JP2013169076A - Operation method of moving body and moving body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extend a running distance of a fuel cell vehicle when a short circuit fault is caused in a first converter that regulates output voltage of a fuel cell.SOLUTION: There is provided an operation method of a fuel cell vehicle 1 that has a first converter 30 that is connected between a fuel cell 20 and a traction motor 60 and steps-up and steps-down an output voltage of the fuel cell 20; and a second converter 50 that is connected between a secondary battery 40 and the traction motor 60 and steps-up and steps-down the voltage of the secondary battery 40. This operation method causes power supply from the fuel cell 20 to the traction motor 60 to be continued, when a circuit of a first converter 30 shorts and break down, and when prescribed conditions are satisfied: (1) fuel cell output voltage V1≥ traction motor required voltage V2, (2) fuel cell output voltage V1≥ secondary cell output voltage V3+α (α is a positive constant).

Description

本発明は、移動体の運転方法及び移動体に関する。   The present invention relates to a driving method of a moving body and a moving body.

いわゆる燃料電池車両には、動力源として燃料電池と二次電池を併用したハイブリット型のものがある。   Some so-called fuel cell vehicles include a hybrid type that uses a fuel cell and a secondary battery in combination as a power source.

この種の燃料電池車両には、燃料電池とトラクションモータとの間に配置され、燃料電池の出力電圧を昇降圧するFCコンバータと、二次電池とトラクションモータとの間に配置され、二次電池の出力電圧を昇降圧するBTコンバータを有する2コンバータシステムを採用しているものがある(特許文献1参照)。   This type of fuel cell vehicle is disposed between the fuel cell and the traction motor, and is disposed between the FC converter that raises and lowers the output voltage of the fuel cell, and between the secondary battery and the traction motor. Some employ a two-converter system having a BT converter that steps up and down the output voltage (see Patent Document 1).

かかる燃料電池車両では、通常運転時に燃料電池の出力電圧をFCコンバータにより昇圧してトラクションモータに供給する。また、BTコンバータは、トラクションモータの回生動作の電圧を降圧して二次電池に充電したり、二次電池の出力電圧を昇圧してトラクションモータに供給している。   In such a fuel cell vehicle, during normal operation, the output voltage of the fuel cell is boosted by the FC converter and supplied to the traction motor. The BT converter steps down the voltage of the regenerative operation of the traction motor to charge the secondary battery, or steps up the output voltage of the secondary battery and supplies it to the traction motor.

ところで、運転中にFCコンバータの回路内の出力ダイオードが短絡するなど、FCコンバータに短絡異常が生じることがある。この場合、従来から燃料電池の発電を直ちに停止し、二次電池からトラクションモータに電力を供給するようにしていた。   By the way, a short circuit abnormality may occur in the FC converter, such as a short circuit of an output diode in the circuit of the FC converter during operation. In this case, conventionally, the power generation of the fuel cell is stopped immediately and power is supplied from the secondary battery to the traction motor.

特開2007−209161号公報JP 2007-209161 A

しかしながら、一般的に二次電池の容量は小さいため、二次電池の電力だけでは、車両を十分な距離を走行させることができない。   However, since the capacity of the secondary battery is generally small, the vehicle cannot travel a sufficient distance only with the power of the secondary battery.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、コンバータに短絡異常が生じた場合の燃料電池車両などの移動体の走行距離を延ばすことをその目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to extend the travel distance of a moving body such as a fuel cell vehicle when a short circuit abnormality occurs in the converter.

上記目的を達成するための本発明は、燃料電池と負荷との間に接続され、燃料電池の出力電圧を昇降圧する第1のコンバータと、二次電池と負荷との間に接続され、二次電池の電圧を昇降圧する第2のコンバータとを有する移動体の運転方法であって、第1のコンバータの回路が短絡故障したとき、所定の条件
燃料電池の出力電圧V1≧負荷の必要電圧V2 ・・・(1)
燃料電池の出力電圧V1≧二次電池の出力電圧V3+α ・・・(2)
(αは、正の定数)
を満たす場合に、当該燃料電池から負荷への電力の供給を継続する、移動体の運転方法である。
To achieve the above object, the present invention is connected between a fuel cell and a load, and is connected between a secondary converter and a load, a first converter that steps up and down the output voltage of the fuel cell, and a secondary battery. A method of operating a moving body having a second converter for stepping up and down the voltage of a battery, and when a short circuit failure occurs in the circuit of the first converter, a predetermined condition is satisfied. Output voltage V1 of fuel cell ≥ Required voltage V2 of load (1)
Fuel cell output voltage V1 ≧ secondary battery output voltage V3 + α (2)
(Α is a positive constant)
In the case of satisfying the above, it is a method for operating the moving body in which the supply of power from the fuel cell to the load is continued.

