JP2010049827A

JP2010049827A - Fuel cell system

Info

Publication number: JP2010049827A
Application number: JP2008210700A
Authority: JP
Inventors: Junpei Ogawa; 純平小河; Kazuhiro Wake; 千大和氣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: JP5167026B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of more suitably preventing degradation of a fuel cell. SOLUTION: An upper-limit threshold value (a cell voltage upper limit threshold value THv_cell) of power-generation voltage (cell voltage Vcell) of the FC 42 is set up based on temperature of the FC 42 (cell temperature Tcell), and an output voltage (FC output voltage Vfc) of the FC 42 is limited by increasing an output current of the FC42 (FC output current Ifc) so that the cell voltage Vcell shall not surpass the cell voltage upper limit threshold value THv_cell. Degradation of the cell 42a (FC 42) is affected by the cell voltage Vcell (FC output voltage Vfc), so that degradation of the FC 42 can more suitably prevented in this structure. Moreover, there is no more need of excessively restraining the cell voltage Vcell (FC output voltage Vfc), so that an output response of the FC 42 can be set higher. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電力源としての燃料電池を有する燃料電池システムに関する。より詳細には、燃料電池の出力制御により燃料電池の劣化防止を実現可能な燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system having a fuel cell as a power source. More specifically, the present invention relates to a fuel cell system capable of preventing deterioration of the fuel cell by controlling the output of the fuel cell.

環境に優しい電力源として、水素ガスと酸化剤ガスとを電気化学反応させて発電する燃料電池が知られている。燃料電池については、その長寿命化（劣化防止）を目的とする技術が開発されている（特許文献１、２）。 As an environmentally friendly power source, a fuel cell that generates electricity by electrochemical reaction of hydrogen gas and oxidant gas is known. As for fuel cells, technologies aimed at extending their life (preventing deterioration) have been developed (Patent Documents 1 and 2).

特許文献１の燃料電池システムでは、燃料電池の劣化を防止するため、燃料電池の反応温度を検出し、許容し得る最低電圧の閾値を前記反応温度により設定する。そして、燃料電池のモニタ電圧が、前記閾値より低い場合、燃料電池から負荷に供給する電流を制限する（特許文献１の要約参照）。 In the fuel cell system of Patent Document 1, in order to prevent deterioration of the fuel cell, the reaction temperature of the fuel cell is detected, and the threshold value of the lowest voltage that can be tolerated is set by the reaction temperature. And when the monitor voltage of a fuel cell is lower than the said threshold value, the electric current supplied to a load from a fuel cell is restrict | limited (refer the summary of patent document 1).

また、特許文献２のシステムでは、燃料電池を保護しながら、発電効率を高いレベルで維持するため、燃料電池の複数のセルのうち最も発電電圧が低いセルの電圧（最低セル電圧）を特定し、最低セル電圧に応じて燃料電池の出力を制御する（特許文献２の要約参照）。 Further, in the system of Patent Document 2, in order to maintain the power generation efficiency at a high level while protecting the fuel cell, the voltage of the cell with the lowest generated voltage (minimum cell voltage) is specified among the plurality of cells of the fuel cell. Then, the output of the fuel cell is controlled according to the minimum cell voltage (see the summary of Patent Document 2).

特開平７−２７２７３６号公報JP-A-7-272736 特開２００４−１７２０５５号公報JP 2004-172055 A

特許文献１、２に記載されたシステムでは、燃料電池の保護が図られているものの未だ改善の余地がある。 Although the systems described in Patent Documents 1 and 2 are intended to protect the fuel cell, there is still room for improvement.

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of more suitably preventing deterioration of the fuel cell.

この発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の発電電圧を検出する電圧センサと、前記燃料電池の温度を検出する温度センサと、前記燃料電池の出力を制御する出力制御器とを備えるものであって、前記出力制御器は、前記燃料電池の出力を制限するための電圧上限閾値を、前記燃料電池の温度に応じて設定し、前記燃料電池の発電電圧が前記電圧上限閾値以下となるように、前記燃料電池の出力を制限することを特徴とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell, a voltage sensor that detects a power generation voltage of the fuel cell, a temperature sensor that detects a temperature of the fuel cell, and an output controller that controls the output of the fuel cell; The output controller sets a voltage upper limit threshold for limiting the output of the fuel cell according to the temperature of the fuel cell, and the power generation voltage of the fuel cell is set to the voltage upper limit threshold. The output of the fuel cell is limited as follows.

この発明によれば、燃料電池の出力を制限するための電圧上限閾値を、燃料電池の温度に応じて設定し、燃料電池の発電電圧が前記電圧上限閾値以下となるように、燃料電池の出力を制限する。燃料電池の劣化は、その発電電圧に影響されるため、上記構成により、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、燃料電池の発電電圧を過度に抑制する必要がなくなることから、燃料電池の出力応答性を高く設定することが可能となる。 According to this invention, the voltage upper limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell, and the output of the fuel cell is set so that the power generation voltage of the fuel cell is equal to or lower than the voltage upper limit threshold. Limit. Since the deterioration of the fuel cell is affected by the generated voltage, the above configuration can more suitably prevent the deterioration of the fuel cell. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the power generation voltage of the fuel cell, the output responsiveness of the fuel cell can be set high.

この発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の発電電流を検出する電流センサと、前記燃料電池の温度を検出する温度センサと、前記燃料電池の出力を制御する出力制御器とを備えるものであって、前記出力制御器は、前記燃料電池の出力を制限するための電流下限閾値を、前記燃料電池の温度に応じて設定し、前記燃料電池の発電電流が前記電流下限閾値以上となるように、前記燃料電池の出力を制限することを特徴とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell, a current sensor that detects a generated current of the fuel cell, a temperature sensor that detects a temperature of the fuel cell, and an output controller that controls an output of the fuel cell. The output controller sets a current lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell according to the temperature of the fuel cell, and the power generation current of the fuel cell is the current lower limit threshold. As described above, the output of the fuel cell is limited.

この発明によれば、燃料電池の出力を制限するための電流下限閾値を、燃料電池の温度に応じて設定し、燃料電池の発電電流が前記電流下限閾値以上となるように、燃料電池の出力を制限する。燃料電池の電流―電圧特性より、燃料電池の発電電流と発電電圧との間には対応関係がある。このため、上記構成により、燃料電池の温度に応じた燃料電池の出力電圧の制限が可能となる。燃料電池の劣化は、その発電電圧に影響されることから、上記構成により、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、燃料電池の発電電圧を過度に抑制する必要がなくなることから、燃料電池の出力応答性を高く設定することが可能となる。 According to the present invention, the current lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell, and the output of the fuel cell is set so that the generated current of the fuel cell is equal to or higher than the current lower limit threshold. Limit. From the current-voltage characteristics of the fuel cell, there is a correspondence between the generated current and the generated voltage of the fuel cell. For this reason, with the above configuration, the output voltage of the fuel cell can be limited according to the temperature of the fuel cell. Since the deterioration of the fuel cell is affected by the generated voltage, the above configuration can more suitably prevent the deterioration of the fuel cell. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the power generation voltage of the fuel cell, the output responsiveness of the fuel cell can be set high.

この発明に係る燃料電池システムは、燃料電池と、前記燃料電池の発電電力を測定する電力測定器と、前記燃料電池の温度を検出する温度センサと、前記燃料電池の出力を制御する出力制御器とを備えるものであって、前記出力制御器は、前記燃料電池の出力を制限するための電力下限閾値を、前記燃料電池の温度に応じて設定し、前記燃料電池の発電電力が前記電力下限閾値以上となるように、前記燃料電池の出力を制限することを特徴とする。 A fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell, a power measuring device that measures the generated power of the fuel cell, a temperature sensor that detects the temperature of the fuel cell, and an output controller that controls the output of the fuel cell. The output controller sets a power lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell according to the temperature of the fuel cell, and the generated power of the fuel cell is set to the power lower limit. The output of the fuel cell is limited so as to be equal to or greater than a threshold value.

この発明によれば、燃料電池の出力を制限するための電力下限閾値を、燃料電池の温度に応じて設定し、燃料電池の発電電力が前記電力下限閾値以上となるように、燃料電池の出力を制限する。燃料電池の電流―電圧特性より、燃料電池の発電電流と発電電圧との間には対応関係があるため、発電電流と発電電圧の積である発電電力と発電電圧との間にも対応関係がある。このため、上記構成により、燃料電池の温度に応じた燃料電池の出力電圧の制限が可能となる。燃料電池の劣化は、その発電電圧に影響されることから、上記構成により、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、燃料電池の発電電圧を過度に抑制する必要がなくなることから、燃料電池の出力応答性を高く設定することが可能となる。 According to this invention, the power lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell, and the output of the fuel cell is set so that the generated power of the fuel cell is equal to or higher than the power lower limit threshold. Limit. Because of the current-voltage characteristics of the fuel cell, there is a correspondence between the generated current and the generated voltage of the fuel cell, so there is also a correspondence between the generated power and the generated voltage, which is the product of the generated current and the generated voltage. is there. For this reason, with the above configuration, the output voltage of the fuel cell can be limited according to the temperature of the fuel cell. Since the deterioration of the fuel cell is affected by the generated voltage, the above configuration can more suitably prevent the deterioration of the fuel cell. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the power generation voltage of the fuel cell, the output responsiveness of the fuel cell can be set high.

