とは、ガスタンク等から直接供給される水素ガスや、一次燃料としてのメタノールやブタン等を改質器を介して改質することによって生成される水素ガスを燃料として使用し、水素の酸化により発電を行うものである。そのため、排出されるのは主として水蒸気であり、有害ガスを発生しないことから環境性に優れるという特徴を有する。
また、燃料電池はバッテリと異なり、電力を蓄電することのない不可逆的な電力源であるため、外部から補給される燃料によって発電能力を回復するという特徴を有している。前記特許文献１においては、この不可逆的な性質を有する燃料電池は、蓄電量が増減するバッテリと比較して、残存容量から電力源としての電力供給余力をより正確に把握できるという点を利用している。つまり、これにより、電力源の電力供給余力不足に起因するモータの出力低下が及ぼす影響を正確に推定することができ、このことからモータの出力低下の影響をより効果的に低減できるようになる旨提案されている。 In the hybrid system as described above, as a power source for supplying electric power to the motor, one having a fuel cell in addition to the battery has been proposed (for example, see Patent Document 1).
A fuel cell uses hydrogen gas directly supplied from a gas tank or the like, or hydrogen gas generated by reforming methanol or butane as a primary fuel through a reformer, and oxidizes hydrogen. It generates electricity by. Therefore, it is mainly water vapor that is discharged, and since it does not generate harmful gases, it has a feature of being excellent in environmental properties.
In addition, unlike a battery, a fuel cell is an irreversible power source that does not store electric power, and thus has a characteristic that power generation capacity is recovered by fuel supplied from outside. In the above-mentioned Patent Document 1, the fuel cell having this irreversible property uses the fact that the power supply surplus as a power source can be grasped more accurately from the remaining capacity as compared with the battery whose storage amount increases or decreases. ing. In other words, this makes it possible to accurately estimate the influence of the motor output reduction due to the lack of power supply capacity of the power source, and from this, the influence of the motor output reduction can be more effectively reduced. It has been proposed.

また、燃料電池は、一般に要求電力に対する出力応答性が低いという特性も有している。すなわちこれは、前述したように、燃料としての水素ガスを生成する過程で改質反応を介すること等、水素ガスの供給の応答性が低いことに起因している。特にモータの起動時においては、燃料電池の動作温度を発電温度にまで上げる等の所作があるため、出力応答性の低下が問題となる。このような燃料電池の特性は、燃料電池がバッテリと併用される理由の一つであり、バッテリを用いることによって燃料電池の起動時などにおける低い出力応答性を補っている。 In addition, fuel cells generally have a characteristic that output responsiveness to required power is low. That is, as described above, this is due to the low responsiveness of the supply of hydrogen gas, such as through a reforming reaction in the process of generating hydrogen gas as fuel. In particular, at the time of starting the motor, there is an operation such as raising the operating temperature of the fuel cell to the power generation temperature. Such a characteristic of the fuel cell is one of the reasons why the fuel cell is used in combination with the battery. The use of the battery compensates for a low output response at the time of starting the fuel cell.

特開２００１−８８５８６号公報JP 2001-88586 A

ところで、前述したような燃料電池及びバッテリは、図５に示すような電圧特性を有している。図５は燃料電池とバッテリの電圧特性を示す図である。
この図からわかるように、燃料電池は、その残存容量（充電状態：以下、「ＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）」とする。）が減少するにしたがって電圧もなだらかに低下していく。つまり、燃料電池の電圧は、ＳＯＣの減少にともなって比例的に低下するという特性を有している。これに対しバッテリは、発電する際に化学反応をともなうため、この化学反応による起電力によって常に安定した電圧挙動を示す。つまり、バッテリの電圧は、放電した際や充電された際の低下・上昇をともなうものの、その都度定電圧に戻り、常に定電圧を保とうとする。そして、ＳＯＣが一定量よりも減少すると、電圧が急激に低下するという特性を有している。 Incidentally, the fuel cell and battery as described above have voltage characteristics as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the voltage characteristics of the fuel cell and the battery.
As can be seen from this figure, the voltage of the fuel cell gradually decreases as its remaining capacity (state of charge: hereinafter referred to as “SOC (State of Charge)”) decreases. In other words, the voltage of the fuel cell has a characteristic that it decreases proportionally as the SOC decreases. On the other hand, since a battery is accompanied by a chemical reaction when generating electricity, the battery always shows a stable voltage behavior due to an electromotive force generated by the chemical reaction. In other words, the battery voltage is reduced or increased when discharged or charged, but each time it returns to a constant voltage, it always tries to maintain the constant voltage. And when SOC reduces from a fixed amount, it has the characteristic that a voltage falls rapidly.

このような電圧特性の異なる燃料電池及びバッテリを、前述したようなハイブリッドシステムにおけるモータの電力源として併用した場合、次のような不具合が生じる。すなわち、燃料電池とバッテリとはＳＯＣの減少にともなう電圧特性が異なるため、それぞれの電圧の間に差（発電ギャップ）が生じる。このような燃料電池とバッテリ間の発電ギャップは、モータへの効率の良い電力の供給を行う上での妨げとなる。つまり、モータの電力源として、燃料電池及びバッテリそれぞれの電圧に差が生じると、モータに供給されるべき電力が適切に供給されない等の状況が起こり得る。また、こうした燃料電池とバッテリとの発電ギャップを補うために、別途電圧調整器などを設けて電圧を制御する方法が考えられるが、これは電力損失を招いて電力供給の効率の低下につながり、また、いたずらに構造を複雑化したり設置スペース上の問題を生じさせたりする。 When such fuel cells and batteries having different voltage characteristics are used together as a power source of a motor in the hybrid system as described above, the following problems occur. In other words, the fuel cell and the battery have different voltage characteristics as the SOC decreases, so that a difference (power generation gap) occurs between the respective voltages. Such a power generation gap between the fuel cell and the battery hinders efficient power supply to the motor. That is, when a difference occurs between the voltages of the fuel cell and the battery as the power source of the motor, a situation may occur in which the power to be supplied to the motor is not properly supplied. In addition, in order to compensate for the power generation gap between the fuel cell and the battery, a method of controlling the voltage by separately providing a voltage regulator or the like can be considered, but this leads to a power loss, leading to a decrease in the efficiency of power supply, In addition, the structure is unnecessarily complicated and problems in installation space occur.

そこで、本発明においては、モータへ電力を供給するための電力源として燃料電池を備えるハイブリッドシステムにおいて、他の電力源として電気二重層キャパシタを用いることにより、燃料電池の有する低い出力応答性を補い、モータへの効率の良い電力供給を可能とするとともに、発電機による電力回生性能を向上させ、電力効率の向上を図ることを目的とする。 Therefore, in the present invention, in a hybrid system including a fuel cell as a power source for supplying power to a motor, an electric double layer capacitor is used as another power source to compensate for the low output response of the fuel cell. An object of the present invention is to enable efficient power supply to a motor, improve power regeneration performance by a generator, and improve power efficiency.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

即ち、請求項１においては、エンジンと、該エンジンをアシストするモータと、これらを制御する制御手段と、前記エンジンを駆動源とする発電機と、前記モータへ電力を供給する電力源としての燃料電池と、前記モータへの電力の供給並びに前記発電機及び前記燃料電池からの発電電力の蓄電を行う蓄電装置とを有するハイブリッドシステムにおいて、前記蓄電装置として、キャパシタ蓄電装置を用いたものである。 That is, in claim 1, an engine, a motor that assists the engine, a control unit that controls these, a generator that uses the engine as a drive source, and a fuel that serves as a power source that supplies power to the motor In a hybrid system including a battery and a power storage device that supplies power to the motor and stores power generated by the generator and the fuel cell, a capacitor power storage device is used as the power storage device.

請求項２においては、前記制御手段は、前記モータ起動時には、該モータへの電力の供給を前記キャパシタ蓄電装置によって行い、前記燃料電池の燃料電池電圧が、予め設定される規定値を上回った場合に、前記モータへの電力の供給を前記キャパシタ蓄電装置から前記燃料電池へと切り換えるものである。 In claim 2, when the motor is started, the control means supplies power to the motor by the capacitor power storage device, and the fuel cell voltage of the fuel cell exceeds a preset specified value. In addition, the supply of electric power to the motor is switched from the capacitor power storage device to the fuel cell.

請求項３においては、前記制御手段からの充電電流指令に基づき、前記キャパシタ蓄電装置への充電量の制御を行う充電制御回路を備え、前記制御手段は、前記キャパシタ蓄電装置のキャパシタ電圧が、前記燃料電池の燃料電池電圧を上回った場合は、前記充電電流指令の指令値を減少して前記キャパシタ蓄電装置への充電量を減少し、またはキャパシタ蓄電装置を放電させ、前記キャパシタ電圧が、前記燃料電池電圧を下回った場合は、前記充電電流指令を増加して前記キャパシタ蓄電装置への充電量を増加するものである。 According to a third aspect of the present invention, the apparatus includes a charge control circuit that controls a charge amount to the capacitor power storage device based on a charge current command from the control means, and the control means has a capacitor voltage of the capacitor power storage device, When the fuel cell voltage exceeds the fuel cell voltage of the fuel cell, the command value of the charging current command is decreased to reduce the amount of charge to the capacitor power storage device, or the capacitor power storage device is discharged. When the voltage falls below the battery voltage, the charge current command is increased to increase the charge amount to the capacitor power storage device.

