JP2008301558A - 燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 燃料電池システムの起動時間を一層短縮することのできる燃料電池システムの
制御装置を提供すること。
【解決手段】 燃料電池システムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５によって昇圧して
得られた電圧の電力を補機類６に供給し、補機類６を駆動させて燃料電池スタック１の発
電を開始する燃料電池システムを制御する制御装置１０であって、システムの起動時に、
ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ
2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇圧指示電圧Ｖ1
よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機類６の駆動を開
始させる制御を行う起動制御手段を装備する。
【選択図】 図１
制御装置を提供すること。
【解決手段】 燃料電池システムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５によって昇圧して
得られた電圧の電力を補機類６に供給し、補機類６を駆動させて燃料電池スタック１の発
電を開始する燃料電池システムを制御する制御装置１０であって、システムの起動時に、
ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ
2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇圧指示電圧Ｖ1
よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機類６の駆動を開
始させる制御を行う起動制御手段を装備する。
【選択図】 図１
Description
本発明は燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システムに関し、より詳細には燃
料電池システムの起動時間を短縮することのできる燃料電池システムの制御装置、及び燃
料電池システムに関する。
料電池システムの起動時間を短縮することのできる燃料電池システムの制御装置、及び燃
料電池システムに関する。
近年、内燃機関に代わるクリーンで高効率な動力源として燃料電池システムが注目され
ており、燃料電池システムの実用化に向けた研究開発が盛んに行われている。
図６は、従来の燃料電池システムの概略構成を示した電力系の接続図である。なお、こ
の燃料電池システムは、例えば、車両に搭載され、該車両の駆動に必要な電力を発生する
システムである。
ており、燃料電池システムの実用化に向けた研究開発が盛んに行われている。
図６は、従来の燃料電池システムの概略構成を示した電力系の接続図である。なお、こ
の燃料電池システムは、例えば、車両に搭載され、該車両の駆動に必要な電力を発生する
システムである。
図中１は、水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む空気とを用いて電力を発生する燃料
電池スタックを示しており、燃料電池スタック１は、電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−を介
してインバータ２に接続され、インバータ２は車両駆動モータ３に接続されている。
電池スタックを示しており、燃料電池スタック１は、電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−を介
してインバータ２に接続され、インバータ２は車両駆動モータ３に接続されている。
また、２次電池４には、高圧用のＤＣ／ＤＣコンバータ５が接続され、ＤＣ／ＤＣコン
バータ５は、電力供給ラインＬ２＋、Ｌ２−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接
続点Ａ＋、Ａ−でそれぞれ接続されており、燃料電池スタック１で発電を行うために必要
な補機類６が、電力供給ラインＬ３＋、Ｌ３−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に
接続点Ｂ＋、Ｂ−でそれぞれ接続されている。
バータ５は、電力供給ラインＬ２＋、Ｌ２−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接
続点Ａ＋、Ａ−でそれぞれ接続されており、燃料電池スタック１で発電を行うために必要
な補機類６が、電力供給ラインＬ３＋、Ｌ３−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に
接続点Ｂ＋、Ｂ−でそれぞれ接続されている。
燃料電池スタック１とＤＣ／ＤＣコンバータ５の接続点Ａ＋、Ａ−との間の電力供給ラ
インＬ１＋、Ｌ１−には、燃料電池スタック１と負荷（インバータ２及び車両駆動モータ
３）とを接続又は遮断するリレー手段７が介装されており、電力供給ラインＬ１＋上のリ
レー手段７と燃料電池スタック１との間には、燃料電池スタック１への電流の流入を防止
するためのダイオード８が介装されている。
インＬ１＋、Ｌ１−には、燃料電池スタック１と負荷（インバータ２及び車両駆動モータ
３）とを接続又は遮断するリレー手段７が介装されており、電力供給ラインＬ１＋上のリ
レー手段７と燃料電池スタック１との間には、燃料電池スタック１への電流の流入を防止
するためのダイオード８が介装されている。
インバータ２の駆動制御、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作や降圧動作の切替制御、
補機類６の駆動制御、リレー手段７の接断制御など、様々な運転状況下での燃料電池スタ
ック１の起動制御や出力制御、２次電池４の充放電制御などが制御装置１００で実行され
るようになっている。このような燃料電池システムに関連する構成については、例えば、
下記の特許文献１、２に記載されている。
補機類６の駆動制御、リレー手段７の接断制御など、様々な運転状況下での燃料電池スタ
ック１の起動制御や出力制御、２次電池４の充放電制御などが制御装置１００で実行され
るようになっている。このような燃料電池システムに関連する構成については、例えば、
下記の特許文献１、２に記載されている。
なお、補機類６は、燃料電池スタック１の発電や、車両の運転に必要な各種機器であり
、例えば、燃料電池スタック１に空気を供給するためのエアコンプレッサや、燃料電池ス
タック１に燃料ガスを供給する流路に介装された燃料ガス循環ポンプ等が含まれる。この
補機類６は、燃料電池スタック１又は２次電池４からＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して供
給される電力により駆動される。
、例えば、燃料電池スタック１に空気を供給するためのエアコンプレッサや、燃料電池ス
タック１に燃料ガスを供給する流路に介装された燃料ガス循環ポンプ等が含まれる。この
補機類６は、燃料電池スタック１又は２次電池４からＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して供
給される電力により駆動される。
また、２次電池４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燃料電池車
両が減速する際の車両駆動モータ３による回生電力を貯蔵するとともに、高電圧で駆動さ
れる強電系のユニット、例えば、車両駆動モータ３やエアコンプレッサ等の補機類６で消
費される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、放電して車両駆動モータ３や補機類６に供給し、不足電力を補う機能を備えている。
両が減速する際の車両駆動モータ３による回生電力を貯蔵するとともに、高電圧で駆動さ
れる強電系のユニット、例えば、車両駆動モータ３やエアコンプレッサ等の補機類６で消
費される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、放電して車両駆動モータ３や補機類６に供給し、不足電力を補う機能を備えている。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、燃料電池スタック１の電力供給先に電力を供給する
ために、２次電池４が発生する電力の直流電圧を燃料電池スタック１が発生する電力の直
流電圧に昇圧する一方で、２次電池４を充電するために、燃料電池スタック１が発生する
電力の直流電圧を２次電池４が発生する電力の直流電圧に降圧するものである。
ために、２次電池４が発生する電力の直流電圧を燃料電池スタック１が発生する電力の直
流電圧に昇圧する一方で、２次電池４を充電するために、燃料電池スタック１が発生する
電力の直流電圧を２次電池４が発生する電力の直流電圧に降圧するものである。
また、インバータ２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し、
変換して得られた電力を車両駆動モータ３に供給することにより、車両駆動モータ３の制
御を行う。インバータ２は、車両駆動モータ３が制御装置から与えられる指令トルクを発
生するように、車両駆動モータ３を制御するようになっている。
変換して得られた電力を車両駆動モータ３に供給することにより、車両駆動モータ３の制
御を行う。インバータ２は、車両駆動モータ３が制御装置から与えられる指令トルクを発
生するように、車両駆動モータ３を制御するようになっている。
図７は、従来の燃料電池システムにおける起動時の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
