JP4038953B2

JP4038953B2 - ２次電池の昇温時間予測装置

Info

Publication number: JP4038953B2
Application number: JP2000068718A
Authority: JP
Inventors: 孝昭安部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2001257011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池の昇温時間予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２次電池の昇温時間予測装置としては、起動時に、２次電池から所定出力が得られるまでの２次電池の昇温時間を予測し、その間、２次電池を昇温するものが知られている。
【０００３】
詳しくは、２次電池の表面の初期温度に対して、加熱後に所定出力が得られるまでの昇温時間を実験により求めて、図９に示すようにマップ化しておき、実際に計測された２次電池の初期の表面温度に基づいて、このマップを参照して、昇温に必要な時間を演算して求めていた。特に、２次電池の温度が均一であれば、精度良く昇温時間を予測することができるという利点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の２次電池の昇温時間予測装置にあっては、昇温時には２次電池の表面と内部との間に温度差が生じているため、図９に示すように、２次電池の表面温度から求めた昇温時間に達しても、２次電池の放電可能出力が所定出力まで達したか正確に判断することができないといった問題があった。
【０００５】
特に、複数個の単電池を組電池化しておいた場合に、セル間に温度バラツキがあり電池の温度が均一になっていないときには、図９に示すように、精度良く昇温時間を予測することができないといった問題があった。
【０００６】
また、２次電池を搭載した車両において、キーオフから次のキーオンまでの時間が短く、２次電池の温度が周囲の温度まで均一になっていない場合や、２次電池の昇温時間が経過したが所定出力が得られず、再度、昇温するときに２次電池の昇温時間を予測する場合にも、精度良く昇温時間を予測することができないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができ、２次電池に要求される電力を確実に供給することができる２次電池の昇温時間予測装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算する放電可能出力演算手段と、前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下であるか否かを判別し、判別の結果２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下である場合には、前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力するのに必要な温度を演算し、２次電池を昇温して２次電池の温度が演算で得られた温度に達し２次電池に要求される要求電力を出力できるまでの昇温時間を演算する昇温時間演算手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、前記２次電池または前記モータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、前記燃料電池発電システムは、前記燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を前記２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算する起動時間演算手段を備えることを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、燃料電池発電システムの起動時間を表示する表示手段を備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記検出手段は、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサ又は燃焼器を負荷対象とすることを要旨とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算し、演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力できる温度に達するまでの昇温時間を演算することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。この結果、この昇温時間が経過後には２次電池に要求される電力を確実に供給することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の本発明によれば、２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、２次電池またはモータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、燃料電池発電システムは、燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことで、コンプレッサからの加熱空気を２次電池に供給して２次電池を昇温することができる。
【００１５】
また、請求項３記載の本発明によれば、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算することで、燃料電池発電システムの起動時間を精度良く予測することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００１６】
また、請求項４記載の本発明によれば、燃料電池発電システムの起動時間を表示することで、燃料電池発電システムの確実な起動時間を報知することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００１７】
また、請求項５記載の本発明によれば、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサ又は燃焼器を負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成を示す図である。
【００１９】
この燃料電池車１１は、電源として燃料電池発電システム１３と２次電池１５を備えており、燃料電池発電システム１３により発電された直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ１７を介して昇圧又は減圧されインバータ１９及び２次電池１５に供給される。また、燃料電池発電システム１３の起動時で燃料電池が発電可能な状態にない時には、２次電池１５から直流電力がインバータ１９に供給される。インバータ１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７又は２次電池１５から供給される直流電力を例えば３相交流電力に変換してモータ２１に出力し、駆動輪２３を駆動させる。
