JP6185899B2 - Control method for fuel cell system and fuel cell vehicle - Google Patents

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Description

この発明は、燃料電池及び蓄電装置から駆動モータ等の負荷に電力を供給する燃料電池システムの制御方法、及び前記制御方法が実施される燃料電池自動車に関する。   The present invention relates to a control method for a fuel cell system that supplies power from a fuel cell and a power storage device to a load such as a drive motor, and a fuel cell vehicle in which the control method is implemented.

従来から、例えば特許文献1の図1に示されるように、駆動モータと該駆動モータを駆動するインバータとを含む負荷と、燃料電池の出力端との間、及び前記インバータと蓄電装置の入出力端との間、にそれぞれ昇圧コンバータを設け、前記負荷(インバータと該インバータによる駆動されるモータ)を駆動するようにした燃料電池システムを搭載する燃料電池自動車が知られている。   Conventionally, for example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, between a load including a drive motor and an inverter that drives the drive motor, and an output terminal of the fuel cell, and between the inverter and the power storage device 2. Description of the Related Art There is known a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system in which a boost converter is provided between each end and the load (an inverter and a motor driven by the inverter) is driven.

特許文献1には、前記負荷に所定の駆動力を発揮させるために該負荷に印加される電力の電圧であるモータ必要電圧(駆動要求負荷端電圧)と燃料電池電圧との相関関係に基づいて、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合には、燃料電池側の昇圧コンバータによる昇圧(電圧変換)を行わないで直結させ、燃料電池側の昇圧コンバータのスイッチング損失を抑制することが開示されている(特許文献1の[0011]、[0012]、[0068]、[0069])。   In Patent Document 1, based on the correlation between the required voltage of the motor (drive required load end voltage) that is the voltage of the power applied to the load and the fuel cell voltage in order to cause the load to exert a predetermined driving force. When the fuel cell voltage is higher than the drive request load terminal voltage, the fuel cell side boosting (voltage conversion) is not performed directly, and the switching loss of the fuel cell side boosting converter is suppressed. ([0011], [0012], [0068], [0069] of Patent Document 1).

そして、特許文献1には、上述したように、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合に、燃料電池側の昇圧コンバータによる昇圧(電圧変換)を行わないで直結させているとき、燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より下がったときには、燃料電池側の昇圧コンバータを再び昇圧動作させることが必要になると記載されている(特許文献1の[0070])。   In Patent Document 1, as described above, when the fuel cell voltage is higher than the drive-requested load end voltage, the voltage is directly connected without boosting (voltage conversion) by the boost converter on the fuel cell side. Further, it is described that when the fuel cell voltage falls below the drive request load end voltage, the boost converter on the fuel cell side needs to be boosted again ([0070] of Patent Document 1).

国際公開第2009/084650号パンフレットInternational Publication No. 2009/084650 Pamphlet

特許文献1では、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合に直結させることで、燃料電池システムの効率を向上させている。   In Patent Document 1, the efficiency of the fuel cell system is improved by direct connection when the fuel cell voltage is higher than the drive request load end voltage.

ところで、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅(昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差)が小さい場合、制御性が悪化するという課題があるが、特許文献1には前記課題の解決についての記載がなく改良の余地がある。   By the way, when the boost converter is shifted from the direct connection state to the boost state, if the boost width (the difference between the low voltage side voltage and the high voltage side voltage of the boost converter) is small, there is a problem that the controllability deteriorates. In Patent Document 1, there is no description about the solution of the above problem and there is room for improvement.

この発明は、燃料電池電圧を電圧変換しもしくは直結する燃料電池用電圧変換装置並びに蓄電装置電圧を電圧変換しもしくは直結する蓄電装置用電圧変換装置をより適切に制御し、より一層システム効率を向上させることを可能とする燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供することを第1の目的とする。   The present invention more appropriately controls a fuel cell voltage conversion device that converts or directly connects a fuel cell voltage, and a power storage device voltage conversion device that converts or directly connects a power storage device voltage, thereby further improving system efficiency. It is a first object of the present invention to provide a fuel cell system control method and a fuel cell vehicle that can be made to operate.

この発明は、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅(昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差)が小さいと判定された場合に、制御性の悪化を防止し、且つシステム効率の低下を抑制することを可能とする燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供することを第2の目的とする。   The present invention provides controllability when it is determined that the boost width (the difference between the low-voltage side voltage and the high-voltage side voltage of the boost converter) is small when the boost converter transitions from the direct connection state to the boost state. It is a second object of the present invention to provide a fuel cell system control method and a fuel cell vehicle that can prevent deterioration and suppress a decrease in system efficiency.

この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、インバータと前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、前記燃料電池電圧を1次側電圧として昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第1電圧変換装置及び前記蓄電装置電圧を前記1次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第2電圧変換装置と、を備える燃料電池システムの制御方法において、前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧と、前記負荷を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧と、を決定する要求電圧決定工程と、前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧とのいずれの電圧が高いかを比較して判定する比較判定工程と、前記燃料電池電圧が高いと判定された場合、高いと判定された該燃料電池電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回ったときに、前記第1電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させるか、前記蓄電装置電圧が高いと判定された場合、高いと判定された該蓄電装置電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回ったときに、前記第2電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程と、を有し、前記第1及び第2電圧変換装置中、直結させた一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続することを特徴とする。 A control method for a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that outputs a fuel cell voltage, a power storage device that outputs a power storage device voltage, a load that includes an inverter and a drive motor driven through the inverter, and the fuel A first voltage conversion device that boosts the battery voltage as a primary side voltage and applies it as a load end voltage to the DC end side of the inverter, boosts the storage device voltage as the primary side voltage, and uses the inverter voltage as the load end voltage. In a control method of a fuel cell system comprising: a second voltage converter applied to a direct current end side, a drive request load end that drives the load based on a drive request to the fuel cell system as the load end voltage voltage and the efficiency required load end voltage for driving the load efficiently, the required voltage determination step of determining, the power storage and the fuel cell voltage A comparison determination step of determining by comparing one of the voltage between the location voltage is high, the fuel when the battery voltage is determined to be high, as high as the determined fuel cell voltage, the efficiency required load end voltage When the voltage conversion operation of the first voltage converter is stopped and directly connected, or when the power storage device voltage is determined to be high, the power storage device voltage determined to be high is the efficiency required load. A voltage conversion stop step of stopping and directly connecting the voltage conversion operation of the second voltage converter when the voltage exceeds the end voltage, and one of the voltages directly connected in the first and second voltage converters Even if the primary side voltage of the converter is lower than the efficiency required load end voltage, the voltage conversion operation is stopped while the drive required load end voltage is exceeded.

このように、1次側電圧として燃料電池電圧と蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置の1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、システム効率を向上させることができ、前記第1の目的が達成される。   As described above, even if the primary voltage of one of the voltage conversion devices to which a high voltage is applied as the primary voltage among the fuel cell voltage and the power storage device voltage is lower than the efficiency required load end voltage, the drive request is made. While the voltage at the load end is exceeded, the voltage conversion operation is stopped, that is, the direct connection state is continued. Therefore, the duration of the direct connection state can be extended, and the system efficiency can be improved. The purpose of is achieved.

この場合、直結中の前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、前記効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧との差電圧を把握する差電圧把握工程を設け、前記差電圧が、閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程をさらに設けることが好ましい。 In this case, when the primary voltage of the one of the voltage converters that are directly connected falls below the drive required load terminal voltage, the efficiency required load terminal voltage and the primary side of the one voltage converter provided a differential voltage grasping step of grasping a difference voltage between the voltage, the difference voltage, when a value less than the threshold value voltage is boosted width the load end voltage becomes voltage above the efficiency required load end voltage It is preferable to further provide a step of increasing the boosting width for starting the voltage conversion operation of the one voltage converter with the set boosting width.

このように、直結中の一方の電圧変換装置の1次側電圧が、駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧との差電圧を把握し、前記差電圧が閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させるようにしたので、不安定な電圧変換動作状態の発生を防止しつつ、システム効率を向上させた安定した電圧変換動作を実施することができ、前記第2の目的を達成することができる。   As described above, when the primary side voltage of one voltage conversion device in direct connection is lower than the drive request load end voltage, the efficiency request load end voltage and the primary side voltage of the one voltage conversion device When the difference voltage is grasped and the difference voltage is less than the threshold voltage, the boost width is set such that the load end voltage exceeds the efficiency required load end voltage. Since the voltage conversion operation of one of the voltage conversion devices is started, it is possible to implement a stable voltage conversion operation with improved system efficiency while preventing the occurrence of an unstable voltage conversion operation state. The second objective can be achieved.

なお、前記一方の電圧変換装置の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記1次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置の昇圧幅の指令値を、前記他方の電圧変換装置の前記1次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧との差電圧に設定することで、他方の電圧変換装置により負荷端電圧が制御され、一方の電圧変換装置の直結をできるだけ継続することができ、システム効率が向上する。   The other voltage conversion device to which a low voltage is applied as the primary voltage among the fuel cell voltage and the power storage device voltage while the voltage conversion operation of the one voltage conversion device continues. Is set to a voltage difference between the primary side voltage of the other voltage converter and the load end voltage during direct connection, whereby the load end voltage is controlled by the other voltage converter. Thus, the direct connection of one of the voltage converters can be continued as much as possible, and the system efficiency is improved.

また、前記駆動モータは車両の駆動用であって、前記第1電圧変換装置及び第2電圧変換装置のうち、前記1次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる直前、及び前記電圧変換停止工程後に、前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する直前に、前記車両が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程をさらに有し、前記車両状態把握工程にて、前記車両が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させることが好ましい。   The drive motor is for driving a vehicle, and the high voltage of the fuel cell voltage and the power storage device voltage is applied as the primary voltage of the first voltage converter and the second voltage converter. When the primary side voltage of any one of the voltage conversion devices exceeds the efficiency required load end voltage, immediately before stopping the voltage conversion operation of the voltage conversion device and directly connecting it, and stopping the voltage conversion After the step, even if the primary side voltage of the one voltage converter is lower than the efficiency required load end voltage, the voltage conversion operation is stopped while the drive required load end voltage is exceeded. Immediately before the vehicle further comprises a vehicle state grasping step for grasping a vehicle state whether or not the vehicle is in a high speed running state or an uphill state, and in the vehicle state grasping step, the vehicle is in the high speed running state. Or before If you know to be in the ascending state, the voltage conversion operation is stopped directly the voltage conversion device, when connected directly it is preferable to continue the stop state of the voltage conversion operation.

この発明によれば、前記一方の電圧変換装置の直結状態への移行・継続の適否を簡便に判定することができ、且つ、駆動要求負荷端電圧が確保されているので、商品性の低下を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to easily determine whether or not the one of the voltage converters is in the direct connection state and to continue, and since the drive request load end voltage is secured, the merchantability is reduced. Can be prevented.

この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、インバータと、車両駆動用の、前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、前記燃料電池電圧を昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第1電圧変換装置と、前記蓄電装置電圧を昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第2電圧変換装置と、を有する燃料電池システムの制御方法において、前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧を決定する要求電圧決定過程と、前記駆動モータにより駆動される車両が加速状態又は高速走行状態もしくは登坂状態のいずれの状態にあるかを判定する車両状態把握工程と、前記駆動要求負荷端電圧と前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧とに基づき前記第1及び第2電圧変換装置の昇圧の要否を判定する昇圧要否判定工程と、を有し、前記昇圧要否判定工程では、前記車両状態把握工程において前記車両が前記加速状態にあると判定された場合には、前記第1及び第2電圧変換装置の両方とも昇圧動作させ、前記車両状態把握工程において前記車両が前記高速走行状態もしくは前記登坂状態にあると判定された場合には、前記燃料電池電圧及び前記蓄電装置電圧のうち高い方の電圧が印加されている前記第1及び第2電圧変換装置のいずれか一方の電圧変換装置を直結状態にすると判定することを特徴とする。   A control method of a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that outputs a fuel cell voltage, a power storage device that outputs a power storage device voltage, an inverter, and a drive motor that drives the vehicle and is driven through the inverter. A first voltage conversion device that boosts the fuel cell voltage and applies it as a load end voltage to the DC end side of the inverter, and boosts the power storage device voltage as the load end voltage to the DC end side of the inverter. In the control method of a fuel cell system having a second voltage conversion device to be applied, a drive request load end voltage for driving the load is determined as the load end voltage based on a drive request to the fuel cell system. The required voltage determination process and whether the vehicle driven by the drive motor is in an accelerated state, a high-speed traveling state, or an uphill state A vehicle state grasping step for determining; a step-by-step determining step for determining whether or not the first and second voltage converters need to be boosted based on the drive-requested load end voltage, the fuel cell voltage, and the power storage device voltage; In the boosting necessity determination step, when it is determined in the vehicle state grasping step that the vehicle is in the acceleration state, both the first and second voltage conversion devices are boosted. When the vehicle state grasping step determines that the vehicle is in the high-speed traveling state or the uphill state, the higher one of the fuel cell voltage and the power storage device voltage is applied. It is determined that one of the voltage converters of the first and second voltage converters is in a directly connected state.

このように、車両状態と駆動要求負荷端電圧と燃料電池電圧と蓄電装置電圧とに基づいて第1及び第2変換装置のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を判定するので、システム効率を向上しながら、第1及び第2変換装置のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を簡便に判定することができる。   Thus, since the transition to the direct connection state of one of the first and second converters is determined based on the vehicle state, the drive request load end voltage, the fuel cell voltage, and the power storage device voltage, While improving the system efficiency, it is possible to easily determine the transition of one of the first and second converters to the directly connected state.

上記の各発明は、燃料電池自動車で実施して好適である。   Each of the above inventions is suitable for implementation in a fuel cell vehicle.

この発明によれば、1次側電圧として燃料電池電圧と蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置の1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、電圧変換装置をより適切に制御でき、より一層システム効率を向上させることができる。   According to this invention, even if the primary side voltage of one voltage conversion device to which a high voltage is applied as the primary side voltage among the fuel cell voltage and the power storage device voltage is lower than the efficiency required load end voltage, While the drive request load end voltage is exceeded, since the voltage conversion operation is stopped, that is, the direct connection state is continued, the duration of the direct connection state can be extended, and the voltage converter can be controlled more appropriately. The system efficiency can be further improved.

また、この発明によれば、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅(昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差)が小さいと判定した場合に、昇圧幅を嵩ましして昇圧するようにしたので、制御性の悪化を防止でき、且つシステム効率の低下を抑制できる。   Further, according to the present invention, when the boost converter is shifted from the direct connection state to the boost state, when it is determined that the boost width (the difference between the low voltage side voltage and the high voltage side voltage of the boost converter) is small, Since the boosting width is increased to increase the pressure, the controllability can be prevented from being deteriorated, and the decrease in system efficiency can be suppressed.