まず、スタータがＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の駆動を開始して（時刻ｔ51
）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧（例えば、４００Ｖ）まで上昇さ
せる。その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧（４００Ｖ）まで上昇
すると（時刻ｔ52）、次に補機類６（エアコンプレッサや循環ポンプ等）の駆動を開始し
て、すなわち、燃料電池スタック１の発電を開始して、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを
上昇させる。燃料電池スタック１の電圧ＶFCが、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指示電圧
付近の電圧（例えば３８０Ｖ）まで上昇したタイミング（時刻ｔ53）で、リレー手段７を
接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを３８０Ｖまで下げて（時刻ｔ54）、車両駆
動モータ３による車両走行が可能な状態にして、システムの起動を完了するようになって
いる。
ャートである。
まず、スタータがＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の駆動を開始して（時刻ｔ51
）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧（例えば、４００Ｖ）まで上昇さ
せる。その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧（４００Ｖ）まで上昇
すると（時刻ｔ52）、次に補機類６（エアコンプレッサや循環ポンプ等）の駆動を開始し
て、すなわち、燃料電池スタック１の発電を開始して、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを
上昇させる。燃料電池スタック１の電圧ＶFCが、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指示電圧
付近の電圧（例えば３８０Ｖ）まで上昇したタイミング（時刻ｔ53）で、リレー手段７を
接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを３８０Ｖまで下げて（時刻ｔ54）、車両駆
動モータ３による車両走行が可能な状態にして、システムの起動を完了するようになって
いる。
従来の燃料電池システムでは、システムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指
示電圧が、車両駆動モータ３の駆動可能な電圧（３５０Ｖ前後）を考慮して、それよりも
高い電圧（例えば、４００Ｖ）に設定されており、この高電圧の昇圧指示電圧に上昇する
まで、補機類６を駆動させないシステムとなっていた。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ
５の電圧が、高電圧の昇圧指示電圧に上昇するまで、燃料電池スタック１の発電を開始す
ることができず、システムの起動完了が遅れる要因の一つとなっていた。
特開２００３−３０４６０６号公報
特開２００１−２２９９４３号公報
示電圧が、車両駆動モータ３の駆動可能な電圧（３５０Ｖ前後）を考慮して、それよりも
高い電圧（例えば、４００Ｖ）に設定されており、この高電圧の昇圧指示電圧に上昇する
まで、補機類６を駆動させないシステムとなっていた。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ
５の電圧が、高電圧の昇圧指示電圧に上昇するまで、燃料電池スタック１の発電を開始す
ることができず、システムの起動完了が遅れる要因の一つとなっていた。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、システムの起動時間を一層短縮するこ
とのできる燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システムを提供することを目的と
している。
とのできる燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システムを提供することを目的と
している。
本発明者は、燃料電池の発電を行うために必要な補機類が、車両駆動モータ（負荷）の
駆動可能な電圧（３５０Ｖ前後）よりも低い電圧でも駆動させることができる点に着目し
、補機類を駆動させるタイミングを早めることで、システムの起動時間を一層短縮できる
ことを見出し本発明を完成するに至った。
駆動可能な電圧（３５０Ｖ前後）よりも低い電圧でも駆動させることができる点に着目し
、補機類を駆動させるタイミングを早めることで、システムの起動時間を一層短縮できる
ことを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明に係る燃料電池システムの制御装置（１）は、燃料電池と、補助電源
の出力電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換
手段と、前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力
が供給される負荷とを備え、システムの起動時に、前記電圧変換手段によって昇圧して得
られた電圧の電力を前記補機類に供給し、該補機類を駆動させて前記燃料電池の発電を開
始する燃料電池システムを制御する制御装置であって、前記システムの起動時に、前記電
圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完了電圧よりも高い値とし、前記電
圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よりも低い前記補機類の駆動可能な
所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始させる制御を行う起動制御手段を
備えていることを特徴としている。
の出力電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換
手段と、前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力
が供給される負荷とを備え、システムの起動時に、前記電圧変換手段によって昇圧して得
られた電圧の電力を前記補機類に供給し、該補機類を駆動させて前記燃料電池の発電を開
始する燃料電池システムを制御する制御装置であって、前記システムの起動時に、前記電
圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完了電圧よりも高い値とし、前記電
圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よりも低い前記補機類の駆動可能な
所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始させる制御を行う起動制御手段を
備えていることを特徴としている。
上記燃料電池システムの制御装置（１）によれば、前記起動制御手段により、前記シス
テムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完了電圧よ
りも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よりも低い
前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始させる制
御が行われるので、従来の起動制御、すなわち前記電圧変換手段の電圧が、前記燃料電池
の起動完了電圧よりも高い昇圧指示電圧に到達してから、前記補機類を駆動させる制御と
比べて、前記補機類を駆動させるタイミングを早めることができる。したがって、前記燃
料電池の発電を開始するタイミングを早めることができ、その結果、前記燃料電池の電圧
を前記起動完了電圧まで上昇させるタイミングを早めることができ、システムの起動時間
を短縮することができる。なお、前記所定電圧を前記補機類の最低作動電圧に近付けるほ
ど、起動時間の短縮効果をより高めることができる。
テムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完了電圧よ
りも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よりも低い
前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始させる制
御が行われるので、従来の起動制御、すなわち前記電圧変換手段の電圧が、前記燃料電池
の起動完了電圧よりも高い昇圧指示電圧に到達してから、前記補機類を駆動させる制御と
比べて、前記補機類を駆動させるタイミングを早めることができる。したがって、前記燃
料電池の発電を開始するタイミングを早めることができ、その結果、前記燃料電池の電圧
を前記起動完了電圧まで上昇させるタイミングを早めることができ、システムの起動時間
を短縮することができる。なお、前記所定電圧を前記補機類の最低作動電圧に近付けるほ
ど、起動時間の短縮効果をより高めることができる。
また本発明に係る燃料電池システムの制御装置（２）は、上記燃料電池システムの制御
装置（１）において、前記燃料電池システムには、前記燃料電池と前記電圧変換手段の接
