JP4758466B2 - Fuel cell vehicle - Google Patents

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Description

この発明は、燃料電池と、前記燃料電池からの電力等を蓄電するとともに前記燃料電池を起動するための電力供給源等として利用される蓄電装置と、を備えるハイブリッド電源により走行モータを駆動する燃料電池車両に関する。   The present invention relates to a fuel that drives a travel motor by a hybrid power source that includes a fuel cell and a power storage device that stores electric power from the fuel cell and that is used as a power supply source for starting the fuel cell. The present invention relates to a battery vehicle.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質（電解質膜）の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を対向して配設した電解質・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。   For example, a polymer electrolyte fuel cell is an electrolyte / electrode in which an anode side electrode and a cathode side electrode are arranged opposite to each other on both sides of an electrolyte (electrolyte membrane) made of a polymer ion exchange membrane (cation exchange membrane). A power generation cell in which the structure is sandwiched between separators is provided. This type of fuel cell is normally used as a fuel cell stack by stacking a predetermined number of power generation cells.

この発電セルにおいて、アノード側電極に供給された燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう。）は、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう。）が供給されているために、このカソード側電極において、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。   In this power generation cell, a fuel gas supplied to the anode electrode, for example, a gas mainly containing hydrogen (hereinafter also referred to as a hydrogen-containing gas) is ionized with hydrogen on an electrode catalyst, and is cathoded through an electrolyte. Move to the side electrode side. Electrons generated during that time are taken out to an external circuit and used as direct current electric energy. The cathode side electrode is supplied with an oxidant gas, for example, a gas mainly containing oxygen or air (hereinafter also referred to as an oxygen-containing gas). Electrons and oxygen react to produce water.

水分は、カソード側からの逆拡散あるいは燃料ガスの高湿化等を原因としてアノード電極にも貯留される。   Moisture is also stored in the anode electrode due to reverse diffusion from the cathode side or high humidity of the fuel gas.

水分がいずれかの電極において過多状態になると、水詰まり状態を起こすことがあり、そこで、このような燃料電池システムを搭載した燃料電池車両では、イグニッションスイッチがオフにされた後の燃料電池システムの運転停止時に、カソード電極ばかりではなくアノード電極にも酸化剤ガスを流通させ、燃料電池内の電解質膜・電極構造体やセパレータに付着している生成水等を除去する掃気処理技術が提案されている（特許文献１）。   If water is excessive in any of the electrodes, a water clogging state may occur. Therefore, in a fuel cell vehicle equipped with such a fuel cell system, the fuel cell system after the ignition switch is turned off may be used. A scavenging treatment technology has been proposed in which the oxidant gas is circulated not only to the cathode electrode but also to the anode electrode when the operation is stopped, and the generated water adhering to the electrolyte membrane / electrode structure and separator in the fuel cell is removed. (Patent Document 1).

実際、燃料電池車両は、電源として燃料電池と高電圧のバッテリを併用した燃料電池システムにより、車両走行用の走行モータを駆動するように構成されている。この燃料電池車両では、バッテリの電力を利用して車両（燃料電池）を起動するとともに車両走行や補機電力のアシストを行い、あるいはバッテリ電力のみでいわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行が行われる。また、前記掃気処理もバッテリの電力により行われる。   Actually, the fuel cell vehicle is configured to drive a travel motor for vehicle travel by a fuel cell system using both a fuel cell and a high voltage battery as a power source. In this fuel cell vehicle, the vehicle (fuel cell) is activated using the electric power of the battery and the vehicle travel and auxiliary power are assisted, or so-called EV (Electric Vehicle) travel is performed only with the battery power. The scavenging process is also performed by battery power.

特開２００６−２７８０８５号公報JP 2006-278085 A

ところで、燃料電池車両において、イグニッションスイッチのオフ後のソーク時に外気温が下がり、氷点下等の低温時に燃料電池車両のイグニッションスイッチをオンとしたとき、燃料電池が暖機される前に、運転者等の操作者の都合等によりイグニッションスイッチがオフ状態にされる可能性がある。   By the way, in a fuel cell vehicle, when the outside temperature drops when soaking after the ignition switch is turned off, and the ignition switch of the fuel cell vehicle is turned on at a low temperature such as below freezing point, the driver etc. There is a possibility that the ignition switch is turned off for the convenience of the operator.

このような、低温時短時間発電後停止要求の操作（例えば、氷点下起動後に発電短時間にて燃料電池車両のイグニッションスイッチをオフにする操作、換言すれば、氷点下で燃料電池車両をちょっと起動した後すぐに停止させる、いわゆる低温下ちょいがけ操作）がなされた場合、あるいは低温下チョイがけ操作が繰り返された場合には、バッテリのエネルギが過度に低下し、発電停止後の上記した掃気処理ができなくなる虞がある他、バッテリの残容量が下限閾値を下回ると再起動もできなくなる虞がある。   Such an operation of a stop request after a short time power generation at low temperatures (for example, an operation of turning off the ignition switch of the fuel cell vehicle after a short time of power generation after starting below freezing, in other words, after slightly starting the fuel cell vehicle below freezing If a so-called low temperature scrubbing operation is performed immediately, or if a low temperature choking operation is repeated, the energy of the battery will be excessively reduced, and the scavenging process described above after power generation stops will be possible. In addition to the possibility of running out, there is a possibility that restarting may not be possible if the remaining battery capacity falls below the lower threshold.

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、イグニッションスイッチオフ時における掃気処理の確実な実行を可能にするとともに、当該燃料電池車両の再起動を確実に行えるようにした燃料電池車両を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and enables the scavenging process to be reliably performed when the ignition switch is turned off, and the fuel cell vehicle can be reliably restarted. An object is to provide a fuel cell vehicle.

この発明に係る燃料電池車両は、燃料電池と走行モータを電気的に接続する第１バスと、前記第１バスより分岐して蓄電装置と電気的に接続する第２バスと、前記蓄電装置の電力により前記燃料電池へ反応ガスを供給して前記燃料電池の発電を開始する燃料電池起動部と、前記蓄電装置の電力により前記燃料電池への反応ガスの供給の停止後に、前記燃料電池内部に掃気ガスを導入し、内部を掃気する掃気部と、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出部と、を備えた燃料電池車両であって、前記燃料電池の起動時に、前記蓄電装置の残容量が、前記燃料電池の次回起動分の電力値以上で設定される起動後緊急充電必要残容量閾値未満である場合、前記走行モータの出力を停止することで、前記第２バスを通流する電流を増加させ、前記残容量が前記起動後緊急充電必要残容量閾値以上の値となるまで急速充電する第２バス電流増加部を備えることを特徴とする。
この場合、前記第２バス電流増加部は、さらに、前記燃料電池の起動時に、前記蓄電装置の残容量が、前記起動後緊急充電必要残容量閾値以上であって、前記燃料電池の前記次回起動分及び次回掃気分の電力値の和以上で設定される走行中下限残容量閾値未満である場合、前記走行モータの出力を制限することで、前記第２バスを通流する電流を増加させ、前記蓄電装置の残容量が前記走行中下限残容量閾値以上の値となるまで急速充電することが好ましい。 The fuel cell vehicle according to the present invention includes a first bus that electrically connects the fuel cell and the travel motor, a second bus that branches from the first bus and is electrically connected to the power storage device, and the power storage device. A fuel cell starter for supplying reaction gas to the fuel cell by electric power and starting power generation of the fuel cell; and after stopping supply of the reaction gas to the fuel cell by electric power of the power storage device, A fuel cell vehicle comprising a scavenging part for introducing a scavenging gas and scavenging the interior, and a remaining capacity detection part for detecting a remaining capacity of the power storage device , wherein when the fuel cell is started , remaining capacity, if the fuel is a next start content less power value or more set is started after the emergency charging required residual capacity threshold of the battery, that to stop the output of the travel motor, the pre-Symbol second bus increasing the current flowing through the Characterized in that it comprises a second bus current increase unit for quick charging until capacity becomes a value equal to or greater than the start after the emergency charging required residual capacity threshold.
In this case, the second bus current increasing unit further includes, when the fuel cell is started, the remaining capacity of the power storage device is greater than or equal to the emergency charge required remaining capacity threshold after the start, and the fuel cell is started next time. If it is less than the lower limit remaining capacity threshold during traveling set by the sum or more of the power value of the minute and the next scavenging, by limiting the output of the traveling motor, the current flowing through the second bus is increased, It is preferable that rapid charging is performed until the remaining capacity of the power storage device reaches a value equal to or greater than the lower limit remaining capacity threshold during traveling.

この発明によれば、第２バス電流増加部は、燃料電池の起動時に、蓄電装置の残容量が、起動後緊急充電必要残容量閾値未満である場合、前記燃料電池から第１バスを通じて走行モータに供給される電流（電力）を停止し、又は前記蓄電装置の残容量が前記起動後緊急充電必要残容量閾値より大きい走行中下限残容量閾値未満である場合、前記燃料電池から前記第１バスを通じて走行モータに供給される電流（電力）を制限することで、前記第２バスを通流する電流を増加させ、前記蓄電装置を充電するようにしたので、上述した低温下チョイがけ操作等で蓄電装置の蓄電量が低下し、掃気分のエネルギを失った場合でも、燃料電池起動時に車両としての走行よりも蓄電装置の充電が優先され、迅速に掃気分及び次回起動分のエネルギを確保することができる。結果として、反応ガスを封入したままでの放置による燃料電池の劣化、水分の凍結に付随する燃料電池の劣化などを未然に防止することができる。 According to the invention the travel, the second bus current increase unit, at the time of startup of the fuel cell, the remaining capacity of the power storage device, is less than urgent charge required residual capacity threshold after starting, through the fuel cell or we first bus When the current (electric power) supplied to the motor is stopped , or when the remaining capacity of the power storage device is less than the running lower limit remaining capacity threshold value that is greater than the emergency charge required remaining capacity threshold value after startup, the first from the fuel cell By limiting the current (electric power) supplied to the traveling motor through the bus, the current flowing through the second bus is increased and the power storage device is charged. Even if the amount of power stored in the power storage device decreases and the energy for scavenging is lost, charging of the power storage device is prioritized over traveling as a vehicle when the fuel cell is started, and the energy for scavenging and next starting is quickly secured. Rukoto can. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the fuel cell due to leaving the reaction gas sealed and the deterioration of the fuel cell accompanying freezing of moisture.