本発明によれば、第1のコンバータの回路が短絡故障した場合であっても、燃料電池から負荷への電力の供給と制御が可能となる所定の条件(1)及び(2)を満たす場合に燃料電池から負荷への電力の供給を継続するので、移動体の走行距離を延ばすことができる。   According to the present invention, even when the circuit of the first converter is short-circuited, the predetermined conditions (1) and (2) that enable the supply and control of power from the fuel cell to the load are satisfied. In addition, since the supply of power from the fuel cell to the load is continued, the travel distance of the mobile body can be extended.

前記移動体の運転方法において、前記所定の条件が満たされているか否かを判断し、前記所定の条件を満たす場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続し、前記所定の条件を満たさない場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を停止し、前記二次電池から負荷への電力の供給を開始するようにしてもよい。   In the operation method of the moving body, it is determined whether or not the predetermined condition is satisfied, and when the predetermined condition is satisfied, the supply of electric power from the fuel cell to the load is continued, and the predetermined condition is satisfied. If the above condition is not satisfied, the supply of power from the fuel cell to the load may be stopped and the supply of power from the secondary battery to the load may be started.

前記所定の条件を満たし、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続する場合に、前記第2のコンバータが前記負荷への入力電圧を制御するようにしてもよい。   When the predetermined condition is satisfied and the supply of power from the fuel cell to the load is continued, the second converter may control the input voltage to the load.

別の観点による本発明は、燃料電池と負荷との間に接続され、燃料電池の出力電圧を昇降圧する第1のコンバータと、二次電池と負荷との間に接続され、二次電池の電圧を昇降圧する第2のコンバータとを有する移動体であって、第1のコンバータの回路が短絡故障したとき、所定の条件
燃料電池の出力電圧V1≧負荷の必要電圧V2 ・・・(1)
燃料電池の出力電圧V1≧二次電池の出力電圧V3+α ・・・(2)
(αは、正の定数)
を満たす場合に、当該燃料電池から負荷への電力の供給を継続する手段を有する移動体である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a first converter that is connected between a fuel cell and a load and that steps up and down an output voltage of the fuel cell, and is connected between the secondary battery and the load. And a second converter that raises and lowers the voltage of the first converter when a short circuit failure occurs in the circuit of the first converter. Predetermined conditions: Output voltage V1 of fuel cell ≧ Required voltage V2 of load
Fuel cell output voltage V1 ≧ secondary battery output voltage V3 + α (2)
(Α is a positive constant)
In the case of satisfying the condition, the moving body has means for continuing the supply of electric power from the fuel cell to the load.

前記移動体は、前記所定の条件が満たされているか否かを判断する手段と、前記所定の条件を満たす場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続させ、前記所定の条件を満たさない場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を停止させ、前記二次電池から負荷への電力の供給を開始する手段と、を有していてもよい。   The moving body continues to supply power from the fuel cell to the load when the predetermined condition is satisfied, and the means for determining whether or not the predetermined condition is satisfied, and satisfies the predetermined condition. In the case of not satisfying the condition, there may be provided means for stopping the supply of power from the fuel cell to the load and starting the supply of power from the secondary battery to the load.

上記移動体において、前記所定の条件を満たし、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続する場合に、前記第2のコンバータが前記負荷への入力電圧を制御するようにしてもよい。   In the mobile body, when the predetermined condition is satisfied and the supply of power from the fuel cell to the load is continued, the second converter may control the input voltage to the load.

本発明によれば、燃料電池の出力電圧を昇降圧する第1のコンバータに短絡異常が生じた場合の移動体の走行距離を延ばすことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the travel distance of a moving body when a short circuit abnormality arises in the 1st converter which raises / lowers the output voltage of a fuel cell can be extended.

