JP5352038B2 - 動力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の動力源を備えるシステムの起動方法に関する。

燃料電池等を用いる動力供給システムでは、システム起動時に異常が生じていないかの判定をすることが普通である。例えば燃料電池システムでは、遮断弁の故障等により水素ガスの漏洩が無いか等のシステム異常検出処理を実行する。この起動時のシステム異常検出は数々の手順が必要であるため一定の時間がかかる。このため少しでも起動時の異常判定に要する時間を短縮しようとする試みがなされている。

例えば、特開２００４−２３８７３号公報には、イグニッションスイッチがオフ状態であって車両ドアが施錠されているときに、車両側識別情報と一致する端末側識別情報を返信する携帯端末が車両に向かい接近中であると判定したら、水素センサを作動させて水素濃度が所定濃度を超えているか否かを判定するという技術が記載されている（特許文献１）。また、特開平７−１７０６１３号公報には、点火キーに挿入されたり、運転者が座席に座ったことが確認されたりした等の安全性が格納された後に始動電動機により燃料電池を始動し、燃料電池が所定の無負荷出力に達すると初めて、電動機を動作させる技術が記載されている（特許文献２）。
特開２００４−２３８７３号公報 特開平７−１７０６１３号公報 特開平９−２３１９９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のように運転者が明確なシステム始動の意思表示をする前に異常検出を行うシステムでは特殊な携帯端末処理が必要である他、その条件判断が難しく誤検出の可能性があった。やはり、車両を始動させる意思表示である点火キーの挿入等無しに、運転者が車両に接近するだけで異常検出を行うことは最善の方法とはいえなかった。

一方で、特許文献２に記載のように、点火キーの挿入後や着座後に異常検出を含めた始動シーケンスを完了させてからシステム起動を許可したのでは車両の発進が遅くなってしまうことがあった。本質的に点火キー挿入後の始動までの時間を短くすることが望まれる。

そこで、本発明は、起動時に比較的短時間に電力供給を開始できる動力供給システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の動力供給システムは、燃料電池と蓄電装置とを備える動力供給システムであって、蓄電装置の端子電圧が所定電圧以上であるかを検査する第１の検査手段と、燃料電池および燃料ガス供給配管からの燃料ガス漏れ検査を行う第２の検査手段と、当該システムの起動を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１の検査手段の検査により蓄電装置の端子電圧が所定電圧以上であると判定された場合であって、かつ、蓄電装置が燃料電池の起動に必要な電力と当該システムの要求電力との合計以上の電力を出力可能であると判断した場合に、蓄電装置から燃料電池を起動させる高圧補機への電力供給と蓄電装置からモータへの電力供給とを開始させ、蓄電装置から高圧補機およびモータへの電力供給の開始後の第２の検査手段の検査により燃料電池および燃料ガス供給配管からの燃料ガス漏れが無いと判定された場合に、燃料電池からモータへの電力供給を開始させる。

上記構成によれば、検査に要する時間が相対的に短い蓄電装置の検査が終了したら、システム始動が可能となるため、複数の動力源の中に比較的検査時間が長い燃料電池が含まれている場合でも、迅速にシステム始動が可能となる。ここで、蓄電装置の端子電圧が所定電圧以上である場合に当該蓄電装置からの電力の供給を開始させることが可能である。蓄電装置は一定の端子電圧が観測されるなら、特に動力供給前の検査を行わなくても即時に電力供給が開始できる動力源である。
また上記構成によれば、蓄電装置から電力供給可能な状態となっている場合にさらに、燃料電池自体を起動させる電力の他に、システム要求動力以上の電力を出力可能な場合に動力が供給される。このため、蓄電装置から供給可能な動力量が少ない場合にシステムが始動されてしまうことが防止される。

