JP5234386B2 - 燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン制御方法 - Google Patents
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Description
キーオフ入力時、現在の運転モードを判断する段階と、
現在の運転モードが燃料電池モードの場合、補助バッテリーに連結された低電圧DC−DCコンバーターを昇圧モードに転換させる段階と、
前記補助バッテリーから供給されて前記低電圧DC−DCコンバーターにより昇圧された電圧が高電圧単品に供給されて前記高電圧単品の駆動状態が維持される段階と、
スタックPDUをオフにさせて燃料電池スタックのパワーを遮断する段階と、
燃料電池の作動を終了するための停止命令を燃料電池制御装置に伝達して前記高電圧単品をオフにさせると同時に燃料電池の作動を終了させる段階と、
を含み、
キーオフ入力時、現在の運転モードがハイブリッドモードの場合、スーパーコンデンサが提供するパワーにより高電圧単品の駆動状態が維持されるようにして、スタックPDUをオフにさせて燃料電池スタックのパワーを遮断する段階と、
次いで、燃料電池の作動を終了するための停止命令を燃料電池制御装置に伝達して前記高電圧単品をオフにさせると同時に燃料電池の作動を終了させる段階と、
DC−DCコンバーターをオフにさせる段階と、
メインPDUをオフにさせてスーパーコンデンサのパワーを遮断する段階と
を含み、何れの場合も上記の順に制御を行うことを特徴とする。
駆動される状態となると、燃料電池スタックのパワーを遮断するまで各冷却装置に供給し
、モータ、モータ制御装置、コンバーター、インバーターを含む高電圧電装部品を冷
却させることを特徴とする。
特に、キーオフを入力する際、運転モード状態に従って、燃料電池が正常に終了するまで燃料電池システム駆動のためのBOP部品を安定的に運転させることのできる方案が準備されることで、BOP部品に電圧が供給されていない時にも発生する燃料電池および各単品の非正常的なパワーダウンを予防することができ、各単品の致命的な損傷などの問題を防止することができる。
リッドモードまたは燃料電池モードで運転中、車両を駐車しようとする際、構成品である
LV DCDC、HV DCDC、メインPDU(Power Disconnect Unit)、スタックPDU、インバーターを利用して車両を安定的にパワーダウンさせる制御方法を提供する。
図2は本発明において、補助バッテリーに連結されたDC−DCコンバーターの昇圧モードを遂行した際のBOP部品への電流の流れ図である。これは本発明で後述する通り、燃料電池モード中、キーオフを行う際に燃料電池の作動が正常に終了するまでBOP部品を駆動させるための電流の流れ状態を表したものである。
また、図5は本発明によるキーオフ時の制御過程を簡略に表した順序図であり、図6は本発明によるハイブリッドモードでのキーオフ時のキーオフシーケンス制御過程を、図7は本発明による燃料電池モードでのキーオフ時のキーオフシーケンス制御過程を更に詳しく説明した順序図である。
図示はしていないが、通常のスタックPDU12とメインPDU13とリレーを含む構成にて構成され、ハイブリッド制御装置(以下、HCUと略称する)により内部リレーの駆動が制御されながら電気的連結を断続するようになってい
る。
また、前記のような各モードの運転中にキーオフ命令が入力されると図5に示す通り、ハイブリッドモードと燃料電池モードで、現在のモード状態に従ってオフシーケンス制御が行われる。
キーオフ命令を入力する際、運転モードの判断に従って、図3のようなハイブリッドモード状態の場合、図6のようなキーオフシーケンス制御を行い、図4のような燃料電池モード状態の場合、図7のようなキーオフシーケンス制御を行う。
そして、第2制御装置がDC−DCコンバーター63,64,66類の作動を停止(LV DCDC(14V)、LV DCDC(28V)、HV DCDC(350V)などのコンバーターオフ)させた後、メインPDU13をオフにさせてスーパーコンデンサ20のパワーを遮断する。
一方、キーオフ命令を入力する際、燃料電池モード状態の場合、スーパーコンデンサ20のパワーは既に切断されているため、その後、燃料電池動作終了までBOP部品65の駆動は補助バッテリー61の電源により行われる。
