JP3429067B2 - Hybrid powered electric vehicle - Google Patents

Hybrid powered electric vehicle

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JP3429067B2
JP3429067B2 JP15997494A JP15997494A JP3429067B2 JP 3429067 B2 JP3429067 B2 JP 3429067B2 JP 15997494 A JP15997494 A JP 15997494A JP 15997494 A JP15997494 A JP 15997494A JP 3429067 B2 JP3429067 B2 JP 3429067B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド電源式電
動車両に関し、特に、電動車両に用いられる燃料電池と
パワー電源装置とが組み合わされた電源装置の電力制御
装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】通常、燃料電池は、そのセルが低温時お
いては、電力効率が悪いため、セル温度が上がるまで出
力も低くなってしまう。このような欠点を克服するため
に、例えば、特開昭61−45569号公報に開示され
るように、燃料電池のセル内部に電気式ヒータを設け、
電池のセル温度が低温であるとき、このヒータに通電し
て電解液等を加熱するものが知られている。また、この
ような構成によって、燃料電池の活性化を早期に行うこ
とができる。 【0003】また、従来のハイブリッド電源式電動車両
として、例えば、特開昭50−153228号公報に開
示されるように、小出力型のエネルギーバッテリと大出
力型のパワーバッテリとを組み合わせたハイブリッド方
式の電源を用いて負荷に電力を供給するもので、操作器
(例えば、アクセルペダル)の操作量(例えば、アクセ
ルペダルの踏込み量)に応じて負荷電流を設定し、加速
時のエネルギーバッテリから不足電力分をパワーバッテ
リによって補うものが知られている。 【0004】また、特開昭50−15240号公報に開
示されるように、エネルギー電源とパワー電源とを組み
合わせたハイブリッド方式の電源を備えるもので、パワ
ー電源の残存電気容量が少なくなったとき、エネルギー
電源から充電することで電力を補うものが知られてい
る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のハイブリッド電源式電動車両において、特開昭
61−45569号公報に開示される技術では、複雑な
ヒータ機構を必要とするため、電池の構造が複雑になる
のと同時に、製造コストが割高になる等の欠点がある。 【0006】また、特開昭50−153228号公報及
び特開昭50−15240号公報に開示されたハイブリ
ッド方式の電源を用いる技術では、電池のセル温度が低
温であるとき、電解液等を加熱するような機構を有して
おらず、セル温度が上昇するまでは電源の出力効率が悪
いという欠点がある。本発明はかかる点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、燃料電池のセ
ルが低温の時に、その出力電力を強制的に増加させ、燃
料電池自身の内部抵抗による発熱で自己加熱させて、速
やかに燃料電池を高効率、高出力状態にするハイブリッ
ド電源式電動車両を提供せんとするものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わるハイブリッド電
源式電動車両は、次のように構成したことを特徴として
いる。即ち、パワー電源装置と燃料電池とを制御するハ
イブリッド電源システムを備えたハイブリッド電源式電
動車両において、アクセル開度を表す信号と車速を表す
信号とに基づき車両が加速中か定速走行中かを判定する
走行状態判定手段と、前記パワー電源装置の充電が完了
しているか否かを判定する充電状態判定手段と、前記燃
料電池のセル内の温度を検出するセル温度センサと、前
記車両が定速走行中で前記パワー電源装置の充電が完了
していないとき、前記アクセル開度から要求される電力
を前記燃料電池から電動機に出力すると共に、前記燃料
電池のセル内の温度に基づいて設定された第1の電力で
当該燃料電池による当該パワー電源装置の充電を行う一
方、前記車両が加速中のときには、前記車速を表す信号
に基づいて設定された走行抵抗電力と、当該燃料電池の
セル内の温度に基づいて設定された第2の電力とを当該
燃料電池から前記電動機に出力するように制御する制御
手段とを備え、前記制御手段は、前記第1の電力を前記
燃料電池のセル内の温度が所定温度以下のときには当該
セル内の温度が低下するに従って大きな値に設定し、前
記所定温度以上のときには一定値に設定すると共に、前
記第2の電力を前記燃料電池のセル内の温度が所定温度
以下のときには当該セル内の温度が低下するに従って大
きな値に設定し、前記所定温度以上のときには零に設定
することを特徴としている。 【0008】 【0009】 【0010】 【0011】 【0012】 【作用】以上のように、本発明に基づくハイブリッド電
源式電動車両は構成されているので、以下の〜に示
す方法のいずれか又は組み合わせにより、燃料電池のセ
ルが低温の時に、その出力電力を強制的に増加させ、燃
料電池自身の内部抵抗による発熱で自己加熱させて、速
やかに燃料電池を高効率、高出力状態にする。 燃料電池からパワー電源装置への充電時、燃料電池の
セル温度を表す関数に基づく値に応じて、充電量を増加
する。 加速時、燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に
応じて、パワー電源装置の放電量を減少させ、燃料電池
の放電量を増加する。 燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に応じて、
車室内の電気ヒータ等の放熱機構に通電する電力を増加
する。 【0013】 【実施例】以下、本発明に係わる実施例につき添付図面
を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施例に係
わるハイブリッド電源式電動車両の構成を示すブロック
図である。図1において、ハイブリッド電源システム1
00は、燃料電池電源装置10、パワー電源装置20、
電力制御装置50、電動機60(例えば、直流モー
タ)、放熱装置70とを備える。また、このハイブリッ
ド電源システム100は、電力によって駆動される電動
車両に搭載され、車両の走行時等において燃料電池電源
装置10及びパワー電源装置20から電動機60へ供給
される電力量を制御する働きを有するものである。 【0014】エネルギー電源装置として使用する燃料電
池電源装置10(以下、燃料電池と略称する)は、所
謂、燃料電池、鉛蓄電池、及び電気化学反応を用いた電
源等や、これらを複合した大容量、且つ低パワーな電源
特性を有するバッテリであり、車両の定速又は慣性走行
時に必要な電力を供給する。一方、燃料電池に比べて小
容量、且つ高パワーな電源特性を有するパワー電源装置
20(以下、パワー電源と略称する)は、電気二重層コ
ンデンサ、ニッケル−カドミウム電池(以下、ニッカド
電池と略称する)等や、これらを複合した電池であり、
車両の発進時や加速時、若しくは制動時等のように大き
な負荷電力を必要とする場合に電動機60に電力を供給
すると共に、制動時には電力の吸収(充電)を行う大出
力の充電及び放電が可能な電源装置である。 【0015】電力制御装置50は、制御部としてのCP
U30と電動機60への供給電力を調整する電力調整器
40とを備えることによって、電動機60へ供給する負
荷電力を燃料電池10とパワー電源20とに所定の割合
で分配する。特に、加速時等の大きな負荷電力を必要と
する場合、パワー電源20から優先的に電力を供給する
よう制御すると共に、負荷電力が小さい場合には、燃料
電池10から電動機60へ負荷電力を供給し、且つパワ
ー電池に充電するよう電力制御する。 【0016】CPU30は、車両の加速及び減速等を行
うための操作手段(例えば、アクセル開度等、但し本実
施例では、便宜上アクセル開度とする)の操作状態を表
す信号a、車両の速度を検出する車速センサ(不図示)
からの車速を表す信号v、及び燃料電池10のセル内の
温度を検出するセル温度センサ(不図示)からのセル温
度を表す信号Tcに基づいて、電力調整器40を制御す
る。 【0017】電力調整器40は、CPU30から送信さ
れる制御信号に基づいて、燃料電池10からの出力電力