本発明によれば、複数の動力源のうち蓄電装置の検査が完了した場合には、燃料電池の検査が完了していないときであっても電力の供給を開始させるので、システムの電力供給開始までの時間を短縮し、迅速なシステム始動が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
以下の実施形態は、本発明の動力供給システムを電気自動車に搭載される燃料電池システムに応用した例である。本発明はこの実施形態に限定されることなく種々に変形して実施可能である。
本発明の特徴は、複数の動力源（１０及び４０）を備え、当該システムの起動時に各々の当該動力源を検査する手段（４７、４８、５０等）を備える。そしてこれら複数の動力源のうち少なくとも一つの特定の動力源（４０）の検査が完了した場合には、他の動力源（１０）の検査が完了していないときであっても動力の供給を開始させるものである。以下、具体的に説明する。

図１に本燃料電池システムのシステム全体図を示す。この燃料電池システムは、本発明の「他の動力源」である燃料電池スタック１０を中心として、燃料ガス供給系１、酸化ガス供給系２、冷却系３、本発明の「特定の動力源」である二次バッテリ４０を含む電力供給系４、及び制御系５を備えている。

燃料電池スタック１０は、本発明の「他の動力源」に相当するもので、水素ガス、空気、冷却水の流路を有するセパレータと、一対のセパレータで挟み込まれたＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）とから構成されるセルとを複数積層したスタック構造を備えている。ＭＥＡは高分子電解質膜をアノード及びカソードの二つの電極を挟み込んだ構造をしている。アノードにはアノード用触媒層を多孔質支持層上に設けてあり、カソードにはカソード用触媒層を多孔質支持層上に設けてある。燃料電池は水の電気分解の逆反応を起こすものであるために、アノード側には燃料ガスである水素ガスが燃料ガス供給系１から供給され、カソード側には酸化ガスである空気が酸化ガス供給系２から供給される。アノード側では式（１）のような反応を、カソード側では式（２）のような反応を生じさせて電流を発生させる。
Ｈ₂ → ２Ｈ⁺＋２ｅ- …（１）、
２Ｈ⁺＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ₂ → Ｈ₂Ｏ …（２）。
燃料電池スタック１０は単セルを直列接続させることによって、出力端子であるアノード極Ａとカソード極Ｃとの間に所定の高圧電圧（例えば約５００Ｖ）を発生させている。

燃料ガス供給系１は、燃料電池スタック１０に対して水素を供給する系であり、水素ガスの供給源から順に、水素タンク１１、元（遮断）弁ＳＶ１、調圧弁ＲＧ、燃料電池入口遮断弁ＳＶ２を備える。さらに、燃料電池スタック１０を経て燃料電池出口遮断弁ＳＶ３、気液分離器１２及び遮断弁ＳＶ４、水素ポンプ１３、パージ遮断弁ＳＶ５、並びに逆止弁ＲＶを備えている。

水素タンク１１は、高圧水素タンクとしての構造を有する。高圧水素タンクに代えて、水素吸蔵合金を用いた水素タンク、改質ガスによる水素供給機構、液体水素タンクから水素を供給するタンク、液化ガス燃料を貯蔵するタンク等を適用可能である。

遮断弁ＳＶ１〜ＳＶ３は、燃料電池スタック１０内のガス漏れ判定時や停止時、ガス漏れによる異常検出時に遮断されるようになっている。元弁ＳＶ１は、水素タンク１１からの水素ガス供給の有無を制御可能になっている。燃料電池入口遮断弁ＳＶ２は、遮断弁ＳＶ２より上流側である調圧弁ＲＧまでの配管を遮断可能になっている。燃料電池スタック１０に供給された水素ガスは、マニホールド経由で各単セルに供給され、セパレータの燃料ガス流路を流れて、ＭＥＡのアノードにおいて電気化学反応を生じるようになっている。燃料電池出口遮断弁ＳＶ３は、遮断弁ＳＶ３から燃料電池入口遮断弁ＳＶ２までを遮断可能になっている。

各圧力センサＰ１〜Ｐ３は、燃料ガス漏れ検査時に使用される。例えば圧力センサＰ１は区間ＳＶ１〜ＳＶ２（ＲＧ）間の圧力変化を検出し、センサＰ２は区間ＳＶ２〜ＳＶ３間の圧力変化を検出し、センサＰ３は循環系の圧力変化を検出するようになっている。燃料ガス漏れ検査時には、各遮断弁を遮断させて閉鎖された管の内圧変化を各圧力センサによって監視し、それによって水素ガス漏れを検知するように動作する。

