JP2022023516A - 給電制御システムおよび給電制御方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022023516000001
【課題】異なる2個の駆動ユニットが並列に異なる電動装置を駆動する際に、駆動ユニットが共通のバッテリの過充電や過放電を抑制する給電制御システムを提供する。
【解決手段】実施形態の給電制御システムは、第1電動装置と、第1インバータと、第1燃料電池システムと、第1電圧変換器とを備える第1駆動ユニットと、第2電動装置と、第2インバータと、第2燃料電池システムと、第2電圧変換器とを備える第2駆動ユニットと、共通のバッテリと、第1駆動ユニットの第1電流値と、第2駆動ユニットの第2電流値とによる第1電流値の目標値とし、第1インバータ又は/及び第1電圧変換器を制御し、第2インバータ及び第2燃料電池システムが第1駆動ユニットとバッテリの間に流れる第1電流値と第2駆動ユニットとバッテリの間に流れる第2電流値で決定される第2電流値の目標値とする、第2インバータ又は/及び第2電圧変換器を制御する制御部とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、給電制御システムおよび給電制御方法に関する。
従来、車両に搭載された燃料電池システムに関する技術として、アクセル踏込量、二次電池の温度、蓄電量に基づいて算出された要求電力に基づいて燃料電池システムの発電を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、複数の燃料電池システムを一台の車両に搭載させる構成として、2個の電動装置の各々に対し、それぞれの電動装置の駆動を制御するため、異なる系統の駆動ユニットとして、AC-DC変換器と、燃料電池システムと、バッテリとを備える構成が考えられる。
特開2016-103460号公報
バッテリの効率的な運用、あるいはコストの低減を行なうため、上記駆動ユニットをAC-DC変換器(インバータ)及び燃料電池システムで構成し、それぞれの駆動ユニットを共通のバッテリに接続した構成とする場合がある。
しかしながら、バッテリを共通とした場合に、異なる駆動ユニットで一つのバッテリを駆動することが考慮されていないため、バッテリが過充電あるいは過放電の状態となる場合がある。
本発明は、異なる2個の駆動ユニットが並列にそれぞれ異なる電動装置を駆動する際に、これら駆動ユニットが共通に用いるバッテリが過充電あるいは過放電の状態となることを抑制する給電制御システムおよび給電制御方法を提供することを目的の一つとする。
この発明に係る給電制御システム、給電制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る給電制御システムは、第1電動装置と、前記第1電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第1インバータと、前記第1インバータに直流電力を供給する第1燃料電池システムと、前記第1インバータの直流側端子の電圧を制御する電圧制御を行なう第1電圧変換器とを備える第1駆動ユニットと、第2電動装置と、前記第2電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第2インバータと、前記第2インバータに直流電力を供給する第2燃料電池システムと、前記第2インバータの直流側端子の電圧を制御する第2電圧変換器とを備える第2駆動ユニットと、前記第1電圧変換器及び前記第2電圧変換器の各々に共通に接続されたバッテリと、前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第1インバータ又は/及び前記第1電圧変換器を制御し、前記第2インバータ及び前記第2燃料電池システムの各々が前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される目標値となるように、前記第2インバータ又は/及び前記第2電圧変換器を制御する制御部とを備える給電制御システムである。
(2):上記(1)の態様において、前記制御部が前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記バッテリの放電電流に設定されている所定の第1閾値電流値を超えている場合、前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行ない、また前記第2電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なう。
(3):上記(2)の態様において、前記制御部が前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なった後に、前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記第1閾値電流値を超えている場合に、前記第2電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なう。
(4):上記(1)から上記(3)のいずれかの態様において、前記制御部が前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記バッテリの充電電流に設定されている所定の第2閾値電流値を超えている場合、前記第1燃料電池システムが前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させ、また前記第1燃料電池システムが前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させる。
(5):上記(4)の態様において、前記制御部が前記第1燃料電池システムの直流電力の発生を低減させた後に、前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記第2閾値電流値を超えている場合に、前記第2燃料電池システムの直流電力の発生を低減させる。
(6):上記(1)から上記(5)のいずれかの態様において、前記制御部が前記第1駆動ユニットにおける第1制御部、及び前記第2駆動ユニットにおける第2制御部であり、前記第1電流値を取得して、取得値を前記第1制御部に出力する第1-1電流センサと、前記第1電流値を取得して、取得値を前記第2制御部に出力する第1-2電流センサと、前記第2電流値を取得して、取得値を前記第1制御部に出力する第2-1電流センサと、前記第2電流値を取得して、取得値を前記第2制御部に出力する第2-2電流センサとをさらに備える。
(7):上記(6)の態様において、前記第1-2電流センサ及び前記第2-1電流センサの各々に換え、前記バッテリの電源端子と、前記第1駆動ユニット及び第2駆動ユニットに分岐する点との間に一括電流センサを設け、当該一括電流センサが第1電流値及び第2電流値の加算された電流値を取得する。
(8):上記(1)から上記(5)のいずれかの態様において、前記第1電流値を取得して、取得値を前記制御部に対して出力する第1電流センサと、前記第2電流値を取得して、取得値を前記制御部に対して出力する第2電流センサとをさらに備える。
(9):この発明の一態様に係る給電制御方法は、第1電動装置と、前記第1電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第1インバータと、前記第1インバータに直流電力を供給する第1燃料電池システムと、前記第1インバータの直流側端子の電圧を制御する第1電圧変換器とを備える第1駆動ユニットと、第2電動装置と、前記第2電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第2インバータと、前記第2インバータに直流電力を供給する第2燃料電池システムと、前記第2インバータの直流側端子の電圧を制御する第2電圧変換器とを備える第2駆動ユニットと、前記第1電圧変換器及び前記第2電圧変換器の各々に共通に接続されたバッテリと、制御部とを備える給電制御システムを駆動させる給電制御方法であり、前記制御部が、前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第1インバータ又は/及び前記第1電圧変換器を制御し、前記第2インバータ及び前記第2燃料電池システムの各々が前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第2インバータ又は/及び前記第2電圧変換器を制御する給電制御方法である。
上記(1)から上記(9)の態様によれば、異なる2個の駆動ユニットが並列にそれぞれ異なる電動装置を駆動する際に、これら駆動ユニットが共通に用いるバッテリが過充電あるいは過放電の状態となることを抑制することができる。
実施形態に係る電動車両の概略構成の一例を示す図である。 第1の実施形態に係る駆動ユニット4を含む給電制御システムの構成の一例を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る燃料電池システム200の構成の一例を示す図である。 第1の実施形態に係る制御部33の構成の一例を示す図である。 バッテリ40から放電電流が流し出されている場合の動作を説明する概念図である。 バッテリ40に対して充電電流が流し込まれる場合の動作を説明する概念図である。 駆動ユニット4Aにおける給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。 駆動ユニット4Bにおける給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。 第2の実施形態に係る駆動ユニット4#を含む給電制御システムの構成の一例を示すブロック図である。 第2の実施形態に係る制御部100の構成の一例を示す図である。 制御部100が駆動ユニット4#に対して行なう給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、給電制御システムが、電動車両に搭載されている例について説明する。電動車両は、例えば、燃料電池において発電された電力を走行用の電力または車載機器の動作用の電力として用いる燃料電池車両である。この電動車両は、電力により動作する電動装置の一例であり、二輪や三輪、四輪等の自動車である。また、電動車両は、例えば、後述する燃料電池システムを含む駆動ユニットを2個並列に搭載することが可能なバスやトラック等の大型車両であってもよい。給電制御システムは、電動車両以外の電動装置(例えば、船舶、飛行体、ロボット)に搭載されてもよい。