また、走行モータの出力を制限又は停止することで蓄電装置の充電量を増やせるばかりか、燃料電池から蓄電装置への充電電流の変動も抑えることが可能になるため、効率の良い充電が行える。   Further, by limiting or stopping the output of the traveling motor, not only can the charge amount of the power storage device be increased, but also fluctuations in the charging current from the fuel cell to the power storage device can be suppressed, so that efficient charging can be performed.

この発明によれば、起動時に蓄電装置の残容量が少ないときに走行モータの駆動よりも蓄電装置の充電を優先するようにしたので、イグニッションスイッチオフ時における掃気処理の確実な実行ができ、且つ当該燃料電池車両の再起動を確実に行うことができる。   According to the present invention, since the charging of the power storage device is prioritized over the driving of the traveling motor when the remaining capacity of the power storage device is small at the time of startup, the scavenging process can be reliably performed when the ignition switch is turned off, and The fuel cell vehicle can be reliably restarted.

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、この発明の一実施形態が適用された燃料電池システム１０を備える燃料電池車両１２の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell vehicle 12 including a fuel cell system 10 to which an embodiment of the present invention is applied.

この燃料電池車両１２は、基本的には、燃料電池１４と、この燃料電池１４の発電出力を補助するエネルギストレージである高圧の蓄電装置（バッテリという。）１６とから構成されるハイブリッド電源と、このハイブリッド電源からの電流（電力）が図示しないインバータを通じて供給される走行モータ１８とから構成される。   The fuel cell vehicle 12 basically includes a hybrid power source including a fuel cell 14 and a high-voltage power storage device (battery) 16 that is an energy storage that assists the power generation output of the fuel cell 14. The traveling motor 18 is supplied with current (electric power) from the hybrid power source through an inverter (not shown).

バッテリ１６は、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池、又はキャパシタを利用することができる。この実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。   As the battery 16, for example, a lithium ion secondary battery, a nickel metal hydride secondary battery, or a capacitor can be used. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is used.

燃料電池１４の発電電流Ｉｆｃの電流出力端は、第１バス１０１を通じて走行モータ１８に電気的に接続されている。また、この第１バス１０１から分岐する第２バス１０２に電力分配器２１を通じてバッテリ１６が電気的に接続されている。   A current output terminal of the generated current Ifc of the fuel cell 14 is electrically connected to the traveling motor 18 through the first bus 101. The battery 16 is electrically connected to the second bus 102 branched from the first bus 101 through the power distributor 21.

電力分配器２１は、制御装置（コントローラ）７０の制御下に、燃料電池１４の電力（発電電力）及び（又は）バッテリ１６の電力を、走行モータ１８や補機としてのエアコンプレッサ３６（掃気部）及び補機としてのエアコンディショナ（エアコン）３７等に分配する。また、この電力分配器２１は、制御装置７０の制御下に、燃料電池１４の電力及び（又は）走行モータ１８の回生電力をバッテリ１６に分配し、バッテリ１６を充電する。   Under the control of the control device (controller) 70, the power distributor 21 converts the electric power (generated electric power) of the fuel cell 14 and / or the electric power of the battery 16 into an air compressor 36 (scavenging unit) as a traveling motor 18 or an auxiliary machine. ) And an air conditioner (air conditioner) 37 as an auxiliary machine. The power distributor 21 distributes the power of the fuel cell 14 and / or the regenerative power of the travel motor 18 to the battery 16 and charges the battery 16 under the control of the control device 70.

バッテリ１６に流れる充電電流又は放電電流をバッテリ電流Ｉｂという。また、走行モータ１８に接続された第１バス１０１に流れる駆動（力行）電流又は回生電流をモータ電流Ｉｍという。燃料電池１４に接続された第１バス１０１に流れる電流は、発電電流Ｉｆｃである。   The charging current or discharging current flowing through the battery 16 is referred to as battery current Ib. A driving (powering) current or a regenerative current flowing in the first bus 101 connected to the traveling motor 18 is referred to as a motor current Im. The current flowing through the first bus 101 connected to the fuel cell 14 is a generated current Ifc.

燃料電池１４は、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで挟んで保持して構成される燃料電池セルを、複数積層させて一体化させたスタック構造である。各燃料電池セルは、電解質膜（固体高分子電解質膜）・電極構造体を挟んで保持する金属のセパレータとを備える。一方のセパレータの電解質膜・電極構造体のカソード電極に対向する面には、酸化剤ガス流路（反応ガス流路ともいう。）１４６が設けられる。他方のセパレータの電解質膜・電極構造体のアノード電極に対向する面には、燃料ガス流路（反応ガス流路ともいう。）１４８が形成される。   The fuel cell 14 has a stack structure in which a plurality of fuel cell units configured by holding a solid polymer electrolyte membrane between an anode electrode and a cathode electrode are stacked and integrated. Each fuel cell includes an electrolyte membrane (solid polymer electrolyte membrane) and a metal separator that holds the electrode structure. An oxidant gas flow path (also referred to as a reaction gas flow path) 146 is provided on the surface of one separator facing the cathode electrode of the electrolyte membrane / electrode structure. A fuel gas channel (also referred to as a reaction gas channel) 148 is formed on the surface of the other separator facing the anode electrode of the electrolyte membrane / electrode structure.

燃料電池１４には、この燃料電池１４の燃料ガス流路１４８を通じてアノード電極に燃料ガス、例えば水素（Ｈ2）ガスを供給するための水素供給口２０と、燃料電池１４の燃料ガス流路１４８から排出される未使用の水素ガスを含む排ガスを排出するための水素排出口２２と、燃料電池１４の酸化剤ガス流路１４６を通じてカソード電極に、酸化剤ガス、例えば酸素（Ｏ2）を含む空気（エア）を供給するための空気供給口２４と、酸化剤ガス流路１４６から未使用の酸素を含む空気を燃料電池１４から排出するための空気排出口２６とが設けられている。 The fuel cell 14 has a hydrogen supply port 20 for supplying a fuel gas, for example, hydrogen (H 2 ) gas, to the anode electrode through the fuel gas channel 148 of the fuel cell 14, and a fuel gas channel 148 of the fuel cell 14. An oxidant gas, for example, oxygen (O 2 ) is included in the cathode electrode through the hydrogen discharge port 22 for discharging exhaust gas containing unused hydrogen gas discharged from the fuel cell 14 and the oxidant gas flow path 146 of the fuel cell 14. An air supply port 24 for supplying air (air) and an air discharge port 26 for discharging air containing unused oxygen from the oxidant gas flow path 146 from the fuel cell 14 are provided.

水素供給口２０には、水素供給流路２８が連通される。この水素供給流路２８には、エゼクタ４８が設けられ、このエゼクタ４８は、高圧水素を貯留する水素タンク４２から図示しない水素遮断弁及び圧力調整弁４４を通じて供給される水素ガスを、水素供給流路２８及び水素供給口２０を通じて燃料電池１４に供給するとともに、燃料電池１４で使用されなかった未使用の水素ガスを含む排ガスを、水素排出口２２に連通する水素循環流路４６から吸引して燃料電池１４に再供給する。   A hydrogen supply channel 28 communicates with the hydrogen supply port 20. The hydrogen supply flow path 28 is provided with an ejector 48, and the ejector 48 supplies hydrogen gas supplied from a hydrogen tank 42 storing high-pressure hydrogen through a hydrogen cutoff valve and a pressure regulating valve 44 (not shown) to a hydrogen supply flow. While supplying to the fuel cell 14 through the passage 28 and the hydrogen supply port 20, exhaust gas containing unused hydrogen gas that has not been used in the fuel cell 14 is sucked from the hydrogen circulation channel 46 communicating with the hydrogen discharge port 22. The fuel cell 14 is supplied again.

水素循環流路４６には、アノード電極に溜まった水やカソード電極から電解質膜を透過してアノード電極に混入した窒素ガスを含む燃料ガスを、水素パージ流路３２及び図示しない希釈ボックスを介して外部（大気）に排出して発電安定性を確保するために適宜開放されるパージ弁３０が設けられる。   In the hydrogen circulation channel 46, water accumulated in the anode electrode and fuel gas containing nitrogen gas that has permeated the electrolyte membrane from the cathode electrode and mixed into the anode electrode are passed through the hydrogen purge channel 32 and a dilution box (not shown). A purge valve 30 is provided which is appropriately opened to discharge to the outside (atmosphere) and ensure power generation stability.

一方、空気供給口２４には、空気供給流路３４が連通され、この空気供給流路３４には、大気からの空気を圧縮して供給するエアコンプレッサ用モータと一体となったエアコンプレッサ３６が接続される。エアコンプレッサ３６の外気取入口４１には、大気圧Ｐａを測定する大気圧センサ３９が設けられている。   On the other hand, an air supply passage 34 communicates with the air supply port 24, and an air compressor 36 integrated with an air compressor motor that compresses and supplies air from the atmosphere is provided in the air supply passage 34. Connected. An atmospheric pressure sensor 39 that measures the atmospheric pressure Pa is provided at the outside air inlet 41 of the air compressor 36.