燃料電池車両の電力系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 electric power system of a fuel cell vehicle. 第1のコンバータの回路構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the circuit structure of a 1st converter. 燃料電池車両の運転方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the driving | running method of a fuel cell vehicle.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る移動体としての燃料電池車両1の電力系の機能ブロックを示す。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows functional blocks of a power system of a fuel cell vehicle 1 as a moving body according to the present embodiment.

燃料電池車両1は、例えば、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池(FC)20と、燃料電池20で発電された電力の出力電圧を昇降圧するDC/DCコンバータである第1のコンバータ(FDC)30と、充放電可能な補助電源となる二次電池(BATT)40と、二次電池40の出力電圧を昇降圧するDC/DCコンバータである第2のコンバータ(BDC)50と、直流電力を交流電力(例えば三相交流)に変換し、負荷であるトラクションモータ(M)60に電力を供給するトラクションインバータ(INV)70と、燃料電池車両1の各部の動作を制御するコントロールユニット(ECU)80を有している。   The fuel cell vehicle 1 is, for example, a fuel cell (FC) 20 that generates power by an electrochemical reaction between an oxidizing gas and a fuel gas, and a DC / DC converter that steps up and down the output voltage of the power generated by the fuel cell 20. A first converter (FDC) 30, a secondary battery (BATT) 40 serving as an auxiliary power source that can be charged and discharged, and a second converter (BDC) that is a DC / DC converter that steps up and down the output voltage of the secondary battery 40. 50, a traction inverter (INV) 70 that converts DC power into AC power (for example, three-phase AC) and supplies power to a traction motor (M) 60 that is a load, and controls the operation of each part of the fuel cell vehicle 1 A control unit (ECU) 80 is provided.

燃料電池20は、例えば、高分子電解質型燃料電池であり、多数の単セルを積層してなるスタック構造を有している。単セルは、イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面に形成された空気極と、電解質膜の他方の面に形成された燃料極と、空気極及び燃料極を両側から挟み込む一対のセパレータとを有する。   The fuel cell 20 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a large number of single cells are stacked. The single cell includes an air electrode formed on one surface of an electrolyte membrane made of an ion exchange membrane, a fuel electrode formed on the other surface of the electrolyte membrane, and a pair of separators that sandwich the air electrode and the fuel electrode from both sides. Have

第1のコンバータ30は、燃料電池用の直流電圧変換器であり、燃料電池20の出力電圧を所定の直流電圧に昇降圧して、トラクションインバータ70に供給できる。第1のコンバータ30は、燃料電池20の出力電圧V1を検出する電圧センサ31を備えている。第1のコンバータ30は、例えばU相、V相、W相、X相の4相を有し、通過電力に応じて駆動相数を変えて運転を行う。   The first converter 30 is a direct-current voltage converter for a fuel cell, and can raise and lower the output voltage of the fuel cell 20 to a predetermined direct-current voltage and supply it to the traction inverter 70. The first converter 30 includes a voltage sensor 31 that detects the output voltage V1 of the fuel cell 20. The first converter 30 has, for example, four phases of a U phase, a V phase, a W phase, and an X phase, and operates by changing the number of drive phases according to the passing power.

図2は、第1のコンバータ30のチョッパ型電圧変化回路の概略を示す。第1のコンバータ30は、各相の回路として、キャリア周波数に応じて周期的にオン/オフを繰り返すスイッチング素子としてのトランジスタTrと、リアクトルLと、平滑用コンデンサCと、整流素子としての出力ダイオードD等を備えている。   FIG. 2 shows an outline of the chopper type voltage change circuit of the first converter 30. As a circuit of each phase, the first converter 30 includes a transistor Tr as a switching element that periodically turns on and off according to a carrier frequency, a reactor L, a smoothing capacitor C, and an output diode as a rectifying element. D etc. are provided.