【００２０】
２次電池１５の電力は、燃料電池発電システム１３内に設けられたコンプレッサ２５、改質器２７に設けられた燃焼器２９の加熱ヒータ３１にも供給される。また、モータ２１からの回生電力は、インバータ１９を介して直流電力に変換され２次電池１５へ充電される。
【００２１】
燃料電池発電システム１３は、コンプレッサ２５、改質器２７、燃料電池３３、加熱器３５から構成されている。改質器２７は、燃料３７を改質して水素ガスを生成する改質部２８と、燃料３７を空気を用いて燃焼させる燃焼器２９と、燃焼器２９の立ち上げ時に燃焼器２９を加熱するヒータ３１とから構成されている。
【００２２】
燃料タンク（図示せず）から供給される燃料３７は改質器２７に設けられた改質部３９で水素ガスに改質され、この水素ガス４１が燃料電池３３に送られる。大気中から吸収された空気４３は、コンプレッサ２５で圧縮され加熱器３５へ送られて加熱され、加熱器３５と燃料電池３３との間に設けられたバルブ４５により加熱空気の供給先が切り替えられ、燃料電池３３又は２次電池１５へ供給される。
【００２３】
加熱器３５からバルブ４５を介して２次電池１５に供給された加熱空気は、２次電池１５を加熱した後に、配管４７，４９を通り改質器２７の燃焼器２９へ送られる。一方、加熱器３５からバルブ４５を介して燃料電池３３に供給された加熱空気は、燃料電池３３を加熱した後に、配管５１，４９を通り改質器２７の燃焼器２９へ送られる。
【００２４】
改質器２７の燃焼器２９に供給された空気は、燃料３７を燃焼するために使用され、排気ガス５３となって加熱器３５に供給され、加熱器３５により排気ガス５３とコンプレッサ２５からの空気４３が熱交換されて空気を加熱し、排気ガスは大気へ放出される。
【００２５】
そして、燃料電池３３では、改質器２７の改質部３９から供給された水素ガスと、加熱器３５からバルブ４５を介して供給された加熱空気とにより高電圧の電力が発電される。また、燃料電池３３には、燃料電池３３内の純水の温度を検出する温度センサ６３が設けられている。
【００２６】
２次電池１５には、２次電池１５の総電圧を検出する電圧センサ５５と、２次電池１５の入出力電流を検出する電流センサ５７と、２次電池１５の温度を検出する温度センサ５９が取り付けられており、各センサにより検出された値は、システムコントローラ６１に出力されている。
【００２７】
システムコントローラー６１では、各センサで検出された値に基づいて、２次電池１５の充電量ＳＯＣ及び放電可能出力が演算される。また、システムコントローラー６１は、バルブ５４とコンプレッサ２５に制御指令を出力する。なお、システムコントローラ６１は、制御データを記憶するＲＡＭと、制御プログラムを記憶するＲＯＭと、制御プログラムに従って動作するＣＰＵと、時間を計時するタイマとから構成されており、燃料電池３３の解凍システムの起動時間を報知するための表示部６５が接続されている。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照して、図２に示すフローチャートに従って、第１の実施の形態に係る動作を説明する。なお、図２に示すフローチャートは、システムコントローラ６１に設けられたＲＯＭにプログラムとして記憶されている。
【００２９】
一般に、低温時には燃料電池３３内に残された純水は凍結状態となっている。このため、起動時に燃料電池発電システム１３を立ち上げるためには、燃料電池３３内に残された純水を解凍する必要がある。そこで、本実施の形態では、２次電池１５からコンプレッサ２５に電力を供給してコンプレッサ２５に空気を圧縮させて加熱空気を燃料電池３３に送り込み、燃料電池３３内に残された凍結状態の純水を解凍するようにしている。
【００３０】
まず、燃料電池車に設けられたキーシリンダにイグニツション・キーが挿入され、スタート位置まで回動されると、２次電池１５からシステムコントローラ６１に電力が供給され、ＣＰＵがリセットされてから起動される。
ステップＳ１０では、システムコントローラ６１は、改質器２７に設けられた燃焼器２９を起動するためオン制御信号を所定時間だけ燃焼器２９に出力し、図３に示すように、２次電池１５からの電力により燃焼器２９を所定時間だけ起動する。
【００３１】
ステップＳ２０では、燃料電池３３が凍結状態にあるかどうかを判断する。すなわち、燃料電池３３に取り付けた温度センサ６３からの温度データが所定温度以下となり燃料電池３３内の純水が凍結状態にあるかどうかを判断する。燃料電池３３内の純水が凍結状態にある場合には解凍システムを起動する必要があるので、ステップＳ３０に進み、燃料電池発電システムの起動を待機する。一方、燃料電池３３内の純水が凍結状態にない場合には解凍システムを起動する必要がないので、ステップＳ１２０に進む。
【００３２】
そして、ステップＳ３０では、２次電池１５の放電可能出力を演算する。すなわち、コントローラ６１は、パルス波形からなるオフオン制御信号をコンプレッサ２５に出力し、コンプレッサ２５のモータに設けられたステータコイルにパルス期間分の電力を２次電池からパルス放電させ、電圧センサ５５からの電圧データによりパルス放電の前後での総電圧降下を求め、電流センサ５７からのパルス放電時の電流データから現在の２次電池が放電可能な放電可能出力を求める。すなわち、コントローラ６１は、パルス放電時の電圧データと電流データとの積から電力データを算出して２次電池１５から出力可能な放電可能出力を得る。
【００３３】
そして、ステップＳ４０では、２次電池１５の放電可能出力が解凍システムの起動電力以下かどうかを判断する。２次電池１５の放電可能出力がこの起動電力以下ではなく必要な電力が２次電池１５から得られると判断された場合にはステップＳ１００に進む。一方、２次電池１５から要求電力が得られない場合にはステップＳ５０に進む。
【００３４】
そして、ステップＳ５０では、解凍システムの起動可能出力が得られるまでの２次電池の昇温時間を演算し、２次電池の昇温時間と燃料電池の解凍システムの起動時間との合計時間を運転者に報知する。同時に、タイマによる計時動作を開始する。
【００３５】
ここで、ステップＳ５０での２次電池の昇温時間の求め方を説明する。
まず、２次電池１５の充電量ＳＯＣを求める。すなわち、前回キーオフした時点で内部ＲＡＭに記憶させておいた充電量ＳＯＣを読み出すか、または、充電量ＳＯＣと電池電圧に相関がある電池系では、予め充電量ＳＯＣ−電池電圧の特性グラフをマップとして記憶しておき、現在の電池電圧に対応する充電量ＳＯＣをマップから求める。
【００３６】