この発明の実施形態に係る燃料電池システムが適用された燃料電池自動車の概略全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram of a fuel cell vehicle to which a fuel cell system according to an embodiment of the present invention is applied. 図1例の燃料電池自動車中、昇圧コンバータと昇降圧コンバータの一例の詳細構成を含む模式的回路図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram including a detailed configuration of an example of a boost converter and a step-up / down converter in the fuel cell automobile of FIG. 1. スイッチング素子の例としての電力素子の説明図である。It is explanatory drawing of the power element as an example of a switching element. 燃料電池のIV特性図である。It is IV characteristic view of a fuel cell. 第1実施例〜第4実施例の動作説明に供される一部のフローチャートである。It is a one part flowchart provided for operation | movement description of 1st Example-4th Example. 第1実施例の動作説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart provided for operation | movement description of 1st Example. 第1実施例の第1変形例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 1st modification of 1st Example is provided. 第2実施例の動作説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart provided for operation | movement description of 2nd Example. 第3実施例の動作説明に供されるフローチャートである。It is a flowchart provided for operation | movement description of 3rd Example. 第4実施例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 4th Example is provided. モータ要求電力と、負荷端電圧としての駆動要求負荷端電圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between motor request | requirement electric power and the drive request | requirement load end voltage as a load end voltage. モータトルク特性関連図である。It is a motor torque characteristic related figure. 第1実施例の動作説明に供されるタイミングチャートである。It is a timing chart used for operation | movement description of 1st Example. コンバータの直結時と、微小昇圧時と、嵩まし昇圧時の電力損失の説明図である。It is explanatory drawing of the power loss at the time of the direct connection of a converter, the time of a minute pressure | voltage rise, and the time of a bulk boost.

以下、この発明に係る燃料電池システムの制御方法について、これを実施する燃料電池自動車との関係において好適な実施形態を挙げ添付の図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a control method for a fuel cell system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings by citing preferred embodiments in relation to a fuel cell vehicle that implements the control method.

図1は、この実施形態に係る燃料電池システム12(以下、「FCシステム12」という。)が適用された燃料電池自動車10(以下、「FC自動車10」又は「車両10」という。)の概略全体構成図である。   FIG. 1 schematically shows a fuel cell vehicle 10 (hereinafter referred to as “FC vehicle 10” or “vehicle 10”) to which a fuel cell system 12 (hereinafter referred to as “FC system 12”) according to this embodiment is applied. FIG.

図2は、1次側1sfと2次側2s側との間に配置される燃料電池側コンバータであり電圧変換装置(昇圧器)としてのチョッパ方式の昇圧コンバータ21(以下、SUC21という。SUC:Step Up Converter)、及び1次側1sbと2次側2s側との間に配置されるチョッパ方式の電圧変換装置(昇降圧器)としての昇降圧コンバータ22(以下、SUDC22という。SUDC:Step Up/Down Converter)の一例の詳細構成を含むFC自動車10の模式的回路図である。   FIG. 2 is a fuel cell side converter disposed between the primary side 1sf and the secondary side 2s, and is a chopper type boost converter 21 (hereinafter referred to as SUC21) as a voltage converter (boost). Step Up Converter) and a step-up / down converter 22 (hereinafter referred to as SUDC 22) as a chopper-type voltage converter (buck-boost) arranged between the primary side 1sb and the secondary side 2s side. SUDC: Step Up / 1 is a schematic circuit diagram of an FC automobile 10 including a detailed configuration of an example of a Down Converter.

図1及び図2に示すように、FC自動車10は、FCシステム12と、車両走行用のモータ・ジェネレータである駆動モータ14と、駆動モータ14を駆動する負荷駆動回路としてのインバータ16(以下、「INV16」という。INV:Inverter)と、を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the FC automobile 10 includes an FC system 12, a drive motor 14 that is a motor / generator for running a vehicle, and an inverter 16 (hereinafter referred to as a load drive circuit) that drives the drive motor 14. It is referred to as “INV16.” INV: Inverter).

FCシステム12は、一方の1次側1sfに配置される燃料電池18(以下、「FC18」という。)と、他方の1次側1sbに配置される蓄電装置である高電圧バッテリ20(以下「BAT20」という。)と、前記SUC21と、前記SUDC22と、高電圧{蓄電装置電圧(BAT電圧)Vbat}入力の燃料電池補機(以下、「FC補機」という。)31と、高電圧入力の車室内空気調和装置である空調補機32と、降圧器としてのチョッパ方式の降圧コンバータ23(以下、「SDC23」という。SDC:Step Down Converter)と、制御装置としての電子制御装置24(以下、「ECU24」という。ECU:Electronic Control Unit)と、を有する。   The FC system 12 includes a fuel cell 18 (hereinafter referred to as “FC18”) disposed on one primary side 1sf and a high-voltage battery 20 (hereinafter referred to as “power storage device” disposed on the other primary side 1sb). BAT20 "), the SUC21, the SUDC22, a high voltage {power storage device voltage (BAT voltage) Vbat} input fuel cell auxiliary machine (hereinafter referred to as" FC auxiliary machine ") 31, and a high voltage input. Air conditioner 32, which is a vehicle interior air conditioner, a chopper-type step-down converter 23 (hereinafter referred to as “SDC 23”; SDC: Step Down Converter) as a step-down device, and an electronic control device 24 (hereinafter referred to as a control device). And “ECU 24.” ECU: Electronic Control Unit (ECU).

FC18の出力端がSUC21の入力端(1次側1sf)に接続され、SUC21の出力端(2次側2s)がINV16の直流端側とSUDC22の一端(昇圧端側)側に接続される。   The output end of FC18 is connected to the input end (primary side 1sf) of SUC21, and the output end (secondary side 2s) of SUC21 is connected to the DC end side of INV16 and one end (boost end side) side of SUDC22.

BAT20の入出力端がSDC23の入力側(1次側1sb)、SUDC22の他端側(降圧端側)、及び高圧補機35(FC補機31、空調補機32)に接続される。   The input / output end of the BAT 20 is connected to the input side (primary side 1sb) of the SDC 23, the other end side (step-down end side) of the SUDC 22, and the high-pressure auxiliary machine 35 (FC auxiliary machine 31, air conditioning auxiliary machine 32).

SDC23の出力端側(2次側)には、電圧Vbb=+12V等の低圧バッテリ29と、ECU24及びライト等の低圧補機33が接続される。なお、低圧補機33とSDC23とECU24とを併せて低圧補機(低圧負荷)33´という。   A low voltage battery 29 having a voltage Vbb = + 12V and a low voltage auxiliary machine 33 such as a light are connected to the output end side (secondary side) of the SDC 23. The low pressure auxiliary machine 33, the SDC 23, and the ECU 24 are collectively referred to as a low pressure auxiliary machine (low pressure load) 33 '.

駆動モータ14は、FC18から供給されるFC発電電力(FC電力)Pfc(Pfc=Vfc×Ifc)とBAT20から供給される蓄電電力であるBAT放電電力Pbatd(Pbatd=Vbat×Ibd)の合成電力値(Pfc+Pbatd)がINV16を通じて供給されることで駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション26を通じて車輪28を回転させる。   The drive motor 14 is a combined power value of FC generated power (FC power) Pfc (Pfc = Vfc × Ifc) supplied from the FC 18 and BAT discharge power Pbatd (Pbatd = Vbat × Ibd) which is stored power supplied from the BAT 20. (Pfc + Pbatd) is supplied through the INV 16 to generate a driving force, and the wheel 28 is rotated through the transmission 26 by the driving force.

INV16は、例えば3相フルブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行い、FC18からSUC21を介してFC電圧Vfcが昇圧された直流電圧である負荷端電圧Vinvを3相の交流電圧に変換して駆動モータ14に供給する(力行時)。   The INV 16 has, for example, a three-phase full-bridge configuration, performs DC / AC conversion, and converts the load end voltage Vinv, which is a DC voltage obtained by boosting the FC voltage Vfc from the FC 18 via the SUC 21, into a three-phase AC voltage. Converted and supplied to the drive motor 14 (during power running).

INV16は、また、BAT20からSUDC22を介してBAT電圧Vbatが昇圧された直流電圧である前記負荷端電圧Vinvを3相の交流電圧に変換して駆動モータ14に供給する(力行時)。   The INV 16 also converts the load end voltage Vinv, which is a DC voltage obtained by boosting the BAT voltage Vbat from the BAT 20 via the SUDC 22, into a three-phase AC voltage and supplies it to the drive motor 14 (during power running).

つまり、駆動モータ14は、FC18及び/又はBAT20の電力により駆動される(力行時)。   That is, the drive motor 14 is driven by the power of the FC 18 and / or BAT 20 (during power running).

この実施形態において、INV16と駆動モータ14とを合わせて負荷30という。負荷には、負荷30の他に、FC補機31、空調補機32等の高圧補機35及び前記した低圧補機33´が含まれる。   In this embodiment, the INV 16 and the drive motor 14 are collectively referred to as a load 30. In addition to the load 30, the load includes a high-pressure auxiliary machine 35 such as an FC auxiliary machine 31 and an air conditioning auxiliary machine 32 and the low-pressure auxiliary machine 33 ′ described above.

一方、駆動モータ14の回生動作に伴う交流/直流変換後のINV16の入力端(直流端側)に発生する負荷端電圧(直流端側電圧)Vinvは、降圧コンバータとして動作するSUDC22を通じてBAT電圧Vbatに降圧されてBAT20に供給され、あるいはSUDC22が直結状態(スイッチング素子22b:オフ、スイッチング素子22d:オン)にされてBAT20に供給され、BAT20を充電する。   On the other hand, the load terminal voltage (DC terminal side voltage) Vinv generated at the input terminal (DC terminal side) of the INV 16 after AC / DC conversion accompanying the regenerative operation of the drive motor 14 is BAT voltage Vbat through the SUDC 22 operating as a step-down converter. And the SUDC 22 is directly connected (switching element 22b: off, switching element 22d: on) and supplied to the BAT 20 to charge the BAT 20.

また、BAT20には、FC18による駆動モータ14の駆動用の電力が余剰になった場合に、その余剰電力が、昇圧状態のSUC21又は直結状態のSUC21を介し、降圧状態又は直結状態のSUDC22を通じて供給され、BAT20が充電される。前記余剰電力は、余剰の程度に応じて、高圧補機35(FC補機31、空調補機32)、及び低圧補機33´にも供給される。   Further, when the power for driving the drive motor 14 by the FC 18 becomes surplus, the surplus power is supplied to the BAT 20 via the step-down SUC 21 or the direct connection SUC 21 through the step-down or direct connection SUDC 22. BAT20 is charged. The surplus power is also supplied to the high pressure auxiliary machine 35 (FC auxiliary machine 31, air conditioning auxiliary machine 32) and low pressure auxiliary machine 33 'according to the degree of surplus.

FC補機31は、FC18のカソード流路(不図示)に対して酸素を含む圧縮された空気(酸化剤ガス)を供給するエアポンプ(不図示)と、FC18の冷却流路(不図示)に対して冷却媒体(冷媒)を供給するウォータポンプ(不図示)とを備える。   The FC auxiliary machine 31 has an air pump (not shown) for supplying compressed air (oxidant gas) containing oxygen to a cathode channel (not shown) of the FC 18 and a cooling channel (not shown) of the FC 18. And a water pump (not shown) for supplying a cooling medium (refrigerant).

なお、FC18のアノード流路(不図示)に対して水素(燃料ガス)を供給する水素タンク(不図示)が接続され、水素と酸化剤ガスをそれぞれ反応ガスという。   A hydrogen tank (not shown) for supplying hydrogen (fuel gas) is connected to the anode flow path (not shown) of FC18, and hydrogen and oxidant gas are referred to as reaction gases, respectively.

FC18は、例えば、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル(以下、「FCセル」という。)を積層したスタック構造を有し、前記アノード流路を介して前記アノード電極に供給された水素含有ガスが、電極触媒上で水素イオン化され、前記電解質膜を介して前記カソード電極へと移動し、その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流電圧(FC電圧Vfc)を発生する電気エネルギとして利用に供される。カソード電極には、前記カソード流路を介して酸化剤ガス(酸素含有ガス)が供給されているために、このカソード電極において、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。   The FC 18 has, for example, a stack structure in which fuel cell cells (hereinafter referred to as “FC cells”) formed by sandwiching an electrolyte membrane between an anode electrode and a cathode electrode from both sides, and through the anode flow path. The hydrogen-containing gas supplied to the anode electrode is hydrogen ionized on the electrode catalyst, moves to the cathode electrode through the electrolyte membrane, and electrons generated during the movement are taken out to an external circuit, It is used as electrical energy for generating a DC voltage (FC voltage Vfc). Since an oxidant gas (oxygen-containing gas) is supplied to the cathode electrode via the cathode channel, hydrogen ions, electrons, and oxygen gas react at this cathode electrode to generate water.

BAT20は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置(エネルギストレージ)であり、例えば、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池等を利用することができる。蓄電装置としてキャパシタを利用することもできる。本実施形態ではリチウムイオン2次電池を利用している。BAT20は、BAT電圧(バッテリ電圧)Vbat、BAT電流(バッテリ電流)Ib(放電電流Ibd、充電電流Ibc)、BAT温度(バッテリ温度)、及びBAT20の残容量であるSOC(State Of Charge)がECU24により検出乃至管理される。   The BAT 20 is a power storage device (energy storage) including a plurality of battery cells, and for example, a lithium ion secondary battery, a nickel hydrogen secondary battery, or the like can be used. A capacitor can also be used as the power storage device. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is used. The BAT 20 has an BAT voltage (battery voltage) Vbat, a BAT current (battery current) Ib (discharge current Ibd, a charging current Ibc), a BAT temperature (battery temperature), and an SOC (State Of Charge) that is the remaining capacity of the BAT 20 as an ECU 24. Detected or managed by

上記したように、FC18のFC電力Pfcは、FC電圧VfcがSUC21を介して負荷端電圧Vinvに昇圧されINV16を通じて駆動モータ14に供給される(力行時)と共に、FCシステム12の電力状況に応じて、FC18からSUC21及びSUDC22を通じて1次側1sbの各機器(高圧補機35、低圧補機33´、BAT20)に分配される。   As described above, the FC power Pfc of the FC 18 is boosted to the load end voltage Vinv via the SUC 21 and supplied to the drive motor 14 via the INV 16 (during power running), and according to the power status of the FC system 12. Then, it is distributed from the FC 18 through the SUC 21 and the SUDC 22 to each device on the primary side 1sb (the high pressure auxiliary machine 35, the low pressure auxiliary machine 33 ′, and the BAT 20).