トランジスタTrがオンになると、燃料電池20から供給されるエネルギーがリアクトルLに蓄積され、その蓄積されたエネルギーは、トランジスタTrがオフになると、ダイオードDを介して平滑用コンデンサCに転送される。この過程が繰り返されることで、平滑用コンデンサCに蓄積されるエネルギーが増大し、燃料電池20の出力電圧V1を目標電圧VHに昇圧することができる。 When the transistor Tr is turned on, the energy supplied from the fuel cell 20 is accumulated in the reactor L, and the accumulated energy is transferred to the smoothing capacitor C via the diode D when the transistor Tr is turned off. By this process is repeated, it is possible to energy stored in the smoothing capacitor C is increased, to boost the output voltage V1 of the fuel cell 20 to the target voltage V H.

図1に示す二次電池40は、余剰電力の貯蔵源、回生制動時の回生エネルギー貯蔵源、燃料電池車両1の加速又は減速に伴う負荷変動時のエネルギーバッファとして機能する蓄電装置であり、例えば、二次電池(ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、リチウム二次電池等)が好適である。   The secondary battery 40 shown in FIG. 1 is a power storage device that functions as a surplus power storage source, a regenerative energy storage source during regenerative braking, and an energy buffer during load fluctuations associated with acceleration or deceleration of the fuel cell vehicle 1. Secondary batteries (nickel / cadmium storage batteries, nickel / hydrogen storage batteries, lithium secondary batteries, etc.) are suitable.

第2のコンバータ50は、第1のコンバータ30とトラクションインバータ70の間に並列的に接続されている。第2のコンバータ50は、燃料電池20の余剰電力又はトラクションモータ60が回収した回生電力を降圧して二次電池40に充電できる。また、第2のコンバータ50は、二次電池40の出力電圧V3を所定の直流電圧に昇圧してトラクションインバータ70に供給できる。第2のコンバータ50は、第1のコンバータ30の出力側(トラクションインバータ70の入力側)の電圧を検出する電圧センサ51を備えている。第2のコンバータ50は、第1のコンバータ30が停止した場合に、トラクションインバータ70(トラクションモータ60)の入力電圧を制御できる。   The second converter 50 is connected in parallel between the first converter 30 and the traction inverter 70. The second converter 50 can charge the secondary battery 40 by reducing the surplus power of the fuel cell 20 or the regenerative power collected by the traction motor 60. The second converter 50 can boost the output voltage V3 of the secondary battery 40 to a predetermined DC voltage and supply the boosted voltage to the traction inverter 70. The second converter 50 includes a voltage sensor 51 that detects the voltage on the output side of the first converter 30 (the input side of the traction inverter 70). The second converter 50 can control the input voltage of the traction inverter 70 (traction motor 60) when the first converter 30 is stopped.

トラクションインバータ70は、燃料電池20とバッテリ40との両方又は何れか一方から供給される直流電力を交流電力(例えば三相交流)に変換し、トラクションモータ60の回転トルクを制御できる。トラクションモータ60は、例えば車輪に連結された三相交流モータであり、車両走行時には走行推進力を生成する一方、車両制動時には、モータジェネレータとして機能し、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を回収できる。   The traction inverter 70 can control the rotational torque of the traction motor 60 by converting DC power supplied from either or both of the fuel cell 20 and the battery 40 into AC power (for example, three-phase AC). The traction motor 60 is, for example, a three-phase AC motor connected to wheels, and generates a driving propulsion force when the vehicle travels, and functions as a motor generator when the vehicle brakes, and converts kinetic energy into electric energy to regenerate electric power. Can be recovered.

コントロールユニット80は、いわゆるマイクロコンピュータであって、CPU、ROM、RAM及び入出力インタフェースなどを備えている。コントロールユニット80は、燃料電池20、第1のコンバータ30、二次電池40、第2のコンバータ50、トラクションインバータ70、及び各種センサ、例えば電圧センサ31、51やモータ16に設けられた回転数センサやアクセルペダルセンサなどに電気的に接続されている。コントロールユニット80は、これらの動作を制御することによって燃料電池車両1の運転を制御する。   The control unit 80 is a so-called microcomputer and includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The control unit 80 includes a fuel cell 20, a first converter 30, a secondary battery 40, a second converter 50, a traction inverter 70, and various sensors such as voltage sensors 31 and 51 and a rotation speed sensor provided in the motor 16. And an accelerator pedal sensor. The control unit 80 controls the operation of the fuel cell vehicle 1 by controlling these operations.