請求項４においては、前記制御手段は、前記キャパシタ電圧が、予め設定される規定値を上回った場合は、前記充電電流指令の指令値を減少し、前記キャパシタ電圧が、前記規定値を下回った場合は、前記充電電流指令の指令値を増加するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, when the capacitor voltage exceeds a preset specified value, the control means decreases a command value of the charging current command, and the capacitor voltage falls below the specified value. In this case, the command value of the charging current command is increased.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項１においては、従来、蓄電装置としてバッテリを用いた場合に生じていた、燃料電池と蓄電装置との間の電圧の差（発電ギャップ）を防止することができる。つまり、充放電に化学反応をともなわないキャパシタ蓄電装置２１は、定電圧挙動を示さず、電流値、即ちＳＯＣによってキャパシタ電圧が変動し、また、バッテリと比較して高い出力密度を有することから高い出力応答性を有するため、キャパシタ蓄電装置のキャパシタ電圧を燃料電池の燃料電池電圧に追従させることができ、燃料電池との間に発電ギャップを生じさせることがなくなる。これにより、発電ギャップを防止するための電圧調整器などを別途設ける必要もなくなり、キャパシタ蓄電装置自体も高い充放電効率を有することから、ハイブリッドシステムにおける電力効率の向上を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent a voltage difference (power generation gap) between the fuel cell and the power storage device, which has conventionally occurred when a battery is used as the power storage device. That is, the capacitor power storage device 21 that does not involve a chemical reaction in charge / discharge does not exhibit constant voltage behavior, the capacitor voltage varies depending on the current value, that is, the SOC, and is high because it has a higher output density than the battery. Since it has output responsiveness, the capacitor voltage of the capacitor power storage device can be made to follow the fuel cell voltage of the fuel cell, and a power generation gap is not generated between the capacitor and the fuel cell. Accordingly, it is not necessary to separately provide a voltage regulator or the like for preventing a power generation gap, and the capacitor power storage device itself has high charge / discharge efficiency, so that it is possible to improve power efficiency in the hybrid system.

請求項２においては、モータの良好な起動性を得ることが可能となる。これにより、本ハイブリッドシステムが採用される作業機などにおいて、エンジンの停止状態からの起動が円滑に行われるため、走行時や作業時の良好な始動性を得ることができる。 According to the second aspect, it is possible to obtain a good startability of the motor. Thereby, in the working machine etc. in which the present hybrid system is adopted, the engine can be smoothly started from the stopped state, so that it is possible to obtain a good startability during traveling and working.

請求項３においては、燃料電池電圧に応じて、キャパシタ蓄電装置の充電量を制御することが可能となる。つまり、キャパシタ蓄電装置のキャパシタ電圧を燃料電池の燃料電池電圧に追従させることが可能となり、キャパシタ蓄電装置と燃料電池との間の電圧の差（発電ギャップ）の発生を防止することができる。これにより、発電ギャップを防止するための電圧調整器などを別途設ける必要もなくなり、キャパシタ蓄電装置自体も高い充放電効率を有することから、ハイブリッドシステムにおける電力効率の向上を図ることができる。 According to the third aspect, the charge amount of the capacitor power storage device can be controlled in accordance with the fuel cell voltage. That is, the capacitor voltage of the capacitor power storage device can be made to follow the fuel cell voltage of the fuel cell, and the occurrence of a voltage difference (power generation gap) between the capacitor power storage device and the fuel cell can be prevented. Accordingly, it is not necessary to separately provide a voltage regulator or the like for preventing a power generation gap, and the capacitor power storage device itself has high charge / discharge efficiency, so that it is possible to improve power efficiency in the hybrid system.

請求項４においては、キャパシタ蓄電装置への充電量の増減を制御してキャパシタ蓄電装置と燃料電池との間の発電ギャップを防止するとともに、キャパシタ蓄電装置の過充電・過放電を防止することができる。そして、内部抵抗が低いキャパシタ蓄電装置２１を過電流から保護することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent a power generation gap between the capacitor power storage device and the fuel cell by controlling increase / decrease in the amount of charge to the capacitor power storage device, and to prevent overcharge / overdischarge of the capacitor power storage device. it can. And the capacitor electrical storage apparatus 21 with low internal resistance can be protected from overcurrent.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るハイブリッドシステムの構成の一例を示す図、図２はモータ起動／停止時の燃料電池及びキャパシタ蓄電装置の電流特性を示す図、図３は均等制御回路の構成を示す図、図４は充電電流指令の制御ブロック図である。 Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a hybrid system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing current characteristics of a fuel cell and a capacitor power storage device at the time of motor start / stop, and FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an equalization control circuit FIG. 4 is a control block diagram of the charging current command.

まず、ハイブリッドシステムの構成について図１を用いて説明する。
なお、本実施例においては、モータ及び発電機の機能を兼ね備えたモータジェネレータ１１を有するハイブリッドシステムを用いて説明するが、これに限定されず、モータと発電機とを別々に備えた構成のハイブリッドシステム等においても本発明の効果を得ることができる。つまり、本発明は、エンジンをアシストするモータへ電力を供給する電力源としての燃料電池と、前記モータへの電力の供給及び発電機並びに前記燃料電池からの発電電力の蓄電を行う蓄電装置とを有するハイブリッドシステムにおいて適用可能である。 First, the configuration of the hybrid system will be described with reference to FIG.
In this embodiment, a hybrid system having a motor generator 11 having both functions of a motor and a generator will be described. However, the present invention is not limited to this, and a hybrid having a configuration in which a motor and a generator are separately provided. The effects of the present invention can also be obtained in a system or the like. That is, the present invention includes a fuel cell as a power source that supplies power to a motor that assists the engine, and a power storage device that supplies power to the motor and a generator, and stores power generated by the fuel cell. It can be applied to a hybrid system having

本ハイブリッドシステムは、エンジン２の出力軸部の駆動を、エンジン２と、モータ及び発電機として機能するモータジェネレータ１１との両方により可能としている。前記出力軸部から取り出された駆動力は、クラッチ部や動力伝達装置などを介して、自動車や作業機などにおける走行部や各種作業部などの負荷７に伝達される。 In this hybrid system, the output shaft of the engine 2 can be driven by both the engine 2 and the motor generator 11 that functions as a motor and a generator. The driving force extracted from the output shaft portion is transmitted to a load 7 such as a traveling portion or various working portions in an automobile or a work machine via a clutch portion or a power transmission device.

モータジェネレータ１１は、エンジン２のクランク軸にその駆動軸が連結された状態で付設されており、インバータコンバータ１２を介して蓄電システム部２０と電気的に接続されている。
また、モータジェネレータ１１は、モータまたは発電機として機能するものであり、モータとして機能することによって負荷７を駆動するエンジン２のトルクアシストを行い、発電機として機能することによってその発電電力及び負荷７側の慣性力などによる回生発電を蓄電装置へと蓄電する。
前記インバータコンバータ１２は、インバータまたはコンバータとして機能するものであり、入力される電力を直流または交流に変換するとともに、所定の電圧及び周波数に変換するものである。なお、モータとして作動するモータジェネレータ１１の代わりに、直流モータを用いる場合は、インバータコンバータ１２を介することなく、前記直流モータと蓄電システム部２０が直接接続されることとなる。
以上のエンジン２、インバータコンバータ１２、及び蓄電システム部２０は、制御手段としてのシステムコントローラ１と通信接続されており、該システムコントローラ１によって本ハイブリッドシステムが制御される構成となっている。 The motor generator 11 is attached with the drive shaft connected to the crankshaft of the engine 2, and is electrically connected to the power storage system unit 20 via the inverter converter 12.
Further, the motor generator 11 functions as a motor or a generator, performs torque assist of the engine 2 that drives the load 7 by functioning as a motor, and functions as a generator to generate the generated power and the load 7. The regenerative power generated by the inertial force on the side is stored in the power storage device.
The inverter converter 12 functions as an inverter or a converter, and converts input power into direct current or alternating current and also converts it into a predetermined voltage and frequency. When a DC motor is used instead of the motor generator 11 that operates as a motor, the DC motor and the power storage system unit 20 are directly connected without using the inverter converter 12.
The engine 2, the inverter converter 12, and the power storage system unit 20 are connected to a system controller 1 as a control unit, and the hybrid system is controlled by the system controller 1.