Pe及びパワー電源20からの出力電力Ppとの配分を
決定し、トータル電力として電動機の負荷電力Pmを電
動機60に供給する。更に、燃料電池10からの出力電
力Peをパワー電源に供給してパワー電源を充電すると
共に、セル温度が必要以上に上昇した場合は、放熱装置
70(例えば、車室内用のヒータ)へ電力Phを出力す
る。 【0018】次に、図2を参照して、電力調整器40の
具体的な動作を説明する。尚、図2は、電力調整器40
の構成を示す回路図である。図2において、電力調整器
40は、パルス発生器41、パルス変調器42〜44及
び回生信号発生器45とを備え、各パルス変調器からの
パルスに従ってトランジスタA〜Dをオン、オフして燃
料電池10及びパワー電源20と電動機60との間での
電力の供給を制御する。具体的には、電力Peの出力制
御信号がCPU30から変調器42に入力されると、そ
の制御信号に基づいて変調器42でパルス幅を変調し、
トランジスタAがオンされ、燃料電池10と電動機60
とが通電される。また、トランジスタAがオンされた状
態で、電力Ppの出力制御信号がCPU30から変調器
42に入力されると(図2中、Pp>0の場合)、その
制御信号に基づいて変調器43でパルス幅を変調し、ト
ランジスタBがオンされ、パワー電源20と電動機60
とが通電される。更に、トランジスタAがオンされた状
態で、電力Ppの充電制御信号がCPU30から変調器
44に入力されると(図2中、Pp<0の場合)、その
制御信号に基づいて変調器44でパルス幅を変調し、ト
ランジスタCがオンされると共に、回生信号発生器45
から信号を発生し、トランジスタDがオンされ、燃料電
池10とパワー電源20とが通電され、パワー電源20
の充電状態となる。 【0019】[制御動作]次に、図3〜図6を参照し
て、電力供給装置50の具体的な電力供給制御動作を説
明する。 <アクセル開度aと総出力電力Pmとの関係>図3
(a)、図3(b)は、夫々アクセル開度aと電動機6
0の総出力Pmとを時間tで表した図である。図4は、
電動機60の総出力Pmをアクセル開度aで表した図で
ある。図3、図4において、電動機の総出力Pmは、車
両を加速するためのアクセル開度aに連動している。即
ち、図3に示すように、運転者が停車中の車両をある時
刻t1に発進させ、時刻t2までの時間アクセルを加速
方向へ操作し、ある一定の速度になった後、、更に時刻
t3からt4の間にアクセルを加速方向へ操作すると、
電動機出力Pmは、同じく時刻t1からt2及びt3か
らt4の間だけアクセル開度aに応じて増加する方向に
変化する。また、図4に示すように、電動機60の総出
力電力Pmをアクセル開度aに基づいて示すと、上に凸
のグラフとなるように電力制御装置50において電動機
60への電力量を制御する。 【0020】<車速Vと走行抵抗Pvとの関係>次に、
図5、図6を参照して、車速Vと走行抵抗Pvとの電力
供給装置50の具体的な電力供給制御動作を説明する。
ここで、図5(a)、図5(b)は、図3のようにアク
セル開度aが変化した場合の、車両の車速Vと走行抵抗
Pvの変化を時間tで表した図である。図6は、車両が
走行時に受ける走行抵抗Pvを車速Vで表した図であ
る。尚、走行抵抗Pvとは、例えば、車両の走行により
発生する車輪と路面との転がり抵抗や車体に負荷される
空気抵抗などを受けながらも、車両が現在の車速Vを維
持するのに必要な電力である。さて、図5、図6におい
て、停車していた車両が時刻t1において発進、加速を
開始すると、車速は時刻t2までゼロから徐々に増加し
ていき、時刻t2から時刻t3まで一定の車速を維持す
る(図4のアクセル開度aを一定値に保持する。)。そ
の後、時刻t3で更に速度を増加するため、図3のアク
セル開度を加速方向に操作した分だけ、時刻t4まで車
速が増加する。その後、時刻t4では、アクセル開度を
図3の時刻t2からt3の状態に戻しているので、図5
の車速は時刻t2の時点まで戻るのである。一方、走行
抵抗Pvは、図4の電動機の総出力Pmよりは電力量が
小さいものの、車両の速度変化と同じように変化する。
即ち、図5のように、時刻t1からt2及びt3からt
4の間に車速が加速方向へ変化すると、走行抵抗電力P
vは、同じく時刻t1からt2及びt3からt4の間だ
け車速の変化に応じて増加する方向に変化する。また、
図6に示すように、車両走行時の走行抵抗電力Pvを車
速Vに基づいて示すと、下に凸のグラフとなるように電
力制御装置50において電動機60への供給電力量を制
御する。 【0021】<燃料電池10とパワー電源20による電
動機60への電力供給の関係>次に、図7を参照して、
燃料電池10とパワー電源20から電動機60への電力
供給の具体的な電力供給制御動作を説明する。ここで、
図7(a)、図7(b)は、前述した図3、図5のよう
にアクセル開度a及び車速Vが変化した場合の、燃料電
池10とパワー電源20の夫々の電動機60への供給電
力量Pe、Ppの変化を時間tで表した図である。 【0022】(燃料電池10からの電力供給制御)図7
(a)において、停車していた車両が時刻t1において
発進、加速を開始し、車速が時刻t2までゼロから徐々
に増加していくために、燃料電池10から電動機60に
所定の電力量が供給される。その後、車両は時刻t2か
ら時刻t3まで一定の車速を維持する(図4のアクセル
開度aを一定値に保持する)ために電動機60に電力が
供給されるのであるが、燃料電池10は、時刻t2から
t2’まで定常走行に必要な電力に加えて、パワー電源
20を充電するための電力Pcを上乗せして出力する。
その後、時刻t2’にパワー電源20の充電が終了する
と、時刻t2’から時刻t3まで一定車速を維持するた
めの電力Pe1を電動機60に供給する。更に時刻t3
からt4の間に、車速を増加する分だけ、燃料電池10
から電動機60に電力を供給する。その後、時刻t4で
は、アクセル開度aを図3の時刻t2からt3の状態に
戻しているので、車速は時刻t2の時点まで戻るのであ
る。そして、車両は時刻t4から時刻t5まで一定の車
速を維持する(図4のアクセル開度aを一定値に保持す
る)ために電動機60に電力が供給されるのであるが、
燃料電池10は、時刻t4からt5まで定常走行に必要
な電力に加えて、パワー電源20を充電するための電力
Pcを上乗せして出力する。その後、時刻t5にパワー
電源20の充電が終了すると、時刻t5以降、一定車速
を維持するための電力Pe1を電動機60に供給する。 【0023】(パワー電源20からの電力供給制御)一
方、図7(b)において、停車していた車両が時刻t1
において発進、加速を開始し、車速が時刻t2までゼロ
から徐々に増加していくために、パワー電源20から電
動機60に所定の電力量が供給される。このパワー電源
20による電力の供給は、燃料電池10の場合と異な
り、時刻t1において最も大きな電力となり、加速が終
了する時刻t2になるにつれて供給電力がゼロとなるよ
う制御される。即ち、パワー電源20は時刻t1で瞬間
的に極大となる電力を電動機60に供給し、加速が終了
した時点で電力供給を停止するように制御される。その
後、車両は時刻t2から時刻t3まで一定の車速を維持
する(図4のアクセル開度aを一定値に保持する)ため
に燃料電池10のみから電力が供給されるのであるが、
パワー電源20は、時刻t2からt2’まで燃料電池1
0から電力Pcを供給され、充電するのである。この電
力Pcは、前述した時刻t1からt2の間にパワー電源
20から電動機60へ供給した電力であり、パワー電源
の時刻t1からt2までの電力減少分に相当する電力量
である。その後、時刻t2’にパワー電源20の充電が
終了すると、時刻t2’から時刻t3まではパワー電源
20から電動機60への電力供給は行われない。更に時
刻t3からt4の間に、時刻t1からt2の間の電力供
給形態と同様に、車速を増加させるのに必要な分だけ、
パワー電源20から電動機60に電力を供給する。その
後、時刻t4からt5の間で、車両は一定の車速を維持
すると共に、パワー電源20は、燃料電池10から電力
Pcを供給され、時刻t3からt4までの間に減少した
電力量を充電するのである。時刻t5以降では、車両は
一定の車速を維持された状態なので、パワー電源20か
ら電動機60への電力供給は行われない。以上説明した
ように、電力制御装置50は、燃料電池10とパワー電
源20の電力を所定の割合で分配して制御するのであ
る。 【0024】[電力供給制御フロー]次に、図8〜図1
0を参照して、図3〜図7で説明した電力制御装置50
による制御手順を説明する。図8〜図10は、電力制御
装置50の制御手順を記述したフローチャートである。