その他、本実施形態で適用可能な燃料ガス漏れ検査としては、客室等に設けたガス濃度センサによって直接的に水素ガスの濃度を検出し、水素ガスの漏洩を検知するようにしてもよい。

気液分離器１２は、通常運転時において燃料電池スタック１０の電気化学反応により発生する水分その他の不純物を水素オフガス中から除去し、遮断弁ＳＶ４を通じて外部に放出するようになっている。

水素ポンプ１３は、遮断弁ＳＶ２、ＳＶ３、逆止弁ＲＶを経る水素ガスの循環経路において水素ガスを強制循環可能になっている。パージ遮断弁ＳＶ５は、パージ時に開放されるが、通常の運転状態及び配管内ガス漏れ判定時には遮断されている。逆止弁ＲＶは水素ガスの逆流を防止可能になっている。パージ遮断弁ＳＶ５からパージされた水素オフガスは図示しない希釈器を含む排気系で処理される。

酸化ガス供給系２は、エアクリーナ２１、コンプレッサ２２、加湿器２３等を備えている。エアクリーナ２１は、外気を浄化して燃料電システムに取り入れ可能になっている。コンプレッサ２２は、取り入れられた空気を制御部５０の制御に従って圧縮し、供給する空気量や空気圧を変更するようになっている。加湿器２３は圧縮された空気に対し、空気オフガスと水分の交換を行って適度な湿度を加えることが可能になっている。燃料電池スタック１０に供給された空気は、マニホールド経由で各単セルに供給され、セパレータの空気流路を流れて、ＭＥＡのカソードにおいて電気化学反応を生じるようになっている。燃料電池スタック１０から排出された空気オフガスは図示しない希釈器においてパージ遮断弁ＳＶ５からの水素オフガスを希釈して排気系に排出されるようになっている。

冷却系３は、ラジエタ３１、ファン３２、及び冷却ポンプ３３を備え、冷却液が燃料電池スタック１０内部に循環供給されるようになっている。具体的には冷却液は燃料電池スタック１０内に入るとマニホールド経由で各単セルに供給されセパレータの冷却液流路を流れ、発電による熱を奪うようになっている。

次に電力供給系４を説明する。電力供給系４としては、二次バッテリ４０、高圧コンバータ４１、トラクションインバータ４２、トラクションモータ４３、コンバータ４４、低圧補機４５を備えている。

二次バッテリ４０は、本発明の「特定の動力源」であり、蓄電装置に相当する。二次バッテリ４０は、ニッケル水素等のバッテリモジュールを多数積層して構成されており、所定の電圧（例えば２００Ｖ）で電力供給したり、余剰電力を充電したりが可能になっている。二次バッテリ４０は、システムで要求される電力が燃料電池スタック１０から出力可能な電力を超える場合に、その電力不足分を補うように動作するようになっている。また当該電気自動車が減速してトラクションモータ４３により回生電力が供給された場合や、燃料電池スタック１０の発電量がシステムの要求電力を上回って余剰電力が発生した場合に、これら回生電力や余剰電力を充電するようになっている。

高圧コンバータ４１は電圧の異なる燃料電池スタック１０と二次バッテリ４０との間で電圧変換するように構成されている。高圧コンバータ４１は、燃料電池スタック１０の出力電圧を降圧して負荷手段や二次バッテリ４０に供給可能としている。

トラクションインバータ４２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子を備えている。加速時には、燃料電池スタック１０または二次バッテリ４０から供給された直流電流を任意の振幅の三相交流電流に変換し、主機であるトラクションモータ４３に供給し、減速時には、トラクションモータ４３から供給された三相交流の回生電力に対応する直流電流に変換して、二次バッテリ４０に供給するようになっている。

トラクションモータ４３は、交流同期電動機であり、加速時にはトラクションインバータ４２から三相交流として供給された電気エネルギーを図示しない車輪軸の回転という運動エネルギーに変換可能になっている。また、減速時には電気自動車の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回生電力を発生させ、車輪軸に回生制動力を及ぼすことが可能になっている。

