JP3780525B2

JP3780525B2 - 燃料電池自動車

Info

Publication number: JP3780525B2
Application number: JP2003270571A
Authority: JP
Inventors: 日吉龍野
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2023-07-03
Also published as: JP2005027476A

Description

本発明は、水素ガス等を燃料とする燃料電池自動車に関するものである。

近年の環境問題に対応し、内燃エンジンを搭載する自動車に代わって、クリーンエネルギーとして水素ガスを燃料とする自動車の開発が進められている。例えば、自動車に搭載した燃料電池に水素を供給して電気を発生させ、この発生した電気を駆動源として利用するもの等である。この燃料電池自動車は、水素ガスと空気とを供給して電気を発生させる燃料電池、及びこの燃料電池で発生した電気を蓄電する蓄電池を搭載しているものが一般的である。この蓄電池は、自動車の駆動モータに電力を供給して始動を行い、走行中において駆動モータを駆動するとともに、減速時において生じる電力を回収して蓄電できるようになっている。この種の燃料電池自動車で、燃料電池と蓄電池（二次電池）とを駆動用電動機に並列接続した燃料電池自動車の制御装置において、駆動用電動機の温度を検出する温度検知装置を備え、燃料電池の出力電圧の制御目標値を、駆動用電動機の温度により補正する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００２−２１８６０７号公報（第２〜６ページ、第１、３及び５図）

しかしながら、従来の燃料電池と蓄電池とを搭載した燃料電池自動車では、燃料の残量を水素ガスボンベの圧力表示により行い、蓄電池の蓄電残量を考慮していなかったため、運転者は正確な走行可能距離を把握することが困難で、渋滞等の道路状況により判断を誤り、安全走行に支障を来たすことがあった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ガス燃料の残量だけでなく蓄電残量を含めた安全な走行可能距離を事前に把握することができる燃料電池自動車を提供することを目的とする。

請求項1に記載の発明にあっては、水素ガスを供給する水素ガス供給源から供給される水素及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電気を発生させる燃料電池装置、及びこの燃料電池装置で発生させた電気を蓄電する蓄電装置の電気を制御装置により電力制御して車輪を駆動する駆動モータに供給する燃料電池自動車において、前記制御装置には、前記水素ガス供給源に設けられたガス残量検知器によるガス残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、前記蓄電装置に設けられた蓄電残量検知器による蓄電残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、ゼロ点補正データを記憶するための表示補正用メモリと、前記ガス残量に基づく走行距離算出部で換算した走行距離と前記蓄電残量に基づく走行距離算出部で換算した走行距離を加算した値から、前記表示補正用メモリに記憶したゼロ点補正データを減算処理して表示器に表示させる制御を行う表示制御部とを備え、前記水素ガス供給源は、高圧水素ガスを貯留した水素ガスボンベであり、前記ガス残量検知器は、該水素ガスボンベに設けられた圧力計及び温度計であり、かつ前記表示補正用メモリには、安全走行可能距離を確保するに必要なデータが記憶されていることを特徴とするものである。制御装置では、燃料電池装置のガス残量と蓄電装置の蓄電残量を加算して走行距離を算出し、さらに安全走行可能なゼロ点補正して表示器に表示することで、ガス燃料の残量だけでなく蓄電残量を含めた安全な走行可能距離を事前に把握することができる。水素ガス供給源のガス残量を水素ガスボンベに設けた圧力計及び温度計により簡単に検知することができる。また表示補正用メモリに安全走行可能距離を確保するに必要なデータを記憶することで安全走行ができる。

以上説明したように本発明の燃料電池自動車では、水素ガス供給源から供給される水素及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電気を発生させる燃料電池装置、及び燃料電池装置で発生させた電気を蓄電する蓄電装置の電気を制御装置により電力制御して駆動モータに供給する燃料電池自動車において、制御装置には、水素ガス供給源に設けたガス残量検知器によるガス残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、蓄電装置に設けられた蓄電残量検知器による蓄電残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、ゼロ点補正データを記憶するための表示補正用メモリと、走行距離算出部で換算したガス残量に基づく走行距離と蓄電残量に基づく走行距離を加算した値から、表示補正用メモリに記憶したゼロ点補正データを減算処理して表示器に表示させる制御を行う表示制御部とを備えたことで、ガス燃料の残量だけでなく蓄電残量を含めた安全な走行可能距離を事前に把握することができる。

以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図1及び図2は本発明実施形態の燃料電池自動車を説明する図であり、図１は燃料電池自動車の全体構成を説明するブロック図、図2は燃料電池自動車の制御装置部分の詳細を説明するブロック図である。

本実施形態の燃料電池自動車１０は、水素ガス等のガス燃料により電気を発生させる燃料電池装置１４と、この燃料電池装置１４で発生した電気や減速時において生成される電気を蓄電する蓄電装置１５と、燃料電池装置１４及び蓄電装置１５から供給される電力を制御するとともに、それぞれの残量による安全な走行可能距離を算出して表示器１９の表示を制御する制御装置２０と、この制御装置２０の制御の元に供給される電力により自動車の車輪等を駆動するための駆動モータ１８と、制御装置２０の制御により表示制御される表示器１９とから構成されている。

燃料電池装置１４は、水素ガスを供給する水素ガス供給源１１と、外部の空気を取り込み圧縮空気を供給する空気圧縮機等からなる空気供給源１２と、水素ガス供給源１１から供給される水素と空気供給源１２から供給される空気中の酸素との結合により電気を発生させる燃料電池１３とから構成されている。蓄電装置１５は、燃料電池１３で発生した電気を蓄電するだけでなく、減速時等において回収される電気を蓄電する二次電池である。水素ガス供給源１１は、例えば、高圧の水素ガスを貯留した水素ガスボンベ等からなり、そのガス残量を検知するために圧力計及び温度計からなる蓄電残量検知器１７が設けられている。また、蓄電装置１５には、電流データを検知することで蓄電残量を検知する蓄電残量検知器１７が設けられている。