図8及び図1において、処理が開始され、ステップS2
に進むと、ステップS2では車両のアクセル開度を表す
信号aがCPU30に入力され、CPU30では、入力
された信号aにより関数Faa(a)をアクセル開度a
を表すパラメータとして設定し、この関数Faa(a)
に基づいてアクセル開度から要求される電力Paを演算
する。その後、ステップS4に進み、ステップS2の場
合と同様に、車速Vを表す信号vがCPU30に入力さ
れ、CPU30では、入力された信号vにより関数Fa
v(a)を車速Vを表すパラメータとして設定し、この
関数Fav(a)に基づいて車速を維持するために必要
な電力Pvを演算する。その後、ステップS6では、ス
テップS2及びステップS4で算出された電力Pa、P
vの大きさを比較する。即ち、ステップS6では車両の
加速判定を行っており、Pa>Pvと判断された場合、
車両が加速に要する電力Paが車速を維持するための走
行抵抗電力Pvよりも大きいので現在車両は加速中と判
断される。一方、ステップS6で、Pa<Pvと判断さ
れた場合、車両が加速に要する電力Paが車速を維持す
るための走行抵抗電力Pvよりも小さいので現在車両は
定速又は慣性走行中と判断される。従って、ステップS
6でPa>Pvと判断された場合(ステップS6で判断
がYESのとき)、ステップS8に進む。ステップS8
では、図11で後述する燃料電池10内部のセル温度T
cを表す信号TcがCPU30に入力され、CPU30
では、入力された信号Tcにより関数Fa(Tc)をセ
ル温度Tcに基づく燃料電池のセル活性化に必要な電力
量を表すパラメータとして設定し、車速を維持するため
の走行抵抗電力PvとパラメータFa(Tc)とを加算
することにより、燃料電池10から供給すべき電力量P
eを演算する。その後のステップS10では、ステップ
S2で算出された加速に必要な電力量Paからステップ
R>S8で算出された燃料電池10供給すべき電力Peを
引き算し、燃料電池10からの出力では足りない不足電
力量をパワー電源20から供給補助するための電力Pp
を演算する。その後、図9に示すステップS12では、
図13で後述する燃料電池10内部のセル温度Tcを表
す信号TcがCPU30に入力され、CPU30では、
入力された信号Tcにより関数Fh(Tc)をセル温度
Tcに基づく放熱装置70への出力電力Phを表すパラ
メータとして設定し、放熱装置70で熱量として放熱す
べき電力量Phを演算する。ここで、放熱装置70への
出力電力Phは、例えば、燃料電池10の内部セル温度
が低温状態で活性化させる必要があるにも係わらず、加
速やパワー電源の充電のための電力を必要としない場
合、燃料電池10からの電力Peを放熱装置70(例え
ば、車室内ヒータ)から熱として逃がすことによって、
燃料電池10から電力を強制的に出力させることで活性
化を促すための電力である。また、電力Phは、当然の
ことながら、燃料電池が活性化した状態で、例えば、車
室内のヒータをオンさせた場合に必要な電力にもなりう
るものである。次のステップS14では、CPU30に
より、ステップS8〜ステップS12の各ステップにお
いて演算された電力量Pe、Pp、Phを全て加算し、
電力調整器40からの総出力電力Pmを算出する。次に
ステップS16に進み、ステップS8〜ステップS12
において、夫々演算された電力量に基づいてCPU30
が電力調整器40を制御し、燃料電池10からの出力P
e、パワー電源からの出力Ppを(必要であれば放熱装
置70への出力電力Phを考慮して)所定の割合で分配
し、電動機60及び放熱装置70への総出力電力Pmと
して出力する。 【0025】(定速又は慣性走行時)一方、ステップS
6で、Pa<Pvと判断された場合、車両が加速に要す
る電力Paが車速を維持するための走行抵抗電力Pvよ
りも小さいので現在車両は定速又は慣性走行中と判断さ
れる。従って、ステップS6でPa<Pvと判断された
場合(ステップS6で判断がNOのとき)、ステップS
20に進む。ステップS20では、パワー電源20の充
電が完了した状態か否かを判断する。ステップS20に
おいて、パワー電源20の充電が完了していないと判断
された場合(ステップS20で判断がNOのとき)、ス
テップS22に進む。ステップS22では、図12で後
述する燃料電池10内部のセル温度Tcを表す信号Tc
がCPU30に入力され、CPU30では、入力された
信号Tcにより関数Fc(Tc)をセル温度Tcに基づ
くパワー電源の充電に必要な出力電力Pcを表すパラメ
ータとして設定し、燃料電池10からパワー電源に出力
すべき電力量Pcを演算する。その後、ステップS24
に進み、CPU30で、ステップS2で演算された加速
時に必要な電力量PaとステップS22で演算されたパ
ワー電源の充電に必要な電力量Pcとを加算し、燃料電
池10から供給すべき出力電力Peを演算する。次のス
テップS26では、パワー電源20からの出力電力Pp
として電力Pcを設定し(実際には、充電されるので出
力電力Ppの値はマイナスとなる)、しかる後に図9で
説明したステップS12に進む。 【0026】また、ステップS20において、パワー電
源20の充電が完了していると判断された場合(ステッ
プS20で判断がYESのとき)、ステップS28に進
む。ステップS28では、燃料電池10の出力電力Pe
として加速に要する電力Paのみが設定される。その
後、ステップS30では、車両は加速をしていない状態
であるので、パワー電源20から供給すべき電力Ppを
ゼロに設定し、しかる後に図9で説明したステップS1
2に進む。尚、図11は、加速時の燃料電池10のセル
温度を活性化するのに必要な電力量を表すパラメータF
a(Tc)を燃料電池10のセル温度で表した図であ
る。また、図12は、パワー電源20の充電に必要な電
力量を表すパラメータFc(Tc)を燃料電池10のセ
ル温度で表した図である。また、図13は、放熱装置7
0に供給すべき電力量を表すパラメータFh(Tc)を
燃料電池10のセル温度で表した図である。図11、図
13においては、燃料電池10のセル温度Tcが所定値
Ttとなったところで、燃料電池10が活性化したもの
と見なし、燃料電池の活性化に必要な電力量を表すパラ
メータをゼロに設定とする。また、図12においては、
燃料電池10のセル温度Tcが所定値Ttとなったとこ
ろで、パワー電源20の充電に必要な電力量を表すパラ
メータのみを設定する。 【0027】以上説明したように、本実施例の電力制御
装置では、燃料電池からパワー電源装置への充電時、燃
料電池のセル温度を表す関数に基づく値に応じて、充電
量を増加し、また、加速時、燃料電池のセル温度を表す
関数に基づく値に応じて、パワー電源装置の放電量を減
少させ、燃料電池の放電量を増加し、更に、燃料電池の
セル温度を表す関数に基づく値に応じて、車室内の電気
ヒータ等の放熱機構に通電する電力を増加するように制
御するので、燃料電池のセルが低温の時に、その出力電
力を強制的に増加させ、燃料電池自身の内部抵抗による
発熱で自己加熱させて、速やかに燃料電池を高効率、高
出力状態にすることができる。 【0028】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記各実施例を修正又は変更したものに適用可能であ
る。例えば、本実施例では、燃料電池として鉛蓄電池
等、パワー電源として電気二重層コンデンサ等を用いて
行ったが、同様の性能を有するものであれば実施例で説
明した電池のみに限定されるものではない。また、放熱
装置は、電気エネルギーを熱に変換して外部に放熱する
機構を有するものならば、車室内ヒータに限らず、例え
ば車室外に搭載される装置であってもよいことは言うま
でもない。 【0029】 【効果】以上説明のように、本発明に基づくハイブリッ
ド電源式電動車両は構成されているので、燃料電池か
らパワー電源装置への充電時、燃料電池のセル温度を表
す関数に基づく値に応じて、充電量を増加する。又は、
加速時、燃料電池のセル温度を表す関数に基づく値に
応じて、パワー電源装置の放電量を減少させ、燃料電池
の放電量を増加する。又は、燃料電池のセル温度を表
す関数に基づく値に応じて、車室内の電気ヒータ等の放
熱機構に通電する電力を増加する。以上の〜に示す
方法のいずれか又は組み合わせにより供給電力量を制御
するので、燃料電池のセルが低温の時に、その出力電力
を強制的に増加させ、燃料電池自身の内部抵抗による発
熱で自己加熱させて、速やかに燃料電池を高効率、高出
力状態にする効果がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