この時、補助バッテリー61から出力された14V電圧は低電圧DC−DCコンバーター(14V)63の昇圧モード作動によりBOP部品65を作動させるための高電圧350Vに昇圧され、BOP部品65は補助バッテリー61で低電圧DC−DCコンバーター(14V)63を通して供給される350V電圧で駆動状態を維持する。
この時、BOP部品65は12V補助バッテリー61にて低電圧DC−DCコンバーター63を通して供給される350V電圧にて駆動状態を維持し続ける。
そして、第2制御装置は残りの低電圧DC−DCコンバーター(14V)63をオフにさせて、最後に第2制御装置がオフになりながらキーオフの全過程が終了し、システムがシャットダウン状態になる。
11 燃料電池スタック
12 スタックPDU
13 メインPDU
20 スーパーコンデンサ
30 駆動モータ
31 MCU
60 付属負荷
61 12V補助バッテリー
62 24V補助バッテリー
63,64 低電圧DC−DCコンバーター
65 BOP部品
66 高電圧DC−DCコンバーター
68a 冷却ポンプ
Claims (5)
- 燃料電池のスーパーコンデンサハイブリッド電気車両のパワー運転モードにおいて、キーオフ時に安定的に高電圧単品をパワーダウンさせる制御方法であって、
キーオフ入力時、現在の運転モードを判断する段階と、
現在の運転モードが燃料電池モードの場合、補助バッテリーに連結された低電圧DC−DCコンバーターを昇圧モードに転換させる段階と、
前記補助バッテリーから供給されて前記低電圧DC−DCコンバーターにより昇圧された電圧が高電圧単品に供給されて前記高電圧単品の駆動状態が維持される段階と、
スタックPDUをオフにさせて燃料電池スタックのパワーを遮断する段階と、
燃料電池の作動を終了するための停止命令を燃料電池制御装置に伝達して前記高電圧単品をオフにさせると同時に燃料電池の作動を終了させる段階と、
を含み、
キーオフ入力時、現在の運転モードがハイブリッドモードの場合、スーパーコンデンサが提供するパワーにより高電圧単品の駆動状態が維持されるようにして、スタックPDUをオフにさせて燃料電池スタックのパワーを遮断する段階と、
次いで、燃料電池の作動を終了するための停止命令を燃料電池制御装置に伝達して前記高電圧単品をオフにさせると同時に燃料電池の作動を終了させる段階と、
DC−DCコンバーターをオフにさせる段階と、
メインPDUをオフにさせてスーパーコンデンサのパワーを遮断する段階と
を含み、何れの場合も上記の順に制御を行うことを特徴とする燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン制御方法。 - 前記高電圧単品は、燃料電池システム駆動に必要な空気供給装置(APS)、水素供給
装置(FPS)、冷却装置(TMS)を含むBOP部品であることを特徴とする請求項1
記載の燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン制御方法。 - 前記高電圧単品に連結された高電圧DC−DCコンバーターは低電圧DC−DCコンバ
ーターが昇圧モードに転換されながらオフにさせることを特徴とする請求項1または2記
載の燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン制御方法。 - 前記低電圧DC−DCコンバーターが昇圧モードに転換されて高電圧単品が昇圧により
駆動される状態となると、燃料電池スタックのパワーを遮断するまで各冷却装置に供給し
、モータ、モータ制御装置、コンバーター、インバーターを含む高電圧電装部品を冷
却させることを特徴とする請求項1記載の燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン
制御方法。 - 現在の運転モードがハイブリッドモードの場合、燃料電池スタックのパワーを各冷却装
置に供給して、モータ、モータ制御装置、コンバーター、インバーターを含む高電圧
電装部品を冷却させた後、前記燃料電池スタックのパワー遮断段階を行うことを特徴とす
る請求項1記載の燃料電池ハイブリッド電気車両のパワーダウン制御方法。
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