このような構成のハイブリッドシステムにおいて、前述したようにモータ及び発電機としての機能を有するモータジェネレータ１１は、作業状況などに応じて各機能を発揮する。
モータジェネレータ１１をモータとして作動させる場合には、後に詳細に説明する蓄電システム部２０から電力が供給される。蓄電システム部２０から供給される電力は、インバータコンバータ１２に入力される。このとき、インバータコンバータ１２はインバータとして機能して、入力された電力を所定に変換し、この変換された電力をモータジェネレータ１１に供給する。
このように、モータジェネレータ１１がモータとして作動することにより、その駆動力が、エンジン２のクランク軸と連結しているモータジェネレータ１１の駆動軸からエンジン２に伝達され、エンジン２の起動時のスタータとしての利用や高負荷時のトルクアシストが行われる。 In the hybrid system having such a configuration, as described above, the motor generator 11 having functions as a motor and a generator exhibits each function in accordance with a work situation or the like.
When the motor generator 11 is operated as a motor, electric power is supplied from the power storage system unit 20 described in detail later. The electric power supplied from the power storage system unit 20 is input to the inverter converter 12. At this time, the inverter converter 12 functions as an inverter, converts the input power into a predetermined value, and supplies the converted power to the motor generator 11.
Thus, when the motor generator 11 operates as a motor, the driving force is transmitted to the engine 2 from the driving shaft of the motor generator 11 connected to the crankshaft of the engine 2, and the starter at the time of starting the engine 2 is started. Use and torque assist at high load.

一方、モータジェネレータ１１を発電機として作動させる場合には、エンジン２の駆動力によりモータジェネレータ１１が作動して発電が行われる。モータジェネレータ１１で発電される電力は、インバータコンバータ１２に入力される。この際、インバータコンバータ１２はコンバータとして機能する。そして、インバータコンバータ１２によって所定の変換が行われた電力は、蓄電システム部２０の蓄電装置に蓄電される。 On the other hand, when the motor generator 11 is operated as a generator, the motor generator 11 is operated by the driving force of the engine 2 to generate power. The electric power generated by the motor generator 11 is input to the inverter converter 12. At this time, the inverter converter 12 functions as a converter. Then, the electric power subjected to the predetermined conversion by the inverter converter 12 is stored in the power storage device of the power storage system unit 20.

このようなモータジェネレータ１１によるトルクアシスト及び発電は、システムコントローラ１からインバータコンバータ１２へ送信される速度指令（モータ指令）及びエンジン２の燃料噴射量や機関回転数などを基準にして、エンジン２にかかる負荷に応じて行われる。つまり、エンジン２にかかる負荷が一定値より高くなった場合に、モータジェネレータ１１をモータとして作動させ、エンジン２のトルクアシストを行い、エンジン２にかかる負荷が一定値より低くなった場合に、モータジェネレータ１１を発電機として作動させ、該モータジェネレータ１１による発電電力を蓄電システム部２０の蓄電装置へと蓄電するように制御されている。 Such torque assist and power generation by the motor generator 11 are applied to the engine 2 on the basis of the speed command (motor command) transmitted from the system controller 1 to the inverter converter 12, the fuel injection amount of the engine 2, the engine speed, and the like. This is performed according to the load. That is, when the load applied to the engine 2 becomes higher than a certain value, the motor generator 11 is operated as a motor to perform torque assist of the engine 2, and when the load applied to the engine 2 becomes lower than the certain value, the motor The generator 11 is operated as a generator, and the power generated by the motor generator 11 is controlled to be stored in the power storage device of the power storage system unit 20.

次に、蓄電システム部２０について説明する。
蓄電システム部２０は、モータとして作動するモータジェネレータ１１へ電力を供給する電力源としての燃料電池２９と、モータとして作動するモータジェネレータ１１への電力の供給並びに発電機として作動するモータジェネレータ１１及び燃料電池２９からの発電電力の蓄電を行う蓄電装置としてのキャパシタ蓄電装置２１と、このキャパシタ蓄電装置２１への充電量の制御を行う充電制御部１５０と、均等制御回路２００とを備えている。また、図示は省略するが、この蓄電システム部２０は、前記キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧及び燃料電池２９の燃料電池電圧を検出するための電圧センサを備えており、この電圧センサによって検出されるキャパシタ電圧及び燃料電池電圧は、システムコントローラ１へ入力される。 Next, the power storage system unit 20 will be described.
The power storage system unit 20 includes a fuel cell 29 as a power source that supplies power to the motor generator 11 that operates as a motor, supply of power to the motor generator 11 that operates as a motor, and the motor generator 11 and fuel that operate as a generator. A capacitor power storage device 21 as a power storage device that stores power generated from the battery 29, a charge control unit 150 that controls the amount of charge to the capacitor power storage device 21, and an equalization control circuit 200 are provided. Although not shown, the power storage system unit 20 includes a voltage sensor for detecting the capacitor voltage of the capacitor power storage device 21 and the fuel cell voltage of the fuel cell 29, and is detected by the voltage sensor. The capacitor voltage and the fuel cell voltage are input to the system controller 1.

燃料電池２９は、後述するように、エンジン２の起動後、即ちモータジェネレータ１１の起動後において、モータとして作動するモータジェネレータ１１へ電力を供給する主たる電力源である。燃料電池２９の構造は周知であり、概略構成及びその性質などについては既述のため、ここでの詳細な説明は省略する。 As will be described later, the fuel cell 29 is a main power source that supplies electric power to the motor generator 11 that operates as a motor after the engine 2 is started, that is, after the motor generator 11 is started. Since the structure of the fuel cell 29 is well known and the general configuration and its properties have already been described, a detailed description thereof will be omitted here.

キャパシタ蓄電装置２１は、所定に接続される複数（本実施例では直列接続される２個）の電気二重層キャパシタ（以下、「キャパシタモジュール」という。）２１ａ・２１ｂを有している。すなわち、前記均等制御回路２００は、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂ毎の電圧を均等化するためのものである。そのため、キャパシタ蓄電装置２１が複数のキャパシタモジュールを有する場合に用いられるものであり、キャパシタ蓄電装置２１が単数のキャパシタモジュールによって構成される場合は、蓄電システム部２０を均等制御回路２００を用いない構成とすることもできる。 The capacitor power storage device 21 includes a plurality of (two connected in series in this embodiment) electric double layer capacitors (hereinafter referred to as “capacitor modules”) 21 a and 21 b that are connected in a predetermined manner. That is, the equalization control circuit 200 is for equalizing the voltages of the capacitor modules 21a and 21b. Therefore, it is used when the capacitor power storage device 21 has a plurality of capacitor modules, and when the capacitor power storage device 21 is configured by a single capacitor module, the power storage system unit 20 does not use the equalization control circuit 200. It can also be.

このように、燃料電池２９と併用される蓄電装置としてキャパシタ蓄電装置２１を用いることにより、従来、蓄電装置としてバッテリを用いた場合に生じていた、燃料電池と蓄電装置との間の発電ギャップを防止することができる。つまり、バッテリは、化学反応によって電力の充放電を行うため、この化学反応による起電力によって常に安定した電圧挙動を示すことから、ＳＯＣの減少にともなって低下する燃料電池の燃料電池電圧にバッテリ電圧を追従させることができなかったが、充放電に化学反応をともなわないキャパシタ蓄電装置２１は、定電圧挙動を示さず、電流値、即ちＳＯＣによってキャパシタ電圧が変動し、また、バッテリと比較して高い出力密度を有することから高い出力応答性を有するため、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧を燃料電池２９の燃料電池電圧に追従させることができ、燃料電池２９との間に発電ギャップを生じさせることがなくなる。
これにより、発電ギャップを防止するための電圧調整器などを別途設ける必要もなくなり、キャパシタ蓄電装置２１自体も高い充放電効率を有することから、ハイブリッドシステムにおける電力効率の向上を図ることができる。 Thus, by using the capacitor power storage device 21 as the power storage device used in combination with the fuel cell 29, a power generation gap between the fuel cell and the power storage device, which has conventionally occurred when a battery is used as the power storage device, is obtained. Can be prevented. In other words, since the battery charges and discharges electric power by a chemical reaction, the battery voltage always shows a stable voltage behavior by an electromotive force by the chemical reaction. Therefore, the battery voltage is reduced to the fuel cell voltage of the fuel cell that decreases as the SOC decreases. However, the capacitor power storage device 21 that does not cause a chemical reaction to charge / discharge does not exhibit constant voltage behavior, the capacitor voltage varies depending on the current value, that is, the SOC, and compared with the battery. Since it has a high output density due to its high output density, the capacitor voltage of the capacitor power storage device 21 can be made to follow the fuel cell voltage of the fuel cell 29, and a power generation gap can be formed between the fuel cell 29 and the capacitor. Disappears.
As a result, it is not necessary to separately provide a voltage regulator or the like for preventing the power generation gap, and the capacitor power storage device 21 itself has high charge / discharge efficiency, so that the power efficiency in the hybrid system can be improved.