For moving vehicles, in particular, fuel cells used in electric vehicles
Power control of power supply combined with power supply
It concerns the device. [0002] 2. Description of the Related Art Usually, a fuel cell is used when its cell temperature is low.
Power efficiency is low, so
The power is also low. To overcome these shortcomings
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-45569 discloses
As such, an electric heater is provided inside the cell of the fuel cell,
When the cell temperature of the battery is low, this heater is energized.
There is known an apparatus which heats an electrolytic solution or the like. Also this
With such a configuration, it is possible to activate the fuel cell early.
Can be. [0003] Further, a conventional hybrid power supply type electric vehicle is used.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-153228 discloses
As shown, a small output type energy battery and a large output
Hybrid type combined with power type power battery
Power is supplied to the load using a power supply of the type
(E.g., accelerator pedal)
The load current is set in accordance with the
Power battery from the energy battery at the time
What is supplemented by ri is known. Further, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 50-15240 discloses
As shown, the energy and power supplies are combined.
It is equipped with a combined hybrid type power supply.
-When the remaining power capacity of the power
It is known that power is supplemented by charging from a power source.
You. [0005] However, as described above,
In a conventional hybrid powered electric vehicle,
In the technology disclosed in JP 61-45569 A, complicated
Requires heater mechanism, complicates battery structure
At the same time, there are disadvantages such as an increase in manufacturing cost. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-153228 and
And a hybrid disclosed in JP-A-50-15240.
In the technology that uses the power supply of the quad type, the cell temperature of the battery is low.
When it is hot, it has a mechanism to heat the electrolyte etc.
Power output efficiency is poor until the cell temperature rises.
Disadvantage. The present invention has been made in view of such a point.
The purpose is to secure the fuel cell.
When the temperature is low, the output power is forcibly increased,
Self-heating by the heat generated by the internal resistance of the fuel cell itself,
A hybrid that quickly turns the fuel cell into a high-efficiency, high-power state
A power supply type electric vehicle is provided. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION To solve the above problems,
In order to achieve the object, the hybrid
The source-type electric vehicle has the following features.
I have. That is, a housing for controlling the power supply device and the fuel cell.
Equipped with an hybrid power systemHybrid power supply
In a moving vehicle, a signal indicating accelerator opening and vehicle speed
Determine whether the vehicle is accelerating or traveling at a constant speed based on the signal
The running state determination means and the charging of the power supply device are completed.
Charging state determining means for determining whether or not
A cell temperature sensor that detects the temperature inside the fuel cell,
The vehicle is running at a constant speed and the power supply is fully charged.
When not, the power required from the accelerator opening
To the electric motor from the fuel cell and the fuel
With the first power set based on the temperature in the cell of the battery
Charging the power supply device with the fuel cell;
On the other hand, when the vehicle is accelerating, a signal representing the vehicle speed
And the running resistance power set based on the
And the second power set based on the temperature in the cell.
