JP2010176864A - Fuel battery vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel battery vehicle capable of switching over connection between a stack and a discharge resistor and a vehicle load, by preventing the stack from becoming a high voltage state in order to suppress deterioration of the stack. <P>SOLUTION: The fuel battery vehicle is provided with fuel battery contactors 611, 621, discharge contactors 652, 655, and an ECU 80. The ECU 80, before turning on the fuel battery contactors 611, 621 upon starting of the stack 10, turns on the discharge contactors 652, 655 and makes generated power of the stack 10 to be consumed by the discharge resistor 654. Further, the ECU 80, after turning on the discharge contactor 652, 655, steps up output of a battery 40 up to a prescribed voltage by a VCU 50 and then, turns on the fuel battery contactors 611, 621, and, after passing of a prescribed lap period, turns off the discharge contactors 652, 655. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池車両に関する。詳しくは、ディスチャージ抵抗を備える燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell vehicle. Specifically, the present invention relates to a fuel cell vehicle having a discharge resistor.

近年、動力源として燃料電池を搭載した燃料電池車両が注目されている。燃料電池車両は、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、を備える。   In recent years, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell as a power source has attracted attention. The fuel cell vehicle includes, for example, a fuel cell that generates a power by chemically reacting a reaction gas, and a reaction gas supply device that supplies the reaction gas to the fuel cell via a reaction gas channel.

燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陰極）及びカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。   The fuel cell has, for example, a stack structure in which several tens to several hundreds of cells are stacked. Here, each cell is configured by sandwiching a membrane electrode structure (MEA) between a pair of separators. The membrane electrode structure includes two electrodes, an anode electrode (cathode) and a cathode electrode (anode), and these electrodes. And a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between the two.

この燃料電池のアノード電極に反応ガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極に反応ガスとしての酸素を含むエアを供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池車両が注目されている。   When hydrogen gas as a reaction gas is supplied to the anode electrode of the fuel cell and air containing oxygen as a reaction gas is supplied to the cathode electrode, power is generated by an electrochemical reaction. Since only harmless water is basically generated at the time of power generation, fuel cell vehicles are attracting attention from the viewpoint of environmental impact and utilization efficiency.

ところで、無負荷の状態で、すなわち燃料電池から電流を引き出さない状態で燃料電池に反応ガスを供給し続けると、燃料電池が高電圧状態となってしまう。しかしながら、燃料電池は高電圧状態において劣化するため、できるだけ高電圧状態にならないようにし、劣化を抑制する必要がある。そこで、特許文献１に示されるように、モータなどの自動車の動力を発生するための車両負荷とは別に、余分な負荷としてディスチャージ抵抗を設け、このディスチャージ抵抗と燃料電池とを適宜接続し、燃料電池の発電電力を消費させることにより、燃料電池が高電圧状態になるのを防止している。   By the way, if the reaction gas is continuously supplied to the fuel cell in a no-load state, that is, in a state in which no current is drawn from the fuel cell, the fuel cell becomes in a high voltage state. However, since the fuel cell deteriorates in a high voltage state, it is necessary to prevent the fuel cell from being in a high voltage state as much as possible and suppress the deterioration. Therefore, as disclosed in Patent Document 1, a discharge resistor is provided as an extra load separately from a vehicle load for generating the power of an automobile such as a motor, and this discharge resistor and the fuel cell are connected appropriately to By consuming the power generated by the battery, the fuel cell is prevented from entering a high voltage state.

特開２００５−２２８７０９号公報JP 2005-228709 A

しかしながら、従来では、燃料電池をディスチャージ抵抗に接続した状態から、車両負荷に接続し替える順序については、十分な検討がなされていない。このため、例えば燃料電池からディスチャージ抵抗を遮断した際に、燃料電池が高電圧状態になってしまい、劣化するおそれがある。   However, conventionally, sufficient examination has not been made on the order of switching the fuel cell from the state connected to the discharge resistor to the vehicle load. For this reason, for example, when the discharge resistance is cut off from the fuel cell, the fuel cell is in a high voltage state and may be deteriorated.

本発明は、燃料電池の劣化を抑制するために、燃料電池が高電圧状態にならないようにして、燃料電池と、ディスチャージ抵抗及び車両負荷との接続を切り替えることができる燃料電池車両を提供することを目的とする。   The present invention provides a fuel cell vehicle capable of switching the connection between a fuel cell, a discharge resistor, and a vehicle load so that the fuel cell does not enter a high voltage state in order to suppress deterioration of the fuel cell. With the goal.

本発明は、燃料電池（例えば、後述の燃料電池スタック１０）及び蓄電装置（例えば、後述のバッテリ４０）が並列に接続された負荷（例えば、後述の車両負荷２０）と、前記蓄電装置の出力を昇圧する昇圧装置（例えば、後述のＶＣＵ５０）と、前記蓄電装置から前記燃料電池へ電流が逆流するのを防止する逆流防止ダイオード（例えば、後述の逆流防止ダイオード６１２）と、前記燃料電池と前記負荷とを接続又は遮断する燃料電池コンタクタ（例えば、後述の正極側燃料電池コンタクタ６１１及び負極側燃料電池コンタクタ６２１）と、前記燃料電池と前記燃料電池コンタクタとの間に設けられ、前記燃料電池とディスチャージ抵抗（例えば、後述のディスチャージ抵抗６５４）とを接続又は遮断するディスチャージコンタクタ（例えば、後述の正極側ディスチャージコンタクタ６５２及び負極側ディスチャージコンタクタ６５５）と、前記昇圧装置、前記燃料電池コンタクタ、及び前記ディスチャージコンタクタを制御する制御装置（例えば、後述のＥＣＵ８０，８０Ａ）と、を備える燃料電池車両（例えば、後述の燃料電池車両１，１Ａ）を提供する。前記制御装置は、前記燃料電池の起動時において、前記燃料電池コンタクタをオンにする前に、前記ディスチャージコンタクタをオンにし前記燃料電池の発電電力を前記ディスチャージ抵抗で消費させる。さらに、前記制御装置は、前記ディスチャージコンタクタをオンにした後、前記昇圧装置により前記蓄電装置の出力を所定の電圧（例えば、後述の閾値Ｖ２ＴＨ）まで昇圧してから前記燃料電池コンタクタをオンにし、所定のラップ期間（例えば、後述の図５中の時刻ｔ５〜ｔ６の期間）を経た後に前記ディスチャージコンタクタをオフにする。 The present invention includes a load (for example, a vehicle load 20 described later) in which a fuel cell (for example, a fuel cell stack 10 described later) and a power storage device (for example, a battery 40 described later) are connected in parallel, and an output of the power storage device. A booster (for example, a VCU 50 described later) for boosting the current, a backflow prevention diode (for example, a backflow prevention diode 612 described later) for preventing a current from flowing backward from the power storage device to the fuel cell, the fuel cell, and the A fuel cell contactor that connects or disconnects a load (for example, a positive side fuel cell contactor 611 and a negative side fuel cell contactor 621 described later), the fuel cell, the fuel cell contactor, and the fuel cell; A discharge contactor (for example, a discharge contactor for connecting or disconnecting a discharge resistor (for example, a discharge resistor 654 described later)) , A positive-side discharge contactor 652 and a negative-side discharge contactor 655, which will be described later, and a control device (for example, ECUs 80 and 80A described later) that controls the booster, the fuel cell contactor, and the discharge contactor. A vehicle (for example, a fuel cell vehicle 1, 1A described later) is provided. The control device turns on the discharge contactor and consumes the generated power of the fuel cell by the discharge resistance before turning on the fuel cell contactor when the fuel cell is started. Further, after turning on the discharge contactor, the control device boosts the output of the power storage device to a predetermined voltage (for example, a threshold value V2 TH described later) by the boosting device, and then turns on the fuel cell contactor. The discharge contactor is turned off after a predetermined lap period (for example, a period from time t 5 to time t 6 in FIG. 5 described later).

この発明によれば、燃料電池の起動時には、ディスチャージコンタクタをオンにし、燃料電池の発電電力をディスチャージ抵抗で消費しながら、蓄電装置の出力を所定の電圧まで昇圧する。蓄電装置の出力を昇圧した後には、先ず燃料電池コンタクタをオンにし、所定のラップ期間を経た後に、ディスチャージコンタクタをオフにする。すなわち、燃料電池コンタクタとディスチャージコンタクタとを共にオンにした期間を経た後に、ディスチャージコンタクタをオフにする。
これにより、燃料電池から電流を引き出しながら、燃料電池とディスチャージ抵抗とを遮断することができる。すなわち、ディスチャージコンタクタをオフにした際に、燃料電池から電流が引き出されなくなってしまい、燃料電池が高電圧状態となってしまい劣化するのを防止することができる。 According to the present invention, when the fuel cell is started, the discharge contactor is turned on, and the output of the power storage device is boosted to a predetermined voltage while consuming the generated power of the fuel cell with the discharge resistor. After boosting the output of the power storage device, the fuel cell contactor is first turned on, and after a predetermined lap period, the discharge contactor is turned off. That is, after a period when both the fuel cell contactor and the discharge contactor are turned on, the discharge contactor is turned off.
Thereby, the fuel cell and the discharge resistor can be shut off while drawing current from the fuel cell. That is, when the discharge contactor is turned off, no current is drawn from the fuel cell, and the fuel cell can be prevented from being deteriorated due to a high voltage state.