図1は、本実施形態に係る電動車両1の概略構成の一例を示す図である。図1のように、電動車両1は、キャブバッグ2、駆動ユニット4A(4A#)、駆動ユニット4B(4B#)、車輪5A、車輪5B、バッテリ40を備えている。以下の説明において、駆動ユニット4A、4Bをそれぞれ区別しない場合には、単に駆動ユニット4のようにA及びBを付加せずに説明する。同様に、燃料電池システム200A、200Bをそれぞれ区別しない場合には、単に燃料電池システム200のようにA及びBを付加せずに説明する。
キャブバッグ2は、運手席等を含む部分である。駆動ユニット4におけるモータ12(MOT)が不図示のトランスミッション(変速機)及び、車輪5A及び5Bに接続されているギアとを接続するシャフト(例えばプロペラシャフト)を介して車輪5A及び5Bを回転駆動させる。駆動ユニット4Aは、モータ(MOT)12A、燃料電池システム200A、バッテリコンバータ34A、インバータ(PDU)32Aを備え、共通のバッテリ40を用いてモータ12Aの制御を並列に行なう。駆動ユニット4Bは、モータ(MOT)12B、燃料電池システム200B、バッテリコンバータ34B、インバータ(PDU)32Bを備え、共通のバッテリ40を用いてモータ12Bの制御を並列に行なう。図1においては、例えば、小型車の駆動ユニット4A、4Bを並列に用い、モータ12A及び12Bの双方の発生するトルクを合成して、大型車(トラックなど)に必要なトルクを満たし、車輪5A、車輪5Bの駆動を行なう一例を示している。
なお、図1に示した電動車両1の概略構成は一例であり、構成はこれに限らない。
<第1の実施形態>
次に、第1の実施形態に係る駆動ユニット4A及び4Bの構成例を説明する。図2は、本実施形態に係る駆動ユニット4を含む給電制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図2のように、給電制御システムは、駆動ユニット4A、駆動ユニット4B、バッテリ40の各々を備えている。駆動ユニット4Aは、燃料電池システム200A、バッテリコンバータ34A、インバータ32A、モータ12A、制御部33A、エアーコンディショナ45A、電流センサ35A、電流センサ36A及び記憶部150Aを備えている。駆動ユニット4Bは、燃料電池システム200B、バッテリコンバータ34B、インバータ32B、モータ12B、制御部33B、DCDC変換部45B、電流センサ35B、電流センサ36B及び記憶部150Bを備えている。
燃料電池システム200は、「燃料電池システム」の一例であり、FC(Fuel Cell)コンバータ244、燃料電池201、およびエアーポンプ202を備えている。FCコンバータ244は、例えば、燃料電池201の電圧を昇圧する昇圧型のDC-DC(直流-直流)コンバータである。燃料電池201は、例えば、水素を電気生成のエネルギー源とした構成の電池である。エアーポンプ202は、後述する燃料電池冷却システム280で用いられるコンプレッサ214である。
燃料電池システム200は、例えば、燃料電池を含む。燃料電池は、例えば、燃料ガスに燃料として含まれる水素と、空気に酸化剤として含まれる酸素とが反応することによって発電する。燃料電池システム200は、制御部33の制御により、指示された発電量の発電を行い、発電した電力を、例えば、インバータ32とバッテリコンバータ34との間の直流リンクDLに出力して給電を行う。これによって、燃料電池システム200により供給される電力は、制御部33等の制御により、インバータ32を介してモータ12に供給されたり、バッテリコンバータ34を介してバッテリ40に供給され、バッテリ42に蓄電されたり、他の補機等に必要な電力が供給されたりする。なお、燃料電池システム200の詳細な構成例は後述する。
モータ12は、例えば、三相交流電動機である。モータ12のロータは、図1の駆動輪である車輪5A及び5Bに連結される。モータ12は、燃料電池システム200により発電された電力とバッテリシステム40により蓄電された電力とのうち少なくとも一方を用いて、電動車両1の走行に用いられる駆動力を車輪5A及び5Bに出力する。また、モータ12は、車両の減速時に車両の運動エネルギーを用いて発電する。
インバータ32は、例えば、AC-DC変換器である。インバータ32は、交流側端子がモータ12に接続され、直流側端子が直流リンクDL(DLA/DLB)に接続されている。インバータ32は、直流側端子から入力される直流電流を3相交流電流に変換して、変換した3相交流電流をモータ12へ供給する。また、インバータ32は、直流リンクDL及びバッテリコンバータ34を介してバッテリ40に接続されている。インバータ32は、モータ12により発電された交流電流を直流電流に変換して直流リンクDLに出力する。
バッテリコンバータ34は、例えば、昇圧型のDC―DCコンバータである。バッテリコンバータ34は、バッテリ40から供給される直流電圧を昇圧して直流リンクDLに出力する。また、バッテリコンバータ34は、モータ12から供給される回生電圧、または、燃料電池システム200から供給されるFC電圧をバッテリ40に出力する。
また、バッテリコンバータ34は、インバータ32の直流側端子を所定の電圧(直流電圧を昇圧したインバータ32の直流側端子に供給する電圧)となるように電圧制御を行なう。
バッテリ40は、エネルギー源としての電池であり、例えば、ニッケル・水素電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン電池などのような充電と放電とを繰り返すことができる電池である。バッテリ42は、例えば、モータ12または燃料電池システム200において発電された電力を蓄え、電動車両10の走行のため、または車載機器を動作させるための放電を行う。なお、バッテリ40は、バッテリ40の電流値、電圧値、温度を検出するバッテリセンサを備えている。また、バッテリ40は、例えば外部の充電設備と接続して充放電装置から供給される電力を充電するようにしてもよい。
エアーコンディショナ45Aは、電動車両の車内の空気の温度や湿度などを調整する空調装置、所謂エアコンである。
DCDC変換部45Bは、直流-直流変換を行う。DCDC変換部45は、例えばバッテリ40が出力する直流電圧のおよそ300Vを、12Vの直流電圧に変換する。
電流センサ35Aは、バッテリコンバータ34Aとバッテリ40との間に流れる電流IA(第1電流)の電流値(第1電流値)として取得値MIAを取得し、取得した取得値MIAを駆動ユニット4Aの制御部33Aに対して出力する。
電流センサ36Aは、バッテリコンバータ34Aとバッテリ40との間に流れる電流IA(第1電流)の電流値(第1電流値)として取得値MIAを取得し、取得した取得値MIAを駆動ユニット4Bの制御部33Bに対して出力する。
電流センサ35A及び36Aは、例えばホール素子であり、パッケージに封止されている2個のそれぞれである。
電流センサ35Bは、バッテリコンバータ34Bとバッテリ40との間に流れる電流IB(第2電流)の電流値(第2電流値)として取得値MIBを取得し、取得した取得値MIBを駆動ユニット4Bの制御部33Bに対して出力する。
電流センサ36Bは、バッテリコンバータ34Bとバッテリ40との間に流れる電流IB(第2電流)の電流値(第2電流値)として取得値MIBを取得し、取得した取得値MIBを駆動ユニット4Aの制御部33Aに対して出力する。
電流センサ35B及び36Bは、例えばホール素子であり、パッケージに封止されている2個のそれぞれである。
また、電流センサ35A及び36Aは、ホール素子でなくともよく、取得値をデジタル値で出力する構成の場合に1個で構成し、取得値MIAを駆動ユニット4Aの制御部33A、及び駆動ユニット4Bの制御部33Bに対して一括して出力する構成としてもよい。同様に、電流センサ35B及び36Bは、ホール素子でなくともよく、取得値をデジタル値で出力する構成の場合に1個で構成し、取得値MIBを駆動ユニット4Aの制御部33A、及び駆動ユニット4Bの制御部33Bに対して一括して出力する構成としてもよい。
また、電流センサ35A及び36Aは、オームの法則を用いて、電気回路の両端の電位差と、当該電気回路に流れる電流との関係から電流値を推定して取得する構成であってもよい。同様に、電流センサ35B及び36Bも、オームの法則を用いて、電気回路の両端の電位差と、当該電気回路に流れる電流との関係から電流値を推定して取得する構成であってもよい。
また、電流センサ35Aから制御部33Aへの取得値MIAのデータ送信、電流センサ36Aから制御部33Bへの取得値MIAのデータ送信は、有線でなく無線で行なっても良い。同様に、電流センサ35Bから制御部33Bへの取得値MIBのデータ送信、電流センサ36Bから制御部33Aへの取得値MIBのデータ送信は、有線でなく無線で行なっても良い。
制御部33は、電動車両1における走行および車載機器の動作等を制御する。例えば、制御部33は、電動車両1からの要求電力に応じてバッテリ40に充電された電力や燃料電池システム200で発電した電力の供給等を制御する。電動車両1からの要求電力とは、例えば、電動車両1の負荷が駆動または動作するために要求する総負荷電力である。負荷には、例えば、モータ12や、不図示のブレーキ装置、車両センサ、表示装置、その他の車載機器等の補機が含まれる。また、制御部33は、電動車両1の走行制御等を行ってもよい。制御部33の機能の詳細については後述する。
記憶部150は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)等の記憶媒体により実現される。記憶部150には、電力制御に必要な各種情報が記憶されている。電力制御に必要な各種情報については後述する。
[燃料電池システム]
ここで、燃料電池システム200について具体的に説明する。図3は、実施形態に係る燃料電池システム200の構成の一例を示す図である。図3に示す構成は、電動車両10に搭載される複数の燃料電池システム200のそれぞれに適用可能である。なお、本実施形態に係る燃料電池システム200については、以下の構成に限定されるものではなく、例えばアノードとカソードによって発電するシステム構成であれば如何なる構成であってもよい。図3に示す燃料電池システム200は、例えば、FCスタック210と、コンプレッサ214と、封止入口弁216と、加湿器218と、気液分離器220と、排気循環ポンプ(P)222と、水素タンク226と、水素供給弁228と、水素循環部230と、気液分離器232と、温度センサ(T)240と、コンタクタ242と、FCコンバータ244と、FC制御装置246と、FC冷却システム280とを備える。
FCスタック210は、複数の燃料電池セルが積層された積層体(図示略)と、この積層体を積層方向の両側から挟み込む一対のエンドプレート(図示略)とを備える。燃料電池セルは、膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)と、この膜電極接合体を接合方向の両側から挟み込む一対のセパレータとを備える。膜電極接合体は、例えば、アノード触媒およびガス拡散層からなるアノード210Aと、カソード触媒およびガス拡散層からなるカソード210Bと、アノード210Aおよびカソード210Bによって厚さ方向の両側から挟み込まれた陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜210Cとを備える。
