JP2018133247A - 燃料電池システム - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料電池とバッテリを備えた燃料電池システムにおいて、一方のコンバータに過電圧が検出された場合であっても、システム全体の動作を継続することが可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】一方のコンバータ（ＦＣ−ＣＮＶ１５０）に過電圧が発生したとしても、他方のコンバータ（ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０）に過電圧が発生していなければ、他方のコンバータに接続されている動力源（ＢＡＴ１２０）を利用してシステム全体の動作を継続する。ここで、過電圧の発生原因として両コンバータを接続するリレー（ＦＣ−Ｒ１５５）の開故障によるものであるか、一方のコンバータの過電圧検出回路（ＦＣ−ＯＶＣ１５１）の故障によるものであるかを判別し、故障箇所に応じた適切なシステム制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力源として燃料電池とバッテリを備えた燃料電池システムに関する。
自動車等に搭載される燃料電池システムにおいては、燃料電池の発電能力を超える急な負荷の変化等に対応するため、動力源として燃料電池とバッテリとを備えた燃料電池システムが種々提案されている。
このような燃料電池システムにおいては、例えば燃料電池及びバッテリから電力供給を受ける駆動モータ、駆動モータを制御するインバータ等のいずれかのシステム構成要素が故障すると、出力のアンバランスが発生してしまう。そこで、出力のアンバランスを未然に防ぐために、個々のシステム構成要素が自立して故障検知や自己保護（フェールセーフ）目的の停止を行なう機能を採用したシステムが提案されている。しかしながら、かかる機能を採用したシステムにおいては、あるシステム構成要素の故障に伴い他のシステム構成要素も故障してしまうという、いわゆる共連れ故障を起こす虞がある。
共連れ故障の対策として、例えば特許文献１には、燃料電池用のコンバータ（以下、「ＦＣコンバータ」という。）とバッテリ用のコンバータ（以下、「バッテリコンバータ」という。）、さらにＦＣコンバータ及びバッテリコンバータと負荷との間に設けられたインバータを備えたシステムにおいて、ＦＣコンバータの故障を検知する第１コントローラと、バッテリコンバータ及びインバータの故障を検知する第２コントローラとの間で故障情報を相互に通信し、いずれか一方のコンバータに故障が発生したことを検知すると、他方のコンバータ及びインバータの駆動を停止する技術が開示されている。
ＷＯ２０１４／０１３６０６号公報
しかしながら、上記特許文献１の開示技術のごとく、一方のコンバータに何らかの故障が発生（過電圧の発生など）した場合に、他方のコンバータやインバータまでも運転を停止してしまうと、これら他方のコンバータやインバータに何ら問題がないのにシステム全体を停止しなければならず、システムを効率的に運転することができないという問題が発生する。
そこで、本発明は、燃料電池とバッテリを備えた燃料電池システムにおいて、一方のコンバータに過電圧が検出された場合であっても、システム全体の動作を継続することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る燃料電池システムは、燃料電池と二次電池を備え、燃料電池と負荷との間、及び二次電池と負荷との間にそれぞれコンバータが設けられた燃料電池システムであって、いずれか一方のコンバータの過電圧を検出した場合に燃料電池システムの運転を一時的に停止する第１制御部と、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方のコンバータの過電圧が検出された場合には、燃料電池システムの停止を継続する第２制御部と、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方のコンバータの過電圧が検出されない場合には、燃料電池システムの運転を再開する第３制御部とを具備する。
この態様によれば、一方のコンバータに過電圧が発生したとしても、他方のコンバータに過電圧が発生していなければ、システム全体の動作を継続することができる。したがって、一方のコンバータに異常（過電圧の発生など）が認められた場合に、他方のコンバータも一緒に運転を停止しなければならなかった従来技術に比べて、システムを効率的に運転することが可能となる。
上記態様にあっては、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方のコンバータの過電圧が検出されない場合には、電圧センサを用いて一方のコンバータの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、第３制御部は、検出した一方のコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも大きい場合には、他方のコンバータの出力のみを利用して燃料電池システムの運転を再開してもよい。