そして、２次電池の放電可能出力と電池の充電量ＳＯＣに基づいて、図４に示す充電量ＳＯＣ毎の放電可能出力−電池温度の特性マップを参照して、現在の充電量ＳＯＣにおいて放電可能電力を出力するのに必要な電池の温度を演算する。なお、この特性マップは、２次電池１５の台上評価結果により予め作成して内部ＲＯＭに記憶してある。
【００３７】
そして、図４に示す特性マップにより求められた２次電池１５の温度に基づいて、図５に示す予め台上実験により作成しておいた充電量ＳＯＣ毎の２次電池温度−昇温時間の特性マップを参照して、要求出力が取り出せるまでの昇温時間を求める。
【００３８】
次に、ステップＳ６０では、コンプレッサ２５から出力される加熱空気を用いて２次電池を加熱して昇温する。すなわち、システムコントローラ６１は、２次電池１５からコンプレッサ２５に電力を供給してコンプレッサ２５に空気を圧縮させて加熱空気をバルブ４５を介して２次電池１５に送り込み、２次電池１５の温度を上昇させるようにしている。
【００３９】
そして、ステップＳ７０では、タイマから計時データを読み出し、ステップＳ５０で求めておいた２次電池の昇温時間が経過したかどうかを判断する。２次電池昇温時間が経過していない場合にはステップＳ６０に戻り、処理を繰り返す。
【００４０】
一方、２次電池１５の昇温時間が経過した場合にはステップＳ８０へ進み、２次電池１５の放電可能出力を演算する。すなわち、ステップＳ３０と同様に、２次電池の放電可能出力を求める。
【００４１】
そして、ステップＳ９０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池３３の解凍システムを起動するのに必要な起動電力以上になったかどうかを判断する。ここで、２次電池１５の放電可能出力がこの解凍システムの起動電力以上になっていない場合にはステップＳ５０に戻り、再度、加熱時間を演算して、上述した処理を繰り返す。
【００４２】
一方、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池３３の解凍システムを起動するのに必要な起動電力以上になった場合にはステップＳ１００へ進む。
ステップＳ１００では、システムコントローラーは、バルブ４５を切り替え、同時に、コンプレッサ２５の作動条件の切り替えを行い、燃料電池３３の解凍システムを起動する。また、ステップＳ１００では、燃料電池３３の解凍システムを起動させ、２次電池３３のドライバに燃料電池３３の解凍システムの起動時間を表示部６５からドライバに報知する。
【００４３】
そして、ステップＳ１１０では、燃料電池３３は凍結状態から解凍状態になったかどうかを判断する。すなわち、燃料電池３３に取り付けた温度センサ６３からの温度データが所定温度以上となり燃料電池３３内の純水が凍結状態から解凍状態になったかどうかを判断する。燃料電池３３内の純水が凍結状態にある場合にはステップＳ１００に戻り、上述した処理を繰り返す。
一方、燃料電池３３内の純水が解凍状態になった場合には解凍システムを終了し、ステップＳ１２０に進み、燃料電池発電システムの起動を待機する。
【００４４】
ここで、図３を参照して、燃料電池発電システム１３を起動するときに２次電池１５に要求される要求電力について説明する。
燃焼器２９の起動（１）と、２次電池１５の加熱（２）に必要な２次電池１５の電力は、２次電池１５自身による昇温なしに出力できるよう設計してもよい。一方、燃料電池の解凍システムの起動（３）に必要な２次電池の電力は、２次電池１５が昇温した後に出力できるように設計する。この理由は、２次電池１５が昇温せずに燃料電池の解凍システムを起動する場合に必要となる電力を２次電池１５に要求すると、２次電池１５のサイズが大きくなるためである。
【００４５】
従って、昇温時間の演算精度が上がる理由は、２次電池の放電可能出力と図３より得られた２次電池温度は、電池の平均温度に近い値を演算していることになるので、昇温時間を精度良く予測できている。
【００４６】
このように、第１の実施の形態では、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算し、演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力できる温度に達するまでの昇温時間を演算することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。この結果、図６に示すように、この昇温時間が経過後には２次電池に要求される電力を確実に供給することができる。
【００４７】
また、２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、２次電池またはモータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、燃料電池発電システムは、燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことで、コンプレッサからの加熱空気を２次電池に供給して２次電池を昇温することができる。
【００４８】
さらに、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算することで、燃料電池発電システムの起動時間を精度良く予測することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００４９】
また、燃料電池発電システムの起動時間を表示することで、燃料電池発電システムの確実な起動時間を報知することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
また、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサを負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成と同様であり、その説明を省略することとする。
【００５１】
次に、図７に示すフローチャートに従って第２の実施の形態に係る制御動作を説明する。なお、図７に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様の基本的手順を有しており、同一の手順には同一の符号を付している。また、図７に示すフローチャートも、システムコントローラ６１の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記憶されている。
【００５２】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までは、第１の実施の形態において説明した内容と同様なので、その説明を省略する。
ステップＳ２１０では、２次電池１５の放電可能出力の演算を、ステップＳ１０での燃焼器２９の起動時に行うようにしている。すなわち、コントローラ６１は、燃焼器２９の起動時に、電圧センサ５５からの電圧データによりこの起動前後での総電圧降下を求め、電流センサ５７からの電流データに基づいて、２次電池の放電可能出力を求める。