Control for controlling output from the fuel cell to the electric motor
Means, and wherein the control means controls the first power
When the temperature in the fuel cell is below a predetermined temperature,
Set a larger value as the temperature inside the cell decreases,
When the temperature is higher than the specified temperature, set it to a constant value and
The second electric power is supplied to the fuel cell at a predetermined temperature.
In the following cases, the temperature increases as the temperature in the cell decreases.
Set to zero, and set to zero when the temperature is higher than the predetermined temperature.
DoIt is characterized by: [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] As described above, the hybrid electric vehicle according to the present invention
Since the source-type electric vehicle is configured,
Fuel cell security by any or a combination of
When the temperature is low, the output power is forcibly increased,
Self-heating by the heat generated by the internal resistance of the fuel cell itself,
Soon put the fuel cell in a high efficiency, high output state. When charging the power supply from the fuel cell,
Increases the charge according to a value based on a function that represents the cell temperature
I do. During acceleration, the value is based on a function that represents the cell temperature of the fuel cell.
Accordingly, the discharge amount of the power supply unit is reduced, and the fuel cell
Increase the amount of discharge. Depending on the value based on the function representing the cell temperature of the fuel cell,
Increased power to energize heat dissipation mechanisms such as electric heaters in the cabin
I do. [0013] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
Block showing the configuration of a hybrid-powered electric vehicle
FIG. In FIG. 1, a hybrid power supply system 1
00 is a fuel cell power supply 10, a power supply 20,
The power control device 50 and the electric motor 60 (for example, a DC motor)
And a heat radiating device 70. Also, this hybrid
Power supply system 100 is powered by electric power.
It is mounted on the vehicle, and when the vehicle is running, the fuel cell power supply
Supply from the device 10 and the power supply device 20 to the electric motor 60
It has a function of controlling the amount of power to be supplied. A fuel cell used as an energy power supply
The pond power device 10 (hereinafter abbreviated as fuel cell) is
So-called fuel cells, lead-acid batteries, and electricity using electrochemical reactions
Power source, etc., or a large-capacity, low-power power supply combining these
This is a battery with characteristics that allows the vehicle to travel at a constant speed or inertia.
Sometimes supply the necessary power. On the other hand, compared to fuel cells,
Power supply device with high capacity and high power supply characteristics
20 (hereinafter abbreviated as power supply) is an electric double layer
Capacitors, nickel-cadmium batteries (hereinafter Nicad)
Etc.), or a battery combining these,
Large when starting, accelerating, or braking the vehicle
Supply electric power to the electric motor 60 when high load electric power is required
Oide that absorbs (charges) electric power during braking
Power supply device capable of charging and discharging power. The power control device 50 includes a CP as a control unit.
Power regulator for regulating power supplied to U30 and motor 60
40, the negative voltage supplied to the electric motor 60 is provided.
A prescribed ratio of the load power to the fuel cell 10 and the power supply 20
Distribute with. In particular, large load power is required during acceleration, etc.
The power supply 20 preferentially supplies power.
If the load power is small,
It supplies load power from the battery 10 to the motor 60 and
-Power control to charge the battery. The CPU 30 accelerates and decelerates the vehicle.
Operating means (for example, accelerator opening, etc.
In this embodiment, the operation state of the accelerator opening is shown for convenience.
Signal a, vehicle speed sensor (not shown) for detecting the speed of the vehicle
And a signal v representing the vehicle speed from the
Cell temperature from a cell temperature sensor (not shown) that detects temperature
The power controller 40 is controlled based on the signal Tc representing the degree.
You. The power adjuster 40 receives a signal transmitted from the CPU 30.
Output power from the fuel cell 10 based on the control signal
The distribution between Pe and the output power Pp from the power supply 20 is
And determine the load power Pm of the motor as the total power.
Supply to the motive 60. Further, the output power from the fuel cell 10 is
When power Pe is supplied by supplying power Pe to the power source,
In both cases, if the cell temperature rises more than necessary,
70 (for example, a heater for a vehicle interior) to output electric power Ph
You. Next, referring to FIG.
A specific operation will be described. FIG. 2 shows the power controller 40.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of FIG. In FIG. 2, a power conditioner
40 is a pulse generator 41, pulse modulators 42 to 44 and
And a regenerative signal generator 45.
Turn on and off transistors A to D according to the pulse to burn
Between the fuel cell 10 and the power source 20 and the electric motor 60
Control power supply. Specifically, the output control of power Pe
When a control signal is input from the CPU 30 to the modulator 42,
The pulse width is modulated by the modulator 42 based on the control signal of
The transistor A is turned on, and the fuel cell 10 and the electric motor 60 are turned on.
Is energized. Also, the state in which the transistor A is turned on
In this state, the output control signal of the power Pp is sent from the CPU 30 to the modulator.
42 (in the case of Pp> 0 in FIG. 2),
The modulator 43 modulates the pulse width based on the control signal, and
When the transistor B is turned on, the power source 20 and the electric motor 60 are turned on.
Is energized. Further, when the transistor A is turned on,
In the state, the charge control signal of the electric power Pp is sent from the CPU 30 to the modulator.
44 (in the case of Pp <0 in FIG. 2),
The pulse width is modulated by the modulator 44 based on the control signal, and the
When the transistor C is turned on, the regeneration signal generator 45
, The transistor D is turned on, and the fuel
The pond 10 and the power supply 20 are energized, and the power supply 20
Charging state. [Control Operation] Next, referring to FIGS.
Then, a specific power supply control operation of the power supply device 50 will be described.
I will tell. <Relationship between accelerator opening a and total output power Pm> FIG.
(A) and FIG. 3 (b) show the accelerator opening a and the motor 6 respectively.
FIG. 6 is a diagram showing a total output Pm of 0 as time t. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the total output Pm of the electric motor 60 by an accelerator opening a.
is there. 3 and 4, the total output Pm of the motor is
It is linked to the accelerator opening a for accelerating both. Immediately
That is, as shown in FIG.
Start at time t1 and accelerate the accelerator until time t2
Operate in the direction, and after reaching a certain speed,
When the accelerator is operated in the acceleration direction between t3 and t4,
The motor output Pm is also from time t1 to t2 and t3.
Between t4 and t4
Change. In addition, as shown in FIG.
When the force power Pm is shown based on the accelerator opening a,
In the electric power control device 50, the electric motor
Control the amount of power to 60. <Relationship between vehicle speed V and running resistance Pv>
Referring to FIGS. 5 and 6, electric power of vehicle speed V and running resistance Pv
A specific power supply control operation of the supply device 50 will be described.
Here, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are similar to FIGS.
The vehicle speed V and running resistance of the vehicle when the cell opening a changes
FIG. 6 is a diagram showing a change in Pv in time t. FIG. 6 shows that the vehicle
FIG. 5 is a diagram showing a traveling resistance Pv received during traveling as a vehicle speed V.