また、空気排出口２６には、エアコンプレッサ３６から空気供給流路３４及び空気供給口２４を通じて燃料電池１４に供給される空気の圧力を調整するための背圧制御弁３８が設けられ、燃料電池１４の空気排出口２６は、この背圧制御弁３８を介し空気排出流路４０、図示しない前記希釈ボックスを通じて大気に連通している。   Further, the air discharge port 26 is provided with a back pressure control valve 38 for adjusting the pressure of the air supplied from the air compressor 36 to the fuel cell 14 through the air supply flow path 34 and the air supply port 24. The 14 air discharge ports 26 communicate with the atmosphere through the back pressure control valve 38 through the air discharge flow path 40 and the dilution box (not shown).

さらに、燃料電池１４の水素供給流路２８と空気供給流路３４との間には、空気導入流路５３を介し水素供給口２０を通じて燃料ガス流路１４８に圧縮空気を導入するための、いわゆるアノード側空気掃気処理時に開放される空気導入弁５４が設けられる。   Further, between the hydrogen supply channel 28 and the air supply channel 34 of the fuel cell 14, so-called compressed air is introduced into the fuel gas channel 148 through the hydrogen supply port 20 via the air introduction channel 53. An air introduction valve 54 that is opened during the anode-side air scavenging process is provided.

さらに、燃料電池システム１０及びこの燃料電池システム１０を搭載する燃料電池車両１２には、制御装置７０が設けられ、この制御装置７０により、燃料電池システム１０及び燃料電池車両１２の前記各種弁の開度及び開閉、電力分配器２１の制御、走行モータ１８の制御、エアコンプレッサ３６等の補機の制御、バッテリ１６の充放電制御等を含め、全ての動作が制御される。   Further, the fuel cell system 10 and the fuel cell vehicle 12 on which the fuel cell system 10 is mounted are provided with a control device 70, and the control device 70 opens the various valves of the fuel cell system 10 and the fuel cell vehicle 12. All operations are controlled including the degree and opening / closing, control of the power distributor 21, control of the traveling motor 18, control of auxiliary equipment such as the air compressor 36, charge / discharge control of the battery 16, and the like.

制御装置７０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を含むコンピュータ（ＥＣＵ）により構成され、各種入力に基づきメモリに記憶されているプログラムを実行することで各種の機能を実現する機能部（機能手段）としても動作する。   The control device 70 includes a computer (ECU) including a CPU, a memory (ROM, RAM), a timer, an A / D converter, a D / A converter, and the like, and stores a program stored in the memory based on various inputs. It also operates as a functional unit (functional means) that implements various functions by executing.

この実施形態において、制御装置７０は、機能部として、掃気制御部７２、第２バス電流増加部７４、燃料電池（ＦＣ）起動部７６、バッテリ１６の残容量検出部７８、季節判定部（冬季判定部又は夏季判定部として機能する。）８１、気温対応閾値変更部８２、大気圧・気温対応閾値変更部８４、及び発電量制御部８６等を有し、不揮発性のメモリに格納される特性（マップ）として、ＳＯＣ閾値テーブル８８及び発電量テーブル９０を有する。   In this embodiment, the control device 70 includes, as functional units, a scavenging control unit 72, a second bus current increasing unit 74, a fuel cell (FC) activation unit 76, a remaining capacity detection unit 78 of the battery 16, a season determination unit (winter season) It functions as a determination unit or a summer determination unit.) 81, a temperature corresponding threshold value changing unit 82, an atmospheric pressure / temperature corresponding threshold value changing unit 84, a power generation amount control unit 86, and the like, and stored in a nonvolatile memory As the (map), an SOC threshold value table 88 and a power generation amount table 90 are provided.

季節判定部８１は、エアコン用気温センサ５２で検出される気温Ｔｖが閾値温度０［℃］以下であるとき冬季と判定し、０［℃］以上であるとき夏季（冬季以外の春季、夏季、秋季を含む、通常季ともいう。）と判定する。閾値温度は、変更することができる。   The season determination unit 81 determines a winter season when the temperature Tv detected by the air conditioner temperature sensor 52 is equal to or lower than a threshold temperature 0 [° C.], and a summer season (a spring season other than the winter season, (It is also called the normal season, including the fall season.) The threshold temperature can be changed.

気圧判定部８３は、大気圧センサ３９で検出される大気圧Ｐａが、例えば標高１０００［ｍ］閾値気圧９００［ｈＰａ］以下であるとき平地（Ｐａ≦９００［ｈＰａ］）と判定し、９００［ｈＰａ］以上であるとき高地（Ｐａ≧９００［ｈＰａ］）と判定する。閾値気圧は、変更することができる。   The atmospheric pressure determination unit 83 determines that the atmospheric pressure Pa detected by the atmospheric pressure sensor 39 is, for example, an altitude of 1000 [m], a threshold atmospheric pressure of 900 [hPa] or less, and is determined to be flat (Pa ≦ 900 [hPa]). When it is equal to or higher than hPa], it is determined as a highland (Pa ≧ 900 [hPa]). The threshold pressure can be changed.

なお、燃料電池車両１２では、燃料電池１４のカソード電極に圧縮昇温された空気を供給するエアコンプレッサ３６と、この圧縮昇温空気の圧力に応じた流量の燃料ガスをアノード電極に供給する圧力調整弁４４とを備え、カソード電極側の空気圧力に対してアノード側の燃料ガス圧力を所定圧に設定して発電効率を確保するとともに、空気及び燃料ガスの流量を制御することで所望の発電電流が得られるように構成されている。   In the fuel cell vehicle 12, an air compressor 36 that supplies compressed and heated air to the cathode electrode of the fuel cell 14, and a pressure that supplies fuel gas at a flow rate corresponding to the pressure of the compressed and heated air to the anode electrode. And a regulating valve 44, which sets the anode side fuel gas pressure to a predetermined pressure relative to the cathode electrode side air pressure to ensure power generation efficiency, and controls the flow rates of air and fuel gas to achieve desired power generation. It is comprised so that an electric current may be obtained.

すなわち、このような構成の燃料電池車両１２では、負荷の変化に応じてアノード電極に供給される燃料ガスの量を変化させ、同時にカソード電極に供給される空気の量もコンプレッサの回転数を制御することで変化させる。   That is, in the fuel cell vehicle 12 having such a configuration, the amount of fuel gas supplied to the anode electrode is changed in accordance with a change in load, and at the same time, the amount of air supplied to the cathode electrode also controls the rotation speed of the compressor. To change.

ところで、燃料電池車両１２が高地で使用されるときに、平地での使用と同じようにエアコンプレッサ３６の回転数を制御したのでは、空気の密度が高地では平地より低いことを原因として、燃料電池１４に供給される酸素量が不足する事態が発生して未反応水素量が増加し、結果として発電電流が不足する等、燃料電池１４の安定性及び発電効率が低下する。この問題を解決するために、高地では、エアコンプレッサの回転数を上昇させるが、さらにバッテリ１６のエネルギが必要になる。   By the way, when the fuel cell vehicle 12 is used at a high altitude, the rotational speed of the air compressor 36 is controlled in the same manner as when the fuel cell vehicle 12 is used at a high altitude. The situation where the amount of oxygen supplied to the battery 14 is insufficient occurs, the amount of unreacted hydrogen increases, and as a result, the power generation current is insufficient, and the stability and power generation efficiency of the fuel cell 14 are reduced. In order to solve this problem, the rotational speed of the air compressor is increased at high altitudes, but the energy of the battery 16 is further required.

制御装置７０には、フロントフード下であってフロントグリルの後方且つラジエータの前方に配置されるエアコン用気温センサ５２で測定された気温Ｔｖ（走行風が当たるエアコン用気温センサ５２は、走行中及びソーク中において、外気温に良好に追従することを確認している。）の他、大気圧センサ３９からの大気圧Ｐａ、バッテリ１６に取り付けられている電圧センサ、電流センサ及び温度センサからバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ及びバッテリ温度Ｔｂ等が導入される。   The controller 70 includes an air temperature Tv measured by an air conditioner air temperature sensor 52 disposed below the front hood and behind the front grill and in front of the radiator. In addition to the atmospheric pressure Pa from the atmospheric pressure sensor 39, the voltage sensor attached to the battery 16, the current sensor and the temperature sensor, the battery voltage is confirmed. Vb, battery current Ib, battery temperature Tb, and the like are introduced.

なお、気温Ｔｖを測る外気温に対する追従性の高い温度センサとしては、エアコン用気温センサ５２の他、走行モータ１８を冷却するための図示しない冷却通路に流れる冷却媒体の温度を測定する温度センサを利用することができる。   As a temperature sensor with high followability to the outside air temperature for measuring the temperature Tv, in addition to the air temperature sensor 52, a temperature sensor that measures the temperature of a cooling medium flowing in a cooling passage (not shown) for cooling the traveling motor 18 is used. Can be used.

制御装置７０には、燃料電池車両１２（燃料電池システム１０）のメインスイッチであるイグニッションスイッチ８０が接続されている。   An ignition switch 80 that is a main switch of the fuel cell vehicle 12 (fuel cell system 10) is connected to the control device 70.

なお、図１において、太い実線は電力線を示し、細い実線は信号線を示す。また、二重線は、配管を示している。   In FIG. 1, a thick solid line indicates a power line, and a thin solid line indicates a signal line. Moreover, the double line has shown piping.

燃料電池システム１０の発電運転時には、制御装置７０による弁制御により、基本的には、圧力調整弁４４及び背圧制御弁３８が適量に開いた状態になっており、パージ弁３０は適宜開かれるが通常は閉じた状態となっており、さらに、空気導入弁５４は、閉じた状態になっている。   During the power generation operation of the fuel cell system 10, the pressure control valve 44 and the back pressure control valve 38 are basically in an open state by valve control by the control device 70, and the purge valve 30 is appropriately opened. Is normally closed, and the air introduction valve 54 is closed.

この発電運転時において、水素タンク４２から供給される燃料ガスが、エゼクタ４８を介し水素供給流路２８を通じて燃料電池１４の水素供給口２０に供給される。   During the power generation operation, the fuel gas supplied from the hydrogen tank 42 is supplied to the hydrogen supply port 20 of the fuel cell 14 through the hydrogen supply passage 28 via the ejector 48.