前記出力制御器は、前記燃料電池システムの補機の消費電力を増加させることにより、前記燃料電池の出力を制限してもよい。 The output controller may limit the output of the fuel cell by increasing power consumption of an auxiliary device of the fuel cell system.

また、前記燃料電池システムは、さらに、蓄電装置と、前記燃料電池と前記蓄電装置との間に配置され、前記燃料電池から前記蓄電装置への供給電力を制御する供給電力制御器とを備え、前記出力制御器は、前記供給電力制御器を介して前記燃料電池から前記蓄電装置への供給電力を増加させることにより、前記燃料電池の出力を制限してもよい。 The fuel cell system further includes a power storage device, and a power supply controller that is disposed between the fuel cell and the power storage device and controls power supplied from the fuel cell to the power storage device, The output controller may limit the output of the fuel cell by increasing supply power from the fuel cell to the power storage device via the supply power controller.

前記燃料電池システムは、さらに、負荷に対して前記燃料電池と並列に接続された第２電力源と、前記第２電力源の出力電圧を変圧して前記負荷に印加するＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、前記出力制御器は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの変圧比を減少させ、前記燃料電池の発電電流を増加させることにより、前記燃料電池の出力を制限してもよい。 The fuel cell system further includes a second power source connected in parallel to the fuel cell with respect to a load, and a DC / DC converter that transforms an output voltage of the second power source and applies the voltage to the load. The output controller may limit the output of the fuel cell by decreasing a transformation ratio of the DC / DC converter and increasing a generated current of the fuel cell.

また、この発明によれば、燃料電池の出力を制限するための電流下限閾値を、燃料電池の温度に応じて設定し、燃料電池の発電電流が前記電流下限閾値以上となるように、燃料電池の出力を制限する。燃料電池の電流―電圧特性より、燃料電池の発電電流と発電電圧との間には対応関係がある。このため、上記構成により、燃料電池の温度に応じた燃料電池の出力電圧の制限が可能となる。燃料電池の劣化は、その発電電圧に影響されることから、上記構成により、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、燃料電池の発電電圧を過度に抑制する必要がなくなることから、燃料電池の出力応答性を高く設定することが可能となる。 In addition, according to the present invention, the current lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell, and the fuel cell is configured such that the generated current of the fuel cell is equal to or greater than the current lower limit threshold. Limit the output of. From the current-voltage characteristics of the fuel cell, there is a correspondence between the generated current and the generated voltage of the fuel cell. For this reason, with the above configuration, the output voltage of the fuel cell can be limited according to the temperature of the fuel cell. Since the deterioration of the fuel cell is affected by the generated voltage, the above configuration can more suitably prevent the deterioration of the fuel cell. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the power generation voltage of the fuel cell, the output responsiveness of the fuel cell can be set high.

さらに、この発明によれば、燃料電池の出力を制限するための電力下限閾値を、燃料電池の温度に応じて設定し、燃料電池の発電電力が前記電力下限閾値以上となるように、燃料電池の出力を制限する。燃料電池の電流―電圧特性より、燃料電池の発電電流と発電電圧との間には対応関係があるため、発電電流と発電電圧の積である発電電力と発電電圧との間にも対応関係がある。このため、上記構成により、燃料電池の温度に応じた燃料電池の出力電圧の制限が可能となる。燃料電池の劣化は、その発電電圧に影響されることから、上記構成により、燃料電池の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、燃料電池の発電電圧を過度に抑制する必要がなくなることから、燃料電池の出力応答性を高く設定することが可能となる。 Further, according to the present invention, the power lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell, and the generated electric power of the fuel cell is equal to or higher than the power lower limit threshold. Limit the output of. Because of the current-voltage characteristics of the fuel cell, there is a correspondence between the generated current and the generated voltage of the fuel cell, so there is also a correspondence between the generated power and the generated voltage, which is the product of the generated current and the generated voltage. is there. For this reason, with the above configuration, the output voltage of the fuel cell can be limited according to the temperature of the fuel cell. Since the deterioration of the fuel cell is affected by the generated voltage, the above configuration can more suitably prevent the deterioration of the fuel cell. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the power generation voltage of the fuel cell, the output responsiveness of the fuel cell can be set high.

Ａ．一実施形態
以下、この発明の一実施形態に係る燃料電池システムを搭載した燃料電池車両について図面を参照して説明する。 A. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the fuel cell vehicle carrying the fuel cell system which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.

１．燃料電池車両１０の構成
（１）全体構成
図１は、この発明の一実施形態に係る燃料電池システム（以下「ＦＣシステム１２」と称する。）を搭載した燃料電池車両１０（以下「ＦＣ車両１０」と称する。）の回路図である。ＦＣ車両１０は、ＦＣシステム１２に加え、モータユニット２０を有する。ＦＣシステム１２は、ＦＣユニット４０と、バッテリユニット６０と、統合制御部８０｛以下「統合ＥＣＵ８０」（ＥＣＵ：Electric Control Unit）と称する。｝とを有する。 1. Configuration of Fuel Cell Vehicle 10 (1) Overall Configuration FIG. 1 shows a fuel cell vehicle 10 (hereinafter referred to as “FC vehicle 10”) equipped with a fuel cell system (hereinafter referred to as “FC system 12”) according to an embodiment of the present invention. FIG. The FC vehicle 10 includes a motor unit 20 in addition to the FC system 12. The FC system 12 is referred to as an FC unit 40, a battery unit 60, and an integrated control unit 80 (hereinafter referred to as “integrated ECU 80” (ECU: Electric Control Unit)). }.

モータユニット２０は、ＦＣ車両１０の力行時には、走行用のモータ２２を用いてＦＣ車両１０の走行駆動力を生成し、ＦＣ車両１０の回生時には、モータ２２が発生した回生電力（モータ回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリユニット６０及び補機１４に供給する。補機１４は、モータユニット２０とＦＣユニット４０の間に配置されており、例えば、ＦＣユニット４０やバッテリユニット６０で用いられる冷却ポンプ（図示せず）を含む。 The motor unit 20 generates a traveling driving force of the FC vehicle 10 using the traveling motor 22 when the FC vehicle 10 is powered, and when the FC vehicle 10 is regenerated, the regenerative power generated by the motor 22 (motor regenerative power Preg). ) [W] is supplied to the battery unit 60 and the auxiliary machine 14. The auxiliary machine 14 is disposed between the motor unit 20 and the FC unit 40 and includes, for example, a cooling pump (not shown) used in the FC unit 40 and the battery unit 60.

ＦＣユニット４０は、ＦＣ車両１０の力行時には、モータユニット２０に対して燃料電池４２（以下「ＦＣ４２」と称する。）が発生した電力（ＦＣ出力電力Ｐｆｃ）［Ｗ］を供給し、ＦＣ車両１０の回生時には、ＦＣ出力電力Ｐｆｃをバッテリユニット６０及び補機１４に供給する。 The FC unit 40 supplies power (FC output power Pfc) [W] generated by a fuel cell 42 (hereinafter referred to as “FC42”) to the motor unit 20 when the FC vehicle 10 is powered. During regeneration, the FC output power Pfc is supplied to the battery unit 60 and the auxiliary device 14.

バッテリユニット６０は、ＦＣ車両１０の力行時には、エネルギストレージである蓄電装置６２（以下「バッテリ６２」と称する。）からの電力（バッテリ出力電力Ｐｂａｔ）［Ｗ］をモータユニット２０に対して供給し、ＦＣ車両１０の回生時には、モータ回生電力Ｐｒｅｇ及びＦＣ出力電力Ｐｆｃをバッテリ６２に蓄電する。 The battery unit 60 supplies power (battery output power Pbat) [W] from the power storage device 62 (hereinafter referred to as “battery 62”), which is energy storage, to the motor unit 20 when the FC vehicle 10 is powered. During regeneration of the FC vehicle 10, the motor regenerative power Preg and the FC output power Pfc are stored in the battery 62.

統合ＥＣＵ８０は、モータユニット２０、ＦＣユニット４０及びバッテリユニット６０を制御する。詳細については後述する。 The integrated ECU 80 controls the motor unit 20, the FC unit 40 and the battery unit 60. Details will be described later.