次に、均等制御回路２００について説明する。
均等制御回路は、キャパシタ蓄電装置２１において直列接続される各キャパシタモジュールの端子間電圧を均等にするための制御回路である。
そして、このように、直列接続される各キャパシタモジュールの端子間電圧を均等にすることで、特定のキャパシタモジュールの端子間電圧を高くし、充電効率を低下させてしまうといった不具合を防ごうとするものである。また、これにより、充放電を繰り返しても、特定のキャパシタモジュールの端子間電圧が耐電圧を超えてしまうといった不具合の発生を防ごうとするものである。 Next, the equalization control circuit 200 will be described.
The equal control circuit is a control circuit for equalizing the inter-terminal voltages of the capacitor modules connected in series in the capacitor power storage device 21.
And, in this way, the voltage between terminals of each capacitor module connected in series is equalized, thereby increasing the voltage between terminals of a specific capacitor module and trying to prevent such a problem that the charging efficiency is lowered. Is. This also prevents the occurrence of a problem that the voltage between the terminals of a specific capacitor module exceeds the withstand voltage even when charging and discharging are repeated.

図３に、均等制御回路２００の構成について示す。
均等制御回路２００は、キャパシタ蓄電装置２１において互いに直列接続されるキャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに対し、それぞれ、分流回路２００ａ・２００ｂを設けることで構成されるものである。
この分流回路２００ａ・２００ｂは、電流値Ｉｔの電流をそれぞれ端子１２０ａ・１２０ｂにおいて分流することにより、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに入力される電流の電流値Ｉｏｕｔの大小を制御しようとするものである。
図３に示すごとく、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂは、キャパシタ蓄電装置２１として燃料電池２９に並列接続されるものであり、燃料電池２９の端子間電圧が充電電圧Ｖ_ＭＡＸとして設定され、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの端子間電圧の合計が、充電電圧Ｖ_ＭＡＸに相当するものとなっている。
なお、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの端子間電圧が均一になるものが望ましい状態である。 FIG. 3 shows the configuration of the equalization control circuit 200.
The equalization control circuit 200 is configured by providing shunt circuits 200 a and 200 b for the capacitor modules 21 a and 21 b connected in series in the capacitor power storage device 21, respectively.
The shunt circuits 200a and 200b attempt to control the magnitude of the current value Iout of the current input to the capacitor modules 21a and 21b by shunting the current of the current value It at the terminals 120a and 120b, respectively.
As shown in FIG. 3, the capacitor module 21a · 21b is intended to be connected in parallel with the fuel cell 29 as a capacitor power storage device 21, the terminal voltage of the fuel cell 29 is set as the charging voltage _{V MAX,} the capacitor module 21a -The sum of the inter-terminal voltages of 21b corresponds to the charging voltage _VMAX .
In addition, it is a desirable state that the voltage between terminals of each capacitor module 21a and 21b becomes uniform.

図３において、１３１ａ・１３１ｂは、抵抗値の等しい抵抗であり、これにより、端子１２０ａ・１２０ｂへ向かって、等しい電流値Ｉｉｎの電流がそれぞれ供給されるようになっている。
端子１２０ａ・１２０ｂにおいて分流される電流のうち、電流値Ｉｏｕｔの電流がキャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに供給され、電流値Ｉｔの電流が分流回路２００ａ・２００ｂに分流されるものとしている。
ここで、１３２ａ・１３２ｂは、電流制御素子としてのＭＯＳＦＥＴであり、該ＭＯＳＦＥＴ１３２ａ・１３２ｂにより電流値Ｉｏｕｔの大きさが決定されるようになっている。このＭＯＳＦＥＴ１３２ａ・１３２ｂは、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに対して並列に接続される。
また、ＭＯＳＦＥＴ１３２ａ・１３２ｂへの制御入力電圧としてのゲートソース電圧Ｖ_ＧＳは、電圧比較回路となる誤差増幅器１３３ａ・１３３ｂの出力電圧であり、該ゲートソース電圧Ｖ_ＧＳは基準電圧Ｖ_ＲＥＦと、検出抵抗１３４ａ・１３５ａ・１３４ｂ・１３５ｂの分圧Ｖ_Ｒとの比較によって決定される。
また、１３６ａ・１３６ｂは、定電圧素子としてのツェナダイオードであり、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに対して並列に接続される。このツェナダイオード１３６ａ・１３６ｂによって、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの自己放電が回避されるとともに、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの過充電（過電圧）が回避されるようになっている。つまり、該ツェナダイオード１３６ａ・１３６ｂは、設定電圧よりも高くなると導通する性質を有するため、自己放電防止と、過電圧防止の機能を果たすこととなっている。 In FIG. 3, reference numerals 131a and 131b denote resistors having the same resistance value, whereby currents having the same current value Iin are supplied to the terminals 120a and 120b, respectively.
Of the currents shunted at the terminals 120a and 120b, the current of the current value Iout is supplied to the capacitor modules 21a and 21b, and the current of the current value It is shunted to the shunt circuits 200a and 200b.
Here, 132a and 132b are MOSFETs as current control elements, and the magnitude of the current value Iout is determined by the MOSFETs 132a and 132b. The MOSFETs 132a and 132b are connected in parallel to the capacitor modules 21a and 21b.
The gate source voltage V _GS as a control input voltage to the MOSFETs 132a and 132b is an output voltage of the error amplifiers 133a and 133b serving as a voltage comparison circuit, and the gate source voltage V _GS is a reference voltage V _REF and a detection resistor. It is determined by comparison between the divided _{V R} of 134a · 135a · 134b · 135b.
Reference numerals 136a and 136b denote Zener diodes as constant voltage elements, which are connected in parallel to the capacitor modules 21a and 21b. The zener diodes 136a and 136b avoid self-discharge of the capacitor modules 21a and 21b, and avoid overcharging (overvoltage) of the capacitor modules 21a and 21b. In other words, the Zener diodes 136a and 136b have the property of conducting when the voltage is higher than the set voltage, and thus perform the functions of self-discharge prevention and overvoltage prevention.

以上の構成の分流回路２００ａ・２００ｂは同一の構成とするものである。
このうち、まず、分流回路２００ａの動作について説明すると、キャパシタモジュール２１ａの充電が進行し、キャパシタ電圧が増加すると、分圧Ｖ_Ｒが増加することになる。そして、これにより、誤差増幅器１３３ａの出力、即ち、ゲートソース電圧Ｖ_ＧＳが大きくなり、ＭＯＳＦＥＴ１３２ａを流れる電流の電流値Ｉｔが増加する。そして、電流値Ｉｔが増加すると、端子１２０ａにおいて、キャパシタモジュール２１ａ側に分流される電流の電流値Ｉｏｕｔが減少されることになる。
このようにキャパシタ電圧によって、電流値Ｉｏｕｔの増減が制御されるものであり、キャパシタ電圧が低い場合、つまり、充電量が少ない場合には、電流値Ｉｏｕｔが増加されてすばやく充電され、満充電に近づくにつれキャパシタ電圧が高くなると、電流値Ｉｏｕｔが減少されて、過充電が行われないようになる。そして、キャパシタモジュール２１ａが最終的に満充電となった場合には、キャパシタモジュール２１ａへの電流供給が終了されることになる。このようにして、キャパシタ電圧が常に一定に保持されることとなる。
また、以上は、キャパシタモジュール２１ｂにおける分流回路２００ｂの動作についても同様である。つまり、キャパシタ蓄電装置２１が２個以上のキャパシタモジュールを有する場合、各キャパシタモジュールにおいて同様の分流回路が設けられるものである。 The shunt circuits 200a and 200b having the above configuration have the same configuration.
Of these, first, when the operation of the shunt circuit 200a, the charging of the capacitor module 21a progresses and the capacitor voltage increases, so that the partial pressure V _R is increased. And, thereby, the output of the error amplifier 133a, i.e., the gate-source voltage _{V GS} increases, the current value of the current flowing through the MOSFET132a It increases. When the current value It increases, the current value Iout of the current shunted to the capacitor module 21a side at the terminal 120a is decreased.
In this way, the increase / decrease of the current value Iout is controlled by the capacitor voltage. When the capacitor voltage is low, that is, when the amount of charge is small, the current value Iout is increased and the battery is quickly charged, so that full charge is achieved. As the capacitor voltage increases as it approaches, the current value Iout decreases, and overcharging is not performed. When the capacitor module 21a is finally fully charged, the current supply to the capacitor module 21a is terminated. In this way, the capacitor voltage is always kept constant.
The above also applies to the operation of the shunt circuit 200b in the capacitor module 21b. That is, when the capacitor power storage device 21 has two or more capacitor modules, a similar shunt circuit is provided in each capacitor module.

