JP2022043648A - 発電制御システム、発電制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(1):この発明の一態様に係る発電制御システムは、電力により作動する電動装置に搭載された複数の燃料電池システムと、前記電動装置に搭載されたバッテリと、前記複数の燃料電池システムの状態と、前記バッテリの状態と、前記複数の燃料電池システムの要求電力とに基づいて、前記複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する制御装置と、を備える発電制御システムである。
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、トランスミッション3、ユニット4A、ユニット4B、シャフト5、フレーム6、および車輪7を備えている。
次に、ユニット4の構成例を説明する。図2は、本実施形態に係るユニット4を含む構成の一例を示すブロック図である。図2のように、ユニット4Aは、燃料電池システム200A、燃料電池システム200B、BATVCU34A、変換部32A、モータ12A、DCDC変換部45A、補機46A、およびバッテリ40Aを備えている。ユニット4Bは、燃料電池システム200C、燃料電池システム200D、BATVCU34B、変換部32B、モータ12B、DCDC変換部45B、補機46B、およびバッテリ40Bを備えている。
ここで、燃料電池システム200の構成例に説明する。図3は、本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2のように、燃料電池システム200は、例えば、燃料電池スタック210、コンプレッサ214、封止入口弁216、加湿器218、気液分離器220、排気循環ポンプ(P)222、水素タンク226、水素供給弁228、水素循環部230、気液分離器232、温度センサ(T)240、コンタクタ242、FCVCU244、燃料電池制御装置246、および燃料電池冷却システム280を備える。なお、図3の構成は一例であり、燃料電池システム200の構成はこれに限らない。
次に、ユニット4A、4Bが制御部80(80A、80B)を備える場合、制御部80の構成例を説明する。図4は、本実施形態に係る制御部80の構成の一例を示すブロック図である。制御部80は、例えば、モータ制御部82、ブレーキ制御部84、電力制御部86、および走行制御部88を備える。なお、制御部80を備えていない場合は、ECU100が以下の制御を行う。
次に、ECU100の構成例を説明する。図5は、本実施形態に係るECU100の構成の一例を示すブロック図である。図5のように、ECU100は、燃料電池状態取得部101、バッテリ状態取得部102、温度取得部103、比較部104、および発電制御部105を備えている。
次に、第1の制御例を説明する。第1の制御では、電動車両1が例えばアイドリング状態のとき、ECU100がSOCに応じて、複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する図6は、本実施形態に係る第1の制御例におけるシステム要求電力とバッテリSOCの時間変化の一例を示す図である。図6において横軸は時刻[s]である。線g11は、縦軸がSOC値であり、時刻に対するバッテリSOCの変化である。なお、縦軸が電圧値[V]であってもよい。線g12は、縦軸が電力値[W]であり、時刻に対するシステム要求電力の変化である。破線g21は第1しきい値(SOC15)を示し、破線g22は第2しきい値(SOC13)を示す。第1しきい値は、発電停止実施しきい値であり、第2しきい値は、発電停止解除しきい値である。なお、要求電力の大小関係は、W11<W12<W13<W14である。SOCの大小関係は、SOC11<SOC12<SOC13<SOC14<SOC15である。
次に、第2の制御例を説明する。第2の制御では、電動車両1が例えばアイドリング状態のとき、ECU100が要求電力に応じて、複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する。図8は、本実施形態に係る第2の制御例におけるシステム要求電力とバッテリSOCの時間変化の一例を示す図である。図8において横軸は時刻[s]である。線g13は、縦軸がSOCであり、時刻に対するバッテリSOCの変化である。なお、縦軸は電圧値[V]であってもよい。線g14は、縦軸が電力値[W]であり、時刻に対するシステム要求電力の変化である。破線g23は第3しきい値(W25)を示し、破線g24は第4しきい値(W23)を示す。第3しきい値は、発電停止解除しきい値であり、第4しきい値は、発電停止実施しきい値である。なお、要求電力の大小関係は、W21<W22<W23<W24<W25<W26<W27である。SOCの大小関係は、SOC21<SOC22<SOC23<SOC24である。
ここで、第1変形例を説明する。第1の制御および第2の制御では、所定の条件を満たす場合に4基のうちの2基の燃料電池システム200をオフ状態にする例を説明した。第1変例では、発電時間に基づいてオフ状態またはオフ状態にする燃料電池システム200を設定する方法例を説明する。
発電制御部105は、停止させる燃料電池システム200を、発電時間に基づいて選択する(ステップS103)。なお、第5しきい値の算出、発電時間と第5しきい値との比較も発電制御部105が、例えばステップS103で行う。