また、昇圧装置により蓄電装置の出力を所定の電圧まで昇圧した後に、燃料電池コンタクタをオンにする。上述のように燃料電池と蓄電装置とを負荷に対し並列に接続したので、蓄電装置の出力を昇圧することにより、燃料電池から引き出される電流を制限することができる。これにより、燃料電池コンタクタをオンにした瞬間に、過電流が流れてしまい、負荷に含まれる平滑コンデンサなどの素子が破損したり、燃料電池が破損したりするのを防止することができる。   Further, after boosting the output of the power storage device to a predetermined voltage by the booster, the fuel cell contactor is turned on. Since the fuel cell and the power storage device are connected in parallel to the load as described above, the current drawn from the fuel cell can be limited by boosting the output of the power storage device. As a result, it is possible to prevent an overcurrent from flowing at the moment when the fuel cell contactor is turned on, damaging an element such as a smoothing capacitor included in the load, or damaging the fuel cell.

この場合、前記燃料電池車両は、前記燃料電池と前記燃料電池コンタクタの間、かつ、前記燃料電池と前記ディスチャージコンタクタとの間に設けられた電流センサ（例えば、後述の電流センサ６２２）をさらに備え、前記制御装置は、前記ディスチャージコンタクタがオフからオンとなってから、前記燃料電池コンタクタがオンとなるまでの間（例えば、後述の図５中の時刻ｔ２〜ｔ６の期間）に、前記燃料電池で発電を行っているにもかかわらず前記電流センサの検出値が略「０」となった場合には、故障が発生したと判定することが好ましい。 In this case, the fuel cell vehicle further includes a current sensor (for example, a current sensor 622 described later) provided between the fuel cell and the fuel cell contactor and between the fuel cell and the discharge contactor. The control device performs the above-described operation from the time when the discharge contactor is turned on until the time when the fuel cell contactor is turned on (for example, the period from time t 2 to time t 6 in FIG. 5 described later). It is preferable to determine that a failure has occurred when the detected value of the current sensor becomes substantially “0” even though the fuel cell is generating power.

この発明によれば、ディスチャージコンタクタがオフからオンとなってから、燃料電池コンタクタがオンとなるまでの間、燃料電池で発電を行っているにもかかわらず電流センサの検出値が略「０」となった場合には、故障が発生したと判定する。これにより、上述のラップ期間が無くなるような不具合が生じたことを検知することができる。すなわち、ディスチャージ抵抗と燃料電池とが遮断された状態で燃料電池コンタクタがオンにされ、過電流が流れてしまい、負荷に含まれる平滑コンデンサなどの素子が破損したり、燃料電池が破損したりするのを防止することができる。   According to the present invention, the detection value of the current sensor is substantially “0” even though the fuel cell is generating power from when the discharge contactor is turned on to when the fuel cell contactor is turned on. If it becomes, it is determined that a failure has occurred. As a result, it is possible to detect the occurrence of a problem that eliminates the lap period described above. That is, the fuel cell contactor is turned on in a state where the discharge resistor and the fuel cell are cut off, an overcurrent flows, and a device such as a smoothing capacitor included in the load is damaged, or the fuel cell is damaged. Can be prevented.

この場合、前記ディスチャージコンタクタは、前記ディスチャージ抵抗に対し直列に接続された２つのコンタクタで構成されることが好ましい。   In this case, it is preferable that the discharge contactor is composed of two contactors connected in series with the discharge resistor.

この発明によれば、２つのコンタクタのうち一方がオン故障した場合であっても、他方のコンタクタをオフにすることで、コンタクタの故障により常時ディスチャージ抵抗に通電することを防止することができる。結果として、ディスチャージ抵抗には、１つのコンタクタを用いた場合と比較して、短時間定格の抵抗器を用いることができるため、小型化できる。   According to the present invention, even when one of the two contactors has an on-failure, by turning off the other contactor, it is possible to prevent the discharge resistor from being energized at all times due to the failure of the contactor. As a result, compared to the case where a single contactor is used, a short-time rated resistor can be used for the discharge resistor, and thus the size can be reduced.

この場合、前記蓄電装置と車両補機（例えば、後述の車両補機９０）とを接続又は遮断する補機コンタクタ（例えば、後述の正極側補機コンタクタ９１及び負極側補機コンタクタ９２）をさらに備え、前記車両補機は、前記ディスチャージ抵抗として前記ディスチャージコンタクタを介して前記燃料電池に接続され、前記制御装置は、前記燃料電池の起動時において、前記燃料電池コンタクタをオンにする前に、前記ディスチャージコンタクタをオンにし前記燃料電池の発電電力を前記車両補機で消費させることが好ましい。   In this case, an auxiliary contactor (for example, a positive-side auxiliary contactor 91 and a negative-side auxiliary contactor 92 described later) for connecting or disconnecting the power storage device and a vehicle auxiliary device (for example, a vehicle auxiliary device 90 described later) is further provided. The vehicle accessory is connected to the fuel cell via the discharge contactor as the discharge resistor, and the control device is configured to turn on the fuel cell contactor before turning on the fuel cell contactor when the fuel cell is activated. It is preferable that the discharge contactor is turned on and the generated power of the fuel cell is consumed by the vehicle accessory.

この発明によれば、車両補機をディスチャージ抵抗として用い、燃料電池の起動時には、ディスチャージコンタクタをオンにし、燃料電池の発電電力を車両補機で消費する。これにより、専用のディスチャージ抵抗を車両補機とは別に設ける必要がなくなるため、燃料電池車両を軽量かつ小型なものにできる。   According to this invention, the vehicle auxiliary machine is used as a discharge resistor, and when the fuel cell is started, the discharge contactor is turned on, and the power generated by the fuel cell is consumed by the vehicle auxiliary machine. As a result, there is no need to provide a dedicated discharge resistor separately from the vehicle auxiliary equipment, and the fuel cell vehicle can be made lighter and smaller.

この場合、前記制御装置は、前記燃料電池の発電電力を前記車両補機で消費させている間において、前記車両補機に要求される電力が所定値を超える場合には、前記ディスチャージコンタクタと前記補機コンタクタとを選択的にオン又はオフにするスイッチング制御を行うことが好ましい。   In this case, when the electric power required for the vehicle auxiliary machine exceeds a predetermined value while the generated power of the fuel cell is consumed by the vehicle auxiliary machine, the control device and the discharge contactor and the It is preferable to perform switching control for selectively turning on or off the auxiliary contactor.

この発明によれば、車両補機に要求される電力が所定値を超える場合には、前記ディスチャージコンタクタと補機コンタクタとを選択的にオン又はオフにするスイッチング制御が行われる。このようなスイッチング制御を行うことにより、車両補機に要求される電力を燃料電池と蓄電装置でまかないつつ、燃料電池から過度の電力が取り出され、燃料電池が劣化するのを防止することができる。   According to the present invention, when the electric power required for the vehicle auxiliary machine exceeds a predetermined value, switching control for selectively turning on or off the discharge contactor and the auxiliary machine contactor is performed. By performing such switching control, it is possible to prevent the fuel cell from deteriorating due to excessive power being taken out from the fuel cell while covering the power required for the vehicle auxiliary machine with the fuel cell and the power storage device. .

本発明によれば、燃料電池から電流を引き出しながら、燃料電池とディスチャージ抵抗とを遮断することができる。すなわち、ディスチャージコンタクタをオフにした際に、燃料電池から電流が引き出されなくなってしまい、燃料電池が高電圧状態となり劣化してしまうのを防止することができる。また、燃料電池コンタクタをオンにした瞬間に、過電流が流れてしまい、負荷に含まれる平滑コンデンサなどの素子が破損したり、燃料電池が破損したりするのを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to shut off the fuel cell and the discharge resistor while drawing current from the fuel cell. That is, when the discharge contactor is turned off, it is possible to prevent current from being drawn from the fuel cell and the fuel cell to be in a high voltage state to be deteriorated. In addition, it is possible to prevent an overcurrent from flowing at the moment when the fuel cell contactor is turned on, damaging an element such as a smoothing capacitor included in the load, or damaging the fuel cell.

本発明の第１実施形態に係る燃料電池車両の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell vehicle according to a first embodiment of the present invention. 上記実施形態に係る起動処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the starting process which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係るディスチャージ回路の故障を検知する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which detects the failure of the discharge circuit which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係る急速ディスチャージ処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the rapid discharge process which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係る起動処理の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the starting process which concerns on the said embodiment. 本発明の第２実施形態に係る燃料電池車両の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel cell vehicle which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る燃料電池車両１の構成を示すブロック図である。
燃料電池車両１は、燃料電池スタック１０と、車両負荷２０と、反応ガス供給装置３０と、バッテリ４０と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）」という）８０と、を含んで構成される。 <First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell vehicle 1 according to the present embodiment.
The fuel cell vehicle 1 includes a fuel cell stack 10, a vehicle load 20, a reaction gas supply device 30, a battery 40, and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU (Electric Control Unit)”) 80. Composed.

燃料電池スタック（以下、「スタック」という）１０は、例えば、数十個から数百個の燃料電池セルが積層されたスタック構造であり、スタック接続回路６０を介して車両負荷２０に接続されている。各燃料電池セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陰極）及びカソード電極（陽極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。このスタック１０は、アノード電極側に水素ガスが供給され、カソード電極側に酸素を含むエアが供給されると、電気化学反応により発電する。   The fuel cell stack (hereinafter referred to as “stack”) 10 has a stack structure in which, for example, several tens to several hundreds of fuel cells are stacked, and is connected to the vehicle load 20 via the stack connection circuit 60. Yes. Each fuel cell is configured by sandwiching a membrane electrode structure (MEA) between a pair of separators. The membrane electrode structure is composed of two electrodes, an anode electrode (cathode) and a cathode electrode (anode), and a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between these electrodes. Usually, both electrodes are formed of a catalyst layer that performs an oxidation / reduction reaction in contact with the solid polymer electrolyte membrane and a gas diffusion layer in contact with the catalyst layer. The stack 10 generates power by an electrochemical reaction when hydrogen gas is supplied to the anode electrode side and air containing oxygen is supplied to the cathode electrode side.

