JP2006310327A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池システム40では、電圧センサ43により検出したモータ駆動回路29Aのインバータ電圧Vivが許容値以上であるか否かを監視し、インバータ電圧Vivが許容値以上である場合には、放電抵抗41を回生電力の余剰分を消費させる。これにより、キャパシタ25では充電しきれない回生電力の余剰分を放電抵抗41により消費させるので、キャパシタ25の予定された充電能力以上に電気エネルギをキャパシタ25に与えることを防止することができる。したがって、キャパシタ25の充放電特性にさらに悪影響を与え難い効果がある。
【選択図】図7
Description
(1) 燃料電池21の出力側に電流の逆流防止用のダイオードを付加する。この場合、ダイオードの方向は燃料電池21からの出力される電流を通す向き(燃料電池21側にアノード、キャパシタ25、モータ駆動回路29A側にカソード)に配置する。この配置箇所は図2の回路においてスイッチング素子23Aのいずれかの端子に直接に、もしくはコンタクタCN-aと燃料電池21との間に配置することが望ましい。このダイオードの配置によって、キャパシタ25もしくはモータ駆動回路29Aから燃料電池21への電流の流入を防ぐことが可能となる。
(2) キャパシタ25からの放出電流を制御する電流調整部を設置する。配置箇所は、例えば図2の回路において、スイッチング素子28Aのいずれかの端子に直列に接続する。より具体的にはスイッチング素子28Aと同等の半導体素子を、スイッチング素子28Aとは逆方向の電流を制御する向きでスイッチング素子28Aのいずれかの端子に直列に配置する。
(3) なお、図2中のスイッチング素子23Aを配置しないことも好適である。このようにすることで回路構成を単純化でき、燃料電池システム20全体のコストを低減する効果がある。
したがって、図2と図7とを比較するとわかるように、本実施形態に係る燃料電池システム40は、放電抵抗41とスイッチング素子42とを直列に接続した回路要素をモータ駆動回路29Aと並列に接続し、さらに交流モータMに設けられたブレーキ機構53をブレーキコントローラ51により制御するところが、前述した参考例に係る燃料電池システム20と相違する。よって、以下、これらの相異点に中心に燃料電池システム40の構成および作動を説明する。
なお、この回生制動制御処理は、踏込み量センサによりブレーキペダルの踏込みを検出すると、システムコントローラ31に対して割り込み信号が発生し、これにより割り込み処理として起動される処理である。そのため、ブレーキペダルが踏込まれている間は、本回生制動制御処理が繰り返し実行され、踏込み量の変化に応じて、以下説明する要求制動力Brqが更新される。また車速の減速とともに変化する交流モータMの回転数に応じて回生制動力Breも随時更新される。
ここで「回生電力」とは、電動モータがその出力軸を外力により強制的に回転させられる場合に、当該電動モータから発生する逆起電力のことをいう。またこの逆起電力により生じるトルクおよび当該電動モータの粘性抵抗の和によるものが回生制動力となる。またこれらは、電動モータやその駆動回路(インバータ回路等)の諸特性から算出することができる。
この回生制動時のキャパシタ管理制御処理は、上述した回生制動制御処理と並行してHBCコントローラ33により常時実行されているもので、図9に示すように、まずステップS401によりサブルーチンとしてキャパシタ管理制御処理をコールする。即ち、前述した参考例の図5において説明した定常運転時等におけるキャパシタ管理制御処理を実行する。
21 燃料電池
23 出力制御用電流調整部
23A スイッチング素子
25 キャパシタ (コンデンサ)
28 保護用電流調整部 (電流制御手段)
28A スイッチング素子 (電流制御手段)
29 負荷
29A モータ駆動回路
31 システムコントローラ
33 HBCコントローラ(電流制御手段)
35 FC/Mコントローラ
M モータ
Vec キャパシタ電圧 (コンデンサの端子間電圧)
Vfc FC電圧
C_LV0 第1の所定電圧値
C_CC1 第1の所定電流値
C_HV0 第2の所定電圧値 (所定の電圧値)
C_CC4 第2の所定電流値 (所定の電流値)
Claims (2)
- モータ駆動回路に対しそれぞれ並列に接続された燃料電池およびコンデンサを備える燃料電池システムであって、
コンデンサの端子間電圧を検出し、該コンデンサの端子間電圧が所定の電圧値よりも高いとき、前記コンデンサの最大許容電圧値を超える危険性があると判断し、前記モータ駆動回路から前記コンデンサに流れ込む回生電流値を、前記コンデンサ内の電解質が分解しない範囲で前記コンデンサの端子間電圧に基づいて変動する電流値として設定される所定の電流値に、抑制する電流制御手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記電流制御手段は、半導体素子からなることを特徴とする請求項1記載の燃料電池システム。
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