次に、第2変形例を説明する。第1の制御および第2の制御では、所定の条件を満たす場合に4基のうちの2基の燃料電池システム200をオフ状態にする例を説明した。第1変例では、燃料電池システム200の温度情報に基づいてオフ状態またはオフ状態にする燃料電池システム200を設定する方法例を説明する。
ここで、記憶部150が記憶する情報の一例を説明する。図13は、本実施形態に係る記憶部150が記憶する情報の一例を示す図である。図13のように、記憶部150は、SOCに関する第1しきい値と第2しきい値と、要求電力に関する第3しきい値と第4しきい値と、発電時間に対する第5しきい値と、温度に関する第6しきい値と、SOC(充電率)に関する第7しきい値と、を記憶している。
Claims (13)
- 電力により作動する電動装置に搭載された複数の燃料電池システムと、
前記電動装置に搭載されたバッテリと、
前記複数の燃料電池システムの状態と、前記バッテリの状態と、前記複数の燃料電池システムの要求電力とに基づいて、前記複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する制御装置と、
を備える発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記要求電力としきい値を比較した結果に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動させる燃料電池システムを決定する、
請求項1に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記要求電力と前記しきい値を比較した結果、前記要求電力が前記しきい値以上の場合に、前記複数の燃料電池システムのうち停止させる燃料電池システムを決定する、
請求項2に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記バッテリの状態としきい値を比較した結果に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動させる燃料電池システムを決定する、
請求項1に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記バッテリの状態と前記しきい値を比較した結果、前記バッテリの状態であるSOC(State Of Charge)が前記しきい値以上の場合に、前記複数の燃料電池システムのうち停止させる燃料電池システムを決定する、
請求項4に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記要求電力と前記バッテリの状態の双方に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動または停止させる燃料電池システムを決定する、
請求項1に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記複数の燃料電池システムそれぞれの発電時間としきい値とを比較した結果に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動させる燃料電池システムを選択する、
請求項2または請求項3に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記複数の燃料電池システムそれぞれの発電時間と前記しきい値とを比較した結果、前記発電時間が前記しきい値以上の前記複数の燃料電池システムのうち停止させる燃料電池システムを選択する、
請求項7に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記複数の燃料電池システムの温度としきい値と比較した結果に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動させる燃料電池システムを選択する、
請求項2または請求項3に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記複数の燃料電池システムの温度と前記しきい値と比較した結果、前記温度が前記しきい値以上の場合に、前記複数の燃料電池システムのうち停止させる燃料電池システムを選択する、
請求項9に記載の発電制御システム。 - 前記制御装置は、前記複数の燃料電池システムが有する燃料電池の充電率としきい値とを比較した結果に基づいて、前記複数の燃料電池システムのうち作動または停止させる燃料電池システムを選択する、
請求項1に記載の発電制御システム。 - コンピュータが、
電力により作動する電動装置に搭載された複数の燃料電池システムの状態と、移動体に搭載されたバッテリの状態と、前記複数の燃料電池システムの要求電力とに基づいて、前記複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する、
発電制御方法。 - コンピュータに
電力により作動する電動装置に搭載された複数の燃料電池システムの状態と、移動体に搭載されたバッテリの状態と、前記複数の燃料電池システムの要求電力とに基づいて、前記複数の燃料電池システムのそれぞれを制御する、
プログラム。
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