水素供給口２０に供給された燃料ガスは、各燃料電池セルを構成する燃料ガス流路１４８に沿ってアノード電極に供給されアノード電極に沿って移動後、水分を含む未使用の水素ガスを含む排ガスは、水素排出口２２から排出されて水素循環流路４６に送られる。   The fuel gas supplied to the hydrogen supply port 20 is supplied to the anode electrode along the fuel gas flow path 148 constituting each fuel battery cell, and moves along the anode electrode, and then contains unused hydrogen gas containing moisture. The exhaust gas is discharged from the hydrogen discharge port 22 and sent to the hydrogen circulation passage 46.

水素循環流路４６に排出された排ガスは、エゼクタ４８の吸引作用下に、水素供給流路２８の途上に戻された後、再度、燃料電池１４内に燃料ガスとして供給される。この燃料ガスは、水分を含むガス、すなわち加湿ガスになっている。   The exhaust gas discharged into the hydrogen circulation channel 46 is returned to the hydrogen supply channel 28 under the suction action of the ejector 48 and then supplied again as fuel gas into the fuel cell 14. This fuel gas is a gas containing moisture, that is, a humidified gas.

一方、空気は、外気が圧縮された圧縮空気としてエアコンプレッサ３６から供給され、圧縮空気が空気供給流路３４に供給される。圧縮空気、すなわち酸化剤ガスは、空気供給口２４から各燃料電池セルを構成する酸化剤ガス流路１４６に沿ってカソード電極に供給されカソード電極に沿って移動後、未使用の空気を含む排ガスが、空気排出口２６から背圧制御弁３８を通じて大気に排出される。   On the other hand, the air is supplied from the air compressor 36 as compressed air in which the outside air is compressed, and the compressed air is supplied to the air supply flow path 34. Compressed air, that is, oxidant gas, is supplied to the cathode electrode from the air supply port 24 along the oxidant gas flow path 146 constituting each fuel cell, and moves along the cathode electrode, and then exhaust gas containing unused air. Is discharged from the air discharge port 26 through the back pressure control valve 38 to the atmosphere.

これにより、各燃料電池セルでは、アノード電極に供給される燃料ガスである水素と、カソード電極に供給される酸化剤ガス中の酸素とが反応して発電が行われる。発電電力は、制御装置７０の制御下に電力分配器２１を通じて、走行モータ１８、エアコンプレッサ３６、エアコンディショナ３７及びバッテリ１６に供給される。   Thereby, in each fuel cell, hydrogen, which is a fuel gas supplied to the anode electrode, reacts with oxygen in the oxidant gas supplied to the cathode electrode to generate power. The generated power is supplied to the traveling motor 18, the air compressor 36, the air conditioner 37 and the battery 16 through the power distributor 21 under the control of the control device 70.

発電状態が一定時間以上継続されると、カソード電極側で発生し酸化剤ガス流路１４６にも貯留されている生成水が電解質膜、アノード電極を透過して燃料ガス流路１４８側に伝達され、燃料ガス流路１４８内にも貯留されることとなる。   When the power generation state continues for a certain time or longer, the generated water generated on the cathode electrode side and stored in the oxidant gas flow path 146 is transmitted to the fuel gas flow path 148 side through the electrolyte membrane and the anode electrode. The fuel gas flow path 148 is also stored.

結局、燃料電池１４において発電が開始されると、最初に酸化剤ガス流路１４６に液滴が発生し、所定発電時間経過後に燃料ガス流路１４８内にも液滴が発生することになる。   Eventually, when power generation is started in the fuel cell 14, droplets are first generated in the oxidant gas channel 146, and droplets are also generated in the fuel gas channel 148 after a predetermined power generation time has elapsed.

制御装置７０の残容量検出部７８は、例えば、バッテリ１６に対して入出力するバッテリ電流Ｉｂを積算し、現在のＳＯＣが、定格容量のＳＯＣ＝１００％に対して何％になっているかを算出し、メモリに記憶する。現在のＳＯＣは、この電流積算法の他、電圧センサ６２によりバッテリ１６からバッテリ電流Ｉｂが流出入していない状態での開放端子電圧、いわゆるＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を測定すること等により検出することができる。ＯＣＶの場合には、通常、バッテリ温度ＴｂをパラメータとしてＳＯＣが決定される。   The remaining capacity detection unit 78 of the control device 70 integrates, for example, the battery current Ib input / output to / from the battery 16 to determine how much the current SOC is relative to the rated capacity SOC = 100%. Calculate and store in memory. In addition to this current integration method, the current SOC is detected by measuring the open terminal voltage when the battery current Ib is not flowing in and out of the battery 16 by the voltage sensor 62, so-called OCV (Open Circuit Voltage). be able to. In the case of OCV, the SOC is normally determined using the battery temperature Tb as a parameter.

図２は、バッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）で検索されるＳＯＣ閾値テーブル８８の例を示している。   FIG. 2 shows an example of the SOC threshold table 88 searched by the remaining capacity (SOC) of the battery 16.

絶対下限閾値ｔｈ１は、バッテリ残量が少なすぎて、燃料電池車両１２（燃料電池システム１０）を起動できない起動不可と起動可とを切り分ける閾値である。   The absolute lower limit threshold th <b> 1 is a threshold value that distinguishes between start-up failure and start-up failure where the fuel cell vehicle 12 (fuel cell system 10) cannot be started because the remaining battery level is too low.

夏季・冬季・平地急速充電閾値ｔｈ２は、季節判定が夏季又は冬季、且つ気圧判定が平地であるときの掃気処理はできないが起動可であって、走行モータ１８の停止及びエアコンディショナ３７の停止で急速充電が必要な閾値である。   The summer / winter / flat quick charge threshold th2 is not allowed to start scavenging when the season determination is summer or winter and the air pressure determination is flat, but can be started, and the travel motor 18 is stopped and the air conditioner 37 is stopped. This is a threshold that requires rapid charging.

夏季・冬季・高地急速充電閾値ｔｈ３は、季節判定が夏季又は冬季、且つ気圧判定が高地であるときの掃気処理はできないが起動可であって、走行モータ１８の停止及びエアコンディショナ３７の停止で急速充電が必要な閾値である。   The summer / winter / high altitude quick charge threshold th3 can be activated when the season determination is summer or winter and the atmospheric pressure determination is high altitude. This is a threshold that requires rapid charging.

夏季・平地走行中下限残容量閾値ｔｈ４は、季節判定が夏季、且つ気圧判定が平地であるときの停止時の掃気処理可及び起動可であって、走行モータ１８の出力制限、エアコンディショナ停止でバッテリ１６の充電を走行に優先させる充電制御が必要な閾値である。   The lower limit remaining capacity threshold th4 during running in the summer and flat ground is that the scavenging process can be started and started when the season determination is summer and the atmospheric pressure determination is flat, and the output of the traveling motor 18 is limited and the air conditioner is stopped. Thus, it is a threshold value that requires charge control to prioritize charging of the battery 16 over traveling.

冬季・平地走行中下限残容量閾値ｔｈ５は、季節判定が冬季、且つ気圧判定が平地であるときの停止時の掃気処理可及び起動可であって、走行モータ１８の出力制限、エアコンディショナ停止でバッテリ１６の充電を走行に優先させる充電制御が必要な閾値である。   The lower limit remaining capacity threshold th5 during running in the winter and flat ground is that the scavenging process can be performed and the start is possible when the season determination is winter and the atmospheric pressure determination is flat, and the output of the traveling motor 18 is limited and the air conditioner is stopped. Thus, it is a threshold value that requires charge control to prioritize charging of the battery 16 over traveling.

夏季・高地走行中下限残容量閾値ｔｈ６は、季節判定が夏季、且つ気圧判定が高地であるときの停止時の掃気処理可及び起動可であって、走行モータ１８の出力制限、エアコンディショナ停止でバッテリ１６の充電を走行に優先させる充電制御が必要な閾値である。   The lower limit remaining capacity threshold th6 during summer / high altitude travel is available for scavenging processing and can be started when the season determination is summer and the atmospheric pressure determination is high altitude, and the output of the travel motor 18 is limited and the air conditioner is stopped. Thus, it is a threshold value that requires charge control to prioritize charging of the battery 16 over traveling.

冬季・高地走行中下限残容量閾値ｔｈ７は、季節判定が冬季、且つ気圧判定が高地であるときの停止時の掃気処理可及び起動可であって、走行モータ１８の出力制限、エアコンディショナ停止でバッテリ１６の充電を走行に優先させる充電制御が必要な閾値である。   The lower limit remaining capacity threshold th7 during winter / high altitude travel is available for scavenging processing and can be started when the season determination is winter and the atmospheric pressure determination is high altitude. The output of the travel motor 18 is limited and the air conditioner is stopped. Thus, it is a threshold value that requires charge control to prioritize charging of the battery 16 over traveling.

絶対上限閾値ｔｈ８は、これ以上バッテリ残容量を増加させるとバッテリ１６が劣化する閾値である。   The absolute upper limit threshold th8 is a threshold at which the battery 16 deteriorates when the remaining battery capacity is further increased.

閾値ｔｈ１〜ｔｈ８の大小関係は、ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３＜ｔｈ４＜ｔｈ５＜ｔｈ６＜ｔｈ７＜ｔｈ８である。   The magnitude relationship between the thresholds th1 to th8 is th1 <th2 <th3 <th4 <th5 <th6 <th7 <th8.