さらに、以上の充電において、特に急速充電がされるような場合には、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの電圧に差が生じることになり、例えば、キャパシタモジュール２１ａが先に満充電の状態となる場合がある。
この場合では、分流回路２００ａの制御によって、キャパシタモジュール２１ａへの電流供給が行われることがないため、キャパシタモジュール２１ａにて過充電がされることがない。
他方、この分流回路２００ａによる制御の間、キャパシタモジュール２１ｂへの充電が行われることになり、キャパシタモジュール２１ｂが満充電の状態に到達されることになる。
尚、図３に示すように、ダイオード２２０を設けることにより、キャパシタモジュール２１ｂが先に満充電となった場合において、該キャパシタモジュール２１ｂ側に流れる電流を、キャパシタモジュール２１ａに供給させる構成してもよい。 Further, in the above charging, particularly when rapid charging is performed, a difference occurs in the voltages of the capacitor modules 21a and 21b. For example, when the capacitor module 21a is fully charged first. There is.
In this case, since current supply to the capacitor module 21a is not performed by the control of the shunt circuit 200a, the capacitor module 21a is not overcharged.
On the other hand, during the control by the shunt circuit 200a, the capacitor module 21b is charged, and the capacitor module 21b reaches a fully charged state.
In addition, as shown in FIG. 3, by providing the diode 220, when the capacitor module 21b is fully charged first, the current flowing to the capacitor module 21b side is supplied to the capacitor module 21a. Good.

以上のように、キャパシタ蓄電装置２１内で互いに直列接続されるキャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに対し、充電電流を均等に分流して供給する構成とするとともに、前記各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに対し、前記均等に分流された電流の一部を分流させる分流回路２００ａ・２００ｂが設けられ、前記各分流回路２００ａ・２００ｂは、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに並列接続される電流制御素子（ＭＯＳＦＥＴ１３２ａ・１３２ｂ）と、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの電圧（分圧Ｖ_Ｒ）と、基準電圧Ｖ_ＲＥＦとを比較する電圧比較回路（誤差増幅器１３３ａ・１３３ｂ）と、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂに並列接続される定電圧素子（ツェナダイオード１３６ａ・１３６ｂ）と、を具備し、電圧比較回路（誤差増幅器１３３ａ・１３３ｂ）の出力を前記ＭＯＳＦＥＴ１３２ａ・１３２ｂの制御入力電圧（ゲートソース電圧Ｖ_ＧＳ）として印加する構成とし、これにより、充電経路１２０Ａ・１２０Ｂの電流（電流値Ｉｔ）を放電経路１２０Ｃに分流させることで、各キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂのキャパシタ電圧を一定に保ちつつ、過充電を防止することとするものである。
そして、過充電が防止される、つまりは、キャパシタ電圧が、耐電圧よりも低く維持されることにより、キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂの加熱・破損・故障を防止することができるようになる（過充電保護）。
また、最終的には、両キャパシタモジュール２１ａ・２１ｂが均等に満充電されるので、充放電を繰り返した場合においても、キャパシタ蓄電装置２１全体として高い出力密度（規定の出力密度）を維持することができ、即応性が高いといったキャパシタ特有のメリットを十分に生かすことができる。 As described above, the capacitor modules 21a and 21b that are connected in series in the capacitor power storage device 21 are configured to supply the charge current evenly and to the capacitor modules 21a and 21b. The shunt circuits 200a and 200b for shunting a part of the evenly shunted current are provided, and each of the shunt circuits 200a and 200b includes current control elements (MOSFETs 132a and 132b) connected in parallel to the capacitor modules 21a and 21b. A voltage comparison circuit (error amplifiers 133a and 133b) for comparing the voltage ( _divided voltage V _R ) of the capacitor modules 21a and 21b and the reference voltage V _REF, and a constant voltage element (zener) connected in parallel to the capacitor modules 21a and 21b Diodes 136a and 136b), and The output of the comparator circuit (error amplifier 133a · 133b) is configured to be applied as a control input voltage of the MOSFET132a · 132b (gate-source voltage _{V GS),} the discharge Thus, a current charging path 120A · 120B (current value It) By dividing the current into the path 120C, overcharge is prevented while keeping the capacitor voltage of each of the capacitor modules 21a and 21b constant.
Then, overcharging is prevented, that is, the capacitor voltage is kept lower than the withstand voltage, so that heating, breakage, and failure of the capacitor modules 21a and 21b can be prevented (overcharge). protection).
In addition, since both capacitor modules 21a and 21b are finally fully charged, the capacitor power storage device 21 as a whole maintains a high output density (specified output density) even when charging and discharging are repeated. And can take full advantage of the merits of capacitors, such as high responsiveness.

以上のように構成される蓄電システム部２０においては、エンジン２の起動時、即ちスタータとして利用されるモータジェネレータ１１の起動時には、燃料電池２９の燃料電池電圧が安定するまでは、キャパシタ蓄電装置２１からの電力によってモータとしてのモータジェネレータ１１の回転数を上げ、燃料電池２９の燃料電池電圧がモータとしてのモータジェネレータ１１を駆動させるに充分な電圧に達した時に、モータジェネレータ１１への電力の供給をキャパシタ蓄電装置２１から燃料電池２９へと切り換えるようにしている。 In the power storage system unit 20 configured as described above, when the engine 2 is started, that is, when the motor generator 11 used as a starter is started, the capacitor power storage device 21 is kept until the fuel cell voltage of the fuel cell 29 is stabilized. When the rotational speed of the motor generator 11 as a motor is increased by the electric power from the motor and the fuel cell voltage of the fuel cell 29 reaches a voltage sufficient to drive the motor generator 11 as a motor, the electric power is supplied to the motor generator 11 Is switched from the capacitor power storage device 21 to the fuel cell 29.

つまり、本ハイブリッドシステムにおいては、モータとしてのモータジェネレータ１１の起動時には、モータジェネレータ１１への電力の供給をキャパシタ蓄電装置２１によって行い、燃料電池２９の燃料電池電圧が、予め設定される規定値（以下、「起動時規定電圧」という。）を上回った場合に、モータジェネレータ１１への電力の供給をキャパシタ蓄電装置２１から燃料電池２９へと切り換えることを特徴としている。 That is, in the present hybrid system, when the motor generator 11 as a motor is started, power is supplied to the motor generator 11 by the capacitor power storage device 21, and the fuel cell voltage of the fuel cell 29 is set to a predetermined value ( Hereinafter, the power supply to the motor generator 11 is switched from the capacitor power storage device 21 to the fuel cell 29 when the voltage exceeds the “regulated voltage at start-up”).

こうすることにより、キャパシタ蓄電装置２１及び燃料電池２９は、図２に示すような電流特性を有しているため、モータジェネレータ１１の良好な起動性を得ることができる。図２は、モータとして作動するモータジェネレータ１１の起動時から停止時までの回転数の変化と、キャパシタ蓄電装置２１、燃料電池２９、及びモータジェネレータ１１に流れる電流の変化を示したものである。
この図に示されているように、キャパシタ蓄電装置２１は高い出力応答性を有しているため、モータとしてのモータジェネレータ１１起動時の回転数上昇にともない、モータジェネレータ１１へ充分に電力を供給することができる。しかし、キャパシタ蓄電装置２１はエネルギー密度が低いため持続性に乏しい。これに対し、燃料電池２９は出力応答性が低いため、モータジェネレータ１１の起動時から、燃料電池２９がモータジェネレータ１１へ充分な電力を供給できる状態になるまで一定以上の時間を要するが、キャパシタ蓄電装置２１と比較してエネルギー密度が高いために持続性に優れている。 By doing so, the capacitor power storage device 21 and the fuel cell 29 have current characteristics as shown in FIG. 2, and therefore, good startability of the motor generator 11 can be obtained. FIG. 2 shows changes in the number of rotations from the start to the stop of the motor generator 11 that operates as a motor, and changes in the current flowing through the capacitor power storage device 21, the fuel cell 29, and the motor generator 11.
As shown in this figure, the capacitor power storage device 21 has high output responsiveness, so that sufficient power is supplied to the motor generator 11 as the rotational speed rises when the motor generator 11 as a motor is started up. can do. However, the capacitor power storage device 21 has low sustainability because of its low energy density. On the other hand, since the output response of the fuel cell 29 is low, it takes a certain amount of time from when the motor generator 11 is started until the fuel cell 29 can supply sufficient power to the motor generator 11. Since the energy density is higher than that of the power storage device 21, it is excellent in sustainability.