反応ガス供給装置３０は、水素ガスやエアなどで構成される反応ガスをスタック１０に供給する。より具体的には、水素タンクを備えスタック１０に水素ガスを供給する水素供給装置３１と、エアポンプを備えスタック１０にエアを供給するエア供給装置３２と、を含んで構成される。
反応ガス供給装置３０からスタック１０に供給される水素ガスやエアの供給量は、ＥＣＵ８０から入力される制御信号に基づいて制御される。 The reactive gas supply device 30 supplies a reactive gas, such as hydrogen gas or air, to the stack 10. More specifically, it includes a hydrogen supply device 31 that includes a hydrogen tank and supplies hydrogen gas to the stack 10, and an air supply device 32 that includes an air pump and supplies air to the stack 10.
The supply amount of hydrogen gas and air supplied from the reaction gas supply device 30 to the stack 10 is controlled based on a control signal input from the ECU 80.

車両負荷２０は、図示しない車輪を駆動する駆動モータ及びそのインバータや、各種補機など、車両の走行にかかる電気負荷を含んで構成される。図１に示すように、この車両負荷２０には、スタック１０及びバッテリ４０が並列に接続されている。   The vehicle load 20 includes an electric load for driving the vehicle, such as a drive motor that drives a wheel (not shown), its inverter, and various auxiliary machines. As shown in FIG. 1, a stack 10 and a battery 40 are connected to the vehicle load 20 in parallel.

スタック接続回路６０は、スタック１０の正極側端子と車両負荷２０の正極側端子とを接続する正極側電力供給線６１と、スタック１０の負極側端子と車両負荷２０の負極側端子とを負極側電力供給線６２と、を含んで構成される。   The stack connection circuit 60 has a positive power supply line 61 that connects a positive terminal of the stack 10 and a positive terminal of the vehicle load 20, and a negative terminal of the stack 10 and a negative terminal of the vehicle load 20 on the negative side. And a power supply line 62.

正極側電力供給線６１には、スタック１０側から車両負荷２０側へ向かって順に、正極側燃料電池コンタクタ６１１と、逆流防止ダイオード６１２と、が設けられている。
負極側電力供給線６２には、負極側燃料電池コンタクタ６２１が設けられている。 The positive power supply line 61 is provided with a positive fuel cell contactor 611 and a backflow prevention diode 612 in order from the stack 10 side to the vehicle load 20 side.
The negative electrode side power supply line 62 is provided with a negative electrode side fuel cell contactor 621.

正極側燃料電池コンタクタ６１１及び負極側燃料電池コンタクタ６２１は、それぞれ、機械接点と、この接点を開閉する駆動コイルとを備えた電磁スイッチである。これら燃料電池コンタクタ６１１，６２１は、ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて動作し、スタック１０と車両負荷２０とを接続又は遮断する。スタック１０と車両負荷２０とを接続する場合、これら燃料電池コンタクタ６１１，６２１を共にオンにする。   The positive side fuel cell contactor 611 and the negative side fuel cell contactor 621 are electromagnetic switches each having a mechanical contact and a drive coil for opening and closing the contact. These fuel cell contactors 611 and 621 operate based on a control signal from the ECU 80 and connect or disconnect the stack 10 and the vehicle load 20. When the stack 10 and the vehicle load 20 are connected, both the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on.

逆流防止ダイオード６１２は、バッテリ４０及び車両負荷２０からスタック１０へ電流が逆流するのを防止する。   The backflow prevention diode 612 prevents current from flowing back from the battery 40 and the vehicle load 20 to the stack 10.

また、これら電力供給線６１，６２のうち、スタック１０と燃料電池コンタクタ６１１，６２１との間には、スタック１０の電力を放電させるディスチャージ回路６５が設けられている。   Further, a discharge circuit 65 for discharging the power of the stack 10 is provided between the stack 10 and the fuel cell contactors 611 and 621 among these power supply lines 61 and 62.

ディスチャージ回路６５は、正極側電力供給線６１と負極側電力供給線６２とを接続する。このディスチャージ回路６５は、正極側電力供給線６１から負極側電力供給線６２へ向かって順に、電流ヒューズ６５１と、正極側ディスチャージコンタクタ６５２と、温度ヒューズ６５３と、ディスチャージ抵抗６５４と、負極側ディスチャージコンタクタ６５５とを直列に接続して構成される。   The discharge circuit 65 connects the positive power supply line 61 and the negative power supply line 62. The discharge circuit 65 includes, in order from the positive power supply line 61 to the negative power supply line 62, a current fuse 651, a positive discharge contactor 652, a thermal fuse 653, a discharge resistor 654, and a negative discharge contactor. 655 are connected in series.

ディスチャージ抵抗６５４は、上述の車両負荷２０とは別に設けられた放電抵抗である。スタック１０とディスチャージ抵抗６５４を接続することにより、スタック１０で発電した電力をディスチャージ抵抗６５４でジュール熱として消費させることができる。   The discharge resistor 654 is a discharge resistor provided separately from the vehicle load 20 described above. By connecting the stack 10 and the discharge resistor 654, the power generated by the stack 10 can be consumed as Joule heat by the discharge resistor 654.

正極側ディスチャージコンタクタ６５２及び負極側ディスチャージコンタクタ６５５は、それぞれ、機械接点と、この接点を開閉する駆動コイルとを備えた電磁スイッチである。これらディスチャージコンタクタ６５２，６５５は、ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて動作し、スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを接続又は遮断する。   The positive-side discharge contactor 652 and the negative-side discharge contactor 655 are electromagnetic switches each having a mechanical contact and a drive coil that opens and closes the contact. These discharge contactors 652 and 655 operate based on a control signal from the ECU 80, and connect or disconnect the stack 10 and the discharge resistor 654.

スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを接続する場合には、これらディスチャージコンタクタ６５２，６５５を共にオンにする。
また、スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを遮断する場合には、これらディスチャージコンタクタ６５２，６５５を共にオフにする。 When the stack 10 and the discharge resistor 654 are connected, both the discharge contactors 652 and 655 are turned on.
When the stack 10 and the discharge resistor 654 are cut off, both the discharge contactors 652 and 655 are turned off.

このように、ディスチャージ抵抗６５４に直列に接続された２つのコンタクタ６５２，６５５で、スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを断続制御することにより、１つのコンタクタで断続制御を行う場合と比較して、ディスチャージ抵抗６５４として小型で安価なものを用いることができる。
例えば、１つのコンタクタでスタック１０とディスチャージ抵抗６５４との断続制御を行う場合、このコンタクタがオン故障することを想定して、ディスチャージ抵抗６５４としては所定の時間定格の仕様の抵抗素子を準備する必要がある。これに対して、２つのコンタクタ６５２，６５５を用いた本実施形態では、どちらかのコンタクタがオン故障した場合であっても、残りのコンタクタをオフにすることで、スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを確実に遮断することができる。したがって、ディスチャージ抵抗６５４としては上述の１つのコンタクタを用いた場合よりも、より短い時間定格の仕様の抵抗素子を用いても、同程度の安全性を確保することができる。 In this way, by intermittently controlling the stack 10 and the discharge resistor 654 with the two contactors 652 and 655 connected in series to the discharge resistor 654, compared to the case where intermittent control is performed with one contactor, the discharge is performed. A small and inexpensive resistor 654 can be used.
For example, when the intermittent control of the stack 10 and the discharge resistor 654 is performed by one contactor, it is necessary to prepare a resistance element having a predetermined time rating as the discharge resistor 654 on the assumption that the contactor is turned on. There is. On the other hand, in the present embodiment using the two contactors 652 and 655, even if one of the contactors fails to turn on, the remaining contactors are turned off, and the stack 10 and the discharge resistor 654 Can be reliably shut off. Therefore, even when a resistance element having a shorter time rating is used as the discharge resistor 654 than when the above-described single contactor is used, the same level of safety can be ensured.

電流ヒューズ６５１及び温度ヒューズ６５３は、ディスチャージ回路６５の回路素子を保護するヒューズである。
電流ヒューズ６５１は、所定の定格電流を超える電流が流れ続けるとディスチャージ回路６５を切断し、ディスチャージ抵抗６５４及びディスチャージコンタクタ６５２，６５５に過電流が流れ続けるのを防止する。
温度ヒューズ６５３は、ディスチャージ抵抗６５４に接して設けられ、ディスチャージ抵抗６５４とほぼ等しい温度に保たれる。この温度ヒューズ６５３は、所定の定格温度を超えた状態が続くとディスチャージ回路６５を切断し、ディスチャージ抵抗６５４が過昇温するのを防止する。 The current fuse 651 and the temperature fuse 653 are fuses that protect circuit elements of the discharge circuit 65.
The current fuse 651 disconnects the discharge circuit 65 when a current exceeding a predetermined rated current continues to flow, and prevents overcurrent from continuing to flow through the discharge resistor 654 and the discharge contactors 652 and 655.
The thermal fuse 653 is provided in contact with the discharge resistor 654 and is maintained at a temperature substantially equal to the discharge resistor 654. The thermal fuse 653 disconnects the discharge circuit 65 when a state exceeding a predetermined rated temperature continues, and prevents the discharge resistor 654 from overheating.