【００５３】
従って、第１の実施の形態のように放電パルスをコンプレッサ２５に出力する必要がなく、２次電池１５の電力エネルギを使用せずに済み、燃料電池発電システム起動時の２次電池１５のエネルギが少なくて済むという効果がある。
【００５４】
また、ステップＳ９０で、燃料電池３３の解凍システムの起動電力が得られない場合は、ステップＳ２２０に進み、上述したステップＳ３０と同様に、２次電池１５の放電可能出力を演算してステップＳ５０へ戻るようにしている。
【００５５】
このように、第２の実施の形態では、燃料電池発電システムに設けられた燃焼器を負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成と同様であり、その説明を省略することとする。
【００５７】
第３の実施の形態における特徴は、図３に示すように、２次電池１５の昇温時には加熱空気を２次電池１５へ送るため、コンプレッサ２５に２次電池１５からの電力を供給し、この２次電池１５の放電時に２次電池の放電可能出力を演算し、２次電池の昇温時間より早く所定出力が得られる場合には、燃料電池の解凍システムを起動するようにし、一方、２次電池の昇温時間を経過しても所定出力が得られない場合には、燃料電池の解凍システムを起動せずに２次電池から所定出力が得られるまで２次電池の昇温を続けることにある。
【００５８】
次に、図８に示すフローチャートに従って第３の実施の形態に係る制御動作を説明する。なお、図８に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様の基本的手順を有しており、同一の手順には同一の符号を付している。また、図８に示すフローチャートも、システムコントローラ６１の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記憶されている。
【００５９】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までは、第１の実施の形態において説明した内容と同様なので、その説明を省略する。
ステップＳ６０での２次電池１５の昇温時に、ステップＳ３１０では、上述したように、２次電池１５からコンプレッサ２５へ電力を供給することにより、２次電池の放電可能出力を演算する。
【００６０】
ここで、ステップＳ３２０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上かどうかを判断し、放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上になった場合にはステップＳ３４０へ進む。そして、ステップＳ３４０では、上述したように、２次電池１５の放電可能出力を演算を行う。
【００６１】
そして、ステップＳ３５０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上あるかどうかを判断する。放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上ある場合には、ステップＳ１００へ進み、燃料電池の解凍システムを起動する。一方、ステップＳ３５０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ６０へ戻り、２次電池１５の加熱を継続する。
【００６２】
そして、ステップＳ３２０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ７０へ進み、２次電池１５の昇温時間が経過したかを判断し、昇温時間が経過していない場合にはステップＳ６０へ戻り、再度、２次電池の昇温動作を継続する。
【００６３】
そして、昇温時間が経過した場合にはステップＳ８０に進み、上述したように、パルス放電により２次電池の放電可能出力を演算する。ここで、ステップＳ９０では、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上かどうかを判断する。そして、放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ５０へ戻り、再度、２次電池の昇温時間を演算し、２次電池１５を加熱する。
【００６４】
一方、ステップＳ９０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上になった場合には、ステップＳ１００へ進み、燃料電池の解凍システムを起動する。
【００６５】
このように、第３の実施の形態においては、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサを負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００６６】
また、図６に示すように、２次電池の昇温時間内に燃料電池の解凍システムの起動電力が得られる場合には、燃料電池の解凍システムを起動するので、ドライバを少しでも待たせないようにすることができる。
なお、上述した第１乃至第３の実施の形態では、燃料電池の発電システムの起動時を例に上げて説明したが、２次電池を昇温して使用するときに適用できることは、言うまでもない。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次電池の昇温時間予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２次電池の昇温時間予測装置としては、起動時に、２次電池から所定出力が得られるまでの２次電池の昇温時間を予測し、その間、２次電池を昇温するものが知られている。
【０００３】
詳しくは、２次電池の表面の初期温度に対して、加熱後に所定出力が得られるまでの昇温時間を実験により求めて、図９に示すようにマップ化しておき、実際に計測された２次電池の初期の表面温度に基づいて、このマップを参照して、昇温に必要な時間を演算して求めていた。特に、２次電池の温度が均一であれば、精度良く昇温時間を予測することができるという利点を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の２次電池の昇温時間予測装置にあっては、昇温時には２次電池の表面と内部との間に温度差が生じているため、図９に示すように、２次電池の表面温度から求めた昇温時間に達しても、２次電池の放電可能出力が所定出力まで達したか正確に判断することができないといった問題があった。
【０００５】
特に、複数個の単電池を組電池化しておいた場合に、セル間に温度バラツキがあり電池の温度が均一になっていないときには、図９に示すように、精度良く昇温時間を予測することができないといった問題があった。
【０００６】