次に、以上のように構成された燃料電池車両1の運転方法について説明する。図3は、かかる運転方法のフローチャートを示す。   Next, a driving method of the fuel cell vehicle 1 configured as described above will be described. FIG. 3 shows a flowchart of such an operation method.

燃料電池車両1の運転時には、コントロールユニット80により、例えばトラクションモータ16のアクセルペダルセンサなどの各種センサにより検出された値に基づいて、燃料電池10の目標発電量やトラクションモータ60の必要電圧V2等が定められる。   During operation of the fuel cell vehicle 1, the target power generation amount of the fuel cell 10, the required voltage V2 of the traction motor 60, etc., based on values detected by the control unit 80 by various sensors such as an accelerator pedal sensor of the traction motor 16, for example. Is determined.

通常運転時には、コントロールユニット80からの指令により、燃料電池20が稼働し、その燃料電池20で生じた電力の出力電圧V1が、例えば第1のコンバータ30により、トラクションモータ60の必要電圧V2に昇圧され、トラクションインバータ70に付加される。トラクションインバータ70により、交流電力に変換され、トラクションモータ60が駆動される。二次電池40では、例えば燃料電池20の余剰電力や、トラクションモータ60により回収された回生電力が第2のコンバータ50により昇降圧されて蓄電される。   During normal operation, the fuel cell 20 is operated by a command from the control unit 80, and the output voltage V1 of the electric power generated in the fuel cell 20 is boosted to the required voltage V2 of the traction motor 60 by, for example, the first converter 30. And added to the traction inverter 70. The traction inverter 70 converts the AC power into AC power, and the traction motor 60 is driven. In the secondary battery 40, for example, surplus power of the fuel cell 20 and regenerative power recovered by the traction motor 60 are raised and lowered by the second converter 50 and stored.

例えば第1のコンバータ30の回路の出力ダイオードDが短絡異常を起こした場合には、先ず、燃料電池20の運転の継続の有無を判定する(図3のS1)。これは、第1のコンバータ30が停止しても、燃料電池20からトラクションモータ60への電力の供給が可能となる所定の条件を満たすか否かで判定される(図3のS2)。より具体的には、所定条件(1)及び(2)を満たすか否かで判定される。
燃料電池の出力電圧V1≧トラクションモータの必要電圧V2 ・・・(1)
燃料電池の出力電圧V1≧二次電池の出力電圧V3+α ・・・(2)
(αは、正の定数)
For example, when the output diode D of the circuit of the first converter 30 has a short circuit abnormality, it is first determined whether or not the operation of the fuel cell 20 is continued (S1 in FIG. 3). This is determined based on whether or not a predetermined condition that enables power supply from the fuel cell 20 to the traction motor 60 even if the first converter 30 is stopped is satisfied (S2 in FIG. 3). More specifically, it is determined by whether or not the predetermined conditions (1) and (2) are satisfied.
Output voltage V1 of the fuel cell ≧ Required voltage V2 of the traction motor (1)
Fuel cell output voltage V1 ≧ secondary battery output voltage V3 + α (2)
(Α is a positive constant)

ここで、条件(1)、(2)について説明する。   Here, conditions (1) and (2) will be described.

短絡故障により第1のコンバータ30が停止し、燃料電池20とトラクションインバータ70(トラクションモータ60)が直結状態になる場合、燃料電池20の出力電圧V1が、直接トラクションインバータ70の入力電圧、つまりトラクションモータ60の必要電圧V2になり得る。よって、条件(1)は、第1のコンバータ30による昇圧の必要がない、燃料電池20の出力電圧V1がトラクションモータ60の必要電圧V2以上であることを要求している。   When the first converter 30 is stopped due to a short-circuit failure and the fuel cell 20 and the traction inverter 70 (traction motor 60) are directly connected, the output voltage V1 of the fuel cell 20 is directly input to the traction inverter 70, that is, the traction. The required voltage V2 of the motor 60 can be obtained. Therefore, the condition (1) requires that the output voltage V1 of the fuel cell 20 is not higher than the required voltage V2 of the traction motor 60 and does not need to be boosted by the first converter 30.