負極側電力供給線６２のうち、スタック１０と負極側燃料電池コンタクタ６２１の間、かつ、スタック１０と負極側ディスチャージコンタクタ６５５との間には、電流センサ６２２が設けられている。この電流センサ６２２は、負極側電力供給線６２を流通するスタック１０の出力電流ＩＦＣを検出し、検出値に略比例した検出信号をＥＣＵ８０に出力する。 In the negative power supply line 62, a current sensor 622 is provided between the stack 10 and the negative fuel cell contactor 621 and between the stack 10 and the negative discharge contactor 655. The current sensor 622 detects the output current I FC of the stack 10 flowing in the negative electrode side power supply line 62, and outputs a detection signal substantially proportional to the detected value to the ECU 80.

特にここで、上述のような位置に電流センサ６２２を設けることにより、燃料電池コンタクタ６１１，６２１をオンにした通常走行時におけるスタック１０の出力電流ＩＦＣと、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオンにしたディスチャージ時におけるスタック１０の出力電流ＩＦＣとを、１つのセンサで監視することができる。 In particular, by providing the current sensor 622 at the position as described above, the output current I FC of the stack 10 and the discharge contactors 652 and 655 during the normal running when the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on are turned on. The output current I FC of the stack 10 during discharge can be monitored by one sensor.

バッテリ４０は、車両の制動時における回生電力や、スタック１０で発電した電力を蓄電しておき、直流電力を出力する。このバッテリ４０は、リレー回路７０と、昇圧装置（以下、「ＶＣＵ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）という」）５０とを介して、車両負荷２０に接続されている。   The battery 40 stores regenerative electric power during braking of the vehicle and electric power generated by the stack 10 and outputs DC power. The battery 40 is connected to the vehicle load 20 via a relay circuit 70 and a booster (hereinafter referred to as “VCU (Voltage Control Unit)”) 50.

ＶＣＵ５０は、バッテリ４０の出力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータを備える。ＶＣＵ５０の正極側入力端子は、リレー回路７０を介してバッテリ４０の正極側端子に接続され、ＶＣＵ５０の負極側入力端子は、リレー回路７０を介してバッテリ４０の負極側端子に接続される。ＶＣＵ５０の正極側出力端子は、正極側電力供給線６１のうち車両負荷２０と逆流防止ダイオード６１２との間に接続され、ＶＣＵ５０の負極側出力端子は、負極側電力供給線６２のうち車両負荷２０と負極側燃料電池コンタクタ６２１との間に接続される。   The VCU 50 includes a DC-DC converter that boosts the output of the battery 40. The positive input terminal of the VCU 50 is connected to the positive terminal of the battery 40 via the relay circuit 70, and the negative input terminal of the VCU 50 is connected to the negative terminal of the battery 40 via the relay circuit 70. The positive output terminal of the VCU 50 is connected between the vehicle load 20 and the backflow prevention diode 612 of the positive power supply line 61, and the negative output terminal of the VCU 50 is connected to the vehicle load 20 of the negative power supply line 62. And the negative electrode side fuel cell contactor 621.

ＶＣＵ５０は、ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて動作し、バッテリ４０の端子電圧Ｖ１を昇圧し、出力電圧Ｖ２を出力端子に出力する。上述のように、スタック１０及びバッテリ４０は、車両負荷に対し並列に接続されている。したがって、このＶＣＵ５０で、スタック１０の出力電圧ＶＦＣと出力電圧Ｖ２との相対的な電位差を制御することにより、スタック１０の出力電流ＩＦＣを制御することができる。 The VCU 50 operates based on a control signal from the ECU 80, boosts the terminal voltage V1 of the battery 40, and outputs the output voltage V2 to the output terminal. As described above, the stack 10 and the battery 40 are connected in parallel to the vehicle load. Therefore, the VCU 50 can control the output current I FC of the stack 10 by controlling the relative potential difference between the output voltage V FC of the stack 10 and the output voltage V2.

リレー回路７０は、バッテリ４０の正極側端子とＶＣＵ５０の正極側入力端子とを接続又は遮断する正極側バッテリコンタクタ７１及びプリチャージコンタクタ７３と、バッテリ４０の負極側端子とＶＣＵ５０の負極側入力端子とを接続又は遮断する負極側バッテリコンタクタ７２と、プリチャージコンタクタ７３に直列に接続された抵抗７４と、を備える。また、プリチャージコンタクタ７３及び抵抗７４は、正極側バッテリコンタクタ７１をバイパスするように、この正極側バッテリコンタクタ７１に対し並列に設けられる。   The relay circuit 70 includes a positive battery contactor 71 and a precharge contactor 73 that connect or block the positive terminal of the battery 40 and the positive input terminal of the VCU 50, a negative terminal of the battery 40, and a negative input terminal of the VCU 50. The negative electrode side battery contactor 72 which connects or disconnects, and the resistor 74 connected in series to the precharge contactor 73 are provided. Further, the precharge contactor 73 and the resistor 74 are provided in parallel with the positive battery contactor 71 so as to bypass the positive battery contactor 71.

これらバッテリコンタクタ７１，７２及びプリチャージコンタクタ７３は、それぞれ、機械接点と、この接点を開閉する駆動コイルとを備えた電磁スイッチである。これらコンタクタ７１，７２，７３は、ＥＣＵ８０からの制御信号に基づいて動作し、バッテリ４０とＶＣＵ５０とを接続又は遮断する。   The battery contactors 71 and 72 and the precharge contactor 73 are electromagnetic switches each having a mechanical contact and a drive coil for opening and closing the contact. These contactors 71, 72, 73 operate based on a control signal from the ECU 80, and connect or disconnect the battery 40 and the VCU 50.

バッテリ４０とＶＣＵ５０とを接続する場合、負極側バッテリコンタクタ７２をオンにし、かつ、正極側バッテリコンタクタ７１及びプリチャージコンタクタ７３の何れかをオンにする。より具体的には、ＶＣＵ５０及び車両負荷２０に含まれる平滑コンデンサを充電するプリチャージを行う場合には、抵抗７４が直列に接続されたプリチャージコンタクタ７３をオンにする。また、このプリチャージが完了した後は、正極側バッテリコンタクタ７１をオンにする。
また、バッテリ４０とＶＣＵ５０とを遮断する場合には、全てのコンタクタ７１，７２，７３をオフにする。 When the battery 40 and the VCU 50 are connected, the negative battery contactor 72 is turned on, and either the positive battery contactor 71 or the precharge contactor 73 is turned on. More specifically, when precharging to charge the smoothing capacitor included in the VCU 50 and the vehicle load 20 is performed, the precharge contactor 73 to which the resistor 74 is connected in series is turned on. Further, after the precharge is completed, the positive side battery contactor 71 is turned on.
When the battery 40 and the VCU 50 are disconnected, all the contactors 71, 72, 73 are turned off.

ＥＣＵ８０は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）とを備える。この他、ＥＣＵ８０は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果などを記憶する記憶回路と、反応ガス供給装置３０、ＶＣＵ５０、燃料電池コンタクタ６１１，６２１、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５、バッテリコンタクタ７１，７２、及びプリチャージコンタクタ７３などに制御信号を出力し、これらを制御する出力回路と、を備える。   The ECU 80 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects a voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, and a central processing unit (hereinafter referred to as “a processing unit”). CPU ”). In addition, the ECU 80 includes a storage circuit that stores various calculation programs executed by the CPU, calculation results, and the like, a reaction gas supply device 30, a VCU 50, fuel cell contactors 611 and 621, discharge contactors 652 and 655, a battery contactor 71, 72, a precharge contactor 73, and the like, and output signals for outputting control signals and controlling them.

また、このＥＣＵ８０には、図示しないイグニッションスイッチが接続されている。イグニッションスイッチは、燃料電池車両１の運転席に設けられており、運転者の操作に応じて、車両の起動、又は、車両の停止を指令する信号をＥＣＵ８０に出力する。   The ECU 80 is connected to an ignition switch (not shown). The ignition switch is provided in the driver's seat of the fuel cell vehicle 1 and outputs to the ECU 80 a signal for commanding the start or stop of the vehicle according to the operation of the driver.

次に、図２及び図３を参照して本実施形態に係るスタックの起動処理の手順について詳細に説明する。
図２は、起動処理の手順を示すフローチャートである。この起動処理は、イグニッションスイッチをオンにしたことに応じて、ＥＣＵ８０により実行される。なお、この起動処理を開始する時点では、全てのコンタクタはオフにされ、また後述の故障検知許可フラグ及び故障確定フラグは「０」にセットされている。 Next, a procedure for stack activation processing according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the activation process. This activation process is executed by the ECU 80 in response to turning on the ignition switch. At the time of starting this activation process, all contactors are turned off, and a failure detection permission flag and a failure confirmation flag, which will be described later, are set to “0”.