また、２次電池を搭載した車両において、キーオフから次のキーオンまでの時間が短く、２次電池の温度が周囲の温度まで均一になっていない場合や、２次電池の昇温時間が経過したが所定出力が得られず、再度、昇温するときに２次電池の昇温時間を予測する場合にも、精度良く昇温時間を予測することができないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができ、２次電池に要求される電力を確実に供給することができる２次電池の昇温時間予測装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算する放電可能出力演算手段と、前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下であるか否かを判別し、判別の結果２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下である場合には、前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力するのに必要な温度を演算し、２次電池を昇温して２次電池の温度が演算で得られた温度に達し２次電池に要求される要求電力を出力できるまでの昇温時間を演算する昇温時間演算手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、前記２次電池または前記モータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、前記燃料電池発電システムは、前記燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を前記２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算する起動時間演算手段を備えることを要旨とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、燃料電池発電システムの起動時間を表示する表示手段を備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記検出手段は、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサ又は燃焼器を負荷対象とすることを要旨とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算し、演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力できる温度に達するまでの昇温時間を演算することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。この結果、この昇温時間が経過後には２次電池に要求される電力を確実に供給することができる。
【００１４】
また、請求項２記載の本発明によれば、２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、２次電池またはモータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、燃料電池発電システムは、燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことで、コンプレッサからの加熱空気を２次電池に供給して２次電池を昇温することができる。
【００１５】
また、請求項３記載の本発明によれば、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算することで、燃料電池発電システムの起動時間を精度良く予測することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００１６】
また、請求項４記載の本発明によれば、燃料電池発電システムの起動時間を表示することで、燃料電池発電システムの確実な起動時間を報知することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００１７】
また、請求項５記載の本発明によれば、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサ又は燃焼器を負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成を示す図である。
【００１９】
この燃料電池車１１は、電源として燃料電池発電システム１３と２次電池１５を備えており、燃料電池発電システム１３により発電された直流電力はＤＣ／ＤＣコンバータ１７を介して昇圧又は減圧されインバータ１９及び２次電池１５に供給される。また、燃料電池発電システム１３の起動時で燃料電池が発電可能な状態にない時には、２次電池１５から直流電力がインバータ１９に供給される。インバータ１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７又は２次電池１５から供給される直流電力を例えば３相交流電力に変換してモータ２１に出力し、駆動輪２３を駆動させる。
【００２０】
２次電池１５の電力は、燃料電池発電システム１３内に設けられたコンプレッサ２５、改質器２７に設けられた燃焼器２９の加熱ヒータ３１にも供給される。また、モータ２１からの回生電力は、インバータ１９を介して直流電力に変換され２次電池１５へ充電される。
【００２１】
燃料電池発電システム１３は、コンプレッサ２５、改質器２７、燃料電池３３、加熱器３５から構成されている。改質器２７は、燃料３７を改質して水素ガスを生成する改質部２８と、燃料３７を空気を用いて燃焼させる燃焼器２９と、燃焼器２９の立ち上げ時に燃焼器２９を加熱するヒータ３１とから構成されている。
【００２２】
燃料タンク（図示せず）から供給される燃料３７は改質器２７に設けられた改質部３９で水素ガスに改質され、この水素ガス４１が燃料電池３３に送られる。大気中から吸収された空気４３は、コンプレッサ２５で圧縮され加熱器３５へ送られて加熱され、加熱器３５と燃料電池３３との間に設けられたバルブ４５により加熱空気の供給先が切り替えられ、燃料電池３３又は２次電池１５へ供給される。
【００２３】
加熱器３５からバルブ４５を介して２次電池１５に供給された加熱空気は、２次電池１５を加熱した後に、配管４７，４９を通り改質器２７の燃焼器２９へ送られる。一方、加熱器３５からバルブ４５を介して燃料電池３３に供給された加熱空気は、燃料電池３３を加熱した後に、配管５１，４９を通り改質器２７の燃焼器２９へ送られる。
【００２４】
改質器２７の燃焼器２９に供給された空気は、燃料３７を燃焼するために使用され、排気ガス５３となって加熱器３５に供給され、加熱器３５により排気ガス５３とコンプレッサ２５からの空気４３が熱交換されて空気を加熱し、排気ガスは大気へ放出される。
【００２５】
そして、燃料電池３３では、改質器２７の改質部３９から供給された水素ガスと、加熱器３５からバルブ４５を介して供給された加熱空気とにより高電圧の電力が発電される。また、燃料電池３３には、燃料電池３３内の純水の温度を検出する温度センサ６３が設けられている。