なお、走行中下限残容量閾値ｔｈ４〜ｔｈ７のそれぞれと絶対上限閾値ｔｈ８との間のバッテリ残容量（ＳＯＣ）では、燃料電池車両１２の通常の制御を行うことが可能である。すなわち、バッテリ１６の出力及び燃料電池１４の出力を基本的には制限しない。その結果、通常の制御の場合、走行モータ１８を運転者の意思に応じてバッテリ１６の電力によりアシスト可能であり、エアコンディショナ３７も所望に使用することができ、快適な運転を行うことができる。   It should be noted that normal control of the fuel cell vehicle 12 can be performed with the remaining battery capacity (SOC) between each of the traveling lower limit remaining capacity thresholds th4 to th7 and the absolute upper limit threshold th8. That is, the output of the battery 16 and the output of the fuel cell 14 are not basically limited. As a result, in the case of normal control, the traveling motor 18 can be assisted by the power of the battery 16 according to the driver's intention, and the air conditioner 37 can be used as desired, so that comfortable driving can be performed. it can.

以下、理解の便宜のために走行中下限残容量閾値ｔｈ３〜ｔｈ７を走行中下限残容量閾値ＴＨＬ（ＴＨＬは、ｔｈ３〜ｔｈ７のいずれかの値）という。また、夏季・冬季・平地急速充電閾値ｔｈ２及び夏季・冬季・高地急速充電閾値ｔｈ３は、起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ（ＴＨＥは、ｔｈ２又はｔｈ３の値）という。 Hereinafter, for the convenience of understanding, the traveling lower limit remaining capacity threshold th3 to th7 is referred to as a traveling lower limit remaining capacity threshold THL (THL is any value of th3 to th7). Further, the summer / winter / flat rapid charging threshold th2 and the summer / winter / highland rapid charging threshold th3 are referred to as a post- startup emergency charge necessary remaining capacity threshold THE (THE is a value of th2 or th3).

図３は、バッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）が、走行中下限残容量閾値ＴＨＬ以下である場合のＦＣ出力の第２バス電流増加部７４及び制御装置７０による充電優先制御を説明する消費電力制限量テーブル９０の一例を示している。バッテリ残容量（ＳＯＣ）が起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以下の場合に、走行モータ１８及びエアコンディショナ３７等の補機の消費電力制限量Ｐｃｌｉｍｉｔを最大にする消費電力制限量最大値Ｐｃｌｉｍｉｔｍａｘとして、急速充電を実行する。消費電力制限用テーブル９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、それぞれ、夏季・平地、冬季・平地、夏季・高地、冬季・高地での制御テーブルとなることが分かる。 FIG. 3 is a power consumption limitation diagram illustrating charging priority control by the second bus current increasing unit 74 of FC output and the control device 70 when the remaining capacity (SOC) of the battery 16 is equal to or lower than the traveling lower limit remaining capacity threshold THL. An example of the quantity table 90 is shown. When the battery remaining capacity (SOC) is equal to or less than the emergency charge necessary remaining capacity threshold value THE after startup, the power consumption limit amount maximum value Plimitmax that maximizes the power consumption limit amount Plimit of the auxiliary equipment such as the traveling motor 18 and the air conditioner 37. As a quick charge. It can be seen that the power consumption limiting tables 90a, 90b, 90c, and 90d are control tables in summer / flat, winter / flat, summer / high, and winter / high, respectively.

なお、このように制御テーブルを複数持たないで、図４に示すように、消費電力制限量テーブル９０ａ１つをバッテリ残容量（ＳＯＣ）に対する消費電力制限量テーブル９０´として使用することで、メモリ容量を節約することができる。   As shown in FIG. 4, by using one power consumption limit table 90a as the power consumption limit table 90 'for the remaining battery capacity (SOC) without having a plurality of control tables in this way, the memory capacity Can be saved.

この場合、バッテリ残容量検出部７８により検出された残容量（ＳＯＣ）が、走行中下限残容量閾値ｔｈ７〜ｔｈ６の間にあった場合には、残容量（ＳＯＣ）を、残容量（ＳＯＣ）＝検出残容量（ＳＯＣ）−（ｔｈ７−ｔｈ４）と計算して消費電力制限テーブル９０ａを参照する。以下、同様に、走行中下限残容量閾値ｔｈ６〜ｔｈ５の間であった場合には、残容量（ＳＯＣ）＝検出残容量（ＳＯＣ）−（ｔｈ６−ｔｈ４）と計算して、走行中下限残容量閾値ｔｈ４〜ｔｈ５の間であった場合には、残容量（ＳＯＣ）＝検出残容量（ＳＯＣ）−（ｔｈ５−ｔｈ４）と計算して１つの消費電力制限テーブル９０ａのみを参照する。   In this case, if the remaining capacity (SOC) detected by the battery remaining capacity detection unit 78 is between the traveling lower limit remaining capacity thresholds th7 to th6, the remaining capacity (SOC) is detected as remaining capacity (SOC) = detection. The remaining power (SOC) − (th7−th4) is calculated and the power consumption restriction table 90a is referred to. Hereinafter, similarly, when it is between the lower limit remaining capacity thresholds th6 to th5 during traveling, the remaining capacity (SOC) = the detected remaining capacity (SOC) − (th6-th4) is calculated, and the lower limit remaining capacity during traveling is calculated. When it is between the capacity thresholds th4 to th5, the remaining capacity (SOC) = the detected remaining capacity (SOC) − (th5-th4) is calculated, and only one power consumption restriction table 90a is referred to.

図３及び図４の消費電力制限量テーブル９０、９０´を利用した制御は、燃料電池１４の発電電力（発電出力）を変化させないようにした制御であるが、次の図５に示すように、残容量（ＳＯＣ）に応じて燃料電池１４の発電電力を変化させてもよい。   The control using the power consumption limit amount tables 90 and 90 'in FIGS. 3 and 4 is a control in which the generated power (power generation output) of the fuel cell 14 is not changed, but as shown in FIG. The generated power of the fuel cell 14 may be changed according to the remaining capacity (SOC).

すなわち、負荷、例えば走行モータ４１やエアコンディショナ３７等の補機の電力要求に応じて発電電力が決定される燃料電池システムにおいて、検出された残容量（ＳＯＣ）が目標の残容量（目標ＳＯＣ）となるように、発電電力に補正係数Ｃｃｏをかけて発電電力を修正すればよい。   That is, in a fuel cell system in which generated power is determined in accordance with a load, for example, a power requirement of an auxiliary machine such as the travel motor 41 or the air conditioner 37, the detected remaining capacity (SOC) is a target remaining capacity (target SOC). ), The generated power may be corrected by multiplying the generated power by the correction coefficient Cco.

図５に示すように、例えば、補正係数Ｃｃｏは、検出した残容量（ＳＯＣ）が目標ＳＯＣであるときＣｃｏ＝１、目標ＳＯＣより低いときＣｃｏ≧１とし徐々に補正係数最大値Ｃｃｏｍａｘまで増加させ、目標ＳＯＣより低いときＣｃｏ≦１とし徐々に減少させる補正係数テーブル９１を用いる。   As shown in FIG. 5, for example, the correction coefficient Cco is set to Cco = 1 when the detected remaining capacity (SOC) is the target SOC, and is gradually increased to the correction coefficient maximum value Ccomax with Cco ≧ 1 when it is lower than the target SOC. Then, a correction coefficient table 91 that uses Cco ≦ 1 and gradually decreases when it is lower than the target SOC is used.

もちろん、図３又は図４の消費電力量テーブル９０、９０´のいずれかと、補正係数テーブル９１を併せて用いることもできる。   Of course, either one of the power consumption amount tables 90 and 90 'shown in FIG. 3 or 4 and the correction coefficient table 91 can be used together.

次に、燃料電池車両１２の季節、気圧に係わる充電制御について、図６のフローチャート（制御主体は制御装置７０）を参照して説明する。   Next, charging control related to the season and pressure of the fuel cell vehicle 12 will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 (the control body is the control device 70).

ステップＳ２において、季節判定部８１は、エアコン用気温センサ５２で検出される気温Ｔｖが０［℃］以下であれば冬季、０［℃］以上であれば夏季とする季節判定を行う。   In step S <b> 2, the season determination unit 81 performs a season determination when the temperature Tv detected by the air conditioner temperature sensor 52 is 0 [° C.] or less, and when it is 0 [° C.] or more, the season is determined as summer.

次いで、ステップＳ４において、制御装置７０は、イグニッションスイッチ８０がオン状態であるかどうかを検出する。   Next, in step S4, the control device 70 detects whether or not the ignition switch 80 is on.

オン状態に遷移したことを検出したとき、ステップＳ６において、気圧判定部８３は、大気圧センサ３９で検出される大気圧Ｐａが９００［ｈＰａ］以下であれば高地（１０００［ｍ］以上）、９００［ｈＰａ］以上であれば平地（１０００［ｍ］以下）とする気圧判定（標高の気圧による置換判定）を行う。もちろん、高度計により直接標高を測定してもよい。   When detecting the transition to the ON state, in step S6, the atmospheric pressure determination unit 83 determines that the atmospheric pressure Pa detected by the atmospheric pressure sensor 39 is high (1000 [m] or higher) if the atmospheric pressure Pa is 900 [hPa] or lower. If it is 900 [hPa] or more, the atmospheric pressure determination (replacement determination based on altitude atmospheric pressure) is performed on a flat ground (1000 [m] or less). Of course, the elevation may be measured directly with an altimeter.

次いで、ステップＳ８において、残容量検出部７８は、バッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）を検出する。   Next, in step S <b> 8, the remaining capacity detection unit 78 detects the remaining capacity (SOC) of the battery 16.

次に、ステップＳ１０において、制御装置７０は、検出した季節、検出した大気圧、及び検出した残容量（ＳＯＣ）により、図２に示したＳＯＣ閾値テーブル８８を参照して、季節、気圧の組み合わせに該当する残容量（ＳＯＣ）が走行中下限残容量閾値ＴＨＬ以下であるかどうかを検出する（ＳＯＣ≦ＴＨＬ）。   Next, in step S10, the control device 70 refers to the SOC threshold table 88 shown in FIG. 2 according to the detected season, the detected atmospheric pressure, and the detected remaining capacity (SOC), and combines the season and the atmospheric pressure. It is detected whether the remaining capacity (SOC) corresponding to is equal to or lower than the traveling lower limit remaining capacity threshold THL (SOC ≦ THL).