ステップＳ１では、スタックのディスチャージが必要であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ２に移り、ＮＯの場合にはステップＳ４に移る。より具体的には、前回イグニッションスイッチをオフにしスタックによる発電を停止してから、今回イグニッションスイッチをオンにしスタックを起動するまでのソーク時間を計測しておき、このソーク時間が所定の判定時間よりも短い場合にはスタックのディスチャージを行う必要は無いと判別する。また、ソーク時間が上述の判定時間以上である場合には、スタックの内部がＮ２置換されており、スタックのディスチャージを行う必要があると判別する。 In step S1, it is determined whether or not the stack needs to be discharged. If this determination is YES, the process proceeds to step S2, and if NO, the process proceeds to step S4. More specifically, the soak time from when the ignition switch was turned off last time to stop power generation by the stack to when the ignition switch was turned on this time to start the stack was measured. If it is too short, it is determined that there is no need to discharge the stack. If the soak time is equal to or longer than the above-described determination time, it is determined that the inside of the stack is replaced with N 2 and it is necessary to discharge the stack.

ステップＳ２では、ディスチャージコンタクタをオンにし、ステップＳ３に移る。より具体的には、２つのディスチャージコンタクタ６５２，６５５（図１参照）を共にオンにし、スタックとディスチャージ抵抗を接続する。   In step S2, the discharge contactor is turned on, and the process proceeds to step S3. More specifically, the two discharge contactors 652 and 655 (see FIG. 1) are both turned on to connect the stack and the discharge resistor.

ステップＳ３では、故障検知許可フラグを「１」にし、ステップＳ４に移る。この故障検知許可フラグは、後述の図３に示す故障検知処理の実行を許可することを示すフラグである。なお、この故障検知許可フラグは、後述のステップＳ１１において「０」に戻される。   In step S3, the failure detection permission flag is set to “1”, and the process proceeds to step S4. This failure detection permission flag is a flag indicating that execution of failure detection processing shown in FIG. 3 described later is permitted. The failure detection permission flag is returned to “0” in step S11 described later.

ステップＳ４では、ＶＣＵ及び車両負荷のプリチャージを実行するとともに、スタックの起動を開始し、ステップＳ５に移る。より具体的には、上述のように正極側バッテリコンタクタ７１をオフにしたまま、負極側バッテリコンタクタ７２及びプリチャージコンタクタ７３をオンにすることにより、プリチャージを実行する（図１参照）。また、このステップＳ４では、スタックへの反応ガスの供給を開始することにより、スタックの起動を開始する。   In step S4, the VCU and the vehicle load are precharged, the stack is started, and the process proceeds to step S5. More specifically, precharge is executed by turning on the negative battery contactor 72 and the precharge contactor 73 with the positive battery contactor 71 turned off as described above (see FIG. 1). In step S4, the start of the stack is started by starting the supply of the reaction gas to the stack.

ステップＳ５では、バッテリコンタクタをオンにし、ステップＳ６に移る。より具体的には、プリチャージが完了したことに伴い、プリチャージコンタクタ７３をオフにするとともに、正極側バッテリコンタクタ７１及び負極側バッテリコンタクタ７２をオンにする。   In step S5, the battery contactor is turned on, and the process proceeds to step S6. More specifically, as the precharge is completed, the precharge contactor 73 is turned off, and the positive battery contactor 71 and the negative battery contactor 72 are turned on.

ステップＳ６では、ＶＣＵによるバッテリの出力の昇圧制御を開始し、ステップＳ７に移る。   In step S6, boost control of the battery output by the VCU is started, and the process proceeds to step S7.

ステップＳ７では、スタックの起動が完了し、かつ、ＶＣＵによるバッテリの出力の昇圧制御が完了したか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ１０に移り、ＮＯの場合にはステップＳ８に移る。
スタックの起動が完了したか否かは、例えば、スタックの出力電圧ＶＦＣが所定の起動判定値ＶＯＣＶより大きくなったか否かによって判別することができる。この他、例えば、上述のステップＳ４において反応ガスの供給を開始してから、所定の時間が経過したか否かによって判別することもできる。 In step S7, it is determined whether or not the activation of the stack is completed and the boost control of the battery output by the VCU is completed. If this determination is YES, the process proceeds to step S10, and if NO, the process proceeds to step S8.
Whether or not stack activation has been completed can be determined, for example, based on whether or not the stack output voltage V FC is greater than a predetermined activation determination value V OCV . In addition, for example, the determination can be made based on whether or not a predetermined time has elapsed since the supply of the reaction gas was started in step S4.

また、ＶＣＵによるバッテリの出力の昇圧制御が完了したか否かは、ＶＣＵの出力電圧Ｖ２が所定の閾値Ｖ２ＴＨより大きくなったか否かによって判別することができる。ここで、閾値Ｖ２ＴＨは、例えば、起動判定値ＶＯＣＶよりもやや小さな値に設定される。これにより、スタックの出力電圧ＶＦＣとＶＣＵの出力電圧Ｖ２との電位差を小さくし、後述のステップＳ１０において燃料電池コンタクタをオンにした際に、車両負荷に過電流が流れるのを防止することができる。 Also, whether the boost control of the output of the battery due to VCU is completed, can the output voltage V2 of the VCU is determined by whether it is greater than a predetermined threshold value V2 TH. Here, the threshold value V2 TH is set to a value slightly smaller than the activation determination value V OCV , for example. This reduces the potential difference between the stack output voltage V FC and the output voltage V2 of the VCU, and prevents the overcurrent from flowing to the vehicle load when the fuel cell contactor is turned on in step S10 described later. it can.

ステップＳ８では、ディスチャージ抵抗の通電時間が所定の許容時間内であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ７に移り、ＮＯの場合にはステップＳ９に移る。この許容時間は、ディスチャージ抵抗を保護できるように、その定格に応じて適宜設定される。   In step S8, it is determined whether or not the discharge resistor energization time is within a predetermined allowable time. If this determination is YES, the process proceeds to step S7, and if NO, the process proceeds to step S9. This allowable time is appropriately set according to the rating so that the discharge resistor can be protected.

ステップＳ９では、ディスチャージ抵抗の通電時間が許容時間を超えたと判別されたことに応じて、ディスチャージコンタクタをオフにし、スタックとディスチャージ抵抗とを遮断し、ステップＳ７に移る。   In step S9, when it is determined that the energizing time of the discharge resistor has exceeded the allowable time, the discharge contactor is turned off, the stack and the discharge resistor are cut off, and the process proceeds to step S7.

ステップＳ１０では、燃料電池コンタクタをオンにし、ステップＳ１１に移る。より具体的には、正極側燃料電池コンタクタ６１１及び負極側燃料電池コンタクタ６２１を共にオンにする。   In step S10, the fuel cell contactor is turned on, and the process proceeds to step S11. More specifically, both the positive side fuel cell contactor 611 and the negative side fuel cell contactor 621 are turned on.

ステップＳ１１では、故障検知許可フラグを「０」に戻し、ステップＳ１２に移る。
ステップＳ１２では、ディスチャージコンタクタがオンであるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ１３に移り、ＮＯの場合にはこの起動処理を終了する。 In step S11, the failure detection permission flag is returned to “0”, and the process proceeds to step S12.
In step S12, it is determined whether or not the discharge contactor is on. If this determination is YES, the process proceeds to step S13, and if this determination is NO, this activation process is terminated.

ステップＳ１３では、ディスチャージコンタクタをオフにし、この起動処理を終了する。   In step S13, the discharge contactor is turned off and the activation process is terminated.

図３は、ディスチャージ回路の故障を検知する処理の手順を示すフローチャートである。この故障検知処理は、イグニッションをオンにした後、ＥＣＵ８０により所定の周期で実行される割り込み処理である。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of processing for detecting a failure in the discharge circuit. This failure detection process is an interrupt process executed by the ECU 80 at a predetermined cycle after turning on the ignition.

ステップＳ２１では、故障検知許可フラグが「１」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ２２に移り、ＮＯの場合にはこの処理を終了する。   In step S21, it is determined whether or not the failure detection permission flag is “1”. If this determination is YES, the process proceeds to step S22, and if this determination is NO, this process ends.

ステップＳ２２では、スタックに反応ガスを供給し、発電を行っているか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ２３に移り、ＮＯの場合にはこの処理を終了する。   In step S22, it is determined whether or not the reaction gas is supplied to the stack to generate power. If this determination is YES, the process proceeds to step S23, and if this determination is NO, this process ends.

ステップＳ２３では、電流センサの検出値ＩＦＣが略「０」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合にはステップＳ２４に移り、ＮＯの場合にはこの処理を終了する。上述のように、故障検知許可フラグは、図２のステップＳ２においてディスチャージコンタクタをオンにしてから、ステップＳ１０において燃料電池コンタクタをオンにするまでの間、「１」にされる。また、このようにディスチャージコンタクタがオンになった状態で反応ガスを供給すると、ディスチャージ回路が故障していなければ、電流センサの検出値ＩＦＣは、「０」より大きな値を示すと考えられる。 In step S23, it is determined whether or not the detection value I FC of the current sensor is substantially “0”. If this determination is YES, the process proceeds to step S24, and if this determination is NO, this process ends. As described above, the failure detection permission flag is set to “1” after the discharge contactor is turned on in step S2 in FIG. 2 until the fuel cell contactor is turned on in step S10. Further, when the reaction gas is supplied in a state where the discharge contactor is turned on in this way, it is considered that the detection value I FC of the current sensor shows a value larger than “0” if the discharge circuit is not broken down.

ステップＳ２４では、電流センサの検出値ＩＦＣが略「０」であると判別されたことに応じて、ディスチャージ回路に故障が発生したと判定し、故障確定フラグを「１」にする。この故障確定フラグは、ディスチャージ回路に故障が発生したことを示すフラグである。 In step S24, when it is determined that the detection value I FC of the current sensor is substantially “0”, it is determined that a failure has occurred in the discharge circuit, and the failure determination flag is set to “1”. This failure confirmation flag is a flag indicating that a failure has occurred in the discharge circuit.