（２）モータユニット２０
モータユニット２０は、モータ２２に加え、パワー・ドライブ・ユニット２４（以下「ＰＤＵ２４」と称する。）と、減速機２６と、シャフト２８と、車輪３０と、モータ制御部３２（以下「モータＥＣＵ３２」と称する。）とを備える。 (2) Motor unit 20
In addition to the motor 22, the motor unit 20 includes a power drive unit 24 (hereinafter referred to as “PDU24”), a speed reducer 26, a shaft 28, wheels 30 and a motor control unit 32 (hereinafter referred to as “motor ECU 32”). For example).

ＰＤＵ２４は、ＦＣ車両１０の力行時において、ＦＣ４２からの出力電流（ＦＣ出力電流Ｉｆｃ）［Ａ］及びバッテリ６２からの出力電流（バッテリ出力電流Ｉｂａｔ）［Ａ］とを直流／交流変換し、モータ２２を駆動する電流（モータ駆動電流Ｉｍｄ）［Ａ］としてモータ２２に供給する。このモータ駆動電流Ｉｍｄの供給に伴うモータ２２の回転は、減速機２６、シャフト２８を通じて車輪３０に伝達される。 The PDU 24 performs DC / AC conversion between the output current (FC output current Ifc) [A] from the FC 42 and the output current (battery output current Ibat) [A] from the battery 62 when the FC vehicle 10 is powered. Is supplied to the motor 22 as a current for driving the motor 22 (motor driving current Imd) [A]. The rotation of the motor 22 accompanying the supply of the motor drive current Imd is transmitted to the wheels 30 through the speed reducer 26 and the shaft 28.

また、ＰＤＵ２４は、ＦＣ車両１０の回生時において、モータ２２からの回生電流（モータ回生電流Ｉｍｒ）［Ａ］を交流／直流変換し、バッテリ充電電流Ｉｂｃとしてバッテリユニット６０に供給する。このバッテリ充電電流Ｉｂｃの供給によりバッテリ６２が充電される。なお、バッテリ充電電流Ｉｂｃは、補機１４及び後述する補機７９に供給してもよい。 In addition, the PDU 24 performs AC / DC conversion of the regenerative current (motor regenerative current Imr) [A] from the motor 22 when the FC vehicle 10 is regenerated, and supplies it to the battery unit 60 as the battery charging current Ibc. The battery 62 is charged by the supply of the battery charging current Ibc. The battery charging current Ibc may be supplied to the auxiliary machine 14 and an auxiliary machine 79 described later.

（３）ＦＣユニット４０
ＦＣユニット４０は、ＦＣ４２に加え、水素タンク４４と、エアコンプレッサ４６と、ＦＣ制御部４８（以下「ＦＣＥＣＵ４８」と称する。）と、逆流防止用ダイオード５０と、電圧センサユニット５２と、温度センサユニット５４と、電圧センサ５６と、電流センサ５８とを有する。 (3) FC unit 40
In addition to the FC 42, the FC unit 40 includes a hydrogen tank 44, an air compressor 46, an FC control unit 48 (hereinafter referred to as “FC ECU 48”), a backflow prevention diode 50, a voltage sensor unit 52, and a temperature sensor. The unit 54, the voltage sensor 56, and the current sensor 58 are included.

ＦＣ４２は、例えば固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成されたセル４２ａを積層したスタック構造にされている。ＦＣ４２には、水素タンク４４とエアコンプレッサ４６が配管により接続されている。水素タンク４４内の加圧水素は、ＦＣ４２のアノード電極に供給される。また、エアコンプレッサ４６により空気がＦＣ４２のカソード電極に供給される。水素タンク４４及びエアコンプレッサ４６の動作は、ＦＣＥＣＵ４８により制御される。ＦＣ４２内で反応ガスである水素（燃料ガス）と空気（酸化剤ガス）の電気化学反応によりＦＣ出力電流Ｉｆｃが生成される。ＦＣ出力電流Ｉｆｃは、電流センサ５８及び逆流防止用ダイオード５０を介し、ＦＣ車両１０の力行時には補機１４及びＰＤＵ２４に供給され、回生時には補機１４及びバッテリユニット６０に供給される。 The FC 42 has a stack structure in which, for example, a cell 42a formed by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane between an anode electrode and a cathode electrode from both sides is laminated. A hydrogen tank 44 and an air compressor 46 are connected to the FC 42 by piping. Pressurized hydrogen in the hydrogen tank 44 is supplied to the anode electrode of the FC 42. Further, air is supplied to the cathode electrode of the FC 42 by the air compressor 46. The operations of the hydrogen tank 44 and the air compressor 46 are controlled by the FC ECU 48. An FC output current Ifc is generated by an electrochemical reaction between hydrogen (fuel gas), which is a reaction gas, and air (oxidant gas) in the FC 42. The FC output current Ifc is supplied to the auxiliary machine 14 and the PDU 24 via the current sensor 58 and the backflow prevention diode 50 when the FC vehicle 10 is powered, and is supplied to the auxiliary machine 14 and the battery unit 60 during regeneration.

電圧センサユニット５２は、ＦＣ４２の各セル４２ａの発電電圧（セル電圧Ｖｃｅｌｌ）［Ｖ］を測定する複数の電圧センサを備える。温度センサユニット５４は、各セル４２ａの温度（セル温度Ｔｃｅｌｌ）［℃］を測定する複数の温度センサを備える。電圧センサ５６は、ＦＣ４２の各セル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌの和としてのＦＣ４２の出力電圧（ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ）［Ｖ］を検出する。電流センサ５８は、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを検出する。 The voltage sensor unit 52 includes a plurality of voltage sensors that measure the generated voltage (cell voltage Vcell) [V] of each cell 42a of the FC 42. The temperature sensor unit 54 includes a plurality of temperature sensors that measure the temperature (cell temperature Tcell) [° C.] of each cell 42a. The voltage sensor 56 detects the output voltage (FC output voltage Vfc) [V] of the FC 42 as the sum of the cell voltages Vcell of the cells 42 a of the FC 42. The current sensor 58 detects the FC output current Ifc.

（４）バッテリユニット６０
バッテリユニット６０は、バッテリ６２に加え、電圧センサ６４、６６と、電流センサ６８、７０と、バッテリ制御部７２（以下「バッテリＥＣＵ７２」と称する。）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４と、コンバータ制御部７６（以下「コンバータＥＣＵ７６」と称する。）とを有する。 (4) Battery unit 60
In addition to the battery 62, the battery unit 60 includes voltage sensors 64 and 66, current sensors 68 and 70, a battery control unit 72 (hereinafter referred to as “battery ECU 72”), a DC / DC converter 74, and a converter control unit. 76 (hereinafter referred to as “converter ECU 76”).

バッテリ６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の１次側１Ｓに接続されており、例えばリチウムイオン２次電池やニッケル水素２次電池又はキャパシタを利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。電圧センサ６４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の１次側１Ｓの電圧（１次電圧Ｖ１）［Ｖ］を検出し、通信線８２に出力する。電圧センサ６６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の２次側２Ｓの電圧（２次電圧Ｖ２）［Ｖ］を検出し、通信線８２に出力する。電流センサ６８は、１次側１Ｓの電流（１次電流Ｉ１）を検出し、通信線８２に出力する。電流センサ７０は、２次側２Ｓの電流（２次電流Ｉ２）を検出し、通信線８２に出力する。 The battery 62 is connected to the primary side 1S of the DC / DC converter 74. For example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, or a capacitor can be used. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is used. The voltage sensor 64 detects the voltage (primary voltage V1) [V] of the primary side 1S of the DC / DC converter 74 and outputs it to the communication line 82. The voltage sensor 66 detects the voltage (secondary voltage V2) [V] on the secondary side 2S of the DC / DC converter 74 and outputs it to the communication line 82. The current sensor 68 detects the primary side 1S current (primary current I1) and outputs it to the communication line 82. The current sensor 70 detects the current on the secondary side 2S (secondary current I2) and outputs it to the communication line 82.

バッテリＥＣＵ７２は、バッテリ６２の温度［℃］や電圧（バッテリ出力電圧Ｖｂａｔ）［Ｖ］などを監視し、異常を検出した場合には、充放電の制限や停止によりバッテリ６２を保護する。 The battery ECU 72 monitors the temperature [° C.] and the voltage (battery output voltage Vbat) [V] of the battery 62 and protects the battery 62 by limiting or stopping charging / discharging when an abnormality is detected.

ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は、いわゆるチョッパ方式の昇降圧ＤＣ／ＤＣコンバータであり、ＦＣ車両１０の力行時には、１次電圧Ｖ１を昇圧して２次側２Ｓに供給し、回生時には、２次電圧Ｖ２を降圧して１次側１Ｓに供給する。すなわち、モータ２２が発生した回生電圧（モータ回生電圧Ｖｒｅｇ）［Ｖ］又はＦＣ４２のＦＣ出力電圧Ｖｆである２次電圧Ｖ２がＤＣ／ＤＣコンバータ７４により低電圧に変換された１次電圧Ｖ１によりバッテリ６２を充電する。 The DC / DC converter 74 is a so-called chopper step-up / step-down DC / DC converter, which boosts the primary voltage V1 when the FC vehicle 10 is powered and supplies it to the secondary side 2S, and regenerates the secondary voltage V2. Is stepped down and supplied to the primary side 1S. That is, the battery is generated by the regenerative voltage (motor regenerative voltage Vreg) [V] generated by the motor 22 or the secondary voltage V2 that is the FC output voltage Vf of the FC 42 is converted to a low voltage by the DC / DC converter 74. 62 is charged.

コンバータＥＣＵ７６は、統合ＥＣＵ８０からの指令並びに電圧センサ６４、６６及び電流センサ５８、６８、７０の検出値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を制御する。コンバータＥＣＵ７６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の制御を介してＦＣ出力電流Ｉｆを制御することができる。 Converter ECU 76 controls DC / DC converter 74 based on a command from integrated ECU 80 and detection values of voltage sensors 64, 66 and current sensors 58, 68, 70. Converter ECU 76 can control FC output current If through control of DC / DC converter 74.

バッテリ６２とＤＣ／ＤＣコンバータ７４の間には、ダウンバータ７８及び補機７９が接続されている。補機７９には、例えば、ライト、パワーウインド、ワイパー用電動機が含まれる。 A downverter 78 and an auxiliary machine 79 are connected between the battery 62 and the DC / DC converter 74. The auxiliary machine 79 includes, for example, a light, a power window, and a wiper motor.

（５）統合ＥＣＵ８０
統合ＥＣＵ８０は、モータ２２の要求電力（モータ要求電力Ｐｍｒ＿ｒｅｑ）［Ｗ］やＦＣユニット４０（エアコンプレッサ４６等）の要求電力、補機１４、７９の要求電力に基づいて、モータＥＣＵ３２、ＦＣＥＣＵ４８、バッテリＥＣＵ７２及びコンバータＥＣＵ７６を制御する（詳細は後述する。）。 (5) Integrated ECU 80
The integrated ECU 80 is based on the required power of the motor 22 (motor required power Pmr_req) [W], the required power of the FC unit 40 (air compressor 46, etc.), and the required power of the auxiliary machines 14 and 79, the motor ECU 32, the FC ECU 48, The battery ECU 72 and the converter ECU 76 are controlled (details will be described later).

統合ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマの他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェース、並びに、必要に応じてＤＳＰ（Digital Signal Processor）等を有している（図１では特にメモリ８０ａを示している。）。モータＥＣＵ３２、ＦＣＥＣＵ４８、バッテリＥＣＵ７２及びコンバータＥＣＵ７６も同様である。 The integrated ECU 80 includes a CPU, ROM, RAM, timer, input / output interfaces such as an A / D converter and a D / A converter, and a DSP (Digital Signal Processor) as required ( FIG. 1 particularly shows the memory 80a). The same applies to the motor ECU 32, the FC ECU 48, the battery ECU 72, and the converter ECU 76.

統合ＥＣＵ８０と、モータＥＣＵ３２、ＦＣＥＣＵ４８、バッテリＥＣＵ７２及びコンバータＥＣＵ７６とは、車内ＬＡＮであるＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信線８２を通じて相互に接続されている。これらの制御部は、各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を共有し、これら各種スイッチ及び各種センサからの入出力情報を入力として各ＣＰＵが各ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する。 The integrated ECU 80, the motor ECU 32, the FC ECU 48, the battery ECU 72, and the converter ECU 76 are connected to each other through a communication line 82 such as a CAN (Controller Area Network) that is an in-vehicle LAN. These control units share input / output information from various switches and various sensors, and each CPU executes various programs by executing programs stored in each ROM with input / output information from these various switches and various sensors as inputs. Realize the function.

（６）その他
車両状態を検出する各種スイッチ及び各種センサとしては、上述した電圧センサ５６、６４、６６、電流センサ５８、６８、７０の他、通信線８２に接続されるイグニッションスイッチ９０、アクセルセンサ９２、ブレーキセンサ９４、及び車速センサ９６等がある。 (6) Others As various switches and various sensors for detecting the vehicle state, in addition to the voltage sensors 56, 64, 66 and current sensors 58, 68, 70 described above, an ignition switch 90 connected to the communication line 82, an accelerator sensor 92, a brake sensor 94, a vehicle speed sensor 96, and the like.

２．各種制御／処理
（１）統合ＥＣＵ８０における処理の概要
統合ＥＣＵ８０は、モータ要求電力Ｐｍｒ＿ｒｅｑ、ＦＣユニット４０の要求電力、補機１４、７９の要求電力に応じてＦＣ車両１０全体での要求電力（全体要求電力Ｐａｌｌ＿ｒｅｑ）［Ｗ］を算出する。なお、モータ要求電力Ｐｍｒ＿ｒｅｑは、アクセルセンサ９２から通知される図示しないアクセルペダルの踏込み量等に応じて算出される。 2. Various Controls / Processing (1) Outline of Processing in the Integrated ECU 80 The integrated ECU 80 determines the required power (overall of the FC vehicle 10 according to the required motor power Pmr_req, the required power of the FC unit 40, and the required power of the auxiliary machines 14 and 79. Requested power Pall_req) [W] is calculated. The required motor power Pmr_req is calculated according to an accelerator pedal depression amount (not shown) notified from the accelerator sensor 92.

次いで、統合ＥＣＵ８０は、この全体要求電力Ｐａｌｌ＿ｒｅｑ及びモータ回生電力Ｐｒｅｇに基づき、ＦＣ出力電力Ｐｆｃ及びバッテリ出力電力Ｐｂａｔを決定する。さらに、統合ＥＣＵ８０は、決定したＦＣ出力電力Ｐｆｃ及びバッテリ出力電力Ｐｂａｔに基づいて、ＦＣＥＣＵ４８及びコンバータＥＣＵ７６に動作指令を行う。例えば、ＦＣＥＣＵ４８に対し、水素の供給量指令値、又は水素タンク４４とＦＣ４２の間に配置された図示しない流量弁の開度指令値を通知する。また、コンバータＥＣＵ７６に対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４に対する駆動デューティＤＵＴの指令値又はＦＣ出力電流Ｉｆｃの指令値を通知する。 Next, the integrated ECU 80 determines the FC output power Pfc and the battery output power Pbat based on the total required power Pall_req and the motor regenerative power Preg. Further, the integrated ECU 80 issues an operation command to the FC ECU 48 and the converter ECU 76 based on the determined FC output power Pfc and the battery output power Pbat. For example, the FC ECU 48 is notified of a hydrogen supply amount command value or an opening command value of a flow valve (not shown) disposed between the hydrogen tank 44 and the FC 42. In addition, converter ECU 76 is notified of a command value of drive duty DUT or a command value of FC output current Ifc for DC / DC converter 74.

（２）ＦＣ４２の出力制御
図２には、統合ＥＣＵ８０によるＦＣ４２の出力制御のフローチャートが示されている。ステップＳ１において、統合ＥＣＵ８０は、電圧センサユニット５２から各セル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌを、温度センサユニット５４から各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌを取得する。 (2) FC42 Output Control FIG. 2 shows a flowchart of FC42 output control by the integrated ECU 80. In step S 1, the integrated ECU 80 acquires the cell voltage Vcell of each cell 42 a from the voltage sensor unit 52 and the cell temperature Tcell of each cell 42 a from the temperature sensor unit 54.

続くステップＳ２において、統合ＥＣＵ８０は、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じてセル４２ａの電圧上限閾値（セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ）［Ｖ］を設定する。これは、セル電圧Ｖｃｅｌｌに伴う膜・電極接合体（ＭＥＡ：membrane-electrode assembly）の劣化の度合いがセル温度Ｔｃｅｌｌに依存して変化するという知見に基づくものである。図３には、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定するための特性図の一例が示されている。 In subsequent step S2, the integrated ECU 80 sets the voltage upper limit threshold (cell voltage upper limit threshold THv_cell) [V] of the cell 42a according to the cell temperature Tcell. This is based on the knowledge that the degree of deterioration of a membrane-electrode assembly (MEA) associated with the cell voltage Vcell changes depending on the cell temperature Tcell. FIG. 3 shows an example of a characteristic diagram for setting the cell voltage upper limit threshold THv_cell.