アノード210Aには、燃料として水素を含む燃料ガスが水素タンク226から供給される。カソード210Bには、酸化剤として酸素を含む酸化剤ガス(反応ガス)である空気がコンプレッサ214から供給される。アノード210Aに供給された水素は、アノード触媒上で触媒反応によりイオン化され、水素イオンは、適度に加湿された固体高分子電解質膜210Cを介してカソード210Bへと移動する。水素イオンの移動に伴って発生する電子は直流電流として外部回路(FCコンバータ244等)に取り出し可能である。アノード210Aからカソード210Bのカソード触媒上へと移動した水素イオンは、カソード210Bに供給された酸素と、カソード触媒上の電子と反応して、水を生成する。
コンプレッサ214は、FC制御装置246により駆動制御されるモータ等を備え、このモータの駆動力によって外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮後の空気をカソード210Bに接続された酸化剤ガス供給路250に送り込むことで、燃料電池に酸化ガスを圧送する。
封止入口弁216は、コンプレッサ214と、FCスタック210のカソード210Bに空気を供給可能なカソード供給口212aとを接続する酸化剤ガス供給路250に設けられ、FC制御装置246の制御によって開閉される。
加湿器218は、コンプレッサ214から酸化剤ガス供給路250に送り込まれた空気を加湿する。例えば、加湿器218は、例えば中空糸膜等の水透過膜を備え、コンプレッサ214からの空気を、水透過膜を介して接触させることで水分を空気に添加して空気を加湿する。
気液分離器220は、カソード210Bで消費されることなく、カソード排出口212bから酸化剤ガス排出路252に排出されたカソード排ガスと液水とをカソードの排気路262を介して大気中に排出させる。また、気液分離器220は、酸化剤ガス排出路252に排出されたカソード排ガスと液水とを分離し、分離されたカソード排ガスのみを排気再循環路254に流入させてもよい。
排気循環ポンプ222は、排気再循環路254に設けられ、気液分離器220から排気再循環路254に流入したカソード排ガスを、封止入口弁216からカソード供給口212aに向かい酸化剤ガス供給路250を流通する空気と混合し、カソード210Bに再び供給する。
水素タンク226は、水素を圧縮した状態で貯留する。水素供給弁228は、水素タンク226と、FCスタック210のアノード210Aに水素を供給可能なアノード供給口212cとを接続する燃料ガス供給路256に設けられている。水素供給弁228は、FC制御装置246の制御によって開弁した場合に、水素タンク226に貯留された水素を燃料ガス供給路256に供給する。
水素循環部230は、例えば、燃料電池に燃料ガスを循環供給するポンプである。水素循環部230は、例えば、アノード210Aで消費されることなく、アノード排出口212dから燃料ガス排出路258に排出されたアノード排ガスを、気液分離器232に流入する燃料ガス供給路256に循環させる。
気液分離器232は、水素循環部230の作用により燃料ガス排出路258から燃料ガス供給路256に循環するアノード排ガスと液水とを分離する。気液分離器232は、液水から分離されたアノード排ガスを、FCスタック210のアノード供給口212cに供給する。また、気液分離器232に排出された液水はドレイン管264を介して大気中に排出される。
温度センサ240は、FCスタック210のアノード210Aおよびカソード210Bの温度を検出し、検出信号(温度情報)をFC制御装置246に出力する。
コンタクタ242は、FCスタック210のアノード210Aおよびカソード210Bと、FCコンバータ244との間に設けられている。コンタクタ242は、FC制御装置246からの制御に基づいて、FCスタック210とFCコンバータ244との間を電気的に接続させ、または遮断する。
FCコンバータ244は、例えば、昇圧型のDC―DCコンバータである。FCコンバータ244は、コンタクタ242を介したFCスタック210のアノード210Aおよびカソード210Bと電気負荷との間に配置されている。FCコンバータ244は、電気負荷側に接続された出力端子248の電圧を、FC制御装置246によって決定された目標電圧に昇圧する。FCコンバータ244は、例えば、FCスタック210から出力された電圧を目標電圧に昇圧して出力端子248に出力する。出力端子248は、後述するインバータ32の直流側端子に接続されている。
FC制御装置246は、制御部33による発電制御にしたがって、燃料電池システム200における発電の開始や終了、発電量等を制御する。また、FC制御装置246は、FC冷却システム280を用いて燃料電池システム200の温度調整に関する制御を行う。FC制御装置246は、例えば制御部33といった制御装置に置き換えられてもよい。またFC制御装置246は、制御部33や制御装置80と連携して電動車両10の給電制御を行ってもよい。
FC冷却システム280は、FC制御装置246による制御にしたがって、例えば、温度センサ240により検出されたFCスタック210の温度が閾値以上である場合に、燃料電池システム200を冷却する。例えば、FC冷却システム280は、FCスタック210内に設けられた流路に冷媒を循環ポンプ(不図示)により巡回させてFCスタック210の熱を排出することで、FCスタック210の温度を冷却する。また、FC冷却システム280は、燃料電池システム200が発電中である場合に、温度センサ240による温度が所定温度範囲で維持されるように、FCスタック210を加熱または冷却させる制御を行ってもよい。
[制御部]
図4は、第1の実施形態に係る制御部33の構成の一例を示す図である。制御部33は、例えば、モータ制御部331と、ブレーキ制御部332と、電力制御部333と、走行制御部334とを備える。モータ制御部331、ブレーキ制御部332、電力制御部333、および走行制御部334は、それぞれ、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め電動車両1のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで電動車両1のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。上記の記憶装置は、例えば記憶部150である。
モータ制御部331は、車両センサ(不図示)の出力に基づいて、モータ12に要求される駆動力を算出し、算出した駆動力を出力させるようにモータ12を制御する。
ブレーキ制御部332は、上記車両センサの出力に基づいて、補機であるブレーキ装置(不図示)に要求される制動力を算出し、算出した制動力を出力させるようにブレーキ装置を制御する。
電力制御部333は、車両センサの出力に基づいて、バッテリ40と燃料電池システム200に要求される要求電力量を算出する。例えば、電力制御部333は、アクセル開度と車速に基づいてモータ12が出力すべきトルクを算出し、トルクとモータ12の回転数から求められる駆動軸負荷電力と、補機等が要求する電力とを合計して要求電力量を算出する。また、電力制御部333は、バッテリ40の充電状況(蓄電状況)を管理する。例えば、電力制御部333は、バッテリ40が備えるバッテリセンサの出力に基づいて、バッテリ40のSOC(State Of Charge;バッテリ充電率)を算出する。電力制御部333は、例えば、バッテリ40のSOCが所定値未満である場合には、燃料電池システム200による発電によってバッテリ40を充電させるための制御を実行する。また、電力制御部86は、バッテリ40のSOCが所定値より大きい場合に充電制御を停止したり、燃料電池システム200で発電された余剰電力を補機等で消費させるための制御を行ってもよい。
ここで、電力制御部333Aは、バッテリ40からバッテリコンバータ34Aに対する放電電流(本実施形態においては極性+の電流)が流れている場合、駆動ユニット4Aの電流センサ35Aから供給される取得値MIA(第1電流値)と、駆動ユニット4Bの電流センサ36Bから供給される取得値MIB(第2電流値)とを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての放電電流値DAを超えるか否かを判定する。電力制御部333Bは、バッテリ40からバッテリコンバータ34Bに対する放電電流(本実施形態においては極性+の電流)が流れている場合、駆動ユニット4Bの電流センサ35Bから供給される取得値MIB(第2電流値)と、駆動ユニット4Aの電流センサ36Aから供給される取得値MIA(第1電流値)とを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての放電電流値DBを超えるか否かを判定する。
図5は、バッテリ40から放電電流が流し出されている場合の動作を説明する概念図である。図5においては、線の太さが電流量に比例して記載されている。
図5(a)においては、電力制御部333Aは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Aと燃料電池システム200A(FCコンバータ244A)に対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給されている。これにより、インバータ32Aは、燃料電池システム200から供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Aを所定のトルクにより駆動させる。また、電力制御部333Bは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Bと燃料電池システム200B(FCコンバータ244B)に対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給されている。これにより、インバータ32Bは、燃料電池システム200Bから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Bを所定のトルクにより駆動させる。
図5(b)において、例えば、自動車の駆動力がタイヤの摩擦力を超えて、ホイールスピンが発生した場合、モータ12の回転数が急上昇することにより、モータ12の消費電力が急上昇する。この際、電力制御部333Aは燃料電池システム200Aに対して、電力制御部333Bは200Bに対して、所定の直流電力を供給することを指令している。このため、燃料電池システム200Aは指令を受けた電流値をインバータ32Aに供給し、燃料電池システム200Bは指令を受けた電流値をインバータ32Bに供給している。