次に、図４を参照して、急速ディスチャージ処理の手順について説明する。
図４は、急速ディスチャージ処理の手順を示すフローチャートである。この急速ディスチャージ処理は、通常走行中に車両が衝突した場合に、ＥＣＵ８０により実行される割り込み処理である。この急速ディスチャージ処理は、通常走行中に車両が衝突した場合に、スタックに蓄積されたエネルギーをディスチャージ抵抗で放電することで、より安全を確保するための処理である。なお、この処理は通常走行時における割り込み処理であるので、この処理が実行される時点では、燃料電池コンタクタはオンとなっており、ディスチャージコンタクタはオフとなっている。 Next, the procedure of the rapid discharge process will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the rapid discharge process. This rapid discharge process is an interrupt process executed by the ECU 80 when the vehicle collides during normal driving. This rapid discharge process is a process for ensuring safety by discharging the energy stored in the stack with a discharge resistor when the vehicle collides during normal driving. Since this process is an interruption process during normal running, the fuel cell contactor is turned on and the discharge contactor is turned off when this process is executed.

ステップＳ３１では、ディスチャージコンタクタをオフからオンにし、ステップＳ３２に移る。
ステップＳ３２では、燃料電池コンタクタをオンからオフにし、ステップＳ３３に移る。
ステップＳ３３では、ディスチャージコンタクタを再びオフにし、この処理を終了する。 In step S31, the discharge contactor is turned on from off, and the process proceeds to step S32.
In step S32, the fuel cell contactor is turned off from on, and the process proceeds to step S33.
In step S33, the discharge contactor is turned off again, and this process ends.

次に、図５を参照して、上述の起動処理の一例について説明する。
図５は、起動処理の一例を示すタイムチャートである。 Next, an example of the above-described activation process will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a time chart illustrating an example of the startup process.

先ず、時刻ｔ０において、イグニッションスイッチがオンにされ、これにより車両の起動処理が開始する。
時刻ｔ１において、スタックのディスチャージが必要であると判別されたことに応じて、ディスチャージコンタクタがオンにされる（図２のステップＳ１，Ｓ２参照）。 First, at time t 0 , the ignition switch is turned on, thereby starting the vehicle activation process.
At time t 1, in response to the discharge of the stack is determined to be necessary, discharge contactor is turned on (see steps S1, S2 in FIG. 2).

時刻ｔ２では、ＶＣＵ及び車両負荷に備えられた平滑コンデンサのプリチャージを開始する（図２のステップＳ４参照）。なお、このプリチャージは、時刻ｔ２から時刻ｔ４まで実行される。ここで、図５に示すように、プリチャージを開始することにより、時刻ｔ２から時刻ｔ４にかけて、ＶＣＵより車両負荷側の出力電圧Ｖ２は上昇し、所定値に漸近的に収束する。 At time t 2, the starts precharging of the smoothing capacitor provided in the VCU and the vehicle load (see step S4 in FIG. 2). Incidentally, the precharge is executed from time t 2 to time t 4. Here, as shown in FIG. 5, by initiating a precharge, a period from time t 2 to time t 4, the output voltage V2 of the vehicle load is increased from the VCU, asymptotically converges to a predetermined value.

時刻ｔ３では、反応ガスの供給が開始される（図２のステップＳ４参照）。ここで、図５に示すように、反応ガスの供給を開始することにより、スタックで発電が開始し、スタックの出力電圧ＶＦＣが上昇し始める。またこの時、上述のようにディスチャージコンタクタをオンにしているので、ディスチャージ抵抗に電流が流通するとともに、電流センサの検出値ＩＦＣも上昇し始める。 At time t 3, it is started the supply of the reaction gas (see step S4 in FIG. 2). Here, as shown in FIG. 5, by starting the supply of the reaction gas, power generation is started in the stack, and the output voltage V FC of the stack starts to rise. At this time, since the discharge contactor is turned on as described above, current flows through the discharge resistor and the detection value I FC of the current sensor also starts to rise.

時刻ｔ４では、プリチャージが完了したことに応じて、バッテリコンタクタがオンにされるとともに、ＶＣＵによるバッテリの出力の昇圧制御が実行される（図２のステップＳ５，Ｓ６参照）。これに伴い、時刻ｔ４から時刻ｔ５にかけて、ＶＣＵの出力電圧Ｖ２が上昇する。 At time t 4, in response to the precharge is completed, with the battery contactor is turned on, (see steps S5, S6 in FIG. 2) which boost control is performed in the output of the battery by VCU. Accordingly, the period from time t 4 to time t 5, the output voltage V2 of the VCU is increased.

時刻ｔ５では、スタックの出力電圧ＶＦＣが所定の起動判定値ＶＯＣＶよりも大きくなり、かつ、ＶＣＵの出力電圧Ｖ２が所定の閾値Ｖ２ＴＨよりも大きくなったと判別されたことに応じて、燃料電池コンタクタがオンにされる（図２のステップＳ７，Ｓ１０参照）。
上述のように、閾値Ｖ２ＴＨは、起動判定値ＶＯＣＶよりもやや小さな値に設定される。これにより、時刻ｔ５において燃料電池コンタクタをオンにした際に、過電流が流れるのを防止することができる。 At time t 5 , in response to the determination that the stack output voltage V FC is greater than the predetermined activation determination value V OCV and the VCU output voltage V 2 is greater than the predetermined threshold V 2 TH , The fuel cell contactor is turned on (see steps S7 and S10 in FIG. 2).
As described above, the threshold value V2 TH is set to a value slightly smaller than the activation determination value V OCV . Accordingly, upon turning on the fuel cell contactor at time t 5, it is possible to prevent the overcurrent from flowing.

ここで、図５中の、時刻ｔ３〜時刻ｔ５の故障判定期間とは、ディスチャージコンタクタをオンにしてから燃料電池コンタクタをオンにするまでの間であり、かつ、反応ガスを供給してスタックで発電を行っている期間である。この故障判定期間において、電流センサの検出値ＩＦＣが略「０」となった場合には、ディスチャージ回路に故障が発生したと判定される（図３のステップＳ２３，Ｓ２４参照）。 Here, the failure determination period from time t 3 to time t 5 in FIG. 5 is a period from when the discharge contactor is turned on to when the fuel cell contactor is turned on, and the reaction gas is supplied. This is the period during which electricity is generated by the stack. If the detection value I FC of the current sensor becomes substantially “0” during this failure determination period, it is determined that a failure has occurred in the discharge circuit (see steps S23 and S24 in FIG. 3).

時刻ｔ５において燃料電池コンタクタをオンにされ、所定のラップ期間を経た後、時刻ｔ６では、ディスチャージコンタクタがオフにされる（図２のステップＳ１３参照）。 At time t 5 is the fuel cell contactor ON, after a predetermined lap time, at time t 6, discharge contactor is turned off (see step S13 in FIG. 2).

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）本実施形態によれば、スタック１０の起動時には、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオンにし、スタック１０の発電電力をディスチャージ抵抗６５４で消費しながら、バッテリ４０の出力を所定の電圧まで昇圧する。バッテリ４０の出力を昇圧した後には、先ず燃料電池コンタクタ６１１，６２１をオンにし、所定のラップ期間を経た後に、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオフにする。すなわち、燃料電池コンタクタ６１１，６２１とディスチャージコンタクタ６５２，６５５とを共にオンにした期間を経た後に、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオフにする。
これにより、スタック１０から電流を引き出しながら、スタック１０とディスチャージ抵抗６５４とを遮断することができる。すなわち、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオフにした際に、スタック１０から電流が引き出されなくなってしまい、スタック１０が高電圧状態となってしまい劣化するのを防止することができる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(1) According to the present embodiment, when the stack 10 is activated, the discharge contactors 652 and 655 are turned on, and the output of the battery 40 is boosted to a predetermined voltage while consuming the generated power of the stack 10 by the discharge resistor 654. . After boosting the output of the battery 40, first, the fuel cell contactors 611, 621 are turned on, and after a predetermined lap period, the discharge contactors 652, 655 are turned off. That is, after a period when both the fuel cell contactors 611 and 621 and the discharge contactors 652 and 655 are turned on, the discharge contactors 652 and 655 are turned off.
Thereby, the stack 10 and the discharge resistor 654 can be shut off while drawing current from the stack 10. That is, when the discharge contactors 652 and 655 are turned off, no current is drawn from the stack 10, and the stack 10 can be prevented from being deteriorated due to a high voltage state.

また、ＶＣＵ５０によりバッテリ４０の出力を所定の電圧まで昇圧した後に、燃料電池コンタクタ６１１，６２１をオンにする。上述のようにスタック１０とバッテリ４０とを車両負荷２０に対し並列に接続したので、バッテリ４０の出力を昇圧することにより、スタック１０から引き出される電流を制限することができる。これにより、燃料電池コンタクタ６１１，６２１をオンにした瞬間に、過電流が流れてしまい、車両負荷２０に含まれる平滑コンデンサなどの素子が破損したり、スタック１０が破損したりするのを防止することができる。   Further, after boosting the output of the battery 40 to a predetermined voltage by the VCU 50, the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on. Since the stack 10 and the battery 40 are connected in parallel to the vehicle load 20 as described above, the current drawn from the stack 10 can be limited by boosting the output of the battery 40. As a result, an overcurrent flows at the moment when the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on, thereby preventing damage to elements such as a smoothing capacitor included in the vehicle load 20 and damage to the stack 10. be able to.