また、第1のコンバータ30が停止し、直結状態になった場合、二次電池40の出力電圧V3が燃料電池20の出力電圧V1より高いと、第2のコンバータ50によってトラクションインバータ70の入力電圧を制御できなくなる。よって、条件(2)は、燃料電池20の出力電圧V1が二次電池40の出力電圧V3より高いことを要求している。   Further, when the first converter 30 is stopped and is in a directly connected state, if the output voltage V3 of the secondary battery 40 is higher than the output voltage V1 of the fuel cell 20, the input voltage of the traction inverter 70 is output by the second converter 50. Can no longer be controlled. Therefore, the condition (2) requires that the output voltage V1 of the fuel cell 20 is higher than the output voltage V3 of the secondary battery 40.

また、第2のコンバータ50の動作保証電圧差として、二次電池40の出力電圧V3に正の定数αを加える。例えば第1のコンバータ30が稼働している時には、燃料電池20の出力電圧V1を電圧センサ31により検出してトラクションインバータ70の入力電圧を制御しているが、第1のコンバータ30が停止すると、燃料電池20の出力電圧V1を電圧センサ51により検出してトラクションインバータ70の入力電圧を制御する必要がある。このように、センサが変わるため、条件(2)には、センサの個体差から生じる測定誤差等を考慮してαが加えられる。αの値として、例えば30V〜50V程度が好ましく、より好ましくは40V程度である。   Further, a positive constant α is added to the output voltage V3 of the secondary battery 40 as the operation guarantee voltage difference of the second converter 50. For example, when the first converter 30 is in operation, the output voltage V1 of the fuel cell 20 is detected by the voltage sensor 31 to control the input voltage of the traction inverter 70, but when the first converter 30 stops, The output voltage V1 of the fuel cell 20 needs to be detected by the voltage sensor 51 to control the input voltage of the traction inverter 70. As described above, since the sensor is changed, α is added to the condition (2) in consideration of a measurement error caused by an individual difference of the sensor. For example, the value of α is preferably about 30 to 50 V, more preferably about 40 V.

図3に示すように所定の条件(1)、(2)を満たす場合には、燃料電池20の運転が継続され、燃料電池20からトラクションモータ60への電力の供給が継続される(図3のS3)。このとき、第2のコンバータ50により、トラクションインバータ70(トラクションモータ60)の入力電圧が制御される。こうして、燃料電池20の発電による燃料電池車両1の走行が継続される。   As shown in FIG. 3, when the predetermined conditions (1) and (2) are satisfied, the operation of the fuel cell 20 is continued, and the supply of electric power from the fuel cell 20 to the traction motor 60 is continued (FIG. 3). S3). At this time, the input voltage of the traction inverter 70 (traction motor 60) is controlled by the second converter 50. Thus, the travel of the fuel cell vehicle 1 by the power generation of the fuel cell 20 is continued.

所定の条件(1)、(2)を満たさない場合には、燃料電池20の運転が停止され、燃料電池20からトラクションモータ60への電力の供給が停止される。また、第2のコンバータ50を通じて二次電池40からトラクションモータ60に電力の供給が行われる(図3のS4)。これにより、二次電池40による燃料電池車両1の走行が継続される。   When the predetermined conditions (1) and (2) are not satisfied, the operation of the fuel cell 20 is stopped, and the supply of power from the fuel cell 20 to the traction motor 60 is stopped. In addition, power is supplied from the secondary battery 40 to the traction motor 60 through the second converter 50 (S4 in FIG. 3). Thereby, the travel of the fuel cell vehicle 1 by the secondary battery 40 is continued.

本実施の形態によれば、第1のコンバータ30の回路が短絡故障した場合であっても、燃料電池20からトラクションモータ60への電力の供給及び制御が可能となる所定の条件(1)及び(2)を満たす場合に燃料電池20からトラクションモータ60への電力の供給を継続するので、燃料電池車両1の走行距離を延ばすことができる。   According to the present embodiment, even when the circuit of the first converter 30 is short-circuited, the predetermined condition (1) that enables supply and control of power from the fuel cell 20 to the traction motor 60 and When the condition (2) is satisfied, the supply of electric power from the fuel cell 20 to the traction motor 60 is continued, so that the travel distance of the fuel cell vehicle 1 can be extended.