残容量（ＳＯＣ）が走行中下限残容量閾値ＴＨＬを上回る値である場合には、ステップＳ１２において、上述した通常の制御（通常の充電制御、通常の走行制御）を行う。通常の制御中は、例えば、目標ＳＯＣが絶対上限閾値ｔｈ８と走行中下限残容量閾値ＴＨＬとの中間値程度になるように、発電量制御部８６により燃料電池１４が発電制御される。   If the remaining capacity (SOC) is greater than the lower limit remaining capacity threshold THL during traveling, the above-described normal control (normal charging control, normal traveling control) is performed in step S12. During normal control, for example, the power generation amount control unit 86 performs power generation control of the fuel cell 14 so that the target SOC is about an intermediate value between the absolute upper limit threshold th8 and the traveling lower limit remaining capacity threshold THL.

なお、ステップＳ１４において、イグニッションスイッチ８０がオフ状態にされない限り上記の制御が繰り返し行われる。   In step S14, the above control is repeated unless the ignition switch 80 is turned off.

走行中に、ステップＳ１０の判定（ＳＯＣ≦ＴＨＬ）が肯定的となったときには、バッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）が、バッテリ１６を優先して充電する必要があるほど低下している状態となっているので、まず、ステップＳ２０において、第２バス電流増加部７４は、エアコンディショナ３７を停止し、その分、燃料電池１４の発電電流Ｉｆｃをバッテリ１６に接続される第２バス１０２の方へ流すように電力分配器２１を制御する。   When the determination in step S10 (SOC ≦ THL) becomes affirmative during traveling, the remaining capacity (SOC) of the battery 16 is in a state where the battery 16 needs to be charged with priority. Therefore, first, in step S20, the second bus current increasing unit 74 stops the air conditioner 37, and the power generation current Ifc of the fuel cell 14 is connected to the battery 16 correspondingly to the second bus 102. The power distributor 21 is controlled to flow to

次に、ステップＳ２２において、残容量（ＳＯＣ）が、起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以下であるかどうかが判定される（ＳＯＣ≦ＴＨＥ）。この判定が否定的である場合には、ステップＳ２４において、残容量（ＳＯＣ）が、ＴＨＬ＞ＳＯＣ＞ＴＨＥの間にあるので、制御装置７０は、走行モータ１０１による走行を、モータ出力を制限して継続させる。この場合のバッテリ１６の消費電力制限量Ｐｃｌｉｍｉｔは、図３又は図４の消費電力制限量テーブル９０、９０´が参照されて決定される。 Next, in step S22, it is determined whether or not the remaining capacity (SOC) is equal to or less than the post- startup emergency charge necessary remaining capacity threshold value THE (SOC ≦ THE). If this determination is negative , since the remaining capacity (SOC) is between THL>SOC> THE in step S24, the control device 70 limits the motor output for the traveling by the traveling motor 101. To continue. In this case, the power consumption limit amount Plimit of the battery 16 is determined by referring to the power consumption limit amount tables 90 and 90 ′ in FIG. 3 or FIG. 4.

次いで、ステップＳ２６において、第２バス電流増加部７４は、走行モータ１８の出力を制限した分、バッテリ１６の充電電流を増加させる。この場合、発電電力の増加は、図５に示した補正係数テーブル９１を参照して決定することができる。   Next, in step S <b> 26, the second bus current increasing unit 74 increases the charging current of the battery 16 as much as the output of the traveling motor 18 is limited. In this case, the increase in generated power can be determined with reference to the correction coefficient table 91 shown in FIG.

次いで、ステップＳ１４において、イグニッションスイッチ８０がオン状態である場合には、上述の処理を繰り返す。処理を繰り返すことで、ステップＳ１０の判定が成立し、ステップＳ１２の通常制御状態となる。   Next, in step S14, when the ignition switch 80 is in the on state, the above-described processing is repeated. By repeating the process, the determination in step S10 is established, and the normal control state in step S12 is established.

一方、ステップＳ２２の判定において、残容量（ＳＯＣ）が、起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以下である場合には、制御装置７０は、ステップＳ２８において、走行モータ１０１を駆動せずに発進（走行開始）を禁止する。 On the other hand, if it is determined in step S22 that the remaining capacity (SOC) is equal to or less than the post- startup emergency charge required remaining capacity threshold value THE, the controller 70 starts without driving the travel motor 101 in step S28 ( Start of travel) is prohibited.

そして、ステップＳ３０おいて、第２バス電流増加部７４は、図３又は図４に示した消費電力制限量Ｐｃｌｉｍｉｔを消費電力制限量最大値Ｐｃｌｉｍｉｔｍａｘに制限するとともに、図５に示した発電電力補正係数Ｃｃｏを発電電力補正係数最大値Ｃｃｏｍａｘに増加し、バッテリ１６の充電電流を最大限に増加させる。   In step S30, the second bus current increasing unit 74 limits the power consumption limit amount Plimit shown in FIG. 3 or FIG. 4 to the power consumption limit amount maximum value Plimitmax, and also corrects the generated power correction shown in FIG. The coefficient Cco is increased to the generated power correction coefficient maximum value Ccomax, and the charging current of the battery 16 is increased to the maximum.

次いで、ステップＳ１４において、イグニッションスイッチ８０がオン状態である場合には、上述の処理を繰り返す。処理を繰り返すことで、ステップＳ１０の判定が成立し、ステップＳ１２の通常制御状態となる。   Next, in step S14, when the ignition switch 80 is in the on state, the above-described processing is repeated. By repeating the process, the determination in step S10 is established, and the normal control state in step S12 is established.

ステップＳ２２の判定が肯定的となり（ＳＯＣ≦ＴＨＥ）起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥの充電量まで急速充電が必要となったとき、仮に、ステップＳ１４においてイグニッションスイッチ８０がオフ状態にされたとしてもステップＳ１５において、残容量（ＳＯＣ）が起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥの充電量を上回らなければ、ステップＳ３０での充電優先制御が継続されるので、イグニッションスイッチ８０のオフ時には、必ず、起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以上の残容量（ＳＯＣ）が確保されることになる。 If the determination in step S22 is affirmative (SOC ≦ THE) and quick charge is required up to the charge amount of the emergency charge required remaining capacity threshold value THE after startup, it is assumed that the ignition switch 80 is turned off in step S14. In step S15, if the remaining capacity (SOC) does not exceed the charge amount of the emergency charge required remaining capacity threshold value THE after the start-up, the charge priority control in step S30 is continued. Therefore, when the ignition switch 80 is turned off, A remaining capacity (SOC) equal to or greater than the emergency charge necessary remaining capacity threshold value THE after starting is ensured.

よって、どのような状況下であっても、ステップＳ１６における燃料電池車両１２の停止時における掃気処理が必ず行えることになる。   Therefore, under any circumstances, the scavenging process when the fuel cell vehicle 12 is stopped in step S16 can be performed without fail.

ステップＳ１８は、掃気処理後のシステムの停止処理を意味し、エアコンプレッサ３６の作動も停止させる。   Step S18 means a system stop process after the scavenging process, and the operation of the air compressor 36 is also stopped.

以上説明したように上述した実施形態に係る燃料電池車両１２は、燃料電池１４と走行モータ１８を電気的に接続する第１バス１０１と、第１バス１０１より分岐してバッテリ１６（蓄電装置）と電気的に接続する第２バス１０２と、バッテリ１６の電力により燃料電池１４へ反応ガスを供給して燃料電池１４の発電を開始する燃料電池起動部（ＦＣ起動部）７６と、バッテリ１６の電力により燃料電池１４への反応ガスの供給の停止後に、燃料電池１４内部に掃気ガスを導入し、内部を掃気する掃気部（掃気制御部７２とエアコンプレッサ３６）と、バッテリの残容量（ＳＯＣ）を検出する残容量検出部７８と、を備える。そして、燃料電池車両１２のイグニッションスイッチ８０のオン時（燃料電池１４の起動時）に、残容量（ＳＯＣ）が残容量閾値（走行中下限残容量閾値ＴＨＬ又は起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ）未満である場合、走行モータ１８の出力を制限又は停止し、残容量（ＳＯＣ）が残容量閾値（走行中下限残容量閾値ＴＨＬ又は起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ）以上である場合に比べ第２バス１０２を通流する電流を増加させ、バッテリ１６を充電する第２バス電流増加部７４を備える。 As described above, the fuel cell vehicle 12 according to the embodiment described above includes the first bus 101 that electrically connects the fuel cell 14 and the travel motor 18, and the battery 16 (power storage device) that branches from the first bus 101. A second bus 102 that is electrically connected to the fuel cell 14, a fuel cell starter (FC starter) 76 that starts the power generation of the fuel cell 14 by supplying a reaction gas to the fuel cell 14 using the power of the battery 16, After the supply of the reaction gas to the fuel cell 14 is stopped by electric power, a scavenging gas is introduced into the fuel cell 14 to scavenge the inside (scavenging control unit 72 and air compressor 36), and the remaining capacity (SOC) of the battery ) To detect the remaining capacity. When the ignition switch 80 of the fuel cell vehicle 12 is turned on (when the fuel cell 14 is activated), the remaining capacity (SOC) is set to the remaining capacity threshold (the lower limit remaining capacity threshold THL during travel or the remaining capacity threshold TH required for emergency charging after activation). ), The output of the traveling motor 18 is limited or stopped, and the remaining capacity (SOC) is equal to or greater than the remaining capacity threshold (the lower limit remaining capacity threshold THL during travel or the remaining capacity threshold required for emergency charging after activation THE). In comparison, a second bus current increasing unit 74 that increases the current flowing through the second bus 102 and charges the battery 16 is provided.