続部との間に、前記燃料電池と前記負荷とを接続又は遮断する接断手段が介装されており
、前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前
記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記起動制御手段が、前記接断手段を接続する制御
を行うものであることを特徴としている。
装置（１）において、前記燃料電池システムには、前記燃料電池と前記電圧変換手段の接
続部との間に、前記燃料電池と前記負荷とを接続又は遮断する接断手段が介装されており
、前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前
記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記起動制御手段が、前記接断手段を接続する制御
を行うものであることを特徴としている。
上記燃料電池システムの制御装置（２）によれば、前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧
指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前記起動完了電圧まで上昇した場合に、
前記起動制御手段により、前記接断手段を接続する制御が行われる。前記燃料電池の電圧
が前記起動完了電圧まで上昇するタイミングを早めることができる結果、前記接断手段を
接続するタイミングも早めることができ、システムの起動時間を短縮することができる。
指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前記起動完了電圧まで上昇した場合に、
前記起動制御手段により、前記接断手段を接続する制御が行われる。前記燃料電池の電圧
が前記起動完了電圧まで上昇するタイミングを早めることができる結果、前記接断手段を
接続するタイミングも早めることができ、システムの起動時間を短縮することができる。
また本発明に係る燃料電池システムの制御装置（３）は、燃料電池と、補助電源の出力
電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換手段と
、前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力が供給
される負荷と、前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装され、前記燃料電
池と前記負荷とを接続又は遮断する接断手段とを備え、システムの起動時に、前記電圧変
換手段によって昇圧して得られた電圧の電力を前記補機類に供給し、該補機類を駆動させ
て前記燃料電池の発電を開始する燃料電池システムを制御する制御装置であって、前記シ
ステムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆動電圧よ
りも高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電圧が、前
記昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止させるとと
もに、前記補機類の駆動を開始させ、その後、前記燃料電池の電圧が前記昇圧指示電圧付
近まで上昇した場合に、前記接断手段を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記燃料電池
の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇させる制御を行う起動制御手段を備えていることを
特徴としている。
電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換手段と
、前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力が供給
される負荷と、前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装され、前記燃料電
池と前記負荷とを接続又は遮断する接断手段とを備え、システムの起動時に、前記電圧変
換手段によって昇圧して得られた電圧の電力を前記補機類に供給し、該補機類を駆動させ
て前記燃料電池の発電を開始する燃料電池システムを制御する制御装置であって、前記シ
ステムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆動電圧よ
りも高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電圧が、前
記昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止させるとと
もに、前記補機類の駆動を開始させ、その後、前記燃料電池の電圧が前記昇圧指示電圧付
近まで上昇した場合に、前記接断手段を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記燃料電池
の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇させる制御を行う起動制御手段を備えていることを
特徴としている。
上記燃料電池システムの制御装置（３）によれば、前記起動制御手段により、前記シス
テムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆動電圧より
も高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電圧が、前記
昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止させるととも
に、前記補機類の駆動を開始させる制御が行われるので、従来の起動制御、すなわち前記
電圧変換手段の電圧が、前記燃料電池の起動完了電圧よりも高い昇圧指示電圧に到達して
から、前記補機類を駆動させる制御と比べて、前記補機類を駆動させるタイミングを早め
ることができ、前記燃料電池の発電を開始するタイミングを早めることができる。
テムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆動電圧より
も高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電圧が、前記
昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止させるととも
に、前記補機類の駆動を開始させる制御が行われるので、従来の起動制御、すなわち前記
電圧変換手段の電圧が、前記燃料電池の起動完了電圧よりも高い昇圧指示電圧に到達して
から、前記補機類を駆動させる制御と比べて、前記補機類を駆動させるタイミングを早め
ることができ、前記燃料電池の発電を開始するタイミングを早めることができる。
また、前記燃料電池の電圧が前記昇圧指示電圧付近まで上昇した場合に、前記接断手段
を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記燃料電池の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇
させる制御が行われるので、前記燃料電池の電圧を前記起動完了電圧まで上昇させるタイ
ミングも早めることができ、その結果、システムの起動時間を短縮することができる。
を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記燃料電池の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇
させる制御が行われるので、前記燃料電池の電圧を前記起動完了電圧まで上昇させるタイ
ミングも早めることができ、その結果、システムの起動時間を短縮することができる。
また本発明に係る燃料電池システム（１）は、燃料電池と、補助電源の出力電圧を昇圧
する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換手段と、前記燃料
電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力が供給される負荷
と、システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完
了電圧よりも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よ
りも低い前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始
させる制御を行う制御手段を備えていることを特徴としている。
上記燃料電池システム（１）によれば、上記燃料電池システムの制御装置（１）と略同
様の効果を得ることができ、起動時間を一層短縮することのできるシステムを提供するこ
とができる。
する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有する電圧変換手段と、前記燃料
電池で発電を行うために必要な補機類と、前記燃料電池で発電した電力が供給される負荷
と、システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完
了電圧よりも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧よ
りも低い前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始
させる制御を行う制御手段を備えていることを特徴としている。