一方、BAT20のBAT放電電力Pbatdは、BAT電圧VbatがSUDC22を通じて負荷端電圧Vinvに昇圧され、INV16を通じて駆動モータ14に供給される(力行時)と共に、FCシステム12の電力状況に応じて1次側1sbの各機器である高圧補機35(FC補機31、空調補機32)、及び低圧補機33´(SDC23、ECU24、低圧補機33)に供給される。   On the other hand, the BAT discharge power Pbatd of the BAT 20 is boosted to the load end voltage Vinv through the SUDC 22 and supplied to the drive motor 14 through the INV 16 (at the time of power running), and also in accordance with the power status of the FC system 12. It is supplied to the high-pressure auxiliary equipment 35 (FC auxiliary equipment 31, air conditioning auxiliary equipment 32) and low-pressure auxiliary equipment 33 ′ (SDC 23, ECU 24, low-pressure auxiliary equipment 33), which are the devices on the side 1sb.

ここで、SUC21、SUDC22及びSDC23は、種々の構成を採用できるが、公知のように、基本的には、MOSFETやIGBT等のスイッチング素子と、ダイオードと、リアクトルと、コンデンサ(平滑コンデンサも含む)とから構成され、接続される負荷の要求電力に基づきECU24により前記スイッチング素子がオン・オフスイッチング制御(デューティ制御)される。   Here, SUC21, SUDC22, and SDC23 can employ various configurations, but as is well known, basically, switching elements such as MOSFETs and IGBTs, diodes, reactors, and capacitors (including smoothing capacitors). The switching element is on / off-switched (duty controlled) by the ECU 24 based on the required power of the connected load.

具体的には、図2に示すように、SUC21は、リアクトル(インダクタ)21aと、スイッチング素子21bとダイオード21c(単方向電流通過素子、逆方向電流阻止素子)と、1次側1sf間に配置される平滑コンデンサC1fと、2次側2s間に配置される平滑コンデンサC2fとから構成され、コンバータ制御器として機能するECU24を通じてスイッチング素子21bがスイッチング状態(デューティ制御)とされることで、FC電圧Vfcを所定の負荷端電圧Vinvに昇圧する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the SUC 21 is disposed between a reactor (inductor) 21a, a switching element 21b, a diode 21c (unidirectional current passing element, reverse current blocking element), and a primary side 1sf. The switching element 21b is switched to the switching state (duty control) through the ECU 24 that functions as a converter controller, and is configured to include the FC voltage. Vfc is boosted to a predetermined load end voltage Vinv.

なお、デューティ(駆動デューティ)が0[%]とされて、スイッチング素子21bがオフ状態(開状態)に維持されると、リアクトル21aとダイオード21cを通じてFC18と負荷30とが直結状態(FC直結状態又はFCVCU直結状態という。)とされ、FC電圧Vfcが負荷端電圧Vinvに直結される(Vinv=Vfc−Vd≒Vfc、Vd<<Vfc、Vd:ダイオード21cの順方向降下電圧)。ダイオード21cは、昇圧用又は直結用且つ逆流防止用として動作する。従って、SUC21は、昇圧動作(力行時等)の他に逆流防止動作、直結動作(力行時等)を行う。   When the duty (drive duty) is set to 0 [%] and the switching element 21b is maintained in the off state (open state), the FC 18 and the load 30 are directly connected (FC directly connected state) through the reactor 21a and the diode 21c. Or the FC voltage Vfc is directly connected to the load end voltage Vinv (Vinv = Vfc−Vd≈Vfc, Vd << Vfc, Vd: forward drop voltage of the diode 21c). The diode 21c operates for boosting or direct coupling and for preventing backflow. Accordingly, the SUC 21 performs a backflow prevention operation and a direct connection operation (such as during power running) in addition to the boost operation (such as during power running).

一方、SUDC22は、図2に示すように、リアクトル22aと、スイッチング素子22b、22dと、これらスイッチング素子22b、22dにそれぞれ並列に接続されるダイオード22c、22eと、1次側1sb間に配置される平滑コンデンサC1bと、2次側2s間に配置される平滑コンデンサC2bとから構成される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the SUDC 22 is disposed between the reactor 22a, the switching elements 22b and 22d, the diodes 22c and 22e connected in parallel to the switching elements 22b and 22d, respectively, and the primary side 1sb. And a smoothing capacitor C2b disposed between the secondary sides 2s.

昇圧時には、ECU24により、スイッチング素子22dがオフ状態とされ、スイッチング素子22bがスイッチング(デューティ制御)されることでBAT電圧Vbat(蓄電装置電圧)が所定の負荷端電圧Vinvまで昇圧される(力行時)。   At the time of boosting, the ECU 24 turns off the switching element 22d and switches (duty control) the switching element 22b, thereby boosting the BAT voltage Vbat (power storage device voltage) to a predetermined load end voltage Vinv (during power running) ).

降圧時には、ECU24により、スイッチング素子22bがオフ状態とされ、スイッチング素子22dがスイッチング(デューティ制御)されることで、スイッチング素子22dがオフ状態であるときにダイオード22cがフライホイールダイオードとして機能し、負荷端電圧VinvがBAT20のBAT電圧Vbatまで降圧される(回生充電時及び/又はFC18による充電時)。   At the time of step-down, the ECU 24 turns off the switching element 22b and switches (duty control) the switching element 22d, so that the diode 22c functions as a flywheel diode when the switching element 22d is in the off-state. The end voltage Vinv is stepped down to the BAT voltage Vbat of the BAT 20 (during regenerative charging and / or charging by the FC 18).

また、スイッチング素子22bをデューティが0[%]でのオフ状態、スイッチング素子22dをデューティが100[%]でのオン状態とすることで、BAT20と負荷30とが直結状態(BAT直結状態又はBATVCU直結状態という。力行時、充電時、又は補機負荷等の駆動時)とされる。   Further, the BAT 20 and the load 30 are directly connected (the BAT directly connected state or the BATVCU) by setting the switching element 22b to an off state with a duty of 0 [%] and the switching element 22d to an on state with a duty of 100 [%]. It is referred to as a directly connected state (powering, charging, or driving an auxiliary load).

BAT直結状態においては、BAT20のBAT電圧Vbatが負荷端電圧Vinvになる(Vbat≒Vinv)。実際上、BAT直結状態におけるBAT20による力行時の負荷端電圧Vinvは、「Vbat−ダイオード22eの順方向降下電圧」となり、充電時(回生充電時含む)の負荷端電圧Vinvは、「Vbat=Vinv−スイッチング素子22dのオン電圧=Vbat(スイッチング素子22dのオン電圧を0[V]と仮定した場合。)」になる。   In the BAT direct connection state, the BAT voltage Vbat of the BAT 20 becomes the load end voltage Vinv (Vbat≈Vinv). Actually, the load end voltage Vinv at the time of power running by the BAT 20 in the BAT direct connection state is “Vbat−forward drop voltage of the diode 22e”, and the load end voltage Vinv at the time of charging (including during regenerative charging) is “Vbat = Vinv”. −On-voltage of the switching element 22d = Vbat (when the on-voltage of the switching element 22d is assumed to be 0 [V]) ”.

なお、図3に示すように、低電圧側と高電圧側との間に接続されるスイッチング素子21b、22b、22dには、上述したMOSFET又はIGBT等の電力素子が用いられる。   As shown in FIG. 3, the above-described power elements such as MOSFETs or IGBTs are used for the switching elements 21b, 22b, and 22d connected between the low voltage side and the high voltage side.

また、FCシステム12において、それぞれ図示はしないが、SUC21の直結時(FC18の直結時と同意)、又はSUDC22の直結時(力行時)(BAT20の直結時と同意)におけるSUC21又はSUDC22の直流電圧降下を低減するために、SUC21の1次側1sfにアノード端子が接続され2次側2sにカソード端子が接続されたダイオード及び/又はSUDC22の1次側1sbにアノード端子が接続され2次側2sにカソード端子が接続されたダイオードを設けてもよい。   In the FC system 12, although not shown, the DC voltage of the SUC 21 or SUDC 22 when the SUC 21 is directly connected (consent with the direct connection of the FC 18) or when the SUDC 22 is directly connected (during powering) (with the direct connection of the BAT 20). In order to reduce the descent, a diode having an anode terminal connected to the primary side 1sf of the SUC 21 and a cathode terminal connected to the secondary side 2s and / or an anode terminal connected to the primary side 1sb of the SUDC 22 and the secondary side 2s A diode having a cathode terminal connected thereto may be provided.

FC18は、図4のIV(電流電圧)特性70に示すように、FC電圧VfcがFC開回路電圧Vfcocvより低下するに従い、FC電流Ifcが増加する公知の電流電圧(IV)特性70を有する。すなわち、FC電圧Vfcが相対的に高いFC電圧VfchであるときのFC電流Ifclに比較して、FC電圧Vfcが相対的に低いFC電圧VfclであるときのFC電流Ifchが大きな電流になる。なお、FC電力Pfcは、FC電流Ifcが大きくなるほど(FC電圧Vfcが低くなるほど)大きくなる。   The FC 18 has a known current-voltage (IV) characteristic 70 in which the FC current Ifc increases as the FC voltage Vfc decreases from the FC open circuit voltage Vfcocv, as indicated by an IV (current-voltage) characteristic 70 in FIG. That is, the FC current Ifch when the FC voltage Vfc is a relatively low FC voltage Vfcl is larger than the FC current Ifcl when the FC voltage Vfc is a relatively high FC voltage Vfch. The FC power Pfc increases as the FC current Ifc increases (the FC voltage Vfc decreases).

FC18のFC電圧Vfcは、SUC21の直結時においては、昇圧状態(スイッチング状態)にあるSUDC22の昇圧比(Vinv/Vbat)又は降圧状態(スイッチング状態)にあるSUDC22の降圧比(Vbat/Vinv)で決定される負荷端電圧Vinv{SUDC22の指令電圧(目標電圧)になる。}により制御され、FC電圧Vfcが決定されると、IV特性70に沿ってFC電流Ifcが制御(決定)される。   The FC voltage Vfc of the FC 18 is the step-up ratio (Vinv / Vbat) of the SUDC 22 in the step-up state (switching state) or the step-down ratio (Vbat / Vinv) of the SUDC 22 in the step-down state (switching state) when the SUC 21 is directly connected. The determined load end voltage Vinv {the command voltage (target voltage) of SUDC22. } And the FC voltage Vfc is determined, the FC current Ifc is controlled (determined) along the IV characteristic 70.

また、SUC21の昇圧時及びSUDC22の直結時においては、SUC21の1次側1sfの電圧、すなわちFC電圧VfcがSUC21の指令電圧(目標電圧)とされ、IV特性70に沿ってFC電流Ifcが決定され、所望の負荷端電圧VinvとなるようにSUC21の昇圧比(Vinv/Vfc)が決定される。   Further, when the SUC 21 is boosted and when the SUDC 22 is directly connected, the voltage on the primary side 1 sf of the SUC 21, that is, the FC voltage Vfc is set as the command voltage (target voltage) of the SUC 21, and the FC current Ifc is determined along the IV characteristic 70. Then, the step-up ratio (Vinv / Vfc) of the SUC 21 is determined so that the desired load end voltage Vinv is obtained.

なお、この実施形態では、SUC21の昇圧時に、FC電圧Vfcが指令値(設定値、目標値)になるようにコンバータ制御器としてのECU24によりスイッチング素子21bのデューティが調整されるフィードバック(F/B)制御がなされているが、FC電圧VfcとFC電流Ifcとの間にはIV特性70に基づく一意の関係があるのでFC電流Ifcが指令値(設定値、目標値)になるようにECU24によりスイッチング素子21bのデューティを調整するフィードバック(F/B)制御をすることも可能である。   In this embodiment, when the SUC 21 is boosted, feedback (F / B) in which the duty of the switching element 21b is adjusted by the ECU 24 as a converter controller so that the FC voltage Vfc becomes a command value (set value, target value). However, since there is a unique relationship based on the IV characteristic 70 between the FC voltage Vfc and the FC current Ifc, the ECU 24 controls the FC current Ifc to be a command value (set value, target value). It is also possible to perform feedback (F / B) control for adjusting the duty of the switching element 21b.

ECU24は、通信線68(図2参照)を介して、駆動モータ14、INV16、FC18、BAT20、SUC21、SUDC22、SDC23、FC補機31、空調補機32、及び低圧補機33´等の各部を制御する。当該制御に際しては、ECU24のメモリ(ROM)に格納されたプログラムを実行し、また、各種センサ(図示しない電圧センサ、電流センサ、温度センサ、圧力センサ、水素濃度センサ、各種回転数センサ、及びアクセルペダルの開度センサ等)の検出値及び各種スイッチ(空調スイッチやイグニッションスイッチ等)のオンオフ情報等を用いる。   The ECU 24 is connected to the drive motor 14, INV 16, FC 18, BAT 20, SUC 21, SUDC 22, SDC 23, FC auxiliary machine 31, air conditioning auxiliary machine 32, low pressure auxiliary machine 33 ′, etc. via the communication line 68 (see FIG. 2). To control. In the control, a program stored in a memory (ROM) of the ECU 24 is executed, and various sensors (not shown voltage sensor, current sensor, temperature sensor, pressure sensor, hydrogen concentration sensor, various rotation speed sensors, accelerator) The detected value of the pedal opening sensor, etc., and on / off information of various switches (air conditioning switch, ignition switch, etc.) are used.

ECU24は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、CPU(中央処理装置)、メモリであるROM(EEPROMも含む。)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、その他、A/D変換器、D/A変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、CPUがROMに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部(機能実現手段)、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、ECU24は、1つのECUのみから構成するのではなく、駆動モータ14、FC18とFC補機31、BAT20、SUC21とSUDC22とSDC23毎の複数のECUで構成することもできる。   The ECU 24 is a computer including a microcomputer, a CPU (central processing unit), a ROM (including EEPROM) as a memory, a RAM (random access memory), an A / D converter, a D / A converter, etc. Input / output device, a timer as a time measuring unit, etc., and when the CPU reads and executes a program recorded in the ROM, various function realization units (function realization means), for example, a control unit, a calculation unit, It functions as a processing unit. Note that the ECU 24 can be composed of a plurality of ECUs for each of the drive motor 14, the FC 18 and the FC auxiliary machine 31, the BAT 20, the SUC 21, the SUDC 22, and the SDC 23, instead of being composed of only one ECU.