所定の条件(1)、(2)を満たした場合に第2のコンバータ50がトラクションモータ60への入力電圧を制御するので、第1のコンバータ30が故障した場合の燃料電池20による燃料電池車両1の走行が適切に実現できる。   Since the second converter 50 controls the input voltage to the traction motor 60 when the predetermined conditions (1) and (2) are satisfied, the fuel cell vehicle using the fuel cell 20 when the first converter 30 fails. 1 traveling can be appropriately realized.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

例えば第1のコンバータ30の短絡故障には、ダイオードDの短絡故障のみならず、コンデンサCの短絡故障なども含まれる。また、本発明は、上記実施の形態で記載した燃料電池車両1の他、船舶、飛行機、ロボットなどの各種移動体にも適用できる。また、定置型電源等にも適用できる。   For example, the short-circuit fault of the first converter 30 includes not only a short-circuit fault of the diode D but also a short-circuit fault of the capacitor C. In addition to the fuel cell vehicle 1 described in the above embodiment, the present invention can be applied to various moving bodies such as ships, airplanes, and robots. It can also be applied to a stationary power source or the like.

本発明は、燃料電池の出力電圧を調整する第1のコンバータに短絡故障が生じた場合の移動体の走行距離を延ばす際に有用である。   The present invention is useful for extending the travel distance of a moving object when a short circuit failure occurs in the first converter that adjusts the output voltage of the fuel cell.

1 燃料電池車両
20 燃料電池
30 第1のコンバータ
40 二次電池
50 第2のコンバータ
60 トラクションモータ
70 トラクションインバータ
80 コントロールユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell vehicle 20 Fuel cell 30 1st converter 40 Secondary battery 50 2nd converter 60 Traction motor 70 Traction inverter 80 Control unit

Claims (6)

燃料電池と負荷との間に接続され、燃料電池の出力電圧を昇降圧する第1のコンバータと、二次電池と負荷との間に接続され、二次電池の電圧を昇降圧する第2のコンバータとを有する移動体の運転方法であって、
第1のコンバータの回路が短絡故障したとき、所定の条件
燃料電池の出力電圧V1≧負荷の必要電圧V2 ・・・(1)
燃料電池の出力電圧V1≧二次電池の出力電圧V3+α ・・・(2)
(αは、正の定数)
を満たす場合に、当該燃料電池から負荷への電力の供給を継続する、移動体の運転方法。
A first converter connected between the fuel cell and the load for increasing / decreasing the output voltage of the fuel cell; and a second converter connected between the secondary cell and the load for increasing / decreasing the voltage of the secondary battery; A method of driving a mobile object having
When the first converter circuit is short-circuited, the predetermined condition is: Fuel cell output voltage V1 ≧ Load required voltage V2 (1)
Fuel cell output voltage V1 ≧ secondary battery output voltage V3 + α (2)
(Α is a positive constant)
A driving method for a moving body, in which the supply of electric power from the fuel cell to the load is continued when the above condition is satisfied.
前記所定の条件が満たされているか否かを判断し、前記所定の条件を満たす場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続し、前記所定の条件を満たさない場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を停止し、前記二次電池から負荷への電力の供給を開始する、請求項1に記載の移動体の運転方法。   It is determined whether or not the predetermined condition is satisfied, and when the predetermined condition is satisfied, the supply of electric power from the fuel cell to the load is continued, and when the predetermined condition is not satisfied, the fuel is The method for operating a moving body according to claim 1, wherein supply of electric power from the battery to the load is stopped and supply of electric power from the secondary battery to the load is started. 前記所定の条件を満たし、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続する場合に、前記第2のコンバータが前記負荷への入力電圧を制御する、請求項1又は2に記載の移動体の運転方法。   3. The mobile body according to claim 1, wherein the second converter controls an input voltage to the load when the predetermined condition is satisfied and supply of electric power from the fuel cell to the load is continued. how to drive. 燃料電池と負荷との間に接続され、燃料電池の出力電圧を昇降圧する第1のコンバータと、二次電池と負荷との間に接続され、二次電池の電圧を昇降圧する第2のコンバータとを有する移動体であって、
第1のコンバータの回路が短絡故障したとき、所定の条件
燃料電池の出力電圧V1≧負荷の必要電圧V2 ・・・(1)
燃料電池の出力電圧V1≧二次電池の出力電圧V3+α ・・・(2)
(αは、正の定数)
を満たす場合に、当該燃料電池から負荷への電力の供給を継続する手段を有する、移動体。
A first converter connected between the fuel cell and the load for increasing / decreasing the output voltage of the fuel cell; and a second converter connected between the secondary cell and the load for increasing / decreasing the voltage of the secondary battery; A moving body having
When the first converter circuit is short-circuited, the predetermined condition is: Fuel cell output voltage V1 ≧ Load required voltage V2 (1)
Fuel cell output voltage V1 ≧ secondary battery output voltage V3 + α (2)
(Α is a positive constant)
A mobile body having means for continuing the supply of electric power from the fuel cell to the load when the fuel cell is satisfied.
前記所定の条件が満たされているか否かを判断する手段と、
前記所定の条件を満たす場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続させ、前記所定の条件を満たさない場合に、前記燃料電池から負荷への電力の供給を停止させ、前記二次電池から負荷への電力の供給を開始する手段と、を有する、請求項4に記載の移動体。
Means for determining whether or not the predetermined condition is satisfied;
When the predetermined condition is satisfied, the supply of power from the fuel cell to the load is continued, and when the predetermined condition is not satisfied, the supply of power from the fuel cell to the load is stopped, and the secondary The moving body according to claim 4, further comprising means for starting supply of electric power from the battery to the load.
前記所定の条件を満たし、前記燃料電池から負荷への電力の供給を継続する場合に、前記第2のコンバータが前記負荷への入力電圧を制御する、請求項4又は5に記載の移動体。   The moving body according to claim 4 or 5, wherein the second converter controls an input voltage to the load when the predetermined condition is satisfied and the supply of electric power from the fuel cell to the load is continued.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107271898A (en) * 2017-06-19 2017-10-20 江西昌河汽车有限责任公司 The method for diagnosing and processing fault and system of a kind of generator
JP2019114453A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method of fuel cell system
CN111409571A (en) * 2020-03-25 2020-07-14 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 Fault limping processing method and system for hydrogen fuel cell vehicle

