JP2016115605A - 燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車 - Google Patents
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Abstract
Description
Vinvlmt1=Vfc×Ksucup …(1)
Vinvlmt2=Vbat×Ksudcup …(2)
Vinvlmt1=Vbat×Ksudc …(3)
以上説明したようにこの実施形態のFCシステム12の制御方法は、FC電圧Vfcを出力するFC18と、BAT電圧Vbatを出力するBAT20と、モータ駆動部としてのINV16を通じて駆動される駆動モータ14と、BAT電圧Vbatを昇圧しインバータ16の直流端側に直流端側電圧Vinvとして印加するか、前記直流端側にFC18側から印加された直流端側電圧Vinv又は駆動モータ14(回生時)からインバータ16を通じて印加された直流端側電圧Vinvを降圧してBAT20に印加するSUDC22と、を有するFCシステム12の制御方法である。
なお、BAT20のBAT温度TbがBAT20を保護することが必要な所定温度である閾値温度Tth、例えば氷点(Tth=0[℃])下等以下での始動後所定時間は、BAT20の出力特性であるバッテリ充放電温度特性(充放電特性)75が低下している{許容放電電力Padmaxの値又は許容充電電力Pacmaxの値(絶対値)が低下している}と判定してもよい。
前記の強制電圧変換動作工程(ステップS6)では、BAT電圧VbatにSUDC22の最小電圧変換幅ΔV(SUDC22がスイッチング動作可能な20[V]程度。)とモータ駆動要求電圧Vmdを加算した電圧を第1目標直流端側電圧として算出する第1目標電圧算出工程と、FC電圧VfcにSUC21の最小電圧変換幅ΔV(SUC21がスイッチング動作可能な20[V]程度。)とモータ駆動要求電圧Vmdを加算した電圧を第2目標直流端側電圧として算出する第2目標電圧算出工程と、をさらに備え、前記第1目標直流端側電圧及び前記第2目標直流端側電圧のうち、高い方の電圧をインバータ16の直流端側に印加する直流端側電圧Vinv(2次側電圧V2)の最低電圧としてSUDC22及びSUC21を強制電圧変換動作させるようにしてもよい。
この発明は、上述したように(図8Aの概念図に示すように)、SUC21及びSUDC22の二つの電圧変換装置を有するFCシステム12を備えるFC自動車10に適用することに限らず、モータ駆動要求電圧Vmdより常時高いFC電圧Vfcを出力できるFC18が採用できる場合、図8Bに示すように、SUC21を省略した燃料電池システム12Aを備える燃料電池自動車10Aに適用することができる。
12、12A…燃料電池システム(FCシステム)
14…駆動モータ 16…インバータ(INV)
18…燃料電池(FC) 20…蓄電装置、高電圧バッテリ(BAT)
21…昇圧コンバータ(昇圧器、電圧変換装置、SUC)
22…昇降圧コンバータ(昇降圧器、電圧変換装置、SUDC)
24…ECU 31…エアポンプ
Claims (6)
- 燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
モータ駆動部を通じて駆動されるモータと、
前記蓄電装置電圧を昇圧し前記モータ駆動部の直流端側に直流端側電圧として印加するか、前記直流端側に前記燃料電池側から印加された直流端側電圧又は前記モータから前記モータ駆動部を通じて印加された直流端側電圧を降圧して前記蓄電装置に印加する電圧変換装置と、
を有する燃料電池システムの制御方法であって、
前記蓄電装置の充放電電力制限範囲を規定する充放電特性を把握する充放電特性把握工程と、
把握された前記充放電特性に基づいて前記蓄電装置の保護が必要か否かを判定する保護要否判定工程と、
前記蓄電装置の保護が必要と判定された場合に、モータ駆動要求電圧の高低に拘わらず、前記電圧変換装置の前記直流端側電圧を、直流端側上限電圧を限度として高く設定するか、又は前記電圧変換装置の電圧変換幅を要求電圧変換幅より大きい値の強制電圧変換幅に設定して前記電圧変換装置を動作させる強制電圧変換動作工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項1に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記充放電特性把握工程では、
前記蓄電装置の温度に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、
前記保護要否判定工程では、
前記蓄電装置の温度が閾値温度以下の温度である場合に保護が必要と判定する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項1又は2に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記充放電特性把握工程では、
前記燃料電池システムの始動時からの経過時間に基づいて前記蓄電装置の前記充放電特性を把握し、
前記保護要否判定工程では、
前記始動時からの前記経過時間が閾値時間以下の時間である場合に保護が必要と判定する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池電圧を前記直流端側電圧に昇圧する他の電圧変換装置をさらに備え、
前記制御方法は、
前記強制電圧変換動作工程では、前記電圧変換装置による強制電圧変換動作を行うと共に、前記他の電圧変換装置による強制電圧変換動作を行う
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項4に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記強制電圧変換動作工程では、
前記蓄電装置電圧に前記電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第1目標直流端側電圧として算出する第1目標電圧算出工程と、
前記燃料電池電圧に前記他の電圧変換装置の最小電圧変換幅と前記モータ駆動要求電圧を加算した電圧を第2目標直流端側電圧として算出する第2目標電圧算出工程と、をさらに備え、
前記第1目標直流端側電圧及び前記第2目標直流端側電圧のうち、高い方の電圧を前記モータ駆動部の直流端側に印加する前記直流端側電圧の最低電圧として前記電圧変換装置及び前記他の電圧変換装置を強制電圧変換動作させる
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システムの制御方法を実施する燃料電池自動車。
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