こうしたキャパシタ蓄電装置２１及び燃料電池２９それぞれの特性を利用するため、モータジェネレータ１１起動時の電力供給にはキャパシタ蓄電装置２１を用い、燃料電池２９の燃料電池電圧が前記起動時規定電圧に達すると、モータとしてのモータジェネレータ１１への電力の供給を行う電力源をキャパシタ蓄電装置２１から燃料電池２９へと切り換える。つまり、燃料電池２９の燃料電池電圧が、モータジェネレータ１１への充分な電力の供給を行えるまでに上昇する間、キャパシタ蓄電装置２１からの電力によってモータジェネレータ１１を起動して回転数を上昇させる。 In order to use such characteristics of the capacitor power storage device 21 and the fuel cell 29, the capacitor power storage device 21 is used for power supply when the motor generator 11 is started, and when the fuel cell voltage of the fuel cell 29 reaches the startup specified voltage. Then, the power source for supplying power to the motor generator 11 as a motor is switched from the capacitor power storage device 21 to the fuel cell 29. That is, while the fuel cell voltage of the fuel cell 29 rises until sufficient power can be supplied to the motor generator 11, the motor generator 11 is activated by the power from the capacitor power storage device 21 to increase the rotational speed.

具体的には、エンジン２の起動時、オペレータによる始動キーの操作により図示せぬリレーがオンされ、システムコントローラ１にエンジン始動の指令が入力される。これによりシステムコントローラ１は、インバータコンバータ１２、キャパシタ蓄電装置２１、燃料電池２９を電力供給可能とさせる。そして、キャパシタ蓄電装置２１からモータジェネレータ１１へ電力が供給される。この電力によってモータジェネレータ１１はモータとして起動する。このモータジェネレータ１１の駆動軸は、前述したようにエンジン２のクランク軸と連結されており常時同期回転するため、モータジェネレータ１１をセルモータとして駆動することにより、停止状態のエンジン２を起動させる。 Specifically, when the engine 2 is started, a relay (not shown) is turned on by an operation of a start key by the operator, and an engine start command is input to the system controller 1. As a result, the system controller 1 makes it possible to supply power to the inverter converter 12, the capacitor power storage device 21, and the fuel cell 29. Then, electric power is supplied from the capacitor power storage device 21 to the motor generator 11. The motor generator 11 is activated as a motor by this electric power. Since the drive shaft of the motor generator 11 is connected to the crankshaft of the engine 2 as described above and always rotates synchronously, the engine 2 in a stopped state is started by driving the motor generator 11 as a cell motor.

モータジェネレータ１１は、起動後、キャパシタ蓄電装置２１から供給される電力によって回転数を上昇させるが、この間、システムコントローラ１において燃料電池２９の燃料電池電圧と前記起動時規定電圧とが比較される。そして、燃料電池２９の燃料電池電圧が上昇し、燃料電池電圧が起動時規定電圧に達すると、システムコントローラ１は、モータジェネレータ１１への電力の供給をキャパシタ蓄電装置２１から燃料電池２９へと切り換える。 After startup, the motor generator 11 increases the rotational speed by the electric power supplied from the capacitor power storage device 21. During this time, the system controller 1 compares the fuel cell voltage of the fuel cell 29 with the startup specified voltage. When the fuel cell voltage of the fuel cell 29 rises and the fuel cell voltage reaches the startup specified voltage, the system controller 1 switches the supply of power to the motor generator 11 from the capacitor power storage device 21 to the fuel cell 29. .

このように、モータジェネレータ１１起動時における電力の供給を、出力密度の高いキャパシタ蓄電装置２１から行うことにより、モータとしてのモータジェネレータ１１の良好な起動性を得ることが可能となる。これにより、本ハイブリッドシステムが採用される作業機などにおいて、エンジン２の停止状態からの起動が円滑に行われるため、走行する時や作業する時の良好な始動性を得ることができる。 Thus, by supplying power at the time of starting the motor generator 11 from the capacitor power storage device 21 having a high output density, it is possible to obtain good startability of the motor generator 11 as a motor. Thereby, in the working machine etc. in which the present hybrid system is adopted, the engine 2 is smoothly started from the stopped state, so that good startability when traveling or working can be obtained.

また、エンジン２の起動後、即ち定常時においては、モータとして作動するモータジェネレータ１１への電力の供給は行わないが、負荷が大きくなるとキャパシタ蓄電装置２１及び燃料電池２９の両方によって電力供給を行うことを可能としている。そして、定常時において発電機として作動するモータジェネレータ１１によって発電される電力及び燃料電池２９からの発電電力は、キャパシタ蓄電装置２１に蓄電される。
このキャパシタ蓄電装置２１に蓄電される電力は、蓄電システム部２０に備えられる前記充電制御部１５０によって制御される。つまり、この充電制御部１５０によってキャパシタ蓄電装置２１への充電電流が制御されており、キャパシタ蓄電装置２１への充電量が制御される。 In addition, after the engine 2 is started, that is, in a steady state, power is not supplied to the motor generator 11 that operates as a motor, but power is supplied by both the capacitor power storage device 21 and the fuel cell 29 when the load increases. Making it possible. Then, the electric power generated by the motor generator 11 that operates as a generator at the normal time and the generated electric power from the fuel cell 29 are stored in the capacitor power storage device 21.
The electric power stored in the capacitor power storage device 21 is controlled by the charge control unit 150 provided in the power storage system unit 20. That is, the charging current to the capacitor power storage device 21 is controlled by the charge control unit 150, and the charge amount to the capacitor power storage device 21 is controlled.

充電制御部１５０は、システムコントローラ１において生成される充電電流指令に基づいて、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を制御している。すなわち、システムコントローラ１からの充電電流指令の指令値が減少すると、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を減少させ、逆に、充電電流指令の指令値が増加すると、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を増加させる。
このシステムコントローラ１から充電制御部１５０に送られる充電電流指令は、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧及び燃料電池２９の燃料電池電圧に基づいて増減される。つまり、キャパシタ電圧と燃料電池電圧とを比較し、この結果に基づいてキャパシタ蓄電装置２１への充電量を制御することにより、充放電効率の良いキャパシタ蓄電装置２１は、そのキャパシタ電圧を燃料電池２９の燃料電池電圧に追従させることができるのである。 Charging control unit 150 controls the amount of charge to capacitor power storage device 21 based on the charging current command generated in system controller 1. That is, when the command value of the charge current command from the system controller 1 decreases, the charge amount to the capacitor power storage device 21 is decreased. Conversely, when the command value of the charge current command increases, the charge amount to the capacitor power storage device 21 increases. Increase.
The charging current command sent from the system controller 1 to the charging control unit 150 is increased or decreased based on the capacitor voltage of the capacitor power storage device 21 and the fuel cell voltage of the fuel cell 29. That is, by comparing the capacitor voltage and the fuel cell voltage and controlling the amount of charge to the capacitor power storage device 21 based on the result, the capacitor power storage device 21 with good charge / discharge efficiency can use the capacitor voltage as the fuel cell 29. The fuel cell voltage can be made to follow.

以下、システムコントローラ１において行われるキャパシタ蓄電装置２１及び燃料電池２９の直流電圧に基づいた前記充電電流指令の制御（以下、「直流電圧制御」という。）について説明する。
前記直流電圧制御では、制御を行う際の基準としてキャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧（電圧値Ｖ_Ｃ、以下、単に「キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ」とする。）及び燃料電池２９の燃料電池電圧（電圧値Ｖ_Ｆ、以下、単に「燃料電池電圧Ｖ_Ｆ」とする。）を用い、これらキャパシタ電圧Ｖ_Ｃと燃料電池電圧Ｖ_Ｆとを比較することによって行われる。
つまり、この直流電圧制御は、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧Ｖ_Ｃが、燃料電池２９の燃料電池電圧Ｖ_Ｆを上回った場合は、前記充電電流指令の指令値を減少してキャパシタ蓄電装置２１への充電量を減少し、またはキャパシタ蓄電装置２１を放電させ、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃが、燃料電池電圧Ｖ_Ｆを下回った場合は、前記充電電流指令の指令値を増加してキャパシタ蓄電装置２１への充電量を増加するように充電電流指令を制御している。
言い換えると、この直流電圧制御では、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ＞燃料電池電圧Ｖ_Ｆのときは、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を減少させ、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ＜燃料電池電圧Ｖ_Ｆのときは、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を増加させるように制御する。 Hereinafter, the control of the charging current command (hereinafter referred to as “DC voltage control”) based on the DC voltage of the capacitor power storage device 21 and the fuel cell 29 performed in the system controller 1 will be described.
In the DC voltage control, the capacitor voltage (voltage value V _C , hereinafter, simply referred to as “capacitor voltage V _C ”) of the capacitor power storage device 21 and the fuel cell voltage (voltage value) of the fuel cell 29 are used as the reference when performing the control. V _F (hereinafter simply referred to as “fuel cell voltage V _F ”) is used to compare the capacitor voltage V _C and the fuel cell voltage V _F.
That is, the DC voltage control, the capacitor voltage V _C of the capacitor power storage device 21, if it exceeds the fuel cell voltage V _F of the fuel cell 29, and decreases the instruction value of the charge current command to the capacitor power storage device 21 the reduced amount of charge, or to discharge the capacitor power storage device 21, the capacitor voltage V _C is, if lower than the fuel cell voltage V _F, to the capacitor power storage device 21 increases the command value of the charge current command The charging current command is controlled so as to increase the charging amount.
In other words, in the DC voltage control, when the capacitor voltage V _C> fuel cell voltage V _F, reduces the amount of charge to the capacitor power storage device 21, when the capacitor voltage V _{C <Fuel} cell voltage V _F, capacitor Control is performed to increase the amount of charge to the power storage device 21.