ECU24は、FC18の状態、BAT20の状態及び駆動モータ14の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力値に基づき決定したFC自動車10全体としてFCシステム12に要求される負荷(負荷電力)から、FC18が負担すべき負荷(負荷電力)と、BAT20が負担すべき負荷(負荷電力)と、回生電源(駆動モータ14)が負担すべき負荷(負荷電力)の配分(分担)を調停しながら決定し、駆動モータ14、INV16、FC18、BAT20、SUC21、SUDC22及びSDC23を制御する。すなわち、ECU24は、FC18、BAT20、負荷30、高圧補機35及び低圧補機33´を含めた燃料電池自動車10全体のエネルギ管理(エネルギマネジメント)制御を行う。   The ECU 24 determines the load (load power) required for the FC system 12 as a whole of the FC vehicle 10 determined based on the input values from various switches and various sensors in addition to the state of the FC 18, the state of the BAT 20, and the state of the drive motor 14. , While arbitrating the load (load power) that the FC 18 should bear, the load (load power) that the BAT 20 should bear, and the load (load power) that the regenerative power source (drive motor 14) should bear The drive motor 14, INV16, FC18, BAT20, SUC21, SUDC22 and SDC23 are controlled. That is, the ECU 24 performs energy management control of the entire fuel cell vehicle 10 including the FC 18, the BAT 20, the load 30, the high pressure auxiliary machine 35, and the low pressure auxiliary machine 33 '.

この実施形態に係る燃料電池システム12が適用されたFC自動車10は、基本的には、以上のように構成される。   The FC automobile 10 to which the fuel cell system 12 according to this embodiment is applied is basically configured as described above.

次に、ECU24による制御処理例について、図5〜図10のフローチャートを参照して説明する。なお、以下に示すフローチャートに係るプログラムの実行主体は、ECU24のCPUである。   Next, an example of control processing by the ECU 24 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Note that the execution subject of the program according to the flowchart shown below is the CPU of the ECU 24.

ステップS1にて、ECU24は、各種スイッチ及び各種センサからの入力値{Vfc、Ifc、Vbat、Ib、Vinv、I2(INV16に対する入出力電流、図1、図2参照)、Im(駆動モータ14に流れるモータ電流、通常2相分、図2参照)、Nm(駆動モータ14の回転数)、θp(図示しないアクセルペダルの操作量)等}を検出して、駆動モータ14に対するモータ要求電力(モータ必要電力)Pmreq[kW]を算出する。   In step S1, the ECU 24 inputs values from various switches and various sensors {Vfc, Ifc, Vbat, Ib, Vinv, I2 (input / output current to INV16, see FIGS. 1 and 2), Im (to the drive motor 14). The motor power required for the drive motor 14 (motor) is detected by detecting the flowing motor current, usually for two phases, see FIG. 2), Nm (rotation speed of the drive motor 14), θp (operation amount of an accelerator pedal not shown), etc. Necessary power) Pmreq [kW] is calculated.

より具体的には、駆動モータ14のモータ要求電力Pmreq[kW]が、アクセルペダルの操作量θpに対応したモータ回転数Nm[rpm]と必要トルクTreq[N・m]とに基づき算出される。   More specifically, the required motor power Pmreq [kW] of the drive motor 14 is calculated based on the motor rotation speed Nm [rpm] corresponding to the accelerator pedal operation amount θp and the required torque Treq [N · m]. .

図11は、モータ要求電力Pmreqと、このモータ要求電力Pmreqを実現するための最低電圧であるインバータ16の負荷端電圧Vinvとしての駆動要求負荷端電圧Vinvdとの関係を表す特性72を示している。特性72は、予めECU24内の記憶装置に記憶されている。   FIG. 11 shows a characteristic 72 representing the relationship between the motor required power Pmreq and the drive required load end voltage Vinvd as the load end voltage Vinv of the inverter 16 which is the lowest voltage for realizing the motor required power Pmreq. . The characteristic 72 is stored in advance in a storage device in the ECU 24.

そこで、ステップS2にて、モータ要求電力Pmreqに基づき図11の特性72を参照し駆動要求負荷端電圧Vinvd[V]を算出する。また、ステップS2にて、以下に説明する図12の特性を参照して効率要求負荷端電圧Vinvη[V]を算出する。   Therefore, in step S2, the drive request load end voltage Vinvd [V] is calculated with reference to the characteristic 72 of FIG. 11 based on the motor required power Pmreq. In step S2, the efficiency required load end voltage Vinvη [V] is calculated with reference to the characteristics shown in FIG.

図12は、予め図示しない記憶装置に格納されている横軸がモータ回転数Nm[rpm]で縦軸がモータトルクTq[Nm]のモータトルク特性91、92、93と、駆動要求負荷端電圧Vinvdと、効率要求負荷端電圧領域101、102、103との関係を示すモータトルク特性関連図を示している。   FIG. 12 illustrates motor torque characteristics 91, 92, and 93 in which the horizontal axis stored in a storage device (not shown) is the motor rotation speed Nm [rpm] and the vertical axis is the motor torque Tq [Nm], and the drive request load end voltage. The motor torque characteristic related figure which shows the relationship between Vinvd and the efficiency request | requirement load end voltage area | region 101,102,103 is shown.

図12において、原点から見て最も外側のモータトルク特性93は、駆動モータ14の定格トルク特性を示している。ここで、定格トルク特性(モータトルク特性93)が得られる駆動要求負荷端電圧VinvdをVinvd=Vinvd3と表している。   In FIG. 12, the outermost motor torque characteristic 93 viewed from the origin indicates the rated torque characteristic of the drive motor 14. Here, the drive request load end voltage Vinvd from which the rated torque characteristic (motor torque characteristic 93) is obtained is expressed as Vinvd = Vinvd3.

同一のモータ回転数Nmにおいて、例えば、モータトルク特性92(駆動要求負荷端電圧Vinvd2)上のモータトルクTqは、モータトルク特性93(駆動要求負荷端電圧Vinvd3)上のモータトルクTqに比較して小さい値になっており、モータトルク特性91は、同一のモータ回転数Nmにおいて、モータトルク特性92よりモータトルクTqが小さい値になっている。なお、Vinvd1<Vinvd2<Vinvd3の関係になっている。   At the same motor speed Nm, for example, the motor torque Tq on the motor torque characteristic 92 (drive request load end voltage Vinvd2) is compared with the motor torque Tq on the motor torque characteristic 93 (drive request load end voltage Vinvd3). The motor torque characteristic 91 is smaller than the motor torque characteristic 92 at the same motor rotational speed Nm. Note that Vinvd1 <Vinvd2 <Vinvd3.

ここで、モータトルク特性93(Vinvd3)とモータトルク特性91(Vinvd1)との間のモータトルク特性及び駆動要求負荷端電圧Vinvdは補間処理等により求めることができる。   Here, the motor torque characteristic between the motor torque characteristic 93 (Vinvd3) and the motor torque characteristic 91 (Vinvd1) and the drive required load end voltage Vinvd can be obtained by interpolation processing or the like.

図12において、左下がり(右上がり)の線のハッチング領域は、効率要求負荷端電圧Vinvη1の領域101を示し、網点の領域は、効率要求負荷端電圧Vinvη2の領域102を示し、右下がり(左上がり)の線のハッチング領域は、効率要求負荷端電圧Vinvη3の領域103を示している。この場合、Vinvη1<Vinvη2<Vinvη3の関係になっており、駆動要求負荷端電圧Vinvdの電圧値に対し、Vinvd1=Vinvη1、Vinvd2=Vinvη2、Vinvd3=Vinvη3の関係になっている。   In FIG. 12, the hatched area of the line to the left (upward to the right) indicates the area 101 of the efficiency required load end voltage Vinvη1, the halftone area indicates the area 102 of the efficiency required load end voltage Vinvη2, and the lower right ( The hatched area of the line (upward to the left) indicates the area 103 of the efficiency required load end voltage Vinvη3. In this case, the relationship is Vinvη1 <Vinvη2 <Vinvη3, and the relationship is Vinvd1 = Vinvη1, Vinvd2 = Vinvη2, and Vinvd3 = Vinvη3 with respect to the voltage value of the drive request load end voltage Vinvd.

留意すべき点は、モータ出力、換言すれば、モータ要求電力Pmreq[kW](Pmreq=定数×モータ回転数Nm×モータトルクTq)が、例えば、モータトルク特性91(Vinvd1)に沿っていると仮定した場合、そのモータトルク特性91(Vinvd1)を担保する効率要求負荷端電圧Vinvηは、Vinvη1、Vinvη2、Vinvη3といずれも駆動要求負荷端電圧Vinvd1以上の高い電圧になっていることである。 It should be noted that the motor output, in other words, the motor required power Pmreq [kW] (Pmreq = constant × motor rotational speed Nm × motor torque Tq) is, for example, along the motor torque characteristic 91 (Vinvd1). Assuming that the efficiency required load end voltage Vinvη that secures the motor torque characteristic 91 (Vinvd1) is Vinv η 1, Vinv η 2, and Vinv η 3, all higher than the drive required load end voltage Vinvd1. It is that you are.

効率要求負荷端電圧Vinvηが駆動要求負荷端電圧Vinvdより高い電圧になる理由例について述べる。負荷端電圧Vinvが、INV16の直流入力端(図2参照)に印加される電圧であり、同一のモータ要求電力Pmreqであっても、負荷端電圧Vinvが高い程、INV16及び駆動モータ14からなる負荷30に流れるモータ電流Imが小さくなり、その分、電力損失(モータ電流Imの自乗に比例)が低下することを考慮すれば、負荷端電圧Vinvとしては、駆動要求負荷端電圧Vinvdを上回る電圧の効率要求負荷端電圧Vinvηを印加した方が、結果として、負荷30の駆動に係わる車両システムの効率(システム効率)が向上することが分かる。   An example of why the efficiency required load end voltage Vinvη is higher than the drive required load end voltage Vinvd will be described. The load end voltage Vinv is a voltage applied to the DC input end of the INV 16 (see FIG. 2). Even if the motor required power Pmreq is the same, the higher the load end voltage Vinv is, the higher the load end voltage Vinv is. Considering that the motor current Im flowing through the load 30 is reduced and the power loss (proportional to the square of the motor current Im) is reduced accordingly, the load end voltage Vinv exceeds the drive request load end voltage Vinvd. As a result, it is understood that the efficiency (system efficiency) of the vehicle system related to driving of the load 30 is improved by applying the required efficiency load end voltage Vinvη.

図12に示す駆動要求負荷端電圧Vinvdと効率要求負荷端電圧Vinvηとの関係は、通常走行時(一定速度走行時、通常加減速時を含む)の特性(原則的な特性)を示しており、例えば、アクセルペダルをいわゆる、べた踏み{換言すれば、アクセル開度全開(アクセルペダル操作量θpが最大)}した、あるいはベタ踏み近傍の状態にあるような急加速時には、駆動要求負荷端電圧Vinvdが、定格のモータトルク特性93近傍まで急増し張り付くので、その急加速時等には、駆動要求負荷端電圧Vinvdが効率要求負荷端電圧Vinvηを上回る特性になる点にも留意する。   The relationship between the drive required load end voltage Vinvd and the efficiency required load end voltage Vinvη shown in FIG. 12 indicates characteristics (principal characteristics) during normal travel (including constant speed travel and normal acceleration / deceleration). For example, when the accelerator pedal is so-called solid pedal {in other words, the accelerator opening is fully opened (the accelerator pedal operation amount θp is maximum)}, or when the accelerator pedal is in a state near the solid pedal, the required driving load voltage It should be noted that Vinvd rapidly increases and sticks to the vicinity of the rated motor torque characteristic 93. Therefore, at the time of the rapid acceleration or the like, the drive required load end voltage Vinvd exceeds the efficiency required load end voltage Vinvη.

そのため、ステップS3にて、ステップS2にて算出した効率要求負荷端電圧Vinvηが、駆動要求負荷端電圧Vinvdより高いか(Vinvη>Vinvd)否かを判定する。   Therefore, in step S3, it is determined whether or not the efficiency required load end voltage Vinvη calculated in step S2 is higher than the drive required load end voltage Vinvd (Vinvη> Vinvd).

上述したように、通常走行時は、ステップS3の判定が肯定的(ステップS3:YES)になるので、次いで、ステップS4にて、FC電圧VfcがBAT電圧Vbatより高いか(Vfc>Vbat)否かを判定する。   As described above, during normal driving, the determination in step S3 is affirmative (step S3: YES). Next, in step S4, whether the FC voltage Vfc is higher than the BAT voltage Vbat (Vfc> Vbat) or not. Determine whether.

この判定が肯定的(ステップS4:YES、Vfc>Vbat)である場合、結合子「1」を通じて、第1実施例に係る図6のフローチャートに対応するプログラムが実行される。   If this determination is affirmative (step S4: YES, Vfc> Vbat), the program corresponding to the flowchart of FIG. 6 according to the first embodiment is executed through the connector “1”.

[第1実施例](Vinvη>Vinvd、且つVfc>Vbat)
この第1実施例について、さらに、図13に示すタイミングチャートも、適宜参照して説明する。
[First Embodiment] (Vinv η> Vinvd and Vfc> Vbat)
The first embodiment will be further described with reference to the timing chart shown in FIG.

図13のタイミングチャートにおいて、上段側の電圧[V]の波形は、FC電圧Vfcと、効率要求負荷端電圧Vinvηと、駆動要求負荷端電圧Vinvdの各電圧の時間変化例を示しており、下段の電圧[V]の波形は、理解の便宜のために、上段側の電圧[V]の波形を再掲し、さらに、BAT20側のSUDC22の2次側電圧である昇圧目標電圧Vtarの電圧の時間変化例の波形を加えて示している。   In the timing chart of FIG. 13, the waveform of the voltage [V] on the upper side shows an example of time change of each of the FC voltage Vfc, the efficiency required load end voltage Vinvη, and the drive required load end voltage Vinvd. For the convenience of understanding, the waveform of the voltage [V] of the upper stage is reprinted from the waveform of the voltage [V] on the upper stage side, and further, the time of the voltage of the boost target voltage Vtar, which is the secondary side voltage of the SUDC 22 on the BAT20 side. The waveform of the example of a change is added and shown.

ステップS5にて、FC電圧Vfcが効率要求負荷端電圧Vinvηより高いか(Vfc>Vinvη)否かが判定され、高い(ステップS5:YES)場合には、FC電圧Vfcが駆動要求負荷端電圧Vinvdより十分に高い電圧(Vfc>>Vinvd)であると判断し、ステップS6にて、SUC21を直結状態(スイッチング素子21b:オフ状態の継続)に切り替え、FC18のFC電圧Vfcを負荷端電圧Vinvに印加する。   In step S5, it is determined whether or not the FC voltage Vfc is higher than the efficiency required load end voltage Vinvη (Vfc> Vinvη). If the FC voltage Vfc is higher (step S5: YES), the FC voltage Vfc is determined to be the drive required load end voltage Vinvd. It is determined that the voltage is sufficiently higher (Vfc >> Vinvd), and in step S6, the SUC 21 is switched to the direct connection state (switching element 21b: continuation of the OFF state), and the FC voltage Vfc of the FC 18 is changed to the load end voltage Vinv. Apply.