【００２６】
２次電池１５には、２次電池１５の総電圧を検出する電圧センサ５５と、２次電池１５の入出力電流を検出する電流センサ５７と、２次電池１５の温度を検出する温度センサ５９が取り付けられており、各センサにより検出された値は、システムコントローラ６１に出力されている。
【００２７】
システムコントローラー６１では、各センサで検出された値に基づいて、２次電池１５の充電量ＳＯＣ及び放電可能出力が演算される。また、システムコントローラー６１は、バルブ５４とコンプレッサ２５に制御指令を出力する。なお、システムコントローラ６１は、制御データを記憶するＲＡＭと、制御プログラムを記憶するＲＯＭと、制御プログラムに従って動作するＣＰＵと、時間を計時するタイマとから構成されており、燃料電池３３の解凍システムの起動時間を報知するための表示部６５が接続されている。
【００２８】
次に、図３〜図５を参照して、図２に示すフローチャートに従って、第１の実施の形態に係る動作を説明する。なお、図２に示すフローチャートは、システムコントローラ６１に設けられたＲＯＭにプログラムとして記憶されている。
【００２９】
一般に、低温時には燃料電池３３内に残された純水は凍結状態となっている。このため、起動時に燃料電池発電システム１３を立ち上げるためには、燃料電池３３内に残された純水を解凍する必要がある。そこで、本実施の形態では、２次電池１５からコンプレッサ２５に電力を供給してコンプレッサ２５に空気を圧縮させて加熱空気を燃料電池３３に送り込み、燃料電池３３内に残された凍結状態の純水を解凍するようにしている。
【００３０】
まず、燃料電池車に設けられたキーシリンダにイグニツション・キーが挿入され、スタート位置まで回動されると、２次電池１５からシステムコントローラ６１に電力が供給され、ＣＰＵがリセットされてから起動される。
ステップＳ１０では、システムコントローラ６１は、改質器２７に設けられた燃焼器２９を起動するためオン制御信号を所定時間だけ燃焼器２９に出力し、図３に示すように、２次電池１５からの電力により燃焼器２９を所定時間だけ起動する。
【００３１】
ステップＳ２０では、燃料電池３３が凍結状態にあるかどうかを判断する。すなわち、燃料電池３３に取り付けた温度センサ６３からの温度データが所定温度以下となり燃料電池３３内の純水が凍結状態にあるかどうかを判断する。燃料電池３３内の純水が凍結状態にある場合には解凍システムを起動する必要があるので、ステップＳ３０に進み、燃料電池発電システムの起動を待機する。一方、燃料電池３３内の純水が凍結状態にない場合には解凍システムを起動する必要がないので、ステップＳ１２０に進む。
【００３２】
そして、ステップＳ３０では、２次電池１５の放電可能出力を演算する。すなわち、コントローラ６１は、パルス波形からなるオフオン制御信号をコンプレッサ２５に出力し、コンプレッサ２５のモータに設けられたステータコイルにパルス期間分の電力を２次電池からパルス放電させ、電圧センサ５５からの電圧データによりパルス放電の前後での総電圧降下を求め、電流センサ５７からのパルス放電時の電流データから現在の２次電池が放電可能な放電可能出力を求める。すなわち、コントローラ６１は、パルス放電時の電圧データと電流データとの積から電力データを算出して２次電池１５から出力可能な放電可能出力を得る。
【００３３】
そして、ステップＳ４０では、２次電池１５の放電可能出力が解凍システムの起動電力以下かどうかを判断する。２次電池１５の放電可能出力がこの起動電力以下ではなく必要な電力が２次電池１５から得られると判断された場合にはステップＳ１００に進む。一方、２次電池１５から要求電力が得られない場合にはステップＳ５０に進む。
【００３４】
そして、ステップＳ５０では、解凍システムの起動可能出力が得られるまでの２次電池の昇温時間を演算し、２次電池の昇温時間と燃料電池の解凍システムの起動時間との合計時間を運転者に報知する。同時に、タイマによる計時動作を開始する。
【００３５】
ここで、ステップＳ５０での２次電池の昇温時間の求め方を説明する。
まず、２次電池１５の充電量ＳＯＣを求める。すなわち、前回キーオフした時点で内部ＲＡＭに記憶させておいた充電量ＳＯＣを読み出すか、または、充電量ＳＯＣと電池電圧に相関がある電池系では、予め充電量ＳＯＣ−電池電圧の特性グラフをマップとして記憶しておき、現在の電池電圧に対応する充電量ＳＯＣをマップから求める。
【００３６】
そして、２次電池の放電可能出力と電池の充電量ＳＯＣに基づいて、図４に示す充電量ＳＯＣ毎の放電可能出力−電池温度の特性マップを参照して、現在の充電量ＳＯＣにおいて放電可能電力を出力するのに必要な電池の温度を演算する。なお、この特性マップは、２次電池１５の台上評価結果により予め作成して内部ＲＯＭに記憶してある。
【００３７】
そして、図４に示す特性マップにより求められた２次電池１５の温度に基づいて、図５に示す予め台上実験により作成しておいた充電量ＳＯＣ毎の２次電池温度−昇温時間の特性マップを参照して、要求出力が取り出せるまでの昇温時間を求める。
【００３８】
次に、ステップＳ６０では、コンプレッサ２５から出力される加熱空気を用いて２次電池を加熱して昇温する。すなわち、システムコントローラ６１は、２次電池１５からコンプレッサ２５に電力を供給してコンプレッサ２５に空気を圧縮させて加熱空気をバルブ４５を介して２次電池１５に送り込み、２次電池１５の温度を上昇させるようにしている。
【００３９】
そして、ステップＳ７０では、タイマから計時データを読み出し、ステップＳ５０で求めておいた２次電池の昇温時間が経過したかどうかを判断する。２次電池昇温時間が経過していない場合にはステップＳ６０に戻り、処理を繰り返す。
【００４０】
一方、２次電池１５の昇温時間が経過した場合にはステップＳ８０へ進み、２次電池１５の放電可能出力を演算する。すなわち、ステップＳ３０と同様に、２次電池の放電可能出力を求める。
【００４１】
そして、ステップＳ９０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池３３の解凍システムを起動するのに必要な起動電力以上になったかどうかを判断する。ここで、２次電池１５の放電可能出力がこの解凍システムの起動電力以上になっていない場合にはステップＳ５０に戻り、再度、加熱時間を演算して、上述した処理を繰り返す。
【００４２】
一方、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池３３の解凍システムを起動するのに必要な起動電力以上になった場合にはステップＳ１００へ進む。
ステップＳ１００では、システムコントローラーは、バルブ４５を切り替え、同時に、コンプレッサ２５の作動条件の切り替えを行い、燃料電池３３の解凍システムを起動する。また、ステップＳ１００では、燃料電池３３の解凍システムを起動させ、２次電池３３のドライバに燃料電池３３の解凍システムの起動時間を表示部６５からドライバに報知する。