You. Note that the running resistance Pv is, for example,
Rolling resistance between the generated wheels and the road surface and load on the vehicle body
The vehicle maintains the current vehicle speed V while receiving air resistance, etc.
It is the power required to carry. Now, in FIG. 5 and FIG.
The stopped vehicle starts and accelerates at time t1.
When started, the vehicle speed gradually increases from zero until time t2.
And maintain a constant vehicle speed from time t2 to time t3.
(The accelerator opening a in FIG. 4 is kept at a constant value.) So
After that, in order to further increase the speed at time t3,
By the time the cell opening is operated in the acceleration direction, the vehicle
Speed increases. Then, at time t4, the accelerator opening is
Since the state is returned from time t2 to t3 in FIG.
The vehicle speed returns to the time t2. Meanwhile, traveling
The resistance Pv is smaller than the total output Pm of the electric motor in FIG.
Although small, it changes in a manner similar to a change in vehicle speed.
That is, as shown in FIG. 5, from time t1 to t2 and from time t3 to t2.
4 when the vehicle speed changes in the acceleration direction, the running resistance power P
v is also between times t1 and t2 and between times t3 and t4.
It changes in a direction that increases according to the change in the vehicle speed. Also,
As shown in FIG. 6, the running resistance power Pv during running of the vehicle is
When shown based on the speed V, the power is
The power control device 50 controls the amount of power supplied to the motor 60.
I will. <Electricity generated by fuel cell 10 and power supply 20
Relationship of Power Supply to Motivation 60> Next, referring to FIG.
Electric power from the fuel cell 10 and the power supply 20 to the electric motor 60
A specific power supply control operation of supply will be described. here,
FIGS. 7A and 7B are similar to FIGS. 3 and 5 described above.
When the accelerator opening a and the vehicle speed V change
Power supply to the electric motor 60 of the pond 10 and the power supply 20
FIG. 4 is a diagram showing changes in the strengths Pe and Pp in time t. (Control of Power Supply from Fuel Cell 10) FIG.
In (a), the stopped vehicle moves at time t1.
Start and accelerate, and the vehicle speed gradually increases from zero until time t2
From the fuel cell 10 to the electric motor 60 in order to increase
A predetermined amount of power is supplied. After that, the vehicle
From the time t3 to the time t3.
The electric power is supplied to the electric motor 60 to maintain the opening a at a constant value.
The fuel cell 10 is supplied from time t2.
Until t2 ', in addition to the power required for steady running, a power supply
The power Pc for charging the battery 20 is added and output.
Thereafter, the charging of the power supply 20 ends at time t2 '.
To maintain a constant vehicle speed from time t2 'to time t3.
Power Pe1 is supplied to the electric motor 60. Further at time t3
From time t4 to time t4, the fuel cell 10
Supplies electric power to the electric motor 60. Then, at time t4
Changes the accelerator opening a from time t2 to t3 in FIG.
Since the vehicle speed has been returned, the vehicle speed returns to the time t2.
You. The vehicle is a constant vehicle from time t4 to time t5.
Maintain the speed (keep the accelerator opening a in FIG. 4 at a constant value)
Power is supplied to the electric motor 60 for
Fuel cell 10 is required for steady running from time t4 to t5
Power to charge the power supply 20 in addition to the
Pc is added and output. Then, at time t5,
When the charging of the power supply 20 is completed, the vehicle speed becomes constant after time t5.
Is supplied to the electric motor 60 to maintain the power. (Control of power supply from power supply 20)
On the other hand, in FIG.
Starts and accelerates at, and the vehicle speed becomes zero until time t2.
From the power supply 20 in order to gradually increase
A predetermined amount of power is supplied to the motive 60. This power supply
The supply of electric power by the fuel cell 20 differs from that of the fuel cell 10.
At time t1, the power becomes the largest, and the acceleration ends.
The supply power becomes zero as time t2 expires
Controlled. That is, the power supply 20 is instantaneously at time t1.
Supply the maximum electric power to the electric motor 60, and the acceleration ends.
At this point, the power supply is controlled to stop. That
Later, the vehicle maintains a constant vehicle speed from time t2 to time t3.
(To maintain the accelerator opening a in FIG. 4 at a constant value)
Is supplied with power only from the fuel cell 10,
The power supply 20 operates between the time t2 and the time t2 '.
Electric power Pc is supplied from 0 and charging is performed. This
The power Pc is applied to the power supply between the time t1 and the time t2.
20 is the power supplied to the motor 60 from the power
Power amount corresponding to the power decrease from time t1 to t2
It is. Thereafter, at time t2 ', the power supply 20 is charged.
When the operation is completed, the power supply is operated from time t2 'to time t3.
Electric power is not supplied from the motor 20 to the electric motor 60. More time
Between time t3 and time t4, power supply between time t1 and time t2 is performed.
As in the case of feeding, only the amount necessary to increase the vehicle speed,
Power is supplied from the power supply 20 to the electric motor 60. That
Later, between time t4 and time t5, the vehicle maintains a constant vehicle speed.
And the power supply 20 supplies power from the fuel cell 10
Pc was supplied and decreased between time t3 and t4
The electric energy is charged. After time t5, the vehicle
Since the constant vehicle speed is maintained, the power supply 20
No power is supplied to the electric motor 60. Explained above
As described above, the power control device 50
The power of the source 20 is distributed and controlled at a predetermined rate.
You. [Power Supply Control Flow] Next, FIGS.
0, the power control device 50 described with reference to FIGS.
Will be described. 8 to 10 show power control.
5 is a flowchart describing a control procedure of the device 50.
In FIG. 8 and FIG. 1, the process is started, and step S2
In step S2, the accelerator opening of the vehicle is represented.
The signal a is input to the CPU 30.
The function Faa (a) is changed to the accelerator opening a by the signal a.
And the function Faa (a)
Power Pa required from accelerator opening is calculated based on
I do. Thereafter, the process proceeds to step S4, where
Similarly, the signal v representing the vehicle speed V is input to the CPU 30.
Then, the CPU 30 calculates the function Fa based on the input signal v.
v (a) is set as a parameter representing the vehicle speed V, and
Required to maintain vehicle speed based on function Fav (a)
Is calculated. Then, in step S6,
Power Pa, P calculated in step S2 and step S4
Compare the magnitude of v. That is, in step S6, the vehicle
If acceleration is determined and Pa> Pv is determined,
The power Pa required for acceleration of the vehicle is adjusted to maintain the vehicle speed.
It is determined that the vehicle is currently accelerating because it is larger than the row resistance power Pv.
Refused. On the other hand, in step S6, it is determined that Pa <Pv.
The power Pa required for acceleration of the vehicle maintains the vehicle speed.