しかしながら、消費電力が急上昇するため、インバータ32Aの直流側端子の電圧が低下するため、バッテリコンバータ34Aは電力制御部333Aから受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40からの放電電流を増加させる。同様に、インバータ32Bの直流側端子の電圧が低下するため、バッテリコンバータ34Bは電力制御部333Bから受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40からの放電電流を増加させる。これにより、バッテリ40からの放電電流である電流IA及びIBが増加するため、この状態が継続することによりバッテリ40が過放電の状態となる。
図5(c)において、電力制御部333Aは、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算し、加算結果を合計電流値(放電電流値)IDTAとして求める。そして、電力制御部333Aは、記憶部150Aから予め設定された放電電流の閾値である放電電流値DAを読み出し、読み出した放電電流値DAと合計電流値IDTAとの比較を行なう。このとき、電力制御部333Aは、合計電流値IDTAが放電電流値DA以下の場合、急激な放電電流の増加がないと判定し、過放電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333Aは、合計電流値IDTAが放電電流値DAを超えている場合、急激な放電電流の増加が発生したとして、モータ12Aが出力すべきトルクを所定の制限トルクに低減させる。すなわち、電力制御部333Aは、放電電流値DAと対応して記憶されている、制限トルクに対応した要求電力量となる調整電圧値を記憶部150Aから読み出し、バッテリコンバータ34Aに対してこの調整電圧値を指令値として出力する。これにより、バッテリコンバータ34Aは、インバータ32Aの直流側端子の維持する電圧値が低下するため、バッテリ40からの電流IAを減少させる。また、電力制御部333Aは、制限トルクに制限させる際の調整電流値を記憶部150Aから読み出し、読み出した調整電流値とするよう燃料電池システム200Aに対して指令を出力する。このとき、電力制御部333Aは、制限トルクに制限させる際の調整値を記憶部150Aから読み出し、インバータ32Aに対して制限トルクとする調整値を指令として出力する。
同様に、電力制御部333Bは、電流センサ36Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ35Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算し、加算結果を合計電流値(放電電流値)IDTBとして求める。そして、電力制御部333Bは、記憶部150Bから予め設定された放電電流の閾値である放電電流値DBを読み出し、読み出した放電電流値DBと合計電流値IDTBとの比較を行なう。このとき、電力制御部333Bは、合計電流値IDTBが放電電流値DB以下の場合、急激な放電電流の増加がないと判定し、過放電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333Bは、合計電流値IDTBが放電電流値DBを超えている場合、急激な放電電流の増加が発生したとして、モータ12が出力すべきトルクを所定の制限トルクに低減させる。すなわち、電力制御部333Bは、放電電流値DBと対応して記憶されている、制限トルクに対応した要求電力量となる調整電圧値を記憶部150Bから読み出し、バッテリコンバータ34Bに対してこの調整電圧値を指令値として出力する。これにより、バッテリコンバータ34Bは、インバータ32Bの直流側端子の維持する電圧値が低下するため、バッテリ40からの電流IBを減少させる。また、電力制御部333Bは、制限トルクに制限させる際の調整電流値を記憶部150Bから読み出し、読み出した調整電流値とするよう燃料電池システム200Bに対して指令を出力する。このとき、電力制御部333Bは、制限トルクに制限させる際の調整値を記憶部150Bから読み出し、インバータ32Bに対して制限トルクとする調整値を指令として出力する。
上述の構成において、放電電流値DA及びDBは同一の数値とされる。
また、モータ12A及び12Bのトルクが制限トルクに低減する記載としたが、トルクが0の状態としてモータ12A及び12Bにトルクが発生しない状態、すなわちインバータ32A、32Bを停止させる構成としてもよい。この場合、電力制御部333Aは燃料電池システム200Aにおける電力の発生を停止させる指令を出力する。同様に、電力制御部333Bは、燃料電池システム200Bにおける電力の発生を停止させる制御を行なう。
また、電力制御部333Aは、バッテリコンバータ34Aからバッテリ40に対する充電電流(本実施形態においては極性-の電流)が流れている場合、駆動ユニット4Aの電流センサ35Aから供給される取得値MIAと、駆動ユニット4Bの電流センサ36Bから供給される取得値MIBとを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての充電電流値CAを超えるか否かを判定する。電力制御部333Bは、バッテリコンバータ34Bからバッテリ40に対する充電電流(本実施形態においては極性-の電流)が流れている場合、駆動ユニット4Bの電流センサ35Bから供給される取得値MIBと、駆動ユニット4Aの電流センサ36Aから供給される取得値MIAとを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての充電電流値CBを超えるか否かを判定する。
図6は、バッテリ40に対して充電電流が流し込まれる場合の動作を説明する概念図である。図6においては、線の太さが電流量に比例して記載されている。
図6(a)においては、電力制御部333Aは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Aと燃料電池システム200Aに対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給されている。これにより、インバータ32Aは、燃料電池システム200Aから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Aを所定のトルクにより駆動させる。また、電力制御部333Bは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Bと燃料電池システム200Bに対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給されている。これにより、インバータ32Bは、燃料電池システム200Bから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Bを所定のトルクにより駆動させる。
図6(b)において、例えば、ブレーキをかけた際にタイヤのロックが発生した場合、モータ12の回転数が急低下することにより、モータ12の消費電力が急減少する。この際、電力制御部333Aは燃料電池システム200Aに対して、電力制御部333Aは200Bに対して、所定の直流電力を供給することを指令している。このため、燃料電池システム200Aは指令を受けた電流値をインバータ32Aに供給し、燃料電池システム200Bは指令を受けた電流値をインバータ32Bに供給している。
しかしながら、モータ12Aの消費電力が急減少するが、燃料電池システム200Aからは指令された直流電流を供給するための電流が流れ続ける。これにより、インバータ32Aの直流側端子の電圧が増加するため、バッテリコンバータ34Aは電力制御部333Aから受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40に対する充電電流を増加させる。同様に、モータ12Bの消費電力が急減少するが、燃料電池システム200Bからは指令された直流電流を供給するための電流が流れ続ける。これにより、インバータ32Bの直流側端子の電圧が増加するため、バッテリコンバータ34Bは電力制御部333Bから受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40に対する充電電流を増加させる。これにより、バッテリ40に対する充電電流である電流IA及びIBが増加するため、この状態が継続することによりバッテリ40が過充電の状態となる。
図6(c)において、電力制御部333Aは、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算し、加算結果を合計電流値(充電電流値)ICTAとして求める。そして、電力制御部333Aは、記憶部150Aから予め設定された充電電流の閾値である充電電流値CAを読み出し、読み出した充電電流値CAと合計電流値ICTAとの比較を行なう。このとき、電力制御部333Aは、合計電流値ICTAが充電電流値CA以下の場合、急激な充電電流の増加がないと判定し、過充電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333Aは、合計電流値ICATが充電電流値CAを超えている場合、急激な充電電流の増加が発生したとして、燃料電池システム200Aが出力する直流電力を低減(あるいは直流電力の発生を停止させる)させるために所定の制限電流値に低減させる。すなわち、電力制御部333Aは、充電電流値CAと対応して記憶されている、制限電流値とする調整値を記憶部150Aから読み出し、燃料電池システム200Aに対してこの調整値を指令値として出力する。これにより、燃料電池システム200Aは、インバータ32Aの直流側端子に流し込む電流値を低減させるため、バッテリ40に対する充電電流としての電流IAを減少させ、予め設定した目標値とする。
同様に、電力制御部333Bは、電流センサ35Bから供給される電流IBの取得値MIBと、電流センサ36Aから供給される電流IAの取得値MIAとを加算し、加算結果を合計電流値(充電電流値)ICTBとして求める。そして、電力制御部333Aは、記憶部150Bから予め設定された充電電流の閾値である充電電流値CBを読み出し、読み出した充電電流値CBと合計電流値ICTBとの比較を行なう。このとき、電力制御部333Bは、合計電流値ICTBが充電電流値CB以下の場合、急激な充電電流の増加がないと判定し、過充電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333Bは、合計電流値ICBTが充電電流値CBを超えている場合、急激な充電電流の増加が発生したとして、燃料電池システム200Bが出力する直流電力を低減させるために所定の制限電流値に低減させる。すなわち、電力制御部333Bは、充電電流値CBと対応して記憶されている、制限電流値とする調整値を記憶部150Bから読み出し、燃料電池システム200Bに対してこの調整値を指令値として出力する。これにより、燃料電池システム200Bは、インバータ32Bの直流側端子に流し込む電流値を低減させるため、バッテリ40に対する充電電流としての電流IBを減少させ、予め設定した目標値とする。