この場合、ステップS7にて、SUDC22の昇圧目標電圧VtarをFC電圧Vfcに設定(Vtar=Vfc)し、SUDC22を昇圧制御することで、SUC21(FC18)の直結状態及び効率要求負荷端電圧Vinvη以上の電圧で負荷30を駆動していることから燃料電池システム12の効率を向上させながら安定した負荷端電圧Vinvの制御を継続することができる。   In this case, in step S7, the boost target voltage Vtar of the SUDC 22 is set to the FC voltage Vfc (Vtar = Vfc), and the SUDC 22 is boosted to control the direct connection state of the SUC 21 (FC 18) and the efficiency required load end voltage Vinvη or more. Since the load 30 is driven with the voltage of V, the control of the stable load end voltage Vinv can be continued while improving the efficiency of the fuel cell system 12.

このような制御の継続中(ステップS1→ステップS2→ステップS3:YES→ステップS4:YES→ステップS5:YES→ステップS6→ステップS7)の状態が、図13のタイミングチャートの時点t0〜時点t1の間の状態に対応する。   The state in which such control is continuing (step S1 → step S2 → step S3: YES → step S4: YES → step S5: YES → step S6 → step S7) is time t0 to time t1 in the timing chart of FIG. Corresponds to the state between.

そして、このような制御の継続中に、時点t1に示すように、FC電圧Vfcが効率要求負荷端電圧Vinvηより低下し、ステップS5の判定が否定的(ステップS5:NO、Vinvη≧Vfc)になった場合、ステップS8にて、FC電圧Vfcが駆動要求負荷端電圧Vinvdより低いか(Vfc<Vinvd)否かが判定される。   Then, during the continuation of such control, as shown at time t1, the FC voltage Vfc drops below the efficiency required load end voltage Vinvη, and the determination in step S5 is negative (step S5: NO, Vinvη ≧ Vfc). When it becomes, in step S8, it is determined whether or not the FC voltage Vfc is lower than the drive request load end voltage Vinvd (Vfc <Vinvd).

この判定が否定的(ステップS8:NO、Vinvη≧Vfc≧Vinvd)である場合であっても、FC電圧Vfcが駆動要求負荷端電圧Vinvdより高いので、SUC21を昇圧しないで直結状態を維持し継続する、ステップS6、ステップS7の制御(SUC21:直結、SUDC22の昇圧目標電圧Vtar=Vfc)を実行する。このため、システム効率が向上する。   Even if this determination is negative (step S8: NO, Vinvη ≧ Vfc ≧ Vinvd), since the FC voltage Vfc is higher than the drive request load end voltage Vinvd, the direct connection state is maintained without increasing the SUC21. The control in step S6 and step S7 (SUC21: direct connection, boost target voltage Vtar = Vfc of SUDC22) is executed. For this reason, system efficiency improves.

時点t1〜時点t2の間、この制御(ステップS1→ステップS2→ステップS3:YES→ステップS4:YES→ステップS5:NO→ステップS8:NO→ステップS6→ステップS7)を継続し、時点t2に示すように、Vfc>Vinvη>Vinvdの状態に変化したとしても、時点t2〜時点t3間では、時点t0〜時点t1との間と同じ、SUC21の直結、且つSUDC22の昇圧目標電圧VtarがFC電圧Vfcの状態を継続する。   This control (step S1 → step S2 → step S3: YES → step S4: YES → step S5: NO → step S8: NO → step S6 → step S7) is continued between time t1 and time t2, and at time t2. As shown in the figure, even when the state changes to Vfc> Vinvη> Vinvd, between time t2 and time t3, the same as between time t0 and time t1, the direct connection of SUC21 and the boost target voltage Vtar of SUDC22 is the FC voltage. The state of Vfc is continued.

時点t3に示すように、FC電圧Vfcが駆動要求負荷端電圧Vinvdよりも低い電圧となってステップS8の判定が肯定的(ステップS8:YES、Vfc<Vinvd<Vinvη)となったとき、ステップS9にて、効率の急激な低下を抑制するために、効率要求負荷端電圧VinvηとFC電圧Vfcの差の絶対値|Vinvη−Vfc|を算出し、差の絶対値|Vinvη−Vfc|が、SUC21の電圧変換動作が不安定になる可能性のある微小電圧の閾値電圧Vthより小さい電圧になっているか(|Vinvη−Vfc|<Vth)否かの嵩まし昇圧(後述)の要否を判定する。   As shown at time t3, when the FC voltage Vfc is lower than the drive request load end voltage Vinvd and the determination in step S8 becomes affirmative (step S8: YES, Vfc <Vinvd <Vinvη), step S9 In order to suppress a rapid decrease in efficiency, the absolute value | Vinvη−Vfc | of the difference between the efficiency required load end voltage Vinvη and the FC voltage Vfc is calculated, and the absolute value of the difference | Vinvη−Vfc | It is determined whether or not a boosting boost (described later) is necessary or not (Vinvη−Vfc | <Vth), which is a voltage that is smaller than a threshold voltage Vth of a minute voltage that may cause unstable voltage conversion operation. .

図14は、SUC21の通過電流であるFC電流Ifcと、SUC21の通過損失Pconvlossとの対応関係を示している。図14に示すように、SUC21の直結時(Vinv=Vfc)に、SUC21の通過損失Pdlossは、ダイオード21cの順方向電圧(Vd)にFC電流Ifcを掛けた損失(Ifc×Vd)と、リアクトル21aの直流抵抗分(Rr)にFC電流Ifcを掛けた損失(Ifc×Rr)の合計損失(直結時損失Pdlossという。Pconvloss=Pdloss)になり、損失は比較的に少ない。   FIG. 14 shows a correspondence relationship between the FC current Ifc, which is the passing current of the SUC 21, and the passing loss Pconvloss of the SUC 21. As shown in FIG. 14, when the SUC 21 is directly connected (Vinv = Vfc), the passing loss Pdloss of the SUC 21 is a loss (Ifc × Vd) obtained by multiplying the forward voltage (Vd) of the diode 21c by the FC current Ifc, and the reactor. The total loss of the loss (Ifc × Rr) obtained by multiplying the direct current resistance (Rr) of 21a by the FC current Ifc (referred to as direct connection loss Pdloss, Pconvloss = Pdloss) is relatively small.

ところが、負荷端電圧VinvとFC電圧Vfcとの差|Vinvη−Vfc|が、5[V]〜15[V]程度の制御が不安定になる可能性のある微小電圧である閾値電圧Vth未満の電圧である場合{(Vinv−Vfc)<Vth(Vth=5[V]〜15[V])}、SUC21を昇圧動作させると、スイッチング素子21bのスイッチング損失が、上記の合計損失に合成されて、図14に示すようにSUC通過損失Pconvloss(微小昇圧時損失Pthlossという。Pconvloss=Pthloss)が、微小な昇圧幅(Vinv−Vfc≒Vth)であるにもかかわらず、急に過大になる。   However, the difference | Vinvη−Vfc | between the load end voltage Vinv and the FC voltage Vfc is less than the threshold voltage Vth which is a minute voltage that may cause the control of about 5 [V] to 15 [V] to become unstable. When the voltage is {(Vinv−Vfc) <Vth (Vth = 5 [V] to 15 [V])}, when the SUC 21 is boosted, the switching loss of the switching element 21b is combined with the above total loss. As shown in FIG. 14, the SUC passage loss Pconvloss (referred to as a loss Pthloss during minute boosting, Pconvloss = Pthloss) suddenly becomes excessive even though the boosting width is very small (Vinv−Vfc≈Vth).

ここで、昇圧幅(Vinv−Vfc)を、例えば、嵩まし電圧VupとしてVup=20[V]〜100[V]程度に大きくした嵩まし昇圧幅(嵩まし電圧Vupに等しい。Vinv−Vfc=Vup)にしても、その嵩まし昇圧時損失Pvuplossは、それほど、大きくならない点に留意する。   Here, the boosting width (Vinv−Vfc) is increased to, for example, about Vup = 20 [V] to 100 [V] as the boosting voltage Vup, which is equal to the boosting voltage Vup. Vinv−Vfc = (Vup), it should be noted that the loss Pvuploss at the time of boosting does not increase so much.

つまり、時点t3にて、FC電圧Vfcが効率要求負荷端電圧Vinvηより低い駆動要求負荷端電圧Vinvdよりも低い値となってステップS9の判定が肯定的(ステップS9:YES、|Vinvη−Vfc|<Vth)になった場合、この嵩まし電圧昇圧時損失Pvuplossを考慮して、ステップS10にて、SUC21の昇圧幅を嵩まし電圧Vupに嵩ましして昇圧する。この場合、ステップS11にて、SUDC22の昇圧目標電圧VtarがVfc+Vupとなるように決定されて昇圧される。このようにして、時点t3〜t4の間では、嵩まし昇圧(嵩まし電圧昇圧)を継続することで、SUC21の直結時よりはシステム効率が低下するが、直結時に比較してシステム効率の低下を最小限に抑制することができ、しかも嵩まし電圧Vupは閾値電圧Vthに比較して相当に高電圧であるので、昇圧幅が低電圧になってしまう制御の不安定性を払拭できる。   That is, at time t3, the FC voltage Vfc is lower than the drive request load end voltage Vinvd lower than the efficiency request load end voltage Vinvη, and the determination in step S9 is affirmative (step S9: YES, | Vinvη−Vfc | In the case of <Vth), in consideration of the increase voltage loss Pvuploss, in step S10, the boost width of the SUC 21 is increased to the increase voltage Vup to increase the voltage. In this case, in step S11, the boost target voltage Vtar of the SUDC 22 is determined to be Vfc + Vup and boosted. In this way, between the time points t3 and t4, by continuing the boosting (bulking voltage boosting), the system efficiency is lower than when the SUC 21 is directly connected, but the system efficiency is lower than when the SUC21 is directly connected. In addition, since the boosted voltage Vup is considerably higher than the threshold voltage Vth, it is possible to eliminate the instability of control in which the boosting width becomes a low voltage.

時点t3〜時点t4の間では、ステップS1→ステップS2→ステップS3:YES→ステップS4:YES→ステップS5:NO→ステップS8:YES→ステップS9:YES→ステップS10→ステップS11の処理(嵩まし昇圧処理)が繰り返される。   Between time t3 and time t4, step S1, step S2, step S3: YES, step S4: YES, step S5: NO, step S8: YES, step S9: YES, step S10, step S11 (bulk up) The pressure increasing process) is repeated.

時点t4において、FC電圧Vfcと効率要求負荷端電圧Vinvηとの差の絶対値が閾値電圧Vth以上の電圧(|Vinvη−Vfc|≧Vth)になった場合には(ステップS9:NO)、時点t4以降の状態に示すように、嵩まし昇圧を解除し、負荷端電圧Vinvが効率要求負荷端電圧Vinvηになるように昇圧幅を設定し、ステップS12にて、SUC21を昇圧すると共に、ステップS13にて、SUDC22の昇圧目標電圧Vtarを効率要求負荷端電圧Vinvηに設定して、通常の昇圧制御を継続する。   When the absolute value of the difference between the FC voltage Vfc and the efficiency required load end voltage Vinvη at the time point t4 is equal to or higher than the threshold voltage Vth (| Vinvη−Vfc | ≧ Vth) (step S9: NO), As shown in the state after t4, the boosting is released, the boosting width is set so that the load end voltage Vinv becomes the efficiency required load end voltage Vinvη, the SUC 21 is boosted in step S12, and step S13 Thus, the boost target voltage Vtar of the SUDC 22 is set to the efficiency required load end voltage Vinvη, and the normal boost control is continued.

[第1変形例]
ステップS5:YES(Vfc>Vinvη)からステップS6のSUC21の直結状態に遷移(移行)する前、又はステップS8:NO(Vinvη≧Vfc≧Vinvd)からステップS6のSUC21の直結状態を継続する前に、図7の第1変形例のフローチャートのステップS6´に示すように、車両10が条件J:加速状態(高トルク・中回転数)にあるのか、条件K:高速状態もしくは登坂状態を含む非加速状態(ここでは、中トルク・高回転数)にあるのかを判定するようにしてもよい。なお、加速状態にあるか否かは、アクセルペダルの操作量θp、車速Vsの微分値、図示しない加速度センサの出力値等から判定することができる。また、高速状態にあるか否かは、車速Vsが時速80[km/h]程度以上の略一定速度での走行中であるか否かにより判定することができ、登坂状態にあるか否かは、車速Vsと傾斜センサ(不図示)の出力、又は駆動モータ14の回転数Nm[rpm]と車輪回転数[rpm]との比等から判定することができる。
[First Modification]
Step S5: Before shifting (transitioning) from YES (Vfc> Vinvη) to the direct connection state of the SUC 21 in Step S6, or Step S8: Before continuing the direct connection state of the SUC 21 in Step S6 from NO (Vinvη ≧ Vfc ≧ Vinvd) 7, whether the vehicle 10 is in the condition J: acceleration state (high torque / medium rotational speed), condition K: non-including a high speed state or an uphill state, as shown in step S6 ′ of the flowchart of the first modification of FIG. You may make it determine whether it exists in an acceleration state (here middle torque and high rotation speed). Whether or not the vehicle is in an acceleration state can be determined from the accelerator pedal operation amount θp, the differential value of the vehicle speed Vs, the output value of an acceleration sensor (not shown), and the like. Whether or not the vehicle is in a high speed state can be determined based on whether or not the vehicle speed Vs is traveling at a substantially constant speed of about 80 [km / h] or higher. Can be determined from the vehicle speed Vs and the output of a tilt sensor (not shown) or the ratio of the rotational speed Nm [rpm] of the drive motor 14 to the rotational speed of the wheel [rpm].

そこで、ステップS6´の判定において、条件K:高速状態もしくは登坂状態を含む非加速状態(中トルク・高回転数)にあると判定した(ステップS6´:K)場合には、ステップS6の直結状態に移行し又は直結状態を継続するが、ステップS6´の判定において、条件J:加速状態にあると判定した場合には、駆動要求負荷端電圧Vinvdが上昇し易いことを考慮し、ステップS9の嵩まし昇圧の要否判定を介して、SUC21及びSUDC22の両方昇圧状態(ステップS10→ステップS11、又はステップS12→ステップS13)に移行し、加速状態の要求に応えるように制御して、商品性の低下を防止する(商品性が向上する)。   Therefore, if it is determined in step S6 ′ that the condition K is in a non-accelerated state (medium torque / high rotation speed) including a high speed state or an uphill state (step S6 ′: K), the direct connection of step S6 However, if it is determined in step S6 ′ that the condition J is in the acceleration state, the drive request load end voltage Vinvd is likely to rise, and step S9 is performed. Through the determination of whether or not the increase in pressure is required, both the SUC 21 and the SUDC 22 are shifted to the boosted state (step S10 → step S11 or step S12 → step S13) and controlled so as to meet the demand for the acceleration state. To prevent a decline in productivity (improves merchantability).