上記燃料電池システム（１）によれば、上記燃料電池システムの制御装置（１）と略同
様の効果を得ることができ、起動時間を一層短縮することのできるシステムを提供するこ
とができる。
また本発明に係る燃料電池システム（２）は、上記燃料電池システム（１）において、
前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装された、前記燃料電池と前記負荷
とを接続又は遮断する接断手段を備え、前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで
上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記制御手段
が、前記接断手段を接続する制御を行うものであることを特徴としている。
上記燃料電池システム（２）によれば、上記燃料電池システムの制御装置（２）と略同
様の効果を得ることができ、起動時間を一層短縮することのできるシステムを提供するこ
とができる。
前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装された、前記燃料電池と前記負荷
とを接続又は遮断する接断手段を備え、前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで
上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記制御手段
が、前記接断手段を接続する制御を行うものであることを特徴としている。
上記燃料電池システム（２）によれば、上記燃料電池システムの制御装置（２）と略同
様の効果を得ることができ、起動時間を一層短縮することのできるシステムを提供するこ
とができる。
以下、本発明に係る燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システムの実施の形態
を図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態（１）に係る燃料電池システムの概略構
成を示した電力系の接続図である。但し、ここでは図６に示した従来の燃料電池システム
と同一機能を有する構成部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
を図面に基づいて説明する。図１は、実施の形態（１）に係る燃料電池システムの概略構
成を示した電力系の接続図である。但し、ここでは図６に示した従来の燃料電池システム
と同一機能を有する構成部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
図中１は、水素を多量に含む燃料ガスと酸素を含む空気とを用いて電力を発生する燃料
電池スタックを示しており、燃料電池スタック１は、電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−を介
してインバータ２に接続され、インバータ２は車両駆動モータ３に接続されている。なお
、燃料電池スタック１の種類は、本発明では特に限定されないが、例えば、固体高分子形
燃料電池などを適用することができる。
電池スタックを示しており、燃料電池スタック１は、電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−を介
してインバータ２に接続され、インバータ２は車両駆動モータ３に接続されている。なお
、燃料電池スタック１の種類は、本発明では特に限定されないが、例えば、固体高分子形
燃料電池などを適用することができる。
２次電池４は、高圧用のＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５
５は、電力供給ラインＬ２＋、Ｌ２−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接続点Ａ
＋、Ａ−で接続されており、また、燃料電池スタック１で発電を行うために必要な補機類
６が、電力供給ラインＬ３＋、Ｌ３−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接続点Ｂ
＋、Ｂ−で接続されている。
５は、電力供給ラインＬ２＋、Ｌ２−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接続点Ａ
＋、Ａ−で接続されており、また、燃料電池スタック１で発電を行うために必要な補機類
６が、電力供給ラインＬ３＋、Ｌ３−を介して電力供給ラインＬ１＋、Ｌ１−に接続点Ｂ
＋、Ｂ−で接続されている。
燃料電池スタック１とＤＣ／ＤＣコンバータ５の接続点Ａ＋、Ａ−との間の電力供給ラ
インＬ１＋、Ｌ１−には、燃料電池スタック１と負荷（インバータ２及び車両駆動モータ
３）とを接続又は遮断するリレー手段７が介装されており、電力供給ラインＬ１＋上のリ
レー手段７と燃料電池スタック１との間には、燃料電池スタック１への電流の流入を防止
するためのダイオード８が介装されている。
インＬ１＋、Ｌ１−には、燃料電池スタック１と負荷（インバータ２及び車両駆動モータ
３）とを接続又は遮断するリレー手段７が介装されており、電力供給ラインＬ１＋上のリ
レー手段７と燃料電池スタック１との間には、燃料電池スタック１への電流の流入を防止
するためのダイオード８が介装されている。
また、インバータ２の駆動制御、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作や降圧動作の切替
制御、補機類６の駆動制御、リレー手段７の接断制御など、様々な運転状況下での燃料電
池スタック１の起動制御や出力制御、２次電池４の充放電制御等が制御装置１０で実行さ
れるようになっており、制御装置１０は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、制御時の
データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、及び、制御プログラムをＲＯＭから読み出して実行
するＣＰＵと（いずれも図示せず）を含んで構成されている。
制御、補機類６の駆動制御、リレー手段７の接断制御など、様々な運転状況下での燃料電
池スタック１の起動制御や出力制御、２次電池４の充放電制御等が制御装置１０で実行さ
れるようになっており、制御装置１０は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、制御時の
データ等を一時的に記憶するＲＡＭ、及び、制御プログラムをＲＯＭから読み出して実行
するＣＰＵと（いずれも図示せず）を含んで構成されている。
次に実施の形態（１）に係る従来の燃料電池システムの起動時における動作を図２に示
したタイミングチャートに基づいて説明する。
まず、スタータ（図示せず）がＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指示電圧
Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（例えば３８０Ｖ）よりも高い値（例え
ば４００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による２次電池４の出力電圧の昇圧動作を
開始し（時刻ｔ1）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ1（４００Ｖ
）まで上昇させる。
したタイミングチャートに基づいて説明する。
まず、スタータ（図示せず）がＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指示電圧
Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（例えば３８０Ｖ）よりも高い値（例え
ば４００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による２次電池４の出力電圧の昇圧動作を
開始し（時刻ｔ1）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ1（４００Ｖ
）まで上昇させる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ1よりも低い補機類６の駆動可
能な所定電圧Ｖ3（例えば、２００Ｖ）まで上昇すると（時刻ｔ2）、次に補機類６（エ
アコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ等）の駆動を開始し、すなわち、燃料電池スタック
１の発電を開始して、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを上昇させる。
能な所定電圧Ｖ3（例えば、２００Ｖ）まで上昇すると（時刻ｔ2）、次に補機類６（エ
アコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ等）の駆動を開始し、すなわち、燃料電池スタック
１の発電を開始して、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを上昇させる。
その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧Ｖ1まで上昇すると（時刻
ｔ3）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ1（４００Ｖ）に維持する
制御に切り替え、その後、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ
）まで上昇したタイミング（時刻ｔ4）で、リレー手段７を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５の電圧ＶDCを起動完了電圧Ｖ2まで下げて（時刻ｔ5）、車両駆動モータ３による車
両走行が可能な状態にして、起動を完了するようになっている。
ｔ3）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ1（４００Ｖ）に維持する
制御に切り替え、その後、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ
）まで上昇したタイミング（時刻ｔ4）で、リレー手段７を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５の電圧ＶDCを起動完了電圧Ｖ2まで下げて（時刻ｔ5）、車両駆動モータ３による車
両走行が可能な状態にして、起動を完了するようになっている。
次に実施の形態（１）に係る燃料電池システムにおける制御装置１０の行う起動処理動
作を図３に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１では、システムの起動時か否か（例えば、スタータがＯＮされたか
否か）を判断し、システムの起動時ではないと判断すれば、通常処理（ステップＳ９）へ
進む一方、システムの起動時であると判断すればステップＳ２に進む。
作を図３に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１では、システムの起動時か否か（例えば、スタータがＯＮされたか
否か）を判断し、システムの起動時ではないと判断すれば、通常処理（ステップＳ９）へ
進む一方、システムの起動時であると判断すればステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタッ
ク１の起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）よりも高い値（例えば、４００Ｖ）にして、ＤＣ／
ＤＣコンバータ５によって２次電池４の出力電圧を昇圧する処理を開始し、その後ステッ
プＳ３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ1よりも低い補機類
６の駆動可能な所定電圧Ｖ3（例えば、補機類６の最低駆動電圧＋α程度に設定された値
）を越えたか否かを判断し、補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3を越えていないと判断す
ればステップＳ３に戻る一方、補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3を越えたと判断すれば
ステップＳ４に進む。
ク１の起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）よりも高い値（例えば、４００Ｖ）にして、ＤＣ／
ＤＣコンバータ５によって２次電池４の出力電圧を昇圧する処理を開始し、その後ステッ
プＳ３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ1よりも低い補機類
６の駆動可能な所定電圧Ｖ3（例えば、補機類６の最低駆動電圧＋α程度に設定された値
）を越えたか否かを判断し、補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3を越えていないと判断す
ればステップＳ３に戻る一方、補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3を越えたと判断すれば
ステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、補機類６の駆動開始処理、すなわち、燃料電池スタック１で発電を
行うために必要なエアコンプレッサや水素循環ポンプ等の補機類６を駆動させる処理を行
い、その後ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを上
昇させる処理を行い、その後ステップＳ６に進み、ステップＳ６では、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧Ｖ1まで上昇し、かつ燃料電池スタック１の電圧ＶFCが
起動完了電圧Ｖ2まで上昇したか否かを判断し、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完
了電圧Ｖ2まで上昇していないと判断すればステップＳ６に戻る。
行うために必要なエアコンプレッサや水素循環ポンプ等の補機類６を駆動させる処理を行
い、その後ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを上
昇させる処理を行い、その後ステップＳ６に進み、ステップＳ６では、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧Ｖ1まで上昇し、かつ燃料電池スタック１の電圧ＶFCが
起動完了電圧Ｖ2まで上昇したか否かを判断し、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完
了電圧Ｖ2まで上昇していないと判断すればステップＳ６に戻る。
一方ステップＳ６において、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧Ｖ1ま
で上昇し、かつ燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇したと判断す
ればステップＳ７に進み、ステップＳ７では、リレー手段７を接続する処理を行い、その
後、ステップＳ８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを起動完了電圧Ｖ2まで下げ
る処理を行い、その後、車両駆動モータ３による車両走行が可能な状態にして処理を終え
る。
で上昇し、かつ燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇したと判断す
ればステップＳ７に進み、ステップＳ７では、リレー手段７を接続する処理を行い、その
後、ステップＳ８では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCを起動完了電圧Ｖ2まで下げ
る処理を行い、その後、車両駆動モータ３による車両走行が可能な状態にして処理を終え
る。
上記実施の形態（１）に係る燃料電池システムによれば、制御装置１０により、システ
ムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の
起動完了電圧Ｖ2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇
圧指示電圧Ｖ1よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機
類６の駆動を開始させる制御が行われるので、従来の起動制御、すなわちＤＣ／ＤＣコン
バータ５の電圧ＶDCが、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2よりも高い昇圧指示電圧
Ｖ1に到達してから、補機類６を駆動させる制御と比べて、補機類６を駆動させるタイミ
ング（時刻ｔ2）を早めることができる。したがって、燃料電池の発電を開始するタイミ
ングを早めることができ、その結果、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを起動完了電圧Ｖ2
まで上昇させるタイミングを早めることができる。
ムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の
起動完了電圧Ｖ2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇
圧指示電圧Ｖ1よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機
類６の駆動を開始させる制御が行われるので、従来の起動制御、すなわちＤＣ／ＤＣコン
バータ５の電圧ＶDCが、燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2よりも高い昇圧指示電圧
Ｖ1に到達してから、補機類６を駆動させる制御と比べて、補機類６を駆動させるタイミ
ング（時刻ｔ2）を早めることができる。したがって、燃料電池の発電を開始するタイミ
ングを早めることができ、その結果、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを起動完了電圧Ｖ2
まで上昇させるタイミングを早めることができる。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが昇圧指示電圧Ｖ1まで上昇し、かつ燃料電
池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇した場合に、リレー手段７を接続す
る制御が行われるので、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇する
タイミングを早めることができる結果、リレー手段７を接続するタイミング（時刻ｔ4）
も早めることができ、起動時間を短縮することができるシステムを提供することができる
。なお、所定電圧Ｖ3を補機類６の最低駆動電圧に近付けるほど、起動時間の短縮効果を
より高めることができる。
池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇した場合に、リレー手段７を接続す