上述の構成において、充電電流値CA及びCBは同一の数値とされる。
また、燃料電池システム200A及び200Bの発電(発生)する直流電力を同時に低減(あるいは停止)させる記載としたが、電力制御部333Aが取得値MIA及びMIBの加算値が充電電流値ICTAを超えた場合に燃料電池システム200Aの発電(発生)する直流電力を低減した後に、電力制御部333Bが取得値MIA及びMIBの加算値が充電電流値ICTAを超えている場合、燃料電池システム200Aの発生する直流電力を低減させてもよい。
走行制御部334は、例えば車両センサ(不図示)により取得される情報に基づいて、電動車両1に対する運転制御を実行する。また、走行制御部334は、上記車両センサにより取得される情報に加えて、地図情報や監視ユニット(不図示)から取得される情報に基づいて電動車両1の運転制御を実行してもよい。監視ユニットとは、例えば、電動車両1の外部の空間を撮像するカメラや、電動車両1の外部を検知範囲とするレーダあるいはLIDAR(Light Detection and Ranging)、これらの出力に基づいてセンサフュージョン処理を行う物体認識装置等を含む。監視ユニットは、電動車両1の周辺に存在する物体の種類(特に、車両、歩行者、および自転車)を推定し、その位置や速度の情報と共に走行制御部334に出力する。運転制御とは、例えば、電動車両1の操舵または加減速のうち一方または双方を制御することで、電動車両1を走行させるものである。運転制御には、例えば、ADAS(Advanced Driver Assistance System)等の運転支援制御が含まれる。ADASには、例えば、LKAS(Lane Keeping Assistance System)や、ACC(Adaptive Cruise Control System)、CMBS(Collision Mitigation Brake System)等が含まれる。走行制御部334A及び334Bのいずれにも、上述した機能は備えられているが、本実施形態においては、いずれかのみを機能させ、他方を機能させない制御(プログラムにおいて不使用フラグを立てるなど)を行ない、いずれかにより運転制御等の処理を行なわせる。
[供給電力の制御動作]
図7は、駆動ユニット4Aにおける給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。電力制御部333Aは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Aと燃料電池システム200Aに対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給した後、図7のフローチャートの動作を行なう。
電力制御部333Aは、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算して合計電流値ITAを求める(ステップS101A)。そして、電力制御部333Aは、合計電流値ITAの極性が+(バッテリ40からバッテリコンバータ34A及び34Bへの放電電流)か、-(バッテリコンバータ34A及び34Bからバッテリ40への充電電流)かの何れであるかを判定する(ステップS102A)。このとき、電力制御部333Aは、合計電流値ITAの極性が+の場合、放電電流を示す合計電流値IDTAとして、処理をステップS103Aへ進める。一方、電力制御部333Aは、合計電流値ITAの極性が-の場合、充電電流を示す合計電流値ICTAとして、処理をステップS106Aへ進める。
そして、電力制御部333Aは、記憶部150Aから放電電流の閾値として設定されている放電電流値DAを読み出す(ステップS103A)。電力制御部333Aは、求めた合計電流値IDTAと、読み出した放電電流値DAとを比較し、合計電流値IDTAが放電電流値DAを超えたか否かを判定する(ステップS104A)。このとき、電力制御部333Aは、合計電流値IDTAが放電電流値DAを超えている場合に、処理をステップS105Aへ進める。一方、電力制御部333Aは、合計電流値IDTAが放電電流値DA以下の場合に、処理をステップS101Aへ進める。
次に、電力制御部333Aは、モータ12Aのトルク制限(インバータ32Aが消費する直流電力を低下させる処理)を行なうため、記憶部150Aから放電電流値DAに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32Aの直流側端子の電圧制御する目標値としての電圧値を変更する(低下させる)指令をバッテリコンバータ34Aに対して出力する(ステップS105A)。直流側端子の目標値としての電圧値が低下することにより、直流側端子の電圧値を目標値とする、バッテリコンバータ34Aがバッテリ40から流し出す電流値IAが低下する。また、電力制御部333Aは、制限トルクに制限させる調整値を記憶部150Aから読み出し、インバータ32Aがモータ12Aに対して発生させるトルクを制限トルクに低減させる。
また、電力制御部333Aは、記憶部150Aから充電電流の閾値として設定されている充電電流値CAを読み出す(ステップS106A)。電力制御部333Aは、求めた合計電流値ICTAと、読み出した充電電流値CAとを比較し、合計電流値ICTAが充電電流値CAを超えたか否かを判定する(ステップS107A)。このとき、電力制御部333Aは、合計電流値ICTAが充電電流値CAを超えている場合に、処理をステップA108Aへ進める。一方、電力制御部333Aは、合計電流値ICTAが充電電流値CA以下の場合に、処理をステップA101Aへ進める。
次に、電力制御部333Aは、燃料電池システム200Aの発生する直流電力の電力量を制限(燃料電池システム200Aの発電電力を低下させる処理)を行なうため、記憶部150Aから充電電流値CAに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32Aの直流側端子に供給する、電流制御の目標値としての直流電流の電流値を変更する(減少させる)指令を、燃料電池システム200Aに対して出力する(ステップS108A)。直流側端子の目標値としての電流値が減少することにより、バッテリコンバータ34Aを介してバッテリ40に充電電流として流し込まれる電流値IAが低下する。
図8は、駆動ユニット4Bにおける給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。電力制御部333Bは、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34Bと燃料電池システム200Bに対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給した後、図8のフローチャートの動作を行なう。
電力制御部333Bは、電流センサ35Bから供給される電流IBの取得値MIBと、電流センサ36Aから供給される電流IAの取得値MIAとを加算して合計電流値ITBを求める(ステップS101B)。そして、電力制御部333Bは、合計電流値ITBの極性が+(バッテリ40からバッテリコンバータ34B及び34Aへの放電電流)か、-(バッテリコンバータ34B及び34Aからバッテリ40への充電電流)かの何れであるかを判定する(ステップS102B)。このとき、電力制御部333Bは、合計電流値ITBの極性が+の場合、放電電流を示す合計電流値IDTBとして、処理をステップS103Bへ進める。一方、電力制御部333Bは、合計電流値ITBの極性が-の場合、充電電流を示す合計電流値ICTBとして、処理をステップS106Bへ進める。
そして、電力制御部333Bは、記憶部150Bから放電電流の閾値として設定されている放電電流値DBを読み出す(ステップS103B)。電力制御部333Bは、求めた合計電流値ICTBと、読み出した放電電流値DBとを比較し、合計電流値IDTBが放電電流値DBを超えたか否かを判定する(ステップS104B)。このとき、電力制御部333Bは、合計電流値IDTBが放電電流値DBを超えている場合に、処理をステップS105Bへ進める。一方、電力制御部333Bは、合計電流値IDTAが放電電流値DB以下の場合に、処理をステップS101Bへ進める。
次に、電力制御部333Bは、モータ12Bのトルク制限を行なうため、記憶部150Bから放電電流値DBに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32Bの直流側端子の電圧制御する目標値としての電圧値を変更する(低下させる)指令をバッテリコンバータ34Bに対して出力する(ステップS105B)。直流側端子の目標値としての電圧値が低下することにより、直流側端子の電圧値を目標値とする、バッテリコンバータ34Bがバッテリ40から流し出す電流値IBが低下する。また、電力制御部333Bは、制限トルクに制限させる調整値を記憶部150Bから読み出し、インバータ32Bがモータ12Bに対して発生させるトルクを制限トルクに低減させる。
また、電力制御部333Bは、記憶部150Bから充電電流の閾値として設定されている充電電流値CBを読み出す(ステップS106B)。電力制御部333Bは、求めた合計電流値ICTBと、読み出した充電電流値CBとを比較し、合計電流値ICTBが充電電流値CBを超えたか否かを判定する(ステップS107B)。このとき、電力御部333Bは、合計電流値ICTBが充電電流値CBを超えている場合に、処理をステップA108Bへ進める。一方、電力制御部333Bは、合計電流値ICTAが充電電流値CB以下の場合に、処理をステップA101Bへ進める。
次に、電力制御部333Bは、燃料電池システム200Bの発生する直流電力の電力量を制限(燃料電池システム200Bの発電電力を低下させる処理)を行なうため、記憶部150Bから充電電流値CBに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32Bの直流側端子に供給する、電流制御の目標値としての直流電流の電流値を変更する(減少させる)指令を、燃料電池システム200Bに対して出力する(ステップS108B)。直流側端子の目標値としての電流値が減少することにより、バッテリコンバータ34Bを介してバッテリ40に充電電流として流し込まれる電流値IBが低下する。