図３に示すように、本実施形態では、セル温度Ｔｃｅｌｌとセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌとの関係を規定した特性１００を設定する。図３中、特性１００よりも下側は、各セル４２ａを構成するＭＥＡが劣化しにくい領域（ＭＥＡ劣化抑制領域）であり、特性１００よりも上側は、ＭＥＡが劣化し易い領域（ＭＥＡ劣化領域）として規定している。特性１００は、実測値、理論値又はシミュレーション値を用いることができる。本実施形態の特性１００では、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ１１（例えば、−２０℃）のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌは、電圧Ｖ１１であり、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ１２（例えば、−１０℃）のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌは、電圧Ｖ１１よりも高い電圧Ｖ１２（Ｖ１２＞Ｖ１１）であり、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ１３｛例えば、常温（２０℃）｝のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌは、電圧Ｖ１２よりも高い電圧Ｖ１３である（Ｖ１３＞Ｖ１２）。温度Ｔ１３まではセル温度Ｔｃｅｌｌの上昇に伴って、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌが増加するが、温度Ｔ１３を超えると、セル温度Ｔｃｅｌｌの上昇にかかわらず、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌは一定である。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, a characteristic 100 that defines the relationship between the cell temperature Tcell and the cell voltage upper limit threshold THv_cell is set. In FIG. 3, the area below the characteristic 100 is an area where the MEA constituting each cell 42a is unlikely to deteriorate (MEA deterioration suppression area), and the area above the characteristic 100 is an area where the MEA is likely to deteriorate (MEA deterioration area). ). As the characteristic 100, an actual measurement value, a theoretical value, or a simulation value can be used. In the characteristic 100 of the present embodiment, the cell voltage upper limit threshold THv_cell when the cell temperature Tcell is a temperature T11 (for example, −20 ° C.) is the voltage V11, and the cell temperature Tcell is the temperature T12 (for example, −10 ° C.). The cell voltage upper limit threshold THv_cell is a voltage V12 (V12> V11) higher than the voltage V11, and the cell voltage upper limit threshold THv_cell when the cell temperature Tcell is a temperature T13 {eg, room temperature (20 ° C.)} The voltage V13 is higher than V12 (V13> V12). Until the temperature T13, the cell voltage upper limit threshold THv_cell increases as the cell temperature Tcell increases. When the temperature exceeds the temperature T13, the cell voltage upper limit threshold THv_cell is constant regardless of the increase in the cell temperature Tcell.

特性１００は、統合ＥＣＵ８０のメモリ８０ａに予め記憶されており、統合ＥＣＵ８０は、セル温度Ｔｃｅｌｌに基づいてセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定する。 The characteristic 100 is stored in advance in the memory 80a of the integrated ECU 80, and the integrated ECU 80 sets the cell voltage upper limit threshold THv_cell based on the cell temperature Tcell.

なお、本実施形態において、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌの設定に用いるセル温度Ｔｃｅｌｌは、各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌのうち最も低いものを用いる。上述のように、同じセル電圧Ｖｃｅｌｌでも、セル温度Ｔｃｅｌｌが低い方が、ＭＥＡが劣化し易い（図３参照）。このため、最低のセル温度Ｔｃｅｌｌを基準とすることにより、全てのセル４２ａの劣化を防止することができる。後述するように、別の方法で決定したセル温度Ｔｃｅｌｌを用いてもよい。 In the present embodiment, the cell temperature Tcell used for setting the cell voltage upper limit threshold THv_cell is the lowest cell temperature Tcell of each cell 42a. As described above, even with the same cell voltage Vcell, the MEA is more likely to deteriorate when the cell temperature Tcell is lower (see FIG. 3). For this reason, deterioration of all the cells 42a can be prevented by using the lowest cell temperature Tcell as a reference. As will be described later, a cell temperature Tcell determined by another method may be used.

図２に戻り、ステップＳ３において、統合ＥＣＵ８０は、ステップＳ１で取得したセル電圧Ｖｃｅｌｌと、ステップＳ２で設定したセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌとを比較する。なお、ステップＳ３で用いるセル電圧Ｖｃｅｌｌは、各セル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌのうち最も高いものを用いる。後述するように、別の方法で比較対象とするセル電圧Ｖｃｅｌｌ及びセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを選択することもできる。 Returning to FIG. 2, in step S3, the integrated ECU 80 compares the cell voltage Vcell acquired in step S1 with the cell voltage upper limit threshold THv_cell set in step S2. The cell voltage Vcell used in step S3 is the highest cell voltage Vcell of each cell 42a. As will be described later, the cell voltage Vcell and the cell voltage upper limit threshold THv_cell to be compared can be selected by another method.

セル電圧Ｖｃｅｌｌが、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ以下である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４において、統合ＥＣＵ８０は、通常モードを選択する。すなわち、統合ＥＣＵ８０は、全体要求電力Ｐａｌｌ＿ｒｅｑに基づき、ＦＣＥＣＵ４８及びコンバータＥＣＵ７６に対して動作指令を行う。この場合、後述するＦＣ出力電圧Ｖｆｃを制限する処理（Ｖｆｃ制限処理）は行わない。 When the cell voltage Vcell is equal to or lower than the cell voltage upper limit threshold THv_cell (S3: Yes), in step S4, the integrated ECU 80 selects the normal mode. That is, the integrated ECU 80 issues an operation command to the FC ECU 48 and the converter ECU 76 based on the total required power Pall_req. In this case, the process (Vfc restriction process) for restricting the FC output voltage Vfc described later is not performed.

セル電圧Ｖｃｅｌｌが、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを超える場合（Ｓ３：Ｎｏ）、ステップＳ５において、統合ＥＣＵ８０は、Ｖｆｃ制限モードを選択し、Ｖｆｃ制限モードで動作することにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させ、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（セル電圧Ｖｃｅｌｌ）を減少させる（ステップＳ６）。すなわち、統合ＥＣＵ８０は、補機１４に対し、消費電力を増加させるように指令する。一般的な燃料電池と同様、本実施形態のＦＣ４２の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）１０２、１０４、１０６（図４参照）は、ＦＣ出力電流Ｉｆｃが増加するに連れてＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（及びセル電圧Ｖｃｅｌｌ）が減少する。従って、補機１４の消費電力を増加させ、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させることにより、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させることができる。なお、図４の詳細については、後述する項目Ｂ−４において説明する。 When the cell voltage Vcell exceeds the cell voltage upper limit threshold THv_cell (S3: No), in step S5, the integrated ECU 80 selects the Vfc limit mode and operates in the Vfc limit mode, thereby increasing the FC output current Ifc. The FC output voltage Vfc (cell voltage Vcell) is decreased (step S6). That is, the integrated ECU 80 instructs the auxiliary machine 14 to increase the power consumption. As with a general fuel cell, the current-voltage characteristics (IV characteristics) 102, 104, and 106 (see FIG. 4) of the FC 42 of the present embodiment indicate that the FC output voltage Vfc increases as the FC output current Ifc increases. (And cell voltage Vcell) decreases. Therefore, the FC output voltage Vfc can be decreased by increasing the power consumption of the auxiliary machine 14 and increasing the FC output current Ifc. The details of FIG. 4 will be described later in item B-4.

また、バッテリ６２からモータユニット２０に対してバッテリ出力電流Ｉｂａｔが供給されている場合、統合ＥＣＵ８０は、コンバータＥＣＵ７６に対し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の駆動デューティＤＵＴを所定値又は所定割合で低下させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の昇圧率を減少させるように指令する。これにより、バッテリ出力電流Ｉｂａｔを減少させ、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる。 Further, when the battery output current Ibat is supplied from the battery 62 to the motor unit 20, the integrated ECU 80 reduces the drive duty DUT of the DC / DC converter 74 to the converter ECU 76 by a predetermined value or a predetermined ratio. Command the DC / DC converter 74 to increase the step-up rate. Thereby, the battery output current Ibat is decreased and the FC output current Ifc is increased.

なお、後述するように、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させるには、別の方法を用いることもできる。 As will be described later, another method can be used to increase the FC output current Ifc.

ステップＳ４又はステップＳ６の後は、ステップＳ１に戻り、図２の処理が繰り返される。これにより、セル電圧Ｖｃｅｌｌは、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ以下になるように制御される。 After step S4 or step S6, the process returns to step S1 and the process of FIG. 2 is repeated. Thereby, the cell voltage Vcell is controlled to be equal to or lower than the cell voltage upper limit threshold THv_cell.