コンバータ４４は、数百ボルトの二次バッテリ４０の出力電圧を十数ボルトの出力電圧に降圧するようになっている。このコンバータ４４は、制御部５０の制御信号Ｃｃにより動作許可／停止状態が選択可能である。

低圧補機４５はコンバータ４４の低圧系供給電圧によって駆動される当該電気自動車の補機であり、特に、燃料電池スタック１０の動作状態（発電状態）とは無関係に、独立して動作する装置類である。例えばこのような補機としては、カーオーディオ等の音響装置やナビゲーションシステム等の制御装置、ランプ類などユーザのオン／オフ制御によって動作するものがある。たとえ低圧補機４５の駆動電圧である低圧系供給電圧が変更されたとしても、電気自動車の走行状態に直接的な影響を与えることはない。これに対し、コンプレッサ２２、ファン３２、冷却ポンプ３３、水素ポンプ１３、エアコン等の燃料電池システムの起動・運転に必要な、消費電力の比較的大きなものの全体を、本明細書では「高圧補機」と示す。

二次バッテリリレー４６は、制御部５０の制御によって二次バッテリ４０の出力をシステムに接続するものである。電圧センサ４７は、この二次バッテリ４０の端子間電圧を測定可能になっている。燃料電池リレー４８は、制御部５０の制御によって燃料電池スタック１０の出力を高圧コンバータ４１に出力するものである。電圧センサ４９はこの燃料電池スタック１０のカソード極Ｃ−アノード極Ａ間の端子間電圧を測定可能になっている。

次に制御系５を説明する。制御系５は、制御部５０、バッテリコンピュータ５１、車輪速センサ５２、シフト位置センサ５３、アクセル位置センサ５４、及びブレーキ位置センサ５５を備えている。
制御部５０はＥＣＵ（Electric Control Unit）等の公知のコンピュータシステムであり、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）やメモリ、インターフェース回路を備えている。そして、ＣＰＵがＲＯＭ等に格納されているソフトウェアプログラムを逐一実行することにより、本燃料電池システムを本発明の動力供給システムとして機能させることが可能になっている。すなわち、後に説明する手順（図２〜図４）に従って、制御部５０は、検査に要する時間が相対的に短い動力源、すなわち二次バッテリ４０の検査が完了した場合にシステムに対し電力の供給を開始させるように制御する。制御部５０には、ユーザが操作するキーに対応して生成されるＩＧオン信号（電気系統オン信号）Ｃ_IG、ＳＴオン信号（発電オン信号）Ｃ_STが入力されている。

バッテリコンピュータ５１は、二次バッテリ４０の充電状態（ＳＯＣ）を適正な範囲に維持制御可能になっている。二次バッテリは、加速時などの高負荷時には電力不足分を供給するために放電し、減速時には回生制動によって発生した回生電力が充電され、これら放電と充電とが繰り返される。バッテリコンピュータ５１は、二次バッテリ４０を構成する各セルの電圧、温度、電流、雰囲気温度などを検出し、二次バッテリ４０の充放電量を積算等して、充電状態を示す相対値であるＳＯＣ値を充電状態のシフト位置信号ＳｓOCとして、制御部５０に出力可能になっている。このＳＯＣ値は、充電状態が０の完全放電状態から１００％の完全充電状態となるまでの間のどの状態にあるかを示すものである。

車輪速センサ５２は、車輪軸の回転速度を車輪速信号Ｓｒとして出力し、シフト位置センサ５３は、シフトレバーの位置を検出して駆動段を示すシフト位置信号Ｓｓとして出力する。アクセル位置センサ５４は、アクセルの操作状態を検出してアクセル位置信号Ｓａとして出力し、ブレーキ位置センサ５５は、ブレーキの操作状態を検出してブレーキ位置信号Ｓｂとして出力する。

次に本実施形態における動力供給方法を、図２〜図４のフローチャートを参照しながら説明する。
図２は起動直後に処理される電源許可処理を説明するフローチャートである。図３は燃料電池スタック１０が動作可能な状態であるか否かを判定する燃料電池動作検出処理を説明するフローチャートである。図４は、図２及び図３の結果に基づいて電力供給の制御する電力供給処理を説明するフローチャートである。これらフローチャートは、本発明の動力供給の単なる例示に過ぎない。