上述した図7及び図8における各ステップの動作が、それぞれ電力制御部333A及び333Bの間で同期を取って行なわれる。
この同期の取得については、例えば、駆動ユニット4A及び4B間を有線あるいは無線で接続して、駆動ユニット4A、4Bのいずれか一方をマスター制御部とし、他方をスレーブ制御部として、マスター制御部が各ステップの動作を行う際、スレーブに同一のステップの動作を行なうことを指令する制御信号を送信する。
以上説明した実施形態によれば、電動車両1(電動装置の一例)に搭載された、それぞれがモータ、燃料電池システム及びインバータを備え、給電制御の動作が独立して行なわれる駆動ユニットを並列に動作させ、共通に使用されるバッテリの充放電の制御を行なう給電制御システムにおいて、駆動ユニット間においてそれぞれの放電電流及び充電電流の情報を相互に供給し合うことで、各駆動ユニットが共通に用いているバッテリにおける放電電流及び充電電流の合計値を検出することができ、バッテリからの放電電流及び充電電流の合計値が予め設定した閾値を超えた場合、放電電流や充電電流を既定値に低下させることが可能となり、バッテリを保護することで機能の劣化を低減させ、かつ燃料電池システムのシステム効率(発電効率、給電効率等)を、より向上させることができる。
また、本実施形態においては、バッテリの放電電流を減少させる際、上述したマスター制御部が自身の駆動ユニットのトルクを制限トルクとする処理を行ない、自身の駆動ユニットを制限トルクに処理しても、バッテリの放電電流が放電電流値DAを超えている場合、スレーブ制御部に対して制限トルクにトルクを低減させる処理を供給する構成としてもよい。この構成の場合、駆動ユニットの双方が停止する状態となることがなく、走行継続が可能な状態を維持することができる。
また、本実施形態においては、制御部33における電力制御部333が、バッテリの34における放電電流及び充電電流が増加した際の給電制御をFCコンバータ244に対する制御を燃料電池制御装置246を介して行う構成として説明したが、FCコンバータ244に直流電力の発生の停止あるいは低減、すなわちインバータ32の直流側端子への直流電力の供給を停止あるいは低減させるなどの制御をより高速に行うため、電力制御部333が直接にFCコンバータ244を制御する構成としてもよい。
さらに、上述したバッテリの34における放電電流及び充電電流が増加した際におけるFCコンバータ244からインバータ32の直流端子側への直流電力の給電制御を行う、電力制御部333の機能を、FCコンバータ244の各々に備えさせる構成としてもよい。この場合、FCコンバータ244には電流センサ35の各々の出力が直接に接続される。
また、本実施形態においては、制御部33における電力制御部333が放電電流及び充電電流が増加した際の給電制御の動作を行なうとして説明したが、FCコンバータ244における燃料電池制御装置246や、バッテリコンバータ34のコントローラなどに設ける構成としてもよい。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係る駆動ユニット4A#及び4B#の構成例を説明する。図9は、第2の実施形態に係る駆動ユニット4#を含む給電制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図9のように、給電制御システムは、駆動ユニット4A#、駆動ユニット4B#、バッテリ40、制御部100、記憶部150の各々を備えている。駆動ユニット4A#は、燃料電池システム200A、バッテリコンバータ34A、インバータ32A、モータ12A、エアーコンディショナ45A、電流センサ35A、電流センサ36Aを備えている。駆動ユニット4B#は、燃料電池システム200B、バッテリコンバータ34B、インバータ32B、モータ12B、DCDC変換部45B、電流センサ35B、電流センサ36Bを備えている。また、以下の説明において、駆動ユニット4A#、4B#をそれぞれ区別しない場合には、単に駆動ユニット4#のようにA及びBを付加せずに説明する。
以下、第2の本実施形態における第1の実施形態と異なる構成及び動作を説明する。
第1の実施形態において、駆動ユニット4A、4Bの各々が独立して備えていた制御部33それぞれを、第2の実施形態においては、制御部100として統合し、駆動ユニット4A#及び4B#に共通に接続された構成となっている。
図10は、第2の実施形態に係る制御部100の構成の一例を示す図である。制御部100は、例えば、モータ制御部331と、ブレーキ制御部332と、電力制御部333#と、走行制御部334とを備える。モータ制御部331、ブレーキ制御部332、電力制御部333#、および走行制御部334は、それぞれ、例えば、CPU等のハードウェアプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPU等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め電動車両1のHDDやフラッシュメモリ等の記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROM等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで電動車両1のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。上記の記憶装置は、例えば記憶部150である。
制御部100において、モータ制御部331と、ブレーキ制御部332と、走行制御部334とは、図4に示した第1の実施形態における制御部33におけるブレーキ制御部332と、走行制御部334とそれぞれ同様であるため、電力制御部333#の動作について以下に説明する。
電力制御部333#は、バッテリ40から放電電流(本実施形態においては極性+の電流)が流れている場合、駆動ユニット4A#の電流センサ35Aから供給される取得値(電流値)MIAと、駆動ユニット4B#の電流センサ36Bから供給される取得値MIBとを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての放電電流値Dを超えるか否かを判定する。また、電力制御部333#は、バッテリ40に対する充電電流(本実施形態においては極性-の電流)が流れている場合、駆動ユニット4A#の電流センサ35Aから供給される取得値MIAと、駆動ユニット4B#の電流センサ36Bから供給される取得値MIBとを加算し、加算結果が予め設定された閾値としての充電電流値Cを超えるか否かを判定する。
制御部333#が図5における制御を行なう場合の動作を、以下に説明する。
図5(a)においては、電力制御部333#は、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34A及び334Bと、燃料電池システム200A(FCコンバータ244A)及び200B(244B)とに対して、必要なトルクを得るための要求電力量を供給させている。これにより、インバータ32Aは、燃料電池システム200Aから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Aを所定のトルクにより駆動させる。また、インバータ32Bは、燃料電池システム200Bから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Bを所定のトルクにより駆動させる。
図5(b)において、例えば、自動車の駆動力がタイヤの摩擦力を超えて、ホイールスピンが発生した場合、モータ12の回転数が急上昇することにより、モータ12の消費電力が急上昇する。この際、電力制御部333#は燃料電池システム200A、200Bに対して、所定の直流電力を供給することを指令している。このため、燃料電池システム200Aは指令を受けた電流値をインバータ32Aに供給し、燃料電池システム200Bは指令を受けた電流値をインバータ32Bに供給している。
しかしながら、消費電力が急上昇するため、インバータ32Aの直流側端子の電圧が低下するため、バッテリコンバータ34Aは電力制御部333#から受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40からの放電電流を増加させる。同様に、インバータ32Bの直流側端子の電圧が低下するため、バッテリコンバータ34Bは電力制御部333#から受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40からの放電電流を増加させる。これにより、バッテリ40からの放電電流である電流IA及びIBが増加するため、この状態が継続することによりバッテリ40が過放電の状態となる。
図5(c)において、電力制御部333#は、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算し、加算結果を合計電流値(放電電流値)IDTとして求める。そして、電力制御部333#は、記憶部150から予め設定された放電電流の閾値である放電電流値Dを読み出し、読み出した放電電流値Dと合計電流値IDTとの比較を行なう。このとき、電力制御部333#は、合計電流値IDTが放電電流値D以下の場合、急激な放電電流の増加がないと判定し、過放電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333#は、合計電流値IDTが放電電流値Dを超えている場合、急激な放電電流の増加が発生したとして、モータ12A、モータ12Bが出力すべきトルクを所定の制限トルクに低減させる。すなわち、電力制御部333#は、放電電流値Dと対応して記憶されている、制限トルクに対応した要求電力量となる調整電圧値を記憶部150から読み出し、バッテリコンバータ34A及び34Bに対してこの調整電圧値を指令値として出力する。これにより、バッテリコンバータ34Aは、インバータ32Aの直流側端子の維持する電圧値が低下するため、バッテリ40からの電流IAを減少させる。同様に、バッテリコンバータ34Bは、インバータ32Bの直流側端子の維持する電圧値が低下するため、バッテリ40からの電流IAを減少させる。また、電力制御部333#は、制限トルクに制限させる際の調整電流値を記憶部150から読み出し、読み出した調整電流値とするよう燃料電池システム200A、200Bに対して指令を出力する。このとき、電力制御部333#は、制限トルクに制限させる際の調整値を記憶部150から読み出し、インバータ32A、32Bに対して制限トルクとする調整値を指令として出力し、インバータ32Bがモータ12Bに対して発生させるトルクを制限トルクに低減させる。
制御部333#が図6における制御を行なう場合の動作を、以下に説明する。