【００４３】
そして、ステップＳ１１０では、燃料電池３３は凍結状態から解凍状態になったかどうかを判断する。すなわち、燃料電池３３に取り付けた温度センサ６３からの温度データが所定温度以上となり燃料電池３３内の純水が凍結状態から解凍状態になったかどうかを判断する。燃料電池３３内の純水が凍結状態にある場合にはステップＳ１００に戻り、上述した処理を繰り返す。
一方、燃料電池３３内の純水が解凍状態になった場合には解凍システムを終了し、ステップＳ１２０に進み、燃料電池発電システムの起動を待機する。
【００４４】
ここで、図３を参照して、燃料電池発電システム１３を起動するときに２次電池１５に要求される要求電力について説明する。
燃焼器２９の起動（１）と、２次電池１５の加熱（２）に必要な２次電池１５の電力は、２次電池１５自身による昇温なしに出力できるよう設計してもよい。一方、燃料電池の解凍システムの起動（３）に必要な２次電池の電力は、２次電池１５が昇温した後に出力できるように設計する。この理由は、２次電池１５が昇温せずに燃料電池の解凍システムを起動する場合に必要となる電力を２次電池１５に要求すると、２次電池１５のサイズが大きくなるためである。
【００４５】
従って、昇温時間の演算精度が上がる理由は、２次電池の放電可能出力と図３より得られた２次電池温度は、電池の平均温度に近い値を演算していることになるので、昇温時間を精度良く予測できている。
【００４６】
このように、第１の実施の形態では、２次電池から負荷に供給される電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算し、演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力できる温度に達するまでの昇温時間を演算することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。この結果、図６に示すように、この昇温時間が経過後には２次電池に要求される電力を確実に供給することができる。
【００４７】
また、２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、２次電池またはモータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、燃料電池発電システムは、燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことで、コンプレッサからの加熱空気を２次電池に供給して２次電池を昇温することができる。
【００４８】
さらに、２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算することで、燃料電池発電システムの起動時間を精度良く予測することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
【００４９】
また、燃料電池発電システムの起動時間を表示することで、燃料電池発電システムの確実な起動時間を報知することができる。この結果、この起動時間が経過後には燃料電池発電システムを確実に運転することができる。
また、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサを負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成と同様であり、その説明を省略することとする。
【００５１】
次に、図７に示すフローチャートに従って第２の実施の形態に係る制御動作を説明する。なお、図７に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様の基本的手順を有しており、同一の手順には同一の符号を付している。また、図７に示すフローチャートも、システムコントローラ６１の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記憶されている。
【００５２】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までは、第１の実施の形態において説明した内容と同様なので、その説明を省略する。
ステップＳ２１０では、２次電池１５の放電可能出力の演算を、ステップＳ１０での燃焼器２９の起動時に行うようにしている。すなわち、コントローラ６１は、燃焼器２９の起動時に、電圧センサ５５からの電圧データによりこの起動前後での総電圧降下を求め、電流センサ５７からの電流データに基づいて、２次電池の放電可能出力を求める。
【００５３】
従って、第１の実施の形態のように放電パルスをコンプレッサ２５に出力する必要がなく、２次電池１５の電力エネルギを使用せずに済み、燃料電池発電システム起動時の２次電池１５のエネルギが少なくて済むという効果がある。
【００５４】
また、ステップＳ９０で、燃料電池３３の解凍システムの起動電力が得られない場合は、ステップＳ２２０に進み、上述したステップＳ３０と同様に、２次電池１５の放電可能出力を演算してステップＳ５０へ戻るようにしている。
【００５５】
このように、第２の実施の形態では、燃料電池発電システムに設けられた燃焼器を負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００５６】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成と同様であり、その説明を省略することとする。
【００５７】
第３の実施の形態における特徴は、図３に示すように、２次電池１５の昇温時には加熱空気を２次電池１５へ送るため、コンプレッサ２５に２次電池１５からの電力を供給し、この２次電池１５の放電時に２次電池の放電可能出力を演算し、２次電池の昇温時間より早く所定出力が得られる場合には、燃料電池の解凍システムを起動するようにし、一方、２次電池の昇温時間を経過しても所定出力が得られない場合には、燃料電池の解凍システムを起動せずに２次電池から所定出力が得られるまで２次電池の昇温を続けることにある。
【００５８】
次に、図８に示すフローチャートに従って第３の実施の形態に係る制御動作を説明する。なお、図８に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートと同様の基本的手順を有しており、同一の手順には同一の符号を付している。また、図８に示すフローチャートも、システムコントローラ６１の内部ＲＯＭに制御プログラムとして記憶されている。
【００５９】
ステップＳ１０からステップＳ１２０までは、第１の実施の形態において説明した内容と同様なので、その説明を省略する。
ステップＳ６０での２次電池１５の昇温時に、ステップＳ３１０では、上述したように、２次電池１５からコンプレッサ２５へ電力を供給することにより、２次電池の放電可能出力を演算する。
【００６０】