上記態様にあっては、燃料電池と負荷との間には、第１過電圧検出回路を備えたＦＣコンバータが設けられる一方、二次電池と負荷との間には、第２過電圧検出回路を備えたバッテリコンバータが設けられ、第１制御部は、第１過電圧検出回路によってＦＣコンバータの過電圧を検出した場合に燃料電池システムの運転を一時的に停止し、第２制御部は、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、第２過電圧検出回路によってバッテリコンバータの過電圧が検出された場合には、燃料電池システムの停止を継続し、第３制御部は、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、第２過電圧検出回路によってバッテリコンバータの過電圧が検出されない場合には、燃料電池システムの運転を再開してもよい。
上記態様にあっては、燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、第２過電圧検出回路によってバッテリコンバータの過電圧が検出されない場合には、電圧センサを用いてＦＣコンバータの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、第３制御部は、検出したＦＣコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも大きい場合には、バッテリコンバータの出力のみを利用して燃料電池システムの運転を再開する一方、検出したＦＣコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも小さい場合には、第１過電圧検出回路を無効にして燃料電池システムの運転を再開してもよい。
上記態様にあっては、ＦＣコンバータとバッテリコンバータとの間には、各コンバータ間の接続を制御するためのリレーが設けられ、第３制御部は、検出したＦＣコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも大きい場合には、リレーに開故障が発生していると判断し、バッテリコンバータの出力のみを利用して燃料電池システムの運転を再開してもよい。
本発明によれば、動力源として燃料電池とバッテリを備えた燃料電池システムにおいて、一方のコンバータに過電圧が検出された場合であっても、システム全体の動作を継続することが可能となる。
本実施形態に係る車両に搭載されたＦＣＨＶシステムの構成を示す図である。 同実施形態に係るＦＣコンバータの主要回路の構成図である。 同実施形態に係る過電圧判定制御処理を示すフローチャートである。 同実施形態に係る過電圧判定種別テーブルを示す図である。
Ａ．本実施形態
以下、添付図面を参照して、本発明に係る燃料電池システムの一実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る燃料電池システムを燃料電池車両（ＦＣＨＶ；Fuel Cell Hybrid Vehicle）の車載発電システムとして用いた場合について説明するが、車両のみならず各種移動体（例えば、船舶や飛行機、ロボットなど）や定置型電源、さらには携帯型の燃料電池システムにも適用可能である。また、以下の説明では、燃料電池、バッテリをそれぞれ「ＦＣ」、「ＢＡＴ」と略称する。
（システム構成）
ＦＣＨＶシステム１００は、負荷１３０への電力供給源として、例えば高分子電解質型のＦＣ１１０及びＢＡＴ１２０を備えている。
ＦＣ１１０は、複数の単位セルを直列に積層してなる固体高分子電解質型セルスタックである。ＦＣ１１０には、燃料ガスをアノード極に供給する系統、酸化ガスをカソード極に供給する系統、及び冷却液を提供する系統（いずれも図示略）が設けられており、コントローラ（以下、「ＣＲＬ」という）１６０からの制御信号に応じて、燃料ガスの供給量や酸化ガスの供給量を制御することにより、所望の電力を発電することが可能となっている。
ＦＣ１１０と負荷１３０とは、電力供給経路Ａを介して接続されている。この電力供給経路Ａには、ＦＣ１１０側から順に、ＦＣコンバータ（以下、「ＦＣ−ＣＮＶ」という。）１５０、ＦＣリレー（以下、「ＦＣ−Ｒ」という。）１５５、インバータ（以下、「ＩＮＶ」という。）１４０が設けられている。
ＦＣ−ＣＮＶ１５０は、ＦＣ１１０の出力電圧を制御する役割を担っており、一次側（入力側：ＦＣ１１０側）に入力されたＦＣ１１０の出力電圧を昇圧し、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力電圧として二次側（出力側：ＩＮＶ１４０側）に出力する片方向の電圧変換装置である。ＦＣ−ＣＮＶ１５０により、ＦＣ１１０の出力電圧が目標出力に応じた電圧となるように制御する。ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側には、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側の過電圧を検出する過電圧検出回路（以下、「ＦＣ−ＯＶＣ」という。）１５１や電圧センサＳｖが設けられている。ＦＣ−ＯＣＶ（第１過電圧検出回路）１５１は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側の過電圧を検出すると、ＦＣ過電圧検出信号Ｓｏｖ１をＣＲＬ１６０に出力する。