図6(a)においては、電力制御部333#は、車両センサの出力に基づいて、バッテリコンバータ34A及び燃料電池システム200Aと、バッテリコンバータ34B及び燃料電池システム200Bとに対して、必要なトルクを得るための要求電力量が供給されている。これにより、インバータ32Aは、燃料電池システム200Aから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Aを所定のトルクにより駆動させる。また、インバータ32Bは、燃料電池システム200Bから供給される直流電力と、不足分を調整するためのバッテリから供給される直流電力とを合算した直流電力により、モータ12Bを所定のトルクにより駆動させる。
図6(b)において、例えば、ブレーキをかけた際にタイヤのロックが発生した場合、モータ12の回転数が急低下することにより、モータ12の消費電力が急減少する。この際、電力制御部333#は燃料電池システム200A、200Bに対して、所定の直流電力を供給することを指令している。このため、燃料電池システム200Aは指令を受けた電流値をインバータ32Aに供給し、燃料電池システム200Bは指令を受けた電流値をインバータ32Bに供給している。
しかしながら、モータ12Aの消費電力が急減少するが、燃料電池システム200Aからは指令された直流電流を供給するための電流が流れ続ける。これにより、インバータ32Aの直流側端子の電圧が増加するため、バッテリコンバータ34Aは電力制御部333#から受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40に対する充電電流を増加させる。同様に、モータ12Bの消費電力が急減少するが、燃料電池システム200Bからは指令された直流電流を供給するための電流が流れ続ける。これにより、インバータ32Bの直流側端子の電圧が増加するため、バッテリコンバータ34Bは電力制御部333#から受けた指令の電圧を維持するため、急激にバッテリ40に対する充電電流を増加させる。これにより、バッテリ40に対する充電電流である電流IA及びIBが増加するため、この状態が継続することによりバッテリ40が過充電の状態となる。
図6(c)において、電力制御部333#は、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算し、加算結果を合計電流値(充電電流値)ICTとして求める。そして、電力制御部333Aは、記憶部150から予め設定された充電電流の閾値である充電電流値Cを読み出し、読み出した充電電流値Cと合計電流値ICTとの比較を行なう。このとき、電力制御部333#は、合計電流値ICTが充電電流値C以下の場合、急激な充電電流の増加がないと判定し、過充電を抑止するための処理を行なわない。一方、電力制御部333#は、合計電流値ICAが充電電流値Cを超えている場合、急激な充電電流の増加が発生したとして、燃料電池システム200A、200Bが出力する直流電力を低減させるために所定の制限電流値に低減させる。すなわち、電力制御部333#は、充電電流値Cと対応して記憶されている、制限電流値とする調整値を記憶部150から読み出し、燃料電池システム200A、200Bに対してこの調整値を指令値として出力する。これにより、燃料電池システム200Aは、インバータ32Aの直流側端子に流し込む電流値を低減させるため、バッテリ40に対する充電電流としての電流IAを減少させ、予め設定した目標値とする。また、燃料電池システム200Bは、インバータ32Bの直流側端子に流し込む電流値を低減させるため、バッテリ40に対する充電電流としての電流IBを減少させ、予め設定した目標値とする。
また、モータ12A及び12Bのトルクが制限トルクに低減する記載としたが、トルクが0の状態としてモータ12A及び12Bにトルクが発生しない状態、すなわちインバータ32A、32Bを停止させる構成としてもよい。この場合、電力制御部333#は燃料電池システム200A及び200Bにおける電力の発生を停止させる指令を出力する。
上述の構成において、制御部100における電力制御部333#が燃料電池システム200におけるFCコンバータ244に対する給電制御を、図2に示すように、制御部100における電力制御部333#が放電電流及び充電電流が増加した際の給電制御をFCコンバータ244に対する制御を燃料電池制御装置246を介して行う構成として説明したが、FCコンバータ244に直流電力の発生の停止あるいは低減、すなわちインバータ32の直流側端子への直流電力の供給を停止あるいは低減させるなどの制御をより高速に行うため、電力制御部333#が直接にFCコンバータ244を制御する構成としてもよい。
さらに、上述したバッテリの34における放電電流及び充電電流が増加した際におけるFCコンバータ244からインバータ32の直流端子側への直流電力の給電制御を行う、電力制御部333#の機能を、FCコンバータ244の各々に備えさせる構成としてもよい。この場合、FCコンバータ244には電流センサ35の各々の出力が直接に接続される。
図11は、制御部100が駆動ユニット4#に対して行なう給電制御の処理の動作例を示すフローチャートである。
電力制御部333#は、車両センサの出力に基づいて、駆動ユニット4A#及び4B#の各々に対して、必要なトルクを得るための要求電力量を供給した後、図11のフローチャートの動作を行なう。
電力制御部333#は、電流センサ35Aから供給される電流IAの取得値MIAと、電流センサ36Bから供給される電流IBの取得値MIBとを加算して合計電流値ITを求める(ステップS101)。そして、電力制御部333#は、合計電流値ITの極性が+(バッテリ40からバッテリコンバータ34A及び34Bへの放電電流)か、-(バッテリコンバータ34A及び34Bからバッテリ40への充電電流)かの何れであるかを判定する(ステップS102)。このとき、電力制御部333#は、合計電流値ITの極性が+の場合、放電電流を示す合計電流値IDTとして、処理をステップS103へ進める。一方、電力制御部333#は、合計電流値ITの極性が-の場合、充電電流を示す合計電流値ICTとして、処理をステップS106へ進める。
そして、電力制御部333#は、記憶部150から放電電流の閾値として設定されている放電電流値Dを読み出す(ステップS103)。電力制御部333#は、求めた合計電流値IDTと、読み出した放電電流値Dとを比較し、合計電流値IDTが放電電流値Dを超えたか否かを判定する(ステップS104)。このとき、電力制御部333#は、合計電流値IDTが放電電流値Dを超えている場合に、処理をステップS105へ進める。一方、電力制御部333#は、合計電流値IDTが放電電流値D以下の場合に、処理をステップS101へ進める。
次に、電力制御部333#は、モータ12A及び12Bのトルク制限(インバータ32A、インバータ32Bが消費する直流電力を低下させる処理)を行なうため、記憶部150から放電電流値Dに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32A及び32Bの直流側端子の電圧制御する目標値としての電圧値を変更する(低下させる)指令をバッテリコンバータ34A、34Bに対して出力する(ステップS105)。直流側端子の目標値としての電圧値が低下することにより、直流側端子の電圧値を目標値とする、バッテリコンバータ34Aがバッテリ40から流し出す電流値IAが低下し、バッテリコンバータ34Bがバッテリ40から流し出す電流値IBが低下する。
また、電力制御部333#は、記憶部150から充電電流の閾値として設定されている充電電流値Cを読み出す(ステップS106)。電力制御部333#は、求めた合計電流値ICTと、読み出した充電電流値Cとを比較し、合計電流値ICTが充電電流値Cを超えたか否かを判定する(ステップS107)。このとき、電力制御部333は、合計電流値ICTが充電電流値Cを超えている場合に、処理をステップA108へ進める。一方、電力制御部333#は、合計電流値ICTが充電電流値C以下の場合に、処理をステップA101へ進める。
次に、電力制御部333#は、燃料電池システム200A、200Bの発生する直流電力の電力量を制限(燃料電池システム200A、200Bの発電電力を低下させる処理)を行なうため、記憶部150から充電電流値Cに対応して記憶されている調整電圧値を読み出し、インバータ32の直流側端子に供給する、電流制御の目標値としての直流電流の電流値を変更する(減少させる)指令を、燃料電池システム200A、200Bに対して出力する(ステップS108)。直流側端子の目標値としての電流値が減少することにより、バッテリコンバータ34Aを介してバッテリ40に充電電流として流し込まれる電流値IAが低下し、バッテリコンバータ34Bを介してバッテリ40に充電電流として流し込まれる電流値IBが低下する。
以上説明した実施形態によれば、電動車両1(電動装置の一例)に搭載された、それぞれがモータ、燃料電池システム及びインバータを備え、給電制御の動作が独立して行なわれる駆動ユニットを並列に動作させ、共通に使用されるバッテリの充放電の制御を行なう給電制御システムにおいて、駆動ユニット間においてそれぞれの放電電流及び充電電流の情報を制御部100によって一括に処理することにより、各駆動ユニットが共通に用いているバッテリにおける放電電流及び充電電流の合計値を検出することができ、バッテリからの放電電流及び充電電流の合計値が予め設定した閾値を超えた場合、放電電流や充電電流を既定値に低下させることが可能となり、バッテリを保護することで機能の劣化を低減させ、かつ燃料電池システムのシステム効率(発電効率、給電効率等)を、より向上させることができる。
また、本実施形態においては、バッテリの放電電流を減少させる際、制御部100が一方の駆動ユニット4#、例えば駆動ユニット4A#のトルクを制限トルクとする処理を行ない、駆動ユニット4#を制限トルクに処理しても、バッテリの放電電流が放電電流値Dを超えている場合、他方の駆動ユニット4#である駆動ユニット4B#に対して制限トルクにトルクを低減させる処理を供給する構成としてもよい。この構成の場合、駆動ユニットの双方が停止する状態となることがなく、走行継続が可能な状態を維持することができる。
また、本発明を実施するための形態について、図面を参照して実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。
4,4#,4A,4A#,4B,4B#…駆動ユニット
5A,5B…車輪
12,12A,12B…モータ
32,32A,32B…インバータ
33,33A,33B,100…制御部
34,34A,34B…バッテリコンバータ
35A,35B,36A,36B…電流センサ
40…バッテリ
45A…エアーコンディショナ
45B…DCDC変換部
150,150A,150…記憶部
200,200A,200B…燃料電池システム
201A,201B…燃料電池