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118981A (en) * 2000-10-04 2002-04-19 Toyota Motor Corp Dc power supply having fuel cell
JP2002131077A (en) * 2000-10-25 2002-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for judging stop of moving body and storage medium recording stop judgment program
JP2005124365A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Toshiba Corp Vehicular power supply device
JP2007209161A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd Control method of fuel cell electric vehicle and fuel cell electric vehicle
JP2009165244A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Toyota Motor Corp Power supply system
JP2009278705A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Toyota Motor Corp Power system for electric vehicle and its control method
JP2011133256A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Panasonic Electric Works Co Ltd Power measuring device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118981A (en) * 2000-10-04 2002-04-19 Toyota Motor Corp Dc power supply having fuel cell
JP2002131077A (en) * 2000-10-25 2002-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for judging stop of moving body and storage medium recording stop judgment program
JP2005124365A (en) * 2003-10-20 2005-05-12 Toshiba Corp Vehicular power supply device
JP2007209161A (en) * 2006-02-03 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd Control method of fuel cell electric vehicle and fuel cell electric vehicle
JP2009165244A (en) * 2007-12-28 2009-07-23 Toyota Motor Corp Power supply system
JP2009278705A (en) * 2008-05-12 2009-11-26 Toyota Motor Corp Power system for electric vehicle and its control method
JP2011133256A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Panasonic Electric Works Co Ltd Power measuring device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107271898A (en) * 2017-06-19 2017-10-20 江西昌河汽车有限责任公司 The method for diagnosing and processing fault and system of a kind of generator
CN107271898B (en) * 2017-06-19 2020-03-10 江西昌河汽车有限责任公司 Fault diagnosis processing method and system for generator
JP2019114453A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and control method of fuel cell system
CN110034318A (en) * 2017-12-25 2019-07-19 丰田自动车株式会社 The control method of fuel cell system and fuel cell system
JP7059621B2 (en) 2017-12-25 2022-04-26 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system and fuel cell system control method
US11362352B2 (en) 2017-12-25 2022-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell system and control method of fuel cell system
CN111409571A (en) * 2020-03-25 2020-07-14 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 Fault limping processing method and system for hydrogen fuel cell vehicle

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