電力供給経路Ａには、電力供給経路Ｂが接続されている。電力供給経路Ａと電力供給経路Ｂとの接続点Ｘは、ＦＣ−ＣＮＶ１５０とＩＶＴ１６０との間に位置する。電力供給経路Ｂの一端にはＢＡＴ１２０が接続されており、ＢＡＴ１２０と接続点Ｘとの間には、バッテリコンバータ（以下、「ＢＡＴ−ＣＮＶ」という。）１８０が設けられている。ＦＣ−ＣＮＶ１５０とＢＡＴ−ＣＮＶ１８０は、ＣＲＬ１６０による制御のもと、リレー（すなわちＦＣ−Ｒ）１５５により接続のオン・オフの切換が行われる。
ＢＡＴ１２０は、負荷１３０に対してＦＣ１１０と並列に接続されており、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。ＢＡＴ１２０としては、例えば、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の二次電池が利用される。
ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０は、ＢＡＴ１２０の出力電圧（ＩＮＶ１４０の入力電圧Ｖｉｎ）を制御する役割を担っている。ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側には、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側の過電圧を検出する過電圧検出回路（以下、「ＢＡＴ−ＯＶＣ」という。）１８１が設けられている。ＢＡＴ−ＯＶＣ（第２過電圧検出回路）１８１は、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側の過電圧を検出すると、ＢＡＴ過電圧検出信号Ｓｏｖ２をＣＲＬ１６０に出力する。なお、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の回路構成は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０と同様な構成としても良いが、これに限る趣旨ではなく、ＩＮＶ１４０の入力電圧Ｖｉｎの制御が可能なあらゆる構成を採用することができる。
ＩＮＶ１４０は、例えばパルス幅変調方式で駆動されるＰＷＭインバータであり、ＣＲＬ１６０からの制御指令に従って、ＦＣ１１０及び／またはＢＡＴ１２０から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、負荷１３０に供給する。負荷１３０としては、例えばエアコンプレッサやトラクションモータなどが挙げられるが、これらに限られない。
なお、本実施形態では、図示を省略しているが、電力供給経路Ｂの低電圧側（ＢＡＴ１２０側）には、ＦＣ１１０の水素ガス流路から排出された水素オフガスをＦＣ１１０に還流させるための水素ポンプを駆動する補機モータ、ＦＣ１１０の温調に使用される冷却水を循環させるための冷却水ポンプを駆動する補機モータ、及びこれらの補機モータに直流電流を三相交流に変換したうえで供給する補機インバータ（いずれも図示略）などが設けられている。
図２は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の主要回路の構成図である。図２では、説明の便宜上、ＦＣ−ＣＮＶ１５０に入力される昇圧前の電圧を入力電圧Ｖｌ、ＦＣ−ＣＮＶ１５０から出力される昇圧後の電圧を出力電圧Ｖｈとする。
ＦＣ−ＣＮＶ１５０は、リアクトルＬ１と、整流用のダイオードＤ１と、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などからなるスイッチング素子ＳＷ１と、平滑用のコンデンサＣ１とを備えている。リアクトルＬ１は、その一端がＦＣ１１０の出力端に接続され、他端がスイッチング素子ＳＷ１のコレクタに接続されている。スイッチング素子ＳＷ１は、ＩＮＶ１４０の電源ラインとアースラインの間に接続されている。具体的には、スイッチング素子ＳＷ１のコレクタが電源ラインに接続され、エミッタがアースラインに接続されている。かかる構成において、まず、スイッチＳＷ１をＯＮにすると、燃料電池１１０→インダクタＬ１→スイッチＳＷ１へと電流が流れ、このときインダクタＬ１が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。