202,202A,202B…エアーポンプ
210…FCスタック
214…コンプレッサ
216…封止入口弁
218…加湿器
222…排気循環ポンプ
226…水素タンク
228…水素供給弁
232…気液分離器
240…温度センサ
242…コンタクタ
244,244A,244B…FCコンバータ
246…FC制御装置
280…燃料電池冷却システム
331…モータ制御部
332…ブレーキ制御部
333,333#,333A,333B…電力制御部
334…走行制御部

Claims (9)

  1. 第1電動装置と、前記第1電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第1インバータと、前記第1インバータに直流電力を供給する第1燃料電池システムと、前記第1インバータの直流側端子の電圧を制御する電圧制御を行なう第1電圧変換器とを備える第1駆動ユニットと、
    第2電動装置と、前記第2電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第2インバータと、前記第2インバータに直流電力を供給する第2燃料電池システムと、前記第2インバータの直流側端子の電圧を制御する第2電圧変換器とを備える第2駆動ユニットと、
    前記第1電圧変換器及び前記第2電圧変換器の各々に共通に接続されたバッテリと、
    前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第1インバータ又は/及び前記第1電圧変換器を制御し、前記第2インバータ及び前記第2燃料電池システムの各々が前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される目標値となるように、前記第2インバータ又は/及び前記第2電圧変換器を制御する制御部と
    を備える
    給電制御システム。
  2. 前記制御部が前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記バッテリの放電電流に設定されている所定の第1閾値電流値を超えている場合、前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行ない、また前記第2電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なう
    請求項1に記載の給電制御システム。
  3. 前記制御部が前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なった後に、前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記第1閾値電流値を超えている場合に、前記第2電動装置に供給する直流電力を低減させてトルク制限を行なう
    請求項2に記載の給電制御システム。
  4. 前記制御部が前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記バッテリの充電電流に設定されている所定の第2閾値電流値を超えている場合、前記第1燃料電池システムが前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させ、また前記第1燃料電池システムが前記第1電動装置に供給する直流電力を低減させる
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の給電制御システム。
  5. 前記制御部が前記第1燃料電池システムの直流電力の発生を低減させた後に、前記第1電流値及び前記第2電流値とを加算し、加算結果が前記第2閾値電流値を超えている場合に、前記第2燃料電池システムの直流電力の発生を低減させる
    請求項4に記載の給電制御システム。
  6. 前記制御部が前記第1駆動ユニットにおける第1制御部、及び前記第2駆動ユニットにおける第2制御部であり、
    前記第1電流値を取得して、取得値を前記第1制御部に出力する第1-1電流センサと、
    前記第1電流値を取得して、取得値を前記第2制御部に出力する第1-2電流センサと、
    前記第2電流値を取得して、取得値を前記第1制御部に出力する第2-1電流センサと、
    前記第2電流値を取得して、取得値を前記第2制御部に出力する第2-2電流センサと
    をさらに備える
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の給電制御システム。
  7. 前記第1-2電流センサ及び前記第2-1電流センサの各々に換え、前記バッテリの電源端子と、前記第1駆動ユニット及び第2駆動ユニットに分岐する点との間に一括電流センサを設け、当該一括電流センサが第1電流値及び第2電流値の加算された電流値を取得する
    請求項6に記載の給電制御システム。
  8. 前記第1電流値を取得して、取得値を前記制御部に対して出力する第1電流センサと、
    前記第2電流値を取得して、取得値を前記制御部に対して出力する第2電流センサと
    をさらに備える
    請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の給電制御システム。
  9. 第1電動装置と、前記第1電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第1インバータと、前記第1インバータに直流電力を供給する第1燃料電池システムと、前記第1インバータの直流側端子の電圧を制御する第1電圧変換器とを備える第1駆動ユニットと、
    第2電動装置と、前記第2電動装置に接続され直流電力と交流電力との変換を行なう第2インバータと、前記第2インバータに直流電力を供給する第2燃料電池システムと、前記第2インバータの直流側端子の電圧を制御する第2電圧変換器とを備える第2駆動ユニットと、
    前記第1電圧変換器及び前記第2電圧変換器の各々に共通に接続されたバッテリと、制御部とを備える給電制御システムを駆動させる給電制御方法であり、
    前記制御部が、前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第1インバータ又は/及び前記第1電圧変換器を制御し、前記第2インバータ及び前記第2燃料電池システムの各々が前記第1駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第1電流値と、前記第2駆動ユニットと前記バッテリとの間に流れる第2電流値とに基づいて決定される前記第1電流値の目標値となるように、前記第2インバータ又は/及び前記第2電圧変換器を制御する
    給電制御方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008288149A (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP2018182918A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 公益財団法人鉄道総合技術研究所 電力変換装置、電気車両、及び、電力変換方法
JP2019153519A (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2020077463A (ja) * 2018-11-05 2020-05-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4505767B2 (ja) * 2008-11-05 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5446467B2 (ja) * 2009-05-27 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5077295B2 (ja) * 2009-06-16 2012-11-21 トヨタ自動車株式会社 車両搭載用燃料電池システム
JP6174546B2 (ja) * 2014-10-30 2017-08-02 本田技研工業株式会社 燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車
JP6278000B2 (ja) 2014-11-14 2018-02-14 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム、燃料電池車両、および、燃料電池システムの制御方法
KR101955173B1 (ko) * 2015-10-05 2019-03-06 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 연료 전지 차량 제어 방법 및 연료 전지 차량 제어 장치
DE102016207286A1 (de) * 2016-04-28 2017-11-02 Robert Bosch Gmbh Elektrisches System mit mindestens zwei Modulen
JP6791007B2 (ja) * 2017-05-19 2020-11-25 トヨタ自動車株式会社 自動車
US10974607B2 (en) * 2017-07-07 2021-04-13 Transportation Ip Holdings, Llc Power system and associated system
SE541388C2 (en) * 2017-12-19 2019-09-10 Assa Abloy Ab Actuator comprising electro permanent magnet and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008288149A (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP2018182918A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 公益財団法人鉄道総合技術研究所 電力変換装置、電気車両、及び、電力変換方法
JP2019153519A (ja) * 2018-03-06 2019-09-12 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP2020077463A (ja) * 2018-11-05 2020-05-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム

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