第２バス電流増加部７４は、燃料電池１４の起動時に、バッテリ１６が残容量閾値（走行中下限残容量閾値ＴＨＬ又は起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ）未満である場合、燃料電池１４から第１バス１０１を通じて走行モータ１８に供給される電流（電力）を制限又は停止し、残容量（ＳＯＣ）が残容量閾値（走行中下限残容量閾値ＴＨＬ又は起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ）以上である場合に比べ第２バス１０２を通流する電流を増加させ、バッテリ１６を優先的に充電するようにしたので、上述した低温下チョイがけ操作等でバッテリ１６の蓄電量である残容量（ＳＯＣ）が低下し、掃気分のエネルギを失った場合でも、燃料電池１４の起動時に車両としての走行よりバッテリ１６の充電を優先するようにしたので、迅速に掃気分及び次回起動分のエネルギを確保することができる。結果として、反応ガスを封入したままでの放置による燃料電池１４の劣化、水分の凍結に付随する燃料電池１４の劣化などを未然に防止することができる。 When the fuel cell 14 is activated, the second bus current increasing unit 74 starts from the fuel cell 14 when the battery 16 is less than the remaining capacity threshold (the lower limit remaining capacity threshold THL during travel or the remaining capacity threshold required for emergency charging after activation THE). The current (electric power) supplied to the traveling motor 18 through the first bus 101 is limited or stopped, and the remaining capacity (SOC) is a remaining capacity threshold value (the lower limit remaining capacity threshold value THL during traveling or the remaining capacity threshold value urgently required after startup). Compared to the above case, the current flowing through the second bus 102 is increased and the battery 16 is preferentially charged. Therefore, the remaining capacity, which is the amount of electricity stored in the battery 16 by the low temperature choking operation described above, etc. Even when (SOC) decreases and the energy of the scavenging gas is lost, charging of the battery 16 is prioritized over traveling as a vehicle when the fuel cell 14 is started. Min and it is possible to secure the energy of the next start-up minutes. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the fuel cell 14 caused by leaving the reaction gas sealed and the deterioration of the fuel cell 14 accompanying the freezing of moisture.

繰り返し効果について説明すると、氷点下起動後に発電短時間にて燃料電池車両１２のイグニッションスイッチ８０をオフにする操作、換言すれば、氷点下で燃料電池車両１２をちょっと起動した後すぐに停止させる、いわゆる低温下ちょいがけ操作がなされた場合、バッテリ１６のエネルギが過度に低下し、発電停止後の掃気処理、再起動もできなくなることを未然に防止するために、起動時にバッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）が閾値より少ないときには、エアコンディショナ３７及び走行モータ１８の出力を制限又は停止し、燃料電池１４によるバッテリ１６の充電を優先するようにしている。   The repetitive effect will be described. An operation of turning off the ignition switch 80 of the fuel cell vehicle 12 in a short time after power generation after starting below freezing, in other words, a so-called low temperature that stops the fuel cell vehicle 12 immediately after starting slightly below freezing. When the lowering operation is performed, the remaining capacity (SOC) of the battery 16 at the start-up is prevented in order to prevent the energy of the battery 16 from being excessively reduced and the scavenging process and the restart after the power generation is stopped. Is smaller than the threshold value, the outputs of the air conditioner 37 and the traveling motor 18 are limited or stopped, and the charging of the battery 16 by the fuel cell 14 is prioritized.

そして、走行モータ１８の出力を制限又は停止することでバッテリ１６の充電量を増やせるばかりか、燃料電池１４からバッテリ１６への充電電流の変動も抑えることが可能になるため、効率の良い充電が行える。   Further, by limiting or stopping the output of the traveling motor 18, not only can the amount of charge of the battery 16 be increased, but also fluctuations in the charging current from the fuel cell 14 to the battery 16 can be suppressed, so that efficient charging is possible. Yes.

よって、起動時にバッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）が少ないときに走行モータ１８の駆動よりもバッテリ１６の充電を優先するようにしたので、イグニッションスイッチ８０のオフ時における掃気制御部７２による掃気処理（ステップＳ１６）の確実な実行ができ、且つ当該燃料電池車両１２の再起動を確実に行うことができる。   Therefore, when the remaining capacity (SOC) of the battery 16 is small at the time of activation, the charging of the battery 16 is prioritized over the driving of the traveling motor 18, so that the scavenging process by the scavenging control unit 72 when the ignition switch 80 is off ( Step S16) can be reliably executed, and the fuel cell vehicle 12 can be reliably restarted.

なお、残容量閾値は、燃料電池１４の次回起動分及び次回掃気分の電力値の和以上で設定される走行中下限残容量閾値ＴＨＬとすることで、冬季等においても確実に再起動することができる。   Note that the remaining capacity threshold value is set to the lower limit remaining capacity threshold value THL during traveling that is set to be equal to or greater than the sum of the power values for the next activation and the next scavenging of the fuel cell 14, so that the remaining capacity threshold can be reliably restarted even in winter. Can do.

また、第２バス電流増加部７４は、燃料電池１４の起動時に、残容量（ＳＯＣ）が、走行中下限残容量閾値ＴＨＬ未満の閾値であって、燃料電池１４の起動時に、残容量（ＳＯＣ）が燃料電池１４の次回起動分の電力値以上で設定される起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ未満である場合、走行モータ１８の出力を停止し、残容量（ＳＯＣ）が起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以上の値となるまで急速充電を行うことで、イグニッションスイッチ８０のオフ時に必ず次回起動分の電力をバッテリ１６に蓄えることができる。   Further, the second bus current increasing unit 74 has a remaining capacity (SOC) that is lower than the traveling lower limit remaining capacity threshold value THL when the fuel cell 14 is activated, and the remaining capacity (SOC) when the fuel cell 14 is activated. ) Is less than the emergency charge required remaining capacity threshold value THE which is set to be equal to or higher than the power value for the next startup of the fuel cell 14, the output of the traveling motor 18 is stopped and the remaining capacity (SOC) is emergency charged after startup. By performing rapid charging until the value becomes equal to or greater than the necessary remaining capacity threshold value THE, the power for the next activation can always be stored in the battery 16 when the ignition switch 80 is turned off.

さらに、大気圧センサ３９（又は大気圧を高度で推定するための高度センサ）と、大気圧Ｐａの低下に基づき、走行中下限残容量閾値ＴＨＬ及び起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥをそれぞれより高い値（閾値ｔｈ６、ｔｈ３）に設定する大気圧対応閾値変更部（大気圧・気温対応閾値変更部８４で実行される）と、を備えることで、高地であっても掃気処理及び確実な起動を行うことができる。   Further, based on the atmospheric pressure sensor 39 (or an altitude sensor for estimating the atmospheric pressure at an altitude) and the lowering of the atmospheric pressure Pa, the lower limit remaining capacity threshold THL during travel and the emergency charge required remaining capacity threshold THE after starting are respectively determined. By providing an atmospheric pressure corresponding threshold value changing unit (executed by the atmospheric pressure / temperature corresponding threshold value changing unit 84) set to a high value (threshold values th6 and th3), scavenging processing and reliable start-up even at high altitudes It can be performed.

すなわち、大気圧Ｐａが低い場合は同じ流量あたりのエアコンプレッサ３６の消費電力が増加してしまうが、走行中下限残容量閾値ＴＨＬ及び起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥを高く設定することで、車両走行環境が低地であっても高地であっても迅速に掃気エネルギを充電することができる。   That is, when the atmospheric pressure Pa is low, the power consumption of the air compressor 36 per the same flow rate increases, but by setting the traveling lower limit remaining capacity threshold THL and the emergency charge required remaining capacity threshold THE after starting high, The scavenging energy can be quickly charged regardless of whether the vehicle traveling environment is low or high.

さらに、気温Ｔｖが低下した場合に冬季と判定する冬季判定部（季節判定部８１）と、冬季と判定された場合に、走行中下限残容量閾値ＴＨＬをより高い値（閾値ｔｈ５）に設定する気温対応閾値変更部８２と、を備えることで、冬季であっても掃気処理及び確実な起動を行うことができる。なお、気温Ｔｖが低い場合は掃気量を増やすことにより、確実に燃料電池１４の凍結による劣化を防止でき、且つ充電閾値も気温Ｔｖに応じて設定しているので迅速に気温Ｔｖに見合った掃気エネルギをバッテリ１６に充電することができる。   Furthermore, a winter season determination unit (season determination unit 81) that determines the winter season when the temperature Tv decreases, and a lower running threshold remaining capacity threshold value THL is set to a higher value (threshold th5) when the winter season is determined. By providing the temperature-corresponding threshold value changing unit 82, the scavenging process and the reliable activation can be performed even in winter. When the temperature Tv is low, the amount of scavenging is increased, so that deterioration due to freezing of the fuel cell 14 can be reliably prevented, and the charging threshold is also set according to the temperature Tv. Energy can be charged to the battery 16.

季節判定と気圧判定を併用して、走行中下限残容量閾値ＴＨＬ及び起動後緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥをそれぞれより高い値（閾値ｔｈ７、ｔｈ３）に設定する大気圧・気温対応閾値変更部８４を設けることが好ましい。   The atmospheric pressure / temperature corresponding threshold value changing unit 84 that sets the lower limit remaining capacity threshold value THL and the emergency charge required remaining capacity threshold value THE to higher values (thresholds th7, th3) by using season determination and atmospheric pressure determination together. Is preferably provided.