図２に示すように、当該燃料電池システムが起動されたか否かは、ユーザが点火キーを差し込んで回したことでＳＴオン信号Ｃ_STが出力されたことで知ることができる。すなわち、ユーザがＳＴオンの位置までキーを回したことで、車両をスタートさせようとする明確な意思が推認されるのである。ＳＴオン信号Ｃ_STが入力されたら（Ｓ１：ＹＥＳ）、二次バッテリリレー４６が接続状態とされ（Ｓ２）、電力供給系４に二次バッテリ４０の出力が電気的に供給される。そして燃料電池システムの起動を許可とするために、各燃料電池の高圧補機の動作が許可される（Ｓ３）。この高圧補機の動作により、初期の高圧補機の運転が開始され、燃料電池スタック１０に燃料ガスや酸化ガスが供給され、発電が開始される。

次いで電圧センサ４７の電圧相対値が参照される。コンバータ両端の電圧Ｖａが所定の電圧Ｖ１以上出ていることが確認されると（Ｓ４：ＹＥＳ）、二次バッテリ４０から二次バッテリリレー４６経由で正しく電圧が印加されていると判断されるので、二次バッテリ４０の準備が完了した旨を示す二次バッテリ準備完了ランプがオンされる（Ｓ５）。

次に、燃料電池システムの起動が可能か否かを検査するために、各高圧補機が正しく動作するか、異常電流が流れないか等の高圧補機動作検査が実施される（Ｓ６）。この検査の結果、高圧補機に異常がないと判断されたら（Ｓ７：ＹＥＳ）、高圧補機が正常である旨を示す高圧補機正常ランプがオンされる（Ｓ８）。二次バッテリ４０から出力電圧が正常に出ているか等の処理は瞬時に行えるものであるため、ここまでの起動時電源許可処理は極めて短時間に終了する。

図３に示す燃料電池動作検査処理が随時実施される。この検査処理は二次バッテリ４０の起動時に比べ時間を要するものである。
燃料電池スタック１０の出力を負荷である高圧コンバータ４１に電気的に接続するため、燃料電池リレー４８が接続状態にされる（Ｓ１０）。そして電圧センサ４９で測定される電圧相対値により、燃料電池スタック１０の出力端子に所定の電圧Ｖ２以上の電圧Ｖｂが生じているか否かが検査される（Ｓ１１）。その結果、所定の電圧Ｖ２以上の電圧Ｖｂが生じていたら（Ｓ１１：ＹＥＳ）、燃料ガス漏れ検査が実施される（Ｓ１２）。

ガス漏れ検査方法には公知の種々の方法が存在するが、本実施形態では、圧力変化によるガス漏れ検知を実施するよう構成されている。圧力変化によるガス漏れ検知は、配管内の圧力減少または流量増加を測定してガス漏れを判定するものである。例えば、図１の燃料ガス供給系１において、遮断弁ＳＶ１〜ＳＶ３を開放して燃料ガス供給系１に水素ガスを所定時間供給し、一定の飽和圧力または積算流量にしてから総ての遮断弁を閉弁し、経過時間とともに圧力センサＰ１〜Ｐ３で検出される圧力や流量がどのように変化するかを監視する。一定値以上の圧力減少や流量増加が観察された場合にはガス漏れが発生していると判定できる。このような圧力変化によるガス漏れ検知は、圧力変化を監視するものであるため確実なガス漏れ検知方法であるが、待ち時間が必要であるため、一定の検査時間が必要である。しかし本発明では、起動の迅速な二次バッテリの電源を利用して遅滞なくシステム始動が可能である。

なお、ガス漏れ検出方法としては、圧力変化によるもの他に、ガス濃度センサによって水素ガスが所定のしきい値以上の濃度に達しているか否かを判定することでガス漏れを検知することも可能である。例えば、しきい値以上の水素ガス濃度が連続して一定回数検出された場合に水素ガスが漏れていると判断することが考えられる。