３．本実施形態の効果
以上のように、本実施形態では、セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌに応じてセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定し、セル電圧Ｖｃｅｌｌがセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ以下となるように、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させてＦＣ出力電圧Ｖｆｃを制限する。セル４２ａ（ＦＣ４２）の劣化は、セル電圧Ｖｃｅｌｌ（ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ）に影響されるため、本実施形態により、ＦＣ４２の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、セル電圧Ｖｃｅｌｌ（ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ）を過度に抑制する必要がなくなることから、ＦＣ４２の出力応答性を高く設定することが可能となる。 3. As described above, in this embodiment, the cell output upper limit threshold THv_cell is set according to the cell temperature Tcell of the cell 42a, and the FC output is set so that the cell voltage Vcell is equal to or lower than the cell voltage upper limit threshold THv_cell. The FC output voltage Vfc is limited by increasing the current Ifc. Since the deterioration of the cell 42a (FC42) is affected by the cell voltage Vcell (FC output voltage Vfc), the present embodiment can more suitably prevent the deterioration of the FC42. In addition, since it is not necessary to excessively suppress the cell voltage Vcell (FC output voltage Vfc), the output response of the FC 42 can be set high.

本実施形態では、補機１４の消費電力を増加させることにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる。その結果、ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６（図４）より、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させることができる。従って、モータ２２の出力を変化させずに、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを制限することができる。 In the present embodiment, the FC output current Ifc is increased by increasing the power consumption of the auxiliary machine 14. As a result, the FC output voltage Vfc can be reduced from the IV characteristics 102, 104, 106 (FIG. 4) of the FC42. Therefore, the FC output power Pfc can be limited without changing the output of the motor 22.

本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の駆動デューティＤＵＴ（変圧比）を減少させることにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる。その結果、ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６より、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させることができる。従って、モータ２２の出力を変化させずに、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを制限することができる。 In the present embodiment, the FC output current Ifc is increased by decreasing the drive duty DUT (transformation ratio) of the DC / DC converter 74. As a result, the FC output voltage Vfc can be reduced from the IV characteristics 102, 104, 106 of the FC42. Therefore, the FC output power Pfc can be limited without changing the output of the motor 22.

Ｂ．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限られず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。 B. Modifications Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description in this specification. For example, the following configuration can be adopted.

１．搭載対象
上記実施形態では、ＦＣシステム１２をＦＣ車両１０に搭載したが、これに限られず、別の対象に搭載してもよい。例えば、ＦＣシステム１２を船舶や航空機等の移動体に用いることもできる。或いは、ＦＣシステム１２を家庭用燃料電池システムとして用いてもよい。 1. Mounting Target In the above embodiment, the FC system 12 is mounted on the FC vehicle 10, but is not limited to this, and may be mounted on another target. For example, the FC system 12 can be used for a moving body such as a ship or an aircraft. Alternatively, the FC system 12 may be used as a household fuel cell system.

２．セル温度Ｔｃｅｌｌ及びセル電圧Ｖｃｅｌｌ
上記実施形態では、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定するために用いる温度（ＦＣ４２の温度を示すもの）として、各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌのうち最も低いものを用いたが、これに限られない。例えば、各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌの平均値を用いてセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定することもできる。或いは、予め特定のセル４２ａを１つ又は複数選択しておき、そのセル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌを用いることもできる。この場合、セル４２ａが複数であれば、上述のように、最低のセル温度Ｔｃｅｌｌやセル温度Ｔｃｅｌｌの平均値を用いてもよい。 2. Cell temperature Tcell and cell voltage Vcell
In the said embodiment, although the lowest thing was used among the cell temperature Tcell of each cell 42a as temperature (what shows the temperature of FC42) used in order to set cell voltage upper limit threshold value THv_cell, it is not restricted to this. For example, the cell voltage upper limit threshold THv_cell can be set using the average value of the cell temperatures Tcell of each cell 42a. Alternatively, one or more specific cells 42a may be selected in advance, and the cell temperature Tcell of the cell 42a may be used. In this case, if there are a plurality of cells 42a, the lowest cell temperature Tcell or the average value of the cell temperatures Tcell may be used as described above.

上記実施形態の図２では、制御対象として、各セル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌのうち最も高いものを用いたが、これに限られない。例えば、各セル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌの平均値を用いることもできる。或いは、予め特定のセル４２ａを１つ又は複数選択しておき、そのセル４２ａのセル電圧Ｖｃｅｌｌを用いることもできる。この場合、セル４２ａが複数であれば、上述のように、最大のセル電圧Ｖｃｅｌｌやセル電圧Ｖｃｅｌｌの平均値を用いてもよい。 In FIG. 2 of the above embodiment, the highest one of the cell voltages Vcell of each cell 42a is used as a control target, but the present invention is not limited to this. For example, the average value of the cell voltage Vcell of each cell 42a can be used. Alternatively, one or more specific cells 42a may be selected in advance, and the cell voltage Vcell of the cell 42a may be used. In this case, if there are a plurality of cells 42a, the maximum cell voltage Vcell or the average value of the cell voltages Vcell may be used as described above.

３．セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ
上記実施形態では、異なる複数のセル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌとセル電圧Ｖｃｅｌｌからセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを設定することもあり得たが、各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌ及びセル電圧Ｖｃｅｌｌから各セル４２ａのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを算出し、最も低いセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを用いることもできる。 3. Cell voltage upper threshold THv_cell
In the above embodiment, the cell voltage upper limit threshold THv_cell may be set from the cell temperature Tcell and the cell voltage Vcell of a plurality of different cells 42a, but from the cell temperature Tcell and the cell voltage Vcell of each cell 42a, It is also possible to calculate the cell voltage upper limit threshold THv_cell and use the lowest cell voltage upper limit threshold THv_cell.

上記実施形態では、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌの設定を統合ＥＣＵ８０で行ったが、コンバータＥＣＵ７６等、他の部位で行うこともできる。 In the above embodiment, the cell voltage upper limit threshold value THv_cell is set by the integrated ECU 80, but may be set by other parts such as the converter ECU 76.

４．制御対象（制限閾値の単位）
上記実施形態の図２では、セル電圧Ｖｃｅｌｌを制御対象とし、セル電圧Ｖｃｅｌｌとセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌとを比較して、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを制限したが、これに限られない。例えば、電圧センサ５６で検出されたＦＣ出力電圧Ｖｆｃ、電流センサ５８で検出されたＦＣ出力電流Ｉｆｃ、又はＦＣ出力電圧Ｖｆｃ及びＦＣ出力電流Ｉｆｃの積として算出されるＦＣ出力電力Ｐｆｃを制御対象として、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを制限することもできる。 4). Control target (unit of limit threshold)
In FIG. 2 of the above embodiment, the cell voltage Vcell is set as a control target, and the FC output power Pfc is limited by comparing the cell voltage Vcell and the cell voltage upper limit threshold THv_cell. However, the present invention is not limited to this. For example, the FC output voltage Vfc detected by the voltage sensor 56, the FC output current Ifc detected by the current sensor 58, or the FC output power Pfc calculated as the product of the FC output voltage Vfc and the FC output current Ifc is used as a control target. The FC output power Pfc can also be limited.

例えば、上述の通り、ＦＣ４２にはＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６（図４）が存在するため、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌの代わりに、ＦＣ出力電流Ｉｆｃの下限閾値（ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃ）［Ａ］を用いることができる。 For example, as described above, the FC 42 has the IV characteristics 102, 104, and 106 (FIG. 4). Therefore, instead of the cell voltage upper limit threshold THv_cell, the lower limit threshold (FC output current lower limit threshold THi_fc) of the FC output current Ifc. ) [A] can be used.

図４は、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌの代わりに、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃを決定するための説明図である。図４中、Ｉ−Ｖ特性１０２は、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２１（例えば、−２０℃）のときのＦＣ４２のＩ−Ｖ特性であり、Ｉ−Ｖ特性１０４は、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２２（例えば、−１０℃）のときのＦＣ４２のＩ−Ｖ特性であり、Ｉ−Ｖ特性１０６は、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２３（例えば、０℃）のときのＦＣ４２のＩ−Ｖ特性である。また、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２１のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを電圧Ｖ２１とすると、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃは電流Ｉ２１に設定される。同様に、セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２２のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを電圧Ｖ２２とすると、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃは電流Ｉ２２に設定される。セル温度Ｔｃｅｌｌが温度Ｔ２３のときのセル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌを電圧Ｖ２３とすると、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃは電流Ｉ２３に設定される。 FIG. 4 is an explanatory diagram for determining the FC output current lower limit threshold THi_fc instead of the cell voltage upper limit threshold THv_cell. In FIG. 4, an IV characteristic 102 is an IV characteristic of the FC 42 when the cell temperature Tcell is a temperature T21 (for example, −20 ° C.), and an IV characteristic 104 is that the cell temperature Tcell is a temperature T22 ( For example, it is the IV characteristic of FC42 when the temperature is −10 ° C., and the IV characteristic 106 is the IV characteristic of FC42 when the cell temperature Tcell is a temperature T23 (for example, 0 ° C.). Further, assuming that the cell voltage upper limit threshold THv_cell when the cell temperature Tcell is the temperature T21 is the voltage V21, the FC output current lower limit threshold THi_fc is set to the current I21. Similarly, when cell voltage upper limit threshold THv_cell when cell temperature Tcell is temperature T22 is voltage V22, FC output current lower limit threshold THi_fc is set to current I22. When cell voltage upper limit threshold THv_cell when cell temperature Tcell is temperature T23 is voltage V23, FC output current lower limit threshold THi_fc is set to current I23.