次に、第2実施例の動作について説明する。なお、この第2実施例以降の説明については、理解の便宜、及び煩雑さの回避のために、上述した第1実施例及び第1変形例で説明した処理と同一の処理又は対応する処理には、同一のステップ番号の末尾にアルファベットを添えたステップ番号を付して、その詳細な説明を省略する。   Next, the operation of the second embodiment will be described. In addition, about the description after this 2nd Example, the process same as the process demonstrated by the 1st Example mentioned above and a 1st modification, or a process corresponding to the convenience of an understanding and avoidance of complexity. The same step number is appended with an alphabetical step number, and detailed description thereof is omitted.

[第2実施例](Vinvη≦Vinvd、且つVfc>Vbat)
第2実施例について、図5のフローチャートの結合子「2」と図8のフローチャートの結合子「2」を接続したフローチャートを参照して説明する。
[Second Embodiment] (Vinvη ≦ Vinvd and Vfc> Vbat)
The second embodiment will be described with reference to a flowchart in which the connector “2” in the flowchart in FIG. 5 is connected to the connector “2” in the flowchart in FIG.

ステップS1にて、ECU24は、駆動モータ14に対するモータ要求電力(モータ必要電力)Pmreq[kW]を算出する。   In step S <b> 1, the ECU 24 calculates motor required power (motor required power) Pmreq [kW] for the drive motor 14.

ステップS2にて、モータ要求電力Pmreqに基づき駆動要求負荷端電圧Vinvd[V]を算出すると共に、効率要求負荷端電圧Vinvη[V]を算出する。   In step S2, the drive request load end voltage Vinvd [V] is calculated based on the motor request power Pmreq, and the efficiency request load end voltage Vinvη [V] is calculated.

次いで、ステップS3の判定にて、駆動要求負荷端電圧Vinvdと効率要求負荷端電圧Vinvηとを比較し、上述したような急加速時等であって、駆動要求負荷端電圧Vinvdが効率要求負荷端電圧Vinvη以上の高電圧であると判定(ステップS3:NO)した場合には、ステップS4aにて、FC電圧VfcがBAT電圧Vbatより高いか(Vfc>Vbat)否かを判定する。この判定が肯定的(ステップS4a:YES)である場合、結合子「2」を通じて、第2実施例に係る図8のフローチャートに対応するプログラムが実行される。   Next, in the determination of step S3, the drive request load end voltage Vinvd and the efficiency request load end voltage Vinvη are compared, and during the rapid acceleration as described above, the drive request load end voltage Vinvd is the efficiency request load end. If it is determined that the voltage is higher than the voltage Vinvη (step S3: NO), it is determined in step S4a whether the FC voltage Vfc is higher than the BAT voltage Vbat (Vfc> Vbat). If this determination is affirmative (step S4a: YES), the program corresponding to the flowchart of FIG. 8 according to the second embodiment is executed through the connector “2”.

そこで、ステップS9aにて、急加速の要求を受けて急加速することができないという商品性の低下を防止するために、効率要求負荷端電圧Vinvηより高電圧になっている駆動要求負荷端電圧VinvdとFC電圧Vfcの差の絶対値|Vinvd−Vfc|を算出し、差の絶対値|Vinvd−Vfc|が、微小電圧の閾値電圧Vthより小さい電圧になっているか(|Vinvd−Vfc|<Vth)否かを判定する。   Therefore, in step S9a, the drive request load end voltage Vinvd, which is higher than the efficiency request load end voltage Vinvη, is used in order to prevent a drop in merchandise that cannot be accelerated suddenly upon receiving a request for sudden acceleration. The absolute value | Vinvd−Vfc | of the difference between the FC voltage Vfc and the FC voltage Vfc is calculated, and is the absolute value of the difference | Vinvd−Vfc | smaller than the threshold voltage Vth of the minute voltage (| Vinvd−Vfc | <Vth) ) Determine whether or not.

ステップS9aの判定が肯定的(ステップS9a:YES、|Vinvd−Vfc|<Vth)である場合、嵩まし昇圧時損失Pvuploss(図14参照)を考慮して、ステップS10aにて、SUC21の昇圧幅を嵩まし電圧Vupに嵩ましして昇圧する。この場合、ステップS11aにて、SUDC22の昇圧目標電圧VtarがVtar=Vfc+Vupとなるように決定されて昇圧される。   If the determination in step S9a is affirmative (step S9a: YES, | Vinvd−Vfc | <Vth), the boosting width of the SUC 21 is determined in step S10a in consideration of the bulk loss Pvuploss (see FIG. 14). Is increased to a voltage Vup and boosted. In this case, in step S11a, the boost target voltage Vtar of the SUDC 22 is determined to be Vtar = Vfc + Vup and boosted.

一方、ステップS9aの判定が否定的(ステップS9a:NO、|Vinvd−Vfc|≧Vth)である場合、嵩まし昇圧は実施せずに、負荷端電圧Vinvが駆動要求負荷端電圧Vinvdになるように昇圧幅を設定し、ステップS12aにて、SUC21を昇圧すると共に、ステップS13aにて、SUDC22の昇圧目標電圧Vtarを駆動要求負荷端電圧Vinvdに設定し、昇圧制御を実施する。   On the other hand, if the determination in step S9a is negative (step S9a: NO, | Vinvd−Vfc | ≧ Vth), the load end voltage Vinv becomes the drive request load end voltage Vinvd without performing the boosting step-up. In step S12a, the SUC 21 is boosted, and in step S13a, the boost target voltage Vtar of the SUDC 22 is set to the drive request load end voltage Vinvd to perform boost control.

この第2実施例によれば、例えば、第1実施例での燃料電池システム12のシステム効率の向上を図る原則制御(Vinvη>Vinvd)中に、急加速要求等(ステップS3:NO)があった場合には、その急加速要求等に応えるために、駆動要求負荷端電圧Vinvdの増加に対応した例外制御(Vinvη≦Vinvd)を実施できるようにしたので、即座に急加速要求等に応えることができ、商品性の低下を防止することができる。   According to the second embodiment, for example, there is a sudden acceleration request or the like (step S3: NO) during the principle control (Vinvη> Vinvd) for improving the system efficiency of the fuel cell system 12 in the first embodiment. In this case, in order to respond to the rapid acceleration request, etc., the exception control (Vinvη ≦ Vinvd) corresponding to the increase in the drive request load end voltage Vinvd can be performed, so that the rapid acceleration request can be immediately responded. It is possible to prevent deterioration of merchantability.

[第3実施例](Vinvη>Vinvd、且つVfc≦Vbat)
この第3実施例は、図5のフローチャートの結合子「3」と図9のフローチャートの結合子「3」を接続したフローチャートにより実施される。
[Third Embodiment] (Vinvη> Vinvd and Vfc ≦ Vbat)
The third embodiment is implemented by a flowchart in which the connector “3” of the flowchart of FIG. 5 is connected to the connector “3” of the flowchart of FIG.

図9のフローチャートの各処理は、上述した図6のフローチャートの各処理と同一の処理又は対応する処理であって、ステップS4の前提判定であるBAT電圧VbatがFC電圧Vfc以上の点でのみ異なっている。そこで、同一のステップ番号の末尾にアルファベット「b」を付け、簡潔に説明する。   Each process of the flowchart of FIG. 9 is the same process as or corresponding to each process of the flowchart of FIG. 6 described above, and is different only in that the BAT voltage Vbat, which is the premise determination in step S4, is equal to or higher than the FC voltage Vfc. ing. Therefore, an alphabet “b” will be added to the end of the same step number for a brief explanation.

この第3実施例では、BAT電圧VbatがFC電圧Vfc以上の電圧(Vfc≦Vbat)になっているので、直結対象のコンバータが、1次側1sfのFC電圧Vfcが相対的に低いFC18側のSUC21から1次側1sbのBAT電圧Vbatが相対的に高いBAT側のSUDC22に置換され、その一方、常時昇圧対象のコンバータが、1次側1sbのBAT電圧Vbatが相対的に高いBAT20側のSUDC22から1次側1sfのFC電圧Vfcが相対的に低いFC18側のSUC21に置換される。   In the third embodiment, since the BAT voltage Vbat is equal to or higher than the FC voltage Vfc (Vfc ≦ Vbat), the converter to be directly connected is connected to the FC18 side where the FC voltage Vfc of the primary side 1sf is relatively low. The BAT voltage Vbat on the primary side 1sb from the SUC 21 is replaced with a BAT side SUDC 22 which is relatively high. On the other hand, the converter to be boosted constantly has a BAT 20 side SUDC 22 on which the BAT voltage Vbat on the primary side 1sb is relatively high. To the FC 18 side SUC 21 in which the FC voltage Vfc on the primary side 1sf is relatively low.

この第3実施例では、第1実施例と同様に、例えば、最初のステップS5bの判定が肯定的{ステップS5b:YES、(Vbat>Vinvη)}である場合に、ステップS6bにて、SUDC22を直結して負荷端電圧VinvをBAT電圧Vbatに設定すると共に、ステップS7bにて、SUC21の昇圧目標電圧VtarをVtar=Vbatに設定して、制御性とシステム効率の向上を確保する。   In the third embodiment, similarly to the first embodiment, for example, when the determination in the first step S5b is affirmative {step S5b: YES, (Vbat> Vinvη)}, the SUDC 22 is set in step S6b. Directly connected, the load end voltage Vinv is set to the BAT voltage Vbat, and the step-up target voltage Vtar of the SUC 21 is set to Vtar = Vbat in step S7b to ensure improved controllability and system efficiency.

一方、ステップS5bの判定が否定的{ステップS5b:NO、(Vbat≦Vinvη)}になっても、ステップS8bの判定が否定的(ステップS8b:NO)で駆動要求負荷端電圧VinvdよりBAT電圧Vbatが高い(Vbat≧Vinvd)場合には、ステップS6bのSUDC22の直結、ステップS7bのSUC21の昇圧目標電圧VtarがVtar=Vbatとなる昇圧制御を継続するようにしたので、この場合にも、制御性とシステム効率の向上が確保される。   On the other hand, even if the determination in step S5b is negative {step S5b: NO, (Vbat ≦ Vinvη)}, the determination in step S8b is negative (step S8b: NO) and the BAT voltage Vbat is greater than the drive request load end voltage Vinvd. Is high (Vbat ≧ Vinvd), the direct connection of the SUDC 22 in step S6b and the boost control in which the boost target voltage Vtar of the SUC 21 in step S7b is Vtar = Vbat are continued. And the improvement of system efficiency is ensured.

さらに、BAT電圧Vbatが駆動要求負荷端電圧Vinvdよりも低い電圧になってステップS8bの判定が肯定的(ステップS8b:YES、Vbat<Vinvd<Vinvη)となったとき、ステップS9bにて、効率の急激な低下を抑制するために、効率要求負荷端電圧VinvηとBAT電圧Vbatの差の絶対値|Vinvη−Vbat|を算出し、差の絶対値|Vinvη−Vbat|が、微小電圧の閾値電圧Vthより小さい電圧になっているか(|Vinvη−Vbat|<Vth)否か、すなわち嵩まし昇圧の要否を判定する。   Further, when the BAT voltage Vbat becomes lower than the drive request load end voltage Vinvd and the determination in step S8b becomes affirmative (step S8b: YES, Vbat <Vinvd <Vinvη), the efficiency is increased in step S9b. In order to suppress a rapid drop, the absolute value | Vinvη−Vbat | of the difference between the efficiency required load end voltage Vinvη and the BAT voltage Vbat is calculated, and the absolute value | Vinvη−Vbat | of the difference is a threshold voltage Vth of a minute voltage. It is determined whether or not the voltage is smaller (| Vinvη−Vbat | <Vth), that is, whether or not a boosting boost is necessary.

BAT電圧Vbatが効率要求負荷端電圧Vinvηより低い駆動要求負荷端電圧Vinvdよりも低い値となってステップS9bの判定が肯定的(ステップS9b:YES、|Vinvη−Vbat|<Vth)になった場合、嵩まし昇圧時損失Pvuploss(図14参照、図14でVfcをVbatに置換して考慮すればよい。なお、この場合、嵩まし昇圧時損失Pvuplossは、SUDC22の昇圧時損失である点に留意する。)を考慮して、ステップS10bにて、SUDC22を嵩まし電圧Vupに嵩まして昇圧する。つまり、ステップS11bにて、SUC21の昇圧目標電圧VtarがVbat+Vupとなるように決定されて昇圧される。この嵩まし昇圧(嵩まし電圧昇圧)制御を実行することで、システム効率はSUDC22の直結時よりは低下するが、当該直結時に比較してシステム効率の低下を最小限に抑えることができる。   When the BAT voltage Vbat is lower than the drive request load end voltage Vinvd lower than the efficiency request load end voltage Vinvη, and the determination in step S9b becomes affirmative (step S9b: YES, | Vinvη−Vbat | <Vth) The loss Pvuploss at the time of boosting (see FIG. 14, Vfc is replaced with Vbat in FIG. 14. Note that the loss Pvuploss at the time of boosting is the loss at the time of boosting of the SUDC 22 in this case. In step S10b, the SUDC 22 is increased to the voltage Vup and boosted. That is, in step S11b, the boost target voltage Vtar of the SUC 21 is determined to be Vbat + Vup and boosted. By executing this boosting boosting (bulking voltage boosting) control, the system efficiency is lower than when the SUDC 22 is directly connected, but the reduction in system efficiency can be minimized as compared with the direct connection.

また、BAT電圧Vbatと効率要求負荷端電圧Vinvηとの差の絶対値|Vinvη−Vbat|が、閾値電圧Vth以上の電圧(|Vinvη−Vbat|≧Vth)になった場合には(ステップS9b:NO)、嵩まし昇圧を解除し、負荷端電圧Vinvが効率要求負荷端電圧Vinvηになるように昇圧幅を設定し、ステップS12bにて、SUDC22を昇圧すると共に、ステップS13bにて、SUC21の昇圧目標電圧Vtarを効率要求負荷端電圧Vinvηに設定し、通常の昇圧制御を実施する。   When the absolute value | Vinvη−Vbat | of the difference between the BAT voltage Vbat and the efficiency required load end voltage Vinvη is equal to or higher than the threshold voltage Vth (| Vinvη−Vbat | ≧ Vth) (step S9b: NO), the boosting boost is released, the boosting width is set so that the load end voltage Vinv becomes the efficiency required load end voltage Vinvη, the SUDC 22 is boosted in step S12b, and the boost of the SUC 21 is boosted in step S13b. The target voltage Vtar is set to the efficiency required load end voltage Vinvη, and normal boost control is performed.