ここで、ステップＳ３２０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上かどうかを判断し、放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上になった場合にはステップＳ３４０へ進む。そして、ステップＳ３４０では、上述したように、２次電池１５の放電可能出力を演算を行う。
【００６１】
そして、ステップＳ３５０では、２次電池１５の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上あるかどうかを判断する。放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上ある場合には、ステップＳ１００へ進み、燃料電池の解凍システムを起動する。一方、ステップＳ３５０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ６０へ戻り、２次電池１５の加熱を継続する。
【００６２】
そして、ステップＳ３２０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ７０へ進み、２次電池１５の昇温時間が経過したかを判断し、昇温時間が経過していない場合にはステップＳ６０へ戻り、再度、２次電池の昇温動作を継続する。
【００６３】
そして、昇温時間が経過した場合にはステップＳ８０に進み、上述したように、パルス放電により２次電池の放電可能出力を演算する。ここで、ステップＳ９０では、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上かどうかを判断する。そして、放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以下の場合にはステップＳ５０へ戻り、再度、２次電池の昇温時間を演算し、２次電池１５を加熱する。
【００６４】
一方、ステップＳ９０において、２次電池の放電可能出力が燃料電池の解凍システムの起動電力以上になった場合には、ステップＳ１００へ進み、燃料電池の解凍システムを起動する。
【００６５】
このように、第３の実施の形態においては、燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサを負荷対象として２次電池から供給される電圧及び電流を検出することで、精度良く２次電池の昇温時間を予測することができる。
【００６６】
また、図６に示すように、２次電池の昇温時間内に燃料電池の解凍システムの起動電力が得られる場合には、燃料電池の解凍システムを起動するので、ドライバを少しでも待たせないようにすることができる。
なお、上述した第１乃至第３の実施の形態では、燃料電池の発電システムの起動時を例に上げて説明したが、２次電池を昇温して使用するときに適用できることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】燃料電池発電システムを起動するときに２次電池に要求される要求電力を示す図である。
【図４】充電量ＳＯＣ毎の放電可能出力−電池温度の特性マップを示す図である。
【図５】充電量ＳＯＣ毎の２次電池温度−昇温時間の特性マップを示す図である。
【図６】２次電池の初期温度−昇温時間の特性を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来の２次電池の初期温度−昇温時間の特性を示す図である。
【符号の説明】
１１燃料電池車
１３燃料電池発電システム
１５２次電池
１７ＤＣ／ＤＣコンバータ
１９インバータ
２１モータ
２３駆動輪
２５コンプレッサ
２７改質器
２９燃焼器
３１加熱ヒータ
３３燃料電池
３５加熱器
４５バルブ
５５電圧センサ
５７電流センサ
５９温度センサ
６１システムコントローラ
６３温度センサ
６５表示部
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る２次電池の昇温時間予測装置を、燃料電池車に適応した場合のシステム構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】燃料電池発電システムを起動するときに２次電池に要求される要求電力を示す図である。
【図４】充電量ＳＯＣ毎の放電可能出力−電池温度の特性マップを示す図である。
【図５】充電量ＳＯＣ毎の２次電池温度−昇温時間の特性マップを示す図である。
【図６】２次電池の初期温度−昇温時間の特性を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来の２次電池の初期温度−昇温時間の特性を示す図である。
【符号の説明】
１１燃料電池車
１３燃料電池発電システム
１５２次電池
１７ＤＣ／ＤＣコンバータ
１９インバータ
２１モータ
２３駆動輪
２５コンプレッサ
２７改質器
２９燃焼器
３１加熱ヒータ
３３燃料電池
３５加熱器
４５バルブ
５５電圧センサ
５７電流センサ
５９温度センサ
６１システムコントローラ
６３温度センサ
６５表示部

Claims

２次電池から負荷に供給される電圧及び電流を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電圧及び電流に基づいて、２次電池が放電可能な放電可能出力を演算する放電可能出力演算手段と、
前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下であるか否かを判別し、判別の結果２次電池の放電可能出力が２次電池に要求される要求電力以下である場合には、前記放電可能出力演算手段により演算された２次電池の放電可能出力と２次電池の充電量に基づいて、２次電池に要求される要求電力を２次電池が出力するのに必要な温度を演算し、２次電池を昇温して２次電池の温度が演算で得られた温度に達し２次電池に要求される要求電力を出力できるまでの昇温時間を演算する昇温時間演算手段とを備えたことを特徴とする２次電池の昇温時間予測装置。
前記２次電池から供給される電力により車輪を駆動するモータと、
前記２次電池または前記モータへ電力を供給する燃料電池発電システムとを備えた燃料電池電気自動車であって、
前記燃料電池発電システムは、
前記燃料電池に加熱空気を供給するとともに、加熱空気を前記２次電池に供給して昇温するコンプレッサを備えたことを特徴とする請求項１記載の２次電池の昇温時間予測装置。
２次電池の昇温時間から燃料電池発電システムの起動時間を演算する起動時間演算手段を備えることを特徴とする請求項２記載の２次電池の昇温時間予測装置。
燃料電池発電システムの起動時間を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の２次電池の昇温時間予測装置。
前記検出手段は、
燃料電池発電システムに設けられたコンプレッサ又は燃焼器を負荷対象とすることを特徴とする請求項２記載の２次電池の昇温時間予測装置。