さらに、燃料電池１４の発電量を制御する発電量制御部８６を備え、発電量制御部８６は、一定の特性であるＳＯＣ閾値テーブル９０´（９０ｄ：図４参照）を用いてバッテリ１６充電し、燃料電池１４が発電している間、バッテリ１６の残容量（ＳＯＣ）が低いほど燃料電池１４の発電量を増加するように制御し、残容量（ＳＯＣ）が起動時緊急充電必要残容量閾値ＴＨＥ以下である場合、発電量を最大値の固定値である最大充電電流ｉｃｈｍａｘにするよう制御することで、複数の特性（マップ）を持つ必要がなくなりメモリ容量を節約することができる。   Furthermore, a power generation amount control unit 86 for controlling the power generation amount of the fuel cell 14 is provided, and the power generation amount control unit 86 charges the battery 16 using an SOC threshold value table 90 ′ (90d: see FIG. 4) having certain characteristics. While the fuel cell 14 is generating power, control is performed so that the power generation amount of the fuel cell 14 increases as the remaining capacity (SOC) of the battery 16 is lower, and the remaining capacity (SOC) is the emergency charge necessary remaining capacity threshold at startup. When it is equal to or lower than THE, the power generation amount is controlled to the maximum charging current ichmax which is a fixed value of the maximum value, so that it is not necessary to have a plurality of characteristics (maps), and the memory capacity can be saved.

なお、この発明は上述した実施形態に限らず、この明細書の記載に基づき種々の変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description in this specification.

この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention. バッテリ残容量の閾値テーブルの説明図である。It is explanatory drawing of the threshold value table of battery remaining capacity. 消費電力制限量テーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a power consumption restriction amount table. 消費電力制限量テーブルの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of a power consumption restriction amount table. 発電電力補正係数テーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a generated electric power correction coefficient table. 季節、気圧に係わる充電制御の動作説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart with which operation | movement description of the charge control regarding a season and atmospheric | air pressure is provided.

符号の説明Explanation of symbols

１０…燃料電池システム １２…燃料電池車両
１４…燃料電池 １６…バッテリ
１８…走行モータ ３９…大気圧センサ
５２…エアコン用気温センサ ７０…制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell system 12 ... Fuel cell vehicle 14 ... Fuel cell 16 ... Battery 18 ... Traveling motor 39 ... Atmospheric pressure sensor 52 ... Air temperature sensor 70 ... Control device

Claims (6)

燃料電池と走行モータを電気的に接続する第１バスと、
前記第１バスより分岐して蓄電装置と電気的に接続する第２バスと、
前記蓄電装置の電力により前記燃料電池へ反応ガスを供給して前記燃料電池の発電を開始する燃料電池起動部と、
前記蓄電装置の電力により前記燃料電池への反応ガスの供給の停止後に、前記燃料電池内部に掃気ガスを導入し、内部を掃気する掃気部と、
前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出部と、
を備えた燃料電池車両であって、
前記燃料電池の起動時に、前記蓄電装置の残容量が、前記燃料電池の次回起動分の電力値以上で設定される起動後緊急充電必要残容量閾値未満である場合、前記走行モータの出力を停止することで、前記第２バスを通流する電流を増加させ、前記残容量が前記起動後緊急充電必要残容量閾値以上の値となるまで急速充電する第２バス電流増加部を備える
ことを特徴とする燃料電池車両。 A first bus that electrically connects the fuel cell and the travel motor;
A second bus branched from the first bus and electrically connected to the power storage device;
A fuel cell starting unit for starting the power generation of the fuel cell by supplying a reaction gas to the fuel cell by the electric power of the power storage device;
A scavenging section for introducing scavenging gas into the fuel cell and scavenging the inside after stopping the supply of the reaction gas to the fuel cell by the electric power of the power storage device;
A remaining capacity detecting unit for detecting a remaining capacity of the power storage device;
A fuel cell vehicle comprising:
When the fuel cell is started, if the remaining capacity of the power storage device is less than the post-startup emergency charge required remaining capacity threshold that is set to be equal to or higher than the power value for the next startup of the fuel cell, the output of the travel motor is stopped. by stopping, before SL increases the current Tsuryu the second bus, to a second bus current increase unit for rapid charging to said remaining capacity becomes a value equal to or greater than the start after the emergency charging required residual capacity threshold A fuel cell vehicle. 請求項１記載の燃料電池車両において、
前記第２バス電流増加部は、
さらに、
前記燃料電池の起動時に、前記蓄電装置の残容量が、前記起動後緊急充電必要残容量閾値以上であって、前記燃料電池の前記次回起動分及び次回掃気分の電力値の和以上で設定される走行中下限残容量閾値未満である場合、前記走行モータの出力を制限することで、前記第２バスを通流する電流を増加させ、前記蓄電装置の残容量が前記走行中下限残容量閾値以上の値となるまで急速充電する
ことを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 1, wherein
The second bus current increasing unit includes:
further,
At the start of the fuel cell, the remaining capacity of the power storage device is set to be equal to or greater than the sum of the power values for the next startup and the next scavenging of the fuel cell, which is equal to or greater than the emergency charge required remaining capacity threshold after startup. The lower limit remaining capacity threshold during traveling is limited, the current flowing through the second bus is increased by limiting the output of the traveling motor, and the remaining capacity of the power storage device is equal to the lower limit remaining capacity threshold during traveling A fuel cell vehicle that is rapidly charged until the above value is reached. 請求項２に記載の燃料電池車両において、
さらに、
大気圧センサ又は大気圧を高度で推定するための高度センサと、
前記大気圧の低下に基づき、前記走行中下限残容量閾値及び前記起動後緊急充電必要残容量閾値をそれぞれより高い値に設定する大気圧対応閾値変更部と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 2 , wherein
further,
An atmospheric pressure sensor or an altitude sensor for estimating atmospheric pressure at an altitude,
Based on the lowering of the atmospheric pressure, an atmospheric pressure corresponding threshold value changing unit that sets the lower limit remaining capacity threshold value during running and the emergency charge required remaining capacity threshold value after startup to higher values, respectively,
A fuel cell vehicle comprising: 請求項２に記載の燃料電池車両において
さらに、
気温が低下した場合に冬季と判定する冬季判定部と、
冬季と判定された場合に、前記走行中下限残容量閾値をより高い値に設定する気温対応閾値変更部と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 2 , further comprising:
A winter judgment unit that judges that the winter season when the temperature falls;
An air temperature corresponding threshold changing unit that sets the lower limit remaining capacity threshold during traveling to a higher value when it is determined that it is winter;
A fuel cell vehicle comprising: 請求項２に記載の燃料電池車両において、
さらに、
大気圧センサ又は大気圧を高度で推定するための高度センサと、
気温が低下した場合に冬季と判定する冬季判定部と、
前記冬季と判定され、且つ前記大気圧が低下していた場合、前記走行中下限残容量閾値及び前記起動後緊急充電必要残容量閾値をそれぞれより高い値に設定する大気圧・気温対応閾値変更部と、
を備えることを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 2 , wherein
further,
An atmospheric pressure sensor or an altitude sensor for estimating atmospheric pressure at an altitude,
A winter judgment unit that judges that the winter season when the temperature falls;
When it is determined as the winter season and the atmospheric pressure has decreased, the lower limit remaining capacity threshold during traveling and the emergency charge required remaining capacity threshold after startup are set to higher values, respectively. When,
A fuel cell vehicle comprising: 請求項５に記載の燃料電池車両において
さらに、
前記燃料電池の発電量を制御する発電量制御部を備え、
前記発電量制御部は、一定の特性を用いて前記蓄電装置を充電し、
前記一定の特性は、
前記燃料電池が発電している間、前記蓄電装置の残容量が低いほど前記燃料電池の発電量を増加するように制御し、前記残容量が前記起動後緊急充電必要残容量閾値以下である場合、前記発電量を最大値の固定値にするよう制御する
ことを特徴とする燃料電池車両。 The fuel cell vehicle according to claim 5 , further comprising:
A power generation amount control unit for controlling the power generation amount of the fuel cell;
The power generation amount control unit charges the power storage device using a certain characteristic,
The certain characteristic is:
While the fuel cell is generating power, control is performed such that the power generation amount of the fuel cell is increased as the remaining capacity of the power storage device is lower, and the remaining capacity is equal to or less than the emergency charge required remaining capacity threshold after startup. The fuel cell vehicle is controlled so that the power generation amount is a fixed value of the maximum value.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5803445B2 (en) * 2011-09-01 2015-11-04 日産自動車株式会社 Fuel cell system
KR102183527B1 (en) 2014-02-07 2020-11-26 팅크웨어(주) Electronic apparatus and control method thereof
JP2017157284A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 ダイハツ工業株式会社 Operation method for fuel battery system
JP6361686B2 (en) 2016-04-22 2018-07-25 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP6982787B2 (en) * 2017-02-20 2021-12-17 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell control device and its control method, fuel cell vehicle
JP7018853B2 (en) * 2018-09-05 2022-02-14 本田技研工業株式会社 Information providing equipment, information providing method, and program
JP6911064B2 (en) * 2019-01-09 2021-07-28 本田技研工業株式会社 Storage battery charging system and storage battery charging system control device
CN114883600B (en) * 2022-04-29 2023-09-05 东风汽车集团股份有限公司 Control system and control method for multi-layer fuel cell

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281219A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005044625A (en) * 2003-07-22 2005-02-17 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005253270A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd Control device for fuel cell vehicle
JP2006278085A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell mobile body
JP2007053854A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Toyota Motor Corp Fuel cell vehicle
JP2007186038A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd Controller of motor drive vehicle
JP2007250418A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2007335411A (en) * 1996-08-29 2007-12-27 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and electric vehicle

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007335411A (en) * 1996-08-29 2007-12-27 Toyota Motor Corp Fuel cell system, and electric vehicle
JP2004281219A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005044625A (en) * 2003-07-22 2005-02-17 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2005253270A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd Control device for fuel cell vehicle
JP2006278085A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Honda Motor Co Ltd Fuel cell mobile body
JP2007053854A (en) * 2005-08-18 2007-03-01 Toyota Motor Corp Fuel cell vehicle
JP2007186038A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Nissan Motor Co Ltd Controller of motor drive vehicle
JP2007250418A (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system

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