なお、この第3実施例においても、図7を参照して説明した[第1変形例]の処理も同様に実行することができる。   In the third embodiment, the processing of [first modification] described with reference to FIG. 7 can be executed in the same manner.

[第4実施例](Vinvη≦Vinvd、且つVfc≦Vbat)
この第4実施例について、図5のフローチャートの結合子「4」と図10のフローチャートの結合子「4」を接続したフローチャートを参照して説明する。
[Fourth Embodiment] (Vinvη ≦ Vinvd and Vfc ≦ Vbat)
The fourth embodiment will be described with reference to a flowchart in which the connector “4” in the flowchart in FIG. 5 is connected to the connector “4” in the flowchart in FIG.

なお、第4実施例は、第2実施例において、VfcをVbatに置換し、SUC21とSUDC22の処理を交替した処理であるので簡潔に説明する。   Since the fourth embodiment is a process in which Vfc is replaced with Vbat and the processes of the SUC 21 and SUDC 22 are replaced in the second embodiment, a brief description will be given.

ステップS1にて、ECU24は、駆動モータ14に対するモータ要求電力(モータ必要電力)Pmreq[kW]を算出する。   In step S <b> 1, the ECU 24 calculates motor required power (motor required power) Pmreq [kW] for the drive motor 14.

ステップS2にて、モータ要求電力Pmreqに基づき駆動要求負荷端電圧Vinvd[V]を算出すると共に、効率要求負荷端電圧Vinvη[V]を算出する。   In step S2, the drive request load end voltage Vinvd [V] is calculated based on the motor request power Pmreq, and the efficiency request load end voltage Vinvη [V] is calculated.

次いで、ステップS3の判定にて、駆動要求負荷端電圧Vinvdと効率要求負荷端電圧Vinvηとを比較し、駆動要求負荷端電圧Vinvdが効率要求負荷端電圧Vinvη以上の高電圧であると判定した(ステップS3:NO)場合には、ステップS4aにて、FC電圧VfcがBAT電圧Vbatより高いか(Vfc>Vbat)否かを判定する。この判定が否定的(ステップS4a:NO)である場合、結合子「4」を通じて、第4実施例に係る図10のフローチャートに対応するプログラムが実行される。   Next, in the determination in step S3, the drive request load end voltage Vinvd and the efficiency request load end voltage Vinvη are compared, and it is determined that the drive request load end voltage Vinvd is higher than the efficiency request load end voltage Vinvη ( If NO in step S3, it is determined in step S4a whether the FC voltage Vfc is higher than the BAT voltage Vbat (Vfc> Vbat). If this determination is negative (step S4a: NO), the program corresponding to the flowchart of FIG. 10 according to the fourth embodiment is executed through the connector “4”.

そこで、ステップS9cにて、駆動要求負荷端電圧VinvdとBAT電圧Vbatの差の絶対値|Vinvd−Vbat|を算出し、差の絶対値|Vinvd−Vbat|が、微小電圧の閾値電圧Vthより小さい電圧になっているか(|Vinvd−Vbat|<Vth)否かを判定する。   Therefore, in step S9c, the absolute value | Vinvd−Vbat | of the difference between the drive request load end voltage Vinvd and the BAT voltage Vbat is calculated, and the absolute value of the difference | Vinvd−Vbat | is smaller than the threshold voltage Vth of the minute voltage. It is determined whether or not the voltage is reached (| Vinvd−Vbat | <Vth).

ステップS9cの判定が肯定的(ステップS9c:YES、|Vinvd−Vbat|<Vth)である場合、嵩まし電圧昇圧時損失Pvuploss(図14参照、この場合にも、図14中、VfcをVbatに置換して参照)を考慮して、ステップS10cにて、SUDC22を嵩まし電圧Vupを嵩ましして昇圧する。この場合、ステップS11cにて、SUC21の昇圧目標電圧VtarがVbat+Vupとなるように決定して昇圧する。   When the determination in step S9c is affirmative (step S9c: YES, | Vinvd−Vbat | <Vth), the loss Pvuploss during the boosting voltage boost (see FIG. 14, also in this case, Vfc is changed to Vbat in FIG. In step S10c, the SUDC 22 is increased and the voltage Vup is increased to increase the voltage. In this case, in step S11c, the boost target voltage Vtar of the SUC 21 is determined to be Vbat + Vup and boosted.

一方、ステップS9cの判定が否定的(ステップS9c:NO、|Vinvd−Vbat|≧Vth)である場合、嵩まし昇圧は実施せずに、負荷端電圧Vinvが駆動要求負荷端電圧Vinvdになるように昇圧幅を設定し、ステップS12cにて、SUDC22を昇圧すると共に、ステップS13cにて、SUC21の昇圧目標電圧Vtarを駆動要求負荷端電圧Vinvdに設定し、昇圧制御を実施する。   On the other hand, when the determination in step S9c is negative (step S9c: NO, | Vinvd−Vbat | ≧ Vth), the load end voltage Vinv becomes the drive request load end voltage Vinvd without performing the boosting step-up. In step S12c, the SUDC 22 is boosted, and in step S13c, the boost target voltage Vtar of the SUC 21 is set to the drive request load end voltage Vinvd to perform boost control.

この第4実施例によれば、例えば、第3実施例での燃料電池システム12のシステム効率の向上を図る原則制御(Vinvη>Vinvd)中に、急加速要求等(ステップS3)があった場合には、その急加速要求等に応えるために、駆動要求負荷端電圧Vinvdの増加に対応した例外制御(Vinvη≦Vinvd)を実施できるようにしたので、急加速要求等に即座に応えることができ、商品性の低下を防止することができる。   According to the fourth embodiment, for example, when there is a sudden acceleration request or the like (step S3) during the principle control (Vinvη> Vinvd) for improving the system efficiency of the fuel cell system 12 in the third embodiment. In order to respond to the rapid acceleration request, etc., the exception control (Vinvη ≦ Vinvd) corresponding to the increase in the drive request load end voltage Vinvd can be performed, so that the rapid acceleration request can be immediately responded. It is possible to prevent the merchantability from decreasing.

[実施形態のまとめ]
以上説明したように上述した実施形態に係るFCシステム12は、FC電圧Vfcを出力するFC18と、BAT電圧Vbatを出力するBAT20と、インバータ16とインバータ16を通じて駆動される駆動モータ14とからなる負荷30と、FC電圧Vfcを1次側電圧として昇圧し負荷端電圧Vinvとしてインバータ16の直流端側に印加する第1電圧変換装置としてのSUC21及びBAT電圧Vbatを前記1次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧Vinvとして前記インバータ16の直流端側に印加するSUDC22と、を備えるFCシステム12の制御方法において、負荷端電圧Vinvとして、当該FCシステム12への駆動要求に基づいて、負荷30を駆動する駆動要求負荷端電圧Vinvdと、負荷30を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧Vinvηと、を決定する要求電圧決定過程(ステップS2)と、SUC21及びSUDC22のうち、前記1次側電圧としてFC電圧VfcとBAT電圧Vbatのうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置(例えば、SUC21とする。)の当該1次側電圧(この場合、FC電圧Vfc)が、効率要求負荷端電圧Vinvηを上回った(ステップS5)場合に、前記電圧変換装置(この場合、SUC21)の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程(ステップS6)と、を有し、前記一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の前記1次側電圧(この場合、FC電圧Vfc)が、効率要求負荷端電圧Vinvηを下回っても(ステップS5:NO)、駆動要求負荷端電圧Vinvdを上回っている(ステップS8:NO)間(例えば、図13中、時点t1〜時点t2の間)は、前記電圧変換動作(この場合、SUC21)の停止状態(ステップS6)を継続するようにしている。
[Summary of Embodiment]
As described above, the FC system 12 according to the above-described embodiment includes a load including the FC 18 that outputs the FC voltage Vfc, the BAT 20 that outputs the BAT voltage Vbat, and the drive motor 14 driven through the inverter 16 and the inverter 16. 30 and the SUC 21 as the first voltage conversion device applied as the load side voltage Vinv to the DC side of the inverter 16 and the BAT voltage Vbat as the primary side voltage. In the control method of the FC system 12 including the SUDC 22 that is applied to the DC terminal side of the inverter 16 as the load terminal voltage Vinv, the load 30 is driven as the load terminal voltage Vinv based on a drive request to the FC system 12. Drive demand load end voltage Vinvd and load 30 efficiently The required voltage determination process (step S2) for determining the efficiency required load end voltage Vinvη to be operated, and among the SUC21 and SUDC22, a high voltage of the FC voltage Vfc and the BAT voltage Vbat is applied as the primary side voltage. When the primary side voltage (in this case, the FC voltage Vfc) of any one of the voltage conversion devices (for example, SUC21) exceeds the efficiency required load end voltage Vinvη (step S5), the voltage A voltage conversion stop step (step S6) for stopping and directly coupling the voltage conversion operation of the converter (in this case, SUC21), and the primary side voltage (in this case, SUC21) of the primary side voltage (SUC21) In this case, even if the FC voltage Vfc) falls below the efficiency required load end voltage Vinvη (step S5: NO), the drive required load end voltage Vinv (Step S8: NO) (for example, between time t1 and time t2 in FIG. 13), the voltage conversion operation (in this case, SUC21) is stopped (step S6). ing.

このように、1次側電圧としてFC電圧VfcとBAT電圧Vbatのうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置(第1実施例では、SUC21、第3実施例では、SUDC22)の1次側電圧(第1実施例では、FC電圧Vfc、第3実施例では、BAT電圧Vbat)が、効率要求負荷端電圧Vinvηを下回っても駆動要求負荷端電圧Vinvdを上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、システム効率を向上させることができる。   Thus, the primary of one of the voltage converters (the SUC21 in the first embodiment and the SUDC22 in the third embodiment) to which a high voltage is applied as the primary voltage among the FC voltage Vfc and the BAT voltage Vbat. While the side voltage (FC voltage Vfc in the first embodiment, BAT voltage Vbat in the third embodiment) is below the efficiency required load end voltage Vinvη, the voltage conversion is performed while it is above the drive required load end voltage Vinvd. Since the operation stop state, that is, the direct connection state is continued, the duration of the direct connection state can be extended and the system efficiency can be improved.

この場合、前記電圧変換動作の停止状態の継続中(例えば、Vfc>Vbatであって、SUC21の直結中を例として説明すると、ステップS1→ステップS2→ステップS3:YES→ステップS4:YES→ステップS5:YES→ステップS6→ステップS7)に、直結中の前記一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の前記1次側電圧(この場合、FC電圧Vfc)が、駆動要求負荷端電圧Vinvdを下回った(ステップS8:YES)場合に、効率要求負荷端電圧Vinvηと前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧(この場合、FC電圧Vfc)との差電圧(|Vinvη−Vfc|)を把握する差電圧把握工程(ステップS9)を設け、差電圧(|Vinvη−Vfc|)が、前記一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧Vth未満の値である(ステップS9:YES)場合には、負荷端電圧Vinvが効率要求負荷端電圧Vinvηを上回る電圧になる昇圧幅(嵩まし電圧)Vupを設定し、設定した前記昇圧幅Vupで前記一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程(ステップS11)をさらに設けるようにしてもよい。   In this case, when the voltage conversion operation is stopped (for example, when Vfc> Vbat and the SUC 21 is directly connected), step S1, step S2, step S3: YES, step S4: YES, step S5: YES → Step S6 → Step S7), the primary voltage (in this case, the FC voltage Vfc) of the one voltage converter (in this case, the SUC 21) that is directly connected is set to the drive request load end voltage Vinvd. When the voltage is lower (step S8: YES), the difference voltage (| Vinvη−Vfc |) between the efficiency required load end voltage Vinvη and the primary voltage (in this case, the FC voltage Vfc) of the one voltage converter is A difference voltage grasping step (step S9) for grasping is provided, and the difference voltage (| Vinvη−Vfc |) is converted into the one voltage converter (in this case, When the voltage conversion operation of UC21) is a value less than the threshold voltage Vth at which the voltage conversion operation becomes unstable (step S9: YES), the step-up width (bulge) that causes the load end voltage Vinv to exceed the efficiency required load end voltage Vinvη A voltage boosting step (step S11) for setting the voltage) Vup and starting the voltage conversion operation of the one of the voltage converters (in this case, SUC21) with the set boosting width Vup may be further provided.

このように、直結中の一方の電圧変換動作の停止状態の継続中(図6のステップS6及びステップS7の処理を含む処理を継続中、又は図9のステップS6b及びステップS7bの処理を含む処理を継続中)に、直結中の前記一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の1次側電圧が、駆動要求負荷端電圧Vinvdを下回った場合(ステップS8:YES、ステップS8b:YES)に、効率要求負荷端電圧Vinvηと前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧との差電圧(|Vinvη−Vfc|、|Vinvη−Vbat|)を把握し(ステップS9、ステップS9b)、前記差電圧(|Vinvη−Vfc|、|Vinvη−Vbat|)が、前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧未満の値である((|Vinvη−Vfc|<Vth、|Vinvη−Vbat|<Vth))場合には、前記負荷端電圧Vinvが前記効率要求負荷端電圧Vinvηを上回る電圧になる昇圧幅(Vfc+Vup、Vbat+Vup)を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置(SUC21、SUDC22)の電圧変換動作を開始させるようにしたので、不安定な電圧変換動作状態の発生を防止しつつ、システム効率を向上させた安定した電圧変換動作を実施することができる。   In this way, one of the voltage conversion operations being directly connected is in a stopped state (the process including the processes in steps S6 and S7 in FIG. 6 is being continued, or the process including the processes in steps S6b and S7b in FIG. 9). And the primary side voltage of the one directly connected voltage converter (in this case, SUC21) falls below the drive request load terminal voltage Vinvd (step S8: YES, step S8b: YES) The difference voltage (| Vinvη−Vfc |, | Vinvη−Vbat |) between the efficiency required load end voltage Vinvη and the primary side voltage of the one voltage converter is grasped (Step S9, Step S9b), and the difference The voltages (| Vinvη−Vfc |, | Vinvη−Vbat |) are values less than a threshold voltage at which the voltage conversion operation of the one voltage converter becomes unstable ((| In the case of Vinvη−Vfc | <Vth, | Vinvη−Vbat | <Vth)), the step-up width (Vfc + Vup, Vbat + Vup) is set so that the load end voltage Vinv exceeds the efficiency required load end voltage Vinvη. Since the voltage conversion operation of the one of the voltage converters (SUC21, SUDC22) is started with the boosted width, the system efficiency is improved while preventing the occurrence of an unstable voltage conversion operation state. A voltage conversion operation can be performed.