図５には、制御対象としてＦＣ出力電流Ｉｆｃを用いたフローチャートが示されている。ステップＳ１１において、統合ＥＣＵ８０は、電流センサ５８からＦＣ出力電流Ｉｆｃを、温度センサユニット５４から各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌを取得する。続くステップＳ１２において、統合ＥＣＵ８０は、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じてＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃを設定する。ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃは、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌとの関係から予め求めておき、セル温度Ｔｃｅｌｌと対応付けて予めメモリ８０ａに記憶されている。或いは、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌをその都度求め、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌからＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃを演算することもできる。この場合、セル電圧上限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌとＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃとの関係を予めメモリ８０ａに記憶しておく。 FIG. 5 shows a flowchart using the FC output current Ifc as a control target. In step S 11, the integrated ECU 80 acquires the FC output current Ifc from the current sensor 58 and the cell temperature Tcell of each cell 42 a from the temperature sensor unit 54. In subsequent step S12, the integrated ECU 80 sets the FC output current lower limit threshold THi_fc in accordance with the cell temperature Tcell. The FC output current lower limit threshold THi_fc is obtained in advance from the relationship with the cell voltage upper limit threshold THv_cell, and is stored in advance in the memory 80a in association with the cell temperature Tcell. Alternatively, the cell voltage upper limit threshold THv_cell can be obtained each time, and the FC output current lower limit threshold THi_fc can be calculated from the cell voltage upper limit threshold THv_cell. In this case, the relationship between the cell voltage upper limit threshold THv_cell and the FC output current lower limit threshold THi_fc is stored in the memory 80a in advance.

ステップＳ１３において、統合ＥＣＵ８０は、ステップＳ１１で取得したＦＣ出力電流Ｉｆｃと、ステップＳ２で設定したＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃとを比較する。ＦＣ出力電流Ｉｆｃが、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃ以上である場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４において、統合ＥＣＵ８０は、通常モードを選択する。ステップＳ１４は、図２のステップＳ４と同様の処理である。ＦＣ出力電流Ｉｆｃが、ＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃ未満である場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５において、統合ＥＣＵ８０は、Ｖｆｃ制限モードを選択し、Ｖｆｃ制限モードで動作することにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させ、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させる（ステップＳ１６）。ステップＳ１５、Ｓ１６は、それぞれ図２のステップＳ５、Ｓ６と同様の処理である。 In step S13, the integrated ECU 80 compares the FC output current Ifc acquired in step S11 with the FC output current lower limit threshold THi_fc set in step S2. When the FC output current Ifc is greater than or equal to the FC output current lower limit threshold THi_fc (S13: Yes), in step S14, the integrated ECU 80 selects the normal mode. Step S14 is the same process as step S4 of FIG. When the FC output current Ifc is less than the FC output current lower limit threshold THi_fc (S13: No), in step S15, the integrated ECU 80 selects the Vfc limit mode and operates in the Vfc limit mode, whereby the FC output current Ifc. Is increased and the FC output voltage Vfc is decreased (step S16). Steps S15 and S16 are the same processes as steps S5 and S6 of FIG. 2, respectively.

図５の変形例では、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じてＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃを設定し、ＦＣ出力電流ＩｆｃがＦＣ出力電流下限閾値ＴＨｉ＿ｆｃ以上となるように、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させてＦＣ出力電圧Ｖｆｃを制限する。ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６より、ＦＣ出力電流ＩｆｃとＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（及びセル電圧Ｖｃｅｌｌ）との間には対応関係がある。このため、図５の変形例により、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じたＦＣ出力電圧Ｖｆｃの制限が可能となる。ＦＣ４２の劣化は、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃに影響されることから、図５の変形例により、ＦＣ４２の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（又はセル電圧Ｖｃｅｌｌ）を過度に抑制する必要がなくなることから、ＦＣ４２の出力応答性を高く設定することが可能となる。 In the modified example of FIG. 5, the FC output current lower limit threshold THi_fc is set according to the cell temperature Tcell, and the FC output current Ifc is increased to increase the FC output so that the FC output current Ifc becomes equal to or greater than the FC output current lower limit threshold THi_fc. Limit the voltage Vfc. From the IV characteristics 102, 104, and 106 of the FC 42, there is a correspondence between the FC output current Ifc and the FC output voltage Vfc (and the cell voltage Vcell). For this reason, the modification of FIG. 5 makes it possible to limit the FC output voltage Vfc according to the cell temperature Tcell. Since the deterioration of the FC 42 is affected by the FC output voltage Vfc, the modification of FIG. 5 can more appropriately prevent the deterioration of the FC 42. Further, since it is not necessary to excessively suppress the FC output voltage Vfc (or the cell voltage Vcell), the output response of the FC 42 can be set high.

また、ＦＣ出力電力Ｐｆｃは、ＦＣ出力電流ＩｆｃとＦＣ出力電圧Ｖｆｃの積で表されることから、ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６がわかっていれば、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを制御対象としてＦＣ出力電力Ｐｆｃを制限することもできる。 Since the FC output power Pfc is represented by the product of the FC output current Ifc and the FC output voltage Vfc, the FC output power Pfc can be controlled if the IV characteristics 102, 104, and 106 of the FC42 are known. It is also possible to limit the FC output power Pfc.

図６には、制御対象としてＦＣ出力電力Ｐｆｃを用いたフローチャートが示されている。ステップＳ２１において、統合ＥＣＵ８０は、電圧センサ５６からのＦＣ出力電圧Ｖｆｃと電流センサ５８からのＦＣ出力電流Ｉｆｃとに基づきＦＣ出力電力Ｐｆｃを取得すると共に、温度センサユニット５４から各セル４２ａのセル温度Ｔｃｅｌｌを取得する。続くステップＳ２２において、統合ＥＣＵ８０は、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じてＦＣ出力電力Ｐｆｃの下限閾値（ＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃ）［Ｗ］を設定する。 FIG. 6 shows a flowchart using the FC output power Pfc as a control target. In step S21, the integrated ECU 80 acquires the FC output power Pfc based on the FC output voltage Vfc from the voltage sensor 56 and the FC output current Ifc from the current sensor 58, and the cell temperature of each cell 42a from the temperature sensor unit 54. Get Tcell. In subsequent step S22, the integrated ECU 80 sets a lower limit threshold value (FC output power lower limit threshold value THp_fc) [W] of the FC output power Pfc according to the cell temperature Tcell.

ステップＳ２３において、統合ＥＣＵ８０は、ステップＳ２１で取得したＦＣ出力電力Ｐｆｃと、ステップＳ２２で設定したＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃとを比較する。ＦＣ出力電力Ｐｆｃが、ＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃ以上である場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２４において、統合ＥＣＵ８０は、通常モードを選択する。ステップＳ２４は、図２のステップＳ４と同様の処理である。ＦＣ出力電力Ｐｆｃが、ＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃ未満である場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２５において、統合ＥＣＵ８０は、Ｖｆｃ制限モードを選択し、Ｖｆｃ制限モードで動作することにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させ、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させ、その結果、ＦＣ出力電力Ｐｆｃを増加させる（ステップＳ２６）。ステップＳ２５、Ｓ２６は、それぞれ図２のステップＳ５、Ｓ６と同様の処理である。 In step S23, the integrated ECU 80 compares the FC output power Pfc acquired in step S21 with the FC output power lower limit threshold THp_fc set in step S22. When the FC output power Pfc is greater than or equal to the FC output power lower limit threshold THp_fc (S23: Yes), in step S24, the integrated ECU 80 selects the normal mode. Step S24 is the same process as step S4 of FIG. When the FC output power Pfc is less than the FC output power lower limit threshold THp_fc (S23: No), in step S25, the integrated ECU 80 selects the Vfc limit mode and operates in the Vfc limit mode, whereby the FC output current Ifc. Is increased and the FC output voltage Vfc is decreased, and as a result, the FC output power Pfc is increased (step S26). Steps S25 and S26 are the same processes as steps S5 and S6 of FIG. 2, respectively.