上記ガス漏れ検査処理の結果、ガス漏れ等の異常が認められたら（Ｓ１３：ＮＯ）、システムの停止処理が即時実行され、必要な警報処理が実施される（Ｓ１４）。一方、特に異常が認められなかったら（Ｓ１３：ＹＥＳ）、燃料電池スタック１０における通常発電の準備が完了した旨を示すＦＣ準備完了ランプがオンされる（Ｓ１５）。

通常のガス漏れ検査には長い時間が必要である。本発明では、燃料電池における通常発電が可能になる間での間、次の電力供給処理に基づいて、二次バッテリ４０からの電力供給が先行する点に特徴がある。

図４に示すように、電力供給処理では、まず二次バッテリ４０に正常な電圧が出ているかが二次バッテリ準備完了ランプのオン／オフに基づいて判断される（Ｓ２０）。二次バッテリ４０からの出力電圧が正常である場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、バッテリコンピュータ５１からのシフト位置信号ＳｓOCが示す、充電状態を示す相対値であるＳＯＣ値が参照され、二次バッテリ４０から供給可能な電力が演算される（Ｓ２１）。ここで起動時の検査（Ｓ６）により高圧補機が正常動作しうる場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、二次バッテリ４０の電力の一部を燃料電池システムの起動処理（例えば図３に示す処理）に供給する必要がある。このため二次バッテリ４０の出力可能電力から高圧補機が燃料電池起動のために消費される電力が減算され、実際にトラクションモータ４３等に利用可能な二次バッテリ許可電力Ｐｂが演算される（Ｓ２３）。

一方、シフト位置センサ５３からのシフト位置信号Ｓｓ、アクセル位置センサ５４からのアクセル位置信号Ｓａ、ブレーキ位置センサ５５からのブレーキ位置信号Ｓｂ、及び車輪速センサ５２からの車輪速信号Ｓｒ等が参照され、現時点で当該燃料電池システムに要求されているシステム要求出力Ｐｒが演算される（Ｓ２４）。通常運転では、このシステム要求出力Ｐｒを、主として燃料電池スタック１０から供給し、補助的に二次バッテリ４０から供給する。しかし、上述したように、システム起動時には燃料電池スタック１０の起動時検査処理に時間を要する。このため、本実施形態では、燃料電池スタック１０の検査が完了していなくても、二次バッテリ４０からの電力供給を先行させるように構成されている。

燃料電池の発電準備が完了した旨のランプがオンになっていない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、すなわち、燃料電池スタック１０に対する燃料ガス漏れ検査が終了していないときには、二次バッテリ許可電力Ｐｂが、この初期のシステム要求出力Ｐｒ以上あるかが比較される（Ｓ２６）。比較の結果、二次バッテリ４０の出力可能電力から高圧補機の起動に必要な電力を除いた残り電力が、システム要求出力Ｐｒ以上であった場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、二次バッテリ４０には電力余裕があるとして、二次バッテリ４０からの電力供給が許可される（Ｓ２７）。この判断に基づいて、例えばトラクションインバータ４２に制御信号が供給される等することにより、トラクションモータ４３への電力供給が開始され、電気自動車のアイドリングや低速走行を開始させることができるようになる。

これらの処理は、言い換えれば、二次バッテリ４０から電力供給可能な状態となっている場合にさらに、燃料電池の起動に必要な電力とシステム要求出力Ｐｒとの合計以上の動力を供給可能な場合にのみ電力が供給されるものである。

所定の時間が経過し、燃料電池の発電準備が完了した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）にあっては、燃料電池スタック１０による発電を主とし二次バッテリ４０からの電力を従とする通常のハイブリッド運転が可能となる。そこで、システム要求出力Ｐｒに応じて、燃料電池スタック１０からの電力と二次バッテリ４０から補うべき電力との電力分配が演算される（Ｓ２８）。そして、高圧補機の制御が本格的に開始され（Ｓ２９）、燃料電池のＶ−Ｉ特性に基づき高圧コンバータ４１の端子電圧が決定され、燃料電池スタック１０から発電すべき電力が演算される（Ｓ３０）。そして二次バッテリ４０の電力と燃料電池スタック１０の電力とから走行可能な電力（動力）が演算され（Ｓ３１）、それに基づいて主動力であるトラクションモータ４３の動力制御が実施される。