Is smaller than the running resistance power Pv for
It is determined that the vehicle is traveling at a constant speed or inertia. Therefore, step S
If Pa> Pv is determined in step 6 (determined in step S6)
Is YES), the process proceeds to step S8. Step S8
Now, the cell temperature T inside the fuel cell 10 described later with reference to FIG.
c is input to the CPU 30 and the signal
Then, the function Fa (Tc) is set by the input signal Tc.
Required for cell activation of fuel cell based on temperature Tc
Set as a parameter to represent the amount and maintain the vehicle speed
Of the running resistance power Pv and the parameter Fa (Tc)
By doing so, the amount of power P to be supplied from the fuel cell 10
e is calculated. In the subsequent step S10,
Step from the power amount Pa required for acceleration calculated in S2
R> The electric power Pe to be supplied calculated in S8 to be supplied to the fuel cell 10 is
If the output from the fuel cell 10 is insufficient,
Power Pp for assisting power supply from power power supply 20
Is calculated. Thereafter, in step S12 shown in FIG.
A cell temperature Tc inside the fuel cell 10 described later with reference to FIG.
Signal Tc is input to the CPU 30, and the CPU 30
The function Fh (Tc) is converted to the cell temperature by the input signal Tc.
A parameter representing output power Ph to heat dissipation device 70 based on Tc.
Set as a meter and dissipate heat as heat
The power amount Ph to be calculated is calculated. Here, the heat radiation device 70
The output power Ph is, for example, the internal cell temperature of the fuel cell 10.
Despite the need to activate at low temperatures,
If power is not required for charging
In this case, the electric power Pe from the fuel cell 10 is transmitted to the heat radiating device 70 (for example,
For example, by releasing heat from the vehicle interior heater)
Active by forcibly outputting power from fuel cell 10
It is electric power to promote the conversion. In addition, the power Ph
However, with the fuel cell activated, for example,
It can be the power required when turning on the heater in the room
Things. In the next step S14, the CPU 30
From step S8 to step S12,
And the calculated power amounts Pe, Pp, and Ph are all added,
The total output power Pm from the power regulator 40 is calculated. next
Proceeding to step S16, steps S8 to S12
In the CPU 30 based on the respective calculated amounts of power.
Controls the power regulator 40, and the output P from the fuel cell 10
e, output Pp from the power supply (if necessary
At a predetermined ratio (considering the output power Ph to the device 70)
And the total output power Pm to the electric motor 60 and the heat dissipation device 70
And output. (At constant speed or inertial running) On the other hand, step S
If it is determined in step 6 that Pa <Pv, the vehicle needs to accelerate.
Power Pa is equal to running resistance power Pv for maintaining vehicle speed.
The current vehicle is judged to be running at constant speed or inertia.
It is. Therefore, it was determined that Pa <Pv in step S6.
In this case (when the determination is NO in Step S6), Step S6
Go to 20. In step S20, charging of power supply 20 is performed.
It is determined whether the charging is completed. In step S20
Determines that the power supply 20 has not been fully charged
If it is determined (NO in step S20),
Proceed to step S22. In step S22,
A signal Tc representing the cell temperature Tc inside the fuel cell 10 described below.
Is input to the CPU 30, and the input
The function Fc (Tc) is based on the signal Tc based on the cell temperature Tc.
Parameter representing the output power Pc required for charging the power supply.
Data and output from fuel cell 10 to power supply
The power amount Pc to be calculated is calculated. Then, step S24
To the acceleration calculated by the CPU 30 in step S2.
The required power Pa and the power calculated in step S22.
And the amount of power Pc required to charge the power
The output power Pe to be supplied from the pond 10 is calculated. Next
In step S26, the output power Pp from the power supply 20
And set the power Pc as
The value of the power Pp is negative), and thereafter, in FIG.
The process proceeds to step S12 described above. In step S20, the power
When it is determined that the charging of the power source 20 is completed (step
When the determination is YES in step S20), the process proceeds to step S28.
No. In step S28, the output power Pe of the fuel cell 10
Only the power Pa required for acceleration is set. That
Later, in step S30, the vehicle is not accelerating.
Therefore, the power Pp to be supplied from the power supply 20 is
Set to zero, and then step S1 described in FIG.
Proceed to 2. FIG. 11 shows the cells of the fuel cell 10 during acceleration.
Parameter F representing the amount of power required to activate the temperature
FIG. 3 is a diagram showing a (Tc) as a cell temperature of the fuel cell 10.
You. FIG. 12 shows the power required for charging the power supply 20.
The parameter Fc (Tc) representing the power is
FIG. FIG. 13 shows the heat dissipation device 7.
A parameter Fh (Tc) representing the amount of power to be supplied to 0
FIG. 2 is a diagram represented by a cell temperature of a fuel cell 10. FIG. 11, FIG.
13, the cell temperature Tc of the fuel cell 10 is set to a predetermined value.
When the fuel cell 10 is activated at the point where Tt is reached
Parameter that represents the amount of power required to activate the fuel cell.
Set the meter to zero. In FIG. 12,
When the cell temperature Tc of the fuel cell 10 reaches a predetermined value Tt,
A parameter representing the amount of power required to charge the power supply 20.
Set only the meter. As described above, the power control of this embodiment
When charging the power supply from the fuel cell,
Charge according to a value based on a function that represents the cell temperature of the fuel cell
Increase the amount and also represent the cell temperature of the fuel cell during acceleration
Reduce the amount of power supply discharge by a function-based value.
Decrease the amount of discharge of the fuel cell,
Depending on the value based on the cell temperature function,
The power supplied to the heat dissipation mechanism such as the heater is controlled to increase.
When the temperature of the fuel cell is low, its output power
Force is increased by the internal resistance of the fuel cell itself.
Self-heated by self-heating, fuel cell can be quickly and efficiently
It can be in the output state. The scope of the present invention does not depart from the gist of the present invention.
The above embodiments are applicable to the modified or changed embodiments.
You. For example, in this embodiment, a lead storage battery is used as the fuel cell.
Using an electric double layer capacitor etc. as the power supply
Was performed, but if they have similar performance,
The invention is not limited to the battery described above. Also heat dissipation
The device converts electrical energy to heat and radiates it to the outside
If it has a mechanism, it is not limited to the heater inside the vehicle,
Needless to say, the device may be installed outside the cabin.
not. [0029] As described above, the hybrid according to the present invention
The power-powered electric vehicle is composed of
Displays the fuel cell temperature when charging the power supply.
The charge amount is increased according to a value based on the function. Or
During acceleration, the value is based on a function that represents the cell temperature of the fuel cell.
Accordingly, the discharge amount of the power supply unit is reduced, and the fuel cell
Increase the amount of discharge. Alternatively, display the cell temperature of the fuel cell.