続いてスイッチＳＷ１をＯＦＦにすると、インダクタＬ１に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧が燃料電池１１０の出力電圧（すなわち、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の入力電圧Ｖｌ）に重畳され、コンデンサＣ１によって平滑化された入力電圧Ｖｌよりも高い作動電圧（すなわち、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力電圧Ｖｈ）がインダクタＬ１から出力されるとともに、ダイオードＤ１を介して出力電流が出力される。ＣＬＲ１６０は、このスイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦのデューティー比を適宜変更することで、所望の出力電圧Ｖｈを得る。なお、詳細は後述するが、ＦＣ−ＣＮＶ１５０とＢＡＴ−ＣＮＶ１８０とを接続するＦＣ−Ｒ１５５に開故障が発生すると、ＦＣ−ＣＮＶ１５０においては、出力先がなくなった電力がコンデンサＣ１に蓄えられ、最終的にはコンデンサＣ１に過電圧（定格電圧を超える電圧）が発生する。
図１に戻り、ＣＲＬ１６０は、ＦＣＨＶシステム１００の制御用のコンピュータシステムであり、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えている。ＣＲＬ１６０は、センサ群（以下、「ＳＳ」という）１７０から供給される各種の信号（例えば、アクセル開度をあらわす信号や車速をあらわす信号、ＦＣ１１０の出力電流や出力端子電圧をあらわす信号など）を入力して、負荷１３０の要求電力（すなわち、システム全体の要求電力）を求める。
負荷１３０の要求電力は、例えば車両走行電力と補機電力との合計値である。補機電力には車載補機類（加湿器、エアコンプレッサ、水素ポンプ、及び冷却水循環ポンプ等）で消費される電力、車両走行に必要な装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、及び懸架装置等）で消費される電力、乗員空間内に配設される装置（空調装置、照明器具、及びオーディオ等）で消費される電力などが含まれる。
ＣＲＬ１６０は、ＦＣ１１０とＢＡＴ１２０とのそれぞれの出力電力の配分を決定し、発電指令値を演算する。ＣＲＬ１６０は、ＦＣ１１０及びＢＡＴ１２０に対する要求電力を求めると、これらの要求電力が得られるようにＦＣ−ＣＮＶ１５０及びＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の動作を制御する。
さらに、本実施形態に係るＣＲＬ１６０は、各コンバータ（ＦＣ−ＣＮＶ１５０及びＢＡＴ−ＣＮＶ１８０）の過電圧判定機能を備えている。具体的には、ＦＣ−ＯＣＶ１５１からＦＣ過電圧検出信号Ｓｏｖ１を受け取ると、ＣＲＬ１６０は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側において過電圧が発生していると判定する。また、ＣＲＬ１６０は、ＢＡＴ−ＯＣＶ１８１からＢＡＴ過電圧検出信号Ｓｏｖ２を受け取ると、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側において過電圧が発生していると判定する。さらに、ＣＲＬ１６０は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側に設けられた電圧センサＳｖによって検出される電圧値Ｖ１が、予め設定された上限電圧レベルＬｍａｘを越えると、過電圧が発生していると判定する。ＣＲＬ１６０が過電圧判定する場合の具体的な動作については、図３を参照しながら詳細に説明する。
＜過電圧判定制御処理＞
図３は、ＣＲＬ１６０によって実行される過電圧判定制御処理を示すフローチャートである。
ＦＣ−ＯＣＶ１５１は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側の過電圧を検出すると、ＦＣ過電圧検出信号Ｓｏｖ１をＣＲＬ１６０に出力する。ＣＲＬ（第１制御部）１６０は、ＦＣ過電圧検出信号Ｓｏｖ１を受け取ると、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側において過電圧が発生していると判定し（ステップＳ１）、ＦＣＨＶシステム１００の全体を一時的に停止する（ステップＳ２）。
そして、ＣＲＬ１６０は、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側においても過電圧が発生しているか否かを判定する（ステップＳ３）。ＣＲＬ１６０は、ＢＡＴ−ＯＣＶ１８１からＢＡＴ過電圧検出信号Ｓｏｖ２を受け取っている場合には、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側においても過電圧が発生していると判定する（ステップＳ３；ＹＥＳ）。このように、ＩＮＶ１４０に接続される両コンバータの過電圧検出回路（すなわち、ＦＣ−ＯＣＶ１５１及びＢＡＴ−ＯＣＶ１８１）において、同様に過電圧が検出されている場合、ＣＲＬ（第２制御部）１６０は、ＦＣ１１０とＩＮＶ１４０との間に介挿されているリレー（すなわち、ＦＣ−Ｒ１５５）は正常に結線されていると判断し、過電圧が解消するまでＦＣＨＶシステム１００の動作の停止を継続する（ステップＳ４）。