以上説明したように、本実施形態によれば、燃料電池スタック１０と二次バッテリ４０というように複数の動力源が存在した場合に、一つの動力源である二次バッテリ４０の検査が完了した場合に燃料電池の検査が完了していないときであっても電力の供給を開始させるので、システムの電力供給開始までの時間を短縮し、迅速なシステム始動が可能となる。

本実施形態によれば、動力源の各々はシステムの始動時に検査をされていくが、上記構成によれば、一つの特定の動力源の検査が完了した場合に動力供給が開始するので、他の動力源の検査の完了を待つ前にシステム始動が可能となり、比較的短時間に動力供給を開始させることができる。

本実施形態によれば、検査に要する時間が相対的に短い二次バッテリ４０の検査が終了したらシステム始動させるため、燃料電池のようにガス漏れ検査等の比較的検査時間が長いものが含まれていたとしても、迅速にシステム始動が可能となる。

本実施形態によれば、燃料電池の起動に必要な電力とシステム要求出力Ｐｒとの合計以上の動力を出力可能であると判断した場合に二次バッテリ４０からの動力供給を可能とするので、二次バッテリの残量が少ない場合に負荷の重いトラクションモータ４３に単独で電力供給することが防止される。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
例えば、上記実施形態では、二次バッテリと燃料電池とを用いたハイブリッドシステムに本発明を適用していたが、その他の複数の動力源の組み合わさったハイブリッドシステムの動力供給に本発明を適用してもよい。例えば比較的検査時間が短い動力源としては、キャパシタやその他の蓄電装置が挙げられる。比較的検査時間は長いが出力が大きい動力源としては、内燃機関、その他の発電方式を問わない発電装置、動力装置が挙げられる。

また、本発明は、車両、船舶、航空機などの移動体のみならず、ビル、家屋などの閉空間に定置された動力供給システムにも適用することが出来る。つまり、燃料電池システムが自動車等の移動体に搭載されるか否かに拘わらず、システム停止からの再起動が短いことが期待されるシステム一般に適用することが可能である。

さらに、上記実施形態ではシステム始動時の検査として燃料ガス漏れ検査を例示していたが、これに限定されることはない。例えば、弁の開閉が正常に行われているか否かの弁開閉検査、漏電が存在するか否かの漏電検査等、相対的に時間のかかる検査が複数の動力源のいずれかで必要とされる場合に本発明を適用可能である。

本発明の燃料電池システムを搭載した自動車のブロック構成図 起動時電源許可処理を説明するフローチャート 燃料電池動作検査処理を説明するフローチャート 動力供給処理を説明するタイムチャート

符号の説明

１…燃料ガス供給系、２…酸化ガス供給系、３…冷却系、４…電力供給系、１０…燃料電池スタック（他の動力源）、４０…二次バッテリ（蓄電装置、特定の動力源）、Ｐ１〜Ｐ３…圧力センサ

Claims (1)

1. 燃料電池と蓄電装置とを備える動力供給システムであって、
   前記蓄電装置の端子電圧が所定電圧以上であるかを検査する第１の検査手段と、
   前記燃料電池および燃料ガス供給配管からの燃料ガス漏れ検査を行う第２の検査手段と、
   当該システムの起動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記第１の検査手段の検査により前記蓄電装置の端子電圧が所定電圧以上であると判定された場合であって、かつ、前記蓄電装置が前記燃料電池の起動に必要な電力と当該システムの要求電力との合計以上の電力を出力可能であると判断した場合に、前記蓄電装置から前記燃料電池を起動させる高圧補機への電力供給と前記蓄電装置からモータへの電力供給とを開始させ、
   前記蓄電装置から前記高圧補機および前記モータへの電力供給の開始後の前記第２の検査手段の検査により前記燃料電池および前記燃料ガス供給配管からの燃料ガス漏れが無いと判定された場合に、前記燃料電池から前記モータへの電力供給を開始させる、動力供給システム。

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