具体的には、図４に示す制御ブロック図に従って行われる。
直流電圧制御においては、まず、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃと燃料電池電圧Ｖ_Ｆとが演算部５１にて比較され、比較結果として偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｆが求められる。この比較の前段階において、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃと燃料電池電圧Ｖ_Ｆとの均衡を図るため、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ及び燃料電池電圧Ｖ_Ｆは、各乗算部５０及び５２において、予め設定された定数Ｃ１及びＣ２がそれぞれ乗算される。 Specifically, it is performed according to the control block diagram shown in FIG.
In the DC voltage control, first, the capacitor voltage V _C and the fuel cell voltage V _F are compared by the calculation unit 51, and a deviation V _C −V _F is obtained as a comparison result. In pre-stage of this comparison, in order to balance the capacitor voltages V _C and the fuel cell voltage V _F, capacitor voltage V _C and the fuel cell voltage V _F, in the multipliers 50 and 52, the constant C1 which is set in advance And C2 are respectively multiplied.

そして、前記偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_ＦがＰＩ制御部５３に入力される。ＰＩ制御部５３は、偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｆに基づいて、ＰＩ（比例積分）制御演算を行うＰＩ制御器５３ａと、このＰＩ制御器５３ａからの出力信号を一定範囲内に制限するリミッタ５３ｂとを備えている。このＰＩ制御部５３により、演算部５１にて求められた偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｆが、ＰＩ制御器５３ａによって演算されて出力され、この出力がリミッタ５３ｂを通り上下限値を制限されて、ＰＩ制御値Ｙｐｉ（以下、充電電流指令値Ｙｐｉ）として生成される。この充電電流指令値Ｙｐｉは、キャパシタ蓄電装置２１の充電時においては、燃料電池電圧Ｖ_Ｆがキャパシタ電圧Ｖ_Ｃよりも高くなるため、負（−）の値となる。 Then, the deviation V _C −V _F is input to the PI control unit 53. PI control unit 53, based on the deviation _V C -V _F, a PI controller 53a that performs PI (proportional integral) control operation, and a limiter 53b that limits the output signal from the PI controller 53a within a predetermined range It has. The PI control unit 53, the deviation _V C -V _F obtained by the computing unit 51, which is output is calculated by the PI controller 53a, the output is limited to as upper and lower limit values of the limiter 53b, PI It is generated as a control value Ypi (hereinafter, charging current command value Ypi). The charging current command value Ypi, in the time of charging the capacitor power storage device 21, the fuel cell voltage V _F becomes higher than the capacitor voltage V _C, negative - a value of ().

このようにして出力された充電電流指令値Ｙｐｉは、演算部５４にて、後述する補正値が加えられ、充電電流リミッタ５５によって入力される値が予め設定された充電電流値の範囲内に属するか否かが判定され、属する場合にはその入力値が採用され、属しない場合には入力値に代えて上限値（上回る場合）、または下限値（下回る場合）が採用される。そして、正負が反転されて、出力値Ｙｓとして出力される。この出力値Ｙｓが充電電流指令の指令値となり、出力値Ｙｓが正（＋）の値であるときは、燃料電池電圧Ｖ_Ｆがキャパシタ電圧Ｖ_Ｃよりも高いということで、システムコントローラ１は充電電流指令の指令値を増加してキャパシタ蓄電装置２１の充電量を増加し、負（−）の値であるときは、燃料電池電圧Ｖ_Ｆがキャパシタ電圧Ｖ_Ｃよりも低いということで、システムコントローラ１は充電電流指令の指令値を減少してキャパシタ蓄電装置２１への充電量を減少（放電）するように制御する。 The charging current command value Ypi output in this way is added with a correction value, which will be described later, in the calculation unit 54, and the value input by the charging current limiter 55 falls within the preset charging current value range. If it belongs, the input value is adopted, and if not, the upper limit value (when exceeding) or the lower limit value (when falling) is adopted instead of the input value. Then, the sign is inverted and output as an output value Ys. The output value Ys is a command value of the charge current command, when the value of the output value Ys is positive (+), the fuel cell voltage V _F is that it is higher than the capacitor voltage V _C, the system controller 1 charges increasing the charge amount of the capacitor power storage device 21 increases the command value of the current command, a negative (-) when a value, that the fuel cell voltage V _F is low than the capacitor voltage V _C, the system controller 1 controls to decrease (discharge) the charge amount to the capacitor power storage device 21 by decreasing the command value of the charge current command.

このような直流電圧制御は、充放電効率が高く即時充電が可能なキャパシタ蓄電装置２１の特性を利用して行われるものであり、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃと燃料電池電圧Ｖ_Ｆとを比較することにより、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を増加させるか減少させるかを制御するので、燃料電池電圧Ｖ_Ｆに応じて、キャパシタ蓄電装置２１の充電量を制御することが可能となる。つまり、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧Ｖ_Ｃを燃料電池２９の燃料電池電圧Ｖ_Ｆに追従させることが可能となり、前述したようなキャパシタ蓄電装置２１と燃料電池２９との間の発電ギャップの発生を防止することができる。 Such DC voltage control is for charge and discharge efficiency is performed by utilizing the high profiles of immediate Charging capacitor power storage device 21, by comparing the capacitor voltage V _C and the fuel cell voltage V _F since the controls whether to increase or decrease the rate of charging of the capacitor power storage device 21, according to the fuel cell voltage V _F, it is possible to control the charge amount of the capacitor power storage device 21. That is, the capacitor voltage V _C of the capacitor power storage device 21 it is possible to follow the fuel cell voltage V _F of the fuel cell 29, the occurrence of the power generation gap between the capacitor power storage device 21 and the fuel cell 29 as described above Can be prevented.

以上の直流電圧制御において、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を一定範囲内にし、キャパシタ蓄電装置２１の過充電・過放電を防止するため、前述の直流電圧制御によって出力される充電電流指令の指令値の自動補正が行われる。すなわち、直流電圧制御においては、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧Ｖ_Ｃを用いてキャパシタ蓄電装置２１への充電量の制御（以下、「充電電流制御」という。）を行い、充電電流指令の補正が行われている。
つまり、この充電電流制御は、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃが、予め設定される規定値を上回った場合は、充電電流指令の指令値を減少し、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃが、前記規定値を下回った場合は、充電電流指令の指令値を増加するように制御する。 In the DC voltage control described above, in order to keep the amount of charge to the capacitor power storage device 21 within a certain range and prevent the capacitor power storage device 21 from being overcharged / overdischarged, the command of the charging current command output by the DC voltage control described above is used. Automatic correction of values is performed. That is, in the DC voltage control, with the capacitor voltage V _C of the capacitor power storage device 21 the amount of charge control of the capacitor power storage device 21 (hereinafter, referred to as "charging current control".) Is performed, the correction of the charge current command Has been done.
That is, in this charging current control, when the capacitor voltage V _C exceeds a preset specified value, the command value of the charging current command is decreased, and when the capacitor voltage V _C falls below the specified value. Then, control is performed so as to increase the command value of the charging current command.

具体的には、同じく図４に示す制御ブロック図に従って行われる。
充電電流制御においては、まず、キャパシタ蓄電装置２１のキャパシタ電圧Ｖ_Ｃと、キャパシタ蓄電装置２１の容量などを考慮して予め設定される規定値（設定値Ｖ_Ｎ、以下、単に「キャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎ」とする。）とが、演算部５７にて比較され、比較結果として偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｎが求められる。この比較の前段階において、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃとキャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎとの均衡を図るため、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃは、乗算部５６において、予め設定された定数Ｃ３が乗算される。 Specifically, it is performed according to the control block diagram shown in FIG.
In the charge current control, first, a capacitor voltage V _C of the capacitor power storage device 21 and a specified value (set value V _N) , which is set in advance in consideration of the capacity of the capacitor power storage device 21 and the like, simply “capacitor set voltage V and _N ".), but, compared with the arithmetic unit 57, the deviation _V C -V _N is obtained as the comparison result. In pre-stage of this comparison, in order to balance the capacitor voltages V _C and capacitor set voltage V _N, the capacitor voltage V _C is the multiplication unit 56, preset constant C3 is multiplied.