一方、ＣＲＬ（第３制御部）１６０は、ＢＡＴ−ＯＣＶ１８１からＢＡＴ過電圧検出信号Ｓｏｖ２を受け取っておらず、ＢＡＴ−ＣＮＶ１８０の出力側において過電圧が発生していないと判定すると（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ５に進む。そして、ＣＲＬ（電圧検出部）１６０は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側に設けられた電圧センサＳｖを利用して、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側の電圧値Ｖ１を計測する。ＣＲＬ１６０は、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の出力側に設けられた電圧センサＳｖによって検出される電圧値Ｖ１が、予め設定された上限電圧レベルＬｍａｘよりも低いか否かを判定する（ステップＳ６）。ＣＲＬ（第３制御部）１６０は、電圧センサＳｖによって検出される電圧値Ｖ１が、上限電圧レベルＬｍａｘよりも低い場合には（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ＦＣ−ＣＮＶ１５０に設けられた過電圧検出回路（すなわち、ＦＣ−ＯＶＣ１５１）に何らかの故障（異常）が発生していると判断し、ＦＣ−ＯＣＶ１５１を無効としたうえで、ＦＣＨＶシステム１００の動作（燃料電池車両の走行を含む）を継続（再開）し（ステップＳ７）、過電圧判定制御処理を終了する。
一方、ＣＲＬ（第３制御部）１６０は、電圧センサＳｖによって検出される電圧値Ｖ１が、上限電圧レベルＬｍａｘよりも高い場合には（ステップＳ６；ＮＯ）、ＦＣ−ＣＮＶ１５０とＢＡＴ−ＣＮＶ１８０を接続するＦＣ−Ｒ１５５に開故障（オープン故障）が発生していると判断し、動力源としてＢＡＴ１２０のみを利用してＦＣＨＶシステム１００の全体の動作を継続し（ステップＳ８）、過電圧判定制御処理を終了する。
ここで、図４は、ＣＲＬ１６０による過電圧の判定結果をまとめた過電圧判定種別テーブルＴＢ１を示す図である。図４に示すように、過電圧の判定結果は、Ｔｙｐｅ１〜Ｔｙｐｅ３の３つに大別される。
Ｔｙｐｅ１は、実際に過電圧は生じていないにもかかわらず、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の過電圧検出回路（ＦＣ−ＯＶＣ１５１）が故障しているために、ＦＣ−ＣＮＶ１５０において過電圧が発生していると判定されたケースを示す（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７）。この場合、実際に過電圧は生じていないため、ＦＣ−ＣＮＶ１５０の過電圧検出回路を無効としてＦＣＨＶシステム１００の全体の動作を継続する。
Ｔｙｐｅ２は、両コンバータを接続するリレー（ＦＣ−Ｒ１５５）の開故障により実際に過電圧が生じており、ＦＣ−ＣＮＶ１５０において過電圧が発生していると判定されたケースを示す（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ８）。この場合、実際にＦＣ−ＣＮＶ１５０において過電圧が生じているものの、ＢＡＴ１２０の電力供給経路Ｂに異常はないため、動力源としてＢＡＴ１２０のみを利用してＦＣＨＶシステム１００の全体の動作を継続する。
Ｔｙｐｅ３は、両コンバータを接続するリレー（ＦＣ−Ｒ１５５）に故障は認められず、両コンバータの過電圧検出回路（ＦＣ−ＯＶＣ１５１及びＢＡＴ−ＯＶＣ１８１）において過電圧の発生が認められたケースを示す（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４）。この場合、実際にＦＣ−ＣＮＶ１５０及びＢＡＴ−ＣＮＶ１８０において過電圧過電圧が生じていることから、過電圧が解消するまでＦＣＨＶシステム１００の動作の停止を継続する。
以上説明したように、本実施形態によれば、一方のコンバータ（上記例ではＦＣ−ＣＮＶ１５０）に過電圧が発生したとしても、他方のコンバータ（上記例ではＢＡＴ−ＣＮＶ１８０）に過電圧が発生していなければシステム全体の動作を継続することができる（図４に示すＴｙｐｅ１、Ｔｙｐｅ２参照）。したがって、一方のコンバータに異常（過電圧の発生など）が認められた場合に、他方のコンバータも一緒に運転を停止しなければならなかった従来技術に比べて、システムを効率的に運転することが可能となる。
さらに、一方のコンバータ（上記例ではＦＣ−ＣＮＶ１５０）に過電圧が発生したとしても、他方のコンバータ（上記例ではＢＡＴ−ＣＮＶ１８０）に過電圧が発生していない場合には、過電圧の発生原因として両コンバータを接続するリレー（上記例ではＦＣ−Ｒ１５５）の開故障によるものであるか、一方のコンバータの過電圧検出回路（上記例ではＦＣ−ＯＶＣ１５１）の故障によるものであるかを判別し、故障箇所に応じた適切なシステム制御が可能となる。