（２）本実施形態によれば、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５がオフからオンとなってから、燃料電池コンタクタ６１１，６２１がオンとなるまでの間、スタック１０で発電を行っているにもかかわらず電流センサ６２２の検出値ＩＦＣが略「０」となった場合には、ディスチャージ回路に故障が発生したと判定する。これにより、上述のラップ期間が無くなるような不具合が生じたことを検知することができる。すなわち、ディスチャージ抵抗６５４とスタック１０とが遮断された状態で燃料電池コンタクタ６１１，６２１がオンにされ、過電流が流れてしまい、車両負荷２０に含まれる平滑コンデンサなどの素子が破損したり、スタックが破損したりするのを防止することができる。 (2) According to this embodiment, power is generated in the stack 10 from the time when the discharge contactors 652 and 655 are turned on to the time when the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on. When the detection value I FC of the current sensor 622 becomes approximately “0”, it is determined that a failure has occurred in the discharge circuit. As a result, it is possible to detect the occurrence of a problem that eliminates the lap period described above. That is, the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on in a state where the discharge resistor 654 and the stack 10 are cut off, an overcurrent flows, and an element such as a smoothing capacitor included in the vehicle load 20 is damaged, or the stack Can be prevented from being damaged.

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。
以下の第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。 <Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the following description of the second embodiment, the same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図６は、本実施形態に係る燃料電池車両１Ａの構成を示すブロック図である。
燃料電池車両１Ａは、スタック接続回路６０Ａ及びＥＣＵ８０Ａの構成が第１実施形態の燃料電池車両１と異なる。より具体的には、図６に示すように、スタック１０の電力を放電させるディスチャージ抵抗として車両補機９０が正極側ディスチャージコンタクタ６５２及び負極側ディスチャージコンタクタ６５５を介してスタック１０に接続されている。すなわち、本実施形態の燃料電池車両１Ａは、第１実施形態の燃料電池車両１と異なり、スタック１０で発電した電力を消費するためだけの専用のディスチャージ抵抗６５４を備えない。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the fuel cell vehicle 1A according to the present embodiment.
The fuel cell vehicle 1A is different from the fuel cell vehicle 1 of the first embodiment in the configuration of the stack connection circuit 60A and the ECU 80A. More specifically, as shown in FIG. 6, a vehicle accessory 90 is connected to the stack 10 via a positive-side discharge contactor 652 and a negative-side discharge contactor 655 as a discharge resistor that discharges the power of the stack 10. That is, unlike the fuel cell vehicle 1 according to the first embodiment, the fuel cell vehicle 1A according to the present embodiment does not include the dedicated discharge resistor 654 only for consuming the power generated by the stack 10.

車両補機９０は、暖房ヒータを含んでおり、スタック１０の電力が供給されることで、燃料電池車両１Ａの車内を暖めることができる。また、この車両補機９０は、正極側補機コンタクタ９１及び負極側補機コンタクタ９２を介してバッテリ４０の正極側端子及び負極側端子に接続されており、バッテリ４０の電力を供給することで駆動することもできる。   The vehicle auxiliary machine 90 includes a heater and can supply the electric power of the stack 10 to warm the interior of the fuel cell vehicle 1A. In addition, the vehicle accessory 90 is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery 40 via the positive auxiliary contactor 91 and the negative auxiliary contactor 92, and supplies the power of the battery 40. It can also be driven.

正極側補機コンタクタ９１及び負極側補機コンタクタ９２は、それぞれ、機械接点と、この接点を開閉する駆動コイルとを備えた電磁スイッチである。これら補機コンタクタ９１，９２は、ＥＣＵ８０Ａからの制御信号に基づいて動作し、バッテリ４０と車両補機９０とを接続又は遮断する。   The positive-side auxiliary machine contactor 91 and the negative-side auxiliary machine contactor 92 are electromagnetic switches each having a mechanical contact and a drive coil for opening and closing the contact. These accessory contactors 91 and 92 operate based on a control signal from ECU 80A, and connect or disconnect battery 40 and vehicle accessory 90.

次に、本実施形態に係るスタックの起動処理について詳細に説明する。
本実施形態の起動処理は、図２及び図３に示す起動処理と、基本的には同じである。すなわち、スタック１０の起動時において、燃料電池コンタクタ６１１，６２１をオンにする前に、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオンにし、スタック１０の発電電力を車両補機９０で消費することにより、燃料電池車両１Ａの車内を暖めることができる。 Next, stack activation processing according to the present embodiment will be described in detail.
The activation process of the present embodiment is basically the same as the activation process shown in FIGS. That is, when the stack 10 is started, before the fuel cell contactors 611 and 621 are turned on, the discharge contactors 652 and 655 are turned on, and the power generated by the stack 10 is consumed by the vehicle auxiliary device 90, thereby the fuel cell vehicle. The interior of 1A can be warmed.

ここで、本実施形態の起動処理では、スタック１０の発電電力を車両補機９０で消費させている間において、車両補機９０に要求される電力が、所定値を超える場合には、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５と補機コンタクタ９１，９２とを選択的にオン又はオフにするスイッチング制御を実行する。このスイッチング制御とは、より具体的には、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオンにしかつ補機コンタクタ９１，９２をオフにした状態と、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオフにしかつ補機コンタクタ９１，９２をオンにした状態とを、交互に繰り返す制御をいう。   Here, in the start-up process of the present embodiment, when the electric power required for the vehicle auxiliary machine 90 exceeds a predetermined value while the generated electric power of the stack 10 is consumed by the vehicle auxiliary machine 90, the discharge contactor Switching control for selectively turning on or off 652 and 655 and auxiliary contactors 91 and 92 is executed. More specifically, this switching control is a state in which the discharge contactors 652 and 655 are turned on and the auxiliary contactors 91 and 92 are turned off, and the discharge contactors 652 and 655 are turned off and the auxiliary contactors 91 and 92 are turned off. Control that repeats the state of turning on alternately.

また、上記所定値は、スタック１０の起動時において、スタック１０から取り出される電力の上限値に相当する。すなわち、上記所定値は、スタック１０の起動時において、スタック１０から過度な電力が取り出されることで、スタック１０が劣化するのを防止することを目的として設定される。このようなスイッチング制御を行うことにより、車両補機９０においてスタック１０の発電電力を上記上限値以下で消費しつつ、電力の不足分をバッテリ４０で補うことができる。   The predetermined value corresponds to the upper limit value of the electric power taken out from the stack 10 when the stack 10 is activated. That is, the predetermined value is set for the purpose of preventing the stack 10 from deteriorating due to excessive power being taken out of the stack 10 when the stack 10 is activated. By performing such switching control, the battery 40 can compensate for the shortage of power while consuming the generated power of the stack 10 below the upper limit value in the vehicle accessory 90.

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（３）本実施形態によれば、車両補機９０をディスチャージ抵抗として用い、スタック１０の起動時には、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５をオンにし、スタック１０の発電電力を車両補機９０で消費する。これにより、専用のディスチャージ抵抗を車両補機９０とは別に設ける必要がなくなるため、燃料電池車両１Ａを軽量かつ小型なものにできる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(3) According to the present embodiment, the vehicle accessory 90 is used as a discharge resistor, and when the stack 10 is activated, the discharge contactors 652 and 655 are turned on, and the generated power of the stack 10 is consumed by the vehicle accessory 90. As a result, there is no need to provide a dedicated discharge resistor separately from the vehicle auxiliary device 90, so that the fuel cell vehicle 1A can be made light and small.

（４）本実施形態によれば、車両補機９０に要求される電力が所定値を超える場合には、ディスチャージコンタクタ６５２，６５５と補機コンタクタ９１，９２とを選択的にオン又はオフにするスイッチング制御が行われる。このようなスイッチング制御を行うことにより、車両補機９０に要求される電力をスタック１０とバッテリ４０でまかないつつ、スタック１０から過度の電力が取り出され、スタック１０が劣化するのを防止することができる。   (4) According to the present embodiment, when the electric power required for the vehicle auxiliary machine 90 exceeds a predetermined value, the discharge contactors 652 and 655 and the auxiliary machine contactors 91 and 92 are selectively turned on or off. Switching control is performed. By performing such switching control, it is possible to prevent excessive power from being taken out of the stack 10 and deteriorating the stack 10 while the electric power required for the vehicle accessory 90 is not covered by the stack 10 and the battery 40. it can.

（５）ところで、暖房ヒータは、外気温度が高い夏場には使用されることが少ない。このため、夏場に暖房ヒータに故障が発生しても、運転者がこれに気付くことが少ない。しかしながら、本実施形態では、車両補機９０の暖房ヒータをディスチャージ抵抗として用いるので、スタック１０を起動するたびに暖房ヒータに通電する。このため、使用頻度の低い夏場であっても、暖房ヒータの故障を検知することができる。   (5) By the way, the heater is rarely used in summer when the outside air temperature is high. For this reason, even if a failure occurs in the heater in summer, the driver is less likely to notice this. However, in this embodiment, since the heater of the vehicle auxiliary machine 90 is used as a discharge resistor, the heater is energized every time the stack 10 is activated. For this reason, it is possible to detect the failure of the heater even in the summer when the usage frequency is low.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.