なお、前記一方の電圧変換装置(例えば、SUC21又はSUDC22中、SUC21とする。)の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記1次側電圧として前記FC電圧Vfcと前記BAT電圧Vbatのうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置(この場合、SUDC22)の昇圧幅の指令値である昇圧目標電圧Vtarを、昇圧動作継続中の前記他方の電圧変換装置(この場合、SUDC22)の前記1次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧Vinvとの差電圧(この場合、差電圧は、Vinv−Vfc)に設定する(ステップS11、ステップS11b)ことで、他方の電圧変換装置(この場合、SUDC22)により負荷端電圧Vinvが制御されることになるので、一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)の直結をできるだけ継続することができ、システム効率が向上する。   Note that the FC voltage Vfc and the BAT voltage Vbat are used as the primary voltage while the voltage conversion operation of the one voltage converter (for example, SUC21 in the SUC21 or SUDC22) is stopped. Among the other voltage converters (in this case, SUDC22), the boost target voltage Vtar, which is a command value for the boosting width of the other voltage converter (in this case, SUDC22) to which the low voltage is applied, is used as the other voltage converter (in this case, SUDC22) Is set to a difference voltage (in this case, the difference voltage is Vinv−Vfc) between the primary side voltage and the load end voltage Vinv in direct connection (step S11, step S11b), thereby the other voltage converter. Since the load end voltage Vinv is controlled by (in this case, SUDC22), one of the voltage converters (in this case, SUC21) Can continue as much as possible formation, improves system efficiency.

また、SUC21及びSUDC22のうち、前記1次側電圧として前記FC電圧Vfcと前記BAT電圧Vbatのうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置(SUC21、又はSUDC22)の当該1次側電圧(FC電圧Vfc、又はBAT電圧Vbat)が、効率要求負荷端電圧Vinvηを上回った場合に、前記電圧変換装置(SUC21、又はSUDC22)の電圧変換動作を停止し直結させる直前(ステップS6:SUC21の直結の直前、ステップS6b:SUDC22の直結の直前)、及び前記電圧変換停止工程(ステップS6:SUC直結、ステップS6b:SUDC22)後に、前記一方の電圧変換装置(SUC21、SUDC22)の前記1次側電圧(FC電圧Vfc、BAT電圧Vbat)が、効率要求負荷端電圧Vinvηを下回っても(ステップS5:NO、ステップS5b:NO)、駆動要求負荷端電圧Vinvdを上回っている(ステップS8:NO、ステップS8b:NO)間は、前記電圧変換動作の停止状態(ステップS6、S6b)を継続する直前に、車両10が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程(ステップS6´)をさらに有し、車両状態把握工程(ステップS6´)にて、車両10が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置(この場合、SUC21又はSUDC22)の電圧変換動作を停止し直結(ステップS6、S6b)させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させるようにしてもよい。   In addition, among the SUC 21 and the SUDC 22, the primary side of any one of the voltage converters (SUC 21 or SUDC 22) to which a high voltage is applied as the primary side voltage among the FC voltage Vfc and the BAT voltage Vbat. When the voltage (FC voltage Vfc or BAT voltage Vbat) exceeds the efficiency required load end voltage Vinvη, immediately before the voltage conversion operation of the voltage converter (SUC21 or SUDC22) is stopped and directly connected (step S6: SUC21). Of the one of the voltage converters (SUC21, SUDC22) immediately after the direct connection, step S6b: immediately before the direct connection of SUDC22) and after the voltage conversion stop step (step S6: direct connection of SUC, step S6b: SUDC22). Side voltage (FC voltage Vfc, BAT voltage Vbat) requires efficiency Even if the voltage is lower than the load end voltage Vinvη (step S5: NO, step S5b: NO), the voltage conversion operation is stopped while the drive required load end voltage Vinvd is higher (step S8: NO, step S8b: NO). Immediately before continuing the state (steps S6, S6b), the vehicle 10 further includes a vehicle state grasping step (step S6 ′) for grasping the vehicle state whether or not the vehicle 10 is in a high-speed running state or an uphill state. In the grasping step (step S6 ′), when it is grasped that the vehicle 10 is in the high-speed traveling state or the climbing state, the voltage conversion operation of the voltage converter (in this case, SUC21 or SUDC22) is stopped. Direct connection (steps S6 and S6b) may be performed, and in the case of direct connection, the stop state of the voltage conversion operation may be continued.

このように、一方の電圧変換装置の直結状態への移行・継続の適否を簡便に判定することができ、且つ、駆動要求負荷端電圧Vinvdが確保されているので、商品性の低下を防止することができる。   In this way, it is possible to easily determine whether or not one of the voltage conversion devices is in the state of being directly connected and continued, and since the drive request load end voltage Vinvd is ensured, it is possible to prevent deterioration in merchantability. be able to.

また、この実施形態に係るFCシステム12の制御方法は、FC電圧Vfcを出力するFC18と、BAT電圧Vbatを出力するBAT20と、インバータ16と、車両駆動用の、インバータ16を通じて駆動される駆動モータ14とからなる負荷30と、FC電圧Vfcを昇圧し負荷端電圧Vinvとしてインバータ16の直流端側に印加するSUC21と、BAT電圧Vbatを昇圧し負荷端電圧Vinvとしてインバータ16の直流端側に印加するSUDC22と、を有するFCシステム12の制御方法において、負荷端電圧Vinvとして、当該FCシステム12への駆動要求に基づいて、負荷30を駆動する駆動要求負荷端電圧Vinvdを決定する要求電圧決定過程(ステップS2)と、駆動モータ14により駆動される車両10が加速状態又は高速走行状態もしくは登坂状態のいずれの状態にあるかを判定する車両状態把握工程(例えば、ステップS6´)と、駆動要求負荷端電圧VinvdとFC電圧VfcとBAT電圧Vbatとに基づきSUC21及びSUDC22の昇圧の要否を判定する昇圧要否判定工程(ステップS6´)と、を有し、昇圧要否判定工程(ステップS6´)では、車両状態把握工程(ステップS6´)において車両10が前記加速状態にあると判定された場合には、SUC21及びSUDC22の両方とも昇圧動作させ(ステップS9:YES→ステップS10→ステップS11又はステップS9:NO→ステップS12→ステップS13)、車両状態把握工程(ステップS6´)において車両10が前記高速走行状態もしくは前記登坂状態にあると判定(ステップS6´:判定K)された場合には、FC電圧Vfc及びBAT電圧Vbatのうち高い方の電圧が印加されているSUC21及びSUDC22のいずれか一方の電圧変換装置(この場合、SUC21)を直結状態(ステップS6)にすると判定する。   In addition, the control method of the FC system 12 according to this embodiment includes an FC 18 that outputs the FC voltage Vfc, a BAT 20 that outputs the BAT voltage Vbat, an inverter 16, and a drive motor that is driven through the inverter 16 for driving the vehicle. 14, a SUC 21 that boosts the FC voltage Vfc and applies it to the DC end side of the inverter 16 as the load end voltage Vinv, and boosts the BAT voltage Vbat and applies it to the DC end side of the inverter 16 as the load end voltage Vinv In the control method of the FC system 12 having the SUDC 22, the required voltage determination process for determining the drive request load end voltage Vinvd for driving the load 30 based on the drive request to the FC system 12 as the load end voltage Vinv. (Step S2) and a vehicle driven by the drive motor 14 A vehicle state grasping step (for example, step S6 ′) for determining whether 0 is in an acceleration state, a high-speed traveling state, or an uphill state, and the drive request load end voltage Vinvd, FC voltage Vfc, and BAT voltage Vbat. Based on a step-up necessity determination step (step S6 ′) for determining whether step-up of the SUC 21 and the SUDC 22 is necessary. In the step-up necessity determination step (step S6 ′), in the vehicle state grasping step (step S6 ′) When it is determined that the vehicle 10 is in the acceleration state, both the SUC 21 and the SUDC 22 are boosted (step S9: YES → step S10 → step S11 or step S9: NO → step S12 → step S13). In the state grasping step (step S6 ′), the vehicle 10 is in the high speed running state or the climbing state Is determined (step S6 ′: determination K), one of the voltage converters of the SUC21 and the SUDC22 to which the higher one of the FC voltage Vfc and the BAT voltage Vbat is applied (in this case) , SUC21) is determined to be in a directly connected state (step S6).

このように、車両状態と駆動要求負荷端電圧VinvdとFC電圧VfcとBAT電圧Vbatとに基づいて第1及び第2変換装置(SUC21及びSUDC22)のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を判定するので、システム効率を向上しながら、第1及び第2変換装置(SUC21及びSUDC22)のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を簡便に判定することができる。   As described above, based on the vehicle state, the drive request load end voltage Vinvd, the FC voltage Vfc, and the BAT voltage Vbat, the voltage converter of any one of the first and second converters (SUC21 and SUDC22) is brought into the direct connection state. Since the transition is determined, it is possible to easily determine the transition of one of the first and second converters (SUC21 and SUDC22) to the directly connected state while improving the system efficiency.

なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description in this specification.

10…燃料電池自動車(FC自動車)
12…燃料電池システム(FCシステム)
14…駆動モータ 16…インバータ(INV)
18…燃料電池(FC) 20…蓄電装置、高電圧バッテリ(BAT)
21…昇圧コンバータ(昇圧器、電圧変換装置、SUC)
22…昇降圧コンバータ(昇降圧器、電圧変換装置、SUDC)
24…ECU
10. Fuel cell vehicle (FC vehicle)
12 ... Fuel cell system (FC system)
14 ... Drive motor 16 ... Inverter (INV)
18 ... Fuel cell (FC) 20 ... Power storage device, High voltage battery (BAT)
21 ... Boost converter (booster, voltage converter, SUC)
22 ... Buck-boost converter (buck-boost, voltage converter, SUDC)
24 ... ECU

Claims (5)

燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
インバータと前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、
前記燃料電池電圧を1次側電圧として昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第1電圧変換装置及び前記蓄電装置電圧を前記1次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第2電圧変換装置と、
を備える燃料電池システムの制御方法において、
前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧と、前記負荷を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧と、を決定する要求電圧決定工程と、
前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧とのいずれの電圧が高いかを比較して判定する比較判定工程と、
前記燃料電池電圧が高いと判定された場合、高いと判定された該燃料電池電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回ったときに、前記第1電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させるか、前記蓄電装置電圧が高いと判定された場合、高いと判定された該蓄電装置電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回ったときに、前記第2電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程と、を有し、
前記第1及び第2電圧変換装置中、直結させた一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
A fuel cell that outputs a fuel cell voltage;
A power storage device that outputs a power storage device voltage;
A load comprising an inverter and a drive motor driven through the inverter;
The fuel cell voltage is boosted as a primary side voltage and applied as a load end voltage to the DC end side of the inverter, and the power storage device voltage is boosted as the primary side voltage and the load end voltage is used as the load end voltage. A second voltage conversion device applied to the DC terminal side of the inverter;
In a control method of a fuel cell system comprising:
As the load end voltage, a required voltage for determining a drive required load end voltage for driving the load and an efficiency required load end voltage for efficiently driving the load based on a drive request to the fuel cell system. A decision process ;
A comparison determination step for determining which voltage of the fuel cell voltage and the power storage device voltage is higher; and
If the fuel cell voltage is determined to be high, the fuel cell voltage is determined to high, when exceeds the efficiency required load end voltage, thereby directly stops the voltage conversion operation of said first voltage conversion device If the power storage device voltage is determined to be high, the voltage conversion operation of the second voltage conversion device is stopped when the power storage device voltage determined to be high exceeds the efficiency required load terminal voltage. A voltage conversion stop process for direct connection ,
While the primary side voltage of one of the voltage converters directly connected in the first and second voltage converters is lower than the efficiency required load end voltage, while being higher than the drive required load end voltage, The control method of the fuel cell system, wherein the voltage conversion operation is stopped.
請求項1に記載の燃料電池システムの制御方法において、
直結中の前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、前記効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧との差電圧を把握する差電圧把握工程を設け、
前記差電圧が、閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程をさらに設ける
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
In the control method of the fuel cell system according to claim 1,
When the primary side voltage of the one voltage conversion device in direct connection is lower than the drive required load end voltage, the efficiency required load end voltage and the primary side voltage of the one voltage conversion device Establish a differential voltage grasping process to grasp the difference voltage,
It said difference voltage, when a value less than the threshold value voltage is set to boost width of the load end voltage becomes the voltage in excess of the efficiency required load end voltage, the one of the voltage converted by the step-up width set A control method for a fuel cell system, further comprising: a step-up width increasing step for starting a voltage conversion operation of the device.
請求項1に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記一方の電圧変換装置の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記1次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置の昇圧幅の指令値を、前記他方の電圧変換装置の前記1次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧との差電圧に設定する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
In the control method of the fuel cell system according to claim 1,
While the stopped state of the voltage conversion operation of the one voltage converter is continuing, the boost of the other voltage converter to which a low voltage is applied as the primary voltage among the fuel cell voltage and the power storage device voltage The control value of a fuel cell system characterized by setting the command value of width to the voltage difference between the primary side voltage of the other voltage converter and the load end voltage during direct connection.
請求項1に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記駆動モータは車両の駆動用であって、
前記第1電圧変換装置及び第2電圧変換装置のうち、前記1次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる直前、及び前記電圧変換停止工程後に、前記一方の電圧変換装置の前記1次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する直前に、前記車両が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程をさらに有し、
前記車両状態把握工程にて、前記車両が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させる
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
In the control method of the fuel cell system according to claim 1,
The drive motor is for driving a vehicle,
Among the first voltage conversion device and the second voltage conversion device, the primary of any one of the voltage conversion devices to which a high voltage is applied as the primary side voltage among the fuel cell voltage and the power storage device voltage. When the side voltage exceeds the efficiency required load end voltage, immediately before the voltage conversion operation of the voltage conversion device is stopped and directly connected, and after the voltage conversion stop step, the primary side of the one voltage conversion device Even if the voltage is lower than the efficiency required load end voltage, while the voltage exceeds the drive required load end voltage, immediately before the voltage conversion operation is stopped, the vehicle is in a high-speed running state or an uphill state. A vehicle state grasping step for grasping the vehicle state whether or not
In the vehicle state grasping step, when it is grasped that the vehicle is in the high-speed running state or the uphill state, the voltage conversion operation of the voltage conversion device is stopped and directly connected. A control method for a fuel cell system, characterized in that the stopped state of the voltage conversion operation is continued.
請求項1〜のいずれか1項に記載の燃料電池システムの制御方法を実施する燃料電池自動車。 A fuel cell vehicle that implements the control method for a fuel cell system according to any one of claims 1 to 4 .
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