Ｂ．その他
上記本実施形態では、一方のコンバータをＦＣ−ＣＮＶ１５０、他方のコンバータをＢＡＴ−ＣＮＶ１８０として説明を行ったが、逆のパターンであっても良い。すなわち、一方のコンバータをＢＡＴ−ＣＮＶ１８０、他方のコンバータをＦＣ−ＣＮＶ１５０としても良い。また、上記本実施形態では、先にＦＣ−ＣＮＶ１５０で過電圧が検出された場合を例に説明したが、先にＢＡＴ−ＣＮＶ１５０で過電圧が検出された場合にも同様に適用可能である。また、本発明は、２つ以上のコンバータを利用する様々なシステムに適用可能である。
１００…ＦＣＨＶシステム、１１０…ＦＣ、１２０…ＢＡＴ、１３０…負荷、１４０…ＩＮＶ、１５０…ＦＣ−ＣＮＶ、１５１…ＦＣ−ＯＶＣ、１５５…ＦＣ−Ｒ、１６０…ＣＲＬ、１７０…ＳＳ、１８０…ＢＡＴ−ＣＮＶ、１８１…ＢＡＴ−ＯＶＣ、Ｓｖ…電圧センサ

Claims (5)

  1. 燃料電池と二次電池を備え、前記燃料電池と負荷との間、及び前記二次電池と前記負荷との間にそれぞれコンバータが設けられた燃料電池システムであって、
    いずれか一方の前記コンバータの過電圧を検出した場合に前記燃料電池システムの運転を一時的に停止する第１制御部と、
    前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方の前記コンバータの過電圧が検出された場合には、前記燃料電池システムの停止を継続する第２制御部と、
    前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方の前記コンバータの過電圧が検出されない場合には、前記燃料電池システムの運転を再開する第３制御部と
    を具備する燃料電池システム。
  2. 前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、他方の前記コンバータの過電圧が検出されない場合には、電圧センサを用いて一方の前記コンバータの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
    前記第３制御部は、検出した一方の前記コンバータの電圧が、過電圧レベルよりも大きい場合には、他方の前記コンバータの出力のみを利用して前記燃料電池システムの運転を再開する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  3. 前記燃料電池と負荷との間には、第１過電圧検出回路を備えたＦＣコンバータが設けられる一方、前記二次電池と前記負荷との間には、第２過電圧検出回路を備えたバッテリコンバータが設けられ、
    前記第１制御部は、前記第１過電圧検出回路によって前記ＦＣコンバータの過電圧を検出した場合に前記燃料電池システムの運転を一時的に停止し、
    前記第２制御部は、前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、前記第２過電圧検出回路によって前記バッテリコンバータの過電圧が検出された場合には、前記燃料電池システムの停止を継続し、
    前記第３制御部は、前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、前記第２過電圧検出回路によって前記バッテリコンバータの過電圧が検出されない場合には、前記燃料電池システムの運転を再開する、請求項１に記載の燃料電池システム。
  4. 前記燃料電池システムの運転を一時的に停止した状態において、前記第２過電圧検出回路によって前記バッテリコンバータの過電圧が検出されない場合には、電圧センサを用いて前記ＦＣコンバータの電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
    前記第３制御部は、検出した前記ＦＣコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも大きい場合には、前記バッテリコンバータの出力のみを利用して前記燃料電池システムの運転を再開する一方、検出した前記ＦＣコンバータの電圧が、過電圧レベルよりも小さい場合には、前記第１過電圧検出回路を無効にして前記燃料電池システムの運転を再開する、請求項３に記載の燃料電池システム。
  5. 前記ＦＣコンバータと前記バッテリコンバータとの間には、前記各コンバータ間の接続を制御するためのリレーが設けられ、
    前記第３制御部は、検出した前記ＦＣコンバータの電圧が、前記過電圧レベルよりも大きい場合には、前記リレーに開故障が発生していると判断し、前記バッテリコンバータの出力のみを利用して前記燃料電池システムの運転を再開する、請求項４に記載の燃料電池システム。
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