図６の変形例では、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じてＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃを設定し、ＦＣ出力電力ＰｆｃがＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｐ＿ｆｃ以上となるように、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させてＦＣ出力電圧Ｖｆｃを制限する。ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６より、ＦＣ出力電流ＩｆｃとＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（及びセル電圧Ｖｃｅｌｌ）との間には対応関係があるため、ＦＣ出力電流ＩｆｃとＦＣ出力電圧Ｖｆｃの積であるＦＣ出力電力ＰｆｃとＦＣ出力電圧Ｖｆｃとの間にも対応関係がある。このため、図６の変形例により、セル温度Ｔｃｅｌｌに応じたＦＣ出力電圧Ｖｆｃの制限が可能となる。ＦＣ４２の劣化は、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃに影響されることから、図６の変形例により、ＦＣ４２の劣化をより好適に防止することが可能となる。また、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃ（又はセル電圧Ｖｃｅｌｌ）を過度に抑制する必要がなくなることから、ＦＣ４２の出力応答性を高く設定することが可能となる。 In the modification of FIG. 6, the FC output power lower limit threshold THp_fc is set according to the cell temperature Tcell, and the FC output current Ifc is increased so that the FC output power Pfc becomes equal to or higher than the FC output power lower limit threshold THp_fc. Limit the voltage Vfc. Since the FC output current Ifc and the FC output voltage Vfc (and the cell voltage Vcell) have a correspondence relationship from the IV characteristics 102, 104, and 106 of the FC42, the product of the FC output current Ifc and the FC output voltage Vfc. There is also a correspondence relationship between the FC output power Pfc and the FC output voltage Vfc. For this reason, the modification of FIG. 6 makes it possible to limit the FC output voltage Vfc according to the cell temperature Tcell. Since the deterioration of the FC 42 is affected by the FC output voltage Vfc, the modification of FIG. 6 can more appropriately prevent the deterioration of the FC 42. Further, since it is not necessary to excessively suppress the FC output voltage Vfc (or the cell voltage Vcell), the output response of the FC 42 can be set high.

５．ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させる方法
上記実施形態では、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させる方法（ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる方法）として、補機１４の消費電力の増加及びＤＣ／ＤＣコンバータ７４の昇圧率の減少を用いたが、いずれか一方のみでもよい。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４の昇圧率の減少を用いる場合、バッテリ６２の代わりに他の電力源（例えば、エンジンを用いた発電機）を適用することもできる。 5). Method of Decreasing FC Output Voltage Vfc In the above embodiment, as a method of decreasing FC output voltage Vfc (a method of increasing FC output current Ifc), increase in power consumption of auxiliary machine 14 and step-up rate of DC / DC converter 74 However, only one of them may be used. In addition, when using the decrease in the step-up rate of the DC / DC converter 74, another power source (for example, a generator using an engine) can be applied instead of the battery 62.

さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４を介してＦＣ出力電力Ｐｆｃをバッテリ６２に供給し、バッテリ６２を充電することにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させ、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させることもできる。これにより、モータ２２の出力を変化させずに、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる。その結果、ＦＣ４２のＩ−Ｖ特性１０２、１０４、１０６より、ＦＣ出力電圧Ｖｆｃを減少させることができる。同時に、バッテリ６２への充電が可能となる。 Further, the FC output power Pfc is supplied to the battery 62 via the DC / DC converter 74 and the battery 62 is charged, whereby the FC output current Ifc can be increased and the FC output voltage Vfc can be decreased. Thereby, the FC output current Ifc is increased without changing the output of the motor 22. As a result, the FC output voltage Vfc can be reduced from the IV characteristics 102, 104, 106 of the FC42. At the same time, the battery 62 can be charged.

さらにまた、バッテリ６２を充電することにより、ＦＣ出力電流Ｉｆｃを増加させる場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４は必ずしも必要ではなく、充電を制御できる装置（ＦＣ４２からバッテリ６２への供給電力を制御する装置）があればよい。例えば、バッテリ６２とＦＣ４２との間にスイッチを設けておき、充電の際に前記スイッチをオンとする構成も可能である。 Furthermore, when the FC output current Ifc is increased by charging the battery 62, the DC / DC converter 74 is not necessarily required, and a device that can control charging (a device that controls power supplied from the FC 42 to the battery 62). If there is. For example, a configuration in which a switch is provided between the battery 62 and the FC 42 and the switch is turned on when charging is possible.

この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の回路図である。1 is a circuit diagram of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. 燃料電池のセル電圧を制御対象として燃料電池の出力を制御するフローチャートである。It is a flowchart which controls the output of a fuel cell by making the cell voltage of a fuel cell into control object. セル温度とセル電圧上限閾値との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between cell temperature and a cell voltage upper limit threshold value. 燃料電池の電流−電圧特性の説明図である。It is explanatory drawing of the current-voltage characteristic of a fuel cell. 燃料電池の出力電流を制御対象として燃料電池の出力を制御するフローチャートである。It is a flowchart which controls the output of a fuel cell by making the output current of a fuel cell into a control object. 燃料電池の出力電力を制御対象として燃料電池の出力を制御するフローチャートである。It is a flowchart which controls the output of a fuel cell by making the output electric power of a fuel cell into control object.

Explanation of symbols

１０…燃料電池車両１２…燃料電池システム
１４…補機２２…モータ（負荷）
４２…燃料電池５２…電圧センサユニット
５４…温度センサユニット５８…電流センサ
６２…バッテリ（蓄電装置、第２電源）
７４…ＤＣ／ＤＣコンバータ（供給電力制御器）
７９…補機
８０…統合ＥＣＵ（出力制御器、出力測定器）
１０２、１０４、１０６…電流―電圧特性
ＤＵＴ…駆動デューティ（昇圧率）Ｉｆｃ…ＦＣ出力電流
Ｔｃｅｌｌ…セル温度ＴＨｉ＿ｆｃ…ＦＣ出力電流下限閾値
ＴＨｐ＿ｆｃ…ＦＣ出力電力下限閾値ＴＨｖ＿ｃｅｌｌ…セル電圧上限閾値
Ｖｂａｔ…バッテリ出力電圧Ｖｃｅｌｌ…セル電圧
Ｖｆｃ…ＦＣ出力電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell vehicle 12 ... Fuel cell system 14 ... Auxiliary machine 22 ... Motor (load)
42 ... Fuel cell 52 ... Voltage sensor unit 54 ... Temperature sensor unit 58 ... Current sensor 62 ... Battery (power storage device, second power source)
74 ... DC / DC converter (Supply power controller)
79 ... Auxiliary machine 80 ... Integrated ECU (output controller, output measuring instrument)
102, 104, 106 ... current-voltage characteristics DUT ... drive duty (boost rate) Ifc ... FC output current Tcell ... cell temperature THi_fc ... FC output current lower limit threshold THp_fc ... FC output power lower limit threshold THv_cell ... cell voltage upper limit threshold Vbat ... battery Output voltage Vcell ... Cell voltage Vfc ... FC output voltage

Claims

A fuel cell;
A voltage sensor for detecting a power generation voltage of the fuel cell;
A temperature sensor for detecting the temperature of the fuel cell;
An output controller for controlling the output of the fuel cell, comprising:
The output controller is
A voltage upper limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell,
The fuel cell system, wherein the output of the fuel cell is limited so that the power generation voltage of the fuel cell is equal to or less than the voltage upper limit threshold.

A fuel cell;
A current sensor for detecting the generated current of the fuel cell;
A temperature sensor for detecting the temperature of the fuel cell;
An output controller for controlling the output of the fuel cell, comprising:
The output controller is
A current lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell,
The fuel cell system, wherein the output of the fuel cell is limited so that the generated current of the fuel cell is equal to or greater than the current lower limit threshold value.

A fuel cell;
A power meter for measuring the power generated by the fuel cell;
A temperature sensor for detecting the temperature of the fuel cell;
An output controller for controlling the output of the fuel cell, comprising:
The output controller is
A power lower limit threshold for limiting the output of the fuel cell is set according to the temperature of the fuel cell,
The fuel cell system, wherein the output of the fuel cell is limited so that the power generated by the fuel cell is equal to or greater than the power lower limit threshold.

The fuel cell system according to claim 2 or 3,
The output controller sets the current lower limit threshold or the power lower limit threshold based on a current-voltage characteristic of the fuel cell. The fuel cell system.

In the fuel cell system according to any one of claims 1 to 4,
The output controller limits the output of the fuel cell by increasing power consumption of an auxiliary device of the fuel cell system.

The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5,
The fuel cell system further includes:
A power storage device;
A power supply controller that is disposed between the fuel cell and the power storage device and controls power supplied from the fuel cell to the power storage device;
The output controller limits the output of the fuel cell by increasing the supply power from the fuel cell to the power storage device via the supply power controller.

The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5,
The fuel cell system further includes:
A second power source connected in parallel with the fuel cell to a load;
A DC / DC converter that transforms an output voltage of the second power source and applies the voltage to the load.
The output controller limits the output of the fuel cell by decreasing the transformation ratio of the DC / DC converter and increasing the generated current of the fuel cell.