る制御が行われるので、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが起動完了電圧Ｖ2まで上昇する
タイミングを早めることができる結果、リレー手段７を接続するタイミング（時刻ｔ4）
も早めることができ、起動時間を短縮することができるシステムを提供することができる
。なお、所定電圧Ｖ3を補機類６の最低駆動電圧に近付けるほど、起動時間の短縮効果を
より高めることができる。
次に実施の形態（２）に係る燃料電池システムについて説明する。但し実施の形態（２
）に係る燃料電池システムの構成については、制御装置１０Ａを除いて図１に示した燃料
電池システムと略同様であるため、異なる機能を有する制御装置１０Ａには異なる符号を
付し、その他の同一機能を有する構成部品の説明をここでは省略する。
）に係る燃料電池システムの構成については、制御装置１０Ａを除いて図１に示した燃料
電池システムと略同様であるため、異なる機能を有する制御装置１０Ａには異なる符号を
付し、その他の同一機能を有する構成部品の説明をここでは省略する。
実施の形態（１）に係る燃料電池システムでは、制御装置１０により、システムの起動
時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了
電圧Ｖ2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇圧指示電
圧Ｖ1よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機類６の駆
動を開始させる制御が行われるようになっているが、実施の形態（２）に係る燃料電池シ
ステムでは、制御装置１０Ａにより、システムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への
昇圧指示電圧Ｖ11を、補機類６の最低駆動電圧よりも高く燃料電池スタック１の起動完了
電圧Ｖ2よりも低い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11ま
で上昇した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作を一旦停止させるとともに、補機
類６の駆動を開始させ、その後、燃料電池スタックの電圧ＶFCが昇圧指示電圧Ｖ11付近ま
で上昇した場合に、リレー手段７を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電
池スタックの電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる制御が行われる点が相違して
いる。
時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ1を、燃料電池スタック１の起動完了
電圧Ｖ2よりも高い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による昇圧中の電圧が、昇圧指示電
圧Ｖ1よりも低い補機類６の駆動可能な所定電圧Ｖ3まで上昇した場合に、補機類６の駆
動を開始させる制御が行われるようになっているが、実施の形態（２）に係る燃料電池シ
ステムでは、制御装置１０Ａにより、システムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への
昇圧指示電圧Ｖ11を、補機類６の最低駆動電圧よりも高く燃料電池スタック１の起動完了
電圧Ｖ2よりも低い値とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11ま
で上昇した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作を一旦停止させるとともに、補機
類６の駆動を開始させ、その後、燃料電池スタックの電圧ＶFCが昇圧指示電圧Ｖ11付近ま
で上昇した場合に、リレー手段７を接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電
池スタックの電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる制御が行われる点が相違して
いる。
次に実施の形態（２）に係る従来の燃料電池システムの起動時における動作を図４に示
したタイミングチャートに基づいて説明する。
まず、スタータがＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ11を、補
機類６の最低駆動電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（例えば３
８０Ｖ）よりも低い値（例えば、２００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による２次
電池４の出力電圧の昇圧動作を開始し（時刻ｔ11）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDC
を、昇圧指示電圧Ｖ11（２００Ｖ）まで上昇させる。
したタイミングチャートに基づいて説明する。
まず、スタータがＯＮされた後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ11を、補
機類６の最低駆動電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（例えば３
８０Ｖ）よりも低い値（例えば、２００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５による２次
電池４の出力電圧の昇圧動作を開始し（時刻ｔ11）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDC
を、昇圧指示電圧Ｖ11（２００Ｖ）まで上昇させる。
ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11（２００Ｖ）まで上昇すると
（時刻ｔ12）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作を一旦停止させる（すなわち、電圧Ｖ
DCを２００Ｖに維持する）とともに、補機類６（エアコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ
等）の駆動を開始し、すなわち、燃料電池スタック１の発電を開始して、燃料電池スタッ
ク１の電圧ＶFCを上昇させる。
（時刻ｔ12）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作を一旦停止させる（すなわち、電圧Ｖ
DCを２００Ｖに維持する）とともに、補機類６（エアコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ
等）の駆動を開始し、すなわち、燃料電池スタック１の発電を開始して、燃料電池スタッ
ク１の電圧ＶFCを上昇させる。
その後、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧指示電圧Ｖ
11付近の電圧Ｖ12（１８０Ｖ）まで上昇したタイミング（時刻ｔ13）で、リレー手段７を
接続し、その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタック１の電圧ＶFCと
を起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）まで上昇させて（時刻ｔ14）、車両駆動モータ３による
車両走行が可能な状態にして、起動を完了するようになっている。
11付近の電圧Ｖ12（１８０Ｖ）まで上昇したタイミング（時刻ｔ13）で、リレー手段７を
接続し、その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタック１の電圧ＶFCと
を起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）まで上昇させて（時刻ｔ14）、車両駆動モータ３による
車両走行が可能な状態にして、起動を完了するようになっている。
次に実施の形態（２）に係る燃料電池システムにおける制御装置１０Ａの行う起動処理
動作を図５に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１１では、システムの起動時か否か（例えば、スタータがＯＮされた
か否か）を判断し、システムの起動時ではないと判断すれば、通常処理（ステップＳ２０
）へ進む一方、システムの起動時であると判断すればステップＳ１２に進む。
動作を図５に示したフロ−チャ−トに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１１では、システムの起動時か否か（例えば、スタータがＯＮされた
か否か）を判断し、システムの起動時ではないと判断すれば、通常処理（ステップＳ２０
）へ進む一方、システムの起動時であると判断すればステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ11を、補機類６の最
低駆動電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）よりも低
い値（例えば、２００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５によって２次電池４の出力電
圧を昇圧する処理を開始し、その後ステップＳ１３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧
ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11（２００Ｖ）に達したか否かを判断し、昇圧指示電圧Ｖ11に達
していないと判断すればステップＳ１３に戻る一方、昇圧指示電圧Ｖ11に達したと判断す
ればステップＳ１４に進む。
低駆動電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2（３８０Ｖ）よりも低
い値（例えば、２００Ｖ）にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ５によって２次電池４の出力電
圧を昇圧する処理を開始し、その後ステップＳ１３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧
ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11（２００Ｖ）に達したか否かを判断し、昇圧指示電圧Ｖ11に達
していないと判断すればステップＳ１３に戻る一方、昇圧指示電圧Ｖ11に達したと判断す
ればステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の昇圧動作を一旦停止して、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ11に維持する処理を行い、その後ステップＳ１
５に進む。ステップＳ１５では、補機類６の駆動開始処理、すなわち、燃料電池スタック
１で発電を行うために必要なエアコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ等の補機類６を駆動
させる処理を行い、その後ステップＳ１６に進む。
コンバータ５の電圧ＶDCを昇圧指示電圧Ｖ11に維持する処理を行い、その後ステップＳ１
５に進む。ステップＳ１５では、補機類６の駆動開始処理、すなわち、燃料電池スタック
１で発電を行うために必要なエアコンプレッサや燃料ガス循環ポンプ等の補機類６を駆動
させる処理を行い、その後ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、燃料電池スタック１の電圧ＶFCを上昇させる処理を行い、その後
ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７では、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが昇圧指示
電圧Ｖ11付近の所定電圧Ｖ12まで上昇したか否かを判断し、燃料電池スタック１の電圧Ｖ
FCが昇圧指示電圧Ｖ11付近の所定電圧Ｖ12まで上昇していないと判断すればステップＳ１
６に戻る。
ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７では、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが昇圧指示
電圧Ｖ11付近の所定電圧Ｖ12まで上昇したか否かを判断し、燃料電池スタック１の電圧Ｖ
FCが昇圧指示電圧Ｖ11付近の所定電圧Ｖ12まで上昇していないと判断すればステップＳ１
６に戻る。
一方、ステップＳ１７において、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが昇圧指示電圧Ｖ11付
近の所定電圧Ｖ12まで上昇したと判断すればステップＳ１８に進み、ステップＳ１８では
、リレー手段７を接続する処理を行い、その後ステップＳ１９では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５を再度昇圧動作に切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタッ
ク１の電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる処理を行い、その後、車両駆動モー
タ３による車両走行が可能な状態にして処理を終える。
近の所定電圧Ｖ12まで上昇したと判断すればステップＳ１８に進み、ステップＳ１８では
、リレー手段７を接続する処理を行い、その後ステップＳ１９では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ５を再度昇圧動作に切り替えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタッ
ク１の電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる処理を行い、その後、車両駆動モー
タ３による車両走行が可能な状態にして処理を終える。
上記実施の形態（２）に係る燃料電池システムによれば、制御装置１０Ａにより、シス
テムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ11を、補機類６の最低駆動
電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2よりも低い値とし、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11まで上昇した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ５の昇圧動作を一旦停止させるとともに、補機類６の駆動を開始させる制御が行われ
るので、従来の起動制御、すなわちＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、燃料電池スタ
ック１の起動完了電圧Ｖ2よりも高い昇圧指示電圧に到達してから、補機類６を駆動させ
る制御と比べて、補機類６を駆動させるタイミング（時刻ｔ12）を早めることができ、燃
料電池スタック１の発電を開始するタイミングを早めることができる。
テムの起動時に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５への昇圧指示電圧Ｖ11を、補機類６の最低駆動
電圧ＶLよりも高く燃料電池スタック１の起動完了電圧Ｖ2よりも低い値とし、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５の電圧ＶDCが、昇圧指示電圧Ｖ11まで上昇した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ５の昇圧動作を一旦停止させるとともに、補機類６の駆動を開始させる制御が行われ
るので、従来の起動制御、すなわちＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCが、燃料電池スタ
ック１の起動完了電圧Ｖ2よりも高い昇圧指示電圧に到達してから、補機類６を駆動させ
る制御と比べて、補機類６を駆動させるタイミング（時刻ｔ12）を早めることができ、燃
料電池スタック１の発電を開始するタイミングを早めることができる。
また、燃料電池スタック１の電圧ＶFCが昇圧指示電圧Ｖ11付近まで上昇した場合に、リ
レー手段７を接続し、その後ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタック１の
電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる制御が行われるので、燃料電池スタック１
の電圧ＶFCを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させるタイミング（時刻ｔ14）も早めることがで
き、その結果、起動時間を一層短縮することができるシステム（実施の形態（１）と比較
して、さらに時刻ｔ5−ｔ4の時間ほど更に起動時間を短縮することができるシステム）
を提供することができる。
レー手段７を接続し、その後ＤＣ／ＤＣコンバータ５の電圧ＶDCと燃料電池スタック１の
電圧ＶFCとを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させる制御が行われるので、燃料電池スタック１
の電圧ＶFCを起動完了電圧Ｖ2まで上昇させるタイミング（時刻ｔ14）も早めることがで
き、その結果、起動時間を一層短縮することができるシステム（実施の形態（１）と比較
して、さらに時刻ｔ5−ｔ4の時間ほど更に起動時間を短縮することができるシステム）
を提供することができる。
１ 燃料電池スタック
２ インバータ
３ 車両駆動モータ
４ ２次電池
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ 補機類
７ リレー手段
８ ダイオード
１０、１０Ａ 制御装置
２ インバータ
３ 車両駆動モータ
４ ２次電池
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ 補機類
７ リレー手段
８ ダイオード
１０、１０Ａ 制御装置
Claims (5)
- 燃料電池と、
補助電源の出力電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有す
る電圧変換手段と、
前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、
前記燃料電池で発電した電力が供給される負荷とを備え、
システムの起動時に、前記電圧変換手段によって昇圧して得られた電圧の電力を前記補
機類に供給し、該補機類を駆動させて前記燃料電池の発電を開始する燃料電池システムを
制御する制御装置であって、
前記システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動
完了電圧よりも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧
よりも低い前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開
始させる制御を行う起動制御手段を備えていることを特徴とする燃料電池システムの制御
装置。 - 前記燃料電池システムには、前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に、前記
燃料電池と前記負荷とを接続又は遮断する接断手段が介装されており、
前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前
記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記起動制御手段が、前記接断手段を接続する制御
を行うものであることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システムの制御装置。 - 燃料電池と、
補助電源の出力電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有す
る電圧変換手段と、
前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、
前記燃料電池で発電した電力が供給される負荷と、
前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装され、前記燃料電池と前記負荷
とを接続又は遮断する接断手段とを備え、
システムの起動時に、前記電圧変換手段によって昇圧して得られた電圧の電力を前記補
機類に供給し、該補機類を駆動させて前記燃料電池の発電を開始する燃料電池システムを
制御する制御装置であって、
前記システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆
動電圧よりも高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電
圧が、前記昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止さ
せるとともに、前記補機類の駆動を開始させ、その後、前記燃料電池の電圧が前記昇圧指
示電圧付近まで上昇した場合に、前記接断手段を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記
燃料電池の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇させる制御を行う起動制御手段を備えてい
ることを特徴とする燃料電池システムの制御装置。 - 燃料電池と、
補助電源の出力電圧を昇圧する機能と前記燃料電池の出力電圧を降圧する機能とを有す
る電圧変換手段と、
前記燃料電池で発電を行うために必要な補機類と、
前記燃料電池で発電した電力が供給される負荷と、
システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記燃料電池の起動完了
電圧よりも高い値とし、前記電圧変換手段による昇圧中の電圧が、前記昇圧指示電圧より
も低い前記補機類の駆動可能な所定電圧まで上昇した場合に、前記補機類の駆動を開始さ
せる制御を行う制御手段を備えていることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料電池と前記電圧変換手段の接続部との間に介装された、前記燃料電池と前記負
荷とを接続又は遮断する接断手段を備え、
前記電圧変換手段の電圧が前記昇圧指示電圧まで上昇し、かつ前記燃料電池の電圧が前
記起動完了電圧まで上昇した場合に、前記制御手段が、前記接断手段を接続する制御を行
うものであることを特徴とする請求項４記載の燃料電池システム。
システムの起動時に、前記電圧変換手段への昇圧指示電圧を、前記補機類の最低駆動電
圧よりも高く前記燃料電池の起動完了電圧よりも低い値とし、前記電圧変換手段の電圧が
、前記昇圧指示電圧まで上昇した場合に、前記電圧変換手段の昇圧動作を一旦停止させる
とともに、前記補機類の駆動を開始させ、その後、前記燃料電池の電圧が前記昇圧指示電
圧付近まで上昇した場合に、前記接断手段を接続し、前記電圧変換手段の電圧と前記燃料
電池の電圧とを前記起動完了電圧まで上昇させる制御を行う制御手段とを備えていること
を特徴とする燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007141803A JP2008301558A (ja) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | 燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007141803A JP2008301558A (ja) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | 燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008301558A true JP2008301558A (ja) | 2008-12-11 |
Family
ID=40174540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007141803A Pending JP2008301558A (ja) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | 燃料電池システムの制御装置、及び燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008301558A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238544A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池システムを搭載した電動車両 |
| JP2010238530A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びこれを備えた車両 |
| JP2010238529A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びこれを備えた車両 |
| CN102862491A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-09 | 引峰新能源科技（上海）有限公司 | 紧凑型燃料电池电源系统 |
| CN111409508A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 车载燃料电池系统及其控制方法 |
| JP2022026271A (ja) * | 2020-07-30 | 2022-02-10 | 株式会社東芝 | 燃料電池システムおよび燃料電池船 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004193063A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
2007
- 2007-05-29 JP JP2007141803A patent/JP2008301558A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004193063A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238544A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システムおよび燃料電池システムを搭載した電動車両 |
| JP2010238530A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びこれを備えた車両 |
| JP2010238529A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池システム及びこれを備えた車両 |
| DE112010001456B4 (de) * | 2009-03-31 | 2021-02-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brennstoffzellensystem und Fahrzeug, das mit dem Brennstoffzellensystem ausgestattet ist |
| CN102862491A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-09 | 引峰新能源科技（上海）有限公司 | 紧凑型燃料电池电源系统 |
| CN111409508A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-14 | 潍柴动力股份有限公司 | 车载燃料电池系统及其控制方法 |
| CN111409508B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-07-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 车载燃料电池系统及其控制方法 |
| JP2022026271A (ja) * | 2020-07-30 | 2022-02-10 | 株式会社東芝 | 燃料電池システムおよび燃料電池船 |
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