Of the electric heater in the vehicle
Increase the power supplied to the thermal mechanism. Shown above
Control power supply by any or combination of methods
When the temperature of the fuel cell is low, its output power
Is forced to increase and the fuel cell's own internal resistance
Self-heating with heat to quickly and efficiently output fuel cells
It has the effect of turning into a force state.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例に係わるハイブリッド電源式電
動車両の構成を示すブロック図である。 【図2】本発明に係わる実施例の電力調整器40の構成
を示す回路図である。 【図3】アクセル開度aと電動機60の総出力Pmとを
時間tで表した図である。 【図4】電動機60の総出力Pmをアクセル開度aで表
した図である。 【図5】図3のようにアクセル開度aが変化した場合の
車両の車速Vと走行抵抗Pvの変化を時間tで表した図
である。 【図6】車両が走行時に受ける走行抵抗Pvを車速Vで
表した図である。 【図7】図3、図5のようにアクセル開度a及び車速V
が変化した場合の、燃料電池10とパワー電源20の夫
々の電動機60への供給電力量Pe、Ppの変化を時間
tで表した図である。 【図8】電力制御装置50の制御手順を記述したフロー
チャートである。 【図9】電力制御装置50の制御手順を記述したフロー
チャートである。 【図10】電力制御装置50の制御手順を記述したフロ
ーチャートである。 【図11】加速時の燃料電池10のセル温度を活性化す
るのに必要な電力量を表すパラメータFa(Tc)を燃
料電池10のセル温度で表した図である。 【図12】パワー電源20の充電に必要な電力量を表す
パラメータFc(Tc)を燃料電池10のセル温度で表
した図である。 【図13】放熱装置70に供給すべき電力量を表すパラ
メータFh(Tc)を燃料電池10のセル温度で表した
図である。 【符号の説明】 10…燃料電池電源装置、20…パワー電源装置、30
…CPU、40…電力調整器、50…電力制御装置、6
0…電動機、70…放熱装置、42〜44…パルス変調
器、41…パルス発生器、45…回生信号発生器、10
0…ハイブリッド電源システム、Pe…燃料電池からの
出力電力、Pp…パワー電源からの出力電力、Ph…放
熱装置への出力電力、Pv…車速を維持するのに必要な
電力、Pa…加速時に必要な電力、Pm…電力調整器か
ら出力される総電力、Tc…燃料電池のセル温度
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hybrid-powered electric vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a power regulator 40 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing accelerator opening a and total output Pm of electric motor 60 in time t. FIG. 4 is a diagram showing a total output Pm of an electric motor 60 by an accelerator opening a. FIG. 5 is a diagram showing a change in vehicle speed V and running resistance Pv in time t when the accelerator opening a changes as in FIG. 3; FIG. 6 is a diagram showing a traveling resistance Pv received by the vehicle during traveling as a vehicle speed V. FIG. 7 shows the accelerator opening a and the vehicle speed V as shown in FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing changes in the amounts of electric power Pe, Pp supplied to the respective electric motors 60 of the fuel cell 10 and the power supply 20 when time changes, with time t. FIG. 8 is a flowchart describing a control procedure of the power control device 50. FIG. 9 is a flowchart describing a control procedure of the power control device 50. FIG. 10 is a flowchart describing a control procedure of the power control device 50. FIG. 11 is a view showing a parameter Fa (Tc) representing an amount of electric power required to activate a cell temperature of the fuel cell 10 during acceleration, as a cell temperature of the fuel cell 10; FIG. 12 is a diagram showing a parameter Fc (Tc) representing an amount of power required for charging the power supply 20 in terms of a cell temperature of the fuel cell 10; FIG. 13 is a diagram showing a parameter Fh (Tc) representing an amount of power to be supplied to the heat radiating device 70 by a cell temperature of the fuel cell 10; [Description of Signs] 10 ... Fuel cell power supply unit, 20 ... Power supply unit, 30
... CPU, 40 ... Power regulator, 50 ... Power control device, 6
0 ... motor, 70 ... radiator, 42-44 ... pulse modulator, 41 ... pulse generator, 45 ... regeneration signal generator, 10
0: hybrid power supply system, Pe: output power from fuel cell, Pp: output power from power supply, Ph: output power to radiator, Pv: power required to maintain vehicle speed, Pa: required during acceleration Power, Pm: total power output from the power regulator, Tc: fuel cell temperature

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−23167(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 11/18 H02J 7/00 H02J 7/34 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-58-23167 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60L 11/18 H02J 7/00 H02J 7 / 34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 パワー電源装置と燃料電池とを制御する
ハイブリッド電源システムを備えたハイブリッド電源式
電動車両において、 アクセル開度を表す信号と車速を表す信号とに基づき車
両が加速中か定速走行中かを判定する走行状態判定手段
と、 前記パワー電源装置の充電が完了しているか否かを判定
する充電状態判定手段と、 前記燃料電池のセル内の温度を検出するセル温度センサ
と、 前記車両が定速走行中で前記パワー電源装置の充電が完
了していないとき、前記アクセル開度から要求される電
力を前記燃料電池から電動機に出力すると共に、前記燃
料電池のセル内の温度に基づいて設定された第1の電力
で当該燃料電池による当該パワー電源装置の充電を行う
一方、前記車両が加速中のときには、前記車速を表す信
号に基づいて設定された走行抵抗電力と、当該燃料電池
のセル内の温度に基づいて設定された第2の電力とを当
該燃料電池から前記電動機に出力するように制御する制
御手段とを備え、 前記制御手段は、前記第1の電力を前記燃料電池のセル
内の温度が所定温度以下のときには当該セル内の温度が
低下するに従って大きな値に設定し、前記所定温度以上
のときには一定値に設定すると共に、前記第2の電力を
前記燃料電池のセル内の温度が所定温度以下のときには
当該セル内の温度が低下するに従って大きな値に設定
し、前記所定温度以上のときには零に設定する ことを特
徴とするハイブリッド電源式電動車両。
(57) [Claim 1] A hybrid power supply type equipped with a hybrid power supply system for controlling a power supply device and a fuel cell
In an electric vehicle, a vehicle based on a signal indicating an accelerator opening and a signal indicating a vehicle speed is used.
Traveling state determination means for determining whether both are accelerating or traveling at a constant speed
And whether or not the charging of the power supply device is completed
And a cell temperature sensor for detecting a temperature in a cell of the fuel cell
And the power supply device is completely charged while the vehicle is traveling at a constant speed.
If not, the power required from the accelerator opening
Output power from the fuel cell to the electric motor,
First power set based on the temperature in the cell of the fuel cell
To charge the power supply device with the fuel cell.
On the other hand, when the vehicle is accelerating, a signal representing the vehicle speed is generated.
Resistance power set on the basis of the
And the second power set based on the temperature in the cell
A control for controlling output from the fuel cell to the electric motor.
Control means, wherein the control means transmits the first electric power to a cell of the fuel cell.
When the temperature inside the cell is lower than the predetermined temperature,
Set to a larger value as it decreases, and above the predetermined temperature
In the case of, while setting to a constant value, the second power
When the temperature inside the cell of the fuel cell is equal to or lower than a predetermined temperature
Set to a larger value as the temperature inside the cell decreases
When the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the temperature is set to zero .
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