制御装置２０は、燃料電池装置１４及び蓄電装置１５から供給される電力を制御して駆動モータ１８へ供給する電力制御部２１、及び安全な走行可能距離を表示器１９に表示するための制御を行う部分である。表示器１９の表示制御は、ガス残量検知器１６による水素ガスボンベ等に設けられた圧力計の圧力及び温度計による温度により検出されるガス残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部（ガス）２３と、蓄電残量検知器１７により検知される蓄電装置１５の蓄電残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部（電力）２２と、安全走行可能距離を確保するために、例えば、残り５０Ｋｍ程度走行できるように表示のためのゼロ点補正データを記憶するための表示補正用メモリ２５と、走行距離算出部（電力）２２で換算された走行距離と走行距離算出部（ガス）２３で換算された走行距離とを加算した値から、表示補正用メモリ２５に記憶されたゼロ点補正データを減算した値を算出し、表示器１９に表示するための制御を行う表示制御部２４とから構成されている。表示補正用メモリ２５に記憶される値は、少なくとも表示器１９の表示がゼロになってもガス充填所に到達できる程度の距離を走行できる値であることが好ましい。表示器１９には、表示制御装置２４において、燃料電池装置１４のガス残量による走行可能距離と蓄電装置１５の蓄電残量による走行可能距離とを加算した値から、表示補正用メモリ２５に記憶されたゼロ点補正データを減算した値が表示される。この表示器１９は、例えば、表示をデジタルあるいはアナログ値として表示される。また、表示制御部２４による表示の更新は、例えば、走行距離が５００ｍ、あるいは１０００ｍ毎に行うことができる。

上記構成の燃料電池自動車１０では、燃料電池装置１４において水素ガス供給源１１から供給される水素ガスと空気供給源１２から供給される空気とにより燃料電池１３で生じた電気が蓄電装置１５に蓄電され、この燃料電池１３及び蓄電装置１５の電力が電力制御部２１により制御されて駆動モータ１８に供給されることで走行ができる。燃料電池装置１４のガス残量は、ガス残量検知器１６より検知され、走行距離算出部（ガス）２３により走行可能距離に換算され、また蓄電装置１５の蓄電残量は、蓄電残量検知器１７により検知され、走行距離算出部（電力）２２により走行可能距離に換算される。表示制御部２４は、この走行距離算出部（ガス）２３により換算された走行可能距離と、走行距離算出部（電力）２２により換算された走行可能距離とを加算した値から、表示補正用メモリ２５に記憶したゼロ点補正データを減算した値を表示器１９に表示するため、運転者は表示器１９を見ることで、従来のように水素ガスボンベ等のガス残量だけでなく蓄電装置１５の蓄電残量を加算した走行可能距離を知り、さらに表示補正用メモリ２５に記憶したゼロ点補正データが減算された値が表示することで、例えば、渋滞等の道路状況であっても判断を誤ることなく、表示器１９の表示が走行距離ゼロでも表示補正用メモリ２５に記憶した残り５０Ｋｍ程度の走行でき、安全走行が可能になる。

なお、上記実施形態において、水素ガス供給源１１を高圧の水素ガスを貯留した水素ガスボンベを例に説明したが、水素ガスを発生させる装置であってもよく、その場合には蓄電残量検知器１７も発生させることができる水素ガスの量を検知できるものであればよい。また、表示補正用メモリ２５に残り５０Ｋｍ程度走行できるゼロ点補正データを記憶する例を説明したが、安全走行可能距離を確保するに必要なデータを記憶していればよく、実施形態に限定されない。

本発明は、水素ガスを燃料として燃料電池により電気を発生させて駆動モータを駆動する燃料電池自動車に利用することができる。

本発明実施形態の燃料電池自動車の構成を説明するブロック図である。本発明実施形態の燃料電池自動車の制御装置部分の詳細を説明するブロック図である。

符号の説明

１０燃料電池自動車
１１水素ガス供給源
１２空気供給源
１３燃料電池
１４燃料電池装置
１５蓄電装置
１６ガス残量検知器
１７蓄電残量検知器
１８駆動モータ
１９表示器
２０制御装置
２１電力制御部
２２走行距離算出部（電力）
２３走行距離算出部（ガス）
２４表示制御部
２５表示補正用メモリ

Claims

水素ガスを供給する水素ガス供給源から供給される水素及び空気供給源から供給される空気により燃料電池で電気を発生させる燃料電池装置、及びこの燃料電池装置で発生させた電気を蓄電する蓄電装置の電気を制御装置により電力制御して車輪を駆動する駆動モータに供給する燃料電池自動車において、前記制御装置には、前記水素ガス供給源に設けられたガス残量検知器によるガス残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、前記蓄電装置に設けられた蓄電残量検知器による蓄電残量に基づいて走行距離に換算する走行距離算出部と、ゼロ点補正データを記憶するための表示補正用メモリと、前記ガス残量に基づく走行距離算出部で換算した走行距離と前記蓄電残量に基づく走行距離算出部で換算した走行距離を加算した値から、前記表示補正用メモリに記憶したゼロ点補正データを減算処理して表示器に表示させる制御を行う表示制御部とを備え、前記水素ガス供給源は、高圧水素ガスを貯留した水素ガスボンベであり、前記ガス残量検知器は、該水素ガスボンベに設けられた圧力計及び温度計であり、かつ前記表示補正用メモリには、安全走行可能距離を確保するに必要なデータが記憶されていることを特徴とする燃料電池自動車。