そして、前記偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_ＮがＰ制御部５８に入力される。Ｐ制御部５８は、偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｎに基づいて、Ｐ（比例）制御演算を行うＰ制御器５８ａと、このＰ制御器５８ａからの出力信号を一定範囲内に制限するリミッタ５８ｂとを備えている。このＰ制御部５８により、演算部５７にて求められた偏差Ｖ_Ｃ−Ｖ_Ｎが、Ｐ制御器５８ａによって演算され出力され、この出力がリミッタ５８ｂを通り上下限値を制限されて、Ｐ制御値Ｙｐとして生成される。このＰ制御値Ｙｐ（以下、補正値Ｙｐ）が、前述の充電電流指令値Ｙｐｉに対する補正値となる。 Then, the deviation V _C −V _N is input to the P control unit 58. The P control unit 58 includes a P controller 58a that performs P (proportional) control calculation based on the deviation V _C −V _N and a limiter 58b that limits an output signal from the P controller 58a within a certain range. I have. By this P control unit 58, the deviation V _C -V _N obtained by the calculation unit 57 is calculated and output by the P controller 58a, and this output passes through the limiter 58b and the upper and lower limit values are limited, and P control is performed. Generated as value Yp. This P control value Yp (hereinafter, correction value Yp) is a correction value for the above-described charging current command value Ypi.

直流電圧制御により出力される充電電流指令の補正を行うこの充電電流制御では、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃがキャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎより低ければ、キャパシタ蓄電装置２１充電方向の電流を増加させ、給電電流を抑制して過放電を防止する。また、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ−キャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎより高ければ、キャパシタ蓄電装置２１の放電方向の電流を増加させ、充電電流を抑制して過充電を防止する。 In this charging current control for correcting the charging current command output by the DC voltage control, if the capacitor voltage V _C is lower than the capacitor setting voltage V _N , the current in the charging direction of the capacitor power storage device 21 is increased and the feeding current is suppressed. To prevent overdischarge. The capacitor voltage V _C - is higher than capacitor setting voltage V _N, to increase the discharge direction of the current of the capacitor power storage device 21, to prevent overcharge to suppress the charging current.

このようにして出力される補正値Ｙｐは、演算部５４にて直流電圧制御による出力である充電電流指令値Ｙｐｉに加算され、この演算結果としての加算値Ｙｐｉ＋Ｙｐが、充電電流リミッタ５５を通り上下限値を制限されて、正負が反転され、この値が最終的なシステムコントローラ１による充電電流指令の出力となる。 The correction value Yp output in this way is added to the charging current command value Ypi, which is an output by DC voltage control, in the calculation unit 54, and the addition value Ypi + Yp as the calculation result passes through the charging current limiter 55. The lower limit value is limited, and the sign is reversed, and this value becomes the final output of the charging current command by the system controller 1.

このような充電電流制御による充電電流指令の補正の態様を、キャパシタ蓄電装置２１への充電量を減少させている場合と増加している場合それぞれについて、図４の制御ブロック図に対応させて説明する。
まず、キャパシタ蓄電装置２１の充電量を減少させている場合について説明する。
この場合、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ＞燃料電池電圧Ｖ_Ｆとなり、直流電圧制御による出力である充電電流指令値Ｙｐｉは正（＋）の値となる。この場合において、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃがキャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎよりも低くなると、充電電流制御から出力される補正値Ｙｐは、負（−）の値となる。この負（−）の値である補正値Ｙｐが、正（＋）の値である充電電流指令値Ｙｐｉに演算部５４にて加算されるので、最終的な出力値Ｙｓは大きくなり、充電電流指令値は増加し、給電電流が抑制されてキャパシタ蓄電装置２１の過放電が防止される。 The manner of correcting the charge current command by such charge current control will be described in correspondence with the control block diagram of FIG. 4 for each of the case where the charge amount to the capacitor power storage device 21 is decreased and the case where it is increased. To do.
First, the case where the charge amount of the capacitor power storage device 21 is decreased will be described.
In this case, the capacitor voltage V _C> fuel cell voltage V _F becomes, the charging current command value Ypi is output by the DC voltage control becomes a positive value (+). In this case, when the capacitor voltage V _C is lower than the capacitor set voltage V _N, the correction value Yp output from the charging current control, a negative - a value of (). Since the correction value Yp, which is a negative (−) value, is added to the charging current command value Ypi, which is a positive (+) value, by the computing unit 54, the final output value Ys becomes large and the charging current is increased. The command value increases, the feeding current is suppressed, and overdischarge of the capacitor power storage device 21 is prevented.

次に、キャパシタ蓄電装置２１の充電量を増加させている場合について説明する。
この場合、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃ＜燃料電池電圧Ｖ_Ｆとなり、直流電圧制御による出力である充電電流指令値Ｙｐｉは負（−）の値となる。この場合において、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃがキャパシタ設定電圧Ｖ_Ｎよりも高くなると、充電電流制御から出力される補正値Ｙｐは、正（＋）の値となる。この正（＋）の値である補正値Ｙｐが、負（−）の値である充電電流指令値Ｙｐｉに演算部５４にて加算されるので、最終的な出力値Ｙｓは小さくなり、充電電流指令値は減少し、充電電流が抑制されてキャパシタ蓄電装置２１の過充電が防止される。 Next, a case where the charge amount of the capacitor power storage device 21 is increased will be described.
In this case, the capacitor voltage V _C <the fuel cell voltage V _F , and the charging current command value Ypi, which is an output by direct current voltage control, is a negative (−) value. In this case, when the capacitor voltage V _C becomes higher than the capacitor setting voltage V _N , the correction value Yp output from the charging current control becomes a positive (+) value. Since the correction value Yp, which is a positive (+) value, is added to the charging current command value Ypi, which is a negative (−) value, by the calculation unit 54, the final output value Ys is reduced, and the charging current is reduced. The command value decreases, the charging current is suppressed, and the capacitor power storage device 21 is prevented from being overcharged.

このように、キャパシタ電圧Ｖ_Ｃを用いて充電電流制御を行い、直流電圧制御により出力される充電電流指令の自動補正を行うことによって、キャパシタ蓄電装置２１への充電量の増減を制御してキャパシタ蓄電装置２１と燃料電池２９との間の発電ギャップを防止するとともに、キャパシタ蓄電装置２１の過充電・過放電を防止することができる。そして、内部抵抗が低いキャパシタ蓄電装置２１を過電流から保護することができる。 Thus, performs charging current control using a capacitor voltage V _C, by performing the automatic correction of the charging current command outputted by the DC voltage control, by controlling the amount of charge increases or decreases to the capacitor power storage device 21 capacitor A power generation gap between the power storage device 21 and the fuel cell 29 can be prevented, and overcharge / overdischarge of the capacitor power storage device 21 can be prevented. And the capacitor electrical storage apparatus 21 with low internal resistance can be protected from overcurrent.

本発明に係るハイブリッドシステムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the hybrid system which concerns on this invention. モータ起動／停止時の燃料電池及びキャパシタ蓄電装置の電流特性を示す図。The figure which shows the current characteristic of the fuel cell at the time of motor starting / stopping, and a capacitor electrical storage apparatus. 均等制御回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of a uniform control circuit. 充電電流指令の制御ブロック図。The control block diagram of a charging current command. 燃料電池とバッテリの電圧特性を示す図。The figure which shows the voltage characteristic of a fuel cell and a battery.

Explanation of symbols

１システムコントローラ
２エンジン
１１モータジェネレータ
２１キャパシタ蓄電装置
２９燃料電池
１５０充電制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 System controller 2 Engine 11 Motor generator 21 Capacitor electrical storage apparatus 29 Fuel cell 150 Charge control part

Claims

An engine, a motor for assisting the engine, control means for controlling them, a generator using the engine as a drive source, a fuel cell as a power source for supplying power to the motor, and power for the motor In a hybrid system having a power storage device and a power storage device for storing power generated from the generator and the fuel cell,
A hybrid system using a capacitor power storage device as the power storage device.

The control means includes
At the time of starting the motor, power is supplied to the motor by the capacitor power storage device, and when the fuel cell voltage of the fuel cell exceeds a preset specified value, the power is supplied to the motor. 2. The hybrid system according to claim 1, wherein switching from a capacitor power storage device to the fuel cell is performed.

A charge control circuit for controlling the amount of charge to the capacitor power storage device based on a charge current command from the control means;
The control means includes
When the capacitor voltage of the capacitor power storage device exceeds the fuel cell voltage of the fuel cell, the command value of the charging current command is decreased to reduce the amount of charge to the capacitor power storage device, or the capacitor power storage device Discharged,
2. The hybrid system according to claim 1, wherein when the capacitor voltage falls below the fuel cell voltage, the charge current command is increased to increase a charge amount to the capacitor power storage device.

The control means includes
When the capacitor voltage exceeds a preset value, the command value of the charging current command is decreased,
4. The hybrid system according to claim 3, wherein when the capacitor voltage falls below the specified value, the command value of the charging current command is increased.