１，１Ａ…燃料電池車両
１０…燃料電池スタック（燃料電池）
２０…車両負荷（負荷）
３０…反応ガス供給装置
４０…バッテリ（蓄電装置）
５０…ＶＣＵ（昇圧装置）
６０，６０Ａ…スタック接続回路
６１１…正極側燃料電池コンタクタ（燃料電池コンタクタ）
６１２…逆流防止ダイオード（逆流防止ダイオード）
６２１…負極側燃料電池コンタクタ（燃料電池コンタクタ）
６２２…電流センサ（電流センサ）
６５，６５Ａ…ディスチャージ回路
６５２…正極側ディスチャージコンタクタ（ディスチャージコンタクタ）
６５４…ディスチャージ抵抗
６５５…負極側ディスチャージコンタクタ（ディスチャージコンタクタ）
８０，８０Ａ…ＥＣＵ（制御装置）
９０…車両補機
９１…正極側補機コンタクタ（補機コンタクタ）
９２…負極側補機コンタクタ（補機コンタクタ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Fuel cell vehicle 10 ... Fuel cell stack (fuel cell)
20 ... Vehicle load (load)
30 ... Reaction gas supply device 40 ... Battery (power storage device)
50 ... VCU (Booster)
60, 60A ... Stack connection circuit 611 ... Positive side fuel cell contactor (fuel cell contactor)
612 ... Backflow prevention diode (backflow prevention diode)
621 ... Negative side fuel cell contactor (fuel cell contactor)
622 ... Current sensor (current sensor)
65, 65A ... discharge circuit 652 ... positive-side discharge contactor (discharge contactor)
654 ... Discharge resistor 655 ... Negative side discharge contactor (Discharge contactor)
80, 80A ... ECU (control device)
90 ... Vehicle accessory 91 ... Positive side contactor (auxiliary contactor)
92 ... Negative side contactor contactor (accessory contactor)

Claims (5)

燃料電池及び蓄電装置が並列に接続された負荷と、
前記蓄電装置の出力を昇圧する昇圧装置と、
前記蓄電装置から前記燃料電池へ電流が逆流するのを防止する逆流防止ダイオードと、
前記燃料電池と前記負荷とを接続又は遮断する燃料電池コンタクタと、
前記燃料電池と前記燃料電池コンタクタとの間に設けられ、前記燃料電池とディスチャージ抵抗とを接続又は遮断するディスチャージコンタクタと、
前記昇圧装置、前記燃料電池コンタクタ、及び前記ディスチャージコンタクタを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記燃料電池の起動時において、前記燃料電池コンタクタをオンにする前に、前記ディスチャージコンタクタをオンにし前記燃料電池の発電電力を前記ディスチャージ抵抗で消費させる燃料電池車両であって、
前記制御装置は、前記ディスチャージコンタクタをオンにした後、前記昇圧装置により前記蓄電装置の出力を所定の電圧まで昇圧してから前記燃料電池コンタクタをオンにし、所定のラップ期間を経た後に前記ディスチャージコンタクタをオフにすることを特徴とする燃料電池車両。 A load in which a fuel cell and a power storage device are connected in parallel;
A booster that boosts the output of the power storage device;
A backflow prevention diode for preventing a current from flowing back from the power storage device to the fuel cell;
A fuel cell contactor for connecting or disconnecting the fuel cell and the load;
A discharge contactor provided between the fuel cell and the fuel cell contactor for connecting or disconnecting the fuel cell and a discharge resistor;
A control device for controlling the booster, the fuel cell contactor, and the discharge contactor,
The control device is a fuel cell vehicle in which the discharge contactor is turned on and the generated power of the fuel cell is consumed by the discharge resistor before the fuel cell contactor is turned on when the fuel cell is started.
The control device, after turning on the discharge contactor, boosts the output of the power storage device to a predetermined voltage by the boosting device, then turns on the fuel cell contactor, and after passing a predetermined lap period, the discharge contactor A fuel cell vehicle characterized by turning off the vehicle. 前記燃料電池と前記燃料電池コンタクタの間、かつ、前記燃料電池と前記ディスチャージコンタクタとの間に設けられた電流センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記ディスチャージコンタクタがオフからオンとなってから、前記燃料電池コンタクタがオンとなるまでの間に、前記燃料電池で発電を行っているにもかかわらず前記電流センサの検出値が略「０」となった場合には、故障が発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両。 A current sensor provided between the fuel cell and the fuel cell contactor and between the fuel cell and the discharge contactor;
The control device detects a value detected by the current sensor in spite of power generation by the fuel cell between the time when the discharge contactor is turned on and the time when the fuel cell contactor is turned on. The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein when it becomes approximately “0”, it is determined that a failure has occurred. 前記ディスチャージコンタクタは、前記ディスチャージ抵抗に対し直列に接続された２つのコンタクタで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池車両。   The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein the discharge contactor includes two contactors connected in series with the discharge resistor. 前記蓄電装置と車両補機とを接続又は遮断する補機コンタクタをさらに備え、
前記車両補機は、前記ディスチャージ抵抗として前記ディスチャージコンタクタを介して前記燃料電池に接続され、
前記制御装置は、前記燃料電池の起動時において、前記燃料電池コンタクタをオンにする前に、前記ディスチャージコンタクタをオンにし前記燃料電池の発電電力を前記車両補機で消費させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の燃料電池車両。 An auxiliary contactor for connecting or disconnecting the power storage device and the vehicle auxiliary equipment,
The vehicle accessory is connected to the fuel cell via the discharge contactor as the discharge resistor,
The control device turns on the discharge contactor and consumes the generated power of the fuel cell by the vehicle auxiliary device before turning on the fuel cell contactor when the fuel cell is started. Item 4. The fuel cell vehicle according to any one of Items 1 to 3. 前記制御装置は、前記燃料電池の発電電力を前記車両補機で消費させている間において、前記車両補機に要求される電力が所定値を超える場合には、前記ディスチャージコンタクタと前記補機コンタクタとを選択的にオン又はオフにするスイッチング制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の燃料電池車両。   When the electric power required for the vehicle auxiliary machine exceeds a predetermined value while the electric power generated by the fuel cell is consumed by the vehicle auxiliary machine, the control device is configured such that the discharge contactor and the auxiliary contactor The fuel cell vehicle according to claim 4, wherein switching control for selectively turning on and off is performed.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015151588A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle control device and control method
CN105599614A (en) * 2014-11-13 2016-05-25 丰田自动车株式会社 Method for controlling external electric power supply system of fuel cell-mounted vehicle, and external electric power supply system
KR101822232B1 (en) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
KR101822231B1 (en) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
US9902285B2 (en) 2014-12-24 2018-02-27 Hyundai Motor Company Power net system for fuel cell vehicle and method of controlling the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04101362A (en) * 1990-08-18 1992-04-02 Fuji Electric Co Ltd Electric power generating apparatus of phosphate-type fuel cell
JP2004063338A (en) * 2002-07-30 2004-02-26 Nissan Motor Co Ltd Power conversion apparatus for fuel cell
JP2006147177A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006147213A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Honda Motor Co Ltd Fuel battery cell and its starting method
JP2006156066A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and its control method
JP2007258018A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Fujitsu Ten Ltd Fuel cell control device
JP2008097909A (en) * 2006-10-10 2008-04-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04101362A (en) * 1990-08-18 1992-04-02 Fuji Electric Co Ltd Electric power generating apparatus of phosphate-type fuel cell
JP2004063338A (en) * 2002-07-30 2004-02-26 Nissan Motor Co Ltd Power conversion apparatus for fuel cell
JP2006147177A (en) * 2004-11-16 2006-06-08 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2006147213A (en) * 2004-11-17 2006-06-08 Honda Motor Co Ltd Fuel battery cell and its starting method
JP2006156066A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Honda Motor Co Ltd Fuel cell system and its control method
JP2007258018A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Fujitsu Ten Ltd Fuel cell control device
JP2008097909A (en) * 2006-10-10 2008-04-24 Toyota Motor Corp Fuel cell system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015151588A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle control device and control method
JP2015198537A (en) * 2014-04-02 2015-11-09 トヨタ自動車株式会社 Electric-vehicle control apparatus and control method
CN105599614B (en) * 2014-11-13 2018-03-23 丰田自动车株式会社 The control method and external power supply system of the external power supply system of the vehicle of fuel cell are installed
JP2016096642A (en) * 2014-11-13 2016-05-26 トヨタ自動車株式会社 Method for controlling external power supply system of fuel cell-mounted vehicle and external power supply system
KR101742392B1 (en) * 2014-11-13 2017-06-15 도요타지도샤가부시키가이샤 Method for controlling external electric power supply system of fuel cell-mounted vehicle, and external electric power supply system
CN105599614A (en) * 2014-11-13 2016-05-25 丰田自动车株式会社 Method for controlling external electric power supply system of fuel cell-mounted vehicle, and external electric power supply system
US10071649B2 (en) 2014-11-13 2018-09-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for controlling external electric power supply system of fuel cell-mounted vehicle, and external electric power supply system
US9902285B2 (en) 2014-12-24 2018-02-27 Hyundai Motor Company Power net system for fuel cell vehicle and method of controlling the same
KR101822232B1 (en) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
KR101822231B1 (en) 2015-06-24 2018-01-26 현대자동차주식회사 Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
US9919604B2 (en) 2015-06-24 2018-03-20 Hyundai Motor Company Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
US10179513B2 (en) 2015-06-24 2019-01-15 Hyundai Motor Company Power net system of fuel cell vehicle and method for controlling the same
DE102015224230B4 (en) 2015-06-24 2024-04-25 Hyundai Motor Company Power grid system of a fuel